TWI509296B - 彩色濾光片及包含其之顯示面板、顯示裝置 - Google Patents

Description

彩色濾光片及包含其之顯示面板、顯示裝置

本發明係關於一種彩色濾光片包含其之顯示面板、顯示裝置，尤指一種可提升顯示器亮度、及可預防顯示器之大角度色偏之彩色濾光片，以及包含其之顯示面板、顯示裝置。

無庸置疑，顯示器之發展即為新時代數位消費領域中最具前景的技術之一。各種顯示器產品，小尺寸如行動電話、筆記型電腦，到大尺寸之平板電視、廣告牆等，在在顯示顯示器之不可或缺之重要性。在數位領域中，當成熟的電腦產業開始與消費電子相互競爭時，顯示器技術皆已立足於這兩大領域的核心位置。

於現今顯示器產業中，由於畫素在大角度區域常因不同顏色畫素之間產生混色問題，導致顯示影像具有色偏的現象。然而，在使用三原色畫元紅、綠、藍(R.G.B)；或再增加使用白色(W)時，不論使用何種紅、綠、藍之排列方式，皆難以避免三原色畫元間的互相干擾，因此，混色問題一直是顯示器中待解決之重要課題之一。

此外，在設置有黑色矩陣(black matrix)的情況下，大部份的光線會因導引作用而進入黑色矩陣，使光線不會進入相鄰的畫素進而避免干擾現象，亦可防止不同畫素間發 生光再激發的情形。然而，由於大部份的光線都被黑色矩陣吸收，造成低光取出率或低發光效率。

因此，為了解決上述問題，目前亟需發展一種彩色濾光片，其可提升顯示器之亮度及預防大角度之色偏問題，同時增加光取出率或發光效率。

本發明之主要目的係在提供一種彩色濾光片，俾能提升顯示器之亮度及預防顯示器之大角度色偏問題。

本發明之另一目的係在提供一種包含前述彩色濾光片之顯示面板及顯示裝置。

為達成上述目的，本發明係提供一種彩色濾光片，其係包括：一基板；以及一畫素層，係組設於該基板上，且該畫素層包括：複數個畫素單元、複數個黑色矩陣、及一混色緩衝區。其中，每一個畫素單元係分別包括複數個畫素區域；每一個黑色矩陣係分別組設於兩相鄰畫素區域之間；及該混色緩衝區係組設於該複數個黑色矩陣與該複數個畫素區域之間。

其中，該混色緩衝區可為一預定空間，或可包括一或多個光阻單元，以提供大角度緩衝的範圍，減少三原色互相干擾的狀況。此外，該一或多個光阻單元之顏色不受限，在畫素為紅、綠、藍、白(R.G.B.W)排列時，光阻單元較佳可為不會因混色而造成色偏的白色或黑色，更佳為可提升亮度的白色；或者，在選擇使用畫素為紅、綠、藍與另一 顏色排列時(該顏色不會造成白點偏移)，光阻單元即為該顏色；例如：在選擇使用畫素為紅、綠、藍、黃(R.G.B.Y)時，光阻單元較佳可為黃色。

再者，上述光阻單元之材料並無特別限制，可使用任何習知技術中所使用之材料，較佳為使用與玻璃基板具高附著力之壓克力樹脂(acrylic)、聚亞醯胺(polyimide)或其組合。藉此，該光阻單元之光穿透率較佳係大於該畫素區域之光穿透率，故較佳可為90%或以上，更佳可為95%或以上。

並且，上述光阻單元之形狀亦無特別限制，較佳地，可為一環狀光阻係設置於一畫素區域之周圍，即上述光阻單元係圍繞該畫素區域；更佳地，可僅為設置於一畫素區域之相對兩側之光阻單元，且該相對兩側係與數據線(data line)平行，或者依據顯示器之不同需求設計，亦可與掃描線(scan line)平行。

本發明另提供一種顯示面板，其係包括：一前述之彩色濾光片；一薄膜電晶體基板，與該彩色濾光片相對設置；以及一顯示介質，形成於該彩色濾光片與該薄膜電晶體基板之間。其中該顯示介質係為一液晶層或一有機發光層。

本發明更提供一種顯示裝置，其係包括：一前述之顯示面板；以及一背光模組，與該顯示面板相對設置。

本發明亦提供用於上述顯示器之彩色濾光片之製造方法，包括下列步驟：(A)提供一基板；(B)於該基板上形成複數個黑色矩陣；以及(C)形成複數個畫素單元，每一個畫素單元係分別包括複數個畫素區域；其中，該複數個黑色矩 陣係設於兩相鄰畫素區域之間；任一畫素區域與相鄰之該黑色矩陣之間係具有一混色緩衝區。該混色緩衝區之定義係如上所定義之。

其中，於步驟(C)之後可更包括：步驟(c)形成一光阻單元，係組設於該混色緩衝區中；該光阻單元甚至可更覆蓋至該複數個畫素區域與該複數個黑色矩陣上。或者，步驟(c)可形成複數個光阻單元，係分別組設於該混色緩衝區中。該光阻單元之顏色、形狀、材料、及性質係如上所定義之，並可由本技術領域之人視需求而作調整。

此外，本發明之彩色濾光片之製造方法亦可為另一種製程，其係包括下列步驟：(A)提供一基板；(B)於該基板上形成複數個黑色矩陣；(C)於該基板上形成一或多個光阻單元；以及(D)於該基板上形成複數個畫素單元，每一個畫素單元係分別包括複數個畫素區域；其中，該複數個黑色矩陣係設於兩相鄰畫素區域之間；且該一或多個光阻單元係設於任一畫素區域與相鄰之該黑色矩陣之間。其中，該一或多個光阻單元可為一或多個白色光阻，且該光阻單元之顏色、形狀、材料、及性質係如上所定義之，並可由本技術領域之人視需求而作調整。

藉此，本發明之顯示器具有包含混色緩衝區之彩色濾光片，故可減少三原色互相干擾的狀況，有效提升顯示器之亮度以及預防大角度之色偏問題，同時增加光取出率或發光效率。並且，本發明可應用於各種液晶顯示器(LCD) 及有機發光二極體(OLED)畫素排列方式，如直條型(stripe)、三角形(delta)、或pentile結構。

實施例1

如圖1所示，其為本發明一畫素層之剖面示意圖。首先，於基板(圖未示)上形成複數個黑色矩陣2；再形成複數個畫素區域31,32。其中，複數個黑色矩陣2係設於兩相鄰畫素區域31,32之間，且該兩相鄰畫素區域係為不同顏色；任一畫素區域與相鄰之該黑色矩陣之間係具有一混色緩衝區41。此混色緩衝區41中並未填充有光阻材料，僅為一用於緩衝混色現象之空間。

實施例2

如圖2所示，其為本發明一畫素層之剖面示意圖。首先，於基板(圖未示)上形成複數個黑色矩陣2；接著形成複數個畫素區域31,32；再於任一畫素區域31,32與相鄰之該黑色矩陣2之間形成白色之光阻單元42，該光阻單元42更覆蓋至該複數個畫素區域31,32與該複數個黑色矩陣2上。其中，複數個黑色矩陣2係位於兩相鄰畫素區域31,32之間，且該兩相鄰畫素區域係為不同顏色；該光阻單元42其主要基材樹脂(base resin)係使用壓克力樹脂(arcylic)或是聚亞醯胺(polyimide)等高穿透率材料製成，其光穿透率係為90%或以上。

實施例3

如圖3所示，其為本發明一畫素層之剖面示意圖。首先，於基板(圖未示)上形成複數個黑色矩陣2；接著形成複數個畫素區域31,32；再於任一畫素區域31,32與相鄰之該黑色矩陣2之間形成白色之光阻單元43，該光阻單元43更覆蓋至該複數個黑色矩陣2上。或者，可在形成複數個黑色矩陣2之後，先形成白色之光阻單元43，再形成複數個畫素區域31,32。

其中，複數個黑色矩陣2係位於兩相鄰畫素區域31,32之間，且該兩相鄰畫素區域係為不同顏色；該光阻單元43其主要基材樹脂(base resin)係使用壓克力樹脂(arcylic)或是聚亞醯胺(polyimide)等高穿透率材料製成，其光穿透率係為90%或以上。

實施例4

如圖4所示，其為本發明一畫素層之剖面示意圖。首先，於基板(圖未示)上形成複數個黑色矩陣2；接著形成複數個畫素區域31,32；再於任一畫素區域31,32與相鄰之該黑色矩陣2之間形成白色之光阻單元44，該光阻單元44更覆蓋至該複數個黑色矩陣2之部分區域上。或者，可在形成複數個黑色矩陣2之後，先形成白色之光阻單元44，再形成複數個畫素區域31,32。

其中，複數個黑色矩陣2係位於兩相鄰畫素區域31,32之間，且該兩相鄰畫素區域係為不同顏色；該光阻單元44其主要基材樹脂(base resin)係使用壓克力樹脂(arcylic)或 是聚亞醯胺(polyimide)等高穿透率材料製成，其光穿透率係為90%或以上。

實施例5

光線進入習知顯示器之畫素區域之示意圖如圖5A所示，其中箭頭方向為光行走之方向；於此，在兩畫素區域31,32間即產生混色，進而發生色偏之現象，且部份的光線被黑色矩陣吸收。藉此，當光線進入本發明之顯示器之畫素區域31,32時(如圖5B所示)，光線在通過光阻單元44時可緩衝混光之現象，防止色偏產生，且因光阻單元44的顏色為白色，可提升亮度，即可增加光取出率或發光效率。

實施例6

圖6A係本發明一RGBW畫素層示意圖。該畫素層包括：複數個畫素單元，分別為綠色畫素區域31、紅色畫素區域32、藍色畫素區域33、及白色畫素區域34；黑色矩陣2係組設於兩相鄰之畫素區域31,32,33,34之間；及光阻單元45為一環狀光阻，係組設於黑色矩陣2與畫素區域31,32,33,34之間，即圍繞畫素區域31,32,33,34。

實施例7

圖6B係本發明一RGBW畫素層示意圖。該畫素層包括：複數個畫素單元，分別為綠色畫素區域31、紅色畫素區域32、藍色畫素區域33、及白色畫素區域34；黑色矩陣2係組設於兩相鄰之畫素區域31,32,33,34之間；及光阻單元46係組設於畫素區域31,32,33,34之與數據線(data line)平行之相對兩側。

實施例8

圖7A係本發明一直條型畫素層示意圖。該畫素層包括：複數個畫素單元，分別為綠色畫素區域31、紅色畫素區域32、及藍色畫素區域33；黑色矩陣2係組設於兩相鄰之畫素區域31,32,33之間；及光阻單元45為一環狀光阻，係組設於黑色矩陣2與畫素區域31,32,33之間。

實施例9

圖7B係本發明一直條型畫素層示意圖。該畫素層包括：複數個畫素單元，分別為綠色畫素區域31、紅色畫素區域32、及藍色畫素區域3；黑色矩陣2係組設於兩相鄰之畫素區域31,32,33之間；及光阻單元46係組設於畫素區域31,32,33之與數據線(data line)平行之相對兩側。

實施例10

圖8A係本發明一三角形畫素層示意圖。該畫素層包括：複數個畫素單元，分別為綠色畫素區域31、紅色畫素區域32、及藍色畫素區域33；黑色矩陣2係組設於兩相鄰之畫素區域31,32,33之間；及光阻單元45為一環狀光阻，係組設於黑色矩陣2與畫素區域31,32,33之間，即圍繞畫素區域31,32,33。

實施例11

圖8B係本發明一三角形畫素層示意圖。該畫素層包括：複數個畫素單元，分別為綠色畫素區域31、紅色畫素區域32、及藍色畫素區域3；黑色矩陣2係組設於兩相鄰之 畫素區域31,32,33之間；及光阻單元46係組設於畫素區域31,32,33之與數據線(data line)平行之相對兩側。

實施例12

圖9A係本發明一pentile畫素層示意圖。該畫素層包括：複數個畫素單元，分別為綠色畫素區域31、紅色畫素區域32、及藍色畫素區域33；黑色矩陣2係組設於兩相鄰之畫素區域31,32,33之間；及光阻單元45為一環狀光阻，係組設於黑色矩陣2與畫素區域31,32,33之間，即圍繞畫素區域31,32,33。

實施例13

圖9B係本發明一pentile畫素層示意圖。該畫素層包括：複數個畫素單元，分別為綠色畫素區域31、紅色畫素區域32、及藍色畫素區域3；黑色矩陣2係組設於兩相鄰之畫素區域31,32,33之間；及光阻單元46係組設於畫素區域31,32,33之與數據線(data line)平行之相對兩側。

1‧‧‧基板

2‧‧‧黑色矩陣

31‧‧‧綠色畫素區域

32‧‧‧紅色畫素區域

33‧‧‧藍色畫素區域

34‧‧‧白色畫素區域

41‧‧‧混色緩衝區

42,43,44,45,46‧‧‧光阻單元

圖1係本發明實施例1之畫素層剖面示意圖。

圖2係本發明實施例2之畫素層剖面示意圖。

圖3係本發明實施例3之畫素層剖面示意圖。

圖4係本發明實施例4之畫素層剖面示意圖。

圖5A係習知光線進入畫素區域之示意圖。

圖5B係本發明實施例5之光線進入畫素區域之示意圖。

圖6A係本發明實施例6之RGBW畫素層示意圖。

圖6B係本發明實施例7之RGBW畫素層示意圖。

圖7A係本發明實施例8之直條型畫素層示意圖。

圖7B係本發明實施例9之直條型畫素層示意圖。

圖8A係本發明實施例10之三角形畫素層示意圖。

圖8B係本發明實施例11之三角形畫素層示意圖。

圖9A係本發明實施例12之pentile畫素層示意圖。

圖9B係本發明實施例13之pentile畫素層示意圖。

2‧‧‧黑色矩陣

31‧‧‧綠色畫素區域

32‧‧‧紅色畫素區域

33‧‧‧藍色畫素區域

34‧‧‧白色畫素區域

46‧‧‧光阻單元

Claims (7)

1. 一種彩色濾光片，包括：一基板；以及一畫素層，係組設於該基板上，該畫素層包括：複數個畫素單元、複數個黑色矩陣、及一混色緩衝區；其中，每一個畫素單元係分別包括複數個畫素區域；每一個黑色矩陣係分別組設於兩相鄰畫素區域之間；及該混色緩衝區係組設於該複數個黑色矩陣與該複數個畫素區域之間，且該混色緩衝區包括一或多個光阻單元，該一或多個光阻單元之光穿透率係為90%或以上並組設於該複數個畫素區域之相對兩側，該相對兩側係與數據線(data line)平行。
2. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中，該一或多個光阻單元係圍繞該複數個畫素區域。
3. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中，該一或多個光阻單元之光穿透率係大於該複數個畫素區域之光穿透率。
4. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中，該一或多個光阻單元的基材樹脂係為壓克力樹脂(acrylic)、聚亞醯胺(polyimide)或其組合。
5. 一種顯示面板，包括：一如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片；一薄膜電晶體基板，與該彩色濾光片相對設置；以及 一顯示介質，形成於該彩色濾光片與該薄膜電晶體基板之間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示面板，其中該顯示介質係為一液晶層或一有機發光層。
7. 一種顯示裝置，包括：一如申請專利範圍第5項所述之顯示面板；以及一背光模組，與該顯示面板相對設置。