JP2018504749A - 透明面状発熱体 - Google Patents

Abstract

基材と、前記基材上に形成されたパターン層と、前記パターン層上に形成され、導電性物質を含む発熱層と、前記発熱層上に連結された電極とを含む透明面状発熱体；基材と、前記基材上に形成され、導電性物質を含む発熱層と、前記発熱層上に連結された電極と、前記発熱層上に形成された保護層とを含み、前記保護層は気孔を含む透明面状発熱体；及び前記透明面状発熱体の複数個を直列または並列に連結して形成される、透明面状発熱体システムに関する。

Description

本願は、均一度及び発熱特性に優れた透明面状発熱体に関する。

エネルギー資源の枯渇により、世界各国は、エネルギー節約の研究に多くの投資を進めている。このような流れに合わせて最近浮上している面状発熱体は、一般的に使用している電気発熱体より、約２０％〜約４０％の電力が減少可能な製品であり、電気エネルギーの節約及び経済的な波及効果が大きいことが予想される。

一般的に、面状発熱体は、電気通電により発生する輻射熱を利用しており、温度調節が容易であり、空気を汚染させず、衛生と騒音の面で長所があるため、ヒーティングマットまたはパッドなどの寝具類に多く用いられている。また、面状発熱体は、住宅の床暖房、事務室及び作業場などの産業用暖房、塗装乾燥などの各種産業場の加熱装置、ビニールハウスや畜舎、農業用設備、自動車用バックミラー、駐車場の凍結防止装置、レジャー用防寒用装備、家電製品などに幅広く利用されている。

面状発熱体は、特に最近その利用が活発になり、欧州の住宅暖房の多くの部分を代替しており、住宅分野の他に産業用乾燥機、農産物乾燥機、健康医療補助製品及び建築副資材などに応用可能な新素材として、国内だけでなく海外でもその使用可能性が高いことが予想される。

また、面状発熱体の構成及び材質を多様に変化させて、前記用途の他に新しい用途、例えば、衣類や額縁型のパネルヒーターなどへの適用に対する研究が持続的に行われている。特に、透明性と導電性を同時に発現する材料を使用することで、窓や戸及び鏡などの透明性が要求される分野に適用が拡大されている。

このような特性上、従来のタッチスクリーンパネル（ＴＳＰ）用として多く使用された透明導電膜（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ）を面状発熱体として使用することができるが、代表的な物質として、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）が挙げられる。しかし、ＴＳＰ用と同様に、ＩＴＯの薄膜製造のためには、基本的に真空状態の工程が必要であり、高価の工程費が所要されるだけでなく、ＩＴＯに使用されるインジウムは、希少金属で枯渇が予想されており、原料自体の価格が高価である。また、柔軟なディスプレイ素子を曲げたり折ったりする場合、薄膜の崩れによって寿命が短くなるという短所がある。

ＩＴＯを代替するために、透明導電性フィルムの導電性素材として、炭素ナノチューブ、グラフェン、金属ナノワイヤー、金属メッシュグリッドなどを応用した技術が開発されている。特に、１次元構造を有する金属ナノワイヤーあるいは炭素ナノチューブなどが電気的ネットワークを形成し、導電性フィルムを構成する場合、高い電気伝導性を有するフィルムが製造されることができる。また、１次元構造の物質は、その直径が数ｎｍ〜数十ｎｍであるため、分散性に優れ、フィルムに製造された時、可視光線領域で８５％以上の透過度を獲得することができる。

しかし、金属ナノワイヤーや炭素ナノチューブのように一定の縦横比を有する導電性物質が不連続上に分散している状態で、インク上では均一に分散していても、基材上にコーティングして乾燥される過程中に導電性物質間の凝集が発生し得る。均一度が良くない状態で印加された電流は、均一に流れなくなり、局部的に高い熱が発生するため、不均一な発熱が起きたり断線になる場合が発生する。

一方、大韓民国登録特許第１０−１２２２６３９号は、グラフェンを含む透明発熱体について開示しているが、前記透明発熱体も、基板上にグラフェンを形成する過程で均一度がよくなく、グラフェン上で局部的に高い熱が発生するという問題点がある。

本願は、上記問題点を解決するためのもので、パターンが形成されている基板を含む透明面状発熱体と、気孔を含む保護層が形成された透明面状発熱体と、前記透明面状発熱体の複数個を直列または並列に連結して形成される、透明面状発熱体システムを提供しようとする。

しかし、本願が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されなかったまた他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

本願の第１側面は、基材と、前記基材上に形成されたパターン層と、前記パターン層上に形成され、導電性物質を含む発熱層と、前記発熱層上に連結された電極とを含む、透明面状発熱体を提供する。

本願の一具現例によると、前記基材は、透明なものであることができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記基材は、シリコン基板、ガラス基板、または高分子基板を含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記パターン層は、硬化性樹脂によって形成されるものであることができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記パターン層は、陰刻、陽刻、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された形状を含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記パターン層は、定型または非定型パターンを含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記パターン層は、約１μｍ〜約５００μｍの間隔のパターンを含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記導電性物質は、金属酸化物、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、金属ペースト、金属ナノ粒子、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。例えば、前記金属酸化物は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＺＴＯ（ｚｉｎｃ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺＡＯ（ｚｉｎｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属酸化物を含むことができ、前記金属ナノワイヤーは、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム（チタン）、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属ナノワイヤーを含むことができ、前記炭素ナノ構造体は、グラフェン、炭素ナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができ、前記金属ペーストは、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属を含むことができ、前記金属ナノ粒子は、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属を含むことができる。

本願の一具現例によると、前記発熱層は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有することができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記発熱層上に形成された保護層をさらに含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記発熱層は、前記パターン層のパターン形状に応じて形成されたものを含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記保護層と前記パターン形状に応じて形成された発熱層との間に形成されたエアギャップを含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記保護層は、５０ｎｍ〜２００μｍの厚さを有することができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記保護層は、気孔を含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記保護層の気孔は、５ｎｍ〜１０μｍのサイズを有することができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記電極を通じて電源を印加する際に、前記発熱層で熱が発生することができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記電極は、透明電極を含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記電極は、銀、金、白金、アルミニウム、銅、クロム、バナジウム、マグネシウム、チタニウム（チタン）、錫（スズ）、鉛、パラジウム、タングステン、ニッケル、これらの合金、ＩＴＯ、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記電極は、一対以上でありうるが、これに制限されない。

本願の第２側面は、基材と、前記基材上に形成され、導電性物質を含む発熱層と、前記発熱層上に連結された電極と、前記発熱層上に形成された保護層とを含み、前記保護層は気孔を含む、透明面状発熱体を提供する。

本願の一具現例によると、前記基材は、透明なものであることができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記基材は、シリコン基板、ガラス基板、または高分子基板を含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記導電性物質は、金属酸化物、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、金属ペースト、金属ナノ粒子、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。例えば、前記金属酸化物は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＺＴＯ（ｚｉｎｃ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺＡＯ（ｚｉｎｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属酸化物を含むことができ、前記金属ナノワイヤーは、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属ナノワイヤーを含むことができ、前記炭素ナノ構造体は、グラフェン、炭素ナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができ、前記金属ペーストは、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属を含むことができ、前記金属ナノ粒子は、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属を含むことができる。

本願の一具現例によると、前記発熱層は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有することができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記保護層は、５０ｎｍ〜２００μｍの厚さを有することができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記保護層の気孔は、５ｎｍ〜１０μｍのサイズを有することができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記電極を通じて電源を印加する際に、前記発熱層で熱が発生しうるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記電極は、透明電極を含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記電極は、銀、金、白金、アルミニウム、銅、クロム、バナジウム、マグネシウム、チタニウム、錫、鉛、パラジウム、タングステン、ニッケル、これらの合金、ＩＴＯ、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例によると、前記電極は、一対以上でありうるが、これに制限されない。

本願の第３側面は、本願の第１側面または第２側面による透明面状発熱体の複数個を直列または並列に連結して形成される透明面状発熱体システムを提供する。

本願によると、透明面状発熱体の基材上にパターン層が形成されることで、導電性物質を含む発熱層内で導電性物質間に発生する凝集現象を物理的に防止して、発熱層内の導電性物質の均一度を向上させることができ、かつ、透明面状発熱体の発熱効率及び寿命を向上させることができる。さらに、本願による透明面状発熱体は、低抵抗、高透過率の特性を表すため、様々な用途に適用することができるという効果がある。

また、本願による透明面状発熱体は、発熱層と保護層との間に形成されたエアギャップ及び前記保護層内に気孔を含むことで、発熱層で発生する熱損失を最小化して断熱効果を向上させることができる。

本願の一具現例による透明面状発熱体の構造図である。 本願の一具現例による透明面状発熱体の構造図である。 本願の一具現例による透明面状発熱体の構造図である。 本願の一具現例による透明面状発熱体の構造図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者が容易に実施することができるように、本願の具現例及び実施例を詳しく説明する。

しかし、本願は、様々な異なる形態で具現されることができ、ここで説明する具現例及び実施例に限定されない。そして、図面で本発明を明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略し、明細書全体を通じて類似した部分については類似した図面符号をつけた。

本願の明細書の全体において、ある部分が他の部分と「連結」されているとすると、これは「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子を挟んで「電気的に連結」されている場合も含む。

本願の明細書の全体において、ある部材が他の部材「上に」位置しているとすると、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材間にまた他の部材が存在する場合も含む。

本願の明細書の全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とすると、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

本明細書で使用される程度の用語である「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有の製造及び物質許容誤差が提示される時、その数値で、またはその数値に近接した意味で使用され、本願の理解を助けるために、正確であるか絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使用される。また、本願の明細書の全体において、「〜する段階」または「〜の段階」は、「〜のための段階」を意味しない。

本願の明細書の全体において、マーカッシュ（Markush）形式の表現に含まれた「これらの組み合わせ」という用語は、マーカッシュ（Markush）形式の表現に記載された構成要素からなる群より選択されるいずれか一つ以上の混合または組み合わせを意味し、前記構成要素からなる群より選択されるいずれか一つ以上を含むことを意味する。

本願の明細書の全体において、「Ａ及び／又はＢ」という記載は、「Ａ、Ｂ、または、Ａ及びＢ」を意味する。

以下では、本願の透明面状発熱体について、具現例及び実施例と図面を参照して具体的に説明する。しかし、本願がこのような具現例及び実施例と図面に制限されるものではない。

本願の第１側面は、基材１００と、前記基材上に形成されたパターン層２００と、前記パターン層上に形成され、導電性物質を含む発熱層３００と、前記発熱層上に連結された電極４００とを含む、透明面状発熱体を提供する。

図１〜図３は、本願の一具現例によるパターン層２００が形成された透明面状発熱体の構造図である。

前記透明面状発熱体は、基材１００を含む。

本願の一具現例において、前記基材１００は、透明なものでありうる。前記基材１００は、通常使用可能な基材、例えば、シリコン基板、ガラス基板、または高分子基板を含むことができるが、これに制限されない。

前記シリコン基板は、例えば、単一シリコン基板又はｐ−Ｓｉ基板を含むことができ、前記ガラス基板は、例えば、ケイ酸アルカリ系ガラス、無アルカリ系ガラス、または石英ガラスを含むことができ、前記高分子基板は、例えば、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、またはポリウレタンを含むことができるが、これに制限されない。

前記基材１００上にパターン層２００が形成される。

前記パターン層２００は、凹部及び凸部の凹凸状を含むパターンを含むものとして、前記パターンの形状は、例えば、陰刻、陽刻及びこれらの組み合わせからなる群より選択された形状でありうるが、これに制限されない。また、前記パターンは、規則的な配列を有する定型パターンまたは不規則的な配列を有する非定型パターンを含みうるが、これに制限されない。

前記パターン層２００上に形成された発熱層３００内に含まれた導電性物質は、前記パターンに対応する前記発熱層３００内に均一に分散されることで、前記導電性物質が凝集することを物理的に防止することができ、これにより、前記発熱層３００内に含まれた導電性物質の均一度が向上する。前記発熱層３００内に導電性物質が均一に分散されることで、前記発熱層３００に印加された電流が、前記発熱層３００全体に均一に流れることができ、これにより、透明面状発熱体の発熱効率及び発熱寿命を向上させることができる。

本願の一具現例において、前記パターン層２００は、前記基材１００を直接パターニングすることで形成されてもよく、または、前記基材１００上に形成された硬化性樹脂によって形成されてもよい。前記硬化性樹脂は、熱、または紫外線（ＵＶ）といった光の照射によってパターン形成が可能なものであれば制限なく使用されうる。

熱によってパターン形成が可能な熱硬化性樹脂は、例えば、１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ポリオールポリ（メタ）アクリレート、多価アルコール、多価カルボン酸、及びその無水物とアクリル酸をエステル化することで得られるポリエステル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ−ジグリシジルエーテルのジ（メタ）アクリレート、ポリシロキサンポリアクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、グリセリントリメタクリレート、フッ素含有エポキシアクリレート、フッ素含有アルコキシシラン、２−（パーフルオロデシル）エチルメタクリレート、３−パーフルオロオクチル−２−ヒドロキシプロピルアクリレート、３−（パーフルオロ−９−メチルデシル）−１，２−エポキシプロパン、（メタ）アクリル酸−２，２，２−トリフルオロエチル、３，３−トリフルオロプロピル、（メタ）アクリル酸−２−トリフルオロメチル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されることができるが、これに制限されない。

ＵＶのような光照射によってパターン形成が可能な光硬化性樹脂は、例えば、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、シリコーンアクリレート、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエーテルエポキシ樹脂、エポキシアクリレート、ビニルエーテル、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されることができるが、これに制限されない。

本願の一具現例において、前記パターン層は、約１μｍ〜約５００μｍの間隔のパターンを含むことができるが、これに制限されない。例えば、前記パターンの間隔は、約１０μｍ〜約４００μｍ、約５０μｍ〜約３００μｍ、約１００μｍ〜約２００μｍ、約１μｍ〜約４００μｍ、約１μｍ〜約３００μｍ、約１μｍ〜約２００μｍ、約１μｍ〜約１００μｍ、約１μｍ〜約５０μｍ、約１μｍ〜約３０μｍ、約１μｍ〜約２０μｍ、約１μｍ〜約１０μｍ、約１０μｍ〜約５００μｍ、約５０μｍ〜約５００μｍ、約１００μｍ〜約５００μｍ、約２００μｍ〜約５００μｍ、約３００μｍ〜約５００μｍ、約４００μｍ〜約５００μｍ、約１００μｍ〜約４００μｍ、あるいは約２００μｍ〜約３００μｍでありうるが、これに制限されない。前記パターンの間隔が約５００μｍを超える場合、透過度が低下し、散乱光／透過された光の割合であるヘイズ（Ｈｚ）が上昇するようになり、前記パターンの間隔が約１μｍ未満の場合、導電性物質が均一に分散されず、本発明の効果を発揮することができない。

前記発熱層３００は、導電性物質を含む。

前記導電性物質は、安価な工程が可能なインク化可能な物質を使用することができるが、これに制限されない。前記発熱層３００は、前記導電性物質を含む溶液を前記パターン層２００上に塗布して、フィルムまたは薄膜の形態に形成したものでありうる。

図１を参照して説明すると、前記導電性物質を含む溶液の塗布によって形成された発熱層３００は、前記発熱層３００の一面が、パターン層２００上にパターン形状に応じて形成され、他の一面は、パターン形状のない平らな形態に形成されうる。

本願の一具現例において、前記発熱層３００は、前記パターン層２００のパターン形状に応じて形成されたものを含みうるが、これに制限されない。前記発熱層３００は、前記導電性物質を含む物質を前記パターン層２００上に蒸着して、パターン形状に応じてフィルムまたは薄膜の形態に形成したものでありうる。

図２及び図３を参照して説明すると、前記導電性物質を含む物質の蒸着によって形成された発熱層３００は、前記発熱層３００の両面が、パターン層２００上にパターン形状に応じて形成されうる。

前記発熱層３００は、凹部及び凸部の凹凸状を含むパターンを含むもので、前記パターンの形状は、例えば、陰刻、陽刻、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された形状でありうるが、これに制限されない。また、前記パターンは、規則的な配列を有する定型パターンまたは不規則的な配列を有する非定型パターンでありうるが、これに制限されない。

前記導電性物質を含む溶液または物質を塗布または蒸着することは、当業界に公知された多様な方法によって行われうる。例えば、前記方法として、スプレーコーティング、バーコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、スリットダイコーティング、カーテンコーティング、グラビアコーティング、リバースグラビアコーティング、ロールコーティング、または含浸法を利用することができるが、これに制限されない。

前記導電性物質を含む溶液は、水、アルコールなどの溶媒に前記導電性物質が固形分として約０．１重量％〜約１．５重量％分散されている溶液である。約０．１重量％未満の溶液は、コーティング後に導電性物質の間に十分なネットワークが形成されず、面抵抗が出ないことがあり、約１．５重量％超過の溶液は、溶液内の導電性物質の凝集（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）現象が多量に発生して、コーティング後も依然として凝集が残り、光学物性に影響を与えることがあり、粘度の上昇でパターン形成に効果的でないことがある。

本願の一具現例において、前記導電性物質は、金属酸化物、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、金属ペースト、金属ナノ粒子、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されうるが、これに制限されない。

前記金属酸化物は、例えば、インジウム−錫−オキサイド（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、亜鉛−錫−オキサイド（ｚｉｎｃ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ、ＺＴＯ）、インジウム−ガリウム−亜鉛−オキサイド（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＩＧＺＯ）、亜鉛−アルミニウム−オキサイド（ｚｉｎｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ、ＺＡＯ）、インジウム−亜鉛−オキサイド（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、亜鉛オキサイド（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ、ＺｎＯ）、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属酸化物を含むことができるが、これに制限されない。前記金属酸化物を含む溶液または物質を前記パターン層２００上に塗布または蒸着することで、フィルムまたは薄膜状の発熱層３００を形成することができる。

前記金属ナノワイヤーは、例えば、銀、金、白金、銅、アルミニウム、チタニウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属ナノワイヤーを含むことができるが、これに制限されない。銀ナノワイヤーの場合、透明性及び導電性に優れ、銀ナノワイヤーを含むフィルムに電圧を印加する場合、熱発生効率に優れる。前記金属ナノワイヤーを含む溶液または物質を前記パターン層２００上に塗布または蒸着することで、フィルム状または薄膜状の発熱層３００を形成することができる。

前記炭素ナノ構造体は、例えば、グラフェン、炭素ナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。前記炭素ナノ構造体を含む溶液または物質を前記パターン層２００上に塗布または蒸着することで、フィルム状または薄膜状の発熱層３００を形成することができる。

前記金属ペーストまたは前記金属ナノ粒子は、例えば、銀、金、白金、銅、アルミニウム、チタニウム（チタン）、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属のペーストまたは金属のナノ粒子でありうるが、これに制限されない。前記金属ペーストを前記パターン層２００上に塗布または蒸着することで、フィルム状または薄膜状の発熱層３００を形成することができる。または、前記金属ナノ粒子を含む溶液または物質を前記パターン層２００上に塗布または蒸着することで、フィルムまたは薄膜状の発熱層３００を形成することができる。

本願の一具現例において、前記発熱層３００は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有することができるが、これに制限されない。例えば、前記発熱層３００の厚さは、約１０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約３０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約３００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、あるいは約２００ｎｍ〜約３００ｎｍでありうるが、これに制限されない。前記厚さが５００ｎｍを超える場合、抵抗は低くなるが、透過度が低下し、ヘイズ（Ｈｚ）及び黄色度（Ｙｅｌｌｏｗ Ｉｎｄｅｘ、ＹＩ）といった光特性が高くなり、前記厚さが１０ｎｍ未満の場合、高い抵抗値を有する。好ましくは、前記厚さは、約３０ｎｍ〜約３００ｎｍでありうる。

本願の一具現例において、本願による透明面状発熱体は、前記発熱層３００上に前記発熱層３００を保護するために形成された保護層５００をさらに含むことができる。前記保護層５００は、例えば、透明高分子樹脂であることができ、フィルム状または薄膜状でありうるが、これに制限されない。

例えば、前記透明面状発熱体は、前記導電性物質を含む溶液の塗布によって形成された発熱層３００上に保護層（図示せず）が形成されたものや、前記導電性物質を含む物質の蒸着によって形成された発熱層３００上に保護層５００が形成されたものを含むことができる。

本願の一具現例において、前記透明面状発熱体は、図３に示すように、前記保護層５００と、前記パターン形状に応じて形成された発熱層３００との間に形成されたエアギャップ（ａｉｒ ｇａｐ）６００をさらに含むことができる。

本願の一具現例において、前記電極４００を通じて電源を印加する際に、前記発熱層３００で熱が発生する。前記保護層５００と前記パターン形状に応じて形成された発熱層３００との間に形成されたエアギャップ６００によって、前記発熱層３００で発生する熱損失を最小化して、断熱効果を向上させることができる。

本願の一具現例において、前記保護層５００は、気孔（図示せず）を含むことができる。前記気孔は、保護層５００の内部に形成されることができ、前記保護層内の気孔によって微細気孔の内部に空気をトラップし、微細気孔にトラップされた空気の対流が抑制されて、前記発熱層３００で発生する熱損失を最小化して、断熱効果を向上させることができる。

本願の一具現例において、前記保護層５００は、約５０ｎｍ〜約３００ｎｍの厚さまたは約５０ｎｍ〜約２００μｍの厚さを有することができるが、これに制限されない。例えば、前記保護層５００の厚さは、約７０ｎｍ〜約２００μｍ、約１００ｎｍ〜約２００μｍ、約２００ｎｍ〜約２００μｍ、約３００ｎｍ〜約２００μｍ、約４００ｎｍ〜約２００μｍ、約５００ｎｍ〜約２００μｍ、約７５０ｎｍ〜約２００μｍ、約１μｍ〜約２００μｍ、約１０μｍ〜約２００μｍ、約１００μｍ〜約２００μｍ、約１５０μｍ〜約２００μｍ、約５０ｎｍ〜約１５０μｍ、約５０ｎｍ〜約１００μｍ、約５０ｎｍ〜約１０μｍ、約５０ｎｍ〜約１μｍ、約５０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約６００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約７０ｎｍ〜約１５０μｍ、約１００ｎｍ〜約１００μｍ、約５００ｎｍ〜約５０μｍ、あるいは約１μｍ〜約１０μｍでありうるが、これに制限されない。前記厚さが５０ｎｍ未満の場合、前記発熱層を保護する機能が低下するか、信頼性に問題が発生し得る。好ましくは、前記厚さは、約１００ｎｍ〜約２００ｎｍでありうる。

本願の一具現例において、前記保護層の気孔は、約５ｎｍ〜約１０μｍのサイズを有することができるが、これに制限されない。前記保護層の気孔のサイズは、例えば、約５ｎｍ〜約１０μｍ、約１０ｎｍ〜約１０μｍ、約５０ｎｍ〜約１０μｍ、約１００ｎｍ〜約１０μｍ、約５００ｎｍ〜約１０μｍ、約１μｍ〜約１０μｍ、約５μｍ〜約１０μｍ、約５ｎｍ〜約５μｍ、約１０ｎｍ〜約１μｍ、約５０ｎｍ〜約９００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍ、あるいは約４００ｎｍ〜約５００ｎｍでありうるが、これに制限されない。さらに好ましくは、気孔のサイズが光の波長と類似すれば、コーティング層が不透明になるため、気孔のサイズが光の波長より、かなり小さい数百ナノ以下の気孔を有することができる。

本願の一具現例において、前記気孔を含む保護層５００は、約２０％〜約７０％の気孔率を有することができるが、これに制限されない。例えば、前記気孔率は、約２０％〜約７０％、約３０％〜約７０％、約４０％〜約７０％、約５０％〜約７０％、約６０％〜約７０％、約２０％〜約６０％、約２０％〜約５０％、約２０％〜約４０％、または約２０％〜約３０％であることができるが、これに制限されない。前記保護層の気孔率が約２０％未満の場合、断熱効果が低下し得るのであり、前記保護層の気孔率が約７０％超の場合、保護層が不透明になり、透明面状発熱体の光学特性が低下し得る。

本願の一具現例において、前記電極４００を通じて電源印加の際、前記発熱層３００で熱が発生する。

本願の一具現例において、前記電極４００は、導電性のある材料であれば特に制限されず、透明なものでありうるが、これに制限されない。前記電極は、例えば、銀、金、白金、アルミニウム、銅、クロム、バナジウム、マグネシウム、チタニウム、錫、鉛、パラジウム、タングステン、ニッケル、これらの合金、ＩＴＯ、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。前記金属ナノワイヤーは、例えば、銀、金、白金、銅、アルミニウム、チタニウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属ナノワイヤーを含むことができるが、これに制限されない。前記炭素ナノ構造体は、例えば、グラフェン、炭素ナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。

本願の一具現例において、前記電極４００は、前記発熱層３００または前記保護層５００上に形成されることができるが、これに制限されない。前記電極４００は、一対以上であることができる。前記電極４００は、多様な湿式コーティング及び乾式コーティング工程によって形成されることができる。例えば、グラビア印刷、フレキソ印刷、コンマ印刷、スリットコーティング、スプレーコーティング、スクリーン印刷、オフセット印刷、ラミネート、リフト−オフ法、スパッタリング、イオンプレーティング、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相蒸着（プラズマＣＶＤ）、熱蒸着、レーザー分子ビーム蒸着、パルスレーザー蒸着、または原子層蒸着法によって形成されることができるが、これに制限されない。

本願の第２側面は、基材１００と、前記基材上に形成され、導電性物質を含む発熱層３００と、前記発熱層上に連結された電極４００と、前記発熱層上に形成された保護層５００とを含み、前記保護層は、気孔７００を含む透明面状発熱体を提供する。

図４は、本願の一具現例による気孔７００を含む保護層５００が形成された透明面状発熱体の構造図である。

前記透明面状発熱体は、基材１００を含む。

本願の一具現例において、前記基材１００は、透明なものでありうる。前記基材１００は、通常使用可能な基材、例えば、シリコン基板、ガラス基板、または高分子基板を含むことができるが、これに制限されない。

前記シリコン基板は、例えば、単一シリコン基板又はｐ−Ｓｉ基板を含むことができ、前記ガラス基板は、例えば、ケイ酸アルカリ系ガラス、無アルカリ系ガラス、または石英ガラスを含むことができ、前記高分子基板は、例えば、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、またはポリウレタンを含むことができるが、これに制限されない。

前記基材１００上に発熱層３００が形成される。

前記基材１００上に形成された発熱層３００内に含まれた導電性物質が均一に分散されることで、前記導電性物質が凝集することを物理的に防止することができ、これにより、前記発熱層３００内に含まれた導電性物質の均一度が向上する。前記発熱層３００内に導電性物質が均一に分散されることで、前記発熱層３００に印加された電流が、前記発熱層３００全体に均一に流れることができ、これにより、透明面状発熱体の発熱効率及び発熱寿命を向上させることができる。

前記発熱層３００は、導電性物質を含む。

本願の一具現例において、前記導電性物質は、安価な工程が可能なインク化可能な物質を使用することができるが、これに制限されない。前記発熱層３００は、前記導電性物質を含む溶液または物質を前記基材１００上に塗布または蒸着して、フィルム状または薄膜状に形成することができる。

本願の一具現例において、前記導電性物質を含む溶液または物質を塗布または蒸着することは、当業界に公知された多様な方法によって行われることができる。例えば、前記方法として、スプレーコーティング、バーコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、スリットダイコーティング、カーテンコーティング、グラビアコーティング、リバースグラビアコーティング、ロールコーティング、または含浸法を利用することができるが、これに制限されない。

前記導電性物質を含む溶液は、水、アルコールなどの溶媒に前記導電性物質が固形分として約０．１重量％〜約１．５重量％分散されている溶液である。約０．１重量％未満の溶液は、コーティング後に導電性物質間に十分なネットワークが形成されず、面抵抗が出ないことがあり、約１．５重量％超の溶液は、溶液内の導電性物質の凝集（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）現象が多量に発生して、コーティング後も依然として凝集が残り、光学物性に影響を与えることがあり、粘度の上昇でパターン形成に効果的でないことがある。

本願の一具現例において、前記導電性物質は、金属酸化物、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、金属ペースト、金属ナノ粒子、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されることができるが、これに制限されない。

前記金属酸化物は、例えば、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＺＴＯ（ｚｉｎｃ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺＡＯ（ｚｉｎｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属酸化物を含むことができるが、これに制限されない。前記金属酸化物を含む溶液または物質を前記基材１００上に塗布または蒸着することで、フィルム状または薄膜状の発熱層３００を形成することができる。

前記金属ナノワイヤーは、例えば、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属ナノワイヤーを含むことができるが、これに制限されない。銀ナノワイヤーの場合、透明性及び導電性に優れ、銀ナノワイヤーを含むフィルムに電圧を印加する場合、熱発生効率に優れる。前記金属ナノワイヤーを含む溶液または物質を前記基材１００上に塗布または蒸着することで、フィルム状または薄膜状の発熱層３００を形成することができる。

前記炭素ナノ構造体は、例えば、グラフェン、炭素ナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。前記炭素ナノ構造体を含む溶液または物質を前記基材１００上に塗布または蒸着することで、フィルムまたは薄膜状の発熱層３００を形成することができる。

前記金属ペーストまたは前記金属ナノ粒子は、例えば、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属のペーストまたは金属のナノ粒子でありうるが、これに制限されない。前記金属ペーストを前記基材１００上に塗布または蒸着することで、フィルムまたは薄膜状の発熱層３００を形成することができる。または、前記金属ナノ粒子を含む溶液または物質を前記基材１００上に塗布または蒸着することで、フィルムまたは薄膜状の発熱層３００を形成することができる。

本願の一具現例において、前記発熱層３００は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有することができるが、これに制限されない。例えば、前記発熱層３００の厚さは、約１０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約３０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約２０ｎｍ、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約３００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約４００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、あるいは約２００ｎｍ〜約３００ｎｍであることができるが、これに制限されない。前記厚さが５００ｎｍを超える場合、抵抗は低くなるが、透過度が低下し、ヘイズ（Ｈｚ）及び黄色度（Ｙｅｌｌｏｗ Ｉｎｄｅｘ、ＹＩ）といった光特性が高くなり、前記厚さが１０ｎｍ未満の場合、高い抵抗値を有する。好ましくは、前記厚さは、約３０ｎｍ〜約３００ｎｍでありうる。

本願の一具現例において、前記透明面状発熱体は、前記発熱層３００上に前記発熱層３００を保護するための保護層５００が形成され、前記保護層５００は、気孔７００を含む。前記保護層５００は、例えば、透明高分子樹脂であることができ、フィルムまたは薄膜状であることができるが、これに制限されない。

本願の一具現例において、前記保護層５００は、気孔７００を含む。前記気孔７００は、保護層５００の内部に形成されることができ、前記保護層内の気孔７００によって微細気孔の内部に空気をトラップし、微細気孔にトラップされた空気の対流が抑制されて、前記発熱層３００で発生する熱損失を最小化して、断熱効果を向上させることができる。

本願の一具現例において、前記保護層５００は、約５０ｎｍ〜約２００μｍの厚さを有することができるが、これに制限されない。例えば、前記保護層５００の厚さは、約７０ｎｍ〜約２００μｍ、約１００ｎｍ〜約２００μｍ、約２００ｎｍ〜約２００μｍ、約３００ｎｍ〜約２００μｍ、約４００ｎｍ〜約２００μｍ、約５００ｎｍ〜約２００μｍ、約７５０ｎｍ〜約２００μｍ、約１μｍ〜約２００μｍ、約１０μｍ〜約２００μｍ、約１００μｍ〜約２００μｍ、約１５０μｍ〜約２００μｍ、約５０ｎｍ〜約１５０μｍ、約５０ｎｍ〜約１００μｍ、約５０ｎｍ〜約１０μｍ、約５０ｎｍ〜約１μｍ、約５０ｎｍ〜約８００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約６００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約４００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍ、約７０ｎｍ〜約１５０μｍ、約１００ｎｍ〜約１００μｍ、約５００ｎｍ〜約５０μｍ、あるいは約１μｍ〜約１０μｍでありうるが、これに制限されない。前記保護層５００の厚さが５０ｎｍ未満の場合、前記発熱層３００を保護する機能が低下するか信頼性に問題が発生し得る。好ましくは、前記厚さは、約１００ｎｍ〜約２００ｎｍでありうる。

本願の一具現例において、前記保護層の気孔７００は、約５ｎｍ〜約１０μｍのサイズを有することができるが、これに制限されない。前記保護層の気孔７００のサイズは、例えば、約５ｎｍ〜約１０μｍ、約１０ｎｍ〜約１０μｍ、約５０ｎｍ〜約１０μｍ、約１００ｎｍ〜約１０μｍ、約５００ｎｍ〜約１０μｍ、約１μｍ〜約１０μｍ、約５μｍ〜約１０μｍ、約５ｎｍ〜約５μｍ、約１０ｎｍ〜約１μｍ、約５０ｎｍ〜約９００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約８００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約７００ｎｍ、約３００ｎｍ〜約６００ｎｍ、あるいは約４００ｎｍ〜約５００ｎｍであることができるが、これに制限されない。さらに好ましくは、気孔のサイズが光の波長と類似すれば、コーティング層が不透明になるため、気孔のサイズが光の波長より、かなり小さい数百ナノ以下の気孔を有することができる。

本願の一具現例において、前記気孔を含む保護層５００は、約２０％〜約７０％の気孔率を有することができるが、これに制限されない。例えば、前記気孔率は、約２０％〜約７０％、約３０％〜約７０％、約４０％〜約７０％、約５０％〜約７０％、約６０％〜約７０％、約２０％〜約６０％、約２０％〜約５０％、約２０％〜約４０％、または約２０％〜約３０％であることができるが、これに制限されない。前記保護層の気孔率が約２０％未満の場合、断熱効果が低下し得て、前記保護層の気孔率が約７０％超の場合、保護層が不透明になり、透明面状発熱体の光学特性が低下し得る。

本願の一具現例において、前記電極４００を通じて電源を印加する際に、前記発熱層３００で熱が発生する。

本願の一具現例において、前記電極４００は、前記発熱層３００または前記保護層５００上に形成されることができるが、これに制限されない。前記電極４００は、一対以上であることができる。前記電極４００は、様々な湿式コーティング及び乾式コーティング工程によって形成されることができる。例えば、グラビア印刷、フレキソ印刷、コンマ印刷、スリットコーティング、スプレーコーティング、スクリーン印刷、オフセット印刷、ラミネート、リフト−オフ法、スパッタリング、イオンプレーティング、化学気相蒸着、プラズマ化学気相蒸着、熱蒸着、レーザー分子ビーム蒸着、パルスレーザー蒸着、または原子層蒸着法によって形成されることができるが、これに制限されない。

本願の一具現例において、前記電極４００は、導電性のある材料であれば特に制限されず、例えば、透明であることができるが、これに制限されない。前記電極４００は、例えば、銀、金、白金、アルミニウム、銅、クロム、バナジウム、マグネシウム、チタニウム、錫、鉛、パラジウム、タングステン、ニッケル、これらの合金、インジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。前記金属ナノワイヤーは、例えば、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属ナノワイヤーを含むことができるが、これに制限されない。前記炭素ナノ構造体は、例えば、グラフェン、炭素ナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含むことができるが、これに制限されない。

本願の第３側面は、前記本願の第１側面または第２側面による透明面状発熱体の複数個を直列または並列に連結して形成される、透明面状発熱体システムを提供する。

本願の第３側面による透明面状発熱体システムは、前記本願の第１側面または第２側面による透明面状発熱体について記述された内容を全て適用することができ、重複する部分については詳細な説明を省略したが、その説明が省略されても、同一に適用することができる。

以下、実施例を通じて本発明をさらに詳細に説明するが、下記の実施例は、単に説明の目的のためのものであり、本願の範囲を限定しようとするものではない。

＜実施例１＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。陰刻の格子模様の幅１０μｍ、高さ１０μｍのパターンを有するＰＥＴ基板を準備した後、分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。銀ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を、８０℃のオーブンで２分間乾燥して、銀ナノワイヤー膜を獲得した。

次いで、前記銀ナノワイヤー膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

＜実施例２＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。陽刻の格子模様の幅１０μｍ、高さ１０μｍのパターンを有するＰＥＴ基板を準備した後、分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。銀ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を、８０℃のオーブンで２分間乾燥して、銀ナノワイヤー膜を獲得した。

次いで、前記ナノワイヤーの膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

＜実施例３＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。陰刻の無定形の幅１０μｍ、高さ１０μｍのパターンを有するＰＥＴ基板を準備した後、分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。銀ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を、８０℃のオーブンで２分間乾燥して、銀ナノワイヤー膜を獲得した。

次いで、前記ナノワイヤーの膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

＜実施例４＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。陰刻の格子模様の幅１００μｍ、高さ１００μｍのパターンを有するＰＥＴ基板を準備した後、分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。銀ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を、８０℃のオーブンで２分間乾燥して、銀ナノワイヤー膜を獲得した。

次いで、前記ナノワイヤーの膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

＜実施例５＞
炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）が水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。陰刻の格子模様の幅１０μｍ、高さ１０μｍのパターンを有するＰＥＴ基板を準備した後、分散されたＣＮＴ液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。ＣＮＴがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を、８０℃のオーブンで２分間乾燥して、ＣＮＴ膜を獲得した。

次いで、前記ＣＮＴ膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板にＣＮＴ膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

＜比較例１＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。パターンのないＰＥＴ基板を準備した後、分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。銀ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を８０℃のオーブンで２分間乾燥して銀ナノワイヤー膜を獲得した。

その後、前記ナノワイヤーの膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機で３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

＜実験例１＞
前記実施例１〜５及び比較例１で得られた発熱体について、低抵抗計［ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ ＭＣＰ−Ｔ６１０（Ｍｉｔｓｕｉｂｉｓｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）］を利用して、表面抵抗を９点（Ｐｏｉｎｔ）測定して、表面抵抗の平均値（Ｒｓ；Ω／□）を測定した。そして、標準偏差値を利用して面抵抗の均一度（Ｒｓ均一度；％）を計算した。

＜実験例２＞
前記実施例１〜５及び比較例１で得られた発熱体について、ＵＶ分光計（Ｎｉｐｐｏｎ Ｄｅｎｓｈｏｋｕ社、ＮＤＨ２０００）を利用して可視光線透過度（％）及びヘイズ（Ｈｚ；％）を測定した。

＜実験例３＞
前記実施例１〜５及び比較例１で得られた発熱体について、発熱特性を評価するために、１２Ｖの印加電圧を基準として発熱温度（℃）を測定した。

＜実験例４＞
前記実施例１〜５及び比較例１で得られた発熱体について、発熱寿命評価のために、１２Ｖの印加電圧を基準としてＯＮ／ＯＦＦテストを実施した。これは、最終温度に到達する時間を基準として３分間Ｏｎ、２分間ＯＦＦを繰り返して断線するまでの回数を測定したものである。

前記実験例１〜４の結果を下記の表１に示した。

前記表１から確認できるように、実施例１〜５のようにパターンが形成された基材を使用した場合の抵抗均一度（Ｒｓ）が、パターンが形成されていない基材を使用した場合（比較例１）に比べて非常に大幅に向上され、これにより、発熱特性が向上し、かつ、断線するまでの回数（Ｏｎ／Ｏｆｆ）が大きく増加したことが分かる。

＜実施例６＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。陰刻の格子模様の幅１０μｍ、高さ１０μｍのパターンを有するＰＥＴ基板を準備した後、分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。銀ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を８０℃のオーブンで２分間乾燥して銀ナノワイヤー膜を獲得した。

次いで、前記ナノワイヤーの膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

次に、形成された透明発熱体の上端に保護フィルムを貼り合わせた。

＜実施例７＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。陽刻の格子模様の幅１０μｍ、高さ１０μｍのパターンを有するＰＥＴ基板を準備した後、分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。銀ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を、８０℃のオーブンで２分間乾燥して、銀ナノワイヤー膜を獲得した。

次いで、前記ナノワイヤーの膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

次に、形成された透明発熱体の上端に保護フィルムを貼り合わせた。

＜実施例８＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。陰刻の無定形の幅１０μｍ、高さ１０μｍのパターンを有するＰＥＴ基板を準備した後、分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。銀ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を、８０℃のオーブンで２分間乾燥して、銀ナノワイヤー膜を獲得した。

次いで、前記ナノワイヤーの膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

次に、形成された透明発熱体の上端に保護フィルムを貼り合わせた。

＜実施例９＞
実施例６と同一の基材及び同一の方法で透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

次に、形成された透明発熱体の上端に数百ｎｍの気孔を有する保護層を貼り合わせた。

＜比較例２＞
実施例６と同一の基材及び同一の方法で透明導電性フィルムを得た。

続いて、フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成した。

＜実験例５＞
前記実施例６〜９及び比較例２で得られた発熱体について、多孔性フィルムを貼り合わせる前に低抵抗計（ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ ＭＣＰ−Ｔ６１０、Ｍｉｔｓｕｉｂｉｓｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を利用して表面抵抗を９点（Ｐｏｉｎｔ）測定して、表面抵抗の平均値（Ｒｓ；Ω／□）を測定した。そして、標準偏差値を利用して面抵抗の均一度（Ｒｓ均一度；％）を計算した。

＜実験例６＞
前記実施例６〜９及び比較例２で得られた発熱体について、ＵＶ分光計（Ｎｉｐｐｏｎ Ｄｅｎｓｈｏｋｕ社、ＮＤＨ２０００）を利用して可視光線透過度（％）及びヘイズ（Ｈｚ；％）を測定した。

＜実験例７＞
前記実施例６〜９及び比較例２で得られた発熱体について、発熱特性を評価するために、１２Ｖの印加電圧を基準として△Ｔ（℃）（発熱温度−大気温度）を測定した。

前記実験例５〜７の結果を下記の表２に示した。

前記表２から確認できるように、実施例６〜９のようにエアギャップ及び気孔を有する保護層がある発熱体において、同一電圧で、より高い発熱特性を示すことが分かる。

＜実施例１０＞
銀ナノワイヤーが水に分散された溶液を３０分間かき混ぜた。ＰＥＴ基板上に分散された銀ナノワイヤー溶液をバーコーティング（ｂａｒ ｃｏａｔｉｎｇ）した。前記ナノワイヤーがウェット（ｗｅｔ）コーティングされた基板を、８０℃のオーブンで２分間乾燥して、銀ナノワイヤー膜を獲得した。

次いで、前記ナノワイヤーの膜上に、１．０重量％のオーバーコーティング溶液をバーコーティングした。その後、１００℃で乾燥後、ＵＶ硬化機にて３００ｍＪで処理して高分子膜を形成し、基板に銀ナノワイヤー膜とオーバーコーティング層を含む透明導電性フィルムを得た。

続いて、前記フィルムの両端にスクリーン印刷を通じて電極を形成して、透明発熱体を製造した。

次に、気孔フィルムを製造するために、溶媒としてエタノールとアセトンを６：４で混合した溶液を準備する。また、シリカ前駆体としてはＴＥＯＳ（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）を使用し、触媒としては塩酸を使用し、界面活性剤はＣＴＡＢ（ｃｅｔｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）を使用し、蒸留水（ＤＩ−ｗａｔｅｒ）をさらに使用した。また、前記ＴＥＯＳ、エタノール、蒸留水、塩酸、及びＣＴＡＢのモル比は、下記の通りである。

ＴＥＯＳ：エタノール：蒸留水：塩酸：ＣＴＡＢ＝１：２０：５：０．００５：０．０３

エタノールとアセトンを混合した後、蒸留水と塩酸を添加し、次いで、７０℃で事前に溶かしておいたＣＴＡＢを添加し、２時間撹拌した。前記撹拌した溶液にＴＥＯＳを入れて、３０分間常温で撹拌した後、ガラス基板上にスピンコーティングした。この際、スピン速度は３，０００ｒｐｍであり、３０秒間実施した。前記コーティングされた薄膜について、一日中常温で溶媒を蒸発させ、次いで１５０℃で熱処理して界面活性剤を分解することで、複数の気孔を有する気孔率３０％の多孔性フィルムを得た。

続いて、電極が形成された発熱体の上端に、前記製造された多孔性保護フィルムを貼り合わせた。

＜実施例１１＞
前記実施例１０と同一の方法で透明発熱体を製造し、下記のモル比で多孔性フィルムを製造した。

ＴＥＯＳ：エタノール：蒸留水：塩酸：ＣＴＡＢ＝１：２０：５：０．００５：０．０５

気孔率が約４０％の多孔性フィルムを得た。

続いて、電極が形成された発熱体の上端に、前記製造された多孔性保護フィルムを貼り合わせた。

＜実施例１２＞
前記実施例１０と同一の方法で透明発熱体を製造し、下記のモル比で多孔性フィルムを製造した。

ＴＥＯＳ：エタノール：蒸留水：塩酸：ＣＴＡＢ＝１：２０：５：０．００５：０．０７

気孔率が約５０％の多孔性フィルムを得た。

続いて、電極が形成された発熱体の上端に、前記製造された多孔性保護フィルムを貼り合わせた。

＜比較例３＞
前記実施例１０と同一の方法で透明発熱体を製造したが、多孔性保護フィルムは貼り合せなかった。

＜実験例８＞
前記実施例１０〜１２、及び比較例３で得た透明発熱体について、多孔性フィルムを貼り合せる前に低抵抗計［ｌｏｒｅｓｔａ−ＧＰ ＭＣＰ−Ｔ６１０（Ｍｉｔｓｕｉｂｉｓｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）］を利用して、表面抵抗を９点（Ｐｏｉｎｔ）測定して、表面抵抗の平均値（Ｒｓ；Ω／□）を測定した。そして、標準偏差値を利用して面抵抗の均一度（Ｒｓ均一度；％）を計算した。

＜実験例９＞
前記実施例１０〜１２、及び比較例３で得た透明発熱体について、ＵＶ分光計（Ｎｉｐｐｏｎ Ｄｅｎｓｈｏｋｕ社、ＮＤＨ２０００）を利用して、可視光線透過度（％）及びヘイズ（Ｈｚ；％）を測定した。

＜実験例１０＞
前記実施例１０〜１２、及び比較例３で得た透明発熱体について、発熱特性を評価するために、１２Ｖの印加電圧を基準として△Ｔ（℃）（発熱温度−大気温度）を測定した。

前記実験例８〜１０の結果を下記の表３に示した。

前記表３から確認できるように、実施例１０〜１２のように気孔を有する保護層がある発熱体において、同一電圧で、より高い発熱特性を示すことが分かる。

以上で、具現例及び実施例を挙げて本願を詳しく説明したが、本願は、上記具現例及び実施例に限定されず、多様な形態に変形されることができ、本願の技術的思想内で、当分野における通常の知識を持った者によって様々な変形が可能なことが明らかである。

上述した本願の説明は、例示のためのものであり、本願が属する技術分野の通常の知識を持った者は、本願の技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態に容易に変形可能なことが理解できるであろう。従って、以上で記述した実施例は、全ての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解すべきである。例えば、単一型で説明されている各構成要素は、分散して実施してもよく、同様に、分散して説明されている構成要素も、結合した形態で実施してもよい。

本願の範囲は、上記詳細な説明よりも後述する特許請求の範囲によって表され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導出される全ての変更又は変形された形態が本願の範囲に含まれると解釈されるべきである。

Claims (16)

1. 基材と、
   前記基材上に形成されたパターン層と、
   前記パターン層上に形成され、導電性物質を含む発熱層と、
   前記発熱層上に連結された電極と、
   を含む、透明面状発熱体。
2. 基材と、
   前記基材上に形成され、導電性物質を含む発熱層と、
   前記発熱層上に連結された電極と、
   前記発熱層上に形成された保護層とを含み、
   前記保護層は気孔を含む、透明面状発熱体。
3. 前記パターン層は、硬化性樹脂によって形成される、請求項１に記載の透明面状発熱体。
4. 前記パターン層は、陰刻、陽刻、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された形状を含む、請求項１に記載の透明面状発熱体。
5. 前記パターン層は、１μｍ〜５００μｍの間隔のパターンを含む、請求項１に記載の透明面状発熱体。
6. 前記導電性物質は、金属酸化物、金属ナノワイヤー、炭素ナノ構造体、金属ペースト、金属ナノ粒子、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含む、請求項１または２に記載の透明面状発熱体。
7. 前記金属酸化物は、インジウム−錫−オキサイド、亜鉛−錫−オキサイド、インジウム−ガリウム−亜鉛−オキサイド、亜鉛−アルミニウム−オキサイド、インジウム−亜鉛−オキサイド、亜鉛オキサイド、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属酸化物を含む、請求項６に記載の透明面状発熱体。
8. 前記金属ナノワイヤーは、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタニウム、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属ナノワイヤーを含む、請求項６に記載の透明面状発熱体。
9. 前記炭素ナノ構造体は、グラフェン、炭素ナノチューブ、フラーレン、カーボンブラック、及びこれらの組み合わせからなる群より選択されたものを含む、請求項６に記載の透明面状発熱体。
10. 前記金属ペーストは、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属を含む、請求項６に記載の透明面状発熱体。
11. 前記金属ナノ粒子は、銀、金、白金、銅、ニッケル、アルミニウム、チタ間隔、パラジウム、コバルト、カドミウム、ロジウム、及びこれらの組み合わせからなる群より選択された金属を含む、請求項６に記載の透明面状発熱体。
12. 前記保護層の気孔は、５ｎｍ〜１０μｍのサイズを有する、請求項２に記載の透明面状発熱体。
13. 前記発熱層上に形成された保護層をさらに含む、請求項１に記載の透明面状発熱体。
14. 前記発熱層は、前記パターン層のパターン形状に応じて形成されたものをさらに含む、請求項１３に記載の透明面状発熱体。
15. 前記保護層と前記パターン形状に応じて形成された発熱層との間に形成されたエアギャップを含む、請求項１４に記載の透明面状発熱体。
16. 前記保護層は、気孔を含む、請求項１３に記載の透明面状発熱体。
    

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