透明面状发热体的制作方法

本申请涉及一种均匀度以及发热特性优秀的透明面状发热体。

背景技术：

随着能源枯竭，世界各国对节能研究进行着大量的投资。顺应这种潮流而最近备受瞩目的面状发热体是与通常使用的电发热体相比能够减少大约20％至大约40％的电力的产品，预计电能节约以及经济波及效果会大。

一般，面状发热体利用通电时产生的辐射热，因此容易进行温度调节，并且不污染空气，具有卫生和噪音方面的优点，因此在加热垫或电热毯等寝具类中使用较多。此外，面状发热体广泛用在住宅的地暖、办公室以及作业现场等的产业用供暖、涂装干燥等各种产业现场的加热装置、塑料大棚或畜舍、农业用设备、车用后视镜、停车场的冻结防止装置、休闲用防寒装备、家电等中。

特别是最近积极地利用面状发热体，其替代欧洲的住宅供暖的较大部分，除了住宅领域之外，也能够应用为产业用干燥器、农产品干燥器、健康医疗辅助产品以及建筑辅料等，作为这样的新材料，预计不仅是在国内，在国外也将具有较高的使用可能性。

此外，正在持续地研究对面状发热体的结构以及材料进行各种变更，从而实现上述用途之外的其它用途，例如，对于服装或壁画式取暖器等方面的应用。特别是，通过使用同时表现出透明性和传导性的材料，其应用范围正在扩大到窗户以及镜子等要求透明性的领域。

由于这样的特性，可以将以往作为触摸屏面板(tsp)用而广泛使用的透明传导膜(transparentconductivethinfilm)用作面状发热体，代表性的物质可以举铟锡氧化物(ito)。但是与tsp用相同，为了制造ito薄膜，基本需要真空状态的工艺，因此需要高昂的工艺成本，而且用于ito的铟是稀有金属，预计会枯竭，并且原料本身为高价。此外，当将柔软的显示器元件弯曲或折叠时，由于薄膜碎裂而缩短寿命。

为了替代ito，正在开发将碳纳米管、石墨烯、金属纳米线、金属网格等应用为透明传导性薄膜的传导性材料的技术。

特别是，当具有一维结构的金属纳米线或者碳纳米管等形成电网络并构成传导性薄膜时，可制造导电性高的薄膜。此外，一维结构的物质的直径为数nm至数十nm，因此分散性优秀，当制成薄膜时可在可视光区得到85％以上的透射率。

但是，诸如金属纳米线或碳纳米管的具有一定纵横比的传导性物质分散为不连续相的状态下，即便在油墨中均匀地分散，但在基材上进行涂层以及干燥的过程中，传导性物质之间有可能发生凝聚。在均匀度差的状态下施加的电流无法均匀地流动，会在局部产生高热，会发生不均匀发热或者断线的情况。

另一方面，韩国授权专利第10-1222639号公开了包含石墨烯的透明发热体，但是所述透明发热体同样具有在基板上形成石墨烯的过程中均匀度差，在石墨烯上发生局部高热的问题。

技术实现要素：

所要解决的技术问题

本申请旨在解决上述问题，其目的在于，提供一种包括形成有图案的基板的透明面状发热体、形成有包含气孔的保护层的透明面状发热体、通过串联或并联所述多个透明面状发热体而形成的透明面状发热体系统。

但是，本申请所要解决的技术问题并不局限于以上提及的技术问题，本领域技术人员能够通过以下记载明确地理解未提及的其它技术问题。

解决技术问题的方案

本申请的第一方面提供一种透明面状发热体，其包括：基材；图案层，形成在所述基材上；发热层，形成在所述图案层上，包含传导性物质；以及电极，连接在所述发热层上。

根据本申请的一实施方式，所述基材可以是透明的，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述基材可以包括硅基板、玻璃基板或者高分子基板，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述图案层可以由固化树脂形成，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述图案层可以包含选自阴刻、阳刻以及它们的组合中的形状，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述图案层可以包含规则或者不规则图案，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述图案层可以包含间隔为约1μm至约500μm的图案，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述传导性物质可以选自金属氧化物、金属纳米线、碳纳米结构体、金属浆料、金属纳米粒子以及它们的组合中，但是并不局限于此。例如，所述金属氧化物可以包括选自铟锡氧化物(indiumtinoxide,ito)、锌锡氧化物(zinctinoxide,zto)、铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide,igzo)、锌铝氧化物(zincaluminumoxide,zao)、铟锌氧化物(indiumzincoxide,izo)、锌氧化物(zincoxide,zno)以及它们的组合中的金属氧化物；所述金属纳米线可以包括选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属纳米线；所述碳纳米结构体可以选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、碳黑以及它们的组合中；所述金属浆料可以包含选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属；所述金属纳米粒子可以包括选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属。

根据本申请的一实施方式，所述发热层可以具有约10nm至约500nm的厚度，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，可以进一步包括形成在所述发热层上的保护层，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述发热层可以按照所述图案层的图案形状形成，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，可以包括形成在所述保护层与按照所述图案形状形成的发热层之间的气隙，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述保护层可以具有50nm至200μm的厚度，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述保护层可以包含气孔，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述保护层的气孔可以具有5nm至10μm的大小，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，当通过所述电极供电时，可以在所述发热层上产生热量，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述电极可以包括透明电极，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述电极可以选自银、金、铂、铝、铜、铬、钒、镁、钛、锡、铅、钯、钨、镍和它们的合金、ito、金属纳米线、碳纳米结构体以及它们的组合中，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述电极可以是一对以上，但是并不局限于此。

本申请的第二方面提供一种透明面状发热体，其包括：基材；发热层，形成在所述基材上，包含传导性物质；电极，连接在所述发热层上；以及保护层，形成在所述发热层上，所述保护层包含气孔。

根据本申请的一实施方式，所述基材可以是透明的，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述基材可以包括硅基板、玻璃基板或者高分子基板，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述传导性物质可以选自金属氧化物、金属纳米线、碳纳米结构体、金属浆料、金属纳米粒子以及它们的组合中，但是并不局限于此。例如，所述金属氧化物可以包括选自铟锡氧化物(indiumtinoxide,ito)、锌锡氧化物(zinctinoxide,zto)、铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide,igzo)、锌铝氧化物(zincaluminumoxide,zao)、铟锌氧化物(indiumzincoxide,izo)、锌氧化物(zincoxide,zno)以及它们的组合中的金属氧化物；所述金属纳米线可以包括选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属纳米线；所述碳纳米结构体可以选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、碳黑以及它们的组合中；所述金属浆料可以包含选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属；所述金属纳米粒子可以包括选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属。

根据本申请的一实施方式，所述发热层可以具有约10nm至约500nm的厚度，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述保护层可以具有50nm至200μm的厚度，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述保护层的气孔可以具有5nm至10μm的大小，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，当通过所述电极供电时，可以在所述发热层上产生热量，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述电极可以包括透明电极，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述电极可以选自银、金、铂、铝、铜、铬、钒、镁、钛、锡、铅、钯、钨、镍和它们的合金、ito、金属纳米线、碳纳米结构体以及它们的组合中，但是并不局限于此。

根据本申请的一实施方式，所述电极可以是一对以上，但是并不局限于此。

本申请的第三方面提供一种透明面状发热体系统，其通过串联或并联本申请的第一方面或第二方面涉及的多个所述透明面状发热体而形成。

有益效果

根据本申请，在透明面状发热体的基材上形成图案层，从而物理上防止在包含传导性物质的发热层内的传导性物质之间发生的凝聚现象，因此能够提高发热层内传导性物质的均匀度，此外能够提高透明面状发热体的发热效率以及寿命。进而，本申请涉及的透明面状发热体表现出低电阻、高透射率特性，因此可满足多种用途。

此外，本申请涉及的透明面状发热体包括形成在发热层与保护层之间的气隙以及所述保护层内的气孔，从而尽量减小在发热层上发生的热损失，因此能够提升隔热效果。

附图说明

图1是本申请的一实施方式涉及的透明面状发热体的结构图。

图2是本申请的一实施方式涉及的透明面状发热体的结构图。

图3是本申请的一实施方式涉及的透明面状发热体的结构图。

图4是本申请的一实施方式涉及的透明面状发热体的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图对本申请的实施方式以及实施例进行详细说明，以使本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施。

但是本申请可以以各种不同的形式实现，而不限定于在此说明的实施方式以及实施例。并且，为了明确地说明本发明，图中省略了与说明无关的部分，并且在整篇说明书中对相似的部分赋予了相似的附图标记。

在本申请的整篇说明书中，当提及某一部分与另一部分“连接”时，不仅包括“直接连接”的情况，还包括在其中间隔着其它元件“电连接”的情况。

在本申请的整篇说明书中，当提及某一构件位于另一构件“之上”时，不仅包括某一构件与另一构件相接的情况，还包括两个构件之间存在又一构件的情况。

在本申请的整篇说明书中，当提及某一部分“包括”某一构成要素时，除非存在特别相反的记载，否则并不排除其它构成要素，意味着还可以包括其它构成要素。

本说明书中使用的程度术语“约”、“实质上”等在提出固有的制造以及物质允许误差时，用作表示其数值或者接近其数值的含义，用于防止昧良心的侵权者不正当地利用为了帮助理解本申请而提及正确或绝对的数值的公开内容。此外，在本申请的整篇说明书中，“进行～的步骤”或者“～的步骤”并不表示“为了～的步骤”。

在本申请的整篇说明书中，马库什形式的表述中包含的术语“它们的组合”表示选自由马库什形式的表述中记载的构成要素形成的组中的一个以上的混合或者组合，表示选自由所述构成要素形成的组中的一种以上。

在本申请的整篇说明书中，记载“a以及/或者b”表示“a，b，或者，a以及b”。

下面，参照实施方式以及实施例、附图，对本申请的透明面状发热体进行具体的说明。但是本申请并不局限于这样的实施方式以及实施例、附图。

本申请的第一方面提供一种透明面状发热体，其包括：基材100；图案层200，形成在所述基材上；发热层300，形成在所述图案层上，包含传导性物质；以及电极400，连接在所述发热层上。

图1至图3是本申请的一实施方式涉及的形成有图案层200的透明面状发热体的结构图。

所述透明面状发热体包含基材100。

在本申请的一实施方式中，所述基材100可以是透明的。所述基材100可以包括通常可使用的基材，例如，硅基板、玻璃基板或者高分子基板，但是并不局限于此。

例如，所述硅基板可以包含单晶硅基板或者多晶硅(p-si)基板；例如，所述玻璃基板可以包含硅酸碱玻璃、无碱玻璃或者石英玻璃；例如，所述高分子基板可以包含聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯或者聚氨酯，但是并不局限于此。

所述基材100上形成有图案层200。

所述图案层200包含图案，该图案包含凹陷部以及凸出部的凹凸形状，例如，所述图案的形状可以是选自阴刻、阳刻以及它们的组合中的形状，但是并不局限于此。此外，所述图案可以包括具有规则排列的规则图案或者具有不规则排列的不规则图案，但是并不局限于此。

形成在所述图案层200上的发热层300中所包含的传导性物质均匀地分散于与所述图案对应的所述发热层300中，从而能够物理上防止所述传导性物质凝聚，由此提高包含在所述发热层300中的传导性物质的均匀度。由于传导性物质均匀地分散于所述发热层300中，对所述发热层300施加的电流能够在整个所述发热层300中均匀地流动，由此能够提高透明面状发热体的发热效率以及发热寿命。

在本申请的一实施方式中，所述图案层200可以通过对所述基材100直接形成图案而形成，或者，由形成在所述基材100上的固化树脂形成。只要能够通过热或者紫外线(uv)等光照射形成图案，所述固化树脂就没有限制。

例如，能够通过热形成图案的热固化树脂可以选自1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、多元醇聚(甲基)丙烯酸酯、将多元醇、多元羧酸及其酸酐与丙烯酸进行酯化而能够得到的聚酯(甲基)丙烯酸酯、双酚a-二缩水甘油醚的二(甲基)丙烯酸酯、聚硅氧烷聚丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、甘油三甲基丙烯酸酯、含氟环氧丙烯酸酯、含氟烷氧基硅烷、2-(全氟癸基)乙基甲基丙烯酸酯、3-(全氟辛基)-2-羟丙基丙烯酸脂、3-(全氟-9-甲基癸基)-1,2-环氧丙烷、(甲基)丙烯酸三氟乙酯、(甲基)丙烯酸三氟丙酯、2-(三氟甲基)丙烯酸、2-(三氟甲基)丙烯酸甲酯以及它们的组合中，但是并不局限于此。

例如，能够通过uv等光照射形成图案的光固化树脂可以选自聚酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、氨基甲酸酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、有机硅丙烯酸酯、脂环式环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、环氧丙烯酸酯、乙烯醚以及它们的组合中，但是并不局限于此。

在本申请的一实施方式中，所述图案层可以包括约1μm至约500μm的间隔，但是并不局限于此。例如，所述图案的间隔可以是约10μm至约400μm、约50μm至约300μm、约100μm至约200μm、约1μm至约400μm、约1μm至约300μm、约1μm至约200μm、约1μm至约100μm、约1μm至约50μm、约1μm至约30μm、约1μm至约20μm、约1μm至约10μm、约10μm至约500μm、约50μm至约500μm、约100μm至约500μm、约200μm至约500μm、约300μm至约500μm、约400μm至约500μm、约100μm至约400μm、约200μm至约300μm，但是并不局限于此。当所述图案的间隔超过约500μm时，透射率差，散射光/透射光的比值即雾度(hz)高，而当所述图案的间隔小于约1μm时，传导性物质分散不均匀，因而无法发挥本发明的效果。

所述发热层300包含传导性物质。

所述传导性物质可以使用能够采用低价工艺的能够实现油墨化的物质，但是并不局限于此。可以将包含所述传导性物质的溶液涂布于所述图案层200上，从而形成薄膜或薄片状的所述发热层300。

参照图1进行说明，在通过涂布包含所述传导性物质的溶液而形成的发热层300中，所述发热层300的一表面可以按照图案形状形成在图案层200上，另一表面可以形成为没有图案的平坦形状。

在本申请的一实施方式中，所述发热层300可以包括按照上述图案层200的图案形成的，但是并不局限于此。可以将包含所述传导性物质的物质沉积于所述图案层200上，从而按照图案形状形成薄膜或薄片状的所述发热层300。

参照图2以及图3进行说明，在通过沉积包含所述传导性物质的物质来形成的发热层300中，所述发热层300的两个表面可以按照图案形状形成在图案层200上。

所述发热层300包括图案，所述图案包括凹陷部以及凸出部的凹凸形状，例如，所述图案的形状可以选自阴刻、阳刻以及它们的组合中的形状，但是并不局限于此。此外，所述图案可以包括具有规则排列的规则图案或者具有不规则排列的不规则图案，但是并不局限于此。

包含所述传导性物质的溶液或物质的涂布或者沉积，可以通过本领域公知的各种方法进行。例如，所述方法可以采用喷涂、棒式涂布、浸渍涂布、旋涂、挤压式涂布、帘式涂布、凹印涂布、反向凹印涂布、辊涂或者浸渍法，但是并不局限于此。

包含所述传导性物质的溶液是在水、酒精等溶剂中分散有固含量为约0.1重量％至约1.5重量％的所述传导性物质的溶液。固含量少于约0.1重量％的溶液有可能在涂布后无法在传导性物质之间形成充分的网络，因而无法得到表面电阻，而超过约1.5重量％的溶液在溶液中大量发生传导性物质的聚集(aggregation)现象，使得在涂布后也仍有聚集，从而有可能影响光学物理性质，并且由于粘度上升，有可能无法有效地形成图案。

在本申请的一实施方式中，所述传导性物质可以选自金属氧化物、金属纳米线、碳纳米结构体、金属浆料、金属纳米粒子以及它们的组合中，但是并不局限于此。

例如，所述金属氧化物可以包括选自铟锡氧化物(indiumtinoxide,ito)、锌锡氧化物(zinctinoxide,zto)、铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide,igzo)、锌铝氧化物(zincaluminumoxide,zao)、铟锌氧化物(indiumzincoxide,izo)、锌氧化物(zincoxide,zno)以及它们的组合中的金属氧化物，但是并不局限于此。可以将包含所述金属氧化物的溶液或者物质涂布或沉积在所述图案层200上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。

例如，所述金属纳米线可以包括选自银、金、铂、铜、铝、钛以及它们的组合中的金属纳米线，但是并不局限于此。银纳米线具有优秀的透明性以及传导性，当向包含银纳米线的薄膜施加电压时，发热效率优秀。可以将包含所述金属纳米线的溶液或者物质涂布或沉积在所述图案层200上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。

例如，所述碳纳米结构体可以选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、碳黑以及它们的组合中，但是并不局限于此。可以将包含所述碳纳米结构体的溶液或者物质涂布或沉积在所述图案层200上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。

例如，所述金属浆料或者所述金属纳米粒子可以是选自银、金、铂、铜、铝、钛以及它们的组合中的金属的浆料或者金属的纳米粒子，但是并不局限于此。可以将所述金属浆料涂布或沉积在所述图案层200上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。可以将包含所述金属纳米粒子的溶液或者物质涂布或沉积在所述图案层200上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。

在本申请的一实施方式中，所述发热层300可以具有约10nm至约500nm的厚度，但是并不局限于此。例如，所述发热层300的厚度可以是约10nm至约400nm，约50nm至约300nm，约100nm至约200nm，约10nm至约300nm，约10nm至约200nm，约10nm至约100nm，约10nm至约50nm，约10nm至约30nm，约10nm至约20nm，约10nm至约500nm，约50nm至约500nm，约100nm至约500nm，约200nm至约500nm，约300nm至约500nm，约400nm至约500nm，约100nm至约400nm或者约200nm至约300nm，但是并不局限于此。当所述厚度超过500nm时，电阻降低但是透射率变差，诸如雾度(hz)以及黄色指数(yellowindex，yi)的光特性提高，而当所述厚度小于10nm时，会具有高电阻值。优选地，所述厚度为约30nm至约300nm。

在本申请的一实施方式中，本申请涉及的透明面状发热体可以进一步包括保护层500，所述保护层500形成在所述发热层300上，用于保护所述发热层300。例如，所述保护层500可以是透明高分子树脂，可以是薄膜或薄片状，但是并不局限于此。

例如，所述透明面状发热体可以包括，在通过涂布包含所述传导性物质的溶液而形成的发热层300上所形成的保护层(未图示)，或者在通过沉积包含所述传导性物质的物质而形成的发热层300上所形成的保护层500。

在本申请的一实施方式中，如图3所示，所述透明面状发热体可以进一步包括气隙(airgap)600，所述气隙600形成在所述保护层500与按照所述图案形状形成的发热层300之间。

在本申请的一实施方式中，当通过所述电极400供电时，在所述发热层300上产生热量。通过形成在所述保护层500与按照所述图案形状形成的发热层300之间的气隙600，尽量减小在所述发热层300上发生的热损失，因此能够提高隔热效果。

在本申请的一实施方式中，所述保护层500可以包括气孔(未图示)。所述气孔可以形成在所述保护层500的内部，由于所述保护层内的气孔，空气被陷于微细气孔内部，被陷于微细气孔中的空气被抑制对流，从而尽量减小在所述发热层300上发生的热损失，因此能够提高隔热效果。

在本申请的一实施方式中，所述保护层500可以具有约50nm至约300nm的厚度或者约50nm至约200μm的厚度，但是并不局限于此。例如，所述保护层500的厚度可以是约70nm至约200μm，约100nm至约200μm，约200nm至约200μm，约300nm至约200μm，约400nm至约200μm，约500nm至约200μm，约750nm至约200μm，约1μm至约200μm，约10μm至约200μm，约100μm至约200μm，约150μm至约200μm，约50nm至约150μm，约50nm至约100μm，约50nm至约10μm，约50nm至约1μm，约50nm至约800nm，约50nm至约600nm，约50nm至约400nm，约50nm至约200nm，约50nm至约100nm，约70nm至约150μm，约100nm至约100μm，约500nm至约50μm或者约1μm至约10μm，但是并不局限于此。当所述厚度小于50nm时，保护所述发热层的能力变差或者可靠性上出现问题。优选地，所述厚度为约100nm至约200nm。

在本申请的一实施方式中，所述保护层的气孔可以具有约5nm至约10μm的大小，但是并不局限于此。例如，所述保护层的气孔的大小可以是约5nm至约10μm，约10nm至约10μm，约50nm至约10μm，约100nm至约10μm，约500nm至约10μm，约1μm至约10μm，约5μm至大约10μm，约5nm至约5μm，约10nm至约1μm，约50nm至约900nm，约100nm至约800nm，约200nm至约700nm，约300nm至约600nm或者约400nm至约500nm，但是并不局限于此。更优选地，当气孔的大小与光的波长近似时，涂覆层会变得不透明，因此具有远小于光的波长的数百纳米以下大小的气孔。

在本申请的一实施方式中，包含所述气孔的保护层500可以具有约20％至约70％的气孔率，但是并不局限于此。例如，所述气孔率可以是约20％至约70％，约30％至约70％，约40％至约70％，约50％至约70％，约60％至约70％，约20％至约60％，约20％至约50％，约20％至约40％或者约20％至约30％，但是并不局限于此。当所述保护层的气孔率小于约20％时，隔热效果有可能变差，当所述保护层的气孔率大于约70％时，保护层有可能变得不透明，降低透明面状发热体的光学特性。

在本申请的一实施方式中，当通过所述电极400供电时，在所述发热层300上产生热量。

在本申请的一实施方式中，对于所述电极400，只要是具有导电性的材料，就没有特别的限制，可以是透明的，但是并不局限于此，例如，所述电极可以选自银、金、铂、铝、铜、铬、钒、镁、钛、锡、铅、钯、钨、镍和它们的合金、ito、金属纳米线、碳纳米结构体以及它们的组合中，但是并不局限于此。例如，所述金属纳米线可以包括选自银、金、铂、铜、铝、钛以及它们的组合中的金属纳米线，但是并不局限于此。例如，所述碳纳米结构体可以包括选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、碳黑以及它们的组合中的碳纳米结构体，但是并不局限于此。

在本申请的一实施方式中，所述电极400可以形成在所述发热层300或者所述保护层500上，但是并不局限于此。所述电极400可以是一对以上。所述电极400可以通过各种湿法涂层以及干法涂层工艺形成。例如，可以通过凹版印刷、柔版印刷、comma印刷、狭缝涂布、喷涂、丝网印刷、胶版印刷、覆膜、剥离(liftoff)法、溅镀、离子电镀、化学气相沉积、等离子化学气相沉积、热沉积、激光分子束沉积、脉冲激光沉积或者原子层沉积法来形成，但是并不局限于此。

本申请的第二方面提供一种透明面状发热体，其包括：基材100；发热层300，形成在基材上，包含传导性物质；电极400，连接在所述发热层上；以及保护层500，形成在所述发热层300上，所述保护层包含气孔700。

图4是本申请的一实施方式涉及的形成有包含气孔700的保护层500的透明面状发热体的结构图。

所述透明面状发热体包含基材100。

在本申请的一实施方式中，所述基材100可以是透明的。所述基材100可以包括通常可使用的基材，例如，硅基板、玻璃基板或者高分子基板，但是并不局限于此。

例如，所述硅基板可以包含单晶硅基板或者多晶硅(p-si)基板；例如，所述玻璃基板可以包含硅酸碱玻璃、无碱玻璃或者石英玻璃；例如，所述高分子基板可以包含聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯或者聚氨酯，但是并不局限于此。

所述基材100上形成有发热层300。

形成在所述基材100上的发热层300中所包含的传导性物质均匀地分散，从而能够物理上防止所述传导性物质凝聚，由此提高包含在所述发热层300中的传导性物质的均匀度。由于传导性物质均匀地分散在所述发热层300中，对所述发热层300施加的电流能够在整个所述发热层300中均匀地流动，由此能够提高透明面状发热体的发热效率以及发热寿命。

所述发热层300包含传导性物质。

在本申请的一实施方式中，所述传导性物质可以使用能够采用低价工艺的能够实现油墨化的物质，但是并不局限于此。可以将包含所述传导性物质的溶液或者物质涂布于所述基材100上，从而形成薄膜或薄片状的所述发热层300。

在本申请的一实施方式中，包含所述传导性物质的溶液或物质的涂布或者沉积，可以通过本领域公知的各种方法进行。例如，可以采用喷涂、棒式涂布、浸渍涂布、旋涂、挤压式涂布、帘式涂布、凹印涂布、反向凹印涂布、辊涂或者浸渍法，但是并不局限于此。

包含所述传导性物质的溶液是在水、酒精等溶剂中分散有固含量为约0.1重量％至约1.5重量％的所述传导性物质的溶液。固含量少于约0.1重量％的溶液有可能在涂层后无法在传导性物质之间形成充分的网络，因而无法得到表面电阻，而超过约1.5重量％的溶液有可能大量发生溶液内传导性物质的聚集(aggregation)现象，使得在涂层后也仍有聚集，从而影响光学物理性质，并且由于粘度上升，有可能无法有效地形成图案。

在本申请的一实施方式中，所述传导性物质可以选自金属氧化物、金属纳米线、碳纳米结构体、金属浆料、金属纳米粒子以及它们的组合中，但是并不局限于此。

例如，所述金属氧化物可以包括选自铟锡氧化物(indiumtinoxide,ito)、锌锡氧化物(zinctinoxide,zto)、铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide,igzo)、锌铝氧化物(zincaluminumoxide,zao)、铟锌氧化物(indiumzincoxide,izo)、锌氧化物(zincoxide,zno)以及它们的组合中的金属氧化物，但是并不局限于此。可以将包含所述金属氧化物的溶液或者物质涂布或沉积在所述基材100上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。

例如，所述金属纳米线可以包括选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属纳米线，但是并不局限于此。银纳米线具有优秀的透明性以及传导性，当向包含银纳米线的薄膜施加电压时，发热效率优秀。可以将包含所述金属纳米线的溶液或者物质涂布或沉积在所述基材100上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。

例如，所述碳纳米结构体可以选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、碳黑以及它们的组合中，但是并不局限于此。可以将包含所述碳纳米结构体的溶液或者物质涂布或沉积在所述基材100上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。

例如，所述金属浆料或者所述金属纳米粒子可以包括选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属的浆料或者金属的纳米粒子，但是并不局限于此。可以将所述金属浆料涂布或沉积在所述基材100上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。可以将包含所述金属纳米粒子的溶液或者物质涂布或沉积在所述基材100上，从而形成薄膜或薄片状的发热层300。

在本申请的一实施方式中，所述发热层300可以具有约10nm至约500nm的厚度，但是并不局限于此。例如，所述发热层300的厚度可以是约10nm至约400nm，约50nm至约300nm，约100nm至约200nm，约10nm至约300nm，约10nm至约200nm，约10nm至约100nm，约10nm至约50nm，约10nm至约30nm，约10nm至约20nm，约10nm至约500nm，约50nm至约500nm，约100nm至约500nm，约200nm至约500nm，约300nm至约500nm，约400nm至约500nm，约100nm至约400nm或者约200nm至约300nm，但是并不局限于此。当所述厚度超过500nm时，电阻降低但是透射率变差，诸如雾度(hz)以及黄色指数(yellowindex，yi)的光特性提高，而当所述厚度小于10nm时，具有高电阻值。优选地，所述厚度为约30nm至约300nm。

在本申请的一实施方式中，所述透明面状发热体可以进一步包括保护层500，所述保护层500形成在所述发热层300上，用于保护所述发热层300，并且所述保护层500包含气孔700。例如，所述保护层500可以是透明高分子树脂，可以是薄膜或薄片状，但是并不局限于此。

在本申请的一实施方式中，所述保护层500包括气孔700。所述气孔700可以形成在所述保护层500的内部，由于所述保护层内的气孔700，空气被陷于微细气孔内部，被陷于微细气孔中的空气被抑制对流，从而尽量减小在所述发热层300上发生的热损失，因此能够提高隔热效果。

在本申请的一实施方式中，所述保护层500可以具有约50nm至约200μm的厚度，但是并不局限于此。例如，所述保护层500的厚度可以是约70nm至约200μm，约100nm至约200μm，约200nm至约200μm，约300nm至约200μm，约400nm至约200μm，约500nm至约200μm，约750nm至约200μm，约1μm至约200μm，约10μm至约200μm，约100μm至约200μm，约150μm至约200μm，约50nm至约150μm，约50nm至约100μm，约50nm至约10μm，约50nm至约1μm，约50nm至约800nm，约50nm至约600nm，约50nm至约400nm，约50nm至约200nm，约50nm至约100nm，约70nm至约150μm，约100nm至约100μm，约500nm至约50μm或者约1μm至约10μm，但是并不局限于此。当所述保护层500的厚度小于50nm时，保护所述发热层的能力变差或者可靠性上出现问题。优选地，所述厚度为约100nm至约200nm。

在本申请的一实施方式中，所述保护层的气孔700可以具有约5nm至约10μm的大小，但是并不局限于此。例如，所述保护层的气孔700的大小可以是约5nm至约10μm，约10nm至约10μm，约50nm至约10μm，约100nm至约10μm，约500nm至约10μm，约1μm至约10μm，约5μm至约10μm，约5nm至约5μm，约10nm至约1μm，约50nm至约900nm，约100nm至约800nm，约200nm至约700nm，约300nm至约600nm或者约400nm至约500nm，但是并不局限于此。更优选地，当气孔的大小与光的波长近似时，涂覆层会变得不透明，因此具有远小于光的波长的数百纳米以下大小的气孔。

在本申请的一实施方式中，包含所述气孔的保护层500可以具有约20％至约70％的气孔率，但是并不局限于此。例如，所述气孔率可以是约20％至约70％，约30％至约70％，约40％至约70％，约50％至约70％，约60％至约70％，约20％至约60％，约20％至约50％，约20％至约40％或者约20％至约30％，但是并不局限于此。当所述保护层的气孔率小于约20％时，隔热效果有可能变差，当所述保护层的气孔率大于约70％时，保护层有可能变得不透明，降低透明面状发热体的光学特性。

在本申请的一实施方式中，当通过所述电极400供电时，在所述发热层300上产生热量。

在本申请的一实施方式中，所述电极400可以形成在所述发热层300或者所述保护层500上，但是并不局限于此。所述电极400可以是一对以上。所述电极400可以通过各种湿法涂层以及干法涂层工艺形成。例如，可以通过凹版印刷、柔版印刷、comma印刷、狭缝涂布、喷涂、丝网印刷、胶版印刷、覆膜、剥离(liftoff)法、溅镀、离子电镀、化学气相沉积、等离子化学气相沉积、热沉积、激光分子束沉积、脉冲激光沉积或者原子层沉积法来形成，但是并不局限于此。

在本申请的一实施方式中，对于所述电极400，只要是具有导电性的材料，就没有特别的限制，可以是透明的，但是并不局限于此，例如，所述电极可以选自银、金、铂、铝、铜、铬、钒、镁、钛、锡、铅、钯、钨、镍和它们的合金、铟锡氧化物(ito)、金属纳米线、碳纳米结构体以及它们的组合中，但是并不局限于此。例如，所述金属纳米线可以包括选自银、金、铂、铜、镍、铝、钛、钯、钴、镉、铑以及它们的组合中的金属纳米线，但是并不局限于此。例如，所述碳纳米结构体可以选自石墨烯、碳纳米管、富勒烯、碳黑以及它们的组合中，但是并不局限于此。

本发明的第三方面提供一种透明面状发热体系统，其将本申请的第一方面或者第二方面涉及的多个透明面状发热体串联或并联而成。

对于上述本申请的第一方面或者第二方面涉及的透明面状发热体的相关描述内容可以全部适用于本申请的第三方面涉及的透明面状发热体系统中，并且省略了对于重复的部分的详细说明，但是即便省略了其详细说明，也可以同样地适用于其中。

发明的实施方式

下面，参照实施例对本发明进行更加详细的说明，但是下述的实施例的目的只是用于说明，而非旨在限定本申请的范围。

[实施例]

[实施例1]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备pet基板，所述pet基板具有阴刻的格子纹的宽10μm、高10μm的图案，然后将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

[实施例2]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备pet基板，所述pet基板具有阳刻的格子纹的宽10μm、高10μm的图案，然后将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

[实施例3]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备pet基板，所述pet基板具有阴刻的不规则的宽10μm、高10μm的图案，然后将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

[实施例4]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备pet基板，所述pet基板具有阴刻的格子纹的宽100μm、高100μm的图案，然后将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

[实施例5]

对碳纳米管(cnt)分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备pet基板，所述pet基板具有阴刻的格子纹的宽10μm、高10μm的图案，然后将分散的cnt溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得cnt膜。

接着，在所述cnt膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含cnt膜以及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

[比较例1]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备没有图案的pet基板，然后将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

[实验例1]

利用低电阻计(loresta-gpmcp-t610(三菱化学株式会社))，对在所述实施例1至5以及比较例1中制得的发热体进行了9个点的表面电阻测定，以测定表面电阻平均值(rs；ω/口)。然后利用标准偏差值，计算出表面电阻的均匀度(rs均匀度；％)。

[实验例2]

利用uv分光计(日本电色工业株式会社，ndh2000)，对在所述实施例1至5以及比较例1中制得的发热体测定了可视光线的透射率(％)以及雾度(hz；％)。

[实验例3]

为了评价发热特性，以12v的施加电压为基准，对在所述实施例1至5以及比较例1中制得的发热体测定了发热温度(℃)。

[实验例4]

为了评价发热寿命，以12v的施加电压为基准，对在所述实施例1至5以及比较例1中制得的发热体进行了接通-断开试验。这是以达到最终温度的时间为基准，重复3分钟接通、2分钟断开，测定了直到断路的次数。

将所述实验例1至4的结果显示在下面的表1中。

[表1]

可从上面的表1确认，当如实施例1至5那样使用形成有图案的基材时，与使用未形成图案的基材时(比较例1)相比，电阻均匀度rs大幅上升，由此提高了发热特性，并且大幅增加了直到断路的次数(接通/断开)。

[实施例6]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备pet基板，所述pet基板具有阴刻的格子纹的宽10μm、高10μm的图案，然后将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

接着，在所形成的透明发热体的上端层叠了保护膜。

[实施例7]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备pet基板，所述pet基板具有阳刻的格子纹的宽10μm，高10μm的图案，然后将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

接着，在所形成的透明发热体的上端层叠了保护膜。

[实施例8]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。准备pet基板，所述pet基板具有阴刻的不规则的宽10μm，高10μm的图案，然后将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜以及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

接着，在所形成的透明发热体的上端层叠了保护膜。

[实施例9]

利用与实施例6相同的基材以及相同的方法，获得透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

接着，在所形成的透明发热体的上端层叠了保护层，所述保护层具有数百nm的气孔。

[比较例2]

利用与实施例6相同的基材以及相同的方法，获得透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成了电极。

[实验例5]

对于在所述实施例6至9以及比较例2中制得的发热体，在层叠多孔性薄膜之前，利用低电阻计(loresta-gpmcp-t610(三菱化学株式会社))进行了9个点的表面电阻测定，以测定表面电阻平均值(rs；ω/口)。然后利用标准偏差值，计算出表面电阻的均匀度(rs均匀度；％)。

[实验例6]

利用uv分光计(日本电色工业株式会社，ndh2000)对在所述实施例6至9以及比较例2中制得的发热体测定了可视光线的透射率(％)以及雾度(hz；％)。

[实验例7]

为了评价发热特性，以12v的施加电压为基准，对在所述实施例6至9以及比较例2中制得的发热体测定了δt(℃)(发热温度-等待温度)。

将所述实验例5至7的结果显示在下面的表2中。

[表2]

可从上面的表2确认，如实施例6至9中那样存在具有气隙以及气孔的保护层的发热体在相同的电压下表现出更高的发热特性。

[实施例10]

对银纳米线分散于水中的溶液进行了30分钟的搅拌。在pet基板上，将分散的银纳米线溶液进行棒式涂布(barcoating)。在80℃的烘箱中，对湿法(wet)涂布银纳米线的基板进行了2分钟的干燥，从而获得银纳米线膜。

接着，在所述银纳米线膜上，将1.0重量％的保护涂层溶液进行棒式涂布。然后，在100℃下进行干燥后，在uv固化机中以300mj进行了处理，以形成高分子膜，从而制得在基板上包含银纳米线膜及保护涂层的透明传导性薄膜。

接着，通过丝网印刷，在薄膜的两端形成电极，从而制造了透明发热体。

接着，为了制造气孔薄膜，准备溶液，该溶液将按6:4混合的乙醇和丙酮作为溶剂。此外，采用teos(tetraethoxysilane，四乙氧基硅烷)作氧化硅前驱体，采用盐酸作催化剂，采用ctab(cetyltrimethylammoniumbromide，十六烷基三甲基溴化铵)作表面活性剂，并且还使用了蒸馏水(di-water)。此外，所述teos、乙醇、蒸馏水、盐酸以及ctab的摩尔比如下。

teos：乙醇：蒸馏水：盐酸：ctab＝1:20:5:0.005:0.03

混合乙醇和丙酮之后，添加蒸馏水和盐酸，接着在70℃下添加预先熔融的ctab，搅拌2小时。向所述搅拌的溶液加入teos，在常温下搅拌30分钟后，旋涂于玻璃基板上。此时，旋转速度为3000rpm，实施了30秒钟。使上述涂布而成的薄膜在常温下蒸发溶剂1天，接着在150℃下进行热处理，以分解表面活性剂，从而制得具有多个气孔的、气孔率30％的多孔性薄膜。

接着，在形成有电极的发热体的上端层叠了上述制造的多孔性保护薄膜。

[实施例11]

通过与所述实施例10相同的方法制造了透明发热体，按照下述的摩尔比制造了多孔性薄膜。

teos：乙醇：蒸馏水：盐酸：ctab＝1:20:5:0.005:0.05

制得了气孔率约为40％的多孔性薄膜。

接着，在形成有电极的发热体的上端层叠了上述制造的多孔性保护薄膜。

[实施例12]

通过与所述实施例10相同的方法制造了透明发热体，按照下述的摩尔比制造了多孔性薄膜。

teos：乙醇：蒸馏水：盐酸：ctab＝1:20:5:0.005:0.07

制得了气孔率约为50％的多孔性薄膜。

接着，在形成有电极的发热体的上端层叠了所制造的多孔性保护薄膜。

[比较例3]

通过与所述实施例10相同的方法制造了透明发热体，但是未层叠多孔性保护膜。

[实验例8]

对于在所述实施例10至12以及比较例3中制得的透明发热体，在层叠多孔性薄膜之前，利用低电阻计(loresta-gpmcp-t610(三菱化学株式会社))进行了9个点的表面电阻测定，以测定表面电阻平均值(rs；ω/口)。然后利用标准偏差值，计算出表面电阻的均匀度(rs均匀度；％)。

[实验例9]

利用uv分光计(日本电色工业株式会社，ndh2000)对在所述实施例10至12以及比较例3中制得的发热体测定了可视光线的透射率(％)以及雾度(hz；％)。

[实验例10]

为了评价发热特性，以12v的施加电压为基准，对在所述实施例10至12以及比较例3中制得的发热体测定了δt(℃)(发热温度-等待温度)。

将所述实验例8至10的结果显示在下面的表3中。

[表3]

可从上面的表3确认，如实施例10至12中那样存在具有气孔的保护层的发热体在相同的电压下表现出更高的发热特性。

如上，通过实施方式以及实施例对本申请进行了详细说明，但是本申请并不局限于上述的实施方式以及实施例，而是可以变形为各种形式，显然，在本申请的技术思想之内本领域的普通技术人员能够进行各种变形。

上述的本申请的说明是用于例示，本申请所属技术领域的普通技术人员可以理解，能够在不变更本申请的技术思想以及必要特征的情况下容易地变形为其它具体的形式。因此，应理解为，以上描述的实施例在所有方面仅为例示，而非旨在限定。例如，说明为单一型的各构成要素也可以分散实施，同样，说明为分散型的构成要素也可以实施成结合形式。

比起上述的详细说明，本申请的范围由权利要求书来体现，应解释为，权利要求书的含义和范围、由其等同概念导出的所有变更或者变形的形式包含在本申请的范围之内。