JP2846943B2

JP2846943B2 - 表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP2846943B2
Application number: JP2306265A
Authority: JP
Inventors: 史朗陶山; 敬二田中; 謹矢加藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1999-01-13
Anticipated expiration: 2014-01-13
Also published as: JPH04178623A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は表示装置およびその製造方法に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第８図は従来の透過型表示装置の一例を示す図であ
る。この装置では、バックライト102によって白色光を
供給し、TN型あるいはSTN型液晶101の両側に偏光板103
を配する構造を光シャッターとして用い、出てきた白色
光をカラーフィルター104によって着色して、表示動作
を行なう。

第９図は従来の反射型表示装置の一例である。この装
置では、TN型あるいはSTN型液晶201の両側に偏光板203
を配する構造を光シャッターとして用い、出てきた白色
光をカラーフィルター204によって着色することは、第
８図の場合と同様であるが、バックライトの代わりに反
射板202を配して反射光のみを利用して表示動作を行な
う。

第10図は高分子分散型液晶を用いた従来の反射型カラ
ー表示装置の一例を示す。この装置では、分散質である
液晶301と分散媒である高分子302の混合物である高分子
分散型液晶にさらに染料303を加え、その後方にカラー
膜304を例えばモザイク状に配し、カラー膜304の後方に
反射板305を配している。

この従来の高分子分散型液晶を用いた反射型表示装置
においては、第10図（ａ）に示す散乱モード（電圧をか
けない状態）では、液晶301と高分子302との屈折率の差
により散乱した光が高分子302内あるいは液晶301内に含
有させた染料303に吸収されるから、黒色が表示され、
また第10図（ｂ）に示す透過モード（電圧をかけた状
態）においては、後方にあるカラー膜304の色が発現さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第８図に示した透過型表示装置では、バック
ライト102の体積が大きく、かつこの部分の消費電力が
大きいため、軽薄化、携帯化を行なうことが困難であっ
た。

また、第９図に示した反射型表示装置では、反射光の
みを利用するから、光量が少ないため、透過型表示装置
の場合に比べて光シャッターの光利用効率を大きく上げ
る必要があるが、TN型あるいはSTN型液晶201を単純に用
いただけでは、本質的に必要な編光板203の存在により
反射光の利用効率が少なくとも半分以下に下がり、高輝
度化が困難であった。

さらに、第10図に示した高分子分散型液晶を用いた反
射型カラー表示装置では、透過モードにおいても、染料
303により光が吸収されるため、輝度が下がる欠点があ
った。

本発明は上述の課題を解決するためになされたもの
で、軽薄化、携帯化を図ることが容易で、かつ高輝度化
が容易な表示装置およびその製造方法を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明においては、屈折率
の異なる複数の膜を積層した多層膜であって、かつ少な
くともその中の一つの膜が屈折率の可変な膜である干渉
フィルターを用いた表示素子を設け、上記屈折率の可変
な膜の屈折率の可変範囲がn1からn2（n1＜n2）までの場
合に、上記屈折率の可変な膜と接して積層する膜の屈折
率n3との関係をn3≦n1あるいはn2≦n3とする。

また、屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜であ
って、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率の可変
な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を黒あるい
は灰色の膜上に複数設置し、上記各表示素子の干渉フィ
ルターの反射率が高い色を赤色、緑色、青色とし、上記
屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1からn2（n1＜
n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜と接して積層
する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるいはn2≦n3とす
る。

さらに、屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜で
あって、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率の可
変な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を黒ある
いは灰色の膜上に複数積層して設置し、上記各表示素子
の干渉フィルターの反射率が高い色を赤色、緑色、青色
とし、上記屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1か
らn2（n1＜n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜と
接して積層する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるいは
n2≦n3とする。

これらの場合、上記屈折率が可変な膜として液晶を用
いる。

さらに、上記屈折率が可変な膜として強誘電体を用い
る。

上記のような表示装置を製造する場合に、基板上に導
電膜を形成し、上記導電膜を有する上記基板上に第１の
透明な膜を形成し、上記第１の透明な膜上に高分子強誘
電性液晶を形成し、上記高分子強誘電性液晶上に第２の
透明な膜を形成し、上記第２の透明な膜上に透明導電膜
を形成する。

また、基板上に導電膜を形成し、上記導電膜を有する
上記基板上に第１の透明な膜を形成し、上記第１の透明
な膜上にスペーサ膜を形成し、上記スペーサ膜上に第２
の透明な膜のパタンを形成し、上記第２の透明な膜上に
透明導電膜のパタンを形成し、上記スペーサ膜をオーバ
エッチングし、上記基板を屈折率が電界によって可変で
透明な物質中に浸し、透明基板で上記屈折率が電界によ
って可変で透明な物質を封止する。

さらに、基板上に導電膜を形成し、上記導電膜を有す
る上記基板上に次に形成する多層膜全体の厚さよりも厚
いリフトオフ膜のパタンを形成し、上記導電膜上に第１
の透明な膜を形成し、上記第１の透明な膜上にスペーサ
膜を形成し、上記スペーサ膜上に第２の透明な膜を形成
し、上記第２の透明な膜上に透明導電膜を形成し、上記
リフトオフ膜をエッチングし、上記スペーサ膜をオーバ
エッチングし、上記基板を屈折率が電界によって可変で
透明な物質中に浸し、透明基板で上記屈折率が電界によ
って可変で透明な物質を封止する。

〔作用〕

この表示装置においては、バックライトを用いない。
また、屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜であっ
て、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率が可変な
膜である干渉フィルター〔例えば、光学薄膜（藤原史郎
編、共立出版、1986年）を参照〕を用いるから、屈折率
の可変な膜の屈折率とこの膜と積層する膜の屈折率との
屈折率差を変化させることができる。そして、屈折率差
が大きい場合には、干渉フィルターの原理に従い、特定
の波長帯域の光を反射し、かつそれ以外の波長帯域の光
を透過する。一方、屈折率差が小さい場合には、屈折率
差が大きい場合に比べ、特定の波長帯域の反射率が大幅
に低下し、大部分の光を透過させることができる。した
がって、特定の波長帯域の光の反射、透過を制御でき、
かつそれ以外の波長帯域の光を常に透過する装置を構成
できるから、偏光板が不要でかつ光の利用効率が高い。

また、屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜であ
って、かつ少なくともその中の一つの膜が、屈折率の可
変な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を黒ある
いは灰色の膜上に複数設置し、上記各表示素子の干渉フ
ィルターの反射率が高い色を赤色、緑色、青色とし、上
記屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1からn2（n1
＜n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜と接して積
層する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるいはn2≦n3と
し、または屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜で
あって、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率の可
変な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を黒ある
いは灰色の膜上に複数積層して設置し、上記各表示素子
の干渉フィルターの反射率が高い色を赤色、緑色、青色
とし、上記屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1か
らn2（n1＜n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜と
接して積層する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるいは
n2≦n3とすれば、種の色が加法混色の原理に従い実現で
きる。

これらの場合、屈折率が可変な膜として液晶を用い、
または屈折率が可変な膜として強誘電体を用いれば、よ
り確実に特定の波長帯域の光反射、透過を制御できる。

また、表示装置の製造方法においては、容易に高輝度
な表示装置を製造することができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

（動作原理）第１図は本発明による反射型カラー表示装置の表示素
子の動作原理を示す概略図である。本表示素子は、導電
膜401上に屈折率n3の透明な膜402を配し、膜402上に屈
折率が電界によってn1からn2（n1＜n2、n2≦n3）まで可
変な透明な膜403（例えば液晶（高分子強誘電性液晶を
含む）あるいは強誘電体）を配し、屈折率が可変で透明
な膜403上に屈折率n3の透明な膜404を配し、透明な膜40
4上に透明導電膜405を配している。

この表示素子においては、第１図（ａ）に示すよう
に、導電膜401と透明導電膜405との間に加える電圧によ
り、屈折率が可変で透明な膜403の屈折率をn1とする
と、全体として屈折率がn3/n1/n3（n1＜n3）の膜の多層
の膜となり、よく知られた干渉フィルターの原理〔例え
ば、光学薄膜（藤原史郎編、共立出版、1986年）を参
照〕に従い、特定の波長帯域の光を反射し、それ以外の
光を透過する。また、第１図（ｂ）に示すように、導電
膜401と透明導電膜405との間に加える電圧により屈折率
が可変で透明な膜403の屈折率をn2とすると、全体とし
て屈折率がn3/n2/n3（n1＜n2≦n3）の膜の多層膜とな
り、多層膜中の各膜の屈折率差が第１図（ａ）の場合に
比べて小さくなるため、特定の波長帯域における光の反
射率は大幅に低下し、大部分の光を透過する。なお、こ
こでは、n2≦n3の場合を例として示したが、n3≦n1の場
合でも同様な表示動作が可能なことは明らかである。さ
らに、n1＜n3＜n2の場合であってもn3の値がn1あるいは
n2の値に十分近ければ、やはり同様な表示動作が可能な
ことは明らかである。

さらに、本発明によれば、導電膜401と透明導電膜405
との間に加える電圧の大きさにより、屈折率が可変で透
明な膜403の屈折率を連続的に制御できるため、表示素
子の特定の波長帯域における反射率を連続的に制御でき
る。

このように本発明によれば、透明導電膜405方向から
見たとき、導電膜401と透明導電膜405との間に印加する
電圧により、干渉反射色の発現の有無を制御できるた
め、以下の実施例11〜３で説明するような表示装置に用
いることにより、高輝度な表示装置を実現できる。さら
に、以下の実施例では、屈折率が可変な膜として液晶を
用いた例について示すが、屈折率が可変な膜として強誘
電体膜を用いた場合でも、同様な実施例が可能なことは
明らかである。

（実施例1:装置）第２図は本発明による反射型カラー表示装置の一実施
例を示す概略図である。本表示装置は絶縁基板519上に
第１の表示素子506、第２の表示素子512および第３の表
示素子518を例えばモザイク状に配してある。第１の表
示素子506は、黒色の導電膜501（例えばITO膜の裏面に
黒色の顔料や染料を形成した後、表面を荒した金属膜あ
るいは炭素膜）上に、屈折率n3の透明な膜502（例えばS
iO₂膜）を配し、透明な膜502上に屈折率が電界によって
n1からn2（n1＜n2、ｎ≦２≦３）まで可変な透明な膜50
3（例えば液晶）を配し、透明な膜503上に屈折率n3の透
明な膜504（例えばSiO₂膜）を配し、透明な膜504上に透
明導電膜505（例えばITO膜）を配している。第１の表示
素子506における透明な膜502、透明な膜503、透明な膜5
04の膜厚は、屈折率が可変で透明な膜503の屈折率がn1
の場合に赤色を反射するような干渉フィルターの条件に
応じて定められている〔参照：光学薄膜（藤原史郎編、
共立出版、1986年）〕。第２の表示素子512は、黒色の
導電膜507（例えばITO膜の裏面に黒色の顔料や染料を形
成した膜、表面を荒した金属膜あるいは炭素膜）上に、
屈折率n3の透明膜508（例えばSiO₂膜）を配し、透明な
膜508上に屈折率が電界によってn1からn2（n1＜n2、n2
≦n3）まで可変な透明な膜509（例えば液晶）を配し、
透明な膜509上に屈折率n3の透明な膜510（例えばSiO
₂膜）を配し、透明な膜510上に透明導電膜511（例えばI
TO膜）を配している。第２の表示素子512における透明
な膜508、透明な膜509、透明な膜510の膜厚は、屈折率
が可変で透明な膜509の屈折率がn1の場合に緑色を反射
するような干渉フィルターの条件に応じて定められてい
る〔参照：光学薄膜（藤原史郎編、共立出版、1986
年）〕。第３の表示素子518は、黒色の導電膜513（例え
ばITO膜の裏面に黒色の顔料や染料を形成した膜、表面
を荒した金属膜あるいは炭素膜）上に、屈折率n3の透明
な膜514（例えばSiO₂膜）を配し、透明な膜514上に屈折
率が電界によってn1からn2（n1＜n2、n2≦n3）までの可
変な透明な膜515（例えば液晶）を配し、透明な膜515上
に屈折率n3の透明な膜516（例えばSiO₂膜）を配し、透
明な膜516上に透明導電膜517（例えばITO膜）を配して
いる。第３の表示素子518における透明な膜514、透明な
膜515、透明な膜516の膜厚は、屈折率が可変で透明な膜
515の屈折率がn1の場合に青色を反射するような干渉フ
ィルターの条件に応じて定められている〔参照：光学薄
膜（藤原史郎編、共立出版、1986年）〕。

この反射型カラー表示装置においては、第２図（ａ）
に示すように、黒色の導電膜501、507、513と透明導電
膜505、511、517との間の電圧を屈折率が可変で透明な
膜503、509、515の屈折率がn1となるようにすれば、よ
く知られた干渉フィルターの原理に従い、第１の表示素
子506では赤色、第２の表示素子512では緑色、第３の表
示素子518では青色の光が反射され、透明導電膜505、51
1、517側から見るとそれぞれの色に見える。また、第２
図（ｂ）に示すように、導電膜501、507、513と透明導
電膜505、511、517との間の電圧を屈折率が可変で透明
な膜503、509、515の屈折率がn2となるようにすれば、
第１〜第３表示素子508、512、518は可視光の波長領域
の大部分の光を透過し、透過した光は全ての黒色の導電
膜501、507、513に吸収される。このため、透明導電膜5
05、511、517側から見ると黒色に見える。

したがって、本実施例により、導電膜501と透明導電
膜505との間、導電膜507と透明導電膜511との間および
導電膜513と透明導電膜517との間に加えるそれぞれの電
圧を各画素毎に連続的に制御することにより、種々の色
が加法混色の原理〔例えば応用光学ハンドブック（吉永
弘編、朝倉書店）〕に従い実現できることは明らかであ
る。なお、ここではn2≦n3の場合を例として示したが、
n3≦n1の場合でも同様な表示動作が可能なことは明らか
である。さらに、n1＜n3＜n2の場合であってもn3の値が
n1あるいはn2の値に十分近ければ、やはり同様な表示動
作が可能なことは明らかである。

（実施例2:装置）第３図は本発明による反射型カラー表示装置の一実施
例を示す概略図である。本表示装置は、黒色の膜619
（例えばITO膜の裏面に黒色の顔料や染料を形成した
膜、表面を荒した金属膜あるいは炭素膜）上に第３の表
示素子618を配し、第３の表示素子618の上に第２の表示
素子612を配し、第２の表示素子612の上に第１の表示素
子606を配してある。第１の表示素子606は、透明導電膜
601（例えばITO膜）上に屈折率n3の透明な膜602（例え
ばSiO₂膜）を配し、透明な膜602上に屈折率が電界によ
ってn1からn2（n1＜n2、n2≦n3）まで可変な透明な膜60
3（例えば液晶）を配し、透明な膜603上に屈折率n3の透
明な膜604（例えばSiO₂膜）を配し、透明な膜604上に透
明導電膜605（例えばITO膜）を配している。第１の表示
素子606における透明な膜602、透明な膜603、透明な膜6
04の膜厚は、屈折率が可変で透明な膜603の屈折率がn1
の場合に赤色を反射するような干渉フィルターの条件に
応じて定められている〔参照：光学薄膜（藤原史郎編、
共立出版、1986年）〕。第２の表示素子612は、透明読
電膜607（例えばITO膜）上に屈折率n3の透明な膜608例
えば（SiO₂膜）を配し、透明な膜608上に屈折率が電界
によってn1からn2（n1＜n2、n2≦n3）まで可変な透明な
膜609（例えば液晶）を配し、屈折率が可変で透明な膜6
09上に屈折率n3の透明な膜610（例えばSiO₂膜）を配
し、透明な膜610上に透明導電膜611（例えばITO膜）を
配している。第２の表示素子612における透明な膜608、
屈折率が可変で透明な膜609、透明な膜610の膜厚は、屈
折率が可変で透明な膜609の屈折率がn1の場合に緑色を
反射するような干渉フィルターの条件に応じて定められ
ている〔参照：光学薄膜（藤原史郎編、共立出版、1986
年）〕。第３の表示素子618は、透明導電膜613（例えば
ITO膜）上に屈折率n3の透明な膜614（例えばSiO₂膜）を
配し、透明な膜614上に屈折率が電界によってn1からn2
（n1＜n2、n2≦n3）まで可変な透明な膜615（例えば液
晶）を配し、屈折率が可変で透明な膜615上に屈折率n3
の透明な膜616（例えばSiO₂膜）を配置し、透明な膜616
上に透明導電膜617（例えばITO膜）を配している。第３
の表示素子618における透明な膜614、屈折率が可変で透
明な膜615、透明な膜616の膜厚は、屈折率が可変で透明
な膜615の屈折率がn1の場合に青色を反射するような干
渉フィルターの条件に応じて定められている〔参照：光
学薄膜（藤原史郎編、共立出版、1986年）〕。

この反射型カラー表示装置においては、第３図（ａ）
に示すように、透明導電膜601、607、613と透明導電膜6
05、611、617との間の電圧を屈折率が可変で透明な膜60
3、609、615の屈折率がn1となるようにすれば、よく知
られた干渉フィルターの原理に従い、第１の表示素子60
6では赤色、第２の表示素子612では緑色、第３の表示素
子618では青色の光を反射するため、透明導電膜605側か
らみると加法混色の原理に従い、白色に見える。また、
第３図（ｂ）に示すように、透明導電膜607と透明導電
膜611との間の電圧を屈折率が可変で透明な膜609の屈折
率がn1となるようにし、かつ透明導電膜601、613と透明
導電膜605、617との間の電圧を屈折率が可変で透明な膜
603、615の屈折率がn2となるようにすれば、第２の表示
素子612ではよく知られた干渉フィルターの原理に従い
緑色の光を反射し、第１の表示素子606および第３の表
示素子618では大部分の光は透過するため、透明導電膜6
05側からみると緑色に見える。ここで、透明導電膜601
と透明導電膜605との間の電圧を屈折率が可変で透明な
膜603の屈折率がn1となるようにし、かつ透明導電膜60
7、613と透明導電膜611、617との間の電圧を屈折率が可
変で透明な膜609、615の屈折率がn2となるようにした場
合、あるいは透明導電膜613と透明導電膜617との間の電
圧を屈折率が可変で透明な膜615の屈折率がn1となるよ
うにし、かつ透明導電膜601、607と透明導電膜605、611
との間の電圧を屈折率が可変で透明な膜603、609の屈折
率がn2となるようにした場合においても、第３図（ｂ）
と同様な動作をし、それぞれ赤色あるいは青色が発現す
ることは明らかである。さらに、第３図（ｃ）に示すよ
うに、透明導電膜601、607、613と透明導電膜605、61
1、617との間の電圧を屈折率が可変で透明な膜603、60
9、615の屈折率がn2となるようにすれば、第１〜第３表
示素子606、612、618は可視光の波長領域の大部分の光
を透過し、透過した光は全て黒色の膜619に吸収され
る。このため、透明導電膜604側から見ると黒色に見え
る。

したがって、本実施例により、導電膜601と透明導電
膜605との間、導電膜607と透明導電膜611との間および
導電膜613と透明導電膜617との間に加えるそれぞれの電
愛を各画素毎に連続的に制御することにより、種々の色
が加法混色の原理〔例えば応用光学ハンドブック（吉永
弘編、朝倉書店）〕に従い実現できることは明らかであ
る。

さらに、本実施例では、三原色を表示する装置を縦に
積層するため、一画素を一つのドットで表現でき、実施
例１に比べて、光の利用効率が三倍となるため、高輝度
化が達成できる。なお、ここでは、n2≦n3の場合を例と
して示したが、n3≦n1の場合でも同様な表示動作が可能
なことは明らかである。さらに、n1＜n3＜n2の場合であ
ってもn3の値がn1あるいはn2の値に十分近ければ、やは
り同様な表示動作が可能なことは明らかである。

（実施例3:装置）第３図に示した実施例２において、その動作を損なわ
ずに、透明導電膜601と透明導電膜611とを一つの膜で共
用させること、あるいは透明導電膜607と透明導電膜617
とを一つの膜で共用させることができることは明らかで
ある。第４図にその一例として透明導電膜701の膜で共
用させた場合を示す。本表示装置は黒色の膜719（例え
ばITO膜の裏面に黒色の顔料や染料を形成した膜、表面
を荒した金属膜あるいは炭素膜）上に第３の表示素子71
8を配し、第３の表示素子718の上に第２の表示素子712
を配し、第２の表示素子712の上に第１の表示素子706を
配してある。第１の表示素子706は、透明導電膜701（例
えばITO膜）上に屈折率n3の透明な膜702（例えばSiO
₂膜）を配し、透明な膜702上に屈折率が電界によってn1
からn2（n1＜n2、n2≦n3）まで可変な透明な膜703（例
えば液晶）を配し、屈折率が可変な透明な膜703上に屈
折率n3の透明な膜704（例えばSio₂膜）を配し、透明な
膜704上に透明導電膜705（例えばITO膜）を配してい
る。第１の表示素子706における透明な膜702、屈折率が
可変で透明な膜703、透明な膜704の膜厚は、屈折率が可
変で透明な膜703の屈折率がn1の場合に赤色を反射する
ような干渉フィルターの条件に応じて定められている
〔参照：光学薄膜（藤原史郎編、共立出版、1986
年）〕。第２の表示素子712は、透明導電膜707（例えば
ITO膜）上に屈折率n3の透明な膜708（例えばSiO₂膜）を
配し、透明な膜708上に屈折率が電界によってn1からn2
（n1＜n2、n2≦n3）まで可変な透明な膜709（例えば液
晶）を配し、屈折率が可変で透明な膜709上に屈折率n3
の透明な膜710（例えばSiO₂膜）を配している。第２の
表示素子712における透明な膜708、屈折率が可変で透明
な膜709、透明な膜710の膜厚は、屈折率が可変で透明な
膜708の屈折率がn1の場合に緑色を反射するような干渉
フィルターの条件に応じて定められている〔参照：光学
薄膜（藤原史郎編、共立出版、1986年）〕。第３の表示
素子718は、透明導電膜713（例えばITO膜）上に屈折率n
3の透明な膜714（例えばSiO₂膜）を配し、透明な膜714
上に屈折率が電界によってn1からn2（n1＜n2、n2≦n3）
まで可変な透明な膜715（例えば液晶）を配し、屈折率
が可変で透明な膜715上に屈折率n3の透明な膜716（例え
ばSiO₂膜）を配し、透明な膜716上に透明導電膜717（例
えばITO膜）を配している。第３の表示素子718における
透明な膜714、屈折率が可変で透明な膜715、透明な膜71
6の膜厚は、屈折率が可変で透明な膜715の屈折率がn1の
場合に青色を反射するような干渉フィルターの条件に応
じて定められている〔参照：光学薄膜（藤原史郎編、共
立出版、1986年）〕。この実施例に示した表示装置の動
作が第３図に一例を示した表示装置の動作と同様である
ことは明らかである。また、ここでは、n2≦n3の場合を
例として示したが、n3≦n1の場合でも同様な表示動作が
可能なことは明らかである。さらに、n1＜n3＜n2の場合
であってもn3の値がn1あるいはn2の値に十分近ければ、
やはり同様な表示動作が可能なことは明らかである。

（実施例4:製造方法）実施例１〜３で示した表示装置における干渉フィルタ
ーに用いられる多層膜の膜厚は、光の波長より薄い方が
特定の波長領域における反射率を大きくできる。しかし
ながら、液状の液晶を用いて通常の方法によりこのよう
な薄い膜を形成することは困難である。一方、高分子強
誘電性液晶は、スピンコートとその後の硬化工程（例え
ば溶媒の蒸発あるいは紫外線照射等による重合の促進
等）により形成でき、薄い膜の形成が比較的容易であ
る。そこで、以下に高分子強誘電性液晶を用いた本発明
の表示装置の製造方法を示す。

第５図は本発明による反射型カラー表示装置の製造方
法の一実施例を説明するための概略図である。まず、第
５図（ａ）に示すように、基板806（例えばガラス基板
やプラスチック基板）上に導電膜801（例えばITO膜、IT
O膜の薄面に黒色や顔料や染料を形成した後、表面を荒
した金属膜あるいは炭素膜）のパタンを形成する。つぎ
に、第５図（ｂ）に示すように、導電膜801のパタンを
有する基板806上に屈折率n3の透明な膜802（例えばSiO₂
膜あるいは高分子膜）を形成し、透明な膜802のパタン
上に屈折率が電界によってn1からn2（n1≠n2）まで可変
で透明な高分子強誘電性液晶803を例えばスピンコート
とその後の硬化工程により形成する。つぎに、高分子強
誘電性液晶803の上に屈折率n3の透明な膜804（例えばSi
O₂膜あるいは高分子膜）を形成する。この工程を繰り返
すことにより、屈折率n3の透明な膜と高分子強誘電性液
晶との多層膜を形成できることは明らかである。つぎ
に、第５図（ｃ）に示すように、屈折率n3の透明な膜80
2、804と高分子強誘電性液晶803との多層膜の上に透明
導電膜805のパタンを形成する。このようにして、実施
例１〜３で示した表示装置に必要される屈折率の可変な
膜を含む多層膜からなる干渉フィルターを製造できる。

（実施例5:製造方法）実施例１〜３で示した表示装置における干渉フィルタ
ーに用いられる多層膜の膜厚は、光の波長より薄い方が
特定の波長領域における反射率を大きくできる。しかし
ながら、液状の液晶を用いてこのような薄い液晶層を形
成することは、通常の液晶組立・注入工程では困難であ
る。そこで、以下に液状の液晶を用いて本発明の表示装
置を製造する方法を示す。

第６図は本発明による反射型カラー表示装置の製造方
法の一実施例を説明するための概略図である。まず、第
６図（ａ）に示すように、基板908（例えばガラス基板
やプラスチック基板）上に導電膜901（例えばITO膜、IT
O膜の裏面に黒色の顔料や染料を形成した膜、表面を荒
した金属膜あるいは炭素膜）のパタンを形成する。つぎ
に、第６図（ｂ）に示すように、導電膜901のパタンを
有する基板908上に屈折率n3の透明な膜902（例えばSiO₂
膜）のパタンを形成し、透明な膜902のパタン上にスペ
ーサ膜906（例えばMo膜、Si膜あるいは高分子膜）を形
成し、スペーサ膜906上に屈折率n3の透明な膜904（例え
ばSiO₂膜）のパタンを形成する。つぎに、第６図（ｃ）
に示すように、透明な膜904上に透明導電膜905のパタン
を形成した後、これら基板908、導電膜901、透明な膜90
2、透明な膜904および透明導電膜905を残してスペーサ
膜906がエッチングできる方法（例えば過酸化水素水（M
o膜の場合）、弗硝酸（Si膜の場合）あるいはアセトン
（高分子膜の場合）によるエッチング方法）を用いて、
スペーサ膜906をオーバエッチングする。つぎに、第６
図（ｄ）に示すように、上記導電膜901、透明な膜902、
透明な膜904、透明導電膜905およびスペーサ膜906を有
する基板908を、屈折率が電界によってn1からn2（n1≠n
2）まで可変で透明な物質（例えば液晶を含む液）中に
浸すとともに、透明基板909（例えばガラス基板あるい
はプラスチック基板）で屈折率が可能で透明な物質を封
止し、上記透明な膜902と透明な膜904とスペーサ膜906
とで囲まれる領域に屈折率が電界によって可変で透明な
膜903を形成する。このようにして、実施例１〜３で示
した表示装置に必要される屈折率の可変な膜を含む多層
膜からなる干渉フィルターを形成できる。

（実施例6:製造方法）つぎに、液状の液晶を用いて本発明の表示装置を製造
する他の方法を示す。

第７図は本発明による反射型カラー表示装置の製造方
法の一実施例を説明するための概略図である。まず、第
７図（ａ）に示すように、基板1008（例えばガラス基板
やプラスチック基板）上に導電膜1001（例えばITO膜、I
TO膜の裏面に黒色や顔料や染料を形成した膜、表面を荒
した金属膜あるいは炭素膜）のパタンを形成する。つぎ
に、第７図（ｂ）に示すように、導電膜1001のパタンを
有する基板1008上にリフトオフ膜1010（例えばMo膜、Si
膜あるいは高分子膜）のパタンを次に形成する多層膜全
体の厚さよりも十分厚く形成し、これらの膜の上に屈折
率n3の透明な膜1002（例えばSiO₂膜）、スペーサ膜1006
（例えばMo膜、Si膜あるいは高分子膜）、屈折率n3の透
明な膜1004（例えばSiO₂膜）のパタンを順次形成する。
つぎに、第７図（ｃ）に示すように、透明な膜1004上に
透明導電膜1005のパタンを形成した後、これら基板100
8、導電膜1001、透明な膜1002、透明な膜1004および透
明導電膜1005を残してリフトオフ膜1010がエッチングで
きる方法（例えば過酸化水素水（Mo場合）、弗硝酸（Si
膜の場合）あるいはアセトン（高分子膜の場合）により
エッチング方法）を用いて、リフトオフ膜1010をエッチ
ング除去し、かつリフトオフ膜1010上に形成された膜を
リフトオフする。つぎに、第７図（ｄ）に示すように、
基板1008、導電膜1001、透明な膜1002、透明な膜1004お
よび透明導電膜1005を残してスペーサ膜1006がエッチン
グできる方法（例えば過酸化水素水（Mo場合）、弗硝酸
（Si膜の場合）あるいはアセトン（高分子膜の場合）に
よりエッチング方法）を用いて、スペーサ膜1006をオー
バーエッチングする。つぎに、第７図（ｅ）に示すよう
に、上記導電膜1001と透明な膜1002と透明な膜1004と透
明導電膜1005とスペーサ膜1006とを有する基板1008を、
屈折率が電界によってn1からn2（n1≠n2）まで可変で透
明な物質1007（例えば液晶）を含む液中に浸すととも
に、透明基板1009（例えばガラス基板あるいはプラスチ
ック基板）で上記屈折率が可変で透明な物質1007を封止
し、上記透明な膜1002と透明な膜1004とスペーサ膜1006
とで囲まれる領域に屈折率が電界によって可変で透明な
膜1003を形成する。このようにして、実施例１〜３で示
した表示装置に必要される屈折率の可変な膜を含む多層
膜からなる干渉フィルターを形成できる。なお、リフト
オフ膜1010とスペーサ膜1006とを同一材料とすることに
より、第７図（ｃ）で示した工程と第７図（ｄ）で示し
た工程とを同時に行なうことができることは明らかであ
る。

なお、実施例１〜５では、干渉フィルターとして三層
膜を例として本発明による表示装置を説明したが、波長
選択性および反射波長帯域幅等を表示装置に適合したも
のにするために、他の膜を加えたりあるいはさらに多層
構造にしても良いことは明らかである。

さらに、第２図〜第４図に実施例を示した反射型カラ
ー表示装置において、これらの導電膜501等、601等、70
1等を画素電極とし、かつ例えば薄膜トランジスタをア
クティブ素子とするアクティブマトリックスを配して各
画素を駆動することにより、各画素を独立に制御できる
ため、同装置のコントラスト比が高くでき、かつクロス
トークなどを阻止できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る表示装置において
は、バックライトを用いないから、軽薄化、携帯化が容
易であり、また偏光板が不要でかつ光の利用効率が高い
から、高輝度な表示装置を実現できる。

また、屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜であ
って、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率の可変
な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を黒あるい
は灰色の膜上に複数設置し、上記各表示素子の干渉フィ
ルターの反射率が高い色を赤色、緑色、青色とし、上記
屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1からn2（n1＜
n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜と接して積層
する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるいはn2≦n3と
し、または屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜で
あって、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率の可
変な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を黒ある
いは灰色の膜上に複数積層して設置し、上記各表示素子
の干渉フィルターの反射率が高い色を赤色、緑色、青色
とし、上記屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1か
らn2（n1＜n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜と
接して積層する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるいは
n2≦n3とすれば、種々の色が加法混色の原理に従い実現
できるから、高輝度な反射型カラー表示装置を実現でき
る。

これらの場合、屈折率が可変な膜として液晶を用い、
または屈折率が可変な膜として強誘電体を用いれば、よ
り確実に特定の波長帯域の光の反射、透過を制御できる
から、より高輝度な表示装置を実現できる。

また、本発明に係る表示装置の製造方法においては、
容易に高輝度な表示装置を製造することができるから、
製造コストが安価になる。

このように、この発明の結果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による反射型カラー表示装置の表示素子
の動作原理を示す概略図、第２図〜第４図は第１図に示
した表示素子を用いた反射型カラー表示装置の実施例を
示す概略図、第５図〜第７図は第２図〜第４図に示した
本発明の表示装置の製造方法の実施例を説明するための
概略図、第８図は従来の透過型表示装置の一例を示す
図、第９図は従来の反射型表示装置の一例を示す図、第
10図は高分子分散型液晶を用いた従来の反射型表示装置
の一例を示す図である。 401……導電膜 402……透明な膜 403……屈折率が可変で透明な膜 404……透明な膜 405……透明導電膜 501……導電膜 501……透明な膜 503……屈折率が可変で透明な膜 504……透明な膜 505……透明導電膜 506……第１の表示素子 507……導電膜 508……透明な膜 509……屈折率が可変で透明な膜 510……透明な膜 511……透明導電膜 512……第２の表示素子 513……導電膜 514……透明な膜 515……屈折率が可変で透明な膜 516……透明な膜 517……透明導電膜 518……第３の表示素子 519……絶縁基板 601……透明導電膜 602……透明な膜 603……屈折率が可変で透明な膜 604……透明な膜 605……透明導電膜 606……第１の表示素子 607……透明導電膜 608……透明な膜 609……屈折率が可変で透明な膜 610……透明な膜 611……透明導電膜 612……第２の表示素子 613……透明導電膜 614……透明な膜 615……屈折率が可変で透明な膜 616……透明な膜 617……透明導電膜 618……第３の表示素子 619……黒色の膜 701……透明導電膜 702……透明な膜 703……屈折率が可変で透明な膜 704……透明な膜 705……透明導電膜 706……第１の表示素子 707……透明導電膜 708……透明な膜 709……屈折率が可変で透明な膜 710……透明な膜 712……第２の表示素子 713……透明導電膜 714……透明な膜 715……屈折率が可変で透明な膜 716……透明な膜 717……透明導電膜 718……第３の表示素子 719……黒色の膜 801……導電膜 802……透明な膜 803……屈折率が可変で透明な膜 804……透明な膜 805……透明導電膜 806……基板 901……導電膜 902……透明な膜 903……屈折率が可変で透明な膜 904……透明な膜 905……透明導電膜 906……スペーサ膜 908……基板 909……透明基板 1001……導電膜 1002……透明な膜 1003……屈折率が可変で透明な膜 1004……透明な膜 1005……透明導電膜 1006……スペーサ膜 1008……基板 1009……透明基板 1010……リフトオフ膜

フロントページの続き (56)参考文献特開昭53−72598（ＪＰ，Ａ) 特開昭51−48995（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02F 1/1333 G02F 1/1335 G02F 1/21 G02F 1/141

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜
であって、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率の
可変な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を具備
し、上記屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1から
n2（n1＜n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜と接
して積層する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるいはn2
≦n3としたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜
であって、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率の
可変な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を黒あ
るいは灰色の膜上に複数設置し、上記各表示素子の干渉
フィルターの反射率が高い色を赤色、緑色、青色とし、
上記屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1からn2
（n1＜n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜と接し
て積層する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるいはn2≦
n3としたことを特徴とする表示装置。
【請求項３】屈折率の異なる複数の膜を積層した多層膜
であって、かつ少なくともその中の一つの膜が屈折率の
可変な膜である干渉フィルターを用いた表示素子を黒あ
るいは灰色の膜上に複数積層して設置し、上記各表示素
子の干渉フィルターの反射率を高い色を赤色、緑色、青
色とし、上記屈折率の可変な膜の屈折率の可変範囲がn1
からn2（n1＜n2）までの場合に、上記屈折率の可変な膜
と接して積層する膜の屈折率n3との関係をn3≦n1あるい
はn2≦n3としたことを特徴とする表示装置。
【請求項４】上記屈折率が可変な膜として液晶を用いた
ことを特徴とする請求項第１項、第２項または第３項記
載の表示装置。
【請求項５】上記屈折率が可変な膜として強誘電体を用
いたことを特徴とする請求項第１項、第２項または第３
項記載の表示装置。
【請求項６】基板上に導電膜を形成し、上記導電膜を有
する上記基板上に第１の透明な膜を形成し、上記第１の
透明な膜上に高分子強誘電性液晶を形成し、上記高分子
強誘電性液晶上に第２の透明な膜を形成し、上記第２の
透明な膜上に透明導電膜を形成することを特徴とする表
示装置の製造方法。
【請求項７】基板上に導電膜を形成し、上記導電膜を有
する上記基板上に第１の透明な膜を形成し、上記第１の
透明な膜上にスペーサ膜を形成し、上記スペーサ膜上に
第２の透明な膜のパタンを形成し、上記第２の透明な膜
上に透明導電膜のパタンを形成し、上記スペーサ膜をオ
ーバエッチングし、上記基板を屈折率が電界によって可
変で透明な物質中に浸し、透明基板で上記屈折率が電界
によって可変で透明な物質を封止することを特徴とする
表示装置の製造方法。
【請求項８】基板上に導電膜を形成し、上記導電膜を有
する上記基板上に次に形成する多層膜全体の厚さよりも
厚いリフトオフ膜のパタンを形成し、上記導電膜上に第
１の透明な膜を形成し、上記第１の透明な膜上にスペー
サ膜を形成し、上記スペーサ膜上に第２の透明な膜を形
成し、上記第２の透明な膜上に透明導電膜を形成し、上
記リフトオフ膜をエッチングし、上記スペーサ膜をオー
バエッチングし、上記基板を屈折率が電界によって可変
で透明な物質中に浸し、透明基板で上記屈折率が電界に
よって可変で透明な物質を封止することを特徴とする表
示装置の製造方法。