专利名称：电变色镜组及其反射层材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电变色(electrochromic)镜组，以及一种用于此电变色镜组中的反射层材料，由此反射层材料可使电变色镜组产生所需的颜色变化以及良好的电变色特性。
电变色单元一般包含二个平行放置且以微米至毫米级距离分开的玻璃基板11及12。在玻璃基板的每一个内表面上，提供透明的氧化铟锡(IT0)涂层13、14以作为导电电极。在二个玻璃基板11及12间的间隙15填充电变色溶液，并且以对电变色溶液呈惰性的材料16(例如环氧化物)密封。另外，在玻璃基板12的另一面镀上一反射层17，以提供适当的镜片反射率。当施加电压于ITO阴极13及阳极14，电变色溶液将产生化学变化而有颜色上的改变。随着所接收的光线强度增加，施于电变色单元的电压随之增加，使镜子的颜色变得更深。
一般而言，电变色溶液包含阳极化合物(当价态由于氧化作用改变时，呈可逆的颜色变化)、阴极化合物(当价态由于还原作用改变时，呈可逆的颜色变化)及溶剂(使阳极和阴极化合物溶解，但对电变色溶液的其它组份呈化学上惰性)。视需要，电变色化合物可进一步含有电解质材料，以增进电流通过电变色溶液的导电率。为了了解含在现有电变色溶液中的阳极化合物、阴极化合物、溶剂及电解质材料，请参照美国专利第4,902,108、5,679,283、5,611,966、5,239,405、5,500,760及6,211,994B1号(合并于本案以供参考)。
在上述现有技术中，一般使用铝(Al)作为反射层材料，但铝层与玻璃间的附着性不佳，易剥落，因此会影响后视镜组的寿命。
另一种现有用于车辆后视镜组件以达到颜色变化目的的电变色单元见如图2所示，在两平行放置且以微米至毫米级距离分开的玻璃基板21及22间还提供导电电极23与24。电极23的材料为透明电极(如ITO)或透明电极的复合层(如ITO/金属/ITO)，视所需的导电度而定，而电极24的材料为金属或金属的复合层。由选用同时具有高反射率与导电性的金属材料，该电极24可兼具反射层的作用，因此可省去如
图1中反射层17，目前所用的金属为银(Ag)或银合金(如Ag/Au，Ag/Pt，Ag/Pd等)。在此现有技术中，虽可借助选用银或银合金来实现整合导电层与反射层的目的，但因此导电/反射层位于玻璃基板22与电变色溶液25之间，且与密封材料26有所接触，因此须特别留意其制作、腐蚀与电性变化的问题。例如，为了使此金属电极24可附着至该玻璃基板22上，需要在金属电极24与玻璃基板22间加一基底层27，此外，为了避免电变色溶液的腐蚀，另需在该金属电极与电变色溶液间尚须提供一保护层28，且此保护层28不可妨碍该金属电极的电性。因此，虽然导电层与反射层在此技术中得以整合，但仍需要许多额外的步骤才能应用此导电/反射电极层。
本发明的另一目的是提供一种电变色镜组，其反射层制作简便，且提供不同于现有技术的颜色选择。
本案的第一方面是关于一种电变色镜组，适应施加到其上的电压而进行颜色变化，该电变色镜组包含第一基板，可容许光线透过；第二基板，实质上平行于该第一基板设置，且与该第一基板间以预定的间隙分开，二者之间形成一个空间；第一与第二电极，分别设于该第一及第二基板上，面对该空间的相对侧，用以提供一电压，其中该第一电极可容许光线透过；一电变色溶液，位于该第一及第二基板间的该空间中，适应该电压以进行颜色变化；一密封料，介于该第一及第二基板间，将该电变色溶液封存于该空间中；以及一铝钛合金层，位于该第二基板上，使该透过第一基板进入电变色镜组的光线部分反射回该第一基板。
其中，该第一及第二基板可由玻璃所制，该密封料可由环氧化物所形成，该第一与第二电极可由氧化铟锡(ITO)所制。
在一实施例中，该铝钛合金层位于该第二基板上的该第二电极层的相反侧。该电变色镜组较佳更包括一变色辅助层，位于该第二基板与该铝钛合金层之间，以提供异于该铝钛合金层的颜色变化。较佳者，该变色辅助层由氧化铟锡(ITO)所制。
在另一实施例中，该铝钛合金层位于该第二基板与该第二电极之间。
本案第二方面的电变色镜组，包含第一基板，可容许光线透过；第二基板，实质上平行于该第一基板设置，且与该第一基板间以预定的间隙分开，二者之间形成一个空间；第一与第二电极，分别设于该第一及第二基板上，面对该空间的相对侧，用以提供一电压，其中该第一电极可容许光线透过；一电变色溶液，位于该第一及第二基板间的该空间中，适应该电压进行颜色变化；一密封料，介于该第一及第二基板之间，将该电变色溶液封存于该空间中；以及一反射复合层，位于该第二基板上，使透过第一基板进入电变色镜组的光线部分反射回该第一基板，其中该反射复合层包括一氧化铟锡(ITO)层与一高反射材料层。
在一实施例中，该反射复合层包括该氧化铟锡层与一铬(Cr)金属层。
在另一实施例中，该反射复合层包括该氧化铟锡层与一铝钛(Al/Ti)合金层。
在又一实施例中，该反射复合层包括该氧化铟锡层与一银(Ag)金属层。
较佳者，该反射复合层位于该第二基板上该第二电极层的相反侧，且该氧化铟锡层位于该第二基板与该高反射材料层之间。
本案第三方面的电变色镜组，包含第一基板，可容许光线透过；第二基板，实质上平行于该第一基板设置，且与该第一基板间以预定的间隙分开，二者之间形成一个空间；一透光电极，可容许光线透过，其设于该第一基板上，面向该空间；一复合电极，包括一氧化铟锡(ITO)层与一高反射材料层，设于该第二基板上，面向该空间，用以与该透光电极合作提供一电压；以及一电变色溶液，位于该第一及第二基板间的该空间中，适应该电压以进行颜色变化。
其中，该高反射材料层较佳位于该第二基板与该氧化铟锡层之间。
本案第四方面是关于一种反射层材料，应用于一电变色镜组中，以提供一影像的入射光线的部分反射，由镜片中观察到该影像，其包括一铝钛(Al/Ti)合金层。
该反射层材料较佳更包括一氧化铟锡(ITO)层，组成一复合式反射层材料。
本案第五方面的反射层材料包括紧邻的含氧化铟锡(ITO)层与高反射材料层。
其中，该高反射材料层较佳选自铬(Cr)、铝钛(Al/Ti)合金、或银(Ag)金属层。
本发明的有益效果是，提供了一种新颖的电变色镜组反射层材料，例如铝钛合金层或氧化铟锡/高反射金属的复合层，其玻璃附着性比现有的铝金属为佳。而使用氧化铟锡/高反射金属的复合层(其中该高反射金属例如为铬、铝钛合金、或银)作为电变色镜组反射层材料时，还可提供与单独使用金属反射层时不同的颜色变化(一般金属反射层为亮银色)。因此，可提供消费者更多样的选择。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。
以下举一变色实例，以说明其于电变色后视镜组中的变色情形。
实例1电变色后视镜结构组成如图1所示，基板11与12厚度分别为2.0mm。ITO电极层13与14厚度1500，电阻值为6Ω。密封层16厚度为100μm。反射层17中铝占70％，钛占30％，金属厚度约150nm。本实例中另在反射层后提供一保护层，材料为硅、钛或铟的氧化物，厚度约200。未给予电压时，电变色后视镜装置表面反射率约为70％，施予1.5v工作电压时，1秒内变色完成，镜面呈现深蓝色，此时反射率约为9％，可适度防止眩光。本镜组可重复变色大于二十万次。
本发明的第二实施例见于图3中，该电变色单元包括第一与第二基板31与32，分别为厚度约0.9至2.3mm的单面研磨二氧化硅浸覆或二氧化硅氢覆钠钙玻璃基板(soda lime SiO2-dip coat or SiO2-H coat glass layer)。电极层33为厚度约1000至3000的掺铟氧化锡(或称氧化铟锡ITO)，电阻值在3至35Ω之间。第二电极层为一氧化铟锡(ITO)层34与金属层37的复合层，该ITO层厚度约1000至3000，电阻值在3至35Ω之间，该金属层27为厚度约100至250nm的铬、铝钛合金或银金属层，电阻值在1至8Ω之间。密封料36为厚度约80至150μm的环氧化物。电变色溶液35包括以下组成碳酸伸丙基酯(propylene carbonate)70％(v/v)；碳酸甲基乙基酯(ethyl methyl carbonate)30％(v/v)；0.02M 1，1`-双(2-硝基苯基)-4，4`-二吡啶-双(四氟硼酸盐)(1，1`-bis(2-nitrophenyl)-4，4`dipyridinium bis(tetrafluoroborate))；0.02M二茂络铁甲基酮-N，N-二苯腙(ferrocenemethylketone-N，N-diphenylhydrazone)；以及2％(wt/v)聚甲基丙烯酸甲基酯(polymethylmethacrylate(PMMA))。
以下举四个变色实例，以说明其于电变色后视镜组中的变色情形。
实例2电变色后视镜结构组成如图3所示，基板31与32厚度分别为1.3mm。ITO电极层33厚度约1500，电阻值为6Ω。复合电极ITO层34厚度约1500，电阻值为6Ω，金属层37中的铝占70％，钛占30％，金属厚度约150nm。密封层36厚度为150μm。未给予电压时，电变色后视镜装置表面反射率约为79％，镜面稍呈金黄色，施予1.5v工作电压时，1秒内变色完成，镜面呈现深蓝色，此时反射率约为12％，可适度防止眩光。本镜组可重复变色大于二千次。
实例3电变色后视镜结构组成如图3所示，基板31与32厚度分别为1.3mm。ITO电极层33厚度约1500，电阻值为6Ω。复合电极ITO层34厚度约1500，电阻值为6Ω，金属层37为银金属，厚度约150nm。密封层36厚度为150μm。未给予电压时，电致变色后视镜装置表面反射率约为82％，镜面呈亮银色，施予1.5v工作电压时，1秒内变色完成，镜面呈现深蓝色，此时反射率约为12％，可适度防止眩光。本镜组可重复变色大于二千次。
实例4电变色后视镜结构组成如图3所示，基板31与32厚度分别为1.3mm。ITO电极层33厚度约1500，电阻值为6Ω。复合电极ITO层34厚度约1500，电阻值为6Ω，金属层37为铬金属，厚度约150nm。密封层36厚度为150μm。未给予电压时，电变色后视镜装置表面反射率约为45％，镜面呈淡银蓝色，施予1.5v工作电压时，1秒内变色完成，镜面呈现深蓝色，此时反射率约为9％，可适度防止眩光。本镜组可重复变色大于十万次。
实例5电变色后视镜结构组成如图3所示，基板31与32厚度分别为1.3mm。ITO电极层33厚度约1500，电阻值为15Ω。复合电极ITO层34厚度约1500，电阻值为15Ω，金属层37为铬金属，厚度约150nm。密封层36厚度为150μm。未给予电压时，电变色后视镜装置表面反射率约为41％，镜面呈淡蓝色，施予1.5v工作电压时，2秒内变色完成，镜面呈现深蓝色，此时反射率约为6％，可适度防止眩光。本镜组可重复变色大于二万次。
本发明的第三实施例见于图4中，该电变色单元包括第一与第二基板41与42，分别为厚度约0.9至2.3mm的单面研磨二氧化硅浸覆或二氧化硅氢覆钠钙玻璃基板(soda lime SiO2-dip coat or SiO2-H coat glass layer)。电极层43与44为厚度约1000至3000的掺铟氧化锡(或称氧化铟锡ITO)，电阻值在3至35Ω之间。反射层为一氧化铟锡(ITO)层48与金属层47的复合层，该ITO层48厚度约1000至3000，电阻值在3至35Ω之间，该金属层47为厚度约100至250nm的铬、铝钛合金或银金属层，电阻值在1至8Ω之间。密封料46为厚度约80至150μm的环氧化物。电变色溶液45包括以下组成碳酸伸丙基酯(propylene carbonate)70％(v/v)；碳酸甲基乙基酯(ethyl methyl carbonate)30％(v/v)；0.02M 1，1`双(2-硝基苯基)-4，4`-二吡啶-双(四氟硼酸盐)(1，1`-bis(2-nitrophenyl)-4，4`dipyridinium bis(tetrafluoroborate))；0.02M二茂络铁甲基酮-N，N-二苯腙(ferrocenemethylketone-N，N-diphenylhydrazone)；以及2％(wt/v)聚甲基丙烯酸甲基酯(polymethylmethacrylate(PMMA))。
以下举一变色实例，以说明在电变色后视镜组中的变色情形。
实例6电变色后视镜结构组成如图4所示，基板41与42厚度分别为2.0mm。ITO电极层43与44厚度分别为1300，电阻值为6Ω。复合反射层中的ITO层48厚度约1300，电阻值为6Ω，金属层47为铝钛合金层，其中铝占70％，钛占30％，金属厚度约150nm。密封层36厚度为150μm。本实例中另在反射层后提供一保护层，材料为硅、钛或铟的氧化物，厚度约200。未给予电压时，电变色后视镜装置表面反射率约为68％，镜面稍呈金黄色，施予1.5v工作电压时，1秒内变色完成，镜面呈现深蓝色，此时反射率约为9％，可适度防止眩光。本镜组可重复变色大于二十万次。
由以上各实施例与实例可知，本案提供了一种新颖的电变色镜组反射层材料，例如铝钛合金层或氧化铟锡/高反射金属的复合层，其玻璃附着性比现有的铝金属为佳。而使用氧化铟锡/高反射金属的复合层(其中该高反射金属例如为铬、铝钛合金、或银)作为电变色镜组反射层材料时，还可提供与单独使用金属反射层时不同的颜色变化(一般金属反射层为亮银色)。因此，可提供消费者更多样的选择。
虽然本案由目前被认为最可行及较佳的具体实施例说明如上，但应了解本案不受所揭示的具体实施例限制。相反地，本案意欲涵盖包含于如附权利要求的精神及范围。
权利要求
1.一种电变色镜组，适应施加其上的电压而进行颜色变化，其特征在于，该电变色镜组包含第一基板，可容许光线透过；第二基板，实质上平行于该第一基板设置，且与该第一基板间以预定的间隙分开，二者之间形成一个空间；第一与第二电极，分别设于该第一及第二基板上，面对该空间的相对侧，用以提供一电压，其中该第一电极可容许光线透过；一电变色溶液，位于该第一及第二基板间的该空间中，适应该电压以进行颜色变化；一密封料，介于该第一及第二基板之间，将该电变色溶液封存于该空间中；以及一铝钛合金层，位于该第二基板上，使该透过第一基板进入电变色镜组的光线部分反射回该第一基板。
2.如权利要求1所述的电变色镜组，其特征在于，该第一及第二基板由玻璃所制，该密封料由环氧化物所形成，该第一与第二电极由氧化铟锡所制。
3.如权利要求1所述的电变色镜组，其特征在于，该铝钛合金层位于该第二基板上该第二电极层的相反侧。
4.如权利要求3所述的电变色镜组，其特征在于，还包括一变色辅助层，位于该第二基板与该铝钛合金层之间，以提供不同于该铝钛合金层的颜色变化。
5.如权利要求4所述的电变色镜组，其特征在于，该变色辅助层由氧化铟锡所制。
6.如权利要求1所述的电变色镜组，其特征在于，该铝钛合金层位于该第二基板与该第二电极之间。
7.一种电变色镜组，适应施加到其上的电压而进行颜色变化，其特征在于，该电变色镜组包含第一基板，可容许光线透过；第二基板，实质上平行于该第一基板设置，且与该第一基板间以预定的间隙分开，二者之间形成一个空间；第一与第二电极，分别设于该第一及第二基板上，面对该空间的相对侧，用以提供一电压，其中该第一电极可容许光线透过；一电变色溶液，位于该第一及第二基板间的该空间中，适应该电压以进行颜色变化；一密封料，介于该第一及第二基板之间，将该电变色溶液封存于该空间中；以及一反射复合层，位于该第二基板上，使该透过第一基板进入电变色镜组的光线部分反射回该第一基板，其中该反射复合层包括一氧化铟锡层与一高反射材料层。
8.如权利要求7所述的电变色镜组，其特征在于，该反射复合层包括该氧化铟锡层与一金属层，该金属层为一铬金属层、一铝钛合金层或一银金属层。
9.如权利要求7所述的电变色镜组，其特征在于，该反射复合层位于该第二基板上该第二电极层的相反侧。
10.如权利要求9所述的电变色镜组，其特征在于，该氧化铟锡层位于该第二基板与该高反射材料层之间。
11.一种电变色镜组，适应施加到其上的电压而进行颜色变化，其特征在于，该电变色镜组包含第一基板，可容许光线透过；第二基板，实质上平行于该第一基板设置，且与该第一基板间以预定的间隙分开，二者之间形成一个空间；一透光电极，可容许光线透过，设于该第一基板上，面向该空间；一复合电极，包括一氧化铟锡层与一高反射材料层，设于该第二基板上，面向该空间，用以与该透光电极合作提供一电压；以及一电变色溶液，位于该第一及第二基板间的该空间中，适应该电压以进行颜色变化。
12.如权利要求11所述的电变色镜组，其特征在于，该高反射材料层位于该第二基板与该氧化铟锡层之间。
13.一种反射层材料，应用一电变色镜组中，以提供一影像的入射光线的部分反射，从而可从镜片中观察到该影像，其特征在于，包括一铝钛合金层。
14.如权利要求13所述的反射层材料，其特征在于，还包括一氧化铟锡层，组成一复合式反射层材料。
15.一种反射层材料，应用一电变色镜组中，以提供一影像的入射光线的部分反射，从而可从镜片中观察到该影像，其特征在于，包括紧邻的含氧化铟锡层与高反射材料层。
16.如权利要求15所述的反射层材料，其特征在于，该高反射材料层选自铬、铝钛合金或银金属层。
全文摘要
本发明公开了一种电变色镜组及其反射层材料；该电变色镜组可适应施至其上的电压而产生颜色变化，其构造包含平行设置的第一与第二透光基板，之间形成一个空间；第一与第二电极，分别设于该第一及第二基板上，面对该空间的相对侧，用以提供一电压，其中该第一电极可容许光线透过；一电变色溶液，位于该第一及第二基板间的该空间中，适应该电压以进行颜色变化；一密封料，介于该第一及第二基板之间，将该电变色溶液封存于该空间中；以及一反射层，位于该第二基板上，使该透过第一基板进入电变色镜组的光线部分反射回该第一基板。其中，该反射层为一铝钛合金层或一氧化铟锡/高反射金属的复合层。该高反射金属可为铬、铝钛合金、或银。
文档编号G02B5/23GK1415979SQ0214340
公开日2003年5月7日 申请日期2002年9月24日 优先权日2002年9月24日
发明者王复兴 申请人:中华研升科技股份有限公司