DE60019704T2

DE60019704T2 - Gefärbter Antibeschlag-Spiegel

Info

Publication number: DE60019704T2
Application number: DE60019704T
Authority: DE
Inventors: Toru Shimada-shi Shizuoka Komatsu; Masaki Fujieda-shi Shizuoka Kobayashi
Original assignee: Murakami Corp
Current assignee: Murakami Corp
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-10-24
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: DE60019704D1; EP1099671A1; KR100397252B1; JP2001141916A; CA2324203A1; CN1175285C; EP1099671B1; CA2324203C; CN1296190A; KR20010070206A; JP3701826B2; US6425670B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spiegel sowohl mit einer Antibeschlag-Eigenschaft als auch einer Dimmer-Eigenschaft.
Zum Verbessern der Sicht in einem Fahrzeugspiegel ist es sinnvoll, die Antibeschlag- und Dimmer-Eigenschaften des Spiegels zu verbessern. Die Antibeschlag-Eigenschaft ist eine Eigenschaft hinsichtlich des Entfernens eines Wassertropfens, der sich auf der Spiegelfläche abgesetzt hat. Einem Fahrzeugspiegel wird durch eine Behandlung der Spiegelfläche derart, dass dieser wasserabweisend wird, wodurch das Entfernen des Wassertropfens vereinfacht wird, eine solche Antibeschlag-Eigenschaft verliehen. Einem Fahrzeugspiegel wird auch auf umgekehrte Weise durch Behandeln der Spiegelfläche derart, dass diese hydrophil wird, wodurch Wassertropfen auf dem Spiegel zu einem dünnen Film verlaufen, eine solche Antibeschlag-Eigenschaft verliehen.
Die Dimmer-Eigenschaft ist eine Eigenschaft hinsichtlich des Abmilderns der Blendung durch das Sonnenlicht während des Tages. Ein Fahrzeugspiegel mit einer solchen Dimmer-Eigenschaft ist ein gefärbter Spiegel (ein sogenannter Blauspiegel), der eine Spitzenreflexion im Blaubereich (d.h. dem Kurzwellenbereich) und daher eine Spiegelfläche mit einer bläulichen Farbe aufweist. Der spektrale Hellempfindlichkeitsgrad des menschlichen Auges erreicht eine Spitze bei einer Wellenlänge von ungefähr 555 nm in einer hellen Umgebung, bei der eine gelblich-grüne Farbe farblos wird. Wenn die Umgebung dunkler wird, verschiebt sich die Spitze des spektralen Hellempfindlichkeitsgrads in Richtung Blau und verschiebt sich die Spitzen-Wellenlänge zu einem Wert von ungefähr 505 nm. Der Blauspiegel erreicht eine Reflexionsgrad-Spitze in einem Bereich von 400 nm bis 510 nm. Daher besteht eine Diskrepanz zwischen einem von dem Blauspiegel reflektierten Bild und der Spitze des spektralen Hellempfindlichkeitsgrads des menschlichen Auges während des Tages, und das reflektier te Bild sieht etwas dunkler aus, und die Blendung durch das Sonnenlicht wird dadurch abgemildert. Das reflektierte Bild stimmt während der Nacht mit dem spektralen Hellempfindlichkeitsgrad des menschlichen Auges überein, so dass das reflektierte Bild während der Nacht relativ hell aussieht, wodurch eine gute Sicht gegeben ist.
Es gibt einen dem Stand der Technik entsprechenden Fahrzeugspiegel mit verbesserten Antibeschlag- und Dimmer-Eigenschaften, der in EP 0 978 494 A1 vorgeschlagen ist.
Die Struktur dieses dem Stand der Technik entsprechenden Spiegels wird anhand von 2 beschrieben. Ein TiO₂-Film 4 mit einem hohen Brechungsindex ist auf der Rückfläche eines transparenten Glassubstrats 2 vorgesehen. Auf der Rückfläche des TiO₂-Film 4 ist ein SiO₂-Film 6 mit einem niedrigen Brechungsindex aufgebracht. Ferner ist auf der Rückfläche des SiO₂-Films 6 ein Cr-Reflexionsfilm 8 als metallener Reflexionsfilm vorgesehen. Die Dicke des TiO₂-Films mit einem hohen Brechungsindex und die Dicke des SiO₂-Films mit einem niedrigen Brechungsindex sind derart eingestellt, dass der Spiegel aufgrund der Interferenz mit Licht eine blaue Farbe aufweist. Auf der Vorderseite des transparenten Glassubstrats 2 ist ein TiO₂-Film 10 mit einer fotokatalytischen Funktion aufgebracht. Ferner ist auf der Vorderseite des TiO₂-Films 10 ein poröser SiO₂-Film 12 mit einer hydrophilen Eigenschaft vorgesehen.
Von einer Spiegelfläche 14 zurückgeworfenes Licht weist reflektiertes Blaulicht auf, und zwar aufgrund der Interferenz zwischen dem TiO₂-Film mit einem hohen Brechungsindex, dem SiO₂-Film mit einem niedrigen Brechungsindex und dem Cr-Reflexionsfilm 8, der den Reflexionsfilm bildet, wodurch die Dimmer-Eigenschaft erreicht wird. Durch die Wirkung des porösen SiO₂-Films verteilen sich auf der Spiegelfläche 14 abgesetzte Wassertropfen in Form eines dünnen Films mit einem Kontaktwinkel von 20 Grad oder weniger auf dem Spiegel, wodurch die durch die hydrophile Eigenschaft bewirkte Antibeschlag-Eigenschaft erreicht wird. Da der Fahrzeugspiegel der Außenluft ausgesetzt ist, setzen sich Schmutzstoffe auf dem auf der Spiegelfläche ausgebildeten porösen SiO₂-Film 12 ab, und die Schmutzstoffe reduzieren die hydrophile Eigenschaft des SiO₂-Films. Die auf dem porösen SiO₂-Film 12 abgesetzten Schmutzstoffe werden jedoch durch die fotokatalytische Wirkung des TiO₂-Films 10 mit der fotokatalytischen Funktion abgebaut und entfernt, wobei die hydrophile Funktion des SiO₂-Films aufrechterhalten werden kann.
Bei dem in 2 gezeigten, dem Stand der Technik entsprechenden Fahrzeugspiegel ist der Cr-Reflexionsfilm 8 als metallener Reflexionsfilm auf der Rückfläche des Substrats 2 ausgebildet. Ferner ist auf der Vorderseite des Substrats 2 der TiO₂-Film 10 mit der fotokatalytischen Funktion vorgesehen. TiO₂ hat inhärent einen großen Brechungswinkel und neigt daher dazu, eine Reflexion auf der Oberfläche zu bewirken. Diese Oberflächenreflexion und die Reflexion von dem Cr-Reflexionsfilm 8 neigen dazu, Doppelbilder in einem reflektierten Bild zu erzeugen. Dies ist insbesondere bei einem Spiegel mit einem kleinen Krümmungsradius und einem Spiegel mit einem komplexen Krümmungsradius der Fall.
Ferner hat der in 2 gezeigte Spiegel, bei dem die beiden Schichten aus TiO₂-Film und SiO₂-Film jeweils sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite des transparenten Glassubstrats vorgesehen sind, eine komplexe Struktur, was zu hohen Herstellkosten führt.
In EP 0 978 494 A1 und EP 0 820 967 A1 sind beschrieben: "ein gefärbter Antibeschlagspiegel mit:
einem Substrat;
einem metallenen Reflexionsfilm auf der Vorderfläche des Substrats; und
einer eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht mit einer hydrophilen Funktion und einem fotokatalytischen Substrat auf dem metallenen Reflexionsfilm".
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen gefärbten Antibeschlagspiegel mit einer blauen Farbe auf der Spiegelfläche bereitzustellen, welcher in der Lage ist, das Auftreten von Doppelbildern mit einer einfachen Struktur und bei niedrigen Herstellkosten zu verhindern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einem gefärbten Antibeschlagspiegel nach Anspruch 1.
Erfindungsgemäß werden aufgrund der hydrophilen Eigenschaft der eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht mit einer fotokatalytischen Substanz Wassertropfen, die sich auf der Spiegelfläche abgesetzt haben, zu einem dünnen Film verteilt, wodurch die Antibeschlag-Eigenschaft erreicht werden kann. Ferner können daher durch Einstellen der Dicke der eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht mit einer fotokatalytischen Substanz derart, dass die Wellenlänge des reflektierten Lichts eine Reflexionsgrad-Spitze in einem Bereich von 400 nm bis 510 nm aufweist und die Spiegelfläche daher aufgrund der Interferenz zwischen dem von dem metallenen Reflexionsfilm reflektierten Licht und dem von der Oberfläche der eine hydrophile Eigenschaft aufweisenden Schicht mit einer fotokatalytischen Substanz reflektierten Licht eine bläuliche Farbe aufweist, das Blenden des Sonnenlichts während des Tages gemildert und eine exzellente Sicht während der Nacht erreicht werden. Ferner werden, wenn sich Schmutzstoffe auf der Spiegelfläche ablagern, wodurch die hydrophile Funktion reduziert wird, die Schmutzstoffe aufgrund der fotokatalytischen Funktion der eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht mit der fotokatalytischen Substanz abgebaut, wodurch die hydrophile Funktion wiederhergestellt werden kann. Ferner ist die Distanz zwischen der metallenen Reflexionsschicht und der Spiegelfläche, die Doppelbilder erzeugt, so kurz, dass das Auftreten von Doppelbildern, die für das menschliche Auge erkennbar sind, verhindert werden kann. Auch hier können durch Bewirken, dass die Schicht zum Hervorrufen einer Interferenz des Lichts auch als Schicht fungiert, die hydrophile und fotokatalytische Funktionen ausführt, der Herstellprozess vereinfacht und die Herstellkosten reduziert werden. Bei der dem Stand der Technik entsprechenden Struktur, bei der der Reflexionsfilm auf der Rückfläche des Substrats aufgebracht ist, tragen das Vorsehen einer eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht auf der Vorderfläche des Substrats und das Einstellen der Dicke der Schicht nicht wesentlich zu dem spektralen Reflexionsgrad bei. Durch ausschließliches Vorsehen einer eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht auf der Vorderfläche eines Substrats der Struktur, bei der der Reflexionsfilm auf der Vorderseite des Substrats aufgebracht ist, und durch Einstellen der Dicke der Schicht, wie es bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist, kann dem von dem Reflexionsfilm reflektierten Licht Farbe verliehen werden.
Die eine hydrophile Funktion aufweisende Schicht kann aus einem Laminat aus einer fotokatalytischen Schicht mit einer fotokatalytischen Substanz und einer hydrophilen Schicht mit einer auf der fotokatalytischen Schicht angeordneten hydrophilen Substanz gebildet sein.
Bei dieser Anordnung kann die Antibeschlag-Eigenschaft durch das Vorsehen der hydrophilen Schicht mit der hydrophilen Substanz erreicht werden und werden auf der Spiegelfläche abgesetzte Wassertropfen zu einem dünnen Film verteilt, wodurch eine exzellente Sicht erzielt wird. Wenn sich Schmutzstoffe auf der Spiegelfläche ablagern, wodurch die hydrophile Funktion reduziert wird, werden die Schmutzstoffe durch die fotokatalytische Funktion der fotokatalytischen Schicht mit der fotokatalytischen Substanz abgebaut, wodurch die hydrophile Funktion wiederhergestellt wird.
Eine Reflexionsgrad-Einstellschicht, die aus einer Substanz mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der fotokatalytischen Schicht gebildet ist, kann zwischen dem metallenen Reflexionsfilm und der fotokatalytischen Schicht vorgesehen sein.
Bei dieser Anordnung können durch Einstellen der Dicke der Reflexionsgrad-Einstellschicht auf einen angemessenen Wert eine durch das Erzeugen von Reflexionslicht mit bläulicher Farbe, das einen niedrigen spektralen Hellempfindlichkeitsgrad aufweist, bewirkte Reduzierung des Reflexionsgrads kompensiert und dadurch eine übermäßige Reduzierung des Reflexionsgrads des Spiegels verhindert werden.
Die Dicke der hydrophilen Schicht kann innerhalb eines Bereichs von 10 nm bis 50 nm ausgewählt werden. Durch Auswählen der Dicke innerhalb dieses Bereichs kann das Ausführen der fotokatalytischen Funktion der fotokatalytischen Schicht mit der fotokatalytischen Substanz auf der Oberfläche der hydrophilen Schicht mit der hydrophilen Substanz vereinfacht werden.
Die eine hydrophile Funktion aufweisende Schicht kann aus einer Schicht mit einer fotokatalytischen Substanz, die eine hydrophile Eigenschaft aufweist, gebildet sein.
Eine Reflexionsgrad-Einstellschicht, die aus einer Substanz mit einem niedrigeren Brechungswinkel als dem der Schicht mit der fotokatalytischen Substanz, die eine hydrophile Eigenschaft aufweist, gebildet ist, kann zwischen dem metallenen Reflexionsfilm und der Schicht mit der fotokatalytischen Substanz, die eine hydrophile Eigenschaft aufweist, vorgesehen sein.
Die eine hydrophile Funktion aufweisende Schicht kann aus einer Schicht mit einer Mischung aus fotokatalytischer Substanz und hydrophiler Substanz gebildet sein.
Eine Reflexionsgrad-Einstellschicht, die aus einer Substanz mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der Schicht mit einer Mischung aus fotokatalytischer Substanz und hydrophiler Substanz gebildet ist, kann zwischen dem metallenen Reflexionsfilm und der Schicht mit der Mischung aus fotokatalytischer Substanz und hydrophiler Substanz vorgesehen sein.
Die hydrophile Substanz kann beispielsweise aus einem hydrophilen anorganischen Oxid, wie z.B. SiO₂, gebildet sein. Da SiO₂ inhärent eine hydrophile Eigenschaft aufweist, kann die hydrophile Funktion durch Verwendung von SiO₂ erreicht werden. Die Struktur mit der die hydrophile Substanz auf der äußersten Fläche aufweisenden hydrophilen Schicht bietet eine exzellente Festigkeit gegen Verkratzung, wodurch die fotokatalytische Schicht mit der katalytischen Substanz geschützt wird.
Wenn der metallene Reflexionsfilm aus Cr gebildet ist, kann die Reflexionsgrad-Einstellschicht aus Al₂O₃, ZrO₂ oder SnO₂ gebildet sein. Wenn Cr für den metallenen Reflexionsfilm verwendet wird und die Reflexionsgrad-Spitze im Bereich von 400 nm bis 510 nm liegt, dient diese Anordnung zum Sicherstellen eines angemessenen Reflexionsgrads (40 %) für einen Fahrzeugspiegel. Insbesondere können durch Vorsehen der Reflexionsgrad-Einstellschicht zum Vergrößern der Differenz des Brechungswinkels zwischen den benachbarten Schichten der Reflexionsgrad in der gesamten Region des sichtbaren Lichts erhöht und dadurch eine übermäßige Reduzierung des Reflexionsgrads verhindert werden.
Die fotokatalytische Substanz kann beispielsweise aus TiO₂ gebildet sein. Da TiO₂ eine hohe fotokatalytische Funktion aufweist, kann eine exzellente Schmutzstoffabbau-Funktion erreicht werden. Da ferner TiO₂ die hydrophile Eigenschaft in sich aufweist, kann auch die Antibeschlag-Eigenschaft erzielt werden, wenn TiO₂ an der richtigen Stelle angeordnet ist.
Die Oberfläche der eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht kann porös ausgeführt sein. Bei dieser Anordnung kann ein höheres Maß an hydrophiler Funktion realisiert werden.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt eine Schnittansicht der Ausführungsform 1 der Erfindung;
2 zeigt eine Schnittansicht eines dem Stand der Technik entsprechenden gefärbten Antibeschlagspiegels;
3 zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei einer Dicke der fotokatalytischen Schicht der in 1 gezeigten Ausführungsform von 80 nm;
4A zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei einer Dicke der fotokatalytischen Schicht der in 1 gezeigten Ausführungsform von 175 nm;
4B zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei einer Dicke der fotokatalytischen Schicht der in 1 gezeigten Ausführungsform von 250 nm;
5A zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Herstellen der dem Stand der Technik entsprechenden Struktur;
5B zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Prozesses zum Herstellen der in 1 gezeigten Ausführungsform;
6A zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei einer Dicke der fotokatalytischen Schicht der in 1 gezeigten Ausführungsform von 105 nm;
6B zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei einer Dicke der fotokatalytischen Schicht der in 1 gezeigten Ausführungsform von 140 nm;
7 zeigt eine grafische Darstellung einer Veränderung des Reflexionsgrads bei einer Veränderung der Dicke der hydrophilen Schicht der in 1 gezeigten Ausführungsform;
8 zeigt eine Schnittansicht der Ausführungsform 2 der Erfindung;
9A zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei Verwendung von Al₂O₃ als Reflexionsgrad-Einstellschicht der in 8 gezeigten Ausführungsform (Dicke der Schicht: 25 nm);
9B zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei Verwendung von Al₂O₃ als Reflexionsgrad-Einstellschicht der in 8 gezeigten Ausführungsform (Dicke der Schicht: 50 nm);
10 zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei Verwendung von ZrO₂ als Reflexionsgrad-Einstellschicht der in 8 gezeigten Ausführungsform;
11 zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei Verwendung von SnO₂ als Reflexionsgrad-Einstellschicht der in 8 gezeigten Ausführungsform;
12 zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei Verwendung von SiO₂ als Reflexionsgrad-Einstellschicht der in 8 gezeigten Ausführungsform;
13 zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads bei Verwendung von MgF₂ als Reflexionsgrad-Einstellschicht der in 8 gezeigten Ausführungsform;
14 zeigt eine Schnittansicht der Ausführungsform 3 der Erfindung;
15 zeigt eine grafische Darstellung des Reflexionsgrads der in 14 gezeigten Ausführungsform; und
16 zeigt eine Schnittansicht der Ausführungsform 4 der Erfindung.
Ausführungsform 1
1 zeigt die Ausführungsform 1 des erfindungsgemäßen gefärbten Antibeschlagspiegels. Auf der Vorderseite eines Substrats 3 ist ein Cr-Reflexionsfilm 8 vorgesehen. Auf der Vorderseite des Cr-Reflexionsfilms 8 ist ein TiO₂-Film 10 aus einer fotokatalytischen Substanz aufgebracht, die die fotokatalytische Schicht mit einer fotokatalytischen Substanz bildet. Auf der Vorderseite des TiO₂-Films 10 ist ein poröser SiO₂-Film 12 vorgesehen, der z.B. durch Aufdampfen hergestellt ist und die hydrophile Schicht mit der hydrophilen Substanz bildet. Eine eine hydrophile Funktion aufweisende Schicht mit einer fotokatalytischen Substanz ist von dem TiO₂-Film 10 und dem porösen SiO₂-Film 12 gebildet. Die Porosität des SiO₂-Films 12 ist durch die Form und Größe definiert, die die Interferenz mit Licht nicht beeinflussen. Die Dicke des porösen SiO₂-Films 12 ist derart eingestellt, dass die fotokatalytische Funktion des TiO₂-Films 10 in ausreichendem Maße die Spiegelfläche 14 erreichen kann, z.B. auf eine Dicke von 10 nm bis 50 nm.
In dem in 1 gezeigten Spiegel wird die Farbe des Reflexionslichts hauptsächlich durch die Dicke des TiO₂-Films 10 bestimmt. Der Reflexionsgrad, der zur Verfügung steht, wenn die Dicke des TiO₂-Films 10 auf 80 nm eingestellt ist und die Dicke des porösen SiO₂-Films 12 auf 20 nm eingestellt ist, ist in 3 gezeigt. Gemäß 3 tritt die Reflexionsgrad-Spitze nahe 450 nm auf, wobei die Spiegelfläche eine blaue Farbe aufweist. Die blaue Spiegelfläche 14 verhindert ein Blenden durch das Sonnenlicht während des Tages und bietet eine exzellente Sicht während der Nacht. Aufgrund der hydrophilen Eigenschaft des porösen SiO₂-Films 12 werden auf der Spiegelfläche 14 abgesetzte Wassertropfen zu einem dünnen Film verteilt, wodurch die Antibeschlag-Eigenschaft erzielt wird. Da ein Fahrzeugspiegel der Außenluft ausgesetzt ist, setzen sich Schmutzstoffe auf dem porösen SiO₂-Film 12 ab, was zu einer Reduzierung der hydrophilen Eigenschaft führt. Die auf dem porösen SiO₂-Film abgesetzten Schmutzstoffe werden jedoch durch die fotokatalytische Wirkung des TiO₂-Films 10 mit der fotokatalytischen Funktion abgebaut und entfernt, und daher wird die hydrophile Funktion nicht beeinträchtigt. Die Distanz zwischen dem Cr-Reflexionsfilm 8 und der Spiegelfläche 14, die Doppelbilder erzeugt, ist ausreichend kurz, so dass das Auftreten von Doppelbildern, die für das menschliche Auge erkennbar sind, verhindert werden kann.
4A zeigt den Reflexionsgrad bei einer Dicke des TiO₂-Films 10 der Ausführungsform 1 von 175 nm, und 4B zeigt den Reflexionsgrad bei einer Dicke des TiO₂-Films 10 der Ausführungsform 1 von 250 nm. Gemäß diesen Figuren tritt die Reflexionsgrad-Spitze nahe 430 nm bis 460 nm auf, wodurch die Farbe des Reflexionslichts blau ist, so dass die Funktion des erfindungsgemäßen gefärbten Antibeschlagspiegels erzielt wird. Wenn die Dicke des TiO₂-Films 10 jedoch größer wird, steigt auch die Anzahl von Reflexionsgrad-Spitzen in der Region des sichtbaren Lichts. Aus diesem Grund weist, obwohl das Reflexionslicht von der Spiegelfläche 14 eine Spitze im Bereich von 400 nm bis 510 nm erreicht und die bläuliche Farbe beibehält, das Reflexionslicht einen Farbton auf, bei dem andere Farben die bläuliche Farbe überlagern, wobei sich der Farbton je nach Blickwinkel verändert. Insbesondere bei einem Spiegel mit einem kleinen Krümmungsradius, wie z.B. ein komplex gekrümmter Spiegel, tritt ein Farbtonfehler auf. Daher sollte zwecks Verhinderung eines solchen Farbtonfehlers die Dicke des TiO₂-Films 10 vorzugsweise auf 150 nm oder weniger eingestellt sein, so dass der Reflexionsgrad eine einzelne Spitze in der Region des sichtbaren Lichts erreicht.
5A zeigt den dem Stand der Technik entsprechenden Prozess zur Herstellung der in 2 gezeigten Struktur, und 5B zeigt den Prozess zur Herstellung der in 1 gezeigten Struktur (obwohl bei der in 1 gezeigten Struktur der dritte Prozess bezüglich der Reflexionsgrad-Einstellschicht unnötig ist). Bei der in 1 gezeigten Struktur sind sämtliche Filme auf der Vorderseite des Substrats ausgebildet, und daher reicht eine einzelne Filmherstellvorrichtung für das kontinuierliche Ausbilden sämtlicher Film aus, wenn die Filme durch Aufdampfen hergestellt werden. Somit können der Herstellprozess vereinfacht und die Herstellkosten reduziert werden. Ferner ist, da die Anzahl von Schichten relativ klein ist, eine Abweichung im Farbton aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Dicke der Filme gering, wodurch ein Produkt mit einem stabilen Farbton erzeugt werden kann.
Wenn die Dicke des TiO₂-Films 10 der Ausführungsform 1 auf 105 nm eingestellt ist, tritt die Reflexionsgrad-Spitze nahe 550 nm auf, wie in 6A gezeigt, und erscheint die Spiegelfläche 14 grün. Wenn die Dicke des TiO₂-Films 10 der Ausführungsform 1 auf 140 nm eingestellt ist, ist die Reflexionsgrad-Spitze geteilt, wie in 6B gezeigt, und erscheint die Spiegelfläche 14 violett.
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Messung des Kontaktwinkels relativ zu dem Wasser auf der Spiegelfläche 14 eines außen angebrachten Fahrzeug-Rückspiegels, wobei der TiO₂-Film 10 der dem Stand der Technik entsprechenden und in 2 gezeigten Struktur und der in 1 gezeigte TiO₂-Film 10 auf mehrere unterschiedliche Dicken eingestellt waren, und der Kontaktwinkel relativ zu dem Wasser wurde in einer Anfangsphase und sechs Monate später gemessen (das Fahrzeug wurde einmal pro Monat mit Wachs gereinigt).
Tabelle 1
Es sei darauf hingewiesen, dass bei dem Spiegel mit der in 1 gezeigten Struktur die Selbstreinigungsfunktion in ausreichendem Maße ausgeführt wird, und zwar unabhängig davon, dass die Dicke des fotokatalytischen TiO₂-Films klein ist. Obwohl der genaue Mechanismus nicht bekannt ist, wird angenommen, dass bei der in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Struktur, da der Reflexionsfilm auf der Rückfläche der fotokatalytischen Schicht ausgebildet ist, eine Absorption von Ultraviolettstrahlung durch das Substrat, die bei der in 2 gezeigten Struktur erfolgt, nicht auftritt, sondern die Ultraviolettstrahlung, die von dem Reflexionsfilm reflektiert wird, wieder auf die fotokatalytische Schicht auftritt, und dadurch wird die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass dies zu der fotokatalytischen Reaktion beiträgt.
Tabelle 2 und 7 zeigen eine von der Dicke des porösen SiO₂-Films 12 der in 1 gezeigten Struktur bewirkte Veränderung des Reflexionsgrads. Gemäß der Tabelle und der Figur erfahren weder die Spitzen-Wellenlänge noch der Spitzen-Reflexionsgrad eine große Veränderung bei Veränderung der Dicke des SiO₂-Films.
Tabelle 2
Ausführungsform 2
Der Cr-Reflexionsfilm weist eine exzellente Antikorrosions-Eigenschaft und eine ausreichende Härte auf, sein Reflexionsgrad ist jedoch kleiner als der eines Aluminiumfilms. Bei der nachstehend beschriebenen Ausführungsform 2 ist daher eine Reflexionsgrad-Einstellschicht 20 zum Vergrößern des Reflexionsgrads vorgesehen.
8 zeigt eine Schnittansicht der Ausführungsform 2 des erfindungsgemäßen gefärbten Antibeschlagspiegels. Auf der Vorderfläche eines Substrats 3 ist ein Cr-Reflexionsfilm 8 vorgesehen. Auf der Vorderfläche des Cr-Reflexionsfilms 8 ist eine Reflexionsgrad-Einstellschicht 20 aufgebracht. Auf der Vorderfläche der Reflexionsgrad-Einstellschicht 20 ist ein TiO₂-Film 10 vorgesehen. Auf der Vorderfläche des TiO₂-Films 10 ist ein poröser SiO₂-Film 12 vorgesehen, der z.B. durch Aufdampfen ausgebildet ist. Die Dicke des TiO₂-Films 10 und des porösen SiO₂-Films 12 kann auf die gleiche Weise eingestellt werden wie bei der Ausführungsform 1, und die Antibeschlag-Eigenschaft aufgrund der hydrophilen Funktion des porösen SiO₂-Films 12 und die fotokatalytische Wirkung des TiO₂-Films 10 können auf die gleiche Weise hergestellt werden wie bei der Ausführungsform 1. Die Reflexionsgrad-Einstellschicht 20 ist aus einem Material, einschließlich z.B. Al₂O₃, ZrO₂, SnO₂, SiO₂ oder MgF₂, gebildet, das einen niedrigeren Brechungsindex als TiO₂ aufweist.
Der Reflexionsgrad R an der Grenze der beiden Substanzen wird durch folgende Formel ausgedrückt
wobei n_a den Brechungsindex der Substanz auf der Auftreffseite und n_b den Brechungsindex der Substanz auf der Austrittsseite repräsentieren.
Je größer die Differenz zwischen n_a und n_b ist, desto höher ist der Reflexionsgrad R. Daher kann durch Einsetzen einer Substanz mit einem kleineren Brechungsindex als dem von TiO₂ (Brechungsindex: 2,35) zwischen dem Reflexionsfilm und der fotokatalytischen Schicht eine relativ große Reflexion an der Grenze zwischen der Reflexionsgrad-Einstellschicht und der fotokatalytischen Schicht erzielt werden kann, wodurch der Reflexionsgrad als Ganzes erhöht werden kann.
9 bis 13 zeigen den Reflexionsgrad bei Verwendung unterschiedlicher Substanzen für die Reflexionsgrad-Einstellschicht 20. Hinsichtlich der Dicke anderer Filme als der Reflexionsgrad-Einstellschicht 20 betragen die Dicke des TiO₂-Films 10 65 nm und die Dicke des porösen SiO₂-Films 12 20 nm.
9A und 9B zeigen den Reflexionsgrad bei einer Filmdicke von 25 nm und 50 nm, wenn Al₂O₃ als Reflexionsgrad-Einstellschicht 20 verwendet wird. Im Vergleich zu 3 ist der Reflexionsgrad als Ganzes in 9A und 9B höher.
10 zeigt den Reflexionsgrad bei Verwendung von ZrO₂ mit einer Filmdicke von 25 nm als Reflexionsgrad-Einstellschicht 20. Bei dieser Reflexionsgrad-Einstellschicht ist der Reflexionsgrad als Ganzes im Vergleich zu 3 höher.
11 zeigt den Reflexionsgrad bei Verwendung von SnO₂ mit einer Filmdicke von 25 nm als Reflexionsgrad-Einstellschicht 20. Bei dieser Reflexionsgrad-Einstellschicht ist der Reflexionsgrad als Ganzes im Vergleich zu 3 höher.
12 zeigt den Reflexionsgrad bei Verwendung von SiO₂ mit einer Filmdicke von 25 nm als Reflexionsgrad-Einstellschicht 20. Bei dieser Reflexionsgrad-Einstellschicht ist der Reflexionsgrad als Ganzes im Vergleich zu 3 höher.
13 zeigt den Reflexionsgrad bei Verwendung von MgF₂ mit einer Filmdicke von 25 nm als Reflexionsgrad-Einstellschicht 20. Bei dieser Reflexionsgrad-Einstellschicht ist der Reflexionsgrad als Ganzes im Vergleich zu 3 höher.
Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse eines Haftungs- und Beständigkeitstests der auf dem Substrat 2 ausgebildeten Reflexionsgrad-Einstellschicht 20. Der Test wurde durch Kochen von Spiegelproben in 5 %-igem Salzwasser über einen Zeitraum von fünf Stunden und Beobachten des Ablösens der Reflexionsgrad-Einstellschicht 20 durchgeführt.
Tabelle 3
Die Testergebnisse zeigen, dass bei Verwendung von Al₂O₃, ZrO₂ und SnO₂ kein Ablösen der Reflexionsgrad-Einstellschicht 20 beobachtet wurde. Ein teilweises Ablösen der Schicht 20 wurde bei Verwendung von SiO₂ beobachtet. Die gesamte Schicht 20 löste sich bei Verwendung von MgF₂ ab. Diese Ergebnisse zeigen, dass Al₂O₃, ZrO₂ und SnO₂ für einen Fahrzeug-Außenspiegel geeignet sind.
Ausführungsform 3
14 zeigt eine Schnittansicht der Ausführungsform 3 des erfindungsgemäßen gefärbten Antibeschlagspiegels. Auf der Vorderfläche eines Substrats 3 ist ein Cr-Reflexionsfilm 8 vorgesehen. Auf der Vorderfläche des Cr-Reflexionsfilms 8 ist z.B. durch Aufdampfen ein TiO₂-Film 10 aus transparentem fotokatalytischen TiO₂ (der eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht mit der fotokatalytischen Substanz, wobei die Schicht eine fotokatalytische Substanz mit einer hydrophilen Eigenschaft aufweist) mit einer Dicke von 80 nm aufgebracht.
Der Reflexionsgrad bei einer Dicke des TiO₂-Film 10 von 80 nm ist in 15 gezeigt. Gemäß dieser Figur tritt die Reflexionsgrad-Spitze nahe 450 nm auf. Die Spiegelfläche 14 erscheint daher blau und verhindert ein Blenden durch Sonnenlicht während des Tages und bietet eine exzellente Sicht während der Nacht. Aufgrund der hydrophilen Eigenschaft von TiO₂ selbst werden auf der Spiegelfläche abgesetzte Wassertropfen zu einem dünnen Film verteilt, wodurch die Antibeschlag-Eigenschaft erzielt wird. Die Distanz zwischen dem Cr-Reflexionsfilm 8 und der Spiegelfläche 14, die das Auftreten von Doppelbildern bewirkt, ist so kurz, dass das Auftreten von Doppelbildern, die für das menschliche Auge erkennbar sind, verhindert werden kann. Der TiO₂-Film führt sowohl die Interferenz mit Licht als die hydrophile Funktion aus, und daher können der Herstellprozess vereinfacht und die Herstellkosten reduziert werden. Ferner ist, da die Anzahl von Schichten klein ist, eine Abweichung im Farbton aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Filmdicke gering, wodurch auf einfache Weise ein Produkt mit einem stabilen Farbton erzeugt werden kann.
Ausführungsform 4
16 zeigt eine Schnittansicht der Ausführungsform 4 des erfindungsgemäßen gefärbten Antibeschlagspiegels. Auf der Vorderfläche eines Substrats 3 ist ein Cr-Reflexionsfilm 8 vorgesehen. Auf der Vorderfläche des Cr-Reflexionsfilms 8 ist z.B. durch Aufdampfen ein Mischschicht 22 aus einer Mischung aus TiO₂, bei dem es sich um eine fotokatalytische Substanz handelt, und SiO₂, bei dem es sich um ein hydrophiles anorganisches Oxid handelt, aufgebracht.
Bei dieser Anordnung tritt die Reflexionsgrad-Spitze nahe 450 nm auf. Die Spiegelfläche 14 erscheint daher blau und verhindert ein Blenden durch Sonnenlicht während des Tages und bietet eine exzellente Sicht während der Nacht. Aufgrund der hydrophilen Eigenschaft der Mischung aus TiO₂ und SiO₂ werden auf der Spiegelfläche abgesetzte Wassertropfen zu einem dünnen Film verteilt, wodurch die Antibeschlag-Eigenschaft erzielt wird. Die Distanz zwischen dem Cr-Reflexionsfilm 8 und der Spiegelfläche 14, die das Auftreten von Doppelbildern bewirkt, ist so kurz, dass das Auftreten von Doppelbildern, die für das menschliche Auge erkennbar sind, verhindert werden kann. Die Mischschicht führt sowohl die Interferenz mit Licht als die hydrophile Funktion aus, und daher können der Herstellprozess vereinfacht und die Herstellkosten reduziert werden. Ferner ist, da die Anzahl von Schichten klein ist, eine Abweichung im Farbton aufgrund von Unregelmäßigkeiten in der Filmdicke gering, wodurch auf einfache Weise ein Produkt mit einem stabilen Farbton erzeugt werden kann.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird Cr als metallener Reflexionsfilm verwendet. Das Material der metallenen Reflexionsschicht ist nicht auf Cr beschränkt, es kann auch ein anderes geeignetes Metall, wie z.B. Al, verwendet werden.

Claims

Gefärbter Antibeschlagspiegel mit: einem Substrat (3), einem metallenen Reflexionsfilm (8) auf der Vorderfläche des Substrats (3); und einer eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht (10,12) mit einer hydrophilen Funktion und einer fotokatalytischen Substanz auf dem metallenen Reflexionsfilm (8), dadurch gekennzeichnet, dass die eine hydrophile Funktion aufweisende Schicht (10,12) eine derartige Dicke hat, dass die Wellenlänge des reflektierten Lichts einen Spitzen-Reflexionsgrad in einem Bereich von 400 nm bis 510 nm aufweist und der Reflexionsgrad einen einzigen Spitzenwert in der Region des sichtbaren Lichts aufweist, und eine Spiegelfläche (14) dadurch aufgrund einer Interferenz zwischen dem metallenen Reflexionsfilm (8) und der eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht (10,12) eine bläuliche Farbe zeigt.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach Anspruch 1, bei dem die eine hydrophile Funktion aufweisende Schicht (10,12) aus einem Laminat aus einer fotokatalytischen Schicht (10) mit einer fotokatalytischen Substanz und einer hydrophilen Schicht (12) mit einer auf der fotokatalytischen Schicht (10) angeordneten hydrophilen Substanz gebildet ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach Anspruch 2, ferner mit einer Reflexionsgrad-Einstellschicht (20), die aus einem Substrat mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der fotokatalytischen Schicht (10) gebildet ist und zwischen dem metallenen Reflexionsfilm (8) und der fotokatalytischen Schicht angeordnet ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Dicke der hydrophilen Schicht (12) im Bereich von 10 nm bis 50 nm liegt.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach Anspruch 1, bei dem die eine hydrophile Funktion aufweisende Schicht (10,12) aus einer Schicht mit einer eine hydrophilen Eigenschaft aufweisenden fotokatalytischen Substanz gebildet ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach Anspruch 5, ferner mit einer Reflexionsgrad-Einstellschicht (20), die aus einem Substrat mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der Schicht (10,12) mit der eine hydrophile Eigenschaft aufweisenden Substanz gebildet ist und zwischen dem metallenen Reflexionsfilm (8) und der Schicht (10,12) mit der eine hydrophile Eigenschaft aufweisenden Substanz angeordnet ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach Anspruch 1, bei dem die eine hydrophile Funktion aufweisende Schicht (10,12) aus einer Schicht (22) mit einer Mischung aus fotokatalytischer Substanz und hydrophiler Substanz gebildet ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach Anspruch 7, ferner mit einer Reflexionsgrad-Einstellschicht (20), die aus einer Substanz mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der Schicht (22) mit einer Mischung aus fotokatalytischer Substanz und hydrophiler Substanz gebildet ist und zwischen dem metallenen Reflexionsfilm (8) und der Schicht (22) mit einer Mischung aus fotokatalytischer Schicht und hydrophiler Schicht angeordnet ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach einem der Ansprüche 2, 3, 4, 7 und 8, bei dem die hydrophile Substanz SiO₂ ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach einem der Ansprüche 3, 6 und 8, bei dem der metallene Reflexionsfilm aus Cr gebildet ist und die Reflexionsgrad-Einstellschicht aus Al₂O₃, ZrO₂ oder SnO₂ gebildet ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die fotokatalytische Schicht TiO₂ ist.
Gefärbter Antibeschlagspiegel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Oberfläche (14) der eine hydrophile Funktion aufweisenden Schicht porös ausgeführt ist.