JP2001209038A - 液晶表示素子用基板 - Google Patents

液晶表示素子用基板

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JP2001209038A
JP2001209038A JP2000204952A JP2000204952A JP2001209038A JP 2001209038 A JP2001209038 A JP 2001209038A JP 2000204952 A JP2000204952 A JP 2000204952A JP 2000204952 A JP2000204952 A JP 2000204952A JP 2001209038 A JP2001209038 A JP 2001209038A
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index transparent
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substrate
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Etsuo Ogino
悦男 荻野
Daisuke Arai
大介 新井
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 広範囲な光学特性に対応可能であると共に、
光の利用効率を向上させることができ、しかも信号遅延
を引き起こす可能性のない液晶表示素子用基板を提供す
る。 【解決手段】 透明基板上に高屈折率透明膜及び低屈折
率透明膜の組の所定数を積層し、高屈折率透明膜は、5
50nmの波長における光屈折率が1.8以上であり、
低屈折率透明膜は、高屈折率透明膜上に積層されると共
に、550nmの波長における光屈折率が1.5以下で
ある液晶表示素子用基板であって、所定数は1以上であ
り、高屈折率透明膜及び低屈折率透明膜の各膜厚を可視
光領域における光反射率が5〜95%となるように設定
するので、広範囲な光学特性に対応可能であると共に、
光の利用効率を向上させることができ、しかも信号遅延
を引き起こす可能性をなくすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子用基
板に関し、特に、光を一部透過する半過型液晶表示素子
に使用される液晶表示素子用基板に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、携帯電子機器等の薄型化・軽量化
と、長時間の電池駆動との両立を実現する目的で、低消
費電力を特徴とする液晶表示素子に、外部光を利用する
反射型液晶表示素子が使用されるようになった。しか
し、反射型液晶表示素子の表示品質(特にコントラス
ト)は外部光の強度に依存するため、暗所ではバックラ
イトを使う透過型液晶表示素子に較べて十分な明るさが
得られず、画質が劣化するという問題があった。この問
題を解決する1つの方法として、反射板として半透過板
を使用し、明所では反射型として、暗所ではバックライ
トを用いた透過型としてそれぞれ利用できる半透過型液
晶表示素子が提案されている(特開平11−00270
9号公報)。
【0003】この半透過型液晶表示素子に使用される液
晶表示素子用基板は、液晶駆動用電極を設けた一対の透
明基板間に液晶層を挟持し、該液晶層に印加した電圧の
大きさによって液晶層の光散乱性を制御し、且つ背面側
の基板にアルミニウム等の金属から成る半透過反射板を
積層した構造を有し、この半透過反射板には、光が一部
透過する程度まで薄くした金属薄膜を用いている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金属薄
膜では、光の反射を抑えて光透過率を高くするために膜
厚を極端に薄くする必要があり、製造工程において高い
膜厚制御性が要求されるので、その実現が困難であり、
また、膜厚を薄くしたとしても光が透過する際光の吸収
があるために光の利用効率が悪い。
【0005】更に、液晶駆動時に金属薄膜と透明電極
(透明導電膜)との間にキャパシタンスが発生して信号
遅延を引き起こし、液晶表示素子の駆動信号速度が遅く
なる可能性がある。
【0006】本発明は、広範囲な光学特性に対応可能で
あると共に、光の利用効率を向上させることができ、し
かも信号遅延を引き起こす可能性のない液晶表示素子用
基板を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の液晶表示素子用基板は、透明基板上
に各々誘電体材料から成る高屈折率透明膜及び低屈折率
透明膜の組の所定数を積層し、前記高屈折率透明膜は、
550nmの波長における光屈折率が1.8以上であ
り、前記低屈折率透明膜は、前記高屈折率透明膜上に積
層されると共に、550nmの波長における光屈折率が
1.5以下である液晶表示素子用基板であって、前記所
定数は1以上であり、前記高屈折率透明膜及び前記低屈
折率透明膜の各膜厚を可視光領域における光反射率が5
〜95%となるように設定されていることを特徴とす
る。
【0008】請求項1記載の液晶表示素子用基板によれ
ば、透明基板上に各々誘電体材料から成る高屈折率透明
膜及び低屈折率透明膜の組の所定数を積層し、前記高屈
折率透明膜は、550nmの波長における光屈折率が
1.8以上であり、前記低屈折率透明膜は、前記高屈折
率透明膜上に積層されると共に、550nmの波長にお
ける光屈折率が1.5以下である液晶表示素子用基板で
あって、前記所定数は1以上であり、前記高屈折率透明
膜及び前記低屈折率透明膜の各膜厚を可視光領域におけ
る光反射率が5〜95%となるように設定したので、可
視光領域における光透過率と光反射率との比を用途に応
じて広範囲に亘って自由に設定できる等、広範囲な光学
特性に対応できると共に、誘電体材料から成る高屈折率
透明膜及び低屈折率透明膜を用いるので、光の利用効率
を向上させることができ、しかも各透明膜に金属薄膜を
用いないので信号遅延を引き起こす可能性をなくすこと
ができる。
【0009】請求項2記載の液晶表示素子用基板は、請
求項1記載の液晶表示素子用基板において、前記透明基
板上に透明凹凸散乱層を積層することを特徴とする。
【0010】請求項2記載の液晶表示素子用基板によれ
ば、反射光による見た目のギラツキを抑えることができ
る。
【0011】請求項3乃至7記載の液晶表示素子用基板
は、請求項1又は2記載の液晶表示素子用基板におい
て、前記可視光領域における光反射率が5%以上25%
未満である場合、前記所定数が1のとき、前記高屈折率
透明膜の膜厚が20〜130nm、前記低屈折率透明膜
の膜厚が50〜110nmであり、前記所定数が2のと
き、前記高屈折率透明膜の膜厚が5〜60nm、前記低
屈折率透明膜の膜厚が5〜150nmであり、前記所定
数が3のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚が3〜80n
m、前記低屈折率透明膜の膜厚が5〜160nmであ
り、前記所定数が4のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚
が5〜80nm、前記低屈折率透明膜の膜厚が5〜80
nmであることを特徴とする。
【0012】請求項8乃至14記載の液晶表示素子用基
板は、請求項1又は2記載の液晶表示素子用基板におい
て、前記可視光領域における光反射率が25%以上45
%未満である場合、前記所定数が1のとき、前記高屈折
率透明膜の膜厚が80〜110nm、前記低屈折率透明
膜の膜厚が40〜60nmであり、前記所定数が2のと
き、前記高屈折率透明膜の膜厚が20〜180nm、前
記低屈折率透明膜の膜厚が30〜100nmであり、前
記所定数が3のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚が10
〜130nm、前記低屈折率透明膜の膜厚が10〜17
0nmであり、前記所定数が4のとき、前記高屈折率透
明膜の膜厚が20〜110nm、前記低屈折率透明膜の
膜厚が5〜100nmであり、前記所定数が5のとき、
前記高屈折率透明膜の膜厚が10〜110nm、前記低
屈折率透明膜の膜厚が5〜110nmであり、前記所定
数が6のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚が10〜80
nm、前記低屈折率透明膜の膜厚が30〜100nmで
あることを特徴とする。
【0013】請求項15乃至23記載の液晶表示素子用
基板は、請求項1又は2記載の液晶表示素子用基板にお
いて、前記可視光領域における光反射率が45%以上6
5%未満である場合、前記所定数が2のとき、前記高屈
折率透明膜の膜厚が60〜180nm、前記低屈折率透
明膜の膜厚が40〜90nmであり、前記所定数が3の
とき、前記高屈折率透明膜の膜厚が20〜160nm、
前記低屈折率透明膜の膜厚が10〜150nmであり、
前記所定数が4のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚が2
0〜180nm、前記低屈折率透明膜の膜厚が10〜1
10nmであり、前記所定数が5のとき、前記高屈折率
透明膜の膜厚が30〜190nm、前記低屈折率透明膜
の膜厚が10〜140nmであり、前記所定数が6のと
き、前記高屈折率透明膜の膜厚が10〜150nm、前
記低屈折率透明膜の膜厚が10〜100nmであり、前
記所定数が7のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚が20
〜150nm、前記低屈折率透明膜の膜厚が5〜110
nmであり、前記所定数が8のとき、前記高屈折率透明
膜の膜厚が20〜130nm、前記低屈折率透明膜の膜
厚が5〜110nmであり、前記所定数が9のとき、前
記高屈折率透明膜の膜厚が20〜120nm、前記低屈
折率透明膜の膜厚が10〜90nmであることを特徴と
する。
【0014】請求項24乃至31記載の液晶表示素子用
基板は、請求項1又は2記載の液晶表示素子用基板にお
いて、前記可視光領域における光反射率が65%以上9
5%未満である場合、前記所定数が3のとき、前記高屈
折率透明膜の膜厚が80〜160nm、前記低屈折率透
明膜の膜厚が40〜110nmであり、前記所定数が4
のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚が60〜140n
m、前記低屈折率透明膜の膜厚が40〜100nmであ
り、前記所定数が5のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚
が30〜130nm、前記低屈折率透明膜の膜厚が20
〜170nmであり、前記所定数が6のとき、前記高屈
折率透明膜の膜厚が20〜180nm、前記低屈折率透
明膜の膜厚が10〜140nmであり、前記所定数が7
のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚が10〜150n
m、前記低屈折率透明膜の膜厚が30〜130nmであ
り、前記所定数が8のとき、前記高屈折率透明膜の膜厚
が5〜200nm、前記低屈折率透明膜の膜厚が5〜1
50nmであり、前記所定数が9のとき、前記高屈折率
透明膜の膜厚が5〜200nm、前記低屈折率透明膜の
膜厚が5〜140nmであることを特徴とする。
【0015】請求項3乃至31記載の液晶表示素子用基
板によれば、高屈折率透明膜と低屈折率透明膜の各膜厚
を所定の範囲に設定することにより、可視光領域におけ
る光反射率を広範囲で設定することができ、広範囲な光
学特性に対応することができる。
【0016】請求項32記載の液晶表示素子用基板は、
請求項1乃至31のいずれか1項に記載の液晶表示素子
用基板において、前記低屈折率透明膜は、二酸化珪素、
フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、及びフッ化リ
チウムから成る群から選択された少なくとも一種の化合
物から成る低屈折率材料で形成されることを特徴とす
る。
【0017】前記二酸化珪素は、化学的耐久性が優れて
いる点で好んで用いられる。
【0018】請求項33記載の液晶表示素子用基板は、
請求項1乃至32のいずれか1項に記載の液晶表示素子
用基板において、前記透明基板から最も遠い前記低屈折
率透明膜は二酸化珪素であり、その膜厚は、20nm以
上であることを特徴とする。
【0019】請求項33記載の液晶表示素子用基板によ
れば、透明基板から最も遠い低屈折率透明膜上に被覆形
成されるカラーフィルム等の他の材料との密着性をより
よくすることができる。
【0020】請求項34記載の液晶表示素子用基板は、
請求項1乃至33のいずれか1項に記載の液晶表示素子
用基板において、前記高屈折率透明膜は、二酸化チタ
ン、二酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、及び酸化錫
から成る群から選択された少なくとも一種の化合物から
成る高屈折率材料で形成されることを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】発明者等は、上記目的を達成すべ
く鋭意研究を行った結果、透明基板上に各々誘電体材料
から成る高屈折率透明膜及び低屈折率透明膜の組の所定
数を積層し、高屈折率透明膜は、550nmの波長にお
ける光屈折率が1.8以上であり、低屈折率透明膜は、
高屈折率透明膜上に積層されると共に、550nmの波
長における光屈折率が1.5以下である液晶表示素子用
基板であって、前記所定数は1以上であり、前記高屈折
率透明膜及び低屈折率透明膜の各膜厚を可視光領域にお
ける光反射率が5〜95%となるように設定されている
ことにより、広範囲な光学特性に対応可能であると共
に、光の利用効率を向上させることができ、しかも信号
遅延を引き起こす可能性をなくすことができることを見
い出した。
【0022】すなわち、本発明の液晶表示素子用基板に
よれば、可視光領域における光透過率と光反射率との比
を用途に応じて広範囲に亘って自由に設定できる等、広
範囲な光学特性に対応できるので、光の利用効率が向上
する。更に、金属薄膜に代えて誘電体材料から成る高屈
折率透明膜及び低屈折率透明膜を用いるので、透明膜と
透明電極との間にキャパシタンスが発生せず、信号遅延
を引き起こす可能性がなくなる。
【0023】更に、可視光領域における赤(R)、緑
(G)、青(B)の各波長の光反射率の最大値と最小値
との差を約10%以内とすることができるので、可視光
領域において広範囲に光学特性がフラットになる。
【0024】本発明は、上記研究の結果に基づいてなさ
れてものである。
【0025】以下、本発明の実施の形態に係る代表的な
液晶表示素子用基板を図を参照して説明する。
【0026】図1は、本発明の液晶表示素子用基板を用
いて製造される代表的な液晶表示素子の構造を示す模式
断面図である。図1において、一対の背面側の透明基板
1及び前面側の透明基板1aが対向して配されている。
透明基板1aの外側の面には、拡散板5、位相差板2
a、及び偏光板3aが順に積層されている一方、透明基
板1aの内側の面には酸化インジウムスズ(ITO)等
から成る透明導電膜6aが積層されている。透明基板1
の外側には、位相差板2及び偏光板3が順に積層され、
更にその外側に光源であるバックライト4が配されてい
る。
【0027】透明基板1及び1aは、一般にガラス基板
が用いられるが、これに限られるものではなくソーダラ
イムガラス、透明なプラスティック基板等でもよい。ガ
ラス基板として、ソーダライムガラスを用いる場合には
基板内部から溶出するナトリウムイオンによる汚染が問
題となる可能性があるため、これを防止するために二酸
化珪素薄膜をコーティングするのが好ましい。また、透
明なプラスティック基板を用いる場合には基板内部から
水分が出てくる可能性があるので、ポリオルガノシロキ
サン類からなるハードコーティングの上に、更に二酸化
珪素薄膜をコーティングして用いるのが好ましい。
【0028】透明基板1の内側の面には、光吸収の少な
い誘電体であり、高屈折率材料から成る高屈折率透明膜
7と、光吸収の少ない誘電体であり、低屈折率材料から
成る低屈折率透明膜8との組が所定数m(mは正の整
数)積層されている。低屈折率透明膜8は高屈折率透明
膜7上に積層されているが、低屈折率透明膜8上に高屈
折率透明膜7が積層されていてもよい。また、図示して
いないが透明基板1の内側の面には、熱硬化性の有機系
樹脂(例えば、アクリル等)を塗布して型押しにより形
成された透明凹凸散乱層が積層されていてもよい。透明
凹凸散乱層には、その表面に微細な凹凸が設けられ、こ
の凹凸によって反射光が乱反射するので、製品時におけ
る見た目のギラツキを抑えることができる。また、透明
凹凸散乱層の屈折率は、透明基板1,1aとほぼ同一で
あることが好ましい。
【0029】これらの所定数m組積層された高屈折率透
明膜7及び低屈折率透明膜8が光を反射する反射膜とし
ての機能を持つ。つまり、高屈折率透明膜7及び低屈折
率透明膜8の各膜厚と所定数mを適当に与えることで、
透過率と光反射率を所望の値にすることができる。
【0030】これらの光透過率と光反射率とは、液晶表
示素子用基板の設計上の要求仕様(用途等)に従って設
定されるものである。例えば、光反射率は、5〜95%
の範囲で設定され、比較的明るい環境の下で反射型液晶
表示素子として用いることが多い場合は高い値(65〜
95%)に、比較的暗い環境の下で透過型液晶表示素子
として用いることが多い場合は低い値(5〜45%)に
設定される。光反射率が45〜65%の範囲に設定され
た場合には、反射型と透過型の両方に適した液晶表示素
子を作製することができる。
【0031】図1において、上記高屈折率透明膜7又は
低屈折率透明膜8のうち、透明基板1から最も遠い透明
膜8a上には、モザイク状につけられたカラーフィルタ
9、カラーフィルタ9を保護するためのオーバーコート
10、及びITO等から成る透明導電膜6が積層され、
透明導電膜6及び透明導電膜6a間には液晶層11が挟
持されているが、これらに代わり、光学的に等価である
単層の透明膜(マッチングオイル)13が積層されてい
てもよい。マッチングオイルの屈折率は1.5〜1.6
であり、好ましくは1.55である。
【0032】高屈折率透明膜7に用いられる高屈折材料
としては、屈折率が1.8以上で光吸収が少ない誘電体
材料が好ましい。具体的には、二酸化チタン、二酸化ジ
ルコニウム、五酸化タンタル、酸化錫等が挙げられる。
また、低屈折率透明膜8に用いられる低屈折率材料とし
ては、屈折率が1.5以下で光吸収が少ない誘電体材料
が好ましい。具体的には、二酸化珪素、フッ化マグネシ
ウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム等が挙げられ
る。各層の膜厚は、5〜200nmの範囲にあることが
望ましいが、正確には所望の光学特性を実現する上で最
適な膜厚が用いられる。
【0033】最適な膜厚は、上記の可視光領域における
赤(R)、緑(G)、青(B)の各波長の光反射率の最
大値と最小値との差が約10%以内とすることを条件と
して、可視光領域における光反射率及び高屈折率透明膜
7と低屈折率透明膜8との組の数(積層数)に応じて下
記のように設定するのが好ましい。
【0034】(1)光反射率が5%以上25%未満の場
合 (i)積層数mが1のとき 高屈折率透明膜7:20〜
130nm 低屈折率透明膜8:50〜110nm (ii)積層数mが2のとき 高屈折率透明膜7:5〜6
0nm 低屈折率透明膜8:5〜150nm (iii)積層数mが3のとき 高屈折率透明膜7:3〜
80nm 低屈折率透明膜8:5〜160nm (iv)積層数mが4のとき 高屈折率透明膜7:5〜8
0nm 低屈折率透明膜8:5〜80nm (2)光反射率が25%以上45%未満の場合 (i)積層数mが1のとき 高屈折率透明膜7:80〜
110nm 低屈折率透明膜8:40〜60nm (ii)積層数mが2のとき 高屈折率透明膜7:20〜
180nm 低屈折率透明膜8:30〜100nm (iii)積層数mが3のとき 高屈折率透明膜7:10
〜130nm 低屈折率透明膜8:10〜170nm (iv)積層数mが4のとき 高屈折率透明膜7:20〜
110nm 低屈折率透明膜8:5〜100nm (v)積層数mが5のとき 高屈折率透明膜7:10〜
110nm 低屈折率透明膜8:5〜110nm (vi)積層数mが6のとき 高屈折率透明膜7:10〜
80nm 低屈折率透明膜8:30〜100nm (3)光反射率が45%以上65%未満の場合 (i)積層数mが2のとき 高屈折率透明膜7:60〜
180nm 低屈折率透明膜8:40〜90nm (ii)積層数mが3のとき 高屈折率透明膜7:20〜
160nm 低屈折率透明膜8:10〜150nm (iii)積層数mが4のとき 高屈折率透明膜7:20
〜180nm 低屈折率透明膜8:10〜110nm (iv)積層数mが5のとき 高屈折率透明膜7:30〜
190nm 低屈折率透明膜8:10〜140nm (v)積層数mが6のとき 高屈折率透明膜7:10〜
150nm 低屈折率透明膜8:10〜100nm (vi)積層数mが7のとき 高屈折率透明膜7:20〜
150nm 低屈折率透明膜8:5〜110nm (vii)積層数mが8のとき 高屈折率透明膜7:20
〜130nm 低屈折率透明膜8:5〜110nm (viii)積層数mが9のとき 高屈折率透明膜7:20
〜120nm 低屈折率透明膜8:10〜90nm (4)光反射率が65%以上95%未満の場合 (i)積層数mが3のとき 高屈折率透明膜7:80〜
160nm 低屈折率透明膜8:40〜110nm (ii)積層数mが4のとき 高屈折率透明膜7:60〜
140nm 低屈折率透明膜8:40〜100nm (iii)積層数mが5のとき 高屈折率透明膜7:30
〜130nm 低屈折率透明膜8:20〜170nm (iv)積層数mが6のとき 高屈折率透明膜7:20〜
180nm 低屈折率透明膜8:10〜140nm (v)積層数mが7のとき 高屈折率透明膜7:10〜
150nm 低屈折率透明膜8:30〜130nm (vi)積層数mが8のとき 高屈折率透明膜7:5〜2
00nm 低屈折率透明膜8:5〜150nm (vii)積層数mが9のとき 高屈折率透明膜7:5〜
200nm 低屈折率透明膜8:5〜140nm 透明基板1から最も遠い透明膜8aが低屈折率透明膜8
である場合、その膜厚は、カラーフィルタ9との密着性
を考慮し、20nm以上とすることが望ましく、また、
該透明膜8aの材質は二酸化珪素が好ましい。上記の高
屈折率透明膜7、低屈折率透明膜8、及び透明膜8aの
成膜方法としては、主に、電子線加熱蒸発による蒸着イ
オンプレーティングやスパッタリングが用いられるが、
それ以外の方法を用いてもよい。
【0035】本実施の形態によれば、光屈折率の異なる
誘電体からなる高屈折率透明膜7及び低屈折率透明膜8
の組を所定数mだけ多層に積層することにより、背面側
の透明基板1上に金属薄膜を積層した従来の液晶表示素
子用基板と比較して、可視光領域における光反射率を5
〜95%に設定できるので広範囲な光学特性に対応する
ことができ、また、高屈折率透明膜7及び低屈折率透明
膜8が光吸収の少ない誘電体から成るので、光吸収を低
減して光の利用効率を向上させることができ、しかも信
号遅延を引き起こす可能性をなくする。
【0036】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【0037】(実施例1)まず、上記のような背面側の
透明基板1をソーダライムガラス材料(主として、Si
O272重量%、Na2O13重量%、CaO8重量
%、Al2O31.8重量%、K2O0.9重量%)で
作製した。その一方の面に表1に示す積層数及び膜厚の
高屈折率透明膜7及び低屈折率透明膜8の組を積層した
ものに屈折率1.55のマッチングオイル13及び透明
基板1aを積層した試料(実施例1〜17)を準備し
た。高屈折率透明膜7の材質として二酸化チタン(Ti
O2)を、低屈折率透明膜8の材質として二酸化珪素
(SiO2)をそれぞれ使用した(以下の各実施例でも
同様である)。また、各透明膜7,8の膜厚は、可視光
領域における光反射率が5%以上25%未満となるよう
に積層数に応じて設定した。
【0038】上記各試料に対して、一方の面から可視光
を照射し、当該可視光に対する透過光及び反射光のR、
G、Bの各波長成分についての光透過率[%]と光反射
率[%]とを測定し、その測定結果を表1に示す。
【0039】
【表1】
【0040】表1において、成膜方法の欄における
「S」はスパッタリングにより成膜した場合を示し、
「E」は蒸着により成膜した場合を示す。積層数mは、
高屈折率透明膜7と低屈折率透明膜8の組の数を示す。
LAYERの欄における「H」は、高屈折率透明膜7の
膜厚を示し、「L」は低屈折率透明膜8の膜厚を示す。
光透過率[%]は、可視光がR、G、Bの各波長成分に
ついて試料を透過した割合を示し、光反射率[%]は、
可視光がR、G、Bの各波長成分の反射した割合を示
し、Δはそれらの最大値と最小値との差を示す。以下の
各表についても同様である。
【0041】高屈折率透明膜7及び低屈折率透明膜8の
積層数及び各膜厚を表1のように設定することにより、
可視光領域における光反射率が5%以上25%未満の範
囲では、実施例1〜17のいずれもR、G、Bの各波長
における光反射率の最大値と最小値との差はおよそ10
%以内であることが表1からわかる。
【0042】(実施例2)次いで、上記透明基板1の一
方の面に表2に示す積層数及び膜厚の高屈折率透明膜7
及び低屈折率透明膜8の組を積層したものに屈折率1.
55のマッチングオイル13び透明基板1aを積層した
試料(実施例18〜39)を準備して、上記と同様の測
定を行った測定結果を表2に示す。また、各透明膜7,
8の膜厚は、可視光領域における光反射率が25%以上
45%未満となるように積層数に応じて設定した。
【0043】
【表2】
【0044】表2に示すように、高屈折率透明膜7及び
低屈折率透明膜8の組の積層数及び各膜厚を設定するこ
とにより、可視光領域における光反射率が25%以上4
5%未満の範囲では、実施例18〜39のいずれもR、
G、Bの各波長における光反射率の最大値と最小値との
差はおよそ10%以内である。
【0045】(実施例3)表3及び表4は、上記と同様
に測定した測定結果であり、可視光領域における光反射
率が45%以上65%未満の場合を示す。
【0046】
【表3】
【0047】
【表4】
【0048】表3及び表4に示すように、高屈折率透明
膜7及び低屈折率透明膜8の組の積層数及び各膜厚を設
定することにより、可視光領域における光反射率が45
%以上65%未満の範囲では、実施例40〜78のいず
れもR、G、Bの各波長における光反射率の最大値と最
小値との差はおよそ10%以内である。
【0049】(実施例4)表5及び表6は、上記と同様
に測定した測定結果であり、可視光領域における光反射
率が65%以上95%未満の場合を示す。
【0050】
【表5】
【0051】
【表6】
【0052】表5及び表6に示すように、高屈折率透明
膜7及び低屈折率透明膜8の組の積層数及び各膜厚を設
定することにより、可視光領域における光反射率が65
%以上95%未満の範囲では、実施例79〜113のい
ずれもR、G、Bの各波長における光反射率の最大値と
最小値との差はおよそ10%以内である。
【0053】また、上記各試料の透明基板1の内側の面
に透明凹凸散乱層を追加して積層した試料について上記
と同様に測定を行った結果、可視光領域における光反射
率が5%以上95%未満の範囲では、高屈折率透明膜7
及び低屈折率透明膜8の組の積層数及び各膜厚を設定す
ることにより、いずれの試料もR、G、Bの各波長にお
ける光反射率の最大値と最小値との差はおよそ10%以
内であった。
【0054】次に、本発明の実施例の液晶表示素子用基
板の光吸収率と従来の液晶表示素子用基板の光吸収率と
の差について説明する。ここに、光吸収率は、可視光か
ら透過光と反射光を減算した残りが吸収されるという考
えに基づいて、100−(光透過率+光反射率)なる式
により算出した。表7は、本発明の実施例の代表的なも
の(実施例9,29,76,92,17,38,77,
105)と従来の液晶表示素子用基板(比較例1〜4)
における光吸収率を比較したものである。
【0055】比較例1〜4の液晶表示素子の積層構造に
ついて図4を参照して簡単に説明する。図4は、従来の
液晶表示素子の積層構造を示す模式断面図である。図1
に対する相違点は、透明基板1の内側の面に所定数m組
の高屈折率透明膜7及び低屈折率透明膜8に代えて、金
属薄膜12が積層されていることである。
【0056】比較例1〜4の各試料は、上記実施例と同
様に背面側の透明基板1をソーダライムガラス材料で作
製した。
【0057】上記各試料に対して、一方の面から可視光
を照射し、当該可視光に対する透過光及び反射光を55
0nmの波長成分についての光透過率[%]と光反射率
[%]とを測定し、その測定結果を表7に示す。
【0058】
【表7】
【0059】表7において、本発明の実施例の代表的な
ものでは、透明基板1上に、所定数m組分積層された高
屈折率透明膜7及び低屈折率透明膜8は、光吸収の少な
い誘電体から成るので、光の吸収がほとんどなく、光吸
収率の値が小さい。一方、比較例1〜4では、透明基板
1上に半透明のアルミニウム金属薄膜を積層しているた
め光が金属薄膜に吸収され、光吸収率の値が大きい。こ
の場合、実施例の代表的なものに対し20%大きい。
【0060】表7の結果を図2に示す。図2は、本発明
の実施例の代表的ものと比較例1〜4における光透過率
と光反射率との関係を示したグラフであり、aは本実施
例の液晶表示素子用基板の特性を示し、bは比較例の液
晶表示素子用基板の特性を示す。
【0061】次に、本発明の実施例の液晶表示素子用基
板と従来の液晶表示素子用基板との光学特性(光透過率
(T[%])、光反射率(R[%]))について図3を
参照して説明する。図3は、本発明の実施例の液晶表示
素子用基板と従来の液晶表示素子用基板の各光学特性
(T,R[%])を示す図であり、(a)は実施例1,
2の光学特性を示し、(b)は比較例1,2の光学特性
を示す。図3のグラフでは、横軸を波長[nm]、縦軸
をT,R[%]にしており、光の入射角が0°,45°
の場合の光透過率と光反射率が示されている。
【0062】図3において、実施例1、2の光学特性は
可視光領域において、光の入射角が0°でも、45°で
もフラットな特性を有しており、カラー表示を行うと
き、余分な色補正等の必要がない。反対に、比較例1、
2の光学特性はフラットではなく、カラー表示を行うと
き、余分な色補正を行う必要が生じる。
【0063】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、請求項1
記載の液晶表示素子用基板によれば、透明基板上に各々
誘電体材料から成る高屈折率透明膜及び低屈折率透明膜
の組の所定数を積層し、高屈折率透明膜は、550nm
の波長における光屈折率が1.8以上であり、低屈折率
透明膜は、高屈折率透明膜上に積層されると共に、55
0nmの波長における光屈折率が1.5以下である液晶
表示素子用基板であって、所定数は1以上であり、高屈
折率透明膜及び低屈折率透明膜の各膜厚を可視光領域に
おける光反射率が5〜95%となるように設定されてい
るので、可視光領域における光透過率と光反射率との比
を用途に応じて広範囲に亘って自由に設定できる等、広
範囲な光学特性に対応できると共に、光の利用効率を向
上させ、しかも信号遅延を引き起こす可能性をなくすこ
とができる。
【0064】また、請求項2記載の液晶表示素子用基板
によれば、前記透明基板上に透明凹凸散乱層を積層する
ので、反射光によるギラツキを抑えることができる。
【0065】また、請求項3乃至31記載の液晶表示素
子用基板によれば、高屈折率透明膜と低屈折率透明膜の
各膜厚を所定の範囲に設定することにより、可視光領域
における光反射率を広範囲で設定することができ、広範
囲な光学特性に対応することができる。
【0066】また、請求項33記載の液晶表示素子用基
板によれば、透明基板から最も遠い低屈折率透明膜と他
の材料の膜との密着性をよりよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示素子用基板を用いて製造され
る代表的な液晶表示素子の構造を示す模式断面図であ
る。
【図2】本発明の実施例の代表的なものと比較例1〜4
における光透過率と光反射率の関係を示したグラフであ
る。
【図3】本発明の実施例の液晶表示素子用基板と従来の
液晶表示素子用基板の各光学特性を示す図であり、
(a)は実施例1,2の光学特性を示し、(b)は比較
例1,2の光学特性を示す。
【図4】従来の液晶表示素子の積層構造を示す模式断面
図である。
【符号の説明】
1,1a 透明基板 2,2a 位相差板 3,3a 偏光板 4 バックライト 5 拡散板 6,6a 透明導電膜 7 高屈折率透明膜 8 低屈折率透明膜 8a 透明膜 9 カラーフィルタ 10 オーバーコート 11 液晶層 12 金属薄膜 13 マッチングオイル
───────────────────────────────────────────────────── 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 5/08 G02F 1/1333 500 G02F 1/1333 500 G02B 1/10 Z Fターム(参考) 2H042 BA04 BA12 BA15 BA20 DA08 DA12 DB00 DC02 DE00 2H090 JC07 JD06 JD10 LA06 LA09 LA10 LA15 LA16 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA11X FA16Z FA37Y FA41Z FD06 LA30 2K009 AA05 AA07 AA09 BB02 BB06 CC03 CC06 CC42 DD04 EE00 4F100 AA20C AA21B AG00A AR00D AT00A BA03 BA04 BA07 BA10A BA10C DD07D GB41 JG05B JG05C JK06 JM02B JM02C JN01A JN01B JN01C JN01D JN06B JN06C JN18B JN18C JN26D YY00B YY00C

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板上に各々誘電体材料から成る高
    屈折率透明膜及び低屈折率透明膜の組の所定数を積層
    し、前記高屈折率透明膜は、550nmの波長における
    光屈折率が1.8以上であり、前記低屈折率透明膜は、
    前記高屈折率透明膜上に積層されると共に、550nm
    の波長における光屈折率が1.5以下である液晶表示素
    子用基板であって、 前記所定数は1以上であり、前記高屈折率透明膜及び前
    記低屈折率透明膜の各膜厚を可視光領域における光反射
    率が5〜95%となるように設定されていることを特徴
    とする液晶表示素子用基板。
  2. 【請求項2】 前記透明基板上に透明凹凸散乱層を積層
    したことを特徴とする請求項1記載の液晶表示素子用基
    板。
  3. 【請求項3】 前記可視光領域における光反射率は、5
    %以上25%未満であることを特徴とする請求項1又は
    2記載の液晶表示素子用基板。
  4. 【請求項4】 前記所定数が1のとき、前記高屈折率透
    明膜の膜厚が20〜130nm、前記低屈折率透明膜の
    膜厚が50〜110nmであることを特徴とする請求項
    3記載の液晶表示素子用基板。
  5. 【請求項5】 前記所定数が2のとき、前記高屈折率透
    明膜の膜厚が5〜60nm、前記低屈折率透明膜の膜厚
    が5〜150nmであることを特徴とする請求項3記載
    の液晶表示素子用基板。
  6. 【請求項6】 前記所定数が3のとき、前記高屈折率透
    明膜の膜厚が3〜80nm、前記低屈折率透明膜の膜厚
    が5〜160nmであることを特徴とする請求項3記載
    の液晶表示素子用基板。
  7. 【請求項7】 前記所定数が4のとき、前記高屈折率透
    明膜の膜厚が5〜80nm、前記低屈折率透明膜の膜厚
    が5〜80nmであることを特徴とする請求項3記載の
    液晶表示素子用基板。
  8. 【請求項8】 前記可視光領域における光反射率は、2
    5%以上45%未満であることを特徴とする請求項1又
    は2記載の液晶表示素子用基板。
  9. 【請求項9】 前記所定数が1のとき、前記高屈折率透
    明膜の膜厚が80〜110nm、前記低屈折率透明膜の
    膜厚が40〜60nmであることを特徴とする請求項8
    記載の液晶表示素子用基板。
  10. 【請求項10】 前記所定数が2のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が20〜180nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が30〜100nmであることを特徴とする請求
    項8記載の液晶表示素子用基板。
  11. 【請求項11】 前記所定数が3のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が10〜130nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が10〜170nmであることを特徴とする請求
    項8記載の液晶表示素子用基板。
  12. 【請求項12】 前記所定数が4のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が20〜110nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が5〜100nmであることを特徴とする請求項
    8記載の液晶表示素子用基板。
  13. 【請求項13】 前記所定数が5のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が10〜110nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が5〜110nmであることを特徴とする請求項
    8記載の液晶表示素子用基板。
  14. 【請求項14】 前記所定数が6のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が10〜80nm、前記低屈折率透明膜の
    膜厚が30〜100nmであることを特徴とする請求項
    8記載の液晶表示素子用基板。
  15. 【請求項15】 前記可視光領域における光反射率は、
    45%以上65%未満であることを特徴とする請求項1
    又は2記載の液晶表示素子用基板。
  16. 【請求項16】 前記所定数が2のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が60〜180nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が40〜90nmであることを特徴とする請求項
    15記載の液晶表示素子用基板。
  17. 【請求項17】 前記所定数が3のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が20〜160nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が10〜150nmであることを特徴とする請求
    項15記載の液晶表示素子用基板。
  18. 【請求項18】 前記所定数が4のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が20〜180nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が10〜110nmであることを特徴とする請求
    項15記載の液晶表示素子用基板。
  19. 【請求項19】 前記所定数が5のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が30〜190nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が10〜140nmであることを特徴とする請求
    項15記載の液晶表示素子用基板。
  20. 【請求項20】 前記所定数が6のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が10〜150nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が10〜100nmであることを特徴とする請求
    項15記載の液晶表示素子用基板。
  21. 【請求項21】 前記所定数が7のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が20〜150nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が5〜110nmであることを特徴とする請求項
    15記載の液晶表示素子用基板。
  22. 【請求項22】 前記所定数が8のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が20〜130nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が5〜110nmであることを特徴とする請求項
    15記載の液晶表示素子用基板。
  23. 【請求項23】 前記所定数が9のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が20〜120nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が10〜90nmであることを特徴とする請求項
    15記載の液晶表示素子用基板。
  24. 【請求項24】 前記可視光領域における光反射率は、
    65%以上95%未満であることを特徴とする請求項1
    又は2記載の液晶表示素子用基板。
  25. 【請求項25】 前記所定数が3のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が80〜160nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が40〜110nmであることを特徴とする請求
    項24記載の液晶表示素子用基板。
  26. 【請求項26】 前記所定数が4のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が60〜140nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が40〜100nmであることを特徴とする請求
    項24記載の液晶表示素子用基板。
  27. 【請求項27】 前記所定数が5のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が30〜130nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が20〜170nmであることを特徴とする請求
    項24記載の液晶表示素子用基板。
  28. 【請求項28】 前記所定数が6のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が20〜180nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が10〜140nmであることを特徴とする請求
    項24記載の液晶表示素子用基板。
  29. 【請求項29】 前記所定数が7のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が10〜150nm、前記低屈折率透明膜
    の膜厚が30〜130nmであることを特徴とする請求
    項24記載の液晶表示素子用基板。
  30. 【請求項30】 前記所定数が8のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が5〜200nm、前記低屈折率透明膜の
    膜厚が5〜150nmであることを特徴とする請求項2
    4記載の液晶表示素子用基板。
  31. 【請求項31】 前記所定数が9のとき、前記高屈折率
    透明膜の膜厚が5〜200nm、前記低屈折率透明膜の
    膜厚が5〜140nmであることを特徴とする請求項2
    4記載の液晶表示素子用基板。
  32. 【請求項32】 前記低屈折率透明膜は、二酸化珪素、
    フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、及びフッ化リ
    チウムから成る群から選択された少なくとも一種の化合
    物から成る低屈折率材料で形成されることを特徴とする
    請求項1乃至31のいずれか1項に記載の液晶表示素子
    用基板。
  33. 【請求項33】 前記透明基板から最も遠い前記低屈折
    率透明膜は二酸化珪素であり、その膜厚は20nm以上
    であることを特徴とする請求項1乃至32のいずれか1
    項に記載の液晶表示素子用基板。
  34. 【請求項34】 前記高屈折率透明膜は、二酸化チタ
    ン、二酸化ジルコニウム、五酸化タンタル、及び酸化錫
    から成る群から選択された少なくとも一種の化合物から
    成る高屈折率材料で形成されることを特徴とする請求項
    1乃至33のいずれか1項に記載の液晶表示素子用基
    板。
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