JP6700587B2

JP6700587B2 - 高透過ｉｔｏ膜付きガラス

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Publication number: JP6700587B2
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Inventors: 博之近森; 松本　拓也; 拓也松本
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Filing date: 2016-03-22
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Description

この発明は、赤外線を利用した光通信デバイスに使用される高透過ＩＴＯ膜付きガラスに関するものである。

従来より、光通信を行う場合には、複数の波長の光を利用することが有効であり、その複数の波長の光を作成する光源として、レーザー光源が利用されている。このレーザー光源としては、一般的に、１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長の赤外光が利用されている。
また、近年では、光通信に使用される光スイッチとして、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）以外に、液晶デバイス（液晶パネル等）を用いる方法が知られている。

例えば特許文献１には、１．５５μｍ近傍の赤外線を利用した光通信用デバイスとして、ＩＴＯ電極などの透明電極に電圧を印加して液晶の屈折率を変化させ、レーザー波長を変化させることを可能としたことが記載されている。
すなわち、液晶デバイスを用いる場合、液晶層をはさんでＩＴＯ電極を取り付けたＩＴＯ膜付きガラス基板を配置し、液晶層をはさんで対向するＩＴＯ電極に電圧を印加して液晶の屈折率を変化させることにより、光の行き先を変化させることが可能である。

一方、赤外線を利用した光通信に使用される光スイッチとして液晶デバイスを用いる場合、赤外線の波長領域１５００ｎｍ〜１６００ｎｍでは、ＩＴＯ電極の消衰係数が大きく、光が吸収されて減衰してしまうため、一般的に使用されるある偏光状態の赤外線（波長領域１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの光）を効率よく読み出し、そのレーザー光を減衰させることなく、偏光状態のみを変化させたいという要望がある。

そこで、できるだけ反射を低減させるために、液晶デバイスを用いる場合には、透明なガラス基板の外側（液晶層とは反対側）に反射防止膜を取り付けて対処するのが一般的である。これらは、ガラスの屈折率が１．４〜１．５、空気の屈折率が１．０であるため、このように屈折率に差があるガラス基板と空気との界面での反射の低減を目的とするものである。

特表２０００−５１４５６６号公報特開２００９−３４４０号公報

しかしながら、従来のＩＴＯ膜付きガラスでは、ガラス基板の液晶層側に取り付けられたＩＴＯ電極の屈折率が１．９〜２．０、ガラスの屈折率が１．４〜１．５、液晶の屈折率が１．４〜１．５であるため、ＩＴＯ電極とガラス基板との界面や、ＩＴＯ電極と液晶との界面についても屈折率に差があるものであったが、それらについては特に対策が取られておらず、わずかではあるが反射が起こってしまうという課題があった。

また、例えば特許文献２では、上記の課題を解決するためにガラス基板とＩＴＯ電極（透明導電膜１３）との間にも反射防止膜（１２）を形成しているが、この反射防止膜（１２）を高屈折率層（１４）と低屈折率層（１５）との積層膜としているため、工程が複雑になり、コストも高くなってしまうという課題もあった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、赤外線を利用した光通信に使用される光スイッチとして、より透過率が高くて、反射を低減できるとともに、少ない工程で安価に作成できる高透過ＩＴＯ膜付きガラスを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明は、入射光として１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長領域の赤外線を利用する液晶デバイスに用いられる高透過ＩＴＯ膜付きガラスであって、当該高透過ＩＴＯ膜付きガラスは、液晶層をはさみこむように配置されており、ＩＴＯ膜がガラス基板の内側である前記液晶層側に成形されているものであり、前記ＩＴＯ膜と前記ガラス基板との間に、ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）が成膜されていることを特徴とする。

この発明の高透過ＩＴＯ膜付きガラスによれば、波長領域１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの赤外光を用いた光通信に使用される光スイッチとして、より透過率が高くて、反射を低減できるとともに、少ない工程で安価に作成可能な液晶デバイスを提供することができる。

光通信に使用される光スイッチとして用いられる一般的な液晶デバイスの概略構成および光の偏光状態を示す説明図である。従来のＩＴＯ膜付きガラスの概略構成を示す図である。実施の形態１における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの概略構成を示す図である。屈折率ｎ１の物質から屈折率ｎ２の物質へ光が入る場合の界面での反射率Ｒと透過率Ｔの関係を示す模式図である。実施の形態１における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの透過率を赤外線波長に対して測定した実験結果を示すグラフである。実施の形態１における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの透過率をＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の膜厚に対して測定した実験結果を示すグラフである。実施の形態２における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの概略構成を示す図である。実施の形態２における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの透過率を赤外線波長に対して測定した実験結果を示すグラフである。実施の形態２における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの透過率をＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の膜厚に対して測定した実験結果を示すグラフである。実施の形態３における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの概略構成を示す図である。実施の形態３における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの透過率を赤外線波長に対して測定した実験結果を示すグラフである。実施の形態３における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの透過率をＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の膜厚に対して測定した実験結果を示すグラフである。

この発明の高透過ＩＴＯ膜付きガラスは、光通信に使用される光スイッチとして利用される液晶デバイスに用いられるものであり、ある偏光状態の赤外線（波長領域１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの光）を効率よく読み出し、そのレーザー光を減衰させることなく、偏光状態のみを変化させるものである。すなわち、入射光として１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長領域の赤外線を利用する液晶デバイスに用いられるものである。
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、光通信に使用される光スイッチとして用いられる一般的な液晶デバイスの概略構成および光の偏光状態を示す説明図である。
この液晶デバイスは、対向するガラス基板１，１の間に、スペーサ４，４を介して液晶層５を有するものである。また。ガラス基板１，１の内側（液晶層５側）にはＩＴＯ電極２，２が取り付けられており、ガラス基板１，１の外側（液晶層５とは反対側）には反射防止膜３，３が取り付けられている。

ここで、ある偏光状態の赤外線（波長領域１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの光）Ｌが図中の矢印で示すように左から右方向へと入射する場合に、入射光は、図１のＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に示すような偏光状態であるとする。なお、ここでは説明を簡単にするために、入射する赤外光Ｌは４本であるとする。

この際、図１に示すように、一番上の赤外光Ｌに対応する位置の液晶分子５１，５１、上から３番目および４番目の赤外光Ｌに対応する位置の液晶分子５３，５３および５４，５４を横にして（寝かせた状態にして）、上から２番目の赤外光に対応する位置の液晶分子５２，５２のみを縦にする（立たせた状態にする）ことにより、上から２番目の出射光の偏光状態のみをＬ６に示すように入射光の偏光状態Ｌ２とは反対向きにすることができる。

なお、一番上の出射光の偏光状態Ｌ５、上から３番目および４番目の出射光の偏光状態Ｌ７およびＬ８は、入射光の偏光状態Ｌ１、Ｌ３およびＬ４と同じ向きのままである。
このように、液晶分子の向きを横にしたり縦にしたりすることにより、光の行き先（出射方向）を変えることができる。

図２は、従来のＩＴＯ膜付きガラスの概略構成を示す図である。これは、図１におけるガラス基板１とその内側（液晶層５側）に取り付けられたＩＴＯ電極２についてのみ拡大して示したものであり、このＩＴＯ電極２の膜厚は８ｎｍ±３ｎｍである。この膜厚は、５ｎｍ未満では薄すぎるためシート抵抗が大きくなり、駆動電圧が高くなってしまうという問題があり、逆に例えば１１ｎｍよりも厚いようでは高い透過率を期待できないため、８ｎｍ±３ｎｍという厚さが好ましい。

この際、従来技術においても説明したとおり、ガラス基板１の内側（液晶層５側）に取り付けられたＩＴＯ電極２の屈折率が１．９〜２．０、ガラスの屈折率が１．４〜１．５、液晶の屈折率が１．４〜１．５であるため、ＩＴＯ電極２とガラス基板１との界面や、ＩＴＯ電極２と液晶層５との界面についても屈折率に差があるため、わずかではあるが反射が起こってしまうという問題がある。

この発明では、そのわずかな反射をも低減させ、赤外光を効率よく減衰させることなく光通信に使用できる液晶デバイスを実現するため、本願出願人が様々な実験を繰り返すことにより、なし得たものである。

実施の形態１．
図３は、この発明の実施の形態１における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの概略構成を示す図であり、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスと対応させた図である。
この実施の形態１における高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０は、液晶層をはさみこむように配置されており、ＩＴＯ膜がガラス基板の内側である液晶層側に成形されているものであり、図３に示すように、ＩＴＯ電極２とガラス基板１との間に、ＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）が成膜されている。

ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の成膜方法としては、モノシラン（ＳｉＨ_４）と笑気ガス（Ｎ_２Ｏ）とを混合させた、一般的なプラズマＣＶＤなどを用いればよいので、ここでは詳細な説明を省略する。
なお、ガラス基板１とＩＴＯ電極２との間に成形する膜を積層膜にしたりＡｌ_２Ｏ_３膜やＳｉＯ_２膜等とはせず、単層のＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）を成膜するようにしたことにより、より少ない工程で安価に、かつ、より透過率の高い高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０を作ることができる。これについては、以下の実施の形態においても同様である。

ここで、ガラス基板１とＩＴＯ電極２との間に成形する膜をＳｉＯ_２膜とした場合よりＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）とした場合の方が透過率が高い（透過強度が大きい）ことについて説明する。図４に示すように、屈折率ｎ１の物質から屈折率ｎ２の物質へ光が入る場合、界面での反射率Ｒと透過率Ｔは、下記（１）式、（２）式で表すことができる。

Ｒ＝（（ｎ１−ｎ２）／（ｎ１＋ｎ２））^２・・・（１）
Ｔ＝４・ｎ１・ｎ２／（ｎ１＋ｎ２）^２・・・（２）
図４は、屈折率ｎ１の物質から屈折率ｎ２の物質へ光が入る場合の界面での反射率Ｒと透過率Ｔの関係を示す模式図である。なお、Ｒ＋Ｔ＝１である。

図３におけるガラス基板１の屈折率をｎ１、ＩＴＯ電極２の屈折率をｎ３、ガラス基板１とＩＴＯ電極２との間に成形するＳｉＯｘ膜１１の屈折率をｎ２とすると、その透過率Ｔ［ＳｉＯｘ］は、下記（３）式で表すことができる。そして、例えばｘ＝１．５である場合、ガラスの屈折率ｎ１＝１．５２、ＳｉＯｘの屈折率ｎ２＝１．７５、ＩＴＯの屈折率ｎ３＝２．００を代入すると、Ｔ［ＳｉＯｘ］＝０．９９１となる。

一方、図３におけるガラス基板１とＩＴＯ電極２との間に成形する膜がＳｉＯ_２膜である場合の透過率Ｔ［ＳｉＯ_２］は、ＳｉＯ_２膜の屈折率をｎ２とすれば、上記（３）式と同じであり、上記（３）式において、ガラスの屈折率ｎ１＝１．５２、ＳｉＯ_２の屈折率ｎ２＝１．４５、ＩＴＯの屈折率ｎ３＝２．００を代入すると、Ｔ［ＳｉＯ_２］＝０．９７４となる。

このように、ガラス基板１とＩＴＯ電極２との間に成形する膜がＳｉＯ_２膜である場合の透過率は９７．４％であるのに対し、ＳｉＯｘ膜（ｘ＝１．５）である場合の透過率は９９．１％である。これは、ＳｉＯ_２の屈折率が１．４５であるのに対し、ＳｉＯｘ（１≦ｘ＜２）の屈折率は１．４５より大きいため、透過率が高くなるからである。その結果、ガラス基板１とＩＴＯ電極２との間に成形する膜をＳｉＯ_２膜とした場合よりＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）とした場合の方が、より透過率の高い高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０を作ることができるのである。

しかしながら、ＩＴＯ電極２の膜厚と、ＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚との干渉により、光の透過率が変化するので、より透過率が高くて、反射を低減できる高透過ＩＴＯ膜付きガラスを提供するためには、ＩＴＯ電極２の膜厚８ｎｍ±３ｎｍに合わせて、ＳｉＯｘ膜１１の膜厚を調整しなければならない。

図５は、この実施の形態１における高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０の透過率を赤外線波長に対して測定した実験結果を示すグラフである。ここでは、ＩＴＯ電極２の膜厚は８ｎｍとして、ＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚としては５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍの３種類について、１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長の光の透過率を測定した結果を示している。

また、比較のために、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスの透過率も示している。図５中の破線Ａは、従来のＩＴＯ膜付きガラスの透過率を示しており、実線Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ、膜厚５０ｎｍ、膜厚１００ｎｍ、膜厚２００ｎｍのＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）がＩＴＯ電極２とガラス基板１との間に取り付けられている高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０の透過率を示している。

なお、図５では、ＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚としては代表的な３種類についてのみ示したが、本願出願人は他の膜厚についても実験を重ね、ＩＴＯ電極２の膜厚とＳｉＯｘ膜１１の膜厚との干渉によって生じる、ＳｉＯｘ膜１１の膜厚に対する透過率の変化の傾向についても見出すことができたので、その結果を図６に示す。

図６は、この実施の形態１における高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０の透過率をＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚に対して測定した実験結果を示すグラフである。この場合にも、ＩＴＯ電極２の膜厚は８ｎｍであり、透過率は、赤外線波長１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの平均値をとったものである。

この際、ＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚１０ｎｍ〜２００ｎｍの間で１０ｎｍ刻みで実験を行った結果、図６に示すとおり、ＳｉＯｘ膜１１の膜厚５０ｎｍ付近で透過率が最大に、膜厚１３０ｎｍ付近で透過率が最小となる緩やかな曲線を描くような傾向があることがわかった。
また、ＳｉＯｘ膜１１の膜厚が５０ｎｍの場合には、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスに比べて、透過率が０．４％上昇していることがわかった。

なお、ＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚０ｎｍのところに示されている×印は、ＳｉＯｘ膜１１を取り付けていないＩＴＯ電極２単体の場合（図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスの場合）の透過率を示しており、曲線との比較のために、×印の透過率を一点鎖線の直線Ｐで示している。

この結果、この実施の形態１における高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０においては、ＩＴＯ電極２の膜厚が８ｎｍである場合に、ＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚が２０ｎｍ〜８０ｎｍ（５０±３０ｎｍ）であれば確実に、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることができる、ということがわかる。

ここで、ＩＴＯ電極２の膜厚としては、前述のとおり、８ｎｍ±３ｎｍという厚さが要求されるものであるため、ＩＴＯ電極２の膜厚に３ｎｍという幅をもたせるのであれば、膜厚の干渉の関係上、この場合にはＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚も１０ｎｍ程度の幅をもたせる必要がある。

すなわち、この実施の形態１の高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０においては、ＩＴＯ電極２の膜厚が８ｎｍ±３ｎｍであり、ＳｉＯｘ膜１１（１≦ｘ＜２）の膜厚が５０±２０ｎｍであることにより、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることが可能であると言うことができる。

以上のように、この実施の形態１の高透過ＩＴＯ膜付きガラス１０によれば、波長領域１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの赤外光を用いた光通信に使用される光スイッチとして、より透過率が高くて、反射を低減できるとともに、少ない工程で安価に作成可能な液晶デバイスを提供することができる。

実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの概略構成を示す図であり、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスと対応させた図である。なお、実施の形態１で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

この実施の形態２における高透過ＩＴＯ膜付きガラス２０は、液晶層をはさみこむように配置されており、ＩＴＯ膜がガラス基板の内側である液晶層側に成形されているものであり、図７に示すように、ＩＴＯ電極２のさらに内側である液晶層側に、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）が成膜されている。
なお、ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の成膜方法については、実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。

ここで、この図７においても、ＩＴＯ電極２のさらに内側である液晶層側に成形する膜をＳｉＯ_２膜とした場合よりＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）とした場合の方が透過率が高い（透過強度が大きい）ことについて説明する。

図７におけるガラス基板１の屈折率をｎ１、ＩＴＯ電極２の屈折率をｎ２、ＩＴＯ電極２のさらに内側である液晶層側に成形するＳｉＯｘ膜１２の屈折率をｎ３とすると、その透過率Ｔ［ＳｉＯｘ］は、前述の（３）式と同じ式で表すことができる。そして、例えばｘ＝１．５である場合、ガラスの屈折率ｎ１＝１．５２、ＩＴＯの屈折率ｎ２＝２．００、ＳｉＯｘの屈折率ｎ３＝１．７５を代入すると、Ｔ［ＳｉＯｘ］＝０．９７７となる。

一方、図７におけるＩＴＯ電極２のさらに内側である液晶層側に成形する膜がＳｉＯ_２膜である場合の透過率Ｔ［ＳｉＯ_２］は、ＳｉＯ_２膜の屈折率をｎ３とすれば、同じく前述の（３）式と同じであり、（３）式において、ガラスの屈折率ｎ１＝１．５２、ＩＴＯの屈折率ｎ２＝２．００、ＳｉＯ_２の屈折率ｎ３＝１．４５を代入すると、Ｔ［ＳｉＯ_２］＝０．９５６となる。

このように、ＩＴＯ電極２のさらに内側である液晶層側に成形する膜がＳｉＯ_２膜である場合の透過率は９５．６％であるのに対し、ＳｉＯｘ膜（ｘ＝１．５）である場合の透過率は９７．７％である。これは、ＳｉＯ_２の屈折率＝１．４５であるのに対し、ＳｉＯｘ（１≦ｘ＜２）の屈折率は１．４５より大きいため、透過率が高くなるからである。その結果、ＩＴＯ電極２のさらに内側である液晶層側に成形する膜をＳｉＯ_２膜とした場合よりＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）とした場合の方が、より透過率の高い高透過ＩＴＯ膜付きガラス２０を作ることができるのである。

そして、この実施の形態２においても、ＩＴＯ電極２の膜厚と、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚との干渉により、光の透過率が変化するので、より透過率が高くて、反射を低減できる高透過ＩＴＯ膜付きガラスを提供するためには、ＩＴＯ電極２の膜厚８ｎｍ±３ｎｍに合わせて、ＳｉＯｘ膜１２の膜厚を調整しなければならない。

図８は、この実施の形態２における高透過ＩＴＯ膜付きガラス２０の透過率を赤外線波長に対して測定した実験結果を示すグラフである。ここでは、ＩＴＯ電極２の膜厚は８ｎｍとして、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚としては５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍの３種類について、１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長の光の透過率を測定した結果を示している。

また、比較のために、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスの透過率も示している。図８中の破線Ａは、従来のＩＴＯ膜付きガラスの透過率を示しており、実線Ｅ、Ｆ、Ｇはそれぞれ、膜厚５０ｎｍ、膜厚１００ｎｍ、膜厚２００ｎｍのＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）がＩＴＯ電極２の内側（液晶層側、すなわち、ガラス基板１とは反対側）に取り付けられている高透過ＩＴＯ膜付きガラス２０の透過率を示している。

なお、図８では、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚としては代表的な３種類についてのみ示したが、本願出願人は他の膜厚についても実験を重ね、ＩＴＯ電極２の膜厚とＳｉＯｘ膜１２の膜厚との干渉によって生じる、ＳｉＯｘ膜１２の膜厚に対する透過率の変化の傾向についても見出すことができたので、その結果を図９に示す。

図９は、この実施の形態２における高透過ＩＴＯ膜付きガラス２０の透過率をＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚に対して測定した実験結果を示すグラフである。この場合にも、ＩＴＯ電極２の膜厚は８ｎｍであり、透過率は、赤外線波長１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの平均値をとったものである。

この際、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚１０ｎｍ〜２００ｎｍの間で１０ｎｍ刻みで実験を行った結果、図９に示すとおり、ＳｉＯｘ膜１２の膜厚が厚くなるほど透過率が上がっていき、膜厚２００ｎｍ付近で透過率が最大となる緩やかな曲線を描くような傾向があることがわかった。
また、ＳｉＯｘ膜１２の膜厚が２００ｎｍの場合には、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスに比べて、透過率が２．１％上昇していることがわかった。

なお、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚０ｎｍのところに示されている×印は、ＳｉＯｘ膜１２を取り付けていないＩＴＯ電極２単体の場合（図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスの場合）の透過率を示しており、曲線との比較のために、×印の透過率を一点鎖線の直線Ｐで示している。

この結果、この実施の形態２における高透過ＩＴＯ膜付きガラス２０においては、ＩＴＯ電極２の膜厚が８ｎｍである場合に、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚が２００ｎｍに近いほど、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることができる、ということがわかる。

また、２００ｎｍ以上の膜厚であっても、少なくとも３５０ｎｍくらいまでは従来より透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスになると予測できるので、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚としては、５０ｎｍ〜３５０ｎｍ（２００ｎｍ±１５０ｎｍ）であれば確実に、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることができる、と言える。

ここで、ＩＴＯ電極２の膜厚としては、前述のとおり、８ｎｍ±３ｎｍという厚さが要求されるものであるため、ＩＴＯ電極２の膜厚に３ｎｍという幅をもたせるのであれば、膜厚の干渉の関係上、この場合にはＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚も１０ｎｍ程度の幅をもたせる必要がある。

すなわち、この実施の形態２の高透過ＩＴＯ膜付きガラス２０においては、ＩＴＯ電極２の膜厚が８ｎｍ±３ｎｍであり、ＳｉＯｘ膜１２（１≦ｘ＜２）の膜厚が２００±１４０ｎｍであることにより、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることが可能であると言うことができる。

以上のように、この実施の形態２の高透過ＩＴＯ膜付きガラス２０によれば、波長領域１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの赤外光を用いた光通信に使用される光スイッチとして、より透過率が高くて、反射を低減できるとともに、少ない工程で安価に作成可能な液晶デバイスを提供することができる。

実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３における高透過ＩＴＯ膜付きガラスの概略構成を示す図であり、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスと対応させた図である。なお、実施の形態１で説明したものと同様の構成には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

この実施の形態３における高透過ＩＴＯ膜付きガラス３０は、液晶層をはさみこむように配置されており、ＩＴＯ膜がガラス基板の内側である液晶層側に成形されているものであり、図１０に示すように、ＩＴＯ電極２の上下に、すなわち、ＩＴＯ電極２とガラス基板１との間、および、ＩＴＯ電極２よりもさらに内側である液晶層側にそれぞれ、ＳｉＯｘ膜１３（１≦ｘ＜２）およびＳｉＯｘ膜１４（１≦ｘ＜２）が成膜されている。
なお、ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の成膜方法については、実施の形態１と同じであるので、説明を省略する。

この実施の形態３においても、ＩＴＯ電極２の膜厚と、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚との干渉により、光の透過率が変化するので、より透過率が高くて、反射を低減できる高透過ＩＴＯ膜付きガラスを提供するためには、ＩＴＯ電極２の膜厚８ｎｍ±３ｎｍに合わせて、ＳｉＯｘ膜１３，１４の膜厚を調整しなければならない。

図１１は、この実施の形態３における高透過ＩＴＯ膜付きガラス３０の透過率を赤外線波長に対して測定した実験結果を示すグラフである。ここでは、ＩＴＯ電極２の膜厚は８ｎｍとして、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚としてはいずれも５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍの３種類について、１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの波長の光の透過率を測定した結果を示している。

また、比較のために、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスの透過率も示している。図１１中の破線Ａは、従来のＩＴＯ膜付きガラスの透過率を示しており、実線Ｈ、Ｊ、Ｋはそれぞれ、膜厚５０ｎｍ、膜厚１００ｎｍ、膜厚２００ｎｍのＳｉＯｘ膜１３および１４（１≦ｘ＜２）がＩＴＯ電極２の内側および外側（ガラス基板１との間および液晶層側）に取り付けられている高透過ＩＴＯ膜付きガラス３０の透過率を示している。

なお、図１１では、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚としては代表的な３種類についてのみ示したが、本願出願人は他の膜厚についても実験を重ね、ＩＴＯ電極２の膜厚とＳｉＯｘ膜１３，１４の膜厚との干渉によって生じる、ＳｉＯｘ膜１３，１４の膜厚に対する透過率の変化の傾向についても見出すことができたので、その結果を図１２に示す。なお、ＳｉＯｘ膜１３とＳｉＯｘ膜１４は同じ膜厚とする。

図１２は、この実施の形態３における高透過ＩＴＯ膜付きガラス３０の透過率をＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚に対して測定した実験結果を示すグラフである。この場合にも、ＩＴＯ電極２の膜厚は８ｎｍであり、透過率は、赤外線波長１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの平均値をとったものである。

この際、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚１０ｎｍ〜２００ｎｍの間で１０ｎｍ刻みで実験を行った結果、図１２に示すとおり、ＳｉＯｘ膜１３，１４の膜厚１３０ｎｍ付近で透過率が最大に、膜厚１０ｎｍ付近で透過率が最小となる緩やかな曲線を描くような傾向があることがわかった。
また、ＳｉＯｘ膜１３，１４の膜厚が１００ｎｍの場合には、図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスに比べて、透過率が２．３％上昇していることがわかった。

なお、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚０ｎｍのところに示されている×印は、ＳｉＯｘ膜１３および１４を取り付けていないＩＴＯ電極２単体の場合（図２に示す従来のＩＴＯ膜付きガラスの場合）の透過率を示しており、曲線との比較のために、×印の透過率を一点鎖線の直線Ｐで示している。

この結果、この実施の形態３における高透過ＩＴＯ膜付きガラス３０においては、ＩＴＯ電極２の膜厚が８ｎｍである場合に、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚が３０ｎｍ以上であれば、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることができる、ということがわかる。

また、２００ｎｍ以上の膜厚であっても、少なくとも２３０ｎｍくらいまでは従来より透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスになると予測できるので、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚としては、３０ｎｍ〜２３０ｎｍ（１３０ｎｍ±１００ｎｍ）であれば確実に、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることができる、と言える。

ここで、ＩＴＯ電極２の膜厚としては、前述のとおり、８ｎｍ±３ｎｍという厚さが要求されるものであるため、ＩＴＯ電極２の膜厚に３ｎｍという幅をもたせるのであれば、膜厚の干渉の関係上、この場合にはＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚も１０ｎｍ程度の幅をもたせる必要がある。

すなわち、この実施の形態３の高透過ＩＴＯ膜付きガラス３０においては、ＩＴＯ電極２の膜厚が８ｎｍ±３ｎｍである場合には、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚をそれぞれ１３０±９０ｎｍとすれば、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることができると言える。

しかし、この実施の形態３の場合には、ＩＴＯ電極２の内側および外側の両方に同じ膜厚のＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）（１３および１４）を成膜するため、一方のＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の膜厚が２００ｎｍを超える場合には、全体の膜厚が厚すぎて、光スイッチに組み込む際に困るため、一方の膜厚が２００ｎｍを超えない範囲、すなわち、ＳｉＯｘ膜１３，１４の膜厚はそれぞれ１３０±７０ｎｍとすることが望ましい。

よって、この実施の形態３の高透過ＩＴＯ膜付きガラス３０においては、ＩＴＯ電極２の膜厚が８ｎｍ±３ｎｍであり、ＳｉＯｘ膜１３，１４（１≦ｘ＜２）の膜厚がそれぞれ１３０±７０ｎｍであることにより、従来に比べてより透過率の高いＩＴＯ膜付きガラスとすることが可能であると言うことができる。

以上のように、この実施の形態３の高透過ＩＴＯ膜付きガラス３０によれば、波長領域１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの赤外光を用いた光通信に使用される光スイッチとして、より透過率が高くて、反射を低減できるとともに、少ない工程で安価に作成可能な液晶デバイスを提供することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１ガラス基板
２ＩＴＯ電極
３反射防止膜
４スペーサ
５液晶層
１０，２０，３０高透過ＩＴＯ膜付きガラス
１１，１２，１３，１４ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）
５１，５２，５３，５４液晶分子
Ｌ赤外線（赤外光）
Ｌ１〜Ｌ４入射光の偏光状態
Ｌ５〜Ｌ８出射光の偏光状態

Claims

入射光として１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長領域の赤外線を利用する液晶デバイスに用いられるＩＴＯ膜付きガラスであって、
当該ＩＴＯ膜付きガラスは、液晶層をはさみこむように配置されており、ＩＴＯ膜がガラス基板の内側である前記液晶層側に成形されているものであり、
前記ＩＴＯ膜と前記ガラス基板との間に、ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）のみが成膜されており、
前記ＩＴＯ膜の膜厚は８ｎｍ±３ｎｍであり、前記ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の膜厚が５０ｎｍ±２０ｎｍである
ことを特徴とするＩＴＯ膜付きガラス。
入射光として１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長領域の赤外線を利用する液晶デバイスに用いられるＩＴＯ膜付きガラスであって、
当該ＩＴＯ膜付きガラスは、液晶層をはさみこむように配置されており、ＩＴＯ膜がガラス基板の内側である前記液晶層側に成形されているものであり、
前記ＩＴＯ膜のさらに内側である前記液晶層側に、ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）のみが成膜されており、
前記ＩＴＯ膜の膜厚は８ｎｍ±３ｎｍであり、前記ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の膜厚が２００ｎｍ±１４０ｎｍである
ことを特徴とするＩＴＯ膜付きガラス。
入射光として１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長領域の赤外線を利用する液晶デバイスに用いられるＩＴＯ膜付きガラスであって、
当該ＩＴＯ膜付きガラスは、液晶層をはさみこむように配置されており、ＩＴＯ膜がガラス基板の内側である前記液晶層側に成形されているものであり、
前記ＩＴＯ膜と前記ガラス基板との間、および、前記ＩＴＯ膜のさらに内側である前記液晶層側にそれぞれ、ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）のみが成膜されており、
前記ＩＴＯ膜の膜厚は８ｎｍ±３ｎｍであり、前記ＳｉＯｘ膜（１≦ｘ＜２）の膜厚がそれぞれ１３０ｎｍ±７０ｎｍである
ことを特徴とするＩＴＯ膜付きガラス。