JP2009521787A - 少なくともｉｒブロック膜又はｕｖブロック膜を備える光学ディフューザ - Google Patents

少なくともｉｒブロック膜又はｕｖブロック膜を備える光学ディフューザ Download PDF

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Abstract

【課題】 ディフューザとしての機能とＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量をブロックする機能とにおいて、従来のものより優れたディフューザを提供すること。
【解決手段】 照明系に使用され、赤外（ＩＲ）光及び／又は紫外（ＵＶ）光の相当量をブロック可能なディフューザが提供されている。本発明の所定の実施例において、ＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量をブロックしてディフューザを通過しうるＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量を低下させる１つ以上のＩＲ／ＵＶ膜、を支持するガラス基板を備える。所定の実施例において、膜は、可視光を拡散すると共にＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロックしうるようにフリット母材中に粒子を含有するのでもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光学装置に使用されるディフューザに関する。所定の実施例において、ディフューザは、拡散機能と赤外（ＩＲ）光及び／又は紫外（ＵＶ）光の相当量をブロックする膜との両方を有する。１種類又は複数種類のＩＲブロック顔料（例えば、亜鉛アンチモン化合物、フッ素ドープ酸化錫、又は、例えば銀等の材料からなり少なくとも１層のＩＲ反射層を含むＩＲ膜）が、ＩＲ光をブロックするために、所定の実施例において、膜内に供給されるのでもよい。本発明の所定の実施例において、無機物のＵＶブロック材料が、ＵＶブロック膜（これは、他の実施例においてＩＲブロック顔料を含むのでも含まないのでもよい。）を作製するために、フリット（例えば、ガラスフリット）母材に混合されているのでもよい。他の実施例において、ＩＲブロック材料とＵＶブロック材料は、ディフューザの膜内で相互に組み合されて使用されるのでも使用されないのでもよい。
ディフューザは従来知られている。ディフューザは、光を広げるように散乱し及び／又は広げ、多くの異なる光学応用、例えば限定的でない例としての、腕時計、投射システム、ディスプレイ、コンピュータ画面、外科装置、光通信システム、光センサ、ファイバ光学システム、顕微鏡の照明系、光導波路等において使用されている。赤外（ＵＶ）光と紫外（ＵＶ）光は、ディフューザが使用されうる上記の装置の１種類又は複数種類以上を故障させることがある。しかしながら、不幸にも、従来のディフューザは、上記の１種類又は複数種類の光学装置において故障を生じさせる赤外（ＩＲ）光及び／又は紫外（ＵＶ）光を十分にブロックしなかった。
したがって、従来、ディフューザとして機能すると共にＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量をブロックするディフューザに対して需要があることが分かっていた。
また、所定の有機物の膜は耐熱性が低いためガラス基板の熱処理の温度に対して耐えることができないことも分かる。特に、所定の有機材料は高温で分解したりもする。そのような有機物は、また、機械的強度が低いことから破損し易く、それゆえ損失を生じやすい。さらに、ディフューザ又はその上の有機物の膜が長時間高温下におかれるような所定の応用においては、有機物を主成分とする膜は変色しやすい。
それゆえ、従来、機械的に強固でガラス基板の熱強化処理に付随する高温（例えば約５８０℃〜８００℃）に耐えうる耐熱性ＩＲ膜及び／又はＵＶ膜に対する需要があることが理解される。しかしながら、本発明はこのようには限定されない。有機物の膜及び／又は耐熱性のない膜が本発明の所定の実施例において使用されるかもしれない、しかしながら、これらはすべての応用に適しているわけではない。
照明系に使用されるディフューザが提供されている、ここで、ディフューザはＩＲ光及び／又はＵＶ光を相当量ブロック可能となっている。本発明の所定の実施例において、ディフューザは、ＩＲ光及び／又はＵＶ光を相当量ブロックしてディフューザを通過するＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量を削減するＩＲ／ＵＶブロック膜を支持するガラス基板を備える。ＩＲ／ＵＶブロック膜は、選択的に光を拡散する機能を有するのでもよい。
本発明の所定の実施例において、ディフューザは、その上にＩＲ／ＵＶ膜を支持するガラス基板を備える。記載「ＩＲ／ＵＶ」は、膜がＩＲ光及び／又はＵＶ光を相当量ブロックできることを意味する。ＩＲ／ＵＶ膜がガラス基板の一方に設けられ、拡散膜がガラス基板の他方に形成されるのでもよく、選択しうる。他の実施例においては、１つの膜が、ＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロックする機能と光を拡散する機能との両方を備えている。他の実施例においては、ディフューザは、光を拡散するための粗く加工（例えば、エッチング等による加工）された面を有するガラス基板を備え、ＩＲ／ＵＶ膜がガラス基板の粗く加工された面上に形成されている。本発明の更なる他の実施例において、ディフューザは、光を拡散するための粗く加工（例えば、エッチング等による加工）された面を有するガラス基板を備え、ＩＲ／ＵＶ膜がガラス基板の粗く加工された面と対向する広い面上に形成されている。ＩＲ／ＵＶ膜が、相当量のＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロック（反射及び／又は吸収）するように機能する。
本発明の所定の実施例において、ＩＲ／ＵＶ膜は、ＩＲブロッカ（例えば、ＩＲ光をブロック及び／又は反射する材料）及び／又はＵＶブロッカをフリットなどのガラス等の高温処理可能なガラス母材中に添加することによって形成されるのでもよい。ガラス母材中に入れられるＩＲブロッカの例には、亜鉛アンチモン化合物、フッ素ドープ錫酸化物、又は銀を主成分とする１つ以上の膜が含まれる。ガラス母材中に入れられるＵＶブロッカの例には、Ce、Zn、Bi、Ti、Sn及び／又はSbの無機酸化物が含まれる。驚くことに、フリット等のガラス母材中に混入したＩＲ光及び／又はＵＶ光のブロッカを使用することは、機械的に強固で、選択的に耐熱性を有し、ガラス基板の熱強化処理に対する所定の耐性を選択的に有しうることとなることが分かった。所定の実施例において、ＩＲ／ＵＶ膜は、ＩＲ光及び／又はＵＶ光のブロック特性又は透過特性における大幅な劣化無しにガラス基板の熱処理に対する耐熱性（例えば約５８０度〜８００度）を有することができ、もって熱強化ガラスを主成分とするディフューザが提供可能となる。
本発明の所定の実施例に係るディフューザは、適切な光学応用、例えば限定的でない例としての、腕時計、投射システム、ディスプレイのバックライト、コンピュータ画面、外科装置、光通信システム、光センサ、ファイバ光学システム、顕微鏡の照明系、光導波路等における照明系に使用されるのでもよい。
本発明の所定の実施例において、少なくとも可視光を含み赤外（ＩＲ）光及び／又は紫外（ＵＶ）光を含みうる光を出射する光源と、光源からの光を受光するように配置され受光した可視光を拡散するディフューザとを備え、ディフューザが、ディフューザが波長約２３００ｎｍで約４５％未満の透過率を有するＩＲブロック膜を支持するガラス基板を有する、照明系が提供される。
本発明の他の実施例において、ＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロックする膜を支持するガラス基板を備え、ＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロックする膜を支持するガラス基板を備え、（ａ）Ｔuv（ＵＶ光の透過率）が約２０％未満であり、ＵＶ光をブロックする膜が少なくとも無機の金属酸化物を含有して相当量のＵＶ光をブロックし、少なくとも無機の金属酸化物がフリット内に含有すること、及び、（ｂ）波長約２３００ｎｍで約４５％未満の透過率を有すること、のうちの何れか１つ以上によって特徴付けられる、照明系用の光学ディフューザが提供される。
本発明の所定の実施例において、少なくとも可視光及び紫外（ＵＶ）光を含む光を出射する光源と、光源からの光を受光するように配置され受光した可視光を拡散するディフューザとを備え、ディフューザが、ディフューザが約２０％未満のＴuv（ＵＶ光の透過率）を有するＵＶブロック膜を支持するガラス基板を有し、ＵＶブロック膜がガラスフリット中にCe、Zn、Bi、Ti、Sn及び／又はSbの無機酸化物を有する照明系が提供される。膜は、ＩＲブロック物質が含有しているのでもいなくともよい。
本発明の所定の実施例において、ＵＶブロック膜は、Ce、Bi、Ti、Sn及び／又はSbの無機酸化物を重量比で約０．１〜１０％（又は約０．１〜５％）含有している。
本発明の所定の実施例において、ＵＶブロック膜を支持する基板を備え、ディフューザが約２０％未満のＴuv（ＵＶ光の透過率）を有し、ＵＶブロック膜が、ＵＶ光の相当量をブロックする、少なくとも１つ以上の無機金属酸化物を含有し、少なくとも１つ以上の無機金属酸化物がフリット中に混入している、照明系用の光学ディフューザが提供される。
以下、特に、幾つかの図を通して同様の符合が同様の部分を示す図面を参照する。
本発明は、光学装置／光学システム用の照明系における使用のためのディフューザに関する。ディフューザとして機能し、かつ、ＩＲ光（１０００〜２４００ｎｍ）及び／又はＵＶ光（３００〜３８０ｎｍ）の相当量をブロックするように機能するディフューザが、提供されている。本発明の所定の実施例において、ディフューザを通過しうるＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量をブロックしてＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量を低減する１層以上のＩＲ／ＵＶ膜１０を支持するガラス基板を備える。ディフューザがＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量をブロックするため、ディフューザを通過して光学装置の活性領域に入射していくＩＲ光及び／又はＵＶ光の量が削減され、ＩＲ光及び／又はＵＶ光によって光学装置に引き起こされる故障の発生率が低下する。例えば、ＵＶ光は、所定の材料を劣化させもってここで言及した１種類又は複数種類の光学装置の寿命を短縮させる傾向がある。他の例として、ＩＲ光は、ここで言及した１種類又は複数種類の光学装置に有害であって寿命を短縮しうる相当量の熱を発生させる傾向がある。本発明の所定の実施例に係るディフューザは、それゆえ、可視領域／可視光帯の光の適切な透過を維持しつつ相当量のＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロックする。
本発明の所定の実施例に係るディフューザ（図１〜図５を参照。）は、何れの適切な光学応用、例えば限定的でない応用例としての、腕時計、投射システム、ディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）のバックライト、コンピュータスクリーン、外科装置、光通信システム、光センサ、ファイバ光学システム、顕微鏡の照明系、光導波等に使用されうる。本発明の所定の実施例において、ディフューザは、相当量のＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロック（反射及び／又は吸収）しかつ一方又は両方の面からの照り返しの低減が可能な、ガラスを主成分とする製品である。所定の実施例において、ディフューザは、ランバート型又は擬ランバート型のディフューザとして作用する。
プラスチック製のディフューザは、従来知られている。しかしながら、プラスチックを主成分とするディフューザは、上記の１種類又は複数種類の光学装置に伴う高温（例えば、高い動作温度）に痛みやすかったりする。それゆえ、本発明の所定の限定的でない実施例において、ディフューザはより強固で高温応用に耐えＵＶ光への露出で劣化しないガラス基板を備える。
本発明の所定の実施例において、ＩＲ／ＵＶ膜１０の形成は、ＩＲブロッカ及び／又はＵＲブロッカを、ガラスを含有するフリット等の高温処理可能なガラス母材に添加する方法に基づく。ガラス母材中に混入されうるＩＲブロッカの例は、低放射率（Low-E）膜等の膜内の、亜鉛アンチモン化合物、フッ素ドープ鈴酸化物及び／又は銀を主成分とする１つ以上の層を含む。ガラス母材中に使用されうる耐熱性のＵＶブロッカは、Ce、Zn、Bi、Ti、Sn及び／又はSbの無機の酸化物を含む。驚くことに、そのようなＩＲブロッカ及び／又はＵＶブロッカをフリット等のガラス母材中に使用することは、高い機械的強度と選択しうる耐熱性とを有し、支持するガラス基板と共に大きな劣化なしに選択的に熱処理を耐えることができることとなることが、分かった。所定の実施例において、ＩＲ／ＵＶ膜１０は、支持するガラス基板１の熱処理に伴う高温（例えば、約５８０℃〜８００℃）に、ＩＲ／ＵＶブロック特性、又は透過率特性の大幅な劣化なしに耐えることができる。
図１は、本発明の実施例に係るディフューザＤの断面図である。図１に示された実施例に係るディフューザＤは、ガラス基板１、ＩＲ／ＵＶブロック膜１０、及び拡散膜２０を備える。本発明の所定の実施例に係るガラス基板１は、苛性ソーダ−消石灰−シリカ系を母材とするガラス基板であり、熱処理（例えば、熱強化処理）が施されていてもいなくてもよい。各膜１０、２０は、本発明の他の実施例において１つ又は複数の層を有するのでもよい。図１に示された実施例において、ＩＲ／ＵＶブロック膜１０は照明系の１つ以上の光源からの入射光中に存在するＩＲ／ＵＶ光の相当量をブロックするように機能し、その一方、拡散膜２０は入射光をガラス基板の通過において実質的に広げ又は散乱させる。ＵＶブロック膜１０と拡散膜２０とのそれぞれは、ディフューザによって可視光の透過率が保持及び／又は確保されるように、可視光を大幅にはブロックしない（例えば、それぞれ約２５％未満、より好ましくは約１０％未満）。所定の実施例において、選択可能な拡散膜２０は、拡散のためのフリット成分を含有する膜であってもよく、又は、可視光を拡散するために固体又は樹脂中に分散する粒子（例えば、TiO2、Al2O3、SiO2等の粒子）を含有する膜であってもよい。図１に示された実施例において、ＩＲ／ＵＶ膜１０と拡散膜２０とは、ガラス基板１の対向する広い面上に存在する。所定の実施例において、膜２０が省略され、ＩＲ／ＵＶ膜１０がＩＲ／ＵＶブロック機能に加えて光の拡散機能を実現するように、フリット等の拡散粒子を含有するのでもよい。
図２は、本発明の他の実施例に係るディフューザＤの断面図である。図１に示された実施例と同様に、図２に示された実施例のディフューザも、ガラス基板１とＩＲ／ＵＶブロック膜１０とを備える。しかしながら、図２に示された実施例において、ガラス基板１の少なくとも１つの広い面は、光の散乱／拡散効果を奏するように粗く加工されている。図２に図示された実施例において、ＩＲ／ＵＶブロック膜１０の下のガラス基板１の表面は、製品がディフューザとして機能できるように、可視光を散乱し又は広げる粗い面Ｒを提供するように粗く加工された。ガラス基板１の表面を粗くする加工は、限定的でない例としての、フッ酸を主成分とする溶液を用いてのガラスのエッチング（ＨＦによってエッチングされたガラス）、研磨剤を用いたガラスの摩擦、ガラス表面をエッチングするための他の何れの技術等の、適切な何れの方法によって、達成されるのでもよい。入射光は、粗い面Ｒによって、ガラスとこれに重なる膜及び空気との間の粗い領域に沿った屈折率の差によって、拡散される。本実施例において、ガラス１及び／又は膜１０の粗い面Ｒは可視光を拡散する機能を提供し、その一方、ＩＲ／ＵＶ膜１０はＩＲ光／ＵＶ光の相当量をブロックする機能を提供する。膜１０は、所定の実施例において光を拡散する機能をも実現する。
図３は、本発明の更なる他の実施例に係るディフューザＤの断面である。図１に示された実施例と同様に、図３に示されたディフューザも、ガラス基板１とＩＲ／ＵＶブロック膜１０とを備える。しかしながら、図３に示された実施例において、ガラス基板１の少なくとも１つの広い面は、光を散乱又は拡散する効果を奏するように粗く加工されている。図３に図示された実施例において、ガラス基板１の前方の面（即ち、照明系の光源から最も離れた面）は、製品がディフューザとして機能可能となるように、可視光を散乱し又は広げるための粗い面Ｒを提供するように粗く加工された。ガラス基板１の表面を粗くする加工は、限定的でない例としての、フッ酸を主成分とする溶液を用いてのガラスのエッチング（ＨＦによってエッチングされたガラス）、研磨剤を用いたガラスの摩擦、ガラス表面をエッチングするための他の何れの技術等の、公的な何れの方法によって、達成されるのでもよい。入射光は、粗い面Ｒによって、ガラスとこれに重なる膜及び空気との間の粗い領域に沿った屈折率の差によって、拡散される。図３に示されたこの実施例において、ＩＲ／ＵＶ膜１０は、ガラス基板の粗い面Ｒと対向する面上に設けられている。本実施例において、ガラス１の粗い面Ｒは可視光を拡散する機能を提供し、一方、ＩＲ／ＵＶ膜１０は相当量のＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロックする機能を提供する。図３に示された実施例においては、ガラス基板の前方の面が粗く加工され背面がその上にＩＲ／ＵＶブロック膜を有するが、本発明の他の実施例においてＩＲ／ＵＶブロック膜１０の位置と粗い面Ｒの位置とは反転可能であるように、本発明はそのようには限定されない。換言すれば、他の実施例において、ガラス基板の背面が粗く加工され、ＩＲ／ＵＶ膜１０がガラス基板１の前方の面上に設けられるのでもよい。
図５は、本発明の更なる他の実施例に係るディフューザＤの断面図である。図５に示された実施例において、膜１０は、ＩＲ／ＵＶブロック機能と可視光を拡散する機能との両方を提供する。換言すれば、拡散機能とＵＶブロック機能との両方は、本実施例においては、同一の膜１０によって実現されている。別の言い方では、本実施例におけるＩＲ／ＵＶ膜１０は、ＩＲ／ＵＶ膜がディフューザとして作用するようにも変更された。これは、シリカ、アルミナ及び／又はチタニア等からなる粒子状充填物質を、粒子状充填物質が膜１０を通過する可視光を反射して、広げ又は拡散するようにＩＲ／ＵＶ膜１０内に設けることによって達成されるのでもよい。所定の実施例において、シリカ（例えば、フリット状で）、チタニア、アルミナ又はジルコニアの１種類又は複数種類からなる粒子が、適切なバインダ母材中においてＵＶ及び／又はＩＲ（赤外）ブロッカと混合され、可視光の有効な散乱体と有害なＵＶ光及び／又はＩＲ光の有効なブロッカである膜１０を結果として与えるのでもよい。所定の実施例において、同一の粒子が、ＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロックするように機能すると共に、膜１０を通過する光を拡散するように機能するのでもよい。他の実施例において、微細パターンを平坦な膜１０上に印刷して、拡散膜の代わりに又はこれに付加的に、照り返し防止膜として機能させるのでも好い。図５に示された実施例のこの膜１０は、光の拡散とＩＲ／ＵＶのブロックとの両方に機能し、所定の実施例（例えば、図１〜図４を参照。）において、ここに記載された他の何れの実施例と組み合わされて使用されるのでもよい。
所定の実施例において、１種類以上の蛍光物質が、ここに記載の実施例の何れのＩＲ／ＵＶ膜１０に添加されるのでもよい。これらは、ＩＲ及び／又はＵＶを吸収して可視光を再放出するように選択され、もって照明系の効率を向上させるのでもよい。
以下、上記の各実施例において使用されうるＩＲ／ＵＶブロック膜１０の例が記載される。
所定の実施例において、ＵＶブロック膜１０は、フリット（フリットの一例は、オハイオ所在のフェロコーポレーション社から入手可能なFerro frit 20-8099である。）などのガラス等の高温加熱可能なガラス状母材中に提供された１つ又は複数のＵＶブロッカからなるのでも含むのでもよい。フリットに混合されうる耐熱性ＵＶブロッカの例は、１種類又は複数種類の、Ce、Zn、Bi、Ti、Sn及び／又はSbの無機酸化物を含む。所定の実施例において、ＵＶ膜１０は、ＵＶブロッカ（例えば、１種類又は複数種類の、Ce、Zn、Bi、Ti、Sn及び／又はSbの酸化物）を、約０．０５〜１５％、より好ましくは約０．１〜１０％、そして最も好ましくは約０．２〜３％、含む。ＵＶブロッカは、所定の実施例において、水中に分散させて（例えば、コロイド状）提供されるのでもされないのでもよい。上記の１種類又は複数種類のＵＶブロッカは、フリット母材内に供給されて、本発明の所定の実施例に係るＵＶ膜１０を形成又は構成するのでもよい。さらに、所定の実施例において、膜１０は、フリットを、少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも約６０％、より好ましくは少なくとも約８０％、更に好ましくは少なくとも約８５％、更に好ましくは少なくとも約９０％、そして、望ましくは少なくとも約９５％又は９７％、含有する。
所定の実施例において、少なくともガラス基板とＵＶブロック膜１０を備えるディフューザは、約２０％未満、好ましくは約１０％未満、より好ましくは約５％未満、そして時々約３％未満又は約２％未満、のＴuv（ＵＶ光の透過率）を有する。さらに、所定の実施例において、ガラス基板１と膜１０とを有するディフューザＤは、約４５％未満、好ましくは約４０％未満、より好ましくは約３０％未満、時々約２０％未満、望ましくは約１０％未満又は約５％未満の、波長２３００ｎｍでの透過率を有する。更に、所定の実施例において、ディフューザは、約４５％未満、好ましくは約４０％未満、より好ましくは約３０％未満、時々約２０％未満、望ましくは約１０％未満の、ＴIR（１０００〜２４００ｎｍでの平均透過率）を有する。
本発明の所定の実施例において、ＵＶブロック膜１０は、到達して通過していくＵＶ光（３００〜３８０ｎｍ）を、少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも約７０％、より好ましくは少なくとも約８０％、そして最も好ましくは少なくとも約９０％（又は、少なくとも約９５％）、ブロックする。換言すれば、ＵＶブロック膜１０は、好ましくは少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約７０％、さらに好ましくは少なくとも約８０％、さらに好ましくは少なくとも約９０％、そして最も好ましくは少なくとも約９５％、ＵＶ光をブロックする（例えば図７〜図１２を参照。）。ＵＶブロック膜１０は、ＵＶ光（３００〜３８０ｎｍ）を、限定的でない例としての、そのようなＵＶ光の反射、そのようなＵＶ光の吸収、及び／又は、そのようなＵＶ光を相当量他の輻射（例えば、ＩＲ）等に変換することによって、ブロックするのでもよい。
所定の実施例において、ディフューザは、少なくとも約３５％、好ましくは少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約６０％、そして時々少なくとも約７０％の、可視光の透過率を有する。
本発明の所定の実施例において、ＩＲブロック物質が上記の各ＵＶブロック膜に添加されるのでもよい。他の実施例において、膜１０は、ＩＲブロック物質を含有するのでもよいが、ＵＶブロック物質を含有する必要はない。
例えば、膜１０は、赤外（ＩＲ）光と紫外（ＵＶ）光との両方をブロックする特性を有する導電性酸化物の分散体からなるのでも有するのでもよい。本発明の所定の実施例において、膜１０としてシリカ母材、亜鉛アンチモン化合物（ＩＲブロッカ）、及びＵＶブロック物質を含有する実質的に透明な酸化物の膜が供給され、もって（例えば、ゾル成膜法を介した）形成後にＩＲ光とＵＶ光との両方を、相当量ブロック可能な膜が可能となる。本発明の所定の実施例において、ＵＶ光とＩＲ光のブロック膜は、ナノ粒子状のセリウム酸化物（ＵＶブロッカ）及び亜鉛アンチモン化合物（ＩＲブロッカ）のそれぞれと、拡散のための酸化珪素（例えば、SiO2）とを含有する。驚くことに、そのような膜は、ＵＶ光とＩＲ光との両方をブロックするのに効果的であると共に、所定の実施例において１時間又は２時間にわたる実質的な加熱（例えば、約４００℃又は約４５０℃に及ぶ）の後に波長特性が実質的に変化しない耐熱性を有することが、分かった。所定の実施例において、成膜物は、波長２３００ｎｍに対して１０％未満の透過率を有する。本発明の所定の実施例において、ゾル法で形成された膜は、セリウム酸化物を約１５〜５０％（より好ましくは約２０〜４５％、そして最も好ましくは約３０〜４０％）、亜鉛アンチモン化合物を約３０〜７０％（より好ましくは約３５〜６５％、そして最も好ましくは約４０〜５５％）、及び、酸化珪素を約５〜３５％（より好ましくは約１０〜３０％、そして最も好ましくは約１２〜２５％）を含有する。しかしながら、他の実施例において、膜は、亜鉛アンチモン化合物を重量比で約５〜５０％、より好ましくは約５〜４０％、そして最も好ましくは約１０〜３５％を含有する。ゾル法によって形成された膜内のそのような物質のこれらの量は、ＵＶ光とＩＲ光との両方をブロックするのに有効であり耐熱性をも有する膜を提供することが分かった。コロイド状のアンチモン酸化物としてアンチモン酸化物のゾルが使用される場合、所定の実施例に係る膜に含まれる無水かつ導電性の亜鉛アンチモン化合物の製造方法は、まず、アンチモン酸化物のゾルと亜鉛化合物とを混合し、次に乾燥させた後に３００℃〜６８０℃の温度で混合物を焼成することによって実現される。所定の実施例において使用されうる亜鉛化合物は、水酸化亜鉛、酸化亜鉛、無機の亜鉛酸塩及び有機の亜鉛酸塩からなるグループから選択された少なくとも１つの亜鉛化合物である。無機の亜鉛酸塩は、炭酸亜鉛、ベーシック炭酸亜鉛（ZnCO3・2Zn(OH)2・H2O）、窒化亜鉛、塩化亜鉛、硫化亜鉛等を含む。有機の亜鉛酸塩は、蟻酸亜鉛、酢酸亜鉛、シュウ酸亜鉛等を含む。これらの亜鉛化合物は、工業薬品として市販されているのものあってもよい。水酸化亜鉛と酸化亜鉛が使用されるとき、これらは平均粒径が１００ｎｍ以下のものであることが好ましい。特に、焼成において蒸発する酸を含む塩、例えば炭酸塩、有機酸塩等が、好ましい。これらは、単独で又はこれらの２つ以上の混合で使用されるのでもよい。使用可能なコロイド状のアンチモン酸化物は、平均粒径が１００ｎｍ以下を有するアンチモン酸化物であり、５酸化２アンチモンのゾル、１３酸化６アンチモンのゾル、４酸化２アンチモン水和物のゾル、コロイド状の３酸化２アンチモン等を含む。５酸化２アンチモンのゾルは、既知の方法、例えば３酸化２アンチモンが酸化される方法、アルカリアンチモン化合物（MSbOx、Mはアリカリ金属。）がイオン交換樹脂でアルカリ金属が除去される方法、ナトリウムアンチモン化合物が酸で処理される方法等によって作成されるのでもよい。１３酸化６アンチモンのゾルが、３酸化２アンチモンが酸化される方法で形成され、そして、４酸化２アンチモン水和物のゾルが、３酸化２アンチモンが酸化される方法によって形成されるのでもよい。コロイド状の３酸化２アンチモンは、所定の実施例において気相法によって作成されるのでもよい。
図４は、本発明の実施の形態を示す図である、ここでは、上記の各ディフューザ（例えば、図１〜図３及び図５のそれぞれを参照。）又は以下に記載の各例に係るディフューザが、液晶ディスプレイ等のディスプレイの照明系に使用される。照明系は、光を平行光化（collimate）して又はせずにディフューザに放射する１つ以上の光源５０を備える。光源５０からの光は、ディフューザＤへの入射光と考えられる。光源５０からの光は、可視光とＵＶ光との両方を含み、ＩＲ光をも含みうる。ディフューザＤ（図１〜図３及び図５のそれぞれを参照。）は、光源５０からの可視光を散乱し又は広げ、光源５０からのＩＲ光及び／又はＵＶ光の相当量をブロックする。それゆえ、ディフューザＤをディスプレイパネル５２に向けて通過する光は、その中のＩＲ光及び／又はＵＶ光が減少し、実質的に拡散している。
本発明の所定の実施例において、ＩＲ光及び／又はＵＶ光をブロックする膜１０は、約１〜１５μｍ、好ましくは約１〜１０μｍ、最も好ましくは約２〜８μｍ、の厚さである。
例１〜例１３は、例示のためのみであり限定するものではない。例１〜例１３のそれぞれにおいて、ＵＶブロック膜１０は、平らなガラス基板上に形成された。図６には、例１〜例１３の膜１０の作製条件等が図示されている。図６において、「Frit 99」は「Ferro 20-8099ガラスフリット」を意味し、「膜厚」は膜１０の厚さを意味する。
例１は、図５に示すディフューザに関する。例１のディフューザは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリット（ガラスフリット）が重量比で９９％、ニアコル（Nyaclo）社から得られた粒径１０〜２０ｎｍの酸化セリウム（CeO2）粒子（ニアコル・ナノ・セリア）のコロイドが重量比で１％、となるように混合されて作製された。ニアコル社は、酸化セリウムの粒子を水中に分散させたもの（即ち、コロイド）を提供する。酸化セリウムは、ＵＶブロッカとして作用する。ＵＶブロック膜は、スクリーン印刷技術を用いて、メッシュ寸法１４０のスクリーンを使用し、厚さ３ｍｍのガラス基板１上に形成された。膜形成されたガラス基板は、次に、約６２５℃で約５分熱処理され、もって、ガラス基板１とその上のＵＶ光をブロックして光を拡散させる耐擦傷性の膜１０とを備え熱強化されたディフューザが提供された。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１のディフューザＤの波長特性は、図７に曲線（Ｂ）によって示され、ディフューザは約２．３％のＴuvと約３８．５％のＴvisとを有していた。比較のため、図７における曲線（Ａ）は、ガラス基板とFerro 20-8099フリットのみからなり（膜内にＵＶブロッカを含まず）同一の条件で作製された膜とを備える比較例としてのディフューザを図示する。例１（図７の曲線（Ｂ））のディフューザは、比較例（図７の曲線（Ａ））に比較して、ＵＶ波長領域（即ち、３００〜３８０ｎｍ）において、非常に良好な（低い）透過率を有していた。さらに、膜内に酸化セリウムを含有しない比較例のディフューザは、約２２．３％のＴuvと約５７．３％のＴvisとを有していた。
例２は、図５に示すディフューザに関する。例２のディフューザは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリット（ガラスフリット）が重量比で９９．８％、ブーラー（Buhler）社から得られた粒径２０〜４０ｎｍの酸化亜鉛（ZnO）粒子（ナノＺ）のコロイドが重量比で１％、となるように混合されて作製された。混合と熱処理は例１におけるものと同じであり、ガラス基板も同じ厚さであった。熱強化ガラス基板１と膜１０を備えた例２のディフューザＤの波長特性は、図７に曲線（Ｃ）によって示され、ディフューザは約２７．１％のＴuvと約５９．６％のＴvisとを有していた。比較のため、図７における曲線（Ａ）は、ガラス基板とFerro 20-8099フリットのみからなり（膜内にZnOを含まず）同一の条件で作製された膜とを備える比較例としてのディフューザを図示する。膜内に酸化亜鉛を含まない比較例のディフューザは、約２２．３％のＴuvと約５７．３％のＴvisとを有していた。それゆえ、例２の膜内の酸化亜鉛粒子はＵＶブロックの如何なる改善にも繋がらなかったことがわかるであろう。
例３は、図５に示すディフューザに関する。例３のディフューザは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリット（ガラスフリット）が重量比で９０％、エレメンティス（Elementis）社から得られた粒径２８０ｎｍの酸化チタン（例えば、TiO2）粒子のコロイドが重量比で１０％、となるように混合されて作製された。酸化チタンは、ＵＶブロッカとして作用する。ＵＶブロック膜は、スクリーン印刷技術を用いて、メッシュ寸法１４０のスクリーンを使用し、厚さ３ｍｍのガラス基板１上に形成された。膜形成されたガラス基板は、次に、約６２５℃で５分熱処理され、もって、ガラス基板１とその上のＵＶ光をブロックして光を拡散させる耐擦傷性の膜１０とを備え熱強化されたディフューザが提供された。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例３のディフューザＤの波長特性は、図７に曲線（Ｄ）によって示され、ディフューザは約２．２％のＴuvと約４６．１％のＴvisとを有していた。例３（図７の曲線（Ｄ））と比較例（図７の曲線（Ａ））とを比較することによって、例３のディフューザは、比較例よりも、ＵＶ波長領域（即ち、３００〜３８０ｎｍ）において、透過率が大幅に改善された（低下した）ことがわかる。
例４は、図５に示すディフューザに関する。例４のディフューザは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリット（ガラスフリット）が重量比で９１．９％、エレメンティス社から得られた粒径２８０ｎｍの酸化チタン（例えば、TiO2）粒子のコロイドが重量比で約８％、アルドリッチ（Aldrich）社から得られた粒径１μｍの５酸化２ニオブ粒子が重量比で０．１％、となるように混合されて作製された。ＵＶブロック膜１０は、厚さ３ｍｍのガラス基板１上に形成された。混合と熱処理は、例１におけるものと同じであった。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例４のディフューザＤの波長特性は図８に曲線（Ａ）によって示され、ディフューザは約３．５％のＴuvと約４２．５％のＴvisとを有していた。
例５は、図５に示すディフューザに関する。例５のディフューザは、以下のように作製された。例５は、５酸化２ニオブがアルドリッチ社から得られた粒径１μｍの酸化コバルト粒子で重量比約０．２％となるように置き換えられたことを除けば、例４と同じであった。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例５のディフューザＤの波長特性は図８に曲線（Ｂ）によって示され、ディフューザは約６．５％のＴuvと約４１．３％のＴvisとを有していた。
例６は、図５に示すディフューザに関する。例６のディフューザは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリットが重量比で９７．４％、ブーラー社から得られた粒径２０〜４０ｎｍの酸化亜鉛粒子のコロイドが重量比で約２％、エレメンティス社から得られた粒径２８０ｎｍの酸化チタン粒子が重量比で０．６％、となるように混合されて作製された。膜は、厚さ３ｍｍのガラス基板１上に形成された。混合と熱処理は、例１におけるものと同じであった。例６のディフューザＤの波長特性は図８に曲線（Ｃ）によって示され、ディフューザは約３７．９％のＴuvと約５９．７％のＴvisとを有していた。また、酸化亜鉛がＵＶ光をあまり良くブロックしなかったことが分かる。
例７は、図５に示すディフューザに関する。例７のディフューザは、以下のように作製された。例７は、粒径２８０ｎｍのチタニアのコロイドの重量比が０．８％に選択的に切り替えられたことを除けば、例６と同じであった。例７のディフューザＤの波長特性は図８に曲線（Ｄ）によって示され、ディフューザ（ガラス基板とＵＶブロック膜を有する）は約６．９％のＴuvと約４８％のＴvisとを有していた。例６と比較することによって、わずかのチタニアの増加がＵＶ透過率の大幅な改善（低下）に繋がることが分かる。
例８は、図５に示すディフューザに関する。例８のディフューザは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリットが重量比で約９０％、粒径２８０ｎｍの酸化チタン（例えば、TiO2）粒子のコロイドが重量比で約８％、デガッサ（Degussa）社から得られた粒径４〜１０μｍの二酸化珪素が重量比で０．１％、となるように混合されて作製された。ＵＶブロック膜１０は、厚さ３ｍｍのガラス基板１上に形成された。混合と熱処理は、例１におけるものと同じであった。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例８のディフューザＤの波長特性は図８に曲線（Ｅ）によって示され、ディフューザは約２．２％のＴuvと約４６．１％のＴvisとを有していた。
例９は、図５に示すディフューザに関する。例９のディフューザは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリットが重量比で約９０．３％、粒径２０〜４０ｎｍの酸化亜鉛粒子のコロイドが重量比で約２％、デガッサ社から得られた粒径２８０ｎｍのチタニア粒子が重量比で７％、アルドリッチ社から得られた粒径１０μｍのアルミナ粒子で重量比０．７％、となるように混合されて作製された。ＵＶブロック膜１０は、厚さ３ｍｍのガラス基板１上に形成された。混合と熱処理は、例１におけるものと同じであった。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例９のディフューザＤの波長特性は図８に曲線（Ｆ）によって示され、ディフューザは約５．６％のＴuvと約４６．３％のＴvisとを有していた。
例１０は、メッシュ寸法１４０のスクリーンがメッシュ寸法１５８のスクリーンに置き換えられたことを除けば、例３と同じであった。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１０のディフューザＤの波長特性は図９に示され、ディフューザは約１．２％のＴuvと約４８．２％のＴvisとを有していた。図９は、異なるメッシュ寸法のスクリーンについてのものを示し、可視領域とＵＶ波長領域におけるその透過率スペクトルを示す。特に、図９の曲線は、例３、例１０及び例１１についての代表である。
例１１は、メッシュ寸法１４０のスクリーンがメッシュ寸法３８０のスクリーンに置き換えられたことを除けば、例３と同じである。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１１のディフューザＤの波長特性は図９に示され、ディフューザは約５．２％のＴuvと約５７．４％のＴvisとを有していた。図９は、異なるメッシュ寸法のスクリーンについてのものを示し、可視領域とＵＶ領域におけるその透過率スペクトルを示す。特に、図９の曲線は、例３、例１０及び例１１についての代表である。図９は、メッシュ寸法が大きいほど可視光の透過率が上昇し、また、メッシュ寸法が最も大きいものでは所定の領域でＵＶ光の透過率も上昇することとなることを示す。
例１２は、メッシュ寸法１４０のスクリーンがメッシュ寸法１５８のスクリーンに置き換えられたことを除けば、例９と同じである。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１２のディフューザＤの波長特性は図１１（図１１におけるメッシュ寸法１５８の曲線についても参照。）に示され、ディフューザは約３．９％のＴuvと約５３．６％のＴvisとを有していた。図１１は、異なるメッシュ寸法のスクリーンについてのものを示し、可視領域とＵＶ領域におけるその透過率スペクトルを示す。特に、図１１の曲線は、例９、例１２及び例１３についての代表である。
例１３は、メッシュ寸法１４０のスクリーンがメッシュ寸法２８０のスクリーンに置き換えられたことを除けば、例１２と同じである。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１３のディフューザＤの波長特性は図１１（図１１におけるメッシュ寸法２８０についても参照。）に示され、ディフューザは約９％のＴuvと約６３％のＴvisとを有していた。図１１は、スクリーンのメッシュ寸法が膜１０に及ぼす影響と、フリットが重量比で９０．３％、酸化亜鉛粒子のコロイドが重量比で２％、チタニア粒子が重量比で７％、そしてアルミナ粉末が重量比で０．７％をなす膜の波長特性と、を示す。
例１〜例１３の膜１０が光を散乱すると共にＵＶ光中で蛍光を発する添加物を含有していることを指摘しておく。それゆえ、例１〜例１３の膜１０は、光の拡散膜とＵＶ光のブロック膜との、両方として機能する。
例１〜例１３のディフューザは良好なディフューザであると共にＵＶ光を相当量ブロックする一方、これらはＩＲ光を大幅にはブロックできない。以下に記載の例１４〜例３１はＩＲ光を相当量ブロックするディフューザを例示する目的のものであり、それらのうちの幾つかはＵＶ光をも相当量ブロックする。
例１４〜例３１は、例示の目的であり限定するものではない。例１４〜例３１の各ディフューザは、相当量のＩＲ光をブロックし、これらの例のうちの幾つか（例えば例２２〜例２５及び例２８〜例３１）は相当量のＵＶ光をもブロックするように機能する。例１４〜例３１において、ＩＲ及び／又はＵＶブロック膜１０は、図５において、平らなガラス基板上に形成されている。図２３〜図２５には、例１４〜例３１の膜１０の作製条件等が図示されている。図２３〜図２５において、「厚さ」は膜１０の厚さを意味し、ｂ*は色値（color value）を意味し、「メッシュ寸法」はガラス基板１への膜の形成に使用されたスクリーンのメッシュ寸法を意味する。
例１４は、図５に示すディフューザに関する。例１４のディフューザは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリットが重量比で９５％、日産化学工業社から得られた粒径１０〜２０ｎｍの亜鉛アンチモン化合物のコロイドが重量比で５％、となるように混合されて作製された。亜鉛アンチモン化合物（ここでのアンチモン化合物と同一）は、ＩＲブロッカとして作用する。ＩＲブロック膜は、スクリーン印刷技術を用いて、メッシュ寸法１４０のスクリーンを使用し、厚さ３ｍｍのガラス基板１上に形成された。膜形成されたガラス基板は、次に、約６２５℃で約５分熱処理され、もって、熱強化ガラス基板１とその上のＩＲ光をブロックして光を拡散させる耐擦傷性の膜１０とを備え熱強化されたディフューザが提供された。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１４のディフューザＤの波長特性は、図１５に曲線（ａ）によって示され、ディフューザは約４７．３％のＴIR（ＩＲ光の透過率）と約２８．５％のＴuvと約６６．９％のＴvisとを有していた。比較のため、図１３における曲線（ａ）は、ガラス基板とFerro 20-8089フリットのみからなり（膜内にＩＲブロッカを含まず。）同一の条件で作製された膜とを備える比較例としてのディフューザについてのものであり、図１３の曲線（ｂ）は、ガラス基板とFerro 20-8099フリットのみからなり（膜内にＩＲブロッカを含まず。）同一の条件で作製された膜とを備える比較例としてのディフューザについてのものである。例１４（図１５の曲線（ａ））のディフューザは、比較例（図１３の曲線（ａ）及び曲線（ｂ））に比較して、ＩＲ波長領域において大幅に改善された（低下した）透過率を有していたことが分かる。特に、フリットのみの膜（図１３の曲線（ａ）と曲線（ｂ））を有するディフューザとＩＲブロック膜（図１５の曲線（ａ））を有するディフューザとを比較することによって、例１４のディフューザが大幅にＩＲブロック特性において改善されていた（即ち、ＩＲ透過率は、図１３の比較例に比べて例１４において大幅に低下していた。）。図１３の曲線（ａ）に対応するＩＲブロッカを膜内に有しない比較例のディフューザは、約２９．３％のＴuvと約６７．５％のＴvisとを有していたことを指摘しておく。
理解されるように、所定の実施例において、ガラス基板１とＩＲ（及び選択的にＵＶ）膜１０とを備えるディフューザＤは、波長２３００ｎｍでのＩＲ光の透過率として、約４５％未満、好ましくは約４０％未満、より好ましくは約３０％未満、時々約２０％未満、そして多分約１０％又は５％未満を有する。さらに、所定の実施例において、ガラス基板１とＩＲ（及び選択的にＵＶ）膜１０とを備えるディフューザＤは、約４５％未満（又は所定の場合においては約５０％も）、好ましくは約４０％未満、より好ましくは約３０％未満、時々約２０％未満、そして多分約１０％未満のＴIRを有する。当業者には理解されるように、ＴIRがＩＲスペクトル中に考慮されているため、ＴIRは波長２３００ｎｍのＴIRよりもブロードになっている。特に、ＴIRは、波長１０００〜２４００ｎｍの平均透過率である。同様に、Ｔvisは波長４００〜７８０ｎｍの平均透過率であり、Ｔuvは波長１９０〜３７０ｎｍの平均透過率である。例１４のディフューザは、例えば図１５に曲線（ａ）によって示されているように、２３００ｎｍのＩＲ波長で約４０％の透過率を有する（これは、図１３の比較例の７０〜７５％よりも相当小さい。）。
例１５は、図５に示すディフューザに関する。例１５のディフューザＤは、以下のように作製された。例１５は、例１４におけるスクリーンのメッシュ寸法１４０が例１５においてメッシュ寸法２８０に置き換えられたことを除けば、例１４と同じであった。図１４の菱形の曲線は、使用した亜鉛アンチモン化合物の量によって決まる例１４の膜の厚さを図示し、対応して図１４の四角形の曲線は例１５の膜の厚さを図示する。メッシュ寸法の増大は、図１４に示すように膜厚の減少につながる。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１５のディフューザＤの波長特性は図１５に曲線（ｂ）によって示され、ディフューザは約３５．３％のＴuvと約７５．４％のＴvisとを有していた。図１４及び図１５に見られるように、薄い膜ほど可視光透過率は高くなる。
例１６は、図５に示すディフューザに関する。例１６のディフューザＤは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリット（ガラスフリット）が重量比で７０％、日産化学工業社から得られた粒径１０〜２０ｎｍの亜鉛アンチモン化合物のコロイドが重量比で３０％、となるように混合されて作製された。亜鉛アンチモン化合物（ここでのアンチモン化合物と同一）は、ＩＲブロッカとして作用する。混合と熱処理は、例１４におけるものと同じであった。膜１０の厚さは、図１４に示されている。熱強化ガラス基板１とＩＲブロック／拡散膜１０を備えた例１６のディフューザの波長特性は図１５に曲線（ｃ）によって示され、ディフューザは約２０．５％のＴIR（ＩＲ光の透過率）と約１２．３％のＴuvと約５３．１％のＴvisとを有していた。図１５は、膜内のＩＲブロッカの量が多いほどこのディフューザにとっては低い、したがって良好なＩＲ透過率（低いＴIR）になったことを図示する。さらに、比較のため、図１３の曲線（ａ）は、ガラス基板とFerro
20-8089フリットのみからなり（膜内にＩＲブロッカを含まず。）同一の条件で作製された膜とを備える比較例としてのディフューザについてのものであり、図１３の曲線（ｂ）は、ガラス基板とFerro 20-8099フリットのみからなり（膜内にＩＲブロッカを含まず。）同一の条件で作製された膜とを備える比較例としてのディフューザについてのものである。例１６（図１５の曲線（ｃ））のディフューザは、比較例（図１３の曲線（ａ）及び曲線（ｂ））に比較して、ＩＲ波長領域において大幅に改善された（低下した）透過率を有していたことが分かる。特に、フリットのみの膜を備えた例１６のディフューザとＩＲブロック膜１０を備えたディフューザ（図１５の曲線（ｃ））と比較することによって、例１６のディフューザはＩＲブロック特性が非常に改良されていた（即ち、ＩＲ透過率は図１３の比較例に比較して例１６におけるものが実質的に減少している）ことがわかる。
例１７は、図５に示すディフューザに関する。例１７のディフューザＤは、以下のように作製された。例１７は、例１６におけるスクリーンのメッシュ寸法１４０が例１７においてメッシュ寸法２８０に置き換えられていることを除けば、例１６と同じであった。図１４は、膜の厚さを示す。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１７のディフューザＤの波長特性は図１５に曲線（ｄ）によって示されている。図２３は、この例のディフューザが３０．８％のＴIRを有していたことを図示する。図１３と図１５とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。
例１８は、図５に示すディフューザに関する。例１８のディフューザＤは、以下のように作製された。例１８は、Ferro 20-8089フリットがFerro 20-8099フリットに置き換えられていることを除けば、例１４と同じであった。膜１０の厚さは、図１６に示されている。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１８のディフューザＤの波長特性は図１７に曲線（ａ）によって示されている。図２３は、この例のディフューザが４２．２％のＴIRを有していたことを図示する。図１３と図１７とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。
例１９は、図５に示すディフューザに関する。例１９のディフューザＤは、以下のように作製された。例１９は、スクリーンのメッシュ寸法が２８０であったことを除けば、例１８と同じであった。膜１０の厚さは、図１６に示されている。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例１９のディフューザＤの波長特性は図１７に曲線（ｂ）によって示されている。図１３と図１７とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。
例２０は、図５に示すディフューザに関する。例２０のディフューザＤは、以下のように作製された。例２０は、Ferro 20-8089フリットがFerro 20-8099フリットに置き換えられていることを除けば、例１６と同じであった。膜１０の厚さは、図１６に示されている。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例２０のディフューザＤの波長特性は図１７に曲線（ｃ）によって示されている。図２３は、この例のディフューザが５．１％のＴIRを有していたことを図示する。亜鉛アンチモン化合物の添加は、ＩＲブロック特性を改善することとなった。図１３と図１７とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。
例２１は、図５に示すディフューザに関する。例２１のディフューザＤは、以下のように作製された。例２１は、スクリーンのメッシュ寸法が２８０であったことを除けば、例２０と同じであった。膜１０の厚さは、図１６に示されている。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例２１のディフューザＤの波長特性は図１７に曲線（ｄ）によって示されている。図２３は、この例のディフューザが１４．０％のＴIRを有していたことを図示する。図１３と図１７とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。
次の例２２〜例２５は、膜内にＩＲブロック物質と同様にＵＶブロック物質（例えば、TiO2）をも含む。それゆえ、以下の例（例えば、例２２〜例２５）においては、拡散膜としても機能し、ＩＲ光とＵＶ光との両方を相当量ブロックする膜が設けられている。
例２２は、図５に示すディフューザに関する。例２２のディフューザＤは、以下のように作製された。混合原料は、Ferro 20-8099フリット（ガラスフリット）が重量比で６０％、日産化学工業社から得られた粒径２０〜４０ｎｍの亜鉛アンチモン化合物のコロイドが重量比で３０％、エレメンティス社から得られた粒径２８０ｎｍのチタニアのコロイドが重量比で１０％、となるように混合されて作製された。亜鉛アンチモン化合物（ここでのアンチモン化合物と同一）は、ＩＲブロッカとして作用し、チタニアはＵＶブロッカとして作用する。ＩＲ光及びＵＶ光をブロックする膜は、スクリーン印刷技術を用いて、メッシュ寸法１４０のスクリーンを使用し、厚さ３ｍｍのガラス基板１上に形成された。混合と熱処理は、例１４におけるものと同じであった。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例２２のディフューザＤの波長特性は、図１８に曲線（ａ）によって示されている。図２４は、この例のディフューザが３．４％のＴIRを有していたことを図示する。この例における膜１０の厚さは、図１９に示されている。図１３と図１８とを比較することによって、この例のディフューザが、例えば、図１３に示された比較例におけるよりも、良好な（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。さらに、この例のディフューザＤが、図１３に示された比較例のおけるよりも、良好な（低下した）ＩＲ透過率と同様に、良好な（低下した）ＵＶ透過率を有していたことが、図１８から分かる。図１５と図１８とを比較することによって、この例のディフューザＤが、例えば、例１４及び例１５におけるものよりも大幅に改善された（低下した）ＵＶ透過率及びＩＲ透過率を有し、これが明らかに膜１０にチタニアを添加したことによることも分かる。
例２３は、２８０のスクリーンメッシュ寸法が例２３において用いられたことを除けば、例２２と同じであった。熱強化ガラス基板１とＵＶブロック／拡散膜１０を備えた例２３のディフューザＤの波長特性は、図１８に曲線（ｂ）によって示されている。この例の膜１０の厚さは、図１９に示されている。図２４は、この例のディフューザが８．０％のＴIRを有していたことを図示する。図１３と図１８とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。さらに、この例のディフューザＤが、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率と同様に、図１３の比較例におけるものよりも大幅に改善された（低下した）ＵＶ透過率をも有していたことが図１８において分かる。図１５と図１８とを比較することによって、この例のディフューザＤが、例えば、例１４及び例１５におけるものよりも大幅に改善された（低下した）ＵＶ透過率及びＩＲ透過率を有し、これが明らかに膜１０にチタニアを添加したことによることも分かる。
例２４は、Ferro 20-8089フリットが例２４において（例２２におけるFerro
20-8099フリットの代わりに）用いられていることを除けば、例２２と同じであった。熱強化ガラス基板１とＩＲブロック及びＵＶブロック／拡散膜１０とを備えた例２４のディフューザＤの波長特性は、図１８に曲線（ｃ）によって示されている。この例の膜１０の厚さは、図１９に示されている（図１６におけるように、菱形の曲線はメッシュ寸法１４０を示す。）。図２４は、この例のディフューザが１０．８％のＴIRを有していたことを図示する。図１３と図１８とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。図１５と図１８とを比較することによって、この例のディフューザＤが、例えば、例１４及び例１５におけるものよりも大幅に改善された（低下した）ＵＶ透過率及びＩＲ透過率を有し、これが明らかに膜１０にチタニアを添加したことによることも分かる。
例２５は、Ferro 20-8089フリットが例２５において（例２３におけるFerro
20-8099フリットの代わりに）用いられていることを除けば、例２３と同じであった。熱強化ガラス基板１とＩＲブロック及びＵＶブロック／拡散膜１０とを備えた例２５のディフューザＤの波長特性は、図１８に曲線（ｄ）によって示されている。この例の膜１０の厚さは、図１９に示されている。図２４は、この例のディフューザが１４．４％のＴIRを有していたことを図示する。
例２６では、ガラス基板１と、その上の２つの膜、即ち、ＩＲ光ブロック用のフッ素ドープ酸化錫膜及び拡散用のフリット膜とが用いられていた。２つの膜は、この例ではＩＲブロック膜をなす。例２６のディフューザＤは、以下のように作製された。フッ素ドープ酸化錫膜は、ガラス基板１上に、ＩＲ光を相当量ブロックするために形成された。次に、フッ素ドープ酸化錫膜上に、Ferro 20-8089フリットの膜が形成された。フリットの膜は、光の拡散のために、スクリーン印刷技術を用いメッシュ寸法２８０のスクリーンを使用して形成された。熱処理は、例１４におけるものと同じであった。熱強化ガラス基板１、ＩＲ反射膜及び拡散膜を備えた例２６のディフューザＤの波長特性は、図２０に曲線（ａ）によって示されている。図２５は、この例のディフューザが２１．７％のＴIRを有していたことを図示する。比較のため、図２０における曲線（ｂ）は、フッ素ドープ酸化錫膜がその上に形成されフリット膜のないガラス基板の波長特性を示す（それゆえ、図２０において曲線（ａ）と曲線（ｂ）とを比較することによって、フリットがＩＲ光をも幾分かブロックする機能を付加することが分かる。）。この例のフリットの膜の厚さは、図２１に示されている。図１３と図２０とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。
例２７は、Ferro 20-8089フリットが例２７においてフリットの膜に用いられていることを除けば、例２６と同じであった。熱強化ガラス基板１、ＩＲ光を反射するフッ素ドープ酸化錫膜、及び拡散膜を備えた例２７のディフューザＤの波長特性は、図２０に曲線（ｃ）によって示されている。この例のフリットの膜の厚さは、図２１に示されている。図１３と図２０とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。図２５は、この例のディフューザが３２．７％のＴIRを有していたことを図示する。
例２８〜例３１では、図２６に示すように、ガラス基板１とその上の異なる複数の膜とを有するディフューザが使用されていた。例２６は、ＩＲ光をブロックするフッ素ドープ酸化錫膜１０’とその上のＵＶブロック膜１０”とを有する膜１０を備えるディフューザＤを図示する。
例２８では、ガラス基板１と、その上の２つの膜、即ち、ＩＲ光を少なくとも幾分かブロックするフッ素ドープ酸化錫膜、及び光を拡散し少なくとも幾分かのＵＶ光をブロックし、内部にＵＶブロック物質を有するフリットの膜と、が用いられている。２つの膜は、この例では、通過する光を拡散をもする、ＩＲ光及びＵＶ光をブロックする膜１０をなす。例２８のディフューザＤは、以下のように作製された。耐熱性のフッ素ドープ錫酸化膜１０’が、ＩＲ光の相当量をブロックするために、ガラス基板１上に作成された。次に、錫酸化膜１０’の上に、Ferro 20-8099フリット（ガラスフリット）が重量比で９０％、エレメンティス社から得られた粒径２８０ｎｍのチタニア（ＵＣＶＷ３０）のコロイドが重量比で１０％、の混合原料が形成された。両方の薬品は、シェーカミキサを用いて約５分にわたって混合された。次に、フリットを含有する膜が、スクリーン印刷技術を用いて、メッシュ寸法２８０のスクリーンを使用し、酸化錫膜上に形成された。熱処理は例１４におけるものと同じであった。熱強化ガラス基板１、ＩＲ光を反射する膜１０’、及び拡散膜１０”を備えた例２８のディフューザＤの波長特性は、図２０に曲線（ｄ）によって示されている。図１３と図２０とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。図２５は、この例のディフューザが１３．６％のＴIRを有していたことを図示する。
例２９は、Ferro 20-8089フリットが用いられていることを除けば、例２８と同じであった。熱強化ガラス基板１、ＩＲ光を反射する膜１０’、及び拡散膜１０”を備えた例２９のディフューザＤの波長特性は、図２０に曲線（ｅ）によって示されている。図１３と図２０とを比較することによって、この例のディフューザが、例１３における比較例よりも大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。図２５は、この例のディフューザが１５．６％のＴIRを有していたことを図示する。
例３０では、膜１０’の代わりに銀の２層膜が使用されている。特に、膜１０のＩＲ光をブロックする膜部分１０’は、例３０において、２層の銀によってＩＲ光を反射する膜を有する低放射（Low-E）膜から構成されていた。低放射膜においては、この例において、上下の銀の膜との間に誘電体の膜が設けられた。低放射膜１０’の上には、Ferro 20-8099フリット（ガラスフリット）が重量比で９５％、粒径２８０ｎｍのチタニアのコロイドが重量比で５％、の混合原料が形成された。両方の薬品は、シェーカミキサを用いて約５分にわたって混合された。次に、フリットを含有する膜が、スクリーン印刷技術を用いて、メッシュ寸法２８０のスクリーンを使用し、低放射膜１０’の上に形成され、膜１０”が形成された。熱処理は、例１４におけるものと同じであった。熱強化ガラス基板１、ＩＲ光を反射する膜１０’、及び拡散膜１０”を備えた例３０のディフューザＤの波長特性は、図２２に曲線（ａ）によって示されている。図１３と図２２とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。比較のため、図２２における曲線（ｃ）は、その上の膜１０”なしにガラス基板１上に形成された低放射膜１０’のみの特性を図示する。図２５は、この例のディフューザが２．２％のＴIRを有していたことを図示する。
例３１は、Ferro 20-8089フリットが（Ferro 20-8099フリットの代わりに）用いられていることを除けば、例３０と同じであった。熱強化ガラス基板１、低放射膜１０’、及び拡散膜１０”（ここでも、膜１０’と膜１０”が膜全体をなす。）を備えた例３１のディフューザＤの波長特性は、図２２に曲線（ｂ）によって示されている。図１３と図２２とを比較することによって、この例のディフューザが、図１３の比較例におけるものよりも、大幅に改善された（低下した）ＩＲ透過率を有していたことが分かる。比較のため、図２２における曲線（ｃ）は、その上の膜１０”なしにガラス基板１に形成された低放射膜１０’のみの特性を示す。図２５は、この例のディフューザが３．３％のＴIRを有していたことを図示する。
本発明は、現在、最も現実的で好ましいと考えられる実施例との関連において記載されてきたが、本発明は開示された実施例に限定されるものではなくむしろ反対に、付随の特許請求の範囲に記載の発明の概念及び範囲内に含まれる種々の改良と同様の構成とを含むことが意図されていると、理解されるべきである。
本発明の実施例に係るディフューザの断面図である。 本発明の他の実施例に係るディフューザの断面図である。 本発明の更なる他の実施例に係るディフューザの断面図である。 ここにおいて例示的なディスプレイ応用に使用された、各ディフューザの模式的断面図である。 本発明の他の実施例に係るディフューザの断面図である。 本発明の他の実施例に係る例１〜例１３の膜の作製条件等を示す図である。 膜内にフリットのみが含まれる例（図におけるＡ）に対する例１〜例３（図におけるＢ、Ｃ及びＤ）の透過率−波長特性を示すグラフである。 例４〜例９（図におけるＢ、Ｃ及びＤ）の透過率−波長特性を示すグラフである。 ＵＶ膜厚が透過率−波長特性に及ぼす影響を例３、例１０及び例１１のＵＶ膜（図９における曲線はそれぞれ例３、例１０及び例１１の代表である。）を介して示すグラフである。 ＵＶ膜厚が透過率特性に及ぼす影響を例３の作製条件等の物質を有するＵＶ膜を介して示すグラフである。 ＵＶ膜厚が透過率−波長特性に及ぼす影響を例９の作製条件等の物質を有するＵＶ膜（図１１における曲線はそれぞれ例９、例１２及び例１３の代表である。）を介して示すグラフである。 ＵＶ膜厚が透過率特性に及ぼす影響を例９の作製条件等の物質を有するＵＶ膜を介して示すグラフである。 ２つの比較例（ＣＥ）についての透過率−波長特性を示すグラフである。特に、図１３における曲線（ａ）は、ガラス基板とFerro 20-8089フリットのみ（膜内にＵＶ光又はＩＲ光のブロッカを含まず。）とを備えた比較例のディフューザに関し、図１３における曲線（ｂ）は、ガラス基板とFerro 20-8099フリットのみ（膜内にＵＶ光又はＩＲ光のブロッカを含まず。）とを備えた比較例のディフューザに関する。 例１４〜例１７に関する膜厚−亜鉛アンチモン化合物重量％特性を示し、異なるメッシュ寸法が膜厚に及ぼす影響を示す図である。 透過率−波長特性を示すグラフであって、例１４〜例１７の光学特性を示す。 例１８〜例２１に関する膜厚−亜鉛アンチモン化合物重量％特性を示し、異なるメッシュ寸法が膜厚に及ぼす影響を示す図である。 透過率−波長特性を示すグラフであって、例１８〜例２１の光学特性を示す。 透過率−波長特性を示すグラフであって、例２２〜例２５の光学特性を示す。 膜厚−透過率特性を示すグラフであって、例２２〜例２５のディフューザの光学特性と膜厚を示す。 透過率−波長特性を示すグラフであって、例２６〜例２９の光学特性を示す。 膜厚−透過率特性を示すグラフであって、例２６〜例２９のディフューザの光学特性と膜厚を示す。 透過率−波長特性を示すグラフであって、例３０及び例３１の光学特性を示す。 本発明の他の実施例に係る例１４〜例２１の膜のＩＲ／ＵＶブロック膜の作製条件等とこれらの例のディフューザの光学特性とを示す図である。 本発明の他の実施例に係る例２２〜例２５の膜のＩＲ／ＵＶブロック膜の作製条件等とこれらの例のディフューザの光学特性とを示す図である。 本発明の他の実施例に係る例２６〜例３１の膜のＩＲ／ＵＶブロック膜の作製条件等とこれらの例のディフューザの光学特性とを示す図である。 本発明の更なる他の実施例に係るディフューザであってガラス基板上に複数層を有するものの断面図である。
符号の説明
１ ガラス基板
１０ ＩＲ／ＵＶブロック膜
１０’ フッ素ドープ錫酸化膜
１０” 拡散膜
２０ 拡散膜
５０ 光源
５２ ディスプレイパネル
Ｄ ディフューザ
Ｒ 粗い表面

Claims (22)

  1. 少なくとも可視光を含み更に赤外（ＩＲ）光及び紫外（ＵＶ）光のうちの１つ以上を含みうる光を放射する光源と、前記光源からの光を受光するように配置され、前記光源から受光した可視光を拡散するディフューザと、を備え、
    前記ディフューザがＩＲブロック膜を支持するガラス基板を有し、その結果、前記ディフューザが波長約２３００ｎｍで約４５％未満の透過率を有する、ことを特徴とする照明系。
  2. 前記ＩＲブロッカ膜が、ガラスフリット内にＩＲブロック物質を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  3. 前記ＩＲブロック物質が、亜鉛アンチモン化合物を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  4. 前記ＩＲブロッカ膜は、ＵＶ光の相当量をもブロックし、前記ディフューザが約２０％未満のＴuv（ＵＶ透過率）を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  5. 前記膜が、更にガラスフリット内に、Ce、Bi、Ti、Sn及びSbのうちの１つ以上の無機酸化物を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の照明系。
  6. 前記膜は、Ce、Bi、Ti、Sn及びSbのうちの１つ以上の無機酸化物を重量比で約０．１〜１５％有する、ことを特徴とする請求項５に記載の照明系。
  7. 前記膜が、Ce、Bi、Ti、Sn及びSbのうちの１つ以上の無機酸化物を重量比で約０．１〜１０％有する、ことを特徴とする請求項６に記載の照明系。
  8. 前記膜は、亜鉛アンチモン化合物を重量比で約５〜５０％、好ましくは約５〜４０％、最も好ましくは約１０〜３５％有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  9. 前記膜は、フリットを重量比で少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも約６０％、より好ましくは少なくとも約７０％有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  10. 前記ディフューザが、波長約２３００ｎｍで約３０％未満の透過率を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  11. 前記ディフューザが、波長約２３００ｎｍで約２０％未満の透過率を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  12. 前記ディフューザが、約１０％未満のＴuvを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  13. 前記ＩＲブロック膜が、前記ガラス基板に間接的に接触するように形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  14. 前記ガラス基板が、熱強化処理されている、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  15. 前記膜が、ＩＲ光をブロックするための低放射率（Low-E）膜を有し、少なくともフリットを有する膜が前記低放射率膜上に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  16. 前記膜が、酸化錫を含有する膜を有し、少なくともフリットを有する膜が前記酸化錫を含有する膜上に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  17. 前記ディフューザが、波長３２５ｎｍで１５％未満、好ましくは１０％未満、最も好ましくは５％未満の透過率を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  18. 前記ディフューザが、約３５％以上、好ましくは約５０％以上、より好ましくは約６０％以上の可視光の透過率を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の照明系。
  19. ＩＲ光及びＵＶ光の１つ以上をブロックする膜を支持するガラス基板を備え、照明系に使用されるディフューザであって、
    （ａ）Ｔuv（ＵＶ光の透過率）が約２０％未満であり、前記ＵＶ光をブロックする膜が少なくとも無機の金属酸化物を含有して相当量のＵＶ光をブロックし、少なくとも無機の金属酸化物がフリット内に含有すること、及び、
    （ｂ）波長約２３００ｎｍで約４５％未満の透過率を有すること、
    のうちの何れか１つ以上によって特徴付けられる光学ディフューザ。
  20. 前記ディフューザが、前記（ａ）と前記（ｂ）との両方によって特徴付けられる請求項１９に記載の光学ディフューザ。
  21. 前記ディフューザが、前記（ｂ）によって特徴付けられ、波長約２３００ｎｍで約３０％未満の透過率を有する、ことを特徴とする請求項１９に記載の光学ディフューザ。
  22. 前記膜が、少なくともＩＲ光をブロックする膜を含み、亜鉛アンチモン化合物を含有している、ことを特徴とする請求項１９に記載の光学ディフューザ。
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