JP2008510186A

JP2008510186A - Ｌｃｄミラーシステム及び方法

Info

Publication number: JP2008510186A
Application number: JP2007525757A
Authority: JP
Inventors: クリスコ、アネット、ジェイ．; プァフ、ゲイリー、エル．
Original assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Current assignee: Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2005-08-10
Publication date: 2008-04-03
Also published as: US20060033867A1; WO2006020697A3; CA2575586A1; EP1779155A2; WO2006020697A2

Abstract

本発明の実施形態は、第１表面と第２表面とを有する基材を含むミラーを有するＬＣＤを含む。基材は、１つ以上のダイクロイックミラーコーティングを担持してもよく、ＬＣＤ又はミラーは、第１表面側から選択的に目視可能であってもよい。本発明の実施形態は、また、ＬＣＤミラーの製造及び使用方法も含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶ディスプレイに関する。更に、本発明は、液晶ディスプレイの電源オフ時に動作可能なミラーとして機能するダイクロイックミラーを含む液晶ディスプレイに関する。

市場において、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような電子機器を隠蔽するオプションを設けるという傾向がある。１つのそのような隠蔽オプションは、ミラーの背後に隠蔽され、電源のオン・オフによって選択的に目視可能なＬＣＤを提供するものである。

残念なことに、現在入手可能な製品では、ＬＣＤの電源遮断時に、理想的なミラータイプの画像は得られず、及び／又はＬＣＤの電源投入時に、ＬＣＤ画像がミラーを通って鮮明に透過されない。

本発明の実施形態は、第１表面と第２表面とを有し、１つ以上のダイクロイックミラーコーティングを担持する基材を含むミラーを含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であって、ＬＣＤ又はミラーが、第１表面側から選択的に目視可能であるＬＣＤを含む。本発明のその他の実施形態は、第１表面と第２表面とを有し、ベース層と金属酸化物フィルム層と１つ以上の機能コーティングとを含む１つ以上のダイクロイックミラーコーティングを担持する基材を含むミラーを含むＬＣＤを含む。本発明の実施形態は、また、ＬＣＤを製造する方法も含む。そのような実施形態は、ＬＣＤの電源遮断時に高品質ミラーを提供し、ＬＣＤの電源投入時に高品質画像を提供するのに有用である。

本発明は、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示されているように、ダイクロイックミラーコーティング４と、ＬＣＤ６と、任意的に、１つ以上の機能コーティング７とを含む液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ミラー２を提供する。ダイクロイックコーティング４は、驚くほど有利なＬＣＤ製品用ミラーをもたらす。標準ミラー用反射フィルムとして、クロム又は銀のような反射性金属を用いてもよいが、ダイクロイックミラーには、一般的に、２つの隣接するフィルム、又は異なる屈折率を有する材料のフィルムが用いられ、これらのフィルムの界面で反射が起こる。ダイクロイックミラーについては、米国特許第６，２９２，３０２号において説明されており、その内容はここに参照することにより組み込まれている。そのようなミラーであれば、ＬＣＤの電源遮断時に、望ましいミラータイプの画像が得られ、ＬＣＤの電源投入時に、ＬＣＤ画像がミラーを通って鮮明に透過される。

ＬＣＤミラー２は、基材１０を含む。様々な基材が、本発明における使用に適している。様々な実施形態において、基材１０は、概ね又は実質的に対向する、外側面１２（ここで、第１表面と呼ばれることもある）と内側面１４（ここで、第２表面と呼ばれることもある）とを有するシート状基材である。基材の第１及び第２表面は、一般に、主表面である。（以下の説明における「内側」及び「外側」面の名称は、ある程度任意のものである。但し、ほとんどの状況において、外側面は、それが、汚れ、水等に接触する可能性がある周囲環境に曝されるであろうことを前提とする。）

多くの実施形態において、基材は、透明材料シート（すなわち、透明シート）である。しかし、基材は透明である必要はない。とは言え、ほとんどの用途について、基材は、ガラス又はクリアプラスチックのような透明（又は、少なくとも半透明の）材料を含むであろう。例えば、様々な実施形態において、基材１０はガラス板である。様々な公知のタイプのガラスを用いることができ、多くの場合において、ソーダ石灰ガラスが用いられることが見込まれる。

ダイクロイックミラーコーティング４は、図１（ｂ）に示されているように、基材１０の第１表面１２上に担持されても、図１（ａ）に示されているように、第２表面１４上に担持されてもよい。図３に示されているように、ダイクロイックミラーコーティング４は、基材１０上に設けられたベースフィルム１５を含んでもよい。ベースフィルム１５は、ミラー全体の反射率を向上させ、反射率に関して色の中性を望ましく得るための、色の調整の余地を与えてもよい。１つの有用な実施形態において、ベースフィルム１５は、酸素含有雰囲気において、亜鉛ターゲットからガラス上にスパッタされた酸化亜鉛を含む。別の実施形態においては、ベースフィルム１５は、その代わりに、窒素含有雰囲気において、ケイ素ターゲットからガラス上にスパッタされた窒化ケイ素を含む。ケイ素ターゲットは、言うまでもなく、少量のアルミニウム又は別の導電性材料を含むことができる。

ベースフィルム１５の上に、金属酸化物フィルム１６、次いで、酸化可能元素含有フィルム１８、そして次に、任意のオーバーコート１９がスパッタされる。隣接フィルム対として示されているフィルム１６及び１８の屈折率が充分に本質的に異なるため、これら２つのフィルムの間の界面２１は反射表面となる。これらの屈折率は、様々な実施形態において、少なくとも０．２（すなわち、少なくとも約１０％）異なり、幾つかの実施形態において、少なくとも約０．４（すなわち、少なくとも約２０％）異なる。任意のフィルム１９の主要な目的は、フィルム１８が高温に曝された場合に酸化されるのを防ぐことである。フィルム１８の酸化はミラーの反射性を大幅に低下させるため、このフィルムが酸化しないようにしなければならない。

ベースフィルム１５は、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、窒化ケイ素、酸化ビスマス、酸化アルミニウム、及びこれら金属の合金の酸化物又は窒化物を含むあらゆる誘電材料からなっていてもよい。酸化亜鉛及び酸化亜鉛／スズのような亜鉛合金の酸化物が、かなり大きな厚さにスパッタするのが一般に容易く、比較的安価であるという点で有用である。しかし、１つの実施形態においては、ベースフィルム１５は、窒化ケイ素からなる。窒化ケイ素ベースコートは、ガラス基材表面上に（例えば、そのような表面を清浄化した後で）、フォン・アルデン・コーティング・テクノロジー（ＶｏｎＡｒｄｅｎｎｅＣｏａｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（米国カリフォルニア州、フェアフィールド）又はレイボルド・バキューム（ＬｅｙｂｏｌｄＶａｃｕｕｍ）（ドイツ国、ケルン）から市販されているタイプのマグネトロンスパッタリング装置を用いて、スパッタされ得る。

ベースフィルム１５が酸化亜鉛から形成される場合、それは、酸素ガスを含有する反応性雰囲気において、金属亜鉛ターゲットを用いて付されてもよい。本発明の様々な実施形態において、約８００オングストロームから約１，３００オングストロームの範囲の厚さを有する酸化亜鉛が用いられ、約１，０９５オングストロームの厚さを有する酸化亜鉛フィルムが、許容可能な結果をもたらしている。その他の実施形態においては、その代わりに、窒化ケイ素が用いられる。このベースフィルム１５は、窒素ガスを含有する反応性雰囲気において、ケイ素ターゲットを用いて付され得る。約５０オングストロームから約１，５００オングストロームの範囲の厚さを有する窒化ケイ素を用いてもよい。

本発明の様々な実施形態において、フィルム１５とは異なるものであり、一般に、ベースフィルム１５と共に、本質的に異なる屈折率を有する隣接フィルム対を構成するフィルム１６は、チタン、亜鉛、ニオブ、スズ、及びビスマスのような金属の酸化物を含み、多くの実施形態において酸化チタンが用いられる。このフィルムにおけるヘイズの形成を阻害するため、このフィルムに、少量の、不純物と考えられるかもしれない他の材料を混合することは任意である。この目的のために窒素を用いてもよく、窒素は、少量の窒素、すなわち、約１０モルパーセント以下の窒素を含む雰囲気においてそのフィルムの金属をスパッタすることによって、酸化物フィルムに容易に混合される。このようにして、少量の窒素を含有する酸化チタンフィルムを、反応性ガスとして比較的大量の酸素及び比較的少量の窒素を含有する雰囲気において、チタンターゲットをスパッタすることによって作成することができる。ターゲットは、酸素について準化学量論的である酸化チタンからなることが望ましい。このタイプのターゲットについては、１９９７年７月１７日に公開された国際出願ＷＯ９７／２５４５１において説明されており、その教示はここに参照することにより組み込まれている。この場合、ターゲットは、酸素が欠乏しており、酸素含有化合物を含有しない、アルゴンのような雰囲気において、ターゲットベース上にＴｉＯ₂をプラズマ噴霧することによって作成される。マグネトロンスパッタリング工程において用いられる場合、このターゲット（すなわち、高割合チタニアターゲット）は、高電力レベルで動作可能であり、それによって、酸化チタンが、迅速に、そしてそれゆえ経済的にガラス基材上に堆積される。

酸素と窒素又はその他の反応性ガスの相対量は、フィルム１６が、何らかの熱処理の間、ヘイズが形成されることを阻害するのに充分な、比率が大きい方の金属酸化物と、比率が小さい方の別の材料（例えば、所望の化合物）とを含有するよう、任意的に調整され得る。例えば、窒素は、（酸化チタン結晶において）格子間に（粒界に）若しくは置換的に、又はその両様式で組み込まれ得ると考えられている。幾つかの実施形態において、他の材料が供給される場合、その材料（この例においては、酸素及び／又はチタンに結合した窒素）の（酸化チタンに例示される）金属酸化物に対するモル比は、約０．００１から約０．１の範囲である。フィルム１６は、都合のよい厚さのものであり得るが、様々な実施形態において、約１００から約５００オングストロームの範囲の厚さを有する。

様々な実施形態において、図２のフィルム１６に隣接する（すなわち、接触している）のは、金属又はケイ素のような半金属を含むフィルム１８であり、フィルム１６及び１８は、本質的に異なる屈折率を有する隣接フィルム対を構成することによって反射界面２１を作る。そのような金属及び非金属は、酸化可能である傾向があるものであり、ケイ素、ニオブ、アルミニウム、ニッケル、クロム、及びそれらの合金又はその他の化合物からなる群から選択されてもよく、ケイ素は、本発明の多くの実施形態において用いられ、フィルム１８は、多くの実施形態において約１．３以上、幾つかの実施形態において少なくとも３．０の屈折率を有する。フィルム１８及び反射性に寄与するその他のフィルムは、一般に、それらの空乏層の厚さを超える厚さのもの、すなわち、更に厚さが増しても屈折率が実質的に変化しないような充分な厚さのものでなければならない。幾つかの実施形態において、フィルム１８は、５０オングストローム以上、３００オングストローム以下の厚さを有する。この層の厚さは、少なくとも部分的に、それより下の層１５及び１６の厚さに依存するであろう。例えば、ベースフィルム１５が約１，１００オングストロームで付されたＺｎＯを含み、フィルム１６が約２７０オングストロームのＴｉＯ₂である場合、約５０から１５０オングストロームのケイ素で申し分ないことが分かっており、ベースフィルム１５がおよそ１，１５０オングストロームであり、次の層１６内のチタニアが約２３０オングストロームに減少した場合、（例えば、ケイ素層であり得る）フィルム１８は、１７５から２７５オングストロームに増加させることが好ましい。

幾つかの実施形態において、ダイクロイックミラーコーティング４は、フィルム１８の上を覆って（又は、任意のオーバーコート１９の上を覆って）堆積させた（図示せず）反射率向上フィルムを含んでもよい。そのようなフィルムは、ミラーの反射率を増大させ、それでも、ＬＣＤの電源投入時に、ＬＣＤ画像がコーティングを通って透過されることを可能にするのに有用である。更に、このフィルムは、ミラーが反射した色を自然な色にするのに役立ち得る。反射率向上フィルムは、ミラーの反射率を増大させ、所望により、ＬＣＤ画像が透過されることを可能にするあらゆる材料を含んでもよい。幾つかの実施形態において、反射率向上フィルムは、ニオブ？チタンを含む。ニオブ？チタン材料は、少なくとも多少のニオブと少なくとも多少のチタンとを含むあらゆる化合物であり得る。様々な実施形態において、この性質のフィルムは、その全内容がここに参照することにより組み込まれている、米国特許出願１０／１２３，０３２に記載の何れかの方法によって堆積させることができる。

得られるダイクロイックミラーは、一般に、少なくとも１０％、様々な実施形態においては少なくとも１５％（例えば、約１６％以上、約２０％以下）の透過率と、少なくとも４５％、様々な実施形態においては少なくとも５５％（例えば、約５６％以上、約６０％以下）のフィルム側透過率とを呈するであろう。このミラーは、約１％以下、様々な実施形態においては０．５％以下のヘイズを呈する。

そのようなダイクロイックミラーは、ＬＣＤ６と共に用いられる場合、時に有利である。そのようなミラーは、ＬＣＤが用いられない場合、高品質なミラー像を供給する。ＬＣＤ６の電源投入時、ダイクロイックミラーは、ミラーの反射側から見ることができる鮮明で明るい画像を透過する。ダイクロイックミラーは、ＬＣＤ６と共に用いられるその他のタイプのミラーに対して、驚くべき利点をもたらす。その理由は、それが、その他のタイプのミラー（例えば、従来の銀裏打ちミラー）に対して、優れた選択的反射率及び透過率特性をもたらすからである。本発明は、あらゆるＬＣＤと共に用いることができ、ＬＣＤは、あらゆる好適な方法によって、ミラーに機能的に連結され得る。

以下に、ＬＣＤについての一般論を述べるが、用いてもよいＬＣＤの範囲を制限するものではない。最も単純な形態において、ＬＣＤは、ミラーと、底面側に偏光フィルム、上面に、例えば、酸化インジウムスズを含む共通電極面を備えた１枚のガラスとを含む。共通電極面は、ＬＣＤの全領域を覆ってもよい。ＬＣＤは、また、液晶材料の層も含む。次の層は、底面上に矩形形状の電極、上面には、最初の偏光フィルムに対して直角に別の偏光フィルムを備えたもう１枚のガラスであってもよい。

電極は、電池のような電源に接続されている。電流がない場合、ＬＣＤの正面から入射する光は、単にミラーを打ってはね返るであろう。電源が電極に電流を供給すると、コモンプレーン（共通面）電極と矩形形状の電極の間の液晶は、捩れが解け、その領域における光の通過を阻止する。ＬＣＤは、その矩形を黒色領域として表示する。

この単純なＬＣＤは、液晶材料がそれ自体、光を発しないため、外付けの光源を必要とする。小型で安価なＬＣＤは、反射型であることが多く、これは、それらが、何かを表示するために、外付けの光源からの光を反射する必要があることを意味する。例えば、ＬＣＤ時計においては、小電極が液晶を帯電させ、各層の捩れを解く結果、光が偏光フィルムを透過しないところに数字が現れる。

多くのコンピューターディスプレイは、ＬＣＤの上部、側部、及び時に背後の、内蔵蛍光管を用いて点灯される。ＬＣＤの背後の白色拡散パネルは、光の方向を変え、光を均等に散乱させて均質な表示を確保してもよい。この光のほとんどは、フィルター、液晶層、及び電極層を通る途中で失われる可能性がある。

コモンプレーン（共通面）に基づくＬＣＤは、同じ情報を反復的に表示する必要がある単純なディスプレイに適している。そのような装置における電極配列としては、六角棒形状が最も一般的であるが、ほとんど全ての形状が可能である。

パッシブマトリックスとアクティブマトリックスが、より高度なＬＣＤシステムにおいて用いられる２つの主要なＬＣＤのタイプである。パッシブマトリックスＬＣＤは、単純なグリッドを用いて、ディスプレイ上の特定の画素に電荷を供給する。グリッドは、ガラス板のような２つの基材を含んでもよい。一方の基材には、酸化インジウムスズのような透明導電性材料から作られるカラム（行）、そして他方には、その材料から作られるロウ（列）が与えられる。ロウ（列）又はカラム（行）は、いつ電荷が特定のカラム（行）又はロウ（列）を下って送られるかを制御する集積回路に接続される。液晶材料は、２つのガラス基材の間に挟まれ、偏光フィルムが、各基材の外側の面に付加される。画素に電源を投入するため、集積回路は、一方の基材の正しいカラム（行）及び他方の基材の正しいロウ（列）上で作動する接地を下って電荷を送る。これらのロウ（列）とカラム（行）は、指定の画素で交差し、それによって、電圧が送り出されてその画素の液晶の捩れが解ける。

アクティブマトリックスＬＣＤは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含んでもよい。一般に、ＴＦＴは、小型のスイッチングトランジスタ及びコンデンサである。これらは、ガラス基材上に、マトリックス配列される。特定の画素を処理するために、適切なロウ（列）に電源が供給され、その後、電荷が、正しいカラム（行）を下って送られる。そのカラム（行）が交差するその他の全てのロウ（列）は電源遮断されているので、指定の画素におけるコンデンサのみが電荷を受ける。コンデンサは、次の更新周期までこの電荷を保持することができる。結晶に供給された電圧量が慎重に制御されるのであれば、それによって、捩れは、多少の光を通すに足る程度だけ解けるであろう。非常に正確な、非常に少しずつの増加量でこれを行うことにより、ＬＣＤは、グレースケールを作成することができる。今日のほとんどのディスプレイは、１画素につき２５６レベルの輝度を提供する。

カラー表示可能なＬＣＤは、各色画素を作成するための赤色、緑色及び青色フィルターを備えた３つの副画素を含んでもよい。慎重な制御と印加電圧を変化させることによって、各副画素の強度は、２５６階調に渡って変化し得る。副画素を組み合わせることにより、１６，８００，０００色が生成される可能性がある（２５６階調の赤(２５６階調の緑(２５６階調の青）。

ＬＣＤ技術は、常に発展している。今日のＬＣＤは、スーパーツイステッドネマチック（ＳＴＮ）、デュアルスキャンツイステッドネマチック（ＤＳＴＮ）、強誘電性液晶（ＦＬＣ）及び表面安定化強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）を含む数種の液晶技術を用いており、それらの全ては、本発明と両立可能である。

本発明のＬＣＤミラー２は、また、広告する方法にもよく適している。そのような方法において、静止画及び／又は動画を含む広告画像は、ＬＣＤミラー２を通って表示されてもよい。広告画像は、１つ以上の商品及び／又はサービスの販売促進（例えば、販売）をすることが意図されたあらゆる画像である。ＬＣＤミラー２は、所望の人数の人々が広告を見ることを可能にするであろう、公衆のコンコース、エレベーターロビー、又はトイレのような比較的交通量の多い領域に設置されてもよい。

幾つかの実施形態において、ＬＣＤミラーは、図１（ａ）、図４及び図５に示されているように、１つ以上の機能コーティング７を備える。機能コーティング７を含むことは、ダイクロイックミラーコーティング４が、基材１０の第２表面１４上に担持される場合に特に好適である。機能コーティング７は、水をシート状にする特性及び／又は自浄特性（例えば、親水性及び／又は光活性）をもたらしてもよい。ＬＣＤミラーのそのような実施形態は、ＬＣＤミラーが、トイレにおけるように、水及び／又は有機汚染物質に接触するであろう環境において用いられることになる用途に、特に望ましい場合がある。

ガラス表面は、様々な様式で「汚れ」、又は「汚損し」得る。ガラスが汚れを集積し得る２つの主要な様式は、ガラス表面上の水の作用に関係する。まず第一に、水は、それ自体、ガラスの表面上に汚れ、無機物等を堆積させ、又は集積し得る。ガラス上に付着する汚れた水は、乾燥すると、取り込んでいた、又は溶解していた汚れをガラス上に残すであろうことは明白である。比較的清浄な水がガラスの外側表面上に付着する場合でも、ガラス上にある水滴はそれぞれ、乾燥するにつれて、埃及びその他空気中の粒子を集積する傾向があるであろう。水に溶解するこれらの粒子及びあらゆるその他の化学物質は、時間と共により濃縮されて、ガラス表面上に特有の染み又はリング形の乾燥跡を残すであろう。

水が、ガラス表面の外観を汚損された、又は魅力のないものにする傾向がある２つ目の様式は、ガラス表面そのものへの破壊作用に関連している。たとえ比較的清浄な水であっても、その水滴は、ガラス表面にある時、ガラスからアルカリ成分を浸出させ始めるであろう。典型的なソーダ石灰ガラスに関しては、ソーダ及び石灰がガラスから浸出されて、水滴のｐＨを上昇させるであろう。ｐＨが上昇するにつれて、ガラス表面上の破壊作用が、より攻撃的になるであろう。その結果、乾燥していく水滴の下にあるガラスは、水滴が完全に乾燥する時までに、少し粗面化するであろう。更に、ガラスから浸出されたアルカリ成分は、リング形の乾燥跡として、ガラス表面上に再び堆積されるであろう。この乾燥したアルカリ性材料は、ガラスの外観を損ねるだけでなく、ガラス表面が再び湿った時、溶液中に返り、ガラス表面上で、次の水滴のｐＨを急速に上昇させて融合するであろう傾向もある。

幾つかの実施形態において、本発明は、水をシート状にするコーティング２０を有するＬＣＤミラーを提供する。水をシート状にするコーティングについては、米国特許第６，６６０，３６５号において説明されており、その内容はここに参照することにより組み込まれている。例示的な、水をシート状にするコーティング２０は、スパッタされたシリカ（例えば、ガラスの外側表面上に直接スパッタされたＳｉＯ₂）を含む。幾つかの実施形態において、水をシート状にするコーティング２０は、実質的に無孔であるが、凹凸のある表面を有する、外側面を有してもよい。この任意の、水をシート状にするコーティング２０は、望ましくは、ガラス物品のコーティングされた表面上の水のぬれ角を約２５度未満まで小さくし、ガラス物品のコーティングされた表面に付された水を一面に広がらせる。

図４は、本発明の１つの有用な実施形態に係る、一対のコーティングを担持するガラス板を概略的に示す。ガラス板１０は、外側面（又は「主表面」）１２と内側面１４とを含む。図４において、ガラス１０の内側面１４は、上述したコーティングのようなダイクロイックコーティング４を担持する。

任意の、水をシート状にするコーティング２０は、設けられる場合、任意的に、ガラス板１２の表面に直接付され得る。これは、水をシート状にするコーティング２０が、シリカ（例えば、ＳｉＯ₂）を主成分とする場合に行ってもよい。ガラスは、典型的には、大部分がシリカからなるソーダ／石灰ガラスであろう。シリカの、水をシート状にするコーティングをガラス上に直接堆積させることにより、強力な接着状態がもたらされると考えられており、これにより、コーティング２０の、水をシート状にする性能が向上する可能性がある。

従って、任意の、水をシート状にするコーティング２０は、ガラス１０の外側表面１２上に直接堆積させたシリカを含んでもよい。コーティング２０の外側表面２２は、様々な実施形態において、実質的に無孔であるが、凹凸のある表面を有する。従って、特定の厚さをこのコーティング２０の厚さとすることは、内在的に、少々的確さを欠くであろう。しかし、コーティング２０は、幾つかの実施形態において、約１５オングストローム以上、約３５０オングストローム以下の中央厚さを有し、幾つかの実施形態においては、約１５オングストローム以上、約１５０オングストローム以下の範囲が用いられる。幾つかの実施形態において、このコーティングの、最も低コストで得られる大きな利益は、約２０オングストロームから約１２０オングストロームの範囲で立証されると考えられている。

光触媒コーティングのような別の機能コーティング７を、付加的に又は代替的に、ＬＣＤミラーに付してもよい。当該技術分野において公知であるように、特定の金属酸化物は、紫外線を吸収し、油、植物、脂肪及び油脂等のような生物学的材料を光触媒的に分解する。これらの光触媒金属酸化物の内、最も強力なものは二酸化チタンであると思われるが、この光触媒効果を有すると思われるその他の金属酸化物には、鉄、銀、銅、タングステン、アルミニウム、亜鉛、ストロンチウム、パラジウム、金、白金、ニッケル、及びコバルトの酸化物が含まれる。

図５に示されているように、本発明の特定の実施形態は、光触媒コーティング４０を担持する基材１０を提供する。様々な実施形態において、コーティング４０は、基材１０の外側表面１２（例えば、その全体）の上を覆う。幾つかの実施形態において、コーティング４０は、設けられる場合、少なくとも１つの（例えば、チタニアを含む、それを主成分とする、又はそれからなる）光触媒フィルムを含む。１つの実施形態において、コーティング４０は、（１）基材１０の外側表面１２の上を覆って堆積させた第１のフィルム３０と、（２）第１のフィルム３０の上を覆って堆積させた第２のフィルム５０、の２つのフィルムを含む。図５に示されているように、内側表面１４は、上述したコーティングのようなダイクロイックコーティング４を含んでもよい。

本発明の様々な実施形態において、第１のフィルム３０は、シリカ（例えば、二酸化ケイ素）のようなベースフィルムを含み、望ましくは、基材１０の直接上を覆って（例えば、基材の外側表面１２の直接上を覆って）堆積される。このフィルムは、一般に、二酸化ケイ素からなる、又はそれを主成分とする。しかし、第１のフィルム３０に含まれるシリカは、フィルム３０内で酸化される可能性がある、少量の、アルミニウムのような導電性材料を含むことができる。例えば、このフィルム３０は、ターゲットの導電性を向上させる少量のアルミニウム又は別の金属を含むケイ素含有ターゲットをスパッタすることによって堆積させることができる。第１のフィルム３０は、約３００オングストローム未満、代替的には約１５０オングストローム未満、更に代替的には約７０オングストロームから約１２０オングストロームの物理的厚さを有してもよい（例えば、その厚さで堆積される）。

コーティング４０は、チタニア（例えば、ＴｉＯ₂）のような光触媒を含む第２のフィルム５０を含む。第２のフィルム５０は、任意的に、第１のフィルム３０の直接上を覆って堆積させることができる。代替的に、（例えば、ジルコニアを含む、それを主成分とする、又はそれからなる）別のフィルムを、フィルム３０と５０との間に設けることができる。第２のフィルム５０として、チタン、鉄、銀、銅、タングステン、アルミニウム、亜鉛、ストロンチウム、パラジウム、金、白金、ニッケル、コバルトの酸化物、及びそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない、１つ以上の光触媒材料を用いることができることに言及する。様々な実施形態において、第２のフィルム５０は、二酸化チタンからなる、又はそれを主成分とする。しかし、幾つかの実施形態においては、第２のフィルム５０は、準化学量論的酸化チタン（ＴｉＯ_x、但し、ｘは２未満）からなる、又はそれを主成分とする。様々な実施形態において、第２のフィルム５０は、約３００オングストローム未満、代替的には約１５０オングストローム未満、更に代替的には約３０オングストローム以上、約１２０オングストローム以下の物理的厚さを有する（例えば、その厚さで堆積される）。

従って、特定の実施形態は、外側表面１２を有する基材１０（例えば、ガラス板）を備えたＬＣＤミラーであって、その外側表面１２の上を覆って（例えば、直接上を覆って）、二酸化ケイ素を主成分とする第１のフィルム３０が、約７０オングストローム以上、約１２０オングストローム以下の厚さで堆積され、酸化チタンを主成分とする第２のフィルム５０が、第１のフィルム３０の直接上を覆って、約３０オングストローム以上、約３００オングストローム以下の厚さで堆積されたＬＣＤミラーを提供する。この性質の幾つかの実施形態において、第１のフィルム３０は、約７０オングストローム以上、約１２０オングストローム以下、恐らく最適には約１００オングストロームの厚さを有し、一方、第２のフィルム５０は、約４０オングストローム以上、約１５０オングストローム以下、恐らく最適には約１００オングストロームの厚さを有する。幾つかの場合において、第２のフィルム５０の厚さは、１００オングストローム未満であり、幾つかの実施形態においては、約９０オングストローム未満であって、３０オングストロームより大きい（例えば、約５０から７５オングストローム）。

ＬＣＤミラーのコーティングは、当該技術分野においてよく理解されているように、あらゆる好適な方法によって堆積させることができる。幾つかの実施形態において、コーティングは、マグネトロンスパッタリング法によって堆積される。マグネトロンスパッタリングチャンバは、当該技術分野において周知であり、様々な供給源から市販されている。マグネトロンスパッタリングチャンバについての詳細な説明は本開示の範囲を超えるが、そのような装置の１つの有用な構造については、米国特許第４，１６６，０１８号（チャピン（Ｃｈａｐｉｎ））において開示されており、その教示はここに参照することにより組み込まれている。

しかし、一般的に言って、マグネトロンスパッタリングは、基材上に堆積させるべき金属又は誘電体からなるターゲットを準備することを含む。このターゲットには負の電荷が供給され、比較的正に帯電させたアノードが、ターゲットに近接して位置する。比較的少量の所望のガスを、ターゲットに近接するチャンバ内に導入することによって、そのガスのプラズマを確立することができる。このプラズマにおける原子は、ターゲットに衝突し、ターゲット材料をターゲットから打ち剥がし、それをコーティング対象である基材上にスパッタするであろう。プラズマを成形し、ターゲットの表面に近接する領域にプラズマを集中させることを促進するために、ターゲットの背後に磁石を含めることも、また、当該技術分野において公知である。

本発明の幾つかの実施形態において、コーティングは、スパッタアップ／スパッタダウン法により、基材の両面に付される。有用なスパッタアップ／スパッタダウン法については、米国特許第６，６６０，３６５号に説明されており、その全内容はここに参照することにより組み込まれている。１つの実施形態において、この方法は、まず、内側表面と外側表面とを有するガラス板を準備することを含む。ガラスの内側及び外側表面は、任意的に、清浄化される。その後、幾つかの実施形態において、ガラス板の内側表面を、少なくとも１つの（例えば、窒化ケイ素を含む）ベース層、少なくとも１つの（例えば、酸化チタンを含む）金属又は金属酸化物、そして任意的に、少なくとも１つの（例えば、ケイ素を含む）保護オーバーコート層を、順にスパッタすることにより、ダイクロイックミラーコーティングでコーティングする。ガラスの外側表面は、任意的に、水をシート状にするコーティングのような機能コーティングでコーティングされる。幾つかの実施形態において、これは、ガラス板の外側表面上に直接、シリカをスパッタすることを含む。１つの実施形態において、外側表面を、（例えば、シリカを含む）ベース層及び（例えば、チタニアを含む）光触媒フィルムを、順にスパッタすることにより、光触媒コーティングでコーティングする。所望される場合、水をシート状にするコーティング及び／又は光触媒コーティングを、基材上にダイクロイックミラーコーティングを堆積させるのに用いられるのと同様のスパッタコーティング装置を用いて、基材に付することができる。材料を適切に選択すれば、水をシート状にするコーティング及び／又は光触媒コーティング、及びダイクロイックミラー層の内の１つを、同一のスパッタチャンバにおいて（例えば、共有の酸化雰囲気において）付することさえできる。所望される場合、基材は、例えば、内側表面を外側表面よりも上方に位置させるというような、一定の（例えば、水平である）向きにガラスを保持しながら、内側表面と外側表面の両表面上にコーティングすることができる。

図６は、本発明の一実施形態に係る双方向スパッタリングチャンバを概略的に示す。図６において、コーティング対象であるガラス板１０は、スパッタリングチャンバ２００の長さに沿って間隔を置いて配置された複数の支持ローラー２１０上に位置する。これらのローラー２１０の正確な間隔は変更可能であるが、以下により詳細に説明する理由により、これらのローラーは、下部ターゲット２６０からの有効コーティング領域を増大させるために、少なくともチャンバ２００の仮の長さに沿って更に少し離した間隔で配置されることが望ましい。

図示されている実施形態において、ガラス板１０は、これらのローラーを水平に、例えば、左から右へ、横断する向きにある。ガラスの内側表面１４は上に向けられており、一方、ガラスの外側表面１２は下向きでローラー２１０上に載っている。（これは、恐らく典型的な構成であるが、スパッタリングチャンバ２００内のガラスの相対的な向きは、上部ターゲット２００と下部ターゲット２６０の相対位置も逆転させる限りにおいて、交換可能であることが理解されるべきである。結果として、これらのターゲットを「上部」及び「下部」ターゲットと呼ぶことは、単に便宜上の目的のためであり、スパッタリングチャンバ内のこれらの要素の相対的な向きは、所望の場合、容易に逆転可能である。）

図６に示されているスパッタリングチャンバ２００は、間隔を離して配置された２つの上部スパッタリングターゲット２２０ａ及び２２０ｂを含む。これらのターゲットは、平面ターゲットであり得るが、これらは、いわゆる回転又は円筒状ターゲットとして図示されている。これらのターゲットは、概して互いに平行に、任意的には、これらのターゲットに水平及び概して平行に延びる複数のアノード２３０と共に、配置される。その全内容がここに参照することにより組み込まれている、米国特許５，６４５，６９９号において示唆されているように、中間アノード２３０を、任意的に、これら２つのターゲットの間に位置させることができる。

スパッタリングガスをターゲット２２０ａ及び２２０ｂに近接するチャンバに供給するのに、ガス供給システムが用いられる。当該技術分野において様々なガス供給システムが公知であるが、この供給システムは、単に、概してターゲットに向けられ、間隔を離して配置された複数の開口又はノズルを備えた一対のパイプ２３５を含むだけのものであり得る。

スパッタリングチャンバ２００は、また、「下部」ターゲット２６０も含む。このターゲットは、ガラスの外側表面１２上に、上述した機能コーティングのような任意の機能コーティングをスパッタするのに用いることができる。上部ターゲット２２０ａ及び２２０ｂの場合と同様に、下部ターゲット２６０は、任意的に、安定したプラズマを確立するために、少なくとも１つの、幾つかの実施形態においては２つの、アノード２７０を備えることができる。上部ターゲット２２０ａ及び２２０ｂに近接して示されたガス供給パイプ２３５は、望ましくないほどに下部ターゲット２６０から離れており、ガラス１０が断続的に存在することにより、スパッタリングチャンバ２００が、効果的に、２つの別個の機能領域に分割されてもよい。様々な実施形態において、ターゲットに近接するプラズマのための均一なガス供給を確実なものにするために、下部ターゲット２６０に近接するガスの下方に位置する別途のガス供給パイプ２７５を有することが好ましい。所望される場合、下部パイプ２７５及び上部パイプ２３５は、同一のガス供給システムの一部であり得、すなわち、これら両方のパイプセットを単一のガス供給源に接続することができる。

以下の実施例は、例証に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。

ダイクロイックミラーコーティング

実施例４ダイクロイックミラーコーティング

ダイクロイックミラーコーティング

ダイクロイックミラーコーティング

ダイクロイックミラーコーティング

ダイクロイックミラーコーティング

ダイクロイックミラーコーティング

ダイクロイックミラーコーティング

先の実施例におけるＮｂＴｉフィルムは、約５０％のニオブと約５０％のチタンの混合物として堆積させたものである。このフィルムは、所望のＮｉとＴｉの相対比率を有する化合物ＮｂＴｉスパッタリングターゲットからスパッタ可能である。代替的に、このフィルムは、ターゲット上に金属チタン、他方のターゲット上に金属ニオブが存在する２つの近接するターゲット（例えば、デュアル回転ターゲット）から共スパッタさせることができる。上述したように、このフィルムは、米国特許出願１０／１２３，０３２に記載の何れかの方法によって堆積させることができる。

先の実施形態における二酸化チタンフィルムは、反応性酸化雰囲気において金属チタンターゲットをスパッタすることにより堆積させることができる。しかし、別の方法においては、このフィルムは、準化学量論的酸化チタン（ＴｉＯ_x、但し、ｘは２未満）のスパッタ可能なターゲット材料を有するターゲットを用いて堆積される。このフィルムは、それぞれの全内容がここに参照することにより組み込まれている、米国特許６，４６８，４０２、６，５１１，５８７、及び６，４６１，６８６に記載の何れかの方法によって堆積させることができる。

本発明の様々な実施形態を説明してきたが、本発明の精神及び添付の請求項の範囲から逸脱することなく、その中で様々な変更、適合及び変形を行ってもよいことが理解されるべきである。

図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るＬＣＤミラーの実施形態の側面図である。図１（ｂ）は、本発明の実施形態に係るＬＣＤミラーの実施形態の側面図である。図２は、本発明の実施形態に係るＬＣＤミラーの実施形態の正面図である。図３は、本発明の実施形態に係るダイクロイックミラーコーティングの側面図である。図４は、本発明の実施形態に係る機能コーティングの実施形態の側面図である。図５は、本発明の実施形態に係る機能コーティングの実施形態の側面図である。図６は、本発明の実施形態に係る双方向スパッタリングチャンバの概略図である。

Claims

第１表面と第２表面とを有し、１つ以上のダイクロイックミラーコーティングを担持する基材を含むミラーを含むＬＣＤであって、前記ＬＣＤ又はミラーが、前記第１表面側から選択的に目視可能であるＬＣＤ。
前記ミラーが、前記ＬＣＤの電源オン時に前記ＬＣＤによって作成された画像よりも大きい請求項１に記載のＬＣＤ。
前記ＬＣＤが、その電源オン時に目視可能であり、前記ミラーが、前記ＬＣＤの電源オフ時に目視可能である請求項１に記載のＬＣＤ。
前記ダイクロイックミラーコーティングが、ベース層と金属酸化物フィルム層とを含む請求項１に記載のＬＣＤミラー。
前記ベース層が、窒化ケイ素を含み、前記金属酸化物層が、酸化チタンを含む請求項４に記載のＬＣＤミラー。
前記ダイクロイックミラーコーティングが、前記第１表面上に担持される請求項１に記載のＬＣＤミラー。
前記ダイクロイックミラーコーティングが、前記第２表面上に担持される請求項１に記載のＬＣＤミラー。
前記ダイクロイックミラーコーティングが、反射向上コーティングを含む請求項１に記載のＬＣＤミラー。
前記反射向上コーティングが、ニオブとチタンとを含む請求項８に記載のＬＣＤミラー。
保護オーバーコートを更に含む請求項１に記載のＬＣＤミラー。
前記保護オーバーコートが、ケイ素を含む請求項１０に記載のＬＣＤミラー。
１つ以上の機能コーティングが、前記第１表面上に担持される請求項１に記載のＬＣＤミラー。
前記１つ以上の機能コーティングが、自浄特性を呈する請求項１２に記載のＬＣＤミラー。
前記機能コーティングが、シリカを含む請求項１３に記載のＬＣＤミラー。
前記１つ以上の機能コーティングが、光触媒コーティングを含む請求項１２に記載のＬＣＤミラー。
前記光触媒コーティングが、酸化チタンを含む請求項１５に記載のＬＣＤミラー。
前記ＬＣＤが、テレビ画像を表示することができる請求項１に記載のＬＣＤミラー。
前記ＬＣＤが、カラー画像を表示することができる請求項１７に記載のＬＣＤミラー。
スパッタアップ／スパッタダウン法を用いて前記基材に付された、１つ以上のダイクロイックコーティングと１つ以上の機能コーティングとを更に含む請求項１に記載のＬＣＤミラー。
第１表面と第２表面とを有し、ベース層と金属酸化物フィルム層とを含む１つ以上のダイクロイックミラーコーティングと、１つ以上の機能コーティングとを担持する基材を含むミラーを含むＬＣＤであって、前記ＬＣＤ又はミラーが、前記第１表面側から選択的に目視可能であるＬＣＤ。
前記ベース層が、窒化ケイ素を含み、前記金属酸化物層が、酸化チタンを含む請求項２０に記載のＬＣＤミラー。
前記１つ以上の機能コーティングが、自浄特性を呈する請求項２０に記載のＬＣＤミラー。
前記機能コーティングが、シリカを含む請求項２２に記載のＬＣＤミラー。
前記１つ以上の機能コーティングが、光触媒コーティングを含む請求項２０に記載のＬＣＤミラー。
前記光触媒コーティングが、酸化チタンを含む請求項２４に記載のＬＣＤミラー。
双方向スパッタリング装置と基材とを準備することと、前記基材の第１面上に、第１方向から機能コーティングをスパッタすることと、前記基材の第２面上に、第２方向からダイクロイックミラーコーティングをスパッタすることと、ＬＣＤを前記基材の前記第２面に機能的に接続することとを含むＬＣＤミラーの製造方法。
前記ダイクロイックミラーコーティングが、ベース層と金属酸化物フィルム層とを含む請求項２６に記載の方法。
前記ベース層が、窒化ケイ素を含み、前記金属酸化物層が、酸化チタンを含む請求項２７に記載の方法。
前記ダイクロイックミラーコーティングが、前記第１表面上にスパッタされる請求項２６に記載の方法。
前記ダイクロイックミラーコーティングが、前記第２表面上にスパッタされる請求項２６に記載の方法。
前記ダイクロイックミラーコーティングが、反射向上コーティングを含む請求項２６に記載の方法。
前記反射向上コーティングが、ニオブとチタンとを含む請求項３１に記載の方法。
保護オーバーコートを更に含む請求項２６に記載の方法。
前記保護オーバーコートが、ケイ素を含む請求項３３に記載の方法。
１つ以上の機能コーティングが、前記第１表面上にスパッタされる請求項２６に記載の方法。
前記１つ以上の機能コーティングが、自浄特性を呈する請求項３５に記載の方法。
前記機能コーティングが、シリカを含む請求項３５に記載の方法。
前記１つ以上の機能コーティングが、光触媒コーティングを含む請求項３５に記載の方法。
前記光触媒コーティングが、酸化チタンを含む請求項３８に記載の方法。