JP2011107189A

JP2011107189A - 反射鏡

Info

Publication number: JP2011107189A
Application number: JP2009259010A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yoshida; 浩吉田; Junichi Nakaho; 純一仲保
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2011-06-02

Abstract

【課題】光触媒親水層の層厚の変動に対する反射光の色調の変動を小さくする。
【解決手段】反射鏡１０では、基板１２の表面に反射膜１４が設けられ、反射膜１４の表面に光干渉膜１６が設けられ、光干渉膜１６の表面に光触媒親水膜１８が設けられている。ここで、光干渉膜１６が光触媒親水膜１８より屈折率を高くされており、特に光干渉膜１６の膜厚を調整することで、光干渉膜１６の表面で反射される光と反射膜１４の表面で反射される光との干渉を調整できて、反射鏡１０の反射光の波長のピークを調整できる。このため、光触媒親水膜１８の膜厚の変動に対する反射鏡１０の反射光の色調の変動を小さくできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を反射する反射鏡に関する。

反射鏡には、基材（基板）の表側に金属反射膜（Ｃｒ反射膜）が設けられると共に、金属反射膜の表側に単層の親水機能層（混合層）が設けられたものがある（下記特許文献１及び特許文献２参照）。

この反射鏡では、親水機能層が光触媒性物質（ＴｉＯ₂）と親水性物質（ＳｉＯ₂）との混合物にされている。

さらに、親水機能層の層厚を調整することで、親水機能層の表面で反射される光と金属反射膜の表面で反射される光との干渉が調整されて、反射鏡の反射光の波長のピークが調整される。これにより、反射鏡の反射光の色調が調整される。

しかしながら、この反射鏡では、図３に示す如く、親水機能層の層厚の変動に対する反射鏡の反射光の色調の変動が大きいため、反射鏡の反射光の色調が安定しない。

特開２００１−１４１９１６公報特開２００７−２８６４９１公報

本発明は、上記事実を考慮し、光触媒親水層の層厚の変動に対する反射光の色調の変動を小さくできる反射鏡を得ることが目的である。

請求項１に記載の反射鏡は、光を反射する反射層と、前記反射層の表側に設けられ、親水性及び光触媒性を有する光触媒親水層と、前記反射層と前記光触媒親水層との間に設けられ、屈折率が前記光触媒親水層より高くされた光干渉層と、を備えている。

請求項２に記載の反射鏡は、請求項１に記載の反射鏡において、前記光干渉層の材料を五酸化二タンタル及び一酸化珪素の少なくとも１つにしている。

請求項３に記載の反射鏡は、請求項１又は請求項２に記載の反射鏡において、前記光触媒親水層を二酸化珪素と二酸化チタンとを混合して形成し、前記光触媒親水層の屈折率を１．８以下にしている。

請求項１に記載の反射鏡では、反射層の表側に光触媒親水層が設けられると共に、反射層と光触媒親水層との間に光干渉層が設けられている。

光触媒親水層は、親水性を有している。このため、光触媒親水層の表面に水滴が付着する場合には、水滴の光触媒親水層表面との接触角が小さくなり、水滴が粒状から薄い膜状となる。これにより、反射鏡で反射された反射像の歪みを軽減できる。また、水滴が薄い膜状になることで、短時間で水滴を蒸発させることができる。

光触媒親水層は、光触媒性を有している。このため、光触媒親水層の表面に有機物が付着する場合には、光触媒親水層に光が照射されることで、有機物が分解される。これにより、光触媒親水層の表面を清潔にでき、光触媒親水層の表面での親水性を維持できる。

ここで、光干渉層が光触媒親水層より屈折率を高くされている。このため、特に光干渉層の層厚を調整することで、光干渉層の表面で反射される光と反射層の表面で反射される光との干渉を調整できて、反射鏡の反射光の波長のピークを調整できる。したがって、反射鏡の反射光の波長のピークを可視光領域の特定波長に合わせることで、反射鏡の反射光の色調を調整できて、反射鏡の防眩性を発現できる。

このように、特に光干渉層の層厚を調整することで、反射鏡の反射光の色調を調整できるため、光触媒親水層の層厚の変動に対する反射鏡の反射光の色調の変動を小さくできる。

請求項２に記載の反射鏡では、光干渉層の材料が五酸化二タンタル（Ｔａ₂Ｏ_５）及び一酸化珪素（ＳｉＯ）の少なくとも１つにされている。このため、光干渉層の屈折率を光触媒親水層の屈折率より高くできる。

請求項３に記載の反射鏡では、光触媒親水層が親水性を有する二酸化珪素（ＳｉＯ₂）と光触媒性を有する二酸化チタン（ＴｉＯ_２）とを混合して形成されている。このため、光触媒親水層が親水性及び光触媒性を適切に有することができる。

さらに、光触媒親水層の屈折率が１．８以下にされている。このため、光干渉層の屈折率を光触媒親水層の屈折率より適切に高くでき、光干渉層の表面で適切に光を反射できる。

本発明の実施の形態に係る反射鏡を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る反射鏡において光触媒親水膜における光触媒材料の質量比と光の波長が５５５ｎｍである場合の光触媒親水膜の屈折率との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態に係る反射鏡における光触媒親水膜の膜厚の変動に対する反射光の色調の変動との関係及び特許文献２の反射鏡における親水機能層の層厚の変動に対する反射光の色調の変動との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態の実施例に係る反射鏡における反射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。参考例に係る反射鏡を示す断面図である。参考例の第１実験例に係る反射鏡における反射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。参考例の第２実験例に係る反射鏡における反射光の波長と反射率との関係を示すグラフである。

［実施の形態］
図１には、本発明の実施の形態に係る反射鏡１０が断面図にて示されている。

本実施の形態に係る反射鏡１０は、車両の車室外に設置されるアウタミラー（フェンダーミラーやドアミラー等）の鏡体として適用される。

図１に示す如く、反射鏡１０は、基材としての基板１２を備えており、基板１２の材料は、ガラス等にされている。

基板１２の表面（光入射側の面）には、反射層としての金属製の反射膜１４がスパッタ法（蒸着法でもよい）により形成されており、反射膜１４は、表側から入射された光を表側へ反射可能にされている。

反射膜１４の材料は、クロム（Ｃｒ）が好ましく、これにより、反射膜１４の反射率が適度に高くされる。なお、反射膜１４の材料は、クロム、ハフニウム（Ｈｆ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）及びステンレス鋼の少なくとも１つ（例えばクロム又はハフニウムを主成分とする合金）であればよい。

また、反射膜１４の膜厚を調整することで、反射膜１４の反射率ひいては反射鏡１０の反射率を調整可能にされており、反射膜１４の膜厚が厚くされることで反射膜１４の反射率が高くされると共に、反射膜１４の膜厚が薄くされることで反射膜１４の反射率が低くされる。反射膜１４の膜厚は、例えば２５ｎｍにされている。

反射膜１４の表面には、光干渉層としての光干渉膜１６が蒸着法、ゾルゲル法等の化学的製膜法又はスパッタ法により形成されており、光干渉膜１６は、光を透過可能にされている。

光干渉膜１６は、下記光触媒親水膜１８より屈折率が高くされており、光干渉膜１６の材料は、五酸化二タンタル（Ｔａ₂Ｏ_５）及び一酸化珪素（ＳｉＯ）の少なくとも１つであるのが好ましい。なお、光干渉膜１６の材料は、五酸化二タンタル、一酸化珪素、二酸化錫（ＳｎＯ₂）、三酸化インジウム（Ｉｎ₂Ｏ₃）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）の少なくとも１つであるセラミック材料（金属酸化物）であればよい。

光干渉膜１６の膜厚は、４０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下（特に７０ｎｍ以上９０ｎｍ以下）に設定されている。

光干渉膜１６の表面には、光触媒親水層としての光触媒親水膜１８が形成されており、光触媒親水膜１８は、光を透過可能にされると共に、表面が反射鏡１０の表面２０を構成している。

光触媒親水膜１８は、親水性（親水機能）を有する二酸化珪素（ＳｉＯ₂）である親水材料２２（マトリックス）に光触媒性（光触媒機能）を有する二酸化チタン（ＴｉＯ_２）である粒状の光触媒材料２４が均一に混合されて、形成されており、光触媒親水膜１８は、親水性及び光触媒性を有している。また、光触媒材料２４の粒径は、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下（５０ｎｍ以上８０ｎｍ以下が好ましく、特に６５ｎｍが好ましい）に設定されている。

なお、親水材料２２は、二酸化珪素と三酸化二ホウ素（Ｂ₂Ｏ_３）との混合物であってもよい。さらに、光触媒材料２４は、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、三酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）の少なくとも１つであればよい。

光触媒親水膜１８は、溶液タイプのものにされており、光触媒親水膜１８は、親水材料２２及び光触媒材料２４が溶かされた溶液（原液）を光干渉膜１６の表面に塗布した後に焼成して形成されている。

光触媒親水膜１８における光触媒材料２４の質量比は、２０％以上８０％以下（３０％以上８０％以下が好ましく、さらに６０％以上８０％以下が好ましく、特に７０％が好ましい）に設定されており、これにより、図２に示す如く、光触媒親水膜１８の屈折率が約１．８以下にされている。光触媒親水膜１８の膜厚は、５０ｎｍ以上１２０ｎｍ以下（７０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましく、特に８５ｎｍが好ましい）に設定されている。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の反射鏡１０では、基板１２の表面に反射膜１４が設けられ、反射膜１４の表面に光干渉膜１６が設けられ、光干渉膜１６の表面に光触媒親水膜１８が設けられて、光触媒親水膜１８が反射鏡１０の表面２０を構成している。

光触媒親水膜１８は、親水材料２２により親水性を有している。このため、光触媒親水膜１８の表面（反射鏡１０の表面２０）に雨水等の水滴が付着しても、水滴の光触媒親水膜１８表面との接触角が１０°以下になって小さくなり、水滴が粒状から薄い膜状となる。これにより、反射鏡１０で反射された反射像の歪みを軽減できる。また、水滴が薄い膜状になることで、短時間で水滴を蒸発させることができる。

光触媒親水膜１８は、光触媒材料２４により光触媒性を有している。このため、例えば他の車両の排気ガス中に含まれる油分等の有機物が光触媒親水膜１８の表面（反射鏡１０の表面２０）に付着しても、光触媒親水膜１８内の光触媒材料２４に光が照射されることで、光触媒材料２４の光触媒効果により有機物が分解される。これにより、光触媒親水膜１８の表面を清潔にでき、光触媒親水膜１８の表面での親水性を維持できる。

また、光触媒親水膜１８における光触媒材料２４の質量比が２０％以上（特に６０％以上）に設定されると共に、光触媒親水膜１８の膜厚が、５０ｎｍ以上に設定されている。このため、光触媒親水膜１８の充分な光触媒性を確保できる。

さらに、光触媒親水膜１８は、親水材料２２及び光触媒材料２４が溶かされた溶液を光干渉膜１６の表面に塗布した後に焼成して形成されている。このため、光触媒材料２４に充分な光触媒性を付与するために光触媒親水膜１８を３００℃の高温で蒸着して形成する場合と異なり、コストを低減できる。

ここで、光触媒親水膜１８における光触媒材料２４の質量比が８０％以下に設定されて、光触媒親水膜１８の屈折率が約１．８以下にされている。このため、光干渉膜１６の屈折率が光触媒親水膜１８の屈折率より充分に高くされて、光干渉膜１６の表面で光を充分に反射できる。

これにより、特に光干渉膜１６の膜厚を調整することで、光干渉膜１６の表面で反射される光と反射膜１４の表面で反射される光との干渉を調整できて、反射鏡１０の反射光の波長のピークを調整できる。したがって、反射鏡１０の反射光の波長のピークを可視光領域の特定波長（例えば４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下で特に５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下（ミノルタ株式会社の分光測色計ＣＭ−３７００ｄにより測定））に合わせることで、反射鏡１０の反射光の色調（色目）を例えばグリーンに調整できて、例えば車両のヘッドライトに採用されるハロゲンランプ及びディスチャージランプに対する反射鏡１０の防眩性を発現できる。

このように、特に光干渉膜１６の膜厚を調整することで、反射鏡１０の反射光の色調を調整できるため、図３に示す如く、光触媒親水膜１８の膜厚の変動に対する反射鏡１０の反射光の色調の変動を小さくできる。このため、光触媒親水膜１８の膜厚の変動に対し反射鏡１０の反射光の色調を安定させることができる。

さらに、上述の如く光干渉膜１６が光触媒親水膜１８より屈折率を高くされているため、光干渉膜１６の屈折率が低い場合に比し、光干渉膜１６内を往復透過する光の透過距離が長くなる。これにより、反射鏡１０の反射光の波長のピークを調整する際に、光干渉膜１６の膜厚を薄くでき、反射鏡１０のコストを低減できる。

また、反射鏡１０に着色層を設けなくても、反射鏡１０の反射光の色調を調整できる。このため、反射鏡１０に光を吸収する着色層を設けた場合と異なり、反射鏡１０の反射率を適度に高くするために反射膜１４の材料を必ずしも銀やアルミニウムにする必要がない。これにより、反射膜１４の基板１２との密着性を良好にできると共に、反射膜１４の耐食性を良好にできて反射鏡１０を車両のアウタミラーに適切に適用できる。

なお、本実施の形態において、反射膜１４と光干渉膜１６との間及び光干渉膜１６と光触媒親水膜１８との間の少なくとも一方に、光を透過する光透過層（光透過膜）を設けた構成としてもよい。

（実施例）
本実施例に係る反射鏡１０では、反射膜１４（クロム）の膜厚が２５ｎｍにされ、光干渉膜１６（五酸化二タンタル）の膜厚が８０ｎｍにされ、光触媒親水膜１８（親水材料２２（二酸化珪素）と光触媒材料２４（二酸化チタン）との混合膜）の膜厚が６５ｎｍにされている。また、光触媒親水膜１８における光触媒材料２４の質量比が７０％にされている。

これにより、図４に示す如く、反射鏡１０の反射光の波長のピークが約５４５ｎｍにされている。

［参考例］
図８には、参考例に係る反射鏡３０が断面図にて示されている。

本参考例に係る反射鏡３０は、上記実施の形態と、ほぼ同様の構成であるが、以下の点で異なる。

図８に示す如く、本参考例に係る反射鏡３０では、反射膜１４と光触媒親水膜１８との間に光干渉膜１６が設けられておらず、反射膜１４の表面に光触媒親水膜１８が直接形成されている。

光触媒親水膜１８の膜厚は、１２０ｎｍ以上１８０ｎｍ以下（特に１４５ｎｍ以上１６５ｎｍ以下）に設定されている。

ここで、本参考例でも、光干渉膜１６による作用及び効果を除き、上記実施の形態と同様の作用及び効果を奏することができる。

さらに、光触媒親水膜１８における光触媒材料２４の質量比が３０％以上（特に５０％以上）に設定されると共に、光触媒親水膜１８の膜厚が１２０ｎｍ以上（特に１４５ｎｍ以上）に設定されている。このため、光触媒親水膜１８の充分な光触媒性を確保できる。

また、光触媒親水膜１８の膜厚を調整することで、光触媒親水膜１８の表面で反射される光と反射膜１４の表面で反射される光との干渉を調整できて、反射鏡３０の反射光の波長のピークを調整できる。したがって、反射鏡３０の反射光の波長のピークを可視光領域の特定波長（例えば４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下で特に５１０ｎｍ以上５６０ｎｍ以下）に合わせることで、反射鏡３０の反射光の色調を例えばグリーンに調整できて、例えば車両のヘッドライトに採用されるハロゲンランプ及びディスチャージランプに対する反射鏡３０の防眩性を発現できる。

さらに、反射膜１４と光触媒親水膜１８との間に光干渉膜１６が設けられていない。このため、反射鏡３０のコストを低減できる。

（第１実験例）
第１実験例では、反射膜１４の材料がクロムにされると共に、反射膜１４の膜厚が１５ｎｍに設定されている。

さらに、光触媒親水膜１８における光触媒材料２４の質量比が６５％に設定されると共に、光触媒親水膜１８の膜厚が１６０ｎｍに設定されている。

これにより、図１０に示す如く、反射鏡３０の反射光の波長のピークが５５０ｎｍ近傍に合わせられて、反射鏡３０の反射光の色調がグリーンに調整されている。

（第２実験例）
第２実験例では、反射膜１４の材料がハフニウムにされると共に、反射膜１４の膜厚が３０ｎｍに設定されている。

さらに、光触媒親水膜１８における光触媒材料２４の質量比が６５％に設定されると共に、光触媒親水膜１８の膜厚が１５５ｎｍに設定されている。

これにより、図１１に示す如く、反射鏡３０の反射光の波長のピークが５５０ｎｍ近傍に合わせられて、反射鏡３０の反射光の色調がグリーンに調整されている。

１０反射鏡
１２基板
１４反射膜（反射層）
１６光干渉膜（光干渉層）
１８光触媒親水膜（光触媒親水層）
３０反射鏡

Claims

光を反射する反射層と、
前記反射層の表側に設けられ、親水性及び光触媒性を有する光触媒親水層と、
前記反射層と前記光触媒親水層との間に設けられ、前記光触媒親水層より屈折率が高くされた光干渉層と、
を備えた反射鏡。
前記光干渉層の材料を五酸化二タンタル及び一酸化珪素の少なくとも１つにした請求項１記載の反射鏡。
前記光触媒親水層を二酸化珪素と二酸化チタンとを混合して形成し、前記光触媒親水層の屈折率を１．８以下にした請求項１又は請求項２記載の反射鏡。