TWI463193B - 彩色濾光片及液晶顯示器 - Google Patents

Description

彩色濾光片及液晶顯示器

本發明是有關於一種彩色濾光片，且特別是有關於一種用於液晶顯示器之彩色濾光片。

液晶顯示器已廣泛地應用在人類生活中。液晶顯示器中包含有彩色濾光片，用以顯示各種顏色。因此，彩色濾光片直接影響液晶顯示器的光學表現，例如亮度及顏色色度等光學性質。彩色濾光片通常包括紅色彩色光阻層、綠色光阻層以及藍色光阻層，其中以綠色光阻層對於亮度的影響最大。在習知的彩色濾光片技術中，提高亮度(亦即穿透率)與顏色的色度表現是相互抵觸的。簡言之，當彩色光阻層的穿透率增加時，會犧牲彩色光阻層的顏色色度表現。反之，提升彩色光阻層的色度表現時，也會造成彩色光阻層的穿透率下降。有鑑於此，目前亟需一種改良的彩色濾光片，期能改善上述問題，而使液晶顯示器的光學表現更進一步地提升。

本發明之一態樣係提供一種彩色濾光片，俾能同時兼具提高穿透率以及滿足色度規格的雙重要求。此彩色濾光片包含一基板以及一綠色光阻層。綠色光阻層位於基板之表面。綠色光阻層具有一穿透率頻譜T(λ)，其為波長λ之函數。穿透率頻譜T(λ)與CIE之色彩匹配函數(color matching function)的(λ)之乘積定義一函數A(λ)，其以下數學式(I)表示：

其中函數A(λ)在波長380 nm至780 nm範圍之最大值小於0.28，且函數A(λ)滿足以下數學式(II)：

在一實施方式中，綠色光阻層包含一綠色顏料(pigment)以及一黃色染料(dye)。

在一實施方式中，上述綠色顏料為鈦花青(phthalocyanine)。

在一實施方式中，上述黃色染料係選自硝基染料(nitro dye)、二苯甲烷染料(diphenylmethane dye)、偶氮染料(azo dye)、塞唑(thiazol)、吖嗪(azine)、吖啶(acridine)、奎林(quinoline)以及上述組合所組成之群組。

在一實施方式中，函數A(λ)滿足以下數學式(III)：

在一實施方式中，函數A(λ)在波長380至780 nm範圍之最大值小於0.27。

在一實施方式中，綠色光阻層之一厚度為約1 μm至約3 μm。

在一實施方式中，以C光源量測綠色光阻層之CIE 1931色座標(chromaticity)的x值為0.28至0.327，y值為0.6至0.62。

在一實施方式中，彩色濾光片更包含一紅色光阻層以及一藍色光阻層，分別配置於基板之表面。

本發明之另一態樣係提供一種液晶顯示器，其包含如上所述之任一彩色濾光片、一主動陣列基板、一液晶層以及一背光模組。液晶層位於主動陣列基板上方。彩色濾光片位於液晶層上方。背光模組位於主動陣列基板下方，用以發射一光線。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。

在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。

第1圖繪示本發明一實施方式之彩色濾光片100的剖面示意圖。彩色濾光片100包含基板110以及綠色光阻層120。

基板110用以支撐其上的綠色光阻層120，基板110可例如為玻璃基板或其他透明基板。基板110的材料及厚度並無特殊限制，只要其具有足夠機械強度以及適當的透光性即可。

綠色光阻層120位於基板110之表面111上。根據本發明之實施方式，綠色光阻層120具有一穿透率頻譜T(λ)，如第2圖所示。穿透率頻譜T(λ)為波長λ的函數，本文中，穿透率頻譜T(λ)的最大值定義為1，最小值定義為零。換言之，當穿透率為100%時，穿透率頻譜T(λ)的數值為1；當穿透率為0%時，穿透率頻譜T(λ)的數值為0。第2圖繪示的穿透率頻譜T(λ)在波長約500 nm至約600 nm的範圍具有很高的穿透率，因此光線通過綠色光阻層120後，呈現出綠色的顏色。在穿透率頻譜T(λ)在可見光波長範圍(380 nm至780 nm)內的最大穿透率可大於0.9。

綠色光阻層120的穿透率頻譜T(λ)與CIE之色彩匹配函數(color matching function)的(λ)之乘積定義一函數A(λ)。換言之，函數A(λ)可以下數學式(I)表示：

根據本發明一實施方式，上述CIE之色彩匹配函數可為CIE 1964視角10°之色彩匹配函數。第3圖繪示CIE 1964視角10°色彩匹配函數的圖形。色彩匹配函數由 (λ)、 (λ) 以及 (λ) 等三個函數所組成。色彩匹配函數中的 (λ) 用以定義上述函數A(λ)。

第4A圖繪示本發明一實施方式之函數A(λ)的圖形，其是由第2圖繪示的穿透率頻譜T(λ)乘上第3圖繪示CIE 1964視角10°色彩匹配函數中的 (λ) 而得到。如第4A圖所示，經由綠色光阻層120的穿透率頻譜T(λ)所定義之函數A(λ)，在波長380至780 nm範圍內的最大值小於0.28，且函數A(λ)在波長380 nm至780 nm範圍對波長λ的積分面積大於10.26，亦即函數A(λ)滿足以下數學式(II)：

在另一實施方式中，藉由綠色光阻層120的穿透率頻譜T(λ)所定義之函數A(λ)在波長380至780 nm範圍內的最大值小於0.27，且在波長380 nm至780 nm範圍對波長λ的積分面積大於10.3，亦即上述函數A(λ)滿足以下數學式(III)：

第4B圖繪示本發明一實施方式之綠色光阻層與習知技術之綠色光阻層的函數A(λ)的比較圖。在第4B圖中，A1曲線表示本發明實施方式之A(λ)函數圖形，A2曲線表示習知技術之A(λ)函數圖形。A1曲線的最大值為約0.261，A2曲線的最大值為約0.282。換言之，A1曲線的最大值小於A2曲線的最大值。但是，A1曲線在波長380 nm至780 nm範圍對波長λ的積分面積為10.34(亦即)，A2曲線在波長380 nm至780 nm範圍對波長λ的積分面積僅為10.26(亦即 )。亦即，A1曲線對波長的積分面積大於A2曲線。上述A1曲線及A2曲線的最大值及積分面積彙整於下表1中。

根據本發明之一或多個實施方式，綠色光阻層120之穿透率頻譜T(λ)能夠同時兼具高穿透率以及滿足色度規格的雙重要求，習知技術通常無法同時達到上述兩項要求。在習知技術中，當綠色光阻層120的穿透率增加時，會犧牲綠色光阻層120的色度表現。反之，欲提升綠色光阻層120的色度表現時，會導致綠色光阻層120的穿透率下降。根據本發明上述之實施方式，能夠提高綠色光阻層120的穿透率，並同時兼顧綠色光阻層120的色度表現。以下將更詳細敘述。

第5圖繪示本發明一實施方式之綠色光阻層120之穿透率頻譜S1以及習知綠色光阻層之穿透率頻譜S2的比較圖。以下表2列出以冷陰極管(CCFL)為光源，量測上述兩種綠色光阻層的光譜刺激值Y的數值。冷陰極管光源的頻譜繪示於第6A圖中。上述光譜刺激值Y是指CIE色彩系統之光譜三刺激值(tristimulus values)X、Y、Z中的光譜刺激值Y。光譜刺激值Y愈大，表示CCFL光源所發射之光線通過綠色光阻層後的光線強度愈高。也就是說，光源所發射之光線通過綠色光阻層後，可以被量測到的亮度愈高。

表2

根據本發明一實施方式之綠色光阻層(穿透率頻譜S1)的Y值高達65.39，習知綠色光阻層(穿透率頻譜S2)的Y值僅為63.7。顯然，本發明揭露之綠色光阻層的亮度表現優於習知技術。

本發明實施方式之綠色光阻層並非僅限於以冷陰極管為光源的態樣，本發明實施方式之綠色光阻層也可適用在以白光發光二極體為光源的實例中。具體而言，白光發光二極體(LED)可包含藍光LED以及覆蓋在藍光LED上的黃色螢光體。藍色LED發光時激發黃色螢光體發射出黃色光，而由黃色光與藍色光混合形成白光。上述白光發光二極體的頻譜繪示於第6B圖中。

在一實施方式中，綠色光阻層120包含一綠色顏料(pigment)以及一黃色染料(dye)。綠色光阻層120的穿透率頻譜T(λ)是由綠色顏料和黃色染料共同作用而形成。在一具體實例中，綠色顏料可例如為鈦花青(phthalocyanine)。黃色染料可例如為硝基染料(nitro dye)、二苯甲烷染料(diphenylmethane dye)、偶氮染料(azo dye)、塞唑(thiazol)、吖嗪(azine)、吖啶(acridine)、奎林(quinoline)或上述之組合。

在另一實施方式中，綠色光阻層120的厚度T為約1 μm至約3 μm。

在又一實施方式中，以C光源所量測綠色光阻層120之CIE 1931色座標(chromaticity)的x值為0.28至0.327，y值為0.6至0.62。

在一具體實方式中，如第1圖所示，彩色濾光片100可更包含紅色光阻層130、藍色光阻層140以及黑色遮光層150。紅色光阻層130、藍色光阻層140以及黑色遮光層150配置於基板110之表面111上。一般而言，黑色遮光層150的厚度小於綠色光阻層120、紅色光阻層130以及藍色光阻層140的厚度。黑色遮光層150可例如為黑色樹脂材料所製成。紅色光阻層130與藍色光阻層140的厚度可例如為約1-3 μm。在一實施例中，藍色光阻層140的厚度大於綠色光阻層120的厚度。

彩色濾光片100可更包含其他結構，以適用於各種形式的顯示器。舉例而言，彩色濾光片100可更包含一透明導電層配置於各顏色的彩色光阻層上方。再者，彩色濾光片100也可包含圖案化的凸起物，來形成多區域垂直配向(MVA)的面板結構。此外，彩色濾光片100也可包含多數的間隙物，用以形成彩色濾光片100與另一基板之間的間隙。

本發明之另一態樣提供一種液晶顯示器200，如第7圖所示。液晶顯示器200包含彩色濾光片100、主動陣列基板210、液晶層220以及背光模組230。主動陣列基板210可含多數個諸如薄膜電晶體之主動元件以及多數個畫素電極，每一畫素電極電性連接一薄膜電晶體。液晶層220位於主動陣列基板210上方。彩色濾光片100位於液晶層220上方。換言之，液晶層220夾置於主動陣列基板210與彩色濾光片100之間。彩色濾光片100可為上述任一實施方式或實施例的彩色濾光片。背光模組230位於主動陣列基板110下方，用以發射光線。背光模組230可包含諸如冷陰極管、發光二極體、熱陰極管等各種光源。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．彩色濾光片

110．．．基板

111．．．表面

120．．．綠色光阻層

130．．．紅色光阻層

140．．．藍色光阻層

150．．．黑色遮光層

200．．．液晶顯示器

210．．．主動陣列基板

220．．．液晶層

230．．．背光模組

T．．．厚度

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖繪示本發明一實施方式之彩色濾光片的剖面示意圖。

第2圖繪示本發明一實施方式之綠色光阻層的穿透率頻譜。

第3圖繪示CIE 1964視角10°色彩匹配函數的圖形。

第4A圖繪示本發明一實施方式之函數A(λ)的圖形。

第4B圖繪示繪示本發明一實施方式之綠色光阻層與習知技術之綠色光阻層的函數A(λ)的比較圖。

第5圖繪示本發明一實施方式之綠色光阻層之穿透率頻譜以及習知綠色光阻層之穿透率頻譜的比較圖。

第6A圖繪示本發明一實施方式之冷陰極管光源的頻譜。

第6B圖繪示本發明一實施方式之白光發光二極體的頻譜。

第7圖繪示本發明一實施方式液晶顯示器的剖面示意圖。

Claims (10)

1. 一種彩色濾光片，包含：一基板；以及一綠色光阻層，位於該基板之一表面，該綠色光阻層具有一穿透率頻譜T(λ)，其為波長λ之函數，該穿透率頻譜T(λ)與CIE之色彩匹配函數(color matching function)的(λ)之乘積定義一函數A(λ)，其以下數學式(I)表示： 其中該函數A(λ)在波長380至780 nm範圍之最大值小於0.28，且該函數A(λ)滿足以下數學式(II)：
2. 如請求項1所述之彩色濾光片，其中該綠色光阻層包含一綠色顏料(pigment)以及一黃色染料(dye)。
3. 如請求項2所述之彩色濾光片，其中該黃色染料係選自硝基染料(nitro dye)、二苯甲烷染料(diphenylmethane dye)、偶氮染料(azo dye)、塞唑(thiazol)、吖嗪(azine)、吖啶(acridine)、奎林(quinoline)以及上述組合所組成之群組。
4. 如請求項2所述之彩色濾光片，其中該綠色顏料為鈦花青(phthalocyanine)。
5. 如請求項1所述之彩色濾光片，其中該函數A(λ)滿足以下數學式(III)：
6. 如請求項1所述之彩色濾光片，其中該函數A(λ)在波長380至780 nm範圍之最大值小於0.27。
7. 如請求項1所述之彩色濾光片，其中該綠色光阻層之一厚度為約1 μm至約3 μm。
8. 如請求項1所述之彩色濾光片，其中該綠色光阻層以C光源所量測之CIE 1931色座標(chromaticity)的x值為0.28至0.327，y值為0.6至0.62。
9. 如請求項1所述之彩色濾光片，更包含一紅色光阻層以及一藍色光阻層，分別配置於該基板之該表面。
10. 一種液晶顯示器，包含：一主動陣列基板；一液晶層，位於該主動陣列基板上方；請求項1所述之一彩色濾光片，位於該液晶層上方；以及一背光模組，位於該主動陣列基板下方，用以發射一光線。