[go: up one dir, main page]

WO2015056971A1 - 통신창을 갖는 발열체 - Google Patents

통신창을 갖는 발열체 Download PDF

Info

Publication number
WO2015056971A1
WO2015056971A1 PCT/KR2014/009671 KR2014009671W WO2015056971A1 WO 2015056971 A1 WO2015056971 A1 WO 2015056971A1 KR 2014009671 W KR2014009671 W KR 2014009671W WO 2015056971 A1 WO2015056971 A1 WO 2015056971A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pattern
bus bar
pattern region
heating
heating element
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2014/009671
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
최현
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Chem Ltd
Original Assignee
LG Chem Ltd
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 LG Chem Ltd filed Critical LG Chem Ltd
Priority to EP14854140.2A priority Critical patent/EP2996439B1/en
Priority to US14/767,750 priority patent/US10165627B2/en
Priority to CN201480039663.2A priority patent/CN105379413B/zh
Publication of WO2015056971A1 publication Critical patent/WO2015056971A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C17/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing resistors
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/005—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements using multiple resistive elements or resistive zones isolated from each other
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/002—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements
    • H05B2203/008—Heaters using a particular layout for the resistive material or resistive elements with layout including a portion free of resistive material, e.g. communication window
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/011—Heaters using laterally extending conductive material as connecting means
    • 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
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings

Definitions

  • a heating element is described. More specifically, the present specification describes a heating element having a communication window that can communicate with the outside.
  • the heating glass utilizes the concept of attaching a hot wire sheet to the glass surface or forming a hot wire directly on the glass surface and applying heat to both terminals of the hot wire to generate heat from the hot wire, thereby raising the temperature of the glass surface.
  • a transparent conductive film is required.
  • a thin metal thin film is formed by using a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) or a metal material such as Ag which is an opaque conductive material.
  • ITO indium tin oxide
  • Ag silver
  • a transparent insulating material is formed.
  • the transparent conductive film formed by the above methods it also functions as a heating element, but may also block electromagnetic waves due to high conductivity.
  • various electronic devices using electromagnetic waves are used through the windshield of a car.
  • a terminal for automatic calculation of highway tolls, a GPS for navigation, and the like use communication using electromagnetic waves.
  • electromagnetic wave communication for mobile phone use is being made through automobile glass.
  • the above-mentioned transparent conductive film has a problem that can lower the communication reception rate in the communication using the electromagnetic waves as described above.
  • a first embodiment of the present specification provides a substrate, a first bus bar provided on the substrate, a second bus bar provided on the substrate and provided opposite the first bus bar, and the first bus bar and the second bus bar. And a heating pattern provided to electrically connect the bus bars, wherein the heating pattern includes a first pattern area provided in contact with a first bus bar and a second pattern area provided in contact with the second bus bar and the first pattern area, respectively.
  • the first pattern region includes an opening region serving as a communication window, and a ratio of the sheet resistance of the second pattern region to the sheet resistance of the first pattern region provides one or more heating elements.
  • the first pattern region includes heating lines connecting the first bus bar and the second pattern region.
  • the first pattern region includes heating lines connecting the first bus bar and the second pattern region, and the heating lines are not connected to each other at portions other than the heating line partitioning the opening region.
  • the first bus bar and the second pattern region are independently connected to each other.
  • the heating line partitioning the opening region means a heating line arranged at an edge portion of the opening region.
  • the ratio of the sheet resistance of the first bus bar to the sheet resistance of the first pattern region in the heating element of the first exemplary embodiment is 0.1 or less.
  • the deviation of resistance between both ends of the heating lines on the first pattern region connecting the first bus bar and the second pattern region in the heating element of the first exemplary embodiment is 10% or less.
  • a sheet resistance variation in an area of 1 cm x 1 cm in the second pattern area is 10% or less, and provides a heating element.
  • a second embodiment of the present specification provides a substrate, a first bus bar provided on the substrate, a second bus bar provided on the substrate and provided opposite the first bus bar, and the first bus bar and the second bus bar. And a heating pattern provided to electrically connect the bus bars, wherein the heating pattern includes a first pattern area provided in contact with a first bus bar and a second pattern area provided in contact with the second bus bar and the first pattern area, respectively.
  • the first pattern region includes an opening region serving as a communication window
  • the first pattern region includes heating lines connecting the first bus bar and the second pattern region, and the first bus bar and the second bus region.
  • a variation in resistance between both ends of the heating lines on the first pattern region connecting the pattern region provides a heating element that is 10% or less.
  • the ratio of the sheet resistance of the second pattern region to the sheet resistance of the first pattern region in the heating element of the second exemplary embodiment is one or more.
  • the ratio of the sheet resistance of the first bus bar to the sheet resistance of the first pattern region in the heating element of the second exemplary embodiment is 0.1 or less.
  • a sheet resistance variation in an area of 1 cm x 1 cm in the second pattern region is 10% or less, and provides a heating element.
  • the heating element according to the first or second embodiment is for a vehicle windshield.
  • the heating element according to the first or second exemplary embodiment is for a vehicle windshield, and the first bus bar is disposed at a position corresponding to an upper end portion of the vehicle windshield, The second busbar is disposed at a position corresponding to the lower end portion of the windshield.
  • the heating element according to the first or second exemplary embodiment is for a vehicle windshield
  • the second pattern area corresponds to the center of the driver's field of view when the driver views the front of the driver's seat. It includes an area.
  • the heating element according to the first or second exemplary embodiment is for a vehicle windshield, and the first pattern area does not affect the driver's vision when the driver views the front of the driver's seat. Corresponds to the area not.
  • a heating element may be provided in which a non-uniform or local heat generation according to a distance deviation between bus bars can be controlled while having a communication window so that communication can be made between the inside and the outside of the heating element.
  • FIG. 1 illustrates a first bus bar, a second bus bar, a first pattern region, a second pattern region, and an opening region in a heating element according to an exemplary embodiment described in the present specification.
  • FIG. 2 illustrates a portion of a heating pattern in the first pattern region in the heating element according to another exemplary embodiment described in the present specification.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating design values of a heating pattern of a first bus bar and a first pattern region designed according to another exemplary embodiment described in the present specification.
  • FIG. 4 illustrates a pattern form of a first pattern region and a second pattern region according to another exemplary embodiment described in the present specification.
  • the heating element includes a substrate, a first bus bar provided on the substrate, a second bus bar provided on the substrate and provided to face the first bus bar, and the first bus bar. And a heating pattern provided to electrically connect the second bus bar, wherein the heating pattern includes a first pattern area provided in contact with the first bus bar and a second pattern provided in contact with the second bus bar and the first pattern area, respectively. And a second pattern region, wherein the first pattern region includes an opening region serving as a communication window, and a ratio of the sheet resistance of the second pattern region to the sheet resistance of the first pattern region is one or more.
  • FIG. 1 illustrates a configuration of a heating element according to the embodiment.
  • a first bus bar and a second bus bar are provided on a trapezoidal substrate, and are provided to serve as a communication window in a first pattern area B and a first pattern area provided to contact the first bus bar.
  • Shown is an opening region A and a second pattern region C provided in contact with the second busbar and the first pattern region.
  • the form of the substrate is shown in a trapezoidal form assuming that it is to be applied to the windshield as described below, the form is not limited thereto.
  • the heating element according to the first embodiment forms an opening area that serves as a communication window in the heating element, by uniformly controlling the resistance of each of the patterns connecting between the first bus bar and the second pattern area, In spite of the presence of the opening region, non-uniform or local heating can be controlled.
  • the deviation of resistance between both ends of the heating lines on the first pattern region connecting the first bus bar and the second pattern region in the heating element of the first exemplary embodiment is 10% or less.
  • each of the first bus bar and the second bus bar may include one power connection unit.
  • the power connection portion may be located at the center of the first bus bar and the second bus bar in the longitudinal direction, respectively. Even in this case, by adjusting the line width of the heating wires or the length of the wires, a deviation of 10% or less, 5% or less, or 2% or less of the resistance between both ends of the heating lines on the first pattern region connecting the first busbar and the second pattern region is achieved. can do.
  • the opening area serving as the communication window is formed on the windshield of the vehicle
  • the opening area is preferably provided in an area irrelevant to the driver's view area, and therefore, the second pattern area is preferably disposed in the driver view area. Therefore, it is preferable that the heat generation in the second pattern region is equal to or stronger than the heat generation in the first pattern region.
  • the ratio of the sheet resistance of the second pattern region to the sheet resistance of the first pattern region is less than 1, the heat generation occurs more strongly in the first pattern region than in the second pattern region corresponding to the driver's field of view. Due to this, the efficiency of the heating element is lowered.
  • the sheet resistance as described above may be controlled using the line width, line length, line spacing, line height, material, and the like of the heating pattern. However, it is easy to manufacture and numerical design to adjust the line width and the length of the line of the heating pattern.
  • the sheet resistance of the first pattern region is divided by the distance between the first bus bar and the second pattern region by the resistance between both ends of the heating line in a portion where the opening region is absent, and the average of the intervals between the heating lines. Defined as the product of distances.
  • the sheet resistance may be calculated as follows.
  • R is the resistance between both ends of the metal straight pattern
  • L is the length of the metal straight pattern
  • s is the spacing between the metal straight patterns
  • the specific resistance is the specific resistance of the metal straight pattern
  • t is the height of the metal straight pattern
  • w may mean the width of the metal straight pattern.
  • sheet resistance in the second pattern region means both ends of a pattern line extending from an interface where the second pattern region is in contact with the second bus bar to an interface where the second pattern region is in contact with the first pattern region.
  • the resistance is divided by the distance between both ends, and the resistance is multiplied by the width of the pattern.
  • the sheet resistance of the second pattern region may be measured in any region of 1 cm x 1 cm or more, but the resistance measuring region has a region parallel to the first and second busbars and measures a resistance value between an upper end and a lower end. It can also be obtained by measuring.
  • the second pattern area may be cut into a line parallel to the first and second bus bars, and cut into a line perpendicular to the second pattern area to form a square, and then parallel to the first and second bus bars.
  • R is the resistance across the electrodes formed across any square with sides parallel to the busbar
  • L is the distance between the electrodes
  • W may mean the width of the electrode.
  • the sheet resistance of the second pattern region may be measured by the resistance value when the resistance is measured by placing a busbar in the horizontal direction on a sample having a horizontal length and a vertical length of 1 cm, respectively, or may be calculated as described above.
  • each pattern The resistance R across the line can be calculated as [Resistance x L / (wxt)].
  • the ratio of the sheet resistance of the second pattern region to the sheet resistance of the first pattern region is 50 or less.
  • the width or thickness of the pattern in the first pattern region must be thickened. If the width of the pattern is too thick, there may be a problem of visibility, and if the thickness of the pattern is too thick, there is a process difficulty.
  • the heating element is for a windshield of an automobile.
  • the heating pattern is for a windshield of an automobile.
  • the windshield of the car it is necessary to form the heating pattern so as not to obstruct the driver's view.
  • the second pattern area is disposed in the driver's field of view and the first pattern area is disposed in an area irrelevant to the driver's field of view, for example, at an upper end of the windshield, the opening area or the first pattern area in the first pattern area is disposed.
  • the heating pattern in the one pattern region does not obstruct the driver's view. Therefore, even when the heating element according to the above-described embodiment is applied to the windshield, as long as the first pattern region satisfies only the sheet resistance condition described above, the limitation in designing the heating pattern or the opening region in the first pattern region is large. Will decrease.
  • the heating element is for a windshield of the vehicle
  • the first busbar is disposed at a position corresponding to the upper end of the windshield
  • the second busbar is a lower end of the windshield. Is disposed at a position corresponding to the.
  • the length of the first bus bar and the second bus bar is preferably the same.
  • the sheet resistance of the first bus bar and the second bus bar is preferably the same.
  • these lengths or sheet resistances are the same, it is advantageous to control so that the sheet resistance variation in the first and second pattern regions is small.
  • the heating element is for a windshield of the vehicle
  • the second pattern area includes an area corresponding to the center of the driver's field of view when the driver views the front from the driver's seat.
  • the second pattern area not including the opening area includes an area corresponding to the center of the driver's field of view, it is advantageous not to disturb the driver's field of view.
  • the second pattern region includes regions other than "a” and "b” according to Rule 109 of the Automobile Safety Standard.
  • the heating element is for a windshield of the vehicle
  • the first pattern area corresponds to an area that does not affect the driver's view when the driver views the front from the driver's seat.
  • the heating element according to the present specification is applied to an automobile windshield, it is preferable to be disposed above the center of the driver's field of view. Since the driver faces the front when driving the vehicle, the heating pattern or the opening region of the first pattern region located on the upper side does not obstruct the driver's view.
  • the opening area serving as the communication window in the first pattern area is a portion in which the heating pattern is not formed, and the shape and size thereof are not particularly limited as long as they can serve as the communication window. Do not. For example, it may be formed in the form of a square or a circle.
  • an opening area serving as a communication window in the first pattern area may be formed to contact the first bus bar.
  • the opening area serving as the communication window in the first pattern area may be formed to contact the center portion in the longitudinal direction of the first bus bar.
  • the heating pattern of the first pattern region has a pattern including heating lines extending from an arbitrary point of contact with the first bus bar to an arbitrary point of contact with the second pattern area.
  • the first pattern region includes heating lines connecting the first bus bar and the second pattern region.
  • the first pattern region includes heating lines connecting the first bus bar and the second pattern region, and the heating lines are not connected to each other at a portion other than the heating line partitioning the opening region. Independently connecting the first bus bar and the second pattern region.
  • the heating lines may be formed of a straight line, a curve, a zigzag or a combination thereof.
  • each of the heating pattern lines in the first pattern region has a resistance variation of each heating line from a point in contact with the first bus bar to a point in contact with the second pattern region is 10% or less.
  • the heating pattern of the second pattern region may be formed of a regular pattern, an irregular pattern, or a combination thereof.
  • the heating pattern of the second pattern region may include a polygonal shape or a form in which a degree of curvature of a polygonal line is modified. Variations in the curvature of a line include those involving a zigzag or curve.
  • the polygons include triangles, squares, pentagons, hexagons and the like.
  • the irregular pattern means a pattern formed so as not to have regularity in at least one of the shape, size, line spacing, line width, and sentence of the closed figure constituting the pattern.
  • the irregular pattern includes a pattern without regularity as a Voronoi pattern or a Delaunay pattern. 4 illustrates an interface between the second pattern region and the first pattern region.
  • the ratio of the sheet resistance of the first bus bar to the sheet resistance of the first pattern region in the heating element of the first exemplary embodiment is 0.1 or less.
  • the change in resistance in the longitudinal direction of the first busbar is smaller than the change in resistance between the first pattern region and the second pattern region at the interface, the first and second pattern regions, particularly the second pattern region, are effectively It is advantageous to generate heat.
  • a sheet resistance variation in an area of 1 cm x 1 cm in the second pattern area is 10% or less, and provides a heating element.
  • the total aperture ratio of the heat generating pattern is 90% or more.
  • the aperture ratio deviation in the second pattern region may be 2% or less, respectively.
  • the heating pattern included in the heating element in the first embodiment may be made of a conductive material.
  • the heating pattern may be made of metal wires.
  • the heating pattern preferably includes a metal having excellent thermal conductivity.
  • the specific resistance value of the heating pattern material is preferably 1 microohm centimeter or more and 200 microohm centimeter or less. It is preferable to use a metal excellent in thermal conductivity as the said heat generating pattern material.
  • the thermally conductive material may be used in the form of particles.
  • copper, silver, carbon nanotubes (CNT), copper coated with silver, or the like may be used.
  • the heating pattern may be formed by first printing directly on the substrate and then drying or baking, and secondly, laminating the metal thin film on the substrate and then patterning the metal thin film.
  • it may be formed by increasing the thickness of the line until the desired sheet resistance through plating.
  • a paste containing a thermally conductive material can be printed on the substrate by the printing method.
  • Using the printing method is not only relatively low in cost, but also simple in the manufacturing process, thin line width and precise pattern lines can be formed.
  • the printing method is not particularly limited, and printing methods such as offset printing, screen printing, and gravure printing may be used.
  • offset printing may be performed by filling a paste on a patterned intaglio and then performing a primary transfer with a silicone rubber called a blanket, and then performing a secondary transfer by bringing the blanket and glass into close contact with each other. It is not limited only to this.
  • the intaglio may be manufactured by precise etching the soda-lime glass engraved with the desired pattern line, and may be a metal or diamond-like carbon (DLC) coating on the glass surface for durability.
  • the intaglio may be produced by etching a metal plate.
  • the offset printing method is most preferable in order to implement more precise pattern lines.
  • the paste may further include an organic binder in addition to the above-described thermally conductive material to facilitate a printing process.
  • the organic binder may have a volatilization property in a sintering process.
  • the organic binders include polyacrylic resins, polyurethane resins, polyester resins, polyolefin resins, polycarbonate resins, cellulose resins, polyimide resins, polyethylene naphthalate resins, and modified epoxies. It is not limited only to.
  • the paste may further comprise glass frit.
  • the glass frit may be selected from commercially available products, but it is preferable to use an environmentally friendly glass frit free of lead.
  • the glass frit used should have an average aperture of 2 micrometers or less and a maximum aperture of 50 micrometers or less.
  • a solvent may be further added to the paste.
  • the solvent may include butyl carbitol acetate, carbitol acetate, cyclohexanone, cellosolve acetate, terpineol, and the like. The scope of the present specification is not limited.
  • the weight ratio of each component is 50 to 90% by weight of the conductive material, 1 to 20% by weight of the organic binder, and 0.1 to 10 glass frit. Wt% and solvent 1-20 wt%.
  • the method of laminating the metal thin film may use various methods.
  • the metal thin film may be adhered to the substrate using an adhesive, or the metal thin film may be formed on the substrate using a vacuum deposition method.
  • the etching protective layer may be patterned, and then portions other than the protective layer may be etched.
  • the etching protection layer may be formed using a photolithography method or may be formed using an offset printing process.
  • the line width of the heat generating pattern is 30 micrometers or less, specifically 0.1 micrometers to 30 micrometers or less.
  • the interval between lines of the heating pattern may be configured within 50 micrometers to 30 millimeters, and the line height (line height) within 0.2 micrometers to 20 micrometers.
  • the line width of the heating pattern of the first pattern region is 0.5 to 10 times the value of the line width of the second pattern region multiplied by the line interval of the first pattern region / line interval of the second pattern region. It is good to have a value.
  • an increase in resistance applied to the first pattern area is increased, thereby preventing an efficient heat generation of the second pattern area.
  • 10 times or less it is possible to prevent local heat generation between the first pattern area and the second pattern area. Can be.
  • the said base material is transparent.
  • the substrate has a visible light transmittance of 50% or more, preferably 75% or more.
  • glass may be used as the substrate, and a plastic substrate or a plastic film may be used.
  • a plastic film after forming a heat generating pattern, it is preferable to adhere
  • the plastic substrate or film may be a material known in the art, for example polyethylene terephthalate (PET: polyethylene terephthalate), polyvinylbutyral (PVB: polyvinylbutyral), polyethylene naphthalate (PEN: polyethylene naphthalate), Films having a visible light transmittance of 80% or more such as polyester sulfone (PES: polyethersulfon), polycarbonate (PC: polycarbonate), and acetyl celluloid are preferable. It is preferable that the thickness of the said plastic film is 12.5 micrometers-500 micrometers, and it is preferable that it is 30 micrometers-250 micrometers.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVB polyvinylbutyral
  • PEN polyethylene naphthalate
  • Films having a visible light transmittance of 80% or more such as polyester sulfone (PES: polyethersulfon), polycarbonate (PC: polycarbonate), and acet
  • the substrate may have a shape forming a curved surface according to the use.
  • the conductive heating pattern may form a black pattern to conceal the first or second busbars.
  • the black pattern may be printed using a paste containing cobalt oxide.
  • screen printing is suitable for screen printing, and the thickness may be set to 10 micrometers to 100 micrometers.
  • the pattern line and the bus bar may be formed before or after the black pattern is formed, respectively.
  • the heating element according to the present specification may include an additional substrate provided on a surface having the heating pattern of the substrate. This description may be the same as the description of the above description.
  • the bonding film may be sandwiched between the heating pattern and the additional substrate upon bonding of the additional substrate. Temperature and pressure can be controlled during the bonding process.
  • the pressure, temperature and time is different depending on the type of adhesive film, but the pressure is usually 300 ⁇ 700 torr, can gradually raise the temperature from room temperature to 100 °C. At this time, the time is usually preferably within 1 hour.
  • the pre-bonded laminate is subjected to the secondary bonding process by the autoclaving process of applying pressure in the autoclave and raising the temperature. Secondary bonding is different depending on the type of adhesive film, it is preferable to perform a slow cooling after 1 hour to 3 hours, preferably about 2 hours at a pressure of 140 bar or more and 130 ⁇ 150 °C temperature.
  • a method of bonding in one step using a vacuum laminator device may be used.
  • the temperature can be gradually increased to 80 to 150 ° C and cooled slowly, while the pressure is reduced to 5 ° C at 100 ° C, and then pressurized (-1000 ° C) to join.
  • any material having adhesion and becoming transparent after bonding can be used.
  • a polyvinylbutyral (PVB) film, an ethylene-vinyl acetate (EVA) film, a polyurethane (Ployurethane) film, or the like may be used, but is not limited thereto.
  • the said bonding film is not specifically limited, It is preferable that the thickness is 100 micrometers-800 micrometers.
  • the heating element according to the present specification may be connected to a power source for heat generation, and at this time, the amount of heat is preferably 100 to 1000 W, preferably 200 to 700 W per m 2 .
  • the heating element according to the present specification has excellent heat generation performance even at low voltage, for example, 30 V or less, preferably 20 V or less, and thus may be usefully used in automobiles and the like.
  • the resistance in the heating element is 2 ohms / square or less, preferably 1 ohms / square or less, preferably 0.5 ohms / square or less.
  • the obtained resistance has the same meaning as the sheet resistance.
  • the heating element includes a substrate, a first bus bar provided on the substrate, a second bus bar provided on the substrate and provided opposite the first bus bar, and the first bus bar. And a heating pattern provided to electrically connect the second bus bar, wherein the heating pattern includes a first pattern area provided in contact with the first bus bar and a second pattern provided in contact with the second bus bar and the first pattern area, respectively.
  • a variation in resistance between both ends of the heating wires on the first pattern region connecting the bar and the second pattern region may be 10% or less.
  • the ratio of the sheet resistance of the second pattern region to the sheet resistance of the first pattern region in the heating element of the second exemplary embodiment provides a heating element having one or more.
  • the ratio of the sheet resistance of the first bus bar to the sheet resistance of the first pattern region in the heating element of the second exemplary embodiment is 0.1 or less.
  • a sheet resistance variation in an area of 1 cm X 1 cm in the second pattern region is 10% or less, and provides a heating element.
  • the other detailed description of the heating element is the same as that described in the first embodiment.
  • the first bus bar and the first pattern region are formed in the shape as shown in FIG. 3 and the dimensions of Table 1 below.
  • the first busbar used 50 micrometer thick copper and had a sheet resistance of 4 x 10 -4 ohms / square.
  • the first pattern region formed a copper thin film having a thickness of 2 micrometers on the substrate, and then formed the same pattern through etching.
  • the sheet resistance of Line 1 to Line 21 of the first pattern region may be calculated as follows.
  • the resistance value applied between both ends of Line 1 to 28 can be controlled between 0.370 ⁇ 0.374 ohms.
  • the average value of the resistance across the heating line of the first pattern area in the line 1 to 28 is 0.374 ohms, the maximum difference between the resistance of each heating line and the average value of the resistance is 0.004 ohm.
  • the maximum possible difference in resistance between heating wires between the regions is 0.013 ohms, divided by the average value, i.e. the resistance deviation between the two ends of the heating wires on the first pattern region connecting the first busbar and the second pattern region is 3%. to be.
  • the deviation value of the resistance consumed when the power supply unit reaches the upper region of the second pattern region through the first pattern region is controlled within 10%. I can see that I can.
  • the second pattern region is formed by patterning an etching resist material on a copper having a thickness of 2 micrometers through a photolithography process, and then using a etching process, a metal pattern having a line width of 5 to 8 micrometers and a height of 2 micrometers. A conductive heating pattern region having a was formed. The sheet resistance of the second pattern region formed at this time was 0.50 ohms / square.
  • Example 2 It carried out similarly to Example 1 except having fixed the line width of the heating wire of the 1st pattern area to 4 micrometers.
  • Comparative Example 1 unlike Example 1, the resistance applied between both ends of Lines 1 to 28 has a value between 0.374 and 0.556 ohms. At this time, the average value of the resistance across the heating line of the first pattern area in the line 1 to 28 is 0.393 ohm, and the maximum difference between the resistance and the average resistance of each heating line is 0.163 ohm.
  • the maximum possible difference in resistance between heating wires between the regions is 0.172 ohms, which is divided by the average value, that is, the resistance deviation between the two ends of the heating wires on the first pattern region connecting the first busbar and the second pattern region is 43.8%. . That is, as shown in FIG. 1, when only one power supply unit is located at the center of the bus bar, the deviation value of the resistance consumed when the power supply unit reaches the upper region of the second pattern region through the first pattern region is within 10%. You can see that you can't control it. In Comparative Example 1, since the formation methods of Lines 1 to 21 were the same as those of Example 1, the sheet resistance of the first pattern region had 0.04 ohms / square.
  • Example 2 It carried out similarly to Example 1 except the heating line line width of the 1st pattern area was reduced by 12.5 times compared with Example 1. For example, the wn value of Line 1 was reduced from 4mm to 0.32mm.
  • the average value of the resistance across the heating line of the first pattern region is 4.670 ohms, and the maximum difference between the resistance and the average resistance of each heating line is 0.050 ohm.
  • the maximum possible difference in resistance between heating wires between the regions is 0.059 ohms, and this value is divided by the average value, that is, the resistance deviation between the both ends of the heating wires on the first pattern region connecting the first busbar and the second pattern region is 1.3%. .
  • the deviation value of the resistance consumed when the power supply unit reaches the upper region of the second pattern region through the first pattern region is controlled within 10%. I can see that I can.
  • the sheet resistance of the first pattern region has 0.5 ohms / square, and the sheet resistance ratio of the second pattern region to the sheet resistance of the first pattern region is 1.

Landscapes

  • Surface Heating Bodies (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 명세서에는 기재, 상기 기재 상에 구비된 제1 버스바, 상기 기재 상에 구비되고 상기 제1 버스바에 대향하여 구비된 제2 버스바, 및 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 전기적으로 연결하도록 구비된 발열패턴을 포함하고, 상기 발열패턴은 제1 버스바에 접하여 구비된 제1 패턴 영역 및 상기 제2 버스바 및 상기 제1 패턴 영역에 각각 접하여 구비된 제2 패턴 영역을 포함하며, 상기 제1 패턴 영역은 통신창 역할을 하는 개구 영역을 포함하는 것인 발열체가 기재된다.

Description

통신창을 갖는 발열체
본 출원은 2013년 10월 15일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2013-0122782호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에는 발열체가 기재된다. 더욱 구체적으로, 본 명세서에는 외부와 통신 가능한 통신창을 갖는 발열체가 기재된다.
겨울철이나 비 오는 날에는 자동차 외부와 내부의 온도 차이에 의하여 자동차 유리에 성에가 발생한다. 또한, 실내 스키장의 경우 슬로프가 있는 내부와 슬로프 외부의 온도 차이에 의하여 결로 현상이 발생한다. 이를 해결하기 위하여 발열 유리가 개발되었다. 발열 유리는 유리 표면에 열선 시트를 부착하거나 유리 표면에 직접 열선을 형성한 후 열선의 양 단자에 전기를 인가하여 열선으로부터 열을 발생시키고 이에 의하여 유리 표면의 온도를 올리는 개념을 이용한다.
발열 유리를 제조하기 위하여 투명 도전막이 필요하다. 투명 도전막의 종류로는 인듐 틴 옥사이드(ITO:Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전성 재료를 이용하여 형성한 막, 또는 불투명 도전성 재료인 Ag와 같은 금속 재료를 이용하여 금속 박막을 얇게 형성하고, 금속 박막 주변에 투명 절연 재료를 형성한 막이 있다. 또한, 불투명 소재인 금속 재료를 패터닝을 통하여 개구율을 높임으로써 투과도를 높이고 금속 패턴의 선폭을 30 마이크로미터 이하로 제한함으로써 패턴의 인지를 제한하여 투명 도전막을 형성하는 것이 가능하다.
상기의 방법들로 형성된 투명 도전막을 이용하는 경우, 발열체로서의 기능도 하게 되지만, 높은 전도도로 인하여 전자기파를 차단할 수도 있다. 현재 자동차 앞 유리를 통하여 전자기파를 이용한 여러 가지 전자 장비들을 사용하고 있다. 예를 들어, 고속도로 통행료 자동 계산을 위한 단말기, 내비게이션 이용을 위한 GPS 등이 전자기파를 이용한 통신을 이용한다. 또한 모바일 전화 사용을 위한 전자기파 통신이 자동차 유리를 통하여 이루어지고 있다. 전술한 투명 도전막은 상기와 같은 전자기파를 이용한 통신에서 통신 수신율을 저하시킬 수 있는 문제가 있다.
상기 문제를 개선하기 위하여 자동차 유리의 일부분, 특히 백미러가 부착된 부위에 형성된 투명 도전막 부위를 제거하여 통신창으로 사용하는 방법들이 제안되고 있다. 자동차 앞유리에 발열 성능을 부여하는 경우, 발열체를 전원 공급부와 연결해 주는 버스바는 주로 자동차 유리의 상하단부에 각각 설치되게 된다. 이때, 통신창 부위에 투명 도전막이 제거되는 경우, 통신창이 있는 영역의 상하단에 설치된 버스바 사이의 거리는 다른 부위의 버스바 거리보다 짧게 형성될 수 밖에 없고, 이에 따라 발열체에서 흐르는 전류가 집중하게 되어 불균일 발열이 발생하게 된다.
상기 문제 개선을 위하여 투명 발열체의 전도도를 부위별로 다르게 형성시키는 방법 또는 버스바를 2개 이상 사용하는 방법(미국 등록 특허 제6,734,396호)이 제안되었다. 하지만, 상기의 방법들은 제조 단가 상승을 일으킬 수 있기 때문에 상업적으로 채택이 쉽지 않다.
본 명세서에는 발열체에 외부와의 통신창이 형성되는 경우에도 버스바 사이의 거리 편차에 따른 불균일 발열을 제어할 수 있는 발열체가 기재된다.
본 명세서의 제1 실시상태는 기재, 상기 기재 상에 구비된 제1 버스바, 상기 기재 상에 구비되고 상기 제1 버스바에 대향하여 구비된 제2 버스바, 및 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 전기적으로 연결하도록 구비된 발열패턴을 포함하고, 상기 발열패턴은 제1 버스바에 접하여 구비된 제1 패턴 영역 및 상기 제2 버스바 및 상기 제1 패턴 영역에 각각 접하여 구비된 제2 패턴 영역을 포함하며, 상기 제1 패턴 영역은 통신창 역할을 하는 개구 영역을 포함하고, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비는 1 이상인 발열체를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 패턴 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 패턴 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함하고, 상기 발열선들은 상기 개구 영역을 구획하는 발열선 이외의 부분에서는 서로 연결되지 않고, 서로 독립적으로 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결한다. 여기서, 상기 개구 영역을 구획하는 발열선이란, 개구 영역의 가장자리부분에 배치된 발열선을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 실시상태의 발열체에서 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제1 버스바의 면저항의 비는 0.1 이하이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 실시상태의 발열체에서 상기 제1 버스바와 제2 패턴 영역을 연결하는 상기 제1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간 저항의 편차는 10% 이하이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 실시상태의 발열체에서 상기 제2 패턴 영역 내에서의 1 cm x 1 cm 면적에서의 면저항 편차는 10% 이하인 것인 발열체를 제공한다.
본 명세서의 제2 실시상태는 기재, 상기 기재 상에 구비된 제1 버스바, 상기 기재 상에 구비되고 상기 제1 버스바에 대향하여 구비된 제2 버스바, 및 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 전기적으로 연결하도록 구비된 발열패턴을 포함하고, 상기 발열패턴은 제1 버스바에 접하여 구비된 제1 패턴 영역 및 상기 제2 버스바 및 상기 제1 패턴 영역에 각각 접하여 구비된 제2 패턴 영역을 포함하며, 상기 제1 패턴 영역은 통신창 역할을 하는 개구 영역을 포함하고, 상기 제1 패턴 영역은 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함하고, 제1 버스바와 제2 패턴 영역을 연결하는 제1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간 저항의 편차는 10% 이하인 발열체를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 실시상태의 발열체에서 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비는 1 이상이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 실시상태의 발열체에서 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제1 버스바의 면저항의 비는 0.1 이하이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 실시상태의 발열체에서 상기 제2 패턴 영역 내에서의 1 cm x 1 cm 면적에서의 면저항 편차는 10% 이하인 것인 발열체를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 또는 제2 실시상태에 따른 발열체는 자동차 앞유리용이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 또는 제2 실시상태에 따른 상기 발열체는 자동차 앞유리용이고, 상기 제1 버스바는 자동차 앞유리의 상단부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 제2 버스바는 자동차 앞유리의 하단부에 대응하는 위치에 배치된다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 또는 제2 실시상태에 따른 발열체는 자동차 앞유리용이고, 상기 제2 패턴 영역은 운전자가 운전석에서 정면을 바라볼 때 운전자 시야의 중심부에 대응하는 영역을 포함한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 또는 제2 실시상태에 따른 발열체는 자동차 앞유리용이고, 상기 제1 패턴 영역은 운전자가 운전석에서 정면을 바라볼 때 운전자 시야에 영향을 미치지 않는 영역에 대응한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 있어서, 발열체에 내외부 사이에 통신이 이루어질 수 있도록 통신창을 가지면서도, 버스바 간의 거리 편차에 따른 불균일 또는 국부 발열이 제어될 수 있는 발열체를 제공할 수 있다.
도 1은 본 명세서에 기재된 일 실시상태에 따른 발열체에서 제1 버스바, 제2 버스바, 제1 패턴 영역, 제2 패턴 영역 및 개구 영역을 도시한 것이다.
도 2는 본 명세서에 기재된 또 하나의 실시상태에 따른 발열체에서 제1 패턴 영역에서의 발열 패턴의 일부분을 예시한 것이다.
도 3은 본 명세서에 기재된 또 하나의 실시상태에 따라 설계한 제1 버스바 및 제1 패턴 영역의 발열 패턴을 설계 수치들을 표시한 것이다.
도 4는 본 명세서에 기재된 또 하나의 실시상태에 따른 제1 패턴 영역과 제2 패턴 영역의 패턴 형태를 예시한 것이다.
이하에서, 본 명세서에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
본 명세서의 제1 실시상태에 따른 발열체는 기재, 상기 기재 상에 구비된 제1 버스바, 상기 기재 상에 구비되고 상기 제1 버스바에 대향하여 구비된 제2 버스바, 및 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 전기적으로 연결하도록 구비된 발열패턴을 포함하고, 상기 발열패턴은 제1 버스바에 접하여 구비된 제1 패턴 영역 및 상기 제2 버스바 및 상기 제1 패턴 영역에 각각 접하여 구비된 제2 패턴 영역을 포함하며, 상기 제1 패턴 영역은 통신창 역할을 하는 개구 영역을 포함하고, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비는 1 이상이다.
도 1에 상기 실시상태에 따른 발열체의 구성을 예시하였다. 도 1에 있어서, 사다리꼴 형태의 기재 상에 제1 버스바 및 제2 버스바가 구비되고, 제1 버스바에 접하도록 구비된 제1 패턴 영역(B), 제1 패턴 영역 내에 통신창 역할을 하도록 구비된 개구 영역(A), 및 제2 버스바 및 제1 패턴 영역에 접하도록 구비된 제2 패턴 영역(C)이 도시되어 있다. 기재의 형태는 후술하는 바와 같이 자동차 앞유리에 적용할 것을 가정하여 사다리꼴 형태로 도시하였으나, 그 형태는 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비가 1 미만인 경우, 개구 영역을 포함하는 제1 패턴 영역에서 제2 패턴 영역 보다 발열이 강하게 일어나게 된다.
추가로, 상기 제1 실시상태에 따른 발열체는 발열체에 통신창 역할을 하는 개구 영역을 형성하더라도, 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역 사이를 연결하는 패턴들 각각의 저항을 균일하게 제어함으로써, 상기 개구 영역의 존재에도 불구하고 불균일 또는 국부 발열을 제어할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 실시상태의 발열체에서 상기 제1 버스바와 제2 패턴 영역을 연결하는 상기 제1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간 저항의 편차는 10% 이하이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 버스바 및 제2 버스바는 각각 전원 연결부를 한 개 포함할 수 있다. 이 때 상기 전원 연결부는 제1 버스바 및 제2 버스바의 길이 방향으로 각각 중심부에 위치할 수 있다. 이 경우에도, 발열선들의 선폭이나 선의 길이 등을 조절함으로써, 제1 버스바와 제2 패턴 영역을 연결하는 제1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간 저항의 편차 10% 이하, 5% 이하, 2% 이하까지도 달성할 수 있다.
자동차 앞유리에 통신창 역할을 하는 개구 영역을 형성할 때는 운전자의 시야 영역과 무관한 영역에 설치하는 것이 바람직하므로, 제2 패턴 영역이 운전자 시야 영역에 배치되는 것이 바람직하다. 따라서, 제2 패턴 영역에서의 발열이 제1 패턴 영역에서의 발열과 동등한 정도 또는 더 강한 것이 바람직하다. 그런데, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비가 1 미만인 경우, 운전자의 시야 영역에 대응하는 제2 패턴 영역보다 제1 패턴 영역에서 발열이 강하게 일어나기 때문에, 불필요한 발열로 인하여 발열체의 효율이 낮아지게 된다.
상기와 같은 면저항은 발열패턴의 선폭, 선의 길이, 선간 간격, 선고, 재료 등을 이용하여 제어할 수 있다. 그러나, 발열패턴의 선폭과 선의 길이를 조절하는 것이 제조 및 수치 설계에 용이하다.
본 명세서에 있어서, 상기 제1 패턴 영역의 면저항이란, 상기 개구 영역이 없는 부분에서 상기 발열선의 양단 간 저항을 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역 사이의 거리로 나누고, 상기 발열선들간 간격의 평균 거리를 곱한 값으로 정의한다.
일 예로서, 상기 제1 패턴 영역을 구성하는 발열선들이 동일 간격으로 이격 배치된 금속 직선 패턴으로 디자인된 경우, 면저항은 다음과 같이 계산될 수 있다.
[식 1]
R=Rs x L/s = 비저항 x (L/(w x t))
[식 2]
Rs = 비저항 x (s/(w x t))
식 1 및 식 2에 있어서,
R은 금속 직선 패턴의 양단 사이의 저항,
L은 금속 직선 패턴의 길이,
s는 금속 직선 패턴들 간의 간격,
비저항은 금속 직선 패턴의 비저항,
t는 금속 직선 패턴의 높이,
w는 금속 직선 패턴의 폭을 의미할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 제2 패턴 영역에서의 면저항이란, 상기 제2 패턴 영역이 상기 제2 버스바와 접하는 계면으로부터 상기 제2 패턴 영역이 상기 제1 패턴 영역과 접하는 계면까지 연장되는 패턴 선의 양단부에 걸리는 저항을 양단부 사이의 거리로 나누고, 저항을 측정한 패턴의 폭을 곱한 값을 의미한다. 상기 제2 패턴 영역의 면저항은 1 cm x 1 cm 이상의 임의의 영역에서 측정할 수도 있으나 저항을 측정하는 부위는 상기 제1 및 제2 버스바와 평행한 영역을 가지고 상단과 하단 사이에 걸리는 저항값을 측정하여 얻을 수도 있다. 일 예로서, 상기 제2 패턴 영역을 상기 제1 및 제2 버스바와 평행한 선으로 절단하고, 그와 직각이 되는 선으로 절단하여 정사각형을 형성한 후, 상기 제1 및 제2 버스바와 평행한 방향으로 전극을 형성한 후 저항을 측정하면, 패턴의 양단부 사이의 거리와 전극의 폭이 같아지므로, 측정되는 저항이 면저항이 된다.
[식 3]
R= Rs x L/W
식 3에 있어서,
R은 버스바와 평행한 변을 갖는 임의의 정사각형 양단에 형성된 전극 사이에 걸리는 저항,
L은 상기 전극 사이의 거리,
W는 상기 전극의 폭을 의미할 수 있다.
예컨대, 제2 패턴 영역의 면저항은 가로, 세로 길이가 각각 1cm인 샘플에 가로 방향에 버스바를 대고 저항을 측정했을 때의 저항값으로 측정하거나, 상기와 같은 식으로 계산될 수 있다.
상기 제1 패턴 영역의 발열패턴이 도 2와 같은 형태로 설계되는 경우, 패턴선의 선고가 t, 선폭이 w, 제1 버스바로부터 제2 패턴 영역까지 연장된 길이가 L이라고 할 때, 각 패턴 선의 양단에 걸리는 저항 R은 [비저항 x L/(w x t)]로 계산될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비는 50 이하이다. 제2 패턴 영역의 면저항이 제1 패턴 영역의 면저항 보다 50 배를 초과하도록 구성하기 위해서는 제1 패턴 영역에서의 패턴의 폭 또는 두께를 두껍게 해야 하는 문제가 있다. 패턴의 폭을 너무 두껍게 하는 경우 시인성의 문제가 있을 수 있고, 패턴의 두께를 너무 두껍게 하는 것은 공정상 어려움이 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발열체는 자동차 앞유리용이다. 자동차 앞유리의 경우 발열패턴을 운전자의 시야에 방해가 되지 않도록 형성할 필요가 있다. 상기 제2 패턴 영역을 운전자의 시야 영역에 배치하고, 제1 패턴 영역을 운전자의 시야 영역과 무관한 영역, 예컨대 자동차 앞유리의 상단부에 배치하는 경우, 상기 제1 패턴 영역 내의 개구 영역이나 상기 제1 패턴 영역 내의 발열패턴이 운전자의 시야를 방해하지 않게 된다. 따라서, 전술한 실시상태에 따른 발열체를 자동차 앞유리에 적용하는 경우에도, 제1 패턴 영역이 전술한 면저항 조건만 만족하는 한, 제1 패턴 영역 내의 발열패턴이나 개구 영역을 설계하는데 제한사항이 크게 감소하게 된다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발열체는 자동차 앞유리용이고, 상기 제1 버스바는 자동차 앞유리의 상단부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 제2 버스바는 자동차 앞유리의 하단부에 대응하는 위치에 배치된다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바의 길이는 동일한 것이 바람직하다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바의 면저항이 동일한 것이 바람직하다. 이들의 길이 또는 면저항이 동일한 경우, 제1 및 제2 패턴 영역 내의 면저항 편차가 적도록 제어하는데 유리하다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발열체는 자동차 앞유리용이고, 상기 제2 패턴 영역은 운전자가 운전석에서 정면을 바라볼 때 운전자 시야의 중심부에 대응하는 영역을 포함한다. 개구 영역을 포함하지 않는 제2 패턴 영역이 운전자 시야의 중심부에 대응하는 영역을 포함하는 경우, 운전자의 시야를 방해하지 않는데 유리하다.
일 구체예에 있어서, 상기 제2 패턴 영역은 자동차 안전 기준에 관한 규칙 109조에 따른 "가"와 "나" 이외의 영역을 포함한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 발열체는 자동차 앞유리용이고, 상기 제1 패턴 영역은 운전자가 운전석에서 정면을 바라볼 때 운전자 시야에 영향을 미치지 않는 영역에 대응한다. 예컨대, 본 명세서에 따른 발열체가 자동차 앞유리에 적용되는 경우, 운전자의 시야의 중심부 보다 상부측에 배치되는 것이 바람직하다. 자동차 주행시 운전자는 정면을 바라보게 되므로, 상부쪽에 위치하는 제1 패턴 영역의 발열패턴 또는 개구 영역은 운전자의 시야를 방해하지 않는다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 패턴 영역 내에 통신창 역할을 하는 개구 영역은 발열패턴이 형성되어 있지 않은 부분으로서, 통신창의 역할을 할 수만 있다면 그 형태 및 크기는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 사각형 또는 원형의 형태로 형성할 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 패턴 영역 내에 통신창 역할을 하는 개구 영역은 제1 버스바에 접하도록 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 패턴 영역에서 개구 영역을 제외한 나머지 발열패턴이 균일한 면저항을 갖도록 형성하는데 유리하다. 한 예로서, 상기 제1 패턴 영역 내에 통신창 역할을 하는 개구 영역은 제1 버스바의 길이방향에서의 중심부분에 접하도록 형성될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 패턴 영역의 발열 패턴은 상기 제1 버스바와 접하는 임의의 점으로부터 상기 제2 패턴 영역과 접하는 임의의 점까지 연장되는 발열선들을 포함하는 패턴을 갖는다.
예컨대, 상기 제1 패턴 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함한다. 또 하나의 예로서, 상기 제1 패턴 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함하고, 상기 발열선들은 상기 개구 영역을 구획하는 발열선 이외의 부분에서는 서로 연결되지 않고, 서로 독립적으로 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결한다.
상기 발열선들은 직선, 곡선, 지그재그 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 이 때, 제1 패턴 영역 내의 각 발열 패턴 선들은 제1 버스바와 접하는 점으로부터 제2 패턴 영역에 접하는 점까지의 각각의 발열선들의 저항 편차가 10% 이하이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제2 패턴 영역의 발열 패턴은 규칙 패턴 또는 불규칙 패턴 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 제2 패턴 영역의 발열 패턴은 다각형 형태 또는 다각형의 선의 굴곡도가 변형된 형태를 포함할 수 있다. 선의 굴곡도가 변형되었다는 것은 지그재그 또는 곡선의 형태를 포함하는 것을 포함한다. 상기 다각형은 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등을 포함한다. 불규칙 패턴은 패턴을 구성하는 폐쇄도형의 형태, 크기, 선간격, 선폭, 선고 중 적어도 하나 또는 그 외 요인에서 규칙성을 갖지 않도록 형성된 패턴을 의미한다. 예컨대, 불규칙 패턴은 보로노이 패턴 또는 델로니 패턴으로서 규칙성이 없는 패턴을 포함한다. 도 4에 제2 패턴 영역과 제1 패턴 영역의 계면을 예시하였다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 실시상태의 발열체에서 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제1 버스바의 면저항의 비는 0.1 이하이다. 이 경우, 제1 버스바의 길이 방향으로의 저항 변화가 제1 패턴 영역과 제2 패턴 영역이 계면에 걸리는 저항 변화보다 작기 때문에, 제1 및 제2 패턴 영역, 특히 제2 패턴 영역에서 효율적으로 발열이 발생하도록 하는데 유리하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 실시상태의 발열체에서 상기 제2 패턴 영역 내에서의 1 cm x 1 cm 면적에서의 면저항 편차는 10% 이하인 것인 발열체를 제공한다.
상기 발열패턴의 전체 개구율이 90% 이상인 것이 바람직하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 패턴 영역 내에서의 개구율 편차는 각각 2% 이하일 수 있다.
본 명세서의 일 실상태에 있어서, 상기 제1 실시상태에의 발열체에 포함되는 발열패턴은 전도성 재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 발열패턴은 금속선으로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 상기 발열패턴은 열전도도가 우수한 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 발열패턴 재료의 비저항 값은 1 마이크로오옴 센티미터 이상 200 마이크로오옴 센티미터 이하인 것이 좋다. 상기 발열 패턴 재료는 열전도도가 우수한 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 본 명세서에서는 상기 열전도성 재료는 입자 형태로 사용할 수 있다. 발열패턴 재료의 구체적인 예로서, 구리, 은(silver), 탄소나노튜브(CNT), 은으로 코팅된 구리 등이 사용될 수 있다.
상기 발열 패턴은 첫째 상기 기재 상에 직접 인쇄한 후 건조 또는 소성을 하는 방식을 이용하여 형성될 수도 있고, 둘째 금속 박막을 상기 기재에 라미네이션한 후 상기 금속 박막을 패터닝하는 방법을 이용하여 형성될 수도 있으며, 셋째 은염이 코팅된 기재 위에 포토그래프 방식을 이용하여 은 패턴을 형성한 후, 도금을 통하여 원하는 면저항을 얻을 때까지 선의 두께를 높이는 방식을 이용하여 형성될 수도 있다.
상기 방식 중 첫 번째 방법인 인쇄법을 이용하는 경우, 기재 상에 열전도성 재료를 포함하는 페이스트를 인쇄법에 의하여 인쇄할 수 있다. 인쇄법을 이용하는 경우 비용이 비교적 적게 소요될 뿐만 아니라 제조 공정도 간단하고, 선폭이 얇으며 정밀한 패턴선을 형성할 수 있다.
상기 인쇄법으로는 특별히 한정되지 않으며, 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 등의 인쇄법이 사용될 수 있다. 예컨대, 오프셋 인쇄는 패턴이 새겨진 요판에 페이스트를 채운 후 블랑킷(blanket)이라고 부르는 실리콘 고무로 1차 전사를 시킨 후, 블랑킷과 유리를 밀착시켜 2차 전사를 시키는 방식으로 수행될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 블랑킷이 갖는 이형 특성으로 인하여 페이스트가 유리에 거의 대부분 전사되기 때문에 별도의 블랑킷 세정공정이 필요하지 않다. 상기 요판은 목적하는 패턴선이 새겨진 소다라임 유리를 정밀 에칭하여 제조할 수 있으며, 내구성을 위하여 유리 표면에 금속 또는 다이아몬드형 탄소(DLC: Diamond-like Carbon) 코팅을 할 수도 있다. 상기 요판은 금속판을 에칭하여 제조할 수도 있다.
본 명세서에서는 보다 정밀한 패턴선을 구현하기 위하여 오프셋 인쇄법이 가장 바람직하다.
상기 페이스트는 전술한 열전도성 재료 이외에 인쇄 공정이 용이하도록 유기 바인더를 더 포함할 수도 있다. 상기 유기 바인더는 소성 공정에서 휘발되는 성질을 가질 수 있다. 상기 유기 바인더로는 폴리아크릴계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로우즈 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리에틸렌 나프탈레이트계 수지 및 변성 에폭시 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
유리와 같은 기재에 대한 페이스트의 부착력을 향상시키기 위하여, 상기 페이스트는 글래스 프릿(Glass Frit)을 더 포함할 수 있다. 상기 글래스 프릿은 시판품으로부터 선택할 수 있으나, 납성분이 없는 친환경적인 글래스 프릿을 사용하는 것이 좋다. 이때 사용하는 글래스 프릿의 크기는 평균 구경이 2 마이크로미터 이하이고 최대 구경이 50 마이크로미터 이하의 것이 좋다.
필요에 따라, 상기 페이스트에는 용매가 더 추가될 수 있다. 상기 용매로는 부틸 카르비톨 아세테이트(Butyl Carbitol Acetate), 카르비톨 아세테이트(Carbitol acetate), 시클로 헥사논(Cyclohexanon), 셀로솔브 아세테이트(Cellosolve Acetate) 및 테르피놀(Terpineol) 등이 있으나, 이들 예에 의하여 본 명세서의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 전도성 재료, 유기 바인더, 글래스 프릿 및 용매를 포함하는 페이스트를 사용하는 경우, 각 성분의 중량비는 전도성 재료 50 ~ 90 중량%, 유기 바인더 1 ~ 20 중량%, 글래스 프릿 0.1 ~ 10 중량% 및 용매 1 ~ 20 중량%일 수 있다.
상기 방식 중 두번째 방식인 금속 박막을 기재에 라미네이션한 후 상기 금속 박막을 패터닝하는 방법에서, 금속 박막을 라미네이션하는 방식은 다양한 방식을 사용할 수 있다. 예를 들어, 금속 박막을 기재에 접착제를 이용하여 접착시킬 수도 있으며, 기재 상에 진공 증착법을 이용하여 금속 박막을 형성할 수도 있다. 금속 박막이 라미네이션된 기재 상에 금속선을 패터닝하는 방식으로는 식각 보호층을 패턴한 후에 보호층 이외에 부분을 식각하여 형성할 수도 있다. 식각 보호층은 포토리소그라피 방식을 이용하여 형성할 수도 있고, 오프셋 인쇄 공정을 이용하여 형성할 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 발열패턴의 선폭이 30 마이크로미터 이하, 구체적으로 0.1 마이크로미터 내지 30 마이크로미터 이하이다. 상기 발열패턴의 선간 간격은 50 마이크로미터 내지 30 밀리미터, 선고(선의 높이)는 0.2 마이크로미터 내지 20 마이크로미터 내에서 구성할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 제1 패턴 영역의 발열 패턴의 선폭은 제2 패턴 영역의 선폭에 제1 패턴 영역의 선간 간격/제2 패턴 영역의 선간 간격을 곱한 값의 0.5 내지 10배의 값을 가지는 것이 좋다. 0.5배 이상인 경우 제1 패턴 영역에 걸리는 저항 증가가 커져서 제2 패턴 영역의 효율적인 발열을 방해하는 것을 방지할 수 있고, 10배 이하인 경우 제1 패턴 영역과 제2 패턴 영역 사이의 국부 발열을 방지할 수 있다.
상기 기재는 투명한 것이 바람직하다. 이 때, 상기 기재는 가시광선 투과율이 50 % 이상, 바람직하게는 75 % 이상인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 기재로는 유리를 사용할 수도 있고, 플라스틱 기판 또는 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 플라스틱 필름을 사용하는 경우에는 발열 패턴을 형성한 후, 기재의 적어도 일면에 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 합착하는 것이 바람직하다. 이 때, 기재의 발열패턴이 형성된 면에 유리 기판 또는 플라스틱 기판을 합착하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 플라스틱 기판 또는 필름으로는 당 기술분야에 알려져 있는 재료를 사용할 수 있으며, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: Polyethylene terephthalate), 폴리비닐부티랄(PVB: polyvinylbutyral), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN: polyethylene naphthalate), 폴리에스터설폰(PES: polyethersulfon), 폴리카보네이트(PC: polycarbonate), 아세틸 셀룰로이드와 같은 가시광 투과율 80 % 이상의 필름이 바람직하다. 상기 플라스틱 필름의 두께는 12.5 마이크로미터 내지 500 마이크로미터인 것이 바람직하고, 30 마이크로미터 내지 250 마이크로미터인 것이 바람직하다.
상기 기재는 용도에 따라 곡면을 이루는 형태일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 전도성 발열 패턴은 상기 제1 또는 제2 버스바를 은폐하기 위하여 블랙 패턴을 형성할 수 있다. 상기 블랙 패턴은 코발트 산화물을 함유한 페이스트를 이용하여 프린트할 수 있다. 이때 프린팅 방식은 스크린 프린팅이 적당하며, 두께는 10 마이크로미터 내지 100 마이크로미터로 설정할 수 있다. 상기 패턴선과 버스바는 각기 블랙 패턴 형성 전이거나 후에 형성할 수도 있다.
본 명세서에 따른 발열체는 상기 기재의 발열패턴이 구비된 면에 구비된 추가의 기재를 포함할 수 있다. 이 기재는 전술한 기재에 관한 설명과 동일한 것이 적용될 수 있다.
상기 추가의 기재의 합착시 발열패턴과 추가의 기재 사이에 접합 필름을 끼워넣을 수 있다. 접합하는 과정에서 온도 및 압력을 조절할 수 있다.
하나의 구체적인 실시상태에 있어서, 발열패턴이 구비된 기재와 추가의 기재 사이에 접착필름을 삽입하고, 이를 진공백에 넣어 감압하며 온도를 올리거나, 핫롤을 이용하여 온도를 올려, 공기를 제거함으로써 1차 접합을 하게 된다. 이때 압력, 온도 및 시간은 접착필름의 종류에 따라 차이가 있지만 보통 300~700 토르의 압력으로, 상온에서 100 ℃까지 온도를 점진적으로 올릴 수 있다. 이때 시간은 보통 1 시간 이내로 하는 것이 바람직하다. 1차 접합을 마친 예비 접합된 적층체는 오토클레이브에서 압력을 가하며 온도를 올리는 오토클레이빙 과정에 의하여 2차 접합 과정을 거치게 된다. 2차 접합은 접착필름의 종류에 따라 차이가 있지만, 140 바 이상의 압력과 130~150 ℃ 정도의 온도에서 1 시간 내지 3 시간, 바람직하게는 약 2 시간 수행한 후 서냉하는 것이 바람직하다.
또 하나의 구체적인 실시상태에서는 전술한 2단계의 접합 과정과는 달리 진공라미네이터 장비를 이용하여 1 단계로 접합하는 방법을 이용할 수 있다. 80~150 ℃까지 단계적으로 온도를 올리고 서냉하면서, 100 ℃까지는 감압(~5 밀리바)하고, 그 이후에는 가압(~1000 밀리바)을 하여 접합을 할 수 있다.
상기 접합 필름의 재료로는 접착력이 있고 접합 후 투명하게 되는 어떤 물질이라도 사용할 수 있다. 예컨대 폴리비닐부티랄(PVB: polyvinylbutyral) 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA: Ethylene-vinyl acetate) 필름, 폴리우레탄(PU: Ployurethane) 필름 등이 사용될 수 있으나, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다. 상기 접합 필름은 특별히 한정되지 않으나, 그 두께가 100 마이크로미터 내지 800 마이크로미터인 것이 바람직하다.
본 명세서에 따른 발열체는 발열을 위하여 전원에 연결될 수 있으며, 이 때 발열량은 m2 당 100 내지 1000 W, 바람직하게는 200 내지 700 W인 것이 바람직하다. 본 명세서에 따른 발열체는 저전압, 예컨대 30 V 이하, 바람직하게는 20 V 이하에서도 발열성능이 우수하므로, 자동차 등에서도 유용하게 사용될 수 있다. 상기 발열체에서의 저항은 2 오옴/스퀘어 이하, 바람직하게는 1 오옴/스퀘어 이하, 바람직하게는 0.5 오옴/스퀘어 이하이다. 이때 얻은 저항값은 면저항과 같은 의미를 지닌다.
본 명세서의 제2 실시상태에 따른 발열체는 기재, 상기 기재 상에 구비된 제1 버스바, 상기 기재 상에 구비되고 상기 제1 버스바에 대향하여 구비된 제2 버스바, 및 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 전기적으로 연결하도록 구비된 발열패턴을 포함하고, 상기 발열패턴은 제1 버스바에 접하여 구비된 제1 패턴 영역 및 상기 제2 버스바 및 상기 제1 패턴 영역에 각각 접하여 구비된 제2 패턴 영역을 포함하며, 상기 제1 패턴 영역은 통신창 역할을 하는 개구 영역을 포함하고, 상기 제1 패턴 영역은 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함하고, 제1 버스바와 제2 패턴 영역을 연결하는 제1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간 저항의 편차는 10% 이하인 것을 특징으로 한다. 개구 영역을 포함하는 제1 패턴 영역 상의 제1 버스바와 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들의 양단간 저항 편차를 10% 이하가 되도록 설계함으로써, 제1 패턴 영역과 제2 패턴 영역에서의 불균일 발열을 제어하기에 유리하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 실시상태의 발열체에서 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비는 1 이상인 발열체를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 실시상태의 발열체에서 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제1 버스바의 면저항의 비는 0.1 이하이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 실시상태의 발열체에서 상기 제2 패턴 영역 내에서의 1 cm X 1 cm 면적에서의 면저항 편차는 10% 이하인 것인 발열체를 제공한다.
상기 제2 실시상태에 있어서, 그외 발열체의 구체적인 설명은 제1 실시상태에서 설명한 것과 같다.
이하에서, 구체적인 실시예를 통하여 본 명세서를 보다 상세히 설명한다.
실시예 1
본 명세서의 일 실시상태에 따라 도 3와 같은 형태와 하기 표 1의 치수로 제1 버스바와 제1 패턴 영역을 형성하였다. 제1 버스바는 50 마이크로미터 두께의 구리를 사용하였으며, 면저항은 4 x 10-4 오옴/스퀘어이다. 제1 패턴 영역은 기재 위에 두께 2 마이크로미터의 구리 박막을 형성한 후, 에칭을 통하여 상기와 같은 패턴을 형성하였다. 이와 같이 형성한 패턴에서, 구리의 비저항이 1.78 x 10-8 오옴.m이므로, 제1 패턴 영역의 Line 1 내지 Line 21의 면저항은 하기와 같이 계산될 수 있다.
Rs = (1.78 x 10-8 x 20 x 10-3) / (4 x 10-3 x 2 x 10-6) = 0.04 오옴/스퀘어
표 1
Line 1 내지 21 Line 22 Line 23 Line 24 Line 25 Line 26 Line 27 Line 28
wn(mm) 4 3.8 3.4 2.6 2.9 3.1 3.9 5.2
Ln(mm) 168 134 96 56 51 44 44 44
wa(mm) 6 6 6 6 6 6 6
La(mm) 40 82 122 122 122 122 122
wb(mm) 6 6 6 6
Lb(mm) 22 44 44 44
wc(mm) 7 7
Lc(mm) 20 40
제1 패턴 영역의 발열선 양단에 걸리는 저항 R(오옴) 0.374 0.373 0.373 0.373 0.370 0.373 0.372 0.372
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 제1 패턴 영역의 발열선의 선폭과 선의 길이를 조정함으로써 Line 1 내지 28의 양단 간에 걸리는 저항치는 0.370~0.374 오옴 사이에서 제어될 수 있다. 이 때 Line 1 내지 28에서 제1 패턴 영역의 발열선 양단에 걸리는 저항의 평균치는 0.374오옴이며, 각 발열선에 걸리는 저항과 저항의 평균치 사이의 최대 차이는 0.004오옴이다. 25 mm 폭의 제1 버스바 일단부부터 중심부까지의 거리(570mm) 사이를 통과하는데 걸리는 저항은 최대 0.009 오옴(0.0004 x 570 / 25=0.009 오옴)이므로, 제1 버스바 일단부부터 제2 패턴 영역 사이에 걸리는 발열선 간 저항의 가능한 최대 차이는 0.013 오옴이며, 이 값을 평균치로 나눈 값, 즉 제 1 버스바와 제 2 패턴 영역을 연결하는 제 1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간의 저항 편차는 3%이다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이, 전원부를 버스바 중앙에 하나만 위치하는 경우에도, 전원부에서 제1 패턴 영역을 거쳐 제2 패턴 영역 상단 영역에 도달하는데 소모되는 저항의 편차값을 10% 이내에서 제어할 수 있다는 것을 알 수 있다.
제2 패턴 영역은 2 마이크로미터 두께의 구리 위에 포토리소그라피(Photolithography) 공정을 통하여 에칭 레지스트 물질을 패턴닝한 후, 에칭(Etching) 공정을 통하여 선폭 5 내지 8 마이크로미터, 선고 2 마이크로미터의 금속 패턴을 가진 전도성 발열패턴 영역을 형성하였다. 이 때 형성된 제2 패턴 영역의 면저항은 0.50 오옴/스퀘어였다.
상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항 비는 12.5(0.5/0.04=12.5)였다. 상기 패턴을 이용하여 버스바 양단 간의 전압을 인가하여 발열을 실시한 결과 제2 패턴 영역에서 균일한 발열을 얻었으며, 제1 패턴 영역에서 발열이 억제됨을 확인하였다.
비교예 1
제1 패턴 영역의 발열선 선폭을 4 마이크로미터로 고정한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
표 2
Line 1 내지 21 Line 22 Line 23 Line 24 Line 25 Line 26 Line 27 Line 28
wn(mm) 4 4 4 4 4 4 4 4
Ln(mm) 168 134 96 56 51 44 44 44
wa(mm) 4 4 4 4 4 4 4
La(mm) 40 82 122 122 122 122 122
wb(mm) 4 4 4 4
Lb(mm) 22 44 44 44
wc(mm) 4 4
Lc(mm) 20 40
제1 패턴 영역의 발열선 양단에 걸리는 저항 R(오옴) 0.374 0.387 0.396 0.396 0.434 0.467 0.512 0.556
비교예 1에서는 실시예 1과는 달리 Line 1 내지 28의 양단 간에 걸리는 저항치는 0.374~0.556 오옴 사이의 값을 가진다. 이 때 Line 1 내지 28에서 제1 패턴 영역의 발열선 양단에 걸리는 저항의 평균치는 0.393 오옴이며 각 발열선에 걸리는 저항과 저항 평균치 사이의 최대 차이는 0.163 오옴이다. 25 mm 폭의 제1 버스바 일단부부터 중심부까지의 거리(570mm) 사이를 통과하는데 걸리는 저항은 최대 0.009 오옴(0.0004 x 570 / 25=0.009 오옴)이므로, 제1 버스바 일단부부터 제2 패턴 영역 사이에 걸리는 발열선간 저항의 최대 가능 차이는 0.172 오옴이며 이 값을 평균치로 나눈 값, 즉 제 1 버스바와 제 2 패턴 영역을 연결하는 제 1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간의 저항 편차는 43.8%이다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 전원부를 버스바 중앙에 하나만 위치하는 경우에, 전원부에서 제1 패턴 영역을 거쳐 제2 패턴 영역 상단 영역에 도달하는데 소모되는 저항의 편차값을 10% 이내에서 제어할 수 없다는 것을 알 수 있다. 비교예 1에서 Line 1 내지 21의 형성방법이 실시예 1과 같으므로 제1 패턴 영역의 면저항은 0.04 오옴/스퀘어를 가진다.
상기의 패턴을 이용하여 버스바 양단 간에 전압을 인가하여 발열을 실시한 결과 제2 패턴 영역에서 국부 발열이 발생함을 확인하였다.
실시예 2
제1 패턴 영역의 발열선 선폭을 실시예 1 보다 12.5배 축소한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 예를 들어 Line 1의 wn 값을 4mm에서 0.32mm로 축소하였다.
Line 1 내지 28에서 제1 패턴 영역의 발열선 양단에 걸리는 저항의 평균치는 4.670 오옴이며 각 발열선에 걸리는 저항과 저항 평균치 사이의 최대 차이는 0.050 오옴이다. 25 mm 폭의 제1 버스바 일단부부터 중심부까지의 거리(570mm) 사이를 통과하는데 걸리는 저항은 최대 0.009 오옴(0.0004 x 570 / 25=0.009 오옴)이므로, 제1 버스바 일단부부터 제2 패턴 영역 사이에 걸리는 발열선간 저항의 최대 가능 차이는 0.059 오옴이며 이 값을 평균치로 나눈 값, 즉 제 1 버스바와 제 2 패턴 영역을 연결하는 제 1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간의 저항 편차는 1.3%이다. 이는 도 1에 도시된 바와 같이, 전원부를 버스바 중앙에 하나만 위치하는 경우에도, 전원부에서 제1 패턴 영역을 거쳐 제2 패턴 영역 상단 영역에 도달하는데 소모되는 저항의 편차값을 10% 이내에서 제어할 수 있다는 것을 알 수 있다. 상기 패턴 이용 시, 제1 패턴 영역의 면저항은 0.5 오옴/스퀘어를 가지게 되며, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항 비는 1이었다.
상기의 패턴을 이용하여 버스바 양단 간에 전압을 인가하여 발열을 실시한 결과 제2 패턴 영역에서 균일한 발열을 얻었으며 외부 통신창을 제외하고, 제1 패턴 영역에서 제2 패턴 영역과 동일한 발열이 발생됨을 확인하였다.

Claims (17)

  1. 기재, 상기 기재 상에 구비된 제1 버스바, 상기 기재 상에 구비되고 상기 제1 버스바에 대향하여 구비된 제2 버스바, 및 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 전기적으로 연결하도록 구비된 발열패턴을 포함하고, 상기 발열패턴은 제1 버스바에 접하여 구비된 제1 패턴 영역 및 상기 제2 버스바 및 상기 제1 패턴 영역에 각각 접하여 구비된 제2 패턴 영역을 포함하며, 상기 제1 패턴 영역은 통신창 역할을 하는 개구 영역을 포함하고, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비는 1 이상인 발열체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 패턴 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함하는 것인 발열체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 패턴 영역은 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함하고, 상기 발열선들은 상기 개구 영역을 구획하는 발열선 이외의 부분에서는 서로 연결되지 않고, 서로 독립적으로 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 것인 발열체.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 버스바와 제2 패턴 영역을 연결하는 상기 제1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간 저항의 편차는 10% 이하인 것인 발열체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제1 버스바의 면저항의 비는 0.1 이하인 것인 발열체.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 패턴 영역 내에서의 1 cm X 1 cm 면적에서의 면저항 편차는 10% 이하인 것인 발열체.
  7. 기재, 상기 기재 상에 구비된 제1 버스바, 상기 기재 상에 구비되고 상기 제1 버스바에 대향하여 구비된 제2 버스바, 및 상기 제1 버스바와 상기 제2 버스바를 전기적으로 연결하도록 구비된 발열패턴을 포함하고, 상기 발열패턴은 제1 버스바에 접하여 구비된 제1 패턴 영역 및 상기 제2 버스바 및 상기 제1 패턴 영역에 각각 접하여 구비된 제2 패턴 영역을 포함하며, 상기 제1 패턴 영역은 통신창 역할을 하는 개구 영역을 포함하고, 상기 제1 패턴 영역은 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 발열선들을 포함하고, 제1 버스바와 제2 패턴 영역을 연결하는 제1 패턴 영역 상의 발열선들의 양단간 저항의 편차는 10% 이하인 발열체.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 패턴 영역의 발열선들은 상기 개구 영역을 구획하는 발열선 이외의 부분에서는 서로 연결되지 않고, 서로 독립적으로 상기 제1 버스바와 상기 제2 패턴 영역을 연결하는 것인 발열체.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제2 패턴 영역의 면저항의 비는 1 이상인 것인 발열체.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 제1 패턴 영역의 면저항에 대한 상기 제1 버스바의 면저항의 비는 0.1 이하인 것인 발열체.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 제2 패턴 영역 내에서의 1 cm X 1 cm 면적에서의 면저항 편차는 10% 이하인 것인 발열체.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 패턴 영역 내에 통신창 역할을 하는 개구 영역은 제1 버스바의 길이방향에서의 중심부분에 접하도록 형성된 것인 발열체.
  13. 청구항 1 내지 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 버스바 및 제2 버스바는 각각 전원 연결부를 한 개 포함하는 것인 발열체.
  14. 청구항 1 내지 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제1 패턴 영역의 발열 패턴의 발열선의 선폭은 상기 제2 패턴 영역의 선폭에 제1 패턴 영역의 선간 간격/제2 패턴 영역의 선간 간격을 곱한 값의 0.5 내지 10배의 값을 갖는 것인 발열체.
  15. 청구항 1 내지 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 발열체는 자동차 앞유리용인 것인 발열체.
  16. 청구항 1 내지 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 발열체는 자동차 앞유리용이고, 상기 제1 버스바는 자동차 앞유리의 상단부에 대응하는 위치에 배치되고, 상기 제2 버스바는 자동차 앞유리의 하단부에 대응하는 위치에 배치된 것인 발열체.
  17. 청구항 1 내지 11 중 어느 하나의 항에 있어서, 자동차 앞유리용이고, 상기 제2 패턴 영역은 운전자가 운전석에서 정면을 바라볼 때 운전자 시야의 중심부에 대응하는 영역을 포함하고, 상기 제1 패턴 영역은 운전자가 운전석에서 정면을 바라볼 때 운전자 시야에 영향을 미치지 않는 영역에 대응하는 것인 발열체.
PCT/KR2014/009671 2013-10-15 2014-10-15 통신창을 갖는 발열체 Ceased WO2015056971A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14854140.2A EP2996439B1 (en) 2013-10-15 2014-10-15 Heating element having communication window
US14/767,750 US10165627B2 (en) 2013-10-15 2014-10-15 Heating element having communication window
CN201480039663.2A CN105379413B (zh) 2013-10-15 2014-10-15 具有通信窗口的加热元件

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0122782 2013-10-15
KR20130122782 2013-10-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015056971A1 true WO2015056971A1 (ko) 2015-04-23

Family

ID=52828350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/009671 Ceased WO2015056971A1 (ko) 2013-10-15 2014-10-15 통신창을 갖는 발열체

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10165627B2 (ko)
EP (1) EP2996439B1 (ko)
KR (1) KR101581133B1 (ko)
CN (1) CN105379413B (ko)
WO (1) WO2015056971A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105338671A (zh) * 2015-09-17 2016-02-17 福建省万达汽车玻璃工业有限公司 带有通讯窗加热组件设有导电端子的电加热汽车玻璃

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2679642C2 (ru) * 2014-04-28 2019-02-12 ЭйДжиСи Инк. Пластина для электротермического окна
JP6589897B2 (ja) * 2017-01-25 2019-10-16 トヨタ自動車株式会社 車載カメラ用フロントガラス加熱装置
CN108162728B (zh) * 2018-01-11 2019-10-18 福建省万达汽车玻璃工业有限公司 一种带有通讯窗口的镀膜玻璃
CN112166092A (zh) * 2018-05-30 2021-01-01 Ａｇｃ株式会社 玻璃
KR102662502B1 (ko) * 2021-06-24 2024-05-08 (주)아이테드 발열모듈 및 이를 포함하는 오토 모빌리티
KR102768589B1 (ko) * 2024-08-23 2025-02-18 메타솔 주식회사 발열 구조체 및 ipl을 이용한 발열 구조체 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030116551A1 (en) * 2001-09-07 2003-06-26 Jean-Marc Sol Heatable vehicle window with different voltages in different heatable zones
US20040065651A1 (en) * 2002-10-03 2004-04-08 Voeltzel Charles S. Heatable article having a configured heating member
US20110215078A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Paridon Williams Windshield heater
WO2012036459A2 (ko) * 2010-09-14 2012-03-22 주식회사 엘지화학 발열체 및 이의 제조방법
WO2013141629A1 (ko) * 2012-03-21 2013-09-26 주식회사 엘지화학 발열체 및 이의 제조방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6559419B1 (en) * 2001-08-03 2003-05-06 Centre Luxembourgeois De Recherches Pour Le Verre Et La Ceramique S.A. (C.R.V.C.) Multi-zone arrangement for heatable vehicle window
DE10333618B3 (de) 2003-07-24 2005-03-24 Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg Substrat mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung und einem Kommunikationsfenster
DE102004050158B3 (de) * 2004-10-15 2006-04-06 Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg Transparente Scheibe mit einer beheizbaren Beschichtung
DE102006002636B4 (de) 2006-01-19 2009-10-22 Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg Tansparente Scheibe mit einem beheizbaren Schichtsystem
EP1908584A1 (en) * 2006-10-02 2008-04-09 Scheuten S.à.r.l. Laminated glazing
DE102008018147A1 (de) * 2008-04-10 2009-10-15 Saint-Gobain Sekurit Deutschland Gmbh & Co. Kg Transparente Scheibe mit einer beheizbaren Beschichtung und niederohmigen leitenden Strukturen
DE212011100045U1 (de) * 2010-09-09 2012-10-25 Saint-Gobain Glass France Transparente Scheibe mit Heizbeschichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030116551A1 (en) * 2001-09-07 2003-06-26 Jean-Marc Sol Heatable vehicle window with different voltages in different heatable zones
US6734396B2 (en) 2001-09-07 2004-05-11 Centre Luxembourgeois De Recherches Pour Le Verre Et La Ceramique S.A. (C.R.V.C.) Heatable vehicle window with different voltages in different heatable zones
US20040065651A1 (en) * 2002-10-03 2004-04-08 Voeltzel Charles S. Heatable article having a configured heating member
US20110215078A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Paridon Williams Windshield heater
WO2012036459A2 (ko) * 2010-09-14 2012-03-22 주식회사 엘지화학 발열체 및 이의 제조방법
WO2013141629A1 (ko) * 2012-03-21 2013-09-26 주식회사 엘지화학 발열체 및 이의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105338671A (zh) * 2015-09-17 2016-02-17 福建省万达汽车玻璃工业有限公司 带有通讯窗加热组件设有导电端子的电加热汽车玻璃

Also Published As

Publication number Publication date
EP2996439A1 (en) 2016-03-16
CN105379413B (zh) 2018-06-01
CN105379413A (zh) 2016-03-02
EP2996439B1 (en) 2021-01-06
KR20150044006A (ko) 2015-04-23
EP2996439A4 (en) 2017-01-11
US10165627B2 (en) 2018-12-25
US20150382406A1 (en) 2015-12-31
KR101581133B1 (ko) 2015-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015056971A1 (ko) 통신창을 갖는 발열체
WO2012096540A2 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
WO2013141629A1 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
WO2009116787A2 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
WO2009116786A2 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
WO2014129845A1 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
WO2012036459A2 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
EP3076751B1 (en) Heating element and method for manufacturing same
WO2013162178A1 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
WO2009151203A1 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
US10159115B2 (en) Pane having an electric heating layer
JP6246359B2 (ja) 加熱可能な合わせサイドガラス
WO2016052949A2 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
KR20090129927A (ko) 발열체 및 이의 제조방법
WO2011081456A2 (ko) 발열체 및 이의 제조방법
JP2012533838A (ja) 電気的に広範囲に加熱可能な透明物品、その製造方法、およびその使用
JP6351826B2 (ja) 電気加熱層を備えた透明窓板、透明窓板の製造方法及び透明窓板の使用
WO2017155373A1 (ko) 전기변색 소자, 그를 위한 전극구조체 및 그 제조 방법
KR20100085883A (ko) 발열체 및 이의 제조방법
WO2012053872A2 (ko) 전도성 패턴을 포함하는 표시장치
KR101083883B1 (ko) 부분 발열체
CN1799285A (zh) 具有层加热器的板状元件
CN108738376A (zh) 制造具有导电结构的复合玻璃板的方法以及复合玻璃板
KR102891945B1 (ko) 편단자 투명 발열 및 감지 필름과 이를 이용한 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14854140

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14767750

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014854140

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE