电热组件的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种电热组件，其包含有基板、反射层、电热层、辅助层。该电热层通电后可产生红外线辐射，由反射层反射红外线辐射，使红外线于电热组件的同一面辐射释出，而辅助层则可增加电热组件的热均匀性，及将电热组件本身的部份热量转化为红外线辐射，使电热组件整体红外线辐射率提高，并降低电热组件的温度。本发明能有效使局部区域快速增暖、无耗氧及风扇噪音问题，且可取代天花板或直接安装于墙体，改善传统电暖器设备需额外占用空间的缺点。
【专利说明】电热组件
【技术领域】
[0001] 本发明有关于一种电热组件，特别是指一种具有较高红外线辐射率的电热组件， 其可作为空间电暖设备红外线辐射源，特别是安装于室内天花板或墙体。
【背景技术】
[0002] 电暖器是许多中高纬度国家所不可或缺的电器产品，甚至如台湾这样的亚热带国 家，冬天时仍需要这类电暖器增加室内温度。目前市面上可见的电暖器产品，依其加热方式 区分，大致可分成空气加热式与辐射加热式两类。空气加热式电暖器主要是利用发热体本 身的高温加热周围的空气，再以自然对流方式或以风扇将热空气吹出，达到增加室内温度 的效果，例如陶瓷电暖器、叶片式电暖器、煤油炉电暖器等。辐射加热式电暖器主要是利用 发热体本身会辐射红外线的效果对照射区域的物体或人体进行加热，例如石英管电暖器、 碳素灯电暖器、卤素灯电暖器等。
[0003] 然而空气加热式电暖器普遍都具有加热速度慢的缺点，且通常较为耗电，部份产 品会有耗氧与风扇噪音的问题；辐射加热式电暖器虽然加热速度快，但产品寿命通常较短， 且耗氧度高故室内使用需注意通风问题。加上这类产品通常会发出红光，夜间使用时将影 响使用者睡眠。而不论是何种电暖器，目前几乎都是无法配合室内装潢且须放置在地面使 用，因此不免都有妨碍美观及占用室内空间的缺点。
【发明内容】
[0004] 为改善前述电暖器固有的加热速度慢、耗氧、风扇噪音、占用室内空间等问题，本 发明提出一种电热组件，其可快速加热、不耗氧、无风扇噪音，且占用室内空间少。该电热组 件主要包含有：
[0005] -基板，作为该电热组件的结构主体，可选用片状或板状物体；
[0006] -电热层，其上设有电极，通电后可发热并产生红外线；
[0007] -反射层，可反射该红外线，使该红外线于该电热组件的同一面辐射释出；
[0008] -辅助层，其具有高导热的特性，可使电热组件本身的热能平均分布，并将部分热 能转化为红外线辐射，增强电热组件的红外线辐射率。本发明所述的电热组件，具有以下优 占·
[0009] 1.本发明的电热组件以红外线辐射加热人体或物体，与空气加热式电暖器相比具 有快速增暖的优点。
[0010] 2.本发明的电热组件不需要藉由风扇吹送暖风，因此无风扇噪音的问题。
[0011] 3.相较于石英管、卤素灯、碳素灯等传统电热管电暖器，本发明的电热组件工作温 度较低，无耗氧问题，可延长使用寿命且无火源故安全性亦较高。
[0012] 4.本发明的电热组件运作时不发出可见光，于夜间使用时不影响使用者睡眠。
[0013] 5.本发明的电热组件是一薄片或薄板状物体，可镶嵌于天花板或安装于墙面使 用，相较于立在地面的传统电暖器，仅需占用极少室内空间。
[0014] 6.红外线具有促进人体血液循环、新陈代谢等效果，具有医学上的应用价值，而本 发明的电热组件以红外线辐射为主，恰具有前述优点，因此本发明不局限在寒冷季节使用。
[0015] 7.本发明的电热组件具有较高的红外线辐射效率，也即在相同红外线辐射强度 下，本发明的耗电量较低，具有省电的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为电热组件结构侧视图
[0017] 图2为电热层俯视图
[0018] 图3为由不同掺杂条件氧化锌交替堆栈构成的透明反射层结构示意图
[0019] 图4A为电热组件结构侧视图
[0020] 图4B为电热组件结构侧视图
[0021] 图4C为电热组件结构侧视图
[0022] 图4D为电热组件结构侧视图
[0023] 图5A为电热组件结构侧视图
[0024] 图5B为电热组件结构侧视图
[0025] 附图标记说明
[0026] 1 电热组件
[0027] 11电热组件的第一表面
[0028] 12电热组件的第二表面
[0029] 100 基板
[0030] 200电热层
[0031] 210 电极
[0032] 220蚀刻图案
[0033] 300辅助层
[0034] 400反射层
[0035] 410本质氧化锌
[0036] 420掺杂氧化锌
[0037] 5〇0保護层
[0038] 600反射罩
[0039] 7〇0胶合层
[0040] 800 背板
【具体实施方式】
[0041] 以下实施例将进一步说明本发明的结构方式、技术特征及功能。
[0042] 本发明的第一实施例如图1所不，其具有一板状或片状基板100,该基板100材质 可以是玻璃、微晶玻璃、陶瓷、碳纤维等材料。该基板100上被覆有反射层400,用以反射红 外线，该反射层400可以是金属，例如金、银、铜、铝等导电率较高的金属材质。该反射层400 上被覆有一辅助层300,该辅助层300的功能是使热能均匀分布，并将电热组件1本身的部 份热量转化为红外线辐射，可协助降低该电热组件1本身的温度，减少电热层200本身温度 所造成的质变不稳定性，并增加红外线辐射率，以及阻隔该基板100或其他膜层中离子扩 散至该电热层200接口造成老化现象；该辅助层300具备高导热与可辐射红外线的特性，例 如钻石粉膜、钻石薄膜、类钻石薄膜、类钻碳（DLC)薄膜等。该辅助层300上被覆有该电热 层200,通电后可发热并辐射出红外线，其材质为一可导电的金属氧化物薄膜，例如氧化锡、 氧化铟锡、氧化锌等，请一并参考图2。该电热层200上有电极210供通电使用。前述该电 热层200的电阻值除了可以制程控制前述薄膜的电阻率与厚度外，另可于完成镀膜后再以 蚀刻方式在该电热层200上产生蚀刻图案220,形成一电气线路布局，藉以改变电热层的电 阻值。该电热层200上另有一保护层500,根据材质的不同，其在可见光区域可为透明亦或 是不透明，其功能为阻绝该电热层200与空气的接触，另可避免人体或其他导电物质与该 电热层200接触而产生漏电风险；该保护层500材料可为高分子塑料，或是选用与辅助层同 类材料，如钻石粉膜、钻石薄膜、类钻石薄膜、类钻碳薄膜等，使其同时具备该保护层500与 该辅助层300的双重功能。透过上述该电热组件1的设计，该电热层200经通电后可发热 并辐射出红外线，而该辅助层300可使热能均匀分布，并将该电热组件1本身的部份热能转 化为红外线辐射，之后由该反射层400将红外线反射，使多数的红外线由该电热组件的第 一表面11释出。因此本发明十分适合安装于室内天花板、墙面等位置，使用上仅需占用极 少的室内空间，甚至可以整合于装潢中。该电热组件1本身温度低，故不耗氧，且热能以红 外线辐射形式释放，可快速加热照射区域，且不需搭配风扇因此无风扇噪音问题。
[0043] 请参考图3,本发明的第二实施例具有与第一实施例相同的结构（参考图1)，但将 其该反射层400替换为透明导电材料，如透明导电膜，包含氧化锡、氧化铟锡、氧化锌等，此 处选用氧化锌薄膜。特别的是，由光学理论可知光线在行经不同折射率材质时，会在界面处 产生反射，而不同掺杂量的氧化锌对于红外光恰具有不同的折射率。因此将不同掺杂量的 氧化锌（如：完全不掺杂的本质氧化锌410与掺杂氧化锌420)轮流堆栈成膜（如图3所 示），可形成一于可见光区透明、于红外光区高反射的透明反射膜。经替换该反射层400后， 该电热组件1可形成一在可见光区具有高透光率的电热组件。
[0044] 本发明的第三实施例以第一实施例结构（如图1所示）为基础，但进一步于该电 热组件的该第一表面11以印刷或贴附的方式形成一图样层（图未示），用以美化该电热组 件1外观，使该电热组件1安装于天花板或墙面等室内空间时，便于与室内原有的设计搭 配。该图样层进一步可以选用温致变色材料，使该电热组件1在运作时因本身温度改变而 使原本的颜色或图样产生变化，以提供运作指示、情境及感观增效功能。当选用的图样层材 料具备绝缘特性时，也可以该图样层直接取代保护层的功能。另外，当该电热组件1在可见 光区为透明时，该图样层也可被覆于该电热组件的第二表面12。
[0045] 本发明的第四实施例如图4A所示，其具有一板状或片状该基板100,该基板100 可以是玻璃、微晶玻璃、陶瓷、碳纤维等材料。该基板100上被覆有该辅助层300,该辅助层 300的功能是使热能均匀分布，并将该电热组件1本身的部份热量转化为红外线辐射，可协 助降低该电热组件1本身的温度，减少电热膜本身温度所造成的质变不稳定性，并增加红 外线辐射率，阻隔该基板100或其他膜层中离子扩散至该电热层200接口造成老化现象；该 辅助层300具备高导热与可辐射红外线的特性，例如钻石粉膜、钻石薄膜、类钻石薄膜、类 钻碳（DLC)薄膜等。该辅助层300上被覆有该电热层200,通电后可发热并辐射出红外线， 其材质为一可导电的金属氧化物薄膜，例如氧化锡、氧化铟锡、氧化锌等。该电热层200上 有该电极210供通电使用（参考图2)，另外还可以有用来调整电阻大小的该蚀刻图案220。 该电热层200上还被覆有该反射层400,用以反射红外线，该反射层400可以是金属，例如 金、银、铜、铝等导电率较高的金属材质；另外该该反射层400也可以是如实施例二所述的 透明导电膜，用以制作于可见光区高透明的该电热组件1。另外，该电热组件1还包含一背 板800,该背板800可以是玻璃、微晶玻璃、陶磁、碳纤维等材料，透过一胶合层700,如聚乙 烯醇缩丁醛（PVB)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物（EVA)等，与已被覆有各膜层的该基板100进 行胶合。此外，也可省略该背板800与该胶合层700,而代替以如实施例一所述的该保护层 500。（如图4B所示）
[0046] 本发明的第五实施例如图4C所示，其结构大致与实施例四相似，但该辅助层300 被覆于该基板100的第一表面11，由于该辅助层300材质选自如钻石粉膜、钻石薄膜、类钻 石薄膜、类钻碳（DLC)薄膜等高硬度薄膜，因此除了原本降低温度、均匀热能、均匀辐射与 增加辐射率的功能外，此处的该辅助层300还具有保护该基板100表面的功能。此外，也可 省略该背板800与该胶合层700,而代替以如实施例一所述的该保护层500。（如图4D所 示）
[0047] 本发明的第六实施例以第四、五实施例之结构（参考图4A、B、C、D)为基础，但进 一步于该电热组件的第一表面11以印刷或贴附的方式形成一图样层（图未示），用以美化 该电热组件1外观，使该电热组件1安装于天花板或墙面等室内空间时，便于与室内原有的 设计搭配。该图样层进一步可以选用温致变色材料，使该电热组件1在运作时因本身温度 改变而使原本的颜色或图样产生变化，以提供运作指示、情境及感观增效功能。另外，当电 热组件在可见光区为透明时，该图样层也可被覆于该电热组件的第二表面12。
[0048] 本发明的第七实施例如图5A所示，该基板100上被覆有该辅助层300、该电热层 200与反射罩600。其中该反射罩600可使用一金属板材或是一金属罩体，或是一内侧镀有 金属膜的罩体，该该反射罩600的功能用以反射红外线，并兼具保护功能。该反射罩600所 使用的金属材质，可以是高导电率金属，如金、银、铜、铝等。更进一步的，该辅助层300可被 覆于该电热组件的第一表面11 (如图5B所示），由于该辅助层300材质选自如钻石粉膜、钻 石薄膜、类钻石薄膜、类钻碳（DLC)薄膜等高硬度薄膜，因此除了原本降低温度、均匀热能、 均匀辐射与增加辐射率的功能外，此处的该辅助层300还具有保护该基板100表面的功能。 更进一步的，可于该电热组件的第一表面11以印刷或贴附的方式形成一图样层，用以美化 该电热组件1外观，使该电热组件1安装于天花板或墙面等室内空间时，便于与室内原有的 设计搭配。该图样层进一步可以选用温致变色材料，使该电热组件1在运作时因本身温度 改变而使原本的颜色或图样产生变化，以提供运作指示、情境及感观增效功能。
[〇〇49] 以上实施例仅为说明本发明的实施方式与功效，非用以限制本发明的范围。凡将 上述实施例做等效的改变，或将上述实施例进行显而易见的组合，其仍不脱离本发明的精 神，而仍为本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种电热组件，其包含有： 一基板，作为该电热组件的本体； 一电热层，其上设有电极，通电后可发热并产生红外线； 一反射层，用以反射该红外线；以及 一辅助层，用以提高该电热组件的热均匀性，并增加该电热组件的红外线辐射率。
2. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该基板的材质包含玻璃、微晶玻 璃、陶瓷或碳纤维。
3. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该反射层为金属薄膜。
4. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该反射层为金属氧化物薄膜。
5. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该反射层为氧化锌薄膜。
6. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该反射层为由不同掺杂条件的氧 化锌薄膜交互迭层所构成。
7. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该反射层在可见光区域为可透明。
8. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该电热层为氧化锌薄膜。
9. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该电热层上具有蚀刻图案。
10. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其中该辅助层为一类钻碳（DLC)薄 膜。
11. 如权利要求1所述的电热组件，其特征在于：其更包含一图样层，用以美化该电热 组件的外观。
12. 如权利要求11所述的电热组件，其特征在于：其中该图样层含有温致变色材料，在 不同温度条件下可显现不同图样外观，用以提供运作指示、情境及感观增效功能。
【文档编号】H05B3/22GK104113942SQ201310160916
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年5月3日 优先权日:2013年4月19日
【发明者】许志铭, 蔡尚霖, 陈启伦, 郭明村, 刘黄升, 洪永辉, 李正弼 申请人:中环股份有限公司