(57)【要約】      （修正有）【課題】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し、且つ液晶表示素子において高いコントラストを実現できる多層膜を提供する。【解決手段】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／又は透明導電膜と配向膜との間に幾何学的厚みが１０〜１００ｎｍである低屈折率と高屈折率との積層膜からなる反射防止膜を形成することを特徴とする。【選択図】図１
2008242410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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／又は透明導電膜と配向膜との間に反射防止膜を備えることを特徴とする多層膜。
【請求項２】
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に記載の多層膜。
【請求項３】
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１０〜１００ｎｍ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。
【請求項４】
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１〜３のいずれかに記載の多層膜。
【請求項５】
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１〜４のいずれかに記載の多層膜。
【発明の詳細な説明】
【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、プロジェクションテレビや、液晶プロジェクター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、ダイクロイックミラーと、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、ダイクロイックミラーで光の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ＨＴＰＳ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｐｏｌｙ−Ｓｉｌｉｃｏｎ）と呼ばれる透過型液晶表示素子が、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いる。
【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とが対向してスペーサ１７を介して貼り合わされ、スペーサ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、スペーサ２３を介して貼り合わされ、スペーサ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】特開２００２−２９６５６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１００１７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【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っている。
【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。しかしながら、それでもまだ十分な出射光量および高いコントラストが得られていないのが現状である。
【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く、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い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／又は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より高くなるため好ましい。
【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ＳｉＯ2、ＭｇＦ2、等のフッ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Ｎｂ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＨｆＯ2、ＺｒＯ2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、４００〜７００ｎｍ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）を低下させ難い。
【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、同心円状にパターニ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、一旦パターニングのために、成膜工程からパターニング工程に移し、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層以上の積層膜からなるようにすれば、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く、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。
【００２２】
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いが、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  Ｄｉｓｃ：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、ＡＺＯ膜、ＧＺＯ膜等が好適である。
【００２３】
上記した構成において、透光性基板としては、ガラス基板、プ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】
【００２４】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の多層膜に係る実施例を詳細に説明する。
【００２６】
表１は、本発明の実施例１〜５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いた液晶収差補正素子の説明図である。
【００２７】
【表１】
2008242410.tif 000003
【００２８】
【表２】
2008242410.tif 000004
【００２９】
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からなる配向膜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（ＳｉＯ2の単層膜）以外の反射防止膜は、ＳｉＯ2からなる低屈折率層（屈折率＝１．４７）と、Ｎｂ2Ｏ5からなる高屈折率層（屈折率＝２．３４）の積層膜からなる。
【００３０】
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いない（図示せず）。
【００３１】
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。
【００３２】
表１、２からわかるように、本発明の実施例１〜７は、可視光領域において最大反射率がいずれも２％以下と低く、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％と高かった。
【００３３】
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とが対向してスペーサ７を介して貼り合わされ、スペーサ７により形成されたギャップに１０μｍ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、Ｎｂ2Ｏ5（１２ｎｍ）、ＳｉＯ2（４２ｎｍ）、Ｎｂ2Ｏ5（２６ｎｍ）、ＳｉＯ2（２１ｎｍ）、Ｎｂ2Ｏ5（７３ｎｍ）、ＳｉＯ2（２０ｎｍ）、Ｎｂ2Ｏ5（２２ｎｍ）及びＳｉＯ2（９８ｎｍ）の酸化物膜が積層してある。
【００３４】
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だけでなく、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】
【００３５】
上記したように、本発明の多層膜は、反射率が低く、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。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【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】
【００３７】
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        スペーサ
８        液晶層
１０      多層膜
【図１】
2008242410.tif 000005
【図２】
2008242410.tif 000006
【図３】
2008242410.tif 000007
【図４】
2008242410.tif 000008
【図５】
2008242410.tif 000009
【図６】
2008242410.tif 000010
【図７】
2008242410.tif 000011