JP2011221349A

JP2011221349A - 反射鏡

Info

Publication number: JP2011221349A
Application number: JP2010091506A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nakaho; 純一仲保; Hiroshi Yoshida; 浩吉田
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2010-04-12
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2011-11-04

Abstract

【課題】反射層の裏側から反射層を介して反射鏡の表側に情報を表示する。
【解決手段】反射鏡１０では、反射膜２４が、珪素により形成されて、光透過性を有している。さらに、反射膜２４の裏側に設けられた表示装置２６が、反射膜２４へ向けて、警告情報を発光表示可能にされている。このため、表示装置２６から、反射膜２４、第２光干渉膜２２、第１光干渉膜２０、基板１２及び光触媒性親水膜１４を介して、反射鏡１０の表側に警告情報を表示できる。
【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、親水性膜の裏側に光触媒性膜が設けられると共に、光触媒性膜の裏側に金属反射膜が設けられたものがある（例えば下記特許文献１参照）。

この反射鏡では、親水性膜が親水機能を有すると共に、光触媒性膜が光触媒機能を有している。

さらに、光触媒性膜が光干渉機能を有しており、光触媒性膜の膜厚が調整されることで、光触媒性膜の表面で反射される光と光触媒性膜の裏面（金属反射膜の表面）で反射される光との干渉が調整される。これにより、反射鏡の反射率が最大となる反射光の波長が調整されて、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、金属反射膜が光透過性を有していない。このため、金属反射膜の裏側から金属反射膜を介して反射鏡の表側に情報を表示できない。

特開２００７−２８６４９１公報

本発明は、上記事実を考慮し、反射層の裏側から反射層を介して表側に情報を表示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、珪素により形成され、光を反射する反射層と、前記反射層の裏側に設けられ、前記反射層を介して表側に情報を表示する表示手段と、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、前記反射層の表側に設けられ、表面で反射される光と前記反射層との間で反射される光と前記反射層の裏面で反射される光とが干渉する光干渉層を備えている。

請求項３に記載の反射鏡は、請求項２に記載の反射鏡において、前記光干渉層の表側に設けられ、親水性を有すると共に屈折率が１．８以下にされた親水層を備えている。

請求項４に記載の反射鏡は、請求項３に記載の反射鏡において、前記親水層は光触媒性を有している。

請求項５に記載の反射鏡は、請求項３又は請求項４に記載の反射鏡において、前記光干渉層と前記親水層との間に基材を設けている。

請求項１に記載の反射鏡では、光を反射する反射層が珪素により形成されているため、反射層が光透過性を有することができる。さらに、反射層の裏側に表示手段が設けられており、表示手段が反射層を介して反射鏡の表側に情報を表示する。このため、反射層の裏側から反射層を介して反射鏡の表側に情報を表示できる。

請求項２に記載の反射鏡では、反射層の表側に光干渉層が設けられており、光干渉層の表面で反射される光と光干渉層と反射層との間で反射される光と反射層の裏面で反射される光とが干渉する。これにより、光干渉層の層厚と反射層の層厚とを調整することで、反射鏡の反射率が最大となる反射光の波長（分光反射特性）を効果的に調整できて、反射鏡の反射光の色調を適切に調整できる。したがって、例えば、反射鏡の反射率が最大となる反射光の波長を可視光領域の特定波長に合わせることで、反射鏡が防眩性を適切に発現できる。

請求項３に記載の反射鏡では、光干渉層の表側に親水層が設けられており、親水層は親水性を有している。このため、親水層の表面に水滴が付着する場合には、水滴の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。

ここで、光干渉層と親水層とが別々に設けられており、親水層の屈折率が１．８以下にされている。このため、反射鏡の反射率が最大となる反射光の波長の調整に親水層の層厚が影響することを抑制できて、依然として反射鏡の反射光の色調を適切に調整できると共に、親水性を充分に発揮できる親水層の層厚にすることができる。

請求項４に記載の反射鏡では、親水層が光触媒性を有している。このため、親水層の表面に有機物が付着する場合には、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、親水層の表面を清潔にでき、親水層の表面での親水性を維持できる。

ここで、上述の如く、光干渉層と親水層とが別々に設けられており、親水層の屈折率が１．８以下にされている。このため、反射鏡の反射率が最大となる反射光の波長の調整に親水層の層厚が影響することを抑制できて、依然として反射鏡の反射光の色調を適切に調整できると共に、光触媒性を充分に発揮できる親水層の層厚にすることができる。

請求項５に記載の反射鏡では、光干渉層と親水層との間に基材が設けられている。このため、光干渉層と親水層とを適切に設けることができる。

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性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性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の第１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表すグラフである。本発明の実施の形態の第２実施例に係る反射鏡において各膜の膜厚が変化された場合の反射光の波長と反射率との関係及び透過光の波長と透過率との関係を表すグラフである。

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後方視認用のアウタミラー（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は、材料がガラス等にされて、光を透過可能にされている。

基板１２の表面（光入射側の面）には、親水層としての光触媒性親水膜１４が形成されており、光触媒性親水膜１４は、光を透過可能にされると共に、表面が反射鏡１０の表面１０Ａを構成している。

光触媒性親水膜１４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１６（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）である粒子状の光触媒材料１８が均一に混合されて、形成されており、光触媒性親水膜１４は、親水性及び光触媒性を有している。また、光触媒材料１８の粒子径は、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１６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１８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。

光触媒性親水膜１４は、溶液タイプのものにされており、光触媒性親水膜１４は、親水材料１６及び光触媒材料１８が溶かされた溶液（ゾルゲル原液）を基板１２の表面にスピンコーティング等により塗布した後に焼成して形成されている。

光触媒性親水膜１４における光触媒材料１８の重量比は、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、光触媒性親水膜１４の屈折率が約１．８以下にされている（ミノルタ株式会社の分光測色計ＣＭ−３７００ｄにより測定）。光触媒性親水膜１４の膜厚は、４５ｎｍ以上８５ｎｍ以下（５５ｎｍ以上７５ｎｍ以下が好ましく、特に６５ｎｍが好ましい）に設定されている。

図１に示す如く、基板１２の裏面（光入射側とは反対側の面）には、光干渉層としての第１光干渉膜２０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、第１光干渉膜２０は、光を透過可能にされている。

第１光干渉膜２０は、基板１２及び光触媒性親水膜１４より屈折率が高くされており、第１光干渉膜２０の材料は、二酸化チタン（ＴｉＯ₂）にされている。なお、第１光干渉膜２０の材料は、二酸化チタン、五酸化二タンタル（Ｔａ₂Ｏ_５）、一酸化珪素（ＳｉＯ）、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）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。これにより、第１光干渉膜２０は、表側から入射される光を表面（基板１２の裏面）において反射鏡１０の表側へ反射可能にされている。

第１光干渉膜２０の膜厚は、１００ｎｍ以上１２５ｎｍ以下（１０５ｎｍ以上１２０ｎｍ以下が好ましく、特に１１０ｎｍが好ましい）に設定されている。

第１光干渉膜２０の裏面には、光干渉層としての第２光干渉膜２２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、第２光干渉膜２２は、光を透過可能にされている。

第２光干渉膜２２は、光触媒性親水膜１４及び第１光干渉膜２０の少なくとも一方より屈折率が低くされており、第２光干渉膜２２の材料は、二酸化珪素（ＳｉＯ₂）にされている。これにより、第２光干渉膜２２は、表側から入射される光を表面（第１光干渉膜２０の裏面）において反射鏡１０の表側へ反射可能にされている。

第２光干渉膜２２の膜厚は、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下（１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下が好ましく、特に１５ｎｍが好ましい）に設定されている。

第２光干渉膜２２の裏面には、反射層としての反射膜２４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、反射膜２４の裏面は、反射鏡１０の裏面１０Ｂを構成している。反射膜２４は、光半透過性を有しており、反射膜２４は、表側から入射される光を表面（第２光干渉膜２２の裏面）及び裏面において反射鏡１０の表側へ反射可能にされている。

反射膜２４は、第１光干渉膜２０及び第２光干渉膜２２より屈折率が高くされており、反射膜２４の材料は、珪素（Ｓｉ）にされている。なお、反射膜２４の材料は、珪素、ゲルマニウム（Ｇｅ）の少なくとも１つである半導体材料であればよい。

反射膜２４の膜厚は、１５ｎｍ以上３５ｎｍ以下（２０ｎｍ以上３０ｎｍ以下が好ましく、特に２５ｎｍが好ましい）に設定されている。反射膜２４の膜厚が変化された場合には、反射膜２４における反射光の波長と反射率との関係（分光反射率）及び透過光の波長と透過率との関係（分光透過率）が変化する。

反射膜２４の裏側には、表示手段としての表示装置２６（インジケータ）が設けられており、表示装置２６は、反射膜２４へ向けて、警告情報（後続他車両の乗員等に警告を発する自車両のターンシグナルや自車両の乗員に警告を発する後続他車両の自車両への接近警告等）を発光表示可能にされている。表示装置２６が発光表示する光の波長（色）は、反射膜２４の透過率が高いものにされている。

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の表面に光触媒性親水膜１４が設けられて、光触媒性親水膜１４の表面が反射鏡１０の表面１０Ａを構成している。さらに、基板１２の裏面に第１光干渉膜２０及び第２光干渉膜２２がこの順で設けられると共に、第２光干渉膜２２の裏面に反射膜２４が設けられて、反射膜２４の裏面が反射鏡１０の裏面１０Ｂを構成している。

光触媒性親水膜１４は、親水材料１６により親水性を有している。このため、光触媒性親水膜１４の表面（反射鏡１０の表面１０Ａ）に雨水等の水滴が付着しても、水滴の光触媒性親水膜１４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。

さらに、光触媒性親水膜１４は、光触媒材料１８により光触媒性を有している。このため、例えば他車両の排気ガス中に含まれる油分等の有機物が光触媒性親水膜１４の表面（反射鏡１０の表面１０Ａ）に付着しても、光触媒性親水膜１４内の光触媒材料１８に光が照射されることで、光触媒材料１８の光触媒効果により有機物が分解される。これにより、光触媒性親水膜１４の表面を清潔にでき、光触媒性親水膜１４の表面での親水性を維持できる。

また、光触媒性親水膜１４における光触媒材料１８の質量比が２０％以上８０％以下に設定されると共に、光触媒性親水膜１４の膜厚が４５ｎｍ以上８５ｎｍ以下に設定されている。このため、光触媒性親水膜１４の充分な親水性及び光触媒性を確保できる。

さらに、光触媒性親水膜１４は、親水材料１６及び光触媒材料１８が溶かされた溶液を基板１２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１８に充分な光触媒性を付与するために光触媒性親水膜１４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、反射膜２４が珪素により形成されているため、反射膜２４が光透過性を有することができて、反射鏡１０を半透過鏡にできる。さらに、反射膜２４の裏側に設けられた表示装置２６が、反射膜２４へ向けて、警告情報を発光表示可能にされており、表示装置２６が発光表示する光の波長は、反射膜２４の透過率が高いものにされている。このため、表示装置２６から、反射膜２４、第２光干渉膜２２、第１光干渉膜２０、基板１２及び光触媒性親水膜１４を介して、反射鏡１０の表側に警告情報を表示できる。

また、第１光干渉膜２０の表面（基板１２との境界面）で反射される光と、第２光干渉膜２２の表面（第１光干渉膜２０の裏面（第１光干渉膜２０と反射膜２４との間））で反射される光と、反射膜２４の表面（第２光干渉膜２２の裏面（第１光干渉膜２０及び第２光干渉膜２２と反射膜２４との間））で反射される光と、反射膜２４の裏面で反射される光と、が干渉する。これにより、第１光干渉膜２０の膜厚と第２光干渉膜２２の膜厚と反射膜２４の膜厚とを調整することで、反射鏡１０の反射率が最大となる反射光の波長（分光反射特性）を効果的に調整できて、反射鏡１０の反射光の色調を適切に調整できる。したがって、例えば、反射鏡１０の反射率が最大となる反射光の波長を可視光領域の特定波長（５００ｎｍ以上６００ｎｍ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が防眩性を適切に発現できる。

さらに、光触媒性親水膜１４が第１光干渉膜２０、第２光干渉膜２２及び反射膜２４と別々に設けられており、光触媒性親水膜１４の屈折率が約１．８以下にされている。このため、反射鏡１０の反射率が最大となる反射光の波長の調整に光触媒性親水膜１４の膜厚が影響することを抑制できて、依然として反射鏡１０の反射光の色調を適切に調整できると共に、親水性及び光触媒性を充分に発揮できる光触媒性親水膜１４の膜厚にすることができる。これにより、反射鏡１０の光反射性能、親水性能及び光触媒性能を容易に発揮させることができると共に安定させることができて、反射鏡１０を容易に製造することができる。

また、第２光干渉膜２２と光触媒性親水膜１４との間に基板１２が設けられている。このため、第２光干渉膜２２と光触媒性親水膜１４とを適切に設けることができる。

なお、本実施の形態では、反射膜２４の表側に２つの光干渉層（第１光干渉膜２０及び第２光干渉膜２２）を設けた構成としたが、反射膜２４の表側に光干渉層を設けない構成や反射膜２４の表側に１つ又は３つ以上の光干渉層を設けた構成としてもよい。

さらに、本実施の形態では、光触媒性親水膜１４と第１光干渉膜２０との間に基板１２を設けた構成としたが、基板１２は何れの位置に設けられてもよい。

また、本実施の形態では、反射鏡１０に光触媒性親水膜１４を設けた構成としたが、反射鏡１０に光触媒性親水膜１４を設けない構成としてもよい。

（第１実験例）
図３には、本実施の形態の第１実施例に係る反射鏡１０における反射光の波長と反射率との関係（分光反射率）を表すグラフ（ミノルタ株式会社の分光測色計ＣＭ−３７００ｄにより測定）が示されている。

本実験例に係る反射鏡１０では、光触媒性親水膜１４における光触媒材料１８の重量比が７０％にされると共に、光触媒性親水膜１４の膜厚が６５ｎｍにされている。さらに、第１光干渉膜２０の膜厚が１１０ｎｍにされると共に、第２光干渉膜２２の膜厚が１５ｎｍにされており、反射膜２４の膜厚が２５ｎｍにされている。この場合には、反射光の波長と反射率との関係が図３の実線で表す関係になり、反射率が最大となる反射光の波長が５５０ｎｍ近傍に合わせられて、反射光の色調が緑色に調整されている。

また、本実験例に係る反射鏡１０から光触媒性親水膜１４を除いた場合には、反射光の波長と反射率との関係が図３の破線で表す関係になる。

このため、光触媒性親水膜１４が存在するか否かに拘らず、反射光の波長と反射率との関係がほぼ同様になる。これにより、反射鏡１０の反射率が最大となる反射光の波長の調整に光触媒性親水膜１４の膜厚が影響することを無視できる程度に極小にできて、第１光干渉膜２０の膜厚と第２光干渉膜２２の膜厚と反射膜２４の膜厚とを調整するのみで反射鏡１０の反射率が最大となる反射光の波長を効果的に調整できる。

（第２実験例）
図４には、本実施の形態の第２実施例に係る反射鏡１０における反射光の波長と反射率との関係（分光反射率）及び透過光の波長と透過率との関係（分光透過率）を表すグラフ（ミノルタ株式会社の分光測色計ＣＭ−３７００ｄにより測定）が示されている。

本実験例に係る第１の反射鏡１０では、光触媒性親水膜１４における光触媒材料１８の重量比が７０％にされると共に、光触媒性親水膜１４の膜厚が５５ｎｍにされている。さらに、第１光干渉膜２０の膜厚が１０５ｎｍにされると共に、第２光干渉膜２２の膜厚が１０ｎｍにされており、反射膜２４の膜厚が２０ｎｍにされている。この場合には、反射光の波長と反射率との関係及び透過光の波長と透過率との関係が図４の実線Ａで表す関係になる。

本実験例に係る第２の反射鏡１０は、第１実施例に係る反射鏡１０と同様のものであり、光触媒性親水膜１４における光触媒材料１８の重量比が７０％にされると共に、光触媒性親水膜１４の膜厚が６５ｎｍにされている。さらに、第１光干渉膜２０の膜厚が１１０ｎｍにされると共に、第２光干渉膜２２の膜厚が１５ｎｍにされており、反射膜２４の膜厚が２５ｎｍにされている。この場合には、反射光の波長と反射率との関係及び透過光の波長と透過率との関係が図４の実線Ｂで表す関係になる。

本実験例に係る第３の反射鏡１０では、光触媒性親水膜１４における光触媒材料１８の重量比が７０％にされると共に、光触媒性親水膜１４の膜厚が７５ｎｍにされている。さらに、第１光干渉膜２０の膜厚が１２０ｎｍにされると共に、第２光干渉膜２２の膜厚が２０ｎｍにされており、反射膜２４の膜厚が３０ｎｍにされている。この場合には、反射光の波長と反射率との関係及び透過光の波長と透過率との関係が図４の実線Ｃで表す関係になる。

このように、反射鏡１０の各膜厚（特に反射膜２４の膜厚）を変化させることで、反射光の波長と反射率との関係及び透過光の波長と透過率との関係が変化する。このため、表示装置２６が発光表示する光を反射鏡１０（特に反射膜２４）の透過率が高い波長の光（例えば黄色光から赤色光）にすることで、表示装置２６から反射鏡１０の表側に警告情報を良好に表示できる。

１０反射鏡
１２基板（基材）
１４光触媒性親水膜（親水層）
２０第１光干渉膜（光干渉層）
２２第２光干渉膜（光干渉層）
２４反射膜（反射層）
２６表示装置（表示手段）

Claims

珪素により形成され、光を反射する反射層と、
前記反射層の裏側に設けられ、前記反射層を介して表側に情報を表示する表示手段と、
を備えた反射鏡。
前記反射層の表側に設けられ、表面で反射される光と前記反射層との間で反射される光と前記反射層の裏面で反射される光とが干渉する光干渉層を備えた請求項１記載の反射鏡。
前記光干渉層の表側に設けられ、親水性を有すると共に屈折率が１．８以下にされた親水層を備えた請求項２記載の反射鏡。
前記親水層は光触媒性を有する請求項３記載の反射鏡。
前記光干渉層と前記親水層との間に基材を設けた請求項３又は請求項４記載の反射鏡。