CN101349829A - 显示面板及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示面板及一种形成一显示面板的方法。该方法包含形成具有多个开口的阻障层。于阻障层上形成彩色滤光层，彩色滤光层具有多个单元以及多个黑色矩阵结构，该多个黑色矩阵结构介于多个单元之间。多个开口的第一宽度及多个黑色矩阵结构的第二宽度基于阻障层的第一开口率及彩色滤光层的第二开口率而决定。

Description

显示面板及其方法
技术领域
本发明涉及一种显示面板及其方法，更特别地，涉及一种多视域(multi-view)显示面板及其方法。
背景技术
显示面板的多视域(multiple views)可通过阻障层而得到。阻障层中的开口可使光在特定区域中输出，由此与面板的其它元件相互搭配以产生多视域。然而，阻障层同时会阻隔掉部分的光，导致背光单元需要提供更高的发光亮度。因此，多视域显示面板的背光单元一般较传统的显示面板需消耗更多的电力。
然而，对于散热要求高的应用，例如车用显示面板，则需要较低的电力消耗。亦即，需要具有低电力消耗的多视域显示面板。
发明内容
本发明的一目的系提供一种具有低电力消耗的多视域显示面板及其方法。
本发明的一方面系提供一种形成一显示面板的方法。该方法包含形成具有多个开口的阻障层。于阻障层上形成彩色滤光层，该彩色滤光层具有多个单元与在多个单元之间的多个黑色矩阵结构(black matrix structure)。基于阻障层的第一开口率与彩色滤光层的第二开口率决定多个开口的第一宽度与多个黑色矩阵结构的第二宽度。
上述的第一宽度与第二宽度可基于下列步骤而决定。决定第一宽度与第二宽度的差值。获得使第一开口率和第二开口率的乘积具有最大值的第一宽度。通过显示面板可产生至少两视域(view)，且可基于介于至少两视域间的一可容忍重叠处决定此差值。第一宽度可实质上等于第二宽度。
上述的方法可进一步包括形成多个阵列金属于彩色滤光层之上，其中多个阵列金属的至少一部分与多个黑色矩阵结构重叠。此外，可形成一背光单元于阻障层之下或多个阵列金属之上。
另一方面，上述的方法可进一步包括形成多个阵列金属于阻障层和彩色滤光层之间，其中至少部分的多个阵列金属和多个黑色矩阵结构重叠。此外，可形成一背光单元于彩色滤光层之上或阻障层之下。
本发明的另一方面系提供一显示面板，显示面板包括一阻障层与于阻障层上的一彩色滤光层。阻障层具有多个开口。彩色滤光层具有多个单元以及在多个单元之间的多个黑色矩阵结构。多个开口的第一宽度和多个黑色矩阵结构的第二宽度基于阻障层的第一开口率和彩色滤光层的第二开口率而决定。
可决定第一宽度与第二宽度间的一差值，以及获得使第一开口率与第二开口率的一乘积具有一最大值的第一宽度，以决定上述的第一宽度和第二宽度。可通过显示面板产生至少两视域，且可基于至少两视域间的一可容忍重叠处决定该差值。第一宽度可实质上等于第二宽度。
上述的显示面板可进一步包含于彩色滤光层上方的多个阵列金属，其中多个阵列金属的至少一部分与多个黑色矩阵结构重叠。此外，显示面板可进一步包括一背光单元在阻障层之下或多个阵列金属之上。
另一方面，上述的显示面板可进一步包含于阻障层与彩色滤光层之间的多个阵列金属，其中多个阵列金属的至少一部分与多个黑色矩阵结构重叠。此外，显示面板可进一步包含一背光单元于彩色滤光层之上或阻障层之下。
附图说明
本发明可参照做为范例说明的图式提供进一步说明，其中：
图1为说明一阻障层与一彩色滤光层的剖面示意图，其中阻障层的开口的第一宽度大于彩色滤光层的黑色矩阵结构的第二宽度；
图2为说明一阻障层与一彩色滤光层的剖面示意图，其中阻障层的开口的第一宽度实质上等于彩色滤光层的黑色矩阵结构的第二宽度；
图3为说明一阻障层与一彩色滤光层的剖面示意图，其中阻障层的开口的第一宽度小于彩色滤光层的黑色矩阵结构的第二宽度；
图4为描绘阻障层的开口率与阻障层的开口的宽度关系的一曲线L1的曲线图；
图5为描绘彩色滤光层的开口率与对彩色滤光层的开口的宽度关系的一曲线L2的曲线图；
图6为描绘曲线L1与相对于宽度偏移A/10的曲线L2的乘积的一曲线L3的曲线图；
图7为说明根据本发明第一实施例的显示面板的剖面示意图；
图8为说明根据本发明第二实施例的显示面板的剖面示意图；
图9为说明根据本发明第三实施例的显示面板的剖面示意图；
图10为说明根据本发明第四实施例的显示面板的剖面示意图；
图11A及图11B为说明根据本发明的宽的黑色矩阵结构的效应的平面图；
图12A及图12B为显示通过本发明而得到的提高的系统开口率与降低的电力消耗关系的表。
具体实施方式
为减少显示面板的电力消耗，即需要提供一种更有效率使用背光单元的方法。提高显示面板的开口率将对背光单元的有效利用有所帮助。在此的一层或一结构的开口率系参照于穿透区域与该层或该结构的总面积的一比值。本发明的一具体实施例提供一种形成具有提高的开口率的显示面板的方法，以及形成如下所讨论的显示面板。
为提高多视域显示面板的开口率，需小心地设计具有多个开口的阻障层与具有面板的多个黑色矩阵结构的彩色滤光层，尤其需注意开口的第一宽度与黑色矩阵结构的第二宽度。当系统开口率具有最大值时，阻障层与彩色滤光片的设计最佳化，其中系统开口率即阻障层的第一开口率与彩色滤光层的第二开口率的乘积。
首先，决定第一宽度和第二宽度之间的差值。此差值系基于面板的元件尺寸和使用者的要求决定，例如面板所产生的视域间的可容忍重叠处。
参考图一到图三，系分别说明阻障层的开口的第一宽度大于、实质上等于及小于彩色滤光层的黑色矩阵结构的第二宽度。阻障层102、202及302分别具有多个开口104、204及304。彩色滤光层106、206及306分别具有多个单元108a、108b、208a、208b、308a及308b。虽然本发明于此显示产生两个视域的阻障层和彩色滤光层，然而本发明并不以此为限。
如图一所示，由于开口104的第一宽度W1大于黑色矩阵结构110的第二宽度W2，阻障层102配合彩色滤光层106而产生的视域1与视域2可重叠及发生干扰(crosstalk)。如图二所示，由于第一宽度W1系实质上等于第二宽度W2，视域1与视域2没有重叠，且对观赏者而言系实际上无缝地相邻，因为观赏者不会看到黑色矩阵结构210。如图三所示，因为第一宽度W1小于第二宽度W2，在两个视域间可能产生一间隙(G1+G2)。
举例来说，如果如图1所示的范例中的D度重叠是可接受的，则可根据元件尺寸计算出第一宽度W1与第二宽度W2之间的差值，其中元件尺寸例如阻障层102和彩色滤光层106的厚度、单元(例如显示器的次像素)108a及108b的尺寸、以及介于阻障层102和彩色滤光层106间的距离。
决定差值(例如A/10)之后，通过下述方式可获得在系统开口率具有一最大值的第一宽度W1，其中系统开口率即第一开口率与第二开口率的一乘积。在此A(例如100μm)系相对于所绘制的开口率的宽度的上限值。
首先可描绘曲线L1，曲线L1系表示阻障层的开口率与开口的宽度W1的关系，如图4所示。以及绘制表示彩色滤光层的开口率与黑色矩阵结构的宽度W2的关系的曲线L2，如图5所示。然后将两曲线绘制于相同的图上，其中两曲线的其中之一依据所决定的差值而偏移。图6说明第一宽度W1大于第二宽度W2A/10的制程，其中曲线L2系向左偏移A/10。换句话说，对宽度A而言，曲线L1指出具有开口宽度A的阻障层的开口率大约35％，且曲线L2指出具有阻障结构宽度9A/10的彩色滤光层的开口率大约39％。
其次，两曲线所指出的数值可相乘以获得一曲线L3。然后可以简单的发现系统开口率的最大值，例如当本范例中的第一宽度W1为8.5A/10时，最大值为15％，其中系统开口率即第一开口率与第二开口率的乘积。因此，8.5A/10的第一宽度与7.5A/10的第二宽度将可获得最大的系统开口率。上述所讨论的制程为第一宽度(开口的宽度)大于第二宽度(黑色矩阵结构的宽度)的案例。当第一宽度实质上等于或小于第二宽度时，此系统的宽度具有最佳开口率，且可利用相似的方法获得较小的电力消耗。
根据上述的实施例，除了形成彩色滤光层和阻障层之外，可进一步形成多个阵列金属与一背光单元。图7-10为显示依此形成显示面板的四个具体实施例。于这些实施例中，黑色矩阵结构系存在于彩色滤光层的各单元之间，且如图所示，开口的宽度系实质上等于黑色矩阵结构的宽度，然而，开口的宽度亦可依据实际需求而大于或小于黑色矩阵结构的宽度。
图7说明具有后阻障层702的显示面板700。显示面板700包括阻障层702及于阻障层702之上的彩色滤光层706。显示面板700还包括于彩色滤光层706之上的多个阵列金属712，以及形成于阻障层702之下的一背光单元714。阻障层702具有多个开口704。彩色滤光层706具有多个单元708a与708b，以及多个黑色矩阵结构710于多个单元708a与708b之间。
为了减少阵列金属712反射光线所造成的干扰，多个阵列金属712的至少一部分与多个黑色矩阵结构710重叠。此外，因为可能包括TFTs的面板700的电极可位于阵列金属712之间，黑色矩阵结构710可预防TFTs暴露于背光单元714中，因此减缓因TFT泄漏所造成的对比与NTSC比率降低。
对于面板700而言，阻障层702的开口704的第一宽度系实质上相等于彩色滤光层706的黑色矩阵结构710的第二宽度。然而，如前所述，依据使用着的要求，第一宽度也可以大于或小于第二宽度。
图8说明具有后阻障层802的显示面板800。显示面板800包括阻障层802及于阻障层802之上的彩色滤光层806。显示面板800还包括于阻障层802及彩色滤光层806之间的多个阵列金属812，以及形成于阻障层802之下的一背光单元814。分别具有开口804及具有黑色矩阵结构810的阻障层802及彩色滤光层806的设计，相似于图7所示的具体实施例，然而亦可基于实际需要而有所修改。
图9说明具有前阻障层902的显示面板900。显示面板900包括阻障层902及于阻障层902之下的彩色滤光层906。显示面板900还包括于阻障层902及彩色滤光层906之间的多个阵列金属912。显示面板900可进一步包括的一背光单元914于。分别包括开口904及具有黑色矩阵结构910的阻障层902及彩色滤光层906的设计，相似于图7所示的具体实施例，然而亦可基于实际需要而有所修改。
图10系说明具有前阻障层1002的显示面板1000。显示面板1000包括阻障层1002及于阻障层1002之下的彩色滤光层1006。显示面板1000还包括于彩色滤光层1006之下的多个阵列金属1012。显示面板1000可进一步包括于多个阵列金属1012之下的一背光单元1014。分别包括开口1004及具有黑色矩阵结构1010的阻障层1002及彩色滤光层1006，相似于图7所示的具体实施例，然而亦可基于实际需要而有所修改。
根据本发明所决定的黑色矩阵结构的宽度可宽于阵列金属的宽度。图11A与图11B系说明根据本发明的宽的黑色矩阵结构的效应的平面图。图11A显示如传统显示面板中不具有黑色矩阵结构的两个次像素。在彩色滤光层的单元1108a与1108b上具有阵列金属1112和电极1116。通过阵列金属1112产生的光散射可能导致光学的干扰。此外，介于阵列金属1112和电极1116间的一小距离d1可能导致电干扰。然而，如图11B所示，根据本发明的黑色矩阵结构1110可预防由阵列金属1112造成光的散射，且可因此而减缓光学干扰。除此之外，黑色矩阵结构1110可在阵列金属1112和电极1116之间产生一较大距离d2，使电的干扰可以减缓。
图12A与图12B系显示根据本发明而提高的系统开口率与降低的电力消耗之表。参考图12A，系显示黑色矩阵结构的宽度和7寸WVGA双视域(dual-views)显示面板的开口率。对不具有黑色矩阵结构的面板而言，系统开口率仅为4.06％，其中系统开口率即阻障层的开口率(表中以“阻障开口率”表示)和彩色滤光层的开口率(表中以“次像素开口率”表示)的乘积。然而，对于具有依据本发明的黑色矩阵结构的面板，其黑色矩阵结构比阵列金属(即数据线和Vsc线)宽的多时，系统开口率为5.97％，其比不具有黑色矩阵结构的面板的系统开口率高1.27倍。此外，参考图12B，系显示8时WVGA双视域(dual-views)显示面板的系统开口率与消耗电力。除了系统开口率提高之外，消耗的电力亦从不具有黑色矩阵结构的面板的24.2W下降到具有依据本发明的黑色矩阵结构的面板的13.8W。通过利用本发明可明显的降低电力消耗。
虽然用以形成具有提高的开口率的显示面板的方法，与以上述讨论所形成的显示面板的实施例系以显示器的水平方向进行说明。然而，本发明亦可应用于显示器的垂直方向。在垂直方向中，阻障层的开口的宽度和黑色矩阵结构的宽度也可根据本发明而决定，亦即可基于阻障层的开口率与包含黑色矩阵结构的彩色滤光层的开口率，获得具有提高的开口率与降低的电力消耗的多视域显示面板。
上述的讨论系仅用以说明较佳具体实施例，并非用以限定本发明的范围。任何依据本发明的精神而作的等效改变或修改皆应包含于权利要求之内。
主要元件符号说明
阻障层102、202、302、702、802、902、1002
多个开口104、204、304、704、804、1004
彩色滤光层106、206、306、706、806、906、1006
多个单元108a、108b、208a、208b、308a、308b、708a、708b、1108a、1108b
黑色矩阵结构110、210、310、710、810、910、1010、1110
显示面板700、800、900、1000
阵列金属712、812、912、1012、1112
背光单元714、814、914、1014
电极1116
第一宽度W1
第二宽度W2。

Claims (16)

1.一种形成一显示面板的方法，包含：
形成具有多个开口的一阻障层；以及
于所述阻障层上形成一彩色滤光层，所述彩色滤光层具有多个单元和多个黑色矩阵结构，且所述多个黑色矩阵结构介于所述多个单元之间；
其中，所述多个开口的第一宽度基于所述阻障层的第一开口率而决定，且所述多个黑色矩阵结构的第二宽度基于所述彩色滤光层的第二开口率而决定。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一宽度与所述第二宽度由下列步骤决定：
决定所述第一宽度与所述第二宽度间的差值；以及
获得使所述第一开口率及所述第二开口率的乘积具有一最大值的所述第一宽度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中通过所述显示面板产生至少两视域，且所述差值基于所述至少两视域间的可容忍重叠处而决定。
4.一种显示面板，包含：
一阻障层，具有多个开口；以及
一彩色滤光层，位于所述阻障层之上，所述彩色滤光层具有多个单元和多个黑色矩阵结构，且所述多个黑色矩阵结构位于所述多个单元之间；
其中，所述多个开口的第一宽度基于所述阻障层的第一开口率而决定，且所述多个黑色矩阵结构的第二宽度基于所述彩色滤光层的第二开口率而决定。
5.根据权利要求4所述的显示面板，其中为获得所述第一宽度与所述第二宽度，决定所述第一宽度与所述第二宽度的差值，并且获得使所述第一开口率及所述第二开口率的乘积具有一最大值的所述第一宽度。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其中至少两视域通过所述显示面板而产生，且所述差值基于所述至少两视域间的可容忍重叠处而决定。
7.根据权利要求4所述的显示面板，其中所述第一宽度实质上等于所述第二宽度。
8.根据权利要求4所述的显示面板，其中所述第一宽度大于所述第二宽度。
9.根据权利要求4所述的显示面板，其中所述第一宽度小于所述第二宽度。
10.根据权利要求4所述的显示面板，还包含：
多个阵列金属，位于所述彩色滤光层之上，其中所述多个阵列金属的至少一部分与所述多个黑色矩阵结构重叠。
11.根据权利要求10所述的显示面板，还包含：
一背光单元，位于所述阻障层之下。
12.根据权利要求10所述的显示面板，还包含：
一背光单元，位于所述多个阵列金属之上。
13.根据权利要求4所述的显示面板，还包含：
多个阵列金属，位于所述阻障层与所述彩色滤光层之间，其中所述多个阵列金属的至少一部分与所述多个黑色矩阵结构重叠。
14.根据权利要求13所述的显示面板，还包含：
一背光单元，位于所述彩色滤光层之上。
15.根据权利要求13所述的显示面板，还包含：
一背光单元，位于所述阻障层之下。
16.根据权利要求4所述的显示面板，其中所述第一宽度及所述第二宽度参照于所述多个开口及所述多个黑色矩阵结构沿着所述显示面板的水平方向、所述显示面板的垂直方向或其组合的宽度。
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