KR102029254B1 - 결로 방지 초박막형 고글용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법 - Google Patents

결로 방지 초박막형 고글용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102029254B1
KR102029254B1 KR1020170176324A KR20170176324A KR102029254B1 KR 102029254 B1 KR102029254 B1 KR 102029254B1 KR 1020170176324 A KR1020170176324 A KR 1020170176324A KR 20170176324 A KR20170176324 A KR 20170176324A KR 102029254 B1 KR102029254 B1 KR 102029254B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
transparent conductive
conductive film
heating element
lens
Prior art date
Application number
KR1020170176324A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190074747A (ko
Inventor
박지훈
예충열
이승연
임성환
윤여조
Original Assignee
(주)아이엠
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 (주)아이엠 filed Critical (주)아이엠
Priority to KR1020170176324A priority Critical patent/KR102029254B1/ko
Publication of KR20190074747A publication Critical patent/KR20190074747A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102029254B1 publication Critical patent/KR102029254B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C11/00—Non-optical adjuncts; Attachment thereof
    • G02C11/08—Anti-misting means, e.g. ventilating, heating; Wipers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/407—Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/84—Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields

Abstract

본 발명은 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스에 관한 것으로, 보호층과, 투명 전도성 필름, 이 투명 전도성 필름의 상측과 하측에 형성된 전극부, 및 접착층을 구비하고, 렌즈의 일면에 부착되는 면상 발열체;로 이루어지고, 면상 발열체에 전원을 인가하여 투명 전도성 필름에 의해 렌즈를 가열하여 렌즈 상에 결로를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 결로 방지 고글용 발열 디바이스의 제작 방법을 포함한다.

Description

결로 방지 초박막형 고글용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법 {Ultra-thin heat device preventing dew condensation for goggle and method for manufacturing the same}
본 발명은 결로 방지 고글용 발열 디바이스, 특히 초박막형 FZTO(Fluorine inserted Zinc Tin Oxide;불소 치환된 아연-주석 산화물) 박막의 투명 전도성 필름을 수단으로 발열하는 고글용 발열 디바이스에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 결로 방지 고글용 발열 디바이스의 제작 방법을 포함한다.
널리 알려져 있듯이, 고체 표면 주변에 분포해 있는 공기의 노점온도(dew point temperature)보다 고체 표면의 온도가 낮을 경우에 공기에 포함되어 있는 수증기가 냉각되어 고체 표면에 응결(凝結)되면서 물이 맺히는데. 이러한 현상을 표면 결로(結露)라고 한다.
예컨대, 착용자의 좌우 안구에 착용하는 렌즈를 갖춘 고글, 헬멧, 안경 등은 앞서 기술된 바와 같이 온도차에 의해 렌즈 내부면에 김서림, 성에 등에 의해서 시인성을 떨어뜨려 시야 확보를 저해할 수밖에 없다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 특허문헌 1은 고글의 렌즈에 금속재질의 미세한 메쉬형태의 열선 필름을 적용하여 결로를 방지할 수 있는 고글을 제안하고 있다. 전술된 금속재질의 메쉬필름은 빛의 간섭에 의한 모아레 현상, 반사 패턴을 나타내는 스타버스트(starburst) 현상이 발생하는 문제점을 종종 보여주고 있다.
이외에도, 광 투과도가 높고 전기전도성이 우수한 ITO(산화인듐주석, Indume Tin Oxide) 필름을 사용하여 전류를 필름 전체에 인가하여 전기적 발열을 구현할 수 있지만, 고온 공정 하에서 제조해야 하고 낮은 유연성으로 3차원 곡면 형태를 갖춘 렌즈에 채용하기는 용이하지 않다.
대한민국 등록특허 제10-1623945호
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 렌즈 상에 부착된 초박막형 FZTO의 투명 전도성 필름을 수단으로 하여 결로 방지 고효율 고글용 발열 디바이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 결로 방지 고글용 발열 디바이스는 보호층과, 투명 전도성 필름, 이 투명 전도성 필름의 상측과 하측에 형성된 전극부, 및 접착층을 구비하고, 렌즈의 일면에 부착되는 면상 발열체;로 이루어진다. 본 발명은 면상 발열체에 전원을 인가하여 투명 전도성 필름에 의해 렌즈를 가열하여 렌즈 상에 결로를 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에서, 투명 전도성 필름은 불소, 구리, 은, 알루미늄, 니켈, 크롬, 백금, 금 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 포함한 불소 치환된 아연-주석 산화물을 투명 필름에 상온화학증착법을 통해 증착할 수 있다.
바람직하기로, 본 발명은 실버 페이스트와 부스 바의 2중 적층구조를 갖춘 전극부를 구비할 수 있다.
본 발명은 면상 발열체의 접착층 상에 탈부착 필름을 추가로 배치할 수 있다.
덧붙여서, 본 발명은 면상 발열체에 초박막 과열방지 센서를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 결로 방지 고글용 발열 디바이스는 다음과 같은 방식으로 제작될 수 있다. 본 발명의 제작 방법은 렌즈를 제공하는 단계와; 투명 전도성 필름을 갖춘 면상 발열체를 제공하는 단계; 및 렌즈의 일면에 면상 발열체를 부착하는 단계;를 포함할 수 있다.
면상 발열체의 제공 단계는 보호층을 제공하는 단계와; 상온화학증착법으로 투명 필름에 FZTO 박막을 증착하여 투명 전도성 필름을 제공하는 단계; 투명 전도성 필름의 FZTO 박막의 상측과 하측에 전극부를 배치하는 단계; 및 FZTO 박막을 형성한 투명 전도성 필름의 일면에 접착층을 배치하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명은 실버 페이스트와 부스 바의 2중 적층구조를 갖춘 전극부를 구비할 수 있다.
본 발명은 면상 발열체의 제공 단계와 면상 발열체의 부착 단계 사이에 면상 발열체의 접착층 상에 탈부착 필름을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 렌즈의 일면에 부착된 면상 발열체를 수단으로 하여 렌즈 표면에 열을 전달하여 김서림, 성에 등의 결로 현상을 방지할 수 있는 고글용 발열 디바이스를 제공할 수 있다.
특히, 본 발명은 가시광 영역의 높은 투과율과 낮은 저저항에 의한 높은 전기전도성을 갖춘 FZTO 박막을 상온화학증착법으로 증착한 면상 발열체를 렌즈의 3차원 곡면 형태에 대응되도록 만곡시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 면상 발열체를 구성하는 투명 전도성 필름의 FZTO 박막 상에서 2중 구조의 전극부를 형성하여, 투명 전도성 필름보다 전극부의 저항값을 낮게 설정하여 접촉 저항을 낮춰 안정적인 전류의 이동을 보장할 수 있다.
본 발명은 저온(예컨대, 상온)상태에서 FZTO 박막을 투명 필름에 증착시켜 투명 필름의 변형없이 뛰어난 접착력으로 연속적으로 코팅될 수 있도록 돕는 한편, 전극부의 실버 페이스트를 저온 경화로 투명 전도성 필름에 형성하여 투명 전도성 필름에 열화 및 열적 변형을 미연에 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
덧붙여서, 본 발명은 불소를 함유한 FZTO 박막의 투명 전도성 필름에 소수성을 갖는 발수층과 같은 작용도 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발열 디바이스를 채용한 고글을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명에 따른 발열 디바이스를 채용한 고글을 개략적으로 도시한 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A 선으로 절취한 고글을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 결로 방지 고글용 발열 디바이스에 전원인가시 고글 렌즈의 발열 온도를 측정한 칼라사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 결로 방지 고글용 발열 디바이스의 제작 방법을 순차적으로 도해한 공정순서도이다.
이제, 본 발명에 따른 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스 및 이의 제작 방법은 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 장점, 특징, 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되는 실시예들을 통해 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일하거나 유사한 구성요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서에서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불명료하게 할 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 3을 참조로 하면, 본 발명은 렌즈(100) 일면에 면상 발열체(200)로 구성된 초박막형 발열 디바이스를 배치하여 결로 방지용 고글을 제공할 수 있다. 고글은 개략적으로 면상 발열체(200)에 전원을 인가하여 열을 발생시키고, 이에 의하여 렌즈(100)의 표면온도를 높일 수 있도록 설계되어 있다.
렌즈(100)는 착용자의 좌우 안구에 착용하여 양쪽 눈을 보호할 수 있는 구성부재로서, 착용자의 코 부위에 얹혀질 수 있도록 렌즈의 하단부에서 렌즈의 상단부를 향해 오목하게 형성된 오목부(110)을 형성한다. 오목부(110)는 렌즈(100)를 착용자의 코와 밀착되는 코 받침대(미도시)를 구비할 수 있다.
렌즈(100)는 레저 활동중에 태양광과 같은 강한 빛을 차단, 이물질의 유입을 차단, 시력을 보완하기 위해 도수를 제공할 수도 있다. 렌즈(100)는 내충격성, 내후성, 투명성, 가공성, 전기절연성 등을 보장할 수 있으면서 면상 발열체(200)를 통한 발열에 대해 내열성을 갖는 투명 폴리카보네이트(polycarbonate) 재질로 만들어질 수 있으며, 이에 국한되지 않고 유리 등의 다양한 재질로 제작될 수 있다.
본 발명에 따른 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스는 도시된 바와 같이 렌즈(100)의 내부면을 덮어씌울 수 있는 크기와 형상을 갖춘 면상 발열체(200)를 배치할 수 있으며, 필요에 따라 렌즈(100)의 외부면 상에 면상 발열체를 배치할 수도 있다.
면상 발열체(200)는 보호층(210)과, 투명 전도성 필름(220), 전극부(230), 및 접착층(240;optically clear adhesive)으로 이루어진다.
보호층(210)은 예컨대 편광 필터, UV 필터 등의 기능성 투명한 박막층일 수 있으며, 외부로부터 면상 발열체(200)를 보호할 수 있다. 또한, 보호층(210)은 투명 전도성 필름(220)의 부식, 스크래치 방지, 방오성 및 내구성 그리고 절연성을 갖춘 재질로 제작 혹은 코팅될 수 있다.
투명 전도성 필름(220)은 저온 분위기 하에서 불소 치환된 아연-주석 산화물(Fluorine inserted Zinc-Tin Oxide;이하 FZTO)을 투명 필름에 도포하고 상온화학증착법을 통해 FZTO 박막을 증착(蒸着)하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 투명 전도성 필름(220)은 FZTO를 매트릭스(matrix)로 하고, 전기전도성을 부여하기 위해 불소(F), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 백금(Pt), 금(Au) 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 도펀트로 포함한다.
투명전극 재료로 최근에 각광을 받고 있는 ITO 필름의 원재료인 희토류 금속에 속하는 인듐(In)은 매장량 한정으로 인한 가격상승과, 인체에 유해한 독성, 그리고 낮은 유연성 등의 이유로 인해, 본 발명에서는 가시광 영역의 높은 투과율과, 낮은 저저항에 의한 높은 전기전도성, 그리고 굽힘성을 갖춘 FZTO를 투명전극 재료로 사용하는 것을 특징으로 한다. 바람직하기로, 투명 전도성 필름(220)은 50∼125㎛의 두께, 30 Ω/□ 이하의 표면 저항, 80% 이상의 가시광 투과율을 갖춰 저전력으로도 충분한 발열성능을 구현할 수 있으며 투명 전도성 필름의 전면적에 균일하게 발열상태를 유지할 수 있다. 덧붙여서, 본 발명은 불소를 함유한 FZTO를 투명전극 재료로 사용하여 소수성을 제공할 수 있다. 이는 불소를 이용한 투명 전도성 필름(220)만으로도 발수성을 향상시킬 수 있는바, 렌즈 상에 맺혀진 물방울을 쉽게 하방으로 흘러내리도록 돕는다.
본 발명은 투명 전도성 필름(220)에 발열전압을 제공할 수 있도록 전극부(230)를 형성한다. 도시된 바와 같이, 전극부(230)는 투명 전도성 필름(220)의 상측과 하측에서 전원을 인가할 수 있도록 상호 평행하게 마주보도록 장방향으로 형성되어 있다.
일 전극부(230)는 도시된 바와 같이 렌즈(100)의 상부 가장자리, 더욱 구체적으로 투명 전도성 필름의 FZTO 박막 상측에 배치되는 한편, 타 전극부(230)는 도시된 바와 같이 렌즈(100)의 하부 가장자리, 더욱 구체적으로 투명 전도성 필름의 FZTO 박막 하측에 배치될 수 있다. 예컨대, 렌즈(100)의 상부 가장자리에 배치된 일 전극부(230)에 + 극선과 렌즈(100)의 하부 가장자리에 배치된 타 전극부(230)에 - 극선을 구성하는 한쌍의 리드선(미도시)을 전기적으로 연결가능하게 접속하여 전원을 공급하면, 상측에 배치된 일 전극부(230)에서 하측에 배치된 타 전극부(230)으로 전류가 흐르게 된다. 이때, 투명 전도성 필름(220)은 전기적 저항에 의해 발열될 수 있다.
선택가능하기로, 타 전극부(230)는 도시되었듯이 렌즈(100)의 오목부(110)를 제외한 렌즈(100)의 하부 가장자리를 따라 배치되도록 한다.
본 발명에 따른 초박막형 발열 디바이스의 면상 발열체(200)는 실버 페이스트(231;Ag paste)와 부스 바(232;bus bar)의 2중 구조로 적층된 전극부(230)를 구비하는 것을 특징으로 한다.
실버 페이스트(231)는 FZTO 박막을 형성하고 있는 투명 전도성 필름(220)의 상측과 하측에 인쇄도포하고 예컨대 저온 분위기 하에서 경화(혹은 융착)될 수 있다. 즉, 본 발명은 저온 경화를 통해 실버 페이스트(231)를 투명 전도성 필름(220) 상에 형성될 수 있기 때문에 실버 페이스트 형성에 의한 투명 전도성 필름(220)의 열적 손상을 미연에 방지할 수 있다. 실버 페이스트(231)는 1~10㎛의 두께를 갖도록 투명 전도성 필름(220)에 도포될 수 있다.
전극부(230)는 실버 페이스트(231) 상에 금속재질의 부스 바(232)를 적층배치한다. 바람직하기로, 부스 바(232)는 50~100㎛의 두께를 가지며 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 철(Fe) 등으로 제작될 수 있다.
바람직하기로, 본 발명은 외부 전원공급원(미도시)과 전극부(230) 사이를 리드선(미도시)을 통해 전기적으로 결선하는데, 리드선의 단부는 실버 페이스트(231)와 부스 바(232) 사이에 개재되어 상호 접속될 수 있다. 본 발명은 3.75V 이하의 낮은 전압에서도 구동할 수 있도록 저저항의 투명 전도성 필름(220)과 함께 투명 전도성 필름(220)의 표면 저항보다 낮은 저항을 갖는 전극부(230)를 구비해야 할 것이다. 만약 전극부(230)의 저항이 투명 전도성 필름(220)의 표면 저항보다 크게 될 경우, 전류의 유선(流線)을 전극부에 집중시켜 접촉 저항이 커져 전류 손실을 유발시키는 한편 전극부에서 국부 과열을 유발시키게 된다. 이러한 문제점을 해소하기 위해서, 본 발명은 투명 전도성 필름(220)보다 전극부(230)의 저항값을 낮게 설정할수록 면상 발열체(200)의 전도성 뿐만 아니라 효율성을 극대화시킬 수 있다.
일반적으로, 낮은 저항을 제공하기 위해서 고형분의 전극물질을 70% 이상 함유한 실버 페이스트가 채용되는데 이를 투명 전도성 필름 상에 인쇄도포하여 열융착하기 위해서는 600~1,000℃의 고온 분위기 하에서 소성해야 한다. 하지만, 본 발명은 투명 전도성 필름의 특성상 고온 분위기 하에서 가공할 경우에 투명 전도성 필름의 불필요한 열적 변형과 열화 현상을 배제할 수 없게 된다. 이에, 본 발명은 저온 경화를 통해 실버 페이스트(231)를 투명 전도성 필름(220) 상에 형성가능하면서 저저항의 전극부를 제공할 수 있도록 고형분의 전극물질의 함유량이 낮은 실버 페이스트를 채용하고, 위에 금속재질의 부스 바(231)를 적층 배열한다. 이러한 2중 적층배열 구조의 전극부(230)는 투명 전도성 필름(220)과의 안정적인 전류의 이동을 돕는 한편 상호 간의 접촉 저항을 최소화하여 전류손실 저감과 렌즈의 전면적에 걸쳐 골고루 발열을 제공할 수 있게 된다.
본 발명에서, 면상 발열체(200)는 양 단부에 전극부(230)를 형성한 투명 전도성 필름(220) 상에 접착층(240)을 배치하여 렌즈(100)와의 부착을 허용하거나 추후에 설명될 탈부착 필름(240)의 합지를 가능하게 한다. 즉, 면상 발열체(200)는 전극부(230) 및/또는 투명 전도성 필름(220)의 FZTO 박막을 외부와의 접촉을 배체하여 내구성과 절연성을 확보하게 될 것이다.
특별하기로, 본 발명은 탈부착 필름(300)을 수단으로 하여 렌즈(100)의 일면(내부면 또는 외부면)에 면상 발열체(200)의 탈부착을 가능하게 돕는다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 면상 발열체(200)의 접착층(240) 상에 탈부착 필름(300)을 배치하여 렌즈(100)의 탈부착을 가능하게 한다.
탈부착 필름(300)은 내열성을 갖는 실리콘 점착 테이프일 수 있으며, 폴리에스테르 필름(polyester film)을 기재로 하고 실리콘(silicon)계 점착제를 도포할 수 있다. 당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 본 발명은 면상 발열체(200)의 용이한 탈부착을 보장하기 위해 실리콘 점착 테이프를 대신하여 다양한 테이프로 대체할 수 있을 것이다. 탈부착 필름(300)은 투명 전도성 필름(220)에서 발생하는 발열온도에도 견딜 수 있는 내열성과 투명 전도성 필름(220) 내부로 흐르는 전류에 대한 절연성을 가지며, 바람직하기로 탈부착시 렌즈에 잔사가 존재하지 않아야 할 것이다. 본 발명은 탈부착 필름을 통해 발열기능을 요구하지 않는 예컨대 봄, 가을 등의 시기에는 고글의 렌즈에서 면상 발열체(200)를 탈거하는 한편 예컨대 겨울 등의 시기에는 고글의 렌즈에 면상 발열체(200)를 쉽게 부착할 수 있는 장점을 제공할 수 있을 것이다.
덧붙여서, 본 발명은 면상 발열체(200)에 초박막 과열방지 센서(S)를 구비할 수 있다. 초박막 과열방지 센서(S)는 투명 전도성 필름(220)의 발열온도를 실시간 측정하여 설정온도 이상 도달시 전원을 차단할 수 있도록 한다. 도시된 바와 같이, 초박막 과열방지 센서(S)는 착용자의 시야 확보에 영향을 미치지 않도록 하기 위해 오목부(110)에 인접하게 배치하거나 렌즈의 가장자리 둘레를 따라 배치할 수 있다. 참고로, 본 명세서에서는 본 발명의 명료한 이해를 돕기 위해서 센서(S)와 PCB 기판(미도시) 간의 배선과 외부 전원공급원과 전극부 사이에 배치될 리드선은 배제하였음을 밝혀둔다.
도 4는 본 발명에 따른 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스에 전원인가시 고글 렌즈의 발열 온도를 측정한 칼라사진이다.
도면을 참조로 하면, 본 발명에 따른 초박막형 발열 디바이스를 채용한 고글은 전원인가시 렌즈(100)의 상부 가장자리에 배치된 일 전극부(230)와 렌즈의 하부 가장자리에 배치된 타 전극부(230) 사이에서 전류가 흐르면서, 렌즈에 발열영역(도면에서 붉은색으로 표시됨)을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 초박막형 발열 디바이스는 도시된 바와 같이 전극부를 배치하지 않은 오목부 근방에 전류 이동을 제한하여 낮은 전력소모를 유도할 수 있고 착용자의 좌우 안구 전방에 위치될 렌즈영역을 발열하여 결로현상을 제거하여 고글의 시야 확보를 보장할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스의 제작 방법을 순차적으로 도해한 공정순서도이다.
도 5를 참조로 하면, 본 발명에 따른 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스는 렌즈(100)를 제공하는 단계(S100)와, 투명 전도성 필름(220)을 갖춘 면상 발열체(200)를 제공하는 단계(S200), 및 렌즈(100)의 내부면 혹은 외부면에 면상 발열체(200)를 부착하는 단계(S400)를 포함한다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스는 FZTO 박막을 증착형성한 투명 전도성 필름을 갖춘 면상 발열체(200)를 제공하는 단계(S200)를 포함하는데, 구체적으로 면상 발열체(200)는 투명 보호층(210)을 제공하는 단계(S210)와, 상온화학증착법을 통해 투명 필름의 표면에 FZTO 박막을 증착하여 투명 전도성 필름(220)을 제공하는 단계(S220), 및 투명 전도성 필름(220)의 FZTO 박막의 상측과 하측에 실버 페이스트(231)와 부스 바(232)를 적층배열한 전극부(230)를 구비하는 단계(S230), 및 FZTO 박막과 전극부(230)를 배치한 투명 전도성 필름(220) 상에 접착층(240)을 배치하는 단계(S240)를 포함한다.
본 발명에서, 단계(220)는 투명 필름 표면에 전기전도성을 부여하기 위해 도전성 FZTO 박막을 형성하는 공정으로, 다시 말하자면 상온 하에서 상온화학증착법을 통해 투명 필름 상에 FZTO 박막을 증착시킬 수 있는 것을 특징으로 한다. 상온화학증착법은 앞서 기술하였듯이 상온과 비슷한 상대적으로 저온에서 수지 시트나 플레이트 형상의 투명 필름 상에 FZTO를 증착시켜 투명 필름의 열화 현상과 열적 변형을 최소화시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 투명 필름은 롤 형태로 감길 수 있는 합성수지일 수 있으며, 상온화학증착법을 위한 공정 챔버 내에서 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식으로 이동하면서 투명 필름 상에 투명 전도막을 코팅할 수 있어 대면적의 투명한 전기 전도막(예컨대, FZTO 박막)을 획득할 수 있다.
여기서, 상온화학증착법은 마이크로파 발생기에서 발생된 마이크로파를 자계형성공간으로 안내하는 단계와, 자계형성공간 내로 플라즈마 소오스 가스를 유입하는 단계, 자계형성공간 내에서 플라즈마 소오스 가스를 마이크로파에 노출시켜 플라즈마 상태로 유지하는 단계, 플라즈마 내의 전자와 이온을 자계의 영향으로 전자회전공명(ECR;Electron Cyclotron Resonance)시켜 높은 에너지 밀도의 플라즈마를 유지하는 단계, 증착막 형성용 소오스 가스(예컨대, FZTO)를 높은 밀도의 플라즈마 형성 영역에 투입시켜 활성화된 이온으로 제공하는 단계, 및 활성화된 이온은 저온 상태에서 투명 필름을 변형시키지 않고 투명 필름의 표면에서 순간 표면화학반응을 통해 코팅막(예컨대, FZTO 박막)을 연속적으로 형성(증착)하는 단계를 포함하는 것을 의미한다. 이로써, 투명 전도성 필름(220)은 저온 상태에서 플라스틱 재질의 투명 필름을 변형시키지 않고 표면에서 화학 결합하여 뛰어난 접착력으로 넓은 면적의 코팅막을 연속적으로 형성할 수 있다.
특별하기로, 본 발명은 면상 발열체(200)를 제공하는 단계(S200)와 이 면상 발열체(200)를 렌즈(100)에 부착하는 단계(S400) 사이에 면상 발열체(200)의 접착층 상에 탈부착 필름(300)을 배치하는 단계(S300)를 추가로 포함시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스 및 이의 제작 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 ----- 렌즈,
200 ----- 면상 발열체,
300 ----- 탈부착 필름,
S ----- 초박막 과열방지 센서.

Claims (9)

  1. 보호층(210)과, 불소 치환된 아연-주석 산화물(FZTO) 박막을 증착형성한 투명 전도성 필름(220), 상기 투명 전도성 필름(220)의 상측과 하측에 형성된 전극부(230), 및 접착층(240)을 구비하고, 렌즈(100)의 일면에 부착되는 면상 발열체(200);로 이루어지는데,
    상기 면상 발열체(200)에 전원을 인가하여 상기 투명 전도성 필름(220)에 의해 상기 렌즈(100)를 가열하는 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투명 전도성 필름(220)은 상기 불소 치환된 아연-주석 산화물(FZTO)을 투명 필름에 상온화학증착법을 통해 증착하는 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전극부(230)는 실버 페이스트(231)와 부스 바(232)의 2중 적층구조를 갖춘 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 면상 발열체(200)는 상기 접착층(240) 상에 탈부착 필름(300)을 추가로 배치하는 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 면상 발열체(200)는 초박막 과열방지 센서(S)를 구비하는 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스.
  6. 렌즈(100)를 제공하는 단계(S100)와;
    보호층(210)을 제공하는 단계(S210)와, 상온화학증착법으로 투명 필름에 FZTO 박막을 증착하여 투명 전도성 필름(220)을 제공하는 단계(S220), 상기 투명 전도성 필름(220)의 상기 FZTO 박막의 상측과 하측에 전극부(230)를 배치하는 단계(S230), 및 상기 FZTO 박막을 형성한 상기 투명 전도성 필름(220)의 일면에 접착층(240)을 배치하는 단계(S240)를 통해 상기 투명 전도성 필름(220)을 갖춘 면상 발열체(200)를 제공하는 단계(S200); 및
    상기 렌즈(100)의 일면에 상기 면상 발열체(200)를 부착하는 단계(S400);를 포함하는 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스의 제작 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 전극부(230)는 실버 페이스트(231)와 부스 바(232)의 2중 적층구조로 배열되는 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스의 제작 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 면상 발열체(200)의 제공 단계(S200)와 상기 면상 발열체(200)의 부착 단계(S400) 사이에서,
    상기 면상 발열체(200)의 접착층 상에 탈부착 필름(300)을 배치하는 단계(S300)를 포함하는 결로 방지 고글용 초박막형 발열 디바이스의 제작 방법.
KR1020170176324A 2017-12-20 2017-12-20 결로 방지 초박막형 고글용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법 KR102029254B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170176324A KR102029254B1 (ko) 2017-12-20 2017-12-20 결로 방지 초박막형 고글용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170176324A KR102029254B1 (ko) 2017-12-20 2017-12-20 결로 방지 초박막형 고글용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190074747A KR20190074747A (ko) 2019-06-28
KR102029254B1 true KR102029254B1 (ko) 2019-10-08

Family

ID=67065790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170176324A KR102029254B1 (ko) 2017-12-20 2017-12-20 결로 방지 초박막형 고글용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102029254B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102226188B1 (ko) * 2020-10-30 2021-03-11 (주)티디엘 실외 카메라용 투명 면상발열체.
KR20240043365A (ko) * 2022-09-27 2024-04-03 유한회사 대동 눈보호 고글용 투명 발열체, 이를 포함하는 눈보호 고글

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002134254A (ja) * 2000-10-30 2002-05-10 Pentel Corp ヒーター付透明体

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988646B1 (ko) * 2008-05-22 2010-10-18 한국기계연구원 도전성 투명박막을 갖는 시각 보조 장치
KR101152621B1 (ko) * 2008-09-25 2012-06-05 한국과학기술연구원 전자 사이크로트론 공명 플라즈마 화학증착법에 의해 제조된 투명도전 아연주석복합산화박막 및 이의 제조방법과 이의 투명발열체
US20180077992A1 (en) * 2015-03-19 2018-03-22 Wins Japan Co., Ltd. Attachment sheet, helmet, goggles, and method for attaching anti-fog sheet
KR101623945B1 (ko) 2015-11-16 2016-05-24 주식회사 스포컴 수증기 방지 고글

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002134254A (ja) * 2000-10-30 2002-05-10 Pentel Corp ヒーター付透明体

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190074747A (ko) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6526863B2 (ja) 電気加熱層を備えているガラス板およびその製造方法
KR101818829B1 (ko) 전기 가열층을 갖는 판유리
KR101857804B1 (ko) 김서림 방지 렌즈 구조물과 눈용 보호구
KR100988646B1 (ko) 도전성 투명박막을 갖는 시각 보조 장치
ES2701341T3 (es) Cristal con área térmica eléctrica
US8399805B2 (en) Anti-fogging device and anti-fogging viewing member
US10694586B2 (en) Transparent pane having a heatable coating
KR102029254B1 (ko) 결로 방지 초박막형 고글용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법
RU2532667C2 (ru) Система токопроводящих шин для авиационного остекления
JP6570541B2 (ja) 加熱コーティングを備えた透明板材
US20130043233A1 (en) Device for active heating of transparent materials
CA2213805C (en) Face shield for helmet
KR102441534B1 (ko) 카메라 모듈
EA033621B1 (ru) Прозрачное стекло с нагреваемым покрытием
KR20200055908A (ko) 차량 유리용 투명 면상 발열체.
JP2018190609A (ja) 凸曲面状透明ヒーター、凸曲面状透明ヒーターを備えてなる製品および凸曲面状透明ヒーターの製造方法
US20170231034A1 (en) Method of making a window assembly having an electrically heated portion and the window assembly made thereby
JP6597574B2 (ja) 透明発熱板、乗り物及び建築物用窓
JP2023074488A (ja) ガラス板
RU114442U1 (ru) Зеркало заднего вида с обогревом для транспортного средства
WO2019180416A1 (en) Laminated substrate
KR20200025792A (ko) 발열체 및 이의 제조방법
KR20190074748A (ko) 디스플레이 패널용 발열 디바이스 및 이의 제작 방법
TW200423789A (en) Manufacturing method and product of transparent electro-heating body

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