【事件の表示】
　特許第３１１２３９３号「カラー表示装置」の請求項１ないし５に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１１２３９３号の請求項１ないし５に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３１１２３９３号の請求項１ないし５に係る発明についての出願は、平成７年５月２５日に特許出願されたものであって、平成１２年９月２２日にその特許の設定の登録がなされ、その後、伊藤辰彦により特許異議の申立がなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１３年１０月２２日付けで訂正請求がなされ、再度取消理由通知がなされ、その指定期間内の平成１３年１２月１２日付けで訂正請求がなされるとともに、平成１３年１０月２２日付け訂正請求が取り下げられたものである。
　
２．訂正の適否について
２−１．訂正の内容
　ａ．特許請求の範囲の【請求項１】中の「該表示媒体を駆動するための電極を有する表示側基板と」との記載を「観察者側に配置され、該表示媒体を駆動するための電極を有する表示側基板と」と訂正する。
　これに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を取るため、明細書の【００１４】欄における「該表示媒体を駆動するための電極を有する表示側基板と」との記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、「観察者側に配置され、該表示媒体を駆動するための電極を有する表示側基板と」と訂正する。
　ｂ．特許請求の範囲の【請求項１】中の「該第２のカラーフィルターに対して対向電極側に」との記載を、「該第２のカラーフィルターに対して対向基板側に」と訂正する。
　これに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を取るため、明細書の【００１４】欄における「該第２のカラーフィルターに対して対向電極側に」との記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、「該第２のカラーフィルターに対して対向基板側に」と訂正する。
　ｃ．特許請求の範囲の【請求項３】中の「前記第２のカラーフィルターが前記対向基板側に」との記載を、特許請求の範囲の減縮を目的として、「前記第２のカラーフィルターが前記対向基板上に」と訂正する。
　これに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を取るため、明細書の【００１６】欄における「前記第２のカラーフィルターが前記対向基板側に」との記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、「前記第２のカラーフィルターが前記対向基板上に」と訂正する。
　
２−２．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａの請求項１についての訂正は、特許明細書【００２０】乃至【００２３】、【図１】等の記載に基づいて、特許請求の範囲の表示側基板の配置を限定するものであり、特許請求の範囲の減縮に該当する。又、訂正事項ｂの請求項１についての訂正は、本件発明の実施例を示す図４の記載と明らかに矛盾する事項を訂正するものであり、特許明細書及び出願当初明細書の図面の記載からみて明らかな誤記の訂正に該当する。そして、訂正事項ａ及びｂの【００１４】の訂正は、特許請求の範囲の限定に伴いそれとの整合を図るため、発明の詳細な説明の【課題を解決するための手段】の欄を訂正するもので、明瞭でない記載の釈明に該当する。そして、これらは、願書に添付した明細書に記載された事項或いは、願書に最初に添付した明細書に記載された事項の範囲内のものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　又、訂正事項ｃの請求項３についての訂正は、第２のカラーフィルターの配置を限定するもので、特許明細書【図４】、【００６７】の記載に基づくものであるから、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。そして、訂正事項ｃの【００１６】の訂正は、特許請求の範囲の限定に伴いそれとの整合を図るため、発明の詳細な説明の【課題を解決するための手段】の欄を訂正するもので、明瞭でない記載の釈明に該当する。そして、これらは、願書に添付した明細書に記載された事項の範囲内のものであり、実質的に特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
２−３．むすび
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び第３項で準用する特許法第１２６条第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
３．特許異議申立の理由の概要
　特許異議申立人は、甲第１号証ないし甲第５号証を提出し、本件の請求項１〜５に係る発明は、甲第１号証〜甲第３号証に記載された発明及び甲第４号証及び甲第５号証に開示された周知事項に基づいて当業者が容易に発明し得たものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、取り消すべきである旨主張している。
　
４．当審の判断
４−１．本件発明
　訂正された本件の請求項１〜５に係る発明は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１〜５に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「【請求項１】　表示媒体と、
観察者側に配置され、該表示媒体を駆動するための電極を有する表示側基板と、
該表示媒体を挟んで該表示側基板に対向配設され、該表示媒体を駆動するための電極を有する対向基板と、
該表示側基板に設けられた光吸収タイプの第１のカラーフィルターと、
該第１のカラーフィルターに対して該対向基板側に設けられ、該第１のカラーフィルターを透過する光と補色の色の光を反射する光反射タイプの第２のカラーフィルターと、
該第２のカラーフィルターに対して対向基板側に設けられた反射手段とを備えたカラー表示装置。
【請求項２】  前記第２のカラーフィルターが、前記表示側基板に、前記第１のカラーフィルターと積層されて設けられた請求項１記載のカラー表示装置。
【請求項３】　前記第２のカラーフィルターが前記対向基板上に設けられた請求項１記載のカラー表示装置。
【請求項４】　前記第１のカラーフィルターが、ゼラチン染色法、顔料分散法、電着法、および印刷法のうちのいずれかにより形成された請求項１記載のカラー表示装置。
【請求項５】　前記第２のカラーフィルターが、無機多層膜、体積ホログラム、カイラルネマティック液晶、コレステリック液晶、およびコレステリック液晶ポリマーのうちのいずれかにより形成された請求項１記載のカラー表示装置。」
　
４−２．甲各号証記載の発明
　特許異議申立人の提出したこの出願前公知の刊行物である甲第１号証；特開平６−１３０４２４号公報には、次の記載が認められる。
「【特許請求の範囲】
 【請求項１】　特定の波長に対して円偏光をさせる色選択層と、該色選択層に積層され電界の有無により円偏光を他のモードの偏光に変更するようなレターディションを有した液晶層と、該液晶層の出力光の偏光に応じて光を選択的に透過させる選択層とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
【０００９】
  ・・・図１において１０は複数の波長に対して各々円偏光をさせる色選択層で、例えば各々異なる特定波長、具体的には光の三原色である赤、青、緑に対する色選択領域２が整列され、その色選択領域２は赤、青、緑の各々の特定波長の光を円偏光させるコレステリック液晶層２２とその特定波長以外の光を遮断する赤、青、緑のコレステリック液晶層２２の選択色以外の２色からなるフィルター層２３の積層体からなる。
【００１０】
  ３は色選択層１０に積層された液晶層で、その液晶層３は電界のない時円偏光を直線偏光に変更するようなレターディションを有し、電界を与えると円偏光のまま光を透過させるもので、例えばいわゆるツイストネマティック（ＴＮ）液晶層、液晶分子の螺旋上捩れ角が大きいスーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）液晶層、あるいはこれらの液晶層といわゆるＴＦＴ、ＭＩＭ等のアクティブマトリクス素子またはアクティブマトリクス基板を組合せたもの等が利用でき、液晶３１を挟んで透明電極からなる電界印加手段３２が配置されている。
【００１１】
　４は液晶層３の出力光の偏光に応じて光を選択的に透過させる選択層で、例えば直線偏光板、円偏光板等が利用できる・・・
【００１２】
  なお原理説明の都合上、色選択層１０には、コレステリック液晶層２２の液晶層３の反対側に反射板５が離隔して設けられているものとし、光源はこの反射板５と色選択層１０の間に配置され、・・・
【００１３】
  この様な構成において、例えば赤色の光を例に取り、コレステリック液晶層２２と選択層４は赤色（例：波長６１０ｎｍ）右円偏光の光を透過させるものとする。光源６からの光は直接または反射して色選択層１０に入射するが、従来よりよく知られているように、短ピッチコレステリック液晶はその螺旋ピッチで選択された波長の光に対して所定方向の光を反射し、所定方向の光を透過させ、他の波長域の光には影響を与えないので、色選択層１０のコレステリック液晶層２２により、赤色の光のうち右円偏光した光は透過し左円偏光の光を反射し、他の色波長の光は色選択層のフィルター層２３で遮光される。コレステリック液晶層２２で反射された赤色の左円偏光の光は反射板５で反射され、反射に当って位相反転するので右円偏光となって色選択層１０を透過する。このようにして大部分の赤色の光は色選択層１０を透過し、液晶層３に至るが、この液晶層はレターディション調整されているので、無電界時に位相がπだけ進み、左偏光となる。そして電界印加時にはレターディションが崩されるので右偏光のままで液晶層３を透過する。そしてこれらの光は選択層４において無電界のときは選択された波長行きの逆方向の光であるから反射され表示の色は無彩色（黒）となり、電界時には透過され表示の色は赤色になる。
【００１４】
  この様に、特定波長の光の所定方向の円偏光を透過させ、所定方向の反対の円偏光を反射する、表示制御のための電界印加手段は持たないコレステリック液晶層と、該コレステリック液晶層によって透過または反射した光を電界により透過選択性を持たせるように積層された電界印加手段を持つ液晶層とによって、光の利用効率の高い表示が行える。
【００１５】
  上述の例において、色選択層１０は、コレステリック液晶層２２と２色から成るフィルター層２３の積層体と説明したが、上述のフィルター層２３は染料または顔料による色フィルターを考慮したもので、広い波長域にわたって遮光することができまた光硬化型母材等に複数の色顔料を混合しパターン精度よく形成できるという有利なものであるが、これに限るものではない。・・・」
　上記を含む明細書および図面の記載によれば、甲第１号証には、光の利用効率の高い表示が行えることを目的とした、
「ツイストネマチック液晶を挟んで透明電極からなる電界印加手段が配置された基板を組合せた液晶層と、該液晶層の観察者側と反対側に順次配置された色選択層と、光源と、反射板と、を備えた表示装置であって、
　前記色選択層は、特定波長の光の所定方向の円偏光を透過させ、所定方向の反対の円偏光を反射させるコレステリック液晶層（偏光板）と、その特定波長以外の光を遮断する赤、青、緑のコレステリック液晶層の選択色以外の２色からなる、染料または顔料による色フィルター層の積層体からなる色選択領域が整列されたものであり、前記コレステリック液晶層（偏光板）で反射された光を、前記反射板で反射して色選択層を透過するようにした表示装置。」の発明が記載されている。
　
　同じく、甲第２号証；特開平６−３１３８１２号公報には、
「【０００６】・・・本発明のカラーフィルタを用い、透明電極を積層した感光体と樹脂中に液晶を分散させた高分子分散型の液晶層に透明電極を積層した液晶記録媒体とを対向配置し、電圧印加露光により液晶層にカラー画像を記録することが可能である。
【０００７】
【実施例】
　図１は本発明のホログラムを用いたカラーフィルタの基本概念を説明する図である。図示するように、カラーフィルタは、各画素ごとに反射型ホログラムを２重に記録して２色の光を反射回折させ、補色として１色の光を透過させるようにしたものである。すなわち、１つの画素に対して反射型ホログラム１と反射型ホログラム２を重ねる。このとき、各ホログラムには緑（Ｇ）と青（Ｂ）、赤（Ｒ）と青（Ｂ）、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）をそれぞれ回折させるように干渉パターンが記録されており、白色光３を照射するとＧとＢ、ＲとＢ、ＲとＧでそれぞれ２色が回折光４として反射し、補色としてＲ、Ｇ、Ｂの透過光５が得られる。」（２頁右欄１４行〜４９行）、
「【００１３】・・・また、Ｒ、Ｇ、Ｂ各出射光の波長をよりいっそう規制して波長選択性を良くするために、ホログラムの裏面にトリミングフィルタを貼り合わせて完全に他色を除去するようにしてもよい。
【００１４】
　このように構成したホログラムを用い、その出射光をＣＣＤで受光して電気信号に変換し、他の機器へのカラー画像入力に用いることが可能である。また、このホログラムと光空間変調器とを組み合わせ、従来のカラーフィルタに置き換えてカラー画像出力に用いることも可能である。」（３頁右欄）と記載されている。
　
　同じく、甲第３号証；特開昭５８−１０２２１４号公報には、
「一対の平行な基板の対向面側にそれぞれ電極が形成され、これら電極のうち少なくとも一方に薄膜状のカラーフィルタ層が形成されており、電極間の印加電圧の強弱により基板間に満たされた液晶材等の透過光量または反射光量を制御するようにした多色画像表示装置、」（７頁左上欄８〜１３行）と記載されている。
　
　同じく、甲第４号証；特開平６−２８１９３２号公報及び甲第５号証；特開平６−３０８３３２号公報には、光吸収タイプのカラーフィルタで吸収されてしまう光（すなわち、光吸収タイプのカラーフィルタを透過する光と補色の色の光）を、その光の表示画素部に導くことが開示されている。
　
４−３．対比・判断
　本件の請求項１に係る発明（以下、「本件発明１」という。）と甲第１号証記載の発明（以下、「引用発明」という。）とを比較すると、引用発明の「液晶層」、「透明電極からなる電界印加手段」、「光を遮断するフィルター層」、「反射板」及び「表示装置」は、本件発明１の「表示媒体」、「表示媒体を駆動するための電極」、「光吸収タイプの第１のカラーフィルター」、「反射手段」及び「カラー表示装置」に相当する。また、引用発明の液晶層の基板が一対であり、表示側基板と対向基板を有することは当業者に自明の事項であから、両者は、「表示媒体と、観察者側に配置され、該表示媒体を駆動するための電極を有する表示側基板と、該表示媒体を挟んで該表示側基板に対向配設され、該表示媒体を駆動するための電極を有する対向基板と、基板に設けられた光吸収タイプの第１のカラーフィルターと、光反射タイプの層と、反射手段とを備えたカラー表示装置。」で共通するが、下記の点で相違する。
  相違点１；光吸収タイプの第１のカラーフィルターが、本件発明１では、観察者側に配置された表示側基板に設けられているのに対し、引用発明では、液晶層の観察者側と反対側に配置された色選択層に設けられている、
　相違点２；光反射タイプの層を、本件発明１では、第１のカラーフィルターを透過する光と補色の色の光を反射する第２のカラーフィルターとしたのに対し、引用発明では、特定波長の光の所定方向の円偏光を透過させ、所定方向の反対の円偏光を反射させるコレステリック液晶層（偏光板）とした、
　相違点３；反射手段を、本件発明１は、第２のカラーフィルターに対して対向基板側に設けたのに対し、引用発明は、その様な配置でない。
　
　上記相違点について検討する。
　相違点２について、
　甲第２号証には、各画素ごとに反射型ホログラムを２重に記録して２色の光を反射回折させ、補色として１色の光を透過させるようにしたカラーフィルタが記載されているが、この反射光を再利用するという考えは全くない。
　よって、引用発明の特定波長の光の所定方向の円偏光を透過させ、所定方向の反対の円偏光を反射するコレステリック液晶層（偏光板）に替えて、甲第２号証に記載のカラーフィルタを用いることは、当業者といえども容易に思いつくものではない。
　また、甲第３号証ないし甲第５号証は、上記相違点２の本件発明１の構成を開示するものではない。
　したがって、本件発明１は、相違点１及び３について判断するまでもなく、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明及び甲第３号証乃至甲第５号証に示されるような従来周知の技術に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとすることはできない。
　
　又、本件の請求項２〜５に係る発明は、請求項１の構成を全て引用し、カラーフィルターの構成を、さらに具体的に限定するものであるから、本件発明１に対すると同様の理由で、甲第１号証及び甲第２号証に記載された発明及び甲第３号証乃至甲第５号証に示されるような従来周知の技術に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとすることはできない。
　
５．むすび
　以上のとおり、特許異議申立の理由及び証拠によっては、本件請求項１〜請求項５に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　又、他に本件特許を取り消すべき理由を発見しない。 
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　ａ．特許請求の範囲の【請求項１】中の「該表示媒体を駆動するための電極を有する表示側基板と」との記載を、特許請求の範囲の減縮を目的として、「
観察者側に配置され、
　これに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を取るため、明細書【００１４】欄における「該表示媒体を駆動するための電極を有する表示側基板と」との記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、「
観察者側に配置され、
　ｂ．特許請求の範囲の【請求項１】中の「該第２のカラーフィルターに対して対向電極側に」との記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、「該第２のカラーフィルターに対して対向
基板
　これに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を取るため、明細書【００１４】欄における「該第２のカラーフィルターに対して対向電極側に」との記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、「該第２のカラーフィルターに対して対向
基板
　ｃ．特許請求の範囲の【請求項３】中の「前記第２のカラーフィルターが前記対向基板側に」との記載を、特許請求の範囲の減縮を目的として、「前記第２のカラーフィルターが前記対向基板上に」と訂正致します。
これに伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載との整合を取るため、明細書【００１６】欄における「前記第２のカラーフィルターが前記対向基板側に」との記載を、明瞭でない記載の釈明を目的として、「前記第２のカラーフィルターが前記対向基板上に」と訂正致します。
（５４）【発明の名称】
カラー表示装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　表示媒体と、
観察者側に配置され、
該表示媒体を挟んで該表示側基板に対向配設され、該表示媒体を駆動するための電極を有する対向基板と、
該表示側基板に設けられた光吸収タイプの第１のカラーフィルターと、
該第１のカラーフィルターに対して該対向基板側に設けられ、該第１のカラーフィルターを透過する光と補色の色の光を反射する光反射タイプの第２のカラーフィルターと、
該第２のカラーフィルターに対して対向
基板
　【請求項２】　前記第２のカラーフィルターが、前記表示側基板に、前記第１のカラーフィルターと積層されて設けられた請求項１記載のカラー表示装置。
　【請求項３】　前記第２のカラーフィルターが前記対向基板
上
　【請求項４】　前記第１のカラーフィルターが、ゼラチン染色法、顔料分散法、電着法、および印刷法のうちのいずれかにより形成された請求項１記載のカラー表示装置。
　【請求項５】　前記第２のカラーフィルターが、無機多層膜、体積ホログラム、カイラルネマティック液晶、コレステリック液晶、およびコレステリック液晶ポリマーのうちのいずれかにより形成された請求項１記載のカラー表示装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】本発明は、たとえばワードプロセッサ、ノート型パソコンなどのＯＡ（オフィスオートメーション）機器、各種映像機器およびゲーム機器などに好適に用いられるカラー表示装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】近年、ワードプロセッサ、ラップトップ型パソコン、またはポケットテレビと称される携帯型テレビジョン受信機などへの液晶表示装置の応用が急速に進展している。従来から、液晶表示装置には、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モードおよびＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）モードが用いられている。
　【０００３】このＴＮモードの液晶表示装置は、一組の偏光板の間に液晶表示セルを配置した構造を有し、この液晶表示セルの光学的性質（スイッチング特性）、すなわち電圧無印加時の旋光特性と、電圧印加時の旋光解消特性とを利用してモノクロ（白黒）表示を行うものである。また、液晶表示素子の表示画素毎に、例えば赤、青または緑の微小寸法のカラーフィルターを設け、ＴＮモードの上記スイッチング特性を利用し、加法混合によりマルチカラー表示およびフルカラー表示を行う。この原理は、現在アクティブマトリックス駆動または単純マトリックス駆動を利用したカラー液晶表示装置に広く使われている。そのうちのアクティブマトリックス駆動ＴＦＴＬＣＤを取り上げ説明する。
　【０００４】アクティブマトリックス駆動ＴＦＴＬＣＤは、一対の基板の一方の上に、液晶表示画素と、各表示画素への電圧印加を選択的に行うための薄膜トランジスタ（以後ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｅｒと称す。）とをアレイ状に配置した表示装置である。表示画素の数に従って、水平方向に走査線（ゲート線）が、垂直方向にデータ線がそれぞれ配置される。ＯＡ用では画面の対角の寸法が２５ｃｍ〜３８ｃｍのものが開発されている。ＰＣ（パーソナルコンピュータ）用では、４８０本の走査線、および６４０×３（赤、緑および青に対応）本のデータ線が配置される。
　【０００５】図６に、従来のアクティブマトリックス駆動のカラー液晶表示パネルの１カラー画素分の断面図を示す。図６を参照して、従来のカラー液晶表示パネルの構成を説明する。
　【０００６】液晶表示セルは、近接対向して設けられた、ガラスに代表される透明基板１３Ａおよび１３Ｂと、これら透明基板１３Ａおよび１３Ｂの間に封入された液晶層１２とを有する。かかる透明基板１３Ａおよび１３Ｂの間の周辺部にはスペーサー（図中略）が介在される。一方の透明基板１３Ｂの内面には、表示電極２４がアレイ状に複数形成され、これら表示電極２４にそれぞれ対応してＴＦＴ２５が形成される。ＴＦＴ２５のドレイン部は表示電極２４に接続される。また、基板１３Ｂの内面全面には、表示電極２４およびＴＦＴ２５を覆って、液晶層１２の液晶分子を配向させるための配向膜２７が形成される。
　【０００７】他方の透明基板１３Ａの内面には、上記複数の表示電極２４と対向して透明な共通電極２３が形成される。表示電極２４と共通電極２３との対向部分で各カラー画素が構成される。透明基板１３Ａの液晶層１２側には赤、青および緑のカラーフィルター１４および平坦化膜２２が形成され、カラーフィルター１４の赤、青または緑の部分は、各表示電極２４にそれぞれ対応して配設される。さらに、基板１３Ａおよび基板１３Ｂの外側には、一対の偏光板２８と偏光板２９がそれぞれ貼り付けられる。また、この液晶表示装置は、液晶表示セルの基板１３Ｂの外側に、バックライト光源３０、導光板３１、および反射膜３２からなるバックライトを備える。
　【０００８】上記カラーフィルター１４は、各種製法により分類され、染色方式、顔料分散方式、印刷方式、電着方式等の光を選択的に吸収される方式が広く用いられる。これらのカラーフィルターは、有機樹脂とそのなかに混入される染料または顔料物質とから形成される。すなわち、これらのカラーフィルターは、染料または顔料の光を選択的に吸収する性質を利用したものである。これらカラーフィルターの詳細は、「次世代液晶ディスプレイ技術」内田龍男編者：工業調査会ｐ１１５〜１２６に記載されている。また、上記カラーフィルターとして無機物質の薄膜干渉カラーフィルターを用いたものも公知である（特開平２−１４９８８１号および特開平４−１１３３２４号）。これらの方式のカラーフィルターは、光吸収がなく選択的に光を透過し、それ以外の光を反射するタイプである。そのため耐光性が要求されるプロジェクション方式に最適である。
　【０００９】
　【発明が解決しようとする課題】上記従来の液晶表示装置の問題点は、光透過率が数％でしかないことである。光透過率は以下のように表すことができる。
　【００１０】（光透過率）＝（ＴＦＴアレイの開口率）×（液晶透過率）×（偏光板透過率）×（カラーフィルター透過率）
ここで、現行の代表的な値を下記表１に示す。
　【００１１】
　【表１】
　【００１２】表１に示す値から、光透過率を計算すると６．５〜８％になる。つまりバックライト光のほとんどは有効利用されていない。そのため消費電力の大きなバックライトなしでカラー表示を行うことは困難となり、液晶表示素子の利点である低消費電力性が失われてしまう。
　【００１３】本発明は、上述した従来技術の課題である、光のロスの最も大きなカラーフィルターでの光の利用効率を大幅に改善すべくなされたものであり、バックライトの消費電力を大幅に低減し、低消費電力を実現する構造の透過型カラー表示装置を提供することを目的とする。また、本発明は、バックライトなしの反射型カラー表示装置にもそのまま適用可能であり、この場合には明るい反射型カラー表示装置を提供することを目的とする。
　【００１４】
　【課題を解決するための手段】本発明のカラー表示装置は、表示媒体と、
観察者側に配置され、
基板
　【００１５】前記第２のカラーフィルターを、前記表示側基板に、前記第１のカラーフィルターと積層して設ける構成とすることもできる。
　【００１６】また、前記第２のカラーフィルターを、前記対向基板
上
　【００１７】前記第１のカラーフィルターを、ゼラチン染色法、顔料分散法、電着法、および印刷法のうちのいずれかにより形成することもできる。前記第２のカラーフィルターを、無機多層膜、体積ホログラム、カイラルネマティック液晶、コレステリック液晶、およびコレステリック液晶ポリマーのうちのいずれかにより形成することもできる。
　【００１８】
　【作用】本発明のカラー表示装置は、光吸収タイプの第１のカラーフィルターに加えて、この第１のカラーフィルターに対して表示面側とは反対側に、光反射タイプの第２のカラーフィルターを有する。この第２のカラーフィルターは、第１のカラーフィルターの透過光と補色の色の光を反射する。従って、従来構造では、カラーフィルターに吸収されていた光が、第１のカラーフィルターに入射する前に、反射タイプの第２のカラーフィルターにより第１のカラーフィルターとは反対側に反射される。この反射された光は、反射手段により第１および第２のカラーフィルター側に反射される。このように、第２のカラーフィルターと反射板との間で反射された光は、最終的には、第２のカラーフィルターのその光を透過する部分に到達し透過する。第２のカラーフィルターを透過した光は、第１のカラーフィルターも透過して、観察者に視認される。このように、従来構造では吸収されていた光である、第２のカラーフィルターにより第１のカラーフィルターとは反対側に反射された光は、最終的には、その反射された光が利用され得る第１および第２のカラーフィルター部分に入射して、表示に供することになる。即ち、従来構造では、光吸収タイプのカラーフィルターに吸収されていた光がなくなる。これにより、光の利用効率を向上させることができる。
　【００１９】本発明を透過型カラー表示装置に適応した場合の基本原理を図１を参照して説明する。ここでは、赤の画素を例にとる。
　【００２０】バックライト１からの光は表示媒体である液晶層２を通過し、例えば、シアンの波長の光を反射する（つまり赤の光を透過する）光反射タイプの第２のカラーフィルター３に入射する。この第２のカラーフィルター３を透過した赤の光は、さらに赤を透過する光吸収タイプの第１のカラーフィルター４を透過し、観察者５はこの赤の光を認識する。一方、第２のカラーフィルター３で反射されたシアンの光７は、再び液晶層２を通過し、バックライト１に戻り、ここでバックライトが備える反射板で再び反射されて、緑の光８または青の光９を透過する第１および第２のカラーフィルター３および４を通過する。そのため、従来カラーフィルターで吸収されていた光は実質的に無くなり利用効率は３倍に上がる。ここでは、赤の画素を説明したが、緑および青の画素でも同様な作用をする。
　【００２１】また、観察者５側の周囲光１０は、光吸収タイプの第１のカラーフィルター４で吸収されるので、光反射タイプの第２のカラーフィルター３から観察者５に向かう反射は起こらない。本発明のカラー表示装置の構造によれば、バックライトからの光のうち、第１および第２のカラーフィルター４および３で吸収される光エネルギーは実質的にゼロとなる。
　【００２２】次に、本発明をバックライトを必要としない反射型カラー表示装置に適用した場合の基本原理を図２を参照して説明する。ここでも、赤の画素を例に取る。
　【００２３】観察者５から入射した周囲光１０は、まず、光吸収タイプの第１のカラーフィルター４に入射する。この入射光のうち赤の光は、第１のカラーフィルターを透過する。つまり、シアンの光は第１のカラーフィルターで吸収される。第１のカラーフィルター４を透過した赤の光は、光反射タイプの第２のカラーフィルター３を通過する。透過した赤の光は、表示媒体である液晶層２を通過し、対向基板側の反射板１１により反射され、入射した赤の画素に再び戻った光を観察者５は視認する。この場合、周囲光１０はあらゆる角度から表示装置に入射し、さらに反射板で散乱されるため、必ずも入射した画素と同じ画素を通るとは限らない。従って、従来構造の装置では、赤の画素を通過した光は反射板で反射し、隣接する緑または青の画素に入射する場合もあり、そのような光はカラーフィルターで吸収されていた。しかし、本発明のカラー表示装置では、緑および青の画素の光は、第２のカラーフィルター４により反射板側に再び返され、周囲のいずれかの赤の画素から観察者５に届くため、光の利用効率を上げることができる。
　【００２４】上記透過型カラー表示装置の場合も反射型カラー表示装置の場合も、第２のカラーフィルターを観測者側の表示側基板に第１のカラーフィルターと積層して設ける構成としても、また、第２のカラーフィルターを対向基板側に設ける構成としても、上述のように、光の利用効率を上げることができる。
　【００２５】上記光吸収タイプの第１のカラーフィルター４は、ゼラチン染色法、顔料分散法、電着法、および印刷法のうちのいずれかにより形成することができ、上記作用と同様の作用をするフィルターであれば適用可能である。
　【００２６】また、上記光反射タイプの第２のカラーフィルター３は、無機多層膜、体積ホログラム、カイラルネマティック液晶、コレステリック液晶、およびコレステリック液晶ボリマーのうちのいずれかにより形成することができ、上記作用と同様の作用をするフィルターであれば適用可能である。これら光反射タイプのカラーフィルターは、一般に視角依存性が大きい。しかし、本発明では光吸収タイプの第１のカラーフィルターを表示面側に設けるので、透過型表示装置および反射型表示装置の何れに適用しても、視野角依存性は少ない。
　【００２７】
　【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。
　【００２８】（実施例１）図３に、本発明の実施例１にかかるアクティブマトリクス駆動のカラー液晶表示装置の１カラー画素分の断面図を示す。１カラー画素は、赤、緑および青の３画素からなる。図３を参照して、本実施例の透過型液晶表示装置の構成を説明する。
　【００２９】本実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネルＬとバックライトＢとを備える。液晶表示パネルＬは、表示媒体としての液晶層１２と、液晶層１２を間に挟んで対向配置された一対の透明なガラス基板１３Ａおよび１３Ｂとを含む液晶表示セルを有する。液晶層１２には、液晶分子が９０°ツイストしたネマティック液晶を用いる。
　【００３０】観察者側基板である基板１３Ａの液晶層１２側には、赤、緑および青の光を選択的に透過する顔料分散方式の第１のカラーフィルター層１４が備えられる。第１のカラーフィルター層１４では、図３に示すように、赤のカラーフィルター１５、緑のカラーフィルター１６および青のカラーフィルター１７がそれぞれ１カラー画素中の単一の画素に対応するように並置される。各カラーフィルター１５、１６および１７の間には、黒色のブラックマスクＢＭが設けられる。本実施例では、赤、緑および青のカラーフィルター１５、１６および１７が、一例としてストライプ状に配列される。
　【００３１】この第１のカラーフィルター層１４の液晶層１２側上には、第２のカラーフィルター層１８である、光反射タイプの体積ホログラム光学カラーフィルターが備えられる。第２のカラーフィルター層１８は、第１のカラーフィルター層１４の透過光と補色の関係にある色を反射するように選択される。具体的には、赤のカラーフィルター１５に対してシアンの光を反射するカラーフィルター１９（赤の光を透過する）が、緑のカラーフィルター１６に対してマゼンタの光を反射するカラーフィルター２０（緑の光を透過する）が、青のカラーフィルター１７に対して黄色の光を反射するカラーフィルター２１（青の光を透過する）がそれぞれ選択される。また、第１のカラーフィルター層１４と同様に、各カラーフィルター１９、２０および２１の間には、黒色のブラックマスクＢＭが設けられる。
　【００３２】第２のカラーフィルター層１８の液晶層１２側上には、透明な平坦化膜２２が形成される。平坦化膜２２の液晶層１２側表面には、各画素に共通の共通電極として透明電極２３が形成される。他方の基板１３Ｂには、液晶層１２側表面に、画素電極である透明電極２４およびＴＦＴ２５が画素毎に形成される。透明電極２３および２４の上には、それぞれ液晶を配向させるポリイミドからなる配向膜２６および２７が塗布される。
　【００３３】この液晶表示パネルＬは、さらに、液晶表示セルの透明基板１３Ａと１３Ｂとの外側にそれぞれ貼り付けられた偏光板２８と２９とを有する。
　【００３４】一方、バックライトＢは、液晶表示パネルＬの外側に設けられ、バックライト光源３０、導光板３１、および反射膜３２を備える。
　【００３５】上記構成を有する本実施例の液晶表示パネルＬは、以下のようにして作製される。
　【００３６】まず、バリウム・ホウケイ酸、ナトリウムガラス、プラスチック、石英ガラス等からなる透明基板１３Ａの上に、光吸収タイプのカラーフィルター層１４を形成する。本実施例では、光吸収タイプのカラーフィルター層１４の一例として、顔料分散方式のカラーフィルターを以下のようにして作製する。
　【００３７】透明な感光性樹脂の中に赤色の顔料が均一に分散された感光性着色レジストをガラス基板１３Ａ上に塗布する。具体的には、富士ハントエレクトロニクステクノロジー（株）社製のＣＲ２０００を用い、スピンコート法により６５０回転／分で２．０μｍ厚の膜を形成する。その後、８０℃でプリベークし、所定のマスクを用いて露光、現像し、最後に２２０℃で３０分間べークし、赤のパターンを形成する。さらに、富士ハントエレクトロニクステクノロジー（株）社製のＣＧ２０００、ＣＢ２０００、ＣＫ２０００を同じプロセスにて、それぞれ緑、青および黒のパターンを形成し、第１のカラーフィルター層１４を形成する。
　【００３８】この第１のカラーフィルター層１４の上に光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８を配置する。本実施例では、光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８の一例として、体積ホログラム光学カラーフィルターを以下のようにして作製する。
　【００３９】感光層とミラーとを密着させ、所定のマスクを配置して、赤色の波長のレーザー光を垂直入射させる。照射したレーザー光は、ミラーからの反射光と干渉して、露光部分には面に平行に干渉縞が記録される。このような露光を順次マスクをずらして、緑色、青色について行い干渉縞を記録する。作製の詳細な条件を、下記表２に示す。
　【００４０】
　【表２】
　【００４１】このようにして図３に示す１画素ごとの体積ホログラム光学カラーフィルターが作製される。
　【００４２】第１のカラーフィルター層１４と第２のカラーフィルター層１８との各画素はそれぞれ重なるよう配置され、その組み合わせば、下記表３に示す通りである。
　【００４３】
　【表３】
　【００４４】上記表３からわかるように、第１のカラーフィルター層１４の透過光は、第２のカラーフィルター層１８の反射光と補色の関係にあるように選択される。
　【００４５】この第２のカラーフィルター層１８上に、平坦化膜２２としてアクリル樹脂をスピンナーによりコートし、１８０℃にてべークする。さらに、この平坦化膜２２上全面に、透明電極２３を、例えばＩＴＯを厚みが１０００オングストロームとなるように形成する。
　【００４６】基板１３Ａに対向する基板１３Ｂの上には、スイッチング素子としてＴＦＴ２５および透明電極２４を形成する。ＴＦＴ２５の上に、漏れ光を遮断するための遮光層を形成する構造とすることもできる。
　【００４７】透明電極２３および２４上には、それぞれ配向膜（オプトマーＡＬ４５５２、日本合成ゴム社製）２６および２７を、膜厚が７００オングストロームになるように印刷法で形成し、基板１３Ａと基板１３Ｂとの間で９０度ねじれるようにラビング方向を設定する。
　【００４８】これら２つの基板１３Ａと１３Ｂとは、セル厚が４．５μｍとなるようにスペーサーを用いて貼合せる。この貼り合わせた基板１３Ａと１３Ｂとの間にネマティック液晶を注入して、液晶層１２を形成する。本実施例では、液晶層１２として、ＺＬＩ‐４７９２（メルク社製）を使用する。なお、ネマティック液晶は種類が極めて多く、液晶層１２の材料の選択の幅は広い。
　【００４９】完成した液晶表示セルの外側に、１対の偏光板２８および２９を貼り付けて、ノーマーリーホワイトタイプのＴＮ（ツイステットネマティック）液晶表示モードを適用した液晶表示パネルＬを作製する。
　【００５０】次に、本実施例の液晶表示装置における画素の表示動作を説明する。
　【００５１】（１）液晶層１２に電圧を印加しない時（白表示）
バックライトＢから液晶表示パネルＬに照射された無偏光の光は、偏光板２９を通り直線偏光となって液晶表示セルに入射する。液晶層１２では、その直線偏光は液晶分子のねじれに従ってその偏光方向が９０度回転される。ここで、赤の画素を例にとって説明する。
　【００５２】液晶層１２を出射した光は、光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８の中のシアンの波長の光を反射する（つまり赤の光を透過する）赤のカラーフィルター１９に入射する。赤のカラーフィルター１９を透過した赤の光は、光吸収タイプの第１のカラーフィルター層１４の中の赤の光を透過する赤のカラーフィルター１５を透過し、さらに偏光板２８を通過する。これにより、赤色表示が行われる。
　【００５３】一方、光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８の赤のカラーフィルター１９において、シアンの光は反射される。このとき偏光状態は保持されるので直線偏光のまま液晶層１２を通る。液晶層１２では、反射されたシアンの光は、そ偏光方向が９０度回転され、その結果、液晶表示セルに入射した時の偏光方向と同じとなり、偏光板２９を通過する。偏光板２９を通過した光は、バックライトＢの導光板３１へ戻る。その後、再び反射膜３２において反射され、赤の画素に隣接する緑の画素に対応するカラーフィルター２０および１６、または青の画素に対応するカラーフィルター２１および１７を通過し、観察者に認識される。そのため、従来ではカラーフィルターで吸収されていた光（この場合のシアンの光）は、実質的に吸収されることなく他の画素で利用される。
　【００５４】緑の画素および青の画素についても同様に、従来ではカラーフィルターで吸収されていた光が、液晶層１２側に反射されることにより、他の画素で利用される。その結果、全体として、光の利用効率は３倍に上がることになる。
　【００５５】また、液晶表示装置の周囲の光は、光吸収タイプの第１のカラーフィルター層１４で吸収されるので、光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８で観察者に向かう反射は起こらない。
　【００５６】（２）液晶層１２に電圧を印加した時（黒表示）
バックライトＢから液晶表示パネルＬに照射された無偏光の光は、偏光板２９を通り直線偏光となって液晶表示セルに入射する。液晶層１２に電圧を印加しているので、液晶層１２ではその偏光方向の回転は起こらない。ここでも、赤の画素を例にとって説明する。
　【００５７】液晶層１２を出射した光は、光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８の中のシアンの波長の光を反射する（つまり赤を透過する）赤のカラーフィルター１９に入射する。赤のカラーフィルター１９を透過した赤の光は、光吸収タイプの第１のカラーフィルター層１４の中の赤の光を透過する赤のカラーフィルター１５を透過する。この透過した赤の光は、液晶層１２で偏光方向が回転されていないので、偏光板２８により吸収される。
　【００５８】一方、光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８の赤のカラーフィルター１９において、シアンの光は反射される。このとき、偏光状態は保持されるので直線偏光のまま液晶層１２を通る。液晶層１２には電圧が印加されているので、液晶層１２においても、偏光方向は回転されない。このように反射されたシアンの光の偏光方向は、液晶表示セルに入射した時の偏光方向と同じであるので、偏光板２９を通過してバックライトＢの導光板３１へ戻る。その後、再び反射膜３２において反射され、赤の画素に隣接する緑の画素に対応するカラーフィルター２０および１６、または青の画素に対応するカラーフィルター２１および１７を通過する。これら緑および青の画素を通過した光も偏光板２８により吸収される。
　【００５９】緑の画素および青の画素についても同様に、それぞれ、第２のカラーフィルター層１８のカラーフィルター２０および２１で反射された光は、その画素と隣接する他の画素を通過して、偏光板２８により吸収される。このようにして、電圧印加時には、黒表示となる。
　【００６０】以上説明したように、従来、白表示においてカラーフィルターで吸収されていた光は実質的に無くなり、本発明の液晶表示装置の利用効率は、上記図６に示した従来構造の液晶表示装置と比較して３倍に上がる。
　【００６１】このように本発明による液晶表示装置の光の利用効率は高いため、バックライトＢの光量を押さえても十分明るい表示を得ることができるので、低消費電力が達成される。
　【００６２】なお、本実施例では、ＴＮタイプの液晶表示モードを適用したが、ＳＴＮ表示モード、ゲストホスト表示モード、さらに強誘電性液晶、ポリマー分散型等のカラーフィルターを用いてカラー表示をするタイプの表示モードにはいずれも本発明は適用可能である。
　【００６３】さらに、第１のカラーフィルター層１４として用いた吸収タイプのカラーフィルターには、ゼラチン染色方法、電着法、印刷法等の各種方式が適用可能である。また、第２のカラーフィルター層１８として用いた反射タイプのカラーフィルターには、無機多層膜、体積ホログラム、さらに、選択反射を用いたカイラルネマティックまたはコレステリック液晶等が使用可能である。
　【００６４】（実施例２）図４に、本発明の実施例２にかかるアクティブマトリクス駆動のカラー液晶表示装置の１カラー画素分の断面図を示す。１カラー画素は、赤、緑および青の３画素からなる。図４を参照して、本実施例の液晶表示装置の構成を説明する。
　【００６５】本実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネルＭとバックライトＢとを備える。この液晶表示パネルＭは、表示媒体としての液晶層１２と、液晶層１２を間に挟んで対向配置された一対の透明なガラス基板１３Ａおよび１３Ｂとを含む液晶表示セルを有する。液晶層１２には、液晶分子が９０°ツイストしたネマティック液晶を用いる。
　【００６６】観察者側基板である基板１３Ａの液晶層１２側には、赤、緑および青の光を選択的に透過する顔料分散方式の第１のカラーフィルター層１４が備えられる。第１のカラーフィルター層１４では、図４に示すように、赤のカラーフィルター１５、緑のカラーフィルター１６および青のカラーフィルター１７がそれぞれ１カラー画素中の単一の画素に対応するように並置される。各カラーフィルター１５、１６および１７の間には、黒色のブラックマスクＢＭが設けられる。本実施例では、赤、緑および青のカラーフィルター１５、１６および１７が、一例としてストライプ状に配列される。
　【００６７】基板１３Ａに対向する基板１３Ｂの液晶層１２側上には、第２のカラーフィルター層３７である、光反射タイプの無機薄膜干渉カラーフィルター層が備えられる。第２のカラーフィルター層３７は、第１のカラーフィルター層１４の透過光と補色の関係にある色を反射するように選択される。具体的には、赤のカラーフィルター１５に対してシアンの光を反射するカラーフィルター３３（赤の光を透過する）が、緑のカラーフィルター１６に対してマゼンタの光を反射するカラーフィルター３４（緑の光を透過する）が、青のカラーフィルター１７に対して黄色の光を反射するカラーフィルター３５（青の光を透過する）がそれぞれ選択される。
　【００６８】第１のカラーフィルター層１４の液晶層１２側上には、透明な平坦化膜２２が形成される。平坦化膜２２の液晶層１２側表面には、各画素に共通の共通電極として透明電極２３が形成される。他方の基板１３Ｂには、液晶層１２側表面に、画素電極である透明電極２４およびＴＦＴ２５が画素毎に形成される。無機薄膜干渉カラーフィルター層３２は、透明電極２４とＴＦＴ２５とを絶縁する絶縁膜を兼ねるように、干渉カラーフィルター層３７の上に透明電極２４を形成する。透明電極２４は、カラーフィルター層３７に設けられたコンタクトホール３６を介してＴＦＴ２５のドレイン部と接続される。透明電極２３および２４の上には、それぞれ液晶を配向させるポリイミドからなる配向膜２６および２７が塗布される。
　【００６９】本実施例では、カラーフィルター層３７を絶縁膜として利用することにより、ＴＦＴ２５の上にまでも透明電極２４を形成することができるので、開口率を大きくできる利点がある。
　【００７０】この液晶表示パネルＭは、さらに、液晶表示セルの透明基板１３Ａと１３Ｂとの外側にそれぞれ貼り付けられた偏光板２８と２９とを有する。
　【００７１】一方、バックライトＢは、液晶表示パネルＬの外側に設けられ、バックライト光源３０、導光板３１、および反射膜３２を備える。
　【００７２】上記構成を有する本実施例の液晶表示パネルＭは、以下のようにして作製される。
　【００７３】まず、バリウム・ホウケイ酸、ナトリウムガラス、プラスチック、石英ガラス等からなる透明基板１３Ａの上に、光吸収タイプのカラーフィルター層１４を形成する。本実施例では、光吸収タイプのカラーフィルター層１４の一例として、顔料分散方式のカラーフィルターを以下のようにして作製する。
　【００７４】まず、透明な感光性樹脂の中に顔料が均一に分散された感光性着色レジストをガラス基板１３Ａ上に塗布し、露光、現像によって所定のパターンを形成する。この工程を３回繰り返して赤、緑および青のカラーフィルター１５、１６および１７から構成される第１のカラーフィルター１４を形成する。詳細なプロセスは上記実施例１と同じである。
　【００７５】一方、基板１３Ａに対向する基板１３Ｂの上には、図４に示すようにスイッチング素子としてＴＦＴ２５を形成する。このＴＦＴ２５が形成された対向基板１３Ｂに屈折率の異なる２種類の透明な無機誘電体薄膜を交互に積層させることにより、第２のカラーフィルター層３７として干渉カラーフィルターを形成する。本実施例では、屈折率の低い物質として二酸化珪素（屈折率＝１．４６）、屈折率の高い物質として二酸化チタン（屈折率＝２．４）を用いる。以下に干渉フィルターの詳細な条件を示す。
　【００７６】第２のカラーフィルター層３７となる干渉フィルターは、Ｓｉ０２とＴｉ０２とをスパッタリングにより薄膜化して、基板１３Ｂ上に交互に積層されて多層膜として形成される。それぞれ、赤、青および緑の光を透過するように層数と厚さを最適化する。上記透明な誘電体薄膜の層数を増やしていくと分光特性が急峻になり、色分離の優れた干渉フィルターが得られる。例えば、赤のカラーフィルター３３では全体の厚さが０．８２１μｍに、緑のカラーフィルター３４では１．７２５μｍに、青のカラーフィルター３５では１．０５２μｍに設定される。
　【００７７】その後、フォトレジスト塗布、露光、現像のフォトプロセスを３回繰り返して赤、緑、および青のカラーフィルター３３、３４および３５を形成する。フォトプロセスの際に、ＴＦＴ２５のドレイン部に対応するように各カラーフィルター３３、３４および３５にコンタクトホール３６を形成するようにマスクを設計しておき、無機薄膜干渉カラーフィルター層３７の上に、ＩＴＯからなる透明画素電極２４を形成する。
　【００７８】第１のカラーフィルター層１４と第２のカラーフィルター層３７との各画素はそれぞれ重なるよう配置され、その組み合わせは、下記表４に示す通りである。
　【００７９】
　【表４】
　【００８０】上記表４からわかるように、第１のカラーフィルター層１４の透過光は、第２のカラーフィルター層３７の反射光と補色の関係にあるように選択される。
　【００８１】上記第１のカラーフィルター層１４上に、平坦化膜２２としてアクリル樹脂をスピンナーによりコートしてべークする。さらに、この平坦化膜２２上全面に、透明電極２３を、例えばＩＴＯを厚みが１０００オングストロームとなるように形成する。
　【００８２】透明電極２３および２４上には、それぞれ配向膜（オプトマーＡＬ４５５２、日本合成ゴム社製）２６および２７を、膜厚が７００オングストロームになるように印刷法で形成し、基板１３Ａと基板１３Ｂとの間で９０度ねじれるようにラビング方向を設定する。
　【００８３】これら２つの基板１３Ａと１３Ｂとは、セル厚が４．５μｍとなるようにスペーサーを用いて貼合せる。この貼り合わせた基板１３Ａと１３Ｂとの間にネマティック液晶を注入して、液晶層１２を形成する。本実施例では、液晶層１２として、ＺＬＩ‐４７９２（メルク社製）を使用する。なお、ネマティック液晶は種類が極めて多く、液晶層１２の材料の選択の幅は広い。
　【００８４】完成した液晶表示セルの外側に、１対の偏光板２８および２９を貼り付けて、ノーマーリーホワイトタイプのＴＮ（ツイステットネマティック）液晶表示モードを適用した液晶表示パネルＭを作製する。本実施例の動作原理は、上記実施例１と同じである。
　【００８５】本実施例により、上記実施例１と同様に、従来、白表示においてカラーフィルターで吸収されていた光は実質的に無くなり利用効率は３倍に上がる。
　【００８６】このように、本実施例の液晶表示装置は光の利用効率は高いため、バックライトＢの光量を押さえることができるので、低消費電力が達成される。
　【００８７】本実施例では、アクティブ素子としてＴＦＴを適用したが２端子素子（ＭＩＭ）、あるいは２端子素子のバリスタ等を用いて駆動することも可能である。
　【００８８】（実施例３）本発明の実施例３の液晶表示装置は、図３に示す実施例１の液晶表示装置と同様の構造において、光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８としてコレステリック液晶ポリマーを利用する。このコレステリック液晶ポリマーは、コレステリック液晶層のヘリカル構造に起因した円偏光の選択反射を利用するものである。
　【００８９】本実施例のコレステリック液晶ポリマーとしては、光重合可能なＷａｃｋｅｒ−Ｃｈｅｍｉｅ　ＧｍｂＨ社製のＴＣ３９５１Ｌを使用する。このＴＣ３９５１Ｌは、カイラル材科のヘリカルツイストパワーの温度依存性によるコレステリック相のサーモクロミズム効果により特定の温度で反射スペクトルを変化させることができる。本実施例のコレステリック液晶ポリマーは、以下のように作製する。
　【００９０】まず、第１のカラーフィルター層１４の上にＴＣ３９５１Ｌからなる膜を形成し、画素に対応した所定のマスクを配置する。ガラス基板１３Ａを２５℃に熱すると赤の光を反射するようになるので、この状態でＵＶ照射して赤反射フィルターの領域部分を固定化する。次に、基板１３Ａの温度を７６℃（緑の光の反射に対応）に設定し、画素に対応した所定のマスクを配置し、ＵＶ照射して緑反射フィルターの領域部分を固定化する。続いて、基板１３Ａの温度を１０５度（青の光の反射に対応）と変えて画素に対応した所定のマスクを配置し、ＵＶ照射して青反射フィルターの領域部分を固定化する。以上の様にしてＲＧＢの光反射タイプのフィルターが形成される。
　【００９１】さらに、この光反射タイプのフィルター上にＴＣ３９５１Ｌからなる膜を形成し、同じく画素に対応した所定のマスクを配置し、赤反射フィルターの領域の上に青反射フィルターを、緑反射フィルターの領域の上に赤反射フィルターを、緑反射フィルターの領域の上に赤反射フィルターを形成する。
　【００９２】このようにして、光反射タイプの第２のカラーフィルター層１８として、マゼンタを反射する緑のカラーフィルター２０、黄色を反射する青のカラーフィルター２１、およびシアンを反射する赤のカラーフィルター１９が形成される。第２のカラーフィルター層１８中のこれら各カラーフィルター１９、２０および２１は、上記実施例１と同様に、各色の画素に対応して、表３に示すように第１のカラーフィルター層１４の各カラーフィルター１５、１６および１７と組み合わされる。
　【００９３】第２のカラーフィルター層１８以外の構成は、図３に示す上記実施例１の構成と同様である。本実施例の構造を適用することにより、従来、白表示においてカラーフィルターで吸収されていた光は実質的に無くなり利用効率は３倍に上がることが確認されている。
　【００９４】本実施例の液晶表示装置も、光の利用効率は高いため、バックライトＢの光量を押さえることができるので、低消費電力が達成される。
　【００９５】（実施例４）図５に、本発明の実施例４にかかるアクティブマトリクス駆動のカラー液晶表示装置の１カラー画素分の断面図を示す。１カラー画素は、赤、緑および青の３画素からなる。図５を参照して、本実施例の反射型液晶表示装置の構成および作製方法を説明する。
　【００９６】本実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネルＮからなる。この液晶表示パネルＮは、表示媒体としての液晶層４０と、液晶層４０を間に挟んで対向配置された一対の透明なガラス基板１３Ａおよび１３Ｂとを有する。液晶層４０には、黒の２色性色素にカイラル物質が添加された相転移型のゲストホスト液晶を用いる。観察者側基板である基板１３Ａの液晶層４０側には、赤およびシアンの光を選択的に透過する染色方式の第１のカラーフィルター層４１が備えられる。第１のカラーフィルター層４１では、図５に示すように、赤のカラーフィルター４２およびシアンのカラーフィルター４３がそれぞれ１カラー画素中の単一の画素に対応するように並置される。各カラーフィルター４２および４３の間には、黒色のブラックマスクＢＭが設けられる。本実施例では、赤およびシアンのカラーフィルター４２および４３が、一例としてストライプ状に配列される。
　【００９７】この第１のカラーフィルター層４１の液晶層４０側上には、第２のカラーフィルター層４４である、光反射タイプの体積ホログラム光学カラーフィルターが備えられる。この第２のカラーフィルター層４４は、カラーフィルター層の中に屈折率の異なる層が層状に積層された位相型体積ホログラム光学フィルムである。これは、実施例１と同じような作製方法で作製される。第２のカラーフィルター層４４は、赤およびシアンの光を選択的に透過するように、赤のカラーフィルター４５およびシアンのカラーフィルター４６を備える。また、第１のカラーフィルター層４１と同様に、各カラーフィルター４５および４６の間には、黒色のブラックマスクＢＭが設けられる。
　【００９８】第１のカラーフィルター層４１と第２のカラーフィルター層４４との各画素はそれぞれ重なるよう配置され、その組み合わせは、下記表５に示す通りである。
　【００９９】
　【表５】
　【０１００】上記表５からわかるように、第１のカラーフィルター層４１の透過光は、第２のカラーフィルター層４４の反射光と補色の関係にあるように選択される。
　【０１０１】この第２のカラーフィルター層４４上には、平坦化膜２２および各画素に共通の共通電極である透明電極２３が備えられる。平坦化膜２２は、アクリル樹脂をスピンナーによりコートしべークすることによって形成される。透明電極２３は、この平坦化膜２２上全面に、例えば厚みが１０００オングストロームであるＩＴＯ膜を被覆することにより形成される。
　【０１０２】他方の基板１３Ｂには、液晶層４０側表面に、画素電極である反射電極４８およびスイッチング素子であるＴＦＴ２５が画素毎に形成される。反射電極４８とＴＦＴ２５との間には有機絶縁膜４７が設けられる。有機絶縁膜４７は、液晶層４０側に凹凸散乱面を有する。反射電極４８とＴＦＴ２５のドレイン部とは、有機絶縁膜４７に設けられたコンタクトホール４９を介して電気的に接続される。このような構造にすることにより、大きな開口率を達成することができる。
　【０１０３】上記有機絶縁膜４７の凹凸散乱面は、特開平６−７５２３８号公報に開示されている方法に従って作製される。反射電極４８としてはアルミニウムを用いる。反射電極４８の液晶層４０側表面は、上記凹凸散乱面と同様の凹凸を有する。
　【０１０４】透明電極２３および反射電極４８上には、垂直配向膜５０および５１がそれぞれ膜厚が７００オングストロームになるように印刷法で形成される。このパネル厚（セル厚）は、８μｍとなるように、基板１３Ａおよび１３Ｂを貼り合せる。貼り合わされた基板１３Ａと１３Ｂとの間に、黒の２色性色素にカイラル物質が添加された相転移型のゲストホスト液晶を注入することにより、液晶層４０は形成される。黒のゲストホスト液晶は種類が極めて多く、選択の幅は広い。
　【０１０５】次に、本実施例の液晶表示装置における画素の表示動作を説明する。
　【０１０６】（１）液晶層４０に電圧を印加した時（白表示）
液晶層４０中の液晶分子と色素分子とが印加された電界方向に並び、液晶層４０中を光が透過する。液晶表示セルＮの周囲光は始めに、第１のカラーフィルター層４１に入射する。第１のカラーフィルター層４１では、透過光以外の波長は吸収される。ここで、赤の画素を例にとって説明する。
　【０１０７】赤の画素では、第１のカラーフィルター層４１の中の赤のカラーフィルター４２を透過した赤の光は、第２のカラーフィルター層４４である干渉カラーフィルターの赤のカラーフィルター４５に入射する。この赤の光は、カラーフィルター４５を透過し、さらに液晶層４０を通過して反射電極４８で散乱される。この赤のカラーフィルター４２と４５とを通過した赤の光は、反射電極４８で反射され、再び液晶層４０を通り、入射したときとほぼ逆の経路を通る。このようにして、赤のカラーフィルター４５と４２とを通過した光は、観察者に認識される。
　【０１０８】なお、赤の画素に対応する第１、第２のカラーフィルター層４１および４４を透過した光は、反射電極４８で散乱されているので、入射した同じ赤の画素を通り出射するとは限らない。しかし、たとえ、赤の画素に隣接するシアンの画素に入射した場合でも、その入射した光は、第２のカラーフィルター層４４である干渉カラーフィルターにより反射されて液晶層４０を通って、再び反射電極４８に入射する。反射電極４８で、その光は跳ね返され、再び観察者方向に向かい最終的には利用される。
　【０１０９】従来の構造では、隣接するシアンの画素に入射した光は、吸収カラーフィルターにより吸収される。しかし、本発明では、吸収されていたこの光を有効に利用することができる。
　【０１１０】（２）液晶層４０に電圧を印加しない時（黒表示）
液晶層４０に入射した液晶表示装置の周囲光は、液晶層４０中の液晶分子がねじれているためゲストホスト液晶により吸収される。吸収された残りの光は、第２のカラーフィルター層４４である干渉カラーフィルターにより反射され、ゲストホスト液晶層４０においてさらに吸収されて黒表示を実現する。
　【０１１１】本実施例では、第２のカラーフィルター層４４となる干渉カラーフィルターを基板１３Ａ側に形成したが、基板１３Ｂ側に形成しても同様な効果が得られることを確認している。
　【０１１２】本実施例の構造を適用することにより、反射型表示装置においても、従来では白表示においてカラーフィルターで吸収されていた反射板（反射電極）の反射光が実質的に無くなり、利用効率は上がる。
　【０１１３】本実施例では、アクティブ素子としてＴＦＴを適用したが２端子素子（ＭＩＭ）、または２端子素子のバリスタ等を用いて駆動することも可能である。
　【０１１４】第１のカラーフィルター層４１として、本実施例では光吸収タイプのゼラチン染色法を用いたが、顔料分散法、電着法、印刷法等の各種方式が適用可能である。また、光反射タイプの第２のカラーフィルター層４４として、干渉カラーフィルターを用いたが、体積ホログラムさらに、選択反射を用いたカイラルネマティックあるいはコレステリック液晶等が使用可能である。
　【０１１５】
　【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、光の利用効率の高い、明るい液晶表示装置を実現することができる。透過型液晶表示装置ではバックライトのパワーを落としても従来と同じ明るさを確保できることにより、低消費電力が達成される。さらに、反射型液晶表示装置に本発明を適用することにより、明るい反射型パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の透過型表示装置の原理を説明するための模式図である。
　【図２】本発明の反射型表示装置の原理を説明するための模式図である。
　【図３】本発明の実施例１にかかるアクティブマトリクス駆動のカラー液晶表示装置の１カラー画素分を示す断面図である。
　【図４】本発明の実施例２にかかるアクティブマトリクス駆動のカラー液晶表示装置の１カラー画素分を示す断面図である。
　【図５】本発明の実施例４にかかるアクティブマトリクス駆動のカラー液晶表示装置の１カラー画素分を示す断面図である。
　【図６】従来の透過型表示装置を示す断面図である。
　【符号の説明】
１　バックライト
２　液晶層
３　第２のカラーフィルター
４　第１のカラーフィルター
５　観察者
Ｌ、Ｍ、Ｎ　液晶表示パネル
Ｂ　バックライト
１２　液晶層
１３Ａ、１３Ｂ　基板
１４　第１のカラーフィルター層
１８　第２のカラーフィルター層
２３、２４　透明電極
２５　ＴＦＴ
３７　第２のカラーフィルター層
４０　液晶層
４１　第１のカラーフィルター層
４４　第２のカラーフィルター層
４８　反射電極
　【表１】
　【表２】
　【表３】
　【表４】
　【表５】