白砂结构体及白砂结构体的制造方法_2

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出不同于大块的膜的特征的膜。
[0050]裸眼观察时,在基材3上的白砂薄膜5看起来很平整。当如图2所示被放大时,白砂具有微小的凹凸形状。例如,在白砂薄膜5上的Ium乘Ium的扫描区域中,微孔被证实。
[0051]通过诸如喷镀的物理气相沉积法形成的白砂薄膜5根据形成条件而改变其微观结构。
[0052]如图3所示,改变基材(基板)3的温度Ts (开氏温标上的度数)和惰性气体的压强(例如,氩气Ar)将导致白砂薄膜5的微观结构的改变。这里,Tm是薄膜形成材料(图5中的靶材11)的熔点。
[0053]图3中所示的区I (区-1)是当氩气气压高且基材3的温度低时创建的微观结构区。该区的剖面在图4(a)中被建模。根据区I条件形成的白砂薄膜5包含微柱以及很多空隙和孔,以减小密度。
[0054]图3中所示的区T(区-T)是当氩气气压低且基材3的温度低时创建的微观结构区。该区的剖面在图4(b)中被建模。根据区T条件形成的白砂薄膜5包含微柱和较少的空隙,以形成密实的膜。
[0055]图3中所示的区2(区-2)是当基材3的温度高时创建的微观结构区。该区的剖面在图4(c)中被建模。根据区2条件形成的白砂薄膜5包含微柱和比区T的颗粒大的颗粒。
[0056]图3中所示的区3(区-3)是当基材3的温度更高时创建的微观结构区。该区的剖面在图4(d)中被建模。根据区3条件形成的白砂薄膜5是各相同性的、且近似块体状态。
[0057]白砂结构体I的白砂薄膜5可在上述的区中的任何一个中被形成。优选的是根据用途适当地选择白砂薄膜5的形成方式。
[0058]以下将描述白砂结构体I的制造方法(白砂薄膜镀膜方法)。该方法使用图5所示的喷镀设备7,并且通过在基材3的表面上喷镀而整体地形成白砂薄膜5。
[0059]为了进行喷镀,作为在基材3上形成白砂薄膜5的材料(薄膜形成材料)的靶材11被安装在真空腔9中。施加高压以便电离了的惰性气体(在真空腔9中的氩气)撞击靶材11。
[0060]其结果是原子被撞出靶材11的表面。原子到达设置在真空腔9中的基材3,并且形成白砂薄膜5。
[0061]通过将颗粒状或块状的(粉状的或粉末状的)白砂烧结成具有预定尺寸的烧结体(大量的白砂颗粒或块的一个整体)而制成靶材11。颗粒状或块状的白砂可作为靶材11被使用。
[0062]在上述描述中,仅惰性气体被引入真空腔9中。除了惰性气体,活性气体(例如,氧气O2)也可被引入真空腔9。当活性气体被引入时,(薄膜形成材料)白砂(组成白砂的金属氧化物)的被撞出的原子与活性气体反应,并且反应的化合物在基材3上沉积为白砂薄膜5。
[0063]如此,通过在基材3的表面上沉积白砂薄膜5的物理气相沉积法形成白砂结构体I ο白砂结构体I具有白砂原始的功能,诸如除臭和吸湿功能。由于白砂结构体I不包括粘合剂,所以这些功能持续很长时间。
[0064]当被包含于白砂薄膜5中的氧化钛作为光催化剂分解臭气成分时,实现白砂结构体I的除臭功能。白砂结构体I是多孔的,以便微孔和细孔实现吸附作用,以显示吸湿功能。
[0065]根据图9所示的相关技术,白砂结构体201包含颗粒状或块状的白砂203,并且因此,需要诸如粘合剂的胶粘剂205将白砂203粘于基材207。即是说,在基材207上形成白砂203的薄膜需要时间和劳动。另一方面,白砂结构体I上的白砂薄膜5通过物理气相沉积法形成。不需要相关技术的时间和劳动,白砂结构体I可通过简单的工艺制造。
[0066]在白砂结构体I中,白砂薄膜5形成于其上的基材3是玻璃板。该构造提高了光学特性(例如,可见光的透光率)。
[0067]本发明关注薄膜而不是颗粒或块状物,并且采用喷镀作为薄膜形成技术,以形成白砂薄膜5 (纳米级的)。对于形成被控制到原子级的微观结构的薄膜,喷镀是有利的技术,其具有高品质和良好的粘附性,并且可制造成大片均匀区域。通过使用喷镀的优势,不使用粘合剂白砂薄膜5也可沉积在基材3上。
[0068]本发明积极地使用白砂薄膜的物理特性,保持优异的功能,诸如白砂薄膜的除臭和吸湿功能,并且当白砂被应用到需要提供能见度的基材(玻璃板)3时,实现高透光率。
[0069]下面将详细描述。通过喷镀在基材(玻璃板)3的表面上形成的白砂薄膜5具有微细的凹凸形状。微细的凹凸形状的凹凸程度(在有些例子中为高度)比可见光的波长更小,因此,可见光不受白砂薄膜5的干扰地(如同白砂薄膜5不存在一样)穿过白砂结构体
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[0070]根据白砂结构体1,玻璃板3的表面覆盖有亲水的白砂薄膜5,并且因此当具有玻璃板制成的基材3的白砂结构体I被用作窗户玻璃或镜子时,白砂结构体I几乎不会结雾。
[0071]如果白砂结构体I被用作内部装饰材料,其显示出除臭、湿度控制、杀菌和负离子生成功能,以实现舒适的居住环境。
[0072]现今的房屋是高度无通风的,并且即使在一定程度上进行通风,日常生活也可能积累多种物质,从而在房屋内产生气味和湿气。为了处理它们,当湿度增加时,白砂结构体I吸收过多的水分,当湿度降低时,白砂结构体I释放水分,从而自动地调节房间的湿度。并且,白砂结构体I迅速地除去香烟和宠物的气味,并且一定能够吸收诸如由家具等释放的甲醛的化学物质。
[0073]当白砂结构体I被用作外部装饰材料时,白砂结构体I显示出防水性能和透湿性,并且提供漂亮、温暖、赏心悦目的外观,白砂结构体I可抵挡紫外线,并且显示出大致地不褪色性或不退化性。
[0074]当制造白砂结构体I时,颗粒状或块状白砂的烧结体被用作靶材。该白砂靶材容易操控。
[0075]在上述描述中,物理气相沉积法直接地在基材3的表面上形成白砂薄膜5。替代地,其它层可介入,以间接地在基材3上形成白砂薄膜5。
[0076]以下将描述通过间接地在基材3上形成白砂薄膜5的方式形成的产品。
[0077]通过间接地在基材3上形成白砂薄膜5的方式形成的白砂结构体I是如图6和图7(a)所示的光控制元件(可见光控制组件)21。光控制元件21被形成为例如长方形的平板(参考图7(a))。
[0078]光控制元件21是利用物体颜色根据氧化还原反应变化的EC现象的元件,并且包括基材3、还原显色膜23、白砂薄膜5、氧化显色膜25和第二传导膜27。
[0079]基材3构成第一传导膜(薄膜)。在第一传导膜3的表面上,执行诸如喷镀的物理气相沉积,以直接形成与第一传导膜3接触的还原显色膜(薄膜)23。还原显色膜23由例如氧化钨(W ) (WO3)制成。
[0080]白砂薄膜5为透明或半透明,并且通过诸如喷镀的物理气相沉积法直接形成在还原显色膜23的表面上,并且白砂薄膜5与还原显色膜23的表面接触。
[0081]在白砂薄膜5的表面上,执行诸如喷镀的物理气相沉积,以在白砂薄膜5上直接形成氧化显色膜(薄膜)25,并且氧化显色膜(薄膜)25接触白砂薄膜5。氧化显色膜25由例如氧化铟和氧化锡(IV ) (Ir0x+Sn02)制成。直接地被形成在氧化显色膜25上、且与氧化显色膜25接触的是第二传导膜27。
[0082]传导膜3和27中的每层都是透明的或半透明的,并且由例如透明传导膜(1.T.0(氧化铟锡);锡氧化铟;掺锡氧化铟)制成。
[0083]优选的白砂薄膜5是,图3所示的区I (区-1)中的白砂薄膜5,或图3所示的区T (区-T)中的白砂薄膜5。
[0084]以下将描述光控制元件21的操作。
[0085]如上所述,白砂薄膜5具有微细凹凸形状,并且在白砂薄膜5中,有微小空隙,以包含水分(H2O)。
[0086]如图6所示,当在第一传导膜3和第二传导膜27之间施加电压时,单价阳离子(例如,氢离子H+)进入还原显色膜23,生成化合物(HxWO3)以使还原显色膜23显色。其结果是降低还原显色膜23的可见光透光率。并且,施加在第一传导膜3和第二传导膜27之间的电压使得单价阴离子(例如,氢氧根离子0H_)进入氧化显色膜25,生成化合物(Ir(0H)n+x)。结果是,氧化显色膜25被显色,以降低氧化显色膜25的可见光透光率。即使在停止电压施加后显色状态仍持续。
[0087]当施加与图6相反的电压时,还原显色膜23和氧化显色膜25变为无色且透明或半透明,以增加其可见光透光率。在停止电压施加后无色且透明或半透明状态仍持续。
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