JP7162461B2 - ヒータ用部材、ヒータ用テープ、及びヒータ用部材付成形体 - Google Patents

Description

本発明は、ヒータ用部材、ヒータ用テープ、及びヒータ用部材付成形体に関する。

従来、透明体の表面を加熱してその表面に付着した霧及び霜を除去する透明な面状のヒータが知られている。

例えば、特許文献１には、ヒータ付透明体が記載されている。このヒータ付透明体において、透明な基材の表面に導電性透明薄膜が形成されている。例えば、ガラス、アクリル樹脂、及びポリエチレン樹脂などでできた基材の表面の全面に、酸化スズ及び酸化インジウム等の導電性透明薄膜が真空蒸着法又はスパッタリング法等の方法で形成される。特許文献１には、給電電極の導電性透明薄膜に対する密着性が低いことが示唆されている。このため、導電性透明薄膜の上にチタン又はチタン合金よりなる層が形成されており、チタン又はチタン合金よりなる層の上に少なくとも一対の給電電極が設けられている。特許文献１によれば、導電性透明薄膜と給電電極との間に、チタン又はチタン合金よりなる層を設けることにより、給電電極の密着性が向上し、給電電極の剥離が防止される。

特開２００２－１３４２５４号公報

特許文献１によれば、ヒータ付透明体において、導電性透明薄膜と給電電極との間に、チタン又はチタン合金よりなる層を設けることにより、給電電極の剥離が防止される。一方、特許文献１において、ヒータの昇温速度と導電性透明薄膜の耐久性との関係は具体的に検討されていない。

そこで、本発明は、高い昇温速度で動作可能なヒータを構成するのに有利な耐久性を有するヒータ用部材を提供する。また、本発明は、このようなヒータ用部材を備えた、ヒータ用テープ及びヒータ用部材付成形体を提供する。

本発明は、
有機高分子でできたシート状の支持体と、
前記支持体の一方の主面に接触している、酸化インジウムを主成分として含有している多結晶体でできた透明導電膜である発熱体と、
前記発熱体の一方の主面に接触している少なくとも一対の給電用電極と、を備え、
前記発熱体は、１０～１５０Ω／□の範囲内のシート抵抗を有し、
前記発熱体の厚みは、２０ｎｍを超え２００ｎｍ以下であり、
Ｘ線応力測定法によって測定される前記発熱体の内部応力が５００ＭＰａ以下である、
ヒータ用部材を提供する。

また、本発明は、
上記のヒータ用部材と、
前記発熱体が接触している前記支持体の主面である第三主面よりも、前記第三主面の反対側に位置する前記支持体の主面である第四主面の近くに配置されたセパレータと、
前記セパレータと前記支持体との間で、前記セパレータ及び前記支持体に接触している第二粘着層と、備えた、
ヒータ用テープを提供する。

また、本発明は、
上記のヒータ用部材と、
前記発熱体が接触している前記支持体の主面である第三主面よりも、前記第三主面の反対側に位置する前記支持体の主面である第四主面の近くに配置された成形体と、
前記成形体と前記支持体との間で、前記成形体及び前記支持体に接触している第二粘着層と、を備えた、
ヒータ用部材付成形体を提供する。

上記のヒータ用部材は、高い昇温速度で動作可能なヒータを構成するのに有利な耐久性を有する。

図１Ａは、本発明のヒータ用部材の一例を示す断面図である。 図１Ｂは、本発明のヒータ用部材の別の一例を示す断面図である。 図２は、本発明のヒータ用テープの一例を示す断面図である。 図３は、本発明のヒータ用部材付成形体の一例を示す断面図である。 図４は、透明導電膜の内部応力の測定方法を概念的に説明する図である。

本発明者らは、透明体の透明性を保つためのヒータに関する検討の過程で、下記の新たな知見に基づいて本発明に係るヒータ用部材を案出した。

ヒータにおいて、透明体の透明性を損なう霧、霜、及び雪等の付着物を早期に取り除くために、透明導電膜である発熱体の温度が短期間に所望の温度まで上昇することが望ましい。すなわち、ヒータが高い昇温速度（例えば、２０℃／分以上）で動作可能であることが望ましい。このため、透明導電膜が低いシート抵抗を有することが望ましい。透明導電膜の厚みが大きいと、透明導電膜のシート抵抗は低くなるので、透明導電膜の厚みが所定値以上であることが望ましい。本発明者らの検討によれば、ヒータが高い昇温速度で動作可能なように透明導電膜のシート抵抗を低くするためには、透明導電膜である発熱体の厚みは２０ｎｍを超えていることが望ましい。一方で、本発明者らは、高い昇温速度でヒータを動作させた場合に透明導電膜にクラックが発生する場合があることを新たに見出した。そこで、本発明者らは、高い昇温速度でヒータを動作させた場合に透明導電膜においてクラックの発生を防止できる技術について日夜検討を重ねた。その結果、透明導電膜の内部応力（圧縮応力）を特定の範囲に調整することにより、高い昇温速度でヒータを動作させた場合でも透明導電膜が良好な耐久性を有しクラックの発生を防止できることを新たに見出した。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、下記の説明は、本発明を例示的に説明するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるわけではない。

図１Ａに示す通り、ヒータ用部材１ａは、支持体１０と、発熱体２０と、少なくとも一対の給電用電極３０とを備えている。支持体１０は、有機高分子でできており、シート状である。発熱体２０は、支持体１０の一方の主面に接触しており、酸化インジウムを主成分として含有している多結晶体でできた透明導電膜である。少なくとも一対の給電用電極３０は、発熱体２０の一方の主面に接触している。発熱体２０は、１０～１５０Ω／□の範囲内のシート抵抗を有する。発熱体２０の厚みは、２０ｎｍを超え２００ｎｍ以下である。また、Ｘ線応力測定法によって測定される発熱体２０の内部応力が５００ＭＰａ以下である。発熱体２０に発生する内部応力は典型的には圧縮応力である。発熱体２０の内部応力は、Ｘ線応力測定法に従って実施例に記載の方法で測定できる。

ヒータ用部材１ａにおいて、発熱体２０の厚みが２０ｎｍを超えていると、発熱体２０のシート抵抗を１５０Ω／□以下に調整しやすい。発熱体２０が１５０Ω／□以下のシート抵抗を有することにより、発熱体２０の温度を所望の温度まで短期間に上昇させることができる。すなわち、ヒータ用部材１ａを備えたヒータを高い昇温速度で動作させることができる。また、発熱体２０の厚みが２００ｎｍ以下であると、ヒータ用部材１ａを効率良く生産でき、ヒータ用部材１ａの製造コストが低い。加えて、発熱体２０の厚みが２００ｎｍ以下であると、発熱体２０にクラックが発生しにくい。発熱体２０の厚みを２００ｎｍ以下に調整する観点から、発熱体２０のシート抵抗は１０Ω／□以上である。

発熱体２０の厚みが上記のように定められたうえで、発熱体２０の内部応力が５００ＭＰａ以下であると、高い昇温速度でヒータを動作させても透明導電膜においてクラックが発生することを有利に防止でき、ヒータ用部材１ａが良好な耐久性を有する。

発熱体２０の厚みは、望ましくは２５ｎｍ以上であり、より望ましくは２７ｎｍ以上である。発熱体２０の厚みは、望ましくは１８０ｎｍ以下であり、より望ましくは１７０ｎｍ以下である。

発熱体２０のシート抵抗は、望ましくは１０～８０Ω／□であり、より望ましくは１０～６０Ω／□である。

発熱体２０の内部応力は、望ましくは４９０ＭＰａ以下であり、より望ましくは４８０ＭＰａ以下である。

発熱体２０の内部応力には、真応力及び熱応力が関連している。真応力は、透明導電膜を形成するときに発生した透明導電膜の内部の欠陥に起因する応力である。熱応力は、透明導電膜を形成するときの温度条件及び支持体１０と支持体１０に形成された膜との間の線膨張係数の差に起因する応力である。真応力は、透明導電膜を形成する条件（例えば、スパッタリングの条件）を調節して透明導電膜の内部の欠陥を少なくすることにより低減できる。熱応力は、透明導電膜を形成するときの温度条件及び支持体１０の寸法安定性を調節することにより低減できる。このため、透明導電膜を形成する条件及び支持体１０の材料を適切に選択することにより、Ｘ線応力測定法によって測定される発熱体２０の内部応力を５００ＭＰａ以下にできる。

支持体１０は、例えば以下の特性を有する。４ｍｍの幅を有する支持体１０の試験片を幅方向と直交する特定方向に０．０２Ｎの力で引っ張りながら２５℃から１５０℃まで加熱する。このとき、この試験片の特定方向における寸法変化率が－０．２％～１％である。なお、負の寸法変化率は、試験片が収縮することを意味する。支持体１０に透明導電膜を形成する場合、例えば、アニール処理等のために、支持体１０を所定の温度に加熱する必要がある。この場合、仮に、支持体１０の加熱及び冷却に伴う寸法変化が大きいと、透明導電膜の内部応力が大きくなってしまい、高い昇温速度でヒータを動作させた場合に透明導電膜においてクラックが発生しやすい。しかし、支持体１０は、上記の通り、２５℃から１５０℃の温度範囲において、良好な寸法安定性を有するので、発熱体２０の内部応力を５００ＭＰａ以下に調節しやすい。

ヒータ用部材１ａの寸法安定性は、概ね、支持体１０の寸法安定性によって決まる。例えば、ヒータ用部材１ａの一対の電極３０を含まない４ｍｍの幅の試験片を準備する。この試験片を幅方向と直交する特定方向に０．０２Ｎの力で引っ張りながら２５℃から１５０℃まで加熱したときに、この試験片の特定方向における寸法変化率が、例えば、－０．２％～１％である。例えば、支持体１０が２５℃から１５０℃の温度範囲において上記の寸法安定性を有していれば、ヒータ用部材１ａも２５℃から１５０℃の温度範囲においてこのような寸法安定性を有する。

典型的には、所定の範囲の波長の光がヒータ用部材１ａを透過できる。例えば、可視光領域の波長範囲及び近赤外線領域の波長範囲における所定の範囲の波長の光がヒータ用部材１ａを透過できる。

支持体１０の材料は、発熱体２０の内部応力を５００ＭＰａ以下に調節できる限り特定の材料に制限されないが、支持体１０は、望ましくは、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、及び芳香族ポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つでできている。これにより、支持体１０が２５℃から１５０℃の温度範囲において良好な寸法安定性を有し、かつ、ヒータ用部材１ａが所望の透明性を有する。

支持体１０は、ハードコート層、応力緩和層、又は光学調整層等の機能層を備えていてもよい。これらの機能層は、例えば、発熱体２０と接触する支持体１０の一方の主面をなしている。これらの機能層は、発熱体２０の下地でありうる。

支持体１０の厚みは、特定の厚みに制限されないが、良好な透明性、良好な強度、及び取り扱い易さの観点から、例えば、１０μｍ～２００μｍである。支持体１０の厚みは、望ましくは２０μｍ～１８０μｍであり、より望ましくは３０μｍ～１６０μｍである。

発熱体２０は、例えば、１．５×１０^-4～５．０×１０^-4Ω・ｃｍの比抵抗を有する。これにより、２０ｎｍを超え２００ｎｍ以下の厚みに発熱体２０の厚みを調整する場合に、発熱体２０が所望のシート抵抗を有しやすい。発熱体２０は、望ましくは、１．５×１０^-4Ω・ｃｍを超え３．０×１０^-4Ω・ｃｍ以下の比抵抗を有し、より望ましくは１．６×１０^-4Ω・ｃｍ～２．８×１０^-4Ω・ｃｍの比抵抗を有する。

発熱体２０を構成する透明導電膜は、特に制限されないが、望ましくは酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）によってできている。

給電用電極３０は、例えば、１μｍ以上の厚みを有する。この場合、給電用電極３０における電流容量がヒータを高い昇温速度で動作させるのに適した値に調整されやすい。これにより、ヒータを高い昇温速度で動作させる場合に、給電用電極３０が剥離しにくい。なお、この給電用電極３０の厚みは、タッチパネル等の表示デバイスに使用される透明導電性フィルムに形成される電極の厚みに比べると格段に大きい。給電用電極３０は、望ましくは１.５μｍ以上の厚みを有し、より望ましくは２μｍ以上の厚みを有する。給電用電極３０は、例えば５ｍｍ以下の厚みを有し、１ｍｍ以下の厚みを有していてもよく、７００μｍ以下の厚みを有していてもよい。

ヒータ用部材１ａにおいて、一対の給電用電極３０に１２Ｖの直流電圧を加えた場合、発熱体２０の昇温速度は、例えば、２０℃／分以上である。このように、発熱体２０の温度を所望の温度まで短期間に上昇させることができる。一対の給電用電極３０に１２Ｖの直流電圧を加えた場合、発熱体２０の昇温速度は、１５℃／分以上であってもよいが、望ましくは２５℃／分以上であり、より望ましくは３０℃／分以上である。

透明導電膜は、例えば、酸化インジウムを主成分として含有しているターゲット材を用いてスパッタリングを行い、支持体１０の一方の主面にターゲット材に由来する薄膜を形成することにより形成される。望ましくは、高磁場ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、支持体１０の一方の主面にターゲット材に由来する薄膜が形成される。これにより、透明導電膜の中に欠陥が発生しにくく、発熱体２０の内部応力を５００ＭＰａ以下に調節しやすい。

支持体１０の一方の主面に形成された薄膜は、必要に応じて、アニール処理される。例えば、１２０℃～１５０℃の大気中に、薄膜を１時間～３時間置いてアニール処理がなされる。これにより、薄膜の結晶化が促され、多結晶体でできた透明導電膜が有利に形成される。アニール処理時の薄膜の環境の温度及びアニール処理の時間が上記の範囲あれば、透明導電膜の中に欠陥が発生しにくく、発熱体２０の内部応力を５００ＭＰａ以下に調節しやすい。

一対の給電用電極３０は、発熱体２０に電源（図示省略）からの電力を供給できる限り、特に制限されないが、例えば、金属材料でできている。支持体１０と接触している発熱体２０の主面の反対側に位置する発熱体２０の主面の一部を覆うようにマスキングフィルムを配置する。発熱体２０の主面上に別のフィルムが積層されている場合には、そのフィルムの上にマスキングフィルムを配置してもよい。この状態で、化学気相成長法（ＣＶＤ）及び物理気相成長法（ＰＶＤ）等のドライプロセス又はメッキ法等のウェットプロセスにより、発熱体２０の露出部及びマスキングフィルム上に１μｍ以上の金属膜を形成する。その後、マスキングフィルムを取り除くことにより、発熱体２０の露出部上に金属膜が残り、一対の給電用電極３０を形成できる。また、ＣＶＤ及びＰＶＤ等のドライプロセス又はメッキ法等のウェットプロセスにより、発熱体２０の主面上に１μｍ以上の金属膜を形成し、その後、不要な金属膜をエッチングにより除去して、一対の給電用電極３０を形成してもよい。

一対の給電用電極３０は、導電性ペーストによって形成されてもよい。この場合、透明導電膜である発熱体２０に導電性ペーストをスクリーン印刷等の方法によって塗布することによって一対の給電用電極３０を形成できる。

（変形例）
ヒータ用部材１ａは、様々な観点から変更可能である。例えば、ヒータ用部材１ａは、図１Ｂに示すヒータ用部材１ｂのように変更されてもよい。ヒータ用部材１ｂは、特に説明する場合を除き、ヒータ用部材１ａと同様に構成されている。ヒータ用部材１ａの構成要素と同一又は対応するヒータ用部材１ｂの構成要素には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。ヒータ用部材１ａに関する説明は、技術的に矛盾しない限り、ヒータ用部材１ｂにも当てはまる。

図１Ｂに示す通り、ヒータ用部材１ｂは、保護フィルム４０と、第一粘着層４５とをさらに備えている。保護フィルム４０は、第一主面２１よりも第二主面２２の近くに配置されている。第一主面２１は、支持体１０と接触している発熱体２０の主面である。第二主面２２は、第一主面２１の反対側に位置する発熱体２０の主面である。第一粘着層４５は、保護フィルム４０と発熱体２０との間で、保護フィルム４０及び発熱体２０に接触している。このように、保護フィルム４０が第一粘着層４５を介して発熱体２０の第二主面２２に貼り付けられている。発熱体２０は、上記の通り、酸化インジウムを主成分として含有している多結晶体でできているので、その靭性は一般的に低い。このため、保護フィルム４０によって発熱体２０を保護することによって、ヒータ用部材１ａの耐衝撃性を高めることができる。

保護フィルム４０は、適切な透明性を有する限り特に制限されないが、例えば、ヒータ用部材１ａの使用時に良好な寸法安定性を有することが望ましい。この観点から、保護フィルム４０は、望ましくは、下記の特性を有する。４ｍｍの幅を有する保護フィルム４０の試験片を幅方向と直交する特定方向に０．０２Ｎの力で引っ張りながら２５℃から１５０℃まで加熱したときに、この試験片の特定方向における寸法変化率が－０．２％～１％である。これにより、ヒータ用部材１ａの使用時における保護フィルム４０の寸法変化によって保護フィルム４０が剥離しにくい。

保護フィルム４０は、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、及び芳香族ポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つでできている。これにより、支持体１０が２５℃から１５０℃の温度範囲において良好な寸法安定性を有し、かつ、ヒータ用部材１ａが所望の透明性を有する。保護フィルム４０の厚みは、特に制限されないが、例えば２０μｍ～２００μｍであり、望ましくは２５μｍ～１９０μｍであり、より望ましくは３０μｍ～１８０μｍである。これにより、ヒータ用部材１ａが良好な耐衝撃性を有しつつヒータ用部材１ａの厚みが大きくなりすぎることを防止できる。

第一粘着層４５は、例えば、アクリル系粘着剤等の公知の光学用粘着剤によって形成されている。

（ヒータ用テープ）
ヒータ用部材１ａ又はヒータ用部材１ｂを用いて、ヒータ用テープを作製できる。図２に示す通り、ヒータ用テープ２は、ヒータ用部材１ｂと、セパレータ６０と、第二粘着層６５とを備えている。セパレータ６０は、第三主面１３よりも、第四主面１４の近くに配置されている。第三主面１３は、発熱体２０が接触している支持体１０の主面である。第四主面１４は、第三主面１３の反対側に位置する支持体１０の主面である。第二粘着層６５は、セパレータ６０と支持体１０との間で、セパレータ６０及び支持体１０に接触している。セパレータ６０を剥離することにより第二粘着層６５が露出する。その後、第二粘着層６５を被着材に押圧することにより、ヒータ用部材１ａを被着材に貼り付けることができる。ヒータ用テープ２は、ヒータ用部材１ｂに代えて、ヒータ用部材１ａを備えるように変更されてもよい。

セパレータ６０は、典型的には、第二粘着層６５を覆っているときに第二粘着層６５の粘着力を保つことができ、かつ、第二粘着層６５から容易に剥離できるフィルムである。セパレータ６０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル樹脂製のフィルムである。

第二粘着層６５は、例えば、アクリル系粘着剤等の公知の光学用粘着剤によって形成されている。

（ヒータ用部材付成形体）
ヒータ用部材１ａ又はヒータ用部材１ｂを用いて、ヒータ用部材付成形体３を作製できる。図３に示す通り、ヒータ用部材付成形体３は、ヒータ用部材１ｂと、成形体８０と、第二粘着層６５とを備えている。成形体８０は、第三主面１３よりも第四主面１４の近くに配置されている。第三主面１３は、発熱体２０が接触している支持体１０の主面である。第四主面１４は、第三主面１３の反対側に位置する支持体１０の主面である。第二粘着層６５は、成形体８０と支持体１０との間で、成形体８０及び支持体１０に接触している。ヒータ用部材付成形体３は、ヒータ用部材１ｂに代えて、ヒータ用部材１ａを備えるように変更されてもよい。

成形体８０は、典型的には、特定の波長範囲の光を透過させる部品である。例えば、成形体８０の表面に霧、霜、及び雪等の付着物が付着すると、成形体８０を透過すべき光が遮られてしまう。しかし、ヒータ用部材１ｂの一対の給電用電極３０に電圧を加えて発熱体２０を発熱させて成形体８０の表面に付着した、霧、霜、及び雪等の付着物を除去できる。これにより、ヒータ用部材付成形体３の透明性を保つことができる。なお、成形体８０を透過すべき光は、可視光に限られず、紫外光又は近赤外光でありうる。

第二粘着層６５は、例えば、アクリル系粘着剤等の公知の光学用粘着剤によって形成されている。

ヒータ用部材付成形体３は、例えば、ヒータ用テープ２のセパレータ６０を剥離して露出した第二粘着層６５を成形体８０に押圧して、ヒータ用部材１ｂを成形体８０に貼り付けることによって作製できる。

以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されない。まず、各実施例及び各比較例に関する評価方法及び測定方法について説明する。

［厚み測定］
Ｘ線回折装置（リガク社製、製品名：ＲＩＮＴ２２００）を用いて、Ｘ線反射率法によって、各実施例及び各比較例に係るヒータ用部材の透明導電膜（発熱体）の厚みを測定した。結果を表１に示す。また、Ｘ線回折装置を用いて、透明導電膜に対するＸ線回折パターンを得た。Ｘ線としてはＣｕ‐Ｋα線を用いた。すべての実施例及びすべての比較例において、得られたＸ線回折パターンから透明導電膜が多結晶構造であることを確認した。また、触針式表面形状測定器（ＵＬＶＡＣ社製、製品名：Ｄｅｋｔａｋ８）を用いて、各実施例及び各比較例に係るヒータ用部材の透明導電膜上に形成された給電用電極の端部の高さを計測することで、各実施例及び各比較例に係るヒータ用部材の給電用電極の厚みを測定した。結果を表１に示す。

［シート抵抗及び比抵抗］
非接触式抵抗測定装置（ナプソン社製、製品名：ＮＣ－８０ＭＡＰ）を用いて、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｚ ２３１６－１：２０１４に準拠して、渦電流測定法によって各実施例及び各比較例に係るヒータ用部材の透明導電膜（発熱体）のシート抵抗を測定した。結果を表１に示す。加えて、厚み測定により得られた透明導電膜（発熱体）の厚みと、透明導電膜（発熱体）のシート抵抗との積を求めて、各実施例及び各比較例に係るヒータ用部材の透明導電膜（発熱体）の比抵抗を決定した。結果を表１に示す。

［内部応力］
Ｘ線回折装置（リガク社製、製品名：ＲＩＮＴ２２００）を用いて、４０ｋＶ及び４０ｍＡの光源からＣｕ‐Ｋα線（波長λ：０．１５４１ｎｍ）を平行ビーム光学系を通過させて試料に照射し、sin²Ψ法の原理で透明導電膜の内部応力（圧縮応力）を評価した。sin²Ψ法は、多結晶薄膜の結晶格子歪みの角度（Ψ）に対する依存性から、薄膜の内部応力を求める手法である。上記のＸ線回折装置を用い、Θ／２Θスキャン測定によって、２θ＝２９．８°～３１．２°の範囲において０．０２°おきに回折強度を測定した。各測定点における積算時間は１００秒に設定した。得られたＸ線回折（ＩＴＯの（２２２）面のピーク）のピーク角２θと、光源から照射されたＸ線の波長λとから、各測定角度（Ψ）におけるＩＴＯ結晶格子面間隔ｄを算出し、結晶格子面間隔ｄから下記の式（１）及び式（２）の関係から結晶格子歪みεを算出した。λは、光源から照射されたＸ線（Ｃｕ‐Ｋα線）の波長であり、λ＝０．１５４１ｎｍである。ｄ₀は、無応力状態のＩＴＯの格子面間隔であり、ｄ₀＝０．２９１０ｎｍである。ｄ₀の値は、International Centre for Diffraction Data (ICDD)のデータベースに記載された値である。
２ｄsinθ＝λ （１）
ε＝（ｄ－ｄ₀）／ｄ₀ （２）

図４に示す通り、透明導電膜の試料Ｓａの主面に対する法線とＩＴＯ結晶Ｃｒの結晶面の法線とのなす角度（Ψ）が４５°、５２°、６０°、７０°、及び９０°であるそれぞれに場合において、上記のＸ線回折測定を行い、それぞれの角度（Ψ）における結晶格子歪みεを算出した。その後、透明導電膜の面内方向の残留応力（内部応力）σを、sin²Ψと結晶格子歪みεとの関係をプロットした直線の傾きから下記式（３）により求めた。結果を表１に示す。
ε＝｛（１＋ν）／Ｅ｝σsin²Ψ－（２ν／Ｅ）σ （３）

上記の式（３）において、ＥはＩＴＯのヤング率（１１６ＧＰａ）であり、νはポアソン比（０．３５）である。これらの値は、D.G.Neerinck and T.J.Vink, “Depth Profiling of thin ITO films by grazing incidence X-ray diffraction”, Thin Solid Films,278(1996),P12-17 に記載されている値である。図４において、検出器１００は、Ｘ線回折を検出する。

［支持体の寸法変化の評価］
熱機械分析装置（日立ハイテクサイエンス社製、製品名：ＴＭＡ／ＳＳ６１００）を用いて、実施例及び比較例に係るヒータ用部材の支持体の試験片の温度を２５℃から１５０℃まで昇温させたときの試験片の寸法変化率を測定した。試験片の幅は４ｍｍであった。昇温前に試験片を固定したときの一対のチャック間の距離は１０ｍｍであった。試験片には幅方向と直交する方向に０．０２Ｎの引っ張り力を加え続けた。この測定において、試験片の昇温速度は、＋５℃／分に設定した。以下の式（４）から寸法変化率を求めた。結果を表１に示す。Ｄ₁₅₀は、試験片の温度が１５０℃になった時のチャック間の距離である。Ｄ_iは、昇温開始時のチャック間の距離であり、Ｄ_i＝１０ｍｍである。
寸法変化率[％]＝{（Ｄ₁₅₀－Ｄ_i）／Ｄ_i}×１００ （４）

[通電時の昇温速度]
菊水電子工業社製の直流定電圧電源を用いて、各実施例及び各比較例に係るヒータ用部材の一対の給電用電極に１２Ｖの電圧を印加して、ヒータ用部材の透明導電膜（発熱体）に電流を流す通電試験を行った。通電試験の期間中に、フリアーシステムズ社製のサーモグラフィを用いて、透明導電膜（発熱体）又は保護フィルムの表面温度を測定し、昇温速度を算出した。結果を表１に示す。

[透明導電膜におけるクラックの確認]
上記の通電試験の期間中に透明導電膜にクラックが発生するか否かを目視により確認した。結果を表１に示す。表１において、「Ｎ」との表記はクラックが発生していなかったことを意味し、「Ｙ」との表記はクラックが発生していたことを意味する。

上記の通電試験の期間中に給電用電極及び透明導電膜の剥離が発生するか否かを目視により確認した。結果を表１に示す。表１において、「Ｎ」との表記は給電用電極及び透明導電膜の剥離が発生しなかったことを意味し、「Ｙ」との表記は給電用電極及び透明導電膜の剥離が発生したことを意味する。

＜実施例１＞
１２５μｍの厚みを有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のフィルム（帝人フィルムソリューション社製、製品名：テオネックス）の一方の主面上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）（酸化スズの含有率：１０重量％）をターゲット材として用いて、当該ターゲット材の表面での水平磁場の磁束密度が１００ｍＴ（ミリテスラ）の高磁場であり、不活性ガスが存在する状態において、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＩＴＯ膜を形成した。ＩＴＯ膜を形成した後のＰＥＮフィルムを、１５０℃の大気中に３時間置いて、アニール処理を行った。これにより、ＩＴＯを結晶化させ、透明導電膜を形成した。透明導電膜の厚みは１１５ｎｍであった。アニール処理によって得られた透明導電膜は多結晶構造であった。

次に、透明導電膜が形成されたＰＥＮフィルムを短冊状（短辺：３０ｍｍ×長辺：５０ｍｍ）に切り出し、互いに対向しつつ長手方向に延びている透明導電膜の一対の端部が露出するようにマスキングフィルムで透明導電膜の一部を覆った。一対の端部のそれぞれは２ｍｍの幅を有していた。この状態で、透明導電膜及びマスキングフィルムの上に、１００ｎｍの厚みを有するＣｕ薄膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。さらに、Ｃｕ薄膜に対して、湿式めっき処理を行い、Ｃｕの膜の厚みを３μｍまで増加させた。その後、マスキングフィルムを除去して、透明導電膜の一対の端部に相当する部分に一対の給電用電極を形成した。このようにして、実施例１に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例２＞
ＰＥＮフィルムの代わりに、５０μｍの厚みを有する透明ポリイミドフィルム（透明ＰＩ、コーロンインダストリー社製）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例２に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例３＞
ＰＥＮフィルムの代わりに、７５μｍの厚みを有するポリイミドフィルム（ＰＩ、東レ・デュポン社製、製品名：カプトン）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例３に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例４＞
ＰＥＮフィルムの代わりに、１２５μｍの厚みを有するポリカーボネート（ＰＣ）フィルム（住友化学社製、製品名：テクノロイＣ０００）を用いた以外は実施例１と同様にして、実施例４に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例５＞
透明導電膜の厚みが２９ｎｍになるようにＩＴＯ膜の形成におけるＤＣマグネトロンスパッタ法の条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例５に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例６＞
透明導電膜の厚みが１５３ｎｍになるように、ＩＴＯ膜の形成におけるＤＣマグネトロンスパッタ法の条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例６に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例７＞
１２５μｍの厚みを有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のフィルム（帝人社製、製品名：テオネックス）の一方の主面上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）（酸化スズの含有率：１０重量％）をターゲット材として用いて、当該ターゲット材の表面での水平磁場の磁束密度が１００ｍＴ（ミリテスラ）の高磁場であり、不活性ガスが存在する状態において、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、ＩＴＯ膜を形成した。ＩＴＯ膜を形成した後のＰＥＮフィルムを、１５０℃の大気中に３時間置いて、アニール処理を行った。これにより、ＩＴＯを結晶化させ、透明導電膜を形成した。透明導電膜の厚みは１１５ｎｍであった。アニール処理によって得られた透明導電膜は多結晶構造であった。

次に、透明導電膜が形成されたＰＥＮフィルムを短冊状（短辺：３０ｍｍ×長辺：５０ｍｍ）に切り出し、互いに対向しつつ長手方向に延びている透明導電膜の一対の端部が露出するようにマスキングフィルムで透明導電膜の一部を覆った。一対の端部のそれぞれは２ｍｍの幅を有していた。この状態で、透明導電膜及びマスキングフィルムの上に、銀ペーストをスクリーン印刷した。銀ペーストの印刷層が十分に硬化した後、マスキングフィルムを除去して、透明導電膜の一対の端部に相当する部分に一対の給電用電極を形成した。給電用電極の厚みは３μｍであった。このようにして、実施例７に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例８＞
透明導電膜の厚みが５０ｎｍになるように、ＩＴＯ膜の形成におけるＤＣマグネトロンスパッタ法の条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例８に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例９＞
ＩＴＯ膜のアニール処理における温度を１８０℃に変更した以外は、実施例８と同様にして、実施例９に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例１０＞
給電用電極の厚みが２０μｍになるように、Ｃｕ薄膜に対する湿式めっき処理の条件を変更した以外は、実施例８と同様にして、実施例１０に係るヒータ用部材を作製した。

＜実施例１１＞
透明導電膜の厚みが２１ｎｍになるように、ＩＴＯ膜の形成におけるＤＣマグネトロンスパッタ法の条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例１１に係る面状ヒータ用部材を作製した。

＜実施例１２＞
透明導電膜の厚みが１６８ｎｍになるように、ＩＴＯ膜の形成におけるＤＣマグネトロンスパッタ法の条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、実施例１２に係る面状ヒータ用部材を作製した。

＜実施例１３＞
１２５μｍの厚みを有するポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のフィルム（帝人社製、製品名：テオネックス）の一方の主面上に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）（酸化スズの含有率：１０重量％）をターゲット材として用いて、当該ターゲット材の表面での水平磁場の磁束密度が１００ｍＴ（ミリテスラ）の高磁場であり、不活性ガスが存在する状態において、ＤＣマグネトロンスパッタ法により、１１５ｎｍの厚みのＩＴＯ膜を形成した。ＩＴＯ膜を形成した後のＰＥＮフィルムを、１５０℃の大気中に３時間置いて、アニール処理を行った。これにより、ＩＴＯを結晶化させ、透明導電膜を形成した。アニール処理によって得られた透明導電膜は多結晶構造であった。

次に、透明導電膜が形成されたＰＥＮフィルムを短冊状（短辺：３０ｍｍ×長辺：５０ｍｍ）に切り出し、互いに対向しつつ長手方向に延びている透明導電膜の一対の端部が露出するように粘着剤付ＰＥＮフィルム（粘着剤層の厚み：５０μｍ、ＰＥＮフィルム（保護フィルム）の厚み：５０μｍ）を透明導電膜の一部に貼り付けた。一対の端部のそれぞれは２ｍｍの幅を有していた。さらに、粘着剤付ＰＥＮフィルムをマスキングフィルムで覆い、透明導電膜及びマスキングフィルムの上に、１００ｎｍの厚みを有するＣｕ薄膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。さらに、Ｃｕ薄膜に対して、湿式めっき処理を行い、Ｃｕの膜の厚みを３μｍまで増加させた。その後、マスキングフィルムを除去して、透明導電膜の一対の端部に相当する部分に一対の給電用電極を形成した。このようにして、実施例１３に係る面状ヒータ用部材を作製した。

＜比較例１＞
ＰＥＮフィルムの代わりに、１２５μｍの厚みを有する２軸延伸ＰＥＴフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例１に係るヒータ用部材を作製した。

＜比較例２＞
ＰＥＮフィルムの代わりに、１２５μｍの厚みを有するポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）フィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして、比較例２に係るヒータ用部材を作製した。

＜比較例３＞
透明導電膜の厚みが３００ｎｍになるように、ＩＴＯ膜の形成におけるＤＣマグネトロンスパッタ法の条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例３に係るヒータ用部材を作製した。

＜比較例４＞
透明導電膜の厚みが１５ｎｍになるように、ＩＴＯ膜の形成におけるＤＣマグネトロンスパッタ法の条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例４に係るヒータ用部材を作製した。

＜比較例５＞
ＰＥＮフィルムの代わりに、１２５μｍの厚みを有する２軸延伸ＰＥＴフィルムを用いた以外は、実施例８と同様にして、比較例１に係るヒータ用部材を作製した。

＜参考例１＞
給電用電極の厚みが０．３μｍになるように、Ｃｕ薄膜に対する湿式めっき処理の条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、参考例１に係るヒータ用部材を作製した。

＜参考例２＞
給電用電極の厚みが０．３μｍになるように、銀ペーストのスクリーン印刷の条件を変更した以外は、実施例７と同様にして、参考例２に係るヒータ用部材を作製した。

表１に示す通り、比較例１～３、５に係るヒータ用部材の通電試験において、透明導電膜にクラックが発生することが確認された。比較例１、２、及び５に係るヒータ用部材の透明導電膜は５００ＭＰａを超える内部応力（圧縮応力）を有しており、２５℃から１５０℃の温度範囲における支持体の寸法安定性も良好であるとは言い難かった。比較例３に係るヒータ用部材の透明導電膜の厚みは３００ｎｍであった。これに対し、実施例１～１３に係るヒータ用部材の通電試験において、透明導電膜にクラックが発生しないことが確認された。透明導電膜（発熱体）の内部応力が５００ＭＰａ以下であること、２５℃から１５０℃の温度範囲における支持体の寸法安定性が良好であること、及び透明導電膜の厚みが２０ｎｍを超え２００ｎｍ以下であることが、ヒータ用部材の発熱体の昇温速度が高い場合に透明導電膜にクラックが発生することを防止する観点から、重要であることが示唆された。

表１に示す通り、比較例４に係るヒータ用部材の通電試験において、透明導電膜にクラックは発生しなかったものの、透明導電膜の昇温速度は２０℃／分未満（８℃／分）であった。比較例４に係るヒータ用部材において、透明導電膜のシート抵抗が高いためにこのような低い昇温速度が測定されたと考えられる。このため、比較例４に係るヒータ用部材は短期間で透明導電膜の温度を所望の温度まで上昇させることが難しいことが示唆された。これに対し、実施例１～１３に係るヒータ用部材の通電試験において、透明導電膜の昇温速度は２０℃／分を超えていた。参考例１及び２に係るヒータ用部材の通電試験において、給電用電極及び透明導電膜の剥離並びに透明導電膜におけるクラックは発生しなかったが、透明導電膜の昇温速度は１５℃／分であった。これらの結果を踏まえると、短期間で透明導電膜の温度を所望の温度まで上昇させるために、透明導電膜のシート抵抗値を１５０Ω／□以下に設定し、給電用電極の厚みを１μｍ以上にすることが望ましいことが示唆された。

１ａ、１ｂ ヒータ用部材
２ ヒータ用テープ
３ ヒータ用部材付成形体
１０ 支持体
１３ 第三主面
１４ 第四主面
２０ 発熱体
２１ 第一主面
２２ 第二主面
３０ 給電用電極
４０ 保護フィルム
４５ 第一粘着層
６０ セパレータ
６５ 第二粘着層
８０ 成形体

Claims (9)

1. 有機高分子でできたシート状の支持体と、
   前記支持体の一方の主面に接触している、酸化インジウムを主成分として含有している多結晶体でできた透明導電膜である発熱体と、
   前記発熱体の一方の主面に接触している少なくとも一対の給電用電極と、を備え、
   前記発熱体は、１０～１５０Ω／□の範囲内のシート抵抗を有し、
   前記発熱体の厚みは、２０ｎｍを超え２００ｎｍ以下であり、
   Ｘ線応力測定法によって測定される前記発熱体の内部応力が５００ＭＰａ以下であり、
   前記発熱体は、前記一対の給電用電極に１２Ｖの直流電圧を印加した場合に３０℃／分以上の昇温速度を示す、
   ヒータ用部材。
2. ４ｍｍの幅を有する前記支持体の試験片を幅方向と直交する特定方向に０．０２Ｎの力で引っ張りながら２５℃から１５０℃まで加熱したときに、前記試験片の前記特定方向における寸法変化率が－０．２％～１％である、請求項１に記載のヒータ用部材。
3. 当該ヒータ用部材の前記一対の給電用電極を含まない４ｍｍの幅の試験片を幅方向と直交する特定方向に０．０２Ｎの力で引っ張りながら２５℃から１５０℃まで加熱したときに、前記試験片の前記特定方向における寸法変化率が－０．２％～１％である、請求項１に記載のヒータ用部材。
4. 前記支持体は、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、及び芳香族ポリアミドからなる群から選ばれる少なくとも１つでできている、請求項１～３のいずれか１項に記載のヒータ用部材。
5. 前記発熱体は、１．５×１０^-4～５．０×１０^-4Ω・ｃｍの比抵抗を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載のヒータ用部材。
6. 前記給電用電極は、１μｍ以上の厚みを有する、請求項１～５のいずれか１項に記載のヒータ部材。
7. 前記支持体と接触している前記発熱体の主面である第一主面よりも、前記第一主面の反対側に位置する前記発熱体の主面である第二主面の近くに配置された保護フィルムと、
   前記保護フィルムと前記発熱体との間で、前記保護フィルム及び前記発熱体に接触している第一粘着層と、をさらに備えた、
   請求項１～６のいずれか１項に記載のヒータ用部材。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のヒータ用部材と、
   前記発熱体が接触している前記支持体の主面である第三主面よりも、前記第三主面の反対側に位置する前記支持体の主面である第四主面の近くに配置されたセパレータと、
   前記セパレータと前記支持体との間で、前記セパレータ及び前記支持体に接触している第二粘着層と、備えた、
   ヒータ用テープ。
9. 請求項１～７のいずれか１項に記載のヒータ用部材と、
   前記発熱体が接触している前記支持体の主面である第三主面よりも、前記第三主面の反対側に位置する前記支持体の主面である第四主面の近くに配置された成形体と、
   前記成形体と前記支持体との間で、前記成形体及び前記支持体に接触している第二粘着層と、を備えた、
   ヒータ用部材付成形体。

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