JPH0315723B2 - - Google Patents
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- JPH0315723B2 JPH0315723B2 JP57086033A JP8603382A JPH0315723B2 JP H0315723 B2 JPH0315723 B2 JP H0315723B2 JP 57086033 A JP57086033 A JP 57086033A JP 8603382 A JP8603382 A JP 8603382A JP H0315723 B2 JPH0315723 B2 JP H0315723B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- refractive index
- film
- reflection
- layers
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
- G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
- Y10T428/2495—Thickness [relative or absolute]
- Y10T428/24967—Absolute thicknesses specified
- Y10T428/24975—No layer or component greater than 5 mils thick
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽光線中に含まれる熱線を効率よく
反射し、かつ可視光線の透過率が良好な熱線反射
膜に関するもので、車両あるいは高層ビルの窓ガ
ラス等に装着すれば冷房負荷の低減が可能となる
ものである。
反射し、かつ可視光線の透過率が良好な熱線反射
膜に関するもので、車両あるいは高層ビルの窓ガ
ラス等に装着すれば冷房負荷の低減が可能となる
ものである。
従来より、自動車車室内あるいは高層ビル内の
冷房負荷を低減する為に、窓ガラスの面上に太陽
光線に含まれる熱線を遮断する薄膜を設けること
が試みられている。この光線遮断膜としては金、
銀等の金属薄膜、あるいは、これらの膜と誘電体
薄膜を組み合わせたもの等が知られている。
冷房負荷を低減する為に、窓ガラスの面上に太陽
光線に含まれる熱線を遮断する薄膜を設けること
が試みられている。この光線遮断膜としては金、
銀等の金属薄膜、あるいは、これらの膜と誘電体
薄膜を組み合わせたもの等が知られている。
しかし、これらの場合は、可視光の透過率が十
分でないことと、熱線を吸収するので、吸収され
た熱量の一部が伝導により、室内に供給されると
いう欠点がある。その点、誘電体多層干渉膜は、
その膜厚を適当に選ぶことにより可視領域は透過
し、赤外領域のみを反射させることができる。
分でないことと、熱線を吸収するので、吸収され
た熱量の一部が伝導により、室内に供給されると
いう欠点がある。その点、誘電体多層干渉膜は、
その膜厚を適当に選ぶことにより可視領域は透過
し、赤外領域のみを反射させることができる。
前記従来の誘電体多層膜は、高屈折率物質薄膜
からなる層（以下nH層と記す）と低屈折率物質薄
膜からなる層（以下nL層と記す）とを交互に積層
して構成されており、それらの光学膜厚（屈折率
×厚さ）は、反射させる熱線の波長（設計波長）
をλとすると、それぞれλ／４となるように精密
に制御されている。これらの薄膜の材料はnH層に
は酸化ジルコニウム（ZrO2）、酸化チタン
（TiO2）、酸化セリウム（CeO2）等が用いられ、
nL層にはフツ化マグネシウム（MgF2）、酸化ケ
イ素（SiO2）、水晶石（Na3AlF6）、フツ化セリ
ウム（CeF4）等が用いられており、これらの材
料は、スパツタリング、蒸着、スプレー等の周知
の方法により基板上に所定の膜厚となるように付
着される。前記のような誘電体多層膜を用いれ
ば、可視光線は透過し、熱線のみを反射する熱線
反射膜を得ることができる。
からなる層（以下nH層と記す）と低屈折率物質薄
膜からなる層（以下nL層と記す）とを交互に積層
して構成されており、それらの光学膜厚（屈折率
×厚さ）は、反射させる熱線の波長（設計波長）
をλとすると、それぞれλ／４となるように精密
に制御されている。これらの薄膜の材料はnH層に
は酸化ジルコニウム（ZrO2）、酸化チタン
（TiO2）、酸化セリウム（CeO2）等が用いられ、
nL層にはフツ化マグネシウム（MgF2）、酸化ケ
イ素（SiO2）、水晶石（Na3AlF6）、フツ化セリ
ウム（CeF4）等が用いられており、これらの材
料は、スパツタリング、蒸着、スプレー等の周知
の方法により基板上に所定の膜厚となるように付
着される。前記のような誘電体多層膜を用いれ
ば、可視光線は透過し、熱線のみを反射する熱線
反射膜を得ることができる。
しかし、前記の誘電体λ／４多層膜の場合でも
可視域の反射に関しては、必ずしも十分低い値で
あるとは言えなかつた。
可視域の反射に関しては、必ずしも十分低い値で
あるとは言えなかつた。
すなわちλ／４多層膜の場合は、透過域である
可視域に反射の副極大があり、可視域の平均の反
射率も基板だけの場合に比べて２〜３倍程度高
い。
可視域に反射の副極大があり、可視域の平均の反
射率も基板だけの場合に比べて２〜３倍程度高
い。
従つて、自動車の窓ガラス等に使用する場合、
運転者の視野を良好にする為だけでなく、後続車
両の運転者や歩行者の眩惑を防ぐという意味で熱
線の反射率は高く保ち、かつ可視光線の反射がで
きるだけ少い熱線反射膜が望まれていた。
運転者の視野を良好にする為だけでなく、後続車
両の運転者や歩行者の眩惑を防ぐという意味で熱
線の反射率は高く保ち、かつ可視光線の反射がで
きるだけ少い熱線反射膜が望まれていた。
本発明は、基板上に、第１層として光学膜厚が
設計波長λのほぼ1/8もしくは3/8厚の膜（λ／
８，3λ／８厚の膜）を、その上の第２層から第
（2n＋２）（ｎは正整数）まではλ／４厚の膜を、
その上に第（2n＋３）層としてほぼλ／８厚の
膜を、それぞれ積層して成り、かつ前記第１層の
屈折率をn1、前記基板の屈折率ng、前記第２層の
屈折率をn2、とすると、ng＜n1＜n2の関係を満足
し、前記第２層を高屈折材料より成る膜とし、前
記第２層から前記第（2n＋３）層まではその方
向に向かつて高屈折率層と低屈折率層とを交互に
積層して構成したもので、熱線の反射率を、ほと
んど減少させることなく、可視域の反射の副極大
を大幅に改善し、可視域の平均の反射率が、基板
だけの場合よりもさらに低く、多層反射防止膜に
匹適する程度にまで低減できる熱線反射膜を得る
ことを目的とする。
設計波長λのほぼ1/8もしくは3/8厚の膜（λ／
８，3λ／８厚の膜）を、その上の第２層から第
（2n＋２）（ｎは正整数）まではλ／４厚の膜を、
その上に第（2n＋３）層としてほぼλ／８厚の
膜を、それぞれ積層して成り、かつ前記第１層の
屈折率をn1、前記基板の屈折率ng、前記第２層の
屈折率をn2、とすると、ng＜n1＜n2の関係を満足
し、前記第２層を高屈折材料より成る膜とし、前
記第２層から前記第（2n＋３）層まではその方
向に向かつて高屈折率層と低屈折率層とを交互に
積層して構成したもので、熱線の反射率を、ほと
んど減少させることなく、可視域の反射の副極大
を大幅に改善し、可視域の平均の反射率が、基板
だけの場合よりもさらに低く、多層反射防止膜に
匹適する程度にまで低減できる熱線反射膜を得る
ことを目的とする。
以下本発明の実施例について詳しく説明する。
第１図は本発明になる熱線反射膜の第１実施例
の構成を示し、λ／４の層が５層（ｎ＝２）の場
合の実施例である。Ｇはガラス基板（屈折率ng＝
1.53）で、その表面上に本発明の熱線反射膜を積
層してある。
の構成を示し、λ／４の層が５層（ｎ＝２）の場
合の実施例である。Ｇはガラス基板（屈折率ng＝
1.53）で、その表面上に本発明の熱線反射膜を積
層してある。
１は第１層で（第ｎ層の屈折率をnoで示すこと
にすると、）n1＝1.6〜1.7のAl2O3又はCeF3のλ／
８層、２，４および６はそれぞれ第２、第４、第
６層で、n2＝n4＝n6＝2.2〜2.6のCeO2又はTiO2の
λ／４層、３，５は第３、第５層でn3＝n5＝1.4
〜1.5のSiO2のλ／４層、７は第７層でn7＝1.4〜
1.46のSiO2のλ／８層である。
にすると、）n1＝1.6〜1.7のAl2O3又はCeF3のλ／
８層、２，４および６はそれぞれ第２、第４、第
６層で、n2＝n4＝n6＝2.2〜2.6のCeO2又はTiO2の
λ／４層、３，５は第３、第５層でn3＝n5＝1.4
〜1.5のSiO2のλ／４層、７は第７層でn7＝1.4〜
1.46のSiO2のλ／８層である。
第２図に本実施例でλ＝1.04μｍとした時の分
光反射特性を示す。
光反射特性を示す。
第２図で実線Ａが本実施例の熱線反射膜の分光
反射特性であり、破線Ｂは従来のλ／４の交互５
層膜すなわち、本実施例の第２層〜第６層をガラ
ス基板上に設けた場合の分光反射特性である。図
１から明らかなように本実施例のＡの方が可視の
反射の副極大が小さく、特性が大幅に改善されて
いることがわかる。
反射特性であり、破線Ｂは従来のλ／４の交互５
層膜すなわち、本実施例の第２層〜第６層をガラ
ス基板上に設けた場合の分光反射特性である。図
１から明らかなように本実施例のＡの方が可視の
反射の副極大が小さく、特性が大幅に改善されて
いることがわかる。
ここで、第２〜第６層のλ／４層はnH（高屈折
率層）とnL層（低屈折率層）の屈折率の差が大き
いほど熱線反射性能がよい。また第７層のλ／８
層は屈折率が小さいほどよく本実施例ではnL層と
同じSiO2を用いたがこれに限らずMgF2等でもよ
い。
率層）とnL層（低屈折率層）の屈折率の差が大き
いほど熱線反射性能がよい。また第７層のλ／８
層は屈折率が小さいほどよく本実施例ではnL層と
同じSiO2を用いたがこれに限らずMgF2等でもよ
い。
またnH層とnL層は、異なる材料でもよいがそれ
ぞれ同材料を用いる方が、生産性等の面から有利
である。また、第１層は本実施例では、n1＝1.6
〜1.7のAl2O3又はCeF3を用いたが特にこれに限
らずng＜n1＜n2であれば効果がある。
ぞれ同材料を用いる方が、生産性等の面から有利
である。また、第１層は本実施例では、n1＝1.6
〜1.7のAl2O3又はCeF3を用いたが特にこれに限
らずng＜n1＜n2であれば効果がある。
このことを示す為に、第３図に第１層以外は本
実施例と同じとし、第１層のn1を種々変化させた
時の分光特性を示す。この場合、可視の反射を詳
しく示す為に可視の部分を拡大してあるが、いづ
れも熱線域の反射特性は著しい差はない。
実施例と同じとし、第１層のn1を種々変化させた
時の分光特性を示す。この場合、可視の反射を詳
しく示す為に可視の部分を拡大してあるが、いづ
れも熱線域の反射特性は著しい差はない。
第３図でＣは、第１層がない場合（n1＝ngに相
当）の分光反射率である。
当）の分光反射率である。
第２図からng＜n1＜n2で効果があることが確認
できるが、その中でもn1は1.7〜1.8程度が効果が
大きく0.4〜0.7μｍでの平均反射率は、従来10％
以上であつたものが0.5〜１％程度に改善するこ
とができる。第１層の材料としては種々考えら
れ、本実施例のCeF3，Al2O3の他にSnO2，
PbF3，NdF3Pr6O11，In2O3等とこれらの組み合
わせ、あるいは、ZrO2＋MgF2等の混合物も考え
られる。また、In2O3−SnO2あるいはSnO2−
Sb2O3等導電性透明薄膜を用いれば、ヒータ等の
性能も兼ね備えることができる。
できるが、その中でもn1は1.7〜1.8程度が効果が
大きく0.4〜0.7μｍでの平均反射率は、従来10％
以上であつたものが0.5〜１％程度に改善するこ
とができる。第１層の材料としては種々考えら
れ、本実施例のCeF3，Al2O3の他にSnO2，
PbF3，NdF3Pr6O11，In2O3等とこれらの組み合
わせ、あるいは、ZrO2＋MgF2等の混合物も考え
られる。また、In2O3−SnO2あるいはSnO2−
Sb2O3等導電性透明薄膜を用いれば、ヒータ等の
性能も兼ね備えることができる。
次に本発明の他の実施例について説明する。第
４図は、第１の実施例の場合と材料等は、同様で
あるが、λ／４層の数すなわちｎが異なる場合の
実施例の分光特性を示す。
４図は、第１の実施例の場合と材料等は、同様で
あるが、λ／４層の数すなわちｎが異なる場合の
実施例の分光特性を示す。
第４図中実線はｎ＝３すなわち
基板Ｇ−λ／８の層−（λ／４の高屈折層nH−
λ／４の低屈折層nL）×３−λ／４の高屈折層nH
−λ／８の低屈折層nLで構成したもので、第４図
中破線はｎ＝１すなわち基板Ｇ−λ／８の層−
λ／４の高屈折層nH−λ／４の低屈折層nL−λ／
４の高屈折率nH−λ／８の低屈折層nLで構成した
時の分光反射特性である。
λ／４の低屈折層nL）×３−λ／４の高屈折層nH
−λ／８の低屈折層nLで構成したもので、第４図
中破線はｎ＝１すなわち基板Ｇ−λ／８の層−
λ／４の高屈折層nH−λ／４の低屈折層nL−λ／
４の高屈折率nH−λ／８の低屈折層nLで構成した
時の分光反射特性である。
ｎが増すに従つて熱線域の反射特性が増してい
るが、可視域の反射低減効果は第１実施例とほぼ
同様である。
るが、可視域の反射低減効果は第１実施例とほぼ
同様である。
第５図は、第１の実施例の場合と材料等を同じ
にし、第１層の光学膜厚のみ3λ／８としたもの
（図中イ）を、第１の実施例のもの（図中ロ）と
対比して示している。この様に第１層の膜厚は、
λ／８のみでなく、3λ／８であつても可視域の
反射は大幅に低減することが確かめられた。
にし、第１層の光学膜厚のみ3λ／８としたもの
（図中イ）を、第１の実施例のもの（図中ロ）と
対比して示している。この様に第１層の膜厚は、
λ／８のみでなく、3λ／８であつても可視域の
反射は大幅に低減することが確かめられた。
これは、次の様な理由による。即ち、光の反射
領域Ａと透過領域Ｂとの間にはＢ＝1/2Ａの関係
があるため、反射光の設計波長λを1.0μｍとした
場合には、その設計波長λに於ける透過波長は
λ／２＝0.5μｍとなる。
領域Ａと透過領域Ｂとの間にはＢ＝1/2Ａの関係
があるため、反射光の設計波長λを1.0μｍとした
場合には、その設計波長λに於ける透過波長は
λ／２＝0.5μｍとなる。
そこで本発明者が、このλ／２＝0.5μｍの反射
率と、第１層１の光学膜厚との関係について調べ
たところ、第６図のような傾向が認められ、λ／
８のみならず、3λ／８，5λ／８，7λ／８であつ
ても反射率が低くなることが認められた。換言す
れば、1.0μｍの波長の熱線を反射させる場合に
は、第１層１の光学膜厚をλ／８，3λ／８，
5λ／８，7λ／８としておけば0.5μｍの反射を低
減できるということが認められた。
率と、第１層１の光学膜厚との関係について調べ
たところ、第６図のような傾向が認められ、λ／
８のみならず、3λ／８，5λ／８，7λ／８であつ
ても反射率が低くなることが認められた。換言す
れば、1.0μｍの波長の熱線を反射させる場合に
は、第１層１の光学膜厚をλ／８，3λ／８，
5λ／８，7λ／８としておけば0.5μｍの反射を低
減できるということが認められた。
ただ、本発明では0.5μの可視光線のみ反射を低
減させたのでは不充分である。即ち、第２図に示
す如く約0.4〜0.7μｍ程度の広い範囲にわたる可
視光線の反射を低減することを目的としている。
減させたのでは不充分である。即ち、第２図に示
す如く約0.4〜0.7μｍ程度の広い範囲にわたる可
視光線の反射を低減することを目的としている。
そこで、本発明者等は次に本発明の構成で設計
波長λを1.04μｍとし、n1層の光学膜厚を変化さ
せたときの可視域〔0.4〜0.7μｍ）における反射
率の積分値を求めた。尚反射率は0.4〜0.7μｍの
熱線を全て反射した状態を100％としている。そ
の結果は第７図の如くになり、第１層１の光学膜
厚がλ／８と3λ／８についてのみ、可視域での
反射の低減効果が大きいとが確かめられた。この
第７図に於てλ／８と3λ／８とで反射率積分値
が異なる理由、及び5λ／８付近で積分値が周期
的でなくなる理由は、0.4μｍから0.7μｍの間では
第１層の光学膜厚により副極大の位置ずれが生じ
るためと考えられる。
波長λを1.04μｍとし、n1層の光学膜厚を変化さ
せたときの可視域〔0.4〜0.7μｍ）における反射
率の積分値を求めた。尚反射率は0.4〜0.7μｍの
熱線を全て反射した状態を100％としている。そ
の結果は第７図の如くになり、第１層１の光学膜
厚がλ／８と3λ／８についてのみ、可視域での
反射の低減効果が大きいとが確かめられた。この
第７図に於てλ／８と3λ／８とで反射率積分値
が異なる理由、及び5λ／８付近で積分値が周期
的でなくなる理由は、0.4μｍから0.7μｍの間では
第１層の光学膜厚により副極大の位置ずれが生じ
るためと考えられる。
尚、この第７図より明らかなように第１層１の
光学膜厚は厳密にλ／８，3λ／８である必要は
なく、λ／８，3λ／８を中心としてその近傍で
あれば、反射の低減は充分図れる。
光学膜厚は厳密にλ／８，3λ／８である必要は
なく、λ／８，3λ／８を中心としてその近傍で
あれば、反射の低減は充分図れる。
上述の如く本発明では熱線の反射性能をほとん
ど減少させずに可視域の反射を大幅に低減できる
という優れた効果を有する。
ど減少させずに可視域の反射を大幅に低減できる
という優れた効果を有する。
第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第
２図は、第１実施例および従来の構成の熱線反射
膜の分光反射特性を示す説明図、第３図は第１図
図示反射膜で第１層の屈折率が異なる場合の分光
反射特性を示す説明図、第４図は本発明の第２実
施例に係る反射膜で、ｎ＝１とｎ＝３の場合の分
光反射特性を示す説明図である。第５図〜第７図
は本発明の他の実施例の説明に供する反射率特性
図である。 Ｇ……ガラス、１……λ／８の第１層。
２図は、第１実施例および従来の構成の熱線反射
膜の分光反射特性を示す説明図、第３図は第１図
図示反射膜で第１層の屈折率が異なる場合の分光
反射特性を示す説明図、第４図は本発明の第２実
施例に係る反射膜で、ｎ＝１とｎ＝３の場合の分
光反射特性を示す説明図である。第５図〜第７図
は本発明の他の実施例の説明に供する反射率特性
図である。 Ｇ……ガラス、１……λ／８の第１層。
Claims (1)
- １ 基板上に、第１層として光学膜厚が設計波長
λのほぼ1/8もしくは3/8厚の膜（λ／８，3λ／
８厚の膜）を、その上の第２層から第（2n＋２）
（ｎは正整数）まではλ／４厚の膜を、その上に
第（2n＋３）層としてはほぼλ／８厚の膜を、
それぞれ積層して成り、かつ前記第１層の屈折率
をn1、前記基板の屈折率をng、前記第２層の屈折
率をn2、とすると、ng＜n1＜n2の関係を満足し、
前記第２層を高屈折材料より成る膜とし、前記第
２層から前記第（2n＋３）層まではその方向に
向かつて高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層
して成ることを特徴とする熱線反射膜。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086033A JPS58202408A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 熱線反射膜 |
| US06/664,396 US4556599A (en) | 1982-05-20 | 1984-10-23 | Heat reflection film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086033A JPS58202408A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 熱線反射膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58202408A JPS58202408A (ja) | 1983-11-25 |
| JPH0315723B2 true JPH0315723B2 (ja) | 1991-03-01 |
Family
ID=13875348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57086033A Granted JPS58202408A (ja) | 1982-05-20 | 1982-05-20 | 熱線反射膜 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4556599A (ja) |
| JP (1) | JPS58202408A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5945943A (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-15 | Nippon Soken Inc | 熱線遮断ガラス |
Families Citing this family (70)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6027624A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-12 | Toyota Motor Corp | 電磁遮蔽ウインドガラス |
| JPS6027623A (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-12 | Toyota Motor Corp | 電磁遮蔽ウインドガラス |
| US4645290A (en) * | 1984-01-10 | 1987-02-24 | Duro-Test Corporation | Selective color filter |
| JPS60252301A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | Asahi Glass Co Ltd | 耐熱性の向上された光学体 |
| US4732454A (en) * | 1985-04-22 | 1988-03-22 | Toray Industries, Inc. | Light-transmissible plate shielding electromagnetic waves |
| EP0215371A3 (de) * | 1985-09-17 | 1989-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Kanten-Interferenzfilter für die optische Nachrichtenübertragung im Wellenlängenmultiplex |
| JPS6278501A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-10 | Hamamatsu Photonics Kk | 反射防止膜をもつ光学装置 |
| US4779942A (en) * | 1985-12-09 | 1988-10-25 | United Technologies Corporation | NVG compatible red light |
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