(57)【要約】      （修正有）【課題】絶縁コーティングされたガラスに、光変色重合体マトリックスを所定の厚さにコーティングした、透過率または反射率の調整が可能な光変色ミラーに関する。【解決手段】このミラーは、紫外線透過率の高いガラス上に、ジルコニウムオキサイド（ＺｒＯ２）とシリカ（ＳｉＯ２）を交互に繰り返し蒸着した多重層構造で得られ、その上面は光変色有機化合物を含有した高分子物質でコーティングされる。光変色コーティング層を活性化するために、ミラーの裏に冷陰極管形蛍光ランプを配置し、光変色物質コーティング面に均一に照射させることにより、光変色ミラーの反射率を変化させることができる。外部から加えられる光の強度を光センサーが感知して信号を送れば、電圧制御回路が信号を認識し、これに要求される電圧をランプに供給することにより、紫外線放出量を調節してミラーの反射率を変化させることができる。【選択図】図１ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側から紫外線遮断層（２）、紫外線による光変色コーティング層（３）、高屈折率及び低屈折率物質が積層された絶縁薄膜コーティングミラー（４）が順次積層されたハウジング（１０）の内部に、紫外線ランプ（６）及び反射板（７）が装着され、必要により更にこれに光量測定センサー（７）が付され上記ランプの発光を制御する車両の防眩ミラー構造において、
上記高屈折率及び低屈折率物質は、それぞれジルコニウムオキサイド（ＺｒＯ２）とシリカ（ＳｉＯ２）からなり、これらをそれぞれ２５層ないし４０層の範囲で繰り返し積層したことを特徴とする光変色化合物を利用した自動車防眩ミラー。
【請求項２】
上記絶縁薄膜コーティングミラー（４）の内面に、拡散板（５）が装着されたことを特徴にする光変色化合物を利用した請求項第１項に記載の自動車用防眩ミラー。
【請求項３】
上記紫外線ランプは、冷陰極管形蛍光ランプ（ Cold Cathode Fluorescent Lump ）であることを特徴とする光変色化合物を利用した請求項第１項に記載の自動車用防眩ミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の強い明かりや日光による視覚妨害から運転者を保護することができる自動車用防眩ミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両用ルームミラーやサイドミラーに光変色性を与えて、後方からミラーに到達した光の反射による眩しさを防止するための様々な方法及び装置が知られており、その中で代表的に液晶化合物を使用した装置が広く知られている（特許文献１ないし４等参照）。
【０００３】
しかしながら、このような液晶化合物を利用したミラーは、その効果が早くて安定であるが、製造コストが高く、少数の会社がこれに関する技術を独占しているため、新しくて安価で供給可能な装置が要望されていた。
【０００４】
これに替わる方法として、光変色有機化合物をガラスやミラーにコーティングして使用する方法が提示された。この光変色性有機化合物とは、光に含まれる紫外線によって特定の色相に変わり、光が遮断された場合、元の色相に戻る特性を有する物質である。このような化合物を利用した光変色装置の問題点は、日光のない夜間に、光変色性有機化合物が変色されないという点である。
【０００５】
最近、このような問題を解決するため、日光のない夜間でも色相が変わる化合物や装置が開示されている（特許文献５〜８）。
【０００６】
これらの特許では、ガラス上に絶縁薄膜コーティングを行うことにより、光変色有機化合物を一層活性化させることのできる紫外線透過ミラーが提案されている。このミラーは、光学用として一般的に使われる絶縁薄膜コーティングを用いて、高屈折率と低屈折率を有する物質を繰り返して多層構造で蒸着させることにより形成され、紫外線波長帯は透過させ、可視光線波長帯は反射させて可視光線による眩しさを防止するものである。
【０００７】
絶縁薄膜コーティングでは多様な物質が使用可能であるが、使用する物質の種類及び薄膜蒸着時の工程条件によって、透過可能な紫外線波長帯の範囲、透過率の程度、そして薄膜の厚さも変わるようになる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６,１７５,４７９号
【特許文献２】米国特許第６,１７５,４４１号
【特許文献３】米国特許第６,１９３,９１２号
【特許文献４】米国特許第６,１９３,３７８号
【特許文献５】米国特許第５,３７３,３９２号
【特許文献６】イギリス特許公開第２１１５５７３号
【特許文献７】ヨーロッパ特許公開第０５６８２１０号
【特許文献８】特開平６−５１３５２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
光変色有機化合物を利用する防眩装置の重要な特性としては、変色時の反応速度、均一性、及び反射率の変化などが挙げられ、他に紫外線ランプの寿命、及び耐久性も重要な事項になる。
【００１０】
上記米国特許第５,３７３,３９２号で高屈折率層物質として使用したチタニウムは、物質の特性上、少ない層数で可視光線領域を遮断することのできる長所があるが、３６５ｎｍの紫外線波長領域では透過度が相対的に低いという短所がある。紫外線透過度が低ければ、光変色有機化合物の反応速度が遅くなり、かつ薄い色相を呈するなど、光変色物質の変色特性も劣るようになる。
【００１１】
また、紫外線供給源として使用した低圧水銀ランプを使用する上記特許の場合、それはフィラメント電極形態であり、自動車のような外部振動がひどい環境では、フィラメントが短絡し易い問題点がある。さらにフィラメントの電気抵抗で発じる熱が持続すれば、高熱が光変色有機化合物の反応を邪魔し、本来の色相のままとなる問題点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような問題点を解決するため、本発明者は、従来の問題はジルコニウムオキサイド（ＺｒＯ２）およびシリカ（ＳｉＯ２）を選択し、ガラス上に高紫外線透過性の遮断薄膜コーティングを形成し、更に、ユニークな光学設計によりこれらを繰り返して蒸着させ、多重層構造を形成させることにより光変色コーティング層の迅速な変色を誘導し、反射率を変化させることにより完全に解消すること、および振動のような外部環境に対する耐久性が優れたランプを適用することにより、完全に解消できるとの発見を基礎に本発明を完成した。
【００１３】
また、本発明の目的は、紫外線源から発散される紫外線が光変色コーティング層に均等に分散することによる、コーティング層の全面積で均一な光変色を誘導させることである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の絶縁薄膜コーティング層の構成によれば、紫外線波長帯の透過率を上昇させると共に、可視光線波長帯の反射率を減少させるため、従来の技術より防眩効果がある。また表面が荒らされた拡散板によって、紫外線が光変色コーティング層の全面積に均一に照射され、これにより光変色コーティング層が敏感に反応して迅速でかつ均等な光変色を誘導することができる。さらに冷陰極管形蛍光ランプを適用することにより、車両の振動に対応する耐久的寿命を延長させると共に、ランプの熱発生を抑制して時間経過による光変色コーティング層の変色反応低下の問題を防止することができる。従って本発明は、夜間でも長時間の、防眩が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、光変色有機化合物を配合した光変色重合体マトリックスをガラスに一定の厚さでコーティングして、透過率または反射率の調整が可能な自動車用変色ミラーを提供する。
【００１６】
本発明において、ミラーの反射率または透過率は、光変色有機化合物の特性によって変わる。光変色有機化合物とは、可逆的な色相変化の特性を有する物質、すなわち、日光や紫外線に曝された場合、分子構造が活性化され特定の色相へ変わり、光が遮られた場合、本来の色相へ戻る（復帰する）物質を意味する。一般的に知られた代表的な光変色有機化合物としては、スピロピラン系物質、スピロオキサジン系物質、バイオロゲン系物質、ジアリールエテン系物質等がある。
【００１７】
一般的に、スピロピラン、スピロオキサジンのような光変色有機化合物は、固体パウダーの形態である。これらは固体状態では光変色特性を有することができないため、多くの場合は光変色有機化合物を高分子ホストに混合し、この混合物をコーティング材料として製品を製造している。これらの性質、例えば、変色速度、色復帰速度、透過率、反射率、耐久性などの特性は、光変色有機化合物と高分子マトリックスの親和度によって決まる。
【００１８】
光変色有機化合物のための高分子ホストとしては、次の物質が知られている：エチルセルロースのようなセルロース樹脂、ポリメチルメタアクリレートのようなアクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリカボネート、ポリスチレン、ポリビニールアルコール、ポリビニールクロライド、ポリウレタン、またこれらの共重合高分子など。
【００１９】
図１は、自動車用光変色ミラーの内部構造を示したものである。図１ａは、紫外線ランプ（６）がＯＦＦの状態を、図１ｂは、ＯＮ状態の場合を示したものである。
【００２０】
本発明のミラー構成の概略的な形態は、保護用ガラス（１）、紫外線遮断コーティング層（２）、光変色有機化合物を含有した高分子コーティング層（３）、絶縁薄膜コーティングされたミラー（４）、拡散板（５）、紫外線ランプ（６）、及びアルミニウム反射板（７）から成っており、このような内部構造物の支持のためにプラスチックハウジング（１０）が外部を取り囲んでいる。
ハウジング（１０）は、自動車に好適なプラスチック物質で構成することが望ましく、一般的に直四角形の製品が多く使われているが、これに限定されるものではない。
【００２１】
図１ａより、外部から流入される可視光線の殆ど全部が、絶縁薄膜コーティングミラー（４）で反射することが明らかである。この際、紫外線ランプ（６）がＯＦＦ状態になっていることはもちろんであり、外部の光に含まれた紫外線は、紫外線遮断コーティング層（２）によってハウジング（１０）内部で流入されないため、光変色コーティング層（３）は変色されない。
【００２２】
一方、図１ｂは、反射量を減少させるために、外部からの相当量の可視光線が光変色コーティング層（３）に吸収され、光変色コーティング層（３）を変色させるために紫外線ランプ（６）が発光していることを示す。
【００２３】
絶縁薄膜コーティングミラー（４）は、高屈折率を有する物質と、低屈折率を有する物質の各々が、特定の光学設計により繰り返し蒸着した多層構造の絶縁薄膜コーティングから成っている。絶縁薄膜コーティングは、低屈折率層と高屈折率層を繰り返し蒸着することで可視光線（３８０〜７００ｎｍ）波長帯を反射させて、内部に設置された紫外線ランプ（６）が外部から見えないようにし、紫外線波長帯（３４０〜３８０ｎｍ）は透過させる効果的な方法である。
【００２４】
絶縁薄膜コーティングのために、チタニウムオキサイドを含む多様な物質の酸化物が高屈折率層を形成する物質として使われており、シリカを含む多くの屈折率の高い酸化物が低屈折率を提供する物質として使われている。この際、どんな物質を取るのかによって、またその物質に好適な光学設計をどのようにするのかによって、透過可能な紫外線波長帯の範囲、透過率の程度及び薄膜の厚さも変わるようになる。
【００２５】
例えば、米国特許第５,３７３,３９２号において、高屈折率層物質として使用したチタニウムは、物質の特性上、少ない層数で可視光線領域を遮断することのできる長所があるが、３６５ｎｍの紫外線波長領域での透過度が相対的に低いという短所がある。紫外線透過度が低ければ光変色物質の変色特性も低くなるため、変色時の反応速度が遅く、色相も薄くなる。
【００２６】
他方、本発明では、高屈折率層物質としてジルコニウムオキサイドを採用するという光学設計により、所望する波長帯での透過率を高めるように絶縁薄膜コーティング層を形成した。この結果、後述する実施例によって測定した図２のように、３６５ｎｍの紫外線波長帯で透過効率を９０％以上維持することができた。
【００２７】
また、図３は、高屈折率層としてジルコニウムオキサイドを選択し、低屈折率層としてシリカを選択し、これらを繰り返し蒸着させた多重絶縁薄膜コーティング構造の反射図スペクトラムを示す。ここで、高屈折率層と低屈折率層は、３５層が繰り返し蒸着された状態で測定したものである。このような繰り返し層の数は特に限定されるものではないが、本発明の目的を効率的に果たすために、約２５層ないし４０層が望ましく、コーティング方法はイオンビームを利用した蒸着、スパッタリングなどの通常の方法を利用することができる。
【００２８】
ところで、光変色有機化合物を配合した高分子コーティング層（３）は、絶縁薄膜コーティングミラー（４）上に形成され、光変色コーティング層（３）の外側には紫外線吸収剤が添加された透明高分子からなる紫外線遮断コーティング層（２）が設置される。これにより、光変色コーティング層（３）で一部吸収できずに透過される紫外線の外部への漏出を完全に遮断可能にすると共に、光変色コーティング層の汚染及び毀損を防止するようにした。
【００２９】
光変色物質を活性化させるための紫外線ランプ（６）は、冷陰極管形蛍光ランプ（紫外線用ＣＣＦＬ； Cold Cathode Fluorescent Lamp ）が使用され、絶縁薄膜コーティングミラー（４）の後方に配置される。従来の特許で使用した低圧水銀ランプの場合、電極がフィラメントタイプであり、外部振動などによってフィラメントが切れるとか、電気抵抗による熱発生で光変色コーティング層の変色反応を妨げる問題点があった。
【００３０】
すなわち、低圧水銀ランプの場合、ランプの発光持続時間が長くなれば、フィラメントの電気抵抗による温度上昇によるハウジング内部温度が上昇して、光変色高分子コーティング層の変色反応を邪魔するようになり、したがって変色が薄くなるとか戻ってしまう問題が生じた。
【００３１】
しかしながら、本発明の紫外線ランプ（６）は、冷陰極管形蛍光ランプを使用するので、ランプの発光持続時間が長く経過した後にも、光変色コーティング層が変色された状態をそのまま維持するようになる。従って本発明においては、ランプの寿命及び変色持続時間を向上させたことはもちろん、直径が２ｍｍのランプを適用する場合、ランプの小型化を図り、ハウジングの厚さを薄く設計することもできる。実験によって可視光の反射を測定した結果、下記表１の結果を得た。
【００３２】
すなわち、従来の低圧水銀ランプと本発明の冷陰極管形蛍光ランプ（直径２ｍｍ）を同一のハウジング内に設置した。低圧水銀ランプが装着されたハウジング内には、高屈折率層に、チタニウムオキサイドを主材にした光変色コーティング層を形成し、冷陰極管形蛍光ランプが装着されたハウジング内には、高屈折率層を、ジルコニウムオキサイドを主材にした光変色コーティング層を形成した後、それぞれの紫外線源に電源を印加して２０分ごとの間隔で可視光線の反射率を測定した。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
上記表１の結果より、低圧水銀ランプを使用した場合には、時間の経過によって光変色コーティング層の変色が薄くなり、同じく時間経過により可視光線の反射率が増えることがわかる。しかし、冷陰極管形蛍光ランプを使用した場合には、３時間後にも可視光線の吸収率が優れることが明らかである。
【００３５】
しかしながら、本発明による紫外線ランプ（６）の直径及び設置数量は、変色させようとする光変色コーティング層（３）の面積、及び変色の均一性向上などの条件によって変わるので、上記実験数値の規格に限定されるものではない。
【００３６】
ところで、光変色コーティング層（３）の変色作用が均一性を持つようにするための他の方法として、ランプの後面にアルミニウムが蒸着された反射板（７）を設置することができ、更にまた紫外線ランプ（６）と絶縁薄膜コーティングミラー（４）の間に、表面に照度を与えて光が散乱され透過可能な拡散板（５）を配置し、ランプ（６）から発散される紫外線を拡散板（５）によって均一に拡散、分散させ、光変色コーティング層（３）の全面積に均一に照射することができる。
【００３７】
アルミニウム反射板（７）は、物理的気相蒸着法によってアルミニウムをコーティングさせた製品であり、反射率９６％以上、拡散反射率５０％以上のものが使用される。
【００３８】
アルミニウム反射板（７）の後方には、紫外線ランプ（６）をＯＮ／ＯＦＦする電圧制御回路（８）が設置され、この電圧制御回路（８）は、ハウジング（１０）の所定部に設置され、外部の光量を感知する光センサー（９）の信号を認識し、作動することによって、適切な大きさの電圧を紫外線ランプ（６）に供給したり、遮断する役割を果たす。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例で本発明を詳しく説明する。しかし、これらの実施例は本発明を例示するもので、本発明の範囲を限定するものではない。
【００４０】
実 施 例  １
光変色有機化合物コーティング溶液は、１ｇの１,３,３−トリメチルインドリノナフトスピロオキサジンを５０ｇのテトラヒドロフランに溶解させ、これに１０ｇのポリメチルメタクリレートと０.１ｇのＵＶ−５４１１（Ｃｙａｓｏｒｂ社製）を添加して調製した。
【００４１】
調製されたコーティング溶液は、５ｃｍ×２５ｃｍの大きさの絶縁薄膜コーティングされたミラー上に、スピンコーターを用いて１５μｍの厚さにコーティングした後、６０℃のオーブンで１時間乾燥し光変色ミラーを製造した。
【００４２】
光変色ミラーの反射度は、スペクトロフォトメーター（ミノルタ  ＣＭ−３６００Ｄ）を用いて測定した。変色前後の可視光線波長帯である６１０ｎｍでの反射率変化を測定した結果、変色前には９５％であった反射率が変色後には７％にまで減少した。ここで上記測定は、３６５ｎｍの紫外線冷陰極管形ランプに１分間露出した後の変色状態で測定したものである。
【００４３】
実 施 例  ２
高屈折率物質層の種類による変色特性の確認のために、チタニウムオキサイドとジルコニウムオキサイドをそれぞれ用いた光変色コーティングミラーを用意して比べた。
【００４４】
チタニウムの場合、可視光線遮断のために、チタニウムオキサイド層とシリカ層をそれぞれ２５層ずつ形成した。他方、ジルコニウムはジルコニウムオキサイドとシリカをそれぞれ３５層ずつ形成することにより、可視光線の遮断が可能であった。蒸着した絶縁薄膜コーティングミラーにおける紫外線波長帯の３６５ｎｍでの透過率を測定した結果、高屈折率層物質としてチタニウムを使用したミラーは４８％が透過され、ジルコニウムを使用したミラーは９０％が透過された（図２参照）。
【００４５】
また、それぞれの蒸着されたミラーに、実施例１と同様な手続きを通じて光変色コーティング層を形成し、スペクトロフォトメーターを用いて変色時の反射率を測定した。測定の結果、可視光線波長帯である６１０ｎｍでの反射率は、チタニウムを使用したミラーの場合、２３％が反射し、ジルコニウムを使用したミラーの場合、７％だけが反射した（図３参照）。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１ａ】本発明の実施例による可視光線反射を表す断面図（紫外線ランプがＯＦＦの状態）。
【図１ｂ】本発明の実施例による可視光線反射を表す断面図（紫外線ランプがＯＮの状態）。
【図２】本発明の実施例による絶縁薄膜コーティングミラーの波長帯別透過率を表すグラフ。
【図３】本発明の実施例による光変色物質コーティング層が形成された絶縁薄膜コーティングミラーの波長帯別反射率を表すグラフ。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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