【手続補正書】
【提出日】平成17年6月30日(2005.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表示電極を有する第１基板と第２表示電極を有する第２基板との間に液晶層を封入した液晶表示素子において、
前記第１基板の内面に可視光領域の特定波長の光を反射し、特定波長以外の光を透過する選択反射カラーフィルタを配設し、該選択反射カラーフィルタは、反射波長の異なる複数の反射色別カラーフィルタを平面的に配設してなるとともに、各反射色別カラーフィルタ毎に開口部を形成し、
各開口部内に、特定波長の光を透過し、特定波長以外の光を吸収する透過型カラーフィルタを配設し、
開口部内の透過型カラーフィルタは、周囲の選択反射カラーフィルタの特性に応じて選んだ透過波長の異なる透過色別カラーフィルタであることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記開口部を含む各反射色別カラーフィルタの上に特定波長の光を通過し、特定波長以外の光を吸収する透過型カラーフィルタを積層した請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】
前記反射色別カラーフィルタが反射する特定波長と透過色別カラーフィルタが通過させる特定波長とが、可視光領域でほぼ等しい波長領域である請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項４】
前記反射色別カラーフィルタの開口部内に配設された透過型カラーフィルタと前記反射色別カラーフィルタ上に積層された透過型カラーフィルタとが、ほぼ同一波長特性を有する透過色別カラーフィルタである請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項５】
前記反射色別カラーフィルタの開口部内に配設された透過型カラーフィルタと前記反射色別カラーフィルタ上に積層された透過型カラーフィルタとが、一体に構成されている請求項４記載の液晶表示素子。
【請求項６】
それぞれの前記透過色別カラーフィルタは色によって厚さが異なる請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記透過型カラーフィルタは、光を拡散する拡散部材を含有する請求項１または請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項８】
前記第１基板と選択反射カラーフィルタとの間に遮光層を設けた請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項９】
前記選択反射カラーフィルタおよび前記透過型カラーフィルタを覆って保護用絶縁膜を形成し、該保護用絶縁膜上に第１表示電極を形成した請求項１または請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項１０】
前記第１表示電極と前記第２表示電極との交差部が画素であり、前記開口部は前記画素内に複数個設ける請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１１】
前記各反射色別カラーフィルタは赤色の反射Ｒカラーフィルタ、緑色の反射Ｇカラーフィルタ、青色の反射Ｂカラーフィルタであり、前記各透過色別カラーフィルタは反射赤色カラーフィルタ、反射緑色カラーフィルタ、反射青色カラーフィルタである請求項１または請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記液晶表示素子は前記反射Ｒカラーフィルタ、反射Ｇカラーフィルタ、反射Ｂカラーフィルタを１組として、１表示画素を構成している請求項１１記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記第１基板の内面上に半導体素子を設け、前記開口部を含む選択反射カラーフィルタの上層に前記第１表示電極を設け、該第１表示電極は、前記選択反射カラーフィルタに設けた表示電極接続開口部を介して半導体素子に接続する請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記第１基板の内面上に半導体素子を設け、前記選択反射カラーフィルタに積層した透過型カラーフィルタの上層に前記第１表示電極を設け、該第１表示電極は、前記透過型カラーフィルタおよび選択反射カラーフィルタに設けた表示電極接続開口部を介して半導体素子に接続する請求項２記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記半導体素子と選択反射カラーフィルタあるいは開口部内の透過型カラーフィルタとの間に、パッシベーション膜を設けることを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記パッシベーション膜は、光を吸収する部材からなることを特徴とする請求項１５記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
前記半導体素子と選択反射カラーフィルタとの間に、遮光層を有することを特徴とする請求項１３または請求項１４記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
前記選択反射カラーフィルタの開口部内に設ける透過型カラーフィルタの厚さは、選択反射カラーフィルタ上に設ける透過型カラーフィルタと選択反射カラーフィルタの積層厚さより薄いことを特徴とする請求項１４記載の液晶表示素子。
【請求項１９】
前記第２基板の内面上に半導体素子を設け、前記半導体素子は前記第２表示電極と接続していることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
特に、反射型液晶表示素子あるいは半透過反射型液晶表示素子では、明るさが非常に重要であるために、選択反射カラーフィルタを利用する技術がある。選択カラーフィルタは、光の干渉特性を利用し、特定の波長領域の光を反射するため、従来の透過型カラーフィルタと反射板とを組み合わせた液晶表示素子に比較し、吸収がないため明るいこと、反射板とカラーフィルタとの間隔による視差の発生がないこと、反射板を設ける必要がないことが有効である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また本発明の液晶表示素子は、第１基板と選択反射カラーフィルタとの間に遮光層を設けることを特徴とする。さらに選択反射カラーフィルタの開口部内と上面とに、透過型カラーフィルタを設け、透過型カラーフィルタ上に保護用絶縁膜を形成し、保護用絶縁膜上に第１表示電極を形成しても良い。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
本発明の液晶表示素子に使用する選択反射カラーフィルタは、反射波長の異なる複数の反射色別カラーフィルタを平面的に配設するとともに、各反射色別カラーフィルタ毎に開口部が設けられており、さらに各反射色別カラーフィルタ毎に吸収波長の異なる複数の透過色別カラーフィルタが積層されており、かつ積層された反射色別カラーフィルタの反射波長領域と透過色別カラーフィルタの通過波長領域とが、ほぼ等しい波長領域を有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
〔第１の実施形態における液晶表示素子の構成：図１、図２〕
以下に本発明を実施するための最良の形態における液晶表示素子について図面を参照しながら説明する。第１の実施形態の特徴は、選択反射カラーフィルタに開口部を設け、開口部内に特定波長の光を透過し、特定波長以外の光を吸収する透過型カラーフィルタを配設する点である。図２は本発明の液晶表示素子の平面図である。図１は、図２におけるＡ−Ａ線における液晶表示素子の断面図である。以下に、図１と図２とを交互に用いて第１の実施形態を説明する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
第１基板１の液晶層２５と反対の面には、第１基板１側より、透過表示に使用する第２の位相差板３８と第２の偏光板３７の順に設ける。さらに、第２の偏光板３７の下側には、透過表示の際に使用するバックライトユニット４１を設ける。バックライトユニット４１は、冷陰極管と導光板と光学フィルムと拡散板と反射板を有し、液晶表示素子の外周に設ける冷陰極管からの光を導光板と反射板で液晶表示素子の表示領域まで導光し、拡散板と光学フィルムにより、均一化と液晶表示素子への出射を可能とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
これらの開口部９には、透過型カラーフィルタとして透過波長がそれぞれ異なる透過色別カラーフィルタを配設する。反射Ｒカラーフィルタに設ける開口部９には、赤色を透過し、赤色以外の光を吸収する透過赤色カラーフィルタ５５を設ける。同様に、反射Ｇカラーフィルタに設ける開口部９には、透過緑色カラーフィルタ５６を配設する。反射Ｂカラーフィルタに設ける開口部９には、透過青色カラーフィルタ５７を配設する。すなわち、可視光領域において、ホログラフィクカラーフィルタの各反射の特定波長とほぼ同一の波長領域の光を透過する透過型カラーフィルタを、それぞれの表示画素における開口部９に
配設する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ホログラフィクカラーフィルタと透過型カラーフィルタ上には、両カラーフィルタを後処理工程から保護するために、保護用絶縁膜１１を設ける。保護用絶縁膜１１上には、透明導電膜からなるストライプ状の第１表示電極２を設ける。また、第１基板１上には、第１表示電極２と同一膜からなる接続電極１５を設ける。接続電極１５は、外部回路(図示せず)からの信号を第１表示電極２に印加するための接続部分である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
つぎに、図１６を用いて第１の実施形態の特徴を説明する。図１６は、横軸に波長をｎｍ単位で示し、縦軸に反射強度と透過強度とを示している。ホログラフィクカラーフィルタ５，６，７に設ける開口部には、ホログラフィクカラーフィルタの選択反射波長に相当する可視光波長領域を透過し、それ以外の光を吸収する透過型カラーフィルタ５５，５６，５７を形成する。反射赤カラーフィルタの開口部９には、図１６のＴ２の透過強度を示す透過赤カラーフィルタ５５を設ける。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
さらに、ホログラフィクカラーフィルタと第１基板１との間に、反射性金属材料からなる遮光層３９を設けることにより、透過表示の際に発生するホログラフィクカラーフィルタを透過して出射することによる色変化をさらに低減するとともに、遮光層３９からの反射光をバックライトユニット４１により、再度透過型カラーフィルタに出射するため、透過表示の明るさ向上も達成できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
＜第２の実施形態＞
〔第２の実施形態における液晶表示素子の構成：図３〕
以下に、本発明の第２の実施形態における液晶表示素子について、図面を参照しながら説明する。図３は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。本実施形態の特徴は、選択反射カラーフィルタに設ける開口部と、選択反射カラーフィルタ上との両方に透過型カラーフィルタを配設する点である。特に本実施形態では、開口部内に配設された透過型カラーフィルタと選択反射カラーフィルタ上に積層した透過型カラーフィルタとを一体として形成している。第１の実施形態と同じか、または類似する構成要素については同じ記号または符号をつけて参照し、従ってその詳細な説明は省略する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
つぎに、図１５を用いて本実施形態の特徴と説明する。図１５は、横軸に波長をｎｍ単位で示し、縦軸に反射強度と透過強度とを示している。図３で図示した入射光４５に対する反射出射光４６の角度４８がθａの時の反射強度をＲ２とし、θｂの時の反射強度をＲ３とすると、図１５で示したように、Ｒ２に比較し、Ｒ３は長波長側にシフトしている。すなわち、液晶表示パネルを観察者が視認する方向で、色彩に変化が発生していることが分かる。また、透過赤カラーフィルタ５５のみの透過強度は図１５のＴ２である。本実施形態では、反射色別カラーフィルタ５，６，７上には、各反射色別カラーフィルタの反射波長領域とほぼ同じ波長領域の光を透過する透過型カラーフィルタ５５，５６，５７をそれぞれ配置しているので、反射Ｒカラーフィルタと赤透過型カラーフィルタとを重ね合わせた分光特性はθａとθｂの範囲の何れの方向からでも、最終反射光Ｒ４を認識することが可能となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
＜第３の実施形態＞
〔第３の実施形態における液晶表示素子の構成：図４〕
以下に、本発明の第３の実施形態における液晶表示素子について、図面を参照しながら説明する。図４は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。本実施形態の特徴は、選択反射カラーフィルタに設ける開口部を埋める透過型カラーフィルタと選択反射カラーフィルタ上に設ける透過型カラーフィルタを別体にする点である。第１の実施形態と同じかまたは類似する構成要素については同じ記号または符号をつけて参照し、従ってその詳細な説明は省略する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
＜第４の実施形態＞
〔第４の実施形態における液晶表示素子の構成：図５〕
以下に、本発明の第４の実施形態における液晶表示素子について、図面を参照しながら説明する。図５は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。本実施形態の特徴は、選択反射カラーフィルタの開口部９と選択反射カラーフィルタ上とに設ける透過型カラーフィルタに、光拡散性を備える点である。第１の実施形態と同じかまたは類似する構成要素については同じ記号または符号をつけて参照し、従ってその詳細な説明は省略する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
まず透明基板からなる第１の基板１上には、選択反射カラーフィルタとして、反射Ｒカラーフィルタ５、反射Ｇカラーフィルタ６、青色を反射する反射Ｂカラーフィルタ７を設ける。反射色別カラーフィルタ５，６，７には、開口部９を設ける。開口部９を埋める部分と、反射色別カラーフィルタ５，６，７上には、透過型カラーフィルタ５５，５６，５７とを設ける。透過型カラーフィルタ５５，５６，５７には、透明アクリル樹脂に顔料を混合し、さらに、透明アクリル樹脂と屈折率の異なる透明部材４０を混合している。この透明部材は光を拡散させる機能を有する拡散部材である。透明アクリル樹脂と透明部材との界面で反射し、透過型カラーフィルタ内で複数回の反射が繰り返されることにより、光を拡散する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
遮光層３９は、ホログラフィクカラーフィルタを透過してくる外部入射光４５を再度ホログラフィクカラーフィルタ側に反射し、ホログラフィクカラーフィルタを再度透過させる。透過型カラーフィルタにより、反射出射光４６は外部入射光４５と同等の波長領域の光として第２基板２１側に出射することができるため、光の高効率化が達成できる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
さらに、遮光層３９は、バックライトユニット４１を点灯させて透過表示を行う際に、ホログラフィクカラーフィルタに設ける開口部９の透過型カラーフィルタ以外の部分の光を反射する。そのため、透過型カラーフィルタの分光特性に従った彩度の高い表示が可能となる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
＜第６の実施形態＞
〔第６の実施形態における液晶表示素子の構成：図７〕
以下に、本発明の第６の実施形態における液晶表示素子について、図面を参照しながら説明する。図６は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。本実施形態の特徴は、第１基板上に半導体素子と選択反射カラーフィルタとを有し、選択反射カラーフィルタには開口部を設け、さらにスイッチング素子と表示電極と接続するための表示電極用接続開口部を設ける点である。先の実施形態と同じかまたは類似する構成要素については同じ記号または符号をつけて参照し、従ってその詳細な説明は省略する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
第１表示電極２と第２表示電極２２との間隙が液晶層２５の厚さに相当するが、選択反
射カラーフィルタの開口部９の領域では、液晶層２５の厚さが相対的に厚くなり、他の表示電極２，２２の重なる表示画素では、液晶層２５の厚さが相対的に薄くなっている。これは開口部９の部分を透過表示に使用するため、液晶の常光と異常光との屈折率差（Δｎ）と液晶層２５の厚さから求めるΔｎｄを大きくすることを可能とする。そして、液晶表示素子の白の色つき防止と高コントラストを達成している。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
外部入射光４５による半導体素子の光照射を低減する目的のために、半導体素子上に設けるパッシベーション膜に光吸収部材を使用することも可能である。光照射を防止することにより、半導体素子のリーク電流の低減、誤動作の防止が可能となる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
＜第７の実施形態＞
〔第７の実施形態における液晶表示素子の構成：図８〕
以下に、本発明の第７の実施形態における液晶表示素子について、図面を参照しながら説明する。図８は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。本実施形態の特徴は、第１基板上に半導体素子と選択反射カラーフィルタとを有し、半導体素子と選択反射カラーフィルタとの間に遮光層を有する点である。選択反射カラーフィルタの開口部では、他の領域に比較して薄い遮光層を利用する点である。先の実施形態と同じかまたは類似する構成要素については同じ記号または符号をつけて参照し、従ってその詳細な説明は省略する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
パッシベーション膜９０上には、クロム膜からなる遮光層３９を設ける。遮光層３９は一部光を透過することができるように、膜厚が薄い箇所を設けている。遮光層３９上には、選択反射カラーフィルタ５，６，７を設け、薄膜にした遮光層３９上には、選択反射カラーフィルタの開口部９を設け、透過型カラーフィルタ５５，５６，５７を直接設ける。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
＜第８の実施形態＞
〔第８の実施形態における液晶表示素子の構成：図９、図１０〕
以下に、本発明の第８の実施形態における液晶表示素子について、図面を参照しながら説明する。図９は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図であり、図１０は、画素と画素周辺を示す拡大平面図である。本実施形態の特徴は、第２基板上に二端子型半導体素子として、金属−絶縁膜−金属構造を有するＭＩＭ素子を設ける点である。先の実施形態と同じか
または類似する構成要素については同じ記号または符号をつけて参照し、従ってその詳細な説明は省略する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
第１基板１と所定の間隙をスペーサー（図示せず）により設け、シール部２６により接着する第２基板２１上の第１基板１側の面に、半導体素子としてＭＩＭ素子を形成する。第２基板２１上にタンタル膜からなる下部電極９４と、下部電極９４の陽極酸化膜である酸化タンタル膜からなる非線形抵抗層９５と、非線形抵抗層９５上に設け、第２表示電極２２に接続する透明導電膜からなる非線形抵抗素子９８と、上部電極９６に接続する非線形抵抗素子９９とを有する。図１０に示すように、上部電極９６と第２表示電極２２の間に、第１の非線形抵抗素子９８と第２の非線形抵抗素子９９を直列に接続している。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
以上に示すように、開口部９の位置を非線形抵抗素子９８，９９の対角の方向に配置し、さらに、原点に一部重なる位置とすることで、表示電極の中央に近い位置に開口部９を配置できるとともに、反射表示に使用する選択反射カラーフィルタの領域を開口部９に対して比較的均等に四方に分散する形状とすることができる。よって、表示画素の混色性が良くなり、さらに近接する表示電極間の間隔が比較的均等にできるため、表示電極間の間隙が比較的目立たなくできる。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
＜第９の実施形態＞
〔第９の実施形態における液晶表示素子の構成：図１１、図１２〕
以下に、本発明の第９の実施形態における液晶表示素子について、図面を参照しながら説明する。図１１は、図２のＡ−Ａ線に相当する断面図である。図１２は、画素と画素周辺を示す拡大平面図である。本実施形態の特徴は、第１基板上に半導体素子を形成し、さらに、選択反射カラーフィルタに設ける開口部９を各画素に複数個設ける点である。本実施形態では、３個の開口部９を設けている。先の実施形態と同じかまたは類似する構成要素については同じ記号または符号をつけて参照し、従ってその詳細な説明は省略する。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
まず透明基板からなる第１基板１上には、薄膜トランジスター８８を設ける。薄膜トランジスター８８上には、パッシベーション膜９０を設ける。パッシベーション膜９０上には、３箇所に開口部９を有する選択反射カラーフィルタ５，６，７を設ける。開口部９と
選択反射カラーフィルタ上には、選択反射カラーフィルタの分光反射強度の大きい波長領域に分光透過率の大きい透過型カラーフィルタ５５，５６，５７を設ける。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
以上に示すように、複数の開口部７８，７９，８０とすることにより、反射表示に使用する選択反射カラーフィルタの領域を開口部７８，７９，８０に対して比較的均等に四方に分散する形状とすることが可能になり、表示画素の混色性が良くなり、さらに、近接する表示電極間の間隔が比較的均等にできるため表示電極間の間隙が比較的目立たなくできる。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
本発明の第８の実施形態における液晶表示素子の平面図である。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【符号の説明】
１  第１基板
２  第１表示電極
５  反射Ｒカラーフィルタ
６  反射Ｇカラーフィルタ
７  反射Ｂカラーフィルタ
９  開口部
１１  保護用絶縁膜
２１  第２基板
２２  第２表示電極
２５  液晶層
２６  シール部
３１  第１の偏光板
３２  第１の位相差板
３５  拡散層
３９  遮光層
４０  透明部材
４１  バックライトユニット
５５  透過赤色カラーフィルタ
５６  透過緑色カラーフィルタ
５７  透過青色カラーフィルタ
５８  第２の透過赤カラーフィルタ
５９  第２の透過緑カラーフィルタ
６０  第２の透過青カラーフィルタ
８３  半導体層
８６  ドレイン電極
８８  薄膜トランジスター(ＴＦＴ)
８９  電極接続開口部
９０  パッシベーション膜
９６  上部電極
９８  第１の非線形抵抗素子
９９  第２の非線形抵抗素子
【手続補正３１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2004020826.tif 000001