TWI235116B - Composite material - Google Patents
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Description
1235116 A7 B7 五、發明説明（1 發明背景 領域 本發明有關一種位於基材、透鏡、玻璃板、面鏡等之材 料表面上的複合材料，其表面係藉著形成含有感光性物質 之膜層而調成親水性或防污性，用以改善該材料表面之親 水性或防污性。 1關技藝陵沭 、
藉著於材料表面上形成光觸媒物質層而保持材料表面清 潔之技術係已知。此種技術可藉著使用位於該材料表面上 <光觸媒物質層的光觸媒作用、以分解黏著於該材料表面 裝 上之/亏垢，且藉著以水等物質淋洗該材料表面，而輕易地 移除污垢。 訂
就採用使用該種光觸媒物質層之材料表面清潔技術的複 合材料而言，本申請人申請之日本公開專利編號Ηι〇_36ΐ44 提出一種。其結構係描述於圖2之剖面圖中。其中，藉著於 基材2表面上提供多孔性Si〇2薄膜6而將表面調成親水性。
SiΟ?薄膜6之表面原始即爲親水性，然而，該親水性係藉著 表面多孔性而改善。單獨提供Si〇2薄膜6時，若長時間曝露 於空間下，則因爲污垢黏著於表面而降低親水性。是故， 藉著於Si〇2.薄膜6與基材2之間提供Ti〇2薄膜4，Ti〇2薄膜4之 光觸媒分解作用將黏著於Sl〇2薄膜6表面上之污垢分解，而 使Si〇2薄膜表面保持清潔，保持親水性。 圖3顯示圖2所示之習用結構於可見光區（38〇〜78〇毫微米） 中之光譜反射特性，當Ti〇2薄膜4之薄膜厚度變成5〇、1〇〇 -4-
1235116 五、發明説明（2 )
、m及2〇〇毫微㈣，Sl〇2薄膜厚度係1〇毫絲。圖4係爲 顯示相同試樣之光譜反射特性的圖。如圖3及圖4所示，當 薄膜4之薄膜厚度係爲50毫微米時，得到相對平坦之I 射特性及透光度特性，而當波長改變時，反射性之大小隨 著薄膜厚度100、15〇及200毫微米而增加。 通 此外，表1顯示施加油於Ti〇2薄膜4之各材料表面時，原 始接觸角，及曝露於強t毫瓦/厘米2之不可見光下歷經4小 時之後的接觸角，使關2所示之f用結構製備之試樣，薄 膜厚度50、1〇〇、或150毫微米，各洳同圖3及圖4。 <表1 > 87.7 86,6 85,6 本發明欲鮮決之問擷 2表1之結果可見，就使用前述光觸媒物質之親水性材料 而言需要薄膜厚度1〇〇毫微米或更厚之光觸媒物質薄膜4 ’以仔到光觸媒分解作用，*保持親水性。然而，如圖3所 777 W Tl〇2薄膜4之薄膜厚度係爲100、150或200毫微米時 因爲光瑨特性振幅增加，而於材料表面產生著色作用。 此因形成厚Τ1〇2薄膜4,而於Ti〇2薄膜4上發生可見光區之 光學干擾。因Λ ’若光譜特性中振幅大，則破壞原始材料 表面< 色澤。此外，爲了提供較厚之薄膜厚度，需要較多 297公釐） 本纸張尺度適財s g家標準(CNS) A4規格(2ι〇χ -5 !235116 Α7
之光觸媒物質材料。 本發明係針對前述久上 〜、 』I谷點而進仃，提出一種複合材料，其 二仔到充刀n了性質或親水性，即使光觸媒物質薄膜較 習用薄膜薄亦•然。因此光觸媒物質中光學干擾作用受到抑 制，而光觸媒物質之使用量降低。 問題之方法 ^本發明提出一種基材、位於該基材表面上之透明金屬薄 膜及位於该透明金屬薄膜表面上之親水性功能層，其含 有光觸媒物質。根據本發明者所進行之實驗，發現藉著提 供透明金屬薄膜，彳改善親水被。因此，因爲即使含有光 觸媒物質之親水性功能層較習用層薄，仍可得到親水性或 防污性，故光觸媒物質之使用量降低。此外，藉著將含有 光觸媒物質之親水性功能層調薄，可降低含有光觸媒物質 之親水性功能層之光學干擾，或保持基材之色澤。 此外，杰本發明中，前述基材可包括透光性材料。 此外，於本發明中，前述基材可包括板材。 此外，於本發明中，前述基材可包括一透光性板材。是 故，因爲即使含有光觸媒物質之親水性功能層被調薄，仍 可得到充分之光觸媒性能，故可降低含有光觸媒物質之親 水性功能層的光學干擾，而可保持透光性板材之原始光學 透明性。 此外’本發明可藉著於前述透光性板材背面（未提供前述 透明材料薄膜之表面）提供反射性薄膜而構成除霧鏡。是故 ，因爲即使含有光觸媒物質之親水性功能層調薄，仍可得 -6- 本紙痕尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1235116 一 ' A7 _____B7 五、發明説明（4 ) 到充分之光觸媒性能，故可降低含有光觸媒物質之親水性 功能層中之光學干擾，且保持由反射膜反射之影像的色澤。 前述透光性板材係包括具有光波長選擇性之透光性彩色 板材。是故，因爲即使將含有光觸媒物質之親水性功能層 調薄，仍可得到充分之光觸媒性能，故可降低含有光觸媒 物質之親水性功能層中的光學干擾，而提供透明板除霧材 料’其保持該透光性彩色板材的原始色澤。 藉著於前述透光性板材背面上提供反射性薄膜，可構建 除霧鏡。是故，因爲即使將含有先觸媒物質之親水性功能 層調薄’仍可得到充分之光觸媒性能，故可降低含有光觸 媒物質之親水性功能層中的光學干擾，提供除霧鏡，其保 持透光性彩色板材之原始色澤。 此外’於本發明中，前述透光度板材可藉著於兩透.光性 基材之間提供液相電色層，且於與前述兩透光性基材相反 的個別表面上提供透明電極薄膜而構成。是故，因爲即使 知含有光觸媒物質之親水性功能層調薄，仍可得到充分之 光觸媒性能，故可降低含有光觸媒物質之親水性功能層中 的光學干擾，而提供除霧材料，其不干擾該液相電色層之 彩色防反光作用。 耠著供反射性薄膜於前述透先性板材背面，可構成除霧 材料。是故，因爲即使將含有光觸媒物質之親水性功能層 凋薄，仍可得到充分之光觸媒性能，故可降低含有光觸媒 物質之親水性功能層中的光學干擾，而提供除霧鏡，其不 干擾液相電色層之彩色防反光作用。
1235116 五、發明説明（5 此外，於本發財，前述透光性板材可藉著連續地於該 透光性基材背面上形成第—透明電極薄膜、固相電色層及 第二透明電極薄膜之層積層而構成。是故，因爲即使二含 有光觸媒物質之親水性功能層調薄，仍可得到充分之光觸 媒性能，故可降低含有光觸媒物質之親水性功能層中的光 學干擾，提供-種除霧材料，其不干擾該固相電色層之彩 色防反光作用。 此外，於纟發明中，冑述透光性板材可藉著連續地於該 透光性基材背面上形成透明電極薄膜'固相電色層及電極 反射雙重功能薄膜之層積層而構成。是故，因爲即使將含 有光觸媒物質之親水性功能層調薄，仍可得到充分之光觸 媒性能，故可降低含有光觸媒物質之親水性功能層中的光 學干擾，提供一種除霧面鏡，其不干擾該固相電色層.之彩 色防反光作用。此外，因爲前述電極.反射雙重功能薄膜同 時作爲電極薄膜及反射薄膜，故$需同時提供兩種薄膜， 因此可降低製造及材料成本。 或於本發明中，將板材形成爲除霧面鏡，其中一側面上 備有透明電㈣膜之透光性基材與另一側面上備有電極反 射雙重功能薄膜I基材係放置成該透明電極薄膜與該電極 反射雙重功能薄膜彼此面對，而液相電色層係提供於該透 光性基材與該基材之間。是故，因爲即使將含有光觸媒物 質之親水性功能層調薄，仍可得到充分之光觸媒性能，故 可降低含有光觸媒物質之親水性功能層中的光學干擾，提 供一種除霧面鏡，其不干擾該固相電色層之彩色防反光作 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公釐ί -8 - 1235116 一 'A7 B7 五、發明説明（6 ) 用。此外，因爲前述電極-反射雙重功能薄膜同時作爲電極 薄膜及反射薄膜，故不需同時提供兩種薄膜，因此可降低 製造及材料成本。 此外，本發明使用複合材料之除霧面鏡可構成爲汽車用 之外部面鏡。 含有前述光觸媒物質之親水性功能層由前述基材側面可 包括含有光觸媒物質之光觸媒層及含有親水性物質爲其主 要元素之親水性層之層積結構。 前述親水性基材之親水性層的層厚可爲5〇毫微米或較薄。 含有前述光觸媒物質之親水性—功能層可包括含有光觸媒 物質及親水性物質爲其主要元素之混合層。 前述光觸媒物質之主要組份可爲Ti〇2，而前述親水性物 質之主要組份可爲Si02。 含有前述光觸媒物質之親水性功能層可包括一光觸媒物 質之主要組份層。 前述光觸媒物質之主要組份可爲Ti〇2。 含有前述光觸媒物質之親水性功能層之表面可於多孔性 情況下構成。是故，因爲該表面係多孔性，故可進_步改 善親水性。 削述it明金屬薄膜可包含例如Cr、Rh、Ag、Pt、A1或此 等物質之混合物以作爲其主要組份。 本發明中，透明金屬薄膜係爲在可見光區中透明之金屬 薄膜，其可例如藉著藉圖型化等方法將金屬物質製成極薄 、將微小金屬粒子散佈成島狀或將其配置成方格狀而形成 -9- 1235116 一 ' Α·7 _ Β7 五、發明説明（7 ) 。此外，此種透明金屬薄膜並非必要透明且無色。此外， 此種透明金屬薄膜之薄膜厚度、透光度及顏色可在能得到 透明性且可得到改善光觸媒物質之光觸媒性能之效果的範 圍内變化。此外，雖然此種透明薄膜視薄膜厚度等因素而 可具有反射性，但本發明複合材料不包括用以構成使用此 種透明金屬薄膜作爲反射性薄膜的面鏡之材料。 進行本發明之楛忒 下文描述進行本發明之各種具體實例：-具體實例1 ' 圖1顯示用以得到本發明除霧吋料之具體實例丨的剖面圖 。於包括樹脂、玻璃等物之透光性板材22之表面上，使用 眞空沉積方法、濺鍍方法等方法形成包含Cr、以等物質之 透明金屬薄膜24。此外，於透明金屬薄膜24表面上，.提供 含有光觸媒物質之親水性功能層2 6。含有光觸媒物質之親 水性功能層25係藉著使用眞空沉積方法、濺鍍方法等方法 ，自透明金屬薄膜24之側面開始形成含有光觸媒物質—包含 Ti〇2等一之光觸媒層28及含有親水性物質—包含Si〇2等物質— 之親水性層30的層積層。或於此具體實例中，爲進一步改 善親水性，含有親水性物質之親水性層3〇的表面可於多孔 性情況下形成。 .' 表2出示施加油於各材料表面時，原始接觸角，及曝露於 強度1毫瓦/厘米2之不可見光下歷經4小時之後的接觸角，使 用於圖1所示之結構下製備的試樣，薄膜厚度個別爲〇 (未形 成薄膜）、1.0、2.0或5.0毫微米，透明金屬薄膜24使用Cr。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1235116 _一 - A7 ____ BJ_ 、發明説明（1 ) '~ 此情況下，含有光觸媒物質之光觸媒層28係使用Ti〇2於薄 膜厚度50毫微米下形成，含有親水性物質 鑛微米薄膜厚度下由Sl〇2形成。 係 〈表2>
Cr薄膜厚度(以亳微米 表示） 原始接觸角（以度表示） 曝露於不可見光之後的 接觸角（以詹表示） 〇(無） 87.7 11 1 1.0 87.0 —------ ,二 1 49 ^ 2.0 85.5 - ------一 . wl 7 7 5.0 88.5 〜 ____ 5.0 當Cr薄膜之厚度係爲〇毫微米（未形成心薄膜）時，在曝露 於不可見光歷經四小時之後，接觸角自原始狀態降低約15 度:、:、而‘ CΓ薄膜之厚度係爲5 · 0耄微米時，該降低値高 於80度。可發現藉著提供透明金屬薄膜24，改善光觸媒性 質，促進施加於表面上之油的分解作用，而實質恢復基材 表面之親水性。 表3顯示於圖1所示之結構中，使用Rh作爲透明金屬薄膜 24製備試樣，所得之類似接觸角測量結果，薄膜厚度個別 爲〇 (未形成薄膜）、0.5、1.0及5.0毫微米。當Rh薄膜之薄膜 厚度係爲〇毫微米（未形成Rh薄膜）時，在曝露於不可見光歷 經四.小時之後’接觸角自原始狀態降低約1 5度。然而，當 Rh薄膜之厚度係爲5.0毫微米時，該降低値高於5〇度，可發 現實質恢復基材表面之親水性。 〈表3 > -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 1235116 -A7 B7 五、發明説明（9 )
Rh薄膜厚度(以毫微米 表示） 原始接觸角（以度表示） 曝露於不可見光之後的 〇(無) 87.7 度表不） —^1__ 58 1 —— 0.5 9〇.〇 1.0 85.2 ---------J。·丄 _3 5.0 88.0 __30.4 表4顯示於圖1所示之結構中，使用Ag作爲透明金屬薄膜 24製備試樣，所得之類似接觸角測量結果，薄膜厚度個別 爲〇 (未形成薄膜）、L0、2.0及5·〇亳微米。當Ag薄膜之薄膜 厚度係爲0毫微米（未形成Ag薄膜）時，在曝露於不可見光歷 經四小時之後，接觸角自原始狀態降低約15度。然而’當 Ag薄膜之厚度係爲5 〇毫微米時，該降低値高於50度’可發 現實質恢復基材表面之親水性。 〈表4> _____—-Ί Ag薄膜厚度(以毫微米 表示） ------------ 原始接觸角（以度表示） _________ 〇(無） -------- 87.7 一_一 1.0 88Λ__一 2.0 ----——· 1 86.6 __ 5.0 87.5 _- 曝露於不 < 見光之後的 接觸 72· 1 表5顯示於圖w示之結構中，使用Pt作爲透明金屬薄膜24 製備試樣，所得之類似接觸角測量結果’薄膜厚度個別巧 34.5 (未形成薄膜）、10、20及5.0毫微米。當pt^膜之薄子又 «r 1舁光歷經四 係爲〇毫微米（未形成Pt薄膜）時，在曝露於不" 、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐） -12- 1235116 A7 B7 五 、發明説明（1〇 ) 小時之後，接觸角自原始狀態降低約15度。然而，當Pt薄 膜之厚度係爲5.0毫微米時，該降低値高於50度，可發現實 質恢復基材表面之親水性。 〈表5>
Pt薄膜厚度(以毫微米 原始接觸角（以度表示） 曝露於不可見光之後的 表示） 接觸角（以度表示） 87.7 72.1 __1.0 85.6 56.2 __ 2.0 87.5 - 45.1 — 88.3 〜 31.5 表6顯示於圖1所示之結構中’使用A1作爲透明金屬薄膜 24製備試樣，所得之類似接觸角測量結果，薄膜厚度個別 爲〇 (未形成薄膜）、2.0、5.0及1〇.〇毫微米。當八1薄膜.之薄 膜厚度係爲0毫微米（未形成A1薄膜）時，在曝露於不可見光 歷經四小時之後，接觸角自原始狀態降低約15度。然而， 當A1薄膜之厚度係爲10.0毫微米時，該降低値高於“度， 可發現實質恢復基材表面之親水性。 〈表6 > 曝露於不可見光之後的 87.7 86.2 88.0 87.4
A1薄膜厚度(以亳微米表示) 2.0 5.0 10.0 原始接觸角（以度表示） 本紙張尺度_ t A4^(210 X 297^1) '^s _ 1235116 一 A7 _ B7 五、發明説明（11 ) 藉透明金屬薄膜改善光觸媒性質之效果的細節尚未明瞭 。由有效數據推測：當光觸媒物質被光觸媒層所吸收之紫外 光所激發時·，於光觸媒物質層中生成電子及對應之電洞。 雖然此等電子及對應之電洞有一部分藉著配對（重組）而消失 ’但其餘之電子及對應之電洞移動至材料表面，藉著與材 料表面上之空間及濕氣進行反應而生成具有強氧化力之〇2· (起氧化物陰離子）及0H (輕基），導致黏著於該材料表面上 心有機物質氧化降解。形成之透明薄膜具有藉著減少配對 (重組）之消失電子及電洞，而改善與氧化-還原有關之效率 (私荷分離效率）的效果。此外，因爲透明金屬薄膜所反射之 糸外光再次進入光觸媒層中，故增加光激發之發生，因而 推測該薄膜具有改善光觸媒性能的效果。 此外表2至表6所示之具體實例於可見光區（3 8〇〜78〇毫微 米）中的透光度特性係出示於圖5至圖9。大部分實施例皆顯 示幾近平坦之光譜特性，所有實施例中，於5 〇毫微米薄膜 厚度下皆顯示大於30百分比之透光度，表示大部分情況下 ，所使用之薄膜係無色透明透光性薄膜。 具體實例2 圖1 0顯示本發明複合材料之具體實例2的剖面圖。透光性 板材22表面上，使用例如眞空沉積方法形成透明金屬薄膜 24，包含Cr、Rh等。此外，於透明金屬薄膜24上，使用眞 2沉積方法、濺鍍方法等方法形成親水性層32，包含光觸 媒物質諸如Ti02等。 因爲光觸媒物質諸如Ti〇2等物質藉光激化變成親水性， -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) 1235116
於本發明具體實例2中，— ,,,Tin ^ ^ >v 猎耆使用具有親水性之光觸媒物質 邊如Tl〇2形成包含来艇
九觸媒物貝之親水性層32，材料表面可 變成親水性，而藉弁鎚狀χ 1竹衣囬J 觸媒为解作用而保持親水性。或於本 發明具體實例中，爲推_止、 乂、尽 ·、、 步改吾親水性，包含光觸媒物質 之親水性層32的表心㈣m下料。 具體實例3 圖11顯示本發明複合材料之具體實例3的剖面圖。於透光 性板材22的表面上’形成包含Cr、Rh等物質之透明金屬薄 膜24而I歧明金屬薄膜24之表面上，使用例如眞空沉積 万法形成包含ΤΊ〇2等物質之光觸媒物質及包含叫等物質 〜親水性物的混合層。或含有光觸媒物質及親水性物質之 混合層34的表面可於多孔性情況下形成。 如圖11所示之結構中，藉著形成含有光觸媒物質及親水 性物質之混合層34，可將金屬表面調成親水)生，而藉光觸 媒分解作用保持親水性。 或藉著使用眞2沉積方法、濺鍍方法等方法，於本發明 具體貫例1至3之透光性板材22的背側上，形成包含Cr、A1 等物貝之反射性薄膜，形成之結構可作爲除霧面鏡。 具體實例4 圖12顯不本發明除霧材料具體實例4之剖面圖。於透光性 板材22上形成如同圖"斤示之薄膜結構。換言之，形成透明 金屬薄膜24，另外於其表面上提供含有光觸媒物質之親水 性功能層26。該含有光觸媒物質之親水性功能層26係由透 明金屬薄膜24側面開始包括含有光觸媒物質包括丁丨〇2等之 光觸媒層28及含有親水性物質包括si〇2等之親水性層30。 -15- 本紙張尺度適用巾@ g家標準(CNS) Μ規格(21GX 297公爱) 1235116 -一 -A7 gl_____ 五、發明説明（13 ) 前述層係藉眞空沉積方法、濺鍍方法等形成爲層積層。或 於本發明此具體實例中，爲進一步改善親水性，於多孔性 情況下形成含有親水性物質之親水性層30表面。於透先性 板材22之背面上，形成透明薄膜、Ti02薄膜36、Si02薄膜 38及反射性薄膜40之層積層，以作爲具有特定波長選擇性 反射特性及彩色反射平面之除霧面鏡。或爲防止該反射性 薄膜40腐蝕，可於反射性薄膜40之背面上提供保護基塗層 (未示）。 其次’描述圖12所示之面鏡及習-用面鏡等之光譜反射特 性。此情況下，圖12所示之面鏡視爲包括薄膜厚度爲！ 00毫 微米之Ti〇2薄膜36、薄膜厚度爲20毫微米之Si〇2薄膜、薄 膜厚度爲50¾微米且含有光觸媒物質之光觸媒層28、及薄 膜厚度1 0毫微米且含有親水性物質之親水性層3 〇。圖丨3顯 示習用彩色面鏡之剖面結構。此結構係位於具有圖12所示 之結構的透光性板材22的表面上，而不具有透明金屬薄膜 24或含有光觸媒物質之親水性功能層26。於透光度板材。 背面上，形成Ti〇2薄膜％、si〇2薄膜π及反射性薄膜4〇之 層積層，其結構及薄膜厚度係與圖12所示者相同。此情況 下，T1〇2薄膜36之薄膜厚度及Sl〇2薄膜38之薄膜厚度係爲 20毫微米。 圖14係顯τπ彩色除霧面鏡之剖面結構，結合圖2所示之習 用親水性薄膜與圖13所示之習用彩色面鏡。此種結構中， 於具有圖13所示之習用彩色面鏡結構之透光性板材22的表 面上，結合圖2所示之習用除霧面鏡的Ti〇2薄膜4及以〇2薄 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公羡) 1235116 一 'A7 五、發明説明（14^^一~" =----- 膜6 H兄下，Ti〇2薄膜4之薄膜厚度係調成200毫微米， 纖2薄膜6之薄膜厚度係調至_微米。 圖15,，，員7F個別出不於圖12、13及14之結構☆可見光區（彻 780毛微米)中之光譜反射特性。圖m 13所示之彩色面 鏡= 420'〜彻毫微米波長範圍内具有尖學反射性，而表面 色才>係A監色。使用具有藍色之彩色面鏡作爲汽車面鏡， 具有降低因爲日間陽光所致之反光的性質。當環境明亮時 ，人類視覺尖峰在於555毫微米波長，可清楚見到黃綠色。 當環境變暗時，人類視覺尖峰移向藍色區，而到達5〇5毫微 米尖峰波長。結果，因爲圖12及〜13所示之結構中的彩色面 鏡尖峰於日間自人類視覺尖峰偏移，其看來稍暗，且防止 因曰光所致之反光。於夜間，因其尖峰與人類視覺尖峰相 符，故可清楚見到反射之影像，而提供優越之可見度。 因爲本發明圖12所示之結構及圖13所示之習用彩色面鏡 結構的光譜反射特性係於420〜480毫微米波長範圍内具有 反射性尖峰，故圖12及13所示之結構的面鏡表面係爲藍色 。因爲圖14所示之習用親水性薄膜結構之光譜反射特性， 波長範圍430〜460毫微米内之反射性降低。此因爲了改農 光觸媒性質，該Ti〇2薄膜4係爲圖12所示之結構之四倍厚， 導致Ti〇2薄膜之光學干擾及尖峰消散。因此，於圖ι4所示 之習用結構中，因爲該面鏡表面色彩非藍色，故無法得到 防反光效果。本發明於圖12所示之結構中，因爲含有光觸 媒物質之光觸媒層--對應於習用Ti〇2薄膜一之薄膜厚度調薄 至不受光學干擾所影響，故未發現特定波長色彩，即使使 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) 一 -------- 1235116 一 -A7 _____ B7 __ 五、發明説明（15 ) 用對於特定波長具有選擇性反射特性之彩色面鏡亦然。 具體實例5 圖1 6係顯示本發明除霧材料之具體實例5的剖面圖。於透 光性板材22上，形成與圖1〇所示者相同之薄膜結構。換言 之，形成透明金屬薄膜24及包含光觸媒物質之親水性層32 。與具體實例4 (圖12)所示之結構相同地，於透光性板材22 之背面上，形成Ti02薄膜36、Si02薄膜38及反射性薄膜40 之層積層。或於此具體實例中，含有光觸媒物質之親水性 層32的表面可於多孔性情況下形成？ 具體實例6 圖17顯示本發明除霧材料之具體實例6的剖面圖。於透光 性板材22上，形成與圖11所示者相同之薄膜結構。換言之 ’形成透明金屬薄膜24，於其表面上形成含有光觸媒物質 及親水性物質之混合層34。與具體實例4 (圖12)所示之結構 相同地，於透光性板材22之背面上，形成丁丨〇2薄膜36、 Si〇2薄膜38及反射性薄膜40之層積層。或於此具體實例中 ，含有光觸媒物質及親水性物質之混合層的表面可於多孔 性情況下形成。 或於本發明具體實例4至6中，不使用反射性薄膜4〇且構 成透光性彩色除霧基材，該材料可使用於透鏡、窗玻璃等。 具體實例7 圖18顯示本發明除霧材料之具體實例7的剖面圖。於透光 性板材22上，形成圖1所示之相同薄膜結構。換言之，使用 眞空沉積方法、濺鍍方法等方法形成包含Cr、Rh等之透明 -18 - 本紙張尺適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) " ' '—- 1235116 一 -A7 ____B7 五、發明説明（16 ) 金屬薄膜24,另外於透明金屬薄膜24表面上，形成含有光 觸媒物質之親水性功能層26。該含有光觸媒物質之親水性 功能層26由透明金屬薄膜24側面開始係包括含有光觸媒物 質包括Ti〇2等之光觸媒層28及含有親水性物質包括以⑺等 之親水性層30，其係使用眞空沉積方法、濺鍍方法等形成 層積層。或於本發明具體實例中，爲進一步改善親水性， 可於多孔性情況下形成含有光觸媒物質之親水性層3 〇。於 透光性板材22之背面上，使用眞空沉積方法、濺鍍方法等 形成一透明電極薄膜42,包含ITO、/Sn〇2等，於其背面上， 形成一固相電色層44,包括氧化爹色層諸如ΐΓ〇χ、Νι〇χ等、 電解質諸如Ta2〇6等及還原著色層諸如w〇3、μ〇μ3等之三料 層。此外，於該固相電色層44之背側上，使用眞空沉積方 法、錢鍍方法等形成電極及反射性薄膜46，包含心、.μ等 。透明電極薄膜42及電極及反射性薄膜46係個別傳導於電 極（未示）。藉著於此等元件上施加電力，於固定電色層上 發生氧化-還原反應，此除霧面鏡變成防反光（著色）狀態。 或爲防止該電極及反射性薄膜46被腐蝕，可於與電極外部 及薄膜薄膜46接觸之表面上提供密封樹脂或密封基材（未示）。 其次，描述圖18所示之面鏡及習用面鏡的光譜反射性。 此情沉下，假設形成圖18所示之面鏡，包括含有光觸媒物 質包括丁1〇2且薄膜厚度50毫微米之光觸媒層28，及含有親 水性物質包括S1〇2且薄膜厚度10毫微米之親水性層3〇。圖 19顯示習用固相電色防反光面鏡之剖面結構。與圖18所示 之結構相同地，於透光性板材22背面上，提供一透明電極 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公 1235116 —' A7 --— ____B7 五、發明説明（17~) " -- ㈣42 ’另外於其背面上，提供-固相電色層44,包括氧 化著色層、電解質及還原著色層之三料層及一電極_反射雙 重功能薄膜46。此外，電極結構及防反光（著色）作用係與圖 18所示之結構相同。 圖20顯示固相電色防反光除霧面鏡之結構，圖2所示之習 用除霧面鏡的Ti〇2薄膜4及“〇2薄膜6係層積於圖19所示之 習用固相電色防反光面鏡上。於透光性板材22表面上提供 光觸媒物質薄膜4，另外於其表面上提供吨薄膜6。與圖 18所不之結構相同地，於透光性板材22之背側上，提供透 明電極薄膜42,另外於其背側上，提供一透明電極薄膜化 ，另外於其背面上，提供一固相電色層44，包括氧化著色 層、電解質及還原著色層之三料層及電極，另外於其背側 上ί、私極'反射雙重功能薄膜46。此外，電極結構及防 反光（著色）作用係與圖18所示之結構相同。此情況下，圖18 所示之面鏡視爲使用厚度2〇〇毫微米之丁丨〇2薄膜及厚度1〇毫 微米之Si02薄膜形成。 圖21顯不當圖18、19及2〇中所示之結構個別變成彩色狀 態時，可見光區（380〜780毫微米）中之光譜反射特性。本發 明具體實例中圖18所示之結構及具有圖19所示之結構彩不 具有親水性薄膜的習用電色面鏡之光譜反射特性在可見光 區中未顯示具有明顯反射性之尖峰。其間，若爲具有習用 親水性薄膜之圖20所示結構，則高反射性之尖峰係出現於 430毫微米至470毫微米波長範圍内。此因提供較厚之丁i〇2 薄膜以改善光觸媒性質，而發生光學干擾作用。因此，在 •20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CMS) A4規格(210 X 297公釐）
裝 訂
1235116 A7 B7 五、發明説明（18 )
故適於作爲具有除霧功能之電色防反光面鏡。 或圖18所示之結構―取代電極 形成透明電極薄膜諸如ITO等， 霧透光性基材。 具體實例8 -反射雙重功能薄膜46 —藉著 可使用於固相電色防反光除 圖22顯ητ本發明除霧材料之具體實例8的剖面圖。於透光 性板材22上，形成與圖1〇相同之薄膜結構。換言之，形成 透明金屬薄膜24及附加之包含光觸媒物質的親水性層32。 或於本發明此具體實例中，爲改善親水性，含有光觸媒物 質之親水性層32表面可於多孔性情況下形成。於透光性板 材22月面上，提供透明電極薄膜42，另外於其背側上，提 供一固相電色層44，包括氧化著色層、電解質及還原著色 層I二料層，另外於其背側上，提供電極-反射雙重功能薄 膜46。此外，電極結構及防反光(著色）作用係與圖18所示之 本發明具體實例7相同。 具體實例9 圖23顯tf本發明除霧材料之具體實例9的剖面圖。於透光 性板材22上，形成與圖丨丨相同之薄膜結構。換言之，形成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1235116 A7 _____B7 五、發明説明（19 ) 包含Cr、Rh等明金屬薄膜24，而於該透明金屬薄膜 表面上，形成含有光觸媒物質包括Tl〇2等及親水性物質包 括Si〇2*^混合層34。或於本發明此具體實例中，含有光觸 媒物負及親水性物貝之混合層34可於多孔性情況下形成。 於透光性板材22背面上，提供透明電極薄膜42，另外於其 背側上，提供一固相電色層44,包括氧化著色層、電解質 及返原著色層之二料層，另外於其背側上，提供電極-反射 雙重功能薄膜46。此外，電極結構及防反光（著色）作用係與 圖18所示之本發明具體實例7相同。_ 具體實例10 圖24顯示本發明除霧材料之具體實例1〇的剖面圖。透光 性板材22包括一結構，其中一液相電色層52包括一電解 質溶液，包含⑴一電色物質，選自W03、Mo〇3、ir〇x、 Νι〇χ等，（ii)一電解質諸如Lil、UCIO4等及（in)溶劑諸如厂 丁内酯、丙二醇碳酸酯等及/或紫外光吸收劑諸如二苯基甲 酮及氰基丙烯酸酯等，或（b)—電色溶液，包含⑴一電色物 質諸如唯洛眞（viologen)等及（II)一溶劑諸如厂丁内醋、丙 二醇碳酸酯等及/或紫外光吸收劑諸如二苯基甲酮及氰基丙 晞fe: @旨等’係夹置於該第一透光性基材4 8與該第二透光性 基材50之間。此外，在與該第一透光性基材48與該第二透 光性基材50相反之表面上，個別提供包含17〇、Sn〇2等之第 一及第二透明電極薄膜54及56。此外，液相電色層Μ之周 圍係使用密封材料60密封，該密封材料係包含黏著劑等， 以防止;谷液戍漏。於該透光度板材2 2之表面上，形成與圖1 -22- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) ' ~ -- 1235116 ' _ -A7 _____§7 五、發明説明（20~' ' 所示者相同之薄膜結構。換言之，形成透明金屬薄膜24, 此外，於其表面上，提供含有光觸媒粉質之親水性功能層 26。孩含有光觸媒物質之親水性功能層％自該親水性功能 層26側面開始包括一光觸媒層28，含有包含丁1〇2等光觸媒 物質，及一親水性層，含有包含Si〇2等親水性物質，其係 形成爲層積層。或於本發明此具體實例中，爲進一步改善 親水性，該含有親水性物質之親水性層3〇表面可於多孔性 情況下形成。於透光性板材22之背側上·，使用眞空沉積方 法、藏鍍方法等形成包含Cr、A1等物之反射性薄膜24。該 第一透明電極薄膜54及該第二透明電極薄膜56係個別連接 於電極（未示）。藉著施加電力於此等元件，於該液相電色層 44上發生氧化-還原反應，而用以進行本發明之具體實例1 〇 除霧鏡變成防反光（彩色）狀態。 或者，與本發明具體實例8 (圖22)相同地，構建包含親水 性物質之親水性層32可取代含有光觸媒物質之親水性功能 層26，而得到相同效果。 或者，與本發明具體實例9 (圖23)相同地，構建包含光觸 媒物質之親水性層32可取代含有光觸媒物質之親水性功能 層26，而得到相同效果。 此外，不提供反射性薄膜40及構建透光性液相電色除霧 材料時，此材料可作爲控光窗户等。 或不使用反射性薄膜40，使用電極-反射雙重功能薄膜， 可得到液相電色防反光除霧面鏡。 或爲藉使用於液相電色層52之溶劑以防止該第一及第二 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 五、發明説明（21 ) 透明電極薄膜54及56腐蝕， _ 膜54及56及液相電色声 透明電極薄 性Sl〇2p ^色層〜間提供電極保護層，包括透光 凰單説明 現在參照較佳具體實例 色，嗲筈且麵余如# 5式描述本發明此等及其他特 色此…例係用以説明而非限制本發明。 圖1係爲具體實例1用以進行本發明之剖面圖。 圖2係爲習用除霧面鏡之剖面圖。. 150及200 圖3係爲顯示習用除霧面鏡中厚度爲50、100 毫微米之Ti〇2薄膜的反射特性之圖。 150及 200 一圖4係爲顯示習用除霧面鏡中厚度爲50、100 尾微米< Τι〇2薄膜的透光度特性之圖。 圖5係爲顯示在圖丨所示之 β ^ (具月豆見例中使用Cr作爲透明金 屬薄膜時的透光度特性之圖。 圖6係爲係爲顯示在圖,所示之具體實例中使㈣作爲透 明金屬薄膜時的透光度特性之圖。 j 7係爲顯示在圖1所示之具體實例中使用Ag作爲透明金 屬薄膜時的透光度特性之圖。 ，，圖8係爲顯示在圖1所示之具體實例中使㈣作爲透明金屬 薄膜時的透光度特性之圖。 金 圖9係爲顯示在圖!所示之具體實例中使用μ作爲透明 屬薄膜時的透光度特性之圖。 圖10係爲顯示本發明具體實例2之剖面圖。 圖11係爲顯示本發明具體實例3的剖面圖。 1235116 一 -A7 ______B7 五、發明説明（22 ) 圖12係爲顯示本發明具體實例4之剖面圖。 圖13係爲顯示習用彩色面鏡之剖面圖。 圖14係爲顯示結合圖2所示之親水性層與圖13所示之彩色 面鏡之彩色除霧面鏡的剖面圖。 圖15係爲圖12所示之本發明具體實例4、圖13所示之彩色 面鏡及圖14所示之彩色除霧面鏡之反射特性的圖。 圖16係爲顯示本發明具體實例5之剖面圖。 圖17係爲顯示本發明具體實例6之剖面圖。 圖18係爲顯示本發明具體實例7之剖面圖。 圖19係爲顯示習用固相電色防尽光面鏡的剖面圖。 圖20係爲顯tf固相電色防反光除霧面鏡之剖面圖，結合 圖2所示之親水性薄膜與圖19所示之固相電色防反光面鏡。 圖2 1係爲圖18所示之本發明具體實例7、圖丨9所示之固相 電色防反光面鏡、及圖20所示之固相電色防反光除霧面鏡 的反射特性圖。 圖22係爲顯示本發明具體實例8的剖面圖。 圖23係爲顯示本發明具體實例9之剖面圖。 圖2 4係爲顯示本發明具體實例1 〇之剖面圖。 圖中，符號説明如下： 22:透光性板材，24:透明金屬薄膜，％ :含有光觸媒 物質之親水性功能層，28 :含有光觸媒物質之光觸媒層， 30:含有親水性物質之親水性層，34 :含有光觸媒物;及 親水性物質之混合層，40 :反射性薄膜，42 :透明電極薄 膜，44 :固相電色層，46 :電極·反射雙重功能薄膜，a : •25-
Claims (1)
- A8 B8 C8 D8 財利申請案 中丈申讀卷利範圍替換本(94年3月） —-------- 申請專利範園 • 一種複合材料，其包括一基材；一透明金屬薄膜，形成 於，亥基材表面上，一親水性功能層，含有光觸媒物質且 形成於透明金屬薄膜表面上；及親水性物質，其中該透 明金屬薄膜包含主要組份Cr、Rh、Ag、pt、八丨或前述者 之混合物，而該光觸媒物質之主要組份係為Ti〇2 ,而該 親水性物質之主要組份係為Si〇2。 2·如申明專利範圍第1項之複合材料，其中該基材係包括透 光性材料。 3.如申請專利範圍第丨項之複合材料，其中該基材係包括板 4·如申請專利範圍第3項之複合材料，其中該基材係包括透 光性板材。 5.如申請專利範圍第4項之複合材料，其中於該透光性板材 之背側上形成一反射性薄膜，以將該透光性板材構成為 除霧面鏡。 6*如申請專利範圍第4項之複合材料，其中於該透光性板材 係包括一透光性著色板材，其具有光波長選擇性。 7·如申請專利範圍第6項之複合材料，其中於該透光性板材 之背側上形成一反射性薄膜，以將該透光性板材構成為 除霧面鏡。 δ·如申請專利範圍第4項之複合材料，其中於該透光性板材 係包括兩透光性基材；一夾置於其間之液相電色層；及 透明電極薄膜，其設於該兩透光性基材之個別相^表面 上。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) A8 B8 C8•1235116 9. ’其中於該透光性板材 將該透光性板材構成為 如申請專利範圍第8項之複合材料 之背側上形成：一反射性薄膜，以 除霧面鏡。 10.如申請專利範圍第4項之複合材 :二相電色層、及第二透明電極薄膜係依序於該透光 性基材背侧上形成為層積層，以將該透光性板材構成為 除霧面鏡。 1傅凤為 11.如申請專利範圍第3項之複合材料，其中透明電極薄膜、 固相電色層、及電極_反㈣重功能薄㈣依料該透光 性基材背側上形成為層積層’以將該板材構成為除霧面 12. 如中請專利範圍第3項之複合材料，其中該板材係包括 (1卜透綠基材，—透明電極薄膜係形成於該透光性基 材（一側面上；⑻-基材，—電極反射雙重功能薄膜 係形成於該基材之一側面上；（m)一液相電色層，夾置 於該透光性基材與该基材之間，其中該透明電極薄膜及 該電極-反射雙重功能薄膜係彼此相對，以將該板材構成 為除霧面鏡。 13. 如中請專利範圍第5、7、9、u、12項中任—項之複合材 料’其構成為汽車用之外部面鏡。 14·如申請專利範圍第卜12項中任一項之複合材料，其中該 含有光觸媒物質之親水性功能層係包括一主要元件，其 係自該基材側面開始包括含有光觸媒物質之光觸媒層及 含有親水性物質之親水性層的層積結構。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公董） ---*— -1235116 as B8 C8 ' _______ D8 六、申請專利範圍 15·如申請專利範圍第14項之複合材料，其中該含有親水性 物質之親水性層係具有50毫微米或較小之層厚。 16.如申請專利範圍第ι〜丨2項中任一項之複合材料，其中該 含有光觸媒物質之親水性功能層包括一主要元件，其係 含有光觸媒物質與光觸媒物質之混合層。 17·如申請專利範圍第1〜12項中任一項之複合材料，其中該 含有光觸媒物質之親水性功能層包括一主要元件，其係 含有光觸媒物質之層。 18·如申請專利範圍第丨〜：^項中任一項之複合材科，其中含 有該光觸媒物之親水性功能層的表面係為多孔性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
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