WO2008026705A1

WO2008026705A1 - Film multicouche

Info

Publication number: WO2008026705A1
Application number: PCT/JP2007/066932
Authority: WO
Inventors: Masaaki Imura; Toshimasa Kanai; Koji Ikegami
Original assignee: Nippon Electric Glass Co., Ltd.
Priority date: 2006-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2008-03-06
Also published as: CN101512388A; JP2008242410A; US20100020402A1; CN101512388B

Description

明細書

多層膜

技術分野

[0001] 本発明は、液晶表示装置、液晶収差補正素子等の液晶装置に好適に用いられる多層膜に関する。

背景技術

[0002] 周知のように、液晶表示装置には、液晶テレビ、携帯電話等に使用される直視型液晶表示装置と、プロジェクシヨンテレビや、液晶プロジェクタ一等に使用される投射（投写)型液晶表示装置とがある。

[0003] 直視型液晶表示装置は、板ガラス等の基板に各種配線や素子を形成し、 R (レッド )、 G (グリーン）、 B (ブルー）の色素を 3色並べて印刷したカラーフィルタ基板（以後、 CF基板という）と、液晶を制御する TFTが形成された TFTアレイ基板（以後、 TFT基板という）との 2種類の基板を対向させ、その間に液晶を封入した液晶表示素子を備えている。また、この液晶表示素子には、透過型と反射型があり、透過型の場合には、液晶表示素子の背面に光源装置 (バックライト）を配置し、反射型の場合には、光源装置は不要で、入射光が反射するように、 TFT基板表面を反射面にしてある。いずれの場合も、 CF基板は光を透過するように、電極として ITO等の透明導電膜が使用されている。さらに、液晶が無秩序に配置され画像品位が劣化しないように、 CF基板や TFT基板の液晶と接する面には有機樹脂膜や酸化シリコン膜等の配向膜が形成してあるが、 CF基板の配向膜や、透過型液晶素子の TFT基板の配向膜は、光を透過するように透明な材料から形成してある。

[0004] また、投射型液晶表示装置は、通常 3つの液晶表示素子と、ダイクロイツクミラーと、光源装置と、プリズムとを備えている。光源装置から発せられた光線は、ダイクロイツクミラーで光の 3原色に分光され、各液晶表示素子を通って、プリズムで合光され、スクリーン上に投影される。

[0005] 投射型液晶表示装置に使用される液晶表示素子として、 LCOS (Liquid Crystal

On Silicon)と呼ばれる反射型液晶表示素子（例えば、特許文献 1参照）や HTP S (High Temperature Poly— Silicon)と呼ばれる透過型液晶表示素子力その表示画像品質の高さと低価格生産の可能性の高さから注目を浴びて!/、る。

[0006] 図 6に示すように、 LCOS20は、マトリクス状に配置された反射電極 11と、それに電圧を供給するためのトランジスター駆動回路 12とを配したシリコン基板 13と、透明電極 14と反射防止膜 15を形成した透明基板 16とが対向してスぺーサ 17を介して貼り合わされ、スぺーサ 17により形成されたギャップに液晶層 18が設けられた構造を有している。

[0007] また周知のように、液晶収差補正素子は、光ピックアップ装置等に使用され、図 7に示すように、液晶収差補正素子 30は、片面に透明電極 (ITO膜） 21と配向膜 22とを形成した 2枚の透明ガラス基板 G、 Gとが対向して、スぺーサ 23を介して貼り合わされ、スぺーサ 23により形成されたギャップに液晶層 24が設けられた構造を有している（例えば、特許文献 2参照。）。

特許文献 1 :日本公開特許:特開 2002— 296568号公報

特許文献 2：日本公開特許：特開 2001— 100174号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] ところで、液晶表示装置について、投影像又は画面を少しでも明るく見せることが、また液晶収差補正素子について、透過率を上げることが近年の重要課題の一つとなつている。

[0009] 液晶表示素子を出射する光量の増大は、直視型液晶表示装置よりも、映像が拡大投影される投射型液晶表示装置において重要なテーマとなっている。また、これと合わせてコントラストを高くすることも重要なテーマとなっている。

[0010] 液晶表示素子を出射する光量の増大策および高コントラスト策として、上記の特許文献 1に記載の反射型液晶表示素子 20では、図 6に示すように、透明基板 16の外面 16a (液晶層 18と接しない面）に反射防止膜 15が形成され、入出射光の反射を抑え、出射光量およびコントラストを確保している。し力もながら、それでもまだ十分な出射光量および高!/、コントラストが得られて!/、な!/、のが現状である。

[0011] また、特許文献 2の液晶収差補正素子では、ガラス基板と ITO膜、 ITO膜と配向膜との間での反射が大きぐ透過率が低くなることが問題となっている。

[0012] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、液晶表示素子、液晶収差補正素子等の液晶装置からの出射光量を多くすることができ、且つ液晶表示素子において高 V、コントラストを実現できる多層膜を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0013] 上記課題を解決するために創案された本発明に係る多層膜は、透光性基板の内部側（例えば液晶表示素子や液晶収差補正素子に適用する場合には液晶層を有する側）に形成され、透明導電膜及び配向膜を有する多層膜において、透光性基板と透明導電膜との間及び透明導電膜と配向膜との間のうち少なくともいずれかに反射防止膜を形成することを特徴とするものである。

[0014] すなわち、本発明は、上記した構成を有しているため、液晶表示素子、液晶収差補正素子等の透光性基板の内面における可視光の反射を抑制できる。例えば、この場合、 400〜700nmにおける最大反射率を 2%以下に抑制することが可能である。そして、この多層膜を、 HTPS、 LCOS等の液晶表示素子、液晶収差補正素子等の液晶装置に応用すれば、透光性基板の両面での反射が少なくなり、液晶表示素子、液晶収差補正素子等の出射光量を多くし、液晶表示素子のコントラストを高くすることができる。

[0015] 上記した構成において、透光性基板と透明導電膜との間及び透明導電膜と配向膜との間の両方に反射防止膜を形成することが好ましい。このようにすれば、透光性基板の内面における可視光の反射を尚一層抑制できる。特に HTPSのように低抵抗の導電性を必要とするために幾何学的厚みが 50〜200nmの透明導電膜を有する場合、透光性基板と透明導電膜との間及び透明導電膜と配向膜との間の両方に反射防止膜を形成すると、透光性基板の内面における可視光の反射を抑制する効果が高くできるためより好ましい。

[0016] 上記した構成において、反射防止膜が、低屈折率層と高屈折率層との積層膜であることが好ましい。低屈折率層としては、屈折率が 1. 6以下の SiO、 MgF、等のフッ

2 2 化物などが好適であり、高屈折率層としては、屈折率が 2. 0以上の Nb O、TiO、T

2 5 2 a〇、 Hf〇、 Zr〇などが好適である。 [0017] 透光性基板と透明導電膜との間及び透明導電膜と配向膜との間の両方に反射防止膜として低屈折率層と高屈折率層との積層膜を形成した場合には、 400〜700n mにおける最大反射率を 0. 25%以下に抑制することが可能となる。

[0018] また、上記した構成において、配向膜と透明導電膜との間の反射防止膜は、幾何学的厚みが 10〜100nm以下であることが好ましい。このようにすれば、透明導電膜 (透明電極）と、対向する電極 (反射型液晶表示素子の場合は反射電極、透過型液晶表示素子の場合は透明電極）との間に電圧を印加させたときに、液晶部分に印加される電圧（電界）を低下させ難!/、。

[0019] 但し、液晶収差補正素子の場合は、配向膜と透明導電膜との間に反射防止膜を形成しないことが好ましい。すなわち、液晶収差補正素子の場合、透明導電膜は、同心円状にパターユングする必要があるため、透明導電膜と配向膜との間にも反射防止膜を形成するためには、一旦パターユングのために、成膜工程からパターニングェ程に移し、再度成膜工程に戻す必要があるからである。

[0020] そのため、透光性基板と透明導電膜との間の反射防止膜が 3層以上、好ましくは 4 層以上の積層膜力なるようにすれば、透明導電膜と配向膜との間に反射防止膜を形成することなぐ最大反射率を低くできるため好ましい。

[0021] また、上記した構成において、透明導電膜は、幾何学的厚みが 10〜200nmであることが好ましい。このようにすれば、シート抵抗が低くならずに且つ可視光透過率を高く保つことができる。すなわち、幾何学的厚みが 10nmよりも薄いと、シート抵抗が高くなりすぎ、幾何学的厚みが 200nmよりも厚いと、可視光透過率が低くなるため好ましくない。また HTPSのように低抵抗の導電性を必要とする場合には、透明導電膜の幾何学的厚みは 50〜200nmであることが好まし!/、が、 LCOSや液晶収差補正素子のように透明導電膜の低抵抗性よりも光透過率を重視する場合には、透明導電膜の幾何学的厚みは 10〜20nmであることがより好ましい。このようにすれば、短波長側での可視光透過率が低くならないため好ましい。特に、光ピックアップ装置に使用する液晶収差補正素子の場合、 BD (Blue Laser Disc：使用波長 405nm)にも対応でき、 CD (Compact Disc：使用波長 780nm)や DVD (Digital Versatile Di sc :使用波長 658nm)も含め、 3波長に対応できるため好ましい。透明導電膜としては、 ITO膜、 ΑΖΟ膜、 GZO膜等が好適である。

[0022] 上記した構成にお!/、て、透光性基板としては、ガラス基板、ブラスティック基板等が使用できるが、耐環境性、耐熱性、耐光性等の観点からガラス基板であることが好ましい。

発明の効果

[0023] 本発明の多層膜は、透光性基板の内面における可視光の反射を抑制できる。そして、この多層膜を、 HTPS、 LCOS等の液晶表示素子、液晶収差補正素子等の液晶装置に応用すれば、透光性基板の両面での反射が少なくなり、液晶表示素子の出射光量を多くし、コントラストを高くすることができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]本発明の実施例 1、 6及び 7に係る多層膜の構成を示す説明図である。

[図 2]本発明の実施例 2〜5に係る多層膜の構成を示す説明図である。

[図 3]本発明の実施例 1、 2及び比較例の反射率の特性を示すグラフである。

[図 4]本発明の実施例 3〜7の反射率の特性を示すグラフである。

[図 5]本発明の実施例の多層膜を用いた液晶収差補正素子の説明図である。

[図 6]LCOS素子の構造を示す説明図である。

[図 7]従来の液晶収差補正素子の構造を示す説明図である。

符号の説明

G ガラス基板

1 透明導電膜

2 配向膜

3 第 1の反射防止膜

4 第 2の反射防止膜

5 液晶収差補正素子

6 3波長対応の反射防止膜

7 スぺーサ

8 液晶層

10 多層膜発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の多層膜に係る実施例を詳細に説明する。

[0027] 表 1は、本発明の実施例;!〜 5を、表 2は、本発明の実施例 6、 7及び比較例を示す。図 1は、本発明の実施例 1、 6及び 7に係る多層膜の構成を示す説明図である。図 2 は、本発明の実施例 2〜5の多層膜の構成を示す説明図である。図 3は、本発明の実施例 1、 2及び比較。例の反射率の特性を示すグラフである。図 4は、本発明の実施例 3〜7の反射率の特性を示すグラフである。図 5は、本発明の実施例の多層膜を用 V、た液晶収差補正素子の説明図 ^トである。

[0028] [表 1] _、✓ - 実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 透光性

ガラス基板

基板

Nb₂0₅ Nb₂0₆ 第 1層 2

ド

(9nm) 〇

Ξ〇 (8nm)

Si0₂ Si0₂ Si0₂ Si0₂ (50nm) (27nra) (32nm) (35nm)

Nb₂0₅

第 3層

(29nm) I。

Si0₂ Si0₂ Si0₂

4層

(27nm) (7nm) (22nm)

Nb₂0₅ ホ °リイミド' Nb₂0₅

第 5層

(32nm) (50nm) (llnm)

Si0₂

-

(25nm) (44nm) ホ。リイミドホイミド N ₂0₅

― Ί

(50nm) (50nm) (5nm)

ホ。リイミド第 8層 - ― 一 - (50nm) 最大

反射率 0 . 4 2 1 . 8 8 0 . 1 6 0 . 2 1 0 . 0 2

(%) [0029] [表 2]

[0030] まず、表 1、 2及び図 1に示すように、実施例 1、 6及び 7の多層膜 10は、ガラス基板 G (日本電気硝子株式会社製 OA— 10 :屈折率 1. 47、肉厚 1. 1mm)の上に、 ITO からなる透明導電膜 1 (屈折率 = 1. 85 :幾何学的厚さ = 80nm)及びポリイミド樹脂力もなる配向膜 2 (屈折率 = 1. 6 :幾何学的厚さ = 50nm)を備え、ガラス基板 Gと透明導電膜 1との間に、反射防止膜 3 (第 1の反射防止膜)を形成してある。また、表 1 及び図 2に示すように、実施例 2〜5の多層膜 10は、第 1の反射防止膜 3以外に、透明導電膜 1と配向膜 2との間にも反射防止膜 4 (第 2の反射防止膜)を形成してある。実施例 2の第 2の反射防止膜 (SiOの単層膜)以外の反射防止膜は、 SiOからなる

2 2 低屈折率層（屈折率 = 1. 47)と、 Nb Oからなる高屈折率層（屈折率 = 2. 34)の積層膜からなる。

[0031] また、比較例は、透明導電膜と配向膜が形成されているだけで、反射防止膜は形成されて!/、な!/、（図示せず）。

[0032] 図 3は、実施例 1、 2及び比較例の可視光反射率の特性を示し、図 4は、実施例 3〜

7の可視光反射率の特性を示す。尚、可視光反射率は、配向膜側（液晶側）から 380 〜780nmの波長の光を 12° の入射角で入射し、配向膜の外側に液晶層（屈折率 = 1. 6)が形成されているものとしてその反射特性をシミュレーションして求めた。また、表 1、 2の最大反射率は、 400〜700nmの波長領域における最大の反射率とした。

[0033] 表 1、 2からわかるように、本発明の実施例;!〜 7は、可視光領域において最大反射率がいずれも 2%以下と低ぐ特に実施例 3〜6は、最大反射率が 0. 25%以下であり、特に低かった。一方、比較例は、可視光領域において最大反射率が 5%と高かつた。

[0034] また、上記した実施例の多層膜、特に実施例 6、 7の多層膜は、 LCOSや HTPS以外に、図 5に示すような液晶収差補正素子 5にも使用可能である。尚、この液晶収差補正素子 5は、実施例の多層膜 10と 3波長（405nm、 658nm、 780nm)対応の反射防止膜 6を形成した 2枚の透明ガラス基板 G、 Gとが対向してスぺーサ 7を介して貼り合わされ、スぺーサ 7により形成されたギャップに 10 μ mの厚みの液晶層 8が設けられた構造を有している。また、前記 3波長対応の多層膜 6は、透明ガラス基板 G側から順に、 Nb O (12nm)、 SiO (42nm)、 Nb O (26nm)、 SiO (21nm)、 Nb O

2 5 2 2 5 2 2

(73nm)、 SiO (20nm)、 Nb O (22nm)及び SiO (98nm)の酸化物膜が積層し

5 2 2 5 2

てある。

[0035] このようにすれば、透過光の反射が抑制されるため、液晶層内（多層膜間）において透過光が干渉しても、使用波長範囲（400〜800nm)での透過光の透過率が高くなり、特に透明導電膜として ITO膜を使用した場合であっても、短波長領域 (400〜 660nm)での透過光の透過率を高く保つことができる。そのため、この液晶収差補正素子 30は、 CDや DVDだけでなぐ BDの光ピックアップ装置に好適である。

産業上の利用可能性 [0036] 上記したように、本発明の多層膜は、反射率が低ぐ十分な出射光量と高いコントラストが得られるため、 HTPS、 LCOS等の透過型液晶表示素子、反射型液晶表示素子、液晶収差補正素子等の液晶装置に好適である。

[0037] 本発明を特定の態様を参照して詳細に説明したが、本発明の精神と範囲を離れることなく様々な変更および修正が可能であることは、当業者にとって明らかである。なお、本出願は、 2006年 8月 30日付けで出願された日本特許出願（特願 2006— 233214)および 2007年 2月 27日付けで出願された日本特許出願（特願 2007— 0 47523)に基づいており、その全体が引用により援用される。また、ここに引用されるすべての参照は全体として取り込まれる。

Claims

請求の範囲

[1] 透光性基板の内部側に形成され、透明導電膜及び配向膜を有する多層膜において、透光性基板と透明導電膜との間及び、透明導電膜と配向膜との間のうち少なくともいずれかに反射防止膜を備えることを特徴とする多層膜。

[2] 透光性基板と透明導電膜との間及び、透明導電膜と配向膜との間の両方に反射防止膜を備えることを特徴とする請求項 1に記載の多層膜。

[3] 反射防止膜が、低屈折率層と高屈折率層との積層膜であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の多層膜。

[4] 透明導電膜と配向膜との間の反射防止膜は、幾何学的厚みが 10〜； !OOnmであることを特徴とする請求項 1〜3のいずれかに記載の多層膜。

[5] 400〜700nmにおける最大反射率が 2%以下であることを特徴とする請求項 1〜4 の!/、ずれかに記載の多層膜。

[6] 透明導電膜は、幾何学的厚みが 10〜200nmであることを特徴とする請求項 1〜5 の!/、ずれかに記載の多層膜。