TWI241431B

TWI241431B - Electrochromic mirror and material of reflective layer

Info

Publication number: TWI241431B
Application number: TW091121317A
Authority: TW
Inventors: Fu-Shing Wang
Original assignee: Exon Science Inc
Priority date: 2002-09-18
Filing date: 2002-09-18
Publication date: 2005-10-11
Also published as: US20040051930A1; GB2393261A; DE10315478A1; SE0301050D0; JP2004109978A; GB0306156D0; FR2844606A1; US6753995B2; SE0301050L; SE525974C2

Description

1241431 五、發明說明（1) 發明領域本舍明係關於一種電變色（e丨e c t r 〇 c h r 〇 m丨c )鏡組，以及一種用於此電變色鏡組中之反射層材料。藉由此反射層材料可使電變色鏡組產生所欲之顏色變化以及良好的電變色特性。發明背景眩光為開車時令人煩擾的因素之一。過去業界已做過許多努力以嘗試解決眩光問題。目前為止最有效的方法之

一即為於車輛後視鏡中裝設一種電變色元件。電變色元-件可使後視鏡片顏色加深，因而降低鏡子的反射率，藉以使眩光效應達到最小。第一圖為說明一種習知用於車輛之後視鏡組件以達到使之顏色變化目的之電變色單元的示意圖。一

電變色單元一般包含二個平行放置且以微米至毫米級距離t開之玻璃基板11及12。在玻璃基板之每一個内表面上’提供透明的氧化銦錫（IT〇)塗層13、14以作為導電電極。於二個玻璃基板11及12間之間隙15填充電變色溶液，亚且以對電變色溶液呈惰性之材料1 6 (例如環氧化物）密封另外’在玻璃基板12之另一面鑛上一反射層17，以提供適當的鏡片反射率。藉由施加電壓於I TO陰極13及陽極 1 4 ’電變色溶液將產生化學變化而有顏色上的改變。隨著斤接收之光線強度增加，施於電變色單元之電壓增加，使鏡子的顏色變得更深。

1241431 五、發明說明（2) 一般而言，電變色溶液包含陽極化合物（當價態由於氧化作用改變時，呈可逆的顏色變化）、陰極化合物（當價態由於還原作用改變時，呈可逆的顏色變化）及溶劑（使陽極和陰極化合物溶解，但對電變色溶液之其他組份呈化學上惰性）。視需要，電變色化合物可進一步含有電解質材料，俾增進電流通過電變色溶液之導電率。為了瞭解含於習知電變色溶液中之陽極化合物、陰極化合物、溶劑及電解質材料，請參照美國專利第4, 90 2, 1 08、5, 679, 283、5, 611，966、5,239,40 5、5,50 0,760 及6,211，994B1 號（合併

於本案以供參考）。在上述習知技術中，一般使用鋁（A1)作為反射層材料’但铭層與玻璃間的附著性不佳，易剝落，因此會影響後視鏡組的壽命。

另一種習知用於車輛之後視鏡組件以達到使之顏色變化目的之電變色單元見於第二圖中，其於兩平行放置且以微米至爱米級距離分開之玻璃基板2丨及2 2間亦提供導電電極2 3與24。電極23之材料為透明電極（如IT〇)或透明電極之複合層（如ΙΤΟ/金屬/ ιτο)，視所需之導電度而定，而電極24之材料為金屬或金屬之複合層。藉由選用同時具有高反射率與^r龟性之金屬材料，該電極2 &可兼具反射層之作用，因此可省去如第一圖中反射層17之製程。目前所用之金】為銀（Ag)或銀合金（如Ag/Au，Ag/pt，Ag/pd等）。在此習知技術中’雖可藉由選用銀或銀合金來達成整合導電層與反射層之目的，但因此導電/反射層係位於玻璃基板

1241431 五、發明說明（3) 2 2與電變色溶液2 5間，且與密封材料2 6有所接觸，因此須特別留思其製作、腐钱與電性變化之問題。例如，為了使此金屬電極2 4可附著至該玻璃基板2 2上，需要於金屬電極 2 4與玻璃基板2 2間加一基底層2 7，此外，為了避免電變色溶液之腐餘，另需於該金屬電極與電變色溶液間尚須提供一保護層28，且此保護層28不可妨礙該金屬電極之電性。因此’雖然導電層與反射層在此技術中得以整合，但仍需要許多額外的步驟方能得致此導電/反射電極層。發明概述因此，本發明之目的為提供一種反射層材料，具有所欲之反射率’同時具有較佳的玻璃附著性，不易自玻璃上剝落。本發明之另一目的為提供一種電變色鏡組，其反射層製作簡便·，且提供異於習用技術之顏色選擇。本案之第一方面係關於一種電變色鏡組，因應施至其上之電壓而進行顏色變化，該電變色鏡組包含··第一基板，可容許光線透過；第二基板，其係實質上平行於該第一基板設置，且與該第一基板間以預定的間隙分開，俾於期間形成一個空間；第一與第二電極，分別設於該第一及第二基板上，面對該空間之相對側，用以提供一電壓，其中該第一電極可容許光線透過；一電變色溶液，位於該第一及第二基板間之該空間中，因應該電壓以進行顏色變化；一密封料，介於該第一及第二基板間，俾將該電變色

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/合液封存於遽空間中，以及一鋁鈦合金層，位於該第二基板上，使該透過第一基板進入電變色鏡組之光線部分反射回該第一基板。其中，該第一及第二基板可由玻璃所製，該密封料可由環氧化物所形成，該第一與第二電極可由氧化銦錫 (no)所製。

在一實施例中，該鋁鈦合金層係位於該第二基板上之該第二電極層之相反側。該電變色鏡組較佳更包括一變色輔助層，位於該第二基板與該鋁鈦合金層間，以提供異於該鋁鈦合金層之顏色變化。較佳者，該變色輔助層係由氧化銦錫（ITO)所製。在另一貫施例中’該銘鈦合金層係位於該第二基板與該第二電極間。

本案之第二方面之電變色鏡組，包含··第一基板，可容許光線透過；第二基板，其係實質上平行於該第一基板設置’且與該第一基板間以預定的間隙分開，俾於期間形成一個空間；第一與第二電極，分別設於該第一及第二基板上，面對該空間之相對側，用以提供一電壓，其中該第一電極可容許光線透過；一電變色溶液，位於該第一及第二基板間之該空間中，因應該電壓以進行顏色變化；一密封料，介於該第一及第二基板間，俾將該電變色溶液封存於該空間中；以及一反射複合層，位於該第二基板上，使該透過第一基板進入電變色鏡組之光線部分反射回該第_ 基板，其中該反射複合層包括一氧化銦錫（I το)層與一高

第9頁 1241431 五、發明說明（5) 反射材料層。在一實施例中，該反射複合層包括該氧化銦錫層與一路（C Γ )金屬層。在另一實施例中，該反射複合層包括該氧化銦錫層與一鋁鈦（A 1 / T i )合金層。在又一實施例中，該反射複合層包括該氧化銦錫層與一銀（Ag)金屬層。較佳者，該反射複合層係位於該第二基板上之該第二電極層之相反侧，且該氧化銦錫層係位於該第二基板與該高反射材料層間。本案之第三方面之電變色鏡組，包含：第一基板，可容許光線透過；第二基板，其係實質上平行於該第一基板設置，且與該第一基板間以預定的間隙分開，俾於期間形成一個空間；一透光電極，可容許光線透過，其係設於該第一基板上，面向該空間；一複合電極，包括一氧化銦錫 (I TO)層與一高反射材料層，其係設於該第二基板上，面向該空間，用以與該透光電極合作提供一電壓；以及一電變色溶液’位於該第一及第二基板間之該空間中，因應該電壓以進行顏色變化。其中’該高反射材料層較佳位於該第二基板與該氧化姻錫層間。本案之第四方面係關於—種反射層材料，應用一電變色鏡組中’以提供一影像之入射光線之部分反射，俾由鏡片中觀察到該影像’其包括—鋁鈦（A1/Ti)合金層。

第10頁 1241431 五、發明說明（6) 该反射層特粗^ 一複合式反射層材= 匕括一氧化銦錫（ITO)層，組成 (ΙΤ〇ΓI案：/反五射方材面料之層反射層材料包括緊鄰之含氧化銦錫 m/τ其、中人:高反射材料層較佳選自絡（Cr)、紹鈦 (A1/Tl)合金、或銀（Ag)金屬層。圖式簡單說明本案得藉由下列圖式及詳細說明，俾得更深入之瞭解：第一圖為一種習知電變色鏡組之電變色單元的示意圖。第一圖為另一種習知電變色鏡組之電變色單元的示意圖。第二圖為本案電變色鏡組之電變色單元一實施例之示意圖。第四圖為本案電變色鏡組之電變色單元另一實施例之不意圖。元件符號說明：玻璃基板 11，12, 21，22, 31，32, 41，42 電極 13, 14, 23, 24, 33,（34 + 37)，43, 44 空間15 電變色溶液25, 35, 45 密封層16, 26, 36, 46 反射層 17,（47 + 48)

第11頁 1241431 五、發明說明（7) 保護層2 8 基底層27 在本發明之第一實施例中，該電變色鏡組之電變色單几構造類似於第一圖所示者，但本實施例中使用鋁鈦 (A 1 / T i)合金來作為反射層材料，可達成較佳附著性之目的。本實施例電變色單元中各層材料分別如下所述。基板 11與1 2分別為厚度約〇 · 9至2 · 3 m m之單面研磨二氧化石夕浸覆或二氧化石夕氫覆鈉鈣玻璃基板（soda Ume si〇2_dip coat or Si02-H coat glass layer)。電極層 13 與 14 分別為厚度約1 0 0 0至3 00 0A之摻銦氧化錫（或稱氧化銦錫丨了⑴，電阻值在3至35Ω之間。密封料16為厚度約80至150mm之環氧化物。反射層17為厚度約1〇〇至250nm之鋁鈦合金層。空間15 中裝有下列化合物組成之電變色溶液：碳酸伸丙基酷（propylene carbonate) 70% (v/v); 碳酸曱基乙基酉旨（ethyl methyl carbonate) 30% (v/v); 0.02M 1，1‘ -雙（2 -石肖基苯基）-4，4‘ -二Q比咬-雙（四氟爛酸鹽）（1，1‘-bis (2-nitrophenyl)-4，4‘dipyridinium bis (tetrafluoroborate)) ·, 0. 0 2M二茂絡鐵甲基酮-N，N -二苯腙 (ferrocenemethy1 ketone-N，N-dipheny1hydrazone)；以及 2% (wt/v) 聚甲基丙烯酸曱基酉旨 (polymethylmethacrylate (PMΜA)) 0 以下舉一變色實例，以說明其於電變色後視鏡組中之

第12頁 1241431 五、發明說明（8) 變色情形實例1 八電變色後視鏡結構組成如第一圖所示，基板11與12厚度分j為2·0_。170電極層13與14厚度15〇〇A，電阻值為6 Ω。。岔封層1 6厚度為丨〇〇mm。反射層丨7中之鋁佔7〇%，鈦佔 3>〇%，金屬厚度約15〇nm。本實例中另於反射層後提供一保護f ’材料為矽、鈦或銦之氧化物，厚度約20 0A。未給予電壓時’電變色後視鏡裝置表面反射率約為70%，施予 ^5v工作電壓時，1秒内變色完成，鏡面呈現深藍色，此吋反射率約為9%，可適度防止眩光。本鏡組可重複變色大於二十萬次。本發明之第二實施例見於第三圖中，該電變色單元包括第一與第二基板31與32，分別為厚度約〇· 9至2. 3mm之單面研磨二氧化矽浸覆或二氧化矽氫覆鈉鈣玻璃基板（soda 1 i m e S i 0 2 - d i p c 〇 a t 〇 r S i 0 2 - H c 〇 a t g 1 a s s 1 a y e r )。電極層33為厚度約1 00 0至30 0 0a之摻銦氧化錫（或稱氧化銦錫 IT0) 電阻值在3至35Ω之間。第二電極層為一氧化鋼锡 (IT0)層34與金屬層37之複合層，該IT0層厚度約1〇〇〇至 3000A ’電阻值在3至35Ω之間，該金屬層27為厚度約1〇〇至250nm之鉻、铭鈦合金或銀金屬層，電阻值在1至之間。在、封料3 6為厚度約8 0至1 5 0 m in之環氧化物。電變色溶液3 5包括以下組成：碳酸伸丙基 g旨（propylene carbonate) 70% (v/v);

第13頁 1241431 五、發明說明（9) 碳酸甲基乙基酉旨（ethyl methyl carbonate) 30% (v/v); 0·02Μ 1，1·-雙（2 -硝基苯基）-4，4‘ -二Q比咬-雙（四氟爛酸鹽）(1, Γ -bis (2-nitrophenyl)-4,4‘dipyridinium bis (tetrafl.uoroborate)); 0.02 M二茂絡鐵甲基酮-N，N-二苯腙 (ferrocenemethylketone-N，N-diphenylhydrazone);以及 2 % (w t / v )聚甲基丙烯酸曱基酯 (polymethylmethacrylate (PMMA)) 〇

以下舉四個變色實例，以說明其於電變色後視鏡組中之變色情形。實例2 電變色後視鏡結構組成如第三圖所示，基板3 1與3 2厚度分別為1· 3mm。IT0電極層33厚度約1 50 0A，電阻值為6 Ω。複合電極IT0層34厚度約1500A，電阻值為6Ω，金屬層37中之銘佔70%，鈦佔30%，金屬厚度約I50nm。密封層36 厚度為150 mm。未給予電壓時，電變色後視鏡裝置表面反射率約為7 9 %，鏡面務呈金黃色，施予1 · 5 v工作電壓時，1 秒内變色完成，鏡面呈現深藍色，此時反射率約為1 2 %， ® 可適度防止眩光。本鏡組可重複變色大於二千次。實例3 電變色後視鏡結構組成如第三圖所示，基板31與3 2厚

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度分別為1· 3mm。ITO電極層33厚度約1 5 0 0A，電阻值為β Ω。複合電極ΙΤ0層34厚度約1500Α，電阻值為6Q，金屬層37為銀金屬’厚度約i50nm。密封層36厚度為15〇mm。未給予電壓時，電致變色後視鏡裝置表面反射率約為8 2 %，鏡面呈亮銀色，施予1 · 5 v工作電壓時，1秒内變色完成鏡面呈現深藍色，此時反射率約為丨2%，可適度防止眩光。本鏡組可重複變色大於二千次。實例4

電變色後視鏡結構組成如第三圖所示，基板3丨與3 2厚度分別為1· 3mm。IT0電極層33厚度約1 50 0A，電阻值為6 Ω。複合電極IT0層34厚度約1500A，電阻值為6Ω，金屬層37為鉻金屬，厚度約丨“⑽。密封層“厚度為i5〇mm。未給予電壓時，電變色後視鏡裝置表面反射率約為45%，鏡面呈淡銀藍色，施予1 · 5v工作電壓時，i秒内變色完成，鏡面呈現深藍色，此時反射率約為9%，可適度防止眩光。本鏡組可重複變色大於十萬次。實例5

電變色後視鏡結構組成如第三圖所示，基板31與32厚，为別為1.3_。IT0電極層33厚度約15〇〇A，電阻值為15 合電極IT〇層34厚度約1 5 0 0A，電阻值為15Ω，金屬鉻金屬’厚度約15〇nm。密封層⑼厚度為W。未、壓牯，電變色後視鏡裝置表面反射率約為4丨％，鏡麵第15頁 1241431 五、發明說明（11) 面呈淡藍色，施予1 · 5v工作電壓時，2秒内變色完成，鏡面呈現/米監色’此時反射率約為6 %，可適度防止眩光。本鏡組可重複變色大於二萬次。本發明之第三實施例見於第四圖中，該電變色單元包括第一與第二基板41與42，分別為厚度約〇. 9至2· 3mm之單面研磨二氧化矽浸覆或二氧化矽氫覆鈉鈣玻璃基板（s〇da丨ime

Si02-dip coat or Si02-H coat glass layer)。電極層 43與44為厚度約1000至3000A之摻銦氧化錫（或稱氧化銦錫 IT0) ’電阻值在3至35Ω之間。反射層為一氧化麵锡（ιτο) 層48與金屬層47之複合層，該IT0層48厚度約1〇〇〇至 30 0 0A，電阻值在3至35 Ω之間，該金屬層47為厚度約1〇〇至250 nm之鉻、鋁鈦合金或銀金屬層，電阻值在1至8Q之間。密封料4 6為厚度約8 0至1 5 0 mm之環氧化物。電變色溶液45包括以下組成：碳酸伸丙基醋（propylene carbonate) 70% (v/v); m 破酸曱基乙基酉旨（ethyl methyl carbonate) 30% (v/v); 0· 02M 1，Γ -雙（2 -硝基苯基）-4, 4‘ -二吡啶-雙（四氟硼酸鹽）（l，l‘-bis (2-nitrophenyl)-4,4‘dipyridinium bis (tetrafluoroborate))； 0· 02M二茂絡鐵甲基酮-N，N-二苯腙 (ferrocenemethylketone-N，N-diphenylhydrazone);以及 2% (wt/v)聚曱基丙烯酸甲基酯 (polymethylmethacrylate (PMMA))。

Η 第16頁 1241431 五、發明說明（12) 以下舉變色情形。么言么色實例，以說明其於電變色後視鏡組中之實例6 電變色後視鏡結構組成如第四圖所示，基板41與42厚度分別為2.0觀。1別電極層43與44厚度分別為13〇(^、，電阻值為6Ω。複合反射層中之丨忉層“厚度約l3〇〇A，電阻 =為6Ω ’金屬層47為銘鈦合金層，其中銘佔7〇%，欽佔 ’金屬厚度約150ηπι。密封層36厚度為15〇龍。本實例 :另：反射層後提供—保護層，#料為矽、鈦或銦之氧化 Ϊ射ίί=Α。/給予電壓時’電變色後視鏡裝置表面 7率約為68%，鏡面稍呈金黃色，施予ΐ 5ν工作電壓 ¥，1秒内變色完成鏡面呈現深駐& L ^ A ^ Q0/ ^ ^ ^ , 兄，衣監色，此時反射率約為 9/〇，可適度防止眩光。本鏡組可番 ^ 由以上各實施例與實例可知，安e 於一十萬次。轡耷於知；^ α丨^、、，本案提供一種新穎的電 ’例如銘鈦合金層或氧化銦錫/高反射金屬之複合層，其破璃附著性較使用氧化銦錫/高反射金屬之複合屬為佳。而時’更可提供與單獨使用金屬反上二’反射層材枓 (一舻冬龎后μ®兔丄蜀久射層時不同的顏色變化 1般金屬反射層為焭銀色）。因此，可摇彳ϋ、*卷i♦ 的選擇。可提仏扁費者更多樣雖然本案係藉由目前被認為最實施例說明，但應瞭解本案不受較佺的〃體具體 ^又所揭不的具體實施例限 1241431

第18頁 1241431 圖式簡單說明第一圖為一種習知電變色鏡組之電變色單元的示意圖。第二圖為另一種習知電變色鏡組之電變色單元的示意圖。第三圖為本案電變色鏡組之電變色單元一實施例之示意圖。第四圖為本案電變色鏡組之電變色單元另一實施例之示意圖。

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Claims

1241431 六、申請專利範圍 1 · 一種電變色鏡組，因應施至其上之電壓而進行顏色變化，該電變色鏡組包含·· 第一基板，可容許光線透過；第二基板，其係實質上平行於該第一基板設置，且與該第一基板間以預定的間隙分開，俾於期間形成一個空間；該第一及第二基板上，面其中該第一電極可第一與第二電極，分別設於對該空間之相對側，用以提供一電壓容許光線透過；一電變色溶液，位於該第一中’因應該電壓以進行顏色變化一密封料，介於該第一及第溶液封存於該空間中；以及一鋁鈦合金層，位於該第二板進入電變色鏡組之光線部分反 2 ·如申請專利範圍第1項之電變一基板係由玻壤所製。 3 ·如申請專利範圍第1項之電變由環氧化物所形成。 4 ·如申巧專利範圍第1項之電變一電極係由氧化銦錫（IT〇)所製 5·如申請專利範圍第丨層係位於該第二A μ Z覧布丞扳上之該第二 •如申請專利範圍第5項之電變及第二基板間之該空間 9 二基板基板上射回該色鏡組色鏡組色鏡組色鏡組電極層色鏡組間，俾將該電變色，使該透過第一基第一基板。 ’其中該第 ’其中該密 ’其中該第 ’其中該鋁之相反側。 ’更包括一一及第封料係一與第鈦合金變色辅

Η

第20頁 1241431 六、申請專利範圍助層’位於該第二基板與該銘鈦合金層間，以提供異於該銘鈦合金層之顏色變化。 7 ·如申請專利範圍第6項之電變色鏡組，其中該變色輔助層係由氧化銦錫（I TO )所製。 8 ·如申請專利範圍第1項之電變色鏡組，其中該鋁鈦合金層係位於該第二基板與該第二電極間。 9 · 一種電變色鏡組，因應施至其上之電壓而進行顏色變化，該電變色鏡組包含：第一基板，可容許光線透過；

第二基板，其係實質上平行於該第一基板設置，且與該第一基板間以預定的間隙分開，俾於期間形成一個空間；第一與第二電極，分別設於該第一及第二基板上，面對該空間之相對側，用以提供一電壓，其中該第一電極可容許光線透過；一電變色溶液，位於該第一及第二基板間之該空間中，因應該電壓以進行顏色變化； 1 一密封料，介於該第一及第二基板間，俾將該溶液封存於該空間中；以及一反射複合層’位於該第二基板上’使該透過基板進入電變色鏡組之光線部分反射回該第一基反射複合層包括一氧化銦錫（IT0)層與一高反 /、 ^ 10.如申請專利範圍第9項之電變色鏡組，其中層。第二基板係由玻璃所製。〃該第一及

1241431 六、申請專利範圍 11. 如申請係由環氧化 12. 如申請第二電極係 13. 如申請合層包括該 14. 如申請合層包括該 15. 如申請合層包括該 16. 如申請合層係位於 17. 如申請錫層係位於 18. —種電化，該電變第一基第二基該第一基板其中該密封料其中該第一與其中該反射複〇其中該反射複專利範圍第9項之電變色鏡組物所形成。專利範圍第9項之電變色鏡組由氧化銦錫（I T 〇)所製。專利範圍第9項之電變色鏡組氧化銦錫層與一鉻（Cr)金屬層專利範圍第9項之電變色鏡組，氧化銦錫層與一鋁鈦（Al/Ti)合金層。專利範圍第9項之電變色鏡組，其中該反射複氧化銦錫層與一銀（Ag)金屬層。專利範圍第9項之電變色鏡組，其中該反射複該第二基板上之該第二電極層之相反側。專利範圍第1 6項之電變色鏡組，其中該氧化銦該第二基板與該高反射材料層間。變色鏡組，因應施至其上之電壓而進行顏色變色鏡組包含：板，可容許光線透過；板，其係實質上平行於該第一基板設置，且與間以預定的間隙分開，俾於期間形成一個空間；透光電極，可容許光線透過，其係設於該第一基板上，面向該空間；一複合電極，包括一氧化銦錫（I TO)層與一高反射材料層，其係設於該第二基板上，面向該空間，用以與該透

第22頁 1241431 :、申請專利範圍光電極合作提供一電壓；以及中 19. 第 20. 一電變色溶液，位於該第一及第二基板間之該空間因應該電壓以進行顏色變化。如申請專利範圍第1 8項之電變色鏡組，其中該第一及基板係由玻璃所製。如申請專利範圍第1 8項之電變色鏡組，其中該透光電極係由氧化銦錫（I TO )所製。 21·如申請專利範圍第1 8項之電變色鏡組，其中該高反射材料層係位於該第二基板與該氧化銦錫層間。 2 2· —種反射層〜材料，應用一電變色鏡組中，以提供一景多像之入射光線之部分反射，俾由鏡片中觀察到該影像，其包括一鋁鈦（Al/Ti)合金層。 23·如申請專利範圍第22項之反射層材料，更包括一氧化銦錫（IT0)層，組成一複合式反射層材料。 24· —種反射層材料，應用一電變色鏡組中，以提供一影像之入射光線之部分反射，俾由鏡片中觀察到該影像，其包括緊鄰之含氧化銦錫（IT0)層與高反射材料層。 25·如申請專利範圍第24項之反射層材料，其中該高反射材料層係選自鉻（Cr)、銘鈦（Al/Ti)合金、或銀（Ag)金屬層0

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