KR910001032B1

KR910001032B1 - 콜드 미러(cold mirror)

Info

Publication number: KR910001032B1
Application number: KR1019880003174A
Authority: KR
Inventors: 아키라 가와카쯔
Original assignee: 가부시끼가이샤 도시바; 아오이 죠이찌
Priority date: 1987-03-25
Filing date: 1988-03-24
Publication date: 1991-02-19
Also published as: JPH0786568B2; KR880011604A; DE3810046A1; GB8807175D0; GB2202963A; US4850661A; JPS63235902A; GB2202963B

Abstract

내용 없음.

Description

콜드 미러(cold mirror)

제1도는 본 발명인 콜드 미러의 한 실시예를 나타낸 단면도.

제2도는 한 실시예의 요부의 모형적 확대 단면도.

제3도는 한 실시예의 제조방법을 설명하는 설명도.

제4도는 제3도에 나타낸 제조방법에 있어서 경사각도와 상대막두께의 상관을 나타낸 그래프.

제5도는 본 발명의 효과를 설명하는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 기체(基體) 2,3 : 간섭 필터막

본 발명은 투광성 기체의 양쪽면에 각각 가시광선반사 적외선 투과 간섭 필터막을 설치하여 이루어진 콜드 미러에 있어서, 적외선 투과율을 향상시킨 것에 관한 것이다.

종래 반사경이 설치된 전구에 있어서, 전구의 배후에 유리제 기체를 설치하여 그 내면에 가시광 반사 적외선 투과 간섭 필터막을 형성하여 전구에서 반사된 빛중 가시광을 앞쪽으로 반사하고 적외선을 뒷쪽으로 투과시키므로서 적외선이 적은 가시광을 쏘도록하는 것이 알려져 있으며, 이와 같은 반사경을 일반적으로 콜드 미러라고 부르고 있다.

그리고 이와 같은 가시광 반사 적외선 투과 간섭 필터막은 산화티탄등으로 된 고굴절율층과 실리카등으로 된 저굴절율층을 10-15층으로 번갈아 중첩시킨 것으로, 빛의 간섭으로 특정파장영역의 빛을 반사하고 다른 파장영역의 빛은 투과시키는 것으로 반사 또는 투과하는 파장영역은 필터막을 구성하는 각층의 광학적인 두께로 결정된다.

그리고 이와 같은 필터막은 모든 파장에서 광흡수율이 매우 낮은 것이 특징이다.

또한 이와 같은 종류의 콜드 미러에 있어서 가시광 반사율을 향상시키기 위해 기체의 양쪽면에 각각 같은 특성의 간섭 필터막을 설치하여 표면의 간섭 필터막을 투과한 가시광을 이면의 간섭 필터막으로 다시 반사시키므로서 반사율을 향상시키는 것을 생각할 수 있다.

이와 같이 투광성 기체의 양쪽면에 각각 가시광반사 적외선 투과 간섭 필터막을 형성시키면 투과하는 빛은 각각의 간섭 필터막에서 상당비율이 반사되므로서 양 간섭 필터막 사이를 여러번 반사하면서 왕복하는 가운데 차례로 양간섭 필터막을 투과한다.

이와 같은 현상을 본 발명에서는 간섭 필터막의 상호 간섭이라고 한다.

이와 같이 간섭 필터막을 2중으로 구성한 콜드 미러에서는 간섭 필터막의 상호간섭 때문에 입사한 적외선중 상당 비율이 입사방향으로 귀환하여 뒷쪽으로 투과되는 비율은 그다지 높지 않다.

본 발명은 투광성 기체의 양쪽면에 각각 가시광 반사 적외선 투과간섭 필터막을 설치하여 이루어진 콜드 미러에 있어서, 양 간섭 필터막의 적외선 반사율을 다르게 하므로서 적외선 투과율을 향상시킨 것이다.

이하 수식에 의거하여 작용을 설명하면 다음과 같다. 앞쪽 간섭 필터막의 반사율을 R, 뒷쪽 간섭 필터막의 반사율을 R'라 한다.

양 간섭 필터막의 상호간섭을 고려하면 미러 전체로서의 투과율(T)은 다음식으로 나타난다.

그리고 뒷쪽 간섭 필터막의 반사율이 같을때(R'=R) 미러 전체의 투과율(T₁)은

로서, 이것이 종래의 콜드 미러의 투과율이다. 여기서 R'=KR(K는 상수)이라하고 개량할 미러 전체의 투과율은 T₂라 하면,

여기서 T₂-T₁은

이 식에서 K

1 즉 앞쪽 간섭 필터막의 반사율(R)이 뒷쪽 간섭 필터막의 반사율(R')보다 클때와 K ＞1, R

1/K일때는 T₂＞T₁즉, 종래의 것보다 투과율이 크다.

또한 K＞1, R

1/K 즉, 뒷쪽 간섭 필터막의 반사율(R)이 크며 또한 양간섭 필터막의 반사율(R, R')의 차이가 매우 큰 극히 일부인 경우에는 평균화된다.

그래서 본 발명에서는 양 간섭 필터막의 적외선 반사율을 다르게 하므로서 적외선 투과율을 향상시켰다.

본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명을 적용한 콜드 미러의 한 예를 나타내며 도면중 "1"은 직경 10-20㎜인 반원통형 석영유리로 이루어진 투광성 기체, "2", "3"은 투광성 기체(1)의 양쪽면에 각각 형성된 적외선 반사율을 달리한 가시광 반사 적외선 투과 간섭 필터막이다.

전술한 양 간섭 필터막(2)(3)은 제2도에 모형적으로 확대하여 나타낸 바와 같이 기판(1)의 각면에 기체(1)쪽에서 산화티탄등으로 된 고굴절율층(2H)(3H)과 실리카등으로 된 저굴절율층(2L)(3L)을 각 15층 번갈아 쌓아서 구성되고 또한 앞쪽 간섭 필터막(2) 각층(2H)(2L)의 두께를 뒷쪽 간섭 필터막(3) 각층(3H)(3L)의 두께보다 10

두껍게 하고 있다.

그 결과 양 간섭 필터막(2)(3)의 중심을 지나는 파장이 어긋나 있다.

이 간섭 필터막(2)(3)을 얻기 위해서는 먼저 테트라 이소프로필티타네이트등 유기티탄 화합물을 초산에스테르등의 유기용제에 용해하여 티탄 함유량 2-10중량

, 점도 약 1.0CPS액을 조정하고, 또한 별도로 에틸실리게이트등 유기 실리콘 화합물을 초산 에스테르등의 유기용재에 용해하여 실리콘 함유량 2-10중량

, 점도 약 1.0CPS의 실리콘액을 조정한다.

그리고 전술한 반원통형 기체(1)를 티탄액에 침지시켜 소정속도로 끌어올려 기체(1)의 양쪽면에 티탄액을 소정두께로 도포하여 건조시킨 후 공기등 산화성 분위기속에서 약 5분간 소완(燒緩)하여, 산화티탄으로 된 고굴절율층(2H)(3H)을 형성한다.

이어서 이 고굴절율층(2H)(3H)을 형성한 기체(1)를 실리콘액에 침지시켜 소정속도로 끌어올려 기체(1)의 양쪽면에 실리콘액을 소정이 두께로 도포하여 건조시킨 후 공기등 산화성 분위기속에서 약 5분간 소성하여 실리카로 된 저굴절율층(2L)(3L)을 형성한다.

이와 같이하여 고굴절율층(2H)(3H)과 저굴절율층(2L)(3L)을 원하는 층수로 번갈아 형성하면 된다.

그리고 형성할 각 굴절율층(2H)(2L)(3H)(3L)의 두께를 조정하기 위해서는 티탄액과 실리콘액의 점도를 조정하면 된다.

또한 양쪽 간섭 필터막(2)과 뒷쪽 간섭 필터막(3)의 층(2H)(2L)(3H)(3L) 두께를 다르게 하기 위해서는 제3도에 나타낸 바와 같이 티탄액 또는 실리콘액(4)(대표부호)중에 기체(1)를 침지시키고나서 각도 ø만큼 경사지게하여 경사진 방향으로 끌어올리면 윗쪽으로 된 면을 아래쪽 면보다 두껍게 도포할 수 있다.

더불어 경사각도(ø)와 윗쪽과 아래쪽 도포막의 두께의 비 즉 상대막의 두께와의 상관을 나타내면 제4도와 같다.

다음으로 본 실시예 콜드 미러의 분광(分光) 반사율을 조사하여 이것을 앞쪽에만 간섭 필터막을 형성한 비교예와 티탄액이나 실리콘액(4)에서 끌어올릴때 수직으로 끌어올려 양쪽면의 대응하는 층의 두께를 같게한 종래예의 분광 반사율을 비교했다.

또한 실시예도 비교예와 종래예도 모두다 간섭 필터막의 층수를 같게하여 그 결과를 제5도에 나타내고 있다.

제5도는 가로축에 파장을 ㎚단위로 취하고, 세로축에 반사율을

단위로 취한 것으로 실선은 앞쪽만의 비교예, 파선은 양면이 균일한 종래예, 쇄선은 양면이 불균일한 본 실시예의 분광 반사율을 각각 나타낸다.

제5도에서 분명한 바와 같이 가시범위에서는 비교예, 종래예 및 실시예의 반사율이 거의 동일한데 적외부에는 3개의 반사율의 피크가 있으며 이들 적외부의 피크에서는 표면에만 간섭필터를 형성한 비교예에 대하여 종래예는 반사율이 훨씬 크며, 또한 장파장이 될 수록 그 차이는 커지는데 이에 대하여 실시예는 피크에서 반사율이 크게 저하되고 있다.

또한 반사율의 골에서는 3개다 거의 동일하다. 그 이유는 본 실시예의 것은 내외양면의 간섭 필터막(2)(3) 각층의 광학적두께, 바꾸어 말하면 각 필터막(2)(3)의 중심을 지나는 파장이 다르므로 피크에 있어서의 반사율이 다르며 그 결과 전술한 바와 같이 양 필터막(2)(3)의 상호 간섭으로 반사율이 현저하게 저하되었다고 생각된다.

그리고 가시광에서 반사율이 거의 저하되지 않는 것은 두께에 의한 반사율의 영향은 파장이 클수록 크기 때문이다. 그리고 전술한 바와 같이 간섭 필터막(2)(3)에서는 빛의 흡수율이 매우 작아서 실질적으로 0이라 생각되므로 반사율의 저하는 즉 투과율의 증대라고 생각한다.

그래서 본 실시예 콜드 미러는 간섭 필터막(2)(3)을 2중으로 설치했음에도 불구하고 적외선 투과율은 반대로 향상되고 가시광 반사율은 조금도 저하되지 않는 것이다.

또한 전술한 실시예에서는 기체는 석영유리제로 된 반원통형이었는데 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 예를 들면 경질유리든, 연질유리든 결정화 유리면 되며 또한 그 형상은 원통형이든 평판형상이든 상관없다.

그리고 전술한 실시예에서는 앞면의 간섭 필터막보다도 뒷면의 간섭 필터막의 두께를 크게 했는데 본 발명에 있어서는 표면의 간섭 필터의 막두께를 크게 해도 되며 이 경우 양 간섭필터의 상호간섭으로 평균화된 적외선 투과율이 향상된다.

그리고 본 발명의 콜드 미러의 용도에는 아무런 한정이 없다.

이와 같이 본 발명의 콜드 미러는 투광성 기체의 표리 양면에 각각 가시광 반사 적외선 투과 간섭 필터막을 형성한 것으로 양쪽 간섭 필터막의 적외선 반사율을 다르게 했으므로 양 간섭 필터막의 상호간섭으로 적외선 투과율이 현저히 향상되며 또한 가시광 반사율은 거의 저하되지 않는 잇점이 있다.

Claims

투광성 기체(1)와, 이 투광성 기체의 한면에 설치되어 광원으로부터의 가시광선의 거의 전량을 반사하고 또한 적외선의 일부를 반사하는 동시에 거의 전량을 투과하는 제1간섭 필터막(2)과, 투광성 기체의 다른면에 설치되어 제1간섭 필터막을 투과한 가시광선의 거의 전량을 반사하고 또한 제1간섭 필터막을 투과한 적외선의 일부를 반사하는 동시에 나머지를 투과하는 제2간섭 필터막(3)을 구비한 콜드 미러에 있어서, 제1, 제2간섭 필터막의 적외선 반사율을 서로 다르게 하여 콜드 미러에서 투과되는 적외선 양을 증대시킨 것을 특징으로 하는 콜드 미러.
제1항에 있어서, 제1간섭 필터막(2)의 광학적 두께가 제2간섭 필터막(3)의 광학적 두께보다 크게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콜드 미러.
제1항에 있어서, 제2간섭 필터막(3)의 광학적 두께가 제1간섭 필터막(2)의 광학적 두께보다 크게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 콜드 미러.