(57)【要約】本発明は、薄膜光学ファイバーに関し、輝度を増大させるためにの液晶ディスクレイ（ＬＣＤ）に使用でき、エネルギー消費を節約することができる。本発明によると、内部に入射した選択されたスペクトル範囲の光を実質的に透過し、他のスペクトル範囲の可視光を実質的に反射する可視光反射色フィルターは、総数が奇数であり、交互に配された非金属層と金属層とを含み、前記第１の層および最終層は非金属製であり、各金属層は非金属層間に配置され、各非金属層の屈折率は２．２以上であり、厚さは４０ナノメートル以上であり、各金属層の厚さは１０〜４０ナノメートルの範囲である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に入射した選択されたスペクトル範囲の光を実質的に透過し、他のスペクトル範囲の可視光を実質的に反射する可視光反射色フィルターであって、総数が奇数であり、交互に配された非金属層と金属層とを含み、前記第１の層および最終層は非金属製であり、各金属層は非金属層間に配置され、各非金属層の屈折率は２．２以上であり、厚さは４０ナノメートル以上であり、各金属層の厚さは１０〜４０ナノメートルの範囲である、反射色フィルター。
【請求項２】
２つの前記の非金属層および１つの前記の金属層を含み、前記金属層は前記の非金属層間に配置される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項３】
第１の第３の前記非金属層、第２の第３の前記非金属層および第３の前記非金属層ならびに第１のおよび第２の前記金属層を含み、前記第１の金属層は前記第１の非金属層と前記第２の非金属層との間に配置され、前記第２の金属層は前記第２の非金属層と前記第３の非金属層との間に配置される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項４】
各前記金属層の厚さは１５ナノメートル以上であり、各前記非金属層の屈折率は２．３以上である、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項５】
各前記金属層の厚さは２０ナノメートル以上であり、各前記非金属層の屈折率は２．５以上である、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項６】
前記金属層は、金Ａｕ、銀Ａｇ、アルミニウムＡｌ、クロムＣｒ、銅Ｃｕ、チタンＴｉ、ニッケルＮｉ、マンガンＭｎ、モリブデンＭｏ、ビスマスＢｉ、スズＳｎ、および上記の物質の任意の合金または固溶体を含む群から選択される材料によって構成される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項７】
前記金属層は副層をさらに含み、前記副層の総厚さは５ナノメートル以下であり、前記副層は、クロムＣｒ、チタンＴｉ、ニッケルＮｉ、バナジウムＶ、ジルコニウムＺｒ、ハフニウムＨｆ、ニオブＮｂ、モリブデンＭｏおよび上記の物質の任意の混合物または固溶体を含む群から選択される材料によって構成される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項８】
前記非金属層は、二酸化チタンＴｉＯ２、硫化亜鉛ＺｎＳ、五酸化タンタルＴａ２Ｏ５、セレン化亜鉛ＺｎＳｅ、ガリウムリンＧａＰ、窒化ガリウムＧａＮ、五酸化ニオブＮｂ２Ｏ５、モリブデン酸鉛ＰｂＭｏＯ４、窒化ホウ素ＢＮ、窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４、窒化アルミニウムＡｌＮ、シリコンＳｉ、ゲルマニウムＧｅ、半導体Ａ３Ｂ５型、半導体Ａ２Ｂ６型ならびに上記の物質の任意の混合物または固溶体を含む群から選択される材料によって構成される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項９】
さらに吸収色フィルターを含む、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項１０】
制御電極が載置された少なくとも１つの透明なプレートと、前記プレートに堆積された電気光学材料の層と、光源と、異なる透過スペクトルおよび異なる反射スペクトルを含む請求項１〜８のいずれか１項に記載の少なくとも２つの反射色フィルターとを含むカラーディスプレイデバイスであって、前記反射色フィルターのそれぞれから反射された光は、前記光源における再反射後、他の前記反射色フィルターを通じて少なくとも部分的に透過する、
カラーディスプレイデバイス。
【請求項１１】
制御電極が載置された少なくとも１つの透明なプレートと、前記プレートに堆積された電気光学材料の層と、光源と、異なる透過スペクトルおよび異なる反射スペクトルを含む少なくとも３つの反射色フィルターの群とを含み、前記反射色フィルターのそれぞれから反射された光は、前記光源における再反射後、他の前記反射色フィルターを通じて少なくとも部分的に透過する、請求項１０に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１２】
２つの透明なプレートであって、前記２つの透明なプレートのうち少なくとも１つ上に制御電極が載置される、２つの透明なプレートを含み、前記電気光学材料の層は液晶層であり、前記プレート間に配置され、前記反射色フィルターは、プレートのうち１つの内上に配置される、請求項１０または１１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１３】
さらに吸収色フィルターのマトリックスを含む、請求項１０または１１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１４】
さらに吸収色フィルターのマトリックスを含む、請求項１２に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１５】
前記反射色フィルターは、光源に近い前記プレートの内側に堆積され、さらに吸収色フィルターのマトリックスがその他のプレートの内側に堆積される、請求項１２に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１６】
前記反射色フィルターは、光源に近い前記プレートの内側に堆積され、さらに吸収色フィルターのマトリックスが前記反射光学フィルターに堆積される、請求項１２に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１７】
吸収型色フィルターのマトリックスが光源から遠い前記プレートの内側に堆積され、反射色フィルターが前記吸収色フィルターのマトリックスに堆積される、請求項１２に記載のカラーディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は色光学フィルターに関し、詳細には色透過反射フィルターに関し、光学通信および情報処理のためのカラーディスプレイおよびデバイスにおいて用いられ得る。
【背景技術】
【０００２】
選択されたスペクトル範囲および他のスペクトル範囲の吸収光の吸収型の透過入射光の公知の色フィルターと、フィルターを含む液晶ディスプレイとが米国特許第７，４８６，３５５号に開示されている。この吸収色フィルターにおいて、詳細には、液晶ディスプレイに塗布され、染料またはそのピグメントを含む塗装されたフォトレジストが用いられる。この光学フィルターの欠陥として、光吸収における光エネルギー損失がある。
【０００３】
選択されたスペクトル範囲の入射光を反射し、他のスペクトル範囲の光を透過する色光学フィルターが、コレステリック液晶の層に基づいて設計され、この色光学フィルターは公知であり、米国特許第６，５７３，９６１号に開示されている。液晶ディスプレイ中に含まれるこの光学フィルターも、同特許に記載されている。この光学フィルターおよびこの光学フィルターを含む液晶ディスプレイの欠陥として、厚さが比較的厚く（５マイクロメートル未満）、プレート間の隙間は５〜１０マイクロメートルであるため、動作電圧値の変更無しではフィルターを液晶ディスプレイプレート間に配置することが困難になり、製造が複雑になる点がある。
【０００４】
干渉型の色光学フィルターは、選択されたスペクトル範囲の入射光を透過し、交互に配された高屈折率層と低屈折率層とからなる他のスペクトル範囲の光を反射し、この色光学フィルターが公知であり、米国特許第７，９２４，３７４号中に開示されている。液晶ディスプレイ中に含まれるこの光学フィルターも、同特許に記載されている。しかし、我々の推測によれば、記載の光学フィルターの場合、内部および表示中の光エネルギー吸収が無くなるのは、１０度を超えないごく小さな作用角においてのみである。これは、この光学フィルターの深刻な不利点であるため、このフィルターを液晶ディスプレイにおいて用いる意味が無くなる。
【０００５】
ファブリペロー型の金属−誘電体−金属干渉光学フィルターは、選択されたスペクトル範囲の入射光を透過し、他のスペクトル範囲の光を反射し、２つの反射金属層間に誘電層が配置される。このような干渉光学フィルターは公知であり、米国特許第７，８１１，７２５号に開示されている。この光学フィルターは、同様に同特許に記載されている基板上に配置され、詳細には液晶ディスプレイにおいて使用される。我々の推測によれば、この光学フィルターの欠陥として、選択されたスペクトル範囲の光透過が低く７０％を超えず、作用角も小さく、１５度を超えない。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、可視光反射色フィルターおよびこのフィルターを含み、可視光エネルギーの損失は、選択されたスペクトル範囲の入射可視光の実質的な透過と、光源中における再反射後に他の色の光学フィルターにおいて用いられる他の（補完）スペクトル範囲の入射可視光の実質的な反射とに起因して実質的に低いディスプレイを提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、広範な作用角を有する可視光の色光学フィルターを生成することと、垂線からの５０°未満の傾斜において多様な視野角において色不変性を提供することとにある。
【０００８】
本発明の１つ以上の目的は、５マイクロメートルを超えない薄い厚さを備えた可視光の色光学フィルターを生成することにある。
【０００９】
本発明によれば、入射する選択されたスペクトル範囲の光を実質的に透過し、他のスペクトル範囲の可視光を実質的に反射する可視光反射色フィルターであって、総数が奇数であり、交互に配された非金属層と金属層とを含み、第１の層および最終層は非金属製であり、各金属層は非金属層間に配置され、各非金属層の屈折率は２．２以上であり、厚さは４０ナノメートル以上であり、各金属層の厚さは１０〜４０ナノメートルの範囲である。
【００１０】
本発明は、図面によって明らかとなる。図面は、提示の技術的解決法の特許請求の範囲全体を完全に網羅または制限するものではなく、色光学フィルターおよび色光学フィルターを含むカラーディスプレイのいくつかの実施形態を例示するだけである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】可視光反射色フィルターを示す。この可視光反射色フィルターは、屈折率が２．２以上であり、厚さが４０ナノメートル以上である２つの非金属層を含み、１つの金属層の厚さは１０〜４０ナノメートルの範囲であり、上記の金属層は上記の非金属層間に配置される。
【図２】図１による反射色フィルターの多様な作用角における透過および反射スペクトルを示す。
【図３】屈折率が２．２以上であり厚さが４０ナノメートル以上である３つの非金属層と、２つの金属層とを含む可視光反射色フィルターを示す。各金属層の厚さは１０〜４０ナノメートルの範囲であり、各金属層は上記の非金属層間に配置される。
【図４】図３による反射色フィルターの多様な作用角における透過および反射スペクトルである。
【図５】可視光反射色フィルターを示す。この可視光反射色フィルターは、総数が奇数であり、交互に配された（３超の）非金属層と金属層とを含み、第１の層および最終層は非金属製であり、各金属層は、非金属層間に独占的に配置される。
【図６】吸収色フィルターをさらに含む反射色フィルターを示す。
【図７】表示プレートに堆積された可視光の２つの反射色光学フィルターを含むカラーディスプレイを示す。
【図８】カラーディスプレイを示す。このカラーディスプレイは、表示プレートに堆積された可視光の３つの反射色フィルターのグループを含み、吸収色フィルターは、その「透過」色が一貫する（例えば、赤／赤、緑／緑および青／青）ように反射色光学フィルター上にさらに堆積される。
【図９】表示トッププレートの内側に堆積された可視光の３つの反射色フィルターのグループを含むカラーディスプレイを示す。
【図１０】表示ボトムプレートの内側に堆積された可視光の３つの反射色フィルターのグループを含むカラーディスプレイを示す。反射色フィルター上に、透過時の色が一貫する（例えば、赤／赤、緑／緑および青／青）ように吸収色フィルターがさらに堆積される。
【図１１】吸収色フィルターに堆積された可視光の３つの反射色フィルターのグループを含むカラーディスプレイを示す。これらの吸収色フィルターは、２種類の光学フィルターの透過時の色が一貫する（例えば、赤／赤、緑／緑および青／青）ように、表示トッププレートの内側上にさらに堆積される。
【図１２】表示ボトムプレートの内側に堆積された可視光の３つの反射色フィルターのグループを含むカラーディスプレイを示す。これらの吸収色フィルターは、２種類の光学フィルターの透過時の色が一貫する（例えば、赤／赤、緑／緑および青／青）ように、表示トッププレートの内側上にさらに堆積される
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１において、可視光反射色フィルターは、屈折率が２．２以上であり厚さが４０ナノメートル以上である２つの非金属層１と、厚さが１０〜４０ナノメートルの範囲である１つの金属層２とを含み、金属層２は上記の非金属層１間に配置される。
【００１３】
反射色フィルターは、以下のように機能する。光源（光源は図１中では図示せず）からの白色光３が光学フィルターに入射すると、光学フィルターは、選択されたスペクトル範囲（例えば緑色のスペクトル範囲）の光４を実質的に透過し、他のスペクトル範囲（例えば、青色および赤色）の光５を実質的に反射する。
【００１４】
光源における多反射（または同様に図１に図示しない他の反射要素における多反射）後の光５は、（図１に不図示）他の反射色フィルターにより少なくとも部分的に透過され、青色および赤色が相応に実質的に透過される。
【００１５】
厚さが１５ナノメートル以上である金属層と、屈折率が２．３以上である非金属層とを備えた色光学フィルターが好適である。
【００１６】
厚さが２０ナノメートル以上である金属層と、屈折率が２．５以上である非金属層とを備えた色光学フィルターがより好適である。
【００１７】
色光学フィルターの広範な作用角を図２に示す。ここで、図１の反射色フィルターの多様な作用角における透過および反射スペクトルが図示される。このフィルターは、緑色を透過し、青色および赤色双方を反射する。図２から明確に分かることとして、透過および反射スペクトルは、反射色フィルターへの垂線から５０°までの角度で空気から入射する光線の入射角度が変化しても、実際に変化しない。
【００１８】
反射色フィルターは、任意の透明な材料（例えば、ガラスまたはポリマーからのもの）によって構成された研磨基板上に、多数の公知の方法（例えば、熱蒸発、電子ビームによる蒸発）により堆積され得る。
【００１９】
金属層は好適には、金Ａｕ、銀Ａｇ、アルミニウムＡｌ、クロムＣｒ、銅Ｃｕ、チタンＴｉ、ニッケルＮｉ、マンガンＭｎ、モリブデンＭｏ、ビスマスＢｉ、スズＳｎ、ロジウムＲｈ、白金Ｐｔ、アンチモンＳｂおよび上記の物質の任意の合金または固溶体からなる群から選択される材料によって構成される。上記の非金属層への接着を向上させるため、上記の金属層は、さらに副層を含み得る。これらの副層の総厚さは５ナノメートル以下であり、クロムＣｒ、チタンＴｉ、ニッケルＮｉ、バナジウムＶ、ジルコニウムＺｒ、ハフニウムＨｆ、ニオブＮｂ、モリブデンＭｏ、および上記の物質の任意の混合物、合金または固溶体からなる群から選択される物質によって構成される。
【００２０】
上記の非金属層は好適には、二酸化チタンＴｉＯ２、硫化亜鉛ＺｎＳ、セレン化亜鉛ＺｎＳｅ、ガリウムリンＧａＰ、窒化ガリウムＧａＮ、五酸化タンタルＴａ２Ｏ５、五酸化ニオブＮｂ２Ｏ５、モリブデン酸鉛ＰｂＭｏＯ４、窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４、シリコンＳｉ、ゲルマニウムＧｅ、半導体Ａ３Ｂ５型、半導体Ａ２Ｂ６および上記の物質の任意の混合物または固溶体を含む群から選択される材料によって構成される。これらの記載の２つの非金属層１は、同じ材料または異なる材料によって構成され得、これらの層の厚さは、同じであっても、異なっていてもよい。
【００２１】
図３に、３つの非金属層１および２つの金属層２を含む可視光反射色フィルターが図示されている。ここで、第１の金属層が第１の非金属層と第２の非金属層との間に配置され、第２の金属層が第２の非金属層と第３の非金属層との間に配置される。反射色フィルターは、以下のように機能する。光源（光源は図３に不図示）からの光線３は、反射色フィルターに入射する。この反射色フィルターは、入射した選択されたスペクトル範囲（この種類の反射色フィルターの場合は緑色）の光４を実質的に透過し、その他の補完スペクトル範囲（この種類の場合は青色および赤色）の光５を実質的に反射する。光源（同様に図３に不図示の他の反射要素）における再反射後の光５は、他の色の反射色フィルター（図３に不図示）によって少なくとも部分的に透過され、相応に青色および赤色を実質的に透過する。
【００２２】
反射色フィルターの広範な作用角を図４にも示す。ここで、図３の反射色フィルターの多様な作用角における透過および反射スペクトルが図示されている。この種類の反射色フィルターは、緑色を透過し、青色および赤色双方を反射している。３つの非金属層１および２つの金属層２を付加することにより、反射色フィルターの透過および反射スペクトルの縁をより急峻にすることができると共に、反射色フィルター透過スペクトル帯からの光の反射係数を大きくすることができ、これにより、フィルターの全体的色特性が向上する。図４から、透過および反射スペクトルは、反射色フィルターへの垂線から５０°までの角度で空気から入射する光線の入射角度が変化しても、実際に変化しないことも分かる。
【００２３】
図５に、総数が奇数であり、交互に配された非金属層１と金属層２とを含む可視光反射色フィルターが図示されている。ここで、第１の層および最終層は非金属層１であり、各金属層２は非金属層１間に独占的に配置される。光学色フィルター中の層数を増加すると、その色特性が向上する。
【００２４】
図６に、（光３の方向上に）反射光学フィルター後に配置された吸収色フィルター６をさらに含む可視光反射色フィルターが図示されている。吸収色フィルター６の役割は、補完色の残りの光の吸収により出射光の色純度を向上させることである。
【００２５】
図７に、制御電極が載置された１つの透明なプレート７（電極は図７に不図示）と、制御電極へ付加された電圧に起因して光学特性が変化しかつプレート７に堆積された電気光学材料８の層と、光源９とを含むカラーディスプレイが図示されている。この種類のディスプレイは、可視光の２つの異なる反射色フィルター（例えば、青色−緑１０および赤色１１）を含み、ここで、これらの色は透過時に付与され、光学フィルターの色は、透過上および反射スペクトル双方において異なる。
【００２６】
光源９からの白色光３は、青色および緑色光１２を透過するが赤色光１３は反射する青色−緑反射色フィルター１０に入る。光源９中への多反射の後、反射された赤色光１３の少なくとも一部は、赤色反射色フィルター１１に入りこれを透過し、赤色光１４を形成する。
【００２７】
同様に、光源９からの白色光３は、赤色光１５を透過するが青色および緑色光１６は反射する赤色反射色フィルター１１上にも入る。光源９中への多反射の後、反射された青色および緑色光１６のうち少なくとも一部は、青色−緑反射色フィルター１０に入りこれを透過し、青色−緑色光１７を形成する。
【００２８】
よって、青色−緑反射色フィルター１０は、青色−緑色の光１２を透過する以外に、赤色反射色フィルター１１によって反射された青色−緑色の光１６の少なくとも一部である青色−緑色の光１７も透過する。そのため、青色−緑色の光は吸収されず、青色および緑色光は全て青色−緑反射色フィルター１０から出射する。
【００２９】
同様に、赤色反射色フィルター１１は、赤色の光１５を透過する以外に、青色−緑色光学フィルター１０によって反射された赤色の光１３の少なくとも一部である赤色の光１４も透過する。そのため、赤色光は吸収されず、赤色光は全て赤色反射色フィルター１１から出射される。
【００３０】
本発明のカラーディスプレイの１つの特徴として、可視光１０および１１の反射色フィルターを含む点がある。この反射色フィルターは、総数が奇数であり、交互に配された非金属層と金属層とを含む。第１の層および最終層は非金属製であり、各金属層は非金属層間に配置され、各非金属層の屈折率は２．２以上であり、厚さは４０ナノメートル以上であり、各金属層の厚さは１０〜４０ナノメートルである。
【００３１】
これらの記載の特徴（すなわち、反射色フィルターにおける可視光エネルギーの非吸収、ディスプレイの広範な作用角）により、技術的結果が達成される。この結果は、非金属層の厚さ、その屈折率および金属層の厚さの最適なバランスにより確保される。
【００３２】
例えばポリマーマトリックス中に封入された制御電極液晶材料へ付加された電圧に局所的に起因するその光学特性（複屈折、光散乱、位相シフト、光学活性など）の変化を可能にする電気光学材料８の層として、多数の他のものが用いられ得る。電気光学材料８の層は、光学フィルター１０および１１を透過する光の強度のみを変化させ、各光学フィルターから出射された光の色は変化させない。
【００３３】
図８に、内部において１つの透明なプレート７上に制御電極が配置された（電極は図８に不図示）他の種類の本発明のカラーディスプレイが図示される。このカラーディスプレイは、制御電極へ付加される電圧に起因して電気光学特性を変化させかつプレート７に堆積された電気光学材料８の層と、光源９とを含む。この種類のディスプレイは、可視光の３つの異なる反射色フィルター（例えば、赤色１１、緑色１８および青色１９）の群を含む。ここで、これらの色は透過時に付与される。すなわち、これら３つの反射色フィルターは全て、透過上および反射スペクトルが異なる。図８に示すこのカラーディスプレイは、３色（赤色、緑色および青色）のマトリックスの吸収色光学フィルター２０をさらに含む。反射色フィルター１１，１８，１９は、吸収色光学フィルター２０のマトリックスと光源９との間に配置され、各吸収色光学フィルターの色は、反射色フィルター１１，１８，１９の色と一致する。吸収色光学フィルター２０のマトリックスの役割は、補完色の残留光の吸収により、光（各サブ画素からの）出射光の色純度を向上させることである。
【００３４】
光源９からの白色光３は、緑色光２１は透過するが赤色光１３および青色光２２は反射する緑色の反射色フィルター１８に入る。光源９中への多反射の後、反射された赤色光１３のうち少なくとも一部が赤色反射色フィルター１１に入りこれを透過し、赤色光１４を形成する。光源中への多反射後、反射された青色光２２のうち少なくとも一部が青色反射色フィルター１９に入りこれを透過し、青色光２３を形成する。
【００３５】
赤色光１５は透過するが青色および緑色光（図８に不図示）は反射する赤色反射色フィルター１１と、青色光は透過するが赤色および緑色光（図８に不図示）は反射する青色反射色フィルター１９との光源９からの白色光３が入ると、同様の透過および反射が発生する。
よって、透過された赤色光１５が赤色反射色フィルター１１から出るほか、緑反射色フィルター１８によって反射された赤色光１３の少なくとも一部である赤色光１４および青色反射色フィルター１９によって反射された赤色（図８中図示せず）の光のうち少なくとも一部も出る。
【００３６】
同様に、透過された緑色光２１が緑反射色フィルター１８から出るほか、赤色反射色フィルター１１によって反射された緑色光の少なくとも一部である緑色光および青色反射色フィルター１９によって反射された緑色のうち少なくとも一部も出る（このプロセスは図８中図示せず）。
【００３７】
同様に、透過された青色光２４が青色反射色フィルター１９から出るほか、赤色反射色フィルター１１によって反射された青色光の少なくとも一部である青色光および緑反射色フィルター１８によって反射された青色光のうち少なくとも一部も出る（このプロセスは図８に不図示）。
【００３８】
よって、任意の色の光は吸収されず、反対に、赤色、緑色および青色全てが反射色フィルター１１，１８，１９から相応に出る。
【００３９】
図９に、内部において２つの透明なプレート７上に制御電極が配置された（電極は図９に不図示）と、制御電極へ付加される電圧に起因して光学特性を変化させかつプレート７に堆積された電気光学材料８の層と、光源９とを含む１つ以上の種類のカラーディスプレイが図示されている。この種類のディスプレイは、可視光の３つの異なる反射色フィルター（例えば、赤色１１、緑色１８および青色１９）の群を含む。ここで、これらの色は透過時に付与される。すなわち、これら３つの光学フィルターは全て、透過上および反射スペクトルが異なる。この名称の反射色フィルターは、プレート７のうちの１つの内側に堆積される。
【００４０】
図１０に、内部に２つの透明なプレート７上に制御電極が配置された（電極は図１０に不図示）と、制御電極へ付加される電圧に起因して光学特性を変化させかつ上記プレート７に堆積された電気光学液晶材料８の層と、光源９とを含む１つ以上の種類のカラーディスプレイが図示されている。この種類のディスプレイは、可視光の３つの異なる反射色フィルター（例えば、赤色１１、緑色１８および青色１９）の群を含む。ここで、これらの色は透過時に付与される。すなわち、これら３つの光学フィルターは全て、透過上および反射スペクトルと、吸収色光学フィルター２０のマトリックスとが異なる。上記の反射色フィルター１１，１８，１９は、光源に近いプレートの内側に堆積され、吸収色フィルター２０のマトリックスは、吸収色フィルターそれぞれの色が反射色フィルター１１，１８，１９の色と相応に一致するように、反射色フィルター１１，１８，１９に堆積される。
【００４１】
図１１に、内部において２つの透明なプレート７上に制御電極が配置された（図１１に電極は不図示）と、制御電極へ付加される電圧に起因して光学特性を変化させかつ上記プレート７に堆積された電気光学液晶材料８の層と、光源９とを含む１つ以上の種類のカラーディスプレイが図示されている。この種類のディスプレイは、可視光の３つの異なる反射色フィルター（例えば、赤色１１、緑色１８および青色１９）の群を含む。ここで、これらの色は透過時に付与される。すなわち、これら３つの反射色フィルターは全て、透過上および反射スペクトルと、吸収色光学フィルター２０のマトリックスとが異なる。吸収色光学フィルター２０の上記マトリックスは、光源９から遠いプレート７の内側に堆積され、反射色フィルター１１，１８，１９は、吸収色フィルターそれぞれの色が反射色フィルター１１，１８，１９の色と相応に一致するように、吸収光学フィルター２０のマトリックスに堆積される。
【００４２】
図１２に、制御電極が配置された（電極は図１２に不図示）２つの透明なプレート７と、制御電極へ付加される電圧に起因して光学特性を変化させかつ上記プレート７に堆積された電気光学液晶材料８の層と、光源９とを含む１つ以上の種類のカラーディスプレイが図示されている。この種類のディスプレイは、可視光の３つの異なる反射色フィルター（例えば、赤色１１、緑色１８および青色１９）の群を含む。ここで、これらの色は透過時に付与される。すなわち、これら３つの反射色フィルターは全て、透過上および反射スペクトルと、吸収色光学フィルター２０のマトリックスとが異なる。吸収色光学フィルター２０の上記マトリックスは、光源９から遠いプレート７の内側に堆積され、反射色フィルター１１，１８，１９は、吸収色フィルターそれぞれの色が反射色フィルター１１，１８，１９の色と相応に一致するように、プレート７の内側に堆積される。
【００４３】
本明細書に記載の反射色フィルターの全体的特性によって得られる技術的結果は、広範な作用角と、肉薄の光学フィルターと、光エネルギー吸収の不在とである。この結果は、非金属層の厚さ、その屈折率および金属層の厚さの最適なバランスにより達成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年9月9日(2015.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に入射した選択されたスペクトル範囲の光を実質的に透過し、他のスペクトル範囲の可視光を実質的に反射する可視光反射色フィルターであって、総数が奇数であり、交互に配された非金属層と金属層とを含み、前記第１の層および最終層は非金属製であり、各金属層は非金属層間に配置され、各非金属層の屈折率は２．２以上であり、厚さは４０ナノメートル以上であり、各金属層の厚さは１０〜４０ナノメートルの範囲である、反射色フィルター。
【請求項２】
２つの前記の非金属層および１つの前記の金属層を含み、前記金属層は前記の非金属層間に配置される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項３】
第１の第３の前記非金属層、第２の第３の前記非金属層および第３の前記非金属層ならびに第１のおよび第２の前記金属層を含み、前記第１の金属層は前記第１の非金属層と前記第２の非金属層との間に配置され、前記第２の金属層は前記第２の非金属層と前記第３の非金属層との間に配置される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項４】
各前記金属層の厚さは１５ナノメートル以上であり、各前記非金属層の屈折率は２．３以上である、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項５】
各前記金属層の厚さは２０ナノメートル以上であり、各前記非金属層の屈折率は少なくとも２．５である、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項６】
前記金属層は、金Ａｕ、銀Ａｇ、アルミニウムＡｌ、クロムＣｒ、銅Ｃｕ、チタンＴｉ、ニッケルＮｉ、マンガンＭｎ、モリブデンＭｏ、ビスマスＢｉ、スズＳｎ、ロジウムＲｈ、白金Ｐｔ、アンチモンＳｂおよび上記の物質の任意の合金または固溶体を含む群から選択される材料によって構成される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項７】
前記金属層は副層をさらに含み、前記副層の厚さは５ナノメートル以下であり、前記副層は、クロムＣｒ、ニッケルＮｉ、バナジウムＶ、ジルコニウムＺｒ、ハフニウムＨｆ、ニオブＮｂ、モリブデンＭｏおよび上記の物質の任意の混合物または固溶体を含む群から選択される材料によって構成される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項８】
前記非金属層は、二酸化チタンＴｉＯ２、硫化亜鉛ＺｎＳ、五酸化タンタルＴａ２Ｏ５、セレン化亜鉛ＺｎＳｅ、ガリウムリンＧａＰ、窒化ガリウムＧａＮ、五酸化ニオブＮｂ２Ｏ５、モリブデン酸鉛ＰｂＭｏＯ４、窒化ホウ素ＢＮ、窒化ケイ素Ｓｉ３Ｎ４、窒化アルミニウムＡｌＮ、シリコンＳｉ、ゲルマニウムＧｅ、半導体Ａ３Ｂ５型、半導体Ａ２Ｂ６型ならびに上記の物質の任意の混合物または固溶体を含む群から選択される材料によって構成される、請求項１に記載の反射色フィルター。
【請求項９】
制御電極が載置された少なくとも１つの透明なプレートと、該プレートに堆積された前記電気光学材料の層と、光源と、異なる透過スペクトルおよび異なる反射スペクトルを備えた請求項１に記載の少なくとも２つの反射色フィルターとを含むカラーディスプレイデバイスであって、各前記反射色フィルターから反射された光は、前記光源における再反射後、他の前記反射色フィルターを通じて少なくとも部分的に透過する、カラーディスプレイデバイス。
【請求項１０】
制御電極が載置された少なくとも１つの透明なプレートと、該プレートに堆積された電気光学材料の層と、光源と、異なる透過スペクトルおよび異なる反射スペクトルを含む少なくとも３つの反射色フィルターの群とを含むカラーディスプレイデバイスであって、前記反射色フィルターのそれぞれから反射された光は、前記光源における再反射後、他の前記反射色フィルターを通じて少なくとも部分的に透過する、請求項９に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１１】
２つの透明なプレートであって、前記２つの透明なプレートのうち少なくとも１つ上に制御電極が載置される、２つの透明なプレートを含み、前記電気光学材料の層は液晶層であり、前記プレート間に配置され、前記反射色フィルターは、プレートのうち１つの内側上に配置される、請求項１０に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１２】
前記反射色フィルターは、光源に近い前記プレートの内側に堆積され、さらに吸収色フィルターのマトリックスがその他のプレートの内側に堆積される、請求項１１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１３】
前記反射色フィルターは、光源に近い前記プレートの内側に堆積され、さらに吸収色フィルターのマトリックスが前記反射光学フィルターに堆積される、請求項１１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【請求項１４】
さらに吸収型色フィルターのマトリックスが光源から遠い前記プレートの内側に堆積され、反射色フィルターが前記吸収色フィルターのマトリックスに堆積される、請求項１１に記載のカラーディスプレイデバイス。
【国際調査報告】
2016510136.tif 000015
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