具体实施方式

本发明人等针对具备透明导电性氧化物层的加热器进行了反复研究，基于以下的新见解而想出了本发明的加热器。

专利文献1记载的加热器中的电极使用导电性墨来形成，认为该电极在长度方向上的电阻高于由金属材料形成的电极。专利文献1所述的加热器中，电极的长度方向的端部连接于电源。由于电极在长度方向上的电阻相对较高，因此认为在连接于电源的电极的端部附近的透明薄膜导电层的部位流通的电流的大小与在从连接于电源的电极的端部远离的透明薄膜导电层的部位流通的电流的大小之间的差异较大。其结果，连接于电源的电极的端部附近的透明薄膜导电层的部位处的发热量与从连接于电源的电极的端部远离的透明薄膜导电层的部位处的发热量之间的差异较大，加热器的发热量产生空间上的不均匀。此外，使用导电性墨形成电极的情况下，认为电路整体的电阻容易变大，难以提高加热器的发热量。另外，认为使用导电性墨形成的电极容易剥离。根据专利文献2中记载的技术，认为利用导电性金属箔能够降低电极在长度方向上的电阻。但是，专利文献2中记载的加热器的电极也具备导电性树脂层，因此专利文献2中记载的技术有进一步降低电极在长度方向上的电阻的余地。

想要仅依靠以往的透明导电性氧化物层来降低发热体的电阻时，必须使透明导电性氧化物层的厚度相当大。具有大的厚度的透明导电性氧化物层容易产生裂纹。

于是，为了开发即使一对供电用电极与透明导电性氧化物层电连接，也能发挥高的发热量、并且能抑制发热体中发热量在空间上不均匀的加热器，本发明人等反复不断地进行研究。经过大量反复试验和多次失败，其结果，通过彻底重新研究透明导电性氧化物层的制作条件，从而成功地降低了构成透明导电性氧化物层的材料的电阻率，能够将透明导电性氧化物层的厚度控制得较小且降低发热体的电阻。此外，以使用这种透明导电性氧化物层为前提，从抑制发热量在空间上不均匀的观点出发，对于理想的电极的电阻与透明导电性氧化物层的电阻之间的关系进行了研究。

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，下述说明是示例性说明本发明的内容，本发明不限定于以下的实施方式。

如图1A及图1B所示，加热器1a具备基板10、透明导电性氧化物层20、第一供电用电极31和第二供电用电极32。透明导电性氧化物层20配置在基板10上。基板10代表性的是与透明导电性氧化物层20的主表面21(第一主表面)接触。加热器1a中，透明导电性氧化物层20作为发热体发挥功能。第一供电用电极31与透明导电性氧化物层20电连接，且沿特定方向延伸。第一供电用电极31具有在特定方向上表现出最大尺寸的细长的形状。第二供电用电极32与透明导电性氧化物层20电连接，与第一供电用电极31分离，且沿特定方向延伸。换言之，在第二主表面22上，第二供电用电极32与第一供电用电极31平行地延伸。第二供电用电极32具有在特定方向上表现出最大尺寸的细长的形状。第一供电用电极31在特定方向上的电阻R_e1与第二供电用电极32在特定方向上的电阻R_e2的和(R_e1+R_e2)相对于第一供电用电极31与第二供电用电极32之间的透明导电性氧化物层20的电阻R_H的比(R_e1+R_e2)/R_H为45％以下。此外，透明导电性氧化物层20具有20～250nm的厚度，且由具有1.4×10^-4～3.0×10^-4Ω·cm的电阻率的材料形成。

在第一供电用电极31及第二供电用电极32上，安装有用于使加热器1a与电源电连接的布线(省略图示)。该布线的安装位置只要能对加热器1a供给期望的电力就没有特别限定。该布线可以在第一供电用电极31及第二供电用电极32的厚度方向上安装于相同侧，也可以安装于不同侧。例如，该布线安装于第一供电用电极31的特定方向上的端部31e及第二供电用电极32的特定方向上的端部32e。端部31e及端部32e在特定方向上位于加热器1a的相同侧。端部31e及端部32e也可以在特定方向上位于加热器1a的不同侧。

如上所述，透明导电性氧化物层20由具有低电阻率的材料形成，因此加热器1a能发挥高的发热量。此外，虽然透明导电性氧化物层20的厚度小至20～250nm，但加热器1a能够发挥高的发热量。需要说明的是，透明导电性氧化物层20的厚度小至20～250nm时，透明导电性氧化物层20中不易产生裂纹。(R_e1+R_e2)/R_H为45％以下，因此R_e1+R_e2小于R_H，能够抑制发热体中发热量在空间上不均匀。(R_e1+R_e2)/R_H可以为35％以下，也可以为25％以下。

透明导电性氧化物层20可以由具有1.5～2.9×10^-4Ω·cm的电阻率的材料形成，也可以由具有1.6～2.8×10^-4Ω·cm的电阻率的材料形成。

透明导电性氧化物层20的厚度可以为30～230nm，也可以为40～200nm。

例如，构成第一供电用电极31的材料具有4×10^-5Ω·m以下的电阻率，并且，构成第二供电用电极32的材料具有4×10^-5Ω·m以下的电阻率。这从满足(R_e1+R_e2)/R_H为45％以下的关系的观点出发是有利的。构成第一供电用电极31的材料可以具有8×10^-6Ω·m以下的电阻率，构成第一供电用电极31的材料可以具有6×10^-6Ω·m以下的电阻率。构成第二供电用电极32的材料可以具有8×10^-6Ω·m以下的电阻率，构成第二供电用电极32的材料可以具有6×10^-6Ω·m以下的电阻率。

例如，构成第一供电用电极31的材料为金属材料，并且，构成第二供电用电极32的材料为金属材料。这从满足(R_e1+R_e2)/R_H为45％以下的关系的观点出发是有利的。金属材料可以为铜等单质金属或不锈钢等合金。第一供电用电极31及第二供电用电极32分别可以由单一金属材料形成，也可以由多种金属材料形成。

例如，第一供电用电极31具有1μm以上的厚度，并且，第二供电用电极32具有1μm以上的厚度。这从满足(R_e1+R_e2)/R_H为45％以下的关系的观点出发是有利的。另外，使加热器1a以高的升温速度工作时，第一供电用电极31及第二供电用电极32不易破坏。需要说明的是，该供电用电极30的厚度显著大于触摸面板等显示装置中使用的透明导电性薄膜上形成的电极的厚度。第一供电用电极31的厚度可以为2μm以上、也可以为3μm以上、也可以为5μm以上。第一供电用电极31的厚度例如可以为200μm以下、也可以为150μm、也可以为100μm以下。第二供电用电极31的厚度可以为2μm以上、也可以为3μm以上、也可以为5μm以上。第二供电用电极32的厚度例如为200μm以下、也可以为150μm以下、也可以为100μm以下。

构成透明导电性氧化物层20的材料例如包含铟氧化物作为主成分。本说明书中，“主成分”是指，以质量基准计含量最多的成分。构成透明导电性氧化物层20的材料理想的是铟锡氧化物(ITO)。ITO中的氧化锡的含有率例如为4～14质量％、理想的是5～13质量％。构成透明导电性氧化物层20的ITO理想的是具有多晶结构。这从保持透明导电性氧化物层20的电阻率较低的观点出发是有利的。

由霍尔效应测定确定的透明导电性氧化物层20的载流子密度例如为6.0×10²⁰cm^-3以上。霍尔效应测定例如根据van der Pauw法实施。透明导电性氧化物层20的载流子密度这样高时，容易将构成透明导电性氧化物层20的材料的电阻率调节至上述范围。因此，加热器1a容易发挥高的发热量。

透明导电性氧化物层20的载流子密度理想的是7.0×10²⁰cm^-3以上、更理想的是7.5×10²⁰cm^-3以上。透明导电性氧化物层20的载流子密度例如为16×10²⁰cm^-3以下。

加热器1a中，透明导电性氧化物层20的霍尔迁移率例如为15cm²/(V·s)以上。由此，容易将构成透明导电性氧化物层20的材料的电阻率调节至上述范围。因此，加热器1a容易发挥高的发热量。

透明导电性氧化物层20的霍尔迁移率理想的是10cm²/(V·s)以上、更理想的是12cm²/(V·s)以上。透明导电性氧化物层20的霍尔迁移率例如为50cm²/(V·s)以下。

基板10例如具有挠性。该情况下，基板10的材料只要具有挠性就没有特别限定，基板10例如由有机高分子形成。基板10例如由选自由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚醚酮、及芳香族聚酰胺组成的组中的至少一种形成。基板10可以为具有挠性的薄板玻璃。

基板10的厚度不限定于特定的厚度，从良好的透明性、良好的强度、及容易处理的观点出发，例如为10～200μm。基板10的厚度可以为15～180μm、也可以为20～160μm。

基板10可以具有硬涂层、应力松弛层、或光学调整层等功能层。这些功能层例如构成与透明导电性氧化物层20接触的基板10的一个主表面。这些功能层可以为透明导电性氧化物层20的基底。

透明导电性氧化物层20没有特别限定，例如如下得到：使用含有氧化铟作为主成分的靶材进行溅射，在基板10的一个主表面形成源自靶材的薄膜，从而得到。理想的是，通过高磁场DC磁控溅射法，在基板10的一个主表面形成源自靶材的薄膜。该情况下，能够在低温下形成透明导电性氧化物层20。因此，例如即使基板10的耐热温度不高，也能够在基板10上形成透明导电性氧化物层20。此外，透明导电性氧化物层20中不易产生缺陷，透明导电性氧化物层20的内部应力容易变低。另外，通过调整溅射的条件，容易形成作为透明导电性氧化物层20的理想的薄膜。例如，通过在高磁场DC磁控溅射法中将靶材表面的水平磁场调整为规定的大小，从而透明导电性氧化物层20的霍尔迁移率提高，从电阻率的观点出发容易得到期望的透明导电性氧化物层20。

在基板10的一个主表面上形成的薄膜根据需要进行退火处理。例如，在120℃～150℃的大气中，将薄膜放置1小时～3小时来进行退火处理。由此，促进薄膜的结晶化，有利地形成由多晶体形成的透明导电性氧化物层20。退火处理时的薄膜的环境温度及退火处理的时间为上述范围时，基板10的耐热温度不高也是可以的，可以使用有机高分子作为基板10的材料。此外，透明导电性氧化物层20中不易产生缺陷，透明导电性氧化物层20的内部应力容易变低。通过调整退火处理的条件，从电阻率的观点出发容易得到期望的透明导电性氧化物层20。例如，通过将退火处理时的氧供给量限制在规定的范围，从而容易得到具有高载流子密度的多晶体的透明导电性氧化物层，容易将透明导电性氧化物层20的电阻率调整至期望的范围。

第一供电用电极31及第二供电用电极32例如如下制作。以覆盖透明导电性氧化物层20的第二主表面22的一部分的方式配置掩膜。在透明导电性氧化物层20的第二主表面22上层叠有其它的薄膜的情况下，可以在该薄膜上配置掩膜。在该状态下，通过化学气相沉积法(CVD)及物理气相沉积法(PVD)等干式工艺或镀覆法等湿式工艺，在透明导电性氧化物层20的露出部及掩膜上形成1μm以上的金属膜。然后，去掉掩膜，从而能够在透明导电性氧化物层20的露出部上残留金属膜，形成第一供电用电极31及第二供电用电极32。另外，也可以通过CVD及PVD等干式工艺或镀覆法等湿式工艺，在透明导电性氧化物层20的第二主表面22上形成1μm以上的金属膜，然后通过蚀刻去除不需要的金属膜，从而形成第一供电用电极31及第二供电用电极32。

加热器1a可以从各种观点出发进行变更。例如，加热器1a可以如图2所示的加热器1b那样变更。加热器1b除了特别说明的情况之外与加热器1a同样地构成。对于与加热器1a的构成要素相同或相应的加热器1b的构成要素，标记相同的标记，省略详细说明。关于加热器1a的说明只要技术上不存在矛盾就也适用于加热器1b。

如图2所示，加热器1b具备保护层40。保护层40配置在透明导电性氧化物层20的与靠近第一主表面21相比更靠近第二主表面22的位置。保护层40例如具备规定的保护薄膜、以及将保护薄膜粘贴于透明导电性氧化物层20的第二主表面22的粘合剂层。构成透明导电性氧化物层20的材料的韧性代表性的是较低。因此，用保护层40保护透明导电性氧化物层20，加热器1b具有高的耐冲击性。保护层40中的保护薄膜的材料没有特别限定，例如为氟树脂、有机硅、丙烯酸类树脂、及聚酯等合成树脂。保护薄膜的厚度没有特别限制，例如为20～200μm。由此，加热器1b具有良好的耐冲击性，且能够防止加热器1b的厚度过度变大。粘合剂层例如由丙烯酸系粘合剂等公知的粘合剂形成。

可以使用加热器1a制作带有加热器的物品。例如，如图3所示，带有加热器的物品2具备成形体50、粘合层60和加热器1a。成形体50具有被粘面51。成形体50由金属材料或合成树脂形成。粘合层60与被粘面51接触。粘合层60例如由丙烯酸系粘合剂等公知的粘合剂形成。加热器1a与粘合层60接触且通过粘合层60安装于成形体50。

粘合层60例如可以预先形成在加热器1a的基板10的与透明导电性氧化物层20接触的主表面的相反侧的主表面。该情况下，使粘合层60与被粘面51相对，将加热器1a按压于成形体50，从而能够将加热器1a安装至成形体50。另外，粘合层60也可以用分隔件(省略图示)覆盖。该情况下，在将加热器1a安装至成形体50时，将分隔件剥离，粘合层60露出。分隔件60例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯树脂制的薄膜。

加热器1a例如在实施使用近红外线的处理的装置中配置在该近红外线的光路上。该装置例如使用近红外线来进行传感或通信等规定的处理。成形体50例如构成这种装置的壳体。

实施例

以下，通过实施例更详细地说明本发明。需要说明的是，本发明不限定于以下的实施例。首先，对关于实施例及比较例的评价方法及测定方法进行说明。

[厚度测定]

使用X射线衍射装置(Rigaku Corporation制、产品名：RINT2200)，通过X射线反射率法，测定各实施例及各比较例的加热器的透明导电性氧化物层(发热体)的厚度。将结果示于表1。另外，使用X射线衍射装置，获得针对透明导电性氧化物层的X射线衍射图案。作为X射线，使用CuKα射线。各实施例中，由所得X射线衍射图案确认了透明导电性氧化物层(发热体)为多晶结构。另外，使用触针式表面形状测定器(ULVAC,INC.制、产品名：Dektak8)，测量各实施例及各比较例的加热器的供电用电极的端部的高度，从而测定各实施例及各比较例的加热器的供电用电极的厚度。将结果示于表1。

[薄层电阻、电阻率、及电阻]

使用非接触式电阻测定装置(Napson Corporation制、产品名：NC-80MAP)，根据日本工业标准(JIS)Z 2316-1：2014，通过涡电流测定法来测定各实施例及各比较例的加热器的透明导电性氧化物层(发热体)的薄层电阻。将结果示于表1。此外，求出通过厚度测定所得到的透明导电性氧化物层(发热体)的厚度与透明导电性氧化物层(发热体)的薄层电阻的乘积，确定各实施例及各比较例的加热器的透明导电性氧化物层(发热体)的电阻率。将结果示于表1。需要说明的是，表1中的供电用电极的电阻率为基于文献或规格书的记载得到的值。由供电用电极的电极的尺寸及电阻率求出一对供电用电极的长度方向上的电阻之和(R_e1+R_e2)。将结果示于表2。此外，由透明导电性氧化物层的薄层电阻和一对供电用电极间的距离求出一对供电用电极之间的透明导电性氧化物层的电阻R_H。将结果示于表2。

[霍尔效应测定]

使用霍尔效应测定装置(TOYO Corporation制、产品名：ResiTest 8400)，针对各实施例及各比较例的加热器的透明导电性氧化物层(发热体)，根据van der Pauw法进行霍尔效应测定。由霍尔效应测定的结果求出各实施例及各比较例的加热器的透明导电性氧化物层(发热体)的载流子密度。将结果示于表1。

[加热器特性]

使用菊水电子工业株式会社制的直流恒定电压电源，对各实施例及各比较例的加热器的一对供电用电极施加12V的电压，进行在加热器的透明导电性氧化物层(发热体)中流通电流的通电试验。用于使加热器与电源连接的布线安装于供电用电极的长度方向上的相同侧的端部。在通电试验的期间中，使用FLIR Systems,Inc.制的温度记录仪(Thermography)，测定透明导电性氧化物层(发热体)的表面温度，算出升温速度。将面内的升温速度的最高值及最低值的结果示于表2。

[耐裂纹性]

将形成有透明导电性氧化物层的薄膜切成2cm×10cm的矩形状，制作用于评价耐裂纹性的试验片。将该试验片沿长度方向以透明导电性氧化物层为外侧的方式缠绕在直径25mm的不锈钢制的圆棒上，在试验片的两端安装112.5g的重物，将使重物垂下的状态保持30秒。然后，通过目视确认透明导电性氧化物层中有无裂纹产生。将结果示于表2。

＜实施例1＞

在具有100μm的厚度的聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)的薄膜(Teijin FilmSolutions Limited制、产品名：TEONEX))的一个主表面上，使用氧化铟锡(ITO)(氧化锡的含有率：10重量％)作为靶材，该靶材的表面的水平磁场的磁通密度为100mT(毫特斯拉)的高磁场，在非活性气体存在的状态下，通过DC磁控溅射法，形成ITO膜。将形成ITO膜后的PEN薄膜在150℃的大气中放置3小时，进行加热退火处理。由此，使ITO结晶化，形成透明导电性氧化物层。透明导电性氧化物层的厚度为50nm。

接着，将形成有透明导电性氧化物层的PEN薄膜切割成矩形条状，以彼此相对地延伸的透明导电性氧化物层的一对端部露出的方式用掩膜覆盖透明导电性氧化物层的一部分。一对端部分别具有2mm的宽度。在该状态下，在透明导电性氧化物层及掩膜上通过DC磁控溅射法形成具有100nm的厚度的Cu薄膜。进而，对Cu薄膜进行湿式镀覆处理，使Cu膜的厚度增加至20μm。然后，去除掩膜，在相当于透明导电性氧化物层的一对端部的部分形成一对供电用电极(第一供电用电极及第二供电用电极)。如此，得到实施例1的加热器。各供电用电极与透明导电性氧化物层的接触面的长度为60mm，一对供电用电极间的距离为20mm。

＜实施例2＞

以各供电用电极与透明导电性氧化物层的接触面的长度成为100mm的方式，调整形成有透明导电性氧化物层的PEN薄膜的切割及供电用电极的制作的条件，除此之外，与实施例1同样操作，制作实施例2的加热器。

＜实施例3＞

以各供电用电极与透明导电性氧化物层的接触面的长度成为500mm的方式，调整形成有透明导电性氧化物层的PEN薄膜的切割及供电用电极的制作的条件，除此之外，与实施例1同样操作，制作实施例3的加热器。

＜实施例4＞

除了下述方面之外与实施例1同样地操作，制作实施例4的加热器。以透明导电性氧化物层的厚度成为200nm的方式，调整用于形成ITO膜的DC磁控溅射法的条件。以各供电用电极与透明导电性氧化物层的接触面的长度成为100mm的方式，并且，以一对供电用电极间的距离成为100mm的方式，调整形成有透明导电性氧化物层的PEN薄膜的切割及供电用电极的制作的条件。

＜实施例5＞

除了下述方面之外与实施例1同样地操作，制作实施例5的加热器。以透明导电性氧化物层的厚度成为35nm的方式，调整用于形成ITO膜的DC磁控溅射法的条件。以各供电用电极与透明导电性氧化物层的接触面的长度成为100mm的方式，调整形成有透明导电性氧化物层的PEN薄膜的切割及供电用电极的制作的条件。

＜实施例6＞

除了下述方面之外与实施例1同样地操作，制作实施例6的加热器。以透明导电性氧化物层的厚度成为120nm的方式，调整用于形成ITO膜的DC磁控溅射法的条件。以各供电用电极与透明导电性氧化物层的接触面的长度成为100mm的方式，调整形成有透明导电性氧化物层的PEN薄膜的切割及供电用电极的制作的条件。

＜实施例7＞

以供电用电极为镍制的方式调整供电用电极的制作条件，除此之外，与实施例2同样操作，制作实施例7的加热器。

＜实施例8＞

以供电用电极为SnPb(锡铅)合金的方式调整供电用电极的制作条件，除此之外，与实施例2同样操作，制作实施例7的加热器。

＜实施例9＞

以供电用电极的厚度成为2μm的方式调整供电用电极的制作条件，除此之外，与实施例2同样操作，制作实施例9的加热器。

＜比较例1＞

除了下述方面之外，与实施例1同样操作，制作比较例1的加热器。将形成有透明导电性氧化物层的PEN薄膜切割成矩形条状，在彼此相对地延伸的透明导电性氧化物层的一对端部涂布分散有银颗粒的糊剂(藤仓化成株式会社制、产品名：DOTITED-500)并使其固化，形成具有20μm的厚度的一对供电用电极。各供电用电极与透明导电性氧化物层的接触面的长度为100mm，一对供电用电极间的距离为20mm。

＜比较例2＞

除了下述方面之外，与实施例1同样操作，制作比较例2的加热器。以构成透明导电性氧化物层的材料(ITO)的电阻率为8.0×10^-4Ω·cm的方式调整透明导电性氧化物层的制作条件。具体而言，不进行加热退火处理，以非晶质ITO形成透明导电性氧化物层。此外，以各供电用电极与透明导电性氧化物层的接触面的长度成为100mm的方式，调整形成有透明导电性氧化物层的PEN薄膜的切割及供电用电极的制作的条件。

＜比较例3＞

除了下述方面之外，与比较例2同样操作，制作比较例3的加热器。以透明导电性氧化物层的厚度成为320nm的方式调整DC磁控溅射法的条件。需要说明的是，对具有320nm的厚度的非晶质ITO膜进行加热退火处理时，产生卷曲及裂纹，无法制作可使用的加热器。

如表2所示，通过实施例的加热器的通电试验的结果与比较例1的加热器的通电试验的结果的对比，启示了：从抑制发热体中发热量在空间上不均匀的观点出发，(R_e1+R_e2)/R_H为45％以下是有利的。通过实施例的加热器的通电试验的结果与比较例2的加热器的通电试验的结果的对比，启示了：从提高加热器的发热量的观点出发，构成透明导电性氧化物层20的材料具有1.4～3.0×10^-4Ω·cm的电阻率是有利的。通过实施例的加热器的通电试验的结果与比较例3的加热器的通电试验的结果的对比，启示了：从防止裂纹产生的观点出发，透明导电性氧化物层20的厚度具有20～250nm的厚度是有利的。

[表1]

[表2]