CN100371794C

CN100371794C - 彩色滤光片

Info

Publication number: CN100371794C
Application number: CNB2005100229401A
Authority: CN
Inventors: 胡至仁; 张志明
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2005-12-22
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: CN1790130A

Abstract

本发明揭露一种用于一液晶显示器的彩色滤光片。该彩色滤光片包括多个彩色图案层，依序设置于一基板上，且各该二相邻的彩色图案层局部重叠，并构成一光遮蔽区；一开口，横向跨设于该多个彩色图案层上，并于各该二相邻的多个彩色图案层上呈现出一第一纵向孔距及一第二纵向孔距，且该第一纵向孔距小于该第二纵向孔距；其中，该第一纵向孔距于该光遮蔽区的位置附近，逐渐递增至该第二纵向孔距。

Description

彩色滤光片

技术领域

本发明涉及一种彩色滤光片，特别是涉及一种应用于液晶显示器(liquidcrystal display，LCD)的彩色滤光片，其可改善对准贴合工艺中，产生位置偏移时，所发生的混色现象。

背景技术

现有的薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor-liquid crystal display，TFT-LCD)工艺中，其彩色滤光片(color filter)与TFT元件分别先形成于不同的基板上。详言之，TFT元件以多个道光刻蚀刻工艺(photolithography-etchedprocess，PEP)制作于一第一基板上，而彩色滤光片利用光刻工艺、直接印刷、或直接以沉积技术形成于一第二基板上，以使得TFT-LCD上的每一色点(dot)呈现鲜艳的色彩。此外，一般所现有的彩色滤光片中会另外设置一黑矩阵层(black-matrix layer)，来防止漏光现象。

此现有的TFT-LCD处于光线较强的环境(例如具有强太阳光的户外，或光害较为明显的室内)时，会使得人眼无法清晰观看TFT-LCD所显示的画面，所以通常必需提高TFT-LCD的背光源，来加强人眼于此状况下的辨识能力，惟此一作法不但增加耗电量，效果亦极为有限。即便增加背光光源，若现有TFT-LCD处于光线较弱的外界环境(例如夜晚的户外，或光害较为不明显的室内)时，又会让人觉得TFT-LCD背光源所提供的光线相当刺眼，且易导致使用者视眼的疲倦。为了改善上述问题，现今已发展出许多技术，其中最典型的即是业界所熟知，在第一基板上形成TFT元件时，将每一色点区分成一反射区(reflective area)及一穿透区(transmissive area)，且相对应于该反射区的彩色滤光片上另外设有一孔洞(hole)，以当外界环境光线较强时，光线会透过该孔洞并经过该反射区反射回去；若再加上TFT-LCD原先背光源所提供的光线，自该光线穿透区向外投射，就可在不需要再行提高背光源的亮度下，得到足够亮度、且品质较好的观看画面；同时，亦于外界光线较弱的情况下，亦不会造成刺眼的不佳效果。

请参考图1(a)，其为现有液晶显示器的基本元件的说明示意图。TFT元件11与彩色图案22、24、26，分别形成于第一基板10及第二基板20上，且第一基板10上具有多个色点(dots)12、14、16，每一个色点分别区分为反射区13及穿透区15。第二基板20上的多个彩色图案层22、24、26实质上相对应于第一基板上的该些色点(dots)12、14、16，并将开口28形成于彩色图案层22、24、26中，且开口28对应于第一基板10上的反射区13。然后，再将第一基板10与第二基20对准贴合之后，再注入液晶1于第一基板10与第二基板20之间。由于第一基板10与第二基板的对准贴合必须相当准确，若对准贴合产生位置偏移时，将会发生混色现象，如图1(b)所示。详言之，当第一基板10与第二基板20对位贴合产生偏移时，会使得该等色彩图案层22、24、26与该等色点12、14、16没有互相对应，且每一色点所对应的开口22部份偏移至另一相邻的色点上，而使当背光源(未绘示)所提供的光源给TFT-LCD时，造成原本该色点所应呈现的对应色彩会被其它跨越的色点影响，而呈现出些许其它颜色的混色状况，甚至产生漏光现象。

为解决上述问题，目前些许技术只能采行较大面积的反射区设计，并开设对应较大的开口，利用降低滤光层的比例，或占据穿透区原先应有的面积比例(即降低一般所称LCD开口率)，来减低混色及漏光现象，但熟知此一行业者皆可明了，此一作法无异亦同时减低穿透区及反射区所应展现的色彩饱和度，对于为减低混色所提供的技术手段，显然反使整体显示品质下降。

因此，在相类似的制造及材料成本考虑下，提供一种优选的彩色滤光片，以解决上述问题，将成为此一业界亟待追寻的课题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种彩色滤光片，用以避免液晶显示器对位贴合的工艺上，其位置偏移所产生的混色及漏光现象。

为达上述目的，本发明的第一实施例，提供一种彩色滤光片，该彩色滤光片包括一基板，多个彩色图案层，依序设置于该基板上，且各该二相邻的彩色图案层局部重叠，并构成一光遮蔽区；以及一开口，横向跨设于该多个彩色图案层上，并于各该二相邻的多个彩色图案层上呈现出一第一纵向孔距及一第二纵向孔距，且该第一纵向孔距小于该第二纵向孔距；其中，该第一纵向孔距于该光遮蔽区的位置附近，逐渐递增至该第二纵向孔距。

根据本发明所揭露的第二实施例为一种彩色滤光片，适用于一液晶显示器，该彩色滤光片包括一基板，多个彩色图案层，依序设置于该基板上，且各该二相邻的彩色图案层局部重叠，并构成一光遮蔽区；以及一开口，横向跨设于该多个彩色图案层上，并于各该二相邻的多个彩色图案层上呈现出一第一纵向孔距及一第二纵向孔距，且该第一纵向孔距小于该第二纵向孔距；其中，该第二纵向孔距于该光遮蔽区的位置附近，呈现一均匀间距。

根据本发明所揭露的第三实施例为一种彩色滤光片，适用于一液晶显示器，该彩色滤光片包括一基板，多个彩色图案层，依序设置于该基板上，且各该二相邻的彩色图案层局部重叠，并构成一光遮蔽区；以及一开口，横向跨设于该多个彩色图案层上，并于各该二相邻的多个彩色图案层上呈现出一第一纵向孔距及一第二纵向孔距，且该第一纵向孔距小于该第二纵向孔距；其中，该彩色滤光片还包括一光遮蔽层，设于一纵向区域，该纵向区域至少遮蔽该光遮蔽区的一部分及该开口的第一纵向孔距至该第二纵向孔距的一交界区域的一部份。

根据本发明所揭露的第四实施例为一种彩色滤光片，适用于一液晶显示器，该彩色滤光片包括一基板，多个彩色图案层，依序设置于该基板上，且各该二相邻的彩色图案层局部重叠，并构成一光遮蔽区；以及一开口；其中，该开口横向跨设于各该二相邻的彩色图案层的边界区域附近，并相对于该光遮蔽区域呈现一实质上对称的形状。

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下配合附图以及优选实施例，以更详细地说明本发明。

附图说明

图1(a)为现有液晶显示器的基本元件的示意图。

图1(b)为图1(a)的现有液晶显示器于对位贴合产生偏移时的局部放大的平面示意图。

图2(a)～2(e)为本发明的彩色滤光片的第一实施例的平面示意图。

图3为本发明的彩色滤光片的第二实施例的平面示意图。

图4(a～4(b)为本发明的彩色滤光片的第三实施例的平面示意图。

图5(a～5(d)为本发明的彩色滤光片的第四实施例的平面示意图。

简单符号说明

现有技术

10第一基板

11TFT元件

12，14，16色点

13反射区

15穿透区

20第二基板

22，24，26彩色图案

本发明

30，40，50基板

32，52红色图案层

32a，36a，42a第一纵向孔距

34，54绿色图案层

34a，44a第二纵向孔距

36蓝色图案层

38，48，58彩色滤光片

28，39，49，59开口

57圆形开口

LH，LH1，LH2，LH3，LH4光遮蔽区

VA纵向区域

BA边界区域

HA横向区域

具体实施方式

图2(a)为本发明彩色滤光片的第一实施例的平面示意图。如图2(a)所示，本发明的彩色滤光片38包括多个彩色图案层，依序设置于一基板30上，且各该二相邻的彩色图案局部重叠，并构成一光遮蔽区LH(light shield area)。本发明的多个彩色图案层，仅以典型的红色(R)图案层32、绿色(G)图案层34、蓝色(B)图案层36为例说明(但其它颜色，例如：棕色、黄色、紫色、橘色...等，只要可达成所需影像的色彩者皆为可替代实施的方式)；其中二相邻的彩色图案层，例如：先形成红色图案层32于基板30上，再沉积绿色图案层34于基板上(反之亦可)，使绿色图案层34局部重叠红色图案层32，以构成该光遮蔽区LH(light shield area)；接着，再沉积蓝色图案层36于基板上，使蓝色图案层36局部重叠绿色图案层34。

一开口39横向设置于该多个彩色图案层上，由于蓝色(B)图案层36与绿色(G)图案34层与开口39之间的相对关系，及红色(R)图案层32与绿色(G)图案34层与开口39之间的相对关系，可采类似轮廓或对称的设计，在此仅以红色(R)图案层32与绿色(G)图案34层与开口39之间的相对关系进行说明。

开口39横向跨设于红色图案层32及绿色图案层34中，使红色图案层32与绿色图案层34分别形成一第一纵向孔距32a及一第二纵向孔距34a(若开口39横向跨设于篮色图案层36及绿色图案层34中，使蓝色图案层36与绿色图案层所形成的第一纵向孔距的编号将成为36a，此对应关系就不另行赘述)，且第一纵向孔距32a小于第二纵向孔距34a；其中，第一纵向孔距32a于光遮蔽区LH的位置附近，逐渐递增至第二纵向孔距34a，在本第一实施例中，第一纵向孔距32a于光遮蔽区LH的位置附近，以线性逐渐递增至第二纵向孔距34a。然而，该逐渐递增方式并不尽只限于线性递增，其它类似的方式亦可行。如图2(b)所示，第一纵向孔距32a于光遮蔽区LH的位置附近，以一内缩曲线路径，逐渐递增至第二纵向孔距34a。而如图2(c)所示，第一纵向孔距32a于光遮蔽区LH的位置附近，以一内缩不规则路径，逐渐递增至第二纵向孔距34a。前述逐渐递增的开口轮廓，所指的光遮蔽区LH位置附近，并不限于图中所示较偏向于红色图案层32，其逐渐递增的开口轮廓，亦可形成于偏向于绿色图案层34或实质上对正于光遮蔽区LH的位置。

为了为防止可能产生的漏光现象，彩色滤光片38可选择式的包括一光遮蔽层LH1(light shield layer)，如图2(d～(e)所示，光遮蔽层LH1设置于一纵向区域VA(vertical area)，该纵向区域至少遮蔽光遮蔽区的一部份，及开口39的第一纵向孔距32a至第二纵向孔距34a的逐渐递增区域的一部份。再者，光遮蔽层LH1可设置于基板30与多个彩色图案层相对应的另一表面、基板30与多个彩色图案层之间、或多个彩色图案层之上。

图3为本发明彩色滤光片的第二实施例的平面示意图。本实施例与第一实施例相类似之处不再赘述，该图所显示与第一实施例的主要差别在于第二纵向孔距34a于该光遮蔽区的位置上，恰亦可实质上呈一均匀间距，该均匀间距最佳者与该第二孔距34a的尺寸实质相同。当然，彩色滤光片38还可包括一光遮蔽层LH1(light shield layer)，且设置位置及纵向区域与第一实施例相同，以同样为可能造成的漏光问题进行多一层的防护。

图4(a)～(b)为本发明彩色滤光片的第三实施例的平面示意图。本实施例的所有关于彩色滤光片48的彩色图案层与开口49的设置方式与第一及第二实施例雷同，差别仅在本实施例并未包括该第一纵向孔距42a逐渐递增至第二纵向孔距44a的开口轮廓，而仅以类似前已述及的一光遮蔽层LH2(lightshield layer)取代，即可发挥等同的效果。光遮蔽层LH2设置于一纵向区域VA(vertical area)，该纵向区域至少遮蔽光遮蔽区的一部份，及开口49于第一纵向孔距42a至第二纵向孔距44a的一交界区域的全部(如图4(a))或一部份(如图4(b))。同样的，光遮蔽层LH2可设置于基板40的多个彩色图案层相对应的另一表面、基板40与多个彩色图案层之间、或多个彩色图案层之上。

图5(a)为本发明彩色滤光片的第四实施例的平面示意图。如图5(a)所示，本发明的彩色滤光片58包括多个彩色图案层依序设置于一基板50上，并界定出一边界区域BA(boundary area)，其中各相邻的彩色图案层及形成的光遮蔽区与前述各实施例相同。惟本实施例的开口59横向跨设于红色图案层52及绿色图案层54靠近该边界区域BA附近，并相对应于该光遮蔽区域LH3呈现一实质上对称的形状。在图式所揭示的实施例中，开口59的形状呈现一凹弧的形状。然而，开孔的形状并不仅限于凹弧的形状，其它开口的形状亦可行。如图5(b)所示，开口的形状呈现一矩形，或如图5(c)所示的圆形。且为强化减少漏光的功效，如图5(d)所示，彩色滤光片还包括一光遮蔽层LH3(light shield layer)，设置于一纵向区域VA(vertical area)，该纵向区域至少遮蔽光遮蔽区的一部份及开口59的邻近该光遮蔽区的一部份。若如图5(c)所示的圆形开口57，一光遮蔽层LH4(light shield layer)，设置于一纵向区域VA(vertical area)及一横向区域HA(horizontal area)，该横向区域至少遮蔽该边界区域BA的一部份，而该纵向区域则自该横向区域延伸，并遮蔽圆形开口57的至少一部份。

当然，本发明彩色滤光片的实施例可与任何包括TFT元件的基板组合成TFT-LCD，例如：将分别包括TFT元件的基板及具有本发明设计的多个彩色图案层的另一基板对准组合，然后，再注入液晶封合，或是将具有本发明设计的多个彩色图案层设置于包括TFT元件的基板上，然后，将保护层(未绘示)设置于彩色图案层上，并与包括电极(未绘示)的另一基板对准贴合，再注入液晶封合成为俗称为COA类型(color filter on array)的TFT-LCD。再者，TFT元件可由非晶硅工艺或多晶硅工艺所制成的元件来替换使用之。

由于本发明的彩色滤光片的于相邻二彩色图案层，分别具有第一纵向孔距及第二孔纵距，且第一纵向孔距于光遮蔽区附近，逐渐递增至第二纵向孔距，可有效降低、甚至避色与其它基板贴合时所造成的边界位置未对正的误差，因此，根据本发明具有特殊开孔设计及/或光遮蔽层设计的彩色滤光片，可改善混光及或漏光现象，而仍能维持原先水准的色彩饱和度。

虽然本发明以优选实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以后附的权利要求所界定者为准。

Claims

1.一种彩色滤光片，适用于液晶显示器中，包括：

基板；

多个彩色图案层，依序设置于该基板上，且各二相邻的彩色图案层局部重叠，并构成光遮蔽区；以及

开口，横向跨设于该多个彩色图案层上，并于各二相邻的多个彩色图案层上呈现出第一纵向孔距及第二纵向孔距，且该第一纵向孔距小于该第二纵向孔距；

其中，该第一纵向孔距于该光遮蔽区的位置附近，逐渐递增至该第二纵向孔距。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其中该第一纵向孔距于该光遮蔽区的位置附近，线性逐渐递增至该第二纵向孔距。

3.如权利要求1所述的彩色滤光片，其中该第一纵向孔距于该光遮蔽区的位置附近，以一内缩曲线路径，逐渐递增至该第二纵向孔距。

4.如权利要求1所述的彩色滤光片，其中该第一纵向孔距于该光遮蔽区的位置附近，以一内缩不规则路径，逐渐递增至该第二纵向孔距。

5.如权利要求1所述的彩色滤光片，其中该第二纵向孔距于该光遮蔽区的位置上，基本上呈现均匀间距。

6.如权利要求2、3或4所述的彩色滤光片，其还包括光遮蔽层，设于纵向区域，该纵向区域至少遮蔽该光遮蔽区的一部分及该开口的第一纵向孔距至该第二纵向孔距的逐渐递增区域的一部份。

7.如权利要求6所述的彩色滤光片，其中该纵向区域遮蔽该光遮蔽区的一部份及该开口的第一纵向孔距至该第二纵向孔距的逐渐递增区域。

8.一种彩色滤光片，适用于液晶显示器中，包括：

基板；

其中，该第二纵向孔距于该光遮蔽区的位置附近，呈现均匀间距。

9.一种彩色滤光片，适用于一液晶显示器中，包括：

基板；

多个彩色图案层，依序设置于该基板上，且各二相邻的彩色图案层局部重叠，并构成光遮蔽区；

其中，该彩色滤光片还包括光遮蔽层，设于纵向区域，该纵向区域至少遮蔽该光遮蔽区的一部分及该开口的第一纵向孔距至该第二纵向孔距的一交界区域的一部份。

10.如权利要求9所述的彩色滤光片，其中该纵向区域遮蔽该光遮蔽区的一部分及该第一纵向孔距至该第二纵向孔距的交界区域。

11.一种彩色滤光片，适用于液晶显示器中，包括：

基板；

多个彩色图案层，依序设置于该基板上，并界定出边界区域；其中各二相邻的彩色图案层局部重叠，并构成光遮蔽区；

开口；

其中，该开口横向跨设于各二相邻的彩色图案层的边界区域附近，并相对于该光遮蔽区域呈现基本上对称的形状。

12.如权利要求11所述的彩色滤光片，其中该开口呈现凹弧的形状。

13.如权利要求11所述的彩色滤光片，其中该开口呈现矩形。

14.如权利要求12所述的彩色滤光片，其还包括一光遮蔽层，设于一纵向区域，该纵向区域至少遮蔽该光遮蔽区的一部分及该开口邻近该光遮蔽区的一部份。

15.如权利要求11所述的彩色滤光片，其中该开口呈现圆形。

16.如权利要求15所述的彩色滤光片，其还包括光遮蔽层，设于纵向区域及横向区域，该横向区域至少遮蔽该边界区域的一部份，而该纵向区域则自该横向区域延伸，并遮蔽该开口的至少一部份。