KR101447079B1 - Planar heater using zinc oxide nanoplate and method thereof - Google Patents

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조진우
이경일
이철승
서문석
신권우
김선민
박지선
박성확
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전자부품연구원
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Abstract

The present invention relates to a planar heating element using zinc oxide nanoplates and a manufacturing method thereof. The planar heating element according to an embodiment of the present invention includes: a substrate; a heat emitting layer which is made of ZnO nanoplates on the substrate; and a protection layer which is formed on the top of the heat emitting layer. The present invention can provide the planar heating element configured to ensure even temperature distribution over the entire surface.

Description

산화아연 나노플레이트를 이용한 면상 발열체 및 그 제조방법{PLANAR HEATER USING ZINC OXIDE NANOPLATE AND METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface heating element using a zinc oxide nanoplate and a method of manufacturing the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 > PLANAR HEATER USING ZINC OXIDE NANOPLATE AND METHOD THEREOF &

본 발명은 면상 발열체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화아연 나노플레이트를 이용한 면상 발열체 및 그 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar heating element and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a planar heating element using a zinc oxide nanoplate and a manufacturing method thereof.

면상 발열체(planar heater)는 히팅 매트, 히팅 패드와 같은 침구류, 주택의 바닥 난방, 사무실/작업장 등의 산업용 난방, 각종 산업장의 가열장치, 비닐하우스, 축사, 농업용 설비, 자동차용 사이드미러, 냉동 진열장 표면, 창호 시스템, 욕실 거울, 가전제품 등과 같이 다양한 산업에서 다양한 형태로 이용된다. Planar heaters are used for heating bedding such as heating mats and heating pads, floor heating for houses, industrial heating for offices and workplaces, heating devices for various industrial fields, plastic houses, farming equipment, automobile side mirrors, It is used in various forms in various industries such as a display case surface, a window system, a bathroom mirror, and a household appliance.

면상 발열체는 일반적으로 투명 부도체 기판에 전도성 발열 물질을 코팅한다. 전도성 발열 물질의 양단에는 전극을 설치한다. 그리고 양 전극에 직류 전압 또는 교류 전압을 걸어주면 전도성 발열 물질에 전류가 흐르게 되어 발열한다.Generally, the planar heating elements coat conductive non-conductive substrates with a conductive heating material. Electrodes are placed on both ends of the conductive heating material. If a direct current voltage or an alternating voltage is applied to both electrodes, a current flows through the conductive heating material and heat is generated.

면상 발열체에 이용되는 전도성 발열 물질은 다양하다. 주로 이용되는 것은 철, 니켈, 크롬, 백금 등과 같은 금속 발열체이고, 전도성 금속산화물이나 탄소와 같은 비금속 발열체도 이용된다. The conductive heating materials used in the surface heating elements are various. Typically used are metal heating elements such as iron, nickel, chromium, platinum and the like, and non-metallic heating elements such as conductive metal oxides and carbon are also used.

이와 같은 면상 발열체는 전극이 최외곽에 존재하므로 면의 바깥쪽부터 발열이 일어난다. 따라서 면 전체에 대해서 균일한 발열이 일어나지 않는 문제가 있다. 이를 해결하기 위해 신규한 전도성 발열 물질을 개발하거나 구조를 변경하는 등의 다양한 연구가 행해지고 있다.In such a surface heating element, heat is generated from the outside of the surface because the electrode exists at the outermost periphery. Therefore, there is a problem that uniform heat generation does not occur with respect to the entire surface. In order to solve this problem, various researches have been conducted such as development of a new conductive heating material or change of structure.

본 발명의 실시예들은 산화아연 나노플레이트를 발열층으로 이용하는 면상 발열체와 그 제조방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide a planar heating element using a zinc oxide nanoplate as a heating layer and a method of manufacturing the same.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판; 및 상기 기판 상에 산화아연 나노플레이트(ZnO nanoplate)로 형성되는 발열층을 포함하는 면상 발열체가 제공될 수 있다. According to an aspect of the present invention, And a surface heating element including a heating layer formed of zinc oxide nanoplate on the substrate.

또한, 상기 발열층 양단에 각각 형성되는 전극을 더 포함할 수 있고, 상기 전극은 은(Ag) 나노와이어, 은 페이스트, 구리, ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, 카본나노튜브 또는 그래핀일 수 있다. The electrode may further include an electrode formed on both ends of the heating layer. The electrode may be formed of Ag nanowire, silver paste, copper, indium tin oxide (ITO), ZnO, SnO 2 , carbon nanotube, Pin.

또한, 상기 발열층 상부에 형성되는 보호층을 더 포함하고, 상기 보호층은 액체유리로 형성될 수 있다. Further, the light emitting device may further include a protective layer formed on the heating layer, and the protective layer may be formed of liquid glass.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 증류수에 몰농도가 동일한 아연 전구체 및 아민류 화합물을 혼합하여 성장 용액을 제조하는 1단계; 상기 성장 용액을 열처리하여 산화아연 나노와이어 및 산화아연 나노플레이트를 성장시키는 2단계; 원심분리기를 통해 상기 산화아연 나노플레이트를 분리하고, 상기 산화아연 나노플레이트를 기판 상에 코팅하여 발열층을 형성하는 3단계를 포함하는 면상 발열체 제조방법이 제공될 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing a growth solution, comprising the steps of: preparing a growth solution by mixing a zinc precursor and an amine compound having the same molar concentration in distilled water; A second step of growing the zinc oxide nanowire and the zinc oxide nanoplate by heat-treating the growth solution; Separating the zinc oxide nanoplate through a centrifugal separator, and coating the zinc oxide nanoplate on the substrate to form a heat generating layer.

이 때, 상기 1단계의 아연 전구체는 질산아연 육수화물(Zinc nitrate hexahydrate), 아민류 화합물은 헥사메틸렌테트라민(HMT, Hexamethylenetetramine)이고, 상기 성장 용액은 폴리에틸렌아민을 더 포함할 수 있다. At this time, the zinc precursor in the first step may be zinc nitrate hexahydrate, the amine compound may be hexamethylenetetramine (HMT), and the growth solution may further include polyethyleneamine.

또한, 상기 질산아연 육수화물 및 헥사메틸렌테트라민의 몰농도는 0.015M 내지 0.12M 일 수 있다. In addition, the molar concentration of the zinc nitrate zinc hexahydrate and hexamethylenetetramine may be 0.015 M to 0.12 M.

한편, 상기 3단계 이후에, 상기 발열층 양단에 전극을 형성하는 단계; 및 상기 발열층 상부에 액체 유리로 형성되는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.Forming an electrode on both ends of the heating layer; And forming a protective layer formed of liquid glass on the heating layer.

본 발명의 실시예들은 산화아연 나노플레이트를 발열층으로 이용함으로써, 산화아연 나노플레이트의 (0002) 방향으로의 전류흐름을 이용하여 전면에 걸쳐 온도분포가 균일한 면발열체를 제공 가능하다. Embodiments of the present invention can provide a surface heating element having a uniform temperature distribution over the entire surface by using the current flow in the (0002) direction of the zinc oxide nanoplate by using the zinc oxide nanoplate as the heating layer.

또한, 산화아연 나노플레이트는 대량 합성이 가능하고 저가의 용액 공정을 이용하여 기판 상에 발열층을 형성할 수 있으므로 제조비용 측면에서 장점을 갖는다.Also, the zinc oxide nanoplate can be mass-synthesized and has an advantage in terms of manufacturing cost since a heating layer can be formed on a substrate by using a low-cost solution process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열체의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 면상 발열체에서 발열층의 개념을 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a planar heating element according to an embodiment of the present invention; FIG.
2A and 2B are views showing the concept of a heat generating layer in the planar heating element of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열체(100)의 단면을 개략적으로 도시한 도면이다. 1 is a schematic view showing a cross section of a planar heating element 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 면상 발열체(100)는 기판(110)과, 기판(110) 상에 형성되는 발열층(120)을 포함한다. 발열층(120)은 산화아연 나노플레이트(ZnO nanoplate)로 형성된다. 1, the planar heating element 100 includes a substrate 110 and a heating layer 120 formed on the substrate 110. [ The heating layer 120 is formed of a zinc oxide nanoplate.

기판(110)은 투명성을 가지며 면상 발열체에 이용 가능한 기판이면 모두 해당될 수 있다. 이러한 기판(110)의 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에테르술폰(PES), 고리형 올레핀 고분자(COC), TAC(Triacetylcellulose) 필름, 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol; PVA) 필름, 폴리이미드(Polyimide; PI) 필름, 폴리스틸렌(Polystyrene; PS), 이축연신폴리스틸렌(K레진 함유 biaxially oriented PS; BOPS), 유리 또는 강화유리 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The substrate 110 has transparency and may be any substrate that can be used for an area heating element. Examples of such a substrate 110 include PET, polycarbonate (PC), polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), cyclic olefin polymer ), TAC (triacetylcellulose) film, polyvinyl alcohol (PVA) film, polyimide (PI) film, polystyrene (PS), biaxially oriented PS Or tempered glass, but is not limited thereto.

발열층(120)은 산화아연 나노플레이트로 형성된다. 산화아연 나노플레이트는 산화아연으로 이루어진 나노급의 플레이트 구조를 갖는다. The heating layer 120 is formed of a zinc oxide nanoplate. The zinc oxide nanoplate has a nano-scale plate structure made of zinc oxide.

산화아연(ZnO)은 3.37eV의 밴드갭 에너지와 60mV의 큰 엑시톤(exciton) 결합에너지를 갖는 직접 천이형 반도체이다. 산화아연은 우르짜이트(wurtzite) 결정구조를 가지며, 나노 선, 나노 막대, 나노 비늘, 나노 브릿지, 나노 튜브, 나노 벨트, 나노 링과 같이 다양한 형태의 나노 구조물을 제작 가능하다. Zinc oxide (ZnO) is a direct transition semiconductor with a band gap energy of 3.37 eV and a large exciton coupling energy of 60 mV. Zinc oxide has a wurtzite crystal structure and is capable of producing various types of nanostructures such as nanowires, nanorods, nano scales, nano-bridges, nanotubes, nanobelts, and nanorings.

산화아연은 C-axis인 (0002) 방향으로 전류흐름이 원활하다. 따라서 산화아연 나노플레이트를 이용하여 발열층(120)을 형성하는 경우에는 상기 산화아연의 전류흐름 특성을 효과적으로 이용할 수 있다. Zinc oxide has a smooth current flow in the (0002) direction which is the C-axis. Therefore, when the heat generating layer 120 is formed using the zinc oxide nanoplate, the current flow characteristics of the zinc oxide can be effectively utilized.

관련하여 도 2a 및 도 2b에서는 도 1의 면상 발열체(100)에서 발열층(120)의 개념을 도시하였다. In FIGS. 2A and 2B, the concept of the heat generating layer 120 in the planar heating element 100 of FIG. 1 is shown.

발열층(120)은 산화아연 나노플레이트(121)로 형성된다. 수많은 산화아연 나노플레이트(121)가 도 2a에 도시된 것과 같이 서로 일부 중첩된 채로 하나의 레이어(layer)를 이룰 수 있다. 산화아연 나노플레이트(121)는 플레이트면 전면에 걸쳐 원활한 전류흐름을 갖는다. The heating layer 120 is formed of a zinc oxide nanoplate 121. A large number of zinc oxide nano plates 121 may form a single layer with some overlap with each other as shown in FIG. 2A. The zinc oxide nanoplate 121 has a smooth current flow over the entire plate surface.

그리고 도 2b에 도시된 것과 같이 (0002) 방향으로 전류흐름이 원활하므로, 하나의 산화아연 나노플레이트(121a)와 다른 하나의 산화아연 나노플레이트(121b)가 중첩되는 부분에서는 수직방향((0002) 방향)으로 전류흐름이 원활하다.Since the current flows smoothly in the (0002) direction as shown in FIG. 2B, in the portion where one zinc oxide nano plate 121a overlaps with another zinc oxide nano plate 121b, Direction).

따라서 산화아연 나노플레이트(121)로 발열층(120)을 형성하는 경우에는 전류가 산화아연 나노플레이트(121)들의 중첩 부위에서 원활하게 이동할 수 있어, 대면적에서도 전류흐름을 원활하게 할 수 있다. 산화아연 나노플레이트(121)들 만으로도 발열층(120)을 형성할 수 있는 이유다. Therefore, when the heating layer 120 is formed of the zinc oxide nanoplate 121, the current can smoothly move at the overlapped portion of the zinc oxide nano plates 121, and current flow can be smoothly performed even in a large area. This is the reason why the heat generating layer 120 can be formed only with the zinc oxide nano plates 121.

상기와 같이 산화아연 나노플레이트(121)를 면상 발열체(100)의 발열층(120)으로 이용하는 경우에는 산화아연 나노플레이트(121)의 (0002) 방향으로의 전류흐름을 활용하여 면상 발열체(100)의 전면에 걸쳐 온도분포를 균일하게 유지할 수 있는 장점이 있다. When the zinc oxide nano plate 121 is used as the heat generating layer 120 of the surface heating element 100 as described above, the electric current flowing in the (0002) direction of the zinc oxide nano plate 121 is utilized to form the surface heating element 100, The temperature distribution can be uniformly maintained over the entire surface of the substrate.

산화아연 나노플레이트(121)의 제조와 관련해서는 후술할 면상 발열체 제조방법에 대한 설명에서 기재하기로 한다. Regarding the production of the zinc oxide nanoplate 121, a description will be given of a method of manufacturing the surface heating element to be described later.

면상 발열체(100)는 발열층(120) 양단에 각각 형성되는 전극(130)을 더 포함한다. 전극(130)은 면상 발열체(100)에 전압을 걸어주기 위한 것이다. The planar heating element 100 further includes electrodes 130 formed at both ends of the heating layer 120. The electrode 130 is for applying a voltage to the planar heating element 100.

전극(130) 중 하나는 (+) 전극으로, 다른 하나는 (-) 전극으로 기능할 수 있다. 전극(130)은 은(Ag) 나노와이어/페이스트와 같은 투명성을 갖는 금속, ITO(산화인듐주석), ZnO(산화아연), SnO2(산화주석)과 같은 산화물 투명 전극 또는 카본나노튜브, 그래핀과 같은 비산화물 투명 전극, 구리 등을 사용하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.One of the electrodes 130 may serve as a (+) electrode and the other as a (-) electrode. The electrode 130 may be formed of a transparent metal such as Ag nanowire / paste, an oxide transparent electrode such as ITO (indium tin oxide), ZnO (zinc oxide), SnO 2 (tin oxide) A non-oxide transparent electrode such as a pin, copper, or the like, but is not limited thereto.

면상 발열체(100)는 발열층(120) 상부에 형성되는 보호층(140)을 더 포함할 수 있다. 보호층(140)은 액체 유리로 형성될 수 있다. 액체 유리의 예로는 SiO2-B2O3-Na2O가 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 액체 유리는 우레아(urea) 계열의 발포제를 포함할 수 있다. 발열층(120) 상부에 액체 유리를 통해 보호층(140)을 형성함으로써 면상 발열체(100)의 내마모성 및 내스크래치성을 향상 시킬 수 있다. The planar heating element 100 may further include a protective layer 140 formed on the heating layer 120. The protective layer 140 may be formed of liquid glass. Examples of liquid glass include, but are not limited to, SiO 2 -B 2 O 3 -Na 2 O. The liquid glass may comprise a blowing agent of the urea series. The wear resistance and scratch resistance of the surface heating element 100 can be improved by forming the protective layer 140 on the heating layer 120 through the liquid glass.

상술한 것과 같이 형성되는 면상 발열체(100)는 히팅 매트, 히팅 패드와 같은 침구류, 주택의 바닥 난방, 사무실/작업장 등의 산업용 난방, 각종 산업장의 가열장치, 비닐하우스, 축사, 농업용 설비, 자동차용 사이드미러, 냉동 진열장 표면, 창호 시스템, 욕실 거울, 가전제품 등에 다양하게 이용될 수 있다. The planar heating element 100 formed as described above can be used for heating bedding such as a heating mat, a heating pad, floor heating of a house, industrial heating such as an office / workplace, a heating device of various industrial fields, a plastic house, A side mirror, a freezing display surface, a window system, a bathroom mirror, a household appliance, and the like.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 면상 발열체의 제조방법에 대하여 설명하도록 한다. 설명의 편의를 위해 상기에서 병기된 도면 부호를 이하에서도 마찬가지로 병기하기로 한다. Hereinafter, a method of manufacturing the planar heating element according to an embodiment of the present invention will be described. For convenience of description, reference numerals denoted in the above are also referred to as follows.

(1) 1단계(1) Step 1

면상 발열체 제조를 위해 증류수에 몰농도가 동일한 아연 전구체 및 아민류 화합물을 혼합하여 성장 용액을 제조한다. A zinc precursor and an amine compound having the same molar concentration are mixed in distilled water to prepare a growth solution for the production of an area heating element.

아연 전구체는 염화아연(ZnCl2), 황산아연(ZnSO4), 아연아세테이트(Zn(CH3CO2)2), 아연사이트레이트(Zn3[O2CCH2C(OH)(CO2)CH2CO2]2), 질산아연(Zn(NO3)2), 질산아연 육수화물(Zn(NO3)2·6H2O) 및 아연아세테이트이수화물(Zn(OOCCH3)2·2H2O)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. Zinc precursor is zinc chloride (ZnCl 2), zinc sulfate (ZnSO 4), zinc acetate (Zn (CH 3 CO 2) 2), zinc sites rate (Zn 3 [O 2 CCH 2 C (OH) (CO 2) CH 2 CO 2] 2), zinc nitrate (Zn (NO 3) 2) , zinc nitrate hexahydrate (Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O) and zinc ahseteyiteuyi hydrate (Zn (OOCCH 3) 2 · 2H 2 O) , And is not limited to these compounds.

아민류 화합물은 헥사메틸렌아민(hexamethyleneamine), 헥사메틸렌테트라아민 (hexamethylenetetramine, HMT), 사이클로헥실아민(cyclohexylamine), 모노에탄올아민(monoethanolamine), 디에탄올아민(diethanolamine) 및 트리에탄올아민(triethanolamine)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. The amine compounds may be selected from the group consisting of hexamethyleneamine, hexamethylenetetramine (HMT), cyclohexylamine, monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine. But it is not limited thereto.

아연 전구체와 아민류 화합물의 몰농도는 동일하며, 예컨대 상기 몰농도는 0.015M 내지 0.12M일 수 있다. The molar concentration of the zinc precursor and the amine compound is the same, for example, the molar concentration may be 0.015M to 0.12M.

본 발명의 발명자들은 아연 전구체가 질산아연 육수화물이고, 아민류 화합물이 헥사메틸렌테트라아민일 때, 상기 성장 용액에 폴리에틸렌이민(Polyethylenimine)을 추가 혼합하여 성장되는 산화아연 나노구조물의 특성이 우수함을 발견하였다. 즉, 상기 성장 용액은 폴리에틸렌이민을 더 포함할 수 있으며, 폴리에틸렌이민의 몰농도는 0.0015M일 수 있다. The inventors of the present invention have found that when the zinc precursor is zinc nitrate heptahydrate and the amine compound is hexamethylenetetramine, the properties of the zinc oxide nanostructure grown by further adding polyethyleneimine to the growth solution are excellent . That is, the growth solution may further include polyethyleneimine, and the molar concentration of polyethyleneimine may be 0.0015M.

상기 성장 용액은 30분 동안 60℃의 온도에서 교반될 수 있다(이상 1단계). The growth solution can be stirred at a temperature of 60 DEG C for 30 minutes (step 1 above).

(2) 2단계(2) Step 2

다음으로 상기 성장 용액을 열처리하여 산화아연 나노와이어 및 산화아연 나노플레이트(121)를 성장시킨다. 상기 성장 용액을 이루는 화합물들의 종류, 농도 그리고 반응 온도 등에 따라 나노 구조물의 종류나 형태가 조절될 수 있으며, 산화아연 나노와이어와 산화아연 나노플레이트(121)가 함께 생성될 수 있다. Next, the growth solution is heat-treated to grow the zinc oxide nanowire and the zinc oxide nanoplate 121. The type and shape of the nanostructure can be controlled according to the kind, concentration, and reaction temperature of the compounds forming the growth solution, and zinc oxide nanowires and zinc oxide nanoparticles 121 can be produced together.

상기 열처리는 자체적으로 교반기능이 있고 90℃ 정도의 온도를 지속적으로 유지할 수 있는 장치를 통해 대략 2시간 동안 이루어질 수 있다. 상기 장치의 예로는 본 발명의 출원인이 등록받은 한국등록특허 제10-1219440호(2013.01.02 등록)에 기재된 ZnO 나노와이어 대면적 성장 시스템이 있다. The heat treatment can be carried out for about 2 hours through a device which has its own stirring function and can maintain a temperature of about 90 ° C continuously. An example of such a device is the ZnO nanowire large area growth system described in Korean Patent No. 10-1219440 (registered on Jan. 31, 2010), which is registered by the applicant of the present invention.

상기 특허에 기재된 ZnO 나노와이어 대면적 성장 시스템은 밀도, 길이, 직경이 균일한 산화아연 나노와이어를 대면적으로 성장 시킬 수 있고, 균일한 온도 유지가 가능하다. 본 발명은 상기 특허에 기재된 내용을 포함하지만, 상기 성장 용액의 열처리가 상기 특허에 기재된 ZnO 나노와이어 대면적 성장 시스템에서만 이루어질 수 있는 것은 아니다. The ZnO nanowire large-area growth system described in the above patent can grow a zinc oxide nanowire having a uniform density, length and diameter in a large area and maintain a uniform temperature. Although the present invention includes the contents of the above patent, the heat treatment of the growth solution can not be made only in the ZnO nanowire large area growth system described in the patent.

산화아연 나노플레이트(121)는 상술한 열처리를 통해 대량 합성이 가능한 바, 제조비용 측면에서 이점이 있다. Since the zinc oxide nano plate 121 can be mass-synthesized through the above-described heat treatment, the zinc oxide nano plate 121 has an advantage in terms of manufacturing cost.

성장 용액이 상술한 장치 내에서 열처리 되면 산화아연 나노와이어 및 산화아연 나노플레이트(121)가 성장하게 된다(이상 2단계).When the growth solution is heat-treated in the above-described apparatus, zinc oxide nanowire and zinc oxide nanoplate 121 are grown (step 2 above).

(3) 3단계(3) Step 3

다음으로 본 발명의 실시예에서 필요한 것은 산화아연 나노와이어가 아닌 산화아연 나노플레이트(121)이므로, 원심분리기를 통해 산화아연 나노플레이트(121)를 분리한다. 그리고 산화아연 나노플레이트(121)를 기판(110) 상에 코팅하여 발열층(120)을 형성한다. 상기 코팅은 복수회에 걸쳐 이루어질 수 있다. Next, in the embodiment of the present invention, since the zinc oxide nanoplate 121 is not a zinc oxide nanowire, the zinc oxide nanoplate 121 is separated through a centrifugal separator. The zinc oxide nano plate 121 is coated on the substrate 110 to form the heating layer 120. The coating may be applied a plurality of times.

기판(110)의 종류는 앞에서 설명한 바 있으므로 중복 설명은 생략한다. 산화아연 나노플레이트(121)를 기판(110) 상에 코팅하는 방법으로는 용액 공정이 이용될 수 있다. 상기 용액 공정의 예로는 스핀 코팅, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 닥터블레이드 코팅, 바코팅, 인쇄 공정 등이 있다. 용액 공정은 기상 공정 등에 비해 상대적으로 공정 비용이 낮으므로 면상 발열체 제조비용 측면에서 장점을 갖는다(이상 3단계). Since the types of the substrate 110 have been described above, the duplicate description will be omitted. As a method of coating the zinc oxide nano plate 121 on the substrate 110, a solution process may be used. Examples of the solution process include spin coating, dip coating, spray coating, doctor blade coating, bar coating, printing and the like. The solution process has advantages in terms of manufacturing cost of the surface heating element because the process cost is relatively low compared with the vapor phase process (3 steps above).

(4) 4단계(4) Step 4

다음으로 발열층(120) 양단에 전극(130)을 형성하고, 발열층(120) 상부에는 액체 유리로 보호층(140)을 형성한다. 전극(130) 및 보호층(140)의 형성은 마찬가지로 용액 공정을 통해 이루어질 수 있다. 용액 공정에 대해서는 상술하였는 바, 중복 설명은 생략한다(이상 4단계). Next, an electrode 130 is formed on both ends of the heat generating layer 120, and a protective layer 140 is formed on the heat generating layer 120 with liquid glass. The formation of the electrode 130 and the protective layer 140 may likewise be accomplished through a solution process. The solution process has been described above, and redundant description is omitted (step 4 above).

이상의 공정으로 상대적으로 저가의 공정 비용으로 면상 발열체(100)가 제조될 수 있다. With the above process, the area heating element 100 can be manufactured at a relatively low cost.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, many modifications and changes may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. The present invention can be variously modified and changed by those skilled in the art, and it is also within the scope of the present invention.

100: 면상 발열체
110: 기판
120: 발열층
121: 산화아연 나노플레이트
130: 전극
140: 보호층100: plane heating element
110: substrate
120: heating layer
121: zinc oxide nanoplate
130: Electrode
140: Protective layer

Claims (8)

기판;
상기 기판 상에 산화아연 나노플레이트(ZnO nanoplate)로 형성되는 발열층; 및
상기 발열층 상부에 형성되는 보호층;을 포함하고,
상기 보호층은 액체유리인 면상 발열체.Board;
A heating layer formed on the substrate by a zinc oxide nanoplate; And
And a protective layer formed on the heating layer,
Wherein the protective layer is liquid glass. 청구항 1에 있어서,
상기 발열층 양단에 각각 형성되는 전극을 더 포함하는 면상 발열체.The method according to claim 1,
And an electrode formed on both ends of the heating layer. 청구항 2에 있어서,
상기 전극은 은(Ag) 나노와이어, 은 페이스트, 구리, ITO(Indium Tin Oxide), ZnO, SnO2, 카본나노튜브 또는 그래핀인 면상 발열체.The method of claim 2,
The electrode may be an Ag nanowire, silver paste, copper, indium tin oxide (ITO), ZnO, SnO 2 , carbon nanotube, or graphene. 삭제delete 증류수에 몰농도가 동일한 아연 전구체 및 아민류 화합물을 혼합하여 성장 용액을 제조하는 1단계;
상기 성장 용액을 열처리하여 산화아연 나노와이어 및 산화아연 나노플레이트를 성장시키는 2단계;
원심분리기를 통해 상기 산화아연 나노플레이트를 분리하고, 상기 산화아연 나노플레이트를 기판 상에 코팅하여 발열층을 형성하는 3단계를 포함하는 면상 발열체 제조방법.A first step of preparing a growth solution by mixing zinc precursor and amine compound having the same molar concentration in distilled water;
A second step of growing the zinc oxide nanowire and the zinc oxide nanoplate by heat-treating the growth solution;
Separating the zinc oxide nanoplate through a centrifugal separator, and coating the zinc oxide nanoplate on a substrate to form a heating layer. 청구항 5에 있어서,
상기 1단계의 아연 전구체는 질산아연 육수화물(Zinc nitrate hexahydrate), 아민류 화합물은 헥사메틸렌테트라민(HMT, Hexamethylenetetramine)이고, 상기 성장 용액은 폴리에틸렌아민을 더 포함하는 면상 발열체 제조방법.The method of claim 5,
Wherein the zinc precursor in the first step is zinc nitrate hexahydrate, the amine compound is hexamethylenetetramine (HMT), and the growth solution further comprises polyethyleneamine. 청구항 6에 있어서,
상기 질산아연 육수화물 및 헥사메틸렌테트라민의 몰농도는 0.015M 내지 0.12M 인 면상 발열체 제조방법.The method of claim 6,
Wherein the zinc nitrate zinc hexahydrate and hexamethylenetetramine have a molar concentration of 0.015M to 0.12M. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 3단계 이후에,
상기 발열층 양단에 전극을 형성하는 단계; 및
상기 발열층 상부에 액체 유리로 형성되는 보호층을 형성하는 단계를 더 포함하는 면상 발열체 제조방법.The method according to claim 5 or 6,
After the third step,
Forming an electrode at both ends of the heating layer; And
And forming a protective layer formed of liquid glass on the heating layer.
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