JP2000016171A - エッジライト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】夜間、自動車の乗り降りの際、乗員にガラスを
充分認知させることができ、しかも意匠性が優れるだけ
でなく、ガラス表面から外部への光洩れを抑制しつつ、
断熱性、紫外線吸収性などの機能も付与することを目的
とする。 【解決手段】車両用ドアに昇降自在に設けられるドアガ
ラスの保持側端部に配設された光源から前記ドアガラス
に光を導入し自由端側端部を発光させるエッジライト装
置において、前記ドアガラスは前記光源の波長域におい
て８５％以上の透過率を有する素板に機能性膜を積層し
た機能性膜付きガラスを用いることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車ドアに昇降自
在に設けられるドアガラスにおいて、ドアガラス自由端
側端部を発光させる車両用のドアガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等のドアガラスには、意匠性等の
理由からドアガラスを上昇させたときにドアフレームで
保持されることなく自立する形式が近年多く採用されて
いる。

【０００３】しかしながら、夜間など周りの光量が不十
分な状態ではドアガラスの存在に気付かない場合があ
る。この問題点を解決するための方法のひとつにガラス
端部を発光させガラスを認知させる方法が提案されてい
る。

【０００４】例えば、特開平６ー１２２３４３号公報に
は、ウインドガラスの板厚面内に内面反射の臨界角以下
として光を放射する表示灯を設け、該表示灯の点灯によ
り前記ウインドガラスの自由端側端部を発光させる表示
灯付ウインドガラスが開示されている。

【０００５】また、ガラス端部に蓄光塗料等を塗布して
ガラス端部を認識させる方法もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の例え
ば、特開平６−１２２３４３号公報には、ガラスの種類
およびガラス端部での発光強度の記載がなく、近年、自
動車で 一般的に用いられるようになったグリーン系着
色ガラスではガラスの持つ吸収のためにガラス端部に光
が到達しないという問題が生じる。

【０００７】さらに近年、ＲＶ車で用いられるようにな
ったプライバシー効果が得られる黒色系着色ガラスにお
いても吸収がさらに大きくなるため、ガラス端部に光が
到達しない。また吸収のないクリアー系無色透明ガラス
を用いた場合は、ガラス端部では十分な光量が得られる
ものの、ガラス表面部から車内外へ若干の光洩れが発生
する。この現象は、光を入射させる全範囲にわたって、
ガラス保持側端部の端面形状が光源に対して完全な平滑
面（光源として用いる灯具の中心線［今後、光軸と記
す。］に対して直交し、かつ端面にうねりが存在しない
平滑な面）では発生しないが、一般に用いられるドアガ
ラスは、取り扱い上の理由から端面部には面取り加工等
が施されており、しかも安全上端面部全体を完全な平滑
面に仕上げる必要もないので、実際には端面形状は完全
な平滑面とは言い難い。

【０００８】これら不完全端面から入射した光、例えば
光軸となす角度が６５度の光線が、完全面に対して３０
度傾いたガラス端面に入射した光は、平面なガラスであ
っても臨界角以内でガラス内に導入されて光がガラス外
に漏れる恐れがあり、曲面形状のガラスの場合には、さ
らにその傾向が増幅される。

【０００９】さらに完全端面から入射した光において
も、極端に曲げＲの小さいところすなわち曲げ度合いの
大きい箇所では光がガラス外に漏れる恐れがある。ま
た、ガラス／空気界面で、光の入射角が臨界角以上にな
ると、ガラス表面から空気へ透過する光は、伝搬定数
が、虚数となるエバネセント波となり、空気中に放射さ
れない（伝播しない）。 しかし、ガラス表面に油滴、
塵などの誘電体が付着すると、エバネセント波は誘電体
まで侵入する。 この時、誘電体の曲率が極めて小さい
ので、誘電体／空気界面での入射角が臨界角以下になる
可能性が高くなり、「にじむ」程度に、光は漏れる。

【００１０】さらにクリアー系無色透明ガラスでは、断
熱性および紫外線遮蔽性能に劣るという問題点がある。
さらに例えば、蓄光塗料等は安価であるが、耐久性等充
分な性能が得られるとは言い難い。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、従来のこのよ
うな点に鑑みてなしたものであり、自動車用ドアに昇降
自在に設けられ、ドアフレームに保持されず、自立する
タイプのドアガラスの保持側端部付近に光源を設け前記
ガラスの自由端側端部を発光させるエッジライト装置に
おいて、吸収の小さいガラス、すなわち透過率の高いガ
ラスに機能性膜を積層したドアガラスを用い、光源から
ガラスの中に入った光がガラス中を繰り返し全反射した
り、そのまま透過するように光源部を取り付けること
で、車室内外へ光洩れすることなくガラス自由端側端部
を発光させることができるので、自動車の乗り降りの
際、乗員にガラスを認知させやすく安全に充分配慮し、
しかも意匠性に優れたシステムを提供するものである。

【００１２】ドアガラス保持側端部の不完全端部から入
射した光は前述したように全反射の条件を満たす臨界角
以下になるため、特に曲面ガラスを用いた場合はガラス
表面部から外部に光が洩れやすくなる。また、平面ガラ
スであってもガラス表面に油滴、塵などの誘電体が付着
すると前述のエバネセント波が侵入してにじむ程度に光
が洩れる。

【００１３】ガラス中で光が全反射するように、保持側
端部をすべて完全面とすることは可能ではあるが、正確
な精度管理が要求され、多大なコストアップにつなが
る。そこで前記した機能性膜を素板に積層するという安
価な方法を用いることで、外部に洩れる光を散乱させた
り吸収しガラス表面部からの光洩れを抑制し、かつガラ
ス自由端部での発光量の減衰を極力少なくしつつ様々な
機能を付与することが可能となる。さらに多大なコスト
をかけて保持側端部をすべて完全面としても極端に曲げ
Ｒの小さい部位すなわち曲げ度合いの大きい箇所からは
光が漏れる恐れがあるが、前記した機能性膜はこの光漏
れを抑制する効果も有する。前記機能性膜としては様々
な膜が考えられ、例えば、可視光透過率の高いガラスに
機能性膜を積層し、可視光透過率を低くし、遮光性を発
現することで車内のプライバシーを確保しつつ、断熱
性、紫外線遮蔽性が同時に得られる人に優しいエッジラ
イト装置も提供することができる。さらに例えば高い可
視光透過率を有したままでグリーン系着色ガラスと同等
の断熱性、紫外線遮蔽性を得ることができるエッジライ
ト装置も提供することができる。

【００１４】すなわち、本発明は、車両用ドアに昇降自
在に設けられるドアガラスの保持側端部に配設された光
源から前記ドアガラスに光を導入し自由端側端部を発光
させるエッジライト装置において、前記ドアガラスは前
記光源の波長域において８５％以上の透過率を有する素
板に機能性膜を積層した機能性膜付きガラスを用いるこ
とを特徴とするエッジライト装置である。

【００１５】ならびに前記機能性膜は１層あるいは多層
膜で構成されており、前記素板と接する第１薄膜の屈折
率が光源の主たる波長において１．５以下であって、素
板の屈折率よりも小さいことを特徴とするエッジライト
装置である。

【００１６】また前記機能性膜は１層あるいは多層膜で
構成されており、前記素板と接する第１薄膜の屈折率
（ｎ１）が光源の主たる波長において１.７以上であっ
て、素板の屈折率より大きいことを特徴するエッジライ
ト装置である。

【００１７】素板と第１の薄膜の間に、その屈折率ｎ２
が、素板の屈折率をｎg、第１の薄膜の屈折率をｎ１と
したときに下記の式を満足する界面反射増強膜を介在さ
せるようにしたことを特徴とする請求項１記載のエッジ
ライト装置。

【００１８】 ｎg＜ｎ１＜１．７の場合に ｎ２≧１．７ １.７≦ｎ１＜２.３の場合に、ｎ２≧０.７２×ｎ１＋
０.４８ ｎ１≧２.３の場合に、ｎ２≧２.１ また前記エッジライト装置の光源からガラス中に入った
光を板ガラス内で繰り返し全反射させたり、そのまま透
過させることにより板ガラス内を伝搬させるように光源
部を取り付けることを特徴とするエッジライト装置であ
る。

【００１９】さらに前記機能性膜付きガラスは単板ガラ
スあるいは合わせガラスあるいはバイレイヤーガラスあ
るいは複層ガラスで構成されていることを特徴とするエ
ッジライト装置である。

【００２０】そして、前記ドアガラスは曲面ガラスであ
るとともに、この曲面ガラスの内面側に前記機能性膜が
設定されいることを特徴とするエッジライト装置を提供
するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】ドアガラスとしては、適用する光
源波長域において８５％以上の透過率を有する素板に機
能性膜を積層した曲面ガラスを用いるものであるが、勿
論平面ガラスに適用してもよい。

【００２２】前記素板としては一般的な無機系ガラスの
ほかに有機系の樹脂ガラスも使用可能である。ドアガラ
スの構成としては、クリアな透明単板ガラスに機能性膜
をコーティングした機能性膜付きガラス、前記機能性膜
付きガラスと別のクリアな透明単板ガラスをポリビニー
ルブチラールなどの中間膜により接着し、合わせガラス
としたもの、前記機能性膜付きガラスと別のクリアな透
明単板ガラスをスペーサーにより間隔を保持し、周辺部
分をシールした複層ガラスとしてもよく、また、単板ガ
ラスに、ハードコート層が表面に形成されたポリエチレ
ンテレフタレートをポリビニールブチラールで接着した
積層安全ガラス（バイレーヤ）、あるいは単板ガラスに
ポリウレタンなどの樹脂膜を積層した積層安全ガラス
（バイレーヤ）に機能性膜をコーティングしたものも採
用することができる。

【００２３】また、ドアガラスの自由端側端部は人が接
触するところであり、安全上面取り加工をする必要があ
るが、この端面は鏡面ではなく、ある程度の表面凹凸が
形成されるように通常の面取り加工をしておけばよい。

【００２４】曲面ガラスの保持側端面から光を入射する
場合、端面の面取り部位等の不完全端部から入射した光
は特に曲げＲの小さいところすなわち曲げ度合いの大き
い箇所では入射角が臨界角以下になるため、光がガラス
表面から外部に漏れるという現象が発生する。また完全
端部から入射した光も極端に曲げＲが小さいところでは
ガラス表面から外部に漏れやすいが、機能性膜を積層す
ることで散乱および吸収作用により光漏れを抑制するこ
とができる。前記機能性膜としてはＴｉ、ＳＵＳ、Ｃ
ｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒなどの少なくとも１種の窒化物ある
いはＡｇなどの金属を単独あるいはＴｉ、Ｚｒ、Ｔａ、
Ａｌ、Ｚｎなど少なくとも１種類の酸化物膜、あるいは
Ａｌ、Ｓｉなど少なくとも１種類の窒化物の透明誘電膜
とを積層することにより得られる断熱膜、Ｚｎなどの酸
化物を用いる紫外線遮蔽膜、さらに視界確保に有益な撥
水性膜、親水性膜あるいは透過率を低くして遮蔽効果を
有するプライバシーガラスなど各種の膜が採用可能であ
り、それぞれ単独あるいは組み合わせることにより、機
能性膜としての機能を有す。

【００２５】界面反射増強膜の屈折率は、第１薄膜の屈
折率（ｎ1）によって決まるが、消衰係数には制限がな
く、例えば、無色透明なＴｉの酸化物膜、あるいは断熱
膜としてＴｉの窒化物膜などいずれの膜でも選択可能で
ある。

【００２６】ドアガラスの保持側端部に設ける光源とし
ては、発光ダイオード、半導体レーザー、豆電球など小
型の光源であれば使用することができる。また前記エッ
ジライト装置の光源からガラス中に入った光を板ガラス
内で繰り返し全反射させたり、そのまま透過させること
により板ガラス内を伝搬させるように光源部を取り付け
ることとしたのは、光が外部に洩れることなく効率良く
ガラス中を通過でき、光源部を大きくすることなく安価
にシステムアップできるためである。

【００２７】機能性膜付きガラスにおいて、エッジライ
ト装置の光が板ガラス内で全反射を繰り返しながら、板
ガラス内を伝搬するための光の入射条件を説明する。空
気／板ガラス端面の界面、あるいは板ガラス表面／空気
界面での屈折現象にスネルの式を適応し、板ガラスの表
面と裏面は平行であり、これらの面は光を入射させる板
ガラスの端面と直交することを前提とすると、いかなる
入射角θiにおいても、全反射が生ずることになる。 ［板ガラス中の伝搬による光量の減衰について］図４の
ガラス中の伝播する光の経路を示した要部断面図におい
て、点Ｐを出射した光が、点Ｑで反射し、続いて点Ｓで
反射した直後の光の強度（Ｄ₁）は、式１から求まる。

【００２８】なお、点Ｐを出射した光の強度を１とす
る。そして、板ガラスの厚みｄg、板ガラスの吸収係数
αg とする。 Ｄ₁＝ exp（−２ αg ｄg／cosφi） ・・・・・［式１］ （１）透過率８５％（光源の主たる波長λ）の板ガラス
におけるＤ1、Ｄn 透過率が８５％であり、吸収係数の小さく、安価なクリ
アなガラスの板厚はほぼ公称１２ｍｍ（実際の板厚は１
１．７９ｍｍ）である。

【００２９】ガラスの吸収係数（αg）が小さく、板ガ
ラスの裏面反射が無視できない場合、αgは次式の近似
式に透過率（Ｔ）と反射率（Ｒ）を代入することにより
求まる。ｎgは板ガラスの屈折率、ｋgは板ガラスの消衰
係数である。

【００３０】 Ｔ ＝ （１−Ｒ1）² exp（−αg ｄg） ・・・・・［式２］ Ｒ ＝ Ｒ1｛１＋ （１−Ｒ1）²exp(−２αg ｄg）｝ ・・・［式３］ ここで空気とガラスの界面の反射率をＲ１とすると Ｒ1 ＝ ［｛１−ｎg＋ｉｋg｝／｛１＋ｎg−ｉｋg｝］ ×［｛１−ｎg−ｉｋg｝／｛１＋ｎg＋ｉｋg｝］ ・・・［式４］ αg ＝ ４πｋg／λ ・・・・・［式５］ 式２〜式４の連立方程式から未知数であるＲ1、αg、ｋ
g、ｎg（板ガラスの屈折率であるから既知としてもよ
い）を求め、Ｔ＝０.８５、Ｒ＝０.０７５、視感度の高
い領域の波長としてλ＝５５０[nm]、ｄg＝１１.７９[m
m]として、式１においてθiを０度から２０度まで変え
てＤ1を求め、板ガラスの全長５４８mmの自由端側端部
に到るまでのＤnを求めるとＤnは８．１×１０^-2（θｉ
＝０度）〜７．６×１０^-2（θｉ＝２０度）の範囲とな
り、この範囲で緩やかに変化しており、ほぼ１／１０の
減衰で済むことから、板ガラス中に入射した光をガラス
の端部まで到達させて、板ガラス自由端側端部を発光さ
せるに十分な光量が得られエッジライトとしての機能が
果たせる。

【００３１】ここで、θiを０度から２０度とした理由
は、ガラスの保持側端部からガラスへ光を入射させる場
合、側端部の幅は、２〜２０mm 程度であるから、光源
として、指向性の高いものが適しているが、指向性の高
い光源では、一般に光軸から±２０度の範囲でのみ有効
な光量が得られる。 従って、ガラスに入射する光の入
射角は最大２０度程度であると考えられることに基づ
く。

【００３２】なお、前述のαgは、光源の波長を５５０
ｎｍとして計算したが、その他の可視光の範囲であれば
消衰係数も波長に比例して変化するので、αgは波長が
変わってもほぼ一定である。 （２）透過率８０％（５５０ｎｍ）の板ガラスにおける
Ｄ₁ 、Ｄn 前述のように、Ｔ＝０.８０、Ｒ＝０.０７１、λ＝５５
０[nm]、ｄg＝１１.７９ [mm]、板ガラスの長さを５４
８mmとして、θiを０度から２０度まで変えて、Ｄnを求
めると、Ｄnは５．０×１０^-3（θｉ＝０度）〜４．３
×１０^-3（θｉ＝２０度）の範囲となり、ほぼ１／２０
０以上の減衰をしているのでガラスの端部まで光を到達
させて板ガラス自由端側端部を発光させるに十分な光量
を得ることが困難である。 （３）透過率２５％（５５０ｎｍ）の板ガラスにおける
Ｄ₁、Ｄn αgが大きく、板ガラスの裏面反射が無視できる場合、
αgは次式の近似式に透過率（Ｔ）と反射率（Ｒ）を代
入することにより求まる。

【００３３】 Ｔ ＝ （１−Ｒ） exp（−αg ｄg） ・・・・・［式６］ 式６に、Ｔ＝０.２５、Ｒ＝０.０４５、ｄg＝４.６９[m
m]、θi＝１０.０[度]を代入して得られたαgを式１に
代入すると、Ｄ₁は、５×１０^-11 となり、減衰量が
非常に大きく、従来の着色した濃色素板ガラスではエッ
ジライトの機能が発現できない。

【００３４】ここで、前記したように、ドアガラスとし
て適用する光源波長域において８５％以上の透過率を有
する素板を用い、前記素板に機能性膜を積層した曲面ガ
ラスを用いるとしたのは、素板の透過率が８５％以上を
有しない場合は吸収が大きく、前記計算結果からも明ら
かなように、ガラス自由端側端部に光が到達しなくなる
からである。さらに、機能性膜を積層するとしたのは、
積層することにより、ガラス表面から外部への光洩れを
抑制するためである。

【００３５】次に、機能性膜が板ガラスの片面に被覆さ
れた系で、エッジライト装置の光が機能性膜、および板
ガラス内で全反射を繰り返しながら、板ガラス内を伝搬
するための光の入射条件を説明する。

【００３６】空気／板ガラス端面の界面、板ガラス表面
／薄膜界面、および薄膜／空気界面での屈折現象にスネ
ルの式を適応し、板ガラスの表面、裏面および膜表面は
いずれも平行であり、これらの面は光を入射させる板ガ
ラスの端面と直交することを前提とすると、いかなる入
射角θiにおいても、全反射が生ずることになる。

【００３７】［機能性膜の反射による減衰について］前
記したように、薄膜／空気間の界面では、全反射が起こ
るので、光を全く吸収しない膜では、板ガラス／薄膜間
の界面を透過した光は全て、薄膜／空気間の界面での反
射を経て、板ガラスに戻ってくる。したがって、板ガラ
ス中を伝搬する光の減衰を計算する場合、薄膜の存在は
無視できる。

【００３８】次に、機能性膜の複素屈折率をＮｆとおい
て、機能性膜での反射による減衰を求める。図５の機能
性膜付きガラスへの光の入射、屈折、反射経路を示した
拡大部分断面図において、ガラス／薄膜界面におけるｓ
偏光の反射係数（ｒs）は、 ｒs＝(ｎg cosφi−Ｎf cosφt)／(ｎg cosφi＋Ｎf cosφt) ・・［式７] ｐ偏光の反射係数（ｒp）は、 ｒp＝(Ｎf cosφi−ｎg cosφt)／(Ｎf cosφi＋ｎg cosφt) ・・［式８］ である。 従って、ガラス／薄膜界面の反射率（Ｒ1）
は次式で得られる。

【００３９】 Ｒ1 ＝ （ｒs × ｒs^* ＋ ｒp × ｒp^* ）／２ ・・・・・［式９］ 一方、ガラス／薄膜界面を透過して、薄膜／空気界面で
全反射して、再び薄膜／ガラス界面を透過した光の量
（Ｒ2）は次式で得られる。 ｄは、薄膜の厚み、αは
薄膜の吸収係数である。ただし、αは大きいので、高次
の反射は無視する。

【００４０】 Ｒ2 ＝ （１−Ｒ1）² exp［−α（２ｄ／cosφt）］ ・・・・・［式１０］ Ｒ1とＲ2に位相のずれがないと見なすと、薄膜による反
射量（Ｒ）は Ｒ ＝ Ｒ1 ＋ Ｒ2 ・・・［式１１］ となる。

【００４１】そこで、前記機能性膜が１層で構成されて
おり、５５０ｎｍでの屈折率が素板ガラスの屈折率より
小さい場合について、図５のガラスへの光の入射、屈
折、反射経路を示した拡大部分断面図により説明する。

【００４２】なお、図中記号は以下のとおりである。 θi： 空気／板ガラス端面の界面での入射角 φi： 板ガラス表面／機能性膜の界面での入射角 θt： 空気／板ガラス端面の界面での屈折角 φt： 板ガラス表面／機能性膜の界面での屈折角 ｎ0： 空気の屈折率 （１.００） ｎg： 板ガラスの屈折率 （１.５３） Ｎf： 機能性膜の複素屈折率（＝ｎf−iｋ） ｎf： 機能性膜の屈折率 ｋ ： 機能性膜の消衰係数 空気／板ガラス端面での屈折現象にスネルの式を適応す
ると、入射角と屈折角の関係が求まる。

【００４３】 sin θi ＝ （ｎg／ｎ0）sin θt ・・・・・［式１２］ 同様に、板ガラス表面／機能性膜の界面での屈折現象に
スネルの式を適応すると、次式が得られる。

【００４４】 sin φi ＝ （ｎf／ｎg ）sin φt ・・・・・［式１３］ なお、板ガラスの表面と裏面は平行であり、これらの面
は光を入射させる板ガラスの端面と直交することを前提
とする。この前提より、φi ＋ θt ＝ ９０.０である
ので cos θt ＝ （ｎf／ｎg）sin φt ・・・・・［式１４］ となり、この式を式１２に代入する。

【００４５】 sin θi ＝ （ｎg／ｎ0）sin θt ＝ （ｎg／ｎ0）（１−cos²θt）^1/2 ＝ （１ ／ｎ0）｛ｎg² −（ｎf sin φt）²｝^1/2 ・・［式１５］ 板ガラス表面／機能性膜の界面で、全反射が起こる条件
は、φt が９０度、すなわち sin φt ＝１ のときであ
る。 この関係を式１５に代入すると、 sin θi ＝ ｛ｎg² − ｎf²｝^1/2 ・・・・・［式１６］ となる。 式１６から、機能性膜の屈折率ｎfとθi の
臨界角の関係を求め、その結果を表 １に示す。 ただ
し、ｎg＝１.５３とおく。

【００４６】

【表１】

【００４７】エッジライトの光源として、例えば東芝製
黄緑色発光ダイオード(ＴＬＧＡ１５８Ｐ)を用いた場合
には、光源の総光量の７割が有効に利用できれば、エッ
ジライトシステムとしての機能を充分発揮できることが
経験的に得られている。

【００４８】光源として指向特性の強い発光ダイオー
ド、例えば東芝製黄緑色発光ダイオード(ＴＬＧＡ１５
８Ｐ)を選択すると、出射光と光軸とのなす角度（出射
角）０度のときの発光量を１としたときに出射角３度の
相対発光量が０．８８、この角度の範囲の積算発光量が
全光量の０．４６、出射角５．２度の相対発光量は０．
８（積算発光量０．６８）となることが知られており、
出射角５．２度で入射させると、光源のほぼ７割が有効
に利用できることになり、この角度を臨界角とする第１
薄膜の屈折率１．５の場合に光源のほぼ７割が有効にで
きることになり、屈折率は１．５以下とすればよく、例
えば、ＰＶＤ法で成膜できる薄膜には、フッ化マグネシ
ウム（屈折率１．３７８）などがあり、好適に使用する
ことができる。

【００４９】さらに前記臨界角は式１６に示したように
消衰係数に依存しないので、断熱、紫外線遮蔽、プライ
バシー、撥水、親水などの機能に関係なく、用いる機能
性膜の第一薄膜の屈折率を１.５以下とすれば、自由端
への到達光量の減衰が最小限に抑えられる。

【００５０】また、前記機能性膜が１層あるいは多層膜
で構成されており、前記素板と接する第１薄膜の５５０
ｎｍでの屈折率が素板ガラスの屈折率より大きい場合に
ついて、前記素板と接する第１薄膜の５５０ｎｍでの屈
折率（ｎ１）が１.７以上であることを特徴としたの
は、板ガラス／機能性膜界面の反射率Ｒ１を確保する、
すなわち、ガラス自由端側端部での発光量を著しく減衰
させないための条件であることが式７〜式１１から求ま
る。すなわち第１薄膜の屈折率と端面の発光量、発光量
の差、反射率Ｒ１の関係を求めると表２のようになる。

【００５１】

【表２】

【００５２】この結果から明らかなように、Ｒ１が小さ
い程、ガラス端部から入射した光は機能性膜に侵入し易
くなり、自由端への到達量が減少するので、Ｒ１が大き
い程効率が高い。しかし、屈折率を限定するならば、発
光量の差が小さくなる１.７以上が望ましい。

【００５３】図５で示すＲ１値は機能性膜の消衰係数の
増大に伴って増加するが、Ｒ２値は逆に機能性膜での吸
収が大きくなるため減少する。一方消衰係数が減少する
場合、Ｒ１値も減少するが、Ｒ２値は吸収が小さくなる
ため増大する。

【００５４】従って、Ｒ１とＲ２の和であるＲは機能性
膜の消衰係数にほとんど依存しないので素板と接する第
一薄膜の屈折率（ｎ１）が１.７以上であれば自由端へ
の到達光量は著しく減衰しない。

【００５５】また、前記機能性膜が１層あるいは多層膜
で構成されており、さらに界面反射増強膜を素板と第１
薄膜との間に介在させ、第１薄膜の５５０ｎｍでの屈折
率が素板ガラスの屈折率より大きい場合について、図６
のガラスへの光の入射、屈折、反射経路を示した拡大部
分断面図により説明する。

【００５６】式１１は、図４の系の反射量に関す式であ
る。 この式と同様の考えかたで、図６の系の反射量に
関す式が誘導できる。すなわち、界面反射増強膜の反射
量Ｒ５は式（４）〜（６）と同型式で誘導できる。 従
って、図の反射量（Ｒ）は、次式となる。

【００５７】 Ｒ ＝ Ｒ５ ＋ Ｒ６ ＋ Ｒ７ ・・・・［式１１’］ 屈折率ｎ2の膜が界面反射増強膜とし作用する条件を求
める。式１１’の反射量は、界面反射増強膜の屈折率の
増大に伴って、増大し、式１１の反射量より大きくな
る。 ここで、式１１’の反射量と式１１の反射量が等
しくなるときの界面反射増強膜の屈折率を臨界屈折率と
呼ぶ。

【００５８】表３に、前記式７〜式１１’を使って機能
性膜の第１薄膜の屈折率と界面反射増強膜の臨界屈折率
の関係について計算した結果を示す。

【００５９】

【表３】

【００６０】表３の結果を式で表現すると次のようなに
なる。 １）ｎg ＜ｎ1＜１.７０ では、 ｎc ＝ ｎ１ ２）１.７０≦ｎ１＜ ２.３０では、 ｎc ＝ ０.７２
ｎ１＋ ０.４８ ３）ｎ１≧ ２.３ では、 ｎc ＝ ２.
１ ここで、ｎ1： 機能性膜の第１薄膜の屈折率、 ｎc
： 界面反射増強膜の 臨界屈折率、ｎg
： 板ガラスの屈折率 なお、ｎg ＜ｎ1＜１.７０ の範囲の場合には、界面反
射増強膜がない場合の結論と同じ理由により、ｎc ＞
１．７とする。

【００６１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明を具体的に
説明する。ただし本発明は係る実施例に限定されるもの
でない。

【００６２】実施例１ 大きさ約８８０ｍｍ×５６０ｍｍ、厚さ約５ｍｍの無色
透明クリアーガラス（ＦＬ５）１をドアガラス形状に成
形加工し、ガラス表面にスパッタ法にて機能性膜２を積
層し、光源として主たる波長が視感度の高い領域の５６
７ｎｍの発光ダイオードを使用した場合について例示す
る。

【００６３】この機能性膜２は多層膜で構成されてお
り、ガラスと接する第１薄膜２１は、光の減衰が極力お
こらないように５５０ｎｍでの屈折率が２.１以上とな
るような透明な薄膜と、第２薄膜２２として５５０ｎｍ
で２.３以上の屈折率を有する吸収膜を用い、その他の
熱線遮蔽膜と誘電体膜を適宜組み合わせることで可視光
透過率約２２％の機能性膜付きガラスを作製した。

【００６４】この際、ガラス自由端側端部に膜が付着し
ないようにマスキングを施した。次いで、光源３として
東芝製黄緑色発光ダイオード(ＴＬＧＡ１５８Ｐ)を２０
個並べたものを作製した。

【００６５】次いで、第１図に示すように、前記した機
能性膜付きガラスと光源３を自動車に取り付け、各々の
発光ダイオードに電流２２５ｍＡ、１２Ｖ、すなわち
２.７Ｗを供給し、ガラス自由端側端部での光量をトプ
コン製照度計(ＩＭ−３)で測定した。この際、外光を遮
断するため照度計の受光部にガラスの厚みと同じ幅のマ
スクを設けて測定した。

【００６６】得られた結果について、表４に示した。測
定位置は図３に示した点Ａから点Ｈまでの８点で、それ
ぞれの間隔は８０mmである。

【００６７】

【表４】

【００６８】ガラス表面から車内外への光洩れもなく、
ガラス端部を認知するのに充分な明るさを有していた。
また前記した機能性膜付きガラスの光学特性を下記に示
す方法で測定した結果を表５に示した。

【００６９】

【表５】

【００７０】光学特性は、紫外線透過率(280nm〜380n
m)、可視光透過率(380nm〜780nm)ならびに日射透過率(3
40nm〜1800nm)については、Ｕ４０００型自記分光光度
計(日立製作所製)とJISR3106、ISO9050によって光学特
性を求めた。

【００７１】その結果、充分なプライバシー効果、優れ
た断熱性、紫外線遮蔽効果も有しており、車室内でも快
適に過ごすことができる人に優しいエッジライト装置を
提供するものであった。

【００７２】実施例２ 大きさ約８８０mm×５６０mm、厚さ約５mmの無色透明ク
リアーガラス（ＦＬ５）１をドアガラス形状に成形加工
し、ガラス表面にスパッタ法にて機能性膜２を積層し
た。

【００７３】この機能性膜２は多層膜で構成されてお
り、ガラスと接する第１薄膜２１は、光の減衰が極力お
こらないように５５０nmでの屈折率が１.７以上となる
ような透明な薄膜と、第２薄膜２２として５５０ｎｍで
２.０以上の屈折率を有する吸収膜を用い、その他の熱
線遮蔽膜と誘電体膜を適宜組み合わせることで可視光透
過率約６５％の機能性膜付きガラスを作製した。

【００７４】この際、ガラス自由端側端部に膜が付着し
ないようにマスキングを施した。次いで、光源３として
東芝製黄緑色発光ダイオード(ＴＬＧＡ１５８Ｐ)を２０
個並べたものを作製した。

【００７５】次いで、第１図に示すように、前記した機
能性膜付きガラスと光源３を自動車に取り付け、各々の
発光ダイオードに電流２２５ｍＡ、１２Ｖ、すなわち
２.７Ｗを供給し、ガラス自由端側端部での光量をトプ
コン製照度計(ＩＭ−３)で測定した。この際、外光を遮
断するため照度計の受光部にガラスの厚みと同じ幅のマ
スクを設けて測定した。

【００７６】得られた結果について、表４に示した。測
定位置は図３に示した点Ａから点Ｈまでの８点で、それ
ぞれの間隔は８０mmである。ガラス表面から車内外への
光洩れもなく、ガラス端部を認知するのに充分な明るさ
を有していた。

【００７７】また前記した機能性膜付きガラスの光学特
性を前記実施例１に示したものと同一の方法で測定した
結果を表５に示した。その結果、充分な透視性効果、優
れた断熱性、紫外線遮蔽効果も有しており、車室内でも
快適に過ごすことができる人に優しいエッジライト装置
を提供するものであった。

【００７８】実施例３ 大きさ約８８０mm×５６０mm、厚さ約５mmの無色透明ク
リアーガラス（ＦＬ５）をドアガラス形状に成形加工
し、ガラス表面にスパッタ法にて機能性膜を積層した。
この機能性膜は多層膜で構成されており、ガラスと接す
る第１薄膜は、光の減衰が極力おこらないように５５０
nmでの屈折率が２.１以上となるような透明な薄膜を第
２薄膜として５５０ｎｍで２.３以上の屈折率を有する
吸収膜用い、その他の熱線遮蔽膜と誘電体膜を適宜組み
合わせることで可視光透過率約２２％の機能性膜付きガ
ラスを作製した。

【００７９】次いで、このガラスを用いてそれぞれ示す
複層ガラス、合わせガラスまたはバイレヤーガラスを周
知の方法により作製した。この際、ガラス自由端側端部
に膜が付着しないようにマスキングを施した。

【００８０】次いで、光源３として東芝製黄緑色ＬＥＤ
(ＴＬＧＡ１５８Ｐ)を２０個並べたものを作製した。次
いで、前記した濃色薄膜付きガラスと光源３を自動車に
取り付け、各々のＬＥＤに電流２２５ｍＡ、１２Ｖ、す
なわち２.７Ｗを供給し、ガラス自由端での光量をトプ
コン製照度計(ＩＭ−３)で測定した。この際、外光を遮
断するため照度計の受光部にガラスの厚みと同じ幅のマ
スクを設けて測定した。

【００８１】前述した複層ガラス、合わせガラス、バイ
レヤーガラスはいずれの場合も同一の照度を示し、ガラ
ス表面から車内外への光洩れもなく、ガラス端部を認知
できるのに充分な明るさを有していた。

【００８２】比較例１ 前記実施例１に用いた無色透明クリアーガラス（ＦＬ
５）に機能性膜を積層しないものを用い、前記実施例１
と同様の方法でガラス端部での照度およびガラスの光学
特性を評価した。

【００８３】その結果を、表４、表５に示す。ガラス端
部では充分な照度が得られたが、ガラス表面から車室内
外への光洩れがあり意匠性に欠けるものであった。また
可視光透過率が高く、断熱性、紫外線遮蔽効果に欠ける
ものであり、めざす所期のエッジライト装置ではなかっ
た。

【００８４】比較例２ 実施例１と同サイズの薄膜を積層しないグリーン系着色
ガラス（ＭＦＬ５）を用い、前記実施例１と同様の方法
でガラス端部での照度およびガラスの光学特性を評価し
た。

【００８５】その結果を、表４、表５に示す。ガラス端
部での発光が認めらず、めざす所期のエッジライト装置
ではなかった。

【００８６】比較例３ 実施例１と同サイズの薄膜を積層しない黒色系着色ガラ
ス（ＧＬ２０）を用い、前記実施例１と同様の方法でガ
ラス端部での照度およびガラスの光学特性を評価した。

【００８７】その結果を、表４、表５に示す。プライバ
シー効果、断熱性、紫外線遮蔽性に優れているものの、
ガラス端部での発光が認められず、めざす所期のエッジ
ライト装置ではなかった。

【００８８】なお、実際の車両では、ドアガラスは曲面
ガラスであり、この曲面ガラスの内面側に機能性膜２が
設定されている。これは外側だと埃、水、砂等が付着し
性能上厳しくなるためであり、また、曲面ガラスの場
合、表面から光漏れを起こしやすいため、それを防ぐ作
用を付加するためでもある。

【００８９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のエッジラ
イト装置は自動車の乗り降りの際、乗員にガラスを認知
させやすくすることにより安全性を向上させ、しかも意
匠性が優れるだけでなく、さらに可視光透過率の高いガ
ラスに機能性膜を積層することにより、ガラス表面部か
ら外部への光洩れを抑制しつつ、断熱性、紫外線遮蔽性
も向上させるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるエッジライト装置を示
す要部断面図である。

【図２】図１の丸印の部分の要部拡大図である。

【図３】実施例におけるドアガラスの照度の測定点を示
す要部正面図である。

【図４】ガラス中の伝播する光の経路を示した要部断面
図である。

【図５】濃色膜付きガラスへの光の入射、屈折、反射経
路を示した拡大部分断面図である。

【図６】濃色膜付きガラスにさらに反射増強膜を設けた
場合の光の入射、屈折、反射経路を示した拡大部分断面
図である。

【符号の説明】

１ 板ガラス ２ 機能性膜 ２１ 第１薄膜 ２２ 第２薄膜 ３ 光源

フロントページの続き (72)発明者 中嶋 弘 三重県松阪市大口町1510番地 セントラル 硝子株式会社硝子研究所内 (72)発明者 冨岡 孝夫 三重県松阪市大口町1510番地 セントラル 硝子株式会社硝子研究所内 (72)発明者 佐野隆行 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地番地 日産自動車株式会社内 (72)発明者 村橋 克広 神奈川県伊勢原市板戸80 市光工業株式会 社伊勢原製造所内 (72)発明者 大河戸 昌也 神奈川県伊勢原市板戸80 市光工業株式会 社伊勢原製造所内 Ｆターム(参考） 3D127 AA01 CB02 DD02 DD03 DD22 3K040 CA05 EA03 EB02 GA04 GB08 GC14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両用ドアに昇降自在に設けられるドアガ
   ラスの保持側端部に配設された光源から前記ドアガラス
   に光を導入し自由端側端部を発光させるエッジライト装
   置において、前記ドアガラスは前記光源の波長域におい
   て８５％以上の透過率を有する素板に機能性膜を積層し
   た機能性膜付きガラスを用いることを特徴とするエッジ
   ライト装置。
2. 【請求項２】前記機能性膜は１層あるいは多層膜で構成
   されており、前記素板と接する第１薄膜の屈折率が光源
   の主たる波長において１．５以下であって、素板の屈折
   率よりも小さいことを特徴とする請求項１記載のエッジ
   ライト装置。
3. 【請求項３】前記機能性膜は１層あるいは多層膜で構成
   されており、前記素板と接する第１薄膜の屈折率（ｎ
   １）が光源の主たる波長において１．７以上であって、
   素板の屈折率より大きいことを特徴とする請求項１記載
   のエッジライト装置。
4. 【請求項４】素板と第１の薄膜の間に、その屈折率ｎ２
   が、素板の屈折率をｎg、第１の薄膜の屈折率をｎ１と
   したときに下記の式を満足する界面反射増強膜を介在さ
   せるようにしたことを特徴とする請求項１記載のエッジ
   ライト装置。 ｎg＜ｎ１＜１．７の場合に ｎ２≧１．７ １.７≦ｎ１＜２.３の場合に、ｎ２≧０.７２×ｎ１＋
   ０.４８ ｎ１≧２.３の場合に、ｎ２≧２.１
5. 【請求項５】前記エッジライト装置の光源からガラス中
   に入った光を板ガラス内で繰り返し全反射させたり、そ
   のまま透過させることにより板ガラス内を伝搬させるよ
   うに光源部を取り付けることを特徴とする請求項１乃至
   ４記載のエッジライト装置。