CN105247953B - 加热元件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加热元件及其制造方法，所述加热元件包括：基材；设置在所述基材上的导电加热单元；以及，分别地设置在所述导电加热单元两端的两条母线，其中，所述导电加热单元包括导电加热图案区域和设置在所述导电加热图案区域的两端的两个导电层区域，并且所述两条母线分别设置在所述导电层区域中。

Description

加热元件及其制造方法

技术领域

本申请要求享有于2013年2月22日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0018949的优先权，上述申请的全部内容通过引用被并入到本文中。

技术领域

本申请涉及一种加热元件及其制造方法。

背景技术

由于在冬天或下雨天车辆外部与车辆内部之间在温度上的差异，在车辆窗户上会产生霜。而且，在室内滑雪场的情况下，由于在斜坡内部和斜坡外部之间在温度上的差异导致出现结露现象。为了解决该问题，已经研制出加热玻璃。该加热玻璃使用以下原理：在将加热丝片(a heating wire sheet)附接到玻璃表面上或在玻璃表面上直接形成加热丝之后，通过向加热丝的两端施加电流来从加热丝中产生热量，从而通过产生的热量来增加玻璃表面的温度。

为了制备该加热玻璃，提出了下述方法：在通过使用诸如铟锡氧化物(ITO)薄膜或Ag薄膜的透明导电材料经由溅射工艺形成前加热层之后，将电极连接到两个前端。然而，存在下述问题：由于高表面电阻(a high surface resistance)导致通过上述方法制备的加热玻璃不能在低压下驱动。因此，当人们想要在低压下产生热量时，提出了尝试使用诸如金属线的加热丝。

在低压下的驱动方法中，为了产生预定数量的热量，需要增大电流量。例如，为了在12V下产生600W的热量，需要使用50A的电流。由于电流量增大，作为可以向金属线供应电流的一种母线(busbar)，必须选择一种母线及其形成方法，以同时地控制在母线中产生的热量以及由于母线和透明加热部件的接触电阻产生的热量。具体地，在使用金属线的情况下，由于金属线的线宽(line width)和线高(line height)小，致使与母线的接触是非常重要的问题。

发明内容

技术问题

本发明的目的是提供一种加热元件及其制备方法，其可以防止在加热元件的母线之间的电阻值增大或防止在加热图案中的局部热量(local heat)产生。

技术方案

本发明的一个示例性实施例提供了一种加热元件，包括：基板；导电加热单元，所述导电加热单元设置在所述基板上；以及，两条母线，所述两条母线设置为分别向所述导电加热单元的两端施加电压，其中，所述导电加热单元包括导电加热图案区域和设置在所述导电加热图案区域的两端的两个导电层区域，并且所述两条母线分别设置在所述导电层区域上。

此外，本发明的另一示例性实施例提供了一种制备加热元件的方法，包括：在基板上形成导电加热单元，所述导电加热单元包括导电加热图案区域和在所述导电加热图案区域的两端设置的两个导电层区域；以及，分别在所述导电层区域上形成母线。

此外，本发明的另一示例性实施例提供了一种包括所述加热元件的用于车辆或建筑物的加热元件。

此外，本发明的另一个示例性实施例提供了一种包括所述加热元件的显示设备。

有益效果

根据本发明的示例性实施例，可以通过将所述母线放置在导电层区域上以控制在所述加热元件和所述母线之间的接触电阻从而防止在所述加热单元和所述母线之间的局部热量产生。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的加热元件的图；

图2是示意性地示出根据本发明的比较实例的附图；

图3是示意性地示出根据本发明的示例性实施例的加热元件的加热现象的图；

图4是示意性地示出根据本发明的比较实例的加热元件的加热现象的附图。

【参考数字和符号说明】

10：导电加热图案区域

20：导电层区域

30：母线

具体实施方式

以下，将详细描述本发明的示例性实施例。

在现有技术的加热元件中，通过下述方法来形成加热图案：在聚合物膜上涂布1μm或1μm以上的金属薄膜之后蚀刻除图案之外的部分；以及，通过光刻法或印刷法来形成具有抗蚀剂的图案。在这种情况下，当用于将所述加热图案和外部电源连接的母线设置在所述加热图案上时，所述加热图案和所述母线的接触部分被限制，因此，可能发生母线之间的电阻值增大的现象，并且，可能发生在加热图案中产生局部热量的现象。

因此，根据本发明的所述加热元件包括:基板；设置在所述基板上的导电加热单元；以及两条母线，设置为向所述导电加热单元的两端施加相应的压力，其中，所述导电加热单元包括导电加热图案区域以及设置在所述导电加热图案区域的两端的两个导电层区域(conductive layer areas)，并且所述两根母线分别设置在所述导电层区域上。

在本发明中，设置在所述导电加热图案区域的两端处的两个导电层区域表示非图案化的区域或所述加热图案的密度是所述导电加热图案区域的密度的10倍的区域。所述导电加热图案区域的开口率(aperture ratio)是90％或90％以上，并且优选地为94％或94％以上，并且所述导电层区域的开口率是60％或60％以下并且优选地为0％。在本发明中，开口率表示在所述基板上没有导电加热线(conductive heating wire)的区域的比率。

在本发明中，可以在所述导电层区域和所述母线之间设置粘结层。所述粘结层可以包括丙烯酸酯基材料、聚氨酯类材料、硅系材料中的的一种或多种，但是不限于此。而且，可以通过使用注入来涂布现有的粘结剂(an existing adhesive)的方法来形成所述粘结层，并且所述粘结层可以使用包括现有的(existing)导电球的各向异性导电膜(ACF)。

另外，为了通过所述粘结层来改善所述母线和所述导电层区域之间的电接触，所述粘结层可以进一步包括导电材料。所述导电材料的具体实例可以包括金属粒子，诸如铜和银、导电聚合物及其组合物，等等，但是不限于此。所述粘结层的厚度可以是大于0μm和小于等于100μm。

在本申请中，所述导电加热图案区域和所述导电层区域的厚度可以为0.1μm至20μm，以及0.2μm至5μm，但是不限于此。

另外，所述母线的厚度可以是1μm至100μm，以及10μm至60μm，但是不限于此。在所述母线的厚度小于1μm的情况下，随着电流量增大，由所述母线本身产生的热量可能增大。在所述母线的厚度大于100μm的情况下，电极材料的成本可能增大，并且，当设置所述粘结层时可能会发生粘结性能变差的情形。

在本发明中，在所述导电加热单元电连接到所述母线并且向所述母线施加电压的情况下，所述导电加热单元为可以通过自电阻和热导率来产生热量的部件。具有线性形状的导电材料可以被用作加热部件。在所述加热部件具有线性形状的情况下，所述加热部件可以由透明或不透明的导电材料构成。在本发明中，所述加热部件具有线性形状的情况下，即使当材料是诸如金属的不透明材料时，所述加热部件可以被配置为通过控制如下所述的线宽和图案的均匀性以便不阻挡视野。

在本说明书中，为了方便，在加热部件具有线性形状的情况下，加热部件被称为导电加热丝。

在本发明中，所述导电加热丝可以是直线，也可以做出各种修改，诸如曲线、波浪线、锯齿线。

所述导电加热丝可以被设置为诸如条纹、菱形、正方形网格、圆、波浪图案、网格、和2维网格的图案，并且不限于预定形状，而且可以被设计以便不妨碍通过从预定的光源发射的光的衍射和干涉的光学特性。即，为了最小化图案的规则性，可以使用下述图案：其中，规则性地配置波、正弦波，以及网格结构的线的间隔和厚度。如果需要，所述导电加热丝图案的形状可以为两个或两个以上图案的组合。

所述导电加热线的图案可以包括不规则图案。

所述不规则图案可以包括图案，其中，当绘制与所述导电加热丝相交的直线时，在所述直线与所述导电加热丝的相邻的交点之间的距离的平均值的标准偏差的比率(距离分布比)为2％或2％以上。

与所述导电加热线相交的直线可以是具有在所述直线与所述导电加热线之间的距离的最小标准偏差的线。另外，与所述导电加热线相交的直线可以为在相对于所述导电加热线的任一个点的切线在垂直方向上延伸的线。通过使用这样的导电加热线图案，可以防止由于光源的衍射和干涉导致的副作用。

在与所述导电加热线相交的直线中，可能包括在所述导电加热线中的80个或更多个交点。

在与所述导电加热线相交的直线与所述导电加热线的相邻的交点之间的距离的平均值的标准偏差的比率(距离分布比)可以是2％或2％以上、10％或10％以上，以及20％或20％以上。

具有不同形状的导电加热线图案可以设置在具有所述加热线图案的所述基板的表面的至少一部分上。

根据本发明的另一示例性实施例，通过连续分布的封闭图形来构成不规则的图案，并且所述不规则性图案可以包括所述封闭图形的面积的平均值的标准偏差的比率(面积分布比)是2％或2％以上的图案。通过使用这样的导电加热线图案，可以防止由于光源的衍射和干涉而导致的副作用。

封闭图形的数量可以至少为100。

所述封闭图形的面积的平均值的标准偏差的比率(面积分布比)可以是2％或2％以上、10％或10％以上,以及20％或20％以上。

具有不同形状的所述导电加热线图案可以设置在具有所述加热线图案的透明基板的表面的至少一部分上，其中，所述封闭图形的面积的平均值的标准偏差的比率(面积分布比)可以是2％或2％以上。

在所述图案完全不规则的情况下，线的分布在稀疏位置和密集位置之间可能出现差异。存在下述问题：无论线宽可以为多薄，线的分布可能是可视的。为了解决可视性的问题，在本发明中，当所述加热线形成时，可以适合地协调规则性和不规则性。例如，基本单元(basic unit)被定义使得所述加热线为不可见的或者不产生局部热量，并且，可以在所述基本单元内形成具有不规则图案的所述加热线。通过使用该方法使线的分布不集中在任何一个位置以便补偿可视性。

根据本发明的另一示例性实施例，所述不规则性图案可以包括导电加热线图案，其具有构成Voronoi图的图形的边界形式(boundary form)。

可以通过在构成Voronoi图的图形的边界形式中形成所述导电加热线图案来防止云纹(moiré)并且最小化由于光的衍射和干涉导致的副作用。Voronoi图是通过下述方法形成的图案：当在要填充的区域中布置被称为Voronoi图产生器(generators)的点时，填充在每个点和相应点之间具有最近距离(与其他点的距离相比较)的区域。例如，当通过点来表示在全国各地的大型折扣商店并且客户找到最近的大型折扣商店时，可以示例表示每个折扣商店的商业区域的图案。即，当由规则的六边形来填充空间并且将所述规则的六边形的点选择为Voronoi图产生器时，蜂窝结构可以是导电加热线图案。在本发明中，当通过使用Voronoi图产生器来形成导电加热线图案时，存在下述优点：容易确定复杂图案形状，以最小化由于光的衍射和干涉导致的副作用。

在本发明中，Voronoi图产生器被规则地和不规则地放置，以使用从产生器得出的图案。

即使在构成Voronoi图的图形的边界形式中形成导电加热线图案的情况下，如上所述，为了解决可视识别问题，当产生Voronoi图产生器时，可以适当地协调规则性不规则性。例如，在将具有预定大小的区域设置为在设置有图案的区域中的基本单元之后，产生点，使得在基本单元中的点的分布具有不规则性，由此制造Voronoi图案。如果使用上面的方法，则可以通过防止线的分布在任何一点集中来补偿可视性。

如上所述，为了考虑所述加热线的可视性或调整在显示装置中要求的加热密度，可以控制每个单位面积的Voronoi图产生器的数量。在这种情况下，当控制每个单位面积的Voronoi图产生器的数量时，单位面积可以是5cm²或5cm²以下，以及1cm²或1cm²以下。可以在25至2,500/cm²的范围中和在100至2,000/cm²的范围中选择每个单位面积的Voronoi图产生器的数量。

在单位面积中构成图案的图形中的至少一个可能具有与其余的图不同的形状。

根据本发明的另一示例性实施例，不规则图案可以包括由构成Delaunay图案的至少一个三角形成的图形的边界形式的导电加热线图案。

具体地，所述导电加热线图案的形状为构成Delaunay图案的三角形的边界形式、由构成Delaunay图案的至少两个三角形形成的图形的边界形式或其组合形式。

可以通过在由构成Delaunay图案的至少一个三角形形成的图形的边界形式中形成所述导电加热线图案来最小化云纹现象(moiré phenomenon)和由于光的衍射和干涉导致的副作用。该Delaunay图案指的是通过绘制三角形形成的图案，使得当被称为Delaunay图案产生器的点被布置在要用图案填充的区域中并且三个相邻点彼此连接以绘制三角形并且绘制包括该三角形的所有顶点的外接圆时，在外接圆中不存在其他点。为了形成该图案，可以基于Delaunay图案产生器来重复Delaunay三角化和圆形化。可以执行Delaunay三角化，使得通过最大化三角形的所有角的最小角来避免细长的三角形。Delaunay图案的概念由Boris Delaunay于1934年提出。

由构成Delaunay图案的至少一个三角形形成的图形的边界形式的图案可以通过规则地或不规则地放置Delaunay图案产生器来使用从该产生器得出的图案。在本发明中，当通过使用Delaunay图案产生器来形成所述导电加热线图案时，有容易确定复杂图案形状的优点。

即使在由构成Delaunay图案的至少一个三角形形成的图形的边界形式来形成导电加热线图案的情况下，为了解决如上所述的视觉识别问题，当产生Delaunay图案产生器时，可以适当地协调规则性和不规则性。

为了考虑所述加热导线的可视性或调整在显示装置中要求的加热密度，可以控制在每个单位面积中的Delaunay图案产生器的数量。在这种情况下，当控制每个单位面积的Delaunay图案产生器的数量时，该单位面积可以是5cm²或5cm²以下，以及1cm²或1cm2以下。可以在25至2,500/cm2的范围中和在100至2,000/cm²的范围中选择每个单位面积的Delaunay图案产生器的数量。

构成在单位面积中的图案的图形中的至少一个可以具有与其余的图形不同的形状。

对于所述加热元件的均匀加热和可视性，所述导电加热线图案的开口率在每个单位面积上是恒定的。所述加热元件对直径为20cm的任何圆可以具有5％或5％以下的透射率偏差。在这种情况下，可以防止所述加热元件局部加热。而且，在该加热元件中，加热后的所述基板的表面温度的标准偏差可以在20％以内。然而，为了特定目的，还可以布置导电加热线使得在所述加热元件中产生温度偏差。

为了最大化将由于光的衍射和干涉导致的副作用最小化的效用，可以形成所述导电加热线图案，使得通过非对称图形形成的图案的面积是整个图案面积的10％或10％以上。而且，所述导电加热线图案可以形成，使得图形的面积是所述导电加热线图案的整个面积的10％或10％以上，在该图形中，连接构成Voronoi图的任意一个图形的中心点和与该图形形成边界的相邻图形的中心点的线中的至少一条具有与其余的线不同的长度。而且，所述导电加热线图案可以形成，使得由所述图形形成的所述图案的面积为具有所述导电加热线图案的整个面积的10％或10％以上，在所述图形中，通过构成Delaunay图案的至少一个三角形形成的图形的至少一边具有与其余的边不同的长度。

当制备该加热线图案时，还可以通过使用下述方法来制备大面积图案：使用在有限面积(limited area)中设计图案之后重复地连接有限面积的方法。为了重复地连接图案，可以通过固定每条边的点的位置来将所述重复图案彼此连接。在这种情况下，所述有限面积可以具有1cm²或1cm²以上，以及10cm²或10cm²以上的面积，以便最小化由于重复引起的云纹现象以及光的衍射和干涉。

在本发明中，首先，在确定期望的图案形状之后，可以通过使用印刷方法、光刻方法、拍摄方法、使用掩模的方法、溅射方法或喷墨方法等来在所述基板上形成具有薄的线宽和精度的导电加热线图案。可以通过使用Voronoi图产生器或Delaunay图案产生器来确定图案形状，结果，可以容易地确定复杂的图案形状。在此，Voronoi图产生器和Delaunay图产生器指的是被布置的点以便分别形成如上所述的Voronoi图和Delaunay图。然而，本发明的范围不限于此，并且还可以通过使用其他方法来确定所述期望的图案形状。

可以通过以期望的形状在所述基板上转印(transferring)然后烧制包括导电加热线材料的糊状物来执行印刷方法。对该转移(transfer)方法没有特别地限制，可以通过在诸如凹版或丝网的图案转移介质上形成图案形状，并且使用所形成的图案形状在所述基板上转印所述期望的图案。在所述图案转移介质上形成所述图案形状的方法可以使用在本领域中已知的方法。

对印刷方法没有特别限制，并且可以使用诸如胶版印刷法、丝网印刷法或凹版印刷法等的印刷方法。可以通过下述方法来执行胶版印刷法：首先，在具有雕刻的图案的凹版中填充糊状物之后，使用被称为印刷用毡(blanket)的硅胶来转印糊状物，然后其次，通过接触印刷用毡和基板来转印糊状物。通过在具有图案的所述丝网上放置糊状物之后，在按压橡胶滚轴的同时，通过中空丝网来直接地在基板上放置糊状物来执行丝网印刷方法。可以通过滚动在卷上雕刻有图案的印刷用毡并且在要被转印到所述基板上的图案中填充糊剂来执行凹版印刷法。在本发明中，除了所述方法之外，还可以组合地使用所述方法。而且，也可以使用为本领域内的技术人员已知的其他印刷方法。

在胶版印刷法的情况下，由于由印刷用毡的释放性能(releasing property)几乎全部的糊状物被转印到诸如玻璃的基板上，所以不需要单独的毯状物清洁过程。可以通过精确地蚀刻雕刻了期望的导电加热线图案的玻璃来制造凹版，并且也为了持久性，可以在玻璃表面上涂布金属或类金刚石碳(DLC)。也可以通过蚀刻金属板来制造凹版。

在本发明中，为了更精确地实现导电加热线图案，可以使用胶版印刷法。可以通过使用刮刀在所述凹版的图案中填充糊状物，然后，在第一步骤中通过旋转印刷用毡来执行初次转印，并且在第二步骤中通过旋转印刷用毡来在基板的表面上执行二次转印来执行所述胶版印刷法。

本发明不限于上面的印刷方法，并且也可以使用光刻工艺。例如，可以通过下述方式来执行该光刻工艺：在所述基板的整个表面上上形成导电加热线图案材料层；在其上形成光刻胶层；通过选择性的曝光和显影工艺(developing process)来将所述光刻胶层图案化；通过使用该图案化的光刻胶层作为掩膜来蚀刻导电加热线图案材料层以将所述导电加热线图案化，然后，去除光刻胶层。

具体地，通过蚀刻所述导电加热图案材料层来形成导电加热图案区域，并且可以在所述导电加热图案区域的两端处形成作为非蚀刻区域的导电层区域。在这种情况下，可以在非蚀刻区域的导电层上形成母线。

在现有技术中，在所述导电加热图案区域上形成母线，并且，限制所述导电加热图案与所述母线的接触部分，结果，可能出现在所述母线之间的电阻值增大的现象，并且，可能出现在导电加热图案中产生局部热量的现象。然而，在本申请中，通过在图案密度为导电加热图案区域的图案密度10倍的导电层区域上布置母线，可以防止在加热元件的母线之间的电阻值增大或防止在加热图案中产生局部热量。

也可以通过使用粘结层在透明基板上层叠诸如铜、铝和银的金属薄膜来形成导电加热线图案材料层。而且，该导电加热线图案材料层也可以是通过使用溅射或物理气相沉积方法在透明基板上形成的金属层。在这种情况下，该导电加热线图案材料层也可以被形成为具有良好的导电率的金属，诸如铜、铝、银和铂的金属以及与基板具有良好的附接并且为深色金属，诸如Mo、Ni、Cr和Ti的多层结构。在这种情况下，金属薄膜的厚度可以是20μm或20μm以下，和5μm或5μm以下。

在本发明中，光刻胶层也可以通过在光刻工艺中使用印刷工艺而不是在光刻胶工艺中的光刻胶工艺来形成光刻胶层。

而且，本发明也可以使用拍摄的方法。例如，在基板上涂布包括卤化银的光敏材料之后，也可以选择性地曝光和显影该光敏材料来形成图案。更具体的示例如下。首先，在要形成图案的基板上涂布负光敏材料。在这种情况下，作为基板，可以使用诸如PET和乙酰赛璐珞的聚合物膜。在此，涂布有光敏材料的聚合物膜材料构件被称为膜。一般地，可以通过将少量的AgI与AgBr混合获得的卤化银来构成该负光敏材料，该卤化银对于光很敏感，并且对光有规律地地作出反应。由于通过拍摄和显影一般的负光敏材料而获得的图像为具有与主体相反的对比度(an opposite contrast)的负图像(negative image)，所以可以通过使用具有要形成的图案形状的掩模来执行光刻，该图案形状优选地为不规则的图案形状。

为了增加通过使用光刻和拍摄工艺而形成的加热线图案的导电率，可以进一步执行电镀工艺。可以通过使用无电镀法(an electroless platingmethod)来执行电镀，电镀材料可以使用铜或镍，并且在执行铜电镀后，可以在其上执行镍电镀，但是，本发明的范围不限于这些实例。

而且，本发明也可以使用利用掩模的方法。例如，在基板附近放置具有加热线图案形状的掩模之后，可以通过使用在基板上沉积加热线图案材料的方法来形成图案。在这种情况下，该沉积方法可以使用通过加热(heat)或电子束的热沉积方法、诸如溅射的物理气相沉积(PVD)方法和使用有机金属材料的化学气相沉积(CVD)方法。

在本发明中，对基板没有特别地限制，但是透光率可以是50％或50％以上，以及75％或75％以上。具体地，该基板可以使用玻璃，使用塑料基板或塑料膜。在使用塑料膜的情况下，在形成导电加热线图案后，可以将玻璃附接到基板的至少一个表面上。在这种情况下，玻璃或塑料基板可以附接到具有导电加热线图案的基板的表面上。该塑料基板或膜可以使用在本领域中已知的材料，例如，可以是具有可见光透射率为80％或80％以上的膜，诸如聚对苯二甲酸乙酯(PET)，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚萘(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)和乙酰赛璐珞。塑料膜的厚度可以是12.5μm至500μm和50μm至250μm。

在本发明中，导电加热线材料可以使用具有优良的导热率(thermalconductivity)的金属。而且，导电加热线材料的比电阻可以是1μΩ·cm或1μΩ·cm以上至200μΩ·cm或200μΩ·cm以下。作为导电加热线材料的具体实例，可以使用铜、银、铂、钼、镍、铬、钛、其合金和碳纳米管(CNT)等，并且银是最优选的。可以以粒子形式来使用导电加热线材料。在本发明中，作为导电加热线材料，也可以使用涂布银的铜粒子。

在本发明中，当通过使用利用糊状物的印刷工艺来制备导电加热线时，为了促进印刷工艺，糊状物可以进一步包括除了上述导电加热线材料之外的有机粘结剂。该有机粘结剂可能在烧制过程期间具有挥发性。该有机粘结剂可以包括聚丙烯酸系树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、纤维素树脂、聚酰亚胺树脂、聚萘二甲酸树脂和改性环氧树脂等，但是不仅仅限于此。

为了提高糊状物对诸如玻璃的透明基板的粘着力，该糊状物还可以包括玻璃粉。该玻璃粉可以选自商业产品，但是可以使用没有铅成分的环保型的玻璃粉。在这种情况下，所使用的玻璃粉的大小可以具有2μm或2μm以下的平均孔径，并且可以具有50μm或50μm以下的最大孔径。

如果需要，则可以向糊状物进一步增加溶剂。该溶剂包括二甘醇丁醚醋酸酯、卡必醇乙酸酯、环己酮、溶纤剂乙酸酯和萜品醇等，但是本发明的范围不限于该示例。

在本发明中，当使用包括导电加热线材料、有机粘结剂、玻璃粉和溶剂的糊状物时，相应的成分的重量比可以是为50-90wt％的导电加热线材料、1-20wt％的有机粘结剂、0.1-10wt％的玻璃粉和1-20wt％的溶剂。

在本发明中，在使用上述糊状物的情况下，在印刷工艺之后的烧制工艺期间具有导电性的加热线形成。在这种情况下，对烧制温度没有特别地限制，可以是500℃至800℃和600℃至700℃。当形成加热线图案的基板是玻璃时，如果必要，则可以模制玻璃，以便适合于在烧制过程期间的用于建筑物或车辆的期望用途。例如，当用于车辆的玻璃被模制为曲面时，该糊状物也可能被烧制。而且，在将塑料基板或模块用作形成有导电加热线图案的基板的情况下，可以在较低的温度下执行烧结。例如，可以在50℃至350℃下执行烧结。

导电加热线的线宽可以是100μm或100μm以下，和30μm或30μm以下、25μm或25μm以下和10μm或10μm以下，并且更优选地是7μm或7μm以下和5μm或5μm以下。导电加热线的线宽可以是0.1μm或0.1μm以上和0.2μm或0.2μm以上。在导电加热线的线之间的距离可以是30mm或30mm以下、0.1μm至1mm、0.2μm至600μm或600μm以下和250μm或250μm以下。

加热线的线高可以是20μm或20μm以下、5μm或5μm以下和2μm或2μm以下。在本发明中，通过上述方法，加热导线的线宽和线高可以是均匀的。

在本发明中，加热导线的均匀度就线宽而言可以在±3μm的范围内，就线高而言可以在±1μm的范围内。

在本发明中，导电加热表面可以由透明导电材料构成。该透明导电材料的实例可以包括ITO和基于ZnO的透明导电氧化物。透明导电氧化物可以通过溅射方法、凝胶溶胶方法和气相沉积方法来形成，并且可以具有10nm至1,000nm的厚度。而且，该导电加热表面也可以通过涂布具有1nm至100nm厚度的不透明导电材料来形成。作为不透明导电材料，可以包括银、金、铜、铝和碳纳米管。

根据本发明的加热元件可以还包括连接到母线的电源单元。该母线也可以与导电加热单元的形成同时地形成，或者也可以在形成导电加热单元之后通过使用相同或不同的印刷方法来形成。例如，在通过使用胶印方法形成导电加热线之后，通过丝网印刷来形成母线。在这种情况下，母线的厚度可以是1μm至100μm，以及10μm至50μm。可以通过焊接和与具有良好的导电加热的结构的物理接触来执行在母线和电源单元之间的连接。

该母线可以由与构成上述的导电加热单元的材料相同的材料构成。具体地，该母线可以包括选自由铜、铝、银、铂、钼、镍、铬、钛构成的组中的一种金属或其合金，但是不限于此。

而且，可以通过使用包括选自由铜、铝、银、铂、钼、镍、铬、以及钛构成的组中的一种金属或其合金的导电带来形成所述母线。

在现有技术中，在使用导电带作为母线的情况下，在导电加热图案和导电带上的电接触由于存在于导电带上的粘结成分而被妨碍。具体地，在导电加热图案区域的图案密度低的情况下，由于增大了由粘结成分引起的电绝缘，接触电阻不可避免的增大。由于接触电阻，所以当施加电压时在导电带和导电加热图案之间产生局部热量，结果，实质上，难以使用导电带作为母线。然而，在本发明中，通过设置在导电加热图案区域的两端处设置的导电层区域上形成母线，在导电带和导电层区域之间的接触部分增大，以最小化在现有技术中产生的接触电阻，结果，可以将导电带用作母线。

在本申请中，该加热元件可以进一步包括连接到每条母线的一个或两个电源单元连接区域。在现有技术中，在母线中形成多个区域，所述多个区域连接母线和用于加热元件的均匀加热的电源单元，但是根据本申请的加热元件包括设置在导电加热图案的两端的两个导电层区域上的母线，结果，在形成一个或两个电源单元连接区域的情况下，可以实现加热元件的均匀加热。

为了覆盖母线，可以形成黑色图案。可以通过使用包含氧化钴的糊状物来印刷该黑色图案。在这种情况下，作为印刷方法，可以使用丝网印刷，并且该厚度可以是10μm至100μm。也可以在形成该黑色图案之前或之后形成该导电加热单元和母线。

根据本发明的加热元件可以进一步包括设置在具有导电加热单元的基板的表面上的透明基板，和母线。如上所述，额外的透明基板可以使用玻璃、塑料基板或膜。可以在另外的透明基板的附接期间在导电加热部件和额外的透明基板之间插入粘结膜。可以在粘结过程期间控制温度和压力。

作为粘结膜的材料，可以使用具有粘性并且在粘结后变得透明的任何材料。例如，该材料可以使用PVB膜、EVA膜或PU膜等，但是不仅仅限于那些实例。对该粘结膜没有特别地限制，其厚度可以是100μm至800μm。

在一个特定的示例性实施例中，通过下述方式来执行初步粘结：在具有导电加热部件的透明基板和额外(additional)透明基板之间插入粘结膜，并且通过在真空袋中插入并解压(depressurizng)粘结膜来增加温度或通过使用热辊增加温度来去除空气。在这种情况下，压力、温度和时间根据粘结膜的种类来改变，但是通常，可以在300-700托的压力下将温度从室温逐渐地向100℃增加。在这种情况下，通常，该时间可以在1小时内。通过施加压力的高压灭菌工艺以增加在高压锅中的温度的来辅助地粘结在完成初步粘结之后的预粘结的层叠主体。该辅助附接根据粘结膜的种类而改变，但是可以在140巴或140巴以上的压力下和大约130℃至150℃的温度下被执行1小时至3小时或大约2小时，并且然后，可以执行缓慢的冷却。

在另一个具体的示例性实施例中，不同于上述的步骤2粘结工艺，可以通过使用真空层压设备来使用在一个步骤中的粘结方法。在将温度逐步增大到80至150℃并且缓慢地被冷却的同时，可以通过将压力减小(至5毫巴)直到100℃并且其后将压力增大(至1,000毫巴)来执行粘结。

根据本发明的加热元件可以具有曲面形状。

在根据本发明的加热元件中，当加热部件具有线性形状时，导电加热线图案的开口率，即，未被图案覆盖的区域的比率可以是90％或90％以上。根据本发明的加热元件在开口率是90％或90％以上时具有能够增加温度的优良的加热特性，并且在加热操作之后的5分钟内将温度偏差保持在10％或10％以下。

根据本发明的加热元件可以连接到用于加热的电源，并且在这种情况下，热值(heating value)可以是每平方米700W或700W以下、300W或300W以下和100W或100W以上。由于根据本发明的加热元件即使在诸如30V或更小或20V或更小的低压处具有良好的加热性能，所以甚至在车辆等中也能有效地使用加热元件。在加热元件中的方阻值可以是5ohm/square或5ohm/square以下、1ohm/square或1ohm/square以下和0.5ohm/square或0.5ohm/square以下。根据本发明的加热元件可以被应用到各种运输车辆，诸如车辆、船、火车、高速火车或飞机等、在房屋或其他建筑物中使用的玻璃或显示装置。具体地说，由于根据本发明的加热元件可以甚至在低压下具有良好的加热性能，最小化由在日落后的光源的衍射和干涉导致的副作用，并且如上所述以上述线宽无形地形成，所以不像现有技术那样，该加热元件也可以被应用到诸如车辆的运输车辆的前窗。

而且，根据本申请制备所述加热元件的方法包括在基板上形成导电加热单元，所述导电加热单元包括，所述导电加热单元包括导电加热图案区域和设置在所述导电加热图案区域的两端的两个导电层区域；以及在每个导电层区域上形成母线。

在根据本发明的制备加热元件的方法中，由于如上所述基板、导电加热图案区域、导电层和母线等的具体材料和形成方法相同，所以将省略其详细说明。

而且，根据本发明的加热元件可以被应用到显示装置。

在近期引入的基于液晶的3D TV的情况下，因为双眼视差而实现3D图像。最通常使用以便产生双眼视差的方法是使用眼镜，该眼镜具有与液晶显示器的读取频率同步的快门(shutters)。在该方法中，需要在液晶显示器中交错地显示左眼和右眼图像，并且在这种情况下，当液晶的改变速度(a changed speed)慢时，可能出现左眼图像和右眼图像的重叠现象。观众体验到由于该重叠现象导致的不自然的3D效果，并且结果，可能感到头晕眼花。

可以根据环境温度来改变在液晶显示器中使用的液晶的移动速度。即，当在低温下驱动液晶显示器时，液晶的改变速度变慢，并且，当在高温下驱动液晶显示器时，液晶的改变的速度变快。当前，在使用液晶显示器的3D TV的情况下，从背光单元产生的热量可能影响液晶速度。具体地，在仅在显示器的边缘处布置被称为LED TV的产品的背光单元的情况下，由于从背光单元产生的热量仅增大在背光单元周围的温度，所以可能出现在液晶驱动速度上的偏差，结果，3D图像的非理想实现恶化。

因此，在本发明中，上述加热元件被应用到显示装置，特别是液晶显示器，使得即使在低温下的初始驱动示出优良的显示特性，并且，即使像设置在边上的诸如边类型(edge-type)的光源的光源的情况那样，即使在根据光源的位置在整个显示屏幕中出现温度偏差的情况下，可以在整个显示屏幕中均匀地设置显示特性。具体地，当向液晶显示器提供加热功能时，液晶的环境温度增加，结果，实现液晶的高改变速度(a high changespeed)，由此最小化在3D显示装置中出现的3D图像的失真。

当根据本发明的加热元件被包括在显示装置中时，该显示装置可以包括显示面板和设置在显示面板的至少一侧上的加热元件。在显示装置包括边缘型光源的情况下，布置在靠近加热元件中的光源的加热单元具有较长长度的母线，并且被布置得远离光源的加热单元具有较短长度的母线，由此根据光源来补偿温度偏差。如上所述，为了补偿温度偏差执行局部地加热，并且，导电加热表面的表面电阻或导电加热线的图案密度在显示装置的整个显示屏幕单元中变得均匀，从而保证可视性。

该加热元件可以被设置在额外的透明基板上，并且也可以被设置在显示面板的一个构成元件或该显示装置的其他构成元件上。

例如，该显示面板可以包括两个基板和液晶单元，该液晶单元包括密封在基板之间密封的液晶材料，并且该加热元件可以被设置在该基板的至少一个中的内部或外部。而且，该显示面板可以包括分别设置在液晶单元的两侧处偏振板，并且，该加热元件可以被设置于在液晶单元和该偏振板中的至少一个之间设置的相差补偿膜上。在偏振板包括偏振膜和至少一层保护膜的情况下，该加热元件也可以被设置在保护膜的至少一侧上。

而且，该显示装置可以包括背光单元。该背光单元可以包括直接型光源或边缘型光源。在背光单元包括边缘型光源的情况下，该背光单元可以还包括光导板。可以将该光源布置在光导板的一条或多条边处。例如，光源可以被布置在光导板的仅一侧处，并且可以被布置在两条至四条边处。该加热元件可以被设置在背光单元的前侧或后侧处。而且，该加热元件也可以被直接地设置在光导板的前侧或后侧处。

在将单独的透明基板上设置加热元件的情况下，该加热元件可以被设置在显示面板的前侧或后侧上，被设置在液晶单元和至少一个偏振板之间，并且被设置在显示面板和光源之间和在光导板的前部或后部处。

在加热元件的加热部件具有线性形状的情况下，导电加热线图案可以包括不规则图案。可以通过该不规则性图案来防止显示装置的云纹现象。

该显示装置包括加热元件，并且该加热元件的配置可以被控制以便防止在电子产品中的过热和功耗。具体地，在根据本发明的显示装置中包括的加热膜的配置可以被控制使得功耗、电压和热值在下述的范围中。

当在根据本发明的显示装置中包括的加热元件连接到电源时，可能消耗100W或100W以下的功率。在消耗了超过100W的功率的情况下，改善了由于温度增大导致的3D图像的失真，但是可以通过在功耗上的增加来影响产品的节能性能。而且，根据本发明的显示装置的加热元件可以使用20V或20V以下的电压和12V或12V以下的电压。当电压大于20V时，由于会出现由短路引起的电击的风险，所以可尽可能使用低的电压。

使用根据本发明的加热元件的显示装置的表面温度被控制在40℃或40℃以下。当温度增大到超过40℃时，可以最小化3D图像的失真，但是存在下述问题：功耗量可能大于100W。当加热元件连接到电源时，热值可以是每平方米400W或400W以下，和200W或200W以下。

使用根据本发明的加热元件的显示装置包括上述加热元件，并且可以包括控制器，用于控制表面温度以便实现电子产品当前寻求的节能产品。如上所述，该控制器可以将该显示装置的表面温度控制在40℃或40℃以下。该控制器也可以具有通过使用定时器仅用于预定时间的加热功能，并且也可以具有下述功能：将温度仅提高到最佳温度，并且通过将温度传感器附接到显示装置的表面来阻挡电源。该控制器可以执行用于最小化显示装置的功耗的功能。

以下，将参考示例来更详细地描述本发明。然而，下面的实例仅例示了本发明，并且本发明的范围不限于下面的实例。

<实例>

<实例1>

通过气相沉积方法来在PET膜上形成具有2μm的厚度的Cu层。通过光刻工艺来在该膜上图案化抗蚀刻材料之后，通过蚀刻工艺形成导电加热图案区域，该导电加热图案区域具有金属图案，该金属图案具有5至8μm的线宽和2μm的高度。在这种情况下，在形成的导电加热图案区域中，宽度为56cm和长度为81cm的开口率是95％，并且，表面方阻值是0.50ohm/squre。通过在加热图案区域的纵向上的上端和下端处形成非蚀刻区域来形成导电层区域。该导电层区域的开口率是0％，并且，其表面电阻是0.009ohm/squre。

厚度为50μm的铜箔被附接到2cm宽度的膜上如图1中所示的上导电层区域和下导电层区域。当向两端施加12V时，流动的16.7A的电流，并且电阻是0.72欧姆。在这种情况下，作为通过热图形相机测量加热膜的铜箔的上端的结果，如图3中所示，在母线中产生的热量轻微，并且不在导电加热图案区域和导电层区域之间产生局部热量。

<实例2>

通过使用与实例1相同的方法来执行试验，除了在上端和下端上使用具有25μm的铜箔和25μm的粘结剂而不是具有50μm的厚度的铜箔的铜带。当向两端施加12V时，流动的16.6A的电流，并且电阻是0.72欧姆。在这种情况下，作为通过热图形相机测量加热膜的结果，在母线中产生的热量轻微，并且不在导电加热图案区域和导电层区域之间产生局部热量。

<比较示例1>

通过使用与实例2相同的方法来执行试验。除了将在上端处的母线被设置在导电加热区域中，如图2中所示。当向两端施加12V时，流动的15.6A的电流，并且电阻是0.77欧姆。在这种情况下，作为通过热图形相机测量加热膜的结果，如图4中所示，在导电加热图案区域和导电层区域之间产生局部热量。

如上所述，在本发明中，可以通过下述方式来防止在加热元件和母线之间产生局部热量：将母线放置在导电层区域上，以控制在加热元件和母线之间的接触电阻。

Claims (18)

1.一种加热元件，包括：

基板；

导电加热单元，所述导电加热单元设置在所述基板上；以及

两条母线，所述两条母线设置为分别向所述导电加热单元的两端施加电压，

其中，所述导电加热单元包括导电加热图案区域以及设置在所述导电加热图案区域的两端处的两个导电层区域，并且所述两条母线分别设置在所述导电层区域上，

其中，所述导电加热图案区域是蚀刻区域，并且所述两个导电层区域是非蚀刻区域，

其中，所述导电加热图案区域和所述导电层区域的厚度相同，

其中，所述导电加热图案区域和所述导电层区域包括选自由铜、铝、银、铂、钼、镍、铬、钛构成的组中的一种金属；或其合金，

其中，所述导电加热图案区域包括导电加热线，以及

其中，所述导电加热线的线宽为100μm或100μm以下。

2.根据权利要求1所述的加热元件，其中，粘结层设置在所述导电层区域和所述母线之间。

3.根据权利要求2所述的加热元件，其中，所述粘结层包括选自由丙烯酸酯基材料、聚氨酯类材料以及硅系材料构成的组中的一种或多种材料。

4.根据权利要求3所述的加热元件，其中，所述粘结层包括选自由金属粒子和导电聚合物构成的组中的一种或多种物质。

5.根据权利要求2所述的加热元件，其中，所述粘结层的厚度为大于0μm小于等于100μm。

6.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述导电加热图案区域和所述导电层区域的厚度为0.1μm至20μm。

7.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述导电加热图案区域和所述导电层区域的厚度为0.2μm至5μm。

8.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述母线的厚度为1μm至100μm。

9.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述母线的厚度为10μm至60μm。

10.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述导电加热图案区域的开口率为90％或90％以上。

11.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述导电加热图案区域的开口率为94％或94％以上，并且所述导电层区域的开口率为0％。

12.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述母线包括选自由铜、铝、银、铂、钼、镍、铬、钛构成的组中一种金属；或其合金。

13.根据权利要求1所述的加热元件，其中，所述母线为导电带，所述导电带包括选自由铜、铝、银、铂、钼、镍、铬、钛构成的组中的一种金属；或其合金。

14.根据权利要求1所述的加热元件，进一步包括：

透明基板，所述透明基板设置在具有所述导电加热单元和所述母线的所述基板的表面上。

15.根据权利要求1所述的加热元件，进一步包括：

一个或两个电源单元连接区域，所述一个或两个电源单元连接区域被连接到每条母线。

16.一种制备加热元件的方法，包括：

在基板上形成导电加热单元，所述导电加热单元包括导电加热图案区域和设置在所述导电加热图案区域的两端的两个导电层区域；以及，

在所述导电层区域的每个上形成母线，

其中，所述导电加热图案区域是蚀刻区域，并且所述两个导电层区域是非蚀刻区域，

其中，所述导电加热图案区域和所述导电层区域的厚度相同，

其中，所述导电加热图案区域和所述导电层区域包括选自由铜、铝、银、铂、钼、镍、铬、钛构成的组中的一种金属；或其合金，

其中，所述导电加热图案区域包括导电加热线，以及

其中，所述导电加热线的线宽为100μm或100μm以下。

17.一种用于车辆或建筑物的加热元件，包括根据权利要求1至权利要求15的任意一项所述的加热元件。

18.一种显示装置，包括根据权利要求1至15的任意一项所述的加热元件。