JP5993091B2 - 光学部品、ガラス、および液晶ディスプレイ - Google Patents

Description

関連発明の相互参照
本願は、２０１２年１２月１７日に提出された中国特許出願第２０１２２０７００６５２．２号「光学部品、ガラス、および液晶ディスプレイ」の優先権を主張し、当該中国特許出願のすべての開示を本願にて引用により援用する。

本開示は、一般的には、光学材料分野に関し、より詳細には、光学部品、ガラス、および液晶ディスプレイに関する。

技術の発達に伴い、さまざまな光学製品および電子製品が市場に現れ、生活の質を継続的に向上させている。
たとえば、着色ガラスは、遮光機能およびプライバシー保護機能を提供することができる。
別の例として、積層液晶層を備えた着色プライバシーガラスが存在する。
プライバシー保護が求められるときは、積層液晶層に電圧を適用しない。
それにより、液晶分子を自由に方向づけることができ、プライバシーガラスは、不透明または半透明で、かつ、色付きとなる。
プライバシー保護が求められないときは、積層液晶層に電圧を適用する。
それにより、液晶分子の光軸を電界の方向で方向づけることができる。
プライバシーガラスは、透明でかつ色付きとなる。

通常、これらの着色製品の色は、顧客の意思に応じて除去することはできない。
たとえば、着色プライバシーガラスは、透明になったときでも依然として色付きである。
しかし、場合によっては、顧客が着色プライバシーガラスの色を除去したいことがある。
たとえば、顧客は、着色プライバシーガラスまたは着色車両用ガラスを一時的に無色透明にしたいことがある。

一態様では、入射光のうち、第１波長範囲を持つ部分をフィルタ除去するようになされた光フィルタ材料の層と、第２波長範囲を持つ光を発するかまたは光を発しないように制御されるようになされた発光材料の層とを含み、第１波長範囲が第２波長範囲に実質的に一致する光学部品が提供される。

よって、発光材料の層が光を発すると、発せられた光は、光フィルタ材料の層によってフィルタ除去された光を実質的に補う。
すなわち、光学部品を貫通する光は、実質的に白色となる。

一部の実施形態では、発光材料は、電子発光材料である。

一部の実施形態では、発光材料の層は、発光材料のアレイ（ａｒｒａｙ）を含む。

別の態様では、透明基板と、本開示で提供される光学部品とを含み、光フィルタ材料の層と発光材料の層とが透明基板に配置されたガラスが提供される。

よって、発光材料の層が光を発すると、発せられた光は、光フィルタ材料によってフィルタ除去された光を実質的に補う。
すなわち、ガラスは、実質的に無色透明となる。
発光材料の層が光を発しないと、光フィルタ材料の層は、入射光の一部をフィルタ除去し、ガラスは、色付きとなる。

一部の実施形態では、ガラスが電子発光材料の層を備えた光学部品を含む場合、そのガラスは、さらに、第１透明導電基板と、第２透明導電基板とを含む。
電子発光材料は、第１透明導電基板と第２透明導電基板との間に配置され、光フィルタ材料の層は、第１透明導電基板および／または第２透明導電基板に配置される。
電子発光材料の層が光を発することが求められるときは、第１透明導電基板と第２透明導電基板との間に電圧を適用する。

一部の実施形態では、ガラスは、第３透明導電基板と、液晶材料の層とをさらに含む。
第３透明導電基板は、第２透明導電基板の第１透明導電基板とは反対の側に配置される。
液晶材料の層は、第２透明導電基板と第３透明導電基板との間に配置される。
光フィルタ材料の層は、第１透明材料基板および／または第３透明材料基板に配置される。

一部の実施形態では、ガラスはプライバシーガラスである。
プライバシー保護が求められないときは、第１透明導電基板と第２透明導電基板との間に電圧を適用し、電子発光材料が第２波長範囲を持つ光を発して、入射光のうち、第１波長範囲を持ち光フィルタ材料の層によってフィルタ除去された部分を補う。

一部の実施形態では、透明導電基板は、インジウム錫酸化物層を含む有機ガラスまたは無機ガラスである。

さらに別の態様では、本開示で提供される光学部品を含む液晶ディスプレイが提供される。

以上では、本開示の特徴を幾分幅広く概説した。
以下では、本開示の請求項の主題を形成する、本開示の追加の特徴について説明する。
当業者は、開示される概念および具体的な実施形態が、本開示と同じ目的を実行するための他の構造または工程を改良または設計するための基盤として容易に利用できることを理解するはずである。
また、当業者は、そのような等価の構築物が、本開示の精神および範囲から逸脱しないことを認識するはずである。

本開示とその利点とをより詳しく理解できるよう、以下では、添付の図面を参照しながら説明する。

異なる図面における同一の数字および記号は、別途記載されない限り、通常は、同一の部品を示す。
図面は、本開示の実施形態の直接的に関連する側面を明確に示すために描かれており、必ずしも縮尺どおりに描かれていない。
特定の実施形態を明確に図示するために、同じ構造、材料、または方法ステップのバリエーションを示す番号を、図面の番号に続けて示す場合がある。

本開示の一実施形態に係る光学部品の概略的な断面図である。 本開示の一実施形態に係るガラスの概略的な断面図である。 本開示の別の実施形態に係るガラスの概略的な断面図である。 図３のガラスの２つの状態を示す概略的な図である。

実施形態の作成および使用について以下に詳しく説明する。
ただし、説明する実施形態は、単なる例示であり、開示の範囲を限定しない。

図１は、本開示の一実施形態に係る光学部品の概略的な断面図である。
光学部品１００は、光フィルタ材料の層１２０と、発光材料の層１４０とを含む。
光フィルタ材料の層１２０は、入射光のうち、第１波長範囲を持つ部分をフィルタ除去するようになされている。
発光材料の層１４０は、第２波長範囲を持つ光を発するようになされている。
第１波長範囲は、第２波長範囲に実質的に一致する。

たとえば、入射光が自然光である場合、光フィルタ材料の層１２０は、入射光のうち波長範囲が約４３５ｎｍから約４８０ｎｍである青色光部分を除去し、発光材料の層１４０は、波長範囲が約４３０ｎｍから約４７０ｎｍまたは約４２０ｎｍから約４９０ｎｍである光を発する。

第１波長範囲が第２波長範囲に「実質的に」一致するとは、一致部分が、第１波長範囲または第２波長範囲の９０パーセント、８０パーセント、または、７０パーセントに及ぶことを意味する。
よって、光フィルタ材料の層１２０によって入射光のうち、第１波長範囲を持つ部分がフィルタ除去された後、残りの入射光は、発光材料の層１４０によって発せられた第２波長範囲を持つ光と混合され、得られる光は、入射光と実質的に同じ色となる。
たとえば、入射光が自然光である場合、光フィルタ材料の層１２０は、入射光のうち、波長範囲が約４３５ｎｍから約４８０ｎｍである部分をフィルタ除去する。
発光材料の層１４０が光を発しない場合、光学部品１００を貫通する光は、黄色になる。
発光材料の層１４０が、波長範囲が約４３０ｎｍから約４７０ｎｍである光を発する場合、光学部品１００を貫通する光は、白色になる。

したがって、光学部品１００を備えた製品（光学製品、電子製品、光電子製品等）は、顧客がその意思で製品を色付きまたは無色にすることができる。

以下では、本開示の実施形態で提供される光学部品１００について、その用途と組み合わせて詳しく説明する。

図２は、本開示の一実施形態に係るガラスの概略的な断面図である。
ガラス２００は、第１透明導電基板２２０と、第２透明導電基板２４０と、光学部品１００とを含む。
光学部品１００の電子発光材料の層１４０は、電子発光材料を含み、第１透明導電基板２２０と第２透明導電基板２４０との間に配置される。
光学部品１００の光フィルタ材料の層１２０は、第２透明導電基板２４０に配置される。

実用時には、ガラス２００を貫通する光が色付きであることが求められる場合は、第１透明導電基板２２０と第２透明導電基板２４０との間に電圧を適用する必要はない。
ガラス２００を貫通する光が白色であることが求められる場合は、第１透明導電基板と第２透明導電基板との間に電圧を適用する必要がある。
それにより、電子発光材料の層１４０を電界で励起して第２波長範囲を持つ光を発光させて、第１波長範囲を持ち光フィルタ材料の層１２０によりフィルタ除去された光を補う。

一部の実施形態では、第１透明導電基板２２０および第２透明導電基板２４０は、導電層を含む有機ガラスまたは無機ガラスである。
一部の実施形態では、導電層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡｌドープＺｎＯ）、チタンとタングステンとアルミニウムとの複合層、または導電性ポリマーを含む。

光フィルタ材料の層１２０は、任意の適切な材料を含むことができ、任意の適切な形状をとることができることを理解する必要がある。
一部の実施形態では、光フィルタ材料の層１２０は、第２透明導電基板２４０に取り付けられた光フィルタもしくは光フィルタ被覆、または、ガラスの製造工程で加えられた化学材料であり、薄片もしくは薄膜の形状に限定されない。

さらに、電子発光材料の層１４０は、任意の適切な材料を含むことができ、または、任意の適切な方法で形成することができることを理解する必要がある。
たとえば、電子発光材料の層１４０は、ＩＴＯ層を有するガラスへのスパッタ堆積により形成されたマンガンドープ硫化亜鉛（ＭｎドープＺｎＳ）層である。

ガラス２００は、さまざまな用途で使用することができる。
一実施形態では、ガラス２００は、発光材料の層１４０が光を発しないときは、黄褐色である。
これは、ギラつきや炎熱を遮るのに適している。
十分な光が求められる場合、発光材料の層１４０は、光を発するように制御される。
具体的には、第１透明導電基板２２０と第２透明導電基板２４０との間に電圧を適用して発光材料の層１４０に光を発光させ、それによって、ガラス２００を実質的に無色透明にすることができる。
ガラス２００は、建物の外面、車両用ガラス、装飾用ガラス等として使用することができる。

図３は、本開示の別の実施形態に係るガラスの概略的な断面図である。
図２のガラス２００と比べると、図３のガラス３００は、第３透明導電基板３６０と、液晶材料の層３８０とをさらに含んでいる。
液晶材料の層３８０は、第２透明導電基板２４０と第３透明導電基板３６０との間に配置される。

ガラス２００の機能および利点に加えて、ガラス３００は、プライバシー保護機能をさらに提供することができる。

図４（ａ）を参照すると、第２透明導電基板２４０と第３透明導電基板３６０との間に電圧が適用されていないとき、液晶材料の層３８０の液晶分子は、自由に方向付けられ、液晶材料の層３８０を通る光は、強度に散乱する。
結果として、ガラス３００は、半透明または実質的に不透明となり、プライバシー保護機能を提供する。
図４（ｂ）を参照すると、プライバシー保護が求められないときは、第２透明導電基板２４０と第３透明導電基板３６０との間に電圧を適用することができる。
それにより、液晶材料の層３８０の液晶分子の光軸が、電界の方向で方向付けられ、ガラス３００が、透明になる。

以上より、光学部品１００を含むガラス３００は、以下の機能を備える。
プライバシー保護が求められるときは、ガラス３００を半透明または実質的に不透明で、かつ色付きにすることができる。
プライバシー保護が求められないときは、ガラス３００を無色透明にすることができる。

一態様では、光学部品１００を含む液晶ディスプレイが提供される。
この液晶ディスプレイは、反射的、透過的、または半透過的になり得る。
一部の実施形態では、この液晶ディスプレイは、電子ブックリーダーである。
光を発するか、または発しないように光学部品１００の発光材料の層１４０を制御することができるため、利用者が電子ブックリーダーの下地を緑色または白色に制御することができる。

以上の説明では、電子発光材料を含む発光材料の層１４０を例として用いたが、発光材料の層１４０の材料は、電子発光材料に限定されないことを理解する必要がある。
発光材料の層１４０は、特定の条件で励起されたときに光を発することができる任意の材料で作成することができる。
一部の実施形態では、発光材料の層１４０は、光輝性材料を含む。
光学部品１００が、ガラスで使用されると仮定すると、ガラス内の発光材料の層１４０の近傍に導光板を設け、発光ダイオード（ＬＥＤ）を励起光源として利用することができる。
発光材料の層１４０が光を発することが求められるときは、ＬＥＤをオンにし、導光板で光を導き、光輝性材料を励起して光を発光させることができる。

ほかにも、発光材料の層１４０が、連続層またはアレイであり得ることを理解する必要がある。
発光材料の層１４０が、アレイである場合、ガラスまたはディスプレイに表示されるパターンを利用者が選択することができる。

また、本開示の範囲内を逸脱することなく材料および方法を変更できることが、当業者によって容易に理解される。
また、本開示が、実施形態を示すために使用された具体的な文脈以外の多数の適切な発明的概念を提供することが理解される。
よって、添付の請求項は、そのような工程、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップをその範囲内に含むことを意図している。

Claims (6)

1. 透明基板と光学部品とを含むプライバシー保護用ガラスであって、
   前記透明基板が、第１透明導電基板と第２透明導電基板と第３透明導電基板とを含み、
   前記第３透明導電基板が、前記第２透明導電基板の前記第１透明導電基板とは反対の側に配置され、
   前記光学部品が、前記第１透明導電基板および第３透明導電基板の少なくとも一方に配置されて入射光のうち第１波長範囲を持つ部分をフィルタ除去する光フィルタ材料の層と、前記第１透明導電基板と第２透明導電基板との間に配置されて前記第１波長範囲と実質的に一致する第２波長範囲を持つ光を発するかまたは光を発しないように制御される電子発光材料の層と、前記第２透明導電基板と前記第３透明導電基板との間に配置された液晶材料の層とを含み、
   前記第１波長範囲が、前記第２波長範囲に実質的に一致し、
   前記光フィルタ材料の層と前記電子発光材料の層とが、前記透明基板に配置されたプライバシー保護用ガラス。
2. 前記電子発光材料の層が、前記電子発光材料のアレイを含む請求項１記載のプライバシー保護用ガラス。
3. 前記プライバシー保護用ガラスが、プライバシー保護が求められないときは、前記第１透明導電基板と第２透明導電基板との間に電圧を適用し、
   前記電子発光材料が、前記第２波長範囲を持つ光を発して、入射光のうち前記第１波長範囲を持ち前記光フィルタ材料の層によりフィルタ除去された前記部分を補う請求項２に記載のプライバシー保護用ガラス。
4. 前記第１透明導電基板および第２透明導電基板が、インジウム錫酸化物層を含む有機ガラスまたは無機ガラスを含む請求項１に記載のプライバシー保護用ガラス。
5. 透明基板と光学部品とを含む液晶ディスプレイであって、
   前記透明基板が、第１透明導電基板と第２透明導電基板と第３透明導電基板とを含み、
   前記第３透明導電基板が、前記第２透明導電基板の前記第１透明導電基板とは反対の側に配置され、
   前記光学部品が、前記第１透明導電基板および第３透明導電基板の少なくとも一方に配置されて入射光のうち第１波長範囲を持つ部分をフィルタ除去する光フィルタ材料の層と、前記第１透明導電基板と第２透明導電基板との間に配置されて前記第１波長範囲と実質的に一致する第２波長範囲を持つ光を発するかまたは光を発しないように制御される電子発光材料の層と、前記第２透明導電基板と前記第３透明導電基板との間に配置された液晶材料の層とを含み、
   前記第１波長範囲が、前記第２波長範囲に実質的に一致し、
   前記光フィルタ材料の層と前記電子発光材料の層とが、前記透明基板に配置された液晶ディスプレイ。
6. 前記電子発光材料の層が、前記電子発光材料のアレイを含む請求項５に記載の液晶ディスプレイ。
   

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