JP5662396B2 - 干渉フィルタ、表示装置および表示装置の製造方法 - Google Patents

干渉フィルタ、表示装置および表示装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、干渉フィルタ、表示装置および表示装置の製造方法に関する。
液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイを始めとする表示装置は、地上デジタル放送開始やインターネット、携帯電話の普及によりますます需要が高まっている。表示装置にはカラーフィルタが配置され、このカラーフィルタを透過した赤、緑、青の光によってカラー表示がなされる。一般的に、カラーフィルタは顔料や染料を用いた光吸収型（吸収型）のものが用いられる。吸収型のカラーフィルタは、特定の波長領域の光を透過し、それ以外の波長領域の光を吸収する。例えば、白色光が青のカラーフィルタに入射すると、青の光はカラーフィルタを透過し、緑、赤の光はカラーフィルタに吸収される。緑や赤のカラーフィルタフィルタも同様である。このように、カラーフィルタにおいて光が吸収されるので、光の損失が生じる。
そこで、吸収型カラーフィルタの代わりに、干渉型カラーフィルタを用いた表示装置が提案されている。干渉型カラーフィルタは、透過する波長領域以外の波長領域の光を反射する。
特開平８‐３２０４８０号公報
本発明が解決しようとする課題は、透過域が広い干渉フィルタ、この干渉フィルタを有する表示装置、及び表示装置の製造方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る表示装置は、第１の領域、第２の領域、および第３の領域を有する第１の共通層と、前記第１の共通層と対向する第２の共通層と、前記第１の共通層と前記第２の共通層の間に設けられ、前記第１の領域と対向する第１の部分、前記第２の領域と対向し該第１の部分と厚さが異なる第２の部分、および前記第３の領域と対向し該第１の部分及び該第２の部分と厚さが異なる第３の部分を有する第１のスペーサ層と、前記第２の共通層を介して前記第１のスペーサ層の前記第１の部分に対向する第４の部分、前記第２の部分に対向し該第４の部分と厚さが異なる第５の部分、および前記第３の部分に対向し該第４の部分及び該第５の部分と厚さが異なる第６の部分を有し、前記第１のスペーサ層と同じ材料で形成された第２のスペーサ層と、前記第２のスペーサ層の前記第４の部分に対向する第７の部分、前記第５の部分に対向する第８の部分、および前記第６の部分に対向する第９の部分を有する被覆層と、を備え、前記第１の共通層と前記第１のスペーサ層と前記第２の共通層と前記第２のスペーサ層と前記被覆層とは誘電体膜で形成されていて、前記第４の部分及び前記第７の部分の厚みの総和、前記第５の部分及び前記第８の部分の厚みの総和、前記第６の部分及び前記第９の部分の厚みの総和、のうち、いずれか１つまたは２つの総和がゼロである干渉フィルタと、前記干渉フィルタと対向する表示層と、を備える。
また、他の実施形態に係る干渉フィルタは、第１の領域、第２の領域、および第３の領域を有する第１の共通層と、前記第１の共通層と対向する第２の共通層と、前記第１の共通層と前記第２の共通層の間に設けられ、前記第１の領域と対向する第１の部分、前記第２の領域と対向し該第１の部分と厚さが異なる第２の部分、および前記第３の領域と対向し該第１の部分及び該第２の部分と厚さが異なる第３の部分を有する第１のスペーサ層と、前記第２の共通層を介して前記第１のスペーサ層の前記第１の部分に対向する第４の部分、前記第２の部分に対向し該第４の部分と厚さが異なる第５の部分、および前記第３の部分に対向し該第４の部分及び該第５の部分と厚さが異なる第６の部分を有し、前記第１のスペーサ層と同じ材料で形成された第２のスペーサ層と、前記第２のスペーサ層の前記第４の部分に対向する第７の部分、前記第５の部分に対向する第８の部分、および前記第６の部分に対向する第９の部分を有する被覆層と、を備え、前記第１の共通層と前記第１のスペーサ層と前記第２の共通層と前記第２のスペーサ層と前記被覆層とは誘電体膜で形成されていて、前記第４の部分及び前記第７の部分の厚みの総和、前記第５の部分及び前記第８の部分の厚みの総和、前記第６の部分及び前記第９の部分の厚みの総和、のうち、いずれか１つまたは２つの総和がゼロである。
また、他の実施形態に係る表示装置に製造方法は、前記干渉フィルタを形成する工程と、前記干渉フィルタと対向する表示層を形成する工程と、を備える。
比較例に係る干渉フィルタを示す断面図。 窒化シリコン（ＳｉＮＸ）および酸化シリコン（ＳｉＯ２）の特性を示す図。 比較例に係る干渉フィルタの一例とその光透過特性を示す図。 第１の実施形態に係る表示装置を示す断面図。 第１の実施形態に係る表示装置を示す平面図。 第１の実施形態に係る干渉フィルタを示す図。 第１の実施形態に係る干渉フィルタの一例とその光透過特性を示す図。 第１の実施形態に係る表示装置と比較例に係る表示装置の特性を示す図。 第１の実施形態に係る吸収フィルタの光透過特性の一例。 第１の実施形態に係る表示装置の干渉フィルタの製造方法を示す断面図。 第１の実施形態に係る表示装置の干渉フィルタの製造方法を示す断面図。 第１の実施形態に係る表示装置の製造方法を示す図。 第２の実施形態に係る干渉フィルタの一例とその特性を示す図。 第３の実施形態に係る干渉フィルタの一例とその特性を示す図。
以下、本発明に係る実施形態および比較例に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
ファブリペロー型の干渉フィルタ（干渉型カラーフィルタ）は、屈折率の異なる２種以上の誘電体多層膜を積層して形成される。このファブリペロー型の干渉フィルタは、誘電体多層膜の材料や厚さ、誘電体多層膜の積層数によって、透過する光の波長領域（透過域）が決められる。白色光が入射した場合に、透過域の光をほぼ１００％透過させ、その他の波長領域（反射域）の光をほぼ１００％反射するような、光の損失が少ない理想的な干渉フィルタを作製するには、誘電体多層膜を何十も積層する必要がある。したがって、製造工程が非常に複雑になるため、製造に時間が多く掛かり、生産コストが増加してしまい、安価な民生用機器に組み込むことが困難になってしまう。
本実施形態について説明する前に、比較例に係る干渉フィルタを比較例について説明する。図１は、比較例に係る干渉フィルタを示す断面図である。この干渉フィルタ２００は９層の誘電体多層膜からなり、具体的には、５層のシリコン窒化膜（ＳｉＮＸ）２０１、２０３、２０５、２０７、２０９と各シリコン窒化膜の間に設けられた４層のシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）２０２、２０４、２０６、２０８とからなる。９層の膜のうち、上側４層の膜は第１の共通層２１０と称し、下側４層の膜を第２の共通層２１１と称する。第１の共通層２１０および第２の共通層２１１に挟まれた真ん中のシリコン窒化膜２０５をスペーサ層と称する。各層の厚さを変えることで、干渉フィルタ２００の透過域を変えることができる。例えば、第１の共通層２１０および第２の共通層２１１の厚さは変えずにスペーサ層の厚さを変化させると、干渉フィルタ２００は、赤色の光を透過したり、緑色の光を透過したり、青色の光を透過したりと、透過域を変化させることができる。
図２は、上述した比較例および以下に説明する実施形態で用いた窒化シリコン（ＳｉＮＸ）および酸化シリコン（ＳｉＯ２）の光学特性を示す図である。図２（ａ）の横軸は波長（単位ｎｍ）を示し、縦軸が屈折率ｎを示す。図２（ｂ）の横軸は波長（単位ｎｍ）を示し、縦軸が消滅係数ｋを示す。シリコン窒化膜としては、波長５５０ｎｍ付近の屈折率が２．３になる様に調整したシリコン窒化膜を使用している。
図３（ａ）は比較例に係る干渉フィルタの一例を示す図であり、赤色の光を透過する干渉フィルタ（赤色干渉フィルタ）２００Ｒ、緑色の光を透過する干渉フィルタ（緑色干渉フィルタ）２００Ｇ、および青色の光を透過する干渉フィルタ（青色干渉フィルタ）２００Ｂについて、それぞれの干渉フィルタを形成する９層の膜の厚さ（単位ｎｍ）を示す。例えば赤色干渉フィルタ２００Ｒは、下から順に６１．４ｎｍのシリコン窒化膜２０１、９１．０ｎｍのシリコン酸化膜２０２、６１．４ｎｍのシリコン窒化膜２０３、９１．０ｎｍのシリコン酸化膜２０４、３５．０ｎｍのシリコン窒化膜２０５、９１．０ｎｍのシリコン酸化膜２０６、６１．４ｎｍのシリコン窒化膜２０７、９１．０ｎｍのシリコン酸化膜２０８、６１．４ｎｍのシリコン窒化膜２０９、が積層されたものである。緑色干渉フィルタ２００Ｇは、スペーサ層となるシリコン窒化膜２０５の厚さが１２８．４ｎｍである点以外は赤色干渉フィルタ２００Ｒと同じである。青色干渉フィルタ２００Ｂは、スペーサ層となるシリコン窒化膜２０５の厚さが８２．２ｎｍである点以外は赤色干渉フィルタ２００Ｒと同じである。
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示した干渉フィルタ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂの光透過特性を示すグラフ図である。横軸は干渉フィルタが透過する光の波長（単位ｎｍ）を表し、縦軸は透過率Ｔを表す。比較例に係る干渉フィルタは、積層数が少ない分、製造工程が簡単で安価であるが、透過域のスペクトルが狭い。また、例えば５００ｎｍ付近、および５７０ｎｍ付近の波長の光の透過率がいずれの干渉フィルタ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂにおいても低いので、この干渉フィルタ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂを用いてカラーフィルタを形成する場合、このカラーフィルタは、５００ｎｍ付近および５７０ｎｍ付近の光の透過率が低い。すなわち、これらの光は干渉フィルタで反射されてしまい表示装置の外部に出てくることが困難であるため、表示に利用されず、光の損失となる。
また、干渉フィルタは、透過域以外の波長領域の透過率は０であることが理想であるが、干渉フィルタ２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂにおいてはこの透過率が大きくなってしまっている。従って、例えば緑色干渉フィルタ２００Ｇを透過する光には、緑色以外の色の光が混ざることになり、表示装置の表示色の純度が低下し、色域が低下してしまう。
以下に、以下に実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る表示装置について説明する。表示装置として、液晶ディスプレイを用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係る表示装置を示す断面図である。
表示装置１は液晶パネル１０とバックライト４０とを有する。液晶パネル１０は、支持基板１１と、支持基板１１の上に設けられた干渉フィルタ１２と、干渉フィルタ１２の上に設けられた画素駆動用トランジスタ１３などの表示用回路および画素電極１４と、表示用回路および画素電極１４の上に設けられた表示層である液晶層１５と、液晶層１５の上に設けられた対向電極１６と、対向電極１６の上に設けられた吸収フィルタ１７と、吸収フィルタ１７の上に設けられた対向基板１８と、を有する。支持基板１１および対向基板１８の液晶層１５と対向しない側の面には偏光層２１が設けられている。
干渉フィルタ１２は、赤色干渉フィルタ１２０Ｒ（第１干渉フィルタ部分）と緑色干渉フィルタ１２０Ｇ（第２干渉フィルタ部分）と青色干渉フィルタ１２０Ｂ（第３干渉フィルタ部分）とを有する。赤色干渉フィルタ１２０Ｒは、赤の波長領域（第１波長領域）の光を透過し、緑や青を含む他の波長領域の光を反射する。緑色干渉フィルタ１２０Ｇは、緑の波長領域（第２波長領域）の光を透過し、赤や青を含む他の波長領域の光を反射する。青色干渉フィルタ１２０Ｂは、青の波長領域（第３の波長領域）の光を透過し、赤や緑を含む他の波長領域の光を反射する。赤色干渉フィルタ１２０Ｒと緑色干渉フィルタ１２０Ｇと青色干渉フィルタ１２０Ｂとは、屈折率の異なる複数の誘電体膜が積層されて形成される。干渉フィルタ１２の詳細な構成については後に説明する。
なお、ここで干渉フィルタを透過する波長領域の光とは、他の波長領域よりも透過率が高い波長領域をいい、干渉フィルタに反射される波長領域の光とは他の波長領域よりも反射率が高い（透過率が低い）波長領域をいう。例えば、干渉フィルタの透過スペクトルの半値幅に対応する波長領域を、干渉フィルタを透過する光の波長領域とすることができる。
吸収フィルタ１７は、赤色吸収フィルタ１７１と緑色吸収フィルタ１７２と青色吸収フィルタ１７３とを有する。各画素に対応していずれかの色の吸収フィルタ１７１、１７２、１７３が設けられている。赤色吸収フィルタ１７１は赤色干渉フィルタと対向し、緑色吸収フィルタ１７２は緑色干渉フィルタと対向し、青色吸収フィルタ１７３は赤色干渉フィルタと対向する。吸収フィルタ１７は、液晶層１５介して干渉フィルタ１２と対向する。
画素駆動用トランジスタ１３と画素電極１４は、１画素につき１つずつ設けられている。また、１画素につき１種類の干渉フィルタ１２と１種類の吸収フィルタが設けられている。また、ここでは図示していないが、干渉フィルタ１２の上には、表示用回路として信号線および走査線が形成されている。画素駆動用トランジスタ１３は画素電極１４と対向電極１６との間に印加される電圧を制御する。
画素電極１４と対向電極１６電圧が印加されると、これらの間に設けられた液晶層１５の液晶の配向が変化し、光を透過したり光を透過しなかったりする。このように、液晶パネル１０は、画素ごとにバックライト４０からの光を透過したり透過しなかったりすることにより画像表示を行うことができる。
支持基板１１および対向基板１８は、ガラスや透明樹脂などの光透過性の材料で形成される。
干渉フィルタ１２は、特定の波長領域の光を透過し他の波長領域の光を反射するフィルタである。干渉フィルタ１２は、屈折率の異なる複数の誘電体膜で形成される。例えば、干渉フィルタ１２は、高屈折材料の層と低屈折材料の層を交互に積層して形成されている。代表的な高屈折率誘電体材料としては、ＴｉＯ２，Ｔａ２Ｏ３，ＺｎＯ２，ＺｎＳ，ＺｒＯ２，ＣｅＯ２，Ｓｂ２Ｓ３などがある。また代表的な低屈折率誘電体材料としては、ＳｉＯ２，ＭｇＦ２，Ｎａ３ＡｌＦ６などがある。
画素駆動用トランジスタ１３としては例えばボトムゲート型あるいはトップゲート型の薄膜トランジスタが用いられる。画素駆動用トランジスタ１３は、例えば、１つの画素につき１つずつ配置される。
画素電極１４および対向電極１６は、インジウムスズ酸化物などの光透過性の導電材料で形成される。
吸収フィルタ１７は、特定の波長領域の光を透過し他の波長領域の光を吸収するフィルタであり、例えば顔料や染料などで形成される。
液晶層１５は、電界が印加された状態と印加されない状態とで光の透過率が変わる材料で形成される。偏光層２１は、液晶層１５入射する光と液晶層１５を透過した光を偏光する偏光フィルムなどで形成される。
また、バックライト４０は、支持基板１１と対向する反射部４２と、支持基板１１と反射部４２の間に設けられた導光部４１と、導光部４１の側面に設けられた光源４３と、を有する。導光部４１は、反射部４２と対向する側（底面）に凹部４４を有している。
導光部４１は、アクリル樹脂などの光透過性の材料で形成される。光源４３としては、例えばＬＥＤなどが用いられる。反射部４２は、光反射性の高い材料で形成され、例えば、アルミニウムなどの金属で形成される。凹部４４は、導光部４１の反射部４２と対向する面に対して少なくとも１つの傾斜面を持っていれば良く、例えばピラミッド状や断面が三角形の畝状とすることができる。
光源４３から発生した光は、導光部４１へ入り、導光部４１の中を全反射しながら進む。この時に光が凹部４４に当たる場合には、この凹部４４により全反射条件が崩れるため、液晶パネル１０が位置する上面方向に反射される。反射された光は、導光板４１から出射し、支持基板１１を透過して干渉フィルタ１２に入射する。干渉フィルタ１２に入射した光のうち干渉フィルタの透過域の光は、光線５０に示すように干渉フィルタ１２を透過し、液晶層１５および吸収フィルタ１７を透過して液晶パネル１０の外側に出射される。
一方、干渉フィルタ１２に入射した光のうち干渉フィルタの透過域以外の光はほぼ全て反射され、バックライト４０側に戻される。例えば、光線５１は赤色の光の一例を示したものであるが、この光は、導光部４１の底面および緑色または青色干渉フィルタで全反射を繰り返しながら導光部４１内を伝播してゆく。そして、赤色干渉フィルタ１２０Ｒに到達すると、赤色干渉フィルタ１２０Ｒを透過し液晶層１５及び収フィルタ１７を透過して液晶パネル１０の外部に出射される。
このように、干渉フィルタ１２は吸収フィルタ１７にくらべて光の吸収が少ないため、バックライト４０からの光のほとんどをいずれかの色の干渉フィルタ１２から透過することができ、光の損失が少ない。
図５は、第１の実施形態に係る表示装置を示す平面図である。
表示装置は、複数の画素部６５がマトリクス状に設けられた表示領域６４と、表示領域６４の周りに設けられた、信号線駆動回路６２、制御線駆動回路６３、およびコントローラ６１とを有する。コントローラ６１は信号線駆動回路６２と制御線駆動回路６３とに接続されており、信号線駆動回路６２と制御線駆動回路６３の動作のタイミング制御を行う。
また、信号線駆動回路６２と各々の画素６５とは、図中列方向に沿って設けられた複数の信号線Ｖsigで接続されている。制御線駆動回路６３と各々の画素６５とは、図中行方向に沿って設けられた複数の制御線ＣＬで接続されている。信号線駆動回路６２は、信号線Ｖsigを通して画素部６５に信号電圧を供給する。制御線駆動回路６３は、制御線ＣＬを通して画素部６５に走査線駆動信号を供給する。
図６（ａ）は、第１の実施形態に係る表示装置の干渉フィルタを示す断面図である。干渉フィルタ１２は積層された複数の誘電体膜（１２１〜１３３）により形成されている。干渉フィルタ１２は、例えばシリコン酸化膜（１２１、１２３〜１２５、１２７、１２９〜１３１、１３３）とシリコン窒化膜（１２２、１２６、１２８、１３２）を積層して形成されている。
赤色干渉フィルタ１２０Ｒと緑色干渉フィルタ１２０Ｇと青色干渉フィルタ１２０Ｂは、第１の共通層１４１（１３２、１３３）と第２の共通層１４２（１２６、１２７、１２８）と第３の共通層（被覆層）１４３（１２１、１２２）とを有する。第１の共通層１４１は、各干渉フィルタ１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂにおいて連続した１つの膜である。第２の共通層１４２は、各干渉フィルタ１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂにおいて連続した１つの膜である。第３の共通層１４３は、各干渉フィルタ１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂにおいて連続した１つの膜である。第２の共通層１４２は第１の共通層１４１と対向する。
図６（ｂ）は第１の共通層１４１を示す平面図である。第１の共通層１４１は、赤色干渉フィルタ１２０Ｒを形成する第１領域１４１Ｒと、緑色干渉フィルタ１２０Ｇを形成する第２領域１４１Ｇと、青色干渉フィルタ１２０Ｂを形成する第３領域１４１Ｂとを有する。
第１の共通層１４１と第２の共通層１４２との間には、第１スペーサ層１５１が設けられている。第２スペーサ層１５２は第２の共通層１４２を介して第１のスペーサ層１５１と対向する。第３の共通層１４３は、第１の共通層１４１と第１のスペーサ層１５１と第２の共通層１４２とが積層する方向において、第２のスペーサ層１５２と重なる。
赤色干渉フィルタ１２０Ｒは、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２との間に、第１スペーサ層１５１の一部である赤色第１スペーサ層（第１の部分）１５１Ｒ（１２９、１３０、１３１）を有する。また、赤色干渉フィルタ１２０Ｒは、第２の共通層１４２と第３の共通層１４３との間に、第２スペーサ層１５２の一部である赤色第２スペーサ層（第３の部分）１５２Ｒ（１２３、１２４、１２５）を有する。緑色干渉フィルタ１２０Ｇは、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２との間に、第１スペーサ層１５１の一部である緑色第１スペーサ層（第２の部分）１５１Ｇ（１３０、１３１）を有する。また、緑色干渉フィルタ１２０Ｇは、第２の共通層１４２と第３の共通層１４３との間に第２スペーサ層１５２の一部である緑色第２スペーサ層（第４の部分）１５２Ｇ（１２４、１２５）を有する。青色干渉フィルタ１２０Ｂは、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２との間に、第１スペーサ層１５１の一部である青色第１スペーサ層（第５の部分）１５１Ｂ（１３１）を有する。また、青色干渉フィルタ１２０Ｂは、第２の共通層１４２と第３の共通層１４３との間に第２スペーサ層１５２の一部である青色第２スペーサ層（第６の部分）１５２Ｂ（１２５）を有する。
赤色第１スペーサ層１５１Ｒは、第１の共通層１４１の第１領域１４１Ｒと対向する。緑色第１スペーサ層１５１Ｇは、第１の共通層１４１の第２領域１４１Ｇと対向する。青色第１スペーサ層１５１Ｂは、第１の共通層１４１の第３領域１４１Ｂと対向する。赤色第１スペーサ層１５１Ｒと緑色第１スペーサ層１５１Ｇと青色第１スペーサ層１５１Ｂとは、それぞれ厚さが異なる。また、赤色第１スペーサ層１５１Ｒは、赤色第２スペーサ層１５２Ｒと対向する。緑色第１スペーサ層１５１Ｇは、緑色第２スペーサ層１５２Ｇと対向する。青色第１スペーサ層１５１Ｂは、青色第２スペーサ層１５２Ｂと対向する。赤色第２スペーサ層１５２Ｒと緑色第２スペーサ層１５２Ｇと青色第２スペーサ層１５２Ｂとは、それぞれ厚さが異なる。従って、赤色干渉フィルタ１２０Ｒと緑色干渉フィルタ１２０Ｇと青色干渉フィルタ１２０Ｂとは、それぞれ厚さが異なる。
ここでは、青色第１スペーサ層１５１Ｂよりも緑色第１スペーサ層１５１Ｇの方が厚く、緑色第１スペーサ層１５１Ｇよりも赤色第１スペーサ層１５１Ｒの方が厚い。また、青色第２スペーサ層１５２Ｂよりも緑色第２スペーサ層１５２Ｇの方が厚く、緑色第２スペーサ層１５２Ｇよりも赤色第２スペーサ層１５２Ｒの方が厚い。従って、青色干渉フィルタ１２０Ｂよりも緑色干渉フィルタ１２０Ｇの方が厚く、緑色干渉フィルタ１２０Ｇよりも赤色干渉フィルタ１２０Ｒの方が厚い。
このように、干渉フィルタ１２は第１の共通層、第１のスペーサ層、第２の共通層に加えて第２のスペーサ層と第３の共通層を有するので、第１の共通層、第１のスペーサ層、第２の共通層を有する比較例と異なる。第１のスペーサ層１５１と第２のスペーサ層１５２とは、同じ材料で形成される。なお、第１のスペーサ層１５１と第２のスペーサ層１５２は、実質的に同じ材料であればよく、組成比が多少異なっていても良い。
図７（ａ）は、第１の実施形態に係る干渉フィルタの一例を示す図である。図７（ｂ）は、その光透過特性を示すグラフ図である。図７（ａ）に示すように、この干渉フィルタ１２の例では、第３の共通層１４３は、積層された９１．６ｎｍのシリコン酸化膜１２１と５８．１５ｎｍのシリコン窒化膜１２２とからなる。赤色第２ペーサ層１５２Ｒは２５０．０ｎｍのシリコン酸化膜、緑色第２スペーサ層１５２Ｇは１８０．０ｎｍのシリコン酸化膜、青色第２スペーサ層１５２Ｂは１２５．０ｎｍのシリコン酸化膜からなる。第２の共通層１４２は、積層された５８．１５ｎｍのシリコン窒化膜１２６と９１．６ｎｍのシリコン酸化膜１２７と５８．１５ｎｍのシリコン窒化膜１２８とからなる。赤色第１スペーサ層１５１Ｒは２５０．０ｎｍのシリコン酸化膜、緑色第１スペーサ層１５１Ｇは１８０．０ｎｍのシリコン酸化膜、青色第１スペーサ層１５１Ｂは１２５．０ｎｍのシリコン酸化膜からなる。そして、第１の共通層１４１は、積層された５８．１５ｎｍのシリコン窒化膜１３２と９１．６ｎｍのシリコン酸化膜１３３とからなる。
各共通層１４１、１４２、１４３は、複数の誘電体膜を積層して形成されていても良い。本実施形態においては、各共通層１４１、１４２、１４３は、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜を積層して形成している。また、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２と第３の共通層１４３とは、厚さが同じであってもよいし異なっていてもよい。本実施形態においては、第１の共通層１４１と第３の共通層１４３とは同じ厚さである。また、いずれの色の干渉フィルタ１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂも、第２の共通層１４２を境にしての上下の層が対称である。なお、ここでは干渉フィルタ１２としてシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を積層して形成したが、これ以外の誘電体膜を用いたり、２種類以上の誘電体膜を用いたりしても良い。また、各層の厚さは図７（ａ）に示す厚さに限定されない。
図７（ｂ）の横軸は、波長（単位ｎｍ）を表し、縦軸は図７（ａ）に示す干渉フィルタの透過率を表す。この例に示す各色の干渉フィルタ１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂは、透過域を示すスペクトル幅が広い。従って、赤色干渉フィルタ１２０Ｒは、赤色を示す広い波長領域の光を透過する。緑色干渉フィルタ１２０Ｇ、青色干渉フィルタ１２０Ｂも同様である。また、図２（ｂ）に示す比較例の光透過特性と比較して、透過域以外の波長領域の透過率は低い。すなわち、各色の干渉フィルタ１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂにおいて色の混じりが少ない。干渉フィルタが所望の色以外の色の光を透過する場合、例えば赤色干渉フィルタ１２０Ｒが赤色以外の色の光も透過する場合、赤色以外の色の光は吸収フィルタによって吸収され、光のロスが生じる。一方、本実施形態の干渉フィルタ１２のように、所望の色以外の色の光の透過率が少ない場合、吸収フィルタ１７によって吸収される光が少ないので、光のロスが少ない。すなわち、バックライトからの光を効率よく表示に利用する表示装置を得ることができる。
あるいは、表示装置に吸収フィルタを設けず干渉フィルタ１２のみを設ける場合には、各色の干渉フィルタ１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂに色の混じりが少ないので、表示装置に所望の色の画像を表示することができ、表示色を向上させることができる。
図７（a）に示した干渉フィルタを用いてシミュレーションを行ったところ、効率従来比は１．６５であった。効率従来比は、バックライトから出た光が液晶パネルから出てくる効率について、本実施形態にける表示装置を採用した場合と干渉フィルタを有しない表示装置を採用した場合との比を示す値である。この値は、原理的に３が上限であり、大きいほど効率が良いことを示している。一方、図３（a）に示した干渉フィルタを用いてシミュレーションを行ったところ、効率従来比は１．４０であった。このように、本実施形態に係る干渉フィルタは、入射した光を効率よく透過することができ、干渉フィルタを透過できない波長領域を減らすことが出来るので、光のロスが少ない。
図８は、第１の実施形態に係る表示装置と比較例に係る表示装置の特性を示すシミュレーション図である。図８の横軸は干渉フィルタにおいて反射され、バックライトへ戻った光が反射板で反射されて再び干渉フィルタに戻ってくる割合を表すリサイクル率を示し、縦軸は効率従来比を示す。いずれのリサイクル率においても、第１の実施形態に係る表示装置の効率従来比は比較例に係る表示装置の効率従来比よりも高い。
このように、本実施形態の干渉フィルタ１２は透過域を広くすることができ、表示装置の光利用効率を向上させることができる。
表示装置に吸収フィルタ１７を設けるかどうかは任意であるが、ここで、干渉フィルタ１２に加えて吸収フィルタ１７を設ける場合について説明する。
図９は、吸収フィルタの透過特性の一例である。この吸収フィルタ１７は、各色のスペクトル（１７１、１７２、１７３）は、幅が広いが低透過率の領域で重なり合っており、色再現性が好ましくない。しかしながら、本実施形態においては、光は干渉フィルタ１２を透過してから吸収フィルタ１７に入射する。吸収フィルタ１７の透過スペクトルが干渉フィルタ１２の透過スペクトルよりも広い場合、干渉フィルタ１２を透過した光のほとんどが吸収フィルタ１７を透過する。干渉フィルタ１２を透過した光のうち透過率が低い波長領域の光は、吸収フィルタ１７に吸収される。例えば、緑色の光が赤色干渉フィルタ１２０Ｒを透過したとしても、赤色吸収フィルタ１７１によって吸収される。
図７に示した干渉フィルタ１２は、色域を表すＮＴＳＣ比が３０％程度である。干渉フィルタ１２を透過する光のうち、透過域と透過域以外の波長領域の透過率の差が大きいと、このＮＴＳＣ比は高い。干渉フィルタ１２の設計においては、透過域を広げようとすると透過域以外の波長領域の透過率も高くなってしまう場合がある。例えば、赤色の干渉フィルタ１２０Ｒにおいて赤色の波長領域の透過率を高めようとすると、緑色や青色の波長領域の透過率も高くなってしまう場合がある。この場合、ＮＴＳＣ比は低くなる。
一方、図９に示す吸収フィルタ１７のＮＴＳＣ比は５５％程度である。干渉フィルタ１２とこの吸収フィルタ１７を併用すると、干渉フィルタ１２を透過する光のうち透過域以外の光が吸収型フィルタで吸収されるので、ＮＴＳＣ比を向上させることができる。すなわち、干渉フィルタ１２と吸収フィルタ１７を併用すると、干渉フィルタ１２によりバックライト４０の光の損失が防げるとともに、吸収フィルタ１７によりＮＴＳＣ比を向上させることができる。
また、干渉フィルタ１２は、光学薄膜群構成に基づく光の干渉作用を利用して光を透過したり反射したりする。干渉フィルタ１２を光が斜めに透過する場合、干渉フィルタ１２を垂直に光が透過する場合と比べて光路長が異なるため、透過光のスペクトルは入射光のスペクトルに対して原理的に短波長側にシフトする。すなわち、干渉フィルタ１２を正面から観察する場合と斜めから観察する場合とでは、透過光の色が異なる場合がある。しかしながら、本実施形態においては干渉フィルタ１２と吸収フィルタ１７を併用するので、干渉フィルタ１２の透過光が短波長側へシフトしていても、吸収フィルタ１７においてこのシフトした光が吸収されるので、表示装置の表示色への影響は抑えられる。
さらに、バックライトユニット４０から出射される光の指向性を高めることによっても、干渉フィルタの透過光が短波長側へシフトするのを抑制することができる。このとき、液晶パネル１０に光拡散板などの光散乱材を設けることによって、視野角が狭まることを防止することができる。
以下に、第１の実施形態に係る干渉フィルタの製造方法を示す。図１０および図１１は、図７に示した表示装置の干渉フィルタの製造方法を示す断面図である。まず、支持基板１１上にシリコン酸化膜１２１およびシリコン窒化膜１２２を形成して、これらを第３の共通層１４３とする。次に、第３の共通層１４３の上にシリコン酸化膜１２３を形成し（図１０（ａ））、シリコン酸化膜１２３上の赤色干渉フィルタ１２０Ｒを形成する領域にフォトリソグラフィ工程によりレジスト１３４をパターニングする（図１０（ｂ））。次に、ケミカルドライエッチングによりシリコン酸化膜１２３をパターニングして、赤色干渉フィルタ１２０Ｒを形成する領域にシリコン酸化膜１２３を残す。その後、レジスト１３４を除去する（図１０（ｃ））。
次に、シリコン酸化膜１２４を形成し（図１０（ｄ））、フォトリソグラフィ工程によりレジスト１３５をパターニングする（図１０（ｅ））。次に、ケミカルドライエッチングによりシリコン酸化膜１２４をパターニングし、赤色干渉フィルタ１２０Ｒおよび緑色干渉フィルタ１２０Ｇを形成する領域にシリコン酸化膜１２４を残す。その後、レジスト１３５を除去する（図１０（ｆ））。その後、シリコン酸化膜１２５を形成する。
次に、さらにシリコン窒化膜１２６、シリコン酸化膜１２７、およびシリコン窒化膜１２８を形成して、これらを第２の共通層１４２とする（図１０（ｇ））。第３の共通層１４３と第２の共通１４２層との間の層は、第１のスペーサ層１５１である。
続いて、第２の共通層１４２の上にシリコン酸化膜１２９を形成する（図１１（ａ））。次に、レジストを用いてケミカルドライエッチングすることによりシリコン酸化膜１２９をパターニングして、赤色干渉フィルタ１２０Ｒを形成する領域にシリコン酸化膜１２９を残す。その後、レジストを除去する（図１１（ｂ））。
次に、シリコン酸化膜１３０を形成する（図１１（ｃ））。レジストを用いてケミカルドライエッチングすることによりシリコン酸化膜１３０をパターニングし、赤色干渉フィルタ１２０Ｒおよび緑色干渉フィルタ１２０Ｇを形成する領域にシリコン酸化膜１３０を残す。その後、レジストを除去する（図１１（ｄ））。その後、シリコン酸化膜１３１を形成する。
続いて、さらにシリコン窒化膜１３２、シリコン酸化膜１３３を形成して、これらを第１の共通層１４１とする（図１１（ｅ））。第２の共通層１４２と第３の共通１４３層との間の層は、第３のスペーサ層１５３である。
これらのシリコン窒化膜およびシリコン酸化膜は、例えばＣＶＤ法（化学気相成長法）やスパッタ法などにより形成することができる。
図１２は、第１の実施形態に係る表示装置の製造方法を示すフローチャート図である。
表示装置の製造方法は、液晶パネルを形成するステップＳ３１０と、バックライトを形成するステップＳ３２０と、液晶パネルとバックライトを組み合わせるステップＳ３３０とを備える。液晶パネルを形成するステップＳ３１０は、支持基板を準備するステップＳ３１１と、干渉フィルタを形成するステップＳ３１２と、画素駆動用トランジスタと画素電極を形成するステップＳ３１３と、吸収フィルタを形成するステップＳ３１４と、液晶層を形成するステップＳ３１５と、対向電極を形成するステップＳ３１６と、を備える。
本実施形態における干渉フィルタ１２の構成において、シリコン酸化膜としている膜をシリコン窒化膜とし、シリコン窒化膜としている膜をシリコン酸化膜とすることもできる。それぞれの膜厚を調整することにより、赤色干渉フィルタ１２Ｒにおいて赤色の光を透過させ、緑色干渉フィルタ１２Ｇにおいて緑色の光を透過させ、青色干渉フィルタ１２Ｂにおいて青色の光を透過させることができる。
本実施形態に係る干渉フィルタ１２の構成は、液晶パネルを支持基板１１に垂直に切断した場合に、その断面において観察することができる。例えば、このような断面は、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）で観察することができる。
なお、本実施形態においては、第１の共通層１４１、第２の共通層１４２、および第３の共通層１４３を同じ厚さにすると、場合によっては、透過域の中央付近の透過率が低くなる場合がある。すなわち、透過スペクトルが透過域内において２つの極大値（ポーク）を有する場合がある。これを防ぐためには、第１の共通層１４１と第３の共通層１４３の厚さを第２の共通層１４２よりも薄くすることが好ましい。
（第２の実施形態）
図１３（ａ）は、第２の実施形態に係る干渉フィルタの一例を示す図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）に示す干渉フィルタの光透過特性を示すグラフ図である。横軸は干渉フィルタが透過する光の波長（単位ｎｍ）を表し、縦軸は透過率Ｔを表す。
本実施形態に係る干渉フィルタ１２１は、赤色干渉フィルタ１２１Ｒと青色干渉フィルタ１２１Ｂが第３の共通層１４３と第２のスペーサ層１５２を有しない。すなわち、緑色干渉フィルタ１２１Ｇのみが第３の共通層１４３と第２のスペーサ層１５２を有し、この第３の共通層１４３および第２のスペーサ層１５２を覆うように、第２の共通層１４２と第１のスペーサ層１５１と第１の共通層１４１が形成されている。
第１の共通層１４１と第２の共通層１４２とは対向する。第１の実施形態と同様に、第１の共通層１４１は、第１の領域１４１Ｒと第２の領域１４１Ｇと第３の領域１４１Ｂとを有する。
第１のスペーサ層１５１は、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２の間に設けられる。赤色第１スペーサ層１５１Ｒは、第１の共通層１４１の第１領域１４１Ｒと対向する。緑色第１スペーサ層１５１Ｇは、第１の共通層１４１の第２領域１４１Ｇと対向する。青色第１スペーサ層１５１Ｂは、第１の共通層１４１の第３領域１４１Ｂと対向する。赤色第１スペーサ層１５１Ｒと緑色第１スペーサ層１５１Ｇと青色第１スペーサ層１５１Ｂとは、それぞれ厚さが異なる。また、緑色第１スペーサ層１５１Ｇは、第２の共通層１４２を介して緑色第２スペーサ層１５２と対向する。第３の共通層１４３は、第２のスペーサ層１５２を介して第２の共通層１４２と対向する。従って、赤色干渉フィルタ１２１Ｒと緑色干渉フィルタ１２１Ｇと青色干渉フィルタ１２１Ｂとは、それぞれ厚さが異なる。第２の共通層は、赤色第１スペーサ層１５１Ｒと緑色第１スペーサ層１５１Ｇと青色第１スペーサ層１５１Ｂと対向して連続して設けられている。
ここでは、赤色第１スペーサ層１５１Ｒよりも青色第１スペーサ層１５１Ｂの方が厚く、青色第１スペーサ層１５１Ｂよりも緑色第１スペーサ層１５１Ｇの方が厚い。従って、赤色干渉フィルタ１２１Ｒよりも青色干渉フィルタ１２１Ｂの方が厚く、青色干渉フィルタ１２１Ｂよりも緑色干渉フィルタ１２１Ｇの方が厚い。
具体的には、第３の共通層１４３は支持基板（不図示）上に設けられる。第３の共通層１４３は、シリコン窒化膜１６１とシリコン酸化膜１６２とを有する。第２のスペーサ層１５２は、第３の共通層１４３の上に設けられ、シリコン窒化膜により形成される。第２の共通層１４２は、第２のスペーサ層１５２の上および支持基板の上に設けられ、シリコン窒化膜１６３とシリコン酸化膜１６４とシリコン窒化膜１６５とシリコン酸化膜１６６とを有する。第１のスペーサ層１５１は、第２の共通層１４２の上に設けられ、シリコン窒化膜により形成される。第１の共通層１４１は、第１のスペーサ層の上に設けられ、シリコン酸化膜１６７とシリコン窒化膜１６８とシリコン酸化膜１６９とを有する。各膜の厚さは図１３（ａ）に示すとおりである。
赤色干渉フィルタ１２１Ｒおよび青色干渉フィルタ１２１Ｂは、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２とこれらの間に設けられた第１のスペーサ層１５１により形成される点で、図１に示した比較例に係る干渉フィルタ２００と同じである。一方、緑色干渉フィルタ１２１Ｇは、第１の共通層１４１、第２の共通層１４２、第３の共通層１４３と、これらの間に設けられた第１のスペーサ層１５１および第２のスペーサ層１５２を有する点で第１の実施形態に係る干渉フィルタ１２と同じである。
本実施形態においては、第２のスペーサ層１５２の材料と第２の共通層１４２のうちの第２のスペーサ層１５２と接する層（シリコン窒化膜１６３）がいずれもシリコン窒化膜で形成されている。いずれの色の干渉フィルタ１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂにおいても同じ厚さになる部分が（シリコン窒化膜１６３）が第２の共通層１４２であり、他の部分（シリコン窒化膜１５２）が第２のスペーサ層１５２である。
赤色と緑色と青色のうち、緑色は波長領域が真ん中にあるため、緑色の干渉フィルタ１２１Ｇを透過する光の波長領域を広げることにより、干渉フィルタを透過する光の量を増やすことができ、干渉フィルタを通らない波長領域を減らすことができる。
図１３（ａ）に示す干渉フィルタ１２１についてシミュレーションを行ったところ、効率従来比は１．５５であった。このように、第２の実施形態においても、比較例に対して優位に干渉フィルタを透過する光の量を増やすことができ、干渉フィルタを通らない波長領域を減らすことができる。
本実施形態によっても、透過域が広く光のロスが少ない干渉フィルタを得ることができる。
本実施形態の干渉フィルタも、第１の実施形態における干渉フィルタと同様に表示装置に用いることができる。
なお、本実施形態においては緑色干渉フィルタ１２１Ｇのみに第３の共通層１４３および第２のスペーサ層１５２を設けることとしたが、例えば赤色干渉フィルタ１２１Ｒのみ、または青色干渉フィルタ１２１Ｂのみ、または任意のいずれか２色の干渉フィルタに第３の共通層１４３および第２のスペーサ層１５２を設けることとしても良い。
（第３の実施形態）
図１４（ａ）は、第３の実施形態に係る干渉フィルタの一例を示す図である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）に示す干渉フィルタの光透過特性を示すグラフ図である。横軸は干渉フィルタが透過する光の波長（単位ｎｍ）を表し、縦軸は透過率Ｔを表す。
本実施形態に係る干渉フィルタ１２２は、赤色干渉フィルタ１２２Ｒと青色干渉フィルタ１２２Ｂが第３の共通層１４３と第２のスペーサ層１５２を有しない。すなわち、緑色干渉フィルタ１２１Ｇのみが第３の共通層１４３と第２のスペーサ層１５２を有する。第１の共通層１４１は支持基板（不図示）の上に設けられている。
第１の共通層１４１と第２の共通層１４２とは対向する。第１の実施形態と同様に、第１の共通層１４１は第１の領域１４１Ｒと第２の領域１４１Ｇと第３の領域Ｂとを有する。第１のスペーサ層１５１は、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２の間に設けられる。赤色第１スペーサ層１５１Ｒは、第１の共通層１４１の第１領域１４１Ｒと対向する。緑色第１スペーサ層１５１Ｇは、第１の共通層１４１の第２領域１４１Ｇと対向する。青色第１スペーサ層１５１Ｂは、第１の共通層１４１の第３領域１４１Ｂと対向する。赤色第１スペーサ層１５１Ｒと緑色第１スペーサ層１５１Ｇと青色第１スペーサ層１５１Ｂとは、それぞれ厚さが異なる。また、緑色第１スペーサ層１５１Ｇは、第２の共通層１４２を介して緑色第２スペーサ層１５２と対向する。第３の共通層１４３は、第２のスペーサ層１５２を介して第２の共通層１４２と対向する。従って、赤色干渉フィルタ１２０Ｒと緑色干渉フィルタ１２０Ｇと青色干渉フィルタ１２０Ｂとは、それぞれ厚さが異なる。第２の共通層は、赤色第１スペーサ層１５１Ｒと緑色第１スペーサ層１５１Ｇと青色第１スペーサ層１５１Ｂと対向して連続して設けられている。
ここでは、赤色第１スペーサ層１５１Ｒよりも青色第１スペーサ層１５１Ｂの方が厚く、青色第１スペーサ層１５１Ｂよりも緑色第１スペーサ層１５１Ｇの方が厚い。従って、赤色干渉フィルタ１２１Ｒよりも青色干渉フィルタ１２１Ｂの方が厚く、青色干渉フィルタ１２１Ｂよりも緑色干渉フィルタ１２１Ｇの方が厚い。
具体的には、第１の共通層１４１は支持基板（不図示）上に設けられる。第１の共通層１４１は、シリコン酸化膜１７１とシリコン窒化膜１７２とシリコン酸化膜１７３とを有する。第１のスペーサ層１５１は、第１の共通層１４１の上に設けられ、シリコン窒化膜により形成される。第２の共通層１４２は、第１のスペーサ層１５１の上に設けられ、シリコン酸化膜１７４とシリコン窒化膜１７５とシリコン酸化膜１７６とシリコン窒化膜１７７とを有する。第２のスペーサ層１５２は、第２の共通層１４２の上に設けられ、シリコン窒化膜により形成される。第３の共通層１４３は、第２のスペーサ層１５２の上に設けられ、シリコン酸化膜１７８とシリコン窒化膜１７９とシリコン酸化膜１８０とを有する。各膜の厚さは図１４（ａ）に示すとおりである。
赤色干渉フィルタ１２１Ｒおよび青色干渉フィルタ１２１Ｂは、第１の共通層１４１と第２の共通層１４２とこれらの間に設けられた第１のスペーサ層１５１により形成される点で、図１に示した比較例に係る干渉フィルタ２００と同じである。一方、緑色干渉フィルタ１２１Ｇは、第１の共通層１４１、第２の共通層１４２、第３の共通層１４３と、これらの間に設けられた第１のスペーサ層１５１および第２のスペーサ層１５２を有する点で第１の実施形態に係る干渉フィルタ１２と同じである。
本実施形態においては、第２のスペーサ層１５２の材料と、第２の共通層１４２のうちの第２のスペーサ層１５２と接する層（シリコン窒化膜１７７）とが、いずれもシリコン窒化膜で形成されている。このシリコン窒化膜のうち、いずれの色の干渉フィルタ１２２Ｒ、１２２Ｇ、１２２Ｂにおいても同じ厚さになる部分（シリコン窒化膜１７７）が第２の共通層１４２であり、他の部分（シリコン窒化膜１５１）が第１のスペーサ層１５１である。
赤色と緑色と青色のうち、緑色は波長領域が真ん中にあるため、緑色の干渉フィルタ１２２Ｇを透過する光の波長領域を広げることにより、干渉フィルタを透過する光の量を増やすことができ、干渉フィルタを通らない波長領域を減らすことができる。
図１４（ａ）に示す干渉フィルタ１２２についてシミュレーションを行ったところ、効率従来比は１．６４であった。このように、第３の実施形態においても、比較例に対して優位に干渉フィルタを透過する光の量を増やすことができ、干渉フィルタを通らない波長領域を減らすことができる。
本実施形態によっても、透過域が広く光のロスが少ない干渉フィルタを得ることができる。
本実施形態の干渉フィルタも、第１の実施形態における干渉フィルタと同様に表示装置に用いることができる。
なお、本実施形態においては緑色干渉フィルタ１２２Ｇのみに第３の共通層１４３および第２のスペーサ層１５２を設けることとしたが、例えば赤色干渉フィルタ１２２Ｒのみ、または青色干渉フィルタ１２２Ｂのみ、または任意のいずれか２色の干渉フィルタに第３の共通層１４３および第２のスペーサ層１５２を設けることとしても良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、導光体に含まれる導光板、プリズム列部、プリズム体、高屈折率層、低屈折率層及び偏向部、並びに、面光源に含まれる光源などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した導光体及び面光源を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての導光体及び面光源も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
１１…支持基板、１２…干渉フィルタ、１２０Ｒ…赤色干渉フィルタ、１２０Ｇ…緑色干渉フィルタ、１２０Ｂ…青色干渉フィルタ、１３…画素駆動用トランジスタ、１４…画素電極、１５…液晶層、１６…対向電極、１７…吸収フィルタ、１７１…赤色吸収フィルタ、１７２…緑色吸収フィルタ、１７３…青色吸収フィルタ、１８…対向基板、２１…偏光板、４０…バックライトユニット、４１…導光部、４２…反射部、４３…光源、４４…凹部、５０・５１…光線、６１…コントローラ、６２…信号線駆動回路、６３…制御線駆動回路、６４…表示領域、６５…画素、１２１〜１３３…誘電体膜、１３４・１３５…レジスト、１４１…第１の共通層、１４２…第２の共通層、１４３…第３の共通層、１５１…第１のスペーサ層、１５２…第２のスペーサ層、１６１〜１６９…誘電体多層膜、２００…干渉フィルタ、２００Ｒ…赤色干渉フィルタ、２００Ｇ…緑色干渉フィルタ、２００Ｂ…青色干渉フィルタ、２０１・２０３・２０４・２０５・２０７・２０９…シリコン窒化膜、２０２・２０４・２０６・２０８…シリコン酸化膜、２１０…第１の共通層、２１１…第２の共通層、Ｖsig…信号線、ＣＬ…制御線、

Claims (10)

  1. 第１の領域、第２の領域、および第３の領域を有する第１の共通層と、
    前記第１の共通層と対向する第２の共通層と、
    前記第１の共通層と前記第２の共通層の間に設けられ、前記第１の領域と対向する第１の部分、前記第２の領域と対向し該第１の部分と厚さが異なる第２の部分、および前記第３の領域と対向し該第１の部分及び該第２の部分と厚さが異なる第３の部分を有する第１のスペーサ層と、
    前記第２の共通層を介して前記第１のスペーサ層の前記第１の部分に対向する第４の部分、前記第２の部分に対向し該第４の部分と厚さが異なる第５の部分、および前記第３の部分に対向し該第４の部分及び該第５の部分と厚さが異なる第６の部分を有し、前記第１のスペーサ層と同じ材料で形成された第２のスペーサ層と、
    前記第２のスペーサ層の前記第４の部分に対向する第７の部分、前記第５の部分に対向する第８の部分、および前記第６の部分に対向する第９の部分を有する被覆層と、
    を備え、
    前記第１の共通層と前記第１のスペーサ層と前記第２の共通層と前記第２のスペーサ層と前記被覆層とは誘電体膜で形成されていて、
    前記第４の部分及び前記第７の部分の厚みの総和、前記第５の部分及び前記第８の部分の厚みの総和、前記第６の部分及び前記第９の部分の厚みの総和、のうち、いずれか１つまたは２つの総和がゼロである干渉フィルタと、
    前記干渉フィルタと対向する表示層と、
    を備えた表示装置。
  2. 前記第２の共通層は前記第１の部分、前記第２の部分、および第３の部分に対向して連続して設けられている請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記第１のスペーサ層の前記第１の部分は前記第２の部分よりも厚い請求項２に記載の表示装置。
  4. 前記第１のスペーサ層の前記第１の部分は前記第３の部分よりも厚い請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
  5. 前記干渉フィルタの前記第１の共通層の前記第１領域を有する第１干渉フィルタ部分は第１の波長領域の光を透過し、かつ他の波長領域の光を反射し、
    前記干渉フィルタの前記第１の共通層の前記第２領域を有する第２干渉フィルタ部分は前記第１の波長領域と異なる第２の波長領域の光を透過し、かつ他の波長領域の光を反射し、
    前記干渉フィルタの前記第１の共通層の前記第３領域を有する第３干渉フィルタ部分は前記第１の波長領域および前記第２の波長領域と異なる第３の波長領域の光を透過し、かつ他の波長領域の光を反射する、
    請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
  6. 前記前記第４の部分及び前記第７の部分の厚みの総和、前記第５の部分及び前記第８の部分の厚みの総和、前記第６の部分及び前記第９の部分の厚みの総和、のうち、厚みの総和がゼロでない部分が緑色の光を透過する表示装置。
  7. 前記表示層を介して前記干渉フィルタと対向する吸収フィルタをさらに備えた請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
  8. 前記表示層は液晶層である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
  9. 第１の領域、第２の領域、および第３の領域を有する第１の共通層と、
    前記第１の共通層と対向する第２の共通層と、
    前記第１の共通層と前記第２の共通層の間に設けられ、前記第１の領域と対向する第１の部分、前記第２の領域と対向し該第１の部分と厚さが異なる第２の部分、および前記第３の領域と対向し該第１の部分及び該第２の部分と厚さが異なる第３の部分を有する第１のスペーサ層と、
    前記第２の共通層を介して前記第１のスペーサ層の前記第１の部分に対向する第４の部分、前記第２の部分に対向し該第４の部分と厚さが異なる第５の部分、および前記第３の部分に対向し該第４の部分及び該第５の部分と厚さが異なる第６の部分を有し、前記第１のスペーサ層と同じ材料で形成された第２のスペーサ層と、
    前記第２のスペーサ層の前記第４の部分に対向する第７の部分、前記第５の部分に対向する第８の部分、および前記第６の部分に対向する第９の部分を有する被覆層と、
    を備え、
    前記第１の共通層と前記第１のスペーサ層と前記第２の共通層と前記第２のスペーサ層と前記被覆層とは誘電体膜で形成されていて、
    前記第４の部分及び前記第７の部分の厚みの総和、前記第５の部分及び前記第８の部分の厚みの総和、前記第６の部分及び前記第９の部分の厚みの総和、のうち、いずれか１つまたは２つの総和がゼロである干渉フィルタ。
  10. 前記請求項９に記載の干渉フィルタを形成する工程と、
    前記干渉フィルタと対向する表示層を形成する工程と、
    を備えた請求項１乃至８のいずれか１項に記載の表示装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5662396B2 (ja) * 2012-09-11 2015-01-28 株式会社東芝 干渉フィルタ、表示装置および表示装置の製造方法
CN107561767A (zh) * 2017-08-29 2018-01-09 京东方科技集团股份有限公司 一种彩色滤光器件、其制备方法以及显示面板
US10446112B2 (en) 2017-09-20 2019-10-15 Apple Inc. Electronic devices having light sensors with thin-film filters
US11765325B2 (en) 2019-11-01 2023-09-19 Texas Instruments Incorporated Digital display system and method
CN114902089A (zh) * 2020-07-02 2022-08-12 德克萨斯仪器股份有限公司 数字显示系统及方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3112393B2 (ja) 1995-05-25 2000-11-27 シャープ株式会社 カラー表示装置
EP1354225A2 (en) * 2001-01-25 2003-10-22 Jax Holdings, Inc. Multi-layer thin film optical filter arrangement
WO2005079385A2 (en) * 2004-02-13 2005-09-01 Coronado Technology Group, L.L.C. Fabrication of narrow-band thin-film optical filters
US20070097509A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 Nevitt Timothy J Optical elements for high contrast applications
JP2008070437A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 干渉フィルタ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プロジェクション表示装置
JP2008299248A (ja) * 2007-06-04 2008-12-11 Panasonic Corp 多層干渉フィルタおよび固体撮像装置
JP5074106B2 (ja) * 2007-06-08 2012-11-14 パナソニック株式会社 固体撮像素子及びカメラ
WO2010137263A1 (ja) * 2009-05-29 2010-12-02 パナソニック株式会社 液晶表示装置
CN102656492B (zh) * 2010-01-21 2015-03-04 株式会社东芝 带干涉型滤光片层的基板及使用该基板的显示装置
JP2012019113A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Panasonic Corp 固体撮像装置
JP5624522B2 (ja) * 2011-07-19 2014-11-12 株式会社東芝 表示装置及びその製造方法
JP2013073024A (ja) 2011-09-28 2013-04-22 Toshiba Corp 干渉フィルタ及び表示装置
JP2013190652A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP5662396B2 (ja) * 2012-09-11 2015-01-28 株式会社東芝 干渉フィルタ、表示装置および表示装置の製造方法

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