JP6646328B2 - カラーフィルタ基板及び曲面ディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、２０１５年８月２６日に中国特許局に提出した申請番号ＣＮ２０１５１０５３１８３０．１・発明名称「カラーフィルタ基板及び曲面ディスプレイ」の先願優先権を要求し、前記先願の内容は引用の方法で本文中に合併される。
本発明はディスプレイの技術領域に関し、具体的に言うと特に、カラーフィルタ基板及び曲面ディスプレイに関する。

曲面ディスプレイは曲面状の表示スクリーンを備え、スクリーンの各画素点が人の眼に達する距離を等しくすることができ、更に人の眼に迫るような臨場感ある視覚効果を提供することができ、それゆえに、従来のフラットパネルディスプレイに比べて更に高い競争力を備える。

曲面ディスプレイの製造工程は、図１が示すように、まず、平面状の配列基板２及びカラーフィルタ基板１をそれぞれ製造する。それから、配列基板２及びカラーフィルタ基板１に貼り合わせて、平面状の液晶パネルを形成する。さらに、平面状の液晶パネルを湾曲させて、内側が凹形の曲面液晶パネルを形成する。図２を参照する。その内、配列基板２には複数の縦横に交差したゲート線２２及びデータ線２１が設けられ、ゲート線２２及びデータ線２１によって、サブ画素領域が形成される。カラーフィルタ基板１には格子状のブラックマトリクスが設けられ、ブラックマトリクスによって、サブ画素領域が形成される。配列基板２及びカラーフィルタ基板１が貼り合わせて形成された平面状の液晶パネル内で、カラーフィルタ基板１のブラックマトリクスと、配列基板２のゲート線２２及びデータ線２１の位置は互いに対応し、ブラックマトリクスがゲート線２２及びデータ線２１を遮蔽する。カラーフィルタ基板１のサブ画素領域及び配列基板２のサブ画素領域の位置は互いに対応し、曲面ディスプレイの開口領域となる。

しかしながら、平面状の液晶ディスプレイ装置は湾曲させて曲面液晶パネルを形成した後、図１が示すように、カラーフィルタ基板１の左右両側は、配列基板２に対してそれぞれ左右両側に移動するとともに、カラーフィルタ基板１の縦方向の中心軸（図１が示す点で引いた線はカラーフィルタ基板１の縦方向の中心軸を突き抜ける）から遠くなればなるほど、移動距離も長くなる。

さらに、図２及び図３が示すように、配列基板２の各サブ画素領域の周囲には、ゲート線２２及びデータ線２１が設けられるだけでなく、薄膜トランジスタ２３と、サブ画素領域に直接配置された遮蔽層２４と、が設けられる。図３を参照する。前記遮蔽層２４は、画素電極２６の下に位置し、画素電極２６の間には絶縁層２７が設けられ、前記絶縁層２７は、ゲート線２２と同じ層且つデータ線２１と異なる層に設けられる。遮蔽層２４の間には中心軸線２５が形成される。中心軸線２５の両側のサブ画素領域の液晶３の偏光角は異なる。カラーフィルタ基板１に移動が生じるため、中心軸線２５に対応する液晶３の一部に方向の乱れが生じて原状回復できず、中心軸線２５の一部に黒い筋の出現を招き、曲面ディスプレイの表示効果に影響を与えてしまう。

本発明は、サブ画素領域の中心軸線部分に黒い筋が現れ、曲面ディスプレイの表示効果に影響を与える技術問題を解決することができる、カラーフィルタ基板及び曲面ディスプレイを提供することを目的とする。

本発明は一つ目に、カラーフィルタ基板を提供する。前記カラーフィルタ基板は、配列基板のゲート線及びデータ線に対応するように設けられた第一遮光領域からなる。

前記カラーフィルタ基板は、さらに、配列基板のサブ画素領域の中心軸線に対応するように設けられた第二遮光領域を備える。前記第二遮光領域の幅は、前記サブ画素領域の中心軸線より大きい。

前記カラーフィルタ基板の縦方向の中心軸から、前記縦方向の中心軸から遠ざかる両側の方向に向かって、各前記第二遮光領域の幅は徐々に大きくなっていくようにすることができる。

各前記第二遮光領域は、前記縦方向の中心軸に近い方向に向かって延伸し、延伸の幅は、前記縦方向の中心軸から前記縦方向の中心軸から遠ざかる両側の方向に向かって徐々に大きくなるようにすることができる。

各前記第二遮光領域は、前記縦方向の中心軸に近づく方向と中心軸から遠ざかる方向の二つの方向に向かってそれぞれ延伸し、延伸の幅は前記縦方向の中心軸から前記縦方向の中心軸から遠ざかる両側の方向に向かって、徐々に大きくなるようにすることができる。

第二遮光領域の幅は、中心軸線の幅と、前記第二遮光領域が中心軸線に対して移動する距離との和に等しくすることができる。

第二遮光領域の幅は、中心軸線の幅と、前記第二遮光領域が中心軸線に対して移動する距離の二倍との和に等しくすることができる。

前記第一遮光領域及び前記第二遮光領域は、前記カラーフィルタ基板のフィルター領域を規定することができる。

フィルター領域は、赤色フィルター領域と、緑色フィルター領域と、青色フィルター領域と、からなるようにすることができる。

前記カラーフィルタ基板が湾曲した状態の時、前記第二遮光領域は、前記サブ画素領域の中心軸線を完全に遮蔽することができる。

本発明は以下のような有益な効果を備える。本発明の実施例が提供するカラーフィルタ基板は、第二遮光領域を備え、且つ前記第二遮光領域は、配列基板のサブ画素領域の中心軸線に対応するように設けられる。前記カラーフィルタ基板が配列基板と貼り合わされた後、平板状の液晶パネルが湾曲されて曲面液晶パネルを形成する時、カラーフィルタ基板は配列基板に対して部分的に移動するため、サブ画素領域の中心軸線に部分的に黒い筋が現れてしまうが、現れる黒い筋もサブ画素領域より幅が大きい第二遮光領域によって遮蔽される。そのため、使用者が前記曲面ディスプレイを映し出して映像を見る時、サブ画素領域内の黒い筋は見えず、曲面ディスプレイの表示効果を保証することができる。

本発明は二つ目に、上記のカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板と貼り合わされた配列基板からなる曲面ディスプレイを提供する。

本発明のその他の特徴及びメリットについては続く明細書で詳述し、さらに、その一部は明細書から明らかになり、或いは、本発明を実施することによって理解できる。本発明の目的及びその他のメリットは、明細書、特許請求の範囲、及び図面によって特に示した構造によって実現できる。

更に本発明の実施例内の技術構想についてはっきりと説明するために、以下では実施例で説明する際に必要な図面について簡単に紹介する。

従来の技術における曲面ディスプレイ内のカラーフィルタ基板の移動した状態を示した概略図である。 従来の技術における配列基板を正面から見た図である。 従来の技術における配列基板及びカラーフィルタ基板の連動を示した図である。 本発明の実施例が提供する湾曲前の配列基板及びカラーフィルタ基板の連動を示した図である。 本発明の実施例が提供する湾曲後の配列基板及びカラーフィルタ基板の連動を示した図である。 本発明の実施例が提供する湾曲前の配列基板及びカラーフィルタ基板の連動を示した図である。 本発明の実施例が提供する湾曲後の配列基板及びカラーフィルタ基板の連動を示した図である。 本発明の実施例が提供する湾曲前の配列基板及びカラーフィルタ基板の連動を示した図である。 本発明の実施例が提供する湾曲後の配列基板及びカラーフィルタ基板の連動を示した図である。

以下では、図面及び実施例を用いつつ本発明の実施方式について詳細な説明を行う。これによって、本発明がどのように技術手段を応用して技術問題を解決するか、また技術効果の実現過程について、十分理解することができ、それに基づいて実施することができる。説明しておくべきなのは、新たな発想で作り上げたのでない限り、本発明内の各実施例及び各実施例内の各特徴は互いに組み合わせることができ、それによって形成される技術構想もすべて本発明の保護範囲に含まれる。

本発明の実施例はカラーフィルタ基板１を提供する。前記カラーフィルタ基板１は曲面ディスプレイにおいて用いられる。図４を参照する。前記カラーフィルタ基板１は、配列基板２と貼り合わせて曲面液晶パネルを形成した後に配列基板２のゲート線２２及びデータ線２１に対応するようにするように設けられた第一遮光領域１１を備える。第一遮光領域１１は、各サブ画素領域を画定するゲート線２２及びデータ線２１を遮蔽することができるだけでなく、各サブ画素領域の表示領域を形成することができるとともに、隣り合った、色の異なるサブ画素領域のコントラストを効果的に高めることができる。

さらに、図４を参照する。前記カラーフィルタ基板１は、さらに、配列基板２と貼り合わせて曲面液晶パネルを形成した後に配列基板２の中心軸線２５に対応するように設けられた第二遮光領域１２を備える。図５を参照する。第二遮光領域１２は、カラーフィルタ基板１が移動した後、中心軸線２５領域の液晶３に方向の乱れが生じるために発生する黒い筋を効果的に防ぐことができる。また、黒い筋は一般的に中心軸線２５に対応する領域及び中心軸線２５のそばに生じるため、黒い筋が現れるのを完全に防げるようにするために、さらには、曲面ディスプレイの表示効果を保証するために、第二遮光領域１２の幅はサブ画素領域の中心軸線２５より大きくすることができる。

本発明の実施例が提供するカラーフィルタ基板１は、第二遮光領域１２を備え、且つ前記第二遮光領域１２は、配列基板２のサブ画素領域の中心軸線２５に対応するように設けられる。前記カラーフィルタ基板１は、配列基板２と貼り合わされた後、平板状の液晶パネルを湾曲させて曲面液晶パネルを形成する時、カラーフィルタ基板１が配列基板２に対して図５に示すように部分的に移動することで、サブ画素領域の中心軸線２５の一部に黒い筋が現れたとしても、現れた黒い筋は幅が大きいサブ画素領域の第二遮光領域１２によって遮蔽される。使用者が、前記曲面ディスプレイが映し出す映像を見る時、サブ画素領域内の黒い筋が見えないため、曲面ディスプレイの表示効果を保証することができる。

本発明実施例において、第二遮光領域１２の幅は、サブ画素領域の中心軸線２５より大きいため、カラーフィルタ基板１及び配列基板２が貼り合わされ湾曲された後、第二遮光領域１２は黒い筋の黒い筋の領域が現れるのを遮ることができるだけでなく、黒い筋が現れていない一部の正常領域をも遮る可能性もある。しかしながら、正常な領域も一部の開口率を失うため、正常領域と黒い筋が現れる領域の明るさは同じであり、それによって、曲面ディスプレイ全体の明るさを均一にする。

その内、カラーフィルタ基板１上の第一遮光領域１１及び第二遮光領域１２は、共同して作動し、カラーフィルタ基板１のフィルター領域１３を規定する。前記カラーフィルタ基板１の曲面ディスプレイが赤緑青の三色からなるディスプレイ装置であれば、カラーフィルタ基板１のフィルター領域１３は、赤色フィルター領域と、緑色フィルター領域と、青色フィルター領域と、からなる。また、前記カラーフィルタ基板１の曲面ディスプレイが赤緑青白の四色からなるディスプレイ装置であれば、カラーフィルタ基板１上のフィルター領域１３は、赤色フィルター領域と、緑色フィルター領域と、青色フィルター領域と、無色フィルター領域と、からなる。

さらに、図４を参照する。カラーフィルタ基板１は、さらに、配列基板２の画素電極２６と連動する共通電極１４を備える。

平面状の液晶表示パネルは、湾曲の工程を経て曲面液晶パネルを形成した後、図１が示すように、カラーフィルタ基板１の左右両側は、配列基板２に対して左右両側に向かってそれぞれ移動するとともに、カラーフィルタ基板１の中心から距離が遠くなればなるほど、移動距離も長くなる。したがって、各サブ画素領域の中心軸線２５の一部及びその周囲が形成する黒い筋をすべて遮って、使用者が正常に見ることができるようにするために、本発明の実施例においては、カラーフィルタ基板１の縦方向の中心軸から縦方向の中心軸から遠ざかる両側の方向へ向かって、各前記第二遮光領域１２の幅は徐々に大きくなっていく。

具体的に、曲面表示パネルの曲率が固定された後、曲面表示パネル上の異なる領域のカラーフィルタ基板１が配列基板２に対して移動する距離は、経験データとシミュレーションに基づいて得ることができ、これによって、黒い筋の領域のサイズを推測することができ、それによって設けるべき第二遮光領域１２の幅を確定させることができる。

図４を参照する。各サブ画素領域の中心軸線２５自体の幅がｔであれば、任意の確定したサブ画素領域の中心軸線２５については、対応する箇所のカラーフィルタ基板１の移動の距離はｓである。カラーフィルタ基板１の左右の両部は配列基板２に対してそれぞれ左右両側に向かって移動するために、本発明の実施例において、第二遮光領域１２の両側に幅を広げる処理を行うことができる。それゆえ、確定した前記サブ画素領域に対応する第二遮光領域１２が必要な幅は（ｔ＋２ｓ）であり、即ち、第二遮光領域１２の幅は、中心軸線２５の幅と、前記第二遮光領域１２が中心軸線２５に対して移動する距離の二倍との和に等しい。

配列基板２及びカラーフィルタ基板１に貼り合わせが行われ移動が生じると、図５が示すように、配列基板２上のサブ画素領域の中心軸線２５の部分は、対応する第二遮光領域１２に覆われ、これによって、曲面ディスプレイにおいて、第二遮光領域１２はカラーフィルタ基板１が移動するために引き起こされる黒い筋を覆うことができる。黒い筋が現れていない正常な領域も同じ幅だけ覆われるため、明るさ及び黒い筋の領域が一致するようになる。

さらに詳しく説明すると、曲面ディスプレイの曲率が確定した後、カラーフィルタ基板１の各部分が配列基板２に対して移動する方向、移動の大きさが確定できるため、黒い筋が現れる領域も確定できる。それゆえ、黒い筋の領域を遮蔽する第二遮光領域１２は、カラーフィルタ基板１の移動状況に基づき図６から図９が示すように、片方の辺だけで補う方式を採用することによって、カラーフィルタ基板１の開口率を高めることができる。

その内、カラーフィルタ基板１の縦方向の中心軸から遠ければ遠いほど、カラーフィルタ基板１の配列基板２に対して移動する距離も長くなり、且つカラーフィルタ基板１が配列基板２に対して移動する距離、方向はすでに確定されている。具体的に、カラーフィルタ基板１の左側の部分では配列基板２に対して左への移動が生じ、カラーフィルタ基板１の右側の部分では配列基板２に対して右への移動が生じる。

図６及び図７を参照する。平板状態の液晶パネル内のカラーフィルタ基板１の左側の部分については、サブ画素領域の中心軸線２５に対応する各第二遮光領域１２は、前記のように適切な分、右に向かって延伸し、右に延伸する長さは、カラーフィルタ基板１の移動の距離と等しい。これによって、カラーフィルタ基板１及び配列基板２が貼り合わされ且つ湾曲された後、カラーフィルタ基板１が左に向かって移動しても、第二遮光領域１２は依然として黒い筋領域を完全に覆うことができるようにする。図６が示すように、カラーフィルタ基板１の左側の部分に位置したある確定したサブ画素領域については、前記サブ画素領域の中心軸線２５の幅をｔとし、前記箇所のカラーフィルタ基板１の左への移動の距離をｓとすると、平板状態のカラーフィルタ基板１が前記箇所の第二遮光領域１２で右へ補う距離をｓと設定することができ、このため、第二遮光領域１２の幅は（ｔ＋ｓ）である。図７を参照する。カラーフィルタ基板１及び配列基板２が貼り合わされ且つ湾曲された後、前記箇所のカラーフィルタ基板１は左に向かってｓの距離だけ移動し、右に向かって幅ｓを補う第二遮光領域１２は黒い筋領域を完全に覆うことができる。

同じように、平板状態の液晶パネル内のカラーフィルタ基板１の右側部分については、図８及び図９を参照する。第二遮光領域１２を左に向かって適切な分延伸させる必要がある。これによってカラーフィルタ基板１及び配列基板２が貼り合わされ且つ湾曲された後、カラーフィルタ基板１が右に向かって移動したとしても、第二遮光領域１２は依然として黒い筋領域を完全に覆うことができるようにする。図８が示すように、カラーフィルタ基板１の右側部分に位置するある確定したサブ画素領域については、前記サブ画素領域の中心軸線２５の幅をｔとし、前記箇所のカラーフィルタ基板１の右への移動の距離をｓとすると、平板状態のカラーフィルタ基板１が前記箇所の第二遮光領域１２の左へ補う距離をｓと設定することができ、これにより、第二遮光領域１２の幅は（ｔ＋ｓ）である。図９が示すように、カラーフィルタ基板１及び配列基板２が貼り合わされ且つ湾曲された後、前記箇所のカラーフィルタ基板１が右に向かってｓの距離だけ移動し、左に向かって補う幅がｓの第二遮光領域１２は完全に黒い筋の領域を覆うことができる。

それによって、本発明の実施例において、縦方向の中心軸から、縦方向の中心軸より遠ざかる両側の方向に向かって、各第二遮光領域１２の幅は縦方向の中心軸に近づく方向に向かって延伸し、延伸の幅は徐々に大きくなる。また具体的に、第二遮光領域１２の幅は、中心軸線２５の幅と、前記第二遮光領域１２が中心軸線２５に対して移動する距離との和と等しい。

本発明の実施例は、さらに一歩進んで、曲面ディスプレイを提供する。前記曲面ディスプレイは、前文において前記したカラーフィルタ基板１からなり、さらに前記カラーフィルタ基板１と貼り合わせて形成された曲面ディスプレイの配列基板２を備える。

本発明で示した実施方式は以上のようなものであるが、前記の内容は本発明が採用する実施方式を分かりやすくするためのものに過ぎず、決して本発明に限定を加えるものではない。本発明が属する技術領域の技術者はすべて、発明の示す構想及び範囲を超えない前提の下で、実施の形式上及び細部において変更及び変形を行うことができるが、本発明の特許保護範囲は、付属する権利請求書が示す範囲とする。

１ カラーフィルタ基板
１１ 第一遮光領域
１２ 第二遮光領域
１３ フィルター領域
１４ 共通電極
２ 配列基板
２１ データ線
２２ ゲート線
２３ 薄膜トランジスタ
２４ 遮蔽層
２５ 中心軸線
２６ 画素電極
２７ 絶縁層
３ 液晶

Claims (3)

1. ゲート線とデータ線とが設けられた配列基板と、
   前記配列基板の前記ゲート線と前記データ線に対応するように格子状に設けられた第一遮光領域からなるカラーフィルタ基板と、からなる曲面ディスプレイであって、
   前記第一遮光領域によって前記カラーフィルタ基板の複数のサブ画素領域が形成されており、
   前記配列基板には前記ゲート線と前記データ線とで前記配列基板の複数のサブ画素領域が形成されていて、
   前記カラーフィルタ基板と前記配列基板とを組み合わせてから湾曲させて曲面ディスプレイとしたときに、前記カラーフィルタ基板のサブ画素領域の位置と前記配列基板のサブ画素領域の位置とが互いに対応して、前記曲面ディスプレイの開口領域となるようになっていて、
   さらに前記配列基板の各前記サブ画素領域の中心線に対応する位置に中心軸線が設けられており、各前記サブ画素領域において前記中心軸線の両側にある液晶の偏光角は異なっており、
   前記カラーフィルタ基板は、さらに、前記配列基板のサブ画素領域の中心軸線に対応するように設けられた第二遮光領域を備え、
   前記第二遮光領域の幅は、前記サブ画素領域の中心軸線の幅より大きく、
   前記カラーフィルタ基板の縦方向の中心軸から、前記縦方向の中心軸から遠ざかる両側の方向に向かって、各前記第二遮光領域の幅は徐々に大きくなっており、
   さらに、
   前記カラーフィルタ基板の縦方向の中心軸から左側の部分においては、各前記第二遮光領域は前記カラーフィルタ基板の各サブ画素領域の中心から右に向かって延伸し、かつ、各前記第二遮光領域の幅は、前記中心軸線の幅と、各前記第二遮光領域が中心軸線に対して移動する距離との和に等しく、
   前記カラーフィルタ基板の縦方向の中心軸から右側の部分においては、各前記第二遮光領域は前記カラーフィルタ基板の各サブ画素領域の中心から左に向かって延伸し、かつ、各前記第二遮光領域の幅は、前記中心軸線の幅と、各前記第二遮光領域が中心軸線に対して移動する距離との和に等しい、
   ことを特徴とする曲面ディスプレイ。
2. 請求項１に記載の曲面ディスプレイにおいて、
   前記第一遮光領域及び前記第二遮光領域は、前記カラーフィルタ基板のフィルター領域を規定する
   ことを特徴とする曲面ディスプレイ。
3. 請求項２に記載の曲面ディスプレイにおいて、
   フィルター領域は、赤色フィルター領域と、緑色フィルター領域と、青色フィルター領域と、からなる
   ことを特徴とする曲面ディスプレイ。