CN1888957B - 液晶显示器的彩色滤光片 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器的彩色滤光片，包括：基板、第一黑色树脂膜、第二黑色树脂膜、及遮光层。基板的边框区是围绕显示区。第一黑色树脂膜及第二黑色树脂膜是分别配置于边框区及显示区。显示区具有彩色光阻图案，而两相邻的彩色光阻图案是以部分交叠的方式完全覆盖第二黑色树脂膜。遮光层是配置于第一黑色树脂膜，且大致上覆盖第一黑色树脂膜。本发明能有效改善边框漏光问题，且能提高整片基板膜层的平坦度，避免液晶配向异常。

Description

液晶显示器的彩色滤光片

技术领域

本发明是有关于一种显示器的彩色滤光片，且特别是有关于一种具有树脂黑色矩阵(Black Matrix；BM)的液晶显示器的彩色滤光片。

背景技术

液晶显示器面板的所以能够产生色彩的变化，主要是通过彩色滤光片(ColorFilter；以下简称CF)的红(R)、绿(G)、蓝(B)三种彩色光阻图案提供色相，形成彩色显示画面。目前彩色滤光片的主流制作方式是采用颜料分散法，且在彩色滤光片的制程主要包括黑色矩阵(Black Matrix；BM)工程及RGB(红绿兰)彩色光阻的工程。传统上的黑色矩阵工程是先在玻璃基板上以溅镀形成铬(Cr)或氧化铬的金属层膜，经由曝光、显影及蚀刻等制程以形成黑色矩阵。当黑色矩阵形成的后，接着进行RGB彩色光阻的工程，经由曝光及显影等制程而在黑色矩阵之间的开口部逐一形成R、G、B三种彩色光阻图案。因此，R、G、B(红、绿、兰)各个彩色光阻图案之间均有黑色矩阵加以隔开，可增加显示时的色彩对比及避免杂色光产生。

近年来，基于环保考虑，黑色矩阵的材质可采用树脂(resin)来取代铬，且树脂的材料主要掺杂碳黑(carbon)。可涂布的树脂黑色矩阵不但能解决形成金属黑色矩阵时所造成的污染，亦可降低反射、提高色彩对比，使色彩表现更好。然而，树脂黑色矩阵相对于同厚度的铬黑色矩阵其光学密度(OD，Optic Density)较低，所以要达成相同的遮光效果，树脂黑色矩阵往往要远厚于铬黑色矩阵。一般而言在彩色滤光片的黑色矩阵的光学密度通常需求在4.0以上，铬黑色矩阵仅需0.15m即可达成，但树脂黑色矩阵却需要1.1m。在高亮度需求的LCD TV产品上，其黑色矩阵的光学密度更需要4.5以上方能完全遮蔽光源，若以此光学密度作为需求，则树脂黑色矩阵需要增厚至1.3m才能达到。但若直接增加树脂黑色矩阵的厚度来增加光学密度，反而会形成在黑色矩阵与彩色光阻重叠处的明显的突起，进而降低整片基板膜层的平坦度。同时，因为无法确保的显示区厚度的均一性，甚而导致液晶配向异常。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种液晶显示器的彩色滤光片(ColorFilter；CF)，可增加CF边框的光学密度、改善边框漏光问题，且能提高整片基板膜层的平坦度，避免液晶配向异常。

根据本发明的目的，提出一种显示器的彩色滤光片，包括：基板、第一黑色树脂膜(Black Matrix；BM)、第二黑色树脂膜、及遮光层。基板包括显示区(arrayregion)及边框区(border region)。边框区是围绕显示区，而显示区具有数个彩色光阻图案且彩色光阻图案是配置成矩阵状。第一黑色树脂膜是配置于边框区，第二黑色树脂膜是配置于显示区。遮光层是配置于第一黑色树脂膜上，大致上覆盖第一黑色树脂膜。

根据本发明的目的，更提出一种显示器的彩色滤光片，包括：基板、第一黑色树脂膜、第二黑色树脂膜、及遮光层。基板包括显示区及边框区。边框区是围绕显示区，而显示区具有复数个彩色光阻图案，且彩色光阻图案是配置成矩阵状。第一黑色树脂膜是配置于边框区，第二黑色树脂膜是配置于显示区。第二黑色树脂膜具有数个开口，彩色光阻图案是布满这些开口，且两相邻的彩色光阻图案是以部分交叠的方式完全覆盖第二黑色树脂膜。遮光层是配置于第一黑色树脂膜上，大致上覆盖第一黑色树脂膜。

根据本发明的目的，另提出一种显示器的彩色滤光片，包括：基板、第一黑色树脂膜、及第二黑色树脂膜。基板包括显示区及边框区。边框区是围绕显示区，而显示区具有数个彩色光阻图案。第一黑色树脂膜是配置于边框区，第二黑色树脂膜是配置于显示区。第二黑色树脂膜具有数个开口，彩色光阻图案是布满这些开口，且两相邻的彩色光阻图案是以部分交叠的方式完全覆盖第二黑色树脂膜。第一黑色树脂膜及第二黑色树脂膜的厚度是介于0.2μm及1.1μm之间。

根据本发明的目的，又提出一种液晶显示器，包括：薄膜电晶体阵列基板、液晶层、彩色滤光片基板、第一黑色树脂膜、第二黑色树脂膜及遮光层。彩色滤光片基板与薄膜电晶体阵列基板相对配置。液晶层设置于薄膜电晶体阵列基板及彩色滤光片基板之间。彩色滤光片基板包括：具有数个彩色光阻图案的显示区及围绕显示区的边框区。

彩色光阻图案是配置成矩阵状。第一黑色树脂膜是配置于边框区，而第二黑色树脂膜是配置于显示区。遮光层是配置于第一黑色树脂膜上且大致上覆盖第一黑色树脂膜。

本发明的效果：

本发明的液晶显示器的彩色滤光片，在CF边框的黑色树脂膜叠上一遮光层以增加CF边框的光学密度，可解决黑色矩阵的光学密度过低所发生的边框漏光的现象，亦可避免直接增加黑色树脂膜的厚度，而造成与彩色光阻重叠处所形成的明显突起。因此，能有效改善边框漏光问题，且能提高整片基板膜层的平坦度，避免液晶配向异常。此外，边框区的遮光层不但可在RGB彩色光阻的工程阶段形成，亦可与显示区的彩色光阻图案共用光罩。因此，不需花费额外的制造成本即能达到遮光效果。

为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。

附图说明

图1绘示一彩色滤光片的基板的示意图。

图2绘示沿着图1的剖面线2-2的剖面放大图。

图3绘示依照本发明的彩色滤光片的显示区的侧视剖面图。

图4A绘示依照本发明第一实施例的彩色滤光片的边框区的局部剖面图。

图4B绘示依照本发明第二实施例的彩色滤光片的边框区的局部剖面图。

图5绘示本发明的液晶显示器的示意图。

附图中主要标号说明：

10：彩色滤光片基板                20：薄膜电晶体阵列基板

30：液晶层                        100：彩色滤光片的基板

110：边框区                       120：显示区

210：第一黑色树脂膜               220：第二黑色树脂膜

310、312、313、314：遮光层        320、322、324：彩色光阻图案

具体实施方式

本发明的液晶显示器的彩色滤光片(Color Filter；CF)主要是将一遮光层叠在CF边框的黑色树脂膜上，以增加CF边框的光学密度，形成具有至少两层树脂层膜的边框。

请参照图1，绘示一彩色滤光片的基板的示意图。彩色滤光片的基板100包括一边框区(border region)110及一显示区(array region)120。边框区110是围绕显示区120。

制造彩色滤光片时，首先是进行黑色矩阵工程，再接着进行RGB彩色光阻的工程。请参照图2，绘示沿着图1的剖面线2-2的剖面放大图。黑色矩阵工程是于彩色滤光片的基板100上形成黑色矩阵(Black Matrix；BM)。如图2所示，第一黑色树脂膜210配置于边框区110，而第二黑色树脂膜220配置于显示区120。第一黑色树脂膜210及第二黑色树脂膜220的厚度是较佳地介于0.2μm及1.1μm之间。在此黑色矩阵工程阶段，显示区120中两两相邻的第二黑色树脂膜220之间具有开口部222及224。

RGB彩色光阻的工程是在显示区的开口部逐一形成R、G、B三种彩色光阻图案。请同时参照第2及3图，通过曝光及显影等制程，先将彩色光阻图案322布满显示区120的开口部222且覆盖部分的第二黑色树脂膜220，再将彩色光阻图案324布满开口部224且覆盖部分的第二黑色树脂膜220。尤其，在图3中，彩色光阻图案324于第二黑色树脂膜220的上方更同时覆盖部分的彩色光阻图案322，进而与彩色光阻图案324产生交叠。两相邻的彩色光阻图案322及324覆盖于第二黑色树脂膜220上的部分交叠处的厚度是较佳地大于0.3μm。由上述可知，显示区120内的每个第二黑色树脂膜220不仅位于两相邻的彩色光阻图案之间，且两相邻的彩色光阻图案322及324更以部分交叠的方式覆盖第二黑色树脂膜220。

请参照图4A，绘示依照本发明第一实施例的彩色滤光片的边框区的局部剖面图。边框区110的遮光层310亦是在RGB彩色光阻的工程阶段形成，覆盖位于边框区110的第一黑色树脂膜210，以增加边框区110的光学密度。遮光层310的厚度是较佳地大于0.3μm。遮光层310是选自一群组，该群组包括：红色(R)膜层、一绿色(G)膜层、一蓝色(B)膜层、及这些膜层的组合。由于R膜层、B膜层、G膜层可分别与显示区的R色图案、B色图案、G色图案同时形成，因此，遮光层210是较佳地与显示区120的彩色光阻图案同时形成。经由实验结果，得知B膜层的光学密度最大、其次为R膜层、再其次为G膜层，故较佳选择B模层来当作遮光层，可有效增加边框的整体光学密度。在一较佳的实施例中，采用0.9m厚的黑色树脂膜210以及2m厚的B膜层来当遮光层310，可以得到4.7的光学密度，由此可使用较薄的黑色树脂膜避免与彩色光阻重叠处的明显的突起，亦可得到足够光学密度的边框。由于遮光层310亦为一树脂层，且边框区110包括第一黑色树脂膜210及遮光层310，故在边框区110形成具有至少两层树脂层膜的边框，且遮光层310是大致上(substantially)布满第一黑色树脂膜210。

请参照图4B，绘示依照本发明第二实施例的彩色滤光片的边框区的局部剖面图。边框区110的遮光层亦是在RGB彩色光阻的工程阶段形成，覆盖位于边框区110的第一黑色树脂膜210，以增加边框区110的光学密度。遮光层的厚度是较佳地大于0.3μm。如图4B所示，遮光层是为复数个彩色膜层，包括一红色(R)膜层312、一绿色(G)膜层313及一蓝色(B)膜层314。两两相邻的彩色膜层之间具有间隙，且该间隙的宽度与显示区两两相邻的R色图案、B色图案及G色图案之间的距离实质上相同。因此，R膜层312、G膜层313及B膜层314可分别与显示区的R色图案、G色图案及B色图案同时形成。而且，仅需在曝光时作一个偏移量，即可使用R色图案、G色图案及B色图案的光罩。因此，采用本实施例所形成的遮光层不需花费额外的制造成本，亦可达到相同的遮光效果。由于遮光层亦为树脂层，且边框区110包括第一黑色树脂膜210及遮光层，故在边框区110形成具有至少两层树脂层膜的边框，且遮光层31是大致上(substantially)布满第一黑色树脂膜210。

请参照图5，绘示依照本发明的液晶显示器的示意图。液晶显示器包括：薄膜电晶体阵列基板20、液晶层30、彩色滤光片基板10、第一黑色树脂膜210、第二黑色树脂膜220及遮光层310。彩色滤光片基板10与薄膜电晶体阵列基板20相对配置，而液晶层30设置于薄膜电晶体阵列基板及20与彩色滤光片基板10之间。彩色滤光片基板包括：具有数个彩色光阻图案320的显示区120及围绕显示区120的边框区110。数个彩色光阻图案320是配置成矩阵状(未绘示于图中)。第一黑色树脂膜210是配置于边框区110，而第二黑色树脂膜220是配置于显示区120。遮光层310配置于第一黑色树脂膜210上，大致上覆盖第一黑色树脂膜210。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。

Claims (8)

1.一种液晶显示器的彩色滤光片，其特征在于包括：

一基板，包括：

一显示区，包括数个彩色光阻图案，所述这些彩色光阻图案是配置成一矩阵状；及

一边框区，围绕所述显示区；

一第一黑色树脂膜，配置于所述边框区；

一第二黑色树脂膜，配置于所述显示区；以及

一蓝色遮光层，配置于所述第一黑色树脂膜上，大致上覆盖所述第一黑色树脂膜；

其中所述第一黑色树脂膜的厚度是0.9μm，所述蓝色遮光层的厚度是2μm。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于所述遮光层为一树脂层。

3.如权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于所述遮光层是与所述显示区的所述这些彩色光阻图案同时形成。

4.如权利要求3所述的彩色滤光片，其特征在于所述遮光层的彩色膜层是以相同于所述这些彩色光阻图案的矩阵状配置。

5.一种液晶显示器，其特征在于包括：

一薄膜电晶体阵列基板；

一液晶层；

一彩色滤光片基板，与所述薄膜电晶体阵列基板相对配置，所述液晶层设置于所述薄膜电晶体阵列基板及所述彩色滤光片基板之间，其特征在于所述彩色滤光片基板包括：

一显示区，包括数个彩色光阻图案，所述这些彩色光阻图案是配置成一矩阵状；及

一边框区，围绕所述显示区；

一第一黑色树脂膜，配置于所述边框区；

一第二黑色树脂膜，配置于所述显示区；以及

一蓝色遮光层，配置于所述第一黑色树脂膜上，大致上覆盖所述第一黑色树脂膜；

其中所述第一黑色树脂膜的厚度是0.9μm，所述蓝色遮光层的厚度是2μm。

6.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于所述遮光层是为一树脂层。

7.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于所述遮光层是与所述显示区的所述这些彩色光阻图案同时形成。

8.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于所述遮光层的彩色膜层是以相同于所述这些彩色光阻图案的矩阵状配置。

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