CN102656492A - 带干涉型滤光片层的基板及使用该基板的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于获得能用较少的工序数来形成、且光利用效率较高的带干涉型滤光片层的基板、以及使用该基板的显示装置。该带干涉型滤光片层的基板包括：平板状的基板；以及滤光片层，该滤光片层包括第一反射层、透射层、以及第二反射层，其中，所述第一反射层设置于基板上，并具有光半透射性，所述透射层由设置于所述第一反射层上的具有光透射性的第一间隔层、及设置于第一反射层上的一部分上的具有光透射性的第二间隔层和第三间隔层所形成，并具有第一区域、第二区域、及第三区域，所述第一区域、第二区域、及第三区域共同具有第一间隔层，且它们的光学膜厚因第二间隔层和第三间隔层而各不相同，所述第二反射层设置于所述透射层上，并具有光半透射性，并且，所述滤光片层使得在第一区域至第三区域中透过不同波长的光。

Description

带干涉型滤光片层的基板及使用该基板的显示装置

技术领域

本发明涉及带干涉型滤光片层的基板及使用该基板的显示装置。

背景技术

随着开始进行地面数字广播和互联网、移动电话的普及，对液晶显示器、等离子体显示器等显示装置的需求正逐渐增大。虽然这些显示器的一部分是作为小型显示器而被装载于移动设备上，但另一方面，对大画面电视机的需求也正在扩大。

在现有的显示器中，在玻璃基板上设置矩阵布线，特别是在液晶显示器的情况下，在矩阵布线的交点处设置薄膜晶体管。与该阵列基板隔开微小间隙而配置相对基板。向阵列基板与相对基板之间的间隙内注入液晶，从而构成液晶显示装置。

对于液晶显示装置的颜色显示，一般是在相对基板上配置彩色滤光片，通过使红色、绿色、蓝色的光从使各色光透过的彩色滤光片射出，来对颜色进行控制。彩色滤光片使用采用了颜料、染料的吸收型彩色滤光片。因此，例如在从设置于液晶显示装置背面的背光源射入液晶显示装置的白色光透过蓝色滤光片的情况下，由于绿色、红色的光被蓝色滤光片所吸收，因此，会形成损耗。绿色、红色滤光片也相同，因此，最终滤光片中的光的利用效率会变成为3分之1。

为了解决该问题，如专利文献1所示，提出有使用干涉滤光片的方式。该方式是如下方法：即，根据各像素的颜色来设置的干涉滤光片选择性地使红色、绿色、或蓝色的光透过，无法通过干涉滤光片的光返回背光源侧，从而对光进行再利用。

专利文献1：日本专利特表平8－508114号公报

发明内容

然而，在如上所述的显示装置中，由于需要对各像素的每个像素形成使红色、绿色、蓝色透过的彩色滤光片层，因此，存在制造工艺极其复杂的问题。在重叠多层薄膜来形成干涉滤光片的情况下，为了形成红色、绿色、蓝色的各滤光片，需要重复三次以下工序：即，高精度重叠多层各薄膜的工序、以及对每个像素分离所重叠的多层膜的工序。在专利文献1中，尝试通过使用剥离工序来削减工序数，但在剥离工序中，有时在去除抗蚀剂的同时，所剥离的膜会再次附着于基板，从而导致成品率下降。因而，有时难以重新将剥离工序添加入液晶显示器制造工序。

因此，在本发明中，目的在于提供能用较少的工序数来形成、且光利用效率较高的带干涉型滤光片层的基板、以及使用该基板的显示装置。

本发明的带干涉型滤光片层的基板的特征在于，包括：平板状的基板；以及滤光片层，该滤光片层包括第一反射层、透射层、以及第二反射层，其中，所述第一反射层设置于基板上，并具有光半透射性，所述透射层由设置于所述第一反射层上的具有光透射性的第一间隔层、及设置于第一反射层上的一部分上的具有光透射性的第二间隔层和第三间隔层所形成，并具有第一区域、第二区域、及第三区域，所述第一区域、第二区域、及第三区域共同具有第一间隔层，且它们的光学膜厚因第二间隔层和第三间隔层而各不相同，所述第二反射层设置于所述透射层上，并具有光半透射性，并且，所述滤光片层使得在第一区域至第三区域中透过不同波长的光。

另外，本发明的显示装置的特征在于，包括：带滤光片层的基板；平板状的第二基板；以及光调制层，其中，所述带滤光片层的基板的特征在于，包括：平板状的第一基板；以及滤光片层，该滤光片层包括第一反射层、透射层、以及第二反射层，其中，所述第一反射层设置于基板上，并具有光半透射性，所述透射层由设置于所述第一反射层上的具有光透射性的第一间隔层、及设置于第一反射层上的一部分上的具有光透射性的第二间隔层和第三间隔层所形成，并具有第一区域、第二区域、及第三区域，所述第一区域、第二区域、及第三区域共同具有第一间隔层，且它们的光学膜厚因第二间隔层和第三间隔层而各不相同，所述第二反射层设置于所述透射层上，并对光进行反射，并且，所述滤光片层使得在第一区域至第三区域中透过不同波长的光，所述平板状的第二基板与所述第一基板的设置有滤光片层的主面相对，将所述光调制层保持于所述第一基板与所述第二基板之间。

根据本发明，能提供能用较少的工序数来形成、且光利用效率较高的带干涉型滤光片层的基板、以及使用该基板的显示装置。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的带干涉型滤光片层的基板的结构的剖视图。

图2是表示本发明所涉及的带干涉型滤光片层的基板的光学特性的图。

图3是表示本发明所涉及的显示装置的结构的剖视图。

图4是表示彩色滤光片的光学特性的图。

图5是表示本发明所涉及的干涉型滤光片层的特性与效率之间的关系的图。

图6是表示带干涉型滤光片层的基板的光学特性的比较例的图。

图7(a)是表示图1的带干涉型滤光片层的基板的制造工序的图。

图7(b)是表示图1的带干涉型滤光片层的基板的制造工序的图。

图7(c)是表示图1的带干涉型滤光片层的基板的制造工序的图。

图8(a)是表示本发明所涉及的带干涉型滤光片层的基板的定位标记的结构的图。

图8(b)是表示本发明所涉及的带干涉型滤光片层的基板的定位标记的结构的剖视图。

图9(a)是表示本发明所涉及的干涉型滤光片层的结构的制造工序的图。

图9(b)是表示本发明所涉及的干涉型滤光片层的结构的制造工序的图。

图9(c)是表示本发明所涉及的干涉型滤光片层的结构的制造工序的图。

图10是表示本发明所涉及的其他带干涉型滤光片层的基板的结构的图。

图11是表示本发明所涉及的其他显示装置的结构的图。

图12是表示本发明所涉及的其他带干涉型滤光片层的基板的结构的图。

具体实施方式

下面，对本发明的一个实施方式进行详细说明。

图1是本发明的实施例所涉及的带滤光片层的基板22沿垂直于一个主面的方向的剖视图。图3是将该带滤光片层的基板22用于液晶面板29的一部分的液晶显示装置的剖视图。该带滤光片层的基板22是如图3所示那样隔着液晶层13与相对基板17相对的、作为液晶显示装置的显示面板29来使用的阵列基板。在相对基板17上设置有吸收型的彩色滤光片26。首先，利用图1，对带滤光片层的基板22进行说明。

这里，图1的带滤光片层的基板22采用干涉型的法布里－珀罗型滤光片来作为滤光片层25。

具体而言，滤光片层25由第一反射层2、第一间隔层4、第二间隔层5、第三间隔层6、以及第二反射层3形成。滤光片层25具有三种光学膜厚不同的区域。滤光片层25是一种干涉型的滤光片，该干涉型的滤光片利用因两个平行面(第一反射层2和第二反射层3)之间的光的多重反射而产生的干涉，来使反射率、透射率具有波长依存性。即，滤光片层25使得在三种区域中分别透过波长不同的光。

带滤光片层的基板22的具体结构如图1所示，由基板1、设置于基板1的一个主面上的滤光片层25、形成于滤光片层25上的外涂层8、设置于外涂层8上的栅极绝缘膜28、设置于栅极绝缘膜28上的像素电极9、以及设置于外涂层8上的一部分上的薄膜晶体管11构成。

在透明的玻璃基板1上利用硅氧化膜形成有底涂层7。在底涂层7上形成有滤光片层25。即，在底涂层7上形成有对可见光区域进行半透射、反射的第一反射层2。此外，作为第一间隔层4，在第一反射层2上形成有硅氧化膜。作为第二间隔层5，选择性地形成有硅氮化膜。

第三间隔层6成膜于第二间隔层5、第一间隔层4之上。对第三间隔层6使用与第二间隔层5相同的硅氮化膜。在与第二间隔层5相同的工序中，选择性地形成第三间隔层6，使其一部分覆盖第二间隔层5。设置于第一间隔层4上的第三间隔层6的光学膜厚与第二间隔层5不同。

第二反射层3形成于第三间隔层6、第二间隔层5、及第一间隔层4上的整个面上，在第二反射层3上成膜有外涂层8。由此，构成带滤光片的基板22。将第一间隔层4、第二间隔层5、及第三间隔层6合称为透射层。

此外，在外涂层8上设置栅极线10，在栅极线10和外涂层8上设置栅极绝缘膜28。在栅极绝缘膜28上利用透明导电膜设置有像素电极9。在设置有栅极线10的位置上的栅极绝缘膜28上，设置有半导体层101、以及位于其两端的信号线12。信号线12的一部分覆盖半导体层101。栅极线10、半导体层101、以及信号线12构成薄膜晶体管11。即，各相邻的像素电极9下设置有光学膜厚不同的滤光片层25。

为了正确地对滤光片层25、像素电极9、及薄膜晶体管11等进行定位，在第一间隔层4上的一部分上，设置有定位标记18。

在基板1一侧的与设置有滤光片层25的主面相反的主面上，设置有背光源(未图示)，使得与玻璃基板1相对。

滤光片层25具有以下特性：即，主要根据通过折射率与膜厚的积来给出的光学膜厚、以及第一反射层2或第二反射层3所反射的光的相位偏移来决定，以透过特定波长区域的光，并反射除此以外的波长区域的光。

滤光片层25采用具有多个光学膜厚不同的区域的结构(光学薄膜群结构)。在多个区域的所有区域中都设置第一间隔层4，并部分地设置第二间隔层5和第三间隔层6，从而滤光片层25至少具有光学膜厚各不相同的三种区域(I、II、III)。即，滤光片层25在第一间隔层4、第二间隔层5、及第三间隔层6之中，具有以下三种区域：即，只有第一间隔层4的区域(I)；具有第一间隔层4和第三间隔层6的区域(II)；以及具有第一间隔层4、第二间隔层5、及第三间隔层6的区域(III)。三种区域的光学膜厚不同。若从基板1的未设置滤光片层25的一侧的主面照射光，则三种区域分别使波长不同的光透过，并主要对除使得透过的波长以外的波长的光进行反射。

对于通过区域I的光27a、通过区域II的光27b、及通过区域III的光27c，由于在其各自的光路上滤光片层25的光学膜厚不同，因此，通过所述光路的光的透射波长区域及反射波长区域不同。对滤光片层25进行设计，使得三种光路27a、27b、27c各自的透射光呈红色、绿色、蓝色。因此，滤光片层25使适用于彩色图像显示的红色、绿色、蓝色的光透过。

图2是表示在上述的滤光片层25中、在形成三种透射光27a、27b、27c是相当于蓝色、绿色、红色那样的情况下的、波长与透射率T之间的关系的图。使用厚度为25nm的银(Ag)来作为第一反射层2、第二反射层3，使用厚度为100nm的硅氧化膜来作为第一间隔层4，使用厚度为25nm的硅氮化膜来作为第二间隔层5，使用厚度为15nm的硅氮化膜来作为第三间隔层6。

使红色的光透过光学膜厚最厚的、设置有第一间隔层4、第二间隔层5、及第三间隔层6的区域(透射光27c所通过的区域)。使绿色的光透过光学膜厚第二厚的、设置有第一间隔层4和第三间隔层6的区域(透射光27b所通过的区域)。使蓝色的光透过光学膜厚最薄的、只设置有第一间隔层4的区域(透射光27a所通过的区域)。

在本实施方式中，由于以两次的图案形成工序来形成具有三种光学膜厚的滤光片层25，因此，成本非常低。由于将第一间隔层4同时用于所有的滤光片，并将第一间隔层4的蚀刻速率选择为比其他间隔层要慢的蚀刻速率，因此，易于制造。另外，在法布里－珀罗型滤光片中将金属用于反射层的情况下，与现有的将光学膜厚设计成波长的4分之1、并层叠多层折射率不同的膜的多层膜型滤光片相比，能容易地对膜厚进行控制，并能削减工序数。

此外，在滤光片层25中未透过的光基本都被反射而返回背光源侧，从而能被再利用。利用图3对该结构进行说明。

图3所示的液晶显示装置包括液晶面板29、棱镜片30、以及背光源单元20。

液晶面板29由具有滤光片层25的阵列基板22(第一基板)、与阵列基板22相对的相对基板17(第二基板)、以及保持在阵列基板22与相对基板17之间的液晶层13构成。阵列基板22具有与图1的带滤光片层的基板相同的结构。在相对基板17上，设置有彩色滤光片26、以及配置于彩色滤光片26上的相对电极15。彩色滤光片26由三种呈周期性排列的着色层16、以及设置于着色层16各自的边界上的黑矩阵14构成。

三种着色层16使得与透过相对的滤光片层25的波长有相同程度的波长的光透过，而吸收其他波长的光。即，与滤光片层25的透过透射光27c的区域III相对的着色层16使红色光透过。与滤光片层25的透过透射光27b的区域II相对的着色层16使绿色光透过。与滤光片层25的透过透射光27a的区域I相对的着色层16使蓝色光透过。

在阵列基板22和相对基板17各自的外表面上，设置有偏光板(未图示)。

在棱镜片30、背光源单元20与玻璃基板1之间，设置有光控制薄膜(未图示)。

背光源单元20包括冷阴极管、LED等光源(未图示)、以及覆盖光源的高反射率内表面，将来自光源的光射出至液晶面板29。光在通过中途光控制薄膜、偏光板等光学薄膜之后，射入阵列基板22，利用滤光片层25，根据各个位置上的光学膜厚，来对所述光的波长区域进行选择，使所选出的波长区域的光透过液晶层13。

这里，未被滤光片层25选出的光的大半都被反射，从而返回背光源单元20一侧。在高反射率内表面上，到达背光源单元20的该再利用光24被再次反射至液晶面板29一侧，而几乎没有光损耗。在返回背光源单元20的光之中，有90%以上被再利用而再次射入液晶面板29。

使透过液晶层13的光透过着色层16。着色层16的红色、绿色、蓝色的透射特性如图4所示。纵轴T表示透射率。各色的光谱在低透射率的区域中重合，本来对颜色再现性不利。

然而，图3中的液晶显示装置在着色层16的光的射入面一侧具有滤光片层25。透过各着色层16的光预先被滤光片层25所选择。由于着色层的低透射率的区域的光有相当一部分被滤光片层25所滤除，因此，着色层16的颜色再现性比以往有所改善。因而，即使使用色纯度比图4所示的着色层16要低的着色层，也能通过与滤光片层25进行组合来获得足够的色纯度，从而整个显示装置的光利用效率得以提高。

透过着色层16的光经过设置于相对基板17的外表面的偏光板、及光学控制薄膜而到达观察者。

这里，在入射光从相对于阵列基板22倾斜的方向射入的情况下，由于滤光片层25上的光路长度比膜厚要长，因此，透过膜/被膜所反射的光相互之间的相位差与相对于阵列基板22垂直的入射光的情况不同。即，在入射光的方向相对于阵列基板倾斜的情况下，对于透过滤光片层25的光，在原理上透过波长区域会偏向短波长、即蓝色侧。这相当于在从倾斜方向观察液晶面板29时、与从相对于基板1垂直的方向观察液晶面板29时相比、颜色会发生较大的变化。为了解决该问题，如上所述那样，在相对基板17一侧设置彩色滤光片26，这样做是有效的。即使从阵列基板射出的倾斜光偏向蓝色侧，但若用彩色滤光片26来只使所希望的波长区域的光透过，则最终也能充分抑制颜色的变化。

此外，通过提高从背光源单元20射出的光的方向性，抑制向阵列基板22的滤光片层25的倾斜入射光分量，能解决上述问题。在这种情况下，虽然会产生液晶面板29的视角变窄的问题，但例如只要在液晶显示装置前表面上粘贴扩散板等、设置光散射材料以使得通过相对基板的着色层16后能获得足够的视角即可。

对于滤光片层25，除了要求再现与各颜色相对应的波长区域以外，还要求高效地使相对应的波长区域的光透过、或高效地对透射波长区域以外的光进行反射。如上所述，在现有的、只用透明膜来构成滤光片层25的情况下，在滤光片层25中几乎不会产生光损耗。但是，在只用透明膜来形成反射层的情况下，由于一般层叠多层折射率不同的薄膜来提高反射率，因此，工序数较多。

另一方面，在用较薄的金属来形成第一反射层2、第二反射层3的情况下，容易获得较高的反射率。特别是用可见光区域中的光学特性优良的、即反射率较高且光的损耗较少的银来形成第一反射层2、第二反射层3，较为理想。但是，由于金属层会吸收光，因此，会产生些许光损耗。即，无法同时兼顾滤光片层25的透射性能和反射性能，从而导致可能无法实现足够的光再利用。

因此，对使用背光源单元20的光的再利用机理详细进行了探讨研究，其结果是，获得了能解决上述问题的方针。图5表示光利用效率分别为0.2、0.4、0.6、0.8时的透射波长区域的透射率T与透射波长区域以外的透射率T0之间的关系。例如在以光利用效率0.8为目标的情况下，滤光片层25的透射波长区域的透射率的允许范围为0.5至1，另一方面，透射波长区域以外的透射率的允许范围为0至0.1。若提高滤光片层25的透射波长区域的透射率，则对于透射波长区域的光，效率会根据损耗减少的程度而提高，但透射波长区域以外的光的透射率也会提高，其结果是，透过滤光片层25之后被彩色滤光片26所吸收的光分量会增加。相反，若降低滤光片层25的透射波长区域的透射率，则透射波长区域的光的透射率会下降，但对于透射波长区域以外的光，被滤光片层25反射至背光源侧的光的比例会增加，再利用的效率会提高，其结果是，整个光利用效率得以提高。即，为了实现较高的光利用效率，与其提高滤光片层25的透射率，不如以降低透射波长区域以外的透射率、即提高反射率为目标。

可以认为这是由于透过滤光片层25的光不过整体的约3分之1，其余都被进行再利用，因而再利用的效率较为显著。在图5中，为了最终提高光利用效率、例如以60%左右的光利用效率为目标，只要将滤光片层25的透射波长区域以外的反射率设为80%、即将透射波长区域以外的透射率设为20%以下即可。

求出具有图2所示的特性的滤光片层25的最终的光利用效率，其结果是，透射波长区域以外的透光率小于20%，与未使用滤光片层25的情况相比，光利用效率提高了1.9倍。

作为比较，图6示出了使透射波长区域以外的透光率大于20%的特性的一个例子。图中的纵轴T表示透射率。由于使滤光片层25所使用的Ag的反射层厚度薄至15nm，因此，透射波长区域的透射率比图2要高，但透射波长区域以外的透射率也会提高，从而再利用效率会下降。求出将其用于滤光片层25而得的液晶显示装置的最终的光利用效率，其结果是，与未使用滤光片层25的情况相比，光利用效率的提高限于1.3倍。

由此可知，通过降低透射波长区域以外的透光率、最好是降低至20%以下，即使在使用具有光吸收的滤光片层25的情况下，也能实现足够的光再利用。

此外，在本实施方式中，设置有底涂层7，但也允许采用未设置底涂层7的结构。

另外，在本实施方式中，只设置有1层棱镜片30，但也可以设置2层以上的多层的棱镜片。

下面，示出具体的实施方式。

(实施例1)

图7表示与实施方式1相关的带干涉型滤光片层的基板的制造方法。

如图7(a)所示，利用CVD将100nm的硅氧化膜成膜于玻璃基板1上，以作为底涂层7。接着，利用真空蒸镀将25nm的Ag成膜于整个面上，以作为第一反射层2。接着，利用CVD将硅氧化膜成膜为100nm，以作为第一间隔层4，进而利用CVD将硅氮化膜成膜为25nm，以作为第二间隔层5。接着，将感光性的抗蚀剂层23在第二间隔5上形成图案，利用化学干法蚀刻对第二间隔层5进行蚀刻，去除抗蚀剂层23。

在进行蚀刻时，化学干法蚀刻的蚀刻条件如下：若硅氮化膜与硅氧化膜的选择比足够高、即硅氧化膜的蚀刻速度与硅氮化膜相比足够慢，则在所述干法蚀刻中能只选择性地对硅氮化膜进行蚀刻，以抑制对作为基底的硅氧化膜产生蚀刻破坏。由于能获得第二间隔层5的蚀刻速率比第一间隔层4的蚀刻速率要快20倍左右的条件，因此，能达到可忽略对第一间隔层4产生蚀刻破坏的程度。

接着，如图7(b)所示，利用CVD将硅氮化膜成膜为15nm，以作为第三间隔层6。此外，形成感光性的抗蚀剂层23，使其选择性地覆盖第二间隔层5与第三间隔层6重叠的区域、以及只有第三间隔层6的区域。在预先形成第二间隔层5时，以设置于显示区域以外的定位用标记为基准，对抗蚀剂层23正确地进行定位。之后，利用上述化学干法蚀刻来蚀刻去除第二间隔层5与第三间隔层6，然后，去除抗蚀剂层23。接着，如图7(c)所示，利用真空蒸镀将25nm的Ag成膜于整个面上，以作为第二反射层3，在第三间隔层6和第一间隔层4上的整个面上进行成膜，进而利用CVD将100nm的硅氧化膜成膜于第二反射层3上，以作为外涂层8。

利用以上两次的间隔层图案形成工序，来形成具有三种光学膜厚的法布里－珀罗型的滤光片层25。

接着，在滤光片层25上形成包含薄膜晶体管11、像素电极9、及信号线12的布线群。结构如图1所示，由于具体的制造方法众所周知，因此，省略详细说明。在外涂层8上形成栅极线10之后，形成栅极绝缘膜28，进而形成薄膜晶体管11，并形成图案。利用透明导电膜来形成像素电极9之后，形成信号线12以完成薄膜晶体管11，薄膜晶体管11与像素电极9也进行电连接。

对滤光片层25、像素电极9、以及薄膜晶体管11等也需要正确地进行定位，但能利用在形成滤光片层25时预先设置的定位标记18来容易地实现这些定位。

图8(a)是定位标记的俯视图。图8(b)是表示图8(a)的A－A’线截面的放大图。

即，若在用曝光装置检测定位标记时，预先在滤光片层25上设置能获得较高的反射率的结构，则足以作为定位标记。在曝光装置中，多将绿色的光用于定位标记的检测，但在本实施例中，还将强烈反射绿色的除绿色以外的滤光片结构用于图8(b)所示的定位标记18一侧，另外，还在定位标记的背景19上采用使绿色透过的滤光片结构。这样，能容易地形成对比度较高的定位标记。

使彩色滤光片26与完成的阵列基板22相对。在相对基板17上设置有彩色滤光片26。彩色滤光片26具有根据像素来配置的着色层16和黑矩阵14。在彩色滤光片26上设置有相对电极15。在阵列基板22与彩色滤光片26之间存在液晶层13，这里，对液晶的偏振状态进行控制。

在背光源20与液晶面板29之间，插入棱镜片30，以提高从背光源单元20射出的光的方向性。由此可以进一步地获得方向性。提高了方向性，其结果是，能大幅抑制对于从倾斜的方向射入内置于液晶面板29内的滤光片层25的光的色偏移。但是，在由观察者进行观察的情况下，由于存在画面亮度的视角依存性变大的情况，因此，在相对基板17的观察者一侧配置低散射率的散射薄膜，其结果是，能改善视角依存性的问题。

由此，能以较少的工序数制造具有三种光学膜厚的法布里－珀罗型滤光片，能获得光利用效率较高的液晶显示器。

(实施例2)

实施例2与实施例1的不同之处在于，构成滤光片层的第一间隔、第二间隔、第三间隔的图案不同。对与实施例1相同的结构标注相同的标号，省略对相同结构的说明。

图9表示与实施方式2相关的带滤光片层的基板及其制造方法的其他例子。

所制造的实施例2的带滤光片层的基板如图9(c)所示，滤光片层25的结构与实施例1不同。即，实施例2的滤光片层25在第一间隔层4上的一部分上设置有第二间隔层5。另外，在第一间隔层4上的未设置第二间隔层5的区域的一部分上设置有第三间隔层6。因而，滤光片层25具有只有第一间隔层的区域I、具有第一间隔层和第三间隔层的区域III、以及具有第一间隔层4和第二间隔层6的区域II这三种区域。

如图9(a)所示，利用CVD将100nm的硅氧化膜成膜于玻璃基板1上，以作为底涂层7。接着，利用真空蒸镀将25nm的Ag成膜于整个面上，以作为第一反射层2。接着，利用CVD将硅氧化膜成膜为100nm，以作为第一间隔层4，进而利用CVD将硅氮化膜成膜为15nm，以作为第二间隔层5。接着，将感光性的抗蚀剂层23形成图案，利用化学干法蚀刻对第二间隔层5进行蚀刻，去除抗蚀剂层23。由于能获得第二间隔层5的蚀刻速率比第一间隔层4的蚀刻速率要快20倍左右的条件，因此，能达到可忽略对第一间隔层4产生蚀刻破坏的程度。

接着，如图9(b)所示，利用CVD将硅氮化膜成膜为40nm，以作为第三间隔层6。但是，使第三间隔层6的成膜温度比第二间隔层要低。具体而言，将第二间隔层5的成膜温度设为230度，将第三间隔层的成膜温度设为170度。此外，形成感光性的抗蚀剂层23，使其只选择性地覆盖第三间隔层6的区域。在预先形成第二间隔层5时，以设置于显示区域以外的定位用标记为基准，对抗蚀剂层23正确地进行定位。之后，用上述缓冲氢氟酸(BHF)来蚀刻去除第三间隔层6，然后，去除抗蚀剂层23。若能确保第二间隔层5与第三间隔层6的蚀刻选择比，则也能像这样分别形成第二间隔层、第三间隔层。

接着，如图9(c)所示，利用真空蒸镀将25nm的Ag成膜于整个面上，以作为第二反射层3，进而利用CVD将硅氧化膜成膜为100nm，以作为外涂层8。

利用以上两次的间隔层图案形成工序，能形成具有三种光学膜厚的法布里－珀罗型的滤光片层25。

由此，在实施例2中，也能以较少的工序数制造具有三种光学膜厚的带滤光片层的基板25，若使用该带滤光片层的基板25，则能获得光利用效率较高的液晶显示器。

(实施例3)

此外，也可以采用如图10那样的结构。即，在第一反射层2上的至少两处设置有第二间隔层5。在第二间隔层5和第一反射层2上设置有第一间隔层4。而且，在设置于两个第二间隔层5中的一个上的第一间隔层4上设置有第三间隔层6。

另外，在第一间隔层4上的、未设置第二间隔层5的部分的一部分上，也设置有第三间隔层6。

因而，滤光片层25具有以下四个区域。即，滤光片层25具有作为透射层而只有第一间隔层4的区域I、在第二间隔层5上设置有第一间隔层4的区域II、在第一间隔层4上设置有第三间隔层6的区域III、以及设置有第二间隔层5、第一间隔层4、及第三间隔层6的区域IV。在采用图10的结构的情况下，在各个区域中，形成有光路27a、27b、27c、27d这四种光学膜厚，能以两次图案形成来形成使四种颜色的光透过的带滤光片的基板。

(实施例4)

实施例4与实施例1的不同之处在于，将滤光片层25配置于相对基板17的彩色滤光片26的前表面(光射入的一侧)。对与实施例1相同的结构标注相同的标号，省略对相同结构的说明。

图11表示关于与实施方式4相关的彩色滤光片的结构的例子。在相对基板17上，形成有具有黑矩阵14、及与像素的颜色相对应的着色层16的彩色滤光片26。在彩色滤光片26上，设置有1微米的丙烯酸树脂，以作为底涂层。下面，与实施方式1相同，在滤光片层25中，在底涂层7上，作为第一反射层而成膜有25nm的Ag，利用CVD将硅氧化膜成膜为100nm，以作为第一间隔层4。此外，在第一间隔4上，在与像素相对应的位置上，选择性地形成有25nm的硅氮化膜，以作为第二间隔层5。

在第一间隔层4与第二间隔层3重叠的区域、以及只有第一间隔层6的区域的一部分上，选择性地形成15nm的硅氮化膜，以作为第三间隔层6。在第一间隔层4、第二间隔层5、及第三间隔层6上的整个面上，作为第二反射层3而成膜有25nm的Ag。此外，在第二反射层3上，作为外涂层8而成膜有100nm的硅氧化膜。在外涂层8上，作为相对电极而成膜有100nm的作为透明电极的ITO(氧化铟锡合金)。

将具有如上所述的彩色滤光片26和滤光片层25的相对基板17、与另外制作的(不具有滤光片层25的)阵列基板22贴合在一起，以形成液晶面板29。在阵列基板22上，在基板1上形成有栅极绝缘膜28、像素电极9、以及薄膜晶体管11。

由于一般在较高的工艺温度下制作阵列基板22，因此，预先制成的滤光片层25需要能耐高温，但由于相对基板17的制造工艺的工艺温度相对较低，因此，在将滤光片层25用于相对基板17的情况下，可以将不耐高温的材料用于滤光片层25。此外，只要将滤光片层25配置于彩色滤光片26的背光源20一侧即可，也可以采用其他结构。

在实施例4中，也能以较少的工序数制造具有三种光学膜厚的法布里－珀罗型滤光片，能获得光利用效率较高的液晶显示器。

(实施例5)

实施方式5与实施方式1的不同之处在于，在第一反射层2与第一间隔层4之间设有微小凹凸。对与实施例1相同的结构标注相同的标号，省略对相同结构的说明。

图12表示与实施方式5相关的带干涉型滤光片层的基板的其他例子。

如图12所示，在玻璃基板1上，作为底涂层7而成膜有100nm的硅氧化膜。在基板1上的整个面上，作为第一反射层2，成膜有25nm的Ag。

在第一反射层3上，以一定的间隔形成有微小凹凸21。凹凸21的尺寸是能以通常的光刻工序来形成的程度的大小，但比像素尺寸(着色层的大小)要小。在凹凸21及第一反射层2上，作为第一间隔层4而成膜有100nm的硅氧化膜。

在第一间隔层4上，以25nm的硅氮化膜选择性地形成有第二间隔层5。在第二间隔层5和第一间隔层4上，在第一间隔层4与第二间隔层5重叠的区域、以及只有第一间隔层4的区域的一部分上，选择性地形成有15nm的硅氮化膜，以作为第三间隔层6。在第一间隔层4、第二间隔层5、及第三间隔层6上的整个面上，作为第二反射层3而成膜有25nm的Ag。此外，在第二反射层3上，作为外涂层8而成膜有100nm的硅氧化膜。

能通过在实施例1中添加在第一反射层4上形成凹凸21的工序来形成具有这样的结构的带滤光片层的基板25，从而能利用三次图案形成工序来形成该带滤光片层的基板25。此外，各滤光片层25具有三种光学膜厚不同的区域，而各个区域都形成有具有凹凸21的部分和没有凹凸21的部分这两种小区域。由于各小区域只有透射波长区域不同，因此，能扩大滤光片层的透射特性的频带。另外，使微小凹凸具有规律性，从而还能提供光的衍射现象的效果。

通过扩大透过滤光片层25的光的频带，即使对于从倾斜的方向射入滤光片的光的透射波长区域偏向蓝色侧，由于也能维持足够的透射率，因此，在液晶显示装置的视角特性上是有利的。

在实施例5中，也能以较少的工序数制造具有三种光学膜厚的法布里－珀罗型滤光片，能获得光利用效率较高的液晶显示器。

标号说明

1 基板

2 第一反射层

3 第二反射层

4 第一间隔层

5 第二间隔层

6 第三间隔层

7 底涂层

8 外涂层

9 像素电极

10 栅极线

11 薄膜晶体管

12 信号线

13 液晶层

14 黑矩阵

15 相对电极

16 着色层

17 相对基板(第二基板)

18 定位标记

19 定位标记背景

20 背光源单元

21 微小凹凸

22 带滤光片层的基板、阵列基板(第一基板)

23 抗蚀剂层

24 再利用光

25 滤光片层

26 彩色滤光片

27 光路

28 栅极绝缘膜

29 液晶面板

30 棱镜片

Claims (10)

1.一种带干涉型滤光片层的基板，其特征在于，包括：

平板状的基板；以及

滤光片层，该滤光片层包括第一反射层、透射层、以及第二反射层，其中，所述第一反射层设置于所述基板上，并具有光半透射性，所述透射层由设置于所述第一反射层上的具有光透射性的第一间隔层、及设置于第一反射层上的一部分上的具有光透射性的第二间隔层和第三间隔层所形成，并具有第一区域、第二区域、及第三区域，所述第一区域、第二区域、及第三区域共同具有第一间隔层，且它们的光学膜厚因第二间隔层和第三间隔层而各不相同，所述第二反射层设置于所述透射层上，并具有光半透射性，并且，所述滤光片层使得在所述第一区域至第三区域中透过不同波长的光。

2.如权利要求1所述的带干涉型滤光片层的基板，其特征在于，

所述第一间隔层设置于所述第一反射层上，

所述第二间隔层设置于所述第一间隔层上的一部分上，

所述第三间隔层设置于所述第二间隔层上、以及未设置所述第二间隔层的范围内的所述第一间隔上的一部分上。

3.如权利要求1所述的带干涉型滤光片层的基板，其特征在于，

所述第一间隔层设置于所述第一反射层上，

所述第二间隔设置于所述第一间隔层上的一部分上，

所述第三间隔层设置于未设置所述第二间隔层的范围内的所述第一间隔层上的一部分上。

4.一种显示装置，其特征在于，包括：

平板状的第一基板；

滤光片层，该滤光片层包括第一反射层、透射层、以及第二反射层，其中，所述第一反射层设置于基板上，并具有光半透射性，所述透射层由设置于所述第一反射层上的具有光透射性的第一间隔层、及设置于第一反射层上的一部分上的具有光透射性的第二间隔层和第三间隔层所形成，并具有第一区域、第二区域、及第三区域，所述第一区域、第二区域、及第三区域共同具有第一间隔层，且它们的光学膜厚因第二间隔层和第三间隔层而各不相同，所述第二反射层设置于所述透射层上，并具有光半透射性，并且，所述滤光片层使得在所述第一区域至第三区域中透过不同波长的光；

平板状的第二基板，该平板状的第二基板与所述第一基板的设置有滤光片层的主面相对；以及

光调制层，将该光调制层保持于所述第一基板的设置有滤光片层的一个主面、和与所述一个主面相对的所述第二基板的另一个主面之间。

5.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

在所述第二基板上，设置有着色层，该着色层与所述滤光片层的光学膜厚不同的三种区域相对地进行设置，使透过所述相对的滤光片层的光的一部分透过。

6.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

所述第一间隔层设置于所述第一反射层上，

所述第二间隔层设置于所述第一间隔层上的一部分上，

所述第三间隔层设置于所述第二间隔层上、以及未设置所述第二间隔层的范围内的所述第一间隔层上的一部分上。

7.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

所述第一间隔层设置于所述第一反射层上，

所述第二间隔层设置于所述第一间隔层上的一部分上，

所述第三间隔层设置于未设置所述第二间隔层的范围内的所述第一间隔层上的一部分上。

8.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

所述透射层还包括光学膜厚与第一区域、第二区域、及第三区域不同的第四区域，

所述第二间隔层设置于所述第一反射层上的两处，

所述第一间隔层设置于所述第二间隔层上、以及所述第一反射层上，

所述第三间隔层设置于未设置所述第二间隔层的范围内的所述第一间隔层上的一部分上、以及与设置于所述两处的第二间隔层的一个第二间隔层重叠地进行设置的所述第一间隔层上。

9.如权利要求4所述的显示装置，其特征在于，

所述第一反射层和所述第二反射层由金属形成。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：

平板状的第一基板；

平板状的第二基板，该平板状的第二基板与所述第一基板相对；

着色层，在所述第二基板的与所述第一基板相对的一个主面上设置有三个以上的所述着色层，所述着色层分别使波长不同的光透过；

滤光片层，该滤光片层包括第一反射层、透射层、以及第二反射层，其中，所述第一反射层设置于所述着色层上，并具有光半透射性，所述透射层由设置于所述第一反射层上的具有光透射性的第一间隔层、及设置于第一反射层上的一部分上的具有光透射性的第二间隔层和第三间隔层所形成，并具有与所述着色层相对的第一区域、第二区域、及第三区域，所述第一区域、第二区域、及第三区域共同具有第一间隔层，且它们的光学膜厚因第二间隔层和第三间隔层而各不相同，所述第二反射层设置于所述透射层上，并具有光半透射性，并且，所述滤光片层使得在第一区域至第三区域中透过不同波长的光；以及

光调制层，该光调制层保持于所述第一基板与所述第二基板之间，

所述着色层使透过所述相对的滤光片层的光的一部分透过。

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