ヒータ線の細線化による透明ヒータの製作

利用细化电热丝生产透明电暖器

• 批准号: 17H00359
• 负责人: 庄司 大
• 金额: $ 0.35万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00359/
• 关键词: ヒータ; 光透過; 微細加工

【研究目的】現在、加熱と光照射を同時に行うナノインプリントの研究開発を進めている。その研究の課程でヒータ越しに試料に光を照射して加熱と光照射を同時に行うための透明ヒータが必要となった。過去に透明導電材料であるITOを用いた透明ヒータを製作したが、透過率が0.2～0.4と低く、またヒータの加熱により透過率が変動する問題があった。そこで、透明導電材料を用いない透明ヒータの製作を本研究の目的とする。【研究方法】製作する透明ヒータはガラス基板上に導電性材料を配線し、そこに電圧をかけてジュール熱により加熱する抵抗加熱式ヒータとする。ガラス基板は透明であるためその上に配線した導電性材料が透明であることが求められる。本研究ではヒータ抵抗の低抵抗化のため導電性材料に金属を用いることとする。金属は遮光性でありそれ自体は透明ではないが、遮光を無視できるほどに十分細くして事実上の透明化を図る。それには数μm以下の線幅が必要となるため、製作には半導体製造等に利用される微細加工技術を用いる。また、ヒータとして適切なヒータ抵抗(5～100Ω)が得られるようヒータ線の厚みと本数を計算と実験で求める。製作した透明ヒータで加熱試験、透過率測定、ヒータ線直下の光強度分布測定を行い、その性能を確認する。【研究成果】ヒータ線にNiを用い、フォトリソグラフィー及びスパッタ法により線幅2.8μmで作製した。ヒータ線の厚み0.5μm、本数を76本としたところヒータ抵抗は31.3Ωでありヒータとして適切な抵抗が得られた。製作した透明ヒータで250℃の加熱試験を行い動作に問題ないことを確認した。ヒータ線直下の光強度分布を求め、ヒータ線の遮光のよる光強度の低下は6.0%以下と十分小さかった。また、透過率は0.93と十分高く、加熱による変動はなかった。以上より、抵抗加熱式ヒータとしての性能を維持しつつ従前にあった透過率の問題を解決できた点で十分な成果が得られた。

[Objective] Research and development of heat and light irradiation simultaneously The course of the study is to expose the sample to light and to expose it to light. In the past, transparent conductive materials were used for transparent materials, and the transmittance was 0.2~0.4. The transmittance was changed due to heating. The purpose of this study is to study the application of transparent conductive materials. [Method of study] Transparent substrate is fabricated by wiring, voltage and heat resistance. The substrate is transparent and the conductive material is transparent. In this study, the resistance of conductive materials was reduced. The metal is opaque, transparent, and transparent. The application of micromachining technology in semiconductor production is necessary for the production of semiconductor with a line width of several μm or less. The appropriate resistance (5~100Ω) is obtained by calculating the thickness of the line. The production of transparent glass, heating test, transmittance measurement, light intensity distribution measurement under the vertical line, and other performance confirmation [Research results] The thickness of the wire is 0.5μm, the number is 76, and the resistance is 31.3Ω. Make sure you have a clear view of the temperature of 250℃. The light intensity distribution under the straight line is calculated, and the light intensity of the straight line is reduced by 6.0% or less. The transmission rate is 0.93%, and the heating rate is very high. The problem of transmittance is solved before the heat resistance is maintained.

项目成果

ヒータ線の細線化による透明ヒータの製作

利用细化电热丝生产透明电暖器

• 发表时间: 2018
• 期刊: 2017年度信州大学実験・実習技術研究会予稿集
• 作者: 大川 学;吉田 健一;大川 学;庄司 大
• 通讯作者: 庄司 大