KR101532262B1 - Planar heater using zinc oxide nanowire and ito particles and method thereof - Google Patents
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Abstract
산화아연 나노와이어 및 ITO 입자를 이용한 면상 발열체 및 그 제조방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열체는 기판; 및 기판 상에 형성되는 것으로, 산화아연 나노와이어 및 ITO(Indium Tin Oxide) 나노입자의 하이브리드 형태를 갖는 발열층을 포함한다.A surface heating element using zinc oxide nanowire and ITO particles and a manufacturing method thereof are disclosed. The planar heating element according to an embodiment of the present invention includes a substrate; And a heating layer having a hybrid form of zinc oxide nanowire and ITO (Indium Tin Oxide) nanoparticles formed on the substrate.
Description
본 발명은 면상 발열체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화아연 나노와이어 및 ITO(Indium Tin Oxide) 입자를 이용한 면상 발열체 및 그 제조방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a surface heating element using zinc oxide nanowire and ITO (Indium Tin Oxide) particles and a method of manufacturing the same.
면상 발열체(planar heater)는 히팅 매트, 히팅 패드와 같은 침구류, 주택의 바닥 난방, 사무실/작업장 등의 산업용 난방, 각종 산업장의 가열장치, 비닐하우스, 축사, 농업용 설비, 자동차용 사이드미러, 냉동 진열장 표면, 창호 시스템, 욕실 거울, 가전제품 등과 같이 다양한 산업에서 다양한 형태로 이용된다. Planar heaters are used for heating bedding such as heating mats and heating pads, floor heating for houses, industrial heating for offices and workplaces, heating devices for various industrial fields, plastic houses, farming equipment, automobile side mirrors, It is used in various forms in various industries such as a display case surface, a window system, a bathroom mirror, and a household appliance.
면상 발열체는 일반적으로 투명 부도체 기판에 전도성 발열 물질을 코팅한다. 전도성 발열 물질의 양단에는 전극을 설치한다. 그리고 양 전극에 직류 전압 또는 교류 전압을 걸어주면 전도성 발열 물질에 전류가 흐르게 되어 발열한다.Generally, the planar heating elements coat conductive non-conductive substrates with a conductive heating material. Electrodes are placed on both ends of the conductive heating material. If a direct current voltage or an alternating voltage is applied to both electrodes, a current flows through the conductive heating material and heat is generated.
면상 발열체에 이용되는 전도성 발열 물질은 다양하다. 주로 이용되는 것은 철, 니켈, 크롬, 백금 등과 같은 금속 발열체이고, 전도성 금속산화물이나 탄소와 같은 비금속 발열체도 이용된다. The conductive heating materials used in the surface heating elements are various. Typically used are metal heating elements such as iron, nickel, chromium, platinum and the like, and non-metallic heating elements such as conductive metal oxides and carbon are also used.
최근에는 탄소계 물질을 전도성 발열 물질로 이용하려는 시도가 많이 이루어지고 있다. 대표적으로는 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nano Tube)가 있다. 그런데 탄소나노튜브는 높은 분산성 및 전기 전도도를 가지고 있음에도 불구하고 단독으로 발열체에 이용되기는 어렵다. 저항이 높아 고온에서 장시간 발열을 견디지 못하므로 발열체가 파손되는 문제가 있기 때문이다. In recent years, attempts have been made to use carbon-based materials as conductive heating materials. Typically, there are carbon nanotubes (CNTs). Although carbon nanotubes have high dispersibility and electrical conductivity, they are difficult to use for heating elements alone. This is because the resistor has a high resistance and can not withstand a long period of heat at a high temperature, so that the heating element is damaged.
그래서 탄소나노튜브의 저항을 낮추기 위해 탄소나노튜브와 은(Ag) 나노와이어를 혼합하여 발열체로 이용하는 경우가 있으나, 은 나노와이어는 고온에서 응집되어 특성이 저하되는 문제가 있다. Therefore, in order to lower the resistance of carbon nanotubes, carbon nanotubes and silver (Ag) nanowires are mixed and used as a heating element. However, there is a problem that the silver nanowires are agglomerated at a high temperature to deteriorate their properties.
한편, 전기적 특성이 우수한 ITO(산화인듐주석)가 전도성 발열 물질로 이용되는 경우도 있다. 그러나 ITO는 고가이므로 가격 경쟁력을 갖추기 어려운 소재에 해당한다. 그리고 면저항을 낮추기 어려운 바, 대면적의 발열체 적용이 어렵다는 문제가 있다.On the other hand, ITO (indium tin oxide) having excellent electrical characteristics may be used as a conductive heating material. However, ITO is expensive because it is difficult to obtain price competitiveness. And it is difficult to lower the sheet resistance, so that it is difficult to apply a large-area heating element.
본 발명의 실시예들은 산화아연 나노와이어와 ITO 나노입자를 혼합하여 발열층으로 이용하는 면상 발열체와 그 제조방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a planar heating element using zinc oxide nanowire and ITO nanoparticles as a heating layer and a method of manufacturing the same.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 및 상기 기판 상에 형성되는 것으로, 산화아연 나노와이어 및 ITO(Indium Tin Oxide) 나노입자의 하이브리드 형태를 갖는 발열층을 포함하는 면상 발열체가 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, And a planar heating element formed on the substrate and including a heating layer having a hybrid form of zinc oxide nanowire and ITO (Indium Tin Oxide) nanoparticles.
또한, 상기 발열층 양단에 각각 형성되는 전극을 더 포함하고 상기 전극은 은(Ag) 나노와이어, 은 페이스트, 구리, ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, 카본나노튜브 또는 그래핀일 수 있다. The electrode may further include an electrode formed on both ends of the heating layer, and the electrode may be silver nanowire, silver paste, copper, indium tin oxide (ITO), ZnO, SnO 2 , carbon nanotube, or graphene .
또한, 상기 발열층 상부에 형성되는 보호층을 더 포함하고, 상기 보호층은 액체유리로 형성될 수 있다. Further, the light emitting device may further include a protective layer formed on the heating layer, and the protective layer may be formed of liquid glass.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 수열합성법을 이용하여 산화아연 나노와이어를 형성하는 제1 단계; 상기 산화아연 나노와이어 및 ITO 나노입자를 유기용매에 분산하여 혼합 용액을 제조하는 제2 단계; 및 상기 혼합 용액을 기판 상에 용액 공정으로 코팅하여 발열층을 형성하는 3단계를 포함하는 면상 발열체 제조방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of fabricating a zinc oxide nanowire including: a first step of forming a zinc oxide nanowire using hydrothermal synthesis; A second step of dispersing the zinc oxide nanowire and ITO nanoparticles in an organic solvent to prepare a mixed solution; And a third step of coating the mixed solution on the substrate by a solution process to form a heat generating layer.
또한, 상기 3단계 이후에, 상기 발열층 양단에 전극을 형성하는 단계; 및 상기 발열층 상부에 액체 유리로 형성되는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. Forming an electrode on both ends of the heating layer; And forming a protective layer formed of liquid glass on the heating layer.
이 때, 상기 유기 용매는 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol)일 수 있으며, 상기 전극은 은(Ag) 나노와이어, 은 페이스트, 구리, ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, 카본나노튜브 또는 그래핀일 수 있다.At this time, the organic solvent may be 2-methoxyethanol, and the electrode may be a silver nanowire, silver paste, copper, ITO (indium tin oxide), ZnO, SnO 2 , Tube or graphene.
본 발명의 실시예들은 (0002) 방향으로의 전류흐름이 우수한 산화아연 나노와이어에 ITO 나노입자를 혼합하여 산화아연 나노와이어의 전류흐름을 보완함으로써, 전면에 걸쳐 온도분포가 균일한 면발열체를 제공 가능하다. Embodiments of the present invention provide a surface heating element uniform in temperature distribution over the entire surface by supplementing current flow of the zinc oxide nanowire by mixing ITO nanoparticles with zinc oxide nanowires excellent in current flow in the (0002) direction It is possible.
또한, 산화아연 나노와이어는 저가로 대량 합성이 가능하고, 저가의 용액 공정을 이용하여 기판 상에 발열층을 형성할 수 있으므로 제조비용 측면에서 장점을 갖는다.In addition, zinc oxide nanowires can be mass-produced at a low cost, and a heating layer can be formed on a substrate using a low-cost solution process, which is advantageous in terms of manufacturing cost.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열체의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 면상 발열체에서 발열층의 개념을 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a planar heating element according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is a view showing the concept of a heat generating layer in the planar heating element of Fig. 1. Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열체(100)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view showing a cross section of a
도 1을 참조하면, 면상 발열체(100)는 기판(110)과, 기판(110) 상에 형성되는 발열층(120)을 포함한다. 발열층(120)은 산화아연 나노와이어 및 ITO(Indium Tin Oxide) 나노입자의 하이브리드 형태로 형성된다. 1, the
기판(110)은 투명성을 가지며 면상 발열체에 이용 가능한 기판이면 모두 해당될 수 있다. 이러한 기판(110)의 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The
발열층(120)은 산화아연 나노와이어와 ITO 나노입자가 혼합된 하이브리드 형태로 형성된다. 산화아연 나노와이어는 산화아연으로 이루어진 나노급의 와이어 구조(종횡비가 큼)를 갖는다. ITO 나노입자는 나노급의 ITO 입자이다. The
산화아연(ZnO)은 3.37eV의 밴드갭 에너지와 60mV의 큰 엑시톤(exciton) 결합에너지를 갖는 직접 천이형 반도체이다. 산화아연은 우르짜이트(wurtzite) 결정구조를 가지며, 나노 선, 나노 막대, 나노 비늘, 나노 브릿지, 나노 튜브, 나노 벨트, 나노 링과 같이 다양한 형태의 나노 구조물을 제작 가능하다. Zinc oxide (ZnO) is a direct transition semiconductor with a band gap energy of 3.37 eV and a large exciton coupling energy of 60 mV. Zinc oxide has a wurtzite crystal structure and is capable of producing various types of nanostructures such as nanowires, nanorods, nano scales, nano-bridges, nanotubes, nanobelts, and nanorings.
산화아연은 C-axis인 (0002) 방향으로 전류흐름이 원활하다. 따라서 산화아연 나노와이어를 이용하여 발열층(120)을 형성하는 경우에는 상기 산화아연의 전류흐름 특성을 효과적으로 이용할 수 있다.Zinc oxide has a smooth current flow in the (0002) direction which is the C-axis. Therefore, when the
관련하여 도 2에서는 도 1의 면상 발열체(100)에서 발열층(120)의 개념을 도시하였다.2, the concept of the
도 2를 참조하면, 발열층(120)은 산화아연 나노와이어(121)와 ITO 나노입자(122)가 분산된 형태를 갖는다. 산화아연 나노와이어(121)들 중 일부는 중첩될 수도 있고 중첩되지 않을 수도 있다. 산화아연 나노와이어(121)는 상술한 것과 같이 C-axis인 (0002) 방향으로 전류흐름이 원활하다. 따라서 하나의 산화아연 나노와이어(121)에서는 길이방향으로 전류흐름이 원활하므로 저항이 상대적으로 낮아 발열이 충분치 않다. Referring to FIG. 2, the
그러나 하나의 산화아연 나노와이어(121)와 다른 하나의 산화아연 나노와이어(121)가 중첩되는 부분에서는 저항이 커지므로 발열체로 기능할 수 있다. 발열층(120)에서 산화아연 나노와이어(121)들 중 일부는 중첩되도록 분산될 수 있으나 다른 일부는 그렇지 않다. 이 때, ITO 나노입자(122)는 중첩되지 않은 산화아연 나노와이어(121)들 사이의 전류 흐름을 보완하는 기능을 한다.However, since the resistance increases at a portion where one zinc oxide nanowire 121 overlaps with another
산화아연 나노와이어(121)들만으로 발열층(120)을 형성하는 경우에는 산화아연 나노와이어(121)들끼리 중첩되지 않은 부분이 존재하게 되므로 저항이 상대적으로 낮아 발열층으로 적합하지 않다. 그리고 ITO 나노입자(122)들만으로 발열층(120)을 형성하는 경우에는 저항이 상대적으로 높으므로 저항을 낮출 필요가 있으며, ITO 자체가 상대적으로 고가이므로 면상 발열체의 제조비용이 급격히 상승하는 문제가 있다. In the case where the
그러나 본 발명의 실시예에서와 같이 저가로 대량 생산이 가능한 산화아연 나노와이어(121)에 ITO 나노입자(122)를 혼합하여 발열층(120)을 형성하는 경우에는, 산화아연 나노와이어로만 발열층을 형성하는 경우보다 저항이 높아지므로 발열체로 보다 적합하고, ITO로만 발열층을 형성하는 경우보다 저항 및 제조비용을 낮출 수 있다는 장점이 있다. However, when the heat generating
상기와 같이 산화아연 나노와이어(121)와 ITO 나노입자(122)를 발열층(120)으로 이용하는 경우에는 (0002) 방향으로의 전류흐름이 우수한 산화아연 나노와이어(121)의 전류흐름을 ITO 나노입자(122)가 보완함으로써 면상 발열체(100)의 전면에 걸쳐 온도분포를 균일하게 유지할 수 있는 장점이 있다. When the
면상 발열체(100)는 발열층(120) 양단에 각각 형성되는 전극(130)을 더 포함한다. 전극(130)은 면상 발열체(100)에 전압을 걸어주기 위한 것이다. The
전극(130) 중 하나는 (+) 전극으로, 다른 하나는 (-) 전극으로 기능할 수 있다. 전극(130)은 은(Ag) 나노와이어/페이스트와 같은 투명성을 갖는 금속, ITO(산화인듐주석), ZnO(산화아연), SnO2(산화주석)과 같은 산화물 투명 전극 또는 카본나노튜브, 그래핀과 같은 비산화물 투명 전극, 구리 등을 사용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.One of the
면상 발열체(100)는 발열층(120) 상부에 형성되는 보호층(140)을 더 포함할 수 있다. 보호층(140)은 액체 유리로 형성될 수 있다. 액체 유리의 예로는 SiO2-B2O3-Na2O가 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 액체 유리는 우레아(urea) 계열의 발포제를 포함할 수 있다. 발열층(120) 상부에 액체 유리를 통해 보호층(140)을 형성함으로써 면상 발열체(100)의 내마모성 및 내스크래치성을 향상 시킬 수 있다. The
상술한 것과 같이 형성되는 면상 발열체(100)는 히팅 매트, 히팅 패드와 같은 침구류, 주택의 바닥 난방, 사무실/작업장 등의 산업용 난방, 각종 산업장의 가열장치, 비닐하우스, 축사, 농업용 설비, 자동차용 사이드미러, 냉동 진열장 표면, 창호 시스템, 욕실 거울, 가전제품 등에 다양하게 이용될 수 있다. The
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열체의 제조방법에 대하여 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위해 상기에서 병기된 도면 부호를 이하에서도 마찬가지로 병기하기로 한다.Hereinafter, a method of manufacturing the planar heating element according to an embodiment of the present invention will be described. For convenience of description, reference numerals denoted in the above are also referred to as follows.
(1) 1단계(1) Step 1
면상 발열체(100) 제조를 위해 수열합성법을 이용하여 산화아연 나노와이어(121)를 형성한다. The
수열합성법(hydrothermal)은 산화아연 시드층(ZnO Seed Layer)이 증착된 기판을 아연전구체 및 아민류 화합물의 혼합 수용액에 침지한 후에 수열처리하여 산화아연 기반의 나노구조물을 성장시키는 방법이다. The hydrothermal method is a method of growing a zinc oxide-based nanostructure by immersing a substrate on which a zinc oxide seed layer is deposited in a mixed aqueous solution of a zinc precursor and an amine compound, followed by hydrothermal treatment.
수열합성법은 액상 방법으로 수용액을 사용하고 구조물 제작이 상향식(bottom-up)에 기반하므로, 산화아연 나노와이어를 제작하는데 편리하며 진공 증착 법 등에 비해 비교적 저온에서 성장이 가능하므로 대량 생산에 유리하다는 이점이 있다. The hydrothermal synthesis method is advantageous for the production of zinc oxide nanowires because it uses an aqueous solution as a liquid phase method and a structure-based bottom-up method, and is advantageous for mass production because it can grow at a relatively low temperature compared with a vacuum deposition method .
산화아연 나노와이어(121)를 성장시키기 위한 기판은 실리콘 기판, P형 실리콘 기판, Al2O3 기판, MgAl2O4 기판, GaN 버퍼층이 형성된 Al2O3 기판, 석영유리 기판, 플라스틱 기판 등이 있으며, 이에 한정되지 않는다. The substrate for growing the
산화아연 시드층은 기판과 산화아연 사이의 발생가능한 격자 상수 차이를 보완하기 위한 것으로 Zn, Ag, ZnO, GaN 또는 TiN이 사용될 수 있으며 이에 한정되지는 않는다. The zinc oxide seed layer may be Zn, Ag, ZnO, GaN or TiN to compensate for possible lattice constant difference between the substrate and the zinc oxide, but is not limited thereto.
산화아연 시드층이 증착된 기판은 아연전구체 및 아민류 화합물의 혼합 수용액에 침지된다. 이 때, 아연전구체는 염화아연(ZnCl2), 황산아연(ZnSO4), 아연아세테이트(Zn(CH3CO2)2), 아연사이트레이트(Zn3[O2CCH2C(OH)(CO2)CH2CO2]2), 질산아연(Zn(NO3)2), 질산아연 육수화물(Zn(NO3)2·6H2O) 및 아연아세테이트이수화물(Zn(OOCCH3)2·2H2O)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The substrate on which the zinc oxide seed layer is deposited is immersed in a mixed aqueous solution of a zinc precursor and an amine compound. At this time, the zinc precursor may be zinc chloride (ZnCl 2 ), zinc sulfate (ZnSO 4 ), zinc acetate (Zn (CH 3 CO 2 ) 2 ), zinc citrate (Zn 3 [O 2 CCH 2 C 2) CH 2 CO 2] 2 ), zinc nitrate (Zn (NO 3) 2) , zinc nitrate hexahydrate (Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O) and zinc ahseteyiteuyi hydrate (Zn (OOCCH 3) 2 · 2H 2 O), but the present invention is not limited thereto.
그리고 아민류 화합물은 헥사메틸렌아민(hexamethyleneamine), 헥사메틸렌테트라아민 (hexamethylenetetramine, HMT), 사이클로헥실아민(cyclohexylamine), 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디에탄올아민(diethanolamine) 및 트리에탄올아민(triethanolamine)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.And the amine compound is selected from the group consisting of hexamethyleneamine, hexamethylenetetramine (HMT), cyclohexylamine, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine. , But is not limited thereto.
침지한 후에는 수열처리하여 산화아연 나노와이어(121)를 성장시켜 수득한다. 수열 합성법에 있어 반응 전구체의 종류, 농도, 반응 온도 등에 따라 나노 구조물의 종류 및 형태를 조절할 수 있다. 본 발명에서 산화아연 나노와이어(121)를 성장시키는 것 자체는 기술적 요지가 아니므로 구체적인 설명은 생략한다(이상 1단계)After immersion, the
(2) 2단계(2) Step 2
다음으로 수득된 산화아연 나노와이어(121)와 ITO 나노입자(122)를 유기용매에 분산하여 혼합 용액을 제조한다. Next, the obtained
상기 유기용매는 아세톤, C1~C3 알코올 또는 이들의 혼합액을 사용할 수 있다. 유기용매의 예로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, 2-메틸-2-프로판올, 1-클로로-2-프로판올, 시클로로펜탄올, 시클로헥산올, 1,4-디옥산, 테트라히드로푸란, 1-메톡시-2-프로판올, 1-에톡시-2-프로판올, 2-에톡시에탄올, 2-메틸-2-프로판올, 2-메톡시에탄올, 디메틸포름아미드, 아세토니트릴, 디메틸 설폭사이드, 아세톤, 메틸에틸케톤, 또는 에틸아세테이트 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The organic solvent may be acetone, C1-C3 alcohol, or a mixture thereof. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, Propanol, 2-ethoxyethanol, 2-methyl-2-propanol, 2-methoxyethanol, dimethyl But are not limited to, formamide, acetonitrile, dimethylsulfoxide, acetone, methyl ethyl ketone, or ethyl acetate.
한편, 저항 및 전기 전도도를 조절하기 위하여 산화아연 나노와이어(121) 및 ITO 나노입자(122)의 혼합 비율은 다양하게 조절될 수 있다(이상 2단계).Meanwhile, the mixing ratio of the
(3) 3단계(3) Step 3
다음으로 상기 혼합 용액을 기판(110) 상에 용액 공정으로 코팅하여 발열층(120)을 형성한다. Next, the mixed solution is coated on the
기판(110)의 종류는 앞에서 설명한 바 있으므로 중복 설명은 생략한다. 상기 혼합용액을 기판(110) 상에 코팅하는 방법으로는 용액 공정이 이용될 수 있다. 상기 용액 공정의 예로는 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 닥터블레이드 코팅, 바코팅, 인쇄 공정 등이 있다. 용액 공정은 기상 공정 등에 비해 상대적으로 공정 비용이 낮으므로 면상 발열체 제조비용 측면에서 장점을 갖는다(이상 3단계).Since the types of the
(4) 4단계(4) Step 4
다음으로 발열층(120) 양단에 전극(130)을 형성하고, 발열층(120) 상부에는 액체 유리로 보호층(140)을 형성한다. 전극(130) 및 보호층(140)의 형성은 마찬가지로 용액 공정을 통해 이루어질 수 있다. 용액 공정에 대해서는 상술하였는 바, 중복 설명은 생략한다(이상 4단계). Next, an
이상의 공정으로 상대적으로 저가의 공정 비용으로 면상 발열체(100)가 제조될 수 있다.With the above process, the
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.
100: 면상 발열체
110: 기판
120: 발열층
121: 산화아연 나노와이어
122: ITO 나노입자
130: 전극
140: 보호층100: plane heating element
110: substrate
120: heating layer
121: zinc oxide nanowire
122: ITO nanoparticles
130: Electrode
140: Protective layer
Claims (8)
상기 기판 상에 형성되는 것으로, 산화아연 나노와이어 및 ITO(Indium Tin Oxide) 나노입자의 하이브리드 형태를 갖는 발열층을 포함하는 면상 발열체.Board; And
A surface heating element formed on the substrate, the surface heating element including a heating layer having a hybrid form of zinc oxide nanowire and ITO (Indium Tin Oxide) nanoparticles.
상기 발열층 양단에 각각 형성되는 전극을 더 포함하는 면상 발열체.The method according to claim 1,
And an electrode formed on both ends of the heating layer.
상기 전극은 은(Ag) 나노와이어, 은 페이스트, 구리, ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, 카본나노튜브 또는 그래핀인 면상 발열체.The method of claim 2,
The electrode may be an Ag nanowire, silver paste, copper, indium tin oxide (ITO), ZnO, SnO 2 , carbon nanotube, or graphene.
상기 발열층 상부에 형성되는 보호층을 더 포함하고, 상기 보호층은 액체유리로 형성되는 면상 발열체.The method according to any one of claims 1 to 3,
Further comprising a protective layer formed on the heating layer, wherein the protective layer is formed of liquid glass.
상기 산화아연 나노와이어 및 ITO 나노입자를 유기용매에 분산하여 혼합 용액을 제조하는 제2 단계; 및
상기 혼합 용액을 기판 상에 용액 공정으로 코팅하여 발열층을 형성하는 3단계를 포함하는 면상 발열체 제조방법.A first step of forming a zinc oxide nanowire using a hydrothermal synthesis method;
A second step of dispersing the zinc oxide nanowire and ITO nanoparticles in an organic solvent to prepare a mixed solution; And
And coating the mixed solution on a substrate by a solution process to form a heat generating layer.
상기 3단계 이후에,
상기 발열층 양단에 전극을 형성하는 단계; 및
상기 발열층 상부에 액체 유리로 형성되는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 면상 발열체 제조방법.The method of claim 5,
After the third step,
Forming an electrode at both ends of the heating layer; And
And forming a protective layer formed of liquid glass on the heating layer.
상기 유기 용매는 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol)인 면상 발열체 제조방법.The method of claim 5,
Wherein the organic solvent is 2-methoxyethanol.
상기 전극은 은(Ag) 나노와이어, 은 페이스트, 구리, ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, 카본나노튜브 또는 그래핀인 면상 발열체 제조방법.The method of claim 6,
Wherein the electrode is a silver nanowire, silver paste, copper, indium tin oxide (ITO), ZnO, SnO 2 , carbon nanotube or graphene.
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