KR20210048832A - Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes - Google Patents

Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes Download PDF

Info

Publication number
KR20210048832A
KR20210048832A KR1020190132994A KR20190132994A KR20210048832A KR 20210048832 A KR20210048832 A KR 20210048832A KR 1020190132994 A KR1020190132994 A KR 1020190132994A KR 20190132994 A KR20190132994 A KR 20190132994A KR 20210048832 A KR20210048832 A KR 20210048832A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
metal oxide
oxide layer
layer
thickness
transparent electrode
Prior art date
Application number
KR1020190132994A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
최두호
Original Assignee
동의대학교 산학협력단
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 동의대학교 산학협력단 filed Critical 동의대학교 산학협력단
Priority to KR1020190132994A priority Critical patent/KR20210048832A/en
Publication of KR20210048832A publication Critical patent/KR20210048832A/en

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
    • H05B3/84Heating arrangements specially adapted for transparent or reflecting areas, e.g. for demisting or de-icing windows, mirrors or vehicle windshields
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/02Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • 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
    • H05B3/20Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater

Abstract

The present invention relates to a heating device using a surface treatment OMO transparent electrode to optimize performance by controlling the thickness of each layer constituting the transparent electrode using metal oxide surface treatment. The heating device using a surface treatment OMO transparent electrode comprises: a substrate; a lower metal oxide layer stacked sequentially on the substrate; a metal layer; and an upper metal oxide layer, wherein the metal layer is formed to a minimum thickness forming a continuous thin film, and when the sheet resistance is equal to or less than 10 Ω/Sq., the thickness of the lower metal oxide layer and the upper metal oxide layer is determined as the thickness in which maximum transmittance and average visible light transmittance are maximized. The heating device using a surface treatment OMO transparent electrode further comprises a power supply unit supplying heating power to the metal layer.

Description

표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치{Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes}Surface treatment OMO heating device using transparent electrode {Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes}

본 발명은 히팅 장치에 관한 것으로, 구체적으로 금속산화물 표면처리를 이용하여 투명전극을 구성하는 각 층의 두께를 제어하여 성능을 최적화할 수 있도록 한 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating device, and more particularly, to a heating device using a surface-treated OMO transparent electrode capable of optimizing performance by controlling the thickness of each layer constituting a transparent electrode by using a metal oxide surface treatment.

일반적으로 건물의 외부 창문 유리 표면, 냉동 진열장의 유리 표면, 자동차 유리의 표면, 또는 욕실의 거울 등은 빛이 투과할 수 있도록 투명한 재질로 형성되는데, 이들은 주변 온도 차이로 인한 김서림으로 인해 빛의 투과가 방해되거나 결로 현상으로 인해 물방울이 맺히는 등의 현상이 발생한다.In general, the glass surface of the exterior window of the building, the glass surface of the refrigerator case, the surface of the automobile glass, or the mirror of the bathroom are formed of transparent materials to allow light to pass through. Phenomena such as condensation occur due to condensation.

이러한 경우 김서림 등의 현상을 방지하기 위해 일반적으로 온풍을 불어주거나 계면 활성제를 이용하여 김서림을 방지하는 방식 등이 이용되었으나, 이러한 방식들은 김서림을 제거하는 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 김서림 제거율 또한 제한적이며, 단순한 임시 방편적인 수단에 불과하였다.In this case, a method of preventing fogging by blowing warm air or using a surfactant was generally used to prevent phenomena such as fogging, but these methods not only take a long time to remove fogging, but also have a limited rate of fogging. It was merely a temporary means.

최근에는 유리 표면에 별도의 열선을 부착하여 유리 표면을 직접적으로 가열하는 방식이 사용되기도 하지만, 이러한 열선은 사용자의 눈에 그대로 인식되므로 유리 표면을 투명하고 깨끗한 상태로 유지시킬 수 없다는 점에서 유리 표면에 대한 투명성을 저하시키고 불편하여 널리 사용되지 못하고 있다.Recently, a method of directly heating the glass surface by attaching a separate heating wire to the glass surface has been used, but since such a heating wire is recognized by the user's eyes, the glass surface cannot be maintained in a transparent and clean state. It is not widely used due to deterioration of transparency and inconvenience.

이러한 열선과 같이 유리 표면에 대한 직접적인 가열을 통해 김서림 및 성에 등을 제거할 수 있는 장치로서, 투명 히터가 개발되어 사용되고 있는데, 이러한 투명 히터는 외부 전원을 공급받아 발열하여 유리 표면을 직접적으로 가열하는 방식으로 작동한다.As a device capable of removing fogging and frost through direct heating to the glass surface, such as such a heating wire, a transparent heater has been developed and used. Such a transparent heater directly heats the glass surface by receiving heat by receiving external power. Works in a way.

현재 상업용으로 사용되는 대부분의 투명전극은 가시광선영역에서 80%의 투과도와 동시에 10Ω/Sq.에 근접하는 낮은 면저항을 가지는 Indium Tin Oxide(ITO)이다.Currently, most of the transparent electrodes used for commercial use are Indium Tin Oxide (ITO), which has a transmittance of 80% in the visible light region and a low sheet resistance approaching 10Ω/Sq.

하지만, 고가의 인듐(Indium)과 더불어 특성 향상을 위해서는 250°C 이상의 열처리를 통한 결정질화가 필요하기 때문에 생산성 측면에서 단점을 지니고 있으며 폴리머 등 온도에 민감한 기판을 사용하기 어렵다는 제한을 가지고 있다.However, in order to improve properties along with expensive indium, it has a disadvantage in terms of productivity because crystallization through heat treatment of 250°C or higher is required, and there is a limitation that it is difficult to use a temperature-sensitive substrate such as a polymer.

따라서, 상온에서도 ITO 전극 수준의 투과도와 면저항 특성을 가지는 투명전극의 개발을 위하여 그래핀, 탄소 나노튜브, Ag 나노와이어, PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate) 등 다양한 형태와 물질을 이용한 투명전극 연구가 활발히 진행되고 있다.Therefore, in order to develop a transparent electrode that has the permeability and sheet resistance characteristics of the ITO electrode even at room temperature, various forms such as graphene, carbon nanotubes, Ag nanowires, PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate), etc. Research on transparent electrodes using materials is actively underway.

현재까지 개발되어 있는 투명전극 중 차량 앞유리용 투명히터가 요구하는 투명도와 전기전도도를 만족할 수 있는 것은 진공증착으로 만드는 금속 미세격자가 거의 유일하다.Among the transparent electrodes that have been developed so far, metal microgrids made by vacuum deposition are the only ones that can satisfy the transparency and electrical conductivity required by a transparent heater for a vehicle windshield.

하지만 노광 공정을 사용하여 미세전극을 만들기 때문에 전극의 폭을 2㎛보다 작게 만드는 것이 사실상 어렵고, 2㎛을 초과하는 선폭의 경우 빛의 산란이나 반사를 통해 승객 및 운전자의 시야를 방해할 가능성이 있다.However, since microelectrodes are made using the exposure process, it is practically difficult to make the width of the electrode smaller than 2㎛, and line widths exceeding 2㎛ may interfere with the visibility of passengers and drivers through light scattering or reflection. .

게다가 미세전극은 평평한 면에 형성하는 것이 보통이기 때문에 차량 유리를 원하는 모양으로 휠 때 심각한 기계적 손상이 발생할 수 있다.In addition, since microelectrodes are usually formed on a flat surface, serious mechanical damage may occur when the vehicle glass is bent into a desired shape.

공지된 바와 같이 차량 앞유리는 두 우리판이 접합한 형태이므로 두 유리판 사이에 들어가는 접착필름에 미세전극을 형성하는 방안도 생각할 수 있으나 접착필름 표면의 거칠기가 수십㎛ 이상이어서 접착필름위에 미세전극을 형성하는 것도 매우 어려운 실정이다.As is known, since the windshield of a vehicle is in the form of two cages bonded together, a method of forming microelectrodes on the adhesive film that goes between the two glass plates can be considered, but the roughness of the adhesive film surface is over several tens of μm to form microelectrodes on the adhesive film. It is also very difficult to do.

따라서, 투명전극을 구성하는 각 층의 두께를 제어하여 히팅 성능을 최적화할 수 있도록 하는 새로운 기술의 개발이 요구되고 있다.Accordingly, there is a need to develop a new technology to optimize the heating performance by controlling the thickness of each layer constituting the transparent electrode.

대한민국 등록특허 제10-1579869호Korean Patent Registration No. 10-1579869 대한민국 등록특허 제10-1523325호Korean Patent Registration No. 10-1523325 대한민국 공개특허 제10-2008-0054317호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2008-0054317

본 발명은 종래 기술의 투명전극을 이용하는 히팅장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금속산화물 표면처리를 이용하여 투명전극을 구성하는 각 층의 두께를 제어하여 성능을 최적화할 수 있도록 한 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problem of a heating device using a transparent electrode of the prior art, and a surface treatment OMO transparent to optimize performance by controlling the thickness of each layer constituting the transparent electrode by using a metal oxide surface treatment. An object thereof is to provide a heating device using an electrode.

본 발명은 OMO 투명 전극을 ZnO/Ag/ZnO 투명 전극으로 구성하고, 하부 ZnO 층에 Ar 플라즈마 표면 처리를 하여 투명 전극의 특성 변화를 제어하는 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to provide a heating apparatus using a surface-treated OMO transparent electrode in which an OMO transparent electrode is composed of a ZnO/Ag/ZnO transparent electrode, and an Ar plasma surface treatment is applied to the lower ZnO layer to control changes in the characteristics of the transparent electrode. There is this.

본 발명은 상부 및 하부 ZnO 층은 광 반사 및 산화를 방지하고, 하부 ZnO 층은 Ag의 습윤성을 향상시키는 구조를 갖는 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a heating apparatus using a surface-treated OMO transparent electrode having a structure in which upper and lower ZnO layers prevent light reflection and oxidation, and lower ZnO layers have a structure to improve the wettability of Ag.

본 발명은 결정립의 크기를 증가시키면서도 연속박막의 형성 두께를 낮출 수 있도록 하여 면저항 저감 및 투과도 향상을 이루어 활용성을 높일 수 있도록 한 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a heating apparatus using a surface-treated OMO transparent electrode that can increase the size of crystal grains and increase the usability by reducing the sheet resistance and improving the transmittance by reducing the thickness of the continuous thin film.

본 발명은 ZnO/Ag/ZnO 투명전극의 성능 극대화를 위해 금속층 및 상하부 ZnO층의 두께 최적화를 하여 광전소자용 투명전극의 요구치인 10 Ω/Sq. 이하를 달성하면서도 가시광선 영역의 투과도 증대가 가능하도록 한 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention optimizes the thickness of the metal layer and the upper and lower ZnO layers in order to maximize the performance of the ZnO/Ag/ZnO transparent electrode, and thus 10 Ω/Sq. An object thereof is to provide a heating device using a surface-treated OMO transparent electrode capable of increasing the transmittance of the visible light region while achieving the following.

본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Other objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치는 기판;상기 기판상에 차례로 적층되는 하부 금속산화물층; 금속층; 상부 금속산화물층;을 포함하고, 상기 금속층을 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께로 형성하고, 하부 금속산화물층 및 상부 금속산화물층의 두께를, 면저항이 10 Ω/Sq. 이하인 상태에서 최고투과율 및 가시광선 평균투과율이 최대가 되는 두께로 결정하는 구성을 포함하고, 상기 금속층에 히팅 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A heating apparatus using a surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention for achieving the above object includes: a substrate; a lower metal oxide layer sequentially stacked on the substrate; Metal layer; And an upper metal oxide layer, wherein the metal layer is formed to have a minimum thickness forming a continuous thin film, and the thicknesses of the lower metal oxide layer and the upper metal oxide layer are set to have a sheet resistance of 10 Ω/Sq. In the following state, the maximum transmittance and the average transmittance of visible light are determined to be the maximum thickness, and a power supply unit for supplying heating power to the metal layer.

다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치는 기판;상기 기판상에 차례로 적층되는 하부 금속산화물층; 금속층; 상부 금속산화물층;을 포함하고, 상기 금속층을 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께로 형성하고,하부 금속산화물층 및 상부 금속산화물층의 두께를, 면저항이 10 Ω/Sq. 이하인 상태에서 최고투과율 및 가시광선 평균투과율이 최대가 되는 두께로 결정하고, 하부 금속산화물층의 표면 처리에 의해 하부 금속산화물층의 표면 거칠기가 제어되어 이후 적층되는 금속층의 습윤성을 향상시켜 Volmer-Weber 타입 3D 성장에 의한 핵 형성이 억제되도록 하여 금속층의 두께가 제어되도록 하는 구성을 포함하고, 상기 금속층에 히팅 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A heating apparatus using a surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention for achieving another object comprises: a substrate; a lower metal oxide layer sequentially stacked on the substrate; Metal layer; And an upper metal oxide layer, wherein the metal layer is formed to have a minimum thickness forming a continuous thin film, and the thicknesses of the lower metal oxide layer and the upper metal oxide layer are set to have a sheet resistance of 10 Ω/Sq. In the following conditions, the maximum transmittance and the average transmittance of visible light are determined as the maximum thickness, and the surface roughness of the lower metal oxide layer is controlled by the surface treatment of the lower metal oxide layer to improve the wettability of the metal layer to be laminated later. And a configuration in which the thickness of the metal layer is controlled by suppressing the formation of nuclei due to type 3D growth, and a power supply unit for supplying heating power to the metal layer.

여기서, 상기 금속층은 Ag이고 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께인 8 nm로 고정되는 것을 특징으로 한다.Here, the metal layer is Ag and is characterized in that it is fixed to a minimum thickness of 8 nm that forms a continuous thin film.

그리고 상기 하부 금속산화물층 및 상부 금속산화물층은 ZnO이고, 하부 금속산화물층의 두께는 20-30 nm이고, 상부 금속산화물층의 두께는 40 nm인 것을 특징으로 한다.In addition, the lower metal oxide layer and the upper metal oxide layer are ZnO, the thickness of the lower metal oxide layer is 20-30 nm, and the thickness of the upper metal oxide layer is 40 nm.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치는 다음과 같은 효과가 있다.The heating apparatus using the surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention as described above has the following effects.

첫째, 금속산화물 표면처리를 이용하여 히팅장치의 투명전극을 구성하는 각 층의 두께를 제어하여 성능을 최적화할 수 있도록 한다.First, it is possible to optimize the performance by controlling the thickness of each layer constituting the transparent electrode of the heating device by using a metal oxide surface treatment.

둘째, OMO 투명 전극을 ZnO/Ag/ZnO 투명 전극으로 구성하고, 하부 ZnO 층에 Ar 플라즈마 표면 처리를 하여 투명 전극의 특성 변화를 제어하여 히팅 성능을 높일 수 있다.Second, the OMO transparent electrode is composed of a ZnO/Ag/ZnO transparent electrode, and an Ar plasma surface treatment is performed on the lower ZnO layer to control the change in characteristics of the transparent electrode, thereby improving heating performance.

셋째, 상부 및 하부 ZnO 층은 광 반사 및 산화를 방지하고, 하부 ZnO 층은 Ag의 습윤성을 향상시키는 구조를 갖도록 OMO 투명전극을 제조하여 히팅장치의 투명전극으로의 활용성을 높일 수 있다.Third, the upper and lower ZnO layers prevent light reflection and oxidation, and the lower ZnO layer is made of an OMO transparent electrode so as to have a structure that improves the wettability of Ag, thereby increasing the utility as a transparent electrode of a heating device.

넷째, 결정립의 크기를 증가시키면서도 연속박막의 형성 두께를 낮출 수 있도록 하여 면저항 저감 및 투과도 향상을 이루어 히팅장치의 투명전극으로의 활용성을 높일 수 있도록 한다.Fourth, the thickness of the continuous thin film can be reduced while increasing the size of the crystal grains, thereby reducing the sheet resistance and improving the transmittance, thereby increasing the utility of the heating device as a transparent electrode.

도 1은 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치의 구성도
도 2는 (Glass/Ag) 및 (Glass/ZnO/Ag/ZnO) 구조에 대해 Ag 두께를 6 - 12 nm 범위에서 변화시킬 때의 면저항 결과 그래프
도 3은 Glass/Ag(8 nm) 및 Glass/ZnO(30 nm)/Ag(8 nm)에 대한 Ag 층의 형태를 보여주는 FE-SEM 현미경 사진
1 is a block diagram of a heating device using a surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention
Figure 2 is a graph of the results of sheet resistance when the Ag thickness is changed in the range of 6-12 nm for the (Glass/Ag) and (Glass/ZnO/Ag/ZnO) structures
3 is an FE-SEM micrograph showing the shape of the Ag layer for Glass/Ag (8 nm) and Glass/ZnO (30 nm)/Ag (8 nm)

이하, 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치의 바람직한 실시 예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a heating device using a surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치의 특징 및 이점들은 이하에서의 각 실시 예에 대한 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Features and advantages of the heating apparatus using the surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention will become apparent through detailed description of each embodiment below.

도 1은 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a heating apparatus using a surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention.

최근에는, 금속의 높은 전기전도성과 skin depth 이하의 두께에서의 높은 가시광선 투과도에 주목하여 산화물/금속/산화물(Oxide/Metal/Oxide) 구조의 OMO 투명전극 연구 또한 활발하게 진행 중이다.Recently, researches on OMO transparent electrodes having an oxide/metal/oxide structure are also actively underway, paying attention to the high electrical conductivity of metals and high visible light transmittance at a thickness less than the skin depth.

Ag 박막 기반 OMO 투명 전극의 성능은 주로 Ag 층의 두께 및 표면 형태에 의존한다. Ag 박막의 두께가 감소함에 따라, 3D 아일랜드 성장 현상이 현저해진다.The performance of the Ag thin film-based OMO transparent electrode mainly depends on the thickness and surface shape of the Ag layer. As the thickness of the Ag thin film decreases, the 3D island growth phenomenon becomes remarkable.

따라서, 연속적인 박막의 형태를 유지하면서 초박막 Ag 필름을 얻는 것은 상당히 어렵다. 막 두께가 증가함에 따라, 막 연속성의 문제가 완화 될 수있다.Therefore, it is quite difficult to obtain an ultra-thin Ag film while maintaining the shape of a continuous thin film. As the film thickness increases, the problem of film continuity can be alleviated.

그러나 이것은 광 투과도가 비례하여 감소하는 '트레이드 오프(trade-off)'현상이다.However, this is a'trade-off' phenomenon in which the light transmittance decreases proportionally.

이러한 문제를 최소화하기 위해서는 보다 얇은 두께로 연속 박막을 형성하여 전기 전도도를 높이고 두께 증가에 따른 광 투과율 저하를 줄여야한다.In order to minimize this problem, it is necessary to increase the electrical conductivity by forming a continuous thin film with a thinner thickness and reduce the decrease in light transmittance due to the increase in thickness.

하지만, ZnO/Ag/ZnO 투명전극 구조를 이루는 각각의 층의 두께 제어에 의한 구조적, 광학적, 전기적 특성에 관한 연구 개발이 본격적으로 이루어지고 있지는 않다.However, research and development on structural, optical, and electrical characteristics by controlling the thickness of each layer constituting the ZnO/Ag/ZnO transparent electrode structure has not been conducted in earnest.

특히, 이와 같은 ZnO/Ag/ZnO 투명전극을 이용한 히팅 장치의 개발 역시 본격적으로 이루어지고 있지는 않다.In particular, the development of a heating device using such a ZnO/Ag/ZnO transparent electrode has not been made in earnest.

본 발명은 히팅장치의 투명전극을 구성하는 각 층의 두께를 제어하기 위하여, ZnO를 기판상에 증착하고, Ar 플라즈마 표면 처리를 진행하여 Ar이 ZnO 층과 충돌하여 스퍼터링이 일어나 ZnO 층의 표면 거칠기를 감소시키는 것이다.In the present invention, in order to control the thickness of each layer constituting the transparent electrode of the heating device, ZnO is deposited on the substrate, and Ar plasma surface treatment is performed, so that Ar collides with the ZnO layer and sputtering occurs, resulting in the surface roughness of the ZnO layer. Is to reduce.

(제 1 실시예)(Example 1)

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치는 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치가 기판(10)상에 차례로 적층되는 하부 금속산화물층(20), 금속층(30), 상부 금속산화물층(40)을 포함하고, 상기 금속층(30)을 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께로 형성하고, 하부 금속산화물층(20) 및 상부 금속산화물층(40)의 두께를, 면저항이 10 Ω/Sq. 이하인 상태에서 최고투과율 및 가시광선 평균투과율이 최대가 되는 두께로 결정하는 구성을 포함하고, 금속층(30)에 히팅 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것이다.The heating device using the surface-treated OMO transparent electrode according to the first embodiment of the present invention includes a lower metal oxide layer 20 and a metal layer 30 in which a heating device using a surface-treated OMO transparent electrode is sequentially stacked on the substrate 10. , Including the upper metal oxide layer 40, forming the metal layer 30 to a minimum thickness forming a continuous thin film, the thickness of the lower metal oxide layer 20 and the upper metal oxide layer 40, sheet resistance Is 10 Ω/Sq. In the following state, it includes a configuration in which the maximum transmittance and the average transmittance of visible light are determined to be the maximum thickness, and includes a power supply for supplying heating power to the metal layer 30.

(제 2 실시 예)(Second Example)

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치는 기판상(10)에 차례로 적층되는 하부 금속산화물층(20), 금속층(30), 상부 금속산화물층(40)을 포함하고, 상기 금속층(30)을 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께로 형성하고, 하부 금속산화물층(20) 및 상부 금속산화물층(40)의 두께를, 면저항이 10 Ω/Sq. 이하인 상태에서 최고투과율 및 가시광선 평균투과율이 최대가 되는 두께로 결정하고, 하부 금속산화물층(20)의 표면 처리에 의해 하부 금속산화물(20)층의 표면 거칠기가 제어되어 이후 적층되는 금속층(30)의 습윤성을 향상시켜 Volmer-Weber 타입 3D 성장에 의한 핵 형성이 억제되도록 하여 금속층(30)의 두께가 제어되도록 하는 구성을 포함하고, 금속층(30)에 히팅 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것이다.The heating device using the surface-treated OMO transparent electrode according to the second embodiment of the present invention includes a lower metal oxide layer 20, a metal layer 30, and an upper metal oxide layer 40 that are sequentially stacked on the substrate 10. In addition, the metal layer 30 is formed to have a minimum thickness forming a continuous thin film, and the thickness of the lower metal oxide layer 20 and the upper metal oxide layer 40 is set, and the sheet resistance is 10 Ω/Sq. In the following state, the thickness at which the maximum transmittance and average transmittance of visible light is the maximum is determined, and the surface roughness of the lower metal oxide layer 20 is controlled by the surface treatment of the lower metal oxide layer 20, and the metal layer 30 to be laminated thereafter. ) By improving the wettability of Volmer-Weber type 3D growth to suppress the formation of nuclei, thereby controlling the thickness of the metal layer 30, and including a power supply for supplying heating power to the metal layer 30. will be.

이와 같은 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치에서, 상기 금속층(30)은 Ag이고 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께인 8 nm로 고정되는 것이 바람직하다.In the heating apparatus using the surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention, it is preferable that the metal layer 30 is Ag and is fixed to a minimum thickness of 8 nm forming a continuous thin film.

그리고 상기 하부 금속산화물층(20) 및 상부 금속산화물층(40)은 ZnO이고, 하부 금속산화물층(20)의 두께는 20-30 nm이고, 상부 금속산화물층(40)의 두께는 40 nm인 것이 바람직하다.In addition, the lower metal oxide layer 20 and the upper metal oxide layer 40 are ZnO, the thickness of the lower metal oxide layer 20 is 20-30 nm, and the thickness of the upper metal oxide layer 40 is 40 nm. It is desirable.

이와 같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치는 플라즈마 표면처리에 의해 다음과 같은 특성을 갖도록 한다.The heating apparatus using the surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention having such a structure is made to have the following characteristics by plasma surface treatment.

도 2는 (Glass/Ag) 및 (Glass/ZnO/Ag/ZnO) 구조에 대해 Ag 두께를 6 - 12 nm 범위에서 변화시킬 때의 면저항 결과 그래프이고, 도 3은 Glass/Ag(8 nm) 및 Glass/ZnO(30 nm)/Ag(8 nm)에 대한 Ag 층의 형태를 보여주는 FE-SEM 현미경 사진이다.Figure 2 is a graph of the sheet resistance results when the Ag thickness is changed in the range of 6-12 nm for the (Glass/Ag) and (Glass/ZnO/Ag/ZnO) structures, and FIG. This is an FE-SEM micrograph showing the shape of the Ag layer for Glass/ZnO(30 nm)/Ag(8 nm).

도 2는 (Glass/Ag) 및 (Glass/ZnO/Ag/ZnO) 구조에 대해 Ag 두께를 6 - 12 nm 범위에서 변화시킬 때의 면저항 결과이다.2 is a sheet resistance result when the Ag thickness is changed in the range of 6-12 nm for the (Glass/Ag) and (Glass/ZnO/Ag/ZnO) structures.

8 nm 이하의 두께에서는 Glass/ZnO/Ag/ZnO 전극의 면저항이 Glass/Ag 전극보다 현저히 더 낮은 값을 가지며 그 이상의 두께에서는 오히려 Glass/Ag 전극이 더 낮은 면저항을 가졌다.At a thickness of less than 8 nm, the sheet resistance of the Glass/ZnO/Ag/ZnO electrode was significantly lower than that of the Glass/Ag electrode, and at a thickness above that, the Glass/Ag electrode had a lower sheet resistance.

8nm 이하의 두께에서의 면저항의 차이는 도 3에서 보듯이 기증착된 하부 ZnO층이 후속으로 증착되는 Ag 층의 젖음성을 개선하여 Volmer-Weber 형태의 3D 성장에 의한 핵의 형성을 억제하고 작은 크기의 핵들도 안정하게 성장하여 연속 박막에 근접한 층을 형성하였기 때문이다As shown in FIG. 3, the difference in sheet resistance at a thickness of 8 nm or less suppresses the formation of nuclei by 3D growth in the form of Volmer-Weber by improving the wettability of the Ag layer on which the deposited lower ZnO layer is subsequently deposited, as shown in FIG. This is because the nuclei of

10 nm 두께 이상에서 Ag 연속박막의 성장이 완료되면 이러한 작은 결정립 크기로 인한 전자산란의 활성화로 인해 오히려 면저항의 증가가 관찰되었다.When the growth of the Ag continuous thin film was completed at a thickness of 10 nm or more, an increase in sheet resistance was observed due to activation of electron scattering due to such small grain size.

본 발명에서는 ZnO/Ag/ZnO 전극구조에서 Ag 층의 두께를 연속박막에 근접한 8 nm로 고정하여 기존의 투명전극의 요구조건인 10 Ω/Sq. 이하의 면저항을 확보한 상태에서, 상하부ZnO 층의 두께 변화에 따른 투과도 최적화를 한 것이다.In the present invention, the thickness of the Ag layer in the ZnO/Ag/ZnO electrode structure is fixed to 8 nm, which is close to the continuous thin film, so that 10 Ω/Sq. In the state of securing the following sheet resistance, the transmittance was optimized according to the thickness change of the upper and lower ZnO layers.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치는 ZnO/Ag/ZnO 투명전극의 성능 극대화를 위해 금속층 및 상하부 ZnO층의 두께 최적화를 하여 광전소자용 투명전극의 요구치인 10 Ω/Sq. 이하를 달성하면서도 가시광선 영역의 투과도 증대가 가능하도록 한 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치를 제공하는 것이다.The heating device using the surface-treated OMO transparent electrode according to the present invention described above optimizes the thickness of the metal layer and the upper and lower ZnO layers to maximize the performance of the ZnO/Ag/ZnO transparent electrode. Sq. It is to provide a heating device using a surface-treated OMO transparent electrode capable of increasing the transmittance of the visible light region while achieving the following.

이상에서의 설명에서와 같이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명이 구현되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it will be understood that the present invention is implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention.

그러므로 명시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구 범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the specified embodiments should be considered from a descriptive point of view rather than a limiting point of view, and the scope of the present invention is shown in the claims rather than the above description, and all differences within the scope equivalent thereto are included in the present invention. It will have to be interpreted.

10. 기판
20. 하부 ZnO층
30. Ag층
40. 상부 ZnO층
10. Substrate
20. Lower ZnO layer
30. Ag layer
40. Upper ZnO layer

Claims (4)

기판;
상기 기판상에 차례로 적층되는 하부 금속산화물층; 금속층; 상부 금속산화물층;을 포함하고,
상기 금속층을 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께로 형성하고, 하부 금속산화물층 및 상부 금속산화물층의 두께를, 면저항이 10 Ω/Sq. 이하인 상태에서 최고투과율 및 가시광선 평균투과율이 최대가 되는 두께로 결정하는 구성을 포함하고,
상기 금속층에 히팅 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치.
Board;
A lower metal oxide layer sequentially stacked on the substrate; Metal layer; Including; an upper metal oxide layer,
The metal layer is formed to have a minimum thickness forming a continuous thin film, and the thicknesses of the lower metal oxide layer and the upper metal oxide layer are set to have a sheet resistance of 10 Ω/Sq. In the following state, the maximum transmittance and the average transmittance of visible light are determined to be the maximum thickness,
Heating device using a surface-treated OMO transparent electrode, characterized in that it comprises a power supply for supplying heating power to the metal layer.
기판;
상기 기판상에 차례로 적층되는 하부 금속산화물층; 금속층; 상부 금속산화물층;을 포함하고,
상기 금속층을 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께로 형성하고,하부 금속산화물층 및 상부 금속산화물층의 두께를, 면저항이 10 Ω/Sq. 이하인 상태에서 최고투과율 및 가시광선 평균투과율이 최대가 되는 두께로 결정하고,
하부 금속산화물층의 표면 처리에 의해 하부 금속산화물층의 표면 거칠기가 제어되어 이후 적층되는 금속층의 습윤성을 향상시켜 Volmer-Weber 타입 3D 성장에 의한 핵 형성이 억제되도록 하여 금속층의 두께가 제어되도록 하는 구성을 포함하고,
상기 금속층에 히팅 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치.
Board;
A lower metal oxide layer sequentially stacked on the substrate; Metal layer; Including; an upper metal oxide layer,
The metal layer is formed to have a minimum thickness forming a continuous thin film, and the thicknesses of the lower metal oxide layer and the upper metal oxide layer are set to have a sheet resistance of 10 Ω/Sq. In the state below, the maximum transmittance and the average transmittance of visible light are determined as the maximum thickness,
Structure to control the thickness of the metal layer by controlling the surface roughness of the lower metal oxide layer by surface treatment of the lower metal oxide layer to improve the wettability of the metal layer to be laminated later to suppress the formation of nuclei by Volmer-Weber type 3D growth. Including,
Heating device using a surface-treated OMO transparent electrode, characterized in that it comprises a power supply for supplying heating power to the metal layer.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 금속층은 Ag이고 연속박막의 형태를 이루는 최소 두께인 8 nm로 고정되는 것을 특징으로 하는 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치.The heating apparatus using a surface-treated OMO transparent electrode according to claim 1 or 2, wherein the metal layer is Ag and is fixed to a minimum thickness of 8 nm that forms a continuous thin film. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 하부 금속산화물층 및 상부 금속산화물층은 ZnO이고,
하부 금속산화물층의 두께는 20-30 nm이고, 상부 금속산화물층의 두께는 40 nm인 것을 특징으로 하는 표면 처리 OMO 투명전극을 이용하는 히팅 장치.
The method of claim 1 or 2, wherein the lower metal oxide layer and the upper metal oxide layer are ZnO,
A heating apparatus using a surface-treated OMO transparent electrode, characterized in that the thickness of the lower metal oxide layer is 20-30 nm, and the thickness of the upper metal oxide layer is 40 nm.
KR1020190132994A 2019-10-24 2019-10-24 Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes KR20210048832A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190132994A KR20210048832A (en) 2019-10-24 2019-10-24 Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190132994A KR20210048832A (en) 2019-10-24 2019-10-24 Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210048832A true KR20210048832A (en) 2021-05-04

Family

ID=75914158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190132994A KR20210048832A (en) 2019-10-24 2019-10-24 Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210048832A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080054317A (en) 2006-12-12 2008-06-17 주식회사 탑 엔지니어링 Manufacture method of transparent heater and transparent heater
KR101523325B1 (en) 2015-02-04 2015-05-28 에스맥 (주) Transparent Heater and Manufacturing Method Thereof
KR101579869B1 (en) 2014-11-27 2016-01-04 한국기계연구원 manufacturing method of heating glass using transparent electrode

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080054317A (en) 2006-12-12 2008-06-17 주식회사 탑 엔지니어링 Manufacture method of transparent heater and transparent heater
KR101579869B1 (en) 2014-11-27 2016-01-04 한국기계연구원 manufacturing method of heating glass using transparent electrode
KR101523325B1 (en) 2015-02-04 2015-05-28 에스맥 (주) Transparent Heater and Manufacturing Method Thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6316839B2 (en) Glass plate provided with electric heating layer and method for producing the same
US20110247859A1 (en) Method for manufacturing a submillimetric electrically conductive grid, and submillimetric electrically conductive grid
US10895795B2 (en) Electrically switchable glazing including surface electrodes with anisotropic conductivity
JP2005512122A5 (en)
US20040053125A1 (en) Electrochemical device such as electrochromic or photovoltaic device and electrical connection means thereof
AU3300500A (en) Electrochemical device, such as an electrically controlled system with variable optical and/or energy properties
JP2010508555A (en) Highly conductive transparent layer with metal grid with optimized electrochemical resistance
JP2011513784A (en) Electrochromic device including mesh
JP6396643B2 (en) Thermochromic window
CN207586602U (en) A kind of full-solid electrochromic Antiglaring rear mirror
JPWO2018047977A1 (en) Manufacturing method of substrate with transparent conductive film, manufacturing apparatus for substrate with transparent conductive film, and substrate with transparent conductive film
JP2020518033A (en) Energy control coating structures, devices, and methods of making the same
CN107757495B (en) Blue mirror for automobile rearview mirror and preparation method thereof
US20150345006A1 (en) Transparent conducting indium doped tin oxide
TWI528095B (en) Electrochromic device and method of manufacturing the same
CN104859224B (en) Energy-saving explosion-proof film for building glass
JP5040500B2 (en) Transparent conductive film, method for producing the same, and touch panel using the transparent conductive film
KR102148329B1 (en) Planar-type heating film and manufacturing method thereof
KR20210048832A (en) Heater using Surface Treatment OMO Transparent Conductive Electrodes
EP2973728B1 (en) Transparent electrode and substrate for optoelectronic or plasmonic applications comprising silver
KR20150128004A (en) Preparing method for heating film of coating type and heating film of coating type prepared thereby
CN208225540U (en) Multi-layer composite conductive film, the product with Multi-layer composite conductive film
JP2012083686A (en) Transparent heat insulation sheet and method for producing the same
JP2008107587A (en) Electrochromic element and its manufacturing method
JP2018510076A (en) Conductive structure and electronic device including the same