CN100439947C - 显示面板、彩色滤光片及其检测方法 - Google Patents

Abstract

一种低色偏的彩色滤光片，是藉由彩色滤光片的暗态漏光频谱来定义。其中，彩色滤光片设置于偏光方向互为垂直的两偏光片间，以测得第一暗态频谱a(λ)。移除彩色滤光片时，测得第二暗态频谱b(λ)，并求得漏光强度比值频谱I(λ)＝(a(λ)/b(λ))。在绿色色阻与蓝色色阻的漏光强度比值频谱迭加的波长区域中，测量漏光强度比值频谱的最大值P₁。在红色色阻的漏光强度比值频谱所处的波长区域中，测量漏光强度比值频谱的最大值P₂。求取邻近P₁的数个漏光强度比值的平均值P_1，avg，求取邻近P₂的数个漏光强度比值的平均值P_2，avg。低色偏的彩色滤光片满足0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2。

Description

显示面板、彩色滤光片及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种彩色滤光片，特别是涉及一种具有低色偏及高对比度的彩色滤光片及其检测方法。

背景技术

随着显示科技的进步，与传统的CRT显示器相比，薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)由于具有轻、薄、低辐射以及体积小而不占空间的优势，目前已经成为显示器市场的主力产品，随着液晶显示产品的快速发展，液晶面板厂商的产业竞争日增。

彩色滤光片(color filter，CF)是液晶显示器中，最重要的零部件之一，主要功能是使液晶显示器能产生彩色的画面。液晶显示器利用液晶分子在不同电压下对极化光的影响，来控制灰阶的变化，并透过彩色滤光片做出不同颜色的混色，而达到不同灰阶的色彩显示。

彩色滤光片通常使用颜料(pigment)分散方式来制作。在零灰阶的情况下，因为极化光通过彩色滤光片时，受到颜料粒子的影响，而发生部分去偏极化的现象。此时，极化光通过上层偏光片时，无法完全被偏光片吸收，而发生漏光的现象。

然而，不同颜色(红、蓝及绿)的颜料粒子大小并不相同，使得不同颜色的漏光程度也不同，而造成暗态时的色偏现象。

一般来说，各家厂商为了降低彩色滤光片的色偏，皆从定义红色、蓝色及绿色色阻间对比的比例来做调整，以达到低色偏的需求。近年来，随着液晶显示器画面品质的提升，对于彩色滤光片的对比度需求也随之提高。然而，在高对比度的需求下，要同时满足低色偏的色阻的对比比例是很困难的。

也就是说，公知的色阻对比的比例定义只适用于非高对比度的情况。因此，在高对比度的需求下，如何降低色偏，已经不能从色阻对比的比例来定义。

因此，如何定义出相关条件，使得无论高对比度或低对比度的彩色滤光片只要符合此条件，就可达到低色偏的标准，为当前技术所必需。

发明内容

本发明的一个目的在于利用暗态漏光频谱来定义出满足低色偏的条件。

本发明的另一个目的在于藉由定义彩色滤光片的暗态漏光频谱的条件，来解决暗态色偏的问题。并且，无论高对比度或低对比度的彩色滤光片皆可适用于上述条件。

本发明的另一个目的在于提供彩色滤光片的暗态漏光频谱的检测条件，来筛选出低色偏且高对比度的彩色滤光片。

本发明提供一种彩色滤光片，彩色滤光片包括红色、绿色及蓝色三种色阻。其中，第一暗态频谱a(λ)：是当彩色滤光片设置于偏光方向互为垂直(orthogonal)的两偏光片之间时，由两偏光片下方施加背光源，于两偏光片上方测量而得。第二暗态频谱b(λ)：是当移除彩色滤光片，留下两偏光片与背光源时测量而得。漏光强度比值频谱I(λ)：为第一与第二暗态频谱的比值(a(λ)/b(λ))。

第一漏光强度比值P₁：为漏光强度比值频谱I(λ)中，在第一波长区域的最大值，其中第一波长区域为绿色色阻与蓝色色阻的漏光强度比值频谱迭加的波长区域。第二漏光强度比值P₂：为漏光强度比值频谱I(λ)中，在第二波长区域的最大值，其中第二波长区域为红色色阻的漏光强度比值频谱所处的波长区域。

第一平均比值P_1，avg：为邻近第一漏光强度比值P₁前后各N₁个漏光强度比值的平均值。第二平均比值P_2，avg：为邻近第二漏光强度比值P₂前后各N₂个漏光强度比值的平均值。

而本发明的彩色滤光片满足下列条件：

P₁＜1，P₂＜1且0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2。

本发明提供一种显示面板，包括上述的彩色滤光片。

本发明提供一种具有红色、绿色及蓝色三种色阻的彩色滤光片的检测方法，步骤如下所述：设置彩色滤光片于偏光方向互为垂直(orthogonal)的两偏光片间。提供背光源于两偏光片下方，并由两偏光片上方测量得到第一暗态频谱a(λ)。移除彩色滤光片，并由两偏光片上方测量得到第二暗态频谱b(λ)，其中漏光强度比值频谱I(λ)：为第一与第二暗态频谱的比值(a(λ)/b(λ))。

接着，测量第一漏光强度比值P₁：第一漏光强度比值P₁为漏光强度比值频谱I(λ)中，在第一波长区域的最大值，其中第一波长区域为绿色色阻与蓝色色阻的漏光强度比值频谱迭加的波长区域。

测量第二漏光强度比值P₂：第二漏光强度比值P₂为漏光强度比值频谱I(λ)中，在第二波长区域的最大值，其中第二波长区域为红色色阻的漏光强度比值频谱所处的波长区域。

计算第一平均比值P_1，avg：第一平均比值P_1，avg为邻近第一漏光强度比值P₁前后各N₁个漏光强度比值的平均值。计算第二平均比值P_2，avg：第二平均比值P_2，avg为邻近第二漏光强度比值P₂前后各N₂个漏光强度比值的平均值。

最后，判定彩色滤光片是否满足

P₁＜1，P₂＜1且0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2的条件。

因此，符合上述条件的彩色滤光片即为低色偏且高对比度的彩色滤光片。

关于本发明的优点与特征，以及更详细的实施方式可以藉由以下的实施方式以及所附图示得到进一步的了解。

附图说明

图1A为第一暗态频谱的测量装置示意图；

图1B为第二暗态频谱的测量装置示意图；

图2为数种彩色滤光片所测得漏光强度比值频谱图；

图3A为检测彩色滤光片亮态时的亮度与亮态坐标的测量装置示意图；

图3B为检测彩色滤光片暗态时的亮度与暗态坐标的测量装置示意图；

图4为本发明彩色滤光片检测方法的方法流程图。

其中，附图标记说明如下：

背光源10、20            彩色滤光片12、22

偏光片11、13、21、23    检测器24

具体实施方式

本发明是藉由定义彩色滤光片暗态漏光频谱的条件，来解决彩色滤光片所造成的暗态色偏问题。其中，藉由频谱检测器，例如光学色度计，检测出彩色滤光片暗态色偏的频谱，且经过计算并归纳出比例值条件。

当彩色滤光片经过本发明的检测方法，且测量出来的数据符合上述比例值条件时，此彩色滤光片即为具有低暗态色偏特性的彩色滤光片。也就是说，依照上述比例值条件所制造出来的彩色滤光片，具有低暗态色偏的特性。

彩色滤光片暗态漏光频谱的条件的定义如下所述。请参照图1A，其为第一暗态频谱的测量装置示意图。此测量装置是用以测量一彩色滤光片12的第一暗态频谱a(λ)，其中此彩色滤光片12包括红色、绿色及蓝色三种色阻。

第一暗态频谱a(λ)：是当彩色滤光片12设置于偏光方向互为垂直(orthogonal)的两偏光片11、13之间时，由两偏光片11、13下方施加一背光源10，于两偏光片11、13上方测量而得。在此所述的第一暗态频谱a(λ)亦即彩色滤光片12的暗态频谱。

请参照图1B，其为第二暗态频谱的测量装置示意图。此测量装置是用以测量去除彩色滤光片12后，仅具有两偏光片11、13与背光源10时的暗态频谱。

也就是说，第二暗态频谱b(λ)：是当移除彩色滤光片12，留下两偏光片11、13与背光源10时测量而得。

接着，定义漏光强度比值频谱I(λ)。漏光强度比值频谱I(λ)：为上述第一与第二暗态频谱的比值(a(λ)/b(λ))。

值得注意的是，公知的色阻对比的比例定义往往会因为背光源与偏光片的不同，而得到不同的结果。而上述漏光强度比值I(λ)的数据是除去了背光源与偏光片的影响因素，仅为彩色滤光片本身的特性。所以，漏光强度比值I(λ)的数据并不会因为背光源与偏光片的不同而产生差异。

请参照图2，其为A至H八种彩色滤光片所测得漏光强度比值频谱I(λ)图。图2的纵轴为漏光强度比值I(λ)，横轴为波长范围。图中显示了A至H八种彩色滤光片的漏光强度比值频谱I(λ)分布情形。

波长范围可区分为第一波长区域与第二波长区域。其中，第一波长区域为绿色色阻与蓝色色阻的漏光强度比值频谱I(λ)迭加的波长区域，在较佳实施例中，是位于460nm与510nm之间。而第二波长区域为红色色阻的漏光强度比值频谱I(λ)所处的波长区域，在较佳实施例中是位于580nm与650nm之间。

在第一波长区域中，每一种彩色滤光片皆具有第一漏光强度比值P₁，其为漏光强度比值频谱I(λ)中，在第一波长区域的最大值。而在第二波长区域中，每一种彩色滤光片皆具有第二漏光强度比值P₂，其为漏光强度比值频谱I(λ)中，在第二波长区域的最大值。

接着，采集邻近第一漏光强度比值P₁前后各N₁个漏光强度比值I(λ)并求取得平均值，此平均值为第一平均比值P_1，avg。同样地，采集邻近第二漏光强度比值P₂前后各N₂个漏光强度比值I(λ)并求取得平均值，此平均值为第二平均比值P_2，avg。其中，N₁≠N₂或者N₁＝N₂皆为可允许的计算条件。而在一个较佳实施例中，N₁＝N₂＝5。

另外，在一个实施例中，第一平均比值P_1，avg，为邻近第一漏光强度比值P₁的波长λ_1，max前后共11nm波长的漏光强度比值的平均值。第二平均比值P_2，avg，为邻近第二漏光强度比值P₂的波长λ_2，max前后共11nm波长的漏光强度比值的平均值，而平均值P_n，avg为：

$P_{n,\mathrm{avg}}=\frac{\underset{{\mathrm{\λ}}_{n,\max }-5}{\overset{{\mathrm{\λ}}_{n,\max }+5}{\mathrm{\Σ}}}I\left(\mathrm{\λ}\right)}{11}.$

结合上述测量并求取所得的数据，当彩色滤光片满足下列条件：P₁＜1，P₂＜1且0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2时，此彩色滤光片便同时具有高对比度与低暗态色偏的特性。

然而，上述两条件同时成立时，彩色滤光片才同时具有高对比度与低暗态色偏的特性。若彩色滤光片仅符合0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2的条件时，则彩色滤光片是具有低暗态色偏的特性，而不一定具有高对比度的特性。

在公知技术中，彩色滤光片的对比度与暗态色偏可以由下述方式测得。请先参照图3A与图3B，图3A为检测彩色滤光片亮态时的亮度与亮态坐标的测量装置示意图，其中此装置由下而上依序为背光源20、偏光片21、彩色滤光片22、偏光片23以及检测器24。彩色滤光片22是设置于两偏光方向互为平行的两偏光片21、23间，并藉由两偏光片21、23下方所施加的背光源20，使检测器24接收到彩色滤光片22处于亮态时的各项资料。

图3B为检测彩色滤光片暗态时的亮度与暗态坐标的测量装置示意图，此装置的设置位置与图3A相似，差异在于两偏光片21、23的偏光方向是互为垂直(orthogonal)。也就是说，彩色滤光片22是设置于两偏光方向互为垂直的两偏光片21、23间，并藉由两偏光片21、23下方所施加的背光源20，使检测器24接收到彩色滤光片22处于暗态时的各项资料。

然而，当彩色滤光片22符合暗态色偏半径 $R=\sqrt{{(x_p-x_c)}^2+{(y_p-y_c)}^2}\≤0.13$ 的条件时，即定义为具有低暗态色偏的特性。其中(x_p，y_p)为彩色滤光片22设置于偏光方向互为平行的两偏光片21、23间，并由两偏光片21、23下方施加背光源20时，彩色滤光片22的亮态坐标，如图3A所示。关于色偏半径的说明，美国专利公开号第20050219443号的内容是并入本发明参考，但并不用以限制本发明。

(x_c，y_c)为彩色滤光片22设置于偏光方向互为垂直(orthogonal)的两偏光片21、23间，并由两偏光片21、23下方施加背光源20时，彩色滤光片的暗态坐标，如图3B所示。

而当彩色滤光片的对比值大于8000时，即定义为属于高对比值的彩色滤光片。其中，对比值为彩色滤光片处于亮态时所测得的亮度与处于暗态时所测得的亮度的比值。同样地，上述亮度值是可利用图3A与图3B的测量装置示意图来测得。

因此，可利用本发明的低暗态色偏的彩色滤光片的条件与公知的低暗态色偏的彩色滤光片的条件参照比较。请参照表1与表2，表1为A至H八种彩色滤光片的检测数据资料(N₁＝N₂)；表2为A至H八种彩色滤光片的检测数据资料(N₁≠N₂)，表1与表2分别列出A至H八种彩色滤光片的亮态坐标、暗态坐标、对比度(Contrast Ratio)、暗态色偏半径(R)以及P_1，avg/P_2，avg的各项数据。

在本实施例中，表1的P_1，avg/P_2，avg为N₁＝N₂＝5所求得，表2的P_1，avg/P_2，avg为N₁≠N₂(N1＝3；N2＝5)所求得。

在八种彩色滤光片中，当彩色滤光片的P_1，avg/P_2，avg符合0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2的条件时，则此彩色滤光片符合低暗态色偏半径 $R=\sqrt{{(x_p-x_c)}^2+{(y_p-y_c)}^2}\≤0.13$ 的条件，如表1及表2所示。也就是说，当彩色滤光片的P_1，avg/P_2，avg符合0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2的条件时，亦即属于低暗态色偏的彩色滤光片。

在表1与表2中，A、B、E、F、G及H六种彩色滤光片皆符合0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2的条件，且同时符合低暗态色偏半径 $R=\sqrt{{(x_p-x_c)}^2+{(y_p-y_c)}^2}\≤0.13$ 条件的低暗态色偏的彩色滤光片。而G及H两种彩色滤光片则是同时具有低暗态色偏与高对比度的彩色滤光片。

值得注意的是，不论N₁＝N₂(表1)所求得的P_1，avg/P_2，avg或N₁≠N₂(表2)所求得的P_1，avg/P_2，avg，两者皆能符合R≤0.13低色偏中，0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2的条件。并且，无论高对比度(＞8000)或低对比度(＜8000)的彩色滤光片皆可适用于上述条件。另外，当彩色滤光片的第一漏光强度比值P₁与第二漏光强度比值P₂皆小于1(P₁＜1，P₂＜1)时，则属于高对比度(对比值＞8000)的彩色滤光片。如表1及表2所示，G及H两种彩色滤光片的第一漏光强度比值P₁与第二漏光强度比值P₂皆小于1(P₁＜1，P₂＜1)，且0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2。因此，G及H即为同时具有低暗态色偏与高对比度的彩色滤光片。

请参照图4，藉由上述定义彩色滤光片的暗态漏光频谱的条件，本发明可提供一种彩色滤光片的检测方法，步骤如下所述：设置彩色滤光片于偏光方向互为垂直的两偏光片间(S1)。提供背光源于两偏光片下方(S2)，并由两偏光片上方测量得到第一暗态频谱a(λ)(S3)。移除彩色滤光片(S4)，在两偏光片间没有彩色滤光片的状态下，由两偏光片上方测量得到第二暗态频谱b(λ)，接着求取漏光强度比值频谱I(λ)，此漏光强度比值频谱I(λ)为第一与第二暗态频谱的比值(a(λ)/b(λ))(S5)。

接着，测量第一漏光强度比值P₁，第一漏光强度比值P₁为漏光强度比值频谱I(λ)中，在第一波长区域的最大值，其中第一波长区域为绿色色阻与蓝色色阻的漏光强度比值频谱迭加的波长区域。也就是在绿色色阻与蓝色色阻的漏光强度比值频谱迭加的波长区域中，测量漏光强度比值频谱I(λ)的最大值P₁(S6)。

测量第二漏光强度比值P₂，第二漏光强度比值P₂为漏光强度比值频谱I(λ)中，在第二波长区域的最大值，其中第二波长区域为红色色阻的漏光强度比值频谱所处的波长区域。也就是在红色色阻的漏光强度比值频谱所处的波长区域中，测量漏光强度比值频谱I(λ)的最大值P₂(S7)。其中，步骤S6及S7没有顺序之分，步骤S7可在步骤S6之前。

计算第一平均比值P_1，avg(S8)，第一平均比值P_1，avg为邻近第一漏光强度比值P₁前后各N₁个漏光强度比值的平均值。计算第二平均比值P_2，avg(S9)，第二平均比值P_2，avg为邻近第二漏光强度比值P₂前后各N₂个漏光强度比值的平均值。

最后，判定彩色滤光片是否满足最大值P₁＜1，最大值P₂＜1或0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2的条件(S10)。若满足P₁＜1，P₂＜1，则此彩色滤光片则具有高对比度的特性。若满足0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2，则此彩色滤光片则具有低色偏的特性。若同时符合P₁＜1，P₂＜1与0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2两条件，则此彩色滤光片即为低色偏且高对比度的彩色滤光片。

综上所述，本发明的技术手段可用来制造低色偏与高对比度的彩色滤光片以及应用此彩色滤光片的显示面板，并且本发明具有下列优点：

一、彩色滤光片是利用暗态漏光频谱来定义出满足低色偏的条件，且此条件不会因为偏光片与背光源的不同而产生差异。

二、藉由定义彩色滤光片的暗态漏光频谱的条件，来解决暗态色偏的问题。并且，无论高对比度或低对比度的彩色滤光片皆可适用于上述条件。

三、提供彩色滤光片的暗态漏光频谱的检测条件与检测方法，来筛选出低色偏且高对比度的彩色滤光片。

本发明虽以较佳实例阐明如上，但其并非用以限定本发明特征与发明实体仅限于上述实施例。本领域普通技术人员可轻易了解并利用其它元件或方式来产生相同的功效。因此，在不脱离本发明的特征与范围内所作的修改，均应包含在下述的权利要求内。

Claims (12)

1.一种彩色滤光片，包括红色、绿色及蓝色三种色阻，其特征在于

第一暗态频谱a(λ)：是当该彩色滤光片设置于偏光方向互为垂直的两偏光片之间时，由该两偏光片下方施加背光源，于该两偏光片上方测量而得；

第二暗态频谱b(λ)：是当移除该彩色滤光片，留下该两偏光片与该背光源时测量而得；

漏光强度比值频谱I(λ)：为该第一与该第二暗态频谱之比值a(λ)/b(λ)；

第一漏光强度比值P₁：为该漏光强度比值频谱I(λ)中，在第一波长区域的最大值，其中该第一波长区域为该绿色色阻与蓝色色阻的漏光强度比值频谱迭加的波长区域；

第二漏光强度比值P₂：为该漏光强度比值频谱I(λ)中，在第二波长区域的最大值，其中该第二波长区域为该红色色阻的漏光强度比值频谱所处的波长区域；

第一平均比值P_1，avg：为邻近该第一漏光强度比值P₁前后各N₁个漏光强度比值的平均值；及

第二平均比值P_2，avg：为邻近该第二漏光强度比值P₂前后各N₂个漏光强度比值的平均值，

其中，该彩色滤光片满足下列条件：

P₁＜1，P₂＜1且0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于N₁≠N₂。

3.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于N₁＝N₂＝5。

4.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于该第一平均比值P_1，avg，为邻近该第一漏光强度比值P₁的波长λ_1，max前后共11nm波长的漏光强度比值的平均值；该第二平均比值P_2，avg，为邻近该第二漏光强度比值P₂的波长λ_2，max前后共11nm波长的漏光强度比值的平均值。

5.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于该第一波长区域位于460nm与510nm之间，该第二波长区域位于580nm与650nm之间。

6.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于该彩色滤光片的暗态色偏半径 $R=\sqrt{{(x_p-x_c)}^2+{(y_p-y_c)}^2}\≤0.13,$ 其中(x_p，y_p)为该彩色滤光片设置于偏光方向互为平行的该两偏光片间，并由该两偏光片下方施加该背光源时，该彩色滤光片的亮态坐标；(x_c，y_c)为该彩色滤光片设置于偏光方向互为垂直的两该偏光片间，并由该些偏光片下方施加该背光源时，该彩色滤光片的暗态坐标。

7.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于该彩色滤光片的对比值大于8000，其中该对比值为该彩色滤光片的亮态亮度与暗态亮度之比值。

8.一种具有红色、绿色及蓝色三种色阻的彩色滤光片的检测方法，其特征在于包括：

设置彩色滤光片于偏光方向互为垂直的两偏光片间；

提供背光源于该些偏光片下方；

由该两偏光片上方测量第一暗态频谱a(λ)；

移除该彩色滤光片；

由该两偏光片上方测量第二暗态频谱b(λ)，其中

漏光强度比值频谱I(λ)：为该第一与该第二暗态频谱的比值a(λ)/b(λ)；

测量第一漏光强度比值P₁：该第一漏光强度比值P₁为该漏光强度比值频谱I(λ)中，在第一波长区域的最大值，其中该第一波长区域为该绿色色阻与蓝色色阻的漏光强度比值频谱迭加的波长区域；

测量第二漏光强度比值P₂：该第二漏光强度比值P₂为该漏光强度比值频谱I(λ)中，在第二波长区域的最大值，其中该第二波长区域为红色色阻的漏光强度比值频谱所处的波长区域；

计算第一平均比值P_1，avg：该第一平均比值P_1，avg为邻近该第一漏光强度比值P₁前后各N₁个漏光强度比值的平均值；

计算第二平均比值P_2，avg：该第二平均比值P_2，avg为邻近该第二漏光强度比值P₂前后各N₂个漏光强度比值的平均值；以及

判定该彩色滤光片是否满足

P₁＜1，P₂＜1且0.74≤P_1，avg/P_2，avg≤2的条件。

9.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于N₁≠N₂。

10.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于还包括：

于计算该第一平均比值P_1，avg的步骤前测量该第一漏光强度比值P₁前后各5个漏光强度比值；以及

于计算该第一平均比值P_1，avg的步骤前测量该第一漏光强度比值P₁前后各5个漏光强度比值；以及

于计算该第二平均比值P_2，avg的步骤前测量该第二漏光强度比值P₂前后各5个漏光强度比值。

11.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于还包括：

于计算该第一平均比值P_1，avg的步骤前测量该第一漏光强度比值P₁的波长λ_1，max前后共11nm波长的漏光强度比值；以及

于计算该第二平均比值P_2，avg的步骤前测量该第二漏光强度比值P₂的波长λ_2，max前后共11nm波长的漏光强度比值。

12.如权利要求8所述的检测方法，其特征在于由该些偏光片上方测量第二暗态频谱b(λ)的步骤中，该第一波长区域位于460nm与510nm之间，该第二波长区域位于580nm与650nm之间。

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