CN110082848A - 彩色滤光片及包括彩色滤光片的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色滤光片及包括彩色滤光片的液晶显示装置，彩色滤光片，包括透明基板、遮光阵列、以及彩色滤光层。遮光阵列设置于透明基板上，且遮光阵列具有多个开口。这些开口定义出多个次像素区。彩色滤光层覆盖次像素区，且彩色滤光层掺杂有多个光散射粒子。本发明的彩色滤光片及包括彩色滤光片的液晶显示装置，通过在彩色滤光层掺杂有多个光散射粒子，使得入射彩色滤光片的光可以被散射，从而达到防止眩光的效果。

Description

彩色滤光片及包括彩色滤光片的液晶显示装置

技术领域

本发明是关于一种彩色滤光片及关于包括彩色滤光片的液晶显示装置。

背景技术

“眩光”是指在视野内由于远大于眼睛可适应的亮度而引起的视觉不适或降低物体可见度的视觉现象。眩光可能因户外强光在镜片或其它表面上反射所引起。众所皆知的是，在驾驶或户外运动时，眩光可能造成一定程度的危险。传统上，为了解决眩光问题，车用面板多采用抗眩光(anti-glare)处理的偏光板。经抗眩光处理的偏光板表面具有能将光散射的凹凸结构，从而防止眩光。

若凹凸结构的大小分布不一致，将使显示器所发出的光经由此凹凸结构而不规则散射，从而显示器的某些点位有明暗不均、影像清晰度模糊等问题发生，产生明显的雪花纹(sparkling)。传统上，优化此一问题的方式是通过高精细的抗眩光表面处理，以达到均匀的凹凸结构大小分布性，进而达到雾化效果以改善明暗不均、影像清晰度模糊等现象。

然而，使用高精细的抗眩光表面处理将使得生产成本居高不下。由此可见，上述现有的方式，显然仍存在不便与缺陷，而有待改进。为了解决上述问题，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来仍未发展出适当的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够大大降低制造成本的彩色滤光片及包括彩色滤光片的液晶显示装置。

本发明的一目的是提供一种彩色滤光片，包括透明基板、遮光阵列、以及彩色滤光层。遮光阵列设置于透明基板上，且遮光阵列具有多个开口。开口定义出多个次像素区。彩色滤光层覆盖次像素区，且彩色滤光层掺杂有多个光散射粒子。

在本发明某些实施方式中，彩色滤光片进一步包括覆盖遮光阵列和彩色滤光层的平坦层，且平坦层掺杂有多个光散射粒子。

在本发明某些实施方式中，彩色滤光层的光散射粒子的掺杂浓度为2至45重量百分比。

本发明的另一目的是提供一种彩色滤光片，包括透明基板、遮光阵列、彩色滤光层、以及平坦层。遮光阵列设置于透明基板上，且遮光阵列具有多个开口。开口定义出多个次像素区。彩色滤光层覆盖次像素区。平坦层覆盖遮光阵列和彩色滤光层，且平坦层掺杂有多个光散射粒子。

在本发明某些实施方式中，平坦层的光散射粒子的掺杂浓度为2至45重量百分比。

在本发明某些实施方式中，光散射粒子的粒径为0.1至6微米。

在本发明某些实施方式中，光散射粒子包括树脂或无机材料。

在本发明某些实施方式中，树脂包括聚砜、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯或上述的组合。

在本发明某些实施方式中，无机材料包括二氧化硅、二氧化钛或上述的组合。

本发明的又一目的是提供一种液晶显示装置，包括前述任一项的彩色滤光片、对向基板、以及设置于彩色滤光片与对向基板之间的液晶层。

与现有技术相比，本发明具有防止眩光的效果好且还降低制造成本的有益效果。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1为本发明各实施方式的彩色滤光片的一部分的俯视示意图。

图2为本发明第一实施方式的彩色滤光片的剖面示意图。

图3为本发明第二实施方式的彩色滤光片的剖面示意图。

图4为本发明第三实施方式的彩色滤光片的剖面示意图。

图5为本发明一实施方式的液晶显示装置的剖面示意图。

具体实施方式

为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所公开的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。然而，可在无此等特定细节的情况下实践本发明的实施例。

兹将本发明的实施方式详细说明如下，但本发明并非局限在实施例范围。

请同时参照图1和图2。图1为本发明各实施方式的彩色滤光片100的一部分的俯视示意图，而图2为本发明第一实施方式的彩色滤光片100沿着图1的线A-A’的剖面示意图。彩色滤光片100包括透明基板110、遮光阵列120、以及彩色滤光层130。遮光阵列120设置于透明基板110上，并且遮光阵列120具有多个开口121。这些开口121定义出多个次像素区122。应当理解，虽然在图1中所描绘的多个开口121为矩形，并且开口121之间彼此对齐排列，但开口121的形状及排列关系并不以此为限。例如，开口121的排列关系也可为马赛克型或三角排列型。彩色滤光层130掺杂有多个光散射粒子131，并且覆盖次像素区122。通过掺杂光散射粒子131于彩色滤光层130中，入射彩色滤光片100的光可以被散射，从而达到防止眩光的效果。关于彩色滤光层130覆盖次像素区122，具体而言，彩色滤光层130填入这些开口121，并覆盖遮光阵列120的一部分。然而，虽然在图2中所描绘的彩色滤光层130的厚度H1大于遮光阵列120的厚度H2，但在一些其他实施例中，彩色滤光层130的厚度H1可以等于或小于遮光阵列120的厚度H2。因此，在这些实施方式中，彩色滤光层130并未覆盖遮光阵列120的一部分，而是仅填入开口121。

在一些实施方式中，透明基板110包括玻璃、石英或具可挠性的透明高分子材料，但不以此为限。

在一些实施方式中，遮光阵列120包括金属铬或分散有遮光材料的树脂，但不以此为限。所述遮光材料可列举例如碳微粒子、无机颜料、有机颜料等。所述树脂可列举例如丁醛树脂、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚胺基甲酸酯系树脂、酚树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。应理解的是，金属铬和分散有遮光材料的树脂具有不透光特性，因此包括金属铬或分散有遮光材料的树脂的遮光阵列120也具有不透光特性。在一些实施方式中，可先形成层遮光层(例如分散有遮光材料的树脂层)于透明基板110上，再使用光学微影工艺形成遮光阵列120，以定义出次像素区122。

在一些实施方式中，彩色滤光层130包括分散有着色剂的树脂，但不以此为限。所述着色剂可列举例如各色(如红色、绿色或蓝色等)无机颜料、有机颜料等。所述树脂可列举例如丁醛树脂、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚胺基甲酸酯系树脂、酚树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。彩色滤光层130可由两种以上分散不同着色剂的树脂所组成。举例来说，彩色滤光层130的部分130a、130b、以及130c可分别由分散有红色颜料的树脂、分散有绿色颜料的树脂、以及分散有蓝色颜料的树脂所组成。应理解的是，分散有着色剂的树脂具有只允许特定波长的光透射的特性，因此包括分散有着色剂的树脂的彩色滤光层130也具有相同的特性，从而达到滤光的效果。例如，在彩色滤光层130的部分130a、130b、以及130c分别由分散有红色颜料的树脂、分散有绿色颜料的树脂、以及分散有蓝色颜料的树脂所组成的实施例中，只有红色波长的光能透射过部分130a，绿色波长的光能透射过部分130b，以及蓝色波长的光能透射过部分130c。

在一些实施方式中，可在形成遮光阵列120之后，利用光学微影工艺或印刷工艺形成掺杂有光散射粒子131的彩色滤光层130。例如，将包含光散射粒子131、红色颜料、以及树脂的组成物涂布于透明基板110和遮光阵列120上并干燥以形成红色树脂层，随后进行曝光及显影以形成彩色滤光层130的红色部分。随后，以相同方式形成彩色滤光层130的其余色彩部分。可替代地，在另外一些实施方式中，也可先形成掺杂有光散射粒子131的彩色滤光层130，再形成遮光阵列120。

如上所述，彩色滤光层130的厚度H1可以大于、等于或小于遮光阵列120的厚度H2。在厚度H1和厚度H2不相同的实施例中，彩色滤光片100可进一步包括平坦层140。平坦层140覆盖遮光阵列120和彩色滤光层130，用以提供一个平整面。在一些实施方式中，平坦层140包括诸如树脂的透明绝缘材料，但不以此为限。所述树脂可列举例如丁醛树脂、氯化聚乙烯、聚氯乙烯、聚胺基甲酸酯系树脂、酚树脂、聚酯树脂、丙烯酸系树脂、醇酸树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、橡胶系树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂等。

请参照图3。图3为本发明第二实施方式的彩色滤光片100沿着图1的线A-A’的剖面示意图。图3所揭示的彩色滤光片100与图2所揭示的相似，差异在图3的彩色滤光片100的平坦层140掺杂有光散射粒子141，而彩色滤光层130则没有掺杂光散射粒子131。在一些实施方式中，可将包含光散射粒子141和树脂的组成物涂布于遮光阵列120和彩色滤光层130上以形成掺杂有光散射粒子141的平坦层140。应理解的是，在平坦层140掺杂有光散射粒子141，而彩色滤光层130未掺杂光散射粒子的情况下，入射彩色滤光片100的光也可被散射，从而达到防止眩光的效果。因此，本领域技术人员当能依据工艺所需，选择将光散射粒子掺杂于彩色滤光层130中或平坦层140中。

请参照图4。图4为本发明第三实施方式的彩色滤光片100沿着图1的线A-A’的剖面示意图。图4所揭示的彩色滤光片100与图2所揭示的相似，差异在图4的彩色滤光片100的平坦层140也掺杂有光散射粒子141。关于掺杂有光散射粒子131的彩色滤光层130的形成方法与图2中所述的方法相同，而关于掺杂有光散射粒子141的平坦层140的形成方法与图3中所述的方法相同，故在此不另加以赘述。应理解的是，在彩色滤光层130掺杂有光散射粒子131，且平坦层140也掺杂有光散射粒子141的情况中，入射彩色滤光片100的光可以被此双层抗眩光结构散射，从而达到防止眩光的效果。也就是说，在一些特定情况下(例如彩色滤光片较薄的情况)，可通过形成两层皆掺杂有光散射粒子的双层抗眩光结构，从而增加入射光路径中的光散射粒子数目以更有效地散射入射光。

在一些实施方式中，光散射粒子131和光散射粒子141包括树脂或无机材料。所述树脂例如为聚砜、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯或上述的组合。所述无机材料例如为二氧化硅、二氧化钛或上述的组合。在一些实施方式中，光散射粒子131和光散射粒子141的粒径为0.1至6微米，例如为0.3微米、0.5微米、1微米、2微米、3微米、4微米或5微米。所谓“粒径”是指相当球径，即具有与颗粒同体积的圆球直径，具体上是指经雷射绕射/散射法所测量的粒径。若光散射粒子131或光散射粒子141的粒径大于6微米时，可能会影响被掺杂层的透光度，但当光散射粒子131或光散射粒子141的粒径小于0.1微米时，光散射粒子131或光散射粒子141可能会团聚而无法有效分散。在一些实施方式中，彩色滤光层130的光散射粒子131的掺杂浓度和平坦层140的光散射粒子141的掺杂浓度为2至45重量百分比，例如为5重量百分比、10重量百分比、15重量百分比、20重量百分比、25重量百分比、30重量百分比、35重量百分比或40重量百分比。若彩色滤光层130的光散射粒子131的掺杂浓度或平坦层140的光散射粒子141的掺杂浓度大于45重量百分比时，可能会产生沉淀而影响被掺杂层的透光度或被掺杂层的特性，但当彩色滤光层130的光散射粒子131的掺杂浓度或平坦层140的光散射粒子141的掺杂浓度小于2重量百分比时，可能无法有效地散射入射彩色滤光片100的光而无法达到抗眩光的效果。

请参照图5。图5为本发明一实施方式的液晶显示装置10的剖面示意图。液晶显示装置10包括彩色滤光片100、对向基板300、以及设置于彩色滤光片100与对向基板300之间的液晶层200。应当理解，虽然在图5中所描绘的彩色滤光片100的彩色滤光层130和平坦层140皆掺杂有光散射粒子，但在一些其他实施例中，也可只有彩色滤光层130或平坦层140中的一个掺杂有光散射粒子。在一些实施方式中，液晶显示装置10的驱动方式并无特别限定，可采用通常液晶显示装置所使用的驱动方式。作为上述驱动方式，可列举例如扭转向列(Twisted Nematic，TN)方式、平面内切(In-Plane Switching，IPS)方式、光学补偿弯曲(optically compensated bend，OCB)方式、以及多域垂直配向(Multi-Domain VerticalAlignment，MVA)方式等。因此，作为对向基板300，可根据所采用的驱动方式而适宜地选用。进而，作为构成液晶层200的液晶，也可根据所采用的驱动方式而使用介电非等向性的各种本领域所公知的液晶、以及其混合物。应理解的是，本发明的液晶显示装置10并不限定于图5所描绘的结构。具体来说，本发明的液晶显示装置10的结构可以为任何公知的使用彩色滤光片的液晶显示装置结构。另外，如上所述，在先前技术中，采用经抗眩光处理的偏光板(表面具有能将光散射的凹凸结构)来防止眩光。然而，使用光学胶(optical clear adhesive，OCA)或光学树脂(Optical Clear Resin，OCR)在这些经抗眩光处理的偏光板表面上贴合一些其他层(例如触控电极层或覆盖玻璃)时，偏光板表面上的凹凸结构被光学胶或光学树脂所填补而影响光散射的效果。换言之，若面板进行全贴合(Direct Bonding，DB)时，则原本通过抗眩光处理的雾化效果将不存在，而导致明显的雪花纹。但在本揭示内容所公开的液晶显示装置中，采用彩色滤光片中所掺杂的光散射粒子来防止眩光，因此不会有上述因使用光学胶或光学树脂贴合其他层而影响光散射效果的情形。

由上述发明实施例可知，彩色滤光片的彩色滤光层或平坦层中的至少一个掺杂有光散射粒子，使得入射彩色滤光片的光可以被散射，从而达到防止眩光的效果。因此，相较于先前技术，省略了偏光板上进行抗眩光处理的工艺，节省了制造成本。并且，使用光学胶或光学树脂进行彩色滤光片与其他层的贴合时，不会影响抗眩光的效果。

虽然本发明已以实施方式公开如上，但其他实施方式也有可能。因此，权利要求的精神与范围并不限定于此处实施方式所含的叙述。

任何所属领域的技术人员可明了，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (12)

1.一种彩色滤光片，其特征在于，包括：

透明基板；

遮光阵列，设置于所述透明基板上，其中所述遮光阵列具有多个开口，所述多个开口定义出多个次像素区；以及

彩色滤光层，覆盖所述多个次像素区，所述彩色滤光层掺杂有多个光散射粒子。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，进一步包括覆盖所述遮光阵列和所述彩色滤光层的平坦层，且所述平坦层掺杂有多个光散射粒子。

3.如权利要求1或2所述的彩色滤光片，其特征在于，所述彩色滤光层的所述光散射粒子的掺杂浓度为2至45重量百分比。

4.如权利要求1或2所述的彩色滤光片，其特征在于，所述光散射粒子的粒径为0.1至6微米。

5.如权利要求1或2所述的彩色滤光片，其特征在于，所述光散射粒子包括树脂或无机材料。

6.一种彩色滤光片，其特征在于，包括：

透明基板；

遮光阵列，设置于所述透明基板上，其中所述遮光阵列具有多个开口，所述多个开口定义出多个次像素区；

彩色滤光层，覆盖所述多个次像素区；以及

平坦层，覆盖所述遮光阵列和所述彩色滤光层，所述平坦层掺杂有多个光散射粒子。

7.如权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于，所述平坦层的所述光散射粒子的掺杂浓度为2至45重量百分比。

8.如权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于，所述光散射粒子的粒径为0.1至6微米。

9.如权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于，所述光散射粒子包括树脂或无机材料。

10.如权利要求9所述的彩色滤光片，其特征在于，所述树脂包括聚砜、聚酰亚胺、聚丙烯酸酯或上述的组合。

11.如权利要求9所述的彩色滤光片，其特征在于，所述无机材料包括二氧化硅、二氧化钛或上述的组合。

12.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至11中任一项所述的彩色滤光片；

对向基板；以及

设置于所述彩色滤光片与所述对向基板之间的液晶层。