[發(fā)明專利]具有防霧功能的復合半導體薄膜及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010103796.5
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN102136307A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳傳益;邱正杰;黃瑞明
• 申請（專利權(quán)）人: 南美特科技股份有限公司
• 主分類號: H01B1/08
• 分類號: H01B1/08;B32B3/10;B32B9/04
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種半導體薄膜，特別有關(guān)于一種具有防霧功能的復合半導體薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

防霧功能性產(chǎn)品可用于運輸，航天與家用等產(chǎn)品上。例如于汽車后視鏡表面涂覆一層致密的氧化鈦后，可以讓空氣中的水分或水蒸氣凝結(jié)，形成均勻鋪展的水膜，所以表面不會發(fā)生光散射的霧。下雨時，雨水亦能迅速擴散成均勻水膜，不會造成分散視線的水滴，而提高行車安全性。

現(xiàn)今具有防霧功能的產(chǎn)品是具有良好的親水性，該親水性造成良好的防霧與自潔功能。作為防霧功能產(chǎn)品的材質(zhì)可選自不同成群氧化物(TiO₂/ZnO、SnO₂/SrTiO₃、SiO₂/SnO₂、SnO₂/WO₃、SnO₂/Bi₂O₃、SnO₂/Fe₂O₃)或成群金屬(Pt、Pd、Rh、Ru、Os、Ir)所組成的復合結(jié)構(gòu)。

然而，大多數(shù)的防霧功能產(chǎn)品的材質(zhì)是將金屬的氧化鈦與氧化硅顆粒添加或粘結(jié)方式制備或組合而成。親水性起因于氧化鈦或氧化硅在紫外光的照射下，氧化鈦或氧化硅價帶的電子被激發(fā)到導帶，電子向氧化鈦或氧化硅表面遷移，在表面形成電子電洞對，進而生成金屬離子與氧的空位，此時解離吸附空氣水分子，成為化學吸附水，而金屬離子缺陷的周圍即形成了高度親水區(qū)。自潔表面的功能性，是以金屬氧化鈦或氧化硅在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生的強氧化能力與薄膜的超親水性，因為氧化鈦表面具親水性，污物不易附著于表面，且氧化鈦經(jīng)光催化后，可將表面有機物分解成二氧化碳與水，而無機物可經(jīng)由雨水沖刷而干凈。

早期，氧化鈦或氧化硅的制作方式可分為溶膠-凝膠法(Sol-Gel?method)、化學氣相沈積法(Chemical?Vapor?Deposition，CVD)、液相沈積法(Liquid?PhaseDeposition，LPD)等。其中，溶膠-凝膠法制備所得的氧化鈦或氧化硅可制成任何形狀，如粉末、塊材、薄膜等，且其具有樣品純度高以及高均勻性等優(yōu)點。

此外，針對氧化鈦系統(tǒng)的溶膠凝膠進行反應(yīng)過程時，可發(fā)現(xiàn)當前趨物的烷基愈大，水解反應(yīng)及擴散速率愈慢，所以產(chǎn)生的聚合物愈小。其中，為了得到一整體密度較大且孔隙較小的氧化鈦，需添加酸性觸媒(如HCl、HNO₃等)，以達到較大比表面積的功效。然而，添加酸性觸媒，雖有助于水解反應(yīng)，卻不利縮合反應(yīng)，致使凝膠發(fā)生的時間延長，無法于短時間內(nèi)將氧化鈦形成薄膜。

參照美國專利案第5,320,782號，其標題為“多孔性或平坦化二氧化鈦及其制作方法，Acicular?or?platy?titanium?suboxides?and?process?for?producingsame”。該專利所揭示的二氧化鈦雖具有一多孔性結(jié)構(gòu)，但其無法制得一具有均一長度的針狀二氧化鈦粒子，而僅能制得較短粒子的量多于較長粒子的混合物。因此，其必需進行后處理，及篩選操作以獲致僅為所需的較長粒子。然而，以量產(chǎn)而言，由篩選操作分離出混合物中的較長二氧化鈦粒子是不容易且耗成本。

另參照美國專利案第5,597,515號，其標題為”導電、粉末形式的摻氟二氧化鈦及其制作方法，Conductive，powdered?fluorine-doped?titanium?dioxide?andmethod?of?preparation”。該專利所揭示的二氧化鈦是通過添加不同比例的氟，藉以達到導電特性。然而，氟與二氧化鈦孔隙的關(guān)系、膜的強度與活性等皆未清楚揭示。其中，亦有學者提出從纖維性鈦酸金屬塭單一晶體中萃取金屬成份，藉以得到微小尺寸的鈦金屬粒子。然而，此方法易破壞纖維形狀，進而減低粒子強度并使制法變成復雜。

在其它不同的研究中，曾以改變不同的操作條件，如不同的涂布次數(shù)、不同熱處理溫度及SnO₂不同添加量與TiO₂孔隙的關(guān)系、膜的強度與與活性等，期望改善親水、防霧與自潔的質(zhì)量，但卻一直未能得到最佳、持久與穩(wěn)定，并具高硬度的親水防霧膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種具有防霧功能的復合半導體薄膜及其制備方法，通過該方法可于較低溫的工藝條件下，發(fā)展出一種可將水的接觸角變小并且延長防霧效用的復合半導體薄膜。本發(fā)明是引用美國專利公告號第5,320,782號以及日本專利公告號第5,597,515號作引證參考文獻。