KR102232905B1 - 전자파 차폐기능을 갖는 면상 발열 히터 - Google Patents

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본 발명은 전자파 차폐 기능을 갖는 면상 발열 히터에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 발열 효과, 특히 원적외선 복사에 의한 발열 효과가 우수한 동시에 전자파 차폐기능을 추가로 보유하고, 제조비용이 절감될 수 있는 전자파 차폐기능을 갖는 면상 발열 히터에 관한 것이다.

Description

전자파 차폐기능을 갖는 면상 발열 히터{Plate heater for shielding electromagnetic wave}
본 발명은 전자파 차폐 기능을 갖는 면상 발열 히터에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 발열 효과, 특히 원적외선 복사에 의한 발열 효과가 우수한 동시에 전자파 차폐기능을 추가로 보유하고, 제조비용이 절감될 수 있는 전자파 차폐기능을 갖는 면상 발열 히터에 관한 것이다.
면상 발열 히터는 면상의 지지 플레이트에 전극, 발열체 등이 인쇄된 컴팩트한 형태의 히터로 소형화 및 경량화가 요구되는 전기 전자 제품, 예를 들어, 프린터, 복사기, 난방기, 오븐, 조리기 등의 다양한 용도에 적용될 수 있다.
도 1은 종래 면상 발열 히터의 하나의 예시를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 도 1에서 A-A' 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 종래 면상 발열 히터는 절연 기판(10)의 일면에 서로 다른 극성을 갖고 서로 전기적으로 분리된 한 쌍의 전극 패턴(21,22)을 포함하는 전극(20), 양 말단이 상기 한 쌍의 전극 패턴(21,22) 각각에 전기적으로 연결된 복수개의 발열체(30)가 서로 병렬로 연결되어 있다.
이러한 종래 면상 발열 히터는 상기 전극(20)에 인가되는 전압, 상기 전극(20)을 통해 상기 발열체(30)에 흐르는 전류, 상기 발열체(30)의 고유 저항 등에 의해 발열의 정도가 조절되어 상기 면상 발열 히터가 적용되는 용도에서 요구되는 수준의 발열 효과를 구현하게 되는데, 예를 들어 200℃ 이상의 온도로 발열하는 면상 발열 히터의 경우 상기 전극(20) 및 상기 발열체(30)에 흐르는 강한 전류에 의해 인체에 유해한 다량의 전자기파가 방출되는 문제가 있다.
따라서, 발열 효과가 우수한 동시에 우수한 발열 효과를 구현하기 위해 유발되는 전자기파 방출 문제를 해결할 수 있으며, 복잡한 구조와 과도한 제조비용 증가 없이도 이러한 전자기파 방출 문제를 해결할 수 있는 면상 발열 히터가 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 발열 효과, 특히 인체에 이로운 원적외선 복사에 의한 발열 효과가 우수한 동시에 우수한 발열 효과를 구현하기 위해 유발되는 전자기파 방출 문제를 해결할 수 있는 전자파 차폐기능을 보유하는 면상 발열 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 우수한 전자파 차폐기능을 보유함에도 불구하고 구조가 복잡하지 않고 제조비용이 절감될 수 있는 전자파 차폐기능을 보유하는 면상 발열 히터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
면상 발열 히터로서, 발열층, 접착층 및 방사층이 위에서부터 순차적으로 적층되고, 상기 발열층은 지지 플레이트 상부면 및 하부면 각각에 금속층이 적층된 금속 적층체에서 상기 상부면의 금속층이 메쉬(mesh)망 형태의 전자파 차폐망으로 형성되고 상기 하부면의 금속층이 전극 패턴으로 형성되는 가공된 금속 적층체 및 상기 전극 패턴에 연결된 발열체를 포함하며, 상기 접착층은 접착필름을 포함하고, 상기 방사층은 금속 플레이트를 포함하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
면상 발열 히터로서, 전자파 차폐층, 상부 접착층, 발열층, 하부 접착층 및 방사층이 위에서부터 순차적으로 적층되고, 상기 발열층은 지지 플레이트 상부면 및 하부면 각각에 금속층이 적층된 금속 적층체에서 상기 상부면 및 상기 하부면 각각의 금속층이 전극 패턴으로 형성되는 가공된 금속 적층체 및 상기 전극 패턴에 연결된 발열체를 포함하며, 상기 전자파 차폐층은 금속 메쉬(mesh)망 형태의 전자파 차폐망을 포함하고, 상기 상부 접착층 및 상기 하부 접착층 각각은 접착필름을 포함하고, 상기 방사층은 금속 플레이트를 포함하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
여기서, 상기 전자파 차폐망의 전체 면적 대비 메쉬망에서 관통 개구된 영역들의 총 면적의 비율인 개구율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
또한, 상기 금속 적층체는 유연한 플라스틱 소재의 지지 플레이트의 상부면 및 하부면 각각에 알루미늄 금속층이 적층된 유연 알루미늄 적층체(Flexible Aluminum Clad Laminate; FALCL)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
그리고, 상기 전극 패턴은 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극을 포함하며, 상기 발열체는 양 말단 각각이 상기 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극 각각에 접속되는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
나아가, 상기 방사층은 금속 플레이트의 일면 또는 양면에 원적외선 방사가 가능한 세라믹 방사층 또는 산화피막층을 포함하는 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
여기서, 상기 금속 플레이트는 알루미늄 금속판 또는 샌드 블라스트(sand blast) 처리된 알루미늄 금속판을 포함하고, 상기 세라믹 방사층은 Al2O3, TiO2 및 SiO2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
한편, 상기 지지 플레이트는 폴리이미드(PI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 액정고분자(LCP), 폴리에틸렌설파이드(PES), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아미드이미드(PAI) 및 폴리설폰(PSU)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 고분자 수지로 이루어진 필름을 포함하고, 상기 발열체는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트 및 활성탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 탄소 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
또한, 상기 발열층은 지지 플레이트, 전극 패턴, 절연필름, 발열체 및 보호필름을 포함하는 구성들이 위에서부터 또는 위 및 아래에서부터 적층된 구조를 갖고, 상기 발열층의 구성들이 위에서부터 적층된 구조를 갖는 경우 상기 지지 플레이트의 상부면에는 전자파 차폐망이 구비될 수 있고, 상기 전자파 차폐망, 상기 지지 플레이트 및 상기 전극 패턴이 하나의 가공된 금속 적층체에 포함되며, 상기 발열층의 구성들이 위 및 아래에서부터 적층된 구조를 갖는 경우 상기 지지 플레이트의 상부면 및 하부면 모두에는 전극 패턴이 각각 적층되고, 상기 상부면에 적층되는 전극 패턴, 상기지지 플레이트 및 상기 하부면에 적층되는 전극 패턴이 하나의 가공된 금속 적층체에 포함되는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
여기서, 상기 전극 패턴은 간극으로 서로 이격된 복수 개의 전극을 포함하고, 상기 전극 패턴 위에 적층되는 절연필름에는 상기 전극 패턴의 전극 표면까지 타공된 복수 개의 타공라인이 형성되고, 상기 절연필름 위에 적층되는 복수 개의 발열체 각각의 양 말단은 각각 상기 타공라인을 통해 인접한 한 쌍의 전극 각각에 접속함으로써 서로 이격되어 전기적으로 연결되지 않은 상기 복수 개의 전극은 상기 복수 개의 발열체에 의해 전체가 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터를 제공한다.
본 발명에 따른 전자파 차폐기능을 갖는 면상 발열 히터는 유연 알루미늄 적층판(flexible aluminum clad laminating; FALCL) 또는 유연 구리 적층판 (flexible cooper clad laminating: FCCL)을 적용함으로써 우수한 발열 효과 및 전자파 차폐 기능을 동시에 구현함에도 불구하고 구조가 간단하고 제조비용이 절감될 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 종래 면상 발열 히터의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 A-A' 단면구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 하나의 실시예의 면상 발열 히터의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 면상 발열 히터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 면상 발열 히터의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 면상 발열 히터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 면상 발열 히터의 또 다른 실시예에서 발열층 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 도 7에 도시된 발열층 구성들이 순차적으로 적층된 상태의 투시도를 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 도 8에서 B-B' 단면구조를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 하나의 실시예의 면상 발열 히터의 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 면상 발열 히터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 면상 발열 히터는 발열층(100), 접착층(200) 및 방사층(300)이 위에서부터 순차적으로 적층된 구조를 보유할 수 있다.
구체적으로, 상기 발열층(100)은 금속 적층체, 즉 플라스틱, 예를 들어, 유연(flexible) 플라스틱 소재의 지지 플레이트 상부면 및 하부면 각각에 금속층이 적층된 금속 적층체, 예를 들어 유연 알루미늄 적층체(Flexible Aluminum Clad Laminate; FALCL), 유연 구리 적층체(Flexible copper Clad Laminate; FCCL), 즉 유연한 플라스틱 소재의 지지 플레이트 상부면 및 하부면 각각에 알루미늄 또는 구리 금속층이 적층된 유연 알루미늄 적층체 또는 유연 구리 적층체에서 지지 플레이트(111)의 상부면의 금속층이 에칭(etching) 등에 의해 메쉬(mesh)망 형태의 전자파 차폐망(112)으로 형성되고, 상기 하부면의 금속층이 에칭(etching) 등에 의해 전극 패턴(113)으로 형성된 가공된 유연 알루미늄 또는 구리 적층체(110)를 포함하고, 상기 전극 패턴(113)은 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극을 포함하며 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되어 각각의 전극에 연결되는 발열체(120)를 포함하며, 추가로 상기 발열체(120) 하부에는 보호필름(130)이 포함된다.
또한, 상기 한 쌍의 전극 사이에는 상기 전극의 두께와 동일하거나 상기 전극의 두께보다 얇은 두께의 절연필름(미도시)이 배치됨으로써 상기 전극과 상기 지지 플레이트(111) 사이의 단차를 보상함으로써 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되는 발열체(120)와 상기 전극 사이의 빈 공간 발생을 방지할 수 있다.
이로써, 상기 발열부(100)는 외부의 전원부(미도시)에 의해 상기 전극 패턴(113)을 구성하는 한 쌍의 전극에 전압이 인가됨으로써 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되어 각각의 전극에 연결된 발열체(120)에 전류가 흐르게 되고 상기 발열체(120)는 이의 고유 저항에 의해 발열을 하여 상기 접착층(200)을 통해 상기 방사층(300)으로 열 에너지를 전달하고, 상기 방사층(300)은 열 에너지를 전달받아 온도가 상승함에 따라 복사광을 방출하여 피사체에 열 에너지를 전달하게 된다.
또한, 상기 전극 패턴(113) 및 상기 발열체(120)에 전류가 흐름에 따라 이들로부터 외부로 방출되고 인체에 유해한 전자기파 중 상기 지지 플레이트(111) 상부인 후방으로 방출되는 전자기파는 상기 지지 플레이트(111) 상부에 구비된 메쉬망 형태의 전자파 차폐망(112)에 의해 흡수 및 제거될 수 있다.
여기서, 상기 전자파 차폐망(112)의 개구율, 즉 상기 전자파 차폐망(112)의 전체 면적 대비 메쉬망에서 관통 개구된 영역들의 총 면적의 비율이 80% 이상, 예를 들어, 80 내지 95%일 수 있다. 상기 개구율이 80% 미만인 경우 상기 발열체(120)의 발열에 의한 열 에너지 중 상당 부분이 상기 전자파 차폐망(112)을 가열하는데 소모되어 상대적으로 상기 방사층(130)으로 전달되는 열 에너지가 감소하게 되어 상기 방사층(130)으로부터의 신속한 복사광의 방사 효능인 속효성이 저하될 수 있다.
예를 들어, 상기 지지 플레이트(111)는 절연 특성, 내열 특성이 우수한 고분자 수지 필름으로 이루어질 수 있고, 바람직하게는, 장기 열안정성 230℃ 이상, 단기 열안정성 400℃ 이상, 열변형온도(HDT/A) 470℃ 이상, 230℃ 이상의 온도에서도 고강도, 탄성 및 강성 유지, 진공상태에서의 높은 순도 및 낮은 가스 배출, 우수한 가공성 및 자체 난연성을 보유한 고분자 수지, 예를 들어, 폴리이미드(PI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 액정고분자(LCP), 폴리에틸렌설파이드(PES), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아미드이미드(PAI), 폴리설폰(PSU) 등의 고분자 수지를 포함하는 필름을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발열체(120)는 복수 개의 행 또는 열로 배치될 수 있는 복수 개의 발열체를 포함할 수 있고, 각각의 발열체는 양 말단 각각이 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극 각각에 접속되고, 예를 들어, 혼합 바인더와 전도성 입자를 포함하는 발열체 조성물을 인쇄한 후 건조시켜 형성할 수 있고, 이렇게 형성된 발열체(120)의 두께는 약 1 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 혼합 바인더는 300℃ 가량의 온도에서도 내열성을 가질 수 있도록, 페놀계 수지, 아세탈계 수지, 이소시아네이트계 수지, 에폭시계 수지 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 2종 이상을 포함할 수 있고, 상기 전도성 입자는 상기 발열체(410)의 내열성도 향상시킬 수 있는 탄소 입자를 포함하고, 추가로 은, 구리, 니켈 등의 금속 분말을 포함할 수 있다.
상기 탄소 입자로는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트, 활성탄소 등, 바람직하게는 탄소나노튜브와 그라파이트를 포함할 수 있고, 상기 탄소 입자로서 탄소나노튜브는 종횡비가 크기 때문에 소량으로 충분한 전기적 네트워크 형성을 가능하게 할 뿐만 아니라 발열체 조성물의 유리전이온도 및 내열도를 증대시키는 효과가 있고, 그라파이트는 탄소나노튜브만으로 도달할 수 없는 저저항을 달성할 수 있도록 한다.
상기 발열체(120) 하부에는 상기 발열체(120)를 외부로부터 보호하기 위한 보호필름(130)이 추가로 적층될 수 있고, 이의 두께는 약 15 내지 100 ㎛일 수 있다. 또한, 상기 보호필름(130)은 상기 지지 플레이트(111)를 구성하는 고분자 수지 필름과 동일하거나 상이한 소재로 이루어질 수 있고, 바람직하게는 동일한 소재로 이루어질 수 있다.
상기 접착층(200)은 상기 발열층(100)과 상기 방사층(300) 사이에 배치되어 이들 각각에 접착함으로써 이들을 결합시키는 기능을 수행하고 상기 지지 플레이트(111)를 구성하는 고분자 수지 필름과 동일하거나 상이한 소재, 바람직하게는 동일한 소재로 이루어진 접착 필름을 포함할 수 있다.
상기 방사층(300)은 알루미늄 플레이트, 샌드 블라스트(sand blast) 처리된 알루미늄 플레이트 등의 금속 플레이트(310)의 일면 또는 양면에는 Al2O3, TiO2, SiO2 등의 금속산화물로 구성되어 원적외선이 방사되는 세라믹 방사층 또는 애노다이징을 통해 형성된 산화피막층 등의 코팅층(320,330)이 형성될 수 있다.
이로써, 상기 발열층(100)의 발열에 의한 열 에너지를 상기 접착층(200)을 통해 전달받아 온도가 상승함에 따라 복사광을 피사체로 방사하는 기능을 수행하는 동시에 상기 발열층(100) 하부인 전방으로 방출되는 전자기파를 차폐하는 기능을 수행하며, 특히 검은색으로 형성되는 상기 산화피막층에 의해 인체에 이로운 원적외선 방사율이 0.88 이상으로 구현될 수 있다.
한편, 알루미나(Al2O3), 티타네이트(TiO2) 등으로 구성된 세라믹 방사층의 경우, 0.96까지 원적외선 방사율을 구현할 수 있다. 원적외선 방사층은 본 명세서의 내용에 국한되는 것이 아니라, 당 업계의 전문가라면 다른 형태의 원적외선 방사층은 다양한 조성으로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 다른 실시예의 면상 발열 히터의 분해 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 면상 발열 히터의 단면 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 면상 발열 히터는 전자파 차폐층(400), 상부 접착층(210), 발열층(100’), 하부 접착층(220) 및 방사층(300)이 위에서부터 순차적으로 적층된 구조를 보유할 수 있다.
구체적으로, 상기 발열층(100’)은 유연 알루미늄 또는 구리 적층체, 즉 유연한 플라스틱 소재의 지지 플레이트 상부면 및 하부면 각각에 알루미늄 또는 구리 금속층이 적층된 유연 알루미늄 또는 구리 적층체에서 지지 플레이트(111’)의 상부면 및 하부면의 금속층이 에칭(etching) 등에 전극 패턴(112’,113’)으로 형성된 가공된 유연 알루미늄 또는 구리 적층체(110’)를 포함하고, 상기 전극 패턴(112’,113’)은 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극을 포함하며 상기 한 쌍의 전극 사이에 배치되어 각각의 전극에 연결되는 발열체(120)를 포함하며, 추가로 상기 지지 플레이트(111’) 상부면에 형성된 발열체(120)의 상부 및 상기 지지 플레이트(111’) 상부면에 형성된 발열체(120)의 하부 각각에는 보호필름(130)이 포함될 수 있다.
또한, 상기 발열층(100’)의 상부면 및 하부면 각각에는 상기 발열층(100’)과 전자파 차폐층(400) 및 방사층(300)을 결합시키는 상부 접착층(210) 및 하부 접착층(220)이 구비될 수 있고, 상기 상부 접착층(210) 및 상기 하부 접착층(22)은 각각 상기 접착층(200)과 동일한 소재로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 전자파 차폐층(400)은 알루미늄 등의 금속 메쉬망 형태로 이루어질 수 있고 상기 전자파 차폐망(112)과 동일한 기능을 수행하며 상기 전자파 차폐망(112)과 동일한 개구율, 즉 80% 이상, 예를 들어, 80 내지 95%의 개구율로 형성될 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 면상 발열 히터는 가공된 유연 알루미늄 또는 구리 적층판을 적용함으로써 우수한 발열 효과 및 전자파 차폐 기능을 동시에 구현함에도 불구하고 구조가 간단하고 제조비용이 절감될 수 있는 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 면상 발열 히터의 또 다른 실시예에서 발열층 구성을 개략적으로 도시한 것이고, 도 8은 도 7에 도시된 발열층 구성들이 순차적으로 적층된 상태의 투시도를 개략적으로 도시한 것이며, 도 9는 도 8에서 B-B' 단면구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7 내지 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전자파 차폐기능을 갖는 면상 발열 히터의 발열층(100”)은 지지 플레이트(111”), 전극 패턴(113”), 절연필름(140), 발열체(120”) 및 보호필름(130”)이 위에서부터 또는 위 및 아래에서부터 적층된 구조를 가질 수 있다.
또한, 상기 발열층(100”)의 구성들이 위에서부터 적층된 구조를 갖는 경우, 상기 지지 플레이트(111”)의 상부면에는 전자파 차폐망(미도시)이 구비될 수 있고, 여기서 상기 전자파 차폐망, 상기 지지 플레이트(111”) 및 상기 전극 패턴(113”)이 하나의 가공된 유연 알루미늄 또는 구리 적층체(FALCL 또는 FCCL)에 포함될 수 있다.
한편, 상기 발열층(100”)의 구성들이 위 및 아래에서부터 적층된 구조를 갖는 경우, 상기 지지 플레이트(111”)의 상부면 및 하부면 모두에는 전극 패턴(113”), 절연필름(140), 발열체(120”) 및 보호필름(130”)이 각각 적층되고, 상기 상부면 위에 적층되는 보호필름(130”) 위에는 상부 접착층(210) 및 전자파 차폐층(400)이 순차적으로 적층될 수 있다.
상기 전극 패턴(113”)은 포토리소그래피에 의한 에칭 등에 의해 폭이 약 0.05 내지 10 mm로 형성될 수 있는 간극(113a”)으로 서로 이격된 복수개의 전극을 포함할 수 있고, 서로 이격되어 전기적으로 연결되지 않은 복수 개의 전극은 상기 복수개의 발열체(120”)에 의해 전체가 서로 전기적으로 연결된다.
구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 전극 패턴(113”) 위에 적층되는 절연필름(140)에는 레이저장치에 의한 식각 등에 의해 상기 전극 패턴(113”)의 전극 표면까지 타공된 복수개의 타공라인(141)이 형성되고, 상기 절연필름(140) 위에 적층되는 복수 개의 발열체(120”) 각각의 양 말단은 각각 상기 타공라인(141)을 통해 인접한 한 쌍의 전극 각각에 접속하게 됨으로써 복수 개의 전극은 전체가 서로 전기적으로 연결된다.
나아가, 상기 전극 패턴(113”)에 포함되는 복수 개의 전극은 복수 개의 행 및 열로 배치될 수 있고, 인접한 행 또는 열의 일측 말단에 배치되는 전극(113b”,113c”)은 인접한 행 또는 열에 모두 포함될 수 있는 형상을 보유함으로써, 복수개의 전극이 복수개의 행 및 열로 배치되는 경우에도 전체가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 상기 복수 개의 발열체(120”)를 통해 서로 전기적으로 연결되는 복수 개의 전극 중 양 말단에 배치되는 한 쌍의 말단 전극(113d”,113e”)이 서로 다른 극성을 갖고, 서로 다른 극성을 갖는 한 쌍의 말단 전극(113d”,113e”)에 전압이 인가되는 경우 상기 복수 개의 발열체(120”)는 전체적으로 직렬로 연결되어 도 8 및 9에 도시된 '전류의 흐름'에 따라 전류가 흐른다.
상기 절연필름(140)은 앞서 기술한 바와 같이, 이의 상부 또는 하부의 전극 패턴(113”) 표면까지 타공된 복수 개의 타공라인(141)이 형성될 수 있고, 상기 복수 개의 타공라인(141) 중 서로 인접한 한 쌍의 전극 각각의 표면과 연결되는 한 쌍의 타공라인(141) 사이의 길이에 따라 상기 한 쌍의 타공라인(141) 각각을 통해 각각의 말단이 상기 한 쌍의 전극 각각에 접속하는 발열체(120”)의 폭이 결정되므로, 상기 한 쌍의 타공라인(141) 사이의 길이 조절에 의해 발열성능을 조절할 수 있다.
특히, 상기 한 쌍의 타공라인(141)은 상기 한 쌍의 타공라인(141) 각각에 양 말단 각각이 삽입되는 발열체(120”)에서 전류의 방향과 평행한 폭이 임의의 모든 지점에서 동일하도록 형성될 수 있고, 예를 들어, 서로 평행하게 형성될 수 있다. 이로써, 각각의 발열체(120”)는 임의의 모든 전류의 방향에서 저항이 동일하게 되고, 결과적으로 발열이 균일하여 온도 균일도를 구현할 수 있다. 한편, 상기 절연필름(140) 및 상기 보호필름(130”) 각각은 앞서 기술한 보호필름(130)과 동일한 소재로 이루어질 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 전자파 차폐기능을 갖는 면상 발열 히터는 추가로 발열하지 않는 영역인 데드존(dead zone)을 최소화할 수 있고, 상기 발열체에 전압을 인가하기 위해 구비되고 열전도성이 우수한 금속으로 이루어진 전극이 면상 발열 히터의 발열면을 전체적으로 커버함으로써 면상 발열 히터의 전체 발열면에서의 온도 균일도가 우수하며, 발열성능 조절을 위한 설계가 용이한 우수한 효과를 나타낸다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100, 100’,100” : 발열층
200 : 접착층
300 : 방사층

Claims (10)

  1. 면상 발열 히터로서,
    발열층, 접착층 및 방사층이 위에서부터 순차적으로 적층되고,
    상기 발열층은 지지 플레이트 상부면 및 하부면 각각에 금속층이 적층된 금속 적층체에서 상기 상부면의 금속층이 메쉬(mesh)망 형태의 전자파 차폐망으로 형성되고 상기 하부면의 금속층이 전극 패턴으로 형성되는 가공된 금속 적층체 및 상기 전극 패턴에 연결된 발열체를 포함하며,
    상기 접착층은 접착필름을 포함하고,
    상기 방사층은 금속 플레이트를 포함하며,
    상기 발열층은 지지 플레이트, 전극 패턴, 절연필름, 발열체 및 보호필름을 포함하는 구성들이 위에서부터 적층된 구조를 갖고, 상기 지지 플레이트의 상부면에 형성된 전자파 차폐망, 상기 지지 플레이트 및 상기 전극 패턴이 하나의 가공된 금속 적층체에 포함되며,
    상기 전극 패턴은 간극으로 서로 이격된 복수 개의 전극을 포함하고, 상기 전극 패턴 위에 적층되는 절연필름에는 상기 전극 패턴의 전극 표면까지 타공된 복수 개의 타공라인이 형성되고, 상기 절연필름 위에 적층되는 복수 개의 발열체 각각의 양 말단은 각각 상기 타공라인을 통해 인접한 한 쌍의 전극 각각에 접속함으로써 서로 이격되어 전기적으로 연결되지 않은 상기 복수 개의 전극은 상기 복수 개의 발열체에 의해 전체가 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터.
  2. 면상 발열 히터로서,
    전자파 차폐층, 상부 접착층, 발열층, 하부 접착층 및 방사층이 위에서부터 순차적으로 적층되고,
    상기 발열층은 지지 플레이트 상부면 및 하부면 각각에 금속층이 적층된 금속 적층체에서 상기 상부면 및 상기 하부면 각각의 금속층이 전극 패턴으로 형성되는 가공된 금속 적층체 및 상기 전극 패턴에 연결된 발열체를 포함하며,
    상기 전자파 차폐층은 금속 메쉬(mesh)망 형태의 전자파 차폐망을 포함하고,
    상기 상부 접착층 및 상기 하부 접착층 각각은 접착필름을 포함하고,
    상기 방사층은 금속 플레이트를 포함하고,
    상기 발열층은 지지 플레이트, 전극 패턴, 절연필름, 발열체 및 보호필름을 포함하는 구성들이 위 및 아래에서부터 적층된 구조를 갖고, 상기 지지 플레이트의 상부면에 적층되는 전극 패턴, 상기 지지 플레이트, 및 상기 지지 플레이트의 하부면에 적층되는 전극 패턴이 하나의 가공된 금속 적층체에 포함되며,
    상기 전극 패턴은 간극으로 서로 이격된 복수 개의 전극을 포함하고, 상기 전극 패턴 위에 적층되는 절연필름에는 상기 전극 패턴의 전극 표면까지 타공된 복수 개의 타공라인이 형성되고, 상기 절연필름 위에 적층되는 복수 개의 발열체 각각의 양 말단은 각각 상기 타공라인을 통해 인접한 한 쌍의 전극 각각에 접속함으로써 서로 이격되어 전기적으로 연결되지 않은 상기 복수 개의 전극은 상기 복수 개의 발열체에 의해 전체가 서로 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전자파 차폐망의 전체 면적 대비 메쉬망에서 관통 개구된 영역들의 총 면적의 비율인 개구율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속 적층체는 유연한 플라스틱 소재의 지지 플레이트의 상부면 및 하부면 각각에 알루미늄 금속층이 적층된 유연 알루미늄 적층체(Flexible Aluminum Clad Laminate; FALCL)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전극 패턴은 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극을 포함하며,
    상기 발열체는 양 말단 각각이 상기 서로 다른 극성의 한 쌍의 전극 각각에 접속되는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방사층은 금속 플레이트의 일면 또는 양면에 원적외선 방사가 가능한 세라믹 방사층 또는 산화피막층을 포함하는 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속 플레이트는 알루미늄 금속판 또는 샌드 블라스트(sand blast) 처리된 알루미늄 금속판을 포함하고,
    상기 세라믹 방사층은 Al2O3, TiO2 및 SiO2로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 금속산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 지지 플레이트는 폴리이미드(PI), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 액정고분자(LCP), 폴리에틸렌설파이드(PES), 폴리에틸렌이미드(PEI), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리아미드이미드(PAI) 및 폴리설폰(PSU)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 고분자 수지로 이루어진 필름을 포함하고,
    상기 발열체는 카본블랙, 탄소나노튜브, 그라파이트 및 활성탄소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 탄소 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는, 면상 발열 히터.
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