導電性薄膜と電極を備えた発熱基板およびその製造方法
【課題】導電性薄膜の抵抗を低くすることによって優れた導電性と発熱性能を有する導電性薄膜と電極を備えた発熱基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】透明基板１００、透明基板１００の一面に形成される複数の電極１１０，１１５，１２０、及び透明基板１００の一面に形成されて、複数の電極１１０，１１５，１２０によって電気的に並列連結される複数の領域１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃを含む。また、透明基板１００上に導電性薄膜１０５を形成する導電性薄膜形成段階と、導電性薄膜１０５の周縁と隣接して透明基板１００上に伸びてメイン電極１１０，１１５を形成するメイン電極形成段階と、メイン電極から伸びて導電性薄膜１０５に接して枝電極１２０を形成する枝電極形成段階と、を含む。
【解決手段】透明基板１００、透明基板１００の一面に形成される複数の電極１１０，１１５，１２０、及び透明基板１００の一面に形成されて、複数の電極１１０，１１５，１２０によって電気的に並列連結される複数の領域１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃを含む。また、透明基板１００上に導電性薄膜１０５を形成する導電性薄膜形成段階と、導電性薄膜１０５の周縁と隣接して透明基板１００上に伸びてメイン電極１１０，１１５を形成するメイン電極形成段階と、メイン電極から伸びて導電性薄膜１０５に接して枝電極１２０を形成する枝電極形成段階と、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電性薄膜と電極を備えた発熱基板、およびその製造方法に関し、より詳しくは導電性薄膜に電極を形成し、この電極と導電性薄膜に電流が流れると共に熱が発生される導電性薄膜と電極を備えた発熱基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に透明な導電性薄膜に電流を印加することによって熱を発生させるが、この導電性薄膜の電気抵抗により発熱量が制限される。より多い発熱量を放出すべき発熱装置において、電気抵抗により発熱量が制限されるのは決定的な問題となる。
【０００３】
実際、発熱装置はポリエステル（ＰＥＴ）基板上に導電性薄膜を塗布し両周縁に金属成分の電極を形成させて構成されるが、この時、導電性薄膜の抵抗が大きいため、発熱量を増加させるには限界がある。
【０００４】
自動車のフロントガラスや後面ガラスのように広い面積に発熱装置を適用する場合は、発熱量が十分でなければ霜除去（Ｄｅｆｒｏｓｔｉｎｇ）効果を得ることができない。特に、一般に自動車は１２Ｖｏｌｔ電圧を使用するが、このような大きさの電圧で発熱量を増加させるのは限界がある。
【０００５】
代表的な導電性薄膜の材料である酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の場合には、表面抵抗が製造条件により数オーム（Ω）から数千オーム（Ω）まで変化させることができるが、数オーム（Ω）まで低くするためには高い費用と難しい工程を要する。
【０００６】
また、炭素ナノチューブや導電性ポリマーで形成された薄膜の場合には、一般的に透明度を害せず表面抵抗を数百オーム（Ω）以下に下げるのはかなり難しい。
一部応用分野において抵抗の大きさは大きい問題にはならないが、低い抵抗が要求される製品にはその適用に大きい障害となる。従って、現在導電性薄膜の透明度を維持すると共に、抵抗を低くする研究が進められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記のような問題を解決するために案出されたもので、導電性薄膜の抵抗を低くすることによって優れた導電性と発熱性能を有する導電性薄膜と電極を備えた発熱基板およ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】
本発明による導電性薄膜と電極とを備えた発熱基板は、透明基板と、前記透明基板の一面に形成される複数の電極と、前記透明基板の一面に形成されて、前記複数の電極によって電気的に並列連結される複数の領域を含む導電性薄膜とを含む。
【０００９】
この時、導電性薄膜において、複数の領域は、物理的に分離されて距離をおいて配置されることができる。または、前記複数の領域が互いに隣接して形成されて、一体の導電性薄膜をなすこともできるが、この場合に各領域は電極などを境界にして区分されることができる。
【００１０】
また、前記電極は、前記導電性薄膜の第１周縁と隣接して前記基板上に伸びて形成される第１メイン電極と、前記第１周縁と対向する第２周縁と隣接して前記基板上に伸びて形成される第２メイン電極と、前記第１メイン電極から伸び、前記導電性薄膜に接して前記導電性薄膜の一側を横切って前記第２メイン電極方向に延長形成される第１枝電極と、前記第２メイン電極から伸び、前記導電性薄膜に接して前記第１枝電極と対応して形成される第２枝電極と、を含む。
【００１１】
また、前記導電性薄膜は厚さが均一な長方形状に形成され、前記第１枝電極は複数に備えられ、前記第２枝電極は前記第１枝電極に対応して形成されるのが望ましい。また、前記第１枝電極と前記第２枝電極とが交互に繰り返し成されるのが望ましい。
【００１２】
また、前記第１枝電極と前記第２枝電極とは互いに平行に配置されて、一つの前記第１枝電極とこれに対応する前記第２枝電極との間は第１幅だけ離隔され、他の一つの前記第１枝電極とこれに対応する前記第２枝電極との間は第２幅だけ離隔され、前記第１幅より前記第２幅が長く形成できる。また前記第１幅が形成された第１領域より前記第２幅が形成された第２領域の可視光透光率が大きい。
【００１３】
また、前記導電性薄膜は、第１導電性薄膜および前記第１導電性薄膜と一定のギャップをおいて形成される第２導電性薄膜を含み、前記第１枝電極は前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜との一側周縁に接して形成され、前記第２枝電極は前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜との他側周縁に接して形成され、前記第１メイン電極と前記第２メイン電極とが電気的に並列連結される。
【００１４】
また、前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜とは同じ形態を有し、前記導電性薄膜は可視光の透過率が１０％乃至９９．９％の範囲に属することができる。また前記導電性薄膜は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＣｄＳｎＯ４、炭素ナノチューブを含む炭素基盤素材、フッ素が添加されること錫酸化物（ＦＴＯ）およびアルミニウムが添加された亜鉛酸化物（ＡＺＯ）から選択された一つ以上の成分を含むのが望ましい。
【００１５】
また、前記メイン電極と前記枝電極は、導電性薄膜に比べて表面抵抗が低くなるように形成され、前記メイン電極と前記枝電極は、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）材質を含む金属で形成される。または、前記メイン電極および前記枝電極のうちの少なくともいずれか一つの電極が透明伝導性物質で構成される。
【００１６】
また、前記基板上に透明誘電層が形成され、前記透明誘電層は前記導電性薄膜、および前記電極を覆うことができる。
【００１７】
同時に、本発明による導電性薄膜と電極とを備えた発熱基板を製造する方法は、基板上に導電性薄膜を形成する導電性薄膜形成段階と、前記導電性薄膜の周縁と隣接して前記基板上に伸びてメイン電極を形成するメイン電極形成段階と、前記メイン電極から伸びて前記導電性薄膜に接して前記導電性薄膜の一側を横切って枝電極を形成する枝電極形成段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板によると、基板上に形成されたメイン電極間に導電性薄膜が形成され、この導電性薄膜に枝電極が形成され、この導電性薄膜は電気的に並列連結される。従って、メイン電極間に導電性薄膜の電気的抵抗は減るようになる。結果的に、導電性薄膜を通してより多い電流が流れて導電性薄膜の発熱量が増加する。
【００１９】
また、本発明による導電性薄膜と電極を備えた発熱装置において、導電性薄膜が多数に分けられて、このように分けられた導電性薄膜に各々枝電極が形成される。従って、導電性薄膜を通して電流がより容易に流れて導電性薄膜の発熱性能がより向上する。
【００２０】
また、本発明による導電性薄膜と電極を備えた発熱装置において、導電性薄膜に形成された枝電極の間の幅を一定化することによって、導電性薄膜を通して流れる電流の分布が均一に形成される。従って、導電性薄膜全体積で均一な発熱性能を表すことができる。
【００２１】
また、本発明による導電性薄膜と電極を備えた発熱装置において、導電性薄膜に形成された枝電極の間に幅が互いに異なり、幅が広い部分は視認性（可視光透過率）の高い部位に適用され、幅が狭い部分は視認性が高くない部位に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は多様な形態に具現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
図面で本発明を明確に説明するために説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同じ参照符号を付けた。
以下、添付図を参照して、本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板について詳しく説明する。
【００２３】
図１Ａは本発明の第１実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図である。
図１Ａを参照して説明すると、本実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板は、透明な基板１００と、この基板１００上に薄く形成される導電性薄膜１０５と、この導電性薄膜１０５の両側周縁に沿って隣接形成されるメイン電極１１０、１１５と、このメイン電極１１０、１１５から各々伸びて形成される枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）と、を含む。
本実施形態で、導電性薄膜１０５は長方形状で基板１００上に形成される。また図１に示したように、第１メイン電極１１０は導電性薄膜１０５の左側周縁と隣接形成され、第２メイン電極１１５は導電性薄膜１０５の右側周縁に隣接形成される。
【００２４】
また、枝電極は第１枝電極１２０ａ、第２枝電極１２０ｂ、第３枝電極１２０ｃおよび第４枝電極１２０ｄを含み、第１枝電極１２０ａと第３枝電極１２０ｃは第１メイン電極１１０から伸びて第２メイン電極１１５方向に延長されて導電性薄膜１０５の上に形成される。また第２枝電極１２０ｂと第４枝電極１２０ｄは、第２メイン電極１１５から伸びて第１メイン電極１１０方向に延長されて導電性薄膜１０５の上に形成される。
図１Ａに示したように、枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）は互いに平行に配置され、第１メイン電極１１０から始まる枝電極（１２０ａ、１２０ｃ）と第２メイン電極１１５から始まる枝電極（１２０ｂ、１２０ｄ）は交互に配置される。
【００２５】
本実施形態において、電流は第１メイン電極１１０から枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）を経て第２メイン電極１１５に流れる。より詳細に説明すると、第１メイン電極１１０から第１枝電極１２０ａと導電性薄膜１０５の上部１０５ａを経て第２枝電極１２０ｂと第２メイン電極１１５に電流が流れる。
【００２６】
同様に、第１メイン電極１１０から第３枝電極１２０ｃと導電性薄膜１０５の中間部分１０５ｂを経て第２枝電極１２０ｂと第２メイン電極１１５に電流が流れ、第１メイン電極１１０から第３枝電極１２０ｃと導電性薄膜１０５の下部１０５ｃを経て第４枝電極１２０ｄと第２メイン電極１１５に電流が流れる。
図１Ｂは図１Ａの構造を概略的に示した回路図である。この時、本発明の計算では枝電極の抵抗が導電性薄膜の抵抗に比べて大変少ない値を有すると仮定して無視した。
【００２７】
図１Ａの構造は図１Ｂに示した回路図とも表示できる。この回路図についてより詳細に説明する。中間を通る枝電極１２０ｂ、１２０ｃがない時、全体導電性薄膜（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）の電気的な抵抗がＲであると仮定すると、各導電性薄膜（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）の抵抗はＲ／３に過ぎない。従って、図１Ｂに示した回路図によると、メイン電極１１０、１１５の間に電気的な抵抗（Ｒ'）は略Ｒ／９に過ぎない（下記の数式１参照）。
【００２８】
【数１】
【００２９】
枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）によって３つの各導電性薄膜（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）の各幅が減って各導電性薄膜の電気抵抗が１／３に減り、これらが再び並列連結されるため電気的な抵抗は１／９にさらに減るようになる。理論上このように導電性薄膜を分割する場合、抵抗は自乗に比例して減るようになる。
【００３０】
本実施形態で、電圧（Ｖ）が一定の時に抵抗（Ｒ）が減少すると電流（Ｉ）の大きさは増加する。このように電流（Ｉ）の大きさが増加すると電力量（Ｐ）は増加する（下記の数式２参照）
【００３１】
【数２】
【００３２】
本実施形態において、枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）の数を増やすとメイン電極１１０、１１５の間に抵抗はさらに減少する。但し、枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）には銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）のように導電性は優れているが不透明な材質を用いるために本実施形態による発熱装置の可視光透過率は減少する。電極（１１０、１１５、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）の材料としては自動車ガラスの霜除去装置のように金属ワイヤーを直接的に使用することもできる。
【００３３】
しかし、本発明はこれに限定されるのではなく、メイン電極１１０、１１５および／または枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）が透明導電性物質で構成できる。このような透明伝導性物質としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、フッ素が添加された錫酸化物（ＦＴＯ）、アルミニウムが添加された亜鉛酸化物（ＡＺＯ）等の多様な物質が用いられる。メイン電極１１０、１１５および／または枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）が透明導電性物質で構成される場合には可視光透過率が高められる。本実施形態だけでなく後述する実施形態においてもメイン電極および／または枝電極が透明導電性物質で構成できることは当然である。
【００３４】
図２は図１ＡのＩＩ-ＩＩ線による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の断面図である。
図２に示したように、基板１００上に導電性薄膜１０５、メイン電極１１０、１１５および枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）が形成される。また、このような基板１００上には透明な誘電層２００または絶縁層（図示せず）がさらに形成でき、このような誘電層２００は導電性薄膜１０５、メイン電極１１０、１１５および枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）を覆うことによって、水分や異物などからこれらを保護する。
【００３５】
本実施形態において導電性薄膜１０５の厚さは１００μｍ以下に形成されるのが望ましいが、そのサイズにおいて特別な制限はない。また、導電性薄膜１０５は可視光の透過率が１０％乃至９９．９％の範囲に属するのが望ましい。また導電性薄膜１０５の表面抵抗が０．１Ω／□以上１０１２Ω／□以下であることが望ましい。
【００３６】
透明導電性薄膜１０５としては多様な素材が活用されるが、最も多く用いられるのは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）である。特に本発明の実施形態においては導電性ポリマー、炭素ナノチューブを含む炭素基盤素材などが用いられる。
【００３７】
透明導電性薄膜１０５としては、前述した材料以外にもＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３およびＣｄＳｎＯ４のような多様な素材が活用でき、金属（例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇなど）やフッ素（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ）等の機能性物質が一部含まれるようにして導電性が改善された薄膜を製造できる。
【００３８】
透明導電性薄膜１０５としては、例えば、フッ素が添加された錫酸化物（ＦＴＯ）、アルミニウムが添加された亜鉛酸化物（ＡＺＯ）の薄膜などが適用される。
また他の透明な導電性薄膜として用いられる材料としては有機導電性ポリマーがある。有機導電性ポリマーの発達は１９７０年代以来進められてきた。このような努力でポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールおよびポリアセンチレンのようなポリマー類を基材にした導電性物質が開発された。
【００３９】
また、本実施形態で、炭素基盤の素材（炭素ナノチューブとｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋなど）を利用した導電性薄膜が製造できる。ここで炭素ナノチューブは単一壁炭素ナノチューブ、多重壁炭素ナノチューブおよび炭素ナノチューブに導電性改善のために多様な物質（金属またはポリマーなど）を添加したのを含む。
但し、導電性薄膜に用いられる材料は、一般に薄膜に製造および使用できる全ての物質を活用できる。また本実施形態による透明な導電性薄膜は、電界放出ディスプレイ、停電遮蔽、タッチスクリーン、ＬＣＤ用電極、ヒーター、機能性光学フィルム、複合材料、化学およびバイオセンサー、太陽電池、エネルギー貯蔵物質、電子素子などに活用できる。
【００４０】
特にポリマーや炭素ナノチューブは、柔軟で透明な導電性薄膜が必要なフレキシブルディスプレイやフレキシブルソーラーセル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）等の材料としても効果的に用いられる。
図３は本発明の第２実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図である。
【００４１】
図３を参照して説明すると、導電性薄膜は第１導電性薄膜３０５ａ、第２導電性薄膜３０５ｂおよび第３導電性薄膜３０５ｃを含む。本実施形態において、これら（３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ）は全て同じ規格の長方形状で基板上に形成されている。また、第１導電性薄膜３０５ａと第２導電性薄膜３０５ｂは第１ギャップ（Ｇ１）を有し、第２導電性薄膜３０５ｂと第３導電性薄膜３０５ｃは第２ギャップ（Ｇ２）を有している。各導電性薄膜（３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ）は互いに物理的に離れていながら電気的にも絶縁される。この部分は図１Ａを参照して説明した本発明の第１実施形態と異なる部分である。本実施形態において、第１ギャップ（Ｇ１）と第２ギャップ（Ｇ２）は同じ大きさを有するのは当然である。
【００４２】
第１導電性薄膜３０５ａの上部側周縁に沿って第１枝電極３２０ａが第１メイン電極１１０から形成され、下部側周縁に沿って第２枝電極３２０ｂが第２メイン電極１１５から形成される。
【００４３】
同様に第２導電性薄膜３０５ｂの上部側周縁に沿って第３枝電極３２０ｃが第１メイン電極１１０から形成され、下部側周縁に沿って第４枝電極３２０ｄが第２メイン電極１１５から形成される。また、第３導電性薄膜３０５ｃの上部側周縁に沿って第５枝電極３２０ｅが第１メイン電極１１０から形成され、下部側周縁に沿って第６枝電極３２０ｆが第２メイン電極１１５から形成される。
【００４４】
図４Ａは本発明の第３実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図である。
図４Ａを参照して説明すると、本実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板は、透明な基板１００、この基板１００上に薄くフィルム状で形成される導電性薄膜４０５、この導電性薄膜４０５の両側周縁に沿って形成されるメイン電極１１０、１１５およびメイン電極１１０、１１５から各々伸びて形成される枝電極４２０を含む。
【００４５】
枝電極は第１枝電極４２０ａ、第２枝電極４２０ｂ、第３枝電極４２０ｃ、第４枝電極４２０ｄ、第５枝電極４２０ｅおよび第６枝電極４２０ｆを含む。また、第１枝電極４２０ａ、第３枝電極４２０ｃおよび第５枝電極４２０ｅは、第１メイン電極１１０から伸びて第２メイン電極１１５方向に延長されて導電性薄膜４０５の上に形成される。また、第２枝電極４２０ｂ、第４枝電極４２０ｄおよび第６枝電極４２０ｆは、第２メイン電極１１５から伸びて第１メイン電極１１０方向に延長されて導電性薄膜４０５の上に形成される。
【００４６】
図４Ａに示したように、枝電極（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ、４２０ｅ、４２０ｆ）は互いに平行配置され、第１メイン電極１１０から始まる枝電極（４２０ａ、４２０ｃ、４２０ｅ）と第２メイン電極１１５から始まる枝電極（４２０ｂ、４２０ｄ、４２０ｆ）は交互に配置される。
本実施形態で、電流は第１メイン電極１１０から枝電極４２０と導電性薄膜４０５を経て第２メイン電極１１５に流れる。
【００４７】
本実施形態による発熱基板についてより詳細に説明すると、導電性薄膜の横は第１長さ（Ｌ）を有し、縦は第１幅（Ｗ）を有する長方形状である。また、メイン電極１１０、１１５は導電性薄膜４０５の両側縦周縁に沿って形成され、メイン電極１１０、１１５の長さは導電性薄膜４０５の第１幅（Ｗ）よりは長い。
また、第１メイン電極１１０から第１枝電極４２０ａと導電性薄膜４０５の第１部分４０５ａを経て第２枝電極４２０ｂと第２メイン電極１１５に電流が流れ、第１メイン電極１１０から第３枝電極４２０ｃと導電性薄膜４０５の第２部分４０５ｂを経て第２枝電極４２０ｂと第２メイン電極１１５に電流が流れる。
【００４８】
図４Ａに示したように、本実施形態において第１枝電極４２０ａと第２枝電極４２０ｂの距離はＷ／１０であり、第２枝電極４２０ｂと第３枝電極４２０ｃの距離もＷ／１０である。また第３枝電極４２０ｃと第４枝電極４２０ｄの距離は３Ｗ／５であり、第４枝電極４２０ｄと第５枝電極４２０ｅの距離はＷ／１０であり、第５枝電極４２０ｅと第６枝電極４２０ｆの距離もＷ／１０である。
【００４９】
再び図面を参照して説明すると、本実施形態による導電性薄膜４０５は枝電極（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ）の間に幅が狭い第１領域４５０ａおよび枝電極（４２０ｃ、４２０ｄ）の間に幅が相対的に広い第２領域４５０ｂを有する。
【００５０】
第１領域４５０ａは不透明の枝電極（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ）の影響で可視光の透過率が低く、第２領域４５０ｂは相対的に可視光の透過率が高い。
つまり、図４Ａの構造において、第２領域４５０ｂは視認性（可視光透過率）が良く、第１領域４５０ａは視認性が落ちる。このような構造は視認性が良く発熱性能が高い必要がある装置に応用できる。
【００５１】
図４Ｂは図４Ａの構造を概略的に示した回路図である。
図４Ａの構造は図４Ｂに示した回路図で表示できる。この回路図について説明すると、一部枝電極（４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ、４２０ｅ）がない場合に全体導電性薄膜４０５の電気抵抗がＲであると仮定して、本実施形態のように枝電極（４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ、４２０ｅ）が形成される場合、メイン電極１１０、１１５の間に抵抗（Ｒ"）は略Ｒ／４２に過ぎない（下記の数式３参照）。
【００５２】
【数３】
【００５３】
参考までに、各枝電極（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ、４２０ｅ、４２０ｆ）の間に距離が全てＷ／５の場合にはメイン電極１１０、１１５の間に抵抗は略Ｒ／２５である。
【００５４】
図５は本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の製造フローチャートである。
図１Ａと図５を参照して説明すると、本実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱基板の製造形成段階は、透明基板１００上に導電性薄膜１０５を形成する導電性薄膜形成段階（Ｓ１）、導電性薄膜１０５に隣接するようにメイン電極１１０、１１５を形成するメイン電極形成段階（Ｓ２）、メイン電極１１０、１１５から始まって導電性薄膜１０５の上に伸びて枝電極１２０を形成する枝電極形成段階（Ｓ３）を含む。
【００５５】
図５では導電性薄膜形成段階（Ｓ１）、メイン電極形成段階（Ｓ２）および枝電極形成段階（Ｓ３）が順次に記載されているが、これらの順序は互いに変わってもよい。例えば、本実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造形成段階は、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ２、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ１、Ｓ２→Ｓ１→Ｓ３、Ｓ３→Ｓ１→Ｓ２およびＳ２→Ｓ３→Ｓ１のフローチャート（図示せず）を従うことができる。
【００５６】
図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造工程図である。
図６Ａに示したように、透明な基板１００上に透明な導電性薄膜１０５を薄く塗布して形成する。次の図６Ｂに示したように、導電性薄膜１０５と隣接するようにメイン電極１１０、１１５を形成する。次の図６Ｃに示したように、メイン電極１１０、１１５から始まって導電性薄膜１０５に沿って枝電極１２０ａ、１２０ｂを形成する。
【００５７】
図６Ａ乃至図６Ｃは図５で代表的に開示されたフローチャートを参照して説明した図面だが、図５で、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ２、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ１、Ｓ２→Ｓ１→Ｓ３、Ｓ→３→Ｓ１→Ｓ２およびＳ２→Ｓ３→Ｓ１のフローチャート（図示せず）により製造工程が変わってもよい。また上でＳ２→Ｓ３、Ｓ２→Ｓ３は同じ材質の金属で同時に製作できる。
【００５８】
まず、導電性薄膜１０５は酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、炭素ナノチューブおよび導電性ポリマーのような材料をスパッタリング、スピンコーティング、グラビア印刷、スプレーコーティング、スリットコーティングおよびディップコーティングを含む多様な方法によって透明基板１００上に形成できる。
【００５９】
特に微細な電極（１１０、１１５、１２０ａ、１２０ｂ）の材料として不透明な大部分の金属材質も用いることができ、透明性を考慮する場合には既存の酸化インジウム錫（ＩＴＯ）をはじめとする多様な透明な導電性材料が用いられる。
電極（１１０、１１５、１２０ａ、１２０ｂ）を形成する方法としては、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビア印刷およびオプチカルリソグラフィがあって、電極の厚さ、幅により適切な方法を選択して利用することができる。特に枝電極の場合にはワイヤー状に形成された金属線を付着する方式で形成できる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付図の範囲内で多様に変形して実施可能であり、これらも本発明の範囲に属するのは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図
【図１Ｂ】図１Ａの構造を概略的に示した回路図
【図２】図１ＡのＩＩ-ＩＩ断面図
【図３】第２実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図
【図４Ａ】第３実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図
【図４Ｂ】図４Ａの構造を概略的に示した回路図
【図５】本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の製造フローチャート
【図６Ａ】本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造工程図
【図６Ｂ】本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造工程図
【図６Ｃ】本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造工程図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００ 基板
１０５ 導電性薄膜
３０５ａ 導電性薄膜
３０５ｂ 導電性薄膜
３０５ｃ 導電性薄膜
４０５ 導電性薄膜
１１０ メイン電極
１１５ メイン電極
１２０ａ 第１枝電極
３２０ａ 第１枝電極
４２０ａ 第１枝電極
１２０ｂ 第２枝電極
３２０ｂ 第２枝電極
４２０ｂ 第２枝電極
１２０ｃ 第３枝電極
３２０ｃ 第３枝電極
４２０ｃ 第３枝電極
１２０ｄ 第４枝電極
３２０ｄ 第４枝電極
４２０ｄ 第４枝電極
２００ 透明誘電層
３２０ｅ 第５枝電極
４２０ｅ 第５枝電極
３２０ｆ 第６枝電極
４２０ｆ 第６枝電極
４５０ａ 第１領域
４５０ｂ 第２領域
Ｇ１ 第１ギャップ
Ｇ２ 第２ギャップ
Ｓ１ 導電性薄膜形成段階
Ｓ２ メイン電極形成段階
Ｓ３ 枝電極形成段階
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電性薄膜と電極を備えた発熱基板、およびその製造方法に関し、より詳しくは導電性薄膜に電極を形成し、この電極と導電性薄膜に電流が流れると共に熱が発生される導電性薄膜と電極を備えた発熱基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に透明な導電性薄膜に電流を印加することによって熱を発生させるが、この導電性薄膜の電気抵抗により発熱量が制限される。より多い発熱量を放出すべき発熱装置において、電気抵抗により発熱量が制限されるのは決定的な問題となる。
【０００３】
実際、発熱装置はポリエステル（ＰＥＴ）基板上に導電性薄膜を塗布し両周縁に金属成分の電極を形成させて構成されるが、この時、導電性薄膜の抵抗が大きいため、発熱量を増加させるには限界がある。
【０００４】
自動車のフロントガラスや後面ガラスのように広い面積に発熱装置を適用する場合は、発熱量が十分でなければ霜除去（Ｄｅｆｒｏｓｔｉｎｇ）効果を得ることができない。特に、一般に自動車は１２Ｖｏｌｔ電圧を使用するが、このような大きさの電圧で発熱量を増加させるのは限界がある。
【０００５】
代表的な導電性薄膜の材料である酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の場合には、表面抵抗が製造条件により数オーム（Ω）から数千オーム（Ω）まで変化させることができるが、数オーム（Ω）まで低くするためには高い費用と難しい工程を要する。
【０００６】
また、炭素ナノチューブや導電性ポリマーで形成された薄膜の場合には、一般的に透明度を害せず表面抵抗を数百オーム（Ω）以下に下げるのはかなり難しい。
一部応用分野において抵抗の大きさは大きい問題にはならないが、低い抵抗が要求される製品にはその適用に大きい障害となる。従って、現在導電性薄膜の透明度を維持すると共に、抵抗を低くする研究が進められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記のような問題を解決するために案出されたもので、導電性薄膜の抵抗を低くすることによって優れた導電性と発熱性能を有する導電性薄膜と電極を備えた発熱基板およ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】
本発明による導電性薄膜と電極とを備えた発熱基板は、透明基板と、前記透明基板の一面に形成される複数の電極と、前記透明基板の一面に形成されて、前記複数の電極によって電気的に並列連結される複数の領域を含む導電性薄膜とを含む。
【０００９】
この時、導電性薄膜において、複数の領域は、物理的に分離されて距離をおいて配置されることができる。または、前記複数の領域が互いに隣接して形成されて、一体の導電性薄膜をなすこともできるが、この場合に各領域は電極などを境界にして区分されることができる。
【００１０】
また、前記電極は、前記導電性薄膜の第１周縁と隣接して前記基板上に伸びて形成される第１メイン電極と、前記第１周縁と対向する第２周縁と隣接して前記基板上に伸びて形成される第２メイン電極と、前記第１メイン電極から伸び、前記導電性薄膜に接して前記導電性薄膜の一側を横切って前記第２メイン電極方向に延長形成される第１枝電極と、前記第２メイン電極から伸び、前記導電性薄膜に接して前記第１枝電極と対応して形成される第２枝電極と、を含む。
【００１１】
また、前記導電性薄膜は厚さが均一な長方形状に形成され、前記第１枝電極は複数に備えられ、前記第２枝電極は前記第１枝電極に対応して形成されるのが望ましい。また、前記第１枝電極と前記第２枝電極とが交互に繰り返し成されるのが望ましい。
【００１２】
また、前記第１枝電極と前記第２枝電極とは互いに平行に配置されて、一つの前記第１枝電極とこれに対応する前記第２枝電極との間は第１幅だけ離隔され、他の一つの前記第１枝電極とこれに対応する前記第２枝電極との間は第２幅だけ離隔され、前記第１幅より前記第２幅が長く形成できる。また前記第１幅が形成された第１領域より前記第２幅が形成された第２領域の可視光透光率が大きい。
【００１３】
また、前記導電性薄膜は、第１導電性薄膜および前記第１導電性薄膜と一定のギャップをおいて形成される第２導電性薄膜を含み、前記第１枝電極は前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜との一側周縁に接して形成され、前記第２枝電極は前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜との他側周縁に接して形成され、前記第１メイン電極と前記第２メイン電極とが電気的に並列連結される。
【００１４】
また、前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜とは同じ形態を有し、前記導電性薄膜は可視光の透過率が１０％乃至９９．９％の範囲に属することができる。また前記導電性薄膜は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＣｄＳｎＯ４、炭素ナノチューブを含む炭素基盤素材、フッ素が添加されること錫酸化物（ＦＴＯ）およびアルミニウムが添加された亜鉛酸化物（ＡＺＯ）から選択された一つ以上の成分を含むのが望ましい。
【００１５】
また、前記メイン電極と前記枝電極は、導電性薄膜に比べて表面抵抗が低くなるように形成され、前記メイン電極と前記枝電極は、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）や銅（Ｃｕ）材質を含む金属で形成される。または、前記メイン電極および前記枝電極のうちの少なくともいずれか一つの電極が透明伝導性物質で構成される。
【００１６】
また、前記基板上に透明誘電層が形成され、前記透明誘電層は前記導電性薄膜、および前記電極を覆うことができる。
【００１７】
同時に、本発明による導電性薄膜と電極とを備えた発熱基板を製造する方法は、基板上に導電性薄膜を形成する導電性薄膜形成段階と、前記導電性薄膜の周縁と隣接して前記基板上に伸びてメイン電極を形成するメイン電極形成段階と、前記メイン電極から伸びて前記導電性薄膜に接して前記導電性薄膜の一側を横切って枝電極を形成する枝電極形成段階と、を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板によると、基板上に形成されたメイン電極間に導電性薄膜が形成され、この導電性薄膜に枝電極が形成され、この導電性薄膜は電気的に並列連結される。従って、メイン電極間に導電性薄膜の電気的抵抗は減るようになる。結果的に、導電性薄膜を通してより多い電流が流れて導電性薄膜の発熱量が増加する。
【００１９】
また、本発明による導電性薄膜と電極を備えた発熱装置において、導電性薄膜が多数に分けられて、このように分けられた導電性薄膜に各々枝電極が形成される。従って、導電性薄膜を通して電流がより容易に流れて導電性薄膜の発熱性能がより向上する。
【００２０】
また、本発明による導電性薄膜と電極を備えた発熱装置において、導電性薄膜に形成された枝電極の間の幅を一定化することによって、導電性薄膜を通して流れる電流の分布が均一に形成される。従って、導電性薄膜全体積で均一な発熱性能を表すことができる。
【００２１】
また、本発明による導電性薄膜と電極を備えた発熱装置において、導電性薄膜に形成された枝電極の間に幅が互いに異なり、幅が広い部分は視認性（可視光透過率）の高い部位に適用され、幅が狭い部分は視認性が高くない部位に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図を参照して本発明の実施形態について本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は多様な形態に具現でき、ここで説明する実施形態に限られない。
図面で本発明を明確に説明するために説明上不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同じ参照符号を付けた。
以下、添付図を参照して、本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板について詳しく説明する。
【００２３】
図１Ａは本発明の第１実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図である。
図１Ａを参照して説明すると、本実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板は、透明な基板１００と、この基板１００上に薄く形成される導電性薄膜１０５と、この導電性薄膜１０５の両側周縁に沿って隣接形成されるメイン電極１１０、１１５と、このメイン電極１１０、１１５から各々伸びて形成される枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）と、を含む。
本実施形態で、導電性薄膜１０５は長方形状で基板１００上に形成される。また図１に示したように、第１メイン電極１１０は導電性薄膜１０５の左側周縁と隣接形成され、第２メイン電極１１５は導電性薄膜１０５の右側周縁に隣接形成される。
【００２４】
また、枝電極は第１枝電極１２０ａ、第２枝電極１２０ｂ、第３枝電極１２０ｃおよび第４枝電極１２０ｄを含み、第１枝電極１２０ａと第３枝電極１２０ｃは第１メイン電極１１０から伸びて第２メイン電極１１５方向に延長されて導電性薄膜１０５の上に形成される。また第２枝電極１２０ｂと第４枝電極１２０ｄは、第２メイン電極１１５から伸びて第１メイン電極１１０方向に延長されて導電性薄膜１０５の上に形成される。
図１Ａに示したように、枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）は互いに平行に配置され、第１メイン電極１１０から始まる枝電極（１２０ａ、１２０ｃ）と第２メイン電極１１５から始まる枝電極（１２０ｂ、１２０ｄ）は交互に配置される。
【００２５】
本実施形態において、電流は第１メイン電極１１０から枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）を経て第２メイン電極１１５に流れる。より詳細に説明すると、第１メイン電極１１０から第１枝電極１２０ａと導電性薄膜１０５の上部１０５ａを経て第２枝電極１２０ｂと第２メイン電極１１５に電流が流れる。
【００２６】
同様に、第１メイン電極１１０から第３枝電極１２０ｃと導電性薄膜１０５の中間部分１０５ｂを経て第２枝電極１２０ｂと第２メイン電極１１５に電流が流れ、第１メイン電極１１０から第３枝電極１２０ｃと導電性薄膜１０５の下部１０５ｃを経て第４枝電極１２０ｄと第２メイン電極１１５に電流が流れる。
図１Ｂは図１Ａの構造を概略的に示した回路図である。この時、本発明の計算では枝電極の抵抗が導電性薄膜の抵抗に比べて大変少ない値を有すると仮定して無視した。
【００２７】
図１Ａの構造は図１Ｂに示した回路図とも表示できる。この回路図についてより詳細に説明する。中間を通る枝電極１２０ｂ、１２０ｃがない時、全体導電性薄膜（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）の電気的な抵抗がＲであると仮定すると、各導電性薄膜（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）の抵抗はＲ／３に過ぎない。従って、図１Ｂに示した回路図によると、メイン電極１１０、１１５の間に電気的な抵抗（Ｒ'）は略Ｒ／９に過ぎない（下記の数式１参照）。
【００２８】
【数１】
【００２９】
枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）によって３つの各導電性薄膜（１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ）の各幅が減って各導電性薄膜の電気抵抗が１／３に減り、これらが再び並列連結されるため電気的な抵抗は１／９にさらに減るようになる。理論上このように導電性薄膜を分割する場合、抵抗は自乗に比例して減るようになる。
【００３０】
本実施形態で、電圧（Ｖ）が一定の時に抵抗（Ｒ）が減少すると電流（Ｉ）の大きさは増加する。このように電流（Ｉ）の大きさが増加すると電力量（Ｐ）は増加する（下記の数式２参照）
【００３１】
【数２】
【００３２】
本実施形態において、枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）の数を増やすとメイン電極１１０、１１５の間に抵抗はさらに減少する。但し、枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）には銀（Ａｇ）と銅（Ｃｕ）のように導電性は優れているが不透明な材質を用いるために本実施形態による発熱装置の可視光透過率は減少する。電極（１１０、１１５、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）の材料としては自動車ガラスの霜除去装置のように金属ワイヤーを直接的に使用することもできる。
【００３３】
しかし、本発明はこれに限定されるのではなく、メイン電極１１０、１１５および／または枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）が透明導電性物質で構成できる。このような透明伝導性物質としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、フッ素が添加された錫酸化物（ＦＴＯ）、アルミニウムが添加された亜鉛酸化物（ＡＺＯ）等の多様な物質が用いられる。メイン電極１１０、１１５および／または枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）が透明導電性物質で構成される場合には可視光透過率が高められる。本実施形態だけでなく後述する実施形態においてもメイン電極および／または枝電極が透明導電性物質で構成できることは当然である。
【００３４】
図２は図１ＡのＩＩ-ＩＩ線による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の断面図である。
図２に示したように、基板１００上に導電性薄膜１０５、メイン電極１１０、１１５および枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）が形成される。また、このような基板１００上には透明な誘電層２００または絶縁層（図示せず）がさらに形成でき、このような誘電層２００は導電性薄膜１０５、メイン電極１１０、１１５および枝電極（１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ）を覆うことによって、水分や異物などからこれらを保護する。
【００３５】
本実施形態において導電性薄膜１０５の厚さは１００μｍ以下に形成されるのが望ましいが、そのサイズにおいて特別な制限はない。また、導電性薄膜１０５は可視光の透過率が１０％乃至９９．９％の範囲に属するのが望ましい。また導電性薄膜１０５の表面抵抗が０．１Ω／□以上１０１２Ω／□以下であることが望ましい。
【００３６】
透明導電性薄膜１０５としては多様な素材が活用されるが、最も多く用いられるのは酸化インジウム錫（ＩＴＯ）である。特に本発明の実施形態においては導電性ポリマー、炭素ナノチューブを含む炭素基盤素材などが用いられる。
【００３７】
透明導電性薄膜１０５としては、前述した材料以外にもＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３およびＣｄＳｎＯ４のような多様な素材が活用でき、金属（例えば、Ａｕ、Ａｌ、Ａｇなど）やフッ素（Ｆｌｕｏｒｉｎｅ）等の機能性物質が一部含まれるようにして導電性が改善された薄膜を製造できる。
【００３８】
透明導電性薄膜１０５としては、例えば、フッ素が添加された錫酸化物（ＦＴＯ）、アルミニウムが添加された亜鉛酸化物（ＡＺＯ）の薄膜などが適用される。
また他の透明な導電性薄膜として用いられる材料としては有機導電性ポリマーがある。有機導電性ポリマーの発達は１９７０年代以来進められてきた。このような努力でポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールおよびポリアセンチレンのようなポリマー類を基材にした導電性物質が開発された。
【００３９】
また、本実施形態で、炭素基盤の素材（炭素ナノチューブとｃａｒｂｏｎ ｂｌａｃｋなど）を利用した導電性薄膜が製造できる。ここで炭素ナノチューブは単一壁炭素ナノチューブ、多重壁炭素ナノチューブおよび炭素ナノチューブに導電性改善のために多様な物質（金属またはポリマーなど）を添加したのを含む。
但し、導電性薄膜に用いられる材料は、一般に薄膜に製造および使用できる全ての物質を活用できる。また本実施形態による透明な導電性薄膜は、電界放出ディスプレイ、停電遮蔽、タッチスクリーン、ＬＣＤ用電極、ヒーター、機能性光学フィルム、複合材料、化学およびバイオセンサー、太陽電池、エネルギー貯蔵物質、電子素子などに活用できる。
【００４０】
特にポリマーや炭素ナノチューブは、柔軟で透明な導電性薄膜が必要なフレキシブルディスプレイやフレキシブルソーラーセル（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ）等の材料としても効果的に用いられる。
図３は本発明の第２実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図である。
【００４１】
図３を参照して説明すると、導電性薄膜は第１導電性薄膜３０５ａ、第２導電性薄膜３０５ｂおよび第３導電性薄膜３０５ｃを含む。本実施形態において、これら（３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ）は全て同じ規格の長方形状で基板上に形成されている。また、第１導電性薄膜３０５ａと第２導電性薄膜３０５ｂは第１ギャップ（Ｇ１）を有し、第２導電性薄膜３０５ｂと第３導電性薄膜３０５ｃは第２ギャップ（Ｇ２）を有している。各導電性薄膜（３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ）は互いに物理的に離れていながら電気的にも絶縁される。この部分は図１Ａを参照して説明した本発明の第１実施形態と異なる部分である。本実施形態において、第１ギャップ（Ｇ１）と第２ギャップ（Ｇ２）は同じ大きさを有するのは当然である。
【００４２】
第１導電性薄膜３０５ａの上部側周縁に沿って第１枝電極３２０ａが第１メイン電極１１０から形成され、下部側周縁に沿って第２枝電極３２０ｂが第２メイン電極１１５から形成される。
【００４３】
同様に第２導電性薄膜３０５ｂの上部側周縁に沿って第３枝電極３２０ｃが第１メイン電極１１０から形成され、下部側周縁に沿って第４枝電極３２０ｄが第２メイン電極１１５から形成される。また、第３導電性薄膜３０５ｃの上部側周縁に沿って第５枝電極３２０ｅが第１メイン電極１１０から形成され、下部側周縁に沿って第６枝電極３２０ｆが第２メイン電極１１５から形成される。
【００４４】
図４Ａは本発明の第３実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図である。
図４Ａを参照して説明すると、本実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板は、透明な基板１００、この基板１００上に薄くフィルム状で形成される導電性薄膜４０５、この導電性薄膜４０５の両側周縁に沿って形成されるメイン電極１１０、１１５およびメイン電極１１０、１１５から各々伸びて形成される枝電極４２０を含む。
【００４５】
枝電極は第１枝電極４２０ａ、第２枝電極４２０ｂ、第３枝電極４２０ｃ、第４枝電極４２０ｄ、第５枝電極４２０ｅおよび第６枝電極４２０ｆを含む。また、第１枝電極４２０ａ、第３枝電極４２０ｃおよび第５枝電極４２０ｅは、第１メイン電極１１０から伸びて第２メイン電極１１５方向に延長されて導電性薄膜４０５の上に形成される。また、第２枝電極４２０ｂ、第４枝電極４２０ｄおよび第６枝電極４２０ｆは、第２メイン電極１１５から伸びて第１メイン電極１１０方向に延長されて導電性薄膜４０５の上に形成される。
【００４６】
図４Ａに示したように、枝電極（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ、４２０ｅ、４２０ｆ）は互いに平行配置され、第１メイン電極１１０から始まる枝電極（４２０ａ、４２０ｃ、４２０ｅ）と第２メイン電極１１５から始まる枝電極（４２０ｂ、４２０ｄ、４２０ｆ）は交互に配置される。
本実施形態で、電流は第１メイン電極１１０から枝電極４２０と導電性薄膜４０５を経て第２メイン電極１１５に流れる。
【００４７】
本実施形態による発熱基板についてより詳細に説明すると、導電性薄膜の横は第１長さ（Ｌ）を有し、縦は第１幅（Ｗ）を有する長方形状である。また、メイン電極１１０、１１５は導電性薄膜４０５の両側縦周縁に沿って形成され、メイン電極１１０、１１５の長さは導電性薄膜４０５の第１幅（Ｗ）よりは長い。
また、第１メイン電極１１０から第１枝電極４２０ａと導電性薄膜４０５の第１部分４０５ａを経て第２枝電極４２０ｂと第２メイン電極１１５に電流が流れ、第１メイン電極１１０から第３枝電極４２０ｃと導電性薄膜４０５の第２部分４０５ｂを経て第２枝電極４２０ｂと第２メイン電極１１５に電流が流れる。
【００４８】
図４Ａに示したように、本実施形態において第１枝電極４２０ａと第２枝電極４２０ｂの距離はＷ／１０であり、第２枝電極４２０ｂと第３枝電極４２０ｃの距離もＷ／１０である。また第３枝電極４２０ｃと第４枝電極４２０ｄの距離は３Ｗ／５であり、第４枝電極４２０ｄと第５枝電極４２０ｅの距離はＷ／１０であり、第５枝電極４２０ｅと第６枝電極４２０ｆの距離もＷ／１０である。
【００４９】
再び図面を参照して説明すると、本実施形態による導電性薄膜４０５は枝電極（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ）の間に幅が狭い第１領域４５０ａおよび枝電極（４２０ｃ、４２０ｄ）の間に幅が相対的に広い第２領域４５０ｂを有する。
【００５０】
第１領域４５０ａは不透明の枝電極（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ）の影響で可視光の透過率が低く、第２領域４５０ｂは相対的に可視光の透過率が高い。
つまり、図４Ａの構造において、第２領域４５０ｂは視認性（可視光透過率）が良く、第１領域４５０ａは視認性が落ちる。このような構造は視認性が良く発熱性能が高い必要がある装置に応用できる。
【００５１】
図４Ｂは図４Ａの構造を概略的に示した回路図である。
図４Ａの構造は図４Ｂに示した回路図で表示できる。この回路図について説明すると、一部枝電極（４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ、４２０ｅ）がない場合に全体導電性薄膜４０５の電気抵抗がＲであると仮定して、本実施形態のように枝電極（４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ、４２０ｅ）が形成される場合、メイン電極１１０、１１５の間に抵抗（Ｒ"）は略Ｒ／４２に過ぎない（下記の数式３参照）。
【００５２】
【数３】
【００５３】
参考までに、各枝電極（４２０ａ、４２０ｂ、４２０ｃ、４２０ｄ、４２０ｅ、４２０ｆ）の間に距離が全てＷ／５の場合にはメイン電極１１０、１１５の間に抵抗は略Ｒ／２５である。
【００５４】
図５は本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の製造フローチャートである。
図１Ａと図５を参照して説明すると、本実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱基板の製造形成段階は、透明基板１００上に導電性薄膜１０５を形成する導電性薄膜形成段階（Ｓ１）、導電性薄膜１０５に隣接するようにメイン電極１１０、１１５を形成するメイン電極形成段階（Ｓ２）、メイン電極１１０、１１５から始まって導電性薄膜１０５の上に伸びて枝電極１２０を形成する枝電極形成段階（Ｓ３）を含む。
【００５５】
図５では導電性薄膜形成段階（Ｓ１）、メイン電極形成段階（Ｓ２）および枝電極形成段階（Ｓ３）が順次に記載されているが、これらの順序は互いに変わってもよい。例えば、本実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造形成段階は、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ２、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ１、Ｓ２→Ｓ１→Ｓ３、Ｓ３→Ｓ１→Ｓ２およびＳ２→Ｓ３→Ｓ１のフローチャート（図示せず）を従うことができる。
【００５６】
図６Ａ乃至図６Ｃは本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造工程図である。
図６Ａに示したように、透明な基板１００上に透明な導電性薄膜１０５を薄く塗布して形成する。次の図６Ｂに示したように、導電性薄膜１０５と隣接するようにメイン電極１１０、１１５を形成する。次の図６Ｃに示したように、メイン電極１１０、１１５から始まって導電性薄膜１０５に沿って枝電極１２０ａ、１２０ｂを形成する。
【００５７】
図６Ａ乃至図６Ｃは図５で代表的に開示されたフローチャートを参照して説明した図面だが、図５で、Ｓ１→Ｓ３→Ｓ２、Ｓ２→Ｓ３→Ｓ１、Ｓ２→Ｓ１→Ｓ３、Ｓ→３→Ｓ１→Ｓ２およびＳ２→Ｓ３→Ｓ１のフローチャート（図示せず）により製造工程が変わってもよい。また上でＳ２→Ｓ３、Ｓ２→Ｓ３は同じ材質の金属で同時に製作できる。
【００５８】
まず、導電性薄膜１０５は酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、炭素ナノチューブおよび導電性ポリマーのような材料をスパッタリング、スピンコーティング、グラビア印刷、スプレーコーティング、スリットコーティングおよびディップコーティングを含む多様な方法によって透明基板１００上に形成できる。
【００５９】
特に微細な電極（１１０、１１５、１２０ａ、１２０ｂ）の材料として不透明な大部分の金属材質も用いることができ、透明性を考慮する場合には既存の酸化インジウム錫（ＩＴＯ）をはじめとする多様な透明な導電性材料が用いられる。
電極（１１０、１１５、１２０ａ、１２０ｂ）を形成する方法としては、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビア印刷およびオプチカルリソグラフィがあって、電極の厚さ、幅により適切な方法を選択して利用することができる。特に枝電極の場合にはワイヤー状に形成された金属線を付着する方式で形成できる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるのではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明および添付図の範囲内で多様に変形して実施可能であり、これらも本発明の範囲に属するのは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図
【図１Ｂ】図１Ａの構造を概略的に示した回路図
【図２】図１ＡのＩＩ-ＩＩ断面図
【図３】第２実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図
【図４Ａ】第３実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の平面図
【図４Ｂ】図４Ａの構造を概略的に示した回路図
【図５】本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の製造フローチャート
【図６Ａ】本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造工程図
【図６Ｂ】本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造工程図
【図６Ｃ】本発明の実施形態による導電性薄膜と電極を利用した発熱装置の製造工程図である。
【符号の説明】
【００６２】
１００ 基板
１０５ 導電性薄膜
３０５ａ 導電性薄膜
３０５ｂ 導電性薄膜
３０５ｃ 導電性薄膜
４０５ 導電性薄膜
１１０ メイン電極
１１５ メイン電極
１２０ａ 第１枝電極
３２０ａ 第１枝電極
４２０ａ 第１枝電極
１２０ｂ 第２枝電極
３２０ｂ 第２枝電極
４２０ｂ 第２枝電極
１２０ｃ 第３枝電極
３２０ｃ 第３枝電極
４２０ｃ 第３枝電極
１２０ｄ 第４枝電極
３２０ｄ 第４枝電極
４２０ｄ 第４枝電極
２００ 透明誘電層
３２０ｅ 第５枝電極
４２０ｅ 第５枝電極
３２０ｆ 第６枝電極
４２０ｆ 第６枝電極
４５０ａ 第１領域
４５０ｂ 第２領域
Ｇ１ 第１ギャップ
Ｇ２ 第２ギャップ
Ｓ１ 導電性薄膜形成段階
Ｓ２ メイン電極形成段階
Ｓ３ 枝電極形成段階
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成される複数の電極と、
前記透明基板の一面に形成されて、前記複数の電極によって電気的に並列連結される複数の領域を含む導電性薄膜と、を含むことを特徴とする導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項２】
前記電極は、
前記導電性薄膜の第１周縁と隣接して前記基板上に伸びて形成される第１メイン電極と、
前記第１周縁と対向する第２周縁と隣接して前記基板上に伸びて形成される第２メイン電極と、
前記第１メイン電極から伸びて、前記導電性薄膜に接して前記導電性薄膜の一側を横切って前記第２メイン電極方向に延長形成される第１枝電極と、
前記第２メイン電極から伸びて、前記導電性薄膜に接して前記第１枝電極と対応して形成される第２枝電極と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項３】
前記導電性薄膜は厚さが均一な長方形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項４】
前記第１枝電極は複数備えられ、前記第２枝電極は前記第１枝電極に対応して形成されることを特徴とする請求項２に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項５】
前記第１枝電極と前記第２枝電極が交互に繰り返し形成されることを特徴とする請求項４に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項６】
前記第１枝電極と前記第２枝電極は互いに平行に配置されることを特徴とする請求項４に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項７】
一つの前記第１枝電極とこれに対応する前記第２枝電極との間の距離は第１幅だけ離隔され、
他の一つの前記第１枝電極とこれに対応する前記第２枝電極との間の距離は第２幅だけ離隔され、
前記第１幅より前記第２幅が長いことを特徴とする請求項４に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項８】
前記第１幅が形成された第１領域より前記第２幅が形成された第２領域の可視光透光率が大きいことを特徴とする請求項７に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項９】
前記導電性薄膜は、
第１導電性薄膜と、
前記第１導電性薄膜と一定のギャップをおいて形成される第２導電性薄膜を含み、
前記第１枝電極は前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜との一側周縁に接して形成され、
前記第２枝電極は前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜との他側周縁に接して形成され、
前記第１メイン電極と前記第２メイン電極とが並列連結されることを特徴とする請求項２に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１０】
前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜とは同じ形態を有することを特徴とする請求項９に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１１】
前記導電性薄膜は可視光の透過率が１０％乃至９９．９％の範囲に属することを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１２】
前記導電性薄膜は、
酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＣｄＳｎＯ４、炭素ナノチューブを含む炭素基盤素材、フッ素が添加された錫酸化物（ＦＴＯ）およびアルミニウムが添加された亜鉛酸化物（ＡＺＯ）から選択された一つ以上の成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１３】
前記メイン電極と前記枝電極は、
導電性薄膜に比べて表面抵抗が低くなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１４】
前記メイン電極と前記枝電極は、
アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及び、銅（Ｃｕ）の少なくとも何れか一つの材質を含む金属で構成されたことを特徴とする請求項１３に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１５】
前記メイン電極および前記枝電極のうち少なくともいずれか一つの電極は、透明伝導性物質で構成されることを特徴とする請求項２に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１６】
前記基板上に透明誘電層が形成され、
前記透明誘電層は、
前記導電性薄膜および前記電極を覆うことを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１７】
基板上に導電性薄膜を形成する導電性薄膜形成段階と、
前記導電性薄膜の周縁と隣接して前記基板上に伸びてメイン電極を形成するメイン電極形成段階と、
前記メイン電極から伸びて前記導電性薄膜に接して前記導電性薄膜の一側を横切って枝電極を形成する枝電極形成段階と、を含むことを特徴とする導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の製造方法。
【請求項１】
透明基板と、
前記透明基板の一面に形成される複数の電極と、
前記透明基板の一面に形成されて、前記複数の電極によって電気的に並列連結される複数の領域を含む導電性薄膜と、を含むことを特徴とする導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項２】
前記電極は、
前記導電性薄膜の第１周縁と隣接して前記基板上に伸びて形成される第１メイン電極と、
前記第１周縁と対向する第２周縁と隣接して前記基板上に伸びて形成される第２メイン電極と、
前記第１メイン電極から伸びて、前記導電性薄膜に接して前記導電性薄膜の一側を横切って前記第２メイン電極方向に延長形成される第１枝電極と、
前記第２メイン電極から伸びて、前記導電性薄膜に接して前記第１枝電極と対応して形成される第２枝電極と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項３】
前記導電性薄膜は厚さが均一な長方形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項４】
前記第１枝電極は複数備えられ、前記第２枝電極は前記第１枝電極に対応して形成されることを特徴とする請求項２に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項５】
前記第１枝電極と前記第２枝電極が交互に繰り返し形成されることを特徴とする請求項４に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項６】
前記第１枝電極と前記第２枝電極は互いに平行に配置されることを特徴とする請求項４に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項７】
一つの前記第１枝電極とこれに対応する前記第２枝電極との間の距離は第１幅だけ離隔され、
他の一つの前記第１枝電極とこれに対応する前記第２枝電極との間の距離は第２幅だけ離隔され、
前記第１幅より前記第２幅が長いことを特徴とする請求項４に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項８】
前記第１幅が形成された第１領域より前記第２幅が形成された第２領域の可視光透光率が大きいことを特徴とする請求項７に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項９】
前記導電性薄膜は、
第１導電性薄膜と、
前記第１導電性薄膜と一定のギャップをおいて形成される第２導電性薄膜を含み、
前記第１枝電極は前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜との一側周縁に接して形成され、
前記第２枝電極は前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜との他側周縁に接して形成され、
前記第１メイン電極と前記第２メイン電極とが並列連結されることを特徴とする請求項２に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１０】
前記第１導電性薄膜と前記第２導電性薄膜とは同じ形態を有することを特徴とする請求項９に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１１】
前記導電性薄膜は可視光の透過率が１０％乃至９９．９％の範囲に属することを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１２】
前記導電性薄膜は、
酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＣｄＳｎＯ４、炭素ナノチューブを含む炭素基盤素材、フッ素が添加された錫酸化物（ＦＴＯ）およびアルミニウムが添加された亜鉛酸化物（ＡＺＯ）から選択された一つ以上の成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１３】
前記メイン電極と前記枝電極は、
導電性薄膜に比べて表面抵抗が低くなるように形成されたことを特徴とする請求項２に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１４】
前記メイン電極と前記枝電極は、
アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及び、銅（Ｃｕ）の少なくとも何れか一つの材質を含む金属で構成されたことを特徴とする請求項１３に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１５】
前記メイン電極および前記枝電極のうち少なくともいずれか一つの電極は、透明伝導性物質で構成されることを特徴とする請求項２に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１６】
前記基板上に透明誘電層が形成され、
前記透明誘電層は、
前記導電性薄膜および前記電極を覆うことを特徴とする請求項１に記載の導電性薄膜と電極を備えた発熱基板。
【請求項１７】
基板上に導電性薄膜を形成する導電性薄膜形成段階と、
前記導電性薄膜の周縁と隣接して前記基板上に伸びてメイン電極を形成するメイン電極形成段階と、
前記メイン電極から伸びて前記導電性薄膜に接して前記導電性薄膜の一側を横切って枝電極を形成する枝電極形成段階と、を含むことを特徴とする導電性薄膜と電極を備えた発熱基板の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【公開番号】特開２００９−５７０４２（Ｐ２００９−５７０４２Ａ）
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２０７３８（Ｐ２００８−２２０７３８）
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（３０４０５９９３７）コリア・インスティテュート・オブ・マシナリー・アンド・マテリアルズ (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【出願人】（３０４０５９９３７）コリア・インスティテュート・オブ・マシナリー・アンド・マテリアルズ (27)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]