DE3928939A1

DE3928939A1 - Vielschichtiger zurueckreflektierender spiegel

Info

Publication number: DE3928939A1
Application number: DE3928939A
Authority: DE
Inventors: Yuji Nakajima; Katsunori Ishida; Masashi Mochizuki
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1990-03-01
Anticipated expiration: 2009-09-01
Also published as: US4955705A; DE3928939C2; JPH0264601A; GB8919293D0; GB2222466A; GB2222466B; IT8967734A0; IT1233190B; JP2561946B2

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen reflektierenden Spiegel und insbesondere einen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel und noch weiterhin im besonderen die Freiheit von Blendung, Sichtbarkeit bzw. Sichtbereich, verzierenden Hinblick, Leistungsfähigkeit, Kosten, etc. Der mehrschichtige zurückreflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung wird hauptsächlich als ein Rückblickspiegel für Automobile, ein Spiegel mit einer konvexen Oberfläche, die die Fahrer vor Gefahren auf der Straße im voraus warnen, ein Verzierungsspiegel, etc. benutzt, und hat weiter andere weite Anwendungen.

Als ein Beispiel eines mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels, der ein Glassubstrat, einen dielektrischen mehrschichtigen Film, der auf der Rückseite des Glassubstrats ausgebildet ist, und einen Metallfilm, der auf dem dielektrischen mehrschichtigen Film ausgebildet ist, enthält, offenbart die japanische Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) 2 12 704/1985 einen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel, wobei ein dielektrischer mehrschichtiger Film durch wechselweises Laminieren bzw. Schichten einer Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ/4 (λ ist eine Wellenlänge) und einer Schicht aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex und einer optischen Dicke von λ/4 und durch ein darauf weiteres Schichten einer Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ/2 gebildet wird. Weiter offenbaren die japanischen Patentanmeldungen Kokai (Offenlegung) 2 12 705/1985 einen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel, wobei ein dielektrischer mehrschichtiger Film durch wechselweises Laminieren bzw. Schichten einer Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ/4 und einer Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ/4 gebildet wird, so daß die Zahl der gesamten Schichten vier wird. Ferner offenbart das US-Patent 46 73 248 einen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel, der ein Glassubstrat, eine Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex und eine Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, enthält.

Die japanische Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) 7 005/1988 offenbart einen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel, der ein Glassubstrat, einen dielektrischen mehrschichtigen Film, der auf einer Seite des Glassubstrats ausgebildet ist, und einen lichtabsorbierenden Film auf dem dielektrischen mehrschichtigen Film ausgebildet ist, enthält, wobei der dielektrische mehrschichtige Film durch Laminieren bzw. Schichten von vier bis acht dielektrischen Schichten mit abwechselnd unterschiedlichen Brechungsindizes gebildet ist, und mindestens eine dieser dielektrischen Schichten eine optische Dicke von λ/2 hat.

Diese herkömmlichen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel, die ein Glassubstrat, einen dielektrischen mehrschichtigen Film, der auf der Rückseite des Glassubstrats ausgebildet ist, und einen Metallfilm, der auf dem dielektrischen mehrschichtigen Film ausgebildet ist, enthalten, haben spektrale Reflexionseigenschaften, wie in Fig. 2 gezeigt.

In Fig. 2 zeigt eine Kurve (a) die spektrale Reflexionscharakteristik von dem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel, der in der japanischen Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) 2 12 704/1985 offenbart ist. Wie aus der Kurve (a) klar ist, ist bei diesem reflektierenden Spiegel das Reflexionsvermögen in einem Wellenlängenbereich von 430 nm bis 550 nm hoch und nimmt von 550 nm bis 700 nm beträchtlich ab, und die reflektierte Strahlung ist bläulich. Dementsprechend ist die Farbausgewogenheit von einem durch den Spiegel geschaffenen Blick auf den Hintergrund stark von der tatsächlichen Farbausgewogenheit verschieden, und insbesondere ist eine rote Farbe schwierig zu erkennen, und verschlechtert daher die Sichtbarkeit bzw. den Sichtbereich des Spiegels.

Fig. 3 zeigt den spektralen Lichtwirkungsgrad bzw. Empfindlichkeit V′ (λ) des menschlichen Auges (Kurve (1)), die spektrale Energiecharakteristik P (λ) eines Automobilhalogenfrontlichts (gerade Linie (2)) und deren Produkte P (λ) × V′ (λ) (Kurve (3)). Wie aus Fig. 3 klar ist, liegt die Wellenlänge von einem Licht, das von einem Automobilfrontlicht (Halogenlampe) bei Nacht emittiert wird und für das das menschliche Auge empfindlich ist, hauptsächlich in einem Wellenlängenbereich von 480 bis 550 nm. In dem Fall eines reflektierenden Spiegels, der in der japanischen Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) 2 12 704/1985 offenbart ist, stimmt der Wellenlängenbereich (430 bis 550 nm), der ein hohes Reflexionsvermögen in der Kurve (a) aus Fig. 2 gibt, ziemlich gut mit dem obigen Wellenlängenbereich von 480 bis 550 nm überein; dementsprechend ist die Fähigkeit des Spiegels, Blenden bzw. grelles Licht von den Frontlichtern eines hinterherfahrenden Autos zu verhindern, nicht so hoch wie erwartet.

Ebenfalls in Fig. 1 zeigt eine Kurve (b) die spektrale Reflexionscharakteristik eines mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels, der in der japanischen Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) 2 12 704/1985 offenbart ist, und eine Kurve (c) zeigt die spektrale Reflexionscharakteristik eines mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels, der in der US-Patentschrift 46 73 248 offenbart ist. Diese Kurven haben ungefähr das gleiche Muster wie die Kurve (a). Daher ist es offensichtlich, daß diese reflektierenden Spiegel unzureichende Sichtbarkeit bzw. Sichtbereich und unzureichenden Schutz vor Blenden bzw. grellem Licht, ähnlich zu dem vorher erwähnten in der japanischen Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) 2 12 704/1985 offenbarten reflektierenden Spiegel, haben.

Mittlerweile ist der herkömmliche mehrschichtige zurückreflektierende Spiegel, der in der japanischen Patentanmeldung Kokai (Offenlegung) 47 005/1988 offenbart ist, in der Sichtbarkeit bzw. Sichtbereich und der Blendfreiheit besser, hat jedoch Nachteile darin, daß die Produktivität bzw. Ergiebigkeit niedrig ist, was höhere Kosten nach sich zieht, weil die Zahl der Schichten des dielektrischen Films in der Größe von vier bis acht liegt und die Bildung (Beschichten und Wärmebehandeln) eines lichtabsorbierenden Films in einem von dem Vakuumabscheideschritt für die Bildung des dielektrischen mehrschichtigen Films unterschiedlichen Schritt geschehen muß.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist ein allgemeiner Zweck der vorliegenden Erfindung, die obenerwähnten Probleme eines herkömmlichen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels zu lösen. Ein bestimmter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel mit höherer Sichtbarkeit bzw. Sichtbereich, Blendfreiheit, verzierenden Gesichtspunkten, Produktivität bzw. Ergiebigkeit, Kosten etc. zu schaffen.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel geschaffen, der ein Substrat, einen dielektrischen mehrschichtigen, auf der einen Seite des Substrats ausgebildeten Film und einen auf dem dielektrischen mehrschichtigen Film ausgebildeten Metall- oder Halbleiterfilm enthält, und der dielektrische mehrschichtige Film mindestens eine Schicht aus einem Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 (g ₀ ist die Wellenlänge von einem für Design- bzw. Entwicklungszwecke als Referenzmessung verwendetem Licht) und mindestens eine Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von 0,05 λ ₀ (λ ₀/20 bis 0,4 λ ₀ (2 λ ₀/5) enthält, und die Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex bezüglich der Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex näher am Substrat ist, und die Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex bezüglich der Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex näher an dem Metall- oder Halbleiterfilm ist.

Die Erfindung ist im folgenden kurz beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1(A) bis 1(E) jeweils mit einem vergrößerten Maßstab die Schnittansicht eines wesentlichen Teils von einem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 die spektralen Reflexionscharakteristiken von herkömmlichen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegeln;

Fig. 3 die spektrale Lichtwirksamkeit bzw. Empfindlichkeit bei Dunkeladaption des menschlichen Auges, die spektrale Energiecharakteristik eines Automobilfrontlichts (Halogenlicht) und das Produkt aus diesen beiden Parametern, namentlich die spektrale Energiecharakteristik eines Automobilfrontlichts, wie sie vom menschlichen Auge empfangen wird; und

Fig. 4, 5, 6, 7 und 8 jeweils die spektrale Reflexionscharakteristik eines mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist im folgenden ausführlich beschrieben.

Das bei dem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel der vorliegenden Erfindung verwendete Substrat ist vorzugsweise ein transparentes Substrat, kann aber auch ein nicht transparentes Substrat sein. Das Substrat hat vorzugsweise eine ebene Fläche an beiden Seiten oder eine konvexe oder konkave Fläche an mindestens einer Seite (z. B. eine Plankonkavplatte, eine Plankonvexplatte, eine Konkav-Konvexplatte, eine Doppelkonkavplatte, eine Doppelkonvexplatte). Als das bevorzugte Material für das Substrat werden hier Glas und Plastik erwähnt, aber auch andere Materialien können genau so gut verwendet werden.

Bei dem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel der vorliegenden Erfindung sind an einer Seite des Substrats ein dielektrischer mehrschichtiger Film und auf dem dielektrischen mehrschichtigen Film ein Metall- oder Halbleiterfilm geschaffen.

Der dielektrische mehrschichtige Film wird beschrieben. Dieser dielektrische mehrschichtige Film enthält mindestens eine Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex und mindestens eine Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex. Die Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex ist vorzugsweise aus einem Material mit hohem Brechungsindex mit einem Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 gemacht. Als solch ein Material mit hohem Brechungsindex wird in etwa ein Oxid, sowie SiO, TiO₂, Ta₂O₅, ZrO₂, HfO₂ oder ähnliches, ein Sulfid, sowie ZnS oder ähnliches, oder eine Mischung daraus verwendet. Die Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex ist vorzugsweise aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex mit einem Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 gemacht. Als solch ein Material mit niedrigem Brechungsindex wird in etwa ein Oxid sowie SiO₂, Al₂O₃ oder ähnliches, ein Fluorid sowie MgF₂, CeF₃ oder ähnliches, oder eine Mischung daraus verwendet. Die Brechungsindizes des Materials mit hohem Brechungsindex und des Materials mit niedrigem Brechungsindex sind jedoch nicht auf die obigen Bereiche beschränkt. Zum Beispiel kann Al₂O₃ (Brechungsindex ist = 1,63) oder CeF₃ (Brechungsindex ist = 1,63), die beide oben als Material mit niedrigem Brechungsindex erwähnt worden sind, als Material mit hohem Brechungsindex verwendet werden, solange ein Material mit niedrigem Brechungsindex mit einem Brechungsindex niedriger als 1,63 verwendet wird.

Die optische Dicke der Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex ist beschränkt auf λ ₀/2 (λ ₀ ist die Wellenlänge eines für Design- bzw. Entwurfzwecke verwendeten Lichts) und diejenige der Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex ist beschränkt auf 0,05 bis 0,4 λ ₀. Der Grund für die Beschränkung der optischen Dicke der beiden Schichten auf die obigen Bereiche besteht darin, daß die Beschränkung dem resultierenden reflektierenden Spiegel es erlaubt, eine Reflexionscharakteristik zu haben, die eine hervorragende Unterdrückung bzw. Schutz vor Blendung und hervorragende Sichtbarkeit bzw. Sichtbereich gibt.

Die optische Dicke der Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex ist insbesondere vorzugsweise λ ₀/8 oder λ _o/4. Es ist möglich, eine Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 zu formen, indem eine Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex und einer optischen Dicke von λ ₀/4 und eine andere Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 zusammengefügt werden und aneinander angrenzend geschaffen werden.

Die dem dielektrischen mehrlagigen Film, der den reflektierenden Spiegel der vorliegenden Erfindung bildet, werden die relativen Lagen der Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex und der Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex vorgeschrieben. So ist die Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex näher an dem Substrat geschaffen und die Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex ist näher an dem Metall- oder Halbleiterfilm geschaffen. Der Grund für die Vorschrift der relativen Lagen der beiden Schichten ist jener, daß eine solche Vorschrift es dem resultierenden reflektierenden Spiegel erlaubt, eine Reflexionscharakteristik zu haben, die einen hervorragenden Schutz bzw. Hemmung vor Blendung und eine exzellente Sichtbarkeit bzw. Sichtfeld gibt.

Bei dem mehrlagigen zurückreflektierenden Spiegel der vorliegenden Erfindung kann der dielektische mehrlagige Film aus drei dielektrischen Schichten bestehen, z. B. der obenerwähnten Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex, der obenerwähnten Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex und einer zusätzlichen Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex, die zwischen dem Substrat und der Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex geschaffen ist. Ähnlich zu der oben erwähnten Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex ist diese zusätzliche Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex aus einem Material mit einem Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 gemacht, die z. B aus einem Oxid (z. B. SiO₂, Al₂O₃), einem Fluorid (z. B. MgF₂, CeF₃) oder einer Mischung daraus ausgewählt ist. Diese beiden Schichten aus Material mit niedrigem Brechungsindex haben dieselbe oder verschiedene Brechungsindizes und können daher aus demselben oder aus verschiedenen Materialien gemacht sein.

Die optische Dicke einer zusätzlichen Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex hat keine besondere Beschränkung, ist jedoch vorzugsweise 0,1 bis 3 λ ₀.

Der dielektrische mehrlagige Film kann durch verschiedene Beschichtungsverfahren, einschließlich der physikalischen Beschichtungstechniken wie Aufdampfen, Sputtern und Ionenbelegung (ion plating), chemische Dampfabscheidungstechnik (CVD) und dünnfilmbildende Techniken entsprechend einer mit Verwendung einer organischen Beschichtungslösung gebildet werden.

Als nächstes wird der Metall- oder Halbleiterfilm beschrieben, der auf den dielektrischen mehrlagigen Film des reflektierenden Spiegels der vorliegenden Erfindung geschaffen ist.

Der Metall- oder Halbleiterfilm wirkt als ein reflektierender Film und besitzt einen Reflexionsgrad von vorzugsweise 30% oder mehr, insbesondere vorzugsweise 50 bis 80%. Als solch ein Metall- oder Halbleiterfilm wird ein einziges Metall oder Halbleiter sowie Cr, Ni, Al, Ag, Co, Fe, Si, Ge oder ähnliches verwendet, oder eine Legierung, die mindestens eine von diesen Metallen oder Halbleitern enthält. Beispiele für die Legierung umfassen Inconel (bestehend aus 80 Gew.-% von Nickel, 14 Gew.-% von Chrom und 6 Gew.-% Eisen und daneben eine sehr kleine Menge von Verunreinigungen enthaltend) und Chromel (bestehend aus 80 Gew.-% Nickel und 20 Gew.-% Chrom und daneben eine sehr kleine Menge an Verunreinigungen enthaltend).

Der Metall- oder Halbleiterfilm kann durch dieselben Beschichtungsverfahren, die bei der Bildung des dielektrischen mehrlagigen Films verwendet werden, geformt werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden mittels Beispielen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in keiner Weise durch diese Beispiele eingeschränkt.

Beispiel 1

Fig. 1(A) zeigt mit einem vergrößerten Maßstab die Schnittansicht eines wesentlichen Teils des mehrlagigen zurückreflektierenden Spiegels der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1(A) ist 1 ein Glassubstrat, 2 eine Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex (eine 2 H-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 (in diesem Beispiel ist λ ₀, das die Wellenlänge eines für Design- bzw. Entwurfzwecke als Referenzspannung verwendeten Lichts ist 540 nm und entsprechend ist λ ₀/2 270 nm) und aus TiO₂ mit einem Brechungsindex von 2,30 hergestellt, 3 eine Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex (eine L-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (135 nm) und aus MgF₂ mit einem Brechungsindex von 1,38 gemacht, und 4 ein Chromfilm. Das heißt, in dem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel aus diesem Beispiel ist auf einer Seite des Glassubstrats ein mehrschichtiger, aus der 2 H-Schicht, der L-Schicht und der Chrom-Schicht, in dieser Reihenfolge, bestehender Film ausgebildet, wobei die 2 H-Schicht sich am nächsten am Glassubstrat befindet. Die spektrale Reflexionscharakteristik von diesem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel ist in Fig. 4 gezeigt. Wie aus Abb. 4 klar ist, ist der mehrschichtige zurückreflektierende Spiegel aus diesem Beispiel, verglichen mit dem herkömmlichen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel, in der Blendfreiheit überlegen, weil er eine niedrige Reflektivität in einem Wellenlängenbereich von 480 bis 550 nm besitzt, wo das Produkt der spektralen Lichtwirksamkeit bzw. Empfindlichkeit bei Dunkeladaption des menschlichen Auges und die spektrale Energiecharakteristik eines Automobilfrontlichts hoch ist, und ist zudem überlegen in der Sichtbarkeit bzw. Sichtbereich, da er hohe Reflektivitäten im blauen (430 bis 480 nm) und roten (580 bis 700 nm) Wellenlängenbereichen hat, wo die Empfindlichkeit des menschlichen Auges in bezug auf die Helligkeit niedrig ist.

Beispiel 2

Fig. 1(B) zeigt mit einem vergrößerten Maßstab die Schnittansicht eines wesentlichen Teils anderer mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1(B) ist 11 ein Glassubstrat, 12 eine aus einem Material mit hohem Brechungsindex (eine 2 H-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 (in diesem Beispiel ist λ ₀ (das ist die Wellenlänge eines für Design- bzw. Entwurfzwecke als Referenzmessung verwendeten Lichts) (600 nm und dementsprechend λ ₀/2 300 nm) und aus TiO₂ mit einem Brechungsindex von 2,30 hergestellte Schicht, 13 eine aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex (eine L/2-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/8 (75 nm) und aus SiO₂ und einem Brechungsindex von 1,46 hergestellte Schicht, und 14 ein Cr Film. Das heißt bei dem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel aus diesem Beispiel ist auf einer Seite des Glassubstrats ein mehrschichtiger, aus der 2 H-Schicht, der L/2-Schicht und der Chrom-Schicht, in dieser Reihenfolge, bestehender Film geformt, wobei die 2 H-Schicht sich am nächsten am Substrat befindet.

Wie aus Fig. 5 klar ist, zeigt der mehrschichtige zurückreflektierende Spiegel aus diesem Beispiel eine spektrale Reflexionscharakteristik ähnlich zu der eines mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels aus Beispiel 1 und ist dementsprechend in der Blendfreiheit und Sichtbarkeit bzw. Sichtbereich besser.

Beispiel 3

Fig. 1(C) zeigt mit einem vergrößerten Maßstab die Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines anderen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1(C) ist 21 ein Glassubstrat, 22 eine aus Material mit niedrigem Brechungsindex (eine L₁-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (in diesem Beispiel ist λ ₀ (das die Wellenlänge eines für Design bzw. Entwurfzwecke als Referenzmessung verwendeten Lichts ist) 540 nm und dementsprechend ist λ ₀/4 135 nm) und aus SiO₂ mit einem Brechungsindex von 1,46 hergestellte Schicht, 23 eine aus Material mit hohem Brechungsindex (eine 2 H-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 (270 nm) und aus TiO₂ mit einem Brechungsindex von 2,30 hergestellte Schicht, 24 eine aus Material mit niedrigem Brechungsindex (eine L₂-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (135 nm) und aus MgF₂ mit einem Brechungsindex von 1,38 hergestellte Schicht, und 25 ein Ge Film. Das heißt, bei dem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel aus diesem Beispiel ist auf einer Seite des Glassubstrats ein mehrschichtiger, der L₁-Schicht, der 2 H-Schicht, der L₂-Schicht und dem Germanium-Film, in dieser Reihenfolge, bestehender Film geformt, wobei die L₁-Schicht sich am nächsten zum Substrat befindet.

Wie aus Fig. 6 klar ist, zeigt der mehrschichtige zurückreflektierende Film aus diesem Beispiel eine spektrale Reflexionscharakteristik ähnlich zu der eines mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels aus Beispiel 1 und ist dementsprechend besser in der Blendfreiheit und im Sichtbereich.

Beispiel 4

Fig. 1(D) zeigt mit einem vergrößerten Maßstab die Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines anderen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1(D) ist 31 ein Glassubstrat, 32 eine Schicht mit hohem Brechungsindex (eine H₁-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (in diesem Beispiel ist λ ₀ (das die Wellenlänge von einem für Design- bzw. Entwurfzwecke als Referenzmessung verwendetes Lichts ist) 540 nm und dementsprechend ist λ ₀/4 135 nm) und aus TiO₂ mit einem Brechungsindex von 2,30 hergestellt, 33 eine aus Material mit hohem Brechungsindex (eine H₂-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (135 nm) und aus ZrO₂ mit einem Brechungsindex von 2,05 hergestellte Schicht, 34 eine aus Material mit einem niedrigen Brechungsindex (eine L-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (135 nm) und aus SiO₂ mit einem Brechungsindex von 1,46 hergestellte Schicht, und 35 ein Cr Film. Das heißt, in dem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel aus diesem Beispiel ist auf einer Seite des Glassubstrats ein mehrschichtiger, aus der H₁-Schicht, der H₂-Schicht, der L-Schicht und der Chrom-Schicht, in dieser Reihenfolge, bestehender Film gebildet, wobei die H₁-Schicht sich am nächsten zum Substrat befindet (eine Filmschicht mit hohem Brechungsindex, z. B. eine 2 H-Schicht mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 ist durch die H₁-Schicht und die H₂-Schicht geformt).

Wie aus Fig. 7 klar ist, zeigt der mehrschichtige zurückreflektierende Spiegel aus diesem Beispiel eine spektrale Reflexionscharakteristik ähnlich zu der eines mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels aus Beispiel 1 und ist dementsprechend besser in der Blendfreiheit und Sichtbarkeit.

Beispiel 5

Fig. 1(E) zeigt mit einem vergrößerten Maßstab die Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines anderen mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels der vorliegenden Erfindung. In Fig. 1(E) ist 41 ein Glassubstrat, 42 eine Schicht aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex (eine L₁-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (in diesem Beispiel ist λ ₀ (das die Wellenlänge eines für Design- bzw. Entwurfzwecke als Referenzmessung verwendeten Lichts ist) 600 nm und dementsprechend ist λ ₀/4 150 nm) und aus SiO₂ mit einem Brechungsindex von 1,46 hergestellt, 43 ist eine Schicht aus einem Material mit hohem Brechungsindex (eine H₁-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (150 nm) und aus TiO₂ mit einem Brechungsindex von 2,30 hergestellt, 44 eine Schicht aus einem Material mit hohem Brechungsindex (eine H₂-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 (150 nm) und aus ZrO₂ mit einem Brechungsindex von 2,05 hergestellt, 45 ist eine Schicht aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex (eine L₂/2-Schicht) mit einer optischen Dicke von λ ₀/8 (75 nm) und aus MgF₂ mit einem Brechungsindex von 1,38 hergestellt, und 46 ein Cr Film. Das heißt, in dem mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel aus diesem Beispiel ist auf einer Seite des Glassubstrats ein mehrschichtiger, aus der L₁-Schicht, der H₁-Schicht, der H₂-Schicht, der L₂/2-Schicht und dem Chrom-Film, in dieser Reihenfolge, bestehende Schicht gebildet, wobei die L₁-Schicht sich am nächsten zum Substrat befindet (eine Filmschicht mit hohem Brechungsindex, z. B. eine 2 H-Schicht mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 wird durch die H₁-Schicht und die H₂-Schicht gebildet).

Wie aus Fig. 8 klar ist, zeigt der mehrschichtige zurückreflektierende Spiegel aus diesem Beispiel eine spektrale Reflexionscharakteristik ähnlich zu der eines mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels aus dem Beispiel 1 und ist dementsprechend besser in der Blendfreiheit und Sichtbarkeit.

Wie aus den Fig. 4 bis 8 klar ist, haben die mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegel der Beispiele 1 bis 5 einen zusätzlichen Vorteil im Unterdrücken der Reflexion von unerwünschtem und schädlichem ultravioletten Licht.

In den obigen Beispielen 1 bis 5 sind verschiedene mehrschichtige zurückreflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung erläutert worden. Dieselbe spektrale Reflexionscharakteristik kann erhalten werden, wenn in jedem der Beispiele 1 bis 3 die 2 H-Schicht des dielektrischen mehrschichtigen Films durch eine H₁-Schicht/eine H₂-Schicht oder eine H₂-Schicht / eine H₁-Schicht ersetzt wird. Dieselbe spektrale Reflexionscharakteristik kann auch erhalten werden, wenn in jedem der Beispiele 4 und 5 die H₁-Schicht/die H₂-Schicht des dielektrischen mehrschichtigen Films durch die H₂-Schicht/die H₁-Schicht (die Reihenfolge der H₁-Schicht und der H₂-Schicht ist umgekehrt) ersetzt wird.

Dieselbe spektrale Reflexionscharakteristik kann erhalten werden, wenn in jedem der Beispiele 1 bis 5 jede Schicht des dielektrischen mehrschichtigen Films durch einen äquivalenten Film ersetzt wird.

Eine äquivalente spektrale Reflexionscharakteristik kann erhalten werden, wenn das Glassubstrat durch ein Kunststoffsubstrat ersetzt wird.

Ein zurückreflektierender Spiegel hat solch eine Natur, daß er nicht nur den Lichtfluß, der von seiner Rückseite zum Aufbau eines gewünschten Bildes reflektiert wird, sondern auch eine Reflexion von der Vorderseite, die unnötig für den Aufbau dieses Bildes ist, schafft. Im Falle von senkrechtem Einfall werden ungefähr 4% des einfallenden Lichts von der Vorderseite des Spiegels reflektiert werden. Um das Auftreten einer solchen unerwünschten Reflexion zu vermeiden, kann es wirkungsvoll sein, auf der Vorderseite des mehrschichtigen zurückreflektierenden Spiegels der vorliegenden Erfindung einen Antireflexionsfilm zu schaffen.

Der mehrschichtige zurückreflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung hat die folgenden technischen Vorteile.

1. Der Spiegel hat einen großen Grad an Blendfreiheit.
Der reflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung hat, wie aus den Fig. 4 bis 8 klar ist, eine niedrige Reflektivität in einem Wellenlängenbereich von 480 bis 550 nm, wo das P (λ) × V′ (λ) einen hohen Wert hat, wie in Kurve (3) von Fig. 3 zu sehen ist. Dementsprechend hat der reflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung einen großen Grad an Blendfreiheit.
2. Der Spiegel hat eine bessere Sichtbarkeit.
Wie in den Fig. 4 bis 8 gezeigt ist, hat der reflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung eine niedrige Reflektivität in einem Wellenlängenbereich, wo Blendfreiheit erforderlich ist und eine hohe Reflektivität in anderen Wellenlängenbereichen. Daher ist bei dem reflektierenden Spiegel der vorliegenden Erfindung eine bessere Sichtbarkeit sichergestellt.
Der reflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung hat einen zusätzlichen Vorteil einer verbesserten Farbunterscheidbarkeit (verbesserter Farbkontrast), weil der reflektierende Spiegel so gestaltet ist, daß er eine niedrigere Reflektivität in dem grünen (490 bis 580 nm) Bereich hat (wo eine größere visuelle Wahrnehmung in bezug auf die Helligkeit auftritt) als in blauen (400 bis 480 nm) und roten (590 bis 700 nm) Bereichen, und daher diese Farben mit niedrigerer Helligkeit empfindlicher gemacht werden.
3. Der Spiegel ist besser in einem verzierenden und modischen Hinblick.
Als ein Ergebnis der obenerwähnten Durchführungen zur Verbesserung des Grades an Blendfreiheit und der Höhe an Sichtbarkeit erzeugt der reflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung eine reflektiertes Licht mit einer etwas rötlichen (magenta) Tönung. Diese rötliche Tönung verleiht dem Spiegel ein Gefühl von hoher Qualität, und ermöglicht daher ihn deutlich von anderen reflektierenden Spiegeln auf dem Markt zu unterscheiden.
4. Der Spiegel ist besser in der Produktivität bzw. Ertragsfähigkeit und Kosten.
Der reflektierende Spiegel der vorliegenden Erfindung hat solche Vorteile in seiner Herstellung, daß die Zahl der Schichten des zu formenden, dielektrischen mehrschichtigen Films klein ist und darüber hinaus der dielektrische mehrschichtige Film und der Metall- oder Halbleiterfilm mit dem gleichen Verfahren gebildet werden können. Deshalb ist der reflektierende Spiegel in Produktivität bzw. Ertragsfähigkeit und Kosten besser, abweichend von den in der japanischen Patenanmeldung Kokai (Offenlegung) 74 005/1985 offengelegten reflektierenden Spiegeln, bei denen die Zahl der Schichten des zu formenden, mehrschichtigen Films groß ist und darüber hinaus bei der Bildung des lichtabsorbierenden Films eine Beschichtung und Wärmebehandlung erforderlich ist.
Daher wird entsprechend der vorliegenden Erfindung ein mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel mit verschiedenen Vorteilen in der Blendfreiheit, Sichtbarkeit, verzierender Hinsicht, Auslöschung von schädlichem Licht etc. trotz der geringen Zahl von Schichten in dem dielektrischen mehrschichtigen Film geschaffen.

Claims

1. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel, der ein Substrat, einen auf einer Seite des Substrats gebildeten dielektrischen mehrschichtigen Film und einen auf dem dielektrischen mehrschichtigen Film gebildeten Metall- oder Halbleiterfilm enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische mehrschichtige Film mindestens eine Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 (λ ₀ ist die Wellenlänge von einem für Design-Entwurfszwecke als Referenzmessung verwendeten Lichts) und mindestens eine Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von 0,05 bis 0,4 λ ₀ enthält, sich die Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex relativ zu der Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex näher an dem Substrat befindet, und sich die Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex relativ zu der Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex näher an dem Metall- oder Halbleiterfilm befindet.

2. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex aus einem Material mit hohem Brechungsindex mit einem Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 gemacht ist.

3. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit hohem Brechungsindex mindestens ein aus der aus SiO, TiO₂, Ta₂O₅, ZrO₂, HfO₂ und ZnS bestehenden Gruppe ausgewähltes Mitglied ist.

4. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex mit einem Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 gemacht ist.

5. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Material mit niedrigem Brechungsindex mindestens ein aus der aus SiO₂, Al₂O₃, MgF₂ und CeF₃ bestehenden Gruppe ausgewähltes Mitglied ist.

6. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex aus Al₂O₃ und/oder CeF₃ und die Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex aus einem Material mit einem niedrigeren Brechungsindex als demjenigen von Al₂O₃ und CeF₃ gemacht ist.

7. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Dicke der Schicht aus Material mit niedrigem Brechungsindex λ ₀/8 oder λ ₀/4 ist.

8. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische mehrschichtige Film eine andere Schicht als Material mit niedrigem Brechungsindex zwischen dem Substrat und der Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex hat.

9. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ ₀/2 aus einer Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von λ ₀/4 und einer weiteren angrenzend vorgesehenen Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex mit einer optischen Dicke von g ₀/4 besteht.

10. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall- oder Halbleiterfilm eine Reflektivität von 30% oder mehr hat.

11. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall- oder Halbleiterfilm aus einem einzigen aus der aus Cr, Ni, Al, Ag, Co, Fe, Si und Ge bestehenden Gruppe ausgewählten Metall oder Halbleiter gemacht ist.

12. Mehrschichtiger zurückreflektierender Spiegel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Metall- oder Halbleiterfilm aus einer Legierung gemacht ist, die mindestens ein aus der aus Cr, Ni, Al, Ag, Co, Fe, Si und Ge bestehenden Gruppe ausgewähltes Metall oder Halbleiter enthält.