專利名稱：用于液晶顯示元件的基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于液晶顯示元件的基板，且更具體地，涉及一種在部分地透射光的半透明型液晶顯示元件中使用的用于液晶元件的基板。
近年來，為了滿足對(duì)更薄及更輕的便攜式電子裝置和設(shè)備的需要以及對(duì)更長電池驅(qū)動(dòng)時(shí)間的要求，利用外部光的反射型液晶顯示元件已被用來實(shí)現(xiàn)低電功耗的液晶顯示器。然而，由于這樣的反射型液晶顯示元件的顯示質(zhì)量(特別在對(duì)比度方面)很大程度地依賴外部光，相比于利用背光的透明型液晶顯示元件，反射型液晶顯示元件在較暗的環(huán)境下不能獲得足夠的亮度，導(dǎo)致劣化的圖象質(zhì)量。日本專利申請(qǐng)No.11-002709提出了一種解決這一問題的方法，其提供了使用一半透明板作為一反射器的半透明型液晶顯示元件以使該元件可在亮處作為反射型被使用而在暗處作為使用背光的透明型。
在該半透明型液晶顯示元件中使用的一用于液晶顯示元件的基板具有夾在一對(duì)設(shè)置有液晶驅(qū)動(dòng)電極的透明基板之間的液晶層，以使該液晶層的光散射特性由施加給該液晶層的電壓幅值控制。而且，該基板具有這樣的結(jié)構(gòu)以使由金屬例如鋁形成的一半透明反射器被疊放在背側(cè)的一基板上，其中該半透明反射器由金屬化薄膜形成，該金屬化薄膜的厚度被減少到使光可部分地透射過其的程度。
然而，為獲得具有減少厚度的這樣一金屬化薄膜，需要使得膜的厚度特別薄以抑制光的反射且因此提高光透射的程度。因此，要求在制作過程期間高度控制該膜的厚度，從而使得難以實(shí)現(xiàn)這樣一薄金屬化膜。而且，即使該膜的厚度被減少，在光的透射期間。光被吸收以使光的利用系數(shù)較低。
而且，當(dāng)液晶被驅(qū)動(dòng)時(shí)，在金屬化薄膜和透明電極(透明導(dǎo)電膜)之間出現(xiàn)電容，導(dǎo)致一信號(hào)延遲，且因此用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示元件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的速度可能降低。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于液晶顯示元件的基板，可滿足各種要求的光學(xué)特性，且同時(shí)可提高光的利用系數(shù)而沒有導(dǎo)致信號(hào)延遲的可能性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于液晶顯示元件的基板，包括一透明基板，和一預(yù)定數(shù)量對(duì)的具有高折射率的第一透明膜和具有低折射率的第二透明膜，各對(duì)由介電材料組成且疊放在該透明基板上，其中第一透明膜具有在550nm波長的不小于1.8的光的折射率，且第二透明膜被疊放在第一透明膜上且具有在550nm波長的不大于1.5的光的折射率；該預(yù)定數(shù)量是不小于1的整數(shù)；及第一透明膜和第二透明膜各具有一設(shè)置到這樣一值的膜厚度使得各第一透明膜和第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在5-95％的范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的基板，可滿足各種要求的光學(xué)特性，例如，可根據(jù)應(yīng)用在一廣闊的范圍內(nèi)自由地設(shè)定各透明膜在可見光區(qū)中的光透射比和光反射比之間的比例，另外，因?yàn)槭褂酶饔山殡姴牧辖M成的具有高折射率的一透明膜和具有低折射率的一透明膜，可提高光的利用系數(shù)。而且，由于透明膜不由金屬化薄膜組成，消除了導(dǎo)致信號(hào)延遲的可能性。
較佳地，該用于液晶顯示元件的基板包括一疊放在該透明基板上的一透明粗糙表面散射層。
結(jié)果，可抑制發(fā)射光所產(chǎn)生的眩目。
較佳地，各第一透明膜和第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在不小于5％但小于25％的范圍內(nèi)。其中當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是1時(shí)，第一透明膜具有20-130nm的厚度，第二透明膜具有50-110nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是2時(shí)，第一透明膜具有5-60nm的厚度，第二透明膜具有5-150nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是3時(shí)，第一透明膜具有3-80nm的厚度，第二透明膜具有5-160nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是4時(shí)，第一透明膜具有5-80nm的厚度，第二透明膜具有5-80nm的厚度。
較佳地，各第一透明膜和第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在不小于25％但小于45％的范圍內(nèi)。其中當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是1時(shí)，第一透明膜具有80-110nm的厚度，第二透明膜具有40-60nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是2時(shí)，第一透明膜具有20-180nm的厚度，第二透明膜具有30-100nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是3時(shí)，第一透明膜具有10-110nm的厚度，第二透明膜具有10-170nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是4時(shí)，第一透明膜具有20-110nm的厚度，第二透明膜具有5-100nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是5時(shí)，第一透明膜具有10-110nm的厚度，第二透明膜具有5-110nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是6時(shí)，第一透明膜具有10-80nm的厚度，第二透明膜具有30-100nm的厚度。
而且，較佳地，各第一透明膜和第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在不小于45％但小于65％的范圍內(nèi)。其中當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是2時(shí)，第一透明膜具有60-180nm的厚度，第二透明膜具有40-90nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是3時(shí)，第一透明膜具有20-160nm的厚度，第二透明膜具有10-150nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是4時(shí)，第一透明膜具有20-180nm的厚度，第二透明膜具有10-110nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是5時(shí)，第一透明膜具有30-190nm的厚度，第二透明膜具有10-140nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是6時(shí)，第一透明膜具有10-150nm的厚度，第二透明膜具有10-100nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是7時(shí)，第一透明膜具有20-150nm的厚度，第二透明膜具有5-110nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是8時(shí)，第一透明膜具有20-130nm的厚度，第二透明膜具有5-110nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是9時(shí)，第一透明膜具有20-120nm的厚度，第二透明膜具有10-90nm的厚度。
較佳地，各第一透明膜和第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在不小于65％但小于95％的范圍內(nèi)。其中當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是3時(shí)，第一透明膜具有80-160nm的厚度，第二透明膜具有40-110nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是4時(shí)，第一透明膜具有60-140nm的厚度，第二透明膜具有40-100nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是5時(shí)，第一透明膜具有30-130nm的厚度，第二透明膜具有20-170nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是6時(shí)，第一透明膜具有20-180nm的厚度，第二透明膜具有10-140nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是7時(shí)，第一透明膜具有10-150nm的厚度，第二透明膜具有30-130nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是8時(shí)，第一透明膜具有5-200nm的厚度，第二透明膜具有5-150nm的厚度；當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是9時(shí)，第一透明膜具有5-200nm的厚度，第二透明膜具有5-140nm的厚度。
由于各具有高折射率的透明膜和具有低折射率的透明膜的厚度可被設(shè)定在一預(yù)定范圍上，可見光區(qū)中的光反射比可在較廣的范圍上被設(shè)定，使得可滿足各種要求的光學(xué)特性。
較佳地，第二透明膜由具有低折射率的材料形成，該具有低折射率的材料實(shí)質(zhì)地由從二氧化硅、氟化鎂、氟化鈣及氟化鋰構(gòu)成的組中選擇的至少一種復(fù)合物組成。
二氧化硅是較佳的，因?yàn)樗哂袃?yōu)良的化學(xué)耐用性。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，第二透明膜包括一位距透明基板最遠(yuǎn)的一透明膜，該透明膜由二氧化硅形成且具有不小于20nm的膜厚度。
結(jié)果，可提高該位距透明基板最遠(yuǎn)的低折射率透明膜對(duì)涂覆在該透明薄膜上的例如濾色片的其他材料的附著程度。
在本發(fā)明的再一優(yōu)選實(shí)施例中，第一透明膜由具有高折射率的材料形成，該具有高折射率的材料實(shí)質(zhì)地由從二氧化鈦、二氧化鋯、五氧化鉭及氧化錫構(gòu)成的組中選擇的至少一種復(fù)合物組成。
從以下結(jié)合附圖所作的描述中，本發(fā)明的以上及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯然。
圖1是一常規(guī)的液晶顯示元件的層疊的結(jié)構(gòu)的一例子的截面視圖；圖2是通過使用根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于液晶元件的一基板所制造的一液晶顯示元件的層疊的結(jié)構(gòu)的截面視圖；圖3是說明本發(fā)明的典型例子與比較例No.1-4之間的光透射比和光反射比的關(guān)系的示圖；及圖4A和4B是表示根據(jù)本發(fā)明的用于液晶顯示元件的基板的例子和常規(guī)的用于液晶顯示元件的基板的比較例的光學(xué)特性的圖形示圖，其中圖4A是例子No.1和2的光學(xué)特性的圖形示圖；而圖4B是比較例No.1和2的光學(xué)特性的圖形示圖。
現(xiàn)將參照附圖，通過優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明進(jìn)行了廣泛地研究，發(fā)現(xiàn)如果一預(yù)定數(shù)量對(duì)的具有高折射率的第一透明膜(以下稱為“高折射率透明膜”)和具有低折射率的第二透明膜(以下稱為“低折射率透明膜”)，各對(duì)由介電材料組成，被疊放在一透明基板上，且高折射率透明膜具有在550nm波長的不小于1.8的光的折射率，且低折射率透明膜被疊放在高折射率透明膜上且具有在550nm波長的不大于1.5的光的折射率，且進(jìn)而如果該預(yù)定數(shù)量是1或更大；及高折射率透明膜和低折射率透明膜各具有一設(shè)置到這樣一值的膜厚度使得各透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在5-95％的范圍內(nèi)，可滿足各種要求的光學(xué)特性，且在同時(shí)，提高了光的利用系數(shù)，消除了導(dǎo)致信號(hào)延遲的可能性。
也就是說，根據(jù)本發(fā)明的用于液晶顯示元件的一基板，可滿足各種要求的光學(xué)特性，例如，可根據(jù)應(yīng)用在一廣闊的范圍內(nèi)自由地設(shè)定各透明膜在可見光區(qū)中的光透射比和光反射比之間的比例，提高了光的利用系數(shù)。另外，因?yàn)楦哒凵渎释该髂ず偷驼凵渎释该髂び山殡姴牧隙墙饘倩∧そM成，在透明膜和透明電極之間不會(huì)出現(xiàn)電容，從而消除了導(dǎo)致信號(hào)延遲的可能性。
而且，由于可見光區(qū)中的波長成分，紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的光反射比的最大值和最小值之間的差可被保持在近似10％或更小，可獲得在可見光區(qū)中的一廣闊范圍上的是平坦的光學(xué)特性。
本發(fā)明是基于以上發(fā)現(xiàn)。
現(xiàn)將參照?qǐng)D2詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種用于液晶顯示元件的基板。
圖2是通過使用根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的用于液晶元件的一基板所制造的一液晶顯示元件的層疊的結(jié)構(gòu)的截面視圖。在圖2中，一對(duì)透明基板1和1a被相對(duì)配置，透明基板1面對(duì)背面而透明基板1a面對(duì)正面。在透明基板1a的外表面上，按順序疊放一漫射板5、一相差板2a和一偏振板3，而在透明基板1a的內(nèi)表面上，疊放由銦-錫-氧化物(ITO)或類似物組成的一透明導(dǎo)電膜6a。在透明基板1的外表面上，按順序疊放一相差板2和一偏振板3，而在偏振板3的外表面上，配置一起到光源作用的的背光元件4。
透明基板1和1a可以是被通常使用的普通的玻璃基板。然而，這非限制性的，例如由鈉鈣玻璃、和透明塑料等形成的基板的其他基板可被使用作為透明基板1和1a。當(dāng)一鈉鈣玻璃基板被使用作為透明基板1和1a時(shí)，最好用二氧化硅薄膜涂覆該透明基板以使防止可能由從這些基板內(nèi)部流出的鈉離子引起的污染問題。而且，當(dāng)替代玻璃基板而使用塑料基板時(shí)，最好在包含聚硅氧烷的一硬涂層的頂上涂覆一二氧化硅薄膜，因?yàn)橛锌赡軓倪@些基板的內(nèi)部泄漏出濕氣。
在透明基板1的內(nèi)表面上疊放預(yù)定數(shù)量m(m是-正整數(shù))對(duì)的一高折射率透明膜7和一低折射率透明膜8。高折射率透明膜7由具有低光吸收和高折射率的介電材料組成，而低折射率透明膜8由具有低光吸收和低折射率的介電材料組成。低折射率透明膜8被疊放在高折射率透明膜7上，但疊放次序可被反過來。而且，通過施加并按壓一熱凝有機(jī)樹脂(例如丙烯酸樹脂)所形成的一透明粗糙表面散射層12可被疊放在透明基板1的內(nèi)表面上。盡管未示出，透明粗糙表面散射層12在其表面呈現(xiàn)微小的不規(guī)則性而且這些微小的不規(guī)則性導(dǎo)致反射光的不規(guī)則反射，可抑制光滑產(chǎn)品產(chǎn)生的眩目。而且，最好透明粗糙表面散射層12的折射率幾乎與透明基板1和1a的折射率相同。
預(yù)定數(shù)量m對(duì)的高折射率透明膜7和低折射率透明膜8起到反射光的反射膜的作用。也就是說，通過給出適當(dāng)厚度的高折射率透明膜7和低折射率透明膜8并將該預(yù)定數(shù)量m設(shè)置到一適合的數(shù)字，可將光透射比和光反射比設(shè)置到一期望的值。
根據(jù)用于液晶元件的基板的設(shè)計(jì)所要求的應(yīng)用設(shè)置上述光透射比和光反射比。例如，光反射比被設(shè)置在5至95％的范圍內(nèi)，如下當(dāng)該基板在相對(duì)明亮的環(huán)境下被頻繁地使用作為一反射型液晶顯示元件的基板時(shí)，該光反射比被設(shè)置在一高值(65至95％)，而當(dāng)該基板在相對(duì)昏暗的環(huán)境下被頻繁地使用作為一透明型液晶顯示元件的基板時(shí)，該光反射比被設(shè)置在一低值(5至45％)。當(dāng)光反射比被設(shè)置在45至65％的范圍內(nèi)時(shí)，可制做適合用作為一反射型且透明型顯示元件的液晶顯示元件。
在圖2中，距透明基板1最遠(yuǎn)的、是高折射率透明膜7或低折射率透明膜8的一透明膜8a上疊放有一鑲嵌的濾色片9、一用于保護(hù)該濾色片9的涂層10、和一由銦-錫-氧化物(ITO)或類似物組成的一透明導(dǎo)電膜6。而且，一晶體層11被放置在該透明導(dǎo)電膜6和一透明導(dǎo)電膜6a之間。然而，疊放在該透明膜8a上的上述層9、10、6、6a可由一單個(gè)光學(xué)等效透明層(匹配油-matching oil)13所替換。該匹配油的折射率在1.5-1.6的范圍內(nèi)且最好為1.55。
作為用于高折射率透明膜7的具有高折射率的材料，最好使用具有1.8或更高的折射率及低光吸收的介電材料。具體地，最好是二氧化鈦、二氧化鋯、五氧化鉭、氧化錫或類似物。而且，作為用于低折射率透明膜8的具有低折射率的材料，最好使用具有1.5或更低的折射率及低光吸收的介電材料。具體地，最好是二氧化硅、氟化鎂、氟化鈣、氟化鋰或類似物。最好各透明膜的厚度在5-200nm的范圍內(nèi)，然而，說得確切些，取得期望的光學(xué)特性的最佳厚度應(yīng)被選擇。
在可見光區(qū)中的波長成分，紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的光反射比的最大值和最小值之間的差可被保持在近似10％或更小的情況下，根據(jù)可見光區(qū)中的高折射率透明膜7和低折射率透明膜8對(duì)數(shù)(疊放的層數(shù)，以下稱為“疊放數(shù)”)和要求的光反射比，最好將該最佳厚度設(shè)置如下(1)5％-24％的光反射比(ⅰ)當(dāng)疊放數(shù)為1時(shí)高折射率透明膜720-130nm低折射率透明膜850-110nm(ⅱ)當(dāng)疊放數(shù)為2時(shí)透明膜75-60nm透明膜85-150nm(ⅲ)當(dāng)疊放數(shù)為3時(shí)透明膜73-80nm透明膜85-160nm(ⅳ)當(dāng)疊放數(shù)為4時(shí)透明膜75-80nm透明膜85-80nm(2)25％-44％的光反射比(ⅰ)當(dāng)疊放數(shù)為1時(shí)透明膜780-110nm透明膜840-60nm(ⅱ)當(dāng)疊放數(shù)為2時(shí)透明膜720-180nm透明膜830-100nm(ⅲ)當(dāng)疊放數(shù)為3時(shí)透明膜710-130nm透明膜810-170nm(ⅳ)當(dāng)疊放數(shù)為4時(shí)透明膜720-110nm透明膜85-100nm(ⅴ)當(dāng)疊放數(shù)為5時(shí)透明膜710-110nm透明膜85-110nm(ⅵ)當(dāng)疊放數(shù)為6時(shí)透明膜710-80nm透明膜830-100nm(3)45％-64％的光反射比(ⅰ)當(dāng)疊放數(shù)為2時(shí)透明膜760-180nm
透明膜840-90nm(ⅱ)當(dāng)疊放數(shù)為3時(shí)透明膜720-160nm透明膜810-150nm(ⅲ)當(dāng)疊放數(shù)為4時(shí)透明膜720-180nm透明膜810-110nm(ⅳ)當(dāng)疊放數(shù)為5時(shí)透明膜730-190nm透明膜810-140nm(ⅴ)當(dāng)疊放數(shù)為6時(shí)透明膜710-150nm透明膜810-100nm(ⅵ)當(dāng)疊放數(shù)為7時(shí)透明膜720-150nm透明膜85-110nm(ⅶ)當(dāng)疊放數(shù)為8時(shí)透明膜720-130nm透明膜85-110nm(ⅷ)當(dāng)疊放數(shù)為9時(shí)透明膜720-120nm透明膜810-90nm(4)65％-94％的光反射比(ⅰ)當(dāng)疊放數(shù)為3時(shí)透明膜780-160nm透明膜840-110nm(ⅱ)當(dāng)疊放數(shù)為4時(shí)透明膜760-140nm透明膜840-100nm(ⅲ)當(dāng)疊放數(shù)為5時(shí)透明膜730-130nm透明膜820-170nm(ⅳ)當(dāng)疊放數(shù)為6時(shí)透明膜720-180nm透明膜810-140nm(ⅴ)當(dāng)疊放數(shù)為7時(shí)透明膜710-150nm透明膜830-130nm(ⅵ)當(dāng)疊放數(shù)為8時(shí)透明膜75-200nm透明膜85-150nm(ⅶ)當(dāng)疊放數(shù)為9時(shí)透明膜75-200nm透明膜85-140nm如果最遠(yuǎn)離透明基板1的透明膜8a是一低折射率透明膜8，從加強(qiáng)其對(duì)濾色片的粘著性的觀點(diǎn)看，其厚度最好是20nm或更大。而且，用于透明膜8a的材料最好是二氧化硅。形成上述高折射率透明膜7、一低折射率透明膜8和透明膜8a的較佳的方法主要包括離子鍍覆(ion plating)、電子束加熱蒸鍍和濺射。然而，也可以采用其他的方法。
根據(jù)本實(shí)施例，通過將由具有不同折射率的介電材料組成的預(yù)定數(shù)量m對(duì)的高折射率透明膜7和低折射率透明膜8疊放成多層，可將可見光區(qū)中的光反射比設(shè)置到5-95％且因此與用于具有疊放在透明基板1的背面上的金屬化薄膜的液晶顯示元件的常規(guī)的基板相比，可滿足多種所需的光學(xué)特性。而且，由于高折射率透明膜7和低折射率透明膜8由低光吸收介電材料組成，由于減少的光吸收量，光的利用系數(shù)可被提高。此外，可消除信號(hào)延遲的可能性。
例子接著，將說明本發(fā)明的例子。
例1首先，從鈉鈣玻璃材料(實(shí)質(zhì)上由重量百分比72％的SiO2、13％的Na2O、8％的CaO、1.8％的Al2O3和0.9％的K2O組成)制備用于背面的上述透明基板1。然后，在制備的該透明基板1的一表面上，按表1中指示的疊放數(shù)疊放若干對(duì)高折射率透明膜7和低折射率透明膜8并具有表1中指示的厚度，隨后疊放具有1.55的折射率的匹配油13和透明基板1a，從而制備測(cè)試片作為例No.1-17。作為用于高折射率透明膜7和低折射率透明膜8的材料，分別使用二氧化鈦(TiO2)和二氧化硅(SiO2)(對(duì)于以下的例子也是同樣)。而且，各透明膜7和8的厚度根據(jù)疊放數(shù)而定以使可見光區(qū)中的光反射比在不小于5％但小于25％的范圍內(nèi)。
從其一側(cè)用可見光照射上述測(cè)試片，且測(cè)量對(duì)應(yīng)于可見光的透射光和反射光的波長分量R、G、和B的光透射比和光反射比。測(cè)量結(jié)果被示出在表1中。
在表1中，在列“膜形成方法”下列舉出的字母“S”是指通過濺射形成的膜，而字母“E”是指通過真空蒸鍍形成的膜。疊放數(shù)m指示高折射率透明膜7和低折射率透明膜8的對(duì)數(shù)。在列“層厚度”下列出的字母“H”指示高折射率透明膜7的膜厚度，而字母“L”指示低折射率透明膜8的膜厚度。光透射比(％)指示透射過一測(cè)試片的可見光的波長分量R、G、或B的百分比，而光反射比指示通過一測(cè)試片發(fā)射的可見光的波長分量R、G、或B的百分比。符號(hào)Δ指示波長成分紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的光反射比的最大值和最小值之間的差。對(duì)于后面的各表也采用同樣的表示方法。
從表1了解到通過將各高折射率透明膜7和低折射率透明膜8疊放對(duì)數(shù)和膜厚度設(shè)置到表1中指示的值，當(dāng)可見光區(qū)中的光反射比處于不小于5％但小于25％的范圍內(nèi)時(shí)，例No.1-17的波長成分紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的光反射比的最大值和最小值之間的差可被保持在近似10％或更小。
例2接著，在透明基板1的一表面上，按表2中指示的疊放數(shù)疊放高折射率透明膜7和低折射率透明膜8的對(duì)并帶有其中指示的厚度，隨后疊放具有1.55的折射率的匹配油13和透明基板1a，從而制備測(cè)試片作為例No.18-39。以與例1中相同的方式測(cè)量這些測(cè)試片，且結(jié)果被示出在表2中。還有，各透明膜7和8的厚度根據(jù)疊放數(shù)被設(shè)定以使可見光區(qū)中的光反射比在不小于25％但小于45％的范圍內(nèi)。
從表2了解到通過將各高折射率透明膜7和低折射率透明膜8疊放對(duì)數(shù)和膜厚度設(shè)置到表2中指示的值，當(dāng)可見光區(qū)中的光反射比處于不小于25％但小于45％的范圍內(nèi)時(shí)，例No.18-39的波長成分紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的光反射比的最大值和最小值之間的差可被保持在近似10％或更小。
例3表3和4示出了當(dāng)可見光區(qū)中的光反射比在不小于45％但小于65％的范圍內(nèi)時(shí)，以與例1中相同的方式進(jìn)行測(cè)量所獲得的結(jié)果。
從表3和4了解到通過將各高折射率透明膜7和低折射率透明膜8疊放對(duì)數(shù)和膜厚度設(shè)置到表3和4中指示的值，當(dāng)可見光區(qū)中的光反射比處于不小于45％但小于65％的范圍內(nèi)時(shí)，例No.40-78波長成分紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的光反射比的最大值和最小值之間的差可被保持在近似10％或更小。
例4表5和6示出了當(dāng)可見光區(qū)中的光反射比在不小于65％但小于95％的范圍內(nèi)時(shí)，以與例1中相同的方式進(jìn)行測(cè)量所獲得的結(jié)果。
從表5和6了解到通過將各高折射率透明膜7和低折射率透明膜8疊放對(duì)數(shù)和膜厚度設(shè)置到表5和6中指示的值，當(dāng)可見光區(qū)中的光反射比處于不小于65％但小于95％的范圍內(nèi)時(shí)，例No.79-113波長成分紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的光反射比的最大值和最小值之間的差可被保持在近似10％或更小。
而且，以與上述類似的方式，對(duì)在各上述測(cè)試片的透明基板1的內(nèi)表面上附加地疊放透明粗糙表面散射層12所制備的測(cè)試片進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量結(jié)果示出通過將各高折射率透明膜7和低折射率透明膜8疊放對(duì)數(shù)和膜厚度設(shè)置到表1-6中指示的值，當(dāng)可見光區(qū)中的光反射比處于不小于5％但小于95％的范圍內(nèi)時(shí)，波長成分紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B)的光反射比的最大值和最小值之間的差可被保持在近似10％或更小。
接著，將描述本發(fā)明的例子的光吸收性與常規(guī)的用于液晶顯示元件的基板的光吸收性之間的差異。這里，假定從可見光中減去透射光和反射光后的其余光被吸收，通過公式100-(光透射比+光反射比)計(jì)算光吸收性。表7示出了根據(jù)本發(fā)明的一些典型的例子(例No.9、29、76、92、17、38、77和105)的光吸收性和常規(guī)的用于液晶顯示元件的基板(比較例No.1-4)的光吸收性進(jìn)行比較的結(jié)果。
將參照?qǐng)D1簡(jiǎn)要說明用于比較例No.1-4的液晶顯示元件的疊層結(jié)構(gòu)。圖1是常規(guī)的液晶顯示元件的一典型的疊層結(jié)構(gòu)的截面視圖。與上述圖2的疊層結(jié)構(gòu)的區(qū)別在于取代預(yù)定數(shù)量m對(duì)的高折射率透明膜7和低折射率透明膜8，將一金屬化薄膜13疊放在透明基板1的內(nèi)表面上。
以與上述例子相同的方式，通過使用鈉鈣玻璃用于背面的透明基板1，來制備作為比較例No.1-4的測(cè)試片。
從其一表面用可見光照射各被制備的測(cè)試片，測(cè)量對(duì)應(yīng)于可見光的透射光和反射光的550nm的波長分量的光透射比和光反射比。測(cè)量結(jié)果被示出在表7中。
如從表7看到的，根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例難有任何的光吸收且顯示出很小的光吸收性值，因?yàn)榀B放在透明基板1的表面上的預(yù)定數(shù)量對(duì)的高折射率透明膜7和低折射率透明膜8由低光吸收性介電材料組成。另一方面，各比較例No.1-4具有疊放在透明基板1上的由鋁形成的金屬化薄膜，從而光被該金屬化薄膜吸收，以使光吸收性值較大。表7中的結(jié)果顯示出這些比較例具有比本發(fā)明的這些例子大20％左右的光吸收性。
表7中的結(jié)果被示出在圖3中。圖3是說明本發(fā)明的典型例子與比較例No.1-4之間的光透射比和光反射比的關(guān)系的示圖。其中a指示根據(jù)本發(fā)明的典型例子的用于液晶顯示元件的基板的特性曲線，而b指示根據(jù)比較例No.1-4的特性曲線。
接著，將參照?qǐng)D4A和4B描述根據(jù)本發(fā)明的用于液晶顯示元件的基板的例子和常規(guī)的用于液晶顯示元件的基板的例子的光學(xué)特性(光透射比(T[％])、光反射比(R[％]))。圖4A和4B分別是根據(jù)本發(fā)明的用于液晶顯示元件的基板和常規(guī)的用于液晶顯示元件的基板的光學(xué)特性(T、R[％])的圖形表示。圖4A示出了例No.1-2的光學(xué)特性，而圖4B示出了比較例No.1-2的光學(xué)特性。在圖4A和4B的圖形表示中，示出了當(dāng)光的入射角為0度和45度時(shí)的光透射比和光反射比，橫坐標(biāo)表示波長[nm]，豎坐標(biāo)表示T、R[％]。
從圖4A可看到例No.1-2的可見光區(qū)中的光學(xué)特性示出為平坦或基本上水平特性曲線，不管光的入射角，即不管光的入射角是0度還是45度，以使當(dāng)顯示彩色圖象時(shí)不需要進(jìn)行額外的色彩校正。另一方面，如圖4B所示，比較例No.1-2的光學(xué)特性示出為不平坦或傾斜的曲線，其要求當(dāng)顯示彩色圖象時(shí)需要進(jìn)行額外的色彩校正。
表1
表2
表3
表4
表5
表6
表7
權(quán)利要求
1.一種用于液晶顯示元件的基板，包括一透明基板；和一預(yù)定數(shù)量對(duì)的具有高折射率的第一透明膜和具有低折射率的第二透明膜，各透明膜由介電材料組成且疊放在該透明基板上；其中所述第一透明膜具有在550nm波長的不小于1.8的光的折射率，且所述第二透明膜被疊放在所述第一透明膜上，所述第二透明膜具有在550nm波長的不大于1.5的光的折射率；所述預(yù)定數(shù)量是不小于1的整數(shù)；及所述第一透明膜和所述第二透明膜各具有一設(shè)置到這樣一值的膜厚度使得各所述第一透明膜和第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在5-95％的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種用于液晶顯示元件的基板，包括一疊放在所述透明基板上的一透明粗糙表面散射層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種用于液晶顯示元件的基板，其中各所述第一透明膜和第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在不小于5％但小于25％的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是1時(shí)，所述第一透明膜具有20-130nm的厚度，所述第二透明膜具有50-110nm的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)該預(yù)定數(shù)量是2時(shí)，所述第一透明膜具有5-60nm的厚度，所述第二透明膜具有5-150nm的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是3時(shí)，所述第一透明膜具有3-80nm的厚度，所述第二透明膜具有5-160nm的厚度。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是4時(shí)，所述第一透明膜具有5-80nm的厚度，所述第二透明膜具有5-80nm的厚度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種用于液晶顯示元件的基板，其中各所述第一透明膜和所述第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在不小于25％但小于45％的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是1時(shí)，所述第一透明膜具有80-110nm的厚度，所述第二透明膜具有40-60nm的厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是2時(shí)，所述第一透明膜具有20-180nm的厚度，所述第二透明膜具有30-100nm的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是3時(shí)，所述第一透明膜具有10-130nm的厚度，所述第二透明膜具有10-170nm的厚度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是4時(shí)，所述第一透明膜具有20-110nm的厚度，所述第二透明膜具有5-100nm的厚度。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是5時(shí)，所述第一透明膜具有10-110nm的厚度，所述第二透明膜具有5-110nm的厚度。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是6時(shí)，所述第一透明膜具有10-80nm的厚度，所述第二透明膜具有30-100nm的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種用于液晶顯示元件的基板，其中各所述第一透明膜和所述第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在不小于45％但小于65％的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是2時(shí)，所述第一透明膜具有60-180nm的厚度，所述第二透明膜具有40-90nm的厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是3時(shí)，所述第一透明膜具有20-160nm的厚度，所述第二透明膜具有10-150nm的厚度。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是4時(shí)，所述第一透明膜具有20-180nm的厚度，所述第二透明膜具有10-110nm的厚度。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是5時(shí)，所述第一透明膜具有30-190nm的厚度，所述第二透明膜具有10-140nm的厚度。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是6時(shí)，所述第一透明膜具有10-150nm的厚度，所述第二透明膜具有10-100nm的厚度。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是7時(shí)，所述第一透明膜具有20-150nm的厚度，所述第二透明膜具有5-110nm的厚度。
22.根據(jù)權(quán)利要求15的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是8時(shí)，所述第一透明膜具有20-130nm的厚度，所述第二透明膜具有5-110nm的厚度。
23.根據(jù)權(quán)利要求15的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是9時(shí)，所述第一透明膜具有20-120nm的厚度，所述第二透明膜具有10-90nm的厚度。
24.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種用于液晶顯示元件的基板，其中各所述第一透明膜和所述第二透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在不小于65％但小于95％的范圍內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是3時(shí)，所述第一透明膜具有80-160nm的厚度，所述第二透明膜具有40-110nm的厚度。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是4時(shí)，所述第一透明膜具有60-140nm的厚度，所述第二透明膜具有40-100nm的厚度。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是5時(shí)，所述第一透明膜具有30-130nm的厚度，所述第二透明膜具有20-170nm的厚度。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是6時(shí)，所述第一透明膜具有20-180nm的厚度，所述第二透明膜具有10-140nm的厚度。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是7時(shí)，所述第一透明膜具有10-150nm的厚度，所述第二透明膜具有30-130nm的厚度。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是8時(shí)，所述第一透明膜具有5-200nm的厚度，所述第二透明膜具有5-150nm的厚度。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的一種用于液晶顯示元件的基板，其中當(dāng)所述預(yù)定數(shù)量是9時(shí)，所述第一透明膜具有5-200nm的厚度，所述第二透明膜具有5-140nm的厚度。
32.根據(jù)權(quán)利要求1至31中任一項(xiàng)的一種用于液晶顯示元件的基板，其中所述第二透明膜由具有低折射率的材料形成，所述具有低折射率的材料實(shí)質(zhì)地由從二氧化硅、氟化鎂、氟化鈣及氟化鋰構(gòu)成的組中選擇的至少一種復(fù)合物組成。
33.根據(jù)權(quán)利要求1至32中任一項(xiàng)的一種用于液晶顯示元件的基板，其中所述第二透明膜包括一位距透明基板最遠(yuǎn)的一透明膜，所述透明膜由二氧化硅形成且具有不小于20nm的膜厚度。
34.根據(jù)權(quán)利要求1至33中任一項(xiàng)的一種用于液晶顯示元件的基板，其中所述第一透明膜由具有高折射率的材料形成，所述具有高折射率的材料實(shí)質(zhì)地由從二氧化鈦、二氧化鋯、五氧化二鉭及氧化錫構(gòu)成的組中選擇的至少一種復(fù)合物組成。
全文摘要
一種用于液晶顯示元件的基板,可滿足各種要求的光學(xué)特性的,且同時(shí)可提高光的利用系數(shù)而沒有導(dǎo)致信號(hào)延遲的可能性。一預(yù)定數(shù)量對(duì)的具有高折射率的第一透明膜和具有低折射率的第二透明膜,各透明膜由介電材料組成且疊放在一透明基板上。高折射率的透明膜和低折射率的透明膜具有在550nm波長的不小于1.8且不大于1.5的光的折射率。所述預(yù)定數(shù)量對(duì)是1或更大,且高折射率的透明膜和低折射率的透明膜各具有一設(shè)置到這樣一值的膜厚度使得各透明膜的在可見光區(qū)中的光反射比在5～95%的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK1297163SQ0013252
公開日2001年5月30日 申請(qǐng)日期2000年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月17日
發(fā)明者新井大介, 荻野悅男 申請(qǐng)人:日本板硝子株式會(huì)社