JP2010105419A

JP2010105419A - ミラーアセンブリ

Info

Publication number: JP2010105419A
Application number: JP2008276533A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Toko; 康夫都甲
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2008-10-28
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2028-10-28
Also published as: JP5379447B2

Abstract

【課題】ミラーに液晶表示素子を組み込んだミラーアセンブリにおいて、液晶表示素子の静電気による誤動作を防止できなかった。
【解決手段】ガラス基板２上にハーフミラーとして作用する金属層３を設け、金属層３上に、全反射ミラーとして作用する金属層４及びバックライトを含む液晶表示素子５を設け、金属層３が端子T₁及びハーネスW₁を介して接地されている。
【選択図】図１

Description

本発明は車両のサイドミラー（ドアミラー）、バックミラー（ルームミラー）等のミラーにバックライトを含む液晶表示素子（LCD）を組込んだミラーアセンブリに関する。

車両のサイドミラー、バックミラー等にバックライトを含む液晶表示素子を組込んだミラーアセンブリは既に知られている。たとえば、液晶表示素子として液晶モニタであるミラーアセンブリ（参照：特許文献１）、車両の死角となる位置情報を表示するミラーアセンブリ（参照：特許文献２）、車両周囲情報を表示するミラーアセンブリ（参照：特許文献３）がある。

図１３は従来のミラーアセンブリを示す断面図である（参照：特許文献１の図３）。このミラーアセンブリは、ガラス基板１０１と、ガラス基板１０１上に形成されたハーフミラーとして作用する酸化チタン層１０２ａ及び酸化シリコン層１０２ｂよりなる金属層１０２と、金属層１０２の背面に一部を除いて形成された黒色塗装層１０３と、黒色塗装層１０３の光透過窓に配設されたクリアコート層１０４と、このクリアコート層１０４に設けられたバックライトを含む液晶表示素子１０５とを備えている。
特開２００２−６７８０６号公報特開２００２−２００９３６号公報特開２００５−１４５１５１号公報

しかしながら、上述の図１３の従来のミラーアセンブリにおいては、静電気によって液晶表示素子が誤動作するという課題があった。特に、液晶方位角の規制力が弱い垂直配向型液晶表示素子は静電気によって誤動作し易い。尚、静電気対策として、ガラス基板上もしくは液晶表示素子の偏光板上に透明導電層を被覆することもできるが、この場合、製造コストの増大、セルの透過率の低下を招くので好ましくない。

また、上述の従来のミラーアセンブリにおいては、低温下では応答性が低いという課題もあった。特に、バックライトと同期して駆動するフィールドシーケンシャル液晶表示素子では、低温下での応答性が低下する一方、低温下においても高速応答が要求されるため対策が必要であった。尚、インジウム錫酸化物（ITO）の透明ヒータを外付けすることもできるが、この場合、製造コストの増大、セルの厚さの増大を招き、また、外側から加熱するのに時間がかかり、また、起動直後に高速応答を得ることができないので、好ましくない。

従って、本発明の目的は、製造コストの増大を招くことなく、かつ、セルの厚さの増大を招くことなく、ミラーアセンブリの静電気対策を行うことにある。

従って、本発明の他の目的は、製造コストの増大を招くことなく、かつ、セルの透過率の低下を招くことなく、ミラーアセンブリの低温下での応答性を高めることにある。

上述の課題を解決するために、本発明に係るミラーアセンブリは、ガラス基板と、ガラス基板上に形成されたハーフミラーとして作用する第１の金属層と、金属層上に設けられたバックライトを含む液晶表示素子とを具備し、第１の金属層の一端が電気的に接地されている。これにより、静電気による誤動作が防止される。特に、垂直配向型液晶表示素子の場合、その誤動作が防止される。

また、第１の金属層上にあって液晶表示素子が形成されていない部分に全反射ミラーとして作用する第２の金属層もしくは液晶表示素子が形成されていない部分に対向する全反射ミラーを具備する。これにより、液晶表示素子が形成されたハーフミラー部及び液晶表示素子が形成されていない全反射ミラー部が構成される。

好ましくは、第１の金属層が、モリブデン（Mo）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）及びチタン（Ti）のいずれか１つよりなり、また、第１の金属層の厚さが50〜300Åである。これにより、ハーフミラー部と全反射ミラー部での反射率がほぼ同等となり、ミラーとしての違和感がなくなる。

さらにまた、第１の金属層の他端に接続され、第１の金属層へ電流を供給するための電源回路を具備する。これにより、第１の金属層は加熱されるので、低温下での応答性の低下が防止される。特に、フィールドシーケンシャル液晶表示素子の低温下での応答性の低下が防止されるため表示品位を損なうことがなくなる。

さらにまた、第１の金属層における液晶表示素子が設けられた部分の境界にスリットを設け、第１の金属層の一端及び他端は第１の金属層の液晶表示素子が設けられた部分に位置するようにする。これにより、電源回路からの電流は第１の金属層の液晶表示素子が設けられた部分のみに供給される。

本発明によれば、液晶表示素子を組込んだミラーアセンブリの静電気対策が可能となる。また、低温下での液晶表示素子の応答性の低下を防止できる。

図１は本発明に係るミラーアセンブリの第１の実施の形態を示す断面図である。図１において、ミラー筐体１内に、ガラス基板２、ハーフミラーとして作用する金属層３、全反射ミラーとして作用する金属層４、及びバックライトを含む液晶表示素子５が設けられている。

図１において、金属層３の液晶表示素子５が設けられた部分はハーフミラー部Ｈを構成し、金属層３の液晶表示素子５が設けられていない部分は金属層４と共に全反射ミラー部Ｔを構成する。

金属層３の一端は端子T₁及びハーネスW₁によって電気的に接地されている。

ガラス基板２の厚さはたとえば0.7mmである。

ハーフミラーとしての金属層３は厚さ50〜300Åのモリブデン（Mo）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）あるいはチタン（Ti）よりなり、ガラス基板２上にスパッタリング法によって形成される。また、全反射ミラーとしての金属層４は厚さ1500Åのモリブデン（Mo）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）あるいはチタン（Ti）よりなり、金属層３上にフォトレジストパターンを設けた後に、スパッタリング法によって形成される。

ハーフミラーとしての金属層３においては、厚すぎると透過率が低下するので表示の明るさが低下し、他方、薄すぎると反射率が低下してミラーとして違和感が大きくなる。この点から、金属層３をモリブデン（Mo）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）及びチタン（Ti）のいずれか１つより形成し、その厚さは50〜300Åであることが好ましい。

図２の（Ａ）はガラス基板２の透過率を100％と仮定した場合の金属層３の透過率を示す。この場合、金属層３をたとえば厚さ60Å、150Å、220Åのモリブデン（Mo）で構成すると、金属層３の透過率は厚さの増加と共に減少するが、厚さ220Åで透過率は5％以上である。従って、金属層３の厚さは300Å程度以下であることが好ましい。他方、図２の（Ｂ）はガラス基板２の透過率を100％、全反射ミラーとしての金属層４の反射率を100％かつ液晶表示素子５として垂直配向型液晶表示素子とした場合の金属層３の反射率を示す。この場合、金属層３をたとえば厚さ220Å、150Å、60Åのモリブデン（Mo）で構成すると、金属層３の反射率は厚さの減少と共に減少するが、厚さ60Åで反射率は20％以上である。従って、金属層３の厚さは50Å程度以上であることが好ましい。

上述のごとく、液晶表示素子５として垂直配向型液晶表示素子を用いると、背景、オフセグメント表示の黒レベルが極めて低い。従って、図３の（Ａ）に示すごとく、液晶表示素子非表示かつバックライト消灯時には、ハーフミラー部Ｈ及び全反射ミラー部Ｔの反射率がほぼ同等となり、ミラーの違和感がない。他方、図３の（Ｂ）に示すごとく、液晶表示素子表示かつバックライト点灯時には、白表示の輝度は比較的高い。

図４は液晶表示素子５として垂直配向型液晶表示素子を用い、また、金属層３として厚さ220Åのモリブデンを用い、実際に背景を図１のミラーアセンブリに写した場合を示す。

図４の（Ａ）に示すように、バックライトを点灯して液晶表示素子５の表示をした場合、液晶表示素子５の表示が明瞭に読み取れる。このとき、ハーフミラー部Ｈである液晶表示素子５の黒表示部分はほぼミラーとして機能している。

また、図４の（Ｂ）に示すごとく、バックライトを点灯するが、液晶表示素子５の表示を行わない場合も、ハーフミラー部Ｈである液晶表示素子５の部分はほぼミラーとして機能している。

さらに、図４の（Ｃ）に示すごとく、バックライトを消灯すると、ハーフミラー部Ｈである液晶表示素子５の部分は完全にミラーとして機能している。

上述のごとく、図１のミラーアセンブリにおいては、ハーフミラーとしての金属層３の一端を接地することにより静電気対策をしている。すなわち、図５の（Ａ）に示すごとく、図１のミラーアセンブリをナイロン布で激しくこすっても、液晶表示素子５は全く誤動作しなかった。他方、図１のミラーアセンブリの金属層３を接地しなかった場合、図５の（Ｂ）に示すごとく、ミラーアセンブリをナイロン布でかるくこすっても、液晶表示素子５は誤動作し、しかも、1分程度この誤動作は消滅しなかった。

図６は本発明に係るミラーアセンブリの第２の実施の形態を示す断面図である。図６においては、図１のミラーアセンブリに対して、金属層３の他端に端子T₂及びハーネスW₂によって接続され金属層３に電流を供給するための電源回路６を付加してある。これにより、金属層３は抵抗加熱によるヒータとして作用する。ヒータとしての金属層３の厚さが大き過ぎると、金属層３のヒータ作用は小さくなる。本発明者は金属層３をモリブデン（Mo）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）及びチタン（Ti）のいずれか１つより形成し、その厚さを50〜300Åとすると、金属層３はヒータとして作用することを確認した。尚、電源回路６は交流電源回路でも直流電源回路でもよい。

図７は液晶表示素子５としてフィールドシーケンシャル液晶表示素子（バックライト色のエリア切替用、スタティック駆動もしくは1/2デューティ駆動）及び単純マトリクス型液晶表示素子（デューティ駆動）の２層セルを用い、また、金属層３として厚さ60Åのモリブデンを用い、実際に背景を図６のミラーアセンブリに写した場合を示す。

図７の（Ａ）に示すように、バックライトを点灯して液晶表示素子５の表示をした場合、液晶表示素子５のカラー文字表示が明瞭に読み取れる。このとき、ハーフミラー部Ｈである液晶表示素子５の黒表示部分はほぼミラーとして機能している。

また、図７の（Ｂ）に示すごとく、バックライトを点灯するが、液晶表示素子５の表示を行わない場合も、ハーフミラー部Ｈである液晶表示素子５の部分は違和感があるが、ミラーとして後方の状況確認は十分可能である。

尚、金属層３及び液晶表示素子５は図１のミラーアセンブリの金属層３及び液晶表示素子５と同一構成でもよい。

図８は図６のミラーアセンブリの正面図である。図８に示すように、金属層３の一端T₁及び他端T₂はハーフミラー部Ｈにおいて対向して設けられている。これにより、電源回路６からの電流は、主に、金属層３のハーフミラー部Ｈにおいて電圧降下しながら、つまり、発熱しながら、流れる。この結果、液晶表示素子５を効率よく加熱することができる。尚、金属層３の一端T₁及び他端T₂の一方を全反射ミラー部に取付けると、電源回路６からの電流は、主に、全反射ミラーとして厚さの大きいつまり低抵抗の金属層４に流れ、この結果、電圧降下することなく、つまり、発熱することなく、電流が流れ、金属層３はヒータとして作用しなくなる。

図９は図６の変更例を示す。すなわち、金属層３のハーフミラー部Ｈと全反射ミラー部Ｔとの境界に電気絶縁用スリットＳを設けると共に、金属層３の一端（端子T₁）及び他端（端子T₂）を金属層３のハーフミラー部Ｈに設ける。これにより、電源回路６からの電流は金属層３のハーフミラー部Ｈのみに流れる。この結果、液晶表示素子５をより効率よく加熱することができる。

電気絶縁用スリットＳの幅は通常の使用状態で認識されない程度であればよく、たとえば100μm以下、好ましくは20μm以下である。

電気絶縁用スリットＳは、フレキソ印刷、インクジェット印刷等によってカバーレジスト層をスリット状に形成し、リフトオフすることによって形成できる。また、電気絶縁用スリットＳは、金属層３のスパッタリング法による形成の際に、700μmのピアノ線をガラス基板より1mm離してマスクとすることによっても形成できる。

図１０は図９のミラーアセンブリの正面図を示す。図１０の（Ａ）に示すごとく、金属層３の一端（端子T₁）及び他端（端子T₂）は金属層３の対角線上に配置することにより金属層３を均一に加熱できる。また、図１０の（Ｂ）に示すごとく、金属層３の一端（端子T₁）及び他端（端子T₂）は金属層３の対向する両辺に均一に設けることにより金属層３をさらに均一に加熱できる。

図１、図６、図９の金属層３たとえばモリブデン厚さとシート抵抗の関係を図１１の（Ａ）に示す。この場合、シート抵抗の逆数をとると、図１１の（Ａ）は図１１の（Ｂ）に示すごとくなり、金属層３の厚さとシート抵抗の逆数が比例関係にあることから、金属層３の厚さとシート抵抗は逆比例関係にあることが分かる。

図１１の（Ｂ）における傾きは金属層３の材質に応じて変化する。モリブデンはアルミニウム等に比較して抵抗率が高いので、図１１の（Ｂ）の傾きは小さく、従って、モリブデンはアルミニウム等に比較してシート抵抗を制御し易い。

金属層３をヒータとして用いる場合、そのシート抵抗はヒータの面積に依存し、バックミラーの場合、15〜20Ω／□が望ましい。シート抵抗が15Ω／□より小さいと、短時間の加熱が不十分となり、他方、シート抵抗が20Ω／□を超えると、消費電力が大きくかつ加熱状態分布が悪くなるからである。図１１の（Ａ）に示すごとく、金属層３がモリブデンよりなる場合には、15〜20Ω／□のシート抵抗は厚さ200〜300Åに相当する。

また、電源回路６の電源電圧を高くすれば、加熱状態分布がよくなることから、バックミラーのように、液晶表示素子５が0℃以上到達後は加熱が不要となる場合、消費電力は気にならなくなり、シート抵抗は10〜100Ω／□でもよく、この場合、厚さは50〜300Åでもよい。以上から、金属層３はモリブデン、クロム、アルミニウムあるいはチタンよりなり、その厚さは50〜300Åでもよい。たとえば、バックミラーにおいて、液晶表示素子５をフィールドシーケンシャル液晶表示素子とした場合、初期状態で-5℃のとき、1分後に、応答性5msec以下で約10℃まで加熱し、カラー表示を行うことができる。これにより、冬の寒い朝でも短時間でカラー表示を行える。尚、この場合、暖まる前はモノクロ表示もしくは色のはっきりしない表示となるが、文字などは問題なく読むことができる。

尚、図６、図９のミラーアセンブリにおいても、端子T₁は接地されているので、図１のミラーアセンブリと同様、静電気による液晶表示素子５の誤動作はない。

また、図１２に示すように、図１、図６、図９の金属層４の代りに、防眩機能の手動式全反射ミラー４’を用いてもよい。この場合には、手動式全反射ミラー４’は金属である必要はない。

上述の実施の形態においては、液晶表示素子として、垂直配向型液晶表示素子あるいはフィールドシーケンシャル型液晶表示素子としたが、本発明は、スタティック駆動、単純マトリクス駆動、アクティブマトリクス駆動のいずれの方式にも適用でき、また、水平配向型液晶表示素子にも適用でき、さらに、垂直配向型液晶表示素子はモノドメイン型あるいはマルチドメイン型のいずれでもよく、さらにまた、IPS型液晶表示素子にも適用できる。

本発明に係るミラーアセンブリの第１の実施の形態を示す断面図である。図１のハーフミラーとしての金属層の光学的特性を示すグラフであって、（Ａ）は透過率、（Ｂ）は反射率を示す。図１のミラーアセンブリの表示の例を示す図であって、（Ａ）はLCD非表示かつバックライト消灯時、（Ｂ）はLCD表示かつバックライト点灯時を示す。図１のミラーアセンブリに実際の背景を写した表示の例を示す図であって、（Ａ）はLCD表示かつバックライト点灯時、（Ｂ）はLCD非表示かつバックライト点灯時、（Ｃ）はLCD非表示かつバックライト消灯時を示す。図１のミラーアセンブリの静電気対策を説明するための表示の例を示す図である。本発明に係るミラーアセンブリの第２の実施の形態を示す断面図である。図６のミラーアセンブリに実際の背景を写した表示の例を示す図である。図６のミラーアセンブリのハーフミラーとしての金属層の一端及び他端を説明する図である。図６のミラーアセンブリの変更例を示す断面図である。図９のミラーアセンブリのハーフミラーとしての金属層の一端及び他端を説明する図である。図１（図６、図９）のハーフミラーとしての金属層のシート抵抗を説明するグラフである。図１（図６、図９）の全反射ミラーの変更例を示す断面図である。従来のミラーアセンブリを示す断面図である。

符号の説明

１…ミラー筐体
２…ガラス基板
３…金属層（ハーフミラー）
４…金属層（全反射ミラー）
４’…手動式全反射ミラー
５…液晶表示素子
１０１…ガラス基板
１０２…ハーフミラー
１０２ａ…酸化チタン層
１０２ｂ…酸化シリコン層
１０３…黒色塗装層
１０４…クリアコート層
１０５…液晶表示素子
Ｔ…全反射ミラー部
Ｈ…ハーフミラー部
T₁，T₂…端子
W₁，W₂…ハーネス

Claims

ガラス基板と、
該ガラス基板上に形成されたハーフミラーとして作用する第１の金属層と、
該第１の金属層上に設けられたバックライトを含む液晶表示素子と
を具備し、前記第１の金属層の一端が電気的に接地されているミラーアセンブリ。
さらに、前記第１の金属層上にあって前記液晶表示素子が形成されていない部分に全反射ミラーとして作用する第２の金属層を具備する請求項１に記載のミラーアセンブリ。
さらに、前記第１の金属層上にあって前記液晶表示素子が形成されていない部分に対向する全反射ミラーを具備する請求項１に記載のミラーアセンブリ。
前記第１の金属層が、モリブデン（Mo）、クロム（Cr）、アルミニウム（Al）及びチタン（Ti）のいずれか１つよりなる請求項１に記載のミラーアセンブリ。
前記第１の金属層の厚さが50〜300Åである請求項４に記載のミラーアセンブリ。
さらに、前記第１の金属層の他端に接続され、該第１の金属層へ電流を供給するための電源回路を具備する請求項１に記載のミラーアセンブリ。
前記第１の金属層の一端及び他端が該第１の金属層の前記液晶表示素子が設けられた部分に対向して位置する請求項６に記載のミラーアセンブリ。
前記第１の金属層における前記液晶表示素子が設けられた部分の境界に電気絶縁用スリットを設け、
前記第１の金属層の一端及び他端は該第１の金属層の前記液晶表示素子が設けられた部分に位置する請求項６に記載のミラーアセンブリ。
さらに、全反射ミラーを設け、前記境界が前記第１の金属層における前記液晶表示素子が設けられた部分と前記第１の金属層における前記全反射ミラーに対向する部分との間である請求項８に記載のミラーアセンブリ。
前記第１の金属層のシート抵抗が10〜100Ω／□である請求項６に記載のミラーアセンブリ。