JP2003140125A

JP2003140125A - 投射型表示装置、表示パネル及び防塵ガラス

Info

Publication number: JP2003140125A
Application number: JP2001301940A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Yano; 邦彦矢野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-05-14

Abstract

(57)【要約】【課題】ＵＶカットフィルタを不要にして部品点数が
削減された投射型表示装置、ＵＶカットフィルタを不要
にできる表示パネル及びかかる表示パネルに用いられる
防塵ガラスを提供することを目的とする。【解決手段】表示パネル１０として、液晶表示装置３
０の入射側の基板３１の前面側に配置される防塵ガラス
４１の外面側に紫外線反射膜５０を設ける。このような
表示パネル１０を用いた投射型表示装置１００とする。
防塵ガラス４１は、透明ガラス基板４０の一面に反射防
止膜５０を設ける。また、紫外線反射膜５０として、繰
り返し交互層の膜厚比を偏らせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投射型表示装置、
表示パネル及び防塵ガラスに関し、特に、液晶プロジェ
クタ等の投射型表示装置、この装置に用いられる画像形
成用の表示パネル及びこの表示パネルに用いられる防塵
ガラスに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶プロジェクタは年々高輝度化と小型
化が進み、光源に強い紫外線を発生する高出力の水銀ラ
ンプが使われるようになってきた。光学系も小さくなっ
ているため、光学系を通過する光のエネルギー密度が高
くなってきた。そのため、主に紫外線、さらに可視光で
も短い波長の光により、内部の光学系に用いられている
液晶パネルや偏光板、位相差板など有機物を使用した部
品に劣化が生じ、短時間で表示品質が落ちてしまう問題
が大きくなってきている。また、液晶パネルがこのよう
な光を吸収し、発熱して高温になり、その結果、投射画
面にムラが発生するという問題がある。

【０００３】このような有害な紫外線や短波長の可視光
が液晶パネルに入射することを防止するため、光源から
液晶パネルまでの光路にＵＶカットフィルタを部品とし
て配置し、高輝度水銀ランプより発生する有害な紫外線
をカットすることが行われている。ＵＶカットフィルタ
としては、紫外線を吸収するＵＶ吸収ガラス又はガラス
基板に紫外線を反射する紫外線反射膜を設けたＵＶ反射
ガラスが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、紫外線
吸収ガラスは、吸収した光のエネルギーが熱になるた
め、強い光を入れた場合、温度上昇により紫外線吸収ガ
ラスが破損してしまう場合があるという問題がある。近
年の光のエネルギー密度の上昇によりその危険性が大き
くなってきている。

【０００５】また、近年の液晶プロジェクタは小型化、
低コスト化が著しく、部品点数の削減が強く要求されて
いる。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、部品としてのＵＶカットフィルタを不要にして部品
点数が削減された液晶プロジェクタ等の投射型表示装置
を提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明は、部品としてのＵＶカット
フィルタを不要にできる液晶パネル等の表示パネルを提
供することを目的とする。

【０００８】更に、本発明は、かかる表示パネルに用い
られる防塵ガラスを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するため鋭意検討を重ねた結果、投射型表示装置に
おける光源からの光を変調して所定の画像を形成する表
示パネルを構成する表示装置に埃が付着し、付着した埃
が投射されることを防止するために表示装置の入射側に
配置されている防塵ガラスの前面に、紫外線反射膜を設
けることが有効であることを知見した。

【００１０】即ち、従来の防塵ガラスは、厚手の透明ガ
ラス基板の前面に光透過率を向上させるための反射防止
膜が設けられている構造を有する。紫外線反射膜を構成
する誘電体多層膜は、カットする波長の選択が膜厚の調
整で任意に選ぶことができ、しかもカットする波長近く
の短い波長での透過率も高くすることが可能である。従
って、紫外線反射膜は、紫外線カットの機能に加えて反
射防止膜の機能を兼ね備えている。しかも紫外線を殆ど
反射して吸収が少ないので、防塵ガラスの温度が上昇す
ることがなく、表示パネルを構成する防塵ガラスに紫外
線反射機能を付与しても不都合がない。そのため、防塵
ガラスの反射防止膜を紫外線反射膜に置き換えることが
可能であることを見い出した。そして、このような防塵
ガラスを組み込んだ表示パネルを用いた投射型表示装置
は、部品としてのＵＶカットフィルタが不要になり、部
品点数を削減することができる。

【００１１】また、紫外線反射膜を構成する誘電体多層
膜における繰り返し交互層の高屈折率層と低屈折率層の
光学的膜厚の比を、従来の１．０から、一方を厚く、他
方を薄く偏らせることによって、成膜装置における膜厚
のモニタ基板を用いる光学式膜厚計での膜厚測定が高精
度になり、高精度に膜厚を制御できると共に、得られる
紫外線反射膜の立ち上がり特性が良好になる。

【００１２】従って、請求項１記載の発明は、光源と、
前記光源からの光を変調して所定の画像を形成するため
の表示装置と前記表示装置の前記光源からの光が入射す
る前面に配置されて前記表示装置に埃が付着することを
防止するための防塵ガラスとを備える表示パネルと、前
記表示パネルから出射した光を拡大投影する拡大投射光
学部とを備える投射型表示装置において、前記防塵ガラ
スが、透明ガラス基板の前面に誘電体多層膜により構成
される紫外線反射膜を有することを特徴とする投射型表
示装置を提供する。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の投
射型表示装置において、前記誘電体多層膜が、高屈折率
層と低屈折率層とが交互にそれぞれ同じ光学的膜厚で繰
り返し積層された繰り返し交互層を有し、かつ、前記高
屈折率層の光学的膜厚をＨ、前記低屈折率層の光学的膜
厚をＬとした場合に、前記繰り返し交互層におけるＨ／
Ｌ又はＬ／Ｈの比が１．２〜２．０の範囲であることを
特徴とする投射型表示装置を提供する。

【００１４】請求項３記載の発明は、光源からの光を変
調して所定の画像を形成するための表示装置と、前記表
示装置の前記光源からの光が入射する前面に配置されて
前記表示装置に埃が付着することを防止するための防塵
ガラスとを備える表示パネルにおいて、前記防塵ガラス
が、透明ガラス基板の前面に誘電体多層膜により構成さ
れる紫外線反射膜を有することを特徴とする表示パネル
を提供する。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項３記載の表
示パネルにおいて、前記誘電体多層膜が、高屈折率層と
低屈折率層とが交互にそれぞれ同じ光学的膜厚で繰り返
し積層された繰り返し交互層を有し、かつ、前記高屈折
率層の光学的膜厚をＨ、前記低屈折率層の光学的膜厚を
Ｌとした場合に、前記繰り返し交互層におけるＨ／Ｌ又
はＬ／Ｈの比が１．２〜２．０の範囲であることを特徴
とする表示パネルを提供する。

【００１６】請求項５記載の発明は、光源からの光を変
調して所定の画像を形成するための表示装置の前記光源
からの光が入射する前面側に配置されて前記表示装置に
埃が付着することを防止するための防塵ガラスにおい
て、透明ガラス基板の一面に、誘電体多層膜により構成
される紫外線反射膜が設けられていることを特徴とする
防塵ガラスを提供する。

【００１７】請求項６記載の発明は、請求項５記載の防
塵ガラスにおいて、前記誘電体多層膜が、高屈折率層と
低屈折率層とが交互にそれぞれ同じ光学的膜厚で繰り返
し積層された繰り返し交互層を有し、かつ、前記高屈折
率層の光学的膜厚をＨ、前記低屈折率層の光学的膜厚を
Ｌとした場合に、前記繰り返し交互層におけるＨ／Ｌ又
はＬ／Ｈの比が１．２〜２．０の範囲であることを特徴
とする防塵ガラスを提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の投射型表示装置、
表示パネル及び防塵ガラスの実施の形態について説明す
るが、本発明は以下の実施の形態に制限されるものでは
ない。

【００１９】本発明の投射型表示装置は、光源からの光
を表示パネルで変調して所定の画像を形成し、表示パネ
ルから出射した光を拡大投射光学部でスクリーン上に拡
大投影するものである。カラー表示を行う場合は、光源
からの光を赤、緑、青の波長帯域に分光し、それぞれの
光を表示パネルに入力して変調を行い、変調後の各色成
分を合成してカラーの映像として表示する。投射型表示
装置には、液晶プロジェクタ、リアプロジェクション、
テレビジョン、投射型ディスプレー等がある。

【００２０】本発明の投射型表示装置の一実施形態とし
て、図１に液晶プロジェクタの概略構成を示す。

【００２１】この液晶プロジェクタ１００は、光源１０
１の光を青緑反射ダイクロイックミラー１１１、緑反射
ダイクロイックミラー１１２によって赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ
の三原色に分光し、赤色は第１液晶パネル１２１、緑色
は第２液晶パネル１２２、青色は偏光板ユニット１３１
を介して第３液晶パネル１０に通す。これらの液晶パネ
ル１２１，１２２，１０は、ライトバルブと呼ばれ、そ
れぞれ同じ画像が表示される。液晶パネル１２１，１２
２，１０を通って変調されたそれぞれの光をダイクロイ
ックプリズム１４０でカラー画像に合成し、拡大投射光
学部としての投射レンズ１５０で投射するものである。

【００２２】光源１０１としては、近年、極めて高輝度
の超高圧水銀灯が多く用いられる。超高圧水銀灯は、紫
外線成分（波長が４００ｎｍ以下）を非常に多く含む。

【００２３】この液晶プロジェクタ１００では、青色を
変調する第３液晶パネル１０に本発明の表示パネルが用
いられ、その他の第１液晶パネル１２１と第２液晶パネ
ル１２２は従来と同様のものが用いられる。第１液晶パ
ネル１２１と第２液晶パネル１２２には、ダイクロイッ
クミラー１１１，１１２を透過した光が入射し、紫外線
成分は青色Ｂに含まれて反射されて存在しないため、紫
外線に対する対策は特に必要がない。光源１０１から出
射された紫外線は、主に第３液晶パネル１０に入射す
る。

【００２４】従来の液晶プロジェクタでは、青色を変調
する第３液晶パネル１０の前方に配置されている偏光板
ユニット１３１の前の光路に、これらを紫外線から防ぐ
ために、ＵＶカットフィルタ１６０が配置されていた。

【００２５】図１に示す液晶プロジェクタ１００では、
第３液晶パネル１０に紫外線反射膜が設けられている本
発明の表示パネルを用いているため、ＵＶカットフィル
タ１６０が不要になり、部品点数の削減が可能になり、
コンパクト化、低コスト化がされている。

【００２６】図２に、第３液晶パネル（表示パネル）１
０の一実施形態の断面図を示す。この表示パネル１０
は、四角筒状のケース２０内に、液晶表示装置３０を構
成する対向基板３１と液晶基板３２とが間隔を設けて配
置されている。対向基板３１は入射側に配置され、液晶
基板３２と対向する内面に図示しない対向電極、配向膜
が形成されている。液晶基板３２は出射側に配置され、
対向基板３１と対向する内面に図示しないＴＦＴ等のア
クティブ素子、配向膜が形成されている。対向基板３１
と液晶基板３２との間に図示しない液晶層が封入されて
いる。フレキシブル配線３３がケース外と液晶表示装置
３０とを接続している。見切りと呼ばれる遮光膜３４が
対向基板３１の外面に額縁状に設けられている。対向基
板３１の入射側表面に入射側防塵ガラス４１が接着さ
れ、液晶基板３２の出射側の面にも出射側防塵ガラス４
２が接着されている。

【００２７】防塵ガラス４１，４２は、ゴミが対向基板
３１と液晶基板３２の外面に付着すると付着したゴミが
拡大投影表示されてしまうことを防止するため、ゴミを
液晶表示面から離間させてアウトフォーカスとすること
によって、ゴミの付着を目立たなくする機能を有する。
そのため、防塵ガラス４１，４２は、厚みが１．１ｍｍ
程度と厚くなっており、液晶基板３２や対向基板３１に
用いられているガラスと同じ材質の石英ガラスやネオセ
ラムのようなガラスが用いられる。防塵ガラス４１，４
２は、屈折率が用いられている石英ガラスやネオセラム
と同じに調整されたシリコン系接着剤やアクリル系接着
剤などの透明接着剤で液晶基板３２と対向基板３１に気
泡が発生しないようにそれぞれ接着されている。

【００２８】入射側防塵ガラス４１の外表面には、紫外
線反射膜５０が設けられている。紫外線反射膜５０は、
誘電体多層膜により構成され、膜設計により特定波長よ
り短い波長の光をカットし、長い波長の光を透過するよ
うに急峻な特性を付与することができ、紫外線、必要に
より短波長の可視光を反射し、必要な可視光に対して透
過率を高めることができる。この紫外線反射膜５０につ
いては後述する。

【００２９】また、出射側防塵ガラス４２の外面には、
透過率を高めるための反射防止膜５１が設けられてい
る。

【００３０】上記液晶プロジェクタ１００に用いられて
いる第１液晶パネル１２１、第２液晶パネル１２２は、
本発明の表示パネル１０の紫外線反射膜５０を反射防止
膜に置き換えた構造を有し、その他の構造に特に違いは
ない。

【００３１】なお、防塵ガラス４１，４２は、接着せず
に、対向基板３１と液晶基板３２からそれぞれ離間して
配置される場合もある。離間して配置される場合は、防
塵ガラス４１，４２と対向基板３１，液晶基板３２との
間に空気の層が介在し、光の反射が生じるので、防塵ガ
ラス４１，４２の内面側と対向基板３１と液晶基板３２
のそれぞれの外面側には反射防止膜が設けられる。

【００３２】本発明の表示パネル１０は、入射側に紫外
線反射膜５０を設けた防塵ガラス４１を配置しているた
め、紫外線反射膜５０で紫外線、必要により短波長の可
視光線を反射して必要な可視光線のみを液晶表示装置３
０に入射することができる。そのため、液晶表示装置３
０を紫外線から防護することができ、配向膜その他の有
機物が紫外線で劣化することを防止し、信頼性を高める
ことができる。また、液晶表示装置３０や防塵ガラス４
１が紫外線を吸収して高温になることを防止でき、投射
画面にムラなどの発生を起こさせることがない。

【００３３】図３に、本発明の防塵ガラスの一実施形態
の断面構造を示す。図３（ａ）は、液晶表示装置に接着
されるタイプの防塵ガラスを示し、図３（ｂ）は、液晶
表示装置と離間して配置されるタイプの防塵ガラスを示
している。

【００３４】図３（ａ）に示す防塵ガラス４１は、図２
に示したもので、透明ガラス基板４０の一面側に紫外線
反射膜５０が設けられ、他方の面には膜が形成されてい
ない。透明ガラス基板４０は、対向基板３１と同材質の
ガラスが用いられ、例えば石英ガラス、ネオセラム、コ
ーニング社の７９７１チタン珪酸ガラス、サファイアガ
ラスなどが用いられる。厚みは、対向基板３１の入射面
から十分に埃を遠ざけてぼかすことができる０．７〜３
ｍｍ程度である。厚すぎると、放熱性の低下や重量増の
問題が生じる。

【００３５】この防塵ガラス４１は、図２に示したよう
に、光源から紫外線が含まれている光が入射する液晶表
示装置３０の入射側の基板面に、膜が設けられていない
方の面が接着剤で貼り付けられ、表示パネル１０の一部
として用いられる。

【００３６】図３（ｂ）に示す防塵ガラス４３は、透明
ガラス基板４０の一面側に紫外線反射膜５０が設けら
れ、他方の面に反射防止膜５１が設けられている。この
防塵ガラス４３は、光源から紫外線が含まれている光が
入射する液晶表示装置３０の入射側の基板面と離間させ
て紫外線反射膜５０を外方に、反射防止膜５１を内方側
にして配置され、液晶パネルの一部として用いられる。

【００３７】次に、本発明の防塵ガラス４１の前面（入
射面）に設けられている紫外線反射膜５０について説明
する。この紫外線反射膜５０は、透明ガラス基板４０上
に高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した誘電体多
層膜で構成されている。高屈折率層の材料として、Ｔｉ
Ｏ₂（ｎ＝２．４）、Ｔａ₂Ｏ₅（ｎ＝２．１）、Ｎｂ₂Ｏ
₅（ｎ＝２．２）などが用いられ、低屈折率層の材料と
して、ＳｉＯ₂（ｎ＝１．４６）あるいはＭｇＦ₂（ｎ＝
１．３８）が使われる。屈折率は、波長によって異な
り、上記屈折率ｎは５００ｎｍの値である。

【００３８】紫外線反射膜は、高屈折率層と低屈折率層
とが交互にそれぞれ同じ光学的膜厚で繰り返し積層され
た繰り返し交互層を有する。膜厚の基本的な設計では、
繰り返し交互層として、（０．５Ｈ、１Ｌ、０．５Ｈ）
^Sのように表される。ここで、カットしたい波長の中心
近くの波長を設計波長λとして、高屈折率層（Ｈ）の膜
厚を光学的膜厚ｎｄ＝１／４λの値を１Ｈとして表記
し、低屈折率層（Ｌ）を同様に１Ｌとする。Ｓはスタッ
ク数と呼ばれる繰り返しの回数で、括弧内の構成を周期
的に繰り返すことを表している。実際に積層される層数
は２Ｓ＋１層となり、Ｓの値を大きくすると吸収−透過
へ変化する立ち上がり特性（急峻さ）を急にすることが
できる。Ｓの値としては３から２０程度の範囲から選定
される。この繰り返し交互層によって、カットされる特
定の波長が決定される。

【００３９】本発明の液晶パネルや防塵ガラスに用いら
れる紫外線反射膜で反射される光の波長としては、上述
した繰り返し交互層の設計で自由に変更可能であり、光
源の輝度分布によりカットする必要がある波長が変化す
るが、例えば、立ち上がりの半値波長（そのフィルター
の最大透過率の半分の透過率を示す波長）としては、紫
外線及び短波長の可視光をカットできるように、４００
ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲から選択することが好ましい。
特に、光源として超高圧水銀灯を用いる場合は、超高圧
水銀灯の４４０ｎｍ付近のピークを部分的に反射できる
ように、半値波長は４２５〜４４０ｎｍ、特に４３０〜
４３５ｎｍ付近とすることが好ましい。

【００４０】透過帯域の透過率を高くし、リップルと呼
ばれる光透過率の凹凸をフラットな特性にするために
は、繰り返し交互層の基板近くと、媒質近くの数層ずつ
の膜厚を変化させて最適設計を行う。そのため、基板｜
０．５ＬＨ・・・ＨＬ（ＨＬ） ^sＨＬ・・・Ｈ、０．５
Ｌのように表記される。また、高屈折率層にＴｉＯ₂な
どを使う場合、最外層を高屈折率層で終わらせるより
も、より耐環境特性にすぐれたＳｉＯ₂を最外層に追加
して設計を行うことが多い。基板に接する層もＴｉＯ₂
が基板と反応して特性が劣化することがあるので、化学
的に安定なＳｉＯ₂を第１層に追加することもある。こ
のような多層膜カットフィルタの設計は市販のソフトウ
エアを用いて理論的に行うことができる（参考文献：Ｏ
ＰＴＲＯＮＩＣＳ誌１９９９Ｎｏ．５ｐ．１７５
−１９０）。

【００４１】高屈折率層と低屈折率層とを交互に透明ガ
ラス基板上に成膜するには、物理的成膜法が一般的であ
り、通常の真空蒸着法でも可能であるが、膜の屈折率の
安定した制御が可能で、保管・仕様環境変化による分光
特性の経時変化が少ない膜を作製できるイオンアシスト
蒸着やイオンプレーティング法、スパッタ法が望まし
い。真空蒸着法は、高真空中で薄膜材料を加熱蒸発さ
せ、この蒸発粒子を基板上に堆積させて薄膜を形成する
方法である。イオンプレーティング法は、蒸着粒子をイ
オン化し、電界により加速して基板に付着させる方法で
あり、ＡＰＳ（Advanced Plasma Source）、ＥＢEＰ（E
lectron Beam Excited Plasma）法、ＲＦ（Radio Frequ
ency）直接基板印加法（成膜室内に高周波ガスプラズマ
を発生させた状態で反応性の真空蒸着を行う方法）など
の方式がある。スパッタ法は、電界により加速したイオ
ンを薄膜材料に衝突させて薄膜材料を叩き出すスパッタ
リングにより薄膜材料を蒸発させ、蒸発粒子を基板上に
堆積させる薄膜形成方法である。成膜される層の屈折率
等の光学定数は、成膜方法、成膜条件等で異なってくる
ので、製造前に成膜される層の光学定数を正確に測定す
る必要がある。

【００４２】図４に、膜厚制御に広く使われている光学
式膜厚計を用いた物理的成膜装置の一例を示す。この物
理的成膜装置は、成膜装置４１０を構成する真空チャン
バ４１１内の下部に高屈折率素材と低屈折率素材の薄膜
材料がそれぞれるつぼに充填された２個の蒸発源４１
２，４１３が配置されている。蒸発源４１２，４１３は
種々の方法で加熱あるいはスパッタリング可能である。
真空チャンバ４１１内の上方には透明ガラス基板を載せ
るドーム形状の蒸着ドーム４１４が回転可能に支持され
ている。蒸着ドーム４１４の上方には蒸着ドーム４１４
を加熱するための基板加熱ヒーター４１５が設置されて
いる。蒸着ドーム４１４の中央部にはモニタ用の孔が穿
設され、ここには光学式膜厚計４２０を構成する膜厚監
視用のモニタ基板４２１が設置されている。モニタ基板
４２１はモニタガラスで構成されている。投光器４２２
から出射された光がモニタ基板４２１の成膜面に入射
し、成膜面で反射した反射光を受光器４２３が受光して
電気信号に変換して測定器４２４に送信し、測定器４２
４で反射光量が測定され、その反射光量がレコーダー４
２５に出力される。また、蒸発源４１２，４１３と蒸着
ドーム４１４との間には、膜厚分布を補正する補正板４
１６が固定して設置されている。

【００４３】蒸着源４１２、４１３から蒸発した薄膜材
料の粒子は、イオンプレーティングの場合は図示しない
電界により加速され、あるいは真空蒸着の場合はそのま
ま蒸着ドーム４１４に飛来し、回転する蒸着ドーム４１
４に載置された透明ガラス基板に到達し、堆積し、透明
ガラス基板上に光学膜が成膜される。その際、薄膜材料
の粒子密度が大きい部分は補正板４１６によって妨げら
れて、均一な膜厚分布が得られるようになっている。一
方の蒸着源４１２と他方の蒸着源４１３を切り替えて２
種類の薄膜材料を交互に成膜することができる。モニタ
基板４２１には、蒸着ドーム４１４上の透明ガラス基板
に成膜されると同時に、２種類の薄膜材料が交互に成膜
される。

【００４４】光学式膜厚計４２０は、モニタ基板４２１
に付いた膜により指定した波長（膜厚計センサの使用可
能な波長範囲から選ばれる）の反射もしくは透過光量が
変化するのを成膜中に連続的に測定し、あらかじめ計算
しておいた光量変化が生じたところで成膜を終了するよ
うになっている。モニタ基板における光量変化は、光学
的膜厚が測定波長λの１／４の整数倍となる毎に周期的
に増加・減少を繰り返してピークを示す。そのため、ピ
ークを基準に成膜量を決定することで、実際の光学膜厚
を正確に制御できるので、光学式膜厚計４２０は光学薄
膜の成膜に広く用いられている。

【００４５】ところが、紫外線カット（ＵＶカット）の
場合、短い波長を設計波長に選ぶ必要があり、各層の膜
厚が極めて薄くなってくるため、膜厚制御が困難にな
る。また、紫外線領域では、基板や膜の屈折率等の光学
定数の変動が大きいため、測定精度が不安定になるとい
う問題がある。更に、光学式膜厚計を用いた成膜装置で
は、光量変化ピーク付近は光量変化が平坦になるため、
光量変化ピークの判定が困難であり、制御精度が著しく
劣化する問題が発生する。立ち上がり特性を急峻にしよ
うとすると、繰り返し数Ｓが例えば１５層以上というよ
うに成膜回数を極めて多くしなければならず、益々成膜
が困難になる。しかも立ち上がりの波長を高精度にする
ために各層の膜厚制御を高精度に行わなければならな
い。例えば各層の膜厚が１％ずれると、立ち上がりの波
長が５ｎｍずれるといわれている。

【００４６】従って、立ち上がり特性が急峻で、その立
ち上がり波長を高精度に制御しなければならない紫外線
反射膜は、製造が極めて困難であることが知られてい
る。

【００４７】このような紫外線反射膜における成膜時の
膜厚制御の困難性を繰り返し交互層の膜厚のバランスと
補正板の大きさを工夫することにより、高精度の膜厚制
御が可能であり、大量生産が可能である。

【００４８】即ち、高屈折率層の光学的膜厚をＨ、低屈
折率層の光学的膜厚をＬとした場合に、通常の設計では
繰り返し交互層の光学的膜厚の比率Ｈ／Ｌを１．０とす
る。Ｈ／Ｌを１．０とすることは、モニタ基板の反射率
がλ／４の整数倍となるピークのときに正確に成膜を停
止する必要がある。この場合、光学式膜厚計の光量変化
ピーク付近は光量変化が平坦になるため、光量変化ピー
クの判定が困難である。

【００４９】これに対し、繰り返し交互層のＨ／Ｌ又は
Ｌ／Ｈの比を１．２〜２．０、好ましくは１．３〜１．
５の範囲とすることにより、高屈折率層と低屈折率層の
一方を厚く、他方を薄くして厚みを偏らせる。この場
合、偏りが大きすぎると、フィルターとしての特性に悪
影響を与えるおそれがある。

【００５０】これにより、一方の厚い方の膜を成膜する
際には光学式膜厚計の光量変化のピークを過ぎた時点で
成膜を停止することになるため、成膜の停止時期が明確
になり、膜厚制御が容易になる。また、薄くした他方の
膜厚制御は、厚くした膜の上に成膜するので、通常通り
ピークのときに成膜を停止することになるため、薄くし
た不都合は生じない。とりわけ、高屈折率層の方を厚く
することにより、幾何学的膜厚が薄く、膜厚制御が困難
な高屈折率層を膜厚精度良く成膜することが可能とな
る。

【００５１】また、補正板４１６の幅を通常より広く
し、補正板４１６で遮蔽される飛来粒子の割合を多くす
ることが好ましい。即ち、蒸着ドーム４１４上の透明ガ
ラス基板に堆積される膜の膜厚／モニタ基板に堆積され
る膜の膜厚の比をツーリング係数とすると、このツーリ
ング係数を０．６〜０．８５の範囲とすることが好まし
い。ツーリング係数が低すぎると、透明ガラス基板に付
着する粒子量が少なくなりすぎるため、生産性の点で好
ましくない。通常の成膜装置における通常のツーリング
係数は、概ね０．９〜１．１の範囲である。

【００５２】これにより、モニタ基板４２１の方に透明
ガラス基板よりも厚く膜が堆積され、正確に膜厚を測定
することが可能となり、紫外線領域で屈折率等の光学定
数が不安定になる問題を解決することができる。また、
モニタ基板４２１の光量変化のピークが透明ガラス基板
の成膜のピークに先行し、光量変化のピークが過ぎた時
点で成膜を停止することが可能となるため、成膜の停止
時点が明確になり、膜厚制御が容易になる。その結果、
膜厚精度を向上させることができる。

【００５３】これらの繰り返し交互層の膜厚バランスの
改良と補正板の幅を広くしてツーリング係数を低くする
改良を組み合わせることによって、低屈折率層の成膜時
に、光学式膜厚計の光量変化のピークを過ぎた時点で成
膜を停止することが可能となる効果も加わり、膜厚制御
がより容易になる。

【００５４】このような成膜技術により成膜された紫外
線反射膜の分光特性の一例を図５に示す。一点鎖線が上
記成膜技術によって成膜された紫外線反射膜の分光透過
率を示し、破線は紫外線吸収ガラスの一例の分光透過率
を示す。また、細い破線は超高圧水銀灯の輝度分布を示
す。

【００５５】この紫外線反射膜の成膜装置としては、Ｒ
Ｆイオンプレーティング装置（昭和真空（株）製）を用
いた。単色式光学モニタ方式の光学式膜厚計を用い、高
屈折率層（Ｈ）がＴｉＯ₂、低屈折率層（Ｌ）がＳｉＯ₂
である。繰り返し交互層の膜厚の比率をＨ／Ｌ＝１．３
１程度にして高屈折率層（Ｈ）の膜厚を厚めのバランス
とした。最外層と基板に接する第１層はＳｉＯ₂とし
た。通常より幅の広い補正板を用い、ツーリング係数を
０．８とした。透明ガラス基板として、ＢＫ７（ｎ＝
１．５２の白板ガラス）を用いた。

【００５６】膜厚構成は、設計波長＝３７１ｎｍ、層数
３３で、基板側より、１Ｌ、０．３６Ｈ、１．２１Ｌ、
０．７４Ｈ、０．９７Ｌ、１．０８Ｈ、０．８７Ｌ、
１．０８Ｈ、（０．８８Ｌ、１．１５Ｈ）⁸、０．８８
Ｌ、１．１２Ｈ、０．９Ｌ、１．０１Ｈ、１．０２Ｌ、
１．０３Ｈ、０．７１Ｌ、１．０９Ｈ、１．７５Ｌとし
た。半値波長は４３３ｎｍである。

【００５７】紫外線反射膜の分光特性は、立ち上がりが
急峻で、紫外線（４００ｎｍ未満）を殆ど全て反射し、
しかも立ち上がり後の可視光領域（４００ｎｍ〜７５０
ｎｍ）での透過率が高い。紫外線反射膜を設けない透明
ガラス基板の可視光の透過率は、概ね９６％程度であ
る。従って、紫外線反射膜は、可視光領域では反射防止
膜として機能し、透過する光に減衰を生じさせることが
ないため、防塵ガラスにおける従来の反射防止膜を紫外
線反射膜に置き換えても光量を低下させることはない。

【００５８】また、図５に示した分光特性を有する紫外
線反射膜は、超高圧水銀灯の輝度特性に合った分光透過
率となっている。即ち、図５に示す超高圧水銀灯の輝度
特性としては青の光が過剰気味で、青の波長範囲にある
４０５ｎｍ近辺のピークの光をほぼカットするだけでは
まだ青の光が強いため、更に４４０ｎｍ近辺、好ましく
は４３０〜４５０ｎｍの波長範囲の光も１０〜３０％程
度カットする必要がある。

【００５９】紫外線吸収ガラスの透過率特性は、４０５
ｎｍ近辺のピークはほぼ完全にカットできるが、４４０
ｎｍ近辺ではなだらかで透過率が９０％を超えており、
４４０ｎｍ付近のピークの光を１０〜３０％程度カット
することは困難である。

【００６０】これに対して、紫外線反射膜は、半値波長
を自由に設定でき、図５に示した紫外線反射膜では半値
波長が４３３ｎｍである。そのため、４０５ｎｍ近辺の
ピークはほぼ完全にカットできると共に、４３０〜４５
０ｎｍの波長範囲の光を１０〜３０％、好ましくは１０
〜２０％程度カットすることが可能である。

【００６１】また、図６に、上記成膜技術によって成膜
された紫外線反射膜の分光透過率の他の例を示す。図６
のの分光特性を有する紫外線反射膜の製造条件を次に
示す。

【００６２】繰り返し交互層の膜厚の比率をＨ／Ｌ＝
１．３３程度にして高屈折率層（Ｈ）の膜厚を厚めのバ
ランスとした。最外層と基板に接する第１層はＳｉＯ₂
とした。

【００６３】透明ガラス基板材料はＢＫ７を用いた。使
用する膜の材料は、高屈折率層（Ｈ）がＴｉＯ₂、低屈
折率層（Ｌ）がＳｉＯ₂、成膜方法はＲＦイオンプレー
ティング装置（昭和真空（株）製）を用いた。単色式光
学モニタ方式の光学式膜厚計を用いた。通常より幅の広
い補正板を用い、ツーリング係数を０．８とした。

【００６４】膜厚構成は、設計波長＝３６０ｎｍ、層数
３３で、基板側から１．０８Ｌ、０．４４Ｈ、１．０４
Ｌ、０．８８Ｈ、０．８０Ｌ、１．１６Ｈ、０．７６
Ｌ、（１．１２Ｈ、０．８４Ｌ）¹⁰、１．００Ｈ、０．
９２Ｌ、１．１６Ｈ、０．６０Ｌ、１．０４Ｈ、１．８
０Ｌとした。半値波長は４１０ｎｍである。

【００６５】また、図６のの分光特性を有する紫外線
反射膜の製造条件を次に示す。の紫外線反射膜と同様
の成膜条件で、膜厚構成は、設計波長＝３６０ｎｍ、層
数１９で、基板側から１．０８Ｌ、０．４４Ｈ、１．０
４Ｌ、０．８８Ｈ、０．８０Ｌ、１．１６Ｈ、０．７６
Ｌ、（１．１２Ｈ、０．８４Ｌ）³、１．００Ｈ、０．
９２Ｌ、１．１６Ｈ、０．６０Ｌ、１．０４Ｈ、１．８
０Ｌとした。半値波長は４１０ｎｍである。

【００６６】図６のとに示す紫外線反射膜も、立ち
上がりが急峻で、波長４００ｎｍ未満の紫外線を殆ど全
て反射する。また、立ち上がり後の可視光領域の透過率
も高く、反射防止膜として機能していることが認められ
る。の層構成は、と比較して層数を減らしたもの
で、繰り返し交互層のスタック数が少ないため、分光特
性はと比較すると急峻さがやや少なくなる。

【００６７】

【発明の効果】本発明の投射型表示装置は、紫外線反射
膜を設けた防塵ガラスを組み込んだ表示パネルを用いて
いることにより、部品としてのＵＶカットフィルタが不
要になり、部品点数の削減が可能となった。

【００６８】また、本発明の表示パネルは、紫外線反射
膜を設けた防塵ガラスを組み込んだことにより、部品と
してのＵＶカットフィルタを用いずに、紫外線から表示
装置を保護できる。

【００６９】更に、本発明の防塵ガラスは、反射防止膜
に代えて紫外線反射膜を設けたことにより、有用な可視
光の透過率を低下させないで有害な紫外線等を反射する
特性を備える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の投射型表示装置の一実施形態の液晶プ
ロジェクタの概略構成を示す構成図である。

【図２】本発明の表示パネルの一実施形態の断面構造を
示す断面図である。

【図３】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の防塵ガラ
スの実施形態を示す断面図である。

【図４】紫外線反射膜を成膜する物理的成膜装置の概要
を示す概略構成図である。

【図５】紫外線反射膜と紫外線吸収ガラスの分光透過率
を示すグラフである。

【図６】他の紫外線反射膜の分光透過率を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１００液晶プロジェクタ１０（表示パネル）液晶パネル２０ケース３０液晶表示装置３１対向基板３２液晶基板４０透明ガラス基板４１入射側防塵ガラス４２出射側防塵ガラス５０紫外線反射膜５１反射防止膜

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 5/28 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ４Ｇ０５９Ｇ０３Ｂ 21/00 21/14 Ｚ 21/14 Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５ // Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５Ｇ０２Ｂ 1/10 ＡＦターム(参考） 2H042 DA08 DA12 DB02 DB13 DC02 DE00 2H048 FA05 FA07 FA09 FA18 FA24 GA04 GA33 GA60 GA61 2H088 EA12 EA18 HA11 HA14 KA05 MA06 2H091 FA01Z FA14Z FB07 FB09 FC02 FC24 FC29 FC30 FD07 FD12 FD23 LA03 LA11 MA07 2K009 AA02 EE05 4G059 AA11 AC30 EA01 EA04 EA05 EA09 EB02 EB04 GA02 GA04 GA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの光を変調して所
定の画像を形成するための表示装置と前記表示装置の前
記光源からの光が入射する前面に配置されて前記表示装
置に埃が付着することを防止するための防塵ガラスとを
備える表示パネルと、前記表示パネルから出射した光を
拡大投影する拡大投射光学部とを備える投射型表示装置
において、前記防塵ガラスが、透明ガラス基板の前面に誘電体多層
膜により構成される紫外線反射膜を有することを特徴と
する投射型表示装置。
【請求項２】請求項１記載の投射型表示装置におい
て、前記誘電体多層膜が、高屈折率層と低屈折率層とが交互
にそれぞれ同じ光学的膜厚で繰り返し積層された繰り返
し交互層を有し、かつ、前記高屈折率層の光学的膜厚をＨ、前記低屈折率
層の光学的膜厚をＬとした場合に、前記繰り返し交互層
におけるＨ／Ｌ又はＬ／Ｈの比が１．２〜２．０の範囲
であることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項３】光源からの光を変調して所定の画像を形
成するための表示装置と、前記表示装置の前記光源から
の光が入射する前面に配置されて前記表示装置に埃が付
着することを防止するための防塵ガラスとを備える表示
パネルにおいて、前記防塵ガラスが、透明ガラス基板の前面に誘電体多層
膜により構成される紫外線反射膜を有することを特徴と
する表示パネル。
【請求項４】請求項３記載の表示パネルにおいて、前記誘電体多層膜が、高屈折率層と低屈折率層とが交互
にそれぞれ同じ光学的膜厚で繰り返し積層された繰り返
し交互層を有し、かつ、前記高屈折率層の光学的膜厚をＨ、前記低屈折率
層の光学的膜厚をＬとした場合に、前記繰り返し交互層
におけるＨ／Ｌ又はＬ／Ｈの比が１．２〜２．０の範囲
であることを特徴とする表示パネル。
【請求項５】光源からの光を変調して所定の画像を形
成するための表示装置の前記光源からの光が入射する前
面側に配置されて前記表示装置に埃が付着することを防
止するための防塵ガラスにおいて、透明ガラス基板の一面に、誘電体多層膜により構成され
る紫外線反射膜が設けられていることを特徴とする防塵
ガラス。
【請求項６】請求項５記載の防塵ガラスにおいて、前記誘電体多層膜が、高屈折率層と低屈折率層とが交互
にそれぞれ同じ光学的膜厚で繰り返し積層された繰り返
し交互層を有し、かつ、前記高屈折率層の光学的膜厚をＨ、前記低屈折率
層の光学的膜厚をＬとした場合に、前記繰り返し交互層
におけるＨ／Ｌ又はＬ／Ｈの比が１．２〜２．０の範囲
であることを特徴とする防塵ガラス。