KR102665686B1

KR102665686B1 - 차량용 면상 발열체

Info

Publication number: KR102665686B1
Application number: KR1020230116904A
Authority: KR
Inventors: 김정수; 양승주; 오세빈; 이민규
Original assignee: (주)미경테크
Priority date: 2023-09-04
Filing date: 2023-09-04
Publication date: 2024-05-14

Abstract

발열체, 터치센서 및 터치센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체는, 고분자 수지 재질의 기재층(10); 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20) 기재층(10)의 상부면에서 발열체(20)의 길이방향의 축선(CL)과 평행하게 발열부(21)에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함하는 터치센서(30); 발열체(20) 및 터치센서(30)에 인접하게 배열되는 센서 구동회로부(40); 및 센서 구동회로부(40)에 연결되는 센서 구동드라이버(50)를 포함하며, 발열체(20), 터치센서(30) 및 센서 구동회로부(40)는 동일 재질로 이루어진다.

Description

차량용 면상 발열체{FLAT TYPE HEATING ELEMENT FOR A VECHILE}

본 발명은 차량용 면상 발열체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발열체, 터치센서, 근접센서, 접지부, 센서 구동회로부를 동일 재료로 일체로 형성한 차량용 면상 발열체에 관한 것이다.

내연기관의 차량의 냉난방공조(Heating Ventilation Air Conditining, HVAC) 시스템에서는 난방 시에 내연기관 엔진의 냉각수에 의해 PTC히터를 직접 가열하여 가열된 공기를 차량 실내로 토출하는 방식을 적용하고 있으나, 전기자동차의 경우 엔진열을 이용한 난방이 불가하므로 전기에너지에 의해 작동되는 별도의 히터를 이용하고 있는데 이에 소요되는 전기에너지의 비율이 약 40 ~ 60%에 이를 정도로 전기에너지의 소모가 높다. 이에 따라, 겨울철 전기자동차의 성능을 최대한으로 향상시키기 위하여는 전기에너지가 많이 소모되는 히터의 사용을 줄이고 복사열을 이용하는 보조 난방장치를 활용하는 방안의 적용이 연구되어 오고 있다.

한국 공개특허 제10-2021-0008200호에서는, 도어트림(door trim)의 내장재나 대시보도(dachboard), 콘솔박스(console box)의 커버 등 탐승자를 향하고 있는 차량의 실내 표면에 적용할 수 있는 적외선 워머장치(500)를 개시하고 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 상기 한국 공개특허 제10-2021-0008200호의 적외선 워머장치(500)는 전극부(501)를 통하여 전력을 공급 받으며 지그재그 형상으로 연속하여 절곡된 복수의 발열와이어로 구성된 발열부(502), 발열부에 인접하게 배치된 정전용량식 터치센서(503), 발열층에 인접하게 배치된 온도센서 및 터치센서를 통해 신체접촉이 감지된 경우 목표온도를 안전온도로 수정하는 제어부를 포함하고 있다.

그러나, 상기 한국 공개특허 제10-2021-0008200호의 적외선 워머장치에서는 발열부에 전력이 공급되었을 때 발열부에서 나오는 전자기파에 의해 터치센서의 오작동이 발생할 가능성이 높은 문제가 있다. 또한, 터치센서와 제어부 사이의 신호선에 탑승자의 신체가 접촉될 경우에도 터치센서에 탑승자의 신체가 접촉된 것으로 감지하는 오작동이 발생될 수 있다. 또한, 상기 한국 공개특허 제10-2021-0008200호의 적외선 워머장치에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 발열부(502)와 터치센서라인(503)이 나란히 배치되므로 발열부(502)에서 생성되는 전기장과 터치센서라인(503)에 생성되는 전기장이 서로 간섭을 일으켜 터치센서의 민감도가 저하된다. 또한, 탄소섬유로 제조되는 발열부(503)와 전극부가 이종 재질이어서 전극부를 형성하는 공정이 복잡하게 되며, 탄소섬유 재질의 발열부(503)와 구리 등의 전기 전도성이 우수한 재질의 터치센서라인 및/온도센서라인을 기재층에 개별적으로 형성해야 하므로 제조 공정이 복잡하게 되는 문제가 있다.

또한, 한국 공개특허 제10-2022-0016401호에서는, 플렉서블한 필름 타입으로 제조되어 차량의 내장재 표면 등에 적용이 용이하고, 발열이 전체 면적에 대하여 균일하게 발생되고, 사용자의 터치 등을 인식하여 제어될 수 있는 히팅필름(600)을 개시하고 있다. 도 3에 도시된 상기 한국 공개특허 제10-2022-0016401호의 히팅필름(600)은 복수의 전극라인(601), 전극라인들의 사이에 배치되는 열전도성 재질의 지지층(602), 양단부가 전극라인에 연결되며 복사열을 방출하는 탄소복합체 재질의 발열층(603) 및 전극라인의 테두리를 따라 배치된 터치센서라인(604)을 포함하고 있다.

그러나, 상기 한국 공개특허 제10-2022-0016401호의 히팅필름에서는 발열층에 전력이 공급되었을 때 발열층에서 나오는 전자기파에 의해 터치센서의 오작동이 발생할 가능성이 높은 문제가 있다. 또한, 터치센서와 제어부 사이의 신호선에 탑승자의 신체가 접촉될 경우에도 터치센서에 탑승자의 신체가 접촉된 것으로 감지하는 오작동이 발생될 수 있다. 또한, 상기 한국 공개특허 제10-2022-0016401호의 히팅필름에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 터치센서라인(604)이 전극라인(601) 및 발열층(603)과 나란히 배치되므로 전극라인(601)과 발열층(603)에서 생성되는 전기장과 터치센서라인(604)에 생성되는 전기장이 서로 간섭을 일으켜 터치센서의 민감도가 저하된다. 또한, 탄소복합체로 제조되는 발열층(603)과 전극부가 이종 재질이어서 전극부를 형성하는 공정이 복잡하게 되며, 탄소복합체 재질의 발열층(603)과 구리 등의 전기 전도성이 우수한 재질의 터치센서라인을 기재층에 개별적으로 형성해야 하므로 제조 공정이 복잡하게 되는 문제가 있다.

또한, 한국 공개특허 제10-2023-0059465호에서는, 복사 히터가 설치되는 구조에서 후방 구조물을 감지하여 오작동하는 것을 원천적으로 차단하고, 인체 감지방향으로의 센싱 범위 내지 강도를 증대시켜 인체 감지 센서의 민감도를 향상시킬 수 있는 차량 내장재용 발열체를 개시하고 있다. 도 4에 도시된 상기 한국 공개특허 제10-2023-0059465호의 차량 내장재용 발열체(700)는 전극부에 의해 전원을 인가받아 발열하는 발열체(701), 발열체로 접근 또는 접촉하는 인체를 감지하는 인체 감지센서(702) 및 인체 감지센서의 후방에 배치되어 후방의 금속 구조물에 의해 발생하는 전기적 노이즈를 제거하는 접지부재(703)을 포함하고 있다.

그러나, 상기 한국 공개특허 제10-2023-0059465호의 차량 내장재용 발열체에서는 인체 감지센서의 후방에 배치된 접지부재로 인하여 인체 감지센서의 민감도가 감소하는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량용 면상 발열체에서 발열체, 터치센서, 근접센서, 접지부, 센서 구동회로부를 동일 재료로 일체로 형성하여 구동드라이버를 면상발열체에 일체화시킴으로써 터치센서에서 발생하는 신호를 구동드라이버로 전송하는 신호선이 탑승자에 접촉되는 것을 방지하여 오작동이 발생하지 않는 차량용 면상 발열체를 제공하는 것이다. 또한, 발열체 및/또는 전극라인이 터치센서라인과 나란히 배치되어 상호간에 전기장 간섭 현상이 발생되는 것을 최소화하고, 발열체가 전극라인 및/또는 터치센서라인과 이종 재질로 제조되어 제조 공정이 복잡하게 되는 문제를 해결할 수 있는 차량용 면상 발열체를 제공하는 것이다.

그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 발열체, 터치센서 및 터치센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체는, 고분자 수지 재질의 기재층; 상기 기재층의 상부면에서 길이방향의 축선에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부를 포함하는 발열체; 상기 기재층의 상부면에서 상기 발열체의 길이방향의 축선과 평행하게 상기 발열부에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함하는 터치센서; 상기 발열체 및 상기 터치센서에 인접하게 배열되는 센서 구동회로부; 및 상기 센서 구동회로부에 연결되는 센서 구동드라이버를 포함하며, 상기 발열체, 상기 터치센서 및 상기 센서 구동회로부는 동일 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 센서 구동회로부는 상기 기재층의 상부면에서 상기 발열체 및 상기 터치센서와 일체로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 발열체, 상기 터치센서 및 상기 센서 구동회로부는 구리(Cu), 니켈(Ni), 구리니켈 합금 등의 재질로 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 기재층의 하부면에서, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체 및 상기 터치센서에 각각 대향하는 위치에 배열되며, 메시(mesh) 형상으로 성형된 제1 전도체 및 제2 전도체를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 전도체는 상기 발열체 및 상기 터치센서와 전기적으로 단절될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 기재층의 상부면에서 상기 발열부 및 상기 터치센서를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서; 및 상기 기재층의 상부면에서 상기 근접센서의 외곽에 배치되는 하나 이상의 접지부를 더 포함하며, 상기 근접센서는 상기 센서 구동회로부에 연결되며, 상기 근접센서 및 상기 접지부는 상기 발열체, 상기 터치센서 및 상기 센서 구동회로부와 동일 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 기재층의 하부면에서, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체 및 상기 터치센서에 각각 대향하는 위치에 배열되며, 메쉬 형상으로 성형된 제1 전도체 및 제2 전도체를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 전도체는 상기 발열체, 상기 터치센서, 상기 근접센서 및 상기 접지부와 전기적으로 단절될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체, 상기 터치센서, 상기 근접센서, 상기 접지부 및 상기 센서 구동회로부의 상부면에 고분자 재질의 커버층이 배치되며, 상기 기재층의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제2 전도체의 상부면에 고분자 재질의 커버층이 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 터치센서 및 상기 근접센서는 정전용량의 변화를 탐지하는 센서일 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 발열체, 근접센서 및 센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체는, 고분자 수지 재질의 기재층; 상기 기재층의 상부면에서 길이방향의 축선에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부를 포함하는 발열체; 상기 기재층의 상부면에서 상기 발열체의 발열부를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서; 상기 기재층의 상부면에서 상기 근접센서의 외곽에 배치되는 하나 이상의 접지부; 상기 발열체 및 상기 근접센서에 인접하게 배열되는 센서 구동회로부; 및 상기 센서 구동회로부에 연결되는 센서 구동드라이버를 포함하며, 상기 발열체, 상기 근접센서, 상기 접지부 및 상기 근접센서 구동회로부는 동일 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 센서 구동회로부는 상기 기재층의 상부면에서 상기 발열체 및 상기 근접센서와 일체로 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 발열체, 상기 근접센서, 상기 접지부 및 상기 센서 구동회로부는 구리(Cu), 니켈(Ni), 구리니켈 합금 등의 재질로 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 기재층의 하부면에서, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체 및 상기 근접센서에 각각 대향하는 위치에 배열되며, 메시 형상으로 성형된 제1 전도체 및 제3 전도체를 더 포함하며, 상기 제1 및 제3 전도체는 상기 발열체 및 상기 근접센서와 전기적으로 단절될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체에서, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체, 상기 근접센서, 상기 접지부 및 상기 센서 구동회로부의 상부면에 고분자 재질의 커버층이 배치되며, 상기 기재층의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제3 전도체의 상부면에 고분자 재질의 커버층이 배치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 발열체, 터치센서 및 센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체의 제조 방법은, 고분자 수지 재질의 기재층을 배치하는 단계; 상기 기재층의 상부면에 금속 박막층을 접합시키는 단계; 상기 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 기재층의 상부면에서 길이방향의 축선에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부를 포함하는 발열체, 상기 기재층의 상부면에서 상기 발열체의 길이방향의 축선과 평행하게 상기 발열부에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함하는 터치센서, 및 상기 터치센서에 연결되는 센서 구동회로부를 동시에 형성하는 단계; 및 상기 센서 구동회로부에 센서 구동드라이버를 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 제조 방법에서, 상기 기재층의 하부면에 금속 박막층을 접합시키는 단계; 및 상기 기재층의 하부면에 접합된 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체 및 상기 터치센서에 각각 대향하는 위치에 메시 형상으로 제1 전도체 및 제2 전도체를 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 및 제2 전도체는 상기 발열체 및 상기 터치센서와 전기적으로 단절될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 제조 방법에서, 상기 기재층의 상부면에 접합된 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 발열부 및 상기 터치센서를 둘러싸는 하나 이상의 근접센서 및 상기 근접센서의 외곽에 하나 이상의 접지부를 추가로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 제조 방법에서, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체, 상기 터치센서, 상기 근접센서, 상기 접지부 및 상기 센서 구동회로부의 상부면에 고분자 재질의 커버층을 형성하는 단계; 및 상기 기재층의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제2 전도체의 상부면에 고분자 재질의 커버층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 발열체, 근접센서 및 근접센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체의 제조 방법은, 고분자 수지 재질의 기재층을 배치하는 단계; 상기 기재층의 상부면에 금속 박막층을 접합시키는 단계; 상기 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 기재층의 상부면에서 길이방향의 축선에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부를 포함하는 발열체, 상기 기재층의 상부면에서 상기 발열체의 발열부를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서, 상기 기재층의 상부면에서 상기 근접센서의 외곽에 배치되는 이루어지는 하나 이상의 접지부, 및 상기 근접센서에 연결되는 센서 구동회로부를 동시에 형성하는 단계; 및 상기 센서 구동회로부에 센서 구동드라이버를 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 제조 방법에서, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체, 상기 근접센서, 상기 접지부 및 상기 센서 구동회로부의 상부면에 고분자 재질의 커버층을 형성하는 단계; 및 상기 기재층의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제2 전도체의 상부면에 고분자 재질의 커버층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량용 면상 발열체에서 발열체, 터치센서, 근접센서, 접지부, 센서 구동회로부를 동일 재료로 일체로 형성하여 구동드라이버를 면상발열체에 일체화시킴으로써 터치센서에서 발생하는 신호를 구동드라이버로 전송하는 신호선이 탑승자에 접촉되어 오작동이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 발열체 및/또는 전극라인을 터치센서라인과 나란히 배치하여 상호간에 전기장 간섭 현상이 발생되는 것을 최소화할 수 있으며, 발열체를 전극라인 및/또는 터치센서라인과 동일 재질로 제조하여 제조 공정을 간단하게 할 수 있고, 이에 의해 제품의 부품간의 결합 안정성을 향상시킬 수 있다. 물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 종래 기술의 적외선 워머장치의 분해도이다.
도 2는 도 1의 적외선 워머장치의 발열층과 터치센서를 나타낸 도면이다.
도 3은 종래 기술의 차량용 히팅필름의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 종래 기술의 인체 감지기능을 구비한 차량 내장재용 발열체의 작동상태를 설명하기 위한 개략 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 개략 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 차량용 면상 발열체의 개략 배면도이다.
도 5c는 도 5a의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 5d는 도 5a의 B-B선을 따른 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 개략 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 차량용 면상 발열체의 개략 배면도이다.
도 6c는 도 6a의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 6d는 도 6a의 B-B선을 따른 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 개략 평면도이다.
도 7b는 도 7a의 차량용 면상 발열체의 개략 배면도이다.
도 7c는 도 7a의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 7d는 도 7a의 B-B선을 따른 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 개략 평면도이다.
도 8b는 도 8a의 차량용 면상 발열체의 개략 배면도이다.
도 8c는 도 8a의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 8d는 도 8a의 B-B선을 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체를 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체를 제조하는 방법의 흐름도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다.

이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어 있다”거나 "접속되어 있다”고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어 있다”거나 또는 "직접 접속되어 있다”고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "∼사이에"와 "바로 ∼사이에" 또는 "∼에 인접하는"과 "∼에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각각의 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

(제1 실시예)

도 5a 내지 도 5d를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)를 설명한다.

도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)의 개략 평면도이며; 도 5b는 도 5a의 차량용 면상 발열체(1)의 개략 배면도이며; 도 5c는 도 5a의 A-A선을 따른 단면도이며; 도 5d는 도 5a의 B-B선을 따른 단면도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)는 고분자 수지 재질의 기재층(10), 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20), 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함하는 터치센서(30), 상기 발열체 및 상기 터치센서에 인접하게 배열되는 센서 구동회로부(40), 및 상기 센서 구동회로부에 연결되는 센서 구동드라이버(50)를 포함하며, 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 동일 재질로 이루어진다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)의 상기 기재층(10)은 고분자 수지 재질의 박막 필름 형태를 가지며 자유롭게 굴곡될 있는 가요성을 가지고 있어서, 차량의 실내의 도어트림, 스티어링휠 컬럼 하단 트림, 콘솔박스의 외부면 또는 암레스트 등에 용이하게 부착될 수 있다. 상기 기재층(10)은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylene-naphthalate, PEN) 등의 고분자 수지 재질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 발열체(20)의 양단부에는 발열체 단자(22)가 형성되며, 발열체 단자(22)에는 전원 공급부(도시하지 않음)의 양극과 음극 단자가 연결되어 발열체(20)로 전력을 공급하여 발열체(20)가 발열되어 복사열을 발생시키게 된다. 발열체(20)의 발열체 단자(22)는 넓은 면적으로 형성되므로, 전원 공급부의 단자들을 용이하게 연결할 수 있으며 발열체 단자(22)에 커넥터를 형성할 수도 있다.

상기 발열체(20)는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 후술하는 터치센싱 라인(30)을 발열부(21)의 수직방향의 부분들의 연장선에 대하여 수직으로 교차하도록 배열함으로써, 발열부(21)에 생성되는 전기장과 터치센싱 라인에 생성되는 전기장이 서로 간섭을 최소화하여 터치센서의 민감도가 향상될 수 있다.

상기 터치센서(30)는, 도 5a에 도시된 바와 같이, 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 길이방향의 축선(CL)과 평행하게 상기 발열부(21)에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함할 수 있다. 터치센서(30)의 터치센싱 라인은 발열부(21)와 발열부(21) 사이에 배치될 수 있다. 상기 터치센서(30)로는 정전용량식 터치센서가 이용될 수 있다. 정전용량식 터치센서는 전도체가 전극판에 접촉하면 전하의 이동량이 변화하여 정전용량(Capacitance)이 변화되는 원리를 이용하여 전도체의 접촉 여부를 검출한다. 즉, 상기 터치센서(30)는 전도체의 역할을 하는 탑승자의 피부가 접촉할 때 터치센서라인(30)에 축적되어 있는 전하량의 변화량을 검출함으로써 발열체(20)에 대한 탑승자의 접촉 여부를 감지한다. 정전용량의 변화를 노이즈 없이 탐지할 수 있도록 발열체(20)와 터치센서(30)는 서로 겹치지 않도록 이격되어 배치된다. 차량용 면상 발열체(1)에 탑승자의 신체의 일부가 접촉될 경우, 터치센서(30)는 신체의 터치를 인식하여 발열체(20)에 흐르는 전류를 제한함으로써 사용자의 안전사고를 사전에 예방할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)의 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 동일 재질, 예를 들어, 구리, 니켈, 구리니켈 합금 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 센서 구동회로부(40)는 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)와 일체로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)가 동일재질로 일체로 이루어지는 경우에는, 기재층의 상부면에 접합된 구리, 니켈, 구리니켈 등의 박판을 식각(etching) 공정에 의해 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)를 동시에 형성할 수 있으므로, 차량용 면상 발열체(1)의 제조 공정이 간단하게 될 수 있다. 또한, 발열체(20)에 전력을 공급하는 발열체 단자(22)를 발열체(20)와 동일 재질로 제조할 수 있으므로, 발열체(20)에 발열체 단자(22)를 솔더링(soldering)이나 클램핑(clamping) 등에 의해 연결하는 공정이 필요하지 않게 된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)에서는 발열체(20) 및 터치센서(30)에 인접하게 배열되거나 일체로 형성되는 센서 구동회로부(40)의 상부면에 센서 구동드라이버(50)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 도 5d에 도시된 바와 같이, 솔더링(41)에 의해 센서 구동드라이버(50)를 센서 구동회로부(40)의 단자에 연결할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 터치센서 및/또는 온도센서에서 발생하는 신호를 구동드라이버로 전송하는 신호선이 외부로 노출되지 않으므로, 신호선이 탑승자에게 접촉되어 탑승자가 터치센서에 접촉한 것으로 판단하는 오작동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 센서 구동드라이버(50)는 차량용 면상 발열체(1)의 작동온도를 적절하게 제어하고, 탑승자가 접근하거나 접촉하는 것을 감지하는 신호를 수신할 때 차량용 면상 발열체(1)의 작동을 제어하도록 구성된 공지의 알고리즘 또는 이러한 알고리즘을 재상하는 소프트위에 명령어어 관한 데이터를 저장하도록 구성된 메모리 및 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 요구되는 동작을 수행하도록 구성된 공지의 프로세서를 통해 구현될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)에서, 상기 기재층(10)의 상부면에는 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서(60); 및 상기 근접센서(60)의 외곽에 배치되는 하나 이상의 접지부(70)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 근접센서(60)는 상기 센서 구동회로부(40)에 연결되며, 상기 근접센서(60)와 상기 접지부(70)는 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)와 동일 재질로 이루어질 수 있다.

상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)의 상부면에는 고분자 재질의 커버층(110)이 배치될 수 있다. 상기 커버층(110)의 재질은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylenenaphthalate, PEN) 등의 고분자 수지 재질이 이용될 수 있다.

(제2 실시예)

다음에 도 6a 내지 도 6d를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(2)에 대하여 설명한다. 제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(2)의 설명에 있어서, 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)와 동일, 유사한 구성요소들에 대하여는 동일, 유사한 참조부호를 표시하였으며, 동일, 유사한 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(2)에서는 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)의 기재판(10)의 하부면에 메시(mesh) 형상으로 성형된 제1 전도체(81) 및 제2 전도체(82)를 더 포함하는 것을 제외하고는 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)의 구조와 동일하다.

도 6a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(2)의 개략 평면도이며, 도 6b는 도 6a의 차량용 면상 발열체(2)의 개략 배면도이며, 도 6c는 도 6a의 A-A선을 따른 단면도이며, 도 6d는 도 6a의 B-B선을 따른 단면도이다.

도 6b를 참조하면, 제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(2)의 기재층(10)의 하부면에는 기재층(10)의 상부면에 배치된 발열체(20)에 대향하는 위치에 메시(mesh) 형상의 제1 전도체(81)가 성형된다.

또한, 제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(2)의 기재층(10)의 하부면에는 기재층(10)의 상부면에 배치된 터치센서(30)의 터치센싱 라인에 대향하는 위치에 메시 형상의 제2 전도체(82)가 성형된다.

상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)는 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)와 동일 재질, 예를 들어, 구리,니켈, 구리니켈 합금 등으로 이루어질 수 있으며, 기재층(10)의 하부면에 접합된 구리,니켈, 구리니켈 합금 등의 박판을 식각 공정에 의해 형성할 수 있다.

상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)는 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)와 전기적으로 단절되어 있다.

제1 전도체(81)는 발열체(20)에서 발생되는 전자기파를 감쇄시켜 터치센서의 오작동을 줄이는 역할을 하며, 또한 발열체(20)에서 발생된 열은 기재층(10)의 하부면의 대향하는 위치의 제1 전도체(81)를 통하여 전될될 수 있도록 하여 발열체(20)의 주변에 고르게 분산시켜 주는 역할을 한다.

상기 기재층(10)의 하부면에 배치된 상기 제1 전도체(81) 및 상기 제2 전도체(82)의 상부면에는 고분자 재질의 커버층(120)이 배치될 수 있다. 상기 커버층(120)의 재질은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylene- naphthalate, PEN) 등의 고분자 수지 재질이 이용될 수 있다.

(제3 실시예)

다음에 도 7a 내지 도 7d를 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)에 대하여 설명한다. 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)의 설명에 있어서, 제1 및 제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1, 2)와 동일, 유사한 구성요소들에 대하여는 동일, 유사한 참조부호를 표시하였으며, 동일, 유사한 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)에서는, 발열체(20)에 인접하게 터치센서(30)가 배치되는 것 대신에, 발열체(20)를 둘러싸는 근접센(60)가 배치되며 근접센서(60)의 외곽에 접지부(70)가 배치되는 것을 제외하고는 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)의 구조와 동일하다.

도 7a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)의 개략 평면도이며, 도 7b는 도 7a의 차량용 면상 발열체(3)의 개략 배면도이며, 도 7c는 도 7a의 A-A선을 따른 단면도이며, 도 7d는 도 7a의 B-B선을 따른 단면도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)는 고분자 수지 재질의 기재층(10), 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20), 발열체(20)의 발열부(21)를 둘러싸는 근접센서(60), 근접센서(60)의 외곽에 배치되는 접지부(70), 상기 발열체 및 상기 근접센서에 인접하게 배열되는 센서 구동회로부(40), 및 상기 센서 구동회로부에 연결되는 센서 구동드라이버(50)를 포함하며, 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 동일 재질로 이루어진다.

상기 발열체(20)는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 후술하는 근접센서(60)를 발열부(21)의 수직방향의 부분들의 연장선에 대하여 수직으로 교차하도록 배열함으로써, 발열부(21)에 생성되는 전기장과 근접센서(60)에 생성되는 전기장이 서로 간섭을 최소화하여 근접센서의 민감도가 향상될 수 있다.

상기 근접센서(60)는, 도 7a에 도시된 바와 같이, 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 발열부(21)를 둘러싸도록 이루어질 수 있다. 상기 근접센서(60)로는 정전용량식 근접센서가 이용될 수 있다. 정전용량식 근접센서는 전도체가 전극판에 접근하면 전하의 이동량이 변화하여 정전용량(Capacitance)이 변화되는 원리를 이용하여 전도체의 근접 여부를 검출한다. 즉, 상기 근접센서(60)는 전도체의 역할을 하는 탑승자의 신체가 근접할 때, 예를 들어, 근접센서(60)로부터 약 2cm 내지 3cm의 지점까지 근접할 때, 근접센서(60)에 축적되어 있는 전하량의 변화량을 검출함으로써 발열체(20)에 대한 탑승자의 접근 여부를 감지한다. 정전용량의 변화를 노이즈 없이 탐지할 수 있도록 발열체(20)와 근접센서(60)는 서로 겹치지 않도록 이격되어 배치된다.

상기 접지부(70)는 상기 기판층(10)의 상부면에서 상기 근접센서(60)의 외곽에 배치될 수 있다. 이러한 구성에 의해, 근접센서(60)의 외곽에 둘러싸는 형태로 배치되는 접지부(70)는 노이즈를 감쇄시킬 수 있으며, 외부적인 정전기 방전현상(ESD)에 안정적으로 대응될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)의 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 동일 재질, 예를 들어, 구리, 니켈, 구리니켈 합금 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 센서 구동회로부(40)는 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60) 및 상기 접지부(70)와 일체로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)가 동일재질로 일체로 이루어지는 경우에는, 기재층의 상부면에 접합된 구리, 니켈, 구리니켈 등의 박판을 식각(etching) 공정에 의해 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)를 동시에 형성할 수 있으므로, 차량용 면상 발열체(3)의 제조 공정이 간단하게 될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)에서는 발열체(20), 근접센서(60)에 인접하게 배열되거나 일체로 형성되는 센서 구동회로부(40)의 상부면에 센서 구동드라이버(50)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 도 7d에 도시된 바와 같이, 솔더링(41)에 의해 센서 구동드라이버(50)를 센서 구동회로부(40)의 단자에 연결할 수 있다. 이러한 구성에 의해, 근접센서에서 발생하는 신호를 구동드라이버로 전송하는 신호선이 외부로 노출되지 않으므로, 신호선이 탑승자에게 접촉되어 탑승자가 근접센서에 접근한 것으로 판단하는 오작동이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)의 상부면에는 고분자 재질의 커버층(110)이 배치될 수 있다. 상기 커버층(110)의 재질은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylenenaphthalate, PEN) 등의 고분자 수지 재질이 이용될 수 있다.

(제4 실시예)

다음에 도 8a 내지 도 8d를 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(4)에 대하여 설명한다. 제4 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(4)의 설명에 있어서, 제1, 제2, 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1, 2, 3)와 동일, 유사한 구성요소들에 대하여는 동일, 유사한 참조부호를 표시하였으며, 동일, 유사한 구성요소들에 대한 상세한 설명은 생략한다.

제4 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(4)는 제1 실시예에 따른 차량용 면상발열체(1), 제2 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(2) 및 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)를 결합한 구조의 차량용 면상 발열체이다.

도 8a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(4)의 개략 평면도이며, 도 8b는 도 8a의 차량용 면상 발열체(4)의 개략 배면도이며, 도 8c는 도 8a의 A-A선을 따른 단면도이며, 도 8d는 도 8a의 B-B선을 따른 단면도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(4)는 고분자 수지 재질의 기재층(10), 상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20), 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 길이방향의 축선(CL)과 평행하게 상기 발열부(21)에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함하는 터치센서(30), 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서(60), 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 근접센서(60)의 외곽에 배치되는 하나 이상의 접지부(70), 상기 터치센서 및 상기 근접센서에 인접하게 배열되는 센서 구동회로부(40), 및 상기 센서 구동회로부에 연결되는 센서 구동드라이버(50)를 포함하며, 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 동일 재질로 이루어진다.

또한, 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(4)의 기판층(10)의 하부면에는, 도 8b에 도시된 바와 같이, 기재층(10)의 상부면에 배치된 발열체(20)에 대향하는 위치에 메시 형상의 제1 전도체(81)가 성형되며, 기재층(10)의 상부면에 배치된 터치센서(30)의 터치센싱 라인에 대향하는 위치에 메시 형상의 제2 전도체(82)가 성형되며, 기재층(10)의 상부면에 배치된 근접센서(60)에 대향하는 위치에 메시 형상의 제3 전도체(83)가 성형된다.

상기 제1, 제2 및 제3 전도체(81, 82, 83)는 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 근접센서(60)와 동일 재질, 예를 들어, 구리, 니켈, 구리니켈 합금 등으로 이루어질 수 있으며, 기재층(10)의 하부면에 접합된 구리, 니켈, 구리니켈 합금 등의 박판을 식각 공정에 의해 형성할 수 있다.

상기 제1, 제2 및 제3 전도체(81, 82, 83)는 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30), 상기 근접센서(60) 및 상기 접지부(70)와 전기적으로 단절되어 있다.

상기 기재층(10)의 하부면에 배치된 상기 제1 전도체(81), 제2 전도체(82) 및 상기 제3 전도체(83)의 상부면에는 고분자 재질의 커버층(120)이 배치될 수 있다. 상기 커버층(120)의 재질은 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylene- naphthalate, PEN) 등의 고분자 수지 재질이 이용될 수 있다.

(제5 실시예)

이어서, 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(1)를 제조하는 방법인 본 발명의 제5 실시예에 대하여 설명한다.

단계 S10에서는 고분자 수지 재질의 기판층(10)을 배치한다. 고분자 수지로는, 예를 들어, 폴리이미드(Polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (Polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (Polyethylene- naphthalate, PEN) 등의 고분자 수지가 이용될 수 있으며, 기판층(10)의 두께는 약 1.6mm의 판재가 이용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

다음에, 단계 S20에서는, 상기 기판층(10)의 상부면에 금속 박막층을 접합시킨다. 기판층에 금속 박막층을 접합시키는 것은 공지의 접합 기술을 이용할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 상기 금속 박막층으로는 구리, 니켈, 구리니켈 합금 등의 재질이 이용될 수 있으며, 두께는, 예를 들어, 약 12㎛ 내지 약 18㎛로 형성될 수 있다.

다음에, 단계 S30에서는, 상기 금속 박막층 접합 단계(S20)에 기판층(10)의 상부면에 접합된 금속 박막층을 식각(etching) 처리하여, 상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20); 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 길이방향의 축선(CL)과 평행하게 상기 발열부(21)에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함하는 터치센서(30); 및 상기 터치센서에 연결되는 센서 구동회로부(40)를 동시에 형성한다. 이와 같이, 기재층의 상부면에 접합된 구리, 니켈, 구리니켈 합금 등의 금속 재질의 박판을 식각 공정에 의해, 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)를 동시에 형성할 수 있으므로, 차량용 면상 발열체(1)의 제조 공정이 간단하게 될 수 있다.

다음에, 단계 S40에서는. 단계 S30에서 형성된 센서 구동회로부(40)에 센서 구동드라이버(50)를 연결한다. 상기 센서 구동드라이버(50)는 공지의 알고리즘 또는 이러한 알고리즘을 재생하는 소프트위에 명령어어 관한 데이터를 저장하도록 구성된 메모리 및 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 요구되는 동작을 수행하도록 구성된 공지의 프로세서를 통해 구현될 수 있다.

단계 S40 이후에, 상기 기재층(10)의 하부면에 금속 박막층을 접합시키는 단계(S50); 및 상기 기재층(10)의 하부면에 접합된 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)에 각각 대향하는 위치에 메시 형상으로 제1 전도체(81) 및 제2 전도체(82)를 형성하는 단계(S60)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)는 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)와 전기적으로 단절된다.

다음에, 상기 기재층(10)의 상부면에 접합된 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)를 둘러싸는 하나 이상의 근접센서(60) 및 상기 근접센서의 외곽에 하나 이상의 접지부(70)를 추가로 형성하는 단계(S70)를 더 포함할 수 있다.

또한, 다음에, 상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(110)을 형성하는 단계(S80); 및 상기 기재층(10)의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(120)을 형성하는 단계(S90)를 더 포함할 수 있다.

(제6 실시예)

이어서, 도 10을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량용 면상 발열체(3)를 제조하는 방법인 본 발명의 제6 실시예에 대하여 설명한다.

제6 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 제조 방법의 설명에 있어서, 제5 실시예에 따른 차량용 면상 발열체의 제조 방법과 동일, 유사한 구성요소들에 대하여는 동일, 유사한 참조부호를 표시하였으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

단계 S10에서는 고분자 수지 재질의 기판층(10)을 배치한다.

다음에, 단계 S20에서는, 상기 기판층(10)의 상부면에 금속 박막층을 접합시킨다.

다음에, 단계 S32에서는, 상기 금속 박막층 접합 단계(S20)에 기판층(10)의 상부면에 접합된 금속 박막층을 식각(etching) 처리하여, 상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20); 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 발열부(21)를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서(60); 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 근접센서의 외곽에 배치되는 이루어지는 하나 이상의 접지부(70); 및 상기 근접센서(60)에 연결되는 센서 구동회로부(40)를 동시에 형성한다. 이와 같이, 기재층의 상부면에 접합된 구리, 니켈, 구리니켈 합금 등의 금속 재질의 박판을 식각 공정에 의해, 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)를 동시에 형성할 수 있으므로, 차량용 면상 발열체(3)의 제조 공정이 간단하게 될 수 있다.

다음에, 단계 S40에서는. 단계 S32에서 형성된 센서 구동회로부(40)에 센서 구동드라이버(50)를 연결한다.

단계 S40 이후에, 상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(110)을 형성하는 단계(S80); 및 상기 기재층(10)의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제3 전도체(81, 83)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(120)을 형성하는 단계(S90)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 면상 발열체 및 그 제조 방법은 차량 실내의 차량 부품의 외부면에 부착 설치되는 것으로 설명하였지만, 이에 제한되는 것은 아니고 면상 발열체를 이용하여 복사열에 의해 난방할 수 있는 다른 분야에도 적용될 수 있음은 물론이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1, 2, 3, 4: 차량용 면상 발열체
10: 기재층
20: 발열체
30: 터치센서
40: 센서 구동회로부
50: 센서 구동드라이버
60: 근접센서
70: 접지부
81, 82, 83: 제1, 제2, 제3 전도체
110, 120: 커버층
CL: 발열체의 길이방향의 축선
H: 발열체의 수직 높이

Claims

발열체, 터치센서 및 터치센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체에 있어서,
고분자 수지 재질의 기재층(10);
상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20);
상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 길이방향의 축선(CL)과 평행하게 상기 발열부(21)에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함하는 터치센서(30);
상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)에 인접하게 배열되는 센서 구동회로부(40); 및
상기 센서 구동회로부(40)에 연결되는 센서 구동드라이버(50)를 포함하며,
상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 동일 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제1항에 있어서,
상기 센서 구동회로부(40)는 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)와 일체로 이루어진 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 구리(Cu), 니켈(Ni), 구리니켈 합금 중의 어느 하나의 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기재층(10)의 하부면에서, 상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)에 각각 대향하는 위치에 배열되며, 메시(mesh) 형상으로 성형된 제1 전도체(81) 및 제2 전도체(82)를 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)는 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)와 전기적으로 단절되어 있는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서(60); 및
상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 근접센서(60)의 외곽에 배치되는 하나 이상의 접지부(70)를 더 포함하며,
상기 근접센서(60)는 상기 센서 구동회로부(40)에 연결되며,
상기 근접센서(60) 및 상기 접지부(70)는 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30) 및 상기 센서 구동회로부(40)와 동일 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는
차량용 면상 발열체.
제5항에 있어서,
상기 기재층(10)의 하부면에서, 상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)에 각각 대향하는 위치에 배열되며, 메쉬 형상으로 성형된 제1 전도체(81) 및 제2 전도체(82)를 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)는 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30), 상기 근접센서(60) 및 상기 접지부(70)와 전기적으로 단절되어 있는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제6항에 있어서,
상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(110)이 배치되며,
상기 기재층(10)의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(120)이 배치되는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제5항에 있어서,
상기 터치센서(30) 및 상기 근접센서(60)는 정전용량의 변화를 탐지하는 센서인 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
발열체, 근접센서 및 센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체에 있어서,
고분자 수지 재질의 기재층(10);
상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20);
상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 발열부(21)를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서(60);
상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 근접센서(60)의 외곽에 배치되는 하나 이상의 접지부(70);
상기 발열체(20) 및 상기 근접센서(60)에 인접하게 배열되는 센서 구동회로부(40); 및
상기 센서 구동회로부(40)에 연결되는 센서 구동드라이버(50)를 포함하며,
상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 동일 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제9항에 있어서,
상기 센서 구동회로부(40)는 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20) 및 상기 근접센서(60)와 일체로 이루어진 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)는 구리, 니켈, 구리니켈 합금 중 어느 하나의 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 기재층(10)의 하부면에서, 상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20) 및 상기 근접센서(60)에 각각 대향하는 위치에 배열되며, 메시(mesh) 형상으로 성형된 제1 전도체(81) 및 제3 전도체(83)를 더 포함하며,
상기 제1 및 제3 전도체(81, 83)는 상기 발열체(20) 및 상기 근접센서(60)와 전기적으로 단절되어 있는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
제12항에 있어서,
상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(110)이 배치되며,
상기 기재층(10)의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제3 전도체(81, 83)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(120)이 배치되는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체.
발열체, 터치센서 및 센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체의 제조 방법에 있어서,
고분자 수지 재질의 기재층(10)을 배치하는 단계(S10);
상기 기재층(10)의 상부면에 금속 박막층을 접합시키는 단계(S20);
상기 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20), 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 길이방향의 축선(CL)과 평행하게 상기 발열부(21)에 인접하게 배치되는 적어도 하나의 터치센싱 라인을 포함하는 터치센서(30), 및 상기 터치센서에 연결되는 센서 구동회로부(40)를 동시에 형성하는 단계(S30); 및
상기 센서 구동회로부(40)에 센서 구동드라이버(50)를 연결하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체의 제조 방법.
제14항에 있어서,
상기 기재층(10)의 하부면에 금속 박막층을 접합시키는 단계(S50); 및
상기 기재층(10)의 하부면에 접합된 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 기재층의 상부면에 배치된 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)에 각각 대향하는 위치에 메시 형상으로 제1 전도체(81) 및 제2 전도체(82)를 형성하는 단계(S60);를 더 포함하며,
상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)는 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)와 전기적으로 단절되어 있는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체의 제조 방법.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 기재층(10)의 상부면에 접합된 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 발열체(20) 및 상기 터치센서(30)를 둘러싸는 하나 이상의 근접센서(60) 및 상기 근접센서의 외곽에 하나 이상의 접지부(70)를 추가로 형성하는 단계(S70)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체의 제조 방법.
제16항에 있어서,
상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20), 상기 터치센서(30), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(110)을 형성하는 단계(S80); 및
상기 기재층(10)의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(120)을 형성하는 단계(S90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체의 제조 방법.
발열체, 근접센서 및 근접센서 구동회로를 구비하는 차량용 면상 발열체의 제조 방법에 있어서,
고분자 수지 재질의 기재층(10)을 배치하는 단계(S10);
상기 기재층의 상부면에 금속 박막층을 접합시키는 단계(S20);
상기 금속 박막층을 식각 처리하여, 상기 기재층(10)의 상부면에서 길이방향의 축선(CL)에 대하여 수직을 이루며 소정의 수직 높이(H)를 가지고 상하로 반복하여 밀접하게 배열되는 적어도 하나의 발열부(21)를 포함하는 발열체(20), 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 발열체(20)의 발열부(21)를 둘러싸도록 이루어지는 하나 이상의 근접센서(60), 상기 기재층(10)의 상부면에서 상기 근접센서의 외곽에 배치되는 하나 이상의 접지부(70), 및 상기 근접센서(60)에 연결되는 센서 구동회로부(40)를 동시에 형성하는 단계(S32); 및
상기 센서 구동회로부(40)에 센서 구동드라이버(50)를 연결하는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체의 제조 방법.
제18항에 있어서,
상기 기재층(10)의 상부면에 배치된 상기 발열체(20), 상기 근접센서(60), 상기 접지부(70) 및 상기 센서 구동회로부(40)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(110)을 형성하는 단계(S80); 및
상기 기재층(10)의 하부면에 배치된 상기 제1 및 제2 전도체(81, 82)의 상부면에 고분자 재질의 커버층(120)을 형성하는 단계(S90)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
차량용 면상 발열체의 제조 방법.