TW201316049A - 顯示裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

依照一個實施例，顯示裝置包括主基板及光控制層。該主基板包括具有主表面之主基底、被設置在該主表面上之波長選擇性透射層、及被設置在該波長選擇性透射層上之電路層。該光控制層係與該主基板相堆疊且具有可變光學特性。該波長選擇性透射層包括下方及上方反射層，及第一及第二間隔層。該上方反射層被設置在該下方反射層上。該第一間隔層被設置在該下方及上方反射層之間。該第二間隔層被設置在該下方及上方反射層之間，且具有不同於該第一間隔層之厚度。該電路層包括第一及第二像素電極，以及第一及第二切換元件。

Description

顯示裝置及其製造方法
在本文中所述之實施例整體而言係有關顯示裝置及其製造方法。
相關申請案之相互參考
本申請案係基於且主張2011年7月19日申請之先前日本專利申請案第2011-158477號之優先權；該案之全部內容以併入本文之方式援引為參考。
舉例來說，在顯示裝置中，諸如液晶顯示裝置，其中，液晶層係設置在兩個基板之間，藍色、綠色及紅色彩色濾光片係設置在複數個像素中以執行色彩顯示。當使用吸收具有特定波長之光的彩色濾光片來獲得高彩色重現性時，光使用效率會因為光被彩色濾光片吸收而降低且會顯示出黑色影像。
在該顯示裝置中，較佳的是能夠同時增進光使用效率及生產率。
依照一個實施例，顯示裝置包括主基板及光控制層。該主基板包括具有主表面之主基底、被設置在該主表面上之波長選擇性透射層、及被設置在該波長選擇性透射層上 之電路層。該光控制層係與該主基板相堆疊且具有可變光學特性。該波長選擇性透射層包括下方反射層、上方反射層、第一間隔層及第二間隔層。該上方反射層被設置在該下方反射層上。該第一間隔層被設置在該下方反射層與該上方反射層之間。該第二間隔層被設置在該下方反射層與該上方反射層之間以便與平行於該主表面之第一間隔層並列且具有不同於該第一間隔層之厚度的厚度。該電路層包括第一像素電極、第二像素電極、第一切換元件及第二切換元件。該第一像素電極包括一部分，當沿著垂直於該主表面之第一方向來予以觀看時，該部分與該第一間隔層重疊。該第二像素電極包括一部分，當沿著該第一方向來予以觀看時，該部分與該第二間隔層重疊。該第一切換元件係連接至該第一像素電極。該第二切換元件係連接至該第二像素電極。
依照另一實施例，其中，揭示一種顯示裝置之製造方法。該裝置包括主基板，該該主基板包括具有主表面之主基底、被設置在該主表面上之波長選擇性透射層、及被設置在該波長選擇性透射層上之電路層。該波長選擇性吸收層係與該主基板相堆疊，且光控制層係與該波長選擇性吸收層相堆疊且具有可變光學特性。該波長選擇性透射層包括下方反射層、被設置在該下方反射層上之上方反射層、被設置在該下方反射層與該上方反射層之間的第一間隔層，及被設置在該下方反射層與該上方反射層之間以與在平行於該主表面之第一平面中之該第一間隔層並列且具有 不同於該第一間隔層之厚度的厚度的第二間隔層。該電路層包括：第一像素電極，該第一像素電極包括一部分，當沿著垂直於該主表面之第一方向來予以觀看時，該部分係與該第一間隔層相重疊；第二像素電極，該第二像素電極包括一部分，當沿著該第一方向來予以觀看時，該部分係與該第二間隔層相重疊；連接至該第一像素電極之第一切換元件；以及連接至該第二像素電極之第二切換元件。該波長選擇性吸收層包括被設置在該第一像素電極上之第一吸收層及被設置在該第二像素電極上之第二吸收層，該第二吸收層具有不同於該第一吸收層之吸收光譜的吸收光譜。該方法包括在該主基底之該主表面上形成用以作為該下方反射層之下方反射膜。該方法包括在該下方反射膜上形成用以作為該第一間隔層之一部分的第一中間層。該方法包括形成覆蓋該第一中間層之第一區域之第一遮罩構件。該方法包括利用過度蝕刻來去除該第一中間層之未被該第一遮罩構件所覆蓋之部分且減少該下方反射膜未被該第一遮罩構件所覆蓋之一部分的厚度。該方法包括在去除該第一遮罩構件之後，在該剩餘第一中間層及該下方反射膜上形成用以作為該第一間隔層之另一部分及該第二間隔層之至少一部分的第二中間層。此外，該方法包括在該第二中間層上形成該上方反射層，且在該上方反射層上形成該電路層。
各個實施例將在下文中參考附圖予以說明。
諸圖式係示意性或概念性的。例如，在諸圖式中，組 件之比例並不一定等於實際的比例。此外，相同的組件在諸圖式中可能具有不同的尺寸及比例。
在本說明書及圖式中，相同組件係以相同的元件標號來予以標示，且其實施方式將不再重複贅述。
(第一實施例)
接下來，將描述使用液晶之液晶顯示裝置來作為依照第一實施例之顯示裝置的一個實例。
圖1為繪示依照第一實施例之顯示裝置的組態之概要剖面圖。
圖2為繪示依照第一實施例之顯示裝置的組態之一部分的概要放大剖面圖。
如圖1及圖2所示，依照本實施例之顯示裝置110包括主基板10及光控制層50。
該光控制層50及主基板10係相堆疊的。光控制層50之光學特性係可變的。舉例來說，液晶層可用以作為光控制層50。該顯示裝置110可進一步包括波長選擇性吸收層40。該波長選擇性吸收層40及主基板10係相堆疊的。
在本說明書中，堆疊狀態係包括兩個組件直接彼此重疊之狀態以及兩個組件藉由插置於其間之另一組件而彼此重疊之狀態。
該主基板10包括主基底11、波長選擇性透射層20及電路層30。該主基底11包括主表面11a。該主基底11係例如由玻璃或樹脂所製成。該主基底11係例如為透光性 的。
該波長選擇性透射層20被設置在主表面11a上。該電路層30被設置在波長選擇性透射層20上。亦即，波長選擇性透射層20被設置在主基底11與電路層30之間。
垂直於主表面11a之方向係稱之為Z軸線方向(第一方向)。垂直於Z軸線方向之軸線係稱之為X軸線方向(第二方向)。垂直於Z軸線方向及X軸線方向之軸線係稱之為Y軸線方向。
波長選擇性透射層20包括下方反射層21、上方反射層22及中間層23。該上方反射層22被設置在下方反射層21之上。該中間層23被設置在下方反射層21與上方反射層22之間。
在本說明書中，一組件被設置在另一組件之上的狀態係包括一組件被設置在另一組件上之狀態以及一組件藉由插置於其間之第三組件而被設置在另一組件之上的狀態。
該波長選擇性透射層20包括複數個區域(例如，第一區域20a及第二區域20b)。在此實例中，該波長選擇性透射層20包括第一區域20a、第二區域20b及第三區域20c。複數個第一區域20a、第二區域20b及第三區域20c係配置在X-Y平面中。
該中間層23包括對應於複數個區域之複數個層。舉例來說，中間層23包括第一間隔層23a及第二間隔層23b。該中間層23可進一步包括第三間隔層23c。
亦即，該波長選擇性透射層20可包括第一間隔層23a 及第二間隔層23b。該第一間隔層23a係設置在下方反射層21與上方反射層22之間。該第二間隔層23b係設置在下方反射層21與上方反射層22之間。該第二間隔層23b係設置成與在平行於該主表面11a之第一平面(X-Y平面)中之第一間隔層23a並列。該第二間隔層23b與第一間隔層23a具有不同的厚度。
包括在波長選擇性透射層20中之下方反射層21、第一間隔層23a及上方反射層22的區域為該第一區域20a。包括在波長選擇性透射層20中之下方反射層21、第二間隔層23b及上方反射層22的區域為該第二區域20b。
在此特定實例中，該波長選擇性透射層20進一步包括第三間隔層23c。該第三間隔層23c係設置在下方反射層21與上方反射層22之間且與在該X-Y平面中之第一間隔層23a(及該第二間隔層23b)並列。該第三間隔層23c之厚度係不同於第一間隔層23a與第二間隔層23b之厚度。
舉例來說，包括在該波長選擇性透射層20中之下方反射層21、第三間隔層23c及上方反射層22之區域為該第三區域20c。
該下方反射層21及上方反射層22反射且透射可見光。該第一區域20a用作為第一彩色干涉濾光片，其將在下文中說明。該第二區域20b用作為第二彩色干涉濾光片。該第三區域20c用作為第三彩色干涉濾光片。亦即，在此一實例中，設置有三個彩色區域。
然而，該實施例並非侷限於此。舉例來說，可不設置該第三區域20c而設置兩個彩色區域。此外，可另外設置第四區域而設置四個彩色區域。因此，在此實施例中，可以使用任何種類的彩色。
當設置有該第三區域20c時，可依照下方反射層21與上方反射層22之組態而不設置該第三間隔層23c。在此情況中，在該第三區域20c中，該下方反射層21係與上方反射層22相接觸。亦即，該波長選擇性透射層20可包括一區域(第三區域20c)，其係設置在下方反射層21與上方反射層22之間並且與在該X-Y平面中於其中設置有該第一間隔層之該區域(第一區域20a)及於其中設置有該第二間隔層之該區域(第二區域20b)並列。
該波長選擇性透射層20可包括層間膜29。該層間膜29係設置在上方反射層22與電路層30之間。該層間膜29係例如平坦化該上方反射層22之上表面。舉例來說，該層間膜29可由形成下方反射層21、中間層23及上方反射層22之材料中的至少一種材料所製成。若有需要，可設置該層間膜29，但亦可不設置該層間膜29。該波長選擇性透射層20之組態的一個實例將在下文中說明。
該電路層30包括複數個像素區域(例如，第一像素區域30a及第二像素區域30b)。在此實例中，該電路層30包括第一像素區域30a、第二像素區域30b及第三像素區域30c。該第一像素區域30a、第二像素區域30b及第三像素區域30c係分別對應於第一區域20a、第二區域 20b及第三區域20c。
如圖2所示，在複數個像素區域中之每一個像素區域中係設置有像素電極及切換元件。
詳言之，該電路層30包括第一像素電極31a、第二像素電極31b、第一切換元件32a及第二切換元件32b。
該第一像素電極31a包括一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與第一間隔層23a相重疊。該第二像素電極31b包括一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與第二間隔層23b相重疊。該第一切換元件32a係連接至第一像素電極31a。該第二切換元件32b係連接至第二像素電極31b。
在此實例中，該電路層30進一步包括第三像素電極31c及第三切換元件32c。該第三像素電極31c包括一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與第三間隔層23c相重疊。亦即，該第三像素電極31c包括一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與該區域(第三區域20c)相重疊且與第一區域20a及第二區域20b相並列。該第三切換元件32c係連接至該第三像素電極31c。
舉例來說，電晶體(例如，薄膜電晶體)係用以作為第一至第三切換元件32a至32c。
詳言之，該第一切換元件32a包括第一閘極33a、第一半導體層34a、第一信號線側端35a及第一像素側端36a。該第二切換元件32b包括第二閘極33b、第二半導體層34b、第二信號線側端35b及第二像素側端36b。該第 三切換元件32c包括第三閘極33c、第三半導體層34c、第三信號線側端35c及第三像素側端36c。
第一至第三閘極33a至33c係例如連接至掃瞄線(未圖示出)。第一至第三信號線側端35a至35c係例如連接至複數個信號線(未圖示出)。閘極絕緣膜37係設置在第一閘極33a與第一半導體層34a之間、在第二閘極33b與第二半導體層34b之間、以及在第三閘極33c與第三半導體層34c之間。
第一至第三半導體層34a至34c係由半導體所製成，諸如非晶矽或多晶矽。
該第一信號線側端35a為第一切換元件32a之源極與汲極的其中一者。該第一像素側端36a為第一切換元件32a之源極與汲極的其中另一者。該第二信號線側端35b為第二切換元件32b之源極與汲極的其中一者。該第二像素側端36b為第二切換元件32b之源極與汲極的其中另一者。該第三信號線側端35c為第三切換元件32c之源極與汲極的其中一者。該第三像素側端36c為該第三切換元件32c之源極與汲極的其中另一者。
第一至第三像素側端36a至36c係分別電連接至第一像素電極31a至31c。
該電路層30可進一步包括輔助電容線(未圖示出)。該電路層30可進一步包括控制電路，其控制切換元件之操作。
該波長選擇性透射層20例如為絕緣層，其將在下文 中予以說明。該波長選擇性透射層20抑制雜質從例如該主基底11擴散至該電路層30。該波長選擇性透射層20係例如平坦化該主基底11之表面。該波長選擇性透射層20係用作為被設置在主基底11與電路層30之間的底層。
如圖1所示，在此一實例中，對置基板12係設置成與主基底11之主表面11a相對置。該波長選擇性吸收層40係設置在該對置基板12之對置主表面12a上(與該主表面11a相對置之表面)。
該波長選擇性吸收層40包括第一吸收層40a及第二吸收層40b。在此實例中，該波長選擇性吸收層40進一步包括第三吸收層40c。
該第一吸收層40a包括一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與第一間隔層23a相重疊。該第一吸收層40a包括例如一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與第一像素電極31a相重疊。
該第二吸收層40b包括一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與第二間隔層23b相重疊。該第二吸收層40b包括例如一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與第二像素電極31b相重疊。該第二吸收層40b與第一吸收層40a具有不同的吸收光譜。
該第三吸收層40c包括一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與該區域(第三區域20c)相重疊且與第一區域20a及第二區域20b相並列。該第三吸收層40c包括例如一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該 部分係與第三間隔層23c相重疊。該第三吸收層40c包括例如一部分，當從Z軸線方向來予以觀看時，該部分係與第三像素電極31c相重疊。該第三吸收層40c具有不同於第一吸收層40a及第二吸收層40b之吸收光譜。
舉例來說，該第一吸收層40a為綠色吸收濾光片，該第二吸收層40b為藍色吸收濾光片，且該第三吸收層40c為紅色吸收濾光片。本實施例並未侷限於此，而是第一至第三吸收層40a至40c可於它們之間具有任何的彩色關係(吸收波長)。
在此實例中，該光控制層50係設置在波長選擇性吸收層40與主基板10之間。該光控制層50係配置在電路層30與波長選擇性吸收層40之間。對置電極13係設置在波長選擇性吸收層40與光控制層50之間。該對置電極13係設置在被形成在該對置基板12之對置主表面12a上的該波長選擇性吸收層40上。該波長選擇性吸收層40可設置在主基板10上。波長選擇性吸收層40可被設置在像素電極(例如，第一像素電極31)與波長選擇性透射層20之間。
舉例來說，所想要的電荷可經由切換元件而被供應至每一個像素電極。電壓被施加於每一個像素電極與對置電極13之間，且該電壓(例如，電場)被施加於光控制層50。光控制層50之光學特性會根據所施加電壓(例如，電場)而改變，且每一個像素的透射率會被改變。以此方式，便可執行顯示。
當液晶層被用作為光控制層50時，在該液晶層中之液晶的定向會根據所施加電壓(例如，電場)而改變。當該定向被改變時，該液晶層之光學特性(包括雙折射率、光學旋轉屬性、散射屬性、繞射屬性及吸收屬性的至少其中一者)亦被改變。
如圖1所示，在此一實例中，進一步設置有第一偏光層61及第二偏光層62。該主基板10、波長選擇性吸收層40及光控制層50係配置在第一偏光層61與第二偏光層62之間。以此方式，在光控制層50(液晶層)之光學特性的改變會被轉換成光透射率之改變，且因而執行顯示。偏光層之位置並未侷限於上述位置。該對置電極13亦可被設置在主基板10上。在此情況中，例如，具有平行於X-Y平面之分量的電場可被施加於光控制層50且因而改變光控制層50之光學特性。
如圖1所示，依照該實施例之顯示裝置110進一步包括照明單元70。該照明單元70沿著從該波長選擇性透射層20至該波長選擇性吸收層40之方向而發射照明光70L以入射於波長選擇性透射層20上。
該照明單元70包括例如光源73、光導引體71、用於照明之反射膜72，以及行進方向改變部分74。該光源73產生光。舉例來說，半導體發光元件(例如，LED)可用以作為該光源73。該光源73可例如被配置在光導引體之側面上。該光導引體71係配置在用於照明之反射膜72與主基板10之間。由光源73所產生之光係入射於該光導引 體71上。舉例來說，光在光導引體71中傳播且同時被全反射。該行進方向改變部分74改變光在光導引體71中傳播的行進方向，使得光以高效率被入射於主基板10上。舉例來說，具有不平的形狀(諸如，凹槽)之結構被使用作為行進方向改變部分74。舉例來說，其行進方向被行進方向改變部分74改變之光的一部分係行進至主基板10。從照明單元70之光源73發射出的光可在該主基底11中傳播，且該傳播的光係入射於波長選擇性透射層20上。
該波長選擇性透射層20透射具有特定波長之光且反射具有除了該特定波長以外之波長的光。該波長選擇性透射層20例如為費布力-佩若(Farbry-Pelot)干涉濾光片。當具有上述光學特性之波長選擇性透射層20被用作為電路層30之底層時，便可以獲得良好的光學特性(高光使用效率，此將在下文中說明)，同時可以穩定地操作該電路層30。該波長選擇性透射層20係在製造該底層的同時(或接續地)被製造。該底層係在製造電路層30之前被製造。因此，生產率很高。以此方式，便可以提供具有高光使用效率及高生產率之顯示裝置。
接下來，將說明波長選擇性透射層20之一個實例。
圖3A至圖3C為繪示依照第一實施例之顯示裝置的組態之概要剖面圖，
圖3A至圖3C分別繪示在第一區域20a、第二區域20b及第三區域20c中之波長選擇性透射層20的組態。在圖3A至圖3C中，該層間膜29被省略。
如圖3A至圖3C所示，該下方反射層21可包括第一介電質膜25及第二介電質膜26。該第二介電質膜26及第一介電質膜25係在Z軸線方向上相堆疊。該第二介電質膜26與第一介電質膜25具有不同的折射率。
在此實例中，設置有複數個第一介電質膜25以及設置有複數個第二介電質膜26。該複數個第一介電質膜25與複數個第二介電質膜26係在Z軸線方向上交替地相堆疊。
該上方反射層22可包括第三介電質膜27及第四介電質膜28。第四介電質膜28與第三介電質膜27係在Z軸線方向上相堆疊。第四介電質膜28與第三介電質膜27具有不同的折射率。
在此實例中，設置有複數個第三介電質膜27以及設置有複數個第四介電質膜28。該複數個第三介電質膜27與複數個第四介電質膜28係在Z軸線方向上交替地相堆疊。
舉例來說，第二介電質膜26a(其為第二介電質膜26的其中一者)與中間層23相接觸。舉例來說，第四介電質膜28a(其為第四介電質膜28的其中一者)與中間層23相接觸。
舉例來說，在該下方反射層21中，第一介電質膜25c、第二介電質膜26c、第一介電質膜25b、第二介電質膜26b、第一介電質膜25a及第二介電質膜26a係以此一順序而相堆疊。
舉例來說，在該上方反射層22中，該第四介電質膜28a、第三介電質膜27a、第四介電質膜28b、第三介電質膜27b、第四介電質膜28c及第三介電質膜27c係以此一順序而相堆疊。
如圖3A至圖3C所示，在第一區域20a、第二區域20b及第三區域20c中之每一個區域中，該第一間隔層23a、第二間隔層23b與第三間隔層23c被設置在下方反射層21與上方反射層22之間。
第二間隔層23b之厚度tsb係不同於第一間隔層23a之厚度tsa。第三間隔層23c之厚度tsc係不同於第一間隔層23a之厚度tsa且亦不同於第二間隔層23b之厚度tsb。該厚度tsc可能為零。
該第一介電質膜25(例如，第一介電質膜25a至25c)係例如由氮化矽(SiNx)所製成。該第二介電質膜26(例如，第二介電質膜26a至26c)係例如由氧化矽(SiO2)所製成。該中間層23可例如由氮化矽(SiNx)所製成。該第三介電質膜27(例如，第三介電質膜27a至27c)可例如由氮化矽(SiNx)所製成。該第四介電質膜28(例如，第四介電質膜28a至28c)可例如由氧化矽(SiO2)所製成。在第一介電質膜25中之氮氣含量可等於或不同於在第三介電質膜27中之氮氣含量。在中間層23中之氮氣含量可等於或不同於在第一介電質膜25中之氮氣含量。在中間層23中之氮氣含量可等於或不同於在第三介電質膜27中之氮氣含量。
舉例來說，第一介電質膜25及第二介電質膜26包括氧化矽、氮化矽及氮氧化矽之至少其中一者。在第一介電質膜25中之氧氣及氮氣的至少其中一者之含量係不同於在第二介電質膜26中之氧氣及氮氣的至少其中一者的含量。以此方式，該第二介電質膜26便具有不同於第一介電質膜25之折射率。
同樣地，第三介電質膜27及第四介電質膜28包括氧化矽、氮化矽及氮氧化矽之至少其中一者。在第三介電質膜27中之氧氣及氮氣的至少其中一者之含量係不同於在第四介電質膜28中之氧氣及氮氣的至少其中一者的含量。以此方式，該第四介電質膜28便具有不同於第三介電質膜27之折射率。
如上所述，中間層23係由不同於用以形成下方反射層21之最上層(例如，該第二介電質膜26a)之材料所製成。此外，中間層23係由不同於用以形成上方反射層22之最下層(例如，第四介電質膜28a)之材料所製成。中間層23之折射率不同於下方反射層21之最上層(例如，第二介電質膜26a)之折射率。此外，中間層23之折射率係不同於上方反射層22之最下層(例如，第四介電質膜28a)之折射率。
亦即，在本實施例中，第一介電質膜25及第二介電質膜26之其中一者與第一間隔層23a及第二間隔層23b相接觸。舉例來說，第一介電質膜25及第二介電質膜26之其中一者的折射率係小於第一間隔層23a之折射率且小 於第二間隔層23b之折射率。同樣地，第三介電質膜27與第四介電質膜28之其中一者係與第一間隔層23a及第二間隔層23b相接觸。舉例來說，第三介電質膜27及第四介電質膜28之其中一者的折射率係小於第一間隔層23a之折射率且小於第二間隔層23b之折射率。但本實施例並未侷限於此，且折射率可為任意的。
以此方式，在第一區域20a中，在下方反射層21與上方反射層22(在第一間隔層23a中)之間會發生光干涉。然後，具有對應於下方反射層21與上方反射層22之間之光學距離(例如，第一間隔層23a之厚度)之波長的光會通過波長選擇性透射層20，而具有其他波長之光則從該處被反射。
同樣地，在第二區域20b中，例如，具有對應於第二間隔層23b之厚度之波長的光會通過波長選擇性透射層20，而具有其他波長之光則從該處被反射。在第三區域20c中，例如，具有對應於第三間隔層23c之厚度(在下方反射層21與上方反射層22之間的光學距離)之波長的光會通過波長選擇性透射層20，而具有其他波長之光則從該處被反射。
在此實例中，第一介電質膜25之數量為三個，而第二介電質膜26之數量為三個，第三介電質膜27之數量為三個，且第四介電質膜28之數量為三個。然而，本實施例並未侷限於此。膜之數量係可改變的。
圖4A至圖4C為繪示依照第一實施例之另一顯示裝置 的組態之概要剖面圖。
如圖4A至圖4C所示，在依照本實施例之另一顯示裝置111中，第一介電質膜25之數量為兩個，第二介電質膜26之數量為兩個，第三介電質膜27之數量為兩個，且第四介電質膜28之數量為兩個。
此外，第一介電質膜25之數量與第二介電質膜26之數量可不同於第三介電質膜27與第四介電質膜28之數量。
因此，下方反射層21與上方反射層22可具有任何的組態。
接下來，將說明波長選擇性透射層20之特性的一個實例。亦即，以下將說明波長選擇性透射層20之特性模擬結果的一個實例。在該模擬中，其使用顯示裝置111之組態的模型(第一介電質膜25之數量為兩個、第二介電質膜26之數量為兩個，第三介電質膜27之數量為兩個，且第四介電質膜28之數量為兩個)。
在此一模型中，第一介電質膜25、第三介電質膜27及中間層23係由氮化矽(SiN)所製成，且第二介電質膜26及第四介電質膜28係由氧化矽(SiO2)所製成。第一介電質膜25a及25b之每一者的厚度為58奈米(nm)。第二介電質膜26a及26b之每一者的厚度為92奈米。第三介電質膜27a及27b之每一者的厚度為58奈米。第四介電質膜28a及28b之每一者的厚度為92奈米。第一間隔層23a之厚度為115奈米。第二間隔層23b之厚度為78 奈米。第三間隔層23c之厚度為30奈米。
圖5A及圖5B為繪示材料之光學特性的圖表。
圖5A及圖5B繪示使用在該模擬中之材料的光學特性。圖5A繪示複合折射率之實數部分n且圖5B繪示該複合折射率之虛數部分k。在圖5A及圖5B中，水平軸線表示波長λ。
如圖5A所示，例如當波長λ為550奈米時，氮化矽膜(SiN)之折射率n為2.3。
在圖5A及圖5B中所示之光學特性係用以模擬波長選擇性透射層20之特性。
圖6A及圖6B為繪示依照該第一實施例之顯示裝置之特性的圖表。
圖6A及圖6B繪示波長選擇性透射層20之特性模擬結果。圖6A繪示透射光譜而圖6B繪示反射光譜。在圖6A及圖6B中，水平軸線係表示波長λ。在圖6A中，垂直軸線係表示透射率Tr。在圖6B中，垂直軸線係表示反射率Rf。
如圖6A及圖6B所示，在第一區域20a中，透射率Tr在綠色波長帶(第一波長帶λa)中較高，而反射率Rf在除了綠色以外的波長帶中較高。在第二區域20b中，透射率Tr在藍色波長帶(第二波長帶λb)中較高，而反射率Rf在除了藍色以外的波長帶中較高。在第三區域20c中，透射率Tr在紅色波長帶(第三波長帶λc)中較高，而反射率Rf在除了紅色以外之波長帶中較高。
由於光的一部分亦被波長選擇性透射層20所吸收，因此透射率Tr及反射率Rf之總和並不等於1，但卻接近1。
因此，在第一區域20a中(該波長選擇性透射層20其包括下方反射層21、第一間隔層23a及上方反射層22之一區域)中，在第一波長帶λa中之光被透射，而在除了第一波長帶λa以外之波長帶中的可見光分量則被反射。
在第二區域20b中(該波長選擇性透射層20其包括下方反射層21、第二間隔層23b及上方反射層22之一區域)中，在不同於該第一波長帶λa之第二波長帶λb中之光被透射，而在除了第二波長帶λb以外之波長帶中的可見光分量則被反射。
在第三區域20c中(係設置在下方反射層21與上方反射層22之間且與在X-Y平面中於其中設置有該第一間隔層23a之區域及於其中設置有該第二間隔層23b之區域相並列且包括例如第三間隔層23c之區域)，在不同於第一波長帶λa及第二波長帶λb之第三波長帶λc中之光被透射，而在除了第三波長帶λc以外之波長帶中之可見光分量被反射。
因此，在本實施例之一實例中，該第一波長帶λa包括綠色波長帶，第二波長帶λb包括藍色波長帶，且第三波長帶λc包括紅色波長帶。第一波長帶λa、第二波長帶λb及第三波長帶λc係可互換的。
圖7A及圖7B為繪示依照該第一實施例之顯示裝置之特性的一個實例的圖表。
圖7A及圖7B繪示波長選擇性吸收層40之特性。圖7A繪示透射光譜且圖7B繪示吸收光譜。在圖7A及圖7B中，水平軸線指示波長λ。在圖7A中，垂直軸線表示透射率Tr。在圖7B中，垂直軸線表示吸收率Ab。
如圖7A所示，在第一吸收層40a、第二吸收層40b及第三吸收層40c之各者中，光在第一波長帶λa、第二波長帶λb及第三波長帶λc中的透射率Tr係較高的。該第一吸收層40a、第二吸收層40b及第三吸收層40c分別為綠色、藍色及紅色吸收彩色濾光片。
如圖7B所示，在第一波長帶λa中之光由該第一吸收層40a所吸收的吸收率Ab係小於在除了第一波長帶λa以外之波長帶中的可見光分量由第一吸收層40a所吸收之吸收率Ab。在第二波長帶λb中之光由該第二吸收層40b所吸收的吸收率Ab係小於在除了第二波長帶λb以外之波長帶中的可見光分量由該第二吸收層40b所吸收之吸收率Ab。在第三波長帶λc中之光由該第三吸收層40c所吸收的吸收率Ab係小於在除了第三波長帶λc以外之波長帶中之可見光分量由該第三吸收層40c所吸收的吸收率Ab。
具有在圖6A及圖6B中所繪示之特性的波長選擇性透射層20及具有在圖7A及圖7B中所繪示之特性的波長選擇性吸收層40係堆疊在一起以增進光使用效率。
圖8為繪示依照第一實施例之顯示裝置的操作之概要 示意圖。
如圖8所示，照明單元70沿著從波長選擇性透射層20至波長選擇性吸收層40的方向而發射出照明光70L以入射於波長選擇性透射層20上。
在照明光70L中處於第一波長帶λa中的第一光分量La係通過該波長選擇性透射層20之第一區域20a。該第一光分量La隨後通過該光控制層50及第一吸收層40a且接著被發射至外面。發射至外面的光之強度係隨著光控制層50之狀態而改變。
在照明光70L中處於除了第一波長帶λa以外之波長帶中的光分量(例如，第二光分量Lb)係從波長選擇性透射層20之第一區域20a被反射且返回至該照明單元70。在該照明單元70中用於照明之第二光分量Lb係例如從該反射層72被反射且接著入射於波長選擇性透射層20上。然後，該第二光分量Lb通過例如波長選擇性透射層20之第二區域20b。該第二光分量Lb隨後通過光控制層50及第二吸收層40b且之後被發射至外面。被發射至外面的光之強度係隨著光控制層50之狀態而改變。
因此，從照明單元70所發射之照明光70L係從該波長選擇性透射層20之包括該第一間隔層23a的一部分(第一區域20a)被反射，且該反射光之至少一部分(例如，該第二光分量Lb)係入射於該波長選擇性透射層20之包括該第二間隔層23b的一部分(第二區域20b)。
因此，在顯示裝置110(或顯示裝置111)中，未通 過該波長選擇性透射層20之特定區域的光係返回至照明單元70且被再次使用。因此，可獲得高光使用效率。以此方式，可獲得明亮的顯示。此外，此亦可降低功率消耗。
在此一組態中，返回至照明單元70之光的(例如)90%或以上會被再次使用。這便可以依照條件來獲得95%的再次使用率。
抵達波長選擇性吸收層40之光會通過波長選擇性透射層20。因此，光之波長特性會受到控制而因此對於波長選擇性吸收層40之吸收特性係適當的。由該波長選擇性吸收層40吸收之光的分量係小於當未使用該波長選擇性透射層20時的分量。因此，這便可以降低光損失。此外，即使當波長選擇性吸收層40之吸收率Ab係較低的，亦可獲得所要的彩色特性(例如，彩色重現性)。
舉例來說，波長選擇性透射層20之色域(區域)為NTSC之色域(區域)的例如30%。波長選擇性吸收層40之色域(區域)為NTSC之色域(區域)的大約55%。當波長選擇性透射層20及波長選擇性吸收層40堆疊時之該色域(區域)可大幅度地高於當未使用該波長選擇性透射層20而僅使用該波長選擇性吸收層40時之色域。
圖9為繪示依照該第一實施例之顯示裝置之特性的一個圖表。
在圖9中，水平軸線指示波長選擇性吸收層40之色域對NTSC之色域的比率(單一NTSC比率Cr1)。舉例 來說，該單一NTSC比率Cr1係藉由改變用作為波長選擇性吸收層40之藍色、綠色及紅色吸收彩色濾光片之厚度來予以改變。在圖9中，垂直軸線指示當波長選擇性吸收層40及波長選擇性透射層20堆疊時之色域對NTSC之色域的比率(總NTSC比率Cr2)。
如圖9所示，當波長選擇性吸收層40及波長選擇性透射層20(NTSC比率：30%)被堆疊在一起時，總NTSC比率Cr2為90%或更高。在此情況中，該波長選擇性吸收層40之單一NTSC比率Cr1約為55%。
舉例來說，當單一NTSC比率Cr1約為17%時，便可獲得約為70%之總NTSC比率Cr2。藉由此數值便可以獲得充分的彩色重現性。
當波長選擇性吸收層40之單一NTSC比率Cr1被設定為一個較小值時，便可以降低波長選擇性吸收層40之厚度。以此方式，便可以降低在波長選擇性吸收層40中之光損失。換言之，使用波長選擇性透射層20及波長選擇性吸收層40之堆疊結構可以獲得高彩色重現性，即使當採用具有低彩色純度之波長選擇性吸收層40時亦然。以此方式，便可以增進光使用效率。
在本實施例中，由於波長選擇性透射層20具有被設置做為該切換元件之基底之底層的功能，因此可以不設置一般使用的底層，這便可導致高生產率。
可具有一組態，而在此組態中，使用干涉型彩色濾光片作為吸收型彩色濾光片。然而，例如當干涉型彩色濾光 片被設置在相反於具有切換元件設置於其上之主基板10的對置基板12上時，便會增添製造該干涉型彩色濾光片之製程，這會造成生產率的大幅度降低。同樣在該干涉型彩色濾光片被設置在主基板10上之情況中，當彩色濾光片僅被配置在像素電極部分時，亦會增添製造該干涉型彩色濾光片之製程，因為該底層被設置在切換元件與主基底11之間。舉例來說，有需要導入新的設備來製造該干涉型彩色濾光片。
相反地，在依照本實施例之顯示裝置111(或顯示裝置110)中，用以作為該底層之膜係可用作為波長選擇性透射層20。因此，形成波長選擇性透射層20之製程可以藉由用以形成該底層之製造設備來執行，且並不需要導入新的設備。如此一來，在本實施例中，便可以獲得高光發射效率且同時維持高生產率。
詳言之，該波長選擇性透射層20較佳地包括氧化矽、氮化矽及氮氧化矽之至少其中一者。以此方式，該波長選擇性透射層20便具有高絕緣效能。舉例來說，可以增進防止雜質從主基底11被擴散至電路層30的效果。此外，例如可以容易地增進主基底11之表面的平坦度。使用這些材料便可利用例如化學氣相沈積(CVD)方法來形成波長選擇性透射層20且可以穩定地獲得均勻的特性。此外，可以改變諸如在藉由CVD方法形成層體期間被導入至處理腔室之氣體的條件而以高可控制性及效率來形成包括在波長選擇性透射層20中之複數個膜。
接下來，將說明依照本實施例之製造顯示裝置111之方法的一個實例。以下方法亦可藉由改變形成介電質膜之次數而應用於顯示裝置110。
圖10A至圖10C、圖11A至圖11C及圖12為繪示依照第一實施例之顯示裝置的製造方法之程序的概要剖面圖。
如圖10A所示，下方反射膜21f(其將作為下方反射層21)係形成在主基底11之主表面11a上。舉例來說，可使用玻璃基板作為該主基底11。
詳言之，氮化矽膜25f(其將作為第一介電質膜25)及氧化矽膜26f(其將作為第二介電質膜26)係交替地形成在主基底11之主表面11a上。這些膜係藉由例如CVD方法而形成。所使用之氣體的流動速率可經控制以連續地形成這些膜。
第一中間層23f(其將作為中間層23之一部分，(例如，該第一間隔層23a之一部分))係形成在下方反射膜21f上。在此實例中，氮化矽膜係藉由CVD方法而被形成為第一中間層23f。
如圖10B所示，形成用以覆蓋該第一中間層23f之第一區域20a的第一遮罩構件Rs1。
如圖10C所示，去除該第一中間層23f之未被第一遮罩構件Rs1所覆蓋的部分。此去除程序係藉由例如化學乾式蝕刻(CDE)方法來予以執行。在此情況中，若有需要，可以執行過度蝕刻。以此方式，便可以充分地去除該 第一中間層23f之不需要部分。下方反射膜21f之未被第一遮罩構件Rs1所覆蓋之該部分的厚度便可被減小。然後，便可去除第一遮罩構件Rs1。
如圖11A所示，在去除第一遮罩構件Rs1之後，將作為第一間隔層23a之另一部分且將作為第二間隔層23b之至少一部分的第二中間層23g便可形成在剩餘的第一中間層23f及下方反射膜21f上。在此實例中，藉由CVD方法形成氮化矽膜來作為第二中間層23g。
如圖11B所示，形成一第二遮罩構件Rs2以覆蓋該第二中間層23g之第一區域20a及不同於該第一區域20a之第二區域20b。
如圖11C所示，去除該第二中間層23g之未被第二遮罩構件Rs2所覆蓋的一部分。在此一去除程序中，例如當使用CDE方法時，可視需要來執行過度蝕刻。以此方式，便可以充分地去除該第二中間層23g之不需要的部分。下方反射膜21f之未被第二遮罩構件Rs2所覆蓋之該部分的厚度便可被減小。然後，便可去除該第二遮罩構件Rs2。
如圖12所示，在去除第二遮罩構件Rs2之後，將作為第一間隔層23a之另一部分且將作為第二中間層23b之一部分的第三中間層23h便可形成在剩餘的第二間隔層23g及下方反射膜21f上。在此實例中，藉由CVD方法形成氮化矽膜來作為第三中間層23h。
該上方反射層22係形成在第二中間層23g上(在此 實例中係形成在第三中間層23h上)。詳言之，將作為第四介電質膜28之氧化矽膜28f與將作為第三介電質膜27之氮化矽膜27f係被交替地形成。這些膜可以藉由例如CVD方法來予以形成。
此外，若有需要，可在上方反射層22上形成層間膜29。以此方式，便可以形成該波長選擇性透射層20。然後，在波長選擇性透射層20上(例如，在上方反射層22上)形成該電路層30。然後，經由預定的程序來形成該顯示裝置111。
在上文中，該第一中間層23f之厚度例如為37奈米。第二中間層23g之厚度例如為48奈米。第三中間層23h之厚度例如為30奈米。以此方式，在第一區域20a中之中間層23(亦即，第一間隔層23a)的厚度為115奈米。在第二區域20b中之中間層23(亦即，第二間隔層23b)之厚度為78奈米。在第三區域20c中之中間層23(亦即，第三間隔層23c)之厚度為30奈米。
圖13為繪示依照第一實施例之另一顯示裝置的組態之概要剖面圖。如圖13所示，在依照本實施例之另一顯示裝置112中，具有厚度等於第二間隔層23b之厚度的中間層23係設置在第一切換元件32a與主基底11之間的波長選擇性透射層20中。該第一間隔層23a係設置在第一像素電極31a與主基底11之間的波長選擇性透射層20中。
該第二間隔層23b係設置在第二切換元件32b與主基 底11之間的波長選擇性透射層20中。該第二間隔層23b係設置在第二像素電極31b與主基底11之間的波長選擇性透射層20中。
具有厚度等於第二間隔層23b之厚度的中間層23係設置在第三切換元件32c與主基底11之間的波長選擇性透射層20中。該第三間隔層23c係設置在第三像素電極31c與主基底11之間的波長選擇性透射層20中。
就其本身而論，在一個像素區域中，便可改變中間層23之厚度。在每一個切換元件與主基底11之間的波長選擇性透射層20之特性可經設計以增進例如該底層之功能。舉例來說，在每一個切換元件與主基底11之間的波長選擇性透射層20係經設計而使得可增進防止雜質擴散之效果。此外，波長選擇性透射層20之經設計而使得可增進防止發生例如來自於切換元件之漏電流(例如，光學漏電流)的效果。再者，波長選擇性透射層20係經設計而使得表面之平坦度為均勻的。以此方式，例如，便可以防止在電路層30中之掃描線、信號線及電容線的至少其中一者由於階差(step difference)而斷裂。
當在顯示裝置中使用干涉型彩色濾光片時，其透射波長帶會隨著光之入射角度而變化。舉例來說，針對斜向入射光之透射波長帶會偏移至比針對從正面入射之光的透射波長帶還要短的波長帶(藍色)。在本實施例中，波長選擇性吸收層40係堆疊在波長選擇性透射層20上以防止彩色偏移。
此外，可增加從照明單元70發射出來之光的方向性以防止彩色偏移。在此情況中，例如，光擴散層(例如，光散射層)係設置在對置基板12之上表面。以此方式，便可以增加由於使用具有高方向性之光而被縮窄的觀看角度。
圖14為繪示依照第一實施例之另一顯示裝置的組態之概要剖面圖。如圖14所示，在依照本實施例之另一顯示裝置113中，並未設置該層間膜29。該上方反射層22具有平坦化功能。
圖15為繪示依照第一實施例之另一顯示裝置的組態之概要剖面圖。如圖15所示，依照本實施例之另一顯示裝置114中，並未設置該層間膜29。針對每一個像素在上方反射層22之上表面上形成階部(step)。舉例來說，複數個像素電極可被配置在Z軸線方向之不同位置處。
(第二實施例)
接下來，將說明在依照第二實施例之顯示裝置中不同於第一實施例的組件。
圖16為繪示依照第二實施例之顯示裝置的組態之概要剖面圖。
如圖16所示，在依照本實施例之顯示裝置120中，下方反射層21之面向第二間隔層23b的部分(第二部分21q)的厚度係不同於該下方反射層21之面向第一間隔層23a之部分(第一部分21p)的厚度。詳言之，第二部分 21q之厚度係小於第一部分21p的厚度。
在此實例中，該下方反射層21之面向第三間隔層23c的部分(第三部分21r)之厚度係不同於該下方反射層21之面向第一間隔層23a之部分(第一部分21p)的厚度。詳言之，第三部分21r之厚度係小於第一部分21p之厚度。在此實例中，該第三部分21r之厚度係小於第二部分21q的厚度。
舉例來說，當在形成具有複數個具不同厚度之區域的中間層23期間執行過度蝕刻時，便會發生該等厚度之間的差異。
圖17A、圖17B、圖17C、圖18A及圖18B為繪示製造依照第二實施例之顯示裝置的方法之程序的概要剖面圖。
如同在第一實施例中所述者，將作為下方反射層21之下方反射膜21f係形成在主基底11之主表面11a上，且將要作為中間層23之部分(例如，該第一間隔層23a)的第一中間層23f係形成在該下方反射膜21f上。
如圖17A所示，第一中間層23f係利用第一遮罩構件Rs1來予以處理。在此情況中，執行過度蝕刻且該下方反射膜21f之未被第一遮罩構件Rs1所覆蓋之部分的厚度被減小。過度蝕刻使得可以充分去除第一中間層23f之不需要的部分。因此，可以增進表面之均勻度。
如圖17B所示，形成第二中間層23g。如圖17C所示，形成第二遮罩構件Rs2。如圖18A所示，第二中間層 23g係利用該第二遮罩構件Rs2來予以處理。在此情況中，若有需要，可執行過度蝕刻且該下方反射膜21f之未被該第二遮罩構件Rs2所覆蓋之部分的厚度被減小。以此方式，便可以充分去除該第二中間層23g之不需要的部分。因此，可以增進表面之均勻度。
如圖18B所示，在去除第二遮罩構件Rs2之後，形成第三中間層23h。上方反射層22係形成在第二中間層23g上(在本實例中係形成在第三中間層23h上)。此外，若有需要，可在上方反射層22上形成層間膜29。以此方式，便可形成波長選擇性透射層20。然後，經由預定程序來形成該顯示裝置120。
本案發明人經研究且證實，在上述程序中，例如，當第一中間層23f及第二中間層23g之至少其中一者被去除時，蝕刻會不均勻地執行而可能在表面中產生殘留物。詳言之，當波長選擇性透射層20係由具有用於底層所需之高效能(例如，絕緣屬性、平面內均勻度、平坦度及生產率)之材料(諸如段氧化矽膜、氮化矽膜及氮氧化矽膜)製成時，此現象會特別明顯。
換言之，當使用具有高蝕刻選擇性之材料的組合時，便難以增進底層的功能。在本實施例中，波長選擇性透射層20被使用作為底層以獲得高的生產率。因此，該波長選擇性透射層20係由足以作為底層之材料的組合所製成。因此，在某些情況中，蝕刻選擇性係不足的。
在本實施例中，當第一中間層23f及第二中間層23g 之至少其中一者被去除時，便執行過度蝕刻以均勻去除這些膜。以此方式，其餘膜並未形成在該表面上且可獲得均勻的波長選擇性透射層20。
在本實施例中，例如，介電質多層膜被使用作為下方反射層21。舉例來說，第一介電質膜25及第二介電質膜26之其中一者係與第一間隔層23a及第二間隔層23b相接觸。在上述實例中，該第二介電質膜26(詳言之，第二介電質膜26a)係與第一間隔層23a及第二間隔層23b相接觸。
與第二間隔層23b相接觸之該第一介電質膜25及第二介電質膜26的其中一者(亦即，第二介電質膜26，且尤指第二介電質膜26a)之部分(第二部分21q)的厚度係不同於與第一間隔層23a相接觸之該第二介電質膜26之部分(第一部分21p)的厚度。詳言之，例如，第二部分21q之厚度係小於第一部分21p之厚度。
本案發明人研究且證實過度蝕刻係較佳地在除了對應於綠色之區域以外的區域中予以執行。舉例來說，當第一區域20a對應於綠色，則過度蝕刻係在該第二區域20b及第三區域20c之至少其中一者中予以執行。
當執行過度蝕刻時，該下方反射膜21f之厚度由於過度蝕刻所造成之縮減在該平面內並不一定是要均勻的。當在對應於綠色之區域中之平面內厚度存在較大變動時，便有可能會產生彩色變化。相反地，即使當在對應於紅色或藍色之區域中之平面內厚度存在較大變動時，仍較不可能 會產生彩色變化。一般認為此現象係因為人類的視覺特性所造成。
因此，本實施例係經設計而使得在對應於綠色之區域中儘可能有較高的平面內均勻度。
在本實施例中，例如，第一波長帶λa包括綠色波長且該第二波長帶λb包括紅色及藍色的至少其中一者之波長。該下方反射層21之面向第二間隔層23b之部分(第二部分21q)的厚度係小於該下方反射層21之面向第一間隔層23a之部分(第一部分21p)的厚度。亦即，過度蝕刻係在第二部分21q中執行。
以此方式，便可以加寬處理條件之窗口。因此，可以增進例如良率且進一步增進生產率。
當下方反射層21之厚度隨著區域而變動時，波長選擇性透射層20之透射及反射的光學特性亦會改變。設計值係經決定以補償該改變且在光學特性中之改變在實務上不會造成問題。
舉例來說，該下方反射層21包括交替地堆疊之複數個第一介電質膜25及複數個第二介電質膜26。第二介電質膜26a(複數個第二介電質膜26之其中一者)係與中間層23(例如，第二間隔層23b)相接觸。複數個第一介電質膜25之光學長度與複數個第二介電質膜26之光學長度係經設定成(λ0)/4(其中段λ0例如對應於綠光之535奈米)。
舉例來說，在以下的情況下並不會執行過度蝕刻。與 第二間隔層23b相接觸之第二介電質膜26a的厚度為L0，通過第二區域20b之光的尖峰波長為λp，且第二間隔層23b之厚度為W0。該第二間隔層23b之折射率為nb。
在此情況中，假設第二介電質膜26a之厚度由於過度蝕刻而從L0被減小至L1(L1<L0)。在此情況中，第二間隔層23b之厚度被設定成高於W0，這是當未執行過度蝕刻時之設計值。以此方式，便可以補償特性之改變。在此情況中，第二間隔層23b之厚度被設定成等於或小於W1max，其係由以下運算式來予以表示：W1max=W0+(1-L1/L0)x λ0/(4 x n b )。
通過波長選擇性透射層20之光的波長尖峰不超過λp，其為一設計值。以此方式，便可以基於過度蝕刻來補償波長特性之改變且保持所要的波長特性。
以下將說明該中間層23之厚度基於是否執行過度蝕刻而改變的一個實例。
舉例來說，如圖4所繪示，在下方反射層21中，第一介電質膜25b、第二介電質膜26b、第一介電質膜25a及第二介電質膜26a係依此順序而相堆疊。在上方反射層22中，第四介電質膜28a、第三介電質膜27a、第四介電質膜28b及第三介電質膜27b係依此順序而相堆疊。
舉例來說，假設第一介電質膜25b、第一介電質膜25a、第三介電質膜27a及第三介電質膜27b係由SiN所製成且這些膜之厚度為58.15奈米。假設第二介電質膜 26b、第二介電質膜26a、第四介電質膜28a及第四介電質膜28b係由SiO2所製成且這些膜之厚度為91.6奈米。假設第一間隔層23a、第二間隔層23b及第三間隔層23c係由SiN所製成。假設SiO2與SiN之光學特性係如圖5所繪示者。
舉例來說，當未執行過度蝕刻時，第一間隔層23a之厚度被設計為115奈米，第二間隔層23b之厚度被設計為78奈米，且第三間隔層23c之厚度被設計為30奈米。以此方式，綠光通過該第一區域20a，藍光通過該第二區域20b，且紅光通過該第三區域20c。
舉例來說，在蝕刻操作中，假設過度蝕刻深度為10奈米。在此情況中，第二介電質膜26a在第二區域20b中之厚度係從91.6奈米減小至81.6奈米，且第二介電質膜26a在第三區域20c中之厚度係從91.6奈米減小至71.6奈米。在此情況中，第二間隔層23b之厚度係從78奈米增加至82.5奈米且該第三間隔層23c之厚度係從30奈米增加至37奈米。第一間隔層23a之厚度為115奈米。以此方式，即使當執行過度蝕刻時，仍可以獲得實質上相同於當未執行過度蝕刻時的光學特性。
在以上的說明中，液晶被使用作為該光控制層50。然而，在本實施例中，光控制層50可具有任何組態。舉例來說，使用微機電系統(MEMS)之機械光閘(shutter)可被使用作為該光控制層50。
依照該等實施例便可提供具有高光使用效率及高生產 率之顯示裝置以及製造該顯示裝置之方法。
本發明之實施例已參考特定實例來予以說明。然而，本發明之實施例並非侷限於該等特定實例。舉例來說，該顯示裝置之組件(諸如，主基板、主基底、波長選擇性透射層、反射層、中間層、介電質膜、間隔層、電路層、像素電極、切換元件、光控制層、波長選擇性吸收層、對置基板及照明單元)之特定組態係包括在本發明之範疇中，只要熟習此項技術者可從已知的範圍來適當地選擇該等組態，以類似方式實施本發明以及獲得如上述之相同功效即可。
此外，特定實例之任何兩個或更多個組件可組合在技術上可實行的範圍內並且包括在本發明之範疇內而達到包括本發明之要旨的範圍。
此外，由熟習此項技術者基於依照本發明上述實施例之顯示裝置及其製造方法來適當的變更設計所獲得之所有的顯示裝置及其製造方法係包括在本發明之範疇內，只要該等變更設計包括了本發明之精神。
熟習此項技術者在本發明之精神內可設想到各種不同的變化及修改，且應瞭解此等變化及修改係涵蓋在本發明之範疇內。
雖然已描述某些實施例，然而這些實施例僅係以實例來呈現，並非意欲限制本發明之範疇。事實上，在本文中所述之新穎實施例係能以各種其他形式來具體實現；再者，在不背離本發明之精神的情況下，可對本文中所述之 實施例進行許多的省略、替代及改變。後附的申請專利範圍及其均等物係用以涵蓋此等落入本發明之範疇及精神內的此等形式或修飾。
10‧‧‧主基板
11‧‧‧主基底
11a‧‧‧主表面
12‧‧‧對置基板
12a‧‧‧對置主表面
13‧‧‧對置電極
20‧‧‧波長選擇性透射層
20a‧‧‧第一區域
20b‧‧‧第二區域
20c‧‧‧第三區域
21‧‧‧下方反射層
21f‧‧‧下方反射膜
21p‧‧‧第一部分
21q‧‧‧第二部分
21r‧‧‧第三部分
22‧‧‧上方反射層
23‧‧‧中間層
23a‧‧‧第一間隔層
23b‧‧‧第二間隔層
23c‧‧‧第三間隔層
23f‧‧‧第一中間層
23g‧‧‧第二中間層
23h‧‧‧第三中間層
25‧‧‧第一介電質膜
25a‧‧‧第一介電質膜
25b‧‧‧第一介電質膜
25c‧‧‧第一介電質膜
25f‧‧‧氮化矽膜
26‧‧‧第二介電質膜
26a‧‧‧第二介電質膜
26b‧‧‧第二介電質膜
26c‧‧‧第二介電質膜
26f‧‧‧氧化矽膜
27‧‧‧第三介電質膜
27a‧‧‧第三介電質膜
27b‧‧‧第三介電質膜
27c‧‧‧第三介電質膜
27f‧‧‧氮化矽膜
28‧‧‧第四介電質膜
28a‧‧‧第四介電質膜
28b‧‧‧第四介電質膜
28c‧‧‧第四介電質膜
28f‧‧‧氧化矽膜
29‧‧‧層間膜
30‧‧‧電路層
30a‧‧‧第一像素區域
30b‧‧‧第二像素區域
31‧‧‧第一像素電極
31a‧‧‧第一像素電極
31b‧‧‧第二像素電極
31c‧‧‧第三像素電極
32a‧‧‧第一切換元件
32b‧‧‧第二切換元件
32c‧‧‧第三切換元件
33a‧‧‧第一閘極
33b‧‧‧第二閘極
33c‧‧‧第三閘極
34a‧‧‧第一半導體層
34b‧‧‧第二半導體層
34c‧‧‧第三半導體層
35a‧‧‧第一信號線側端
35b‧‧‧第二信號線側端
35c‧‧‧第三信號線側端
36a‧‧‧第一像素側端
36b‧‧‧第二像素側端
36c‧‧‧第三像素側端
37‧‧‧閘極絕緣膜
40‧‧‧波長選擇性吸收層
40a‧‧‧第一吸收層
40b‧‧‧第二吸收層
40c‧‧‧第三吸收層
50‧‧‧光控制層
61‧‧‧第一偏光層
62‧‧‧第二偏光層
70‧‧‧照明單元
70L‧‧‧照明光
71‧‧‧光導引體
72‧‧‧反射膜
73‧‧‧光源
74‧‧‧行進方向改變部分
110‧‧‧顯示裝置
111‧‧‧顯示裝置
112‧‧‧顯示裝置
113‧‧‧顯示裝置
114‧‧‧顯示裝置
120‧‧‧顯示裝置
La‧‧‧第一光分量
Lb‧‧‧第二光分量
圖1係顯示依照第一實施例之顯示裝置的概要剖面圖；圖2係繪示依照第一實施例之顯示裝置之一部分的概要放大剖面圖；圖3A至圖3C係顯示依照第一實施例之顯示裝置的概要剖面圖；圖4A至圖4C係顯示依照第一實施例之另一顯示裝置的概要剖面圖；圖5A及圖5B係顯示材料之光學特性的圖表；圖6A及圖6B係顯示依照該第一實施例之顯示裝置之特性的圖表；圖7A及圖7B係顯示依照該第一實施例之顯示裝置之特性的圖表；圖8係顯示依照第一實施例之顯示裝置的操作之概要視圖；圖9係顯示依照該第一實施例之顯示裝置之特性的一個圖表；圖10A至圖10C、圖11A至圖11C以及圖12係顯示製造依照第一實施例之顯示裝置的方法之連續概要剖面 圖；圖13係顯示依照第一實施例之另一顯示裝置的概要剖面圖；圖14係顯示依照第一實施例之另一顯示裝置的概要剖面圖；圖15係顯示依照第一實施例之另一顯示裝置的概要剖面圖；圖16係顯示依照第二實施例之顯示裝置的概要剖面圖；及圖17A至圖17C及圖18A與圖18B係顯示依照第二實施例之顯示裝置之製造方法的連續概要剖面圖。
73‧‧‧光源
23a‧‧‧第一間隔層
23b‧‧‧第二間隔層
23c‧‧‧第三間隔層
31a‧‧‧第一像素電極
31b‧‧‧第二像素電極
31c‧‧‧第三像素電極
40a‧‧‧第一吸收層
40b‧‧‧第二吸收層
40c‧‧‧第三吸收層
20a‧‧‧第一區域
30a‧‧‧第一像素區域
20b‧‧‧第二區域
30b‧‧‧第二像素區域
20c‧‧‧第三區域
30c‧‧‧第三像素區域
62‧‧‧第二偏光層
110‧‧‧顯示裝置
12‧‧‧對置基板
12a‧‧‧對置主表面
40‧‧‧波長選擇性吸收層
13‧‧‧對置電極
50‧‧‧光控制層
30‧‧‧電路層
10‧‧‧主基板
11‧‧‧主基底
11a‧‧‧主表面
20‧‧‧波長選擇性透射層
21‧‧‧下方反射層
23‧‧‧中間層
22‧‧‧上方反射層
29‧‧‧層間膜
61‧‧‧第一偏光層
70‧‧‧照明單元
71‧‧‧光導引體
72‧‧‧反射膜
70L‧‧‧照明光
74‧‧‧行進方向改變部分

Claims (20)

  1. 一種顯示裝置，包含：主基板，包括主基底，具有主表面，波長選擇性透射層，被設置在該主表面上，與電路層，被設置在該波長選擇性透射層上；及光控制層，與該主基板相堆疊且具有可變光學特性，該波長選擇性透射層包括：下方反射層；被設置在該下方反射層上之上方反射層；第一間隔層，被設置在該下方反射層與該上方反射層之間；及第二間隔層，被設置在該下方反射層與該上方反射層之間以便與平行於該主表面之該第一間隔層並列且具有不同於該第一間隔層之厚度的厚度，且該電路層包括：第一像素電極，包括一部分，當沿著垂直於該主表面之第一方向來予以觀看時，該部分與該第一間隔層重疊；第二像素電極，包括一部分，當沿著該第一方向來予以觀看時，該部分與該第二間隔層重疊；第一切換元件，被連接至該第一像素電極；及第二切換元件，被連接至該第二像素電極。
  2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中在包括該波長選擇性透射層之該下方反射層、該第一 間隔層及該上方反射層之第一區域中，在第一波長帶中之光被透射且在除了該第一波長帶以外之波長帶中的可見光之光被反射，且在包括該波長選擇性透射層之該下方反射層、該第二間隔層及該上方反射層之第二區域中，在不同於該第一波長帶之第二波長帶中之光被透射且在除了該第二波長帶以外之波長帶中之可見光之光被反射。
  3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該第一波長帶包括綠色波長，該第二波長帶包括紅色及藍色之至少一者之波長，且該下方反射層之相反於該第二間隔層之部分的厚度係小於該下方反射層之相反於該第一間隔層之部分的厚度。
  4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該下方反射層之相反於該第二間隔層之部分的厚度係不同於該下方反射層之相反於該第一間隔層之部分的厚度。
  5. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該下方反射層包括：第一介電質膜；及第二介電質膜，係與該第一介電質膜在該第一方向上相堆疊且具有不同於該第一介電質膜之折射率的折射率。
  6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該第一介電質膜與該第二介電質膜之其中一者接觸該第一間隔層與該第二間隔層，且 該一者之與該第二間隔層接觸之一部分的厚度係不同於該一者之與該第一間隔層接觸之一部分的厚度。
  7. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該第一介電質膜與該第二介電質膜之其中一者接觸該第一間隔層與該第二間隔層，且該一者之折射率係小於該第一間隔層之折射率且小於該第二間隔層之折射率。
  8. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該第一介電質膜係設置成具有複數個，該第二介電質膜係設置成具有複數個，且該複數個第一介電質膜與該複數個第二介電質膜係交替地堆疊於該第一方向上。
  9. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中該第一介電質膜與該第二介電質膜包括氧化矽、氮化矽及氮氧化矽中之至少一者，且包含在該第一介電質膜中之氧與氮的至少一者之含量係不同於包含在該第二介電質膜中之氧及氮之至少其中一者的含量。
  10. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含：波長選擇性吸收層，與該主基板相堆疊，該波長選擇性吸收層包括：第一吸收層，包括一部分，當沿著該第一方向來予以觀看時，該部分與該第一間隔層重疊；及第二吸收層，包括一部分，當沿著該第一方向來予以 觀看時，該部分與該第二間隔層重疊，且具有不同於該第一吸收層之吸收光譜的吸收光譜，在包括該波長選擇性透射層之該下方反射層、該第一間隔層及該上方反射層之第一區域中，在第一波長帶中之光被透射且在除了該第一波長帶以外之波長帶中的可見光之光被反射，在包括該波長選擇性透射層之該下方反射層、該第二間隔層及該上方反射層之第二區域中，在不同於該第一波長帶之第二波長帶中之光被透射且在除了該第二波長帶以外之波長帶中之可見光之光被反射，在該第一波長帶中之該光藉由該第一吸收層之吸收率係小於在除了該第一波長帶以外之該波長帶中之可見光的該光藉由該第一吸收層之吸收率，且在該第二波長帶中之該光藉由該第二吸收層之吸收率係小於在除了該第二波長帶以外之該波長帶中之可見光的該光藉由該第二吸收層之吸收率。
  11. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中，該光控制層被配置在該電路層與該波長選擇性吸收層之間。
  12. 如申請專利範圍第10項之裝置，其中該波長選擇性透射層包括一區域，該區域被設置在該下方反射層與該上方反射層之間且被並列於其中設置有該第一間隔層之區域與其中設置有該第二間隔層之區域，該電路層包括：第三像素電極，包括一部分，當沿著該第一方向來予 以觀看時，該部分與該並列區域重疊；及第三切換元件，被連接至該第三像素電極，該波長選擇性吸收層進一步包括第三吸收層，包括一部分，當沿著該第一方向來予以觀看時，該部分與該並列區域重疊，且具有不同於該第一及第二吸收層之該等吸收光譜的吸收光譜，在該波長選擇性透射層之該並列區域中，在不同於該第一波長帶與該第二波長帶之第三波長帶中之光被透射且在除了該第三波長帶以外之波長帶中之可見光的光被反射，且在該第三波長帶中之該光藉由該第三吸收層之吸收率係小於在除了該第三波長帶以外之該波長帶中之可見光的該光藉由該第三吸收層之吸收率。
  13. 如申請專利範圍第12項之裝置，其中該第一波長帶包括綠色波長帶，該第二波長帶包括藍色波長帶，且第三波長帶包括紅色波長帶。
  14. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含：照明單元，係組態成沿著從該波長選擇性透射層至該波長選擇性吸收層之方向發射照明光而入射於該波長選擇性透射層上，從該照明單元發射出之該照明光在該波長選擇性透射層之包括該第一間隔層之部分處被反射且該反射光之至少一部分被入射於該波長選擇性透射層之包括該第二間隔層 之部分上。
  15. 如申請專利範圍第14項之裝置，其中該照明單元包括：光導引體；光源，係組態成發射入射於該光導引體上之光；及行進方向改變部分，改變被導引於該光導引體中而入射於該波長選擇性透射層上之光的行進方向且具有不均勻的形狀。
  16. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該光控制層包括液晶層。
  17. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該第一切換元件及該第二切換元件包括薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括包括非晶矽或多晶矽之半導體層。
  18. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該波長選擇性透射層包括氧化矽、氮化矽及氮氧化矽之至少其中一者。
  19. 一種顯示裝置之製造方法，該顯示裝置包括：主基板，該主基板包括具有主表面之主基底、被設置在該主表面上之波長選擇性透射層、及被設置在該波長選擇性透射層上之電路層；與該主基板相堆疊之波長選擇性吸收層；及與該波長選擇性吸收層相堆疊且具有可變光學特性之光控制層，該波長選擇性透射層包括下方反射層、被設置在該下方反射層上之上方反射層、被設置在該下方反射層與該上方反射層之間的第一間隔層、及被設置在該下方 反射層與該上方反射層之間以便在與第一平面中之平行於該主表面之該第一間隔層並列之第二間隔層，該第二間隔層具有不同於該第一間隔層之厚度的厚度，該電路層包括：第一像素電極，包括當沿著垂直於該主表面之第一方向來予以觀看時與該第一間隔層重疊之一部分；第二像素電極，包括當沿著該第一方向來予以觀看時與該第二間隔層重疊之一部分；被連接至該第一像素電極之第一切換元件；及被連接至該第二像素電極之第二切換元件，該波長選擇性吸收層包括被設置在該第一像素電極上之第一吸收層及被設置在該第二像素電極上且具有不同於該第一吸收層之吸收光譜之吸收光譜的第二吸收層，該方法包含：在該主基底之該主表面上形成用以作為該下方反射層之下方反射膜；在該下方反射膜上形成用以作為該第一間隔層之一部分的第一中間層；形成覆蓋該第一中間層之第一區域之第一遮罩構件；利用過度蝕刻來去除該第一中間層之未被該第一遮罩構件所覆蓋之部分且減少該下方反射膜未被該第一遮罩構件所覆蓋之一部分的厚度；在去除該第一遮罩構件之後，在該剩餘第一中間層及該下方反射膜上形成用以作為該第一間隔層之另一部分及該第二間隔層之至少一部分的第二中間層；在該第二中間層上形成該上方反射層；及在該上方反射層上形成該電路層。
  20. 如申請專利範圍第19項之方法，進一步包含：在形成該第二中間層之後且在形成該上方反射層之前，形成覆蓋該第一區域及在該第二中間層中之不同於該第一區域之第二區域的第二遮罩構件；利用過度蝕刻來去除該第二中間層之未被該第二遮罩構件所覆蓋之部分且減少該下方反射膜之未被該第二遮罩構件所覆蓋之部分的厚度；及在去除該第二遮罩構件之後，在該剩餘第二中間層及該下方反射膜上形成用以作為該第一間隔層之另一部分及該第二間隔層之一部分的第三中間層，該上方反射層之該形成包括在該第三中間層上形成該上方反射層。
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