(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及び第２面を持つベースと、
ドーパントを含む酸化物半導体物質及びシリカのうち少なくとも一つで形成された複数の導電性ナノパーチクルが焼結により物理的に相互連係されてなる少なくとも一つの単位層を含むと共に前記ベースの第１面の少なくとも一部の領域に形成された発熱層と、
前記発熱層を保護する保護層と、
前記発熱層に電力を供給する給電部と、を備える発熱板材。
【請求項２】
前記酸化物半導体物質は、ＺｎＯ、ＳｎＯ、ＭｇＯ、ＩｎＯ のうち少なくとも一つで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発熱板材。
【請求項３】
前記ドーパントは、Ｉｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ、Ｓｎのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項２に記載の発熱板材。
【請求項４】
前記発熱層は、複数の前記単位層を含む複数層構造を持つことを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の発熱板材。
【請求項５】
前記発熱層は、一の前記単位層と、この一の前記単位層の導電性ナノパーチクルと異なる他の導電性ナノパーチクルが焼結により物理的に相互連係されてなる他の一の前記単位層とを含むことを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の発熱板材。
【請求項６】
前記発熱層は、前記ベースの第１面に画定された複数の領域のうち少なくとも一つの領域に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか１項に記載の発熱板材。
【請求項７】
前記発熱層とベースとの間に接着力強化層がさらに備えられていることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか１項に記載の発熱板材。
【請求項８】
前記接着力強化層は、焼結により相互連係した複数のナノパーチクルを含むことを特徴とする請求項７に記載の発熱板材。
【請求項９】
第１面及び第２面を持つベースの第１面に、溶媒にドーパントを含む酸化物半導体物質及びシリカのうち少なくとも一つで形成された複数の導電性ナノパーチクルが分散されている分散液をコーティングする工程と、
前記分散液の溶媒を除去して前記ベースの第１面に前記導電性ナノパーチクルを有するナノパーチクル層を形成する工程と、
前記ナノパーチクル層を熱処理して、導電性ナノパーチクルが焼結により相互連係した発熱層を形成する工程と、
前記発熱層を保護する保護層を形成する工程と、を含む発熱板材の製造方法。
【請求項１０】
前記分散液をコーティングする工程から発熱層を形成する工程まで複数周期で反復実施して複数層構造の発熱層を形成することを特徴とする請求項９に記載の発熱板材の製造方法。
【請求項１１】
前記ナノパーチクル層を形成する工程前に、前記ベースへの発熱層の接着力を強化するための接着力強化層形成工程をさらに含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の発熱板材の製造方法。
【請求項１２】
前記接着力強化層形成工程は、
溶媒にナノパーチクルが分散された分散液を前記ベースにコーティングする工程と、
前記溶媒を乾燥させてナノパーチクルを熱処理する工程と、を含むことを特徴とする請求項１１に記載の発熱板材の製造方法。
【請求項１３】
前記酸化物半導体物質は、ＺｎＯ、ＳｎＯ、ＭｇＯ、ＩｎＯ のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項９ないし１２のうちいずれか１項に記載の発熱板材の製造方法。
【請求項１４】
前記ドーパントは、Ｉｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ、Ｓｎのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１３に記載の発熱板材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発熱板材及びその製造方法に係り、詳細には、ナノパーチクル発熱層を持つ発熱板材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に冷凍陳列棚のガラス、自動車ガラス、浴室の鏡のように良質の視認性確保が要求される構造物は、温度差による結露や結霜の発生を緩和するか、これを速く除去する必要がある。
【０００３】
ガラスや鏡に発生する結露または結霜を除去するために、一般的に別途の温風器またはガラス表面に付着された熱線が主に利用され、界面活性剤による結露防止用コーティング膜を利用することもある。
【０００４】
熱線による代表的な結霜除去構造は自動車ガラスに見い出すことができる。自動車用ガラスは、一種の発熱板材であって、安全ガラスのような透明ベースに不透明または半透明の抵抗線（または熱線）が形成された構造を持つ。これらの発熱板材の抵抗線は、バラツキのある電気的抵抗を持つため、局所的な熱偏差を引き起こす。また、抵抗線は視野を遮るだけでなく抵抗線に沿って発熱がなされるので、抵抗線のない部分には熱伝逹が遅く、したがって、例えば、結霜の除去時に全体的に均一に結霜を除去できない。
【０００５】
以上のような抵抗線の問題、すなわち、視野の妨害及び発熱バラツキなどの問題を改善するために透明導電膜による発熱構造が提案された。一般的な透明導電膜には、酸化スズ、酸化インジウムなどの化合物薄膜、貴金属や銅などの金属薄膜などがある。
【０００６】
しかし、従来の発熱性薄膜は熱的蒸着、物理的蒸着、化学的蒸着などにより形成されるため、大面積化が難しくてその工程数も非常に多くてコストが高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ナノパーチクルを利用する発熱板材及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による発熱板材は、第１面及び第２面を持つベースと、前記ベースの第１面の少なくともいずれかの一部領域に形成されるものであって、複数の導電性ナノパーチクルが物理的に連係された発熱層と、前記発熱層を保護する保護層と、前記発熱層に電力を供給する給電部と、を備える。
【０００９】
本発明の一実施形態による発熱板材の製造方法は、第１面及び第２面を持つベースの第１面に、溶媒にナノパーチクルが分散されている分散液をコーティングする工程と、前記分散液の溶媒を除去して前記ベースの第１面にナノパーチクル層を形成する工程と、前記ナノパーチクル層を熱処理して、ナノパーチクルが相互連係した発熱層を形成する工程と、前記発熱層を保護する保護層を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
このような本発明の透明面型ヒーター及びその製造方法は、従来の透明面型ヒーターとは異なって、透明発熱体としてナノパーチクルを利用した薄膜を利用するので、その製造工程が簡単でありながらも大面積上に導電性ナノ薄膜発熱体を容易に形成できる。
【００１１】
また、本発明は、大面積の透明面型ヒーターを利用して浴室鏡表面の水蒸気を除去でき、自動車の前面、背面、側面ガラスまたは背面鏡の表面の水蒸気を容易に除去でき、建築物の外壁を構成するガラス壁面の水蒸気を容易に除去できる。
【００１２】
また、本発明は、結露が肉眼で確認される前に透明面型ヒーターを作動させることによって、結露を防止できる。これにより、透光性を必要とするが、結露などによって透光性が妨害されるベース上に本発明の大面積透明面型ヒーターを採用する場合、透光性を保持しつつもベースの温度を制御できるので、結露や結霜などを効果的に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態による発熱板材の概略的断面構造を示す図面である。
【図２】図１に示した本発明による発熱板材の発熱層の具体的な積層構造の一例を示す図面である。
【図３】本発明の他の実施形態による発熱板材の積層構造を示す図面である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態による発熱板材の積層構造を示す図面である。
【図５Ａ】温度／湿度センサーを持つ本発明のさらに他の実施形態による発熱板材の積層構造を示す図面である。
【図５Ｂ】温度／湿度センサーを持つ本発明のさらに他の実施形態による発熱板材の積層構造を示す図面である。
【図６Ａ】本発明のさらに他の実施形態による発熱板材でベースに対する発熱層の平面的配置形態を例示する図面である。
【図６Ｂ】本発明のさらに他の実施形態による発熱板材でベースに対する発熱層の平面的配置形態を例示する図面である。
【図７】本発明の一実施形態による発熱板材の製造フローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態による発熱板材の製造フローチャートである。
【図９】本発明のさらに他の実施形態による発熱板材の製造フローチャートである。
【図１０Ａ】本発明によって実際に製作された発熱層の光学的特性を示すグラフである。
【図１０Ｂ】本発明によって実際に製作された発熱層の電気的特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態による発熱板材の基本的構造を示す。
【００１６】
図１に示したように、ベース１０の一側面の第１面に発熱層１１と保護層１２とが順に積層されている。
【００１７】
前記ベース１０は透明、不透明、半透明材料で形成され、望ましくは、透明材であるガラスで形成されうる。前記発熱層１１は、シリカまたは酸化物半導体からなる複数の導電性ナノパーチクルが物理的に連係した粗い組織（ｌｏｏｓｅ ｔｅｘｔｕｒｅ）構造を持つことができる。これは、後述する製造工程で熱処理条件によってボイドのない稠密な組織（Ｃｌｏｓｅ−Ｐａｃｋｅｄ Ｔｅｘｔｕｒｅ）を持つこともあり、他の実施形態によれば、完全な膜状態を持つこともある。しかし、発熱層の粗い組織は、発熱層の全体的に均一な抵抗の具現に有利である。
【００１８】
前記保護層１２は、前記発熱層１１を電気的、物理的に保護するものであって、絶縁性物質で形成される。
【００１９】
前記発熱層１１は、単一層で形成されることもあるが、図２に示したように複数の単位層１１ａが一層に集積された積層構造を持つことができる。これは、一層の発熱層から発熱板材に必要な物理的特性や電気的特性を得るのに有利である。
【００２０】
一方、前記発熱層１１とベース１０との間には、図３に示すように、発熱層１１をベース１０に確かに固定させるための接着力強化層１３が設けられうる。接着力強化層１３はシリカやポリマーで形成され、これに導電性粒子、例えば、ナノパーチクルが含まれうる。接着力強化層１３も導電体として電気的抵抗を持ち、したがって、発熱層の１要素としての機能を持つことができる。このような接着力強化層１３は選択的な要素であって、以下の説明で場合によって説明及び図面で省略される。
【００２１】
図４は、本発明の他の実施形態による発熱板材を図示する。ベース１０上に発熱層１１が形成され、その両側に電極１４ａ、配線１４ｂ、接続部または端子１４ｃを備える給電部が設けられる。図４で給電部の主要要素である電極１４ａは発熱層１１に直接接触し、配線１４ｂは、外部回路に発熱層１１を連結し、端子１４ｃは、配線１４ｂを電極１４ａに安定的に固定させる。前記発熱層１１上には保護層１２が設けられるが、これは、発熱層１０の両側の電極１４ａを備える給電部１４を覆い、他の実施形態によれば、覆わないこともある。図５Ａ及び図５Ｂの図面では、給電部１４の電極１４ａを象徴的に図示し、残りの部分は図面の複雑性を避けるために省略する。
【００２２】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明のさらに他の実施形態による発熱板材を図示する。基本的な構造は、図４に示した実施形態の発熱板材と同じ構造を持ち、ただし、温度と湿度を検出する温度センサー、湿度センサーまたは温度／湿度センサー１５ａ、１５ｂを備える。図５Ａに示した発熱板材は、ベース１０の第１面側にセンサー１５ａが設けられ、図５Ｂに示した発熱板材は、ベース１０の他側面である第２面にセンサー１５ｂが設けられる構造を持つ。
【００２３】
前述した実施形態では、ベース１０の実質的に全面に発熱層が形成される全面発熱構造の発熱板材が説明された。しかし、本発明の他の実施形態によれば、ベース１０の第１面が複数の領域に分割または画定され、このように画定された複数領域のうちいずれか一つの領域または任意に選択された複数の領域のみに形成されることもある。
【００２４】
図６Ａは、ベース１０の第１面が中央の四角領域とその周囲の枠領域とに画定された時、中央の四角領域のみに発熱層１１が形成された実施形態の発熱板材を示す。ここで、発熱層１１が形成されていない枠領域の幅調節により発熱層１１の領域が大きく拡張され、この場合、機能的に発熱が必要なく、かえって他の構造物に固定させるための固定部分として枠部分を残す必要がある時に効果的である。
【００２５】
図６Ｂは、ベース１０の第１面が格子形態に配置される画定線により碁盤形態の領域が設けられ、発熱層１１がダイアモンド形または菱形に配列された構造を持つ発熱板材を示す。これは、ベース１０の第１面が複数の領域に分割または画定され、そして、全体領域中で選択的に発熱層１１が形成されうるということを象徴的に例示するものである。
【００２６】
前記のような構造の発熱板材は、多様な分野に応用できる。例えば、建築物の外部ガラス、窓や扉、浴室鏡、自動車用左右前後車窓に適用でき、室外に設置されるディスプレイの表面保護用スクリーンなどに適用できる。これらの発熱板材は、応用対象によって透明、半透明、不透明性のベースを利用できる。また、発熱層及び保護層も応用対象によって透明、半透明、不透明の構造を選択的に持つことができる。ベースは多様な形態の板材を利用できるが、板状の形態を持つこともあり、湾曲した形態、例えば半円筒、半球面などの多様な形態を持つこともあり、本発明の技術的範囲はある特定形態に限定されない。
【００２７】
以下、本発明の実施形態による発熱板材の製造方法を説明する。
【００２８】
前記ベース１０は、板材であって、平板型、半円筒形、半球面型などに透明、半透明、不透明材料で形成される。使用可能な物質はプラスチックやガラスなどである。
【００２９】
ベース１０上に形成される発熱層１１は、前述したように少なくとも一つの単位層１１ａを備え、望ましくは、その下部にベース１０との接着力に優れた材料からなる接着力強化層１３が形成される。
【００３０】
前記接着力強化層１３は、前記ベース１０との接着力に優れたナノパーチクル分散液であって、スプレイコーティング、スピンコーティング、ディッピング法、ブラッシングまたはその他のウェットコーティング法により形成されうる。
【００３１】
ナノパーチクルは溶媒に分散されているので、大面積ベース１０に塗布しやすく、その層数の調節により総厚さの調節が容易である。また、分散液中のナノパーチクルの濃度を調節することによって発熱層１１の導電性を容易に調節できる。
【００３２】
透光が要求される発熱板材の場合において、バンドギャップエネルギーが３．３ｅＶ以上である物質からなる接着力強化層１３及び発熱層１１は、４００ないし７００ｎｍの可視光線は吸収しないので、バンドギャップエネルギーが３．３ｅＶ以上である物質を利用して接着力強化層１３及び発熱層１１を形成することが望ましい。
【００３３】
前記接着力強化層１３と発熱層１１は、ナノパーチクル分散液をベース１０の表面全体または一部分に塗布して熱処理することで得られる。これらの分散液の塗布及び熱処理過程は１回以上実施でき、したがって、これを通じて複数層構造の発熱層を得ることができる。前記発熱層１１を得るための導電性ナノパーチクル分散液は、スプレイコーティング、スピンコーティング、ディッピング法、ブラッシングまたはその他のウェットコーティング法により形成できる。ナノパーチクル分散液による膜は熱処理を通じて乾燥され、乾燥後に残留するナノパーチクルは、ナノパーチクルの融点近くまで加熱されることによって焼結されて、粗い組織または稠密な組織の接着力強化層１３と発熱層１１とが得られる。熱処理温度はナノパーチクルの粒径に依存し、粒径が小さくなるほど熱処理温度も低くなる。
【００３４】
これらのナノパーチクルの分散液をコーティングした後、これを熱処理することで発熱層を得る本願の製造方法は、従来の金属薄膜形成方法に比べて相対的に低い温度の熱処理が可能な利点を持つ。
【００３５】
前記ベース１０のナノパーチクル分散液によるコーティング層またはナノパーチクル層の熱処理は、発熱プレートまたはオーブンを利用して進めることができ、この時に温度は２００〜５００℃の範囲が望ましい。発熱プレートを利用した熱処理では、発熱プレートをベース１０の上下に位置させてベースの両面に輻射熱を到達させる。
【００３６】
前記発熱層１１の総厚さは、可視光線の透過を考慮して１００ｎｍ以下に調節することによって、可視光線に対して透明な発熱層を得ることができる。
【００３７】
給電部１４に備えられる電極１４ａまたは端子１４ｃは導電性物質であって、金属材料、伝導性エポキシ、伝導性ペースト、ソルダー、伝導性フィルムなどにより形成されうる。金属材料電極は蒸着法により得られ、伝導性エポキシまたは伝導性ペーストによる電極は、スクリーンプリンティング、ソルダーは、ソルダリング法、伝導性フィルムは、ラミネート法により得られる。
【００３８】
前記配線１４ｂは、前記電極１４ａに接続されるようにワイヤーボンディング、ソルダリング法などによっても形成されうる。
【００３９】
前記保護層１２は、前記ベース１０上に形成された発熱層１１、前記電極１４ａを含む給電部１４上に形成されてこれらを外部から保護する。
【００４０】
前記保護層１２は、誘電体酸化物、ペリレン、ナノ粒子、高分子フィルムなどで形成され、誘電体酸化物またはペリレンによる保護層１２は蒸着法により形成され、ナノパーチクルを含む保護層１２は、スプレイコーティング、スピンコーティング、ディッピング法、ブラッシングまたはその他のウェットコーティング法により形成されうる。
【００４１】
前述した温度、湿度または温度／湿度センサー１５ａ、１５ｂは、検出された信号を別途のフィードバック回路に送出して発熱層１１による発熱をフィードバック制御させて、温度や湿度の変化によって適切な発熱を起こして結露と結霜を除去する。
【００４２】
一方、ベース１０上の給電部は接着力強化層１３と発熱層１１との間に設けられうるが、この場合、接着力強化層１３に給電部１４の電極を形成し、その後に発熱層１１を形成する。この時に、今後の端子及び配線の形成のために発熱層１１は、前記給電部１４を外れた部分のみに形成させることができる。
【００４３】
図７は、本発明による発熱板材製造方法の基本的過程を示す。
【００４４】
Ｓ１００工程：
ベースのクリーニングが行われる。クリーニングは、ベースの材料に相応する公知のソルベントまたはエッチング液などを利用できる。
【００４５】
Ｓ１１０工程：
前記クリーニングとは別途に、ナノパーチクル分散液を調製（準備）する。Ｓ１１０工程はベースクリーニングと併行され、一般的にはベースクリーニングに比べて先行できる。溶媒としては、メタノールと水酸化カルシウムとの混合液、ベンゼン単一物質が利用され、ナノパーチクルとしては、ドーピングされた酸化物半導体として、ＺｎＯ、ＳｎＯ、ＭｇＯ、ＩｎＯ及びシリカのうち少なくともいずれか一つとが利用されうる。ドーパントとしては、Ｉｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ、Ｓｎのうち少なくともいずれか一つが利用される。分散液を調製する過程で溶媒を５０〜２００℃に加熱した状態で、前駆体として前述した酸化物半導体ナノパーチクルを添加する。
【００４６】
Ｓ１２０工程：
クリーニングされたベースにナノパーチクル分散液をコーティングする。コーティング法は前述したような多様な方法が利用され、そのコーティング領域は、ベースの全体またはベースで画定された少なくともいずれか１つの領域である。
【００４７】
Ｓ１３０工程：
ナノパーチクル分散液がコーティングされた後、熱処理によりナノパーチクルによる発熱層を形成する。この時、熱処理によりナノパーチクルが分散されている溶媒の蒸発（乾燥）が伴う。ある場合には溶媒の蒸発が別途に行われうるが、一般的には熱処理に伴って同時に進む。しかし、熱処理時に乾燥がまず進められ、その後に残留するナノパーチクルに対する焼結が行われて、ナノパーチクルが物理的に連係した発熱層を得ることができる。
【００４８】
Ｓ１４０工程：
発熱層の上部に電極を形成する。電極は、金属、伝導性エポキシ、伝導性ペースト、ソルダー、伝導性フィルムなどで形成できる。金属電極は蒸着法により形成され、伝導性エポキシまたは伝導性ペースト電極は、公知のスクリーンプリンティング、ソルダーはソルダリング法で形成され、そして伝導性フィルムはラミネート方法により形成される。
【００４９】
Ｓ１５０工程：
前述したような方法により配線を連結する。配線は、電極に対してワイヤーボンディング、ソルダリング法などにより形成される。
【００５０】
Ｓ１６０工程：
最終的に保護層を前記発熱層上に形成する。保護層は、誘電体酸化物、ペリレンナノ粒子、高分子フィルムなどを使用して形成され、ナノ粒子、誘電体酸化物またはペリレン保護層は蒸着法で形成され、ナノパーチクル保護層は、スプレイコーティング、スピンコーティングまたはディッピング法により形成される。
【００５１】
前述した工程で前記Ｓ１２０工程及びＳ１３０工程が複数回で反復実施することによって複数層構造の発熱層を得ることができる。一方、本発明の他の実施形態によれば、前記電極を形成するＳ１４０工程はＳ１２０工程より先行し、この場合、電極は発熱層の下部に位置した状態で発熱層に電気的に接続される。
【００５２】
図８は、本発明の他の実施形態による発熱板材の製造方法を示す。
【００５３】
Ｓ２００工程：
クリーニングされたベースに別途に調製されたナノパーチクルが分散されている第１分散液をコーティングした後、これを乾燥／熱処理して接着力強化層を形成する。溶媒としては、メタノールと水酸化カルシウムとの混合液、ベンゼン単一物質が利用され、ナノパーチクルとしては、酸化物半導体としてＺｎＯ、ＳｎＯ、ＭｇＯ、ＩｎＯ、またはシリカが利用されうる。これらの酸化物半導体にはドーパントを含むことができるが、ドーパントとしては、Ｉｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ、Ｓｎのうち少なくともいずれか一つが利用される。分散液を調製する過程で溶媒を５０〜２００℃に加熱した状態で、前駆体として前述した酸化物半導体ナノパーチクルを添加する。
【００５４】
Ｓ２１０工程：
前記接着力強化層上にナノパーチクルが分散されている第２分散液をコーティングした後、これを乾燥／熱処理することで発熱層を形成する。第２分散液は、第１分散液と異なるナノパーチクルを含むことができ、溶媒も異なる。溶媒としては、第１分散液と同じく、メタノールと水酸化カルシウムとの混合液、ベンゼン単一物質が利用され、ナノパーチクルとしては、酸化物半導体としてＺｎＯ、ＳｎＯ、ＭｇＯ、ＩｎＯ、またはシリカが利用される。これらの酸化物半導体にはドーパントを含むことができるが、ドーパントとしては、Ｉｎ、Ｓｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ、Ｓｎのうち少なくともいずれか一つが利用される。分散液を調製する過程で溶媒を５０〜２００℃に加熱した状態で、前駆体として前述した酸化物半導体ナノパーチクルを添加する。
【００５５】
前記接着力強化層と発熱層とのコーティング領域は、ベースの全体またはベースで画定された少なくともいずれか一つの領域になり、接着力強化層と発熱層とは一致しないことがあり、例えば、接着力強化層は、ベースの全体またはその一部にコーティングされ、発熱層は、接着力強化層の全体またはその一部で選択された少なくともいずれか一つの領域にコーティングされる。
【００５６】
コーティングされた第２分散液を熱処理すれば、ナノパーチクルが分散されている溶媒の蒸発（乾燥）が伴われる。ある場合には溶媒の蒸発が別途に行われうるが、一般的には、熱処理に伴って同時に進められる。しかし、熱処理時に乾燥がまず進められ、その後に残留するナノパーチクルが焼結されて、ナノパーチクルが物理的に連係した発熱層を得ることができる。この時に発熱層は、ナノパーチクル間の連係による物理的連結構造を持つようになり、その組織にボイドが存在することもあり、ある場合にはボイドのない完全に稠密な組織が得られる。
【００５７】
Ｓ２２０工程：
発熱層の上部に電極を形成する。電極は金属、伝導性エポキシ、伝導性ペースト、ソルダー、伝導性フィルムなどで形成できる。金属電極は蒸着法により形成され、伝導性エポキシまたは伝導性ペースト電極は公知のスクリーンプリンティング、ソルダーはソルダリング法で形成され、そして伝導性フィルムはラミネート方法により形成される。
【００５８】
Ｓ２３０工程：
電極に連結される配線を形成する。配線は電極に対して、ワイヤーボンディング、ソルダリング法などにより形成される。
【００５９】
Ｓ２４０工程：
最終的に保護層を前記発熱層上に形成する。保護層は誘電体酸化物、ペリレンナノ粒子、高分子フィルムなどを使用して形成され、ナノ粒子、誘電体酸化物またはペリレン保護層は蒸着法で形成され、ナノパーチクル保護層はスプレイコーティング、スピンコーティングまたはディッピング法などにより形成される。
【００６０】
前述した工程で前記Ｓ２００工程と２１０工程とがそれぞれ複数回で反復実施されることによって、複数層構造の接合力強化層及び発熱層を得ることができる。一方、本発明の他の実施形態によれば、前記電極を形成するＳ２２０工程はＳ２１０工程より先行し、この場合、電極は発熱層の下部に位置した状態で発熱層に電気的に接続できる。
【００６１】
図９は、本発明の他の実施形態による発熱板材の製造方法を示す。
【００６２】
Ｓ３００工程：
クリーニングされたベースに、前述したような条件で調製されたナノパーチクルが分散されている第１分散液を利用して接着力強化層を形成する。本発明の他の実施形態によれば、接着力強化層は単一層または複数層の構造を持つことができる。ここで接着力強化層は、本発明の他の実施形態によってシリカやポリマーで形成され、これにナノパーチクルが含まれることもあり、そして蒸着やスピンコーティングなど多様な既存の方法により形成される。また、接着力強化層は、透明、不透明、半透明物質のいずれかによって形成される。
【００６３】
Ｓ３１０工程：
接着力強化層の上部両側に電極を形成する。電極は金属、伝導性エポキシ、伝導性ペースト、ソルダー、伝導性フィルムなどで形成できる。金属電極は蒸着法により形成され、伝導性エポキシまたは伝導性ペースト電極は公知のスクリーンプリンティング、ソルダーはソルダリング法で形成され、そして伝導性フィルムはラミネート方法により形成される。
【００６４】
Ｓ３２０工程：
前記接着力強化層と電極上に前述したような条件の第２分散液をコーティングした後、これを乾燥／熱処理することで発熱層を形成する。これらの発熱層の形成は複数回で反復実施でき、反復過程で使われるナノパーチクルや溶媒を異なって適用することもできる。
【００６５】
Ｓ３３０工程：
電極に連結される配線を形成する。配線は、電極に対してワイヤーボンディング、ソルダリング法などにより形成される。
【００６６】
Ｓ３４０工程：
最終的に保護層を前記発熱層上に形成する。保護層は誘電体酸化物、ペリレンナノ粒子、高分子フィルムなどを使用して形成され、ナノ粒子、誘電体酸化物またはペリレン保護層は蒸着法で形成され、ナノパーチクル保護層は、スプレイコーティング、スピンコーティングまたはディッピング法などにより形成される。
【００６７】
前述した工程で前記Ｓ３００工程と３２０工程とをそれぞれ複数回で反復実施することによって、複数層構造の接合力強化層及び発熱層を得ることができる。一方、本発明の他の実施形態によれば、前記電極を形成するＳ３１０工程はＳ３００工程より先行し、この場合、電極は、接着力強化層の下部に位置した状態で発熱層に電気的に接続される。
【００６８】
前述したような実施形態において、複数層構造の発熱層は相異なるナノパーチクルによる単位積層を備えることもある。そして、最終保護層が形成された後には、保護層上または前記ベースの反対面に温度／湿度センサー及びフィードバック回路を用意する工程が追加されうる。しかし、これらの温度／湿度センサー及びフィードバック回路は選択的な要素であって、本発明の技術的範囲を制限しない。また、発熱層に電力を供給する給電部の具体的な形態、例えば、電極の位置及び形態、配線の形態及び配置は非常に多様な形態で具現できるが、これは、発熱層に成功的に電力を供給できるいかなる形態にも変形でき、これもまた本発明の技術的範囲を制限しない。
【００６９】
前記のような構造及び製造方法により得られる発熱板材は、構造が簡単で低コストで製造できる。特に低い消費電力で駆動するので効率的に発熱でき、温度／湿度センサーを持つことによって結露などが肉眼で確認される前に自動的に作動させることができる。
【００７０】
以下では、本発明による発熱板材の性能及びその実施可能性を判断するための実際の製作及びその結果を示す。
【００７１】
ナノパーチクルが含まれたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）ゾルをＤ２６３（Ｓｃｈｏｔｔ社製品名）ガラス上に２，５００ｒｐｍ、３０ｓｅｃの条件でスピンコーティングした後、８０℃で乾燥させてＩＴＯ層を形成した。前記過程を１５回反復することによって面抵抗が２００ＫΩほどである複数層構造のＩＴＯ層を得ることができた。このＩＴＯ層を２００℃で５分間熱処理後、可視光透過率９０％以上（ガラス基準）、面抵抗６００Ωほどの発熱層を製作した。最終的に得られた発熱層にプリンティング方式でシルバー電極を形成し、ヒーター（発熱層）の特性を確認した。
【００７２】
その結果、印加電圧３０Ｖで、消費電力１Ｗ／ｃｍ２で２３０℃の温度を得ることができた。印加電圧２０Ｖでは消費電力０．８Ｗ／ｃｍ２で９０℃のヒーティング温度を得た。そして、印加電圧１０Ｖで消費電力０．５Ｗ／ｃｍ２である時、ヒーティング温度が４５℃と表れた。
【００７３】
図１０Ａは、前記の複数層構造のＩＴＯ層の熱処理前（ａｓ ｄｅｐ．）と熱処理後の熱処理温度（２００℃、３００℃、４００℃）別の透過波長の透過度の変化を示すグラフであり、図１０Ｂは、４００℃で熱処理された複数層のＩＴＯ発熱層に対する印加電圧（１０Ｖ、２０Ｖ、３０Ｖ）別の時間−発熱温度の変化を示す。
【００７４】
本発明は、前記の実施形態に限定されず、特許請求の範囲及び明細書全体から把握される発明の要旨または思想を逸脱しない範囲で適宜に変更でき、そのような変更を伴うあらゆる実施形態が本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、建築物の外部ガラス、窓や扉、浴室鏡、自動車用左右前後車窓に適用でき、室外に設置されるディスプレイの表面保護用スクリーンなどに適用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１０  ベース
１１  発熱層
１２  保護層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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