JP2005031297A - 液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板 - Google Patents
液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】紫外線を反射及び吸収することにより装置の温度上昇を充分抑制でき、液晶の劣化を防止できる、低コストの投射型表示装置用の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供すること。
【解決手段】光源からの光を変調して所定の画像を投射する投射型表示装置において前記光源からの光が入射する面に配置され液晶表示装置に埃が付着することを防止する透明基板２４であって、高屈折率層と低屈折率層の６層から１０層の交互多層膜から成り、この交互多層膜は、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲における反射率が０．５％以下、かつ、波長３５０ｎｍ以下の紫外線を最大限に反射するように最適設計され、しかも前記高屈折率誘電体層として３５０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する誘電体物質を用いることにより、３５０ｎｍ以下に紫外線の遮蔽機能を増した反射防止膜２６を設けた液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。
【選択図】 図２
【解決手段】光源からの光を変調して所定の画像を投射する投射型表示装置において前記光源からの光が入射する面に配置され液晶表示装置に埃が付着することを防止する透明基板２４であって、高屈折率層と低屈折率層の６層から１０層の交互多層膜から成り、この交互多層膜は、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲における反射率が０．５％以下、かつ、波長３５０ｎｍ以下の紫外線を最大限に反射するように最適設計され、しかも前記高屈折率誘電体層として３５０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する誘電体物質を用いることにより、３５０ｎｍ以下に紫外線の遮蔽機能を増した反射防止膜２６を設けた液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置において液晶表示装置の対向電極の外側に設けられる透明基板の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、投射型のカラー表示装置では、光源から発する光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に分け、各色毎の液晶表示装置において変調し、得られた各光を合成して投射面に投射することによりカラー画像を得る。
【０００３】
このような投射型表示装置では、できるだけ明るい画像を得ることが望ましいので、光源としては、高出力の超高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどが用いられる、しかし、これらの高出力ランプでは、可視光線の他に多量の赤外線や紫外線も放射する。これらの可視光線以外も光学系に入力すると光が熱に変わり光学系の温度を非常に高めてしまい不都合を生ずるという問題がある。
【０００４】
そこで、紫外線フィルタやその補助フィルタを用いてできるだけ可視光線以外を除去することも知られている（特許文献１参照）が、これでも充分でない。
【０００５】
また、液晶表示装置の入力側基板に塵などが付着することを防止するためにその前に防塵ガラスを設けることが多いが、この防塵ガラスの光入力側に、同一の光学的膜厚の高屈折率層と低屈折率層を繰り返し積層した誘電体多層膜により構成される紫外線反射膜を設けることも知られている（特許文献２参照）。しかしこれでも、紫外線が可視光と共に入力して温度上昇が生ずるという問題点があった。
【０００６】
また、液晶プロジェクタにおいて、強い紫外線光源が用いられる結果、有機高分子から成る液晶物質は紫外線照射によって分子の結合が不安定になり、表示不良や表示品質の低下を招くという問題もある。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、部品点数の削減が求められている。
【０００７】
また従来の紫外線反射膜は、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、膜厚制御が難しいうえ、充分な紫外線反射特性を得るためには積層数を少なくとも１５〜２０層以上というように極めて多くしなければならず、低コスト化の要求を満たし得ないという問題もあった。
【０００８】
なお、液晶プロジェクタ装置において、液晶パネルを構成する透明基板をサファイア基板により構成することも知られている（特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２６４７２９号公報
【００１０】
【特許文献２】特開２００３−１４０１２５号公報（請求項６）
【００１１】
【特許文献３】特開平１１−３３７９１９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来の投射型の表示装置の問題点にかんがみてなされたもので、３５０ｎｍ以下の紫外線を反射及び吸収することにより装置の温度上昇を充分抑制でき、液晶の劣化を防止する、低コストの投射型表示装置用の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１によれば、光源からの光を変調して所定の画像を投射する投射型表示装置において前記光源からの光が入射する面に配置され液晶表示装置に埃が付着することを防止する透明基板であって、高屈折率層と低屈折率層の６層から１０層の交互多層膜から成り、この交互多層膜は、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲における反射率が０．５％以下、かつ、波長３５０ｎｍ以下の紫外線を最大限に反射するように最適設計され、しかも前記高屈折率誘電体層として３５０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する誘電体物質を用いることにより、３５０ｎｍ以下に紫外線の遮蔽機能を増した反射防止膜を設けたことを特徴とする液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１４】
本発明の請求項２によれば、前記透明基板は、石英ガラスにより構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１５】
本発明の請求項３によれば、前記反射防止膜は、高屈折率層と低屈折率層の８層の交互多層膜から成り、これらの８層の厚さを前記透明基板側から、ｄ１、ｄ２、ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８とし、前記高屈折率層の屈折率をｎｈ、前記低屈折率層の屈折率をｎｌとするとき、上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１７λ０≦ｄ２≦０．２３λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成とすることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１６】
本発明の請求項４によれば、前記高屈折率層を構成する誘電体物質は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか１種あるいは両者の混合物を主成分とするものであり、前記低屈折率層を構成する誘電体物質は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１７】
本発明の請求項５によれば、前記透明基板は、サファイアにより構成されることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１８】
本発明の請求項６によれば、前記反射防止膜は、高屈折率層と低屈折率層の８層の交互多層膜から成り、これらの８層の光学的膜厚を前記防塵透明基板側から、ｄ１、ｄ２、ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８とし、前記高屈折率層の屈折率をｎｈ、前記低屈折率層の屈折率をｎｌとするとき、上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１０λ０≦ｄ２≦０．１４λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成とすることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１９】
本発明の請求項７によれば、前記高屈折率層を構成する誘電体物質は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか１種あるいは両者の混合物を主成分とするものであり、前記低屈折率層を構成する誘電体物質は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものであることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明による投射型表示装置の全体構成を示す図であり、図２はその各色の変調を行なう液晶表示装置の断面構造を示す図である。キセノンランプなどの高出力の光源１１から発射された光は反射鏡１２により反射され、フィルタ１３やレンズ１４を通って全反射ミラー１５ａで反射され、ダイクロイックミラー１６ａ，１６ｂ及び全反射ミラー１５ｂで各々、青色光（Ｂ）、緑色光（Ｇ）、赤色光（Ｒ）に分けられる。青色光と赤色光は全反射ミラー１５ｃ，１５ｄで反射されて、これらの３色光は、各々、集光レンズ１７ｂ，１７ｇ，１７ｒで集光され、液晶表示装置１８ｂ，１８ｇ，１８ｒで各色毎に変調され、合成プリズム２０で光合成されて、カラー画像として投射される。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１に示した液晶表示装置１８ｂ，１８ｇ，１８ｒの各々（以下１８と表す）は、図２に示すように、基本的には間に注入された液晶２２を挟んで対向電極２３ａ，２３ｂにより画像が形成されるが、この透明基板の外側に、透明基板に直接、塵などが付着することを防ぐための防塵用の透明基板２４が設けられる。透明基板２４は、この実施形態では石英ガラスにより製造される。
【００２３】
透明基板２４の外側（光入射側）には、後述する反射防止膜としての膜体２６が設けられる。この膜体２６は、図３に示すように、透明基板２４上に、高屈折率の誘電体物質層と低屈折率の誘電体物質層が交互に例えば８層、積層された構造となっている。
【００２４】
透明基板２４から順に、第１層３１、第２層３２、第３層３３、第４層３４、第５層３５、第６層３６、第７層３７、第８層３８が設けられる。第１層３１、第３層３３、第５層３５、第７層３７が高屈折率誘電体層であり、第２層３２、第４層３４、第６層３６、第８層３８が低屈折率誘電体層である。高屈折率誘電体物質層としては屈折率ｎｄ＝２．３０の酸化チタン（ＴｉＯ２）を用い、低屈折率誘電体物質層としては、屈折率ｎｄ＝１．４６の二酸化珪素（ＳｉＯ２）を用いる。
【００２５】
（実施例１）
成膜法としては、五酸化チタン（Ｔｉ２Ｏ５）と二酸化珪素（ＳｉＯ２）を蒸着剤として、使用し、酸素ガスを反応ガスとする反応性真空蒸着法を用いた。石英ガラス基板上に、高屈折率誘電体物質層として屈折率ｎｄ＝２．３０の酸化チタン（ＴｉＯ２）を用い、低屈折率誘電体物質層として屈折率ｎｄ＝１．４６の二酸化珪素（ＳｉＯ２）を用い、表１に示すような膜圧の交互多層膜を製作した。なお、設計波長λ０は５２０ｎｍとした。
【００２６】
【表１】
【００２７】
この膜体２６の反射特性の測定結果を図４に示した。図４において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を表す。また、上記膜体２６の透過率特性の測定結果を図５に示す。図５において横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００２８】
図４によれば、この膜体では４３０ｎｍ以上の領域において反射率が低くなっており、可視域４５０ｎｍから６５０ｎｍの領域で反射率が０．５％以下であることがわかる。また、図５によれば、この膜体では、波長３５０ｎｍより短波長の紫外線の透過率を大幅に減らすことができた。
【００２９】
石英ガラス基板の透過率は図６に示すように、９０％以上の一様に高い透過率の特性を有しており、このような特性を有する石英ガラス基板に上記膜体を設けることによって所望の特性の光を得ることができる。
【００３０】
（実施例２）
成膜法としては、金属ニオブとポリシリコンをターゲットとして使用し、アルゴン（Ａｒ）ガスをスパッタリングガスとし、酸素ガスを反応ガスとする反応マグネトロンスパッタリング法を用いた。この成膜法により、石英ガラス基板上に高屈折率誘電体層として五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）（屈折率ｎｄ＝２．３４）、低屈折率誘電体層として二酸化珪素（ＳｉＯ２）（屈折率ｎｄ＝１．４６）を用い、設計中心波長λ０＝５２０ｎｍの表２に示す光学的膜厚の膜体を製作した。
【００３１】
【表２】
【００３２】
この膜体の反射特性の測定結果を図７に示す。同図において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を表す。また、上記膜体２６の透過率特性の測定結果を図８に示す。同図において横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００３３】
この実施例の膜体においても、可視領域である４５０から６５０ｎｍの範囲で、反射率を０．５％以下にすることができ、また、波長３５０ｎｍより短波長の領域において紫外線の透過率を大幅に減らすことができた。
【００３４】
防塵透明基板として、石英ガラス基板を用いるとき、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の反射防止性能を、反射率０．５％以下にし、波長３５０ｎｍ以下の紫外線カット特性を最大にするようにし、設計中心波長λ０を波長５００ｎｍから５５０ｎｍの範囲にあって、８層構造の膜体とする。この膜体は、基板側から空気側へ高屈折率誘電体物質層と低屈折率の誘電体物質層を交互に重ねる。
【００３５】
高屈折率誘電体物質層の屈折率をｎｈ、低屈折率誘電体物質層の屈折率をｎｌ、防塵透明基板の屈折率をｎｓとし、基板側から空気側へ重ねる、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８の各層の光学的膜厚を、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８とする。
【００３６】
このとき、上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１７λ０≦ｄ２≦０．２３λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成が好ましいことがわかった。ここで基板と反射防止膜との密着性を向上させるために、基板側と第１層の高屈折率層の間にＳｉＯ２層を光学的特性に影響を与えない厚さで付加することは差し支えない。
【００３７】
上記各層の範囲は、目標の光学特性が得られる各層の光学膜厚を最適化するソフトウェアを使用して、多層膜設計を行なった結果から導き出した。
【００３８】
３８０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する高屈折率の誘電体物質としては、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか一種あるいは両者の混合物がもっとも望ましい。しかし、これらとＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３，Ｐｒ６Ｏ１１、Ｔａ２Ｏ５など他の物質との混合物であってもよい。これら他の物質との混合物では、紫外線吸収特性を維持するためにＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５の割合は５０％以上が必要である。またこれらＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５は、その成膜法によっては酸素不足の状態であるＴｉＯｘ（１．８＜ｘ＜２．０）やＮｂ２Ｏｘ（４．５＜ｘ＜５．０）となる場合がありこのような場合も本発明に含まれる。
【００３９】
低屈折率層を構成する誘電体物質としてはＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものを用いる。
【００４０】
上記第１の実施形態の説明では、高屈折率誘電体物質層と低屈折率誘電体物質層の膜を８層に構成した場合について説明した。しかし本発明ではこれに限られず、一般的には６から１０層により交互多層膜を構成すればよい。交互多層膜が１０層を超えると生産性が悪くなり、６層を下回ると３５０ｎｍ以下の近紫外域の紫外線をカットする機能が充分でない。ただし、６層未満であってもＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５などの紫外線吸収特性を有する物質を用いることにより、紫外線はある程度遮蔽されるので、必要に応じて４層でも使用できる。
【００４１】
本発明のこの実施形態によれば、非常に優れた材質の石英ガラス基板に本発明による反射防止膜を施すことにより防塵ガラス用として石英ガラス基板の欠点である３５０ｎｍより短波長の紫外線透過率を大幅に減らすことができる。また、本発明の反射防止膜により、可視域の反射防止特性を有し、かつ紫外線カットフィルタ特性の２つの特性を併せ持つ反射防止膜を安価に製造することが可能である。更に、通常の紫外線カットフィルタと併用すれば更に紫外線カット機能を増加させることが可能である。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
防塵透明基板としてサファイア基板を用いる本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４３】
（実施例３）
成膜法として五酸化チタン（Ｔｉ２Ｏ５）と二酸化珪素（ＳｉＯ２）を蒸着剤として使用し、酸素ガスを反応ガスとする反応性真空蒸着法を用いた。サファイア基板上に高屈折率誘電体物質層として酸化チタン（ＴｉＯ２）（屈折率ｎｄ＝２．３０）、低屈折率誘電体物質層として二酸化珪素（ＳｉＯ２）（屈折率ｎｄ＝１．４６）から成る設計中心波長λ０＝５２０ｎｍの８層構成の交互多層膜による膜体を製作した。これらの各層の膜厚は表３に示すとおりである。
【００４４】
【表３】
【００４５】
このようにして製作された膜体の反射特性の測定結果を図９に示した。同図において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を表す。また、上記膜体の透過率特性の測定結果を図１０に示す。図１０において横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００４６】
図９によれば、この膜体では４２０ｎｍ程度以上の領域において反射率が低くなっており、可視域４５０ｎｍから６５０ｎｍの領域で反射率が０．５％以下となっていることがわかる。また、図１０によれば、この膜体では、波長３５０ｎｍより短波長の紫外線の透過率を大幅に減らすことができた。
【００４７】
（実施例４）
成膜法として金属ニオブとポリシリコンをターゲットとして用い、アルゴン（Ａｒ）ガスをスパッタリングガスとし、酸素ガスを反応ガスとする反応マグネトロンスパッタリング法を用いた。サファイア基板上に高屈折率誘電体物質層として五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）（屈折率ｎｄ＝２．３４）低屈折率誘電体物質層として二酸化珪素（ＳｉＯ２）（屈折率ｎｄ＝１．４７）を用い、設計中心波長λ０＝５２０ｎｍで各層の厚さが表４に示す交互多層膜の膜体を製作した。
【００４８】
【表４】
【００４９】
このようにして製作された膜体の反射特性の測定結果を図１１に示した。同図において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を表す。また、上記膜体の透過率特性の測定結果を図１２に示す。図１２において横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００５０】
図１１によれば、この膜体では４２５ｎｍ程度以上の領域において反射率が低くなっており、可視域４５０ｎｍから６５０ｎｍの領域で反射率が０．５％以下となっていることがわかる。また、図１２によれば、この膜体では、波長３５０ｎｍより短波長の紫外線の透過率を大幅に減らすことができた。
【００５１】
防塵透明基板として、サファイア基板を用いるとき、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の反射防止性能を、反射率０．５％以下にし、波長３５０ｎｍ以下の紫外線カット特性を最大にするようにし、設計中心波長λ０を波長５００ｎｍから５５０ｎｍの範囲にあって、８層構造の膜体とする。この膜体は、基板側から空気側へ高屈折率誘電体物質層と低屈折率の誘電体物質層を交互に重ねる。
【００５２】
高屈折率誘電体物質層の屈折率をｎｈ、低屈折率誘電体物質層の屈折率をｎｌ、防塵透明基板の屈折率をｎｓとし、基板側から空気側へ重ねる、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８の各層の光学的膜厚を、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８とする。
【００５３】
このとき、上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１０λ０≦ｄ２≦０．１４λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成が好ましいことがわかった。ここで基板と反射防止膜との密着性を向上させるために、基板側と第１層の高屈折率誘電体層の間にＳｉＯ２層を光学的特性に影響を与えない厚さで付加することは差し支えない。
【００５４】
上記各層の範囲は、目標の光学特性が得られる各層の光学膜厚を最適化するソフトウェアを使用して、多層膜設計を行なった結果から導き出した。
【００５５】
上記第２の実施形態の説明では、高屈折率誘電体物質層と低屈折率誘電体物質層の膜を８層に構成した場合について説明した。しかし本発明ではこれに限られず、一般的には６から１０層により交互多層膜を構成すればよい。層数の限定理由及び４層でも使用可能な点は、第１の実施形態と同様である。
【００５６】
３８０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する高屈折率の物質としては、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか一種あるいは両者の混合物がもっとも望ましい。しかし、これらとＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３，Ｐｒ６Ｏ１１、Ｔａ２Ｏ５など他の物質との混合物であってもよい。これら他の物質との混合物では、紫外線吸収特性を維持するためにＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５の割合は５０％以上が必要である。またこれらＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５は、その成膜法によっては酸素不足の状態であるＴｉＯｘ（１．８＜ｘ＜２．０）やＮｂ２Ｏｘ（４．５＜ｘ＜５．０）となる場合がありこのような場合も本発明に含まれる。
【００５７】
低屈折率層を構成する誘電体物質としてはＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものを用いる。
【００５８】
本発明のこの実施形態によれば、透明基板としてサファイア基板を用いているので熱伝導性が良好であり、たとえ熱が生じても放熱することができ、温度上昇をある程度抑えることができる効果がある。また、サファイア基板に本発明による反射防止膜を施すことにより３５０ｎｍより短波長の紫外線透過率を大幅に減ずることが可能となる。本発明の反射防止膜により可視域の反射防止特性を有し、かつ紫外線カットフィルタ特性の２特性を併せ持つ反射防止膜を安価に製造することができる。
【００５９】
本発明は可視域における反射防止膜をベースとしながら、最適な膜構成とすること、及び３８０ｎｍ以下に吸収を有する物質を、高屈折率層に用いること、により、可視域での反射防止特性を持ち（投射光の損失が小さく）、少ない積層数で充分な紫外線カットを実現することができた。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、紫外線を反射及び吸収することにより装置の温度上昇を充分抑制でき、液晶の劣化を防止できる、低コストの投射型表示装置用の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による防塵透明基板を用いる投射型表示装置の構成例を示す図。
【図２】本発明による防塵透明基板の断面を示す図。
【図３】本発明による反射防止膜の構造を示す図。
【図４】本発明の実施例１の反射特性の測定結果を示す図。
【図５】本発明の実施例１の透過特性の測定結果を示す図。
【図６】本発明に透明基板として用いる石英ガラスの透過特性を示す図。
【図７】本発明の実施例２の反射特性の測定結果を示す図。
【図８】本発明の実施例２の透過特性の測定結果を示す図。
【図９】本発明の実施例３の反射特性の測定結果を示す図。
【図１０】本発明の実施例３の透過特性の測定結果を示す図。
【図１１】本発明の実施例４の反射特性の測定結果を示す図。
【図１２】本発明の実施例４の透過特性の測定結果を示す図。
【符号の説明】
１１・・・光源、１２・・・反射鏡、１３・・・フィルタ、１４・・・レンズ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ・・・全反射ミラー、１６ａ，１６ｂ・・・ダイクロイックミラー、１７ｂ，１７ｇ，１７ｒ・・・集光レンズ、１８ｂ，１８ｇ，１８ｒ・・・液晶表示装置、２０・・・合成プリズム、２２・・・液晶、２３ａ，２３ｂ・・・対向電極、２４・・・透明基板、２６・・・膜体、３１・・・第１層、３２・・・第２層、３３・・・第３層、３４・・・第４層、３５・・・第５層、３６・・・第６層、３７・・・第７層、３８・・・第８層。
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型表示装置において液晶表示装置の対向電極の外側に設けられる透明基板の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、投射型のカラー表示装置では、光源から発する光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に分け、各色毎の液晶表示装置において変調し、得られた各光を合成して投射面に投射することによりカラー画像を得る。
【０００３】
このような投射型表示装置では、できるだけ明るい画像を得ることが望ましいので、光源としては、高出力の超高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどが用いられる、しかし、これらの高出力ランプでは、可視光線の他に多量の赤外線や紫外線も放射する。これらの可視光線以外も光学系に入力すると光が熱に変わり光学系の温度を非常に高めてしまい不都合を生ずるという問題がある。
【０００４】
そこで、紫外線フィルタやその補助フィルタを用いてできるだけ可視光線以外を除去することも知られている（特許文献１参照）が、これでも充分でない。
【０００５】
また、液晶表示装置の入力側基板に塵などが付着することを防止するためにその前に防塵ガラスを設けることが多いが、この防塵ガラスの光入力側に、同一の光学的膜厚の高屈折率層と低屈折率層を繰り返し積層した誘電体多層膜により構成される紫外線反射膜を設けることも知られている（特許文献２参照）。しかしこれでも、紫外線が可視光と共に入力して温度上昇が生ずるという問題点があった。
【０００６】
また、液晶プロジェクタにおいて、強い紫外線光源が用いられる結果、有機高分子から成る液晶物質は紫外線照射によって分子の結合が不安定になり、表示不良や表示品質の低下を招くという問題もある。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、部品点数の削減が求められている。
【０００７】
また従来の紫外線反射膜は、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、膜厚制御が難しいうえ、充分な紫外線反射特性を得るためには積層数を少なくとも１５〜２０層以上というように極めて多くしなければならず、低コスト化の要求を満たし得ないという問題もあった。
【０００８】
なお、液晶プロジェクタ装置において、液晶パネルを構成する透明基板をサファイア基板により構成することも知られている（特許文献３参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２６４７２９号公報
【００１０】
【特許文献２】特開２００３−１４０１２５号公報（請求項６）
【００１１】
【特許文献３】特開平１１−３３７９１９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような従来の投射型の表示装置の問題点にかんがみてなされたもので、３５０ｎｍ以下の紫外線を反射及び吸収することにより装置の温度上昇を充分抑制でき、液晶の劣化を防止する、低コストの投射型表示装置用の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１によれば、光源からの光を変調して所定の画像を投射する投射型表示装置において前記光源からの光が入射する面に配置され液晶表示装置に埃が付着することを防止する透明基板であって、高屈折率層と低屈折率層の６層から１０層の交互多層膜から成り、この交互多層膜は、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲における反射率が０．５％以下、かつ、波長３５０ｎｍ以下の紫外線を最大限に反射するように最適設計され、しかも前記高屈折率誘電体層として３５０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する誘電体物質を用いることにより、３５０ｎｍ以下に紫外線の遮蔽機能を増した反射防止膜を設けたことを特徴とする液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１４】
本発明の請求項２によれば、前記透明基板は、石英ガラスにより構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１５】
本発明の請求項３によれば、前記反射防止膜は、高屈折率層と低屈折率層の８層の交互多層膜から成り、これらの８層の厚さを前記透明基板側から、ｄ１、ｄ２、ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８とし、前記高屈折率層の屈折率をｎｈ、前記低屈折率層の屈折率をｎｌとするとき、上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１７λ０≦ｄ２≦０．２３λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成とすることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１６】
本発明の請求項４によれば、前記高屈折率層を構成する誘電体物質は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか１種あるいは両者の混合物を主成分とするものであり、前記低屈折率層を構成する誘電体物質は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１７】
本発明の請求項５によれば、前記透明基板は、サファイアにより構成されることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１８】
本発明の請求項６によれば、前記反射防止膜は、高屈折率層と低屈折率層の８層の交互多層膜から成り、これらの８層の光学的膜厚を前記防塵透明基板側から、ｄ１、ｄ２、ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８とし、前記高屈折率層の屈折率をｎｈ、前記低屈折率層の屈折率をｎｌとするとき、上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１０λ０≦ｄ２≦０．１４λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成とすることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００１９】
本発明の請求項７によれば、前記高屈折率層を構成する誘電体物質は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか１種あるいは両者の混合物を主成分とするものであり、前記低屈折率層を構成する誘電体物質は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものであることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を提供する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００２１】
図１は、本発明による投射型表示装置の全体構成を示す図であり、図２はその各色の変調を行なう液晶表示装置の断面構造を示す図である。キセノンランプなどの高出力の光源１１から発射された光は反射鏡１２により反射され、フィルタ１３やレンズ１４を通って全反射ミラー１５ａで反射され、ダイクロイックミラー１６ａ，１６ｂ及び全反射ミラー１５ｂで各々、青色光（Ｂ）、緑色光（Ｇ）、赤色光（Ｒ）に分けられる。青色光と赤色光は全反射ミラー１５ｃ，１５ｄで反射されて、これらの３色光は、各々、集光レンズ１７ｂ，１７ｇ，１７ｒで集光され、液晶表示装置１８ｂ，１８ｇ，１８ｒで各色毎に変調され、合成プリズム２０で光合成されて、カラー画像として投射される。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１に示した液晶表示装置１８ｂ，１８ｇ，１８ｒの各々（以下１８と表す）は、図２に示すように、基本的には間に注入された液晶２２を挟んで対向電極２３ａ，２３ｂにより画像が形成されるが、この透明基板の外側に、透明基板に直接、塵などが付着することを防ぐための防塵用の透明基板２４が設けられる。透明基板２４は、この実施形態では石英ガラスにより製造される。
【００２３】
透明基板２４の外側（光入射側）には、後述する反射防止膜としての膜体２６が設けられる。この膜体２６は、図３に示すように、透明基板２４上に、高屈折率の誘電体物質層と低屈折率の誘電体物質層が交互に例えば８層、積層された構造となっている。
【００２４】
透明基板２４から順に、第１層３１、第２層３２、第３層３３、第４層３４、第５層３５、第６層３６、第７層３７、第８層３８が設けられる。第１層３１、第３層３３、第５層３５、第７層３７が高屈折率誘電体層であり、第２層３２、第４層３４、第６層３６、第８層３８が低屈折率誘電体層である。高屈折率誘電体物質層としては屈折率ｎｄ＝２．３０の酸化チタン（ＴｉＯ２）を用い、低屈折率誘電体物質層としては、屈折率ｎｄ＝１．４６の二酸化珪素（ＳｉＯ２）を用いる。
【００２５】
（実施例１）
成膜法としては、五酸化チタン（Ｔｉ２Ｏ５）と二酸化珪素（ＳｉＯ２）を蒸着剤として、使用し、酸素ガスを反応ガスとする反応性真空蒸着法を用いた。石英ガラス基板上に、高屈折率誘電体物質層として屈折率ｎｄ＝２．３０の酸化チタン（ＴｉＯ２）を用い、低屈折率誘電体物質層として屈折率ｎｄ＝１．４６の二酸化珪素（ＳｉＯ２）を用い、表１に示すような膜圧の交互多層膜を製作した。なお、設計波長λ０は５２０ｎｍとした。
【００２６】
【表１】
この膜体２６の反射特性の測定結果を図４に示した。図４において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を表す。また、上記膜体２６の透過率特性の測定結果を図５に示す。図５において横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００２８】
図４によれば、この膜体では４３０ｎｍ以上の領域において反射率が低くなっており、可視域４５０ｎｍから６５０ｎｍの領域で反射率が０．５％以下であることがわかる。また、図５によれば、この膜体では、波長３５０ｎｍより短波長の紫外線の透過率を大幅に減らすことができた。
【００２９】
石英ガラス基板の透過率は図６に示すように、９０％以上の一様に高い透過率の特性を有しており、このような特性を有する石英ガラス基板に上記膜体を設けることによって所望の特性の光を得ることができる。
【００３０】
（実施例２）
成膜法としては、金属ニオブとポリシリコンをターゲットとして使用し、アルゴン（Ａｒ）ガスをスパッタリングガスとし、酸素ガスを反応ガスとする反応マグネトロンスパッタリング法を用いた。この成膜法により、石英ガラス基板上に高屈折率誘電体層として五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）（屈折率ｎｄ＝２．３４）、低屈折率誘電体層として二酸化珪素（ＳｉＯ２）（屈折率ｎｄ＝１．４６）を用い、設計中心波長λ０＝５２０ｎｍの表２に示す光学的膜厚の膜体を製作した。
【００３１】
【表２】
この膜体の反射特性の測定結果を図７に示す。同図において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を表す。また、上記膜体２６の透過率特性の測定結果を図８に示す。同図において横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００３３】
この実施例の膜体においても、可視領域である４５０から６５０ｎｍの範囲で、反射率を０．５％以下にすることができ、また、波長３５０ｎｍより短波長の領域において紫外線の透過率を大幅に減らすことができた。
【００３４】
防塵透明基板として、石英ガラス基板を用いるとき、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の反射防止性能を、反射率０．５％以下にし、波長３５０ｎｍ以下の紫外線カット特性を最大にするようにし、設計中心波長λ０を波長５００ｎｍから５５０ｎｍの範囲にあって、８層構造の膜体とする。この膜体は、基板側から空気側へ高屈折率誘電体物質層と低屈折率の誘電体物質層を交互に重ねる。
【００３５】
高屈折率誘電体物質層の屈折率をｎｈ、低屈折率誘電体物質層の屈折率をｎｌ、防塵透明基板の屈折率をｎｓとし、基板側から空気側へ重ねる、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８の各層の光学的膜厚を、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８とする。
【００３６】
このとき、上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１７λ０≦ｄ２≦０．２３λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成が好ましいことがわかった。ここで基板と反射防止膜との密着性を向上させるために、基板側と第１層の高屈折率層の間にＳｉＯ２層を光学的特性に影響を与えない厚さで付加することは差し支えない。
【００３７】
上記各層の範囲は、目標の光学特性が得られる各層の光学膜厚を最適化するソフトウェアを使用して、多層膜設計を行なった結果から導き出した。
【００３８】
３８０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する高屈折率の誘電体物質としては、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか一種あるいは両者の混合物がもっとも望ましい。しかし、これらとＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３，Ｐｒ６Ｏ１１、Ｔａ２Ｏ５など他の物質との混合物であってもよい。これら他の物質との混合物では、紫外線吸収特性を維持するためにＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５の割合は５０％以上が必要である。またこれらＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５は、その成膜法によっては酸素不足の状態であるＴｉＯｘ（１．８＜ｘ＜２．０）やＮｂ２Ｏｘ（４．５＜ｘ＜５．０）となる場合がありこのような場合も本発明に含まれる。
【００３９】
低屈折率層を構成する誘電体物質としてはＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものを用いる。
【００４０】
上記第１の実施形態の説明では、高屈折率誘電体物質層と低屈折率誘電体物質層の膜を８層に構成した場合について説明した。しかし本発明ではこれに限られず、一般的には６から１０層により交互多層膜を構成すればよい。交互多層膜が１０層を超えると生産性が悪くなり、６層を下回ると３５０ｎｍ以下の近紫外域の紫外線をカットする機能が充分でない。ただし、６層未満であってもＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５などの紫外線吸収特性を有する物質を用いることにより、紫外線はある程度遮蔽されるので、必要に応じて４層でも使用できる。
【００４１】
本発明のこの実施形態によれば、非常に優れた材質の石英ガラス基板に本発明による反射防止膜を施すことにより防塵ガラス用として石英ガラス基板の欠点である３５０ｎｍより短波長の紫外線透過率を大幅に減らすことができる。また、本発明の反射防止膜により、可視域の反射防止特性を有し、かつ紫外線カットフィルタ特性の２つの特性を併せ持つ反射防止膜を安価に製造することが可能である。更に、通常の紫外線カットフィルタと併用すれば更に紫外線カット機能を増加させることが可能である。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
防塵透明基板としてサファイア基板を用いる本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４３】
（実施例３）
成膜法として五酸化チタン（Ｔｉ２Ｏ５）と二酸化珪素（ＳｉＯ２）を蒸着剤として使用し、酸素ガスを反応ガスとする反応性真空蒸着法を用いた。サファイア基板上に高屈折率誘電体物質層として酸化チタン（ＴｉＯ２）（屈折率ｎｄ＝２．３０）、低屈折率誘電体物質層として二酸化珪素（ＳｉＯ２）（屈折率ｎｄ＝１．４６）から成る設計中心波長λ０＝５２０ｎｍの８層構成の交互多層膜による膜体を製作した。これらの各層の膜厚は表３に示すとおりである。
【００４４】
【表３】
このようにして製作された膜体の反射特性の測定結果を図９に示した。同図において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を表す。また、上記膜体の透過率特性の測定結果を図１０に示す。図１０において横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００４６】
図９によれば、この膜体では４２０ｎｍ程度以上の領域において反射率が低くなっており、可視域４５０ｎｍから６５０ｎｍの領域で反射率が０．５％以下となっていることがわかる。また、図１０によれば、この膜体では、波長３５０ｎｍより短波長の紫外線の透過率を大幅に減らすことができた。
【００４７】
（実施例４）
成膜法として金属ニオブとポリシリコンをターゲットとして用い、アルゴン（Ａｒ）ガスをスパッタリングガスとし、酸素ガスを反応ガスとする反応マグネトロンスパッタリング法を用いた。サファイア基板上に高屈折率誘電体物質層として五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）（屈折率ｎｄ＝２．３４）低屈折率誘電体物質層として二酸化珪素（ＳｉＯ２）（屈折率ｎｄ＝１．４７）を用い、設計中心波長λ０＝５２０ｎｍで各層の厚さが表４に示す交互多層膜の膜体を製作した。
【００４８】
【表４】
このようにして製作された膜体の反射特性の測定結果を図１１に示した。同図において、横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は反射率（％）を表す。また、上記膜体の透過率特性の測定結果を図１２に示す。図１２において横軸は波長（ｎｍ）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。
【００５０】
図１１によれば、この膜体では４２５ｎｍ程度以上の領域において反射率が低くなっており、可視域４５０ｎｍから６５０ｎｍの領域で反射率が０．５％以下となっていることがわかる。また、図１２によれば、この膜体では、波長３５０ｎｍより短波長の紫外線の透過率を大幅に減らすことができた。
【００５１】
防塵透明基板として、サファイア基板を用いるとき、波長４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の反射防止性能を、反射率０．５％以下にし、波長３５０ｎｍ以下の紫外線カット特性を最大にするようにし、設計中心波長λ０を波長５００ｎｍから５５０ｎｍの範囲にあって、８層構造の膜体とする。この膜体は、基板側から空気側へ高屈折率誘電体物質層と低屈折率の誘電体物質層を交互に重ねる。
【００５２】
高屈折率誘電体物質層の屈折率をｎｈ、低屈折率誘電体物質層の屈折率をｎｌ、防塵透明基板の屈折率をｎｓとし、基板側から空気側へ重ねる、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８の各層の光学的膜厚を、ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５、ｄ６、ｄ７、ｄ８とする。
【００５３】
このとき、上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１０λ０≦ｄ２≦０．１４λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成が好ましいことがわかった。ここで基板と反射防止膜との密着性を向上させるために、基板側と第１層の高屈折率誘電体層の間にＳｉＯ２層を光学的特性に影響を与えない厚さで付加することは差し支えない。
【００５４】
上記各層の範囲は、目標の光学特性が得られる各層の光学膜厚を最適化するソフトウェアを使用して、多層膜設計を行なった結果から導き出した。
【００５５】
上記第２の実施形態の説明では、高屈折率誘電体物質層と低屈折率誘電体物質層の膜を８層に構成した場合について説明した。しかし本発明ではこれに限られず、一般的には６から１０層により交互多層膜を構成すればよい。層数の限定理由及び４層でも使用可能な点は、第１の実施形態と同様である。
【００５６】
３８０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する高屈折率の物質としては、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか一種あるいは両者の混合物がもっとも望ましい。しかし、これらとＺｒＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｐｒ２Ｏ３，Ｐｒ６Ｏ１１、Ｔａ２Ｏ５など他の物質との混合物であってもよい。これら他の物質との混合物では、紫外線吸収特性を維持するためにＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５の割合は５０％以上が必要である。またこれらＴｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５は、その成膜法によっては酸素不足の状態であるＴｉＯｘ（１．８＜ｘ＜２．０）やＮｂ２Ｏｘ（４．５＜ｘ＜５．０）となる場合がありこのような場合も本発明に含まれる。
【００５７】
低屈折率層を構成する誘電体物質としてはＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものを用いる。
【００５８】
本発明のこの実施形態によれば、透明基板としてサファイア基板を用いているので熱伝導性が良好であり、たとえ熱が生じても放熱することができ、温度上昇をある程度抑えることができる効果がある。また、サファイア基板に本発明による反射防止膜を施すことにより３５０ｎｍより短波長の紫外線透過率を大幅に減ずることが可能となる。本発明の反射防止膜により可視域の反射防止特性を有し、かつ紫外線カットフィルタ特性の２特性を併せ持つ反射防止膜を安価に製造することができる。
【００５９】
本発明は可視域における反射防止膜をベースとしながら、最適な膜構成とすること、及び３８０ｎｍ以下に吸収を有する物質を、高屈折率層に用いること、により、可視域での反射防止特性を持ち（投射光の損失が小さく）、少ない積層数で充分な紫外線カットを実現することができた。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、紫外線を反射及び吸収することにより装置の温度上昇を充分抑制でき、液晶の劣化を防止できる、低コストの投射型表示装置用の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板を得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による防塵透明基板を用いる投射型表示装置の構成例を示す図。
【図２】本発明による防塵透明基板の断面を示す図。
【図３】本発明による反射防止膜の構造を示す図。
【図４】本発明の実施例１の反射特性の測定結果を示す図。
【図５】本発明の実施例１の透過特性の測定結果を示す図。
【図６】本発明に透明基板として用いる石英ガラスの透過特性を示す図。
【図７】本発明の実施例２の反射特性の測定結果を示す図。
【図８】本発明の実施例２の透過特性の測定結果を示す図。
【図９】本発明の実施例３の反射特性の測定結果を示す図。
【図１０】本発明の実施例３の透過特性の測定結果を示す図。
【図１１】本発明の実施例４の反射特性の測定結果を示す図。
【図１２】本発明の実施例４の透過特性の測定結果を示す図。
【符号の説明】
１１・・・光源、１２・・・反射鏡、１３・・・フィルタ、１４・・・レンズ、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ・・・全反射ミラー、１６ａ，１６ｂ・・・ダイクロイックミラー、１７ｂ，１７ｇ，１７ｒ・・・集光レンズ、１８ｂ，１８ｇ，１８ｒ・・・液晶表示装置、２０・・・合成プリズム、２２・・・液晶、２３ａ，２３ｂ・・・対向電極、２４・・・透明基板、２６・・・膜体、３１・・・第１層、３２・・・第２層、３３・・・第３層、３４・・・第４層、３５・・・第５層、３６・・・第６層、３７・・・第７層、３８・・・第８層。
Claims (7)
- 光源からの光を変調して所定の画像を投射する投射型表示装置において前記光源からの光が入射する面に配置され液晶表示装置に埃が付着することを防止する透明基板であって、
高屈折率層と低屈折率層の６層から１０層の交互多層膜から成り、この交互多層膜は、４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長範囲における反射率が０．５％以下、かつ、波長３５０ｎｍ以下の紫外線を最大限に反射するように最適設計され、しかも前記高屈折率誘電体層として３５０ｎｍ以下の紫外線を吸収する特性を有する誘電体物質を用いることにより、３５０ｎｍ以下に紫外線の遮蔽機能を増した反射防止膜を設けたことを特徴とする液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。 - 前記透明基板は、石英ガラスにより構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。
- 前記反射防止膜は、高屈折率層と低屈折率層の８層の交互多層膜から成り、これらの８層の厚さを前記透明基板側から、ｄ１、ｄ２、ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８とし、前記高屈折率層の屈折率をｎｈ、前記低屈折率層の屈折率をｎｌとするとき、
上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１７λ０≦ｄ２≦０．２３λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成とすることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。 - 前記高屈折率層を構成する誘電体物質は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか１種あるいは両者の混合物を主成分とするものであり、前記低屈折率層を構成する誘電体物質は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものであることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。
- 前記透明基板は、サファイアにより構成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。
- 前記反射防止膜は、高屈折率層と低屈折率層の８層の交互多層膜から成り、これらの８層の光学的膜厚を前記透明基板側から、ｄ１、ｄ２、ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８とし、前記高屈折率層の屈折率をｎｈ、前記低屈折率層の屈折率をｎｌとするとき、
上記屈折率の範囲を、１．３５≦ｎｌ≦１．５０、１．９０≦ｎｈ≦２．４５、ｎｌ−０．１≦ｎｓ≦ｎｈ、第１乃至第８の各層の光学的膜厚を、０．０１λ０≦ｄ１≦０．０４λ０、０．１０λ０≦ｄ２≦０．１４λ０、０．０７λ０≦ｄ３≦０．１２λ０、０．０８λ０≦ｄ４≦０．１４λ０、０．１８λ０≦ｄ５≦０．２８λ０、０．０２λ０≦ｄ６≦０．０７λ０、０．１６λ０≦ｄ７≦０．２２λ０、０．２２λ０≦ｄ８≦０．３０λ０を満す膜構成とすることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。 - 前記高屈折率層を構成する誘電体物質は、ＴｉＯ２、Ｎｂ２Ｏ５のいずれか１種あるいは両者の混合物を主成分とするものであり、前記低屈折率層を構成する誘電体物質は、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２のいずれかを主成分とするものであることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置の反射防止膜付き透明基板。
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