JP2000211053A - 光学薄膜デバイス - Google Patents

光学薄膜デバイス

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JP2000211053A
JP2000211053A JP11014674A JP1467499A JP2000211053A JP 2000211053 A JP2000211053 A JP 2000211053A JP 11014674 A JP11014674 A JP 11014674A JP 1467499 A JP1467499 A JP 1467499A JP 2000211053 A JP2000211053 A JP 2000211053A
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film
sio
optical thin
transparent plastic
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Koji Kitagawa
浩司 北川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示デバイスの形成材料として十分な気体バ
リア性及び液体バリア性を有する、透明プラスチックフ
ィルムからなる光学デバイスを得る。 【解決手段】 光学薄膜デバイス10が、透明プラスチ
ックフィルム1の一方の面に、SiOx(0≦x≦2)
層2及び屈折率1.4〜4の高屈折率膜が順次積層さ
れ、透明プラスチックフィルム1の他面にSiOx(0
≦x≦2)層5が形成されてなる。高屈折率膜として
は、SiNy層(0≦y≦1.3)3等を形成する。S
iOx層2及びSiNy層3を交互に積層し、積層膜4と
することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶デバイス、プ
ラズマ液晶デバイス等の表示デバイスにおいて、液晶セ
ル又は真空セルを形成するガラス製の光学材料の代替材
料として有用なプラスチックフィルムからなる光学薄膜
デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、液晶デバイス、プラズマ液晶デバ
イス等の表示デバイスにおいて、液晶セル又は真空セル
を形成し、セル内部を外部環境から遮蔽する光学材料と
してはガラスが使用されているが、近年では、生産性、
軽量化、ハンドリングの点から、ガラス製の光学材料を
プラスチック製の光学材料に置き換える試みもなされて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、表示デ
バイスを形成するガラス製の光学材料をプラスチック製
の光学材料に置き換えると、外部環境あるいはデバイス
間の気体や液体の遮蔽を十分に行うことができない。そ
のため、例えば、液晶セル中の水分がプラズマ発光セル
内に浸入し、プラズマ発光セル内の電極が腐食したり、
所定の真空度を維持できなくなるなどの問題が生じる。
【0004】本発明は以上のような従来技術の問題点を
解決しようとするものであり、ガラス製の光学材料に代
えて使用することのできる十分な液体バリア性及び気体
バリア性を有する、プラスチックフィルムからなる光学
デバイスを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、透明プラスチックフィルムの一方の面
に、SiOx(0≦x≦2)層及び屈折率1.4〜4の
高屈折率膜が順次積層され、透明プラスチックフィルム
の他面にSiOx(0≦x≦2)層が形成されているこ
とを特徴とする光学薄膜デバイスを提供する。
【0006】特に、透明プラスチックフィルムの一方の
面に、SiOx(0≦x≦2)層とSiNy(0≦y≦
1.3)層とからなる積層膜[SiOx/SiNy
n(n=1〜1000)、あるいはSiOx(0≦x≦
2)層とAlOz(0≦z≦1.5)層とからなる積層
膜[SiOx/AlOzn(n=1〜1000)が形成
されている態様を提供する。
【0007】本発明の光学薄膜デバイスによれば、透明
プラスチックフィルムの両面にSiOx(0≦x≦2)
層が形成されている。したがって、この光学薄膜デバイ
スをプラズマセルの形成材料として使用しても、この光
学薄膜デバイス内の透明プラスチックフィルムは、Si
x層によってプラズマから保護され、所定の透明度を
維持することが可能となる。さらに、透明プラスチック
フィルムの一方の面上には高屈折率膜(屈折率1.4〜
4)も積層されており、好ましくは、SiOx(0≦x
≦2)層と高屈折率膜(屈折率1.8〜2.4)とが交
互に積層されているので、光学薄膜デバイスを通過する
水分は、その通過距離が長くなり、通過抵抗が大きくな
る。よって、光学薄膜デバイスを通過する水分量を著し
く抑制することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ詳細に説明する。
【0009】図1は、本発明の一実施例の光学薄膜デバ
イス10の層構成図である。この光学薄膜デバイス10
は、透明プラスチックフィルム1の一方の面にSiOx
(0≦x≦2)層2が形成され、その上に屈折率1.4
〜4の高屈折率膜としてSiNy(0≦y≦1.3)層
3が形成され、さらにその上にもSiOx層2とSiNy
層3とが交互に積層され、結局、透明プラスチックフィ
ルム1の一方の面に、SiOx層2とSiNy層3とから
なる積層膜4([SiOx/SiNyn、n=1〜10
00)が形成された構成となっている。なお、ここでn
はSiOx層2とSiNy層3との繰り返し数である。
【0010】一方、透明プラスチックフィルム1の他面
には、SiOx(0≦x≦2)層5が形成されている。
【0011】この光学薄膜デバイス10において、透明
プラスチックフィルム1としては、ポリビニルアルコー
ル(PVA)、エチレンビニルアルコール(EVO
H)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエ
チレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(P
C)、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレン、シクロ
ヘキサン系高分子ポリマー等からなるフィルムを使用す
ることができる。
【0012】透明プラスチックフィルム1の厚さは、誘
電率の点から、10μm〜2mmとすることが好まし
い。
【0013】SiOx層2は、それ自体がガスバリア性
を有し、また、透明プラスチックフィルム1上に形成す
る積層膜4の該透明プラスチックフィルム1への接着性
を向上させるアンカー層としての作用を有する。
【0014】SiOx層2の厚さは、過度に大きすぎる
とクラックの原因となるので、100nm以下とするこ
とが好ましい。
【0015】SiNy層3も、光学薄膜デバイス10の
気体及び液体に対するバリア性を高めるために設けられ
ている。特に、ポリカーボネートフィルム上に、SiO
x層2に加えてSiNy層3を積層することにより水蒸気
バリア性を向上させることができる。
【0016】SiNy層3の屈折率は、透明性(光線透
過率)の点から1.8≦n≦2.4とすることが好まし
い。屈折率nを高くすることにより緻密な薄膜を形成す
ることができ、また、光学薄膜デバイス10に反射防止
機能を持たせることができる。なお、この屈折率nの調
整は、Siの窒化度により行うことができる。
【0017】SiNy層3は、SiOx層2上にその単層
を設けてもよいが、SiOx層2と交互に積層を繰り返
し、透明プラスチックフィルム1上にSiOx層2とS
iNy層3とからなる積層膜4([SiOx/Si
yn、n=1〜1000)を形成することにより光学
薄膜デバイス10の気体及び液体に対するバリア性を大
きく向上させることができる。図1には、SiOx層2
とSiNy層3との繰り返し数nとして、n=4の場合
を示したが、繰り返し数nは応力の緩和等に応じて適宜
定めることができる。また、積層膜4の最外層は、Si
x層2あるいはSiNy層3のいずれでもよい。
【0018】SiOx層2とSiNy層3とからなる積層
膜4の形成方法としては、例えば、SiNy層とSiOx
層とを交互にスパッタすることにより積層してもよく、
また共スパッタにより形成してもよい。
【0019】積層膜4の厚さは、薄すぎると水蒸気バリ
ア性が不十分となり、厚すぎると膜応力によるそりが発
生しやすくなるので、透明プラスチックフィルム1の他
面のSiOx層5の膜厚の50〜150%とすることが
好ましい。例えば、SiOx層5を厚さ6〜80nmと
する場合に、積層膜4を厚さ3〜200nmとする。
【0020】また、積層膜4中、SiOx層2の占める
割合が多くなると光の透過率が低下するので、SiOx
層2の合計の厚さを、SiNy層3の合計の厚さに対し
て1〜60%とすることが好ましい。
【0021】透明プラスチックフィルム1の他面のSi
x層5は、上述のSiOx層2と同様に構成することが
できる。
【0022】光学薄膜デバイス10は、表示デバイスに
使用する光学薄膜デバイスとしての要求特性を満たすた
め、その積層膜4側から入射した光の透過率が波長40
0〜700nmの範囲で60%以上となるようにするこ
とが望ましい。
【0023】また、波長200nmの紫外線の透過率が
10%以下となるようにすることが望ましい。これによ
り、この光学薄膜デバイス10を、プラズマ発光セルと
液晶セルとを隔てる光学薄膜デバイスとして使用した場
合に、プラズマ発光セルの内側から出射し、液晶に損傷
を与えるおそれのある紫外線をカットすることができ
る。
【0024】さらに、光学薄膜デバイス10は、透湿度
が100g/m2・day以下、かつ酸素透過率が10
cm3(STD)/m2・24hr・atm以下となるよ
うにすることが好ましい。
【0025】これらの光の透過率、透湿度あるいは酸素
透過率に関する光学薄膜デバイス10への要求特性は、
上述した各層の層厚、酸化度あるいは窒化度等を適宜設
定することにより満足させる。
【0026】以上、図1に示した光学薄膜デバイス10
に基づいて本発明を説明したが、本発明はこの他種々の
態様をとることができる。
【0027】例えば、上述のSiNy層3に代えて、A
lOz(0≦z≦1.5)層を形成することができる。
この場合、AlOz層の屈折率は、透明性(光線透過
率)の点から1.5≦n≦2.4とすることが好まし
い。
【0028】本発明の光学薄膜デバイスは、液晶デバイ
ス、プラズマ液晶デバイス等の表示デバイスにおいて、
液晶セル又は真空セルの一部又は全てを構成する光学材
料として有用なものとなる。特に、プラズマディスプレ
イにおいて、プラズマを発光させる真空セルと液晶セル
とを隔てる光学材料として使用する場合において、積層
膜4側を液晶セル側に配し、SiOx層5を真空セル側
に配することにより、液晶セルから真空セルへ水分が浸
入することを積層膜4によって防止し、真空セルから出
射した紫外線が液晶セルに悪影響を及ぼすことをSiO
x層5によって防止することが可能となる。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、透明プラスチックフィ
ルムからなり、かつ液晶デバイス、プラズマ液晶デバイ
ス等の表示デバイスの形成材料として十分な液体及び気
体に対するバリア性を有する光学デバイスを得ることが
できる。したがって、従来のガラス製の光学デバイスに
代えて本発明の光学薄膜デバイスを使用することによ
り、光学デバイスを軽量化し、ハンドリングを容易にす
ることが可能となる。また、ロール・ツー・ロールによ
り生産性を向上させることができ、光学デバイスの大面
積化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光学薄膜デバイスの層構成図である。
【符号の説明】
1…透明プラスチックフィルム、 2…SiOx層、
3…SiNy層、 4…積層膜、 5…SiOx層、 1
0…光学薄膜デバイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H048 GA04 GA09 GA15 GA33 GA60 GA61 2H090 JA07 JB03 JB12 JC07 JD03 JD11 JD12 2K009 AA01 BB11 CC02 CC03 DD04 EE02 4F100 AA12C AA12E AA19C AA19E AA20B AA20D AK01A BA03 BA05 BA07 BA10B BA10E BA26 GB41 JD02 JD04 JD05 JM02C JM02E JN01A JN08 JN18C JN18E YY00 5C094 AA00 AA14 AA38 AA43 AA46 DA06 DA13 EB01 EB02 FA02 FB01 FB02 FB15 GB10 JA01 JA08 JA11 JA20

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明プラスチックフィルムの一方の面
    に、SiOx(0≦x≦2)層及び屈折率1.4〜4の
    高屈折率膜が順次積層され、透明プラスチックフィルム
    の他面にSiOx(0≦x≦2)層が形成されているこ
    とを特徴とする光学薄膜デバイス。
  2. 【請求項2】 透明プラスチックフィルムの一方の面の
    高屈折率膜上に、さらにSiOx(0≦x≦2)層と高
    屈折率膜とが交互に積層されている請求項1記載の光学
    薄膜デバイス。
  3. 【請求項3】 高屈折率膜としてSiNy(0≦y≦
    1.3)層が形成され、透明プラスチックフィルムの一
    方の面に、SiOx層とSiNy層とからなる積層膜[S
    iOx/SiNyn(n=1〜1000)が形成されて
    いる請求項2記載の光学薄膜デバイス。
  4. 【請求項4】 高屈折率膜としてAlOz(0≦z≦
    1.5)層が形成され、透明プラスチックフィルムの一
    方の面に、SiOx層とAlOz層とからなる積層膜[S
    iOx/AlOzn(n=1〜1000)が形成されて
    いる請求項2記載の光学薄膜デバイス。
  5. 【請求項5】 積層膜の厚さが、透明プラスチックフィ
    ルムの他面のSiOx層の厚さの50〜150%である
    請求項3又は4に記載の光学薄膜デバイス。
  6. 【請求項6】 積層膜中、SiOx層の合計の厚さが、
    SiNy層の合計の厚さに対して1〜60%である請求
    項3記載の光学薄膜デバイス。
  7. 【請求項7】 波長400〜700nmの範囲で積層膜
    側から入射した光の透過率が60%以上である請求項1
    〜6のいずれかに記載の光学薄膜デバイス。
  8. 【請求項8】 波長200nmの紫外線の透過率が10
    %以下である請求項1〜6のいずれかに記載の光学薄膜
    デバイス。
  9. 【請求項9】 透湿度が100g/m2・day以下、
    かつ酸素透過率が10cm3(STD)/m2・24hr
    ・atm以下である請求項1〜6のいずれかに記載の光
    学薄膜デバイス。
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