(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
調光層として、マグネシウム薄膜を用いた調光ミラー材料であって、
（１）マグネシウム薄膜の厚さが４０ｎｍ以下である、
（２）上記薄膜の表面に触媒層が形成されている、
（３）上記触媒層の上に保護層が形成されている、
（４）室温（２０℃付近）で水素化によって透明状態になるクロミック特性を有する、
（５）室温から１００℃までの温度領域で脱水素化によって鏡状態になるクロミック特性を有する、
（６）上記調光層の透明状態から鏡状態に可逆的に転移する当該調光層の転移温度が室温から１００℃までの温度領域で設定されている、
ことを特徴とする調光ミラー材料。
【請求項２】
マグネシウム薄膜の厚さが５−４０ｎｍである請求項１に記載の材料。
【請求項３】
上記薄膜の表面に触媒層として０．５ｎｍ−１０ｎｍのパラジウムもしくは白金をコートした請求項１に記載の材料。
【請求項４】
上記保護層が、水素透過性であり、かつ水非透過性の材料からなる請求項１に記載の材料。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層を、透明部材表面に形成したことを特徴とする調光ミラー部材。
【請求項６】
透明部材が、プラスチックの透明シートである請求項５に記載の調光ミラー部材。
【請求項７】
請求項１から４のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層をガラス表面に形成したことを特徴とする調光ミラーガラス。
【請求項８】
複層ガラスからなる調光ミラーガラス窓であって、請求項７に記載の調光ミラーガラスを複層ガラスの内側に使用したことを特徴とする調光ミラーガラス窓。
【請求項９】
上記複層ガラスのガラスの間隙に水素ガス及び加熱した大気もしくは酸素ガスを導入する雰囲気制御器を有する請求項８に記載の調光ミラーガラス窓。
【請求項１０】
請求項１から４のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層を有する調光ミラーガラスを水素化ないし脱水素化によって調光する方法であって、
（１）上記水素化を、水素ガスを用いたガスクロミック手法及び水素を含む電解質を用いたエレクトロクロミック手法の１種以上を用いて、水素化の度合いを任意に調節して行う、
（２）上記脱水素化を、大気もしくは酸素ガスを用いたガスクロミック手法、電解質を用いたエレクトロクロミック手法、及び加熱によるサーモクロミック手法の１種以上を用いて、脱水素化の度合いを任意に調節して行う、
ことを特徴とする調光方法。
【請求項１１】
請求項１から４のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層を有する調光ミラー部材ないし調光ミラーガラスを調光する方法であって、上記調光層の転移温度を予め所定の温度範囲で任意に設定しておくことにより、周囲の温度上昇により、任意に設定した転移温度において自動的に透明な状態から鏡状態に調光するようにすることを特徴とする調光方法。
【請求項１２】
上記調光層の転移温度を室温から１００℃までの温度領域で任意に設定する請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
上記転移温度を触媒層の厚さにより調整し、設定する請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から４のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層を透明部材ないしガラス表面に形成した調光ミラー部材ないし調光ミラーガラスを装着していることを特徴とする調光ミラー機能を有する物品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム薄膜を用いた調光ミラーガラスに関するものである。更に詳しくは、本発明は、窓ガラスから入射する太陽光をブラインドやカーテンなしで自動的にコントロールする調光ガラスに用いる新規調光ミラー材料、当該材料を用いて作製した調光ミラーガラス及びその調光方法等に関するものである。本発明は、建物や乗り物における太陽光の透過率を制御するための窓材料技術として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、建物において、窓（開口部）は大きな熱の出入り場所になっている。例えば、冬の暖房時の熱が窓から流失する割合は４８％程度であり、夏の冷房時に窓から熱が入る割合は７１％程度にも達する。したがって、窓における光・熱をうまくコントロールすることにより、膨大な省エネルギー効果を得ることができる。
調光ガラスは、このような目的で開発されたものであり、光・熱の流入・流出をコントロールする機能を有している。
【０００３】
このような調光ガラスの調光を行う方式には、いくつかの種類がある。それらのうち、１）電流・電圧の印加により可逆的に透過率の変化する材料をエレクトロクロミック材料といい、２）温度により透過率が変化する材料をサーモクロミック材料といい、また、３）雰囲気ガスの制御により透過率が変化する材料をガスクロミック材料という。この中でも、調光層に酸化タングステン薄膜を用いたエレクトロクロミック調光ガラスの研究が最も進んでおり、現在、ほぼ実用化段階に達しており、市販品も出されている。
【０００４】
この酸化タングステンを初めとして、これまで知られているエレクトロクロミック調光ガラスは、すべて調光層で光を吸収することにより調光を行うことをその原理としている。この場合、この種の調光ガラスは、調光層が光を吸収することにより熱を持ち、それがまた室内に再放射されるため、省エネルギー効果が低くなってしまうという欠点を持っている。これをなくすためには、光を吸収することにより調光を行うのではなく、光を反射することにより調光を行う必要がある。つまり、鏡の状態と透明な状態が可逆的に変化するような特性を有する材料が望まれていた。
【０００５】
このような、鏡の状態と透明な状態で変化する材料は長らく見つかっていなかったが、１９９６年にオランダのグループにより、イットリウムやランタンなどの希土類の水素化物が、水素により鏡の状態と透明な状態に変化することが発見され、このような材料について調光ミラーと命名された（J.N. Huiberts, R. Griessen, J.H. Rector, R.J. Wijngaarden, J.P. Dekker, D.G. de Groot, N.J.Koeman, Nature 380 (1996) 231 ）。これらの希土類水素化物は、透過率の変化が大きく、調光ミラー特性に優れている。しかし、この調光ミラーは、材料として希土類元素を用いるため、窓のコーティングなどに用いる場合、資源やコストに問題があった。
【０００６】
その後、２００１年に、アメリカのグループにより、マグネシウム・ニッケル合金のＭｇ2 Ｎｉが新たな調光ミラー材料として発見された（T. J. Richardson, J. L. Slack, R. D. Armitage, R. Kostecki, B. Farangis, and M. D. Rubin, Appl. Phys. Lett. 78 (2001) 3047）。この材料は、使用する元素がマグネシウムとニッケルであり、希土類元素に比べて、資源的にもコスト的にも優位である。したがって、この材料は、より窓ガラスコーティングに適した材料として期待される。ただし、この材料は、鏡の状態のときの反射率は高いが、透明状態になったときの光学透過率が低く（文献で２０％）、実用的な材料とするためには、この透明時の透過率を上げる必要がある。
【０００７】
調光ミラー特性を有する材料としては、これまで、イットリウムやランタン等の希土類金属の水素化物、希土類金属とマグネシウムもしくはガドリニウム合金の水素化物、及びマグネシウム・ニッケル合金の水素化物等が知られている。この中で、資源やコストの観点から、窓ガラスのコーティングに適しているのはマグネシウム・ニッケル合金を用いたものである。しかし、これまで報告されているマグネシウム・ニッケル合金は、その水素化状態における透過率が低く、とても実用的に使用できるものではなかった。また、調光ガラスの中では、前述のように、酸化タングステン薄膜を用いたエレクトロクロミック調光ガラスの研究が最も進んでおり、すでに商品化されている。しかし、この薄膜は、複雑な多層薄膜コーティングを必要とするため、コストが非常に高く、そのことが、普及を妨げる大きな要因になっている。これらのことから、当該技術分野においては、優れた特性を有する調光ガラスを作製し、提供することを実現化できる新しい調光材料を開発することが強く要請されていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況の中で、本発明者は、スパッタリング法によって様々な組成を持つマグネシウム・ニッケル合金薄膜の調光特性を調べる過程で、１）ニッケルを含まないマグネシウム薄膜が、ある厚みより薄い場合に、特異的に良好な調光ミラー特性を示す、及び、２）水素化して透明になった膜が、温度によって透過率が変化するサーモクロミック特性を示す、という新事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
本発明は、コスト的に安価なマグネシウム薄膜、及びごく微量のパラジウム膜等の触媒層を使用した新しいタイプの調光ミラー材料を提供することを目的とする。
また、本発明は、当該調光ミラー材料を用いた調光ミラーガラス窓の構造を提供することを目的とする。
更に、本発明は、コーティング層が２層でシンプルであることから大きなコスト低減が見込まれる新しい調光ミラー材料及びその用途を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）調光層として、マグネシウム薄膜を用いた調光ミラー材料であって、
（ａ）マグネシウム薄膜の厚さが４０ｎｍ以下である、
（ｂ）上記薄膜の表面に触媒層が形成されている、
（ｃ）上記触媒層の上に保護層が形成されている、
（ｄ）室温（２０℃付近）で水素化によって透明状態になるクロミック特性を有する、
（ｅ）室温から１００℃までの温度領域で脱水素化によって鏡状態になるクロミック特性を有する、
（ｆ）上記調光層の透明状態から鏡状態に可逆的に転移する当該調光層の転移温度が室温から１００℃までの温度領域で設定されている、
ことを特徴とする調光ミラー材料。
（２）マグネシウム薄膜の厚さが５−４０ｎｍである前記（１）に記載の材料。
（３）上記薄膜の表面に触媒層として０．５ｎｍ−１０ｎｍのパラジウムもしくは白金をコートした前記（１）に記載の材料。
（４）上記保護層が、水素透過性であり、かつ水非透過性の材料からなる前記（１）に記載の材料。
（５）前記（１）から（４）のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層を、透明部材表面に形成したことを特徴とする調光ミラー部材。
（６）透明部材が、プラスチックの透明シートである前記（５）に記載の調光ミラー部材。
（７）前記（１）から（４）のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層をガラス表面に形成したことを特徴とする調光ミラーガラス。
（８）複層ガラスからなる調光ミラーガラス窓であって、前記（７）に記載の調光ミラーガラスを複層ガラスの内側に使用したことを特徴とする調光ミラーガラス窓。
（９）上記複層ガラスのガラスの間隙に水素ガス及び加熱した大気もしくは酸素ガスを導入する雰囲気制御器を有する前記（８）に記載の調光ミラーガラス窓。
（１０）前記（１）から（４）のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層を有する調光ミラーガラスを水素化ないし脱水素化によって調光する方法であって、
（ａ）上記水素化を、水素ガスを用いたガスクロミック手法及び水素を含む電解質を用いたエレクトロクロミック手法の１種以上を用いて、水素化の度合いを任意に調節して行う、
（ｂ）上記脱水素化を、大気もしくは酸素ガスを用いたガスクロミック手法、電解質を用いたエレクトロクロミック手法、及び加熱によるサーモクロミック手法の１種以上を用いて、脱水素化の度合いを任意に調節して行う、
ことを特徴とする調光方法。
（１１）前記（１）から（４）のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層を有する調光ミラー部材ないし調光ミラーガラスを調光する方法であって、上記調光層の転移温度を予め所定の温度範囲で任意に設定しておくことにより、周囲の温度上昇により、任意に設定した転移温度において自動的に透明な状態から鏡状態に調光するようにすることを特徴とする調光方法。
（１２）上記調光層の転移温度を室温から１００℃までの温度領域で任意に設定する前記（１１）記載の方法。
（１３）上記転移温度を触媒層の厚さにより調整し、設定する前記（１１）に記載の方法。
（１４）前記（１）から（４）のいずれかに記載の調光ミラー材料からなる調光層を透明部材ないしガラス表面に形成した調光ミラー部材ないし調光ミラーガラスを装着していることを特徴とする調光ミラー機能を有する物品。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明は、厚さ４０ｎｍ以下の非常に薄いマグネシウム薄膜からなる調光ミラー材料に係るものである。この調光ミラー特性に優れたマグネシウム薄膜は、スパッタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、めっき法等により作製することができる。しかし、これらの方法に制限されない。本発明では、上記マグネシウム薄膜の表面に触媒層が形成される。上記触媒層として、好適には、パラジウムもしくは白金が用いられる。しかし、これらに限定されるものではなく、これらと同効のものであれば同様に使用することができる。この触媒層は、好適には、上記マグネシウム薄膜の表面に０．５ｎｍ−１０ｎｍのパラジウムもしくは白金をコートして形成される。しかし、触媒層の形成方法及びその形態は特に制限されない。
【００１２】
上記触媒層は、スパッタリング法、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）、めっき法等により作製することができる。しかし、これらの方法に制限されない。このように、これらのマグネシウム薄膜及び触媒層の成膜は、好適には、例えば、上記マグネトロンスパッタ装置等を利用して行われる。上記調光ミラー材料からなる調光層を基板の透明部材ないしガラス表面に形成することにより調光ミラー部材ないし調光ミラーガラスが得られる。この場合、基板としては、好適には、アクリル等のプラスチックの透明シート、ガラスが例示される。しかし、これらに限らず、これらと同効のものであれば同様に使用することができる。本発明では、上記触媒層の表面に、保護層が形成される。この保護層の材料としては、水素に対して透過性で水に対して非透過性の特性を有する材料が用いられる。この保護層は、例えば、上記触媒層の表面にこの材料からなるシートを張り付ける方法、上記材料をコーティングする方法等により形成される。この保護層の形成方法は、特に制限されるものではなく、適宜の方法を用いることができる。上記保護層の材料例としては、例えば、ポリエチレンシート、酸化タンタル薄膜、酸化ジルコニウム薄膜等が例示される。しかし、これらに制限されるものではなく、これらと同効のものであれば同様に使用することができる。この保護層により、上記触媒層及び調光層の耐久性を大幅に向上させることができる。
【００１３】
次に、上記調光層を複層ガラス窓を構成する２重ガラスや３重ガラスの内側に形成することができる。これにより、調光ミラーガラス窓を作製することができる。この場合、例えば、上記２重ガラスや３重ガラスのガラスの間隙に水素ガス及び加熱した大気もしくは酸素ガスを導入する雰囲気制御器を設置し、これらにより水素化及び脱水素化の度合を任意に調節して上記調光ミラーガラス窓を調光する。上記雰囲気制御器は、例えば、上記調光ミラーガラス窓の適宜の位置に着脱自在に設置することが可能なユニットの形態などに構成することができる。
【００１４】
調光ミラーガラスの調光方法としては、（１）上記水素化を、水素ガスを用いたガスクロミック手法、水素を含む電解質を用いたエレクトロクロミック手法の１種以上を用いて、水素化の度合を自由に調節して行う方法、（２）上記脱水素化を、大気もしくは酸素ガスを用いたガスクロミック手法、電解質を用いたエレクトロクロミック手法、及び加熱によるサーモクロミック手法の１種以上を用いて、脱水素化の度合を自由に調節して行う方法、があげられる。
【００１５】
また、上記調光層が透明状態から鏡状態に可逆的に転移する当該調光層の転移温度を予め所定の温度範囲、例えば、室温（２０℃付近）から１００℃までの温度領域で任意に設定しておくことが可能である。それにより、周囲の温度上昇により、任意に設定した転移温度において自動的に透明な状態から鏡状態に調光するようにすることができる。この場合、上記転移温度は、マグネシウム薄膜の表面に形成する触媒層の厚さによりコントロールすることが可能である。したがって、例えば、触媒層の厚さを調整することにより、例えば、上記転移温度を室温から８０℃程度の範囲で任意に設定することができる。
また、調光ミラーガラスを２重ガラスの双方にコーティング面が内側にくるように配置することで、鏡状態における透過率を下げ調光幅を広げることもできる。また、調光ミラーガラスを３重ガラスの内部に配置して、より断熱性能に優れた窓にすることも可能である。
【００１６】
本発明の調光ミラーガラスは、後記する実施例に示されるように、マグネシウム層の厚さが増えると、透過率の変化幅が小さくなっていく。例えば、マグネシウム層の厚さが５０ｎｍ以上では、水素にさらしても透過率は全く変化しない。マグネシウム層の厚さを１６ｎｍより薄くしていくと、透明時の透過率は増加するが、金属状態での透過率も高くなっていく。しかし、この厚さが５ｎｍ以下では鏡の状態でも透過率が５０％を超える。したがって、マグネシウム薄膜の厚さは５ｎｍ程度から４０ｎｍ程度が適当である。
【００１７】
本発明の調光ミラーガラスは、当初、金属光沢を有し、光を良く反射する鏡状態であったものが、水素化により透明化し、光学透過スペクトルが大きく変化する。これまで、１００℃以上の高温で水素にさらして透明状態にするという提案はあるが、室温でこのような変化が観測されたのは初めてである。本発明の調光ミラーガラスは、６０％を上回る可視光透過率が得られる。窓ガラスとして実際に用いる場合には、可視光透過率が６０％以上であることが目安となっているが、本発明の調光ミラーガラスの透過率は、この条件を満たしている。
【００１８】
マグネシウム・ニッケル合金のＭｇ2 Ｎｉ薄膜の場合は、水素ガスに曝して水素化した膜は、排気して空気にさらすと、酸化が起こってもとの金属状態に戻る。一方、本発明の非常に薄いマグネシウム薄膜では、排気して空気にさらしても透明状態のままで、透過率がほとんど変化を示さない。ところが、この膜を６０℃まで加熱すると透過率が下がっていき、また、もとの金属状態に戻る。このように、温度によって変化する現象は、サーモクロミック現象と呼ばれる。上記パラジウム等の触媒層をコートしたマグネシウム薄膜は、ガスクロミック現象と、サーモクロミック現象の双方を併せ持つ新しい材料であることがわかった。
【００１９】
このような性質は、例えば、この膜を自動車の窓ガラスに用いた場合に特に威力を発揮する。つまり、暑い夏に駐車するときなど、室内の温度が上昇すると自動的に透明な状態から鏡の状態に変化して、太陽光を反射し温度上昇を抑える。また、鏡の状態からは水素を送り込むことで、いつでも透明な状態に戻すことができる。どの温度で鏡の状態に戻るようにするかは触媒層の厚さを変えることで可変化することができる。すなわち、触媒層の厚さを厚くするとより低い転移温度で鏡の状態に変化する。ただし、触媒層を厚くすると透明時における透過率が低くなる。
【００２０】
本発明の調光材料を実際の調光ガラスとして用いる場合には、例えば、窓ガラスを構成する２重ガラスの内側にパラジウム等の触媒層を薄くコーティングしたマグネシウム薄膜がくるようにして、シールする。そして、例えば、窓ガラスの二箇所に穴を開け、一方には蓋付の排気孔、もう一方には、この間隙の空間に水を電気分解して水素を発生し送り込んだり、空気もしくは水の電気分解で得られる酸素を送り込んだりするユニット（雰囲気制御器）を取り付ける。この雰囲気制御器から水素を送りこむことで、自由にコントロールして透明状態にすることができる。
【００２１】
温度が変化しなければこのままの状態を保つが、周囲の温度が上昇すると自動的に金属状態に変化して、光を反射して透過しなくなる。金属状態になった膜は水素を送り込むことで、いつでも透明状態に戻すことができる。また、この膜は、水素が入った状態で蓋をしておくことにより、金属状態にならないようにすることもできる。更に、内部の空間に雰囲気制御器から温風を送り込むことで、任意に透明な状態から鏡の状態に変化させることもできる。
【００２２】
このように、本発明は、調光ミラー特性に優れたマグネシウム薄膜材料と、これを用いた調光ミラーガラスに係るものである。本発明のマグネシウム薄膜に薄くパラジウムもしくは白金を付けたものは、従来報告されているマグネシウム・ニッケル合金のＭｇ2 Ｎｉよりもはるかに優れた調光ミラー特性を示し、調光ミラー実用化のための大きなブレークスルーになると考えられる。現在、住宅における窓の重要性は一般にも広く認識されてきており、新築の家では２重ガラスや３重ガラスを使うことが主流になりつつある。本発明の調光ミラー材料のような調光ミラーガラス用コーティングは、例えば、２重ガラスや３重ガラスの内側に施すことで、内部の空間をスイッチング用の水素ガスの導入空間として利用することができるため、非常に有利である。
【００２３】
調光ガラスの中でも最も実用段階に近いエレクトロクロミック調光ガラスは、前述のように、性能は優れている。しかし、この調光ガラスは、最低５層の薄膜を高品質でコーティングする必要があるため、コストが非常に高いという欠点をもっている。それに対して、本発明のマグネシウム薄膜からなる調光ミラー材料は、安価なマグネシウムとごく微量のパラジウム等の触媒層をコーティングするだけであり、コスト的に非常に有利である。また、調光における水素の取り扱いについても、例えば、２重ガラスの間隙を調整すること等で、その安全性を高めるとともに、取り扱いやすくすることができる。高機能性ガラスの需要は、今後大きく増大すると考えられる中で、本発明の調光ミラーガラスは、新しい調光ガラス材料を提供するものとしてその意義は大きい。
【００２４】
また、本発明の調光ミラーガラスは、建物だけでなく、自動車を始めとする乗物に有効である。特に、自動車において、夏場に駐車しておくと、室内は数十度程度の高温になる。しかし、本発明の調光ミラーガラスを装着すれば、室内の温度が高くなると自動的に透明な状態から鏡の状態に変化し、室内の温度上昇を抑えることができる。この調光ミラーガラスは、鏡の状態になっても、透明な状態にはいつでも戻すことができるため利便性が高い。
【００２５】
更に、本発明の調光ミラーガラスは、上記窓材料だけでなく、あらゆる種類の物品にも広く用いることができる。それにより、例えば、プライバシー保護を目的とした遮蔽物や、鏡状態と透明状態に変わることを利用した装飾物及び玩具等に調光ミラー機能を付加することができる。本発明において、調光ミラー機能を有する物品とは、上記調光ミラーガラスを装着したあらゆる種類の物品を包含するものとして定義される。
【００２６】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例１
マグネシウム薄膜の成膜を、図１に示した３連のマグネトロンスパッタ装置で行った。３つのスパッタ銃の２つに、ターゲットとしてそれぞれ、金属マグネシウム、金属パラジウムをセットした。基板としては、厚さ１ｍｍのガラス板を用い、これを洗浄後、真空装置の中にセットして真空排気を行った。成膜にあたっては、まず、マグネシウムをスパッタしてマグネシウム薄膜を作製した。スパッタ中のアルゴンガス圧は、１．２Ｐａであり、直流スパッタ法により３０Ｗのパワーを加えてスパッタを行った。その後、同じ真空条件で、６Ｗのパワーを加えてパラジウム薄膜の蒸着を行った。
【００２７】
実施例２
得られた膜を、図２に示す評価装置に取り付け、その光学特性を調べた。マグネシウム薄膜が内側に向くように、小さなチャンバーに試料を取り付け、１気圧の水素ガスを導入し、そのときの光学透過率の変化を波長６７０ｎｍの半導体レーザーとシリコンフォトダイオードを組み合わせた測定システムで測定した。パラジウム層の厚さは４ｎｍで一定にし、マグネシウム層の厚さを厚くしていったときの、水素化による透過率変化を図３に示した。厚さが増えると、透過率の変化幅が小さくなっていき、５０ｎｍ以上では、水素にさらしても透過率は全く変化しないことがわかった。
【００２８】
図３の実線は、マグネシウム層の厚さが１ 6ｎｍ、パラジウム層の厚さが４ｎｍの試料に対する波長６７０ｎｍにおける光学透過率の変化を示したものである。成膜直後は金属光沢を持つ膜で、ほとんど光を透過しない。チャンバー内を一旦排気し、水素ガスを導入すると、約２０秒ほどで透過率が４５％程度にまで増加し、透明に変化した。マグネシウム層の厚さを１６ｎｍより薄くしていくと、透明時の透過率は増加するが、金属状態での透過率も高くなっていき、厚さが５ｎｍ以下では鏡の状態でも透過率が５０％を超えた。したがって、マグネシウム薄膜を調光ミラーとして用いる場合の厚さは５ｎｍ程度から４０ｎｍ程度が適当である。
【００２９】
実施例３
マグネシウム層の厚さが２５ｎｍ、パラジウム層の厚さが１．２ｎｍになるように作製した試料の蒸着直後の金属状態のときの光学透過スペクトル、及びこれを水素雰囲気にさらして透明状態にした場合の光学透過スペクトルを図４に示す。また、このときの変化の様子を示した写真を図５に示す。この試料では、最初、金属光沢を持つ鏡状だったものが、水素化により透明化し、それに併せて透過スペクトルが大きく変化する様子がよくわかる。
【００３０】
図５（ａ）に見るように、この試料は、金属状態では、光を良く反射する鏡状態であるが、これを水素雰囲気にさらすと、同（ｂ）に見るように、向こう側が透けて見える状態に変化した。また、従来のマグネシウム・ニッケル合金のＭｇ2 Ｎｉ薄膜では、水素化状態でも濃い茶色に着色しているが、本発明の材料では無色であった。図４の透明時の透過スペクトルから可視光透過率を計算すると、約６３％となった。窓ガラスを実際に用いる場合には、可視光透過率が６０％以上であることが目安になっており、本発明の材料の透過率はこの条件を満たしていることがわかった。この試料に薄いポリエチレンシートを張り付けて同様に試験した結果、上記試料の耐久性が大幅に向上することがわかった。
【００３１】
実施例４
２重ガラスの内側に、パラジウムを薄くコーティングしたマグネシウム薄膜がくるようにしてシールした。窓ガラスの二箇所に穴を開け、一方には蓋付の排気孔、もう一方には、この間隙の空間に水を電気分解して水素を発生し送り込んだり、空気もしくは水の電気分解で得られる酸素を送り込んだりすることができるユニット（雰囲気制御器）を取り付け、調光ミラーガラス窓を構築した。これを図６（ａ）に示す。この雰囲気制御器から水素を送り込むことで、任意にコントロールして透明状態にすることができた。
【００３２】
温度が変化しなければこのままの状態を保ったが、周囲の温度が上昇すると、自動的に金属状態に変化して、光を反射して透過しなくなった。金属状態になった膜は水素を送り込むことで、いつでも透明状態に戻すことができ、また、水素が入った状態で蓋をしておくことにより、金属状態にならないようにすることもできることがわかった。更に、内部の空間に雰囲気制御器から温風を送り込むことで、任意に透明な状態から鏡の状態に変化させることもできることがわかった。また、図６（ｂ）に示したように、調光ミラーガラスを２重ガラスの双方にコーティング面が内側にくるように配置することで、鏡状態における透過率を下げ調光幅を広げた窓を構築した。更に、図６（ｃ）に示したように、３重ガラスの内部に配置して、より断熱性能に優れた窓を構築した。これらは、上記調光ミラーガラス窓と同様の調光特性を有していた。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明は、調光ミラー特性に優れたマグネシウム薄膜材料と、これを用いた調光ミラーガラスに係るものである。本発明により奏される格別の作用効果は以下の通りである。
（１）本発明の調光ミラー材料は、従来報告されているマグネシウム・ニッケル合金のＭｇ２Ｎｉよりもはるかに優れた調光ミラー特性を示す。
（２）本発明の調光ミラーガラス用コーティングは、例えば、２重ガラスの内側に施すことで、内部の空間をスイッチング用の水素ガスの導入空間として利用することができるため、非常に有利である。
（３）本発明のマグネシウム薄膜調光ミラーは、安価なマグネシウムとごく微量のパラジウム等をコーティングすることで作製することが可能であり、コスト的に非常に有利である。
（４）本発明の調光ミラーガラスは、建物だけでなく、自動車を始めとする乗物等の窓ガラスの調光材料として有効である。
（５）本発明の調光ミラーガラスは、上記窓材料だけでなく、あらゆる種類の物品にも広く用いることができ、それにより、例えば、プライバシー保護を目的とした遮蔽物や、鏡状態と透明状態に変わることを利用した装飾物及び玩具等に調光ミラー機能を付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、スパッタ装置の概略図を示す。
【図２】図２は、調光ミラー特性評価装置の概略図を示す。
【図３】図３は、マグネシウム層の厚さを変えた試料の波長６７０ｎｍにおける光学透過率の変化を示す（Ｔ＝５０ｓで１気圧の水素を導入）。
【図４】図４は、マグネシウム薄膜の光学スペクトルを示す。
【図５】図５は、調光ミラー薄膜の調光の様子を示す（（ａ）：金属状態、（ｂ）：透明状態）。
【図６】図６は、調光ミラーガラス窓の構造を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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