CN1503012A

CN1503012A - 彩色滤光片的彩色单元的结构

Info

Publication number: CN1503012A
Application number: CNA021531935A
Authority: CN
Inventors: 郑新安; 郭光埌; 叶圣修; 杨智胜
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2002-11-26
Filing date: 2002-11-26
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2022-11-26
Also published as: CN100495083C

Abstract

一种彩色滤光片的彩色单元的结构，包括有一第一彩色单元、一第二彩色单元以及一第三彩色单元，是呈现三角(delta)型式配置结构，且两相邻的彩色单元的重叠区域是作为一遮光区域。其中，每一个彩色单元的结构包含有四个平边以及四个斜切面，是将一矩形轮廓的四个端点区域去除而形成，可以减少三种彩色单元的重叠区域，并可降低三种彩色单元的完全不重叠区域的开口面积，以达到提升色彩品质、提高对比、减少漏光以及避免混色的效果。

Description

彩色滤光片的彩色单元的结构

技术领域

本发明是有关于一种彩色滤光片(color filter)技术，特别有关于一种彩色滤光片的彩色单元(color element)的结构。

技术背景

随著科技与资讯的进步，为了得到丰富的色彩讯息，彩色滤光片(colorfilter，CF)广泛地使用于彩色液晶显示器(Liquid Crystal Display)、电荷耦合元件(Charge Coupled Device)及扫描器(Scanner)等视讯产品上。

对于具有轻薄、省电、以及可全彩化特色的液晶显示器而言，包括STN型(Super Twisted Nematic)、TFT型(Thin Film Transistor)、MIM型(MentalInsulator Metal)的彩色显示器均须使用含有红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色的彩色滤光片，其乃将原本单色显示矩阵的任一画素分成三个子画素以显示红、绿、蓝三原色，再藉由三原色的比例调和而创造出各种色彩，因此彩色滤光片可使液晶显示器呈现亮丽、逼真、鲜艳的画面并能提高其附加价值。

液晶显示器的主要结构包含有一薄膜电晶体(Thin Film Transistor，TFT)阵列基板、一彩色滤光片(color filter，CF)基板以及一液晶层，其中彩色滤光片基板的制造方法是在一玻璃基板上涂布一层微薄的R、G、B颜料，而且R、G、B颜料的位置必须与TFT阵列基板上的每一个画素精准对位。基于制作成本及品质考量，较常用的R、G、B彩色层制作方式包含有：颜料分散法、染色法、印刷法、以及电著法等四种，由于颜料分散法所制造的彩色滤光片具有高精密度及较佳的耐光性与耐热性，而成为目前TFT型彩色滤光片的制造主流。

首先请参阅图1、图2与图3，其显示习知彩色滤光片的红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)等三种彩色单元的配置图案，包含有图1所示的条状(strip)型式、图2所示的马赛克(mosaic)型式以及图3所示的三角(delta)型式，其中图3所示的三角型式可提供较简易的驱动以及最佳的混色效果，因此目前广泛应用在AV影音产品的彩色滤光片设计上。此外，在早期的彩色滤光片基板制造过程中，会在彩色滤光片的彩色单元的间隙内制作一黑色矩阵(blackmatrix)层，主要是用来作为遮光区域，用以遮蔽TFT阵列基板上的TFT元件，并防止相邻的画素区域之间产生漏光现象。

为了降低制程成本，后续发展的彩色滤光片基板制程是不再制作黑色矩阵层，仅于玻璃基板上制作彩色滤光片，并利用彩色滤光片的彩色单元的重叠区域作为遮光区域。请参阅图4与图5，图4显示利用彩色滤光片的彩色单元的重叠区域作为遮光区域的上视图，图5显示图4的三个彩色单元的重叠区域的剖面图。一彩色滤光片10包含有一红色单元R、一绿色单元G以及一蓝色单元B，且这三种彩色单元R、G、B采用三角型式的配置结构，至于两相邻的彩色单元的重叠区域可以用来当作遮光区域。不过，对于矩形轮廓的彩色单元而言，在这种三角型式的配置结构中，三种彩色单元的边缘处会产生一个三色重叠区域12。如图5所示，三色重叠区域12是由三层颜料所堆叠，所以会呈现相对的突起状，使得玻璃基板上产生不均匀的颜料厚度分布情形，如此会影响到各画素区域内的电场强度与液晶分子转向的一致性，进而导致漏光(pixel light leakage)、对比降低(contrast ratio decrease)、色彩纯度不佳、混色(color mixed)等问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种彩色滤光片的彩色单元的结构，彩色单元是使用三角(delta)型式的配置结构，并利用彩色单元的重叠区域作为遮光区域，且藉由改良每一个彩色单元的四个端点的切面或缺角图案设计，可以减少三种彩色单元的重叠区域，并可降低三种彩色单元的完全不重叠区域的开口面积，以达到提升色彩品质、提高对比、减少漏光以及避免混色的效果。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，至少包括有：

一第一彩色单元、一第二彩色单元以及一第三彩色单元，是呈现三角型式配置结构，且两相邻的彩色单元的重叠区域是作为一遮光区域；

其中，每一个彩色单元的结构包含有四个平边以及四个斜切面，是将一矩形轮廓的四个端点区域去除而形成。

该斜切面的长度范围为0～8μm。

该斜切面与该平边的夹角为0～90度。

该第一彩色单元、该第二彩色单元以及该第三彩色单元之间的重叠区域范围为-10～10μm。

本发明的另一种彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，至少包括有：

其中，每一个彩色单元的结构包含有四个平边以及四个缺角图案，该四个缺角图案是于一矩形轮廓的四个端点区域内制作而成。

该缺角图案采用镂空设计。

该缺角图案内制作有复数个圆形孔洞或是复数个长条形开口。

该缺角图案采用锯齿状设计。

该缺角图案内制作有复数个倾斜且间距相同的凸出长条，或是该缺角图案内制作有复数个倾斜且间距不同的凸出长条。

本发明的优点与积极效果是：

由于本发明的一种彩色滤光片的彩色单元的结构，包括有一第一彩色单元、一第二彩色单元以及一第三彩色单元，是呈现三角(delta)型式配置结构，且两相邻的彩色单元的重叠区域是作为一遮光区域。其中，每一个彩色单元的结构包含有四个平边以及四个斜切面，是将一矩形轮廓的四个端点区域去除而形成。由此改良每一个彩色单元的四个端点的切面，可以减少三种彩色单元的重叠区域，并可降低三种彩色单元的完全不重叠区域的开口面积，以达到提升色彩品质、提高对比、减少漏光以及避免混色的效果。

又，由于本发明的另一种彩色滤光片的彩色单元的结构，包括有一第一彩色单元、一第二彩色单元以及一第三彩色单元，是呈现三角(delta)型式配置结构，且两相邻的彩色单元的重叠区域是作为一遮光区域。其中，每一个彩色单元的结构包含有四个平边以及四个缺角图案，该四个缺角图案是于一矩形轮廓的四个端点区域内制作而成。由此进一步将上述斜切面改良成为特殊的缺角图案，可以避免产生三色重叠区域，亦可减少开口的面积。

附图说明

图1、2、3习知彩色滤光片的红色(R)、绿色(G)与蓝色(B)等三种彩色单元的配置图案；

图4利用彩色滤光片的彩色单元的重叠区域作为遮光区域的上视图；

图5图4的三个彩色单元的重叠区域的剖面图；

图6本发明第一实施例的三个彩色单元的上视图；

图7本发明第一实施例的一个彩色单元的上视图；

图8沿图7的切线I-I显示彩色单元的厚度轮廓的剖面示意图；

图9沿图7的切线II-II显示彩色单元的厚度轮廓的剖面示意图；

图10沿图7的切线III-III显示彩色单元的厚度轮廓的剖面示意图；

图11本发明第二实施例的一个彩色单元结构的上视图；

图12～16本发明第二实施例的缺角图案的设计变化的上视图。

【件号说明】

习知技术：

彩色滤光片 10

红色单元 R

绿色单元 G

蓝色单元 B

三色重叠区域 12

本发明技术：

彩色滤光片 20

彩色单元 22、32、22I、22II、22III

平边 21、31

斜切面 23

开 26

缺角图案 34

圆形孔洞 35

长条开 36、37

凸出长条 38、39

具体实施方式

为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【第一实施例】

本发明第一实施例提出一种彩色滤光片，它是由三角(delta)型式配置结构的红色单元、绿色单元以及蓝色单元所构成，并利用两相邻的彩色单元的重叠区域作为遮光区域，可应用于不制作黑色矩阵层的彩色滤光片制程上。

本发明第一实施例是改良每一个彩色单元的四个端点的切面，可以减少三种彩色单元的重叠区域，并可降低三种彩色单元的完全不重叠区域的开口面积，以达到提升色彩品质、提高对比、减少漏光以及避免混色的效果。

继续参阅图6、图7、图8、图9，其中图6显示三个彩色单元的上视图，图7显示一个彩色单元的上视图，图8是沿图7的切线I-I显示彩色单元的厚度轮廓的剖面示意图，图9是沿图7的切线II-II显示彩色单元的厚度轮廓的剖面示意图，图10是沿图7的切线III-III显示彩色单元的厚度轮廓的剖面示意图。

如图6所示，本发明第一实施例的彩色滤光片20包含有三种彩色单元22I、22II、22III，是使用三角(delta)型式的配置结构，且两相邻的彩色单元的重叠区域可作为遮光区域。如图7所示，一个彩色单元22是设计成为八边形轮廓，是将原本矩形轮廓的四个端点区域去除而制作成四个平边21以及四个斜切面23。依据制程与色彩品质的需求，可以适度变换平边21的长度、斜切面23的长度以及斜切面23的倾斜角度。较佳者为，斜切面23的长度范围为0～8μm，斜切面23与平边21夹角为0～90度。依据斜切面23设计，这三种彩色单元22I、22II、22III的边缘处重叠范围为-10～10μm，可以避免这三种彩色单元22I、22II、22III的边缘处重叠而产生颜料过度凸出区域，进而达到提升色彩品质、提高对比、改善色彩纯度以及避免混色等目的。

不过，在三种彩色单元22I、22II、22III之间可能会形成一个完全不重叠区域的开口26，虽然面积很小但仍有漏光的危险。为了有效缩小开口26的面积，可以降低颜料位于斜切面23的倾斜角度。其原理为：利用颜料分散法、染色法、印刷法、电著法等方式制作彩色单元22的图案时，由于颜料受到表面张力的影响，形成于斜切面23处的颜料(色彩光阻)会呈现较陡的坡度(如图9所示)，而形成于平边21的颜料(色彩光阻)则会呈现较平缓的坡度(如图8与图10所示)。因此，若是减少形成于斜切面23的颜料坡度，则可增加此处的延伸距离，进而减少开口26的面积。

【第二实施例】

本发明第二实施例是进一步将上述斜切面23改良成为特殊的缺角图案，可以避免产生三色重叠区域，亦可减少开口26的面积。

请参阅图11与图12至16，图11显示本发明第二实施例的一个彩色单元结构的上视图，图12至16显示缺角图案的设计变化的上视图。图11所示，一个彩色单元32包含有四个平边31以及四个缺角图案34，其中这四个缺角图案34位于原本矩形轮廓的四个端点处。依据制程与色彩品质的需求，可以适度变换平边31的长度及缺角图案34的面积。

缺角图案34可采用镂空设计或是锯齿状设计，而且这四个缺角图案34可为相同、不相同、对称或不对称。镂空设计较佳者为，在缺角图案34内制作复数个圆形孔洞35(如图12所示)，在缺角图案34内制作复数个呈右上左下倾斜的长条开口36(如图13所示)，在缺角图案34内制作复数个呈左上又下倾斜的长条开口37(如图14所示)，或者是在缺角图案34内制作其他种几何形状的开口。至于开口的形状、开口的面积、开口的数目均属于设计选择，于此不加以限制。锯齿状设计较佳者为，在缺角图案34内制作复数个倾斜且间距相同的凸出长条38(如图15所示)，在缺角图案34内制作复数个倾斜且间距不同的凸出长条39(如图16所示)，或者是在缺角图案34内制作其他种几何形状的突出物。至于突出物的形状、面积、数目与间距均属于设计选择，于此不加以限制。

虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本发明的申请专利范围所界定者为准。

Claims

1、一种彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，至少包括有：

2、如权利要求1所述彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，该斜切面的长度范围为0～8μm。

3、如权利要求1所述彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，该斜切面与该平边的夹角为0～90度。

4、如权利要求1所述彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，该第一彩色单元、该第二彩色单元以及该第三彩色单元之间的重叠区域范围为-10～10μm。

5、一种彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，至少包括有：

6、如权利要求5所述彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，该缺角图案采用镂空设计。

7、如权利要求6所述彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，该缺角图案内制作有复数个圆形孔洞或是复数个长条形开口。

8、如权利要求5所述彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，该缺角图案采用锯齿状设计。

9、如权利要求8所述彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，该缺角图案内制作有复数个倾斜且间距相同的凸出长条，或是该缺角图案内制作有复数个倾斜且间距不同的凸出长条。

10、如权利要求5所述彩色滤光片的彩色单元的结构，其特征在于，该第一彩色单元、该第二彩色单元以及该第三彩色单元之间的重叠区域范围为-10～10μm。