(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に半透光性領域を含む金属薄膜が形成されたミラー板と、
前記ミラー板の前記半透光性領域裏面に配置され、液晶セルと偏光板とバックライトを含む液晶モニターと、
を含む、液晶モニター付きミラーアッセンブリであって、
前記半透光性領域は、複数の金属ワイヤーが一方向に等ピッチで配列されたワイヤーグリッド偏光板部と、前記金属ワイヤー延在方向の両端部各々で各金属ワイヤーを電気的に導通する接続部とを含み、
それぞれの前記接続部が外部回路に接続されていることを特徴とする液晶モニター付きミラーアッセンブリ。
【請求項２】
前記偏光板と前記半透光性領域のワイヤーグリッド偏光板部とがクロスニコル偏光板を構成し、前記液晶セルが垂直配向液晶セルであることを特徴とする請求項１記載の液晶モニター付きミラーアッセンブリ。
【請求項３】
前記金属ワイヤーのピッチが０．５μｍ以下であり、間隔が前記金属ワイヤーのピッチの４分の１以下であることを特徴とする請求項１または２記載の液晶モニター付きミラーアッセンブリ。
【請求項４】
前記金属薄膜の膜厚が、５００〜２０００Åであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の液晶モニター付きミラーアッセンブリ。
【請求項５】
前記金属薄膜がモリブデン、クロム、アルミニウムないしチタンから構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の液晶モニター付きミラーアッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モニター付きミラーアッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両用ルームミラーないしサイドミラーであって、通常のミラーとしての機能と、運転者の死角となる車両周辺情報などの映像情報や交通渋滞情報などのテキスト情報を表示する機能を兼ね備えたミラーアッセンブリが考案されている。
【０００３】
特開２００２−０６７８０６号は、光透過可能なミラー板の裏面に光透過窓を除いて黒色塗装膜が形成され、前記ミラー板の裏面側に配設した液晶表示装置の表示面が前記光透過窓に対向して配設されて、前記液晶表示装置の表示が前記光透過窓を介して視認可能な車両用表示機能付ミラーにおいて、前記ミラー板は、透明なガラス板と、前記ガラス板の表面に形成されたハーフミラー用の金属薄膜を有することを特徴とする車両用モニター付ミラーを提案する。
【０００４】
特開２００２−２００９３６号は、車両に、カメラや距離測定センサ、衝撃センサを設け、それらから読み取られた映像や情報をサイドミラー、バックミラーまたは車両の内部に表示させる表示装置を提案する。加えて、音声装置、表示装置およびコントロール回路を有するアラーム装置を前記車両に設けることで、衝撃センサが信号を検出した場合、表示装置は危険の表示を行い、音声装置は危険の警告を発することで、車両の運転手と同乗者に危険を警告することができると記述する。
【０００５】
特開２００５−１４５１５１号は、ミラー装置に備えられた表示部と、運転席から前記ミラー装置方向を見たときに視認可能の領域と異なる方向を撮像するよう設置されたカメラと、運転者によって操作される操作スイッチと、該操作スイッチが操作されたときに、前記カメラで撮影された映像を前記表示部に表示させる処理部とを有することを特徴とする車両周辺確認補助装置を提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０６７８０６号公報
【特許文献２】特開２００２−２００９３６号公報
【特許文献３】特開２００５−１４５１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
低温環境下や静電気に対しても、信頼性の高い液晶モニター付きミラーアッセンブリが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１観点によれば、ガラス基板上に半透光性領域を含む金属薄膜が形成されたミラー板と、前記ミラー板の前記半透光性領域裏面に配置され、液晶セルと偏光板とバックライトを含む液晶モニターと、を含む、液晶モニター付きミラーアッセンブリであって、前記半透光性領域は、複数の金属ワイヤーが一方向に等ピッチで配列されたワイヤーグリッド偏光板部と、前記金属ワイヤー延在方向の両端部各々で各金属ワイヤーを電気的に導通する接続部とを含み、それぞれの前記接続部が外部回路に接続されていることを特徴とする液晶モニター付きミラーアッセンブリ、が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
視認性の低下がなく、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａ〜１Ｃは、液晶モニター付きミラーアッセンブリの構造と液晶モニター付きミラーアッセンブリを構成するミラー板の構造を示す断面図および正面図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｇは、ワイヤーグリッド領域を有するミラー板の製造方法を示すダイアグラムである。
【図３】図３Ａは、作製したミラー板から構成される液晶ミラーアッセンブリの正面図であり、図３Ｂおよび３Ｃは、作製したミラー板のワイヤーグリッド領域における反射率と透過率の波長依存性を示すグラフである。
【図４−１】および
【図４−２】図４Ａおよび４Ｂはワイヤーグリッド領域を外部回路に接続した様子を示すダイアグラムであり、図４Ｃは液晶モニターの構造を示す概略図であり、図４Ｄおよび４Ｅはワイヤーグリッド領域を有するミラー板の変形例を示すダイアグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
車両用後写鏡（ルームミラーやサイドミラー）をハーフミラーで構成し、そのハーフミラーの裏面側に、モニターの表示面を配置し、ハーフミラーの表面側からモニターが表示する映像ないしテキストを視認できるとともに、通常の後写鏡としても機能するモニター付きミラーアッセンブリが考案されている。
【００１２】
図１Ａおよび１Ｂは、一般的な車両用液晶モニター付きミラーアッセンブリの構造を概略的に示す断面図および正面図である。片側に開放する凹部１１ａを有する容器形状のミラーハウジング１１と、ミラーハウジング１１の開口端を塞ぐように取り付けられた半透光性領域１２ａを有するミラー板１２と、ミラー板１２と凹部１１ａに囲まれた中に表示面１３ａが半透光性領域１２ａに対向して配置される液晶モニター１３を設けた車両用液晶モニター付きミラーアッセンブリである。この構成によれば、運転者はミラー板１２により後方を視認できるとともに、半透光性領域１２ａを通して液晶モニター１３の表示面１３ａに表示される種々の情報を視認することができる。
【００１３】
ここで、ミラー板１２における半透光性領域１２ａ付近の断面は、図１Ｃに示すように、ガラス板１４の一面側にハーフミラー用の金属薄膜層１５が形成され、このガラス板１４の他面側には光透過窓１７を除いて黒色塗装膜１６が形成され、光透過窓１７には液晶モニター１３の表示面１３ａを配置した構成となる。液晶モニター１３からの表示光１９ａがガラス板１４および金属薄膜層１５を透過するため、液晶モニター１３の表示情報を視認することができる。それと同時に、ミラー板１２に入射する入射光１９ｂが金属薄膜層１５により反射するため反射光１９ｃとして車両後方を視認することができる。
【００１４】
このような液晶モニター付きミラーアッセンブリは、車両用としてその使用状況を顧みると、液晶モニターの表示品質を損なういくつかの状況を想定することができる。例えば、季節や地域によっては、気温がマイナス２０〜３０℃となるような低温環境で使用される可能性がある。液晶物質の特性として、低温環境では粘度が増加し，応答速度が遅くなることが知られている。液晶物質の応答速度が極端に遅くなると、液晶モニターの表示がぼけて視認が困難になる可能性があり問題となる。また、例えば長期間の使用による塵埃の蓄積や一時的な結露などを除去するため、ナイロン布などでミラー板表面が摩擦されれば、静電気により金属薄膜層１５に電荷がたまり、液晶モニター表面に電位が生じることによる誤表示が懸念される。このような帯電による表示品質の低下も視認を困難にさせるため、改善の余地がある。
【００１５】
これらの対策としては、ＩＴＯなどの透明電極によってヒーターを外付けする構造や金属薄膜表面に帯電防止材料を塗布するなどの対策が考えられる。しかし、ＩＴＯなどの透明電極や帯電防止材料はいずれも高価であり、当該ミラーアッセンブリのコスト高を招来する。
【００１６】
本発明者らは、液晶モニター付きミラーアッセンブリのミラー板をワイヤーグリッド偏光板に代替することを検討した。ワイヤーグリッド偏光板とは、金属ワイヤーを一定方向に等幅および等間隔に配列した構造であり、金属ワイヤーの幅、間隔が入射される光の波長よりも短いときに金属ワイヤーに平行な偏波成分を遮光する性質を有する。以下では、ワイヤーグリッド偏光板として機能するワイヤーグリッド領域を含むミラー板をエッチング法により作製する方法を示す。
【００１７】
図２Ａを参照する。たとえば厚さ０．７ｍｍｔの洗浄したガラス板１４の一面側に、厚さ１５００Åのモリブデン（Ｍｏ）膜（金属薄膜層１５）をスパッタにて形成する。金属薄膜層１５の厚さは３００Å以上であればよいが、薄いと光抜けが生じ、厚いとパターニング性が低下するため、５００Å〜２０００Åが好ましい。なお、ガラス板１４上の導電性膜は、Ｍｏに限らず、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属で形成することもできる。
【００１８】
金属薄膜層１５上に、ポジ型の高解像度フォトレジスト材料を１μｍの厚さに、スピンコートでコーティングし、レジスト膜２５を形成する。スピンコートに限らず、スリットコート、ロールコート、スピンコートとスリットコートの併用等により行ってもよい。レジスト膜２５の厚さは、０．８〜１．５μｍが適当である。
【００１９】
図２Ｂを参照する。続いて、レジスト膜２５上に、マスク（レチクル）３０を配置して紫外線露光を行う。露光はレジストの感度に合わせて、たとえば８０ｍＪ／ｃｍ２のフルエンスで行う。
【００２０】
図２Ｃは、マスク３０のパターンを示す概略的な平面図である。マスク３０には、線状パターンが一定方向に等幅および等間隔に形成されたワイヤーグリッドを含む領域３２ａが、所定位置およびサイズで形成され、領域３２ａと周辺の領域３２ｂはギャップＧで分離されている。
【００２１】
図２Ｄは、マスク３０の領域３２ａの拡大図である。線状のパターン３０ａ延在方向の両端では、パターン３０ａをわたすようにそれぞれパターン３０ｂ、３０ｃが形成されている。線状パターン３０ａの、ピッチＤ（線状パターンの間隔）は０．１６μｍ、スリット幅Ｗ（開口部分の幅）は０．０２μｍ程度である。またギャップＧは、幅２０μｍ程度である。なお、エッチング後に領域３２ａに対応する金属薄膜が可視光領域で偏光板として機能するためには、ピッチＤは０．１〜０．５μｍが好ましく、スリットの幅ＷはピッチＤの１／４〜１／１０の間が好ましい。ギャップＧは、エッチング後に領域３２ａと３２ｂの対応する金属薄膜の境界が視認できない程度が好ましく、１００μｍ以下であればよい。マスク（レチクル）３０は、例えば電子線マスク描画装置を用いて作製する。
【００２２】
図２Ｅを参照する。露光後、プリベークを行い、現像を実施する。現像液として、ＫＯＨの無機アルカリ系水溶液を用いた。市販の現像液を使用することもできる。市販の現像液として、たとえばリソグラフィ用ポジ型レジストの現像に一般的に用いられる、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）が利用可能である。金属薄膜層１５上に、マスク３０のマスクパターンとほぼ同じパターンのレジスト膜２５がパターニングされる。
【００２３】
図２Ｆを参照する。金属薄膜層１５のエッチングを、ドライエッチで行う。エッチングは、反応性イオンエッチングによりＳＦ６を反応ガスとして、ガス流量１００ＳＣＣＭ、高周波出力２００Ｗ、圧力３０ｍＴｏｒｒで、およそ３分２０秒間行った。
【００２４】
金属薄膜層１５がＭｏやＴｉなどで形成されている場合、エッチングガスとしてＣＦ４、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ４Ｆ１０、Ｃ５Ｆ８、Ｃ６Ｆ１４、ＣＦ３ＣＦＯＣＦ２、Ｃ６Ｆ５ＣＦ２ＣＦＣＦ２、ＣＦ３Ｂｒ、ＣＦ３Ｉ、Ｃ２Ｆ５Ｉ、ＳＦ６、ＮＦ３、ＷＦ６、Ｃ２Ｆ５Ｃｌ、Ｃ２Ｆ４Ｃｌ２、ＣＦ３Ｃｌ、ＣＦ２Ｃｌ２、ＣＦＣｌ３、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ２ＣＦ３、ＣＨ２ＦＣＦ３、ＣＨ３ＣＨＦ２、Ｃ２Ｈ３Ｆ３、Ｃ３ＨＦ７、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ３、Ｃ６Ｆ５ＣＨＣＨ２等を用いることができる。また、金属薄膜層１５がＣｒやＡｌなどで形成されている場合、エッチングガスとしてＣｌ２、ＣＣｌ４、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３、ＰＣｌ３、ＣＢｒＦ３、ＢＢｒ３、Ｃ２ＣｌＦ５、Ｃ２Ｃｌ２Ｆ４、ＣＣｌＦ３、ＣＣｌ２Ｆ２、ＣＣｌ３Ｆ、ＨＣｌ、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＨＣｌ３、ＨＢｒ等を用いることができる。
【００２５】
図２Ｇを参照する。Ｏ２アッシングによりレジスト膜２５を除去する。反応性イオンエッチングによりＯ２を反応ガスとして、ガス流量１００ＳＣＣＭ、高周波出力３００Ｗ、圧力１００ｍＴｏｒｒで、およそ１分３０秒間行った。
【００２６】
このように本実施例においては、ガラス板１４の一面側に、マスク３０とほぼ合同なパターンを有するワイヤーグリッド領域２２ａを含むミラー板２２が作製される。
【００２７】
作製したミラー板２２を用いて、液晶モニター付きミラーアッセンブリを作製する。
【００２８】
図３Ａは、作製したミラー板２２から構成される液晶モニター付きミラーアッセンブリを概略的に示す正面図である。ミラー板２２裏面においてワイヤーグリッド領域２２ａに対応した部分に、液晶モニター１３を配置する。液晶モニター１３は、液晶セルと液晶セルの裏面側の偏光板とワイヤーグリッド領域が構成する偏光板で構成される。液晶モニター１３には垂直配向タイプを用いた。垂直配向タイプの液晶モニターは黒レベルが極めて低いため光抜けが少なく、反射率も比較的高い。そのため、ワイヤーグリッド領域をミラーとして利用する際、金属薄膜領域との視認上の違和感が低減される。なお、液晶モニター１３は、水平配向タイプでも良い。
【００２９】
本願発明者らは、ワイヤーグリッドのピッチを０．１６μｍとし、スリット幅Ｗを変化させたサンプルＳ１（スリット幅Ｗ：０．０２μｍ）、サンプルＳ２（スリット幅Ｗ：０．０６μｍ）、サンプルＳ３（スリット幅Ｗ：０．０８μｍ）のミラー板を作製し、それらの透過率と反射率を測定した。各サンプルのワイヤーグリッド領域の面積は８０ｍｍ×２０ｍｍとした。
【００３０】
図３Ｂは、作製したミラー板の各ワイヤーグリッド領域において、入射光の波長に対する反射率変化を示すグラフである。全反射ミラーを反射する光量を１００％とし、ワイヤーグリッド領域の裏面に垂直配向型液晶モニターを配置したときのミラー板のワイヤーグリッド領域における反射率を測定した。このグラフから、ワイヤーグリッド領域のスリット幅Ｗが狭くなるとともに反射率が増加していることがわかる。サンプルＳ１の反射率が相対的に高いことから、ミラーとして適していると言える。
【００３１】
図３Ｃは、作製したミラー板の各ワイヤーグリッド領域において、入射光の波長に対する透過率変化を示すグラフである。ミラー板とほぼ同厚（０．７ｍｍｔ）のガラス基板を透過する光量を１００％としたときのミラー板のワイヤーグリッド領域における透過率を測定した。このグラフから、ワイヤーグリッド領域のスリット幅Ｗが狭くなるとともに透過率が低下していることがわかる。サンプルＳ１は、反射率が高い反面、相対的に透過率が低くなっているが、可視光域において、波長依存性が小さいことがわかる。ワイヤーグリッド領域の裏面に液晶モニターを配置し、実際に映像を確認したところ、波長依存性が小さいため違和感が少なく相対的に明瞭な映像を確認することができた。
【００３２】
以上の測定から、作製したミラー板のワイヤーグリッド領域は、ハーフミラーとして利用できることがわかった。特に、サンプルＳ１の条件のワイヤーグリッド領域は、反射率が相対的に高く、透過率の波長依存性が小さく液晶モニターからの表示が明瞭に視認できることを確認できた。ワイヤーグリッドのピッチが０．１６μｍの場合、スリット幅は０．０４μｍ以下（ピッチの１／４以下）が好ましいであろう。
【００３３】
ハーフミラーとして機能するワイヤーグリッド領域は電気抵抗として機能させることもでき、電圧を印加することによってヒーターとしても利用可能である。
【００３４】
図４Ａは、作製したワイヤーグリッド領域を模式的に示す。ワイヤーグリッド領域２２ａは、ガラス板１４上に複数の金属ワイヤー２０ａが等ピッチに配列された構造になっている。さらに、複数の金属ワイヤー２０ａの延在方向の両端で金属ライン２０ｂ、２０ｃにより電気的に接続されている。複数の金属ワイヤー２０ａは抵抗としても機能し、金属ライン２０ｂと２０ｃの間に電圧を印加することにより、ワイヤーグリッド領域２２ａをヒーターとして利用することが可能である。複数の金属ワイヤー２０ａの抵抗値をｒとすると、その抵抗値ｒは（金属の抵抗率［Ωｍ］×金属ワイヤーの長さ［ｍ］）／金属ワイヤーの断面積［ｍ２］となる。複数の金属ワイヤー２０ａの並列合成抵抗をＲとすると、例えば金属ライン２０ｂと２０ｃの間に電圧Ｖを印加することによってＶ２／Ｒのジュール熱が発する。さらに、通常の電圧源がそうであるように、金属ライン２０ｂと２０ｃのどちらかをアースに接続すれば、電圧を印加していない状態でもワイヤーグリッド領域２２ａの電位を安定に保つことができる。この場合、ワイヤーグリッドは導電体として機能する。
【００３５】
図４Ｂは、作製した液晶モニター付きミラーアッセンブリのワイヤーグリッド領域に外部回路を接続した様子を概略的に示す斜視図である。ワイヤーグリッド領域２２ａにおける金属ライン２０ｂと２０ｃは外部回路（例えば直流電源回路）の出力端子とコモン端子に電気的に接続され、金属ライン２０ｂと２０ｃのどちらか一方はアースにも電気的に接続されている。液晶モニター１３は、ワイヤーグリッド領域２２ａにガラス板１４を介して近接しているため、ワイヤーグリッド領域への電圧印加によって生じる発熱は、効率的に液晶モニター１３へ伝導し、液晶物質を昇温するため、低温環境における液晶モニターの応答速度改善に寄与する。また、ワイヤーグリッド領域２２ａがアースに接続され電位が安定しているため、ミラー板２２表面の帯電による誤表示の懸念も解消されるであろう。
【００３６】
ワイヤーグリッド領域２２ａのヒーターとしての効果と帯電に対する保護回路としての効果を確認した。作製した液晶モニター付きミラーアッセンブリをマイナス５℃環境に放置し、液晶モニターの表示面１３ａが約マイナス５℃になっていることを確認した後、ワイヤーグリッド領域２２ａから引き出した導線を介して１２Ｖの直流電圧を印加した。電圧を印加してから１分後には、表示面１３ａが約１０℃まで加熱されることを確認できた。この結果は、低温環境における液晶モニターの応答速度低下改善を示唆している。なお、印加電圧は交流電圧でもかまわない。ミラー板２２表面が帯電した場合の効果についても、確認を行った。ワイヤーグリッド領域２２ａがアースに接続していない状況でミラー板２２表面をナイロン布で摩擦した場合、１分程度誤表示が解消されないのに対し、アースに接続された状況では全く誤表示が起きないことを確認できた。以上より、当初の課題であった低温環境や静電気による表示品質の低下は、ハーフミラーをワイヤーグリッド偏光板で構成することにより、対策部材を追加することなく改善できることが示唆される。
【００３７】
さらに、ワイヤーグリッド領域は偏光板として機能するため、液晶モニターの表示面に配置される樹脂フィルム偏光板の代替として利用可能である。液晶モニター１３は、一般には図４Ｃに示すように、液晶セル４１の外側にヨウ素または染料を分散した樹脂をフィルム化し一軸方向に延伸して作製される樹脂フィルム偏光板４０ａ、４０ｂが配置され、表示面１３ａの反対面にバックライト４２が配置される構成となる。ワイヤーグリッド領域２２ａは、偏光板として機能するため、樹脂フィルム偏光板４０ａの代替としても兼用可能である。このことは、液晶モニター１３の構成部品を削減し、当該ミラーアッセンブリ全体としてのコスト削減に貢献する。
【００３８】
以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに限られるものではない。
【００３９】
例えば、実施例によるミラー板の製造方法においては、マスク(レチクル)を使用する場合について述べたが、高精度のスタンパを用いてパターンを転写する技術（ナノインプリント技術）を利用してもよい。いずれの場合も、マスターパターンを一度作れば、繰り返し用いることができる。
【００４０】
さらに、金属薄膜層におけるワイヤーグリッド領域の位置や形状は、配置する液晶モニターの形状や表示する情報、用途によって変更することが可能である。例えば、ミラー板全面にワイヤーグリッド領域を形成してもよい。図４Ｄに示すように、ワイヤーグリッド偏光板となるミラー板２２の透過軸は水平面４３と平行に設定することが好ましい。通常、水面等からの反射光は、水平偏光をより多く含む。水平偏光に沿うようミラー板２２の透過軸を設定すれば、入射光１９ｂの水平偏光成分は透過するため、反射光１９ｃの水平偏光成分は低減される。つまり、図４Ｄに示すミラー板２２は、防眩機能付きミラーとして利用することが可能である。また、図４Ｅに示す液晶モニター付きミラーアッセンブリの断面図のように、ガラス板１４上に形成されたワイヤーグリッド領域２２ａに、透光性の表面保護層４５を配置し、表面保護層４５を挟んで液晶モニター１３を配置してもよい。
【００４１】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。
【符号の説明】
【００４２】
１２    ミラー板
１３    液晶モニター
１４    ガラス板
１５    金属薄膜層
１６    黒色塗装膜
１９    映像光
２２    ワイヤーグリッド偏光板付きミラー板
２５    レジスト膜
２９    外部回路
３０    マスク
【図１】
0005506411.tif 000002
【図２】
0005506411.tif 000003
【図３】
0005506411.tif 000004
【図４−１】
0005506411.tif 000005
【図４−２】
0005506411.tif 000006