KR101223678B1 - 발열 기판 및 그 제조 방법 - Google Patents

발열 기판 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101223678B1
KR101223678B1 KR1020110048566A KR20110048566A KR101223678B1 KR 101223678 B1 KR101223678 B1 KR 101223678B1 KR 1020110048566 A KR1020110048566 A KR 1020110048566A KR 20110048566 A KR20110048566 A KR 20110048566A KR 101223678 B1 KR101223678 B1 KR 101223678B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
slot opening
thin film
carbon nanotube
substrate
Prior art date
Application number
KR1020110048566A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120130553A (ko
Inventor
김덕종
곽호상
강용필
최진수
한창수
Original Assignee
금오공과대학교 산학협력단
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 금오공과대학교 산학협력단, 한국기계연구원 filed Critical 금오공과대학교 산학협력단
Priority to KR1020110048566A priority Critical patent/KR101223678B1/ko
Publication of KR20120130553A publication Critical patent/KR20120130553A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101223678B1 publication Critical patent/KR101223678B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/688Fabrication of the plates
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/02Details
    • H05B3/03Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 발열 기판은 종이 기판과, 상기 종이 기판 위에 상기 종이 기판과 동일한 패턴으로 형성된 탄소나노튜브 박막과, 상기 탄소나노튜브 박막 위에 형성되며 서로 거리를 두고 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 탄소나노튜브 박막 위에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮는 절연층을 포함한다.

Description

발열 기판 및 그 제조 방법{HEATING SUBSTRATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명의 실시예는 발열 기판 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종이 기판 위에 탄소나노튜브 박막과 전극을 형성하고 전극과 탄소나노튜브 박막으로 전류가 통하면 열이 발생되는 발열 기판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 발열 기판은 절연성 기판 위에 전도성 박막과 전극이 형성된 구조를 갖는다. 전극의 양단에 직류 또는 교류 전압을 걸어주면 전도성 박막으로 전류가 흐르면서 열이 발생된다.
전도성 박막에서 나오는 단위 면적당 발열량은 박막에 흐르는 전류 밀도의 제곱에 비례한다. 서로 거리(d)가 떨어져 있는 두 전극들 사이에 직류 전압(V)에 걸리면 전도성 박막의 단위면적당 발열량은 (V/d)의 제곱에 비례하고 박막의 면저항에 반비례한다.
동일한 전도성 박막을 발열체로 사용하면서 발열 기판의 면적을 확대하면 전극 사이의 간격이 증가하면, 증가된 간격의 제곱에 반비례하여 단위면적당 발열량이 줄어들어 필요한 발열 성능을 확보하기 어려워진다.
이에, 발열 기판의 도전성 박막은 탄소 블랙이나 금속과 같이 박막으로 만들어도 전도성이 우수한 소재를 사용하여 만들어진다. 특히, 탄소나노튜브와 같이 전도성이 매우 우수한 물질을 사용하면 수십에서 수백 마이크로미터 두께로도 면저항이 작은 우수한 도전성 박막을 만들 수 있다. 또한, 탄소나노튜브를 사용하면 투명한 발열 기판을 만들 수 있는 장점도 있다.
하지만, 탄소나노튜브를 도전성 박막으로 사용할 경우, 절연성 기판의 탄소나노튜브에 대한 흡착성이 문제가 되고 있다. 절연성 기판의 탄소나노튜브에 대한 흡착성이 좋지 않으면, 탄소나노튜브에 대한 흡착성이 좋은 소재로 절연성 기판 위에 바인더층을 먼저 형성하고, 그 위에 다시 탄소나노튜브로 도전성 박막을 형성해야하는 번거로움이 있다.
본 발명의 실시예는 탄소나노튜브를 사용하여 용이하게 제조할 수 있는 발열 기판을 제공한다.
또한, 상기한 발열 기판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 발열 기판은 종이 기판과, 상기 종이 기판 위에 상기 종이 기판과 동일한 패턴으로 형성된 탄소나노튜브 박막과, 상기 탄소나노튜브 박막 위에 형성되며 서로 거리를 두고 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 그리고 상기 탄소나노튜브 박막 위에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮는 절연층을 포함한다.
상기 종이 기판 및 상기 탄소나노튜브 박막에는 일측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제1 슬롯 개구와, 상기 일측 가장자리와 평행한 타측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제2 슬롯 개구가 함께 형성될 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 기판의 상기 일측 가장자리와 상기 제1 슬롯 개구 사이에서 상기 제1 슬롯 개구와 평행하게 형성되고, 상기 제2 전극은 상기 기판의 상기 타측 가장자리와 상기 제2 슬롯 개구 사이에서 상기 제2 슬롯 개구와 평행하게 형성될 수 있다.
상기 제1 전극으로부터 분기되어 상기 제2 전극 방향으로 연장된 제1 가지 전극과, 상기 제2 전극으로부터 분기되어 상기 제1 전극 방향으로 연장된 제2 가지 전극을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1 가지 전극은 상기 제2 슬롯 개구를 사이에 두고 제2 전극과 이격되고, 상기 제2 가지 전극은 상기 제1 슬롯 개구를 사이에 두고 제1 전극과 이격될 수 있다.
상기 제1 가지 전극과 상기 제2 가지 전극은 교호적으로 서로 나란하게 배열될 수 있다.
상기 제1 슬롯 개구 및 상기 제2 슬롯 개구는 천공 작업이나 전단(剪斷) 작업을 통해 형성될 수 있다.
상기 절연층은 상기 제1 슬롯 개구 및 상기 제2 슬롯 개구의 내부를 채울 수 있다.
상기한 발열 기판에 있어서, 상기 탄소나노튜브 박막이 형성된 상기 종이 기판의 일면에 반대되는 타면에 형성된 추가의 절연층을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 발열 기판 제조 방법은 종이 기판을 마련하는 단계와, 상기 종이 기판 위에 탄소나노튜브 박막을 형성하는 단계와, 상기 탄소나노튜브 박막 위에 복수의 전극들을 형성하는 단계와, 상기 종이 기판 및 상기 탄소나노튜브 박막의 일부를 제거하여 복수의 슬롯 개구들을 형성하는 단계, 그리고 상기 탄소나노튜브 박막 위에서 상기 복수의 전극들을 덮는 절연층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 복수의 슬롯 개구를 형성하는 단계에서 상기 전극들도 함께 패터닝될 수 있다.
상기 탄소나노튜브 박막은 물에 탄소나노튜브를 분산시킨 용액을 스프레이 코팅, 슬릿 코팅, 및 롤 인쇄 등의 방법으로 상기 종이 기판에 도포한 후 건조시켜 만들어질 수 있다.
상기 복수의 슬릿 개구들은 상기 종이 기판의 일측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제1 슬롯 개구와, 상기 일측 가장자리와 평행한 타측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제2 슬롯 개구를 포함할 수 있다.
상기 복수의 전극들은 상기 기판의 상기 일측 가장자리와 상기 제1 슬롯 개구 사이에서 상기 제1 슬롯 개구와 평행하게 형성되는 제1 전극과, 상기 기판의 상기 타측 가장자리와 상기 제2 슬롯 개구 사이에서 상기 제2 슬롯 개구와 평행하게 형성될 수 있다.
상기 복수의 전극들은 상기 제1 전극으로부터 분기되어 상기 제2 전극 방향으로 연장되는 제1 가지 전극과, 상기 제2 전극으로부터 분기되어 상기 제1 전극 방향으로 연장되는 제2 가지 전극을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 제1 가지 전극은 상기 제2 슬롯 개구를 사이에 두고 제2 전극과 이격되고, 상기 제2 가지 전극은 상기 제1 슬롯 개구를 사이에 두고 제1 전극과 이격될 수 있다.
상기 제1 가지 전극과 상기 제2 가지 전극은 교호적으로 서로 나란하게 배열될 수 있다.
상기 제1 슬롯 개구 및 상기 제2 슬롯 개구는 천공 작업이나 전단(剪斷) 작업을 통해 형성될 수 있다.
상기 절연층은 상기 제1 슬롯 개구 및 상기 제2 슬롯 개구의 내부를 채울 수 있다.
상기 발열 기판 제조 방법에 있어서, 상기 탄소나노튜브 박막이 형성된 상기 종이 기판의 일면에 반대되는 타면에 추가의 절연층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 발열 기판은 탄소나노튜브를 사용하여 용이하게 제조될 수 있으면서 친환경적이고 효율적으로 대면적의 면발열이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 기판의 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실험예의 발열 상태를 도시한 이미지이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 기판(101)을 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 발열 기판(101)은 종이 기판(100), 탄소나노튜브 박막(150), 제1 전극(110), 제2 전극(120), 및 절연층(200)을 포함한다. 또한, 발열 기판(101)은 제1 전극(110)에서 분기된 제1 가지 전극(115)과, 제2 전극(120)에서 분기된 제2 가지 전극(125)을 더 포함할 수 있다.
종이 기판(100)은 천공 작업이나 전단(剪斷) 작업을 통해 정밀한 패터닝이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 종이 기판(100)에는 일측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제1 슬롯 개구(141)와, 일측 가장자리와 평행한 타측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제2 슬롯 개구(142)가 형성된다. 제1 슬롯 개구(141) 및 제2 슬롯 개구(142)는 전술한 천공 작업이나 전단(剪斷) 작업을 통해 형성된다.
또한, 종이 기판(100)은 탄소나노튜브에 대한 흡착성이 우수할 뿐만 아니라 다양한 접착제를 사용하기 쉬운 소재이다. 따라서 종이 기판(100)으로 만들어진 발열 기판(101)은 표면 발열이 필요한 대부분의 물체의 표면에 부착되어 용이하게 사용될 수 있다.
탄소나노튜브 박막(150)은 종이 기판(100)의 일면에 형성된다. 그리고 탄소나노튜브 박막(150)은 종이 기판(100)과 함께 천공되거나 전단(剪斷)된다. 즉, 탄소나노튜브 박막(150)과 종이 기판(100)은 동일한 패턴으로 형성된다.
제1 슬롯 개구(141) 및 제2 슬롯 개구(142)는 종이 기판(100)과 함께 탄소나노튜브 박막(150)도 함께 관통하며, 제1 슬롯 개구(141) 및 제2 슬롯 개구(142)는 절연 영역이 된다.
탄소나노튜브는 직경이 수 나노미터 이하이고 길이가 수백 나노미터에서 수 마이크로미터에 달하는 머리카락과 같은 긴 구조를 가지고 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 전류는 종이 기판(100) 위에 형성된 탄소나노튜브 박막(150)의 탄소나노튜브를 따라 흐르면서 발열을 한다. 탄소나노튜브는 전도성이 상대적으로 매우 우수하여, 수십에서 수백 마이크로미터 두께로도 면저항이 작은 우수한 도전성 박막을 만들 수 있다.
제1 전극(110)은 종이 기판(100)의 일측 가장자리와 제1 슬롯 개구(141) 사이에서 제1 슬롯 개구(141)와 평행하게 탄소나노튜브 박막(150) 위에 형성된다. 제2 전극(120)은 종이 기판(100)의 타측 가장자리와 제2 슬롯 개구(142) 사이에서 제2 슬롯 개구(142)와 평행하게 탄소나노튜브 박막(150) 위에 형성된다. 즉, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 기판(100)의 서로 반대되는 가장자리에 각각 인접하게 형성된다.
제1 가지 전극(115)은 제1 전극(110)으로부터 분기되어 제2 전극(120) 방향으로 연장된다. 그리고 제1 가지 전극(115)은 제2 슬롯 개구(142)를 사이에 두고 제2 전극(120)과 이격된다.
제2 가지 전극(125)은 제2 전극(120)으로부터 분기되어 제1 전극(110) 방향으로 연장된다. 그리고 제2 가지 전극(125)은 제1 슬롯 개구(141)를 사이에 두고 제1 전극(110)과 이격된다. 제1 가지 전극(115)과 제2 가지 전극(125)은 교호적으로 서로 나란하게 배열된다.
또한, 제1 가지 전극(115) 및 제2 가지 전극(125)의 전기전도도는 발열체인 탄소나노튜브 박막(150)보다 커야 한다. 제1 가지 전극(115) 및 제2 가지 전극(125)의 전기전도도가 높아야 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 저항을 줄이는 역할을 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 제1 가지 전극(115) 및 제2 가지 전극(125)은 탄소나노튜브 박막(150)과 비교하여 미미한 수준의 발열이 일어나므로 제1 가지 전극(115) 및 제2 가지 전극(125)이 차지하는 면적은 최소화하는 것이 효과적이다.
절연층(200)은 탄소나노튜브 박막(150) 위에서 제1 전극(110), 제2 전극(120), 제1 가지 전극(115), 및 제2 가지 전극(125)을 덮는다.
또한, 절연층(200)은 제1 슬롯 개구(141) 및 제2 슬롯 개구(142)의 내부를 채울 수 있다. 절열층(200)이 제1 슬롯 개구(141) 및 제2 슬롯 개구(142)의 내부를 채울 경우, 제1 슬롯 개구(141) 및 제2 슬롯 개구(142)에 의한 절연 영역이 더욱 안정적으로 형성될 수 있다.
도 2에서도, 제1 슬릿 개구(141) 및 제2 슬릿 개구(142)의 내부는 절연층(200)으로 메워진 것으로 나타나 있으나, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제1 슬릿 개구(141) 및 제2 슬릿 개구(142)의 내부는 빈공간일 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 기판(101)은 탄소나노튜브 박막(150)이 형성된 종이 기판(100)의 일면에 반대되는 타면에 형성된 추가의 절연층(250)을 더 포함할 수 있다. 추가의 절연층(250)은 종이 기판(100)의 두께가 지나치게 얇아 통전되는 것을 방지한다.
이와 같은 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 기판(101)은 탄소나노튜브를 사용하여 용이하게 제조될 수 있으면서 친환경적이고 효율적으로 대면적의 면발열이 가능하다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 기판(101)은 가공이 용이하고 상대적으로 저렴한 종이 기판(100)을 사용하므로, 대면적 대량 생산이 용이하다.
또한, 종이 기판(100)은 탄소나노튜브에 대한 흡착성이 뛰어나, 탄소나노튜브 박막(150)을 형성하기 용이하다. 따라서 탄소나노튜브 박막(150)을 형성하기 위해 별도의 고분자 물질인 인공적인 바인더를 사용할 필요가 없어 친환경적으로 발열 기판(101)을 제조할 수 있다.
또한, 종이 기판(100)은 다양한 접착제를 사용하기 쉬운 소재이므로, 종이 기판(100)으로 만들어진 발열 기판(101)은 표면 발열이 필요한 대부분의 물체의 표면에 부착되어 용이하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예 따른 발열 기판(101)에서 절연 영역을 형성하는 제1 슬롯 개구(141) 및 제2 슬롯 개구(142)는 간단하면서도 정밀하게 형성될 수 있다. 특히, 상대적으로 고가의 마스크를 사용하지 않고도 절연 영역이 되는 제1 슬롯 개구(141) 및 제2 슬롯 개구(142)를 형성할 수 있다.
또한, 탄소나노튜브 박막(150)을 종이 기판(100)의 전면(全面)에 형성한 후 종이 기판(100)과 함께 동일한 패턴으로 패터닝하므로, 전체적인 공정을 크게 단순화할 수 있다. 이는 발열 기판(101)이 대면적화될수록 큰 이점이 될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 전류는 제1 전극(110)에서 제1 가지 전극(115)과 제2 가지 전극(125)을 통해 제2 전극(120)으로 흐르게 된다. 이때, 제1 슬릿 개구(141) 및 제2 슬릿 개구(142)는 절연 영역을 형성하여 전류가 제1 가지 전극(115)에서 제2 가지 전극(125)을 거치지 않고 제2 전극(120)으로 강하게 흘러들면서, 국부적으로 과열되거나 발열 효율이 저하되는 것을 방지한다. 즉, 제1 슬릿 개구(141) 및 제2 슬릿 개구(142)는 전류가 제1 가지 전극(115)에서 탄소나노튜브 박막(150)을 거쳐 제2 가지 전극(125)으로 흐르도록 유도한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 기판(101)의 제조 방법을 설명한다.
먼저, 종이 기판(100)을 마련한다. 그리고 용매에 탄소나노튜브가 저농도로 분산된 용액을 만든 후, 이를 종이 기판(100) 위에 균일하게 도포한다. 그리고 액상 성분을 건조시켜 탄소나노튜브만 남기는 방법으로 탄소나노튜브 박막(150)을 형성한다. 이때, 탄소나노튜브가 분산된 용액은 스프레이 코팅, 슬릿 코팅, 및 롤 인쇄 등의 방법으로 종이 기판(100) 위에 도포될 수 있다.
다음, 탄소나노튜브 박막(150) 위에 복수의 전극들(110, 115, 120, 125)을 형성한다. 복수의 전극들은 제1 전극(110), 제2 전극(120), 제1 가지 전극(115), 및 제2 가지 전극(125)을 포함할 수 있다. 복수의 전극들(110, 115, 120, 125)은 스크린 인쇄 기법을 사용하여 실버페이스트로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 전술한 바에 한정되지 아니하고, 종이 기판(100) 위에 복수의 전극들(110, 115, 120, 125)을 형성한 후, 그 위에 탄소나노튜브 박막(150)을 형성할 수도 있다.
다음, 종이 기판(100) 및 탄소나노튜브 박막(150)의 일부를 천공 작업이나 전단(剪斷) 작업을 통해 제거하여 복수의 슬롯 개구들(141, 142)을 형성한다. 복수의 슬롯 개구들은 제1 슬롯 개구(141)와 제2 슬롯 개구(142)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 전극들(110, 115, 120, 125)의 일부도 함께 제거되면서 패터닝될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 전술한 바에 한정되지 아니하고, 복수의 전극들(110, 115, 120, 125)을 형성하기 전에 종이 기판(100) 및 탄소나노튜브 박막(150)의 일부를 천공 작업이나 전단(剪斷) 작업을 통해 제거하여 복수의 슬롯 개구들(141, 142)을 형성할 수도 있다.
이와 같이, 종이 기판(100)과 탄소나노튜브 박막(150)은 동일한 패턴으로 형성된다. 그리고 복수의 슬롯 개구들(141, 142)은 절연 영역이 된다.
다음, 탄소나노튜브 박막(150) 위에서 복수의 전극들(110, 115, 120, 125)을 덮는 절연층(200)을 형성한다. 이때, 절연층(200)은 제1 슬릿 개구(141) 및 제2 슬릿 개구(142)의 내부를 메울 수 있다.
다음, 탄소나노튜브 박막(150)이 형성된 종이 기판(100)의 일면에 반대되는 타면에 추가의 절연층(250)을 형성할 수 있다. 추가의 절연층(250)은 종이 기판(100)의 두께가 지나치게 얇아 통전되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 제조 방법에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 기판(101)을 용이하게 제조할 수 있다.
도 3은 본 발멸의 일 실시예에 따른 실험예의 동작 상태를 나타낸 이미지이다.
실험예는 일반 프린터기용 사무용 인쇄지를 종이 기판으로 사용하였으며, 크기는 가로 150cm이고 세로 210cm이다. 저농도 탄소나노튜브 분산액을 종이 기판 위에 분사하고 히터로 건조시키는 방법으로 탄소나노튜브 박막을 형성하였다. 이와 같이 형성된 탄소나노튜브 박막의 면저항은 150W/sq이다. 제1 슬롯 개구와 제2 슬롯 개구는 해당 부위를 절단하는 방법으로 형성하였다. 제1 전극 및 제2 전극은 각각 1cm의 폭을 가지며, 제1 가지 전극 및 제2 가지 전극은 각각 5mm의 폭을 갖도록 실버페이스트를 통해 만들었다. 라미네이터를 이용하여 절연층를 코팅하여 본 발명의 일 실시예에 따른 실험예를 완성하였다.
도 3은 실험예에 12V의 직류 전압을 가하였을 때, 발열 기판의 표면 온도분포를 열화상 카메라로 측정한 것이다. 발열 기판이 상온에서 섭씨 25도 정도로 균일하게 온도가 상승하였음을 확인할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100: 종이 판 101: 발열 기판
110: 제1 전극 115: 제1 가지 전극
120: 제2 전극 125: 제2 가지 전극
141: 제1 슬릿 개구 142: 제2 슬릿 개구
150: 탄소나노튜브 박막 200: 절연층
250: 추가의 절연층

Claims (18)

  1. 종이 기판;
    상기 종이 기판 위에 상기 종이 기판과 동일한 패턴으로 형성된 탄소나노튜브 박막;
    상기 탄소나노튜브 박막 위에 형성되며 서로 거리를 두고 배치된 제1 전극 및 제2 전극; 그리고
    상기 탄소나노튜브 박막 위에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 덮는 절연층
    을 포함하며,
    상기 종이 기판 및 상기 탄소나노튜브 박막에는 일측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제1 슬롯 개구와, 상기 일측 가장자리와 평행한 타측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제2 슬롯 개구가 함께 형성되고,
    상기 제1 슬롯 개구와 상기 제2 슬롯 개구는 상기 종이 기판과 상기 탄소나노튜브 박막이 함께 천공되거나 전단되어 형성된 발열 기판.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 제1 전극은 상기 기판의 상기 일측 가장자리와 상기 제1 슬롯 개구 사이에서 상기 제1 슬롯 개구와 평행하게 형성되고,
    상기 제2 전극은 상기 기판의 상기 타측 가장자리와 상기 제2 슬롯 개구 사이에서 상기 제2 슬롯 개구와 평행하게 형성된 발열 기판.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 전극으로부터 분기되어 상기 제2 전극 방향으로 연장된 제1 가지 전극과, 상기 제2 전극으로부터 분기되어 상기 제1 전극 방향으로 연장된 제2 가지 전극을 더 포함하며,
    상기 제1 가지 전극은 상기 제2 슬롯 개구를 사이에 두고 제2 전극과 이격되고,
    상기 제2 가지 전극은 상기 제1 슬롯 개구를 사이에 두고 제1 전극과 이격된 발열 기판.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 가지 전극과 상기 제2 가지 전극은 교호적으로 서로 나란하게 배열된 발열 기판.
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 절연층은 상기 제1 슬롯 개구 및 상기 제2 슬롯 개구의 내부를 채우는 발열 기판.
  8. 제1항에서,
    상기 탄소나노튜브 박막이 형성된 상기 종이 기판의 일면에 반대되는 타면에 형성된 추가의 절연층을 더 포함하는 발열 기판.
  9. 종이 기판을 마련하는 단계;
    상기 종이 기판 위에 탄소나노튜브 박막을 형성하는 단계;
    상기 탄소나노튜브 박막 위에 복수의 전극들을 형성하는 단계;
    상기 종이 기판 및 상기 탄소나노튜브 박막의 일부를 제거하여 복수의 슬롯 개구들을 형성하는 단계; 그리고
    상기 탄소나노튜브 박막 위에서 상기 복수의 전극들을 덮는 절연층을 형성하는 단계
    를 포함하는 발열 기판 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 복수의 슬롯 개구를 형성하는 단계에서 상기 전극들도 함께 패터닝되는 발열 기판 제조 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 탄소나노튜브 박막은 물에 탄소나노튜브를 분산시킨 용액을 스프레이 코팅, 슬릿 코팅, 및 롤 인쇄 등의 방법으로 상기 종이 기판에 도포한 후 건조시켜 만들어진 발열 기판 제조 방법.
  12. 제9항에서,
    상기 복수의 슬릿 개구들은 상기 종이 기판의 일측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제1 슬롯 개구와, 상기 일측 가장자리와 평행한 타측 가장자리와 거리를 두고 나란하게 형성된 하나 이상의 제2 슬롯 개구를 포함하는 발열 기판 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 복수의 전극들은 상기 기판의 상기 일측 가장자리와 상기 제1 슬롯 개구 사이에서 상기 제1 슬롯 개구와 평행하게 형성되는 제1 전극과, 상기 기판의 상기 타측 가장자리와 상기 제2 슬롯 개구 사이에서 상기 제2 슬롯 개구와 평행하게 형성되는 제2 전극을 포함하는 발열 기판 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 복수의 전극들은 상기 제1 전극으로부터 분기되어 상기 제2 전극 방향으로 연장되는 제1 가지 전극과, 상기 제2 전극으로부터 분기되어 상기 제1 전극 방향으로 연장되는 제2 가지 전극을 더 포함하며,
    상기 제1 가지 전극은 상기 제2 슬롯 개구를 사이에 두고 제2 전극과 이격되고,
    상기 제2 가지 전극은 상기 제1 슬롯 개구를 사이에 두고 제1 전극과 이격되는 발열 기판 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 제1 가지 전극과 상기 제2 가지 전극은 교호적으로 서로 나란하게 배열되는 발열 기판 제조 방법.
  16. 제12항에서,
    상기 제1 슬롯 개구 및 상기 제2 슬롯 개구는 천공 작업이나 전단(剪斷) 작업을 통해 형성되는 발열 기판 제조 방법.
  17. 제12항에서,
    상기 절연층은 상기 제1 슬롯 개구 및 상기 제2 슬롯 개구의 내부를 채우는 발열 기판 제조 방법.
  18. 제9항 내지 제17항 중 어느 한 항에서,
    상기 탄소나노튜브 박막이 형성된 상기 종이 기판의 일면에 반대되는 타면에 추가의 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 발열 기판 제조 방법.
KR1020110048566A 2011-05-23 2011-05-23 발열 기판 및 그 제조 방법 KR101223678B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110048566A KR101223678B1 (ko) 2011-05-23 2011-05-23 발열 기판 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110048566A KR101223678B1 (ko) 2011-05-23 2011-05-23 발열 기판 및 그 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120130553A KR20120130553A (ko) 2012-12-03
KR101223678B1 true KR101223678B1 (ko) 2013-01-21

Family

ID=47514603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110048566A KR101223678B1 (ko) 2011-05-23 2011-05-23 발열 기판 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101223678B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900010138Y1 (ko) * 1987-05-28 1990-10-31 가다자와 젠우 에몬 발열기판
KR100580562B1 (ko) * 2004-08-13 2006-05-23 이미애 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체
KR20070079862A (ko) * 2006-02-03 2007-08-08 (주) 나노텍 탄소나노튜브를 이용한 발열체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900010138Y1 (ko) * 1987-05-28 1990-10-31 가다자와 젠우 에몬 발열기판
KR100580562B1 (ko) * 2004-08-13 2006-05-23 이미애 전자파 차폐 기능을 갖는 발열체
KR20070079862A (ko) * 2006-02-03 2007-08-08 (주) 나노텍 탄소나노튜브를 이용한 발열체

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120130553A (ko) 2012-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10582571B2 (en) Printed transparent heaters using embedded micro-wires
KR102041029B1 (ko) 전열막 디바이스 및 전열막 디바이스 제조 방법 및 전열 장치
JPH0138359B2 (ko)
CN106304428A (zh) 一种高温电热膜及其制备方法
CN105453001A (zh) 将电子部件粘结到图案化纳米线透明导体
WO2017038773A1 (ja) 熱電変換モジュール、熱電変換モジュールの製造方法および熱伝導性基板
US20090038832A1 (en) Device and method of forming electrical path with carbon nanotubes
EP3930422A1 (en) Sheet-like heater
JP2016126843A (ja) 機能性粒子配列シート及びその製造方法、それを用いた電気泳動表示媒体
KR101401396B1 (ko) 면상 발열 히터
Yang et al. Fabrication of flexible microheater with tunable heating capabilities by direct laser writing and selective electrodeposition
KR101223678B1 (ko) 발열 기판 및 그 제조 방법
JP6431992B2 (ja) 熱電変換素子および熱電変換モジュール
JP6510045B2 (ja) 熱電変換素子および熱電変換モジュール
US20190006986A1 (en) Flexible dust shield
US20180286993A1 (en) Electrode arrangement and method of production thereof
JP6505585B2 (ja) 熱電変換素子
KR101428035B1 (ko) 면상 발열체
JP2008218350A (ja) 面状発熱体及びその製造方法
CN211656413U (zh) 一种发热均匀的电热板及厚膜加热元件
CN105433634B (zh) 椅垫
JP2008186789A (ja) 面状発熱体及びその製造方法
WO2016136363A1 (ja) 熱電変換素子および熱電変換モジュール
KR20120140487A (ko) 발열 기판 제조 방법
CN111194102A (zh) 一种发热均匀的电热板、其制备方法及厚膜加热元件

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151208

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161207

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171204

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181211

Year of fee payment: 7