KR100510570B1 - 복합 소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 표면 반사 및 간섭색이 억제될 수 있으며, 광촉매 분해 성능이 우수하면서도, 친수화 속도가 개선된 복합 소자를 제공한다. 혼합 필름 (14)는 기재 (12)의 표면 상에 성막된다. 혼합 필름 (14)는 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄으로 이루어지고, 높은 광 투과성을 갖는 무색 투명 혼합 필름이다.

Description

복합 소자 및 이의 제조방법{COMPOSITE ELEMENT AND METHOD FOR PREPARATION THEREOF}
본 발명은 예를 들어 방오성(防汚性) 및 친수성을 나타내는 복합 소자 및 그의 제조방법에 관한 것이고, 표면 반사 및 간섭색이 최소화되고, 광촉매 분해성능이 향상되며, 친수화 속도가 개선된 복합 소자를 제공한다.
예를 들어, 방오성 및 친수성을 나타내며, 기재 표면에 광촉매 산화 티탄 필름을 성막(成膜)하고, 그 위에 다공성 무기 산화 필름(예컨대, 실리카)을 성막하여 제조된 기존의 복합 소자가 일본특허공개 평 10-36144에 개시되어 있다.
상기한 기존의 복합 소자에서, 광촉매 산화 티탄은 높은 굴절 지수 n (n = 약 2.4)을 가지며, 이는 소자 표면 상에서의 높은 표면 반사를 유발한다. 따라서, 예를 들어 자동차용 후사경(後寫鏡)에 적용할 때, 이는 이중 상의 원인이 될 수 있다. 또한, 광촉매 산화 티탄 필름이 두꺼울 경우, 간섭색이 발생할 수 있다.
도 1은 본 발명의 구현예 1을 나타내는 단면도이고,
도 2는 도 1의 구조를 갖는 복합 소자 (10)의 분광 투과율 특성을 나타내는 도면이며,
도 3은 도 1의 구조를 갖는 복합 소자 (10)의 UV 조사에 의한 수(水) 접촉각의 변화를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 3의 측정 데이터에 대한 접촉각의 역수 대 시간의 플롯이 직선과 유사함을 보여주는 도면이며,
도 5는 도 1의 구조를 갖는 복합 소자 (10)에서 광촉매 분해 반응이 광촉매 산화 티탄의 함량에 따라 달라짐을 보여주는 도면이고,
도 6은 도 1의 복합 소자 (10)의 기판 (12) 표면 상에 혼합 필름 (14)을 성막하기 위해 사용되는 두 개의 이온원(ion source)을 이용하는 클러스터 이온 빔 다원 성막장치 (ionized cluster beam deposition apparatus)의 내부 배치에 대한 모식도이며,
도 7은 본 발명의 구현예 2를 나타내는 단면도이고,
도 8은 본 발명의 구현예 3을 나타내는 단면도이며,
도 9는 본 발명의 구현예 4를 나타내는 단면도이고,
도 10은 본 발명의 구현예 5를 나타내는 단면도이며,
도 11은 본 발명의 구현예 6을 나타내는 단면도이다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하는, 즉 표면 반사 및 간섭색을 최소화하고, 광촉매 분해 성능을 향상하며, 친수화 속도를 개선할 수 있는 복합 소자를 제공하는데 있다.
발명의 개시
본 발명의 복합 소자는 혼합 필름, 즉 주요 성분으로서 산화 붕소 및 광촉매성 물질을 함유하는 혼합물로 이루어진 필름을 기재 표면 상에 포함한다. 본 발명에 따르면, 혼합 필름의 표면 상의 오염물질은 광촉매성 물질의 광촉매 효과에 의해 분해되어 제거될 수 있다. 또한, 본 발명의 복합 소자는 친수성을 제공할 수 있다. 산화 붕소는 약 1.46의 낮은 굴절 지수 n을 갖는다. 따라서, 산화 티탄(TiO2)과 같이 높은 굴절 지수를 갖는 광촉매성 물질과 조합될 경우, 이들을 주요성분으로서 포함하는 혼합 필름은 보다 낮은 굴절 지수를 가질 수 있어, 표면 굴절율을 감소시킬 수 있다. 상기 필름이 유리(n = 약 1.5), 폴리카르보네이트(n = 약 1.59) 및 아크릴레이트 수지 (n = 약 1.5)와 같은 투명 기재 상에 성막될 경우에도, 간섭색이 최소화될 수 있다. 따라서, 상기 혼합 필름은 무색 투명 필름과 같은 낮은 표면 반사를 갖는 필름으로서 만들어질 수 있다. 따라서, 기재가 예를 들어 유리 또는 합성 수지로 이루어진 무색 투명 기판일 경우, 상기 혼합 필름은 기재의 한 표면 또는 양 표면 상에 성막되어, 높은 투과율을 갖는 무색 투명 복합 소자를 형성할 수 있으며; 특히, 빌딩용 또는 자동차용 방오성 및 방담성(防曇性) 유리창을 제공할 수 있다. 본 실험결과에 따르면, 광촉매성 물질에 산화 붕소를 첨가할 경우, 산화 붕소를 첨가하지 않은 물질과 비교하여, 자외선과 같은 광선 조사에 의한 광촉매 분해성능 및 친수화 속도가 개선된다는 것이 보여졌다.
본 발명의 복합 소자에서, 혼합 필름은 실질적으로 산화 붕소 및 광촉매성 물질만으로 이루어진 것에 국한되지 않고, 상기 혼합 필름은 그 외의 물질을 함유할 수도 있다. 상기 혼합 필름 내 산화 붕소의 함량은, 적당한 굴절 지수 감소 및 적당한 광촉매 효과를 제공하기 위해서, 예를 들어 50% 내지 95%로 조절될 수 있다. 상기 혼합 필름에서, 광촉매성 물질은 산화 붕소 내에 미립자 상태로 존재할 수 있다. 광촉매성 물질은 산화 티탄과 같이 광촉매 무기 산화물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 복합 소자에서, 혼합 필름은 소자의 최상면으로서 형성될 수 있거나, 또 다른 필름이 혼합 필름 상에 형성될 수 있다. 예를 들어 다공성 산화 필름(예컨대, 다공성 실리카(SiO2) 필름과 같은 다공성 투명 무기 산화 필름)이 혼합 필름의 표면 상에 직접 또는 간접적으로 성막되면, 다공성 무기 산화 필름이 복합 소자의 최상면의 필름일 경우, 다공성 무기 산화 필름 그 자체에 의해 친화성 및 친화성 유지 효과를 얻을 수 있다. 또한, 다공성 무기 산화 필름의 표면 상에 오염물질이 흡착하여 친수성이 줄어든다면, 예를 들어 자외선의 조사에 의한 광촉매성 물질의 광촉매 효과로 오염물질을 분해하여, 친수성을 회복할 수 있다. 다공성 무기 산화 필름이 복합 소자의 최상층인 구조물에서, 개구부의 적어도 일부분이 혼합 필름까지 도달되는 경우, 광촉매성 물질에 의한 광촉매 효과가 다공성 무기 산화 필름의 표면까지 쉽게 도달될 수 있어, 오염물질의 분해가 가속화된다.
본 발명의 복합 소자에서, 기재는 유리 및 투명 합성 수지 기판과 같은 투명 기판일 수 있으며, 반사성 필름을 투명 기판의 이면(裏面) 상에 성막하여, 방오성 및 방담성 거울(이면 거울: 기재의 이면 상에 반사 표면을 갖는 거울)을 형성하고, 이는 자동차용 외부 후사경, 욕실용 거울 또는 세면대용 거울로서 사용할 수 있다. 본 발명의 복합 소자에서, 기재 표면 상에 혼합 필름을 직접적으로 성막하는 것 대신에, 기재 표면 및 혼합 필름 사이에 중간 필름이 형성될 수 있다. 기재가 소다 석회 유리로 이루어진 경우, 중간 필름은 기재 내에서 알칼리 이온이 혼합 필름으로 확산되는 것을 방지하기 위한 알칼리 확산 억제 필름일 수 있다. 또한, 본 발명의 복합 소자에서, 반사성 필름이 기재 표면 및 혼합 필름 사이에 중간 필름으로서 성막될 수 있다. 이런 복합 소자는 방오성 또는 방담성 거울(표면 거울: 기재의 표면 상에 반사 표면을 갖는 거울)을 구성하고, 이는 자동차용 외부 후사경, 욕실용 거울 또는 세면대용 거울로서 사용될 수 있다.
본 발명의 복합 소자는, 소량의 산소를 도입한 진공 대기 하에, 광촉매성 물질용 원료를 함유하는 용기 및 산화 붕소를 함유하는 용기를 위치시키는 단계; 상기 각 용기 내의 광촉매성 물질용 원료 및 산화 붕소를 동시에 증발시켜, 각 용기의 노즐로부터 각 물질의 클러스터(cluster)를 분출시키는 단계; 산소를 이용하여, 광촉매성 물질용 원료의 분출된 클러스터를 산화시켜, 광촉매성 물질의 클러스터를 형성하는 단계; 광촉매성 물질 및 산화 붕소의 클러스터를 이온화시키는 단계; 및 이온화된 클러스터를 전기장 내에서 가속화시켜, 기재 표면에 충돌시킴으로써, 주 성분으로서 광촉매성 물질 및 산화 붕소를 포함하는 혼합 필름을 기재 표면 상에 성막하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조된다. 상기 방법에서, 광촉매성 물질이 광촉매 산화 티탄인 경우, 예를 들어 티탄 금속이 광촉매용 원료로서 사용될 수 있다.
본 발명을 수행하기 위한 최적의 구현예
이하, 본 발명의 구현예를 더욱 상세히 설명할 것이다.
(구현예 1)
도 1은 본 발명의 제 1의 구현예를 나타내는 단면도이다. 도 1에서, 필름의 두께는 실제 필름과 비교하여 과장되게 표현되었고, 이는 다른 실시예에서도 마찬가지로 표현하였다. 복합 소자 (10)에서, 기재 (12)는 유리 기판 및 합성 수지 기판과 같은 임의의 다양한 기판이다. 기재 (12)의 한 표면 상에 혼합 필름 (14)을 예를 들어 약 0.1 내지 1.0㎛의 두께로 직접적으로 성막하였다. 혼합 필름 (14)는 높은 광투과율을 갖고, 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄로 이루어진 무색 투명 기판이고, 혼합 필름 (14)은 복합 소자 (10)의 최상면을 형성한다. 상기 복합 소자 (10)에서, 혼합 필름 (14)은 자외선 조사되어, 친수성 혼합 필름 표면을 형성한다. 또한, 혼합 필름 (14)의 표면에 오염물질이 부착되어 친수성이 감소된다면, 예를 들어 자외선의 조사에 의한 광촉매성 물질의 광촉매 효과로 오염물질이 분해되고, 친수성을 회복할 수 있다. 기재 (12)가 유리 기판 또는 투명 합성 수지 기판으로 이루어진 경우, 복합 소자 (10)은 빌딩용 또는 자동차용 유리창으로서 사용될 수 있다. 상기 사용에서, 창내측의 복합 필름 (14)은 방오성, 물방울 응축 방지 및 방담성에 효과적이고, 창외측의 것은 방오성 및 빗방울 흡수 방지에 효과적이다.
도 2는 도 1의 구조를 갖는 복합 소자 (10)의 분광 투과율 특성을 나타내며, 여기에서 기판 (12)는 무색 투명 유리 기판이고, 광촉매 산화 티탄 및 산화 붕소의 다양한 혼합 비율(중량비)을 갖는 혼합 필름 (14)이 기판 (12) 상에 800㎚의 두께로 형성되어 있다. 광촉매 산화 티탄 및 산화 붕소로 이루어진 혼합 필름 (14)을 갖는 복합 소자는, 단지 광촉매 산화 티탄으로만 이루어진 필름을 갖는 복합 소자와 비교하여, 높고 평탄한 투과율을 갖는다는 것을 도 2로부터 알 수 있다. 또한, 산화 붕소의 더 높은 함량은 혼합 필름 (14)의 굴곡지수를 감소시켜, 표면 반사 및 간섭색을 억제하기 때문에, 광촉매 산화 티탄의 함량이 낮을수록, 이런 경향은 더욱 현저해진다.
도 3은, 광촉매 산화 티탄 및 산화 붕소의 다양한 혼합비율(중량비)를 갖는 혼합 필름 (14)을 기재 (12)의 표면 상에 성막시켰을 때, 도 1의 구조를 갖는 복합 소자 (10)에 대해 측정된 UV 조사 후의 수 접촉각이 변화됨을 나타낸다. 광촉매 산화 티탄 및 산화 붕소로 이루어진 혼합 필름 (14)에 의한 코팅에 의해, UV 조사 후의 접촉각이 거의 0°로 줄어든다는 것을 도 3으로부터 알 수 있다. 광촉매 산화 티탄 및 산화 붕소의 혼합 비율은 적합하게는 50:50 (굴곡 지수: n = 약 1.85) 내지 5:95 (굴곡 지수: n = 약 1.6)이다. 50:50의 비율은, 혼합 필름 (14)이 단지 광촉매 산화 티탄 (0:100)으로만 이루어진 경우와 비교하여, 친수화 속도를 촉진시킬 수 있다. 광촉매 산화 티탄의 함량을 감소시키면, 친수화가 가속화된다. 특히, 5:95의 비율은, 접촉각을 거의 0°로 감소시키는데 요구되는 시간을, 광촉매 산화 티탄(0:100)으로만 이루어진 코팅에서 요구되는 시간과 비교하여, 거의 절반으로 줄일 수 있다.
도 4는, 도 3의 측정 데이터에 대한 접촉각의 역수 대 시간의 플롯이 선형에 근접함을 보여준다. 이런 특성의 기울기는 친수화 속도에 대응한다. 광촉매 산화 티탄 및 산화 붕소의 5:95의 혼합 비율은, 광촉매 산화 티탄 (0:100)으로만 이루어진 코팅과 비교하여, 친수화 속도를 약 2배 증가시킬 수 있다는 것을 도 4로부터 알 수 있다. 이런 현상은, 광촉매 산화 티탄 함량의 감소에 의해, 광촉매 산화 티탄의 미세입자가 산화 붕소 내에 보다 잘 분산되고, 입자 크기 효과(quantum size effect)에 의해 이산화물이 고활성화되기 때문에 유도되는 것으로 추측된다.
도 5는, 산화 붕소에 대한 광촉매 산화 티탄의 다양한 비율을 갖는 혼합 필름 (14)을 기재 (12) 상에 성막하였을 때, 도 1의 구조를 갖는 복합 소자 (12)에 대해 측정된 촉매 분해속도의 다양성을 나타낸다. 구체적으로는, 광촉매 산화 티탄의 비율(중량비)을 5%, 10%, 50% 내지 100%의 다양한 혼합 비율을 갖도록 샘플을 제조한다. 각 샘플을 용기 내에 위치시키고, 일정량의 NO를 도입하면서 용기를 비운 다음, 샘플을 소정의 기간 동안 자외선 조사한 후, 조사 후의 용기 내의 대기 가스를 정량하고, 가스 크로마토그래피로 정량분석하였다. 복합 소자 (10)의 UV 조사에 의해, 혼합 필름 (14) 중의 광촉매 산화 티탄을 광여기시켜(photoexcited), 광촉매 분해 반응에 의해 NO를 분해시킴으로써, N2O 및 N2를 생성시킨다. 광촉매 산화 티탄의 함량이 감소하면, NO 분해양의 증가, 즉 광촉매 효과의 증가가 유발된다는 것을 도 5로부터 알 수 있다.
도 1의 복합 소자 (10)의 제조방법에 대하여 설명한다. 도 6은, 기재 (12) 표면 상에 혼합 필름 (14)를 성막시키기 위한 성막장치의 내부 배치를 모식적으로 나타낸다. 상기 장치는 두 개의 이온원을 이용하는 클러스터 이온 빔 다원 성막장치이고, 두 종류의 성막 재료를 동시에 증발시켜, 혼합 필름 (14)이 성막된다. 진공 대기하에 유지되는 성막 장치에, 예를 들어 2 ×10-4 Torr의 산소 부분압력으로 산소가 도입된다. 성막 장치의 저부에서, 클러스터 생성 영역 (16)으로서의 용기 (18, 20)가 평형하게 위치된다. 용기 (18, 20)는 성막 재료로서 티탄 금속(Ti) (20) 및 산화 붕소(B2O3) (24)를 각각 함유한다. 용기 (18, 20) 위에, 석영 유리와 같은 기재 (12)가 용기를 향하도록 위치시킨다. 기재 (12)의 온도는, 예를 들어 673K로 유지한다. 클러스터 생성 영역 (16)에서, 용기 (18, 20) 중의 성막 재료 (22, 24)는 전자-빔 포격기(electron-beam bombardment)에 의해 가열되어 증발되며, 이들의 증기는 노즐 (18a, 20a)로부터 분출되어, 클러스터 (22a, 24a)를 형성한다(원자/분자 응집). 티탄 금속의 클러스터는 노즐(18a)로부터의 분출 후에, 바로 도입된 산소에 의해 산화되어, 산화 티탄 (TiO2) 클러스터 (22a)를 형성한다. 상기 클러스터 (22a, 24a)는, 이온화 영역 (26) 중의 전자 샤워기(electron shower) (28)에 의해 이온화된다. 이온화된 클러스터 (22a, 24a)는 가속화 영역 (30) 내 전기장 (32)에 의해 가속화된다(가속화 전압은 예를 들어 500V임). 기재 (12)에 충돌하면서, 가속화된 클러스터 (22a, 24a)는 개별 원자 및 분자로 붕괴되어, 기재 (12)에 성막된다. 이로써, 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄으로 이루어진 혼합 필름 (14)이 기재 (12)에 성막된다. 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄의 혼합비율은 용기 (18, 20) 중의 성막재료의 증발 속도비에 의해서 조절될 수 있다. 산화 붕소의 함량이 높은 경우, 광촉매 산화 티탄의 미세입자가 산화 붕소 내에 잘 분산되어, 광촉매 효과가 개선되고, 친수화가 가속화된다.
(구현예 2)
도 7은 본 발명의 제 2의 구현예를 도시하는 단면도이다. 구현예 1과 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. 복합 소자 (34)에서, 기재 (12)는 유리 기판 및 합성 수지 기판과 같은 적당한 물질로 이루어진 기판이다. 기재 (12)의 양 표면에 혼합 필름 (14, 36)을 예를 들어 약 0.1 내지 1.0㎛의 두께로 직접적으로 각각에 성막한다. 혼합 필름 (14, 36)은 높은 광투과율을 갖고, 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄의 혼합물로 이루어진 무색 투명 혼합 필름이다. 상기 혼합 필름 (14, 36)은 복합 소자 (34)의 최상면을 구성한다. 복합 소자 (34)에서, 혼합 필름 (14, 36)을 자외선 조사하여, 혼합 필름 (14, 36)의 표면을 친수화시킨다. 또한, 혼합 필름 (14, 36)의 표면에 오염물질이 부착하여 친수성이 감소되는 경우, 예를 들어 자외선의 조사에 의한 광촉매 산화 티탄의 광촉매 효과로 오염물질을 분해시켜, 친수성을 회복할 수 있다. 복합 소자 (34) 내 기재 (12)가 유리 또는 투명 합성 수지 기판으로 이루어진 경우, 이는 빌딩용 또는 자동차용 창문으로서 사용될 수 있다. 이러한 사용에서, 창내측의 필름은 물방울 응축 방지 및 방오성에 효과적이며, 창외측의 필름은 방오성 및 빗방울 부착의 방지에 효과적이다.
(구현예 3)
도 8은 본 발명의 제 3의 구현예를 나타내는 단면도이다. 구현예 1 및 2와 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. 복합 소자 (38)에서, 기재 (12)는 유리 기판 및 합성 수지 기판과 같은 적당한 물질로 이루어진 기판이다. 기판 (12)의 한 표면 상에 중간 필름 (40)을 성막하고, 그런 다음 그 위에 혼합 필름 (14)을 예를 들어 약 0.1 내지 1.0㎛의 두께로 성막한다. 혼합 필름 (14)은 높은 광투과율을 갖고, 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄의 혼합물로 이루어진 무색 투명 필름이다. 혼합 필름 (14)은 복합 소자 (38)의 최상면을 구성한다. 기재 (12)가 소다 석회 유리로 이루어진 경우, 중간 필름 (40)은, 기재 (12) 내에서 알칼리 이온이 혼합 필름 (14)으로 확산되는 것을 방지하기 위한 알킬리 확산 억제 필름일 수 있다. 중간 필름 (40)이 Al 또는 Cr로 이루어진 금속 필름인 경우, 복합 소자 (38)는 방오성 또는 방담성 거울(표면 거울)을 구성할 수 있으며(여기에서, 기재 (12)는 불투명할 수 있음); 구체적으로는, 자동차용 외부 후사경, 욕실용 거울 또는 세면대용 거울로서 사용될 수 있다. 복합 소자 (38)에서, 혼합 필름 (14)는 자외선 조사하여, 혼합 필름 (14)의 표면을 친수화시킬 수 있다. 또한, 혼합 필름 (14)의 표면에 오염물질이 부착하여 친수성이 감소되는 경우, 예를 들어 자외선의 조사에 의한 광촉매 산화 티탄의 광촉매 효과로 오염물질을 분해시켜, 친수성을 회복할 수 있다.
(구현예 4)
도 9는 본 발명의 제 4의 구현예를 나타내는 단면도이다. 구현예 1 내지 3과 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하였다. 복합 소자 (42)에서, 기재 (12)는 유리 기판 및 합성수지 기판과 같은 적당한 물질로 이루어진 기판이다. 기재 (12)의 양 표면에, 중간 필름 (40, 44)를 성막하고, 그런 다음 그 위에 혼합 필름 (14, 36)을 예를 들어 약 0.1 내지 1.0㎛의 두께로 각각에 성막한다. 혼합 필름 (14, 16)은 높은 광투과성을 갖고, 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄으로 이루어진 무색 투명 혼합 필름이다. 상기 혼합 필름 (14, 36)은 복합 소자 (42)의 외부 표면을 구성한다. 복합 소자 (42)에서, 혼합 필름 (14, 36)을 자외선 조사하여, 혼합 필름 (14, 36)의 표면을 친수화시킨다. 또한, 혼합 필름 (14, 36)의 표면에 오염물질이 부착하여 친수성이 감소되는 경우, 예를 들어 자외선의 조사에 의한 광촉매 산화 티탄의 광촉매 효과로 오염물질을 분해시켜, 친수성을 회복할 수 있다. 복합 소자 (42) 내 기재 (12)가 유리 또는 투명 합성 수지 기판으로 이루어진 경우, 이는 빌딩용 또는 자동차용 유리창으로서 사용될 수 있다. 이러한 사용에서, 창내측의 필름은 방오성, 물방울 응축 방지 및 방담성에 효과적이며, 창내측의 필름은 방오성 및 빗방울 부착의 방지에 효과적이다.
(구현예 5)
도 10은 본 발명의 제 5의 구현예를 나타내는 단면도이다. 구현예 1 내지 4와 공통되는 부분에 대해서는 동일한 기호를 사용하였다. 복합 소자 (46)에서, 기재 (12)는 유리 기판 및 합성 수지 기판과 같은 적당한 물질로 이루어진 기판이다. 기재 (12)의 한 표면 상에 혼합 필름 (14)을 예를 들어 0.1 내지 1.0㎛의 두께로 직접적으로 성막된다. 혼합 필름 (14)은 높은 광투과율을 갖고, 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄으로 이루어진 무색 투명 혼합 필름이다. 혼합 필름 (14)는 복합 소자 (46)의 최상면을 구성한다. 기재 (12)의 다른 하나의 표면(이면) 상에, 반사성 필름 (48), 즉 예를 들어 Al 또는 Cr로 이루어진 금속 필름을 성막한다. 복합 소자 (46)은 방오성 또는 방담성 거울(이면 거울)을 형성하며; 구체적으로는, 자동차용 외부 후사경, 욕실용 또는 세면대용 거울로서 사용될 수 있다. 복합 소자 (46)에서, 혼합 필름 (14)을 자외선 조사하여, 혼합 필름 (14)의 표면을 친수화시킨다. 또한, 혼합 필름 (14)의 표면에 오염물질이 부착하여 친수성이 감소되는 경우, 예를 들어 자외선의 조사에 의한 광촉매 산화 티탄의 광촉매 효과로 오염물질을 분해시켜, 친수성을 회복할 수 있다.
(구현예 6)
도 11은 본 발명의 제 6의 구현예를 나타내는 단면도이다. 구현예 1 내지 5와 공통되는 부분에 대해서는 동일한 기호가 사용되었다. 복합 소자 (50)에서, 기재 (12)는 유리 기판 및 합성 수지 기판과 같은 적당한 물질로 이루어진 기판이다. 기재 (12)의 하나의 표면 상에, 혼합 필름 (14)이 예를 들어 약 0.1 내지 1.0㎛의 두께로 성막되며, 이는 높은 투광율을 갖고, 산화 붕소 및 광촉매 산화 티탄의 혼합물로 이루어진 무색 투명 혼합 필름이다. 혼합 필름 (14)의 한 표면 상에, 다공성 실리카(SiO2) 필름과 같은 다공성 투명 무기 산화 필름 (54)은, 예를 들어 5 내지 50㎚의 두께로 성막한다. 다공성 투명 무기 산화 필름 (54)은 복합 소자 (50)의 최상면을 구성한다. 기재 (12)의 다른 한 표면(이면) 상에, 반사성 필름 (48), 즉 예를 들어 Al 또는 Cr로 이루어진 금속 필름을 성막한다. 복합 소자 (50)은 방오성 또는 방담성 거울 (이면 거울)을 구성할 수 있으며; 구체적으로는, 자동차용 외부 후사경, 욕실용 거울 또는 세면대용 거울로서 사용될 수 있다. 복합 소자 (50)에서, 혼합 필름 (14) 및 다공성 투명 무기 산화 필름 (54)의 두께를 적당하게 조절함으로써, 간섭색으로 인한 착색이 없는 거울을 제공할 수 있다. 다공성 투명 유기 산화 필름 (54)은 그 자체가 친수성을 제공하고 유지시킬 수 있다. 또한, 다공성 투명 유기 산화 필름 (54)의 표면에 오염물질이 부착하여 친수성이 감소되는 경우, 혼합 필름 (14) 내 광촉매 산화 필름을 혼합 필름 (54)의 UV 조사에 의해 광여기시켜, 광촉매 효과에 의해 오염물질을 분해시킴으써, 친수성이 회복할 수 있다. 다공성 투명 무기 산화 필름 (54) 내의 개구부 (56)의 적어도 일부분이 산화 필름 (14)까지 도달되는 경우, 광촉매 산화 티탄에 의한 광촉매 효과가 다공성 투명 무기 산화 필름 (54)의 표면까지 쉽게 도달하여, 오염물질의 분해를 가속화시킬 수 있다.
상기 구현예들에서, 혼합 필름은 광촉매성 물질 및 산화 붕소로 이루어진다. 그러나, 상기 필름이 주성분으로서 광촉매성 물질 및 산화 붕소을 포함한다면, 임의의 물질 조성물도 사용될 수 있다. 광촉매성 물질은 광촉매 산화 티탄 이외에도, 광촉매 산화물 또는 그외의 광촉매성 물질일 수 있다. 구현예 1 (도 1), 구현예 2 (도 7), 구현예 3 (도 8) 및 구현예 4 (도 9)에 있어서, 도 11에서 보여준 바와 같은 다공성 실리카 (SiO2) 필름과 같은 다공성 투명 무기 산화 필름이 혼합 필름 (14, 36)의 표면에 성막될 수 있다. 구현예 5 (도 10) 및 구현예 6 (도 11)에 있어서, 도 8에서 보여준 바와 같은 중간 필름이 기판 (12) 및 혼합 필름 (14) 사이에 성막될 수 있다. 예를 들어, 기재 (12)가 소다 석회 유리로 이루어진 경우, 중간층은 기재 (12) 내 알칼리 이온이 혼합 필름 (14)로 확산되는 것을 방지하기 위한 실리카 필름과 같은 알칼리 확산 억제 필름일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 자동차용 외부 후사경, 욕실용 거울 또는 세면대용 거울로서 유용하다.

Claims (11)

  1. 기재의 표면 상에, 주성분으로서 50 내지 95% 의 산화 붕소 및 광촉매성 물질을 함유하는 혼합 필름을 구비함을 특징으로 하는 복합 소자.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광촉매성 물질이 상기 혼합 필름 내에서 미립자 상태로 산화 붕소 중에 존재함을 특징으로 하는 복합 소자.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 필름이 상기 소자의 최상면에 위치됨을 특징으로 하는 복합 소자.
  5. 제 1 항에 있어서, 다공성 무기 산화 필름이 상기 혼합 필름의 표면에 제공됨을 특징으로 하는 복합 소자.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 다공성 필름 내의 개구부 중의 적어도 일부분이 상기 혼합 필름까지 도달되도록 형성됨을 특징으로 하는 복합 소자.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 기재가 투명 기판이며, 반사성 필름이 상기 투명 기판의 이면(裏面)에 성막(成膜)됨을 특징으로 하는 복합 소자.
  8. 제 1 항에 있어서, 중간 필름이 상기 기재의 표면 및 상기 혼합 필름의 사이에 성막됨을 특징으로 하는 복합 소자.
  9. 제 1 항에 있어서, 반사성 필름이 상기 기재의 표면 및 상기 혼합 필름 사이에 중간 필름으로서 성막됨을 특징으로 하는 복합 소자.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 광촉매성 물질이 광촉매 산화 티탄임을 특징으로 하는 복합 소자.
  11. 주성분으로서 광촉매성 물질 및 산화 붕소를 포함하는 혼합 필름을 하기 단계에 의해 기재의 표면 상에 성막시킴을 특징으로하는 복합 소자의 제조방법:
    광촉매성 물질용 원료를 함유하는 용기 및 산화 붕소를 함유하는 용기를, 소량의 산소를 도입한 진공 대기하에 위치시키는 단계;
    상기 용기 내에서 광촉매성 물질용 원료 및 산화 붕소를 동시에 증발시켜, 상기 물질들의 클러스터를 용기 노즐로부터 각각 분출시키는 단계;
    분출된 광촉매성 물질용 원료의 클러스터를, 상기 도입된 산소로 산화시켜, 광촉매성 물질의 클러스터를 형성하는 단계;
    광촉매성 물질 및 산화 붕소의 클러스터를 이온화하는 단계; 및
    이온화된 클러스터를 전기장 내에서 가속화시켜, 기재의 표면에 충돌시키는 단계.
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