TWI576618B - 彩色濾光片 - Google Patents

Description

彩色濾光片

本發明係有關於一種濾光片，尤指於黑色矩陣之內框區中具有複數個第一開孔，外框區中具有複數個第二開孔，其中該第二開孔之面積少於該第一開孔之彩色濾光片。

液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)，現在已普遍地作為各式各樣視覺影像終端裝置，如戶外大型廣告看板、桌上型電腦顯示器、筆記型電腦顯示器、手機型顯示器、電子相簿等。其係因液晶顯示器不但具備耗電量與輻射低之益處，更兼具輕薄短小可攜性佳等優點，因而打敗了傳統的顯示器，一躍成為顯示器市場的主流趨勢技術，而在相較於傳統顯示器有許多益處之推波助瀾下，液晶顯示器躍升為市場主流技術，令產業中許多技術者、發明家或者研發團隊大刀闊斧紛紛砸下大量的時間、金錢再針對液晶顯示器品質提升方面，進行大量的研究，使得液晶顯示器技術在台灣成為一個主要產業，令液晶顯示器成為台灣主要輸出品而為本國帶來許多經濟利益，即使如今在台灣液晶顯示器方面之技術仍有著突飛猛進的成長，且隨著新興國家的成長，以及顯示器相關產品的增加，國人針對投入對液晶顯示器相關技術的研究仍保有高度的熱情。

由技術上而言，液晶顯示器是屬於一種被動式顯示裝置，在當中主要元件基本上可分為三大部分，其分別為背光模組、液晶面板、彩色濾光片，在這之中由背光模組提供光源，再由彩色濾光片中之紅(R)、藍(B)、綠(G)三種畫素結構作重複規則排列，以將其光源進行濾光，達到使液晶面板顯示彩色之效果。而在彩色濾光片，通常包含一玻璃基板、一畫素層以及一黑色矩陣(Black Matrix)，該玻璃基板係作為承載用，該畫素層中紅(R)、藍(B)、綠(G)三種畫素結構分別阻擋其他三原色的光透過以生成彩色顯示之作用，而黑色矩陣則是為遮蔽未形成紅(R)、藍(B)、綠(G)三種畫素結構之區域所穿透之光，同時防止漏光以及阻止畫素結構之材料相混等作用，黑色矩陣外型上多為包含複數個框體之結構，並分別對應在各自不同區域以容納形成不同顏色之濾光層。

然而，液晶顯示器在組裝後，其顯示區域周緣處會有部分區域亮度會與顯示器中心部分有著明顯程度之差異，其原因有二：一為在液晶顯示器與外框組裝完成後，由邊緣所產生出斜像漏光；另一原因則為視覺對比下所產生之錯覺。習知技術中，為解決此一問題而利用背光模組與顯示面板之間的彩色壓條置於顯示區域外側之週邊區域提供顏色補償的功能，藉此解決面板顯示區域邊緣的暗態斜向漏光的問題，其由光學儀器量測後可檢測出顯示區域上任一點之出光亮度一致，似乎解決了斜向漏光所產生的問題，然而實際上當仔細以肉眼觀看時仍會有液晶顯示器周緣區域之亮度相較於顯示區域中心亮度存在一定程度上之明暗差異的視覺效果，換句話說，問題尚未完全被根絕，由於視覺對比下所產生之 錯覺而看似存在不同亮度區域之問題仍然存在。有鑑於此，對於現今液晶顯示器之技術創新上，如何研發出一種彩色濾光片以提供一種新穎的液晶顯示器，可改善視覺對比對液晶顯示器的使用者所造成之不便，實乃相關產業與企業公司們眼下不容忽視之一重要課題。

本發明之一主要目的，在於提供一種彩色濾光片，利用黑色矩陣之內框區具有複數個第一矩陣，且該些第一矩陣中各自具有一第一黑色凸塊與複數個第一開孔，外框區具有複數個第二矩陣，且該些第一矩陣中各自具有一第二黑色凸塊與複數個第二開孔，其中該第二開孔之面積少於該第一開孔，藉以調和顯示面板與其周緣之視覺對比。

本發明之一次要目的，在於提供一種彩色濾光片，在維持第一矩陣之開口率與第二矩陣之開口率相同為前提下，藉以調和顯示面板與其周緣之視覺對比。

為達上述所指稱之目的及功效，本發明為一種彩色濾光片，其包含一玻璃基板、至少一黑色矩陣與彩色濾光層，該黑色矩陣具有一內框區與一外框區，且該內框區所具有之複數個第一開孔面積大於該外框區所具有之複數個第二開孔。

本發明之一實施例，在於該外框區之該第二開孔之面積，係自該內框區之邊緣向該外框區之邊緣遞減。

本發明之一實施例，在於該第二開孔之面積係為等比例遞減。

本發明之一實施例，在於該第二開孔之面積係為非等比例遞減。

本發明之一實施例，在於該第二開孔之面積之遞減比例為10%。

本發明之一實施例，在於該第二開孔之數量大於2時，每一該第二開孔之面積相同。

本發明之一實施例，在於該些第二矩陣中之該些第二開孔面積係為等比例遞減。

本發明之一實施例，在於該些第二矩陣中之該些第二開孔面積係為非等比例遞減。

本發明之一實施例，在於該些第二矩陣之該些第二開孔之面積之遞減比例為10%。

本發明之一實施例，在於該些第一開孔數量小於該些第二開孔。

本發明之一實施例，在於每一第一矩陣中該些第一開孔之面積和相同於每一第二矩陣中該些第二開孔之面積和。

本發明之一實施例，在於每一該第一矩陣之開孔率與每一該第二矩陣之開孔率相同。

1‧‧‧彩色濾光片

11‧‧‧玻璃基板

13‧‧‧黑色矩陣層

131‧‧‧內框區

1311‧‧‧第一矩陣

1311a‧‧‧第一黑色凸塊

1311b‧‧‧第一開孔

132‧‧‧外框區

1321‧‧‧第二矩陣

1321a‧‧‧第二黑色凸塊

1321b-i‧‧‧第二開孔

15‧‧‧彩色濾光層

第一圖：其係為本發明之第一實施例之彩色濾光片之立體示意圖；第二圖：其係為本發明之第一實施例之彩色濾光片之A-A’剖面示意圖；第三A圖：其係為本發明之第一矩陣之元件示意圖；第三B圖：其係為本發明之第二矩陣之元件示意圖；第四圖：其係為本發明之第一實施例之黑色矩陣之俯視圖； 第五圖：其係為本發明之黑色矩陣之局部示意圖；第六圖：其係為本發明之第二實施例之彩色濾光片之立體示意圖；第七圖：其係為本發明之第二實施例之彩色濾光片之B-B’剖面示意圖；第八圖：其係為本發明之第二實施例之黑色矩陣之局部示意圖；第九圖：其係為本發明之第三實施例之彩色濾光片之立體示意圖；第十圖：其係為本發明之第三實施例之彩色濾光片之C-C’剖面示意圖；第十一圖：其係為本發明之第三實施例之第二矩陣之元件示意圖；第十二圖：其係為本發明之第三實施例之黑色矩陣之俯視圖；以及第十三圖：其係為本發明之第三實施例之黑色矩陣之局部示意圖。

為使 貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明如後：有鑑於先前技術中，顯示器於使用時使用者除了可感覺到顯示區域中心的正常顯示區域外，另外可觀察到顯示區域外框周緣部分另有一亮區域，而使得整體顯示區域具有複數不同的亮度區域，此原因之一係因彩色濾光片與顯示區域亮度差，而令觀看者感到顯示區域周緣區域較亮之錯覺，故，本發明將黑色矩陣對應顯示 區域之周緣部分之開孔做修飾後，解決了由於對比錯覺而令使用者視覺上感覺顯示區域周緣之亮度較亮之問題，達到令使用者觀看顯示器時整體顯示區域之所感受到之視覺亮度可以一致，進而消弭顯示區域周緣較亮之問題。

請參閱第一圖與第二圖，其係為本發明之第一實施例之彩色濾光片之立體示意圖，與本發明之第一實施例之彩色濾光片之A-A’剖面示意圖；如圖所示，本實施例中之主要元件包含一玻璃基板11、一黑色矩陣層13與一彩色濾光層15，而該黑色矩陣層13中包含一內框區131及一外框區132，在該內框區131中具有複數個第一矩陣1311，而該外框區132中具有複數個第二矩陣1321。

請參閱第三A圖與第三B圖，其係為本發明之第一矩陣之元件示意圖，與本發明之第二矩陣之元件示意圖；如圖所示，本實施例在於說明該些第一矩陣1311與該些第二矩陣1321之開口方式，圖中每一第一矩陣1311具有一第一黑色凸塊1311a與複數個第一開孔1311b，而每一第二矩陣1321具有一第二黑色凸塊1321a與複數個第二開孔1321b，而該些第二矩陣1321之該第二開孔1321b-c之面積小於該些第一矩陣1311之該些第一開孔1311b的面積。此外，本實施例之圖式中之該些第一矩陣1311與該些第二矩陣1321中，各別均具有4個開孔，惟本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可理解每一第一矩陣1311與每一第二矩陣1321中之開孔數與開孔形狀可為使用者任意設計。

承上所述，該黑色矩陣層13係設於該玻璃基板11之上，該彩色濾光層15係可對應設置於該黑色矩陣層13之該些第一開孔1311b與該些第二開孔1321b之中，並更包含到在該些第一開孔1311b與該 些第二開孔1321b之上，並覆蓋到局部該第一黑色凸塊1311a與該第二黑色凸塊1321a。

請參閱第四圖，其係為本發明之第一實施例之黑色矩陣之俯視圖；如圖所示，本實施例在於說明整個黑色矩陣中該外框區132之定義部分，在黑色矩陣層13中包含內框區131與外框區132，該內框區131於黑色矩陣層13之中心部分，而該外框區132於黑色矩陣層13周緣部分，而在本實施例中係以一個黑色矩陣層13由周圍往中心算兩個第二矩陣1321為外框區132，以定義出黑色矩陣層13中對應顯示區域有過亮之問題並加以改良解決之區域，惟在實際應用上，針對顯示器尺寸之不同或其他設計上之因素，本案所定義為該外框區132也會隨之變化，換句話說，本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可理解本案所指之外框區132並不侷限於圖式中所示由周圍向內算兩個矩陣之區域，而應由存在過亮問題之區域來定義外框區132的區域。

請參閱第五圖，其係為本發明之黑色矩陣之局部示意圖；如圖所示，本實施例在於說明光線經由背光模組進入彩色濾光片之黑色矩陣時，控制黑色矩陣之開口面積以限制光線通過時之光總量，首先，該些第二矩陣1321中之開口面積和均小於該些第一矩陣1311之開口面積和，且該外框區132最外緣之每一第二矩陣1321之開口面積和又小於與每一與第一矩陣1311相鄰之該些第二矩陣1321之開口面積和，換句話說，即該些第二矩陣1321之該些第二開孔之1321b-c之開口面積係依據前一矩陣之開口面積和作基準，自該內框區131之邊緣向該外框區132之邊緣方向作遞減，而其中該遞減形式可採用等比例之方式作遞減。

除上述係藉由前一矩陣1311之該些開口面積和為基準，並對各矩陣中開孔面積和作等比例遞減之形式外，其遞減之方式可採用下列方式，依據該些第一矩陣1311中之該些第一開口1311b之面積和作基準，將外框區132之每一第二矩陣1321之開口面積和自該內框區131之邊緣向該外框區132之邊緣方向進行等比例遞減，而為達到本案之功效，上述遞減比例之較佳範圍介於5至15%之間，其中又以10%之功效最為顯著。

承上所述，由於顯示區域之外框區相對於顯示區域之內框區於觀視上具有亮度較高之情形，本實施例中之過亮之顯示區域之外框區，於該外框區之該第二矩陣1321藉由修飾第二矩陣1321中該些第二開孔1321b-c，使其面積和小於該些第一矩陣1311中該些第一開孔1311b之面積和，便可令該些第二矩陣132之開口率下降進而抑制顯示區域之外框區於視覺上亮度過亮之問題，而達到令觀看者對整體顯示區域之視覺亮度感受可以一致。

請參閱第六至七圖，其係為本發明之第二實施例之彩色濾光片之立體示意圖，與本發明之第二實施例之彩色濾光片之B-B’剖面示意圖；如圖所示，本實施例表示出第二實施例之主要元件，其包含一種彩色濾光片1，其包含一玻璃基板11、一黑色矩陣層13與一彩色濾光層15，而該黑色矩陣層13中包含一內框區131及一外框區132，在該內框區131中具有複數個第一矩陣1311，而在該外框區132設有複數個第二矩陣1321，而其該玻璃基板11與該彩色濾光層15之設置方式相同於第一實施例，故，不再贅述。

再參閱第八圖，其係為本發明之第二實施例之黑色矩陣之局部示意圖；如圖所示，本實施例在於說明開口等比例遞減之形式，其 與第一實施例之差異在於，第一實施例係以矩陣為單位來進行等比例遞減而第二實施例係以開口為單位來進行等比例遞減，換句話說，本實施例係以該些第二矩陣1321中之該些第二開口1321b-d，逐一開口自該內框區131向該外框區132之外緣作等比例遞減。

而在開口面積遞減之形式上，該些第二開口1321b-d之每一開口面積係依據該第一開口1311b之開口面積大小作基準，而自該內框區131之邊緣向該外框區132之邊緣方向作等比例遞減，或者可依據該些第二開口1321b-d之開口面積係依據該第一開口1311b之開口面積大小作基準，自該內框區131自而自該內框區131之邊緣向該外框區132之邊緣方向作等比例遞減，而為達到本案之功效其遞減比例參數約在5至15%之間為較佳範圍，其中又以10%之功效最為顯著。此外，在本實施例雖為等比例遞減形式，但本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，為解決顯示區域邊緣過亮之問題，亦可採用非等比例遞減之方式來進行。

請參閱第九、十圖，其係為本發明之第三實施例之彩色濾光片之立體示意圖，與本發明之第三實施例之彩色濾光片之C-C’剖面示意圖；如圖所示，本實施例中之主要元件包含一玻璃基板11、一黑色矩陣層13與一彩色濾光層15，而該黑色矩陣層13中包含一內框區131及一外框區132，在該內框區131中具有複數個第一矩陣1311，而在該外框區132具有複數個第二矩陣1321，而其該玻璃基板與該彩色濾光層相同於第一實施例與第二實施例之設置方式，故不再贅述。

請參閱第十一圖，其係為本發明之第三實施例之第二矩陣之元件 示意圖；如圖所示，本實施例在於說明本實施例中之第二矩陣1321相較於前些實施例之第二矩陣1321之差異在於，該些第二矩陣1321之該些第二開口1321b-i數量上多於該些第一矩陣1311之該些第一開口1311，且該些第二矩陣1321之開口面積相同於該些第一矩陣1311之開口面積。惟，本實施例中雖是將第二矩陣1321切割為八個矩形開口，且設置為2x4行列形式，然而為達到本案之技術功效，該第二矩陣之該些開口排列方式並不限於本案圖式所示之形式，本發明所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，只要是保持第二矩陣1321之開口率不變而對開口之形狀作任意修飾、開口數量增減或開口位置重新排列以達到消弭亮度對比錯覺，仍屬本案所欲保護之範圍。

請參閱第十二圖，其係為本發明之第三實施例之黑色矩陣之俯視圖；如圖所示，本實施例在於說明整體黑色矩陣層13中外框區之範圍，該外框區132雖然如圖示中係以黑色矩陣層13周緣起向內算兩個第二矩陣1321為外框區132，惟實務上該外框區132並非侷限於此，而應由存在過亮問題之區域來定義外框區132的區域。

請參閱第十三圖，其係為本發明之第三實施例之黑色矩陣之局部示意圖；如圖所示，本實施例在於說明該些第二矩陣之開口相對於前述實施例之差異，該第二矩陣1321之開口與該第一矩陣1311之開口面積和相同，透過對第二矩陣1321之該些第二開孔1321b-i重新作修飾，以本實施例為例便是以縮小單一開口面積大小並增加開口數量令該第一矩陣1311之該些第一開口1311b之開口面積和與該第二矩陣1321之該些第二開口1321b-i之開口面積和相同，之後再重新排列該些第二矩陣1321中之該些第二開口 1321b-i之排列形式，進而透過對比區域的變化而達到消弭亮度對比錯覺會在顯示區域周緣處產生較亮之區域，而令使用者在觀看顯示區域時並不會產生顯示區域周緣具有較亮區域之視覺感受，達到令整體顯示區域之亮度一致之功效。此外，本實施例中該些第二矩陣雖以圖式表現出每一第二矩陣皆為相似形狀、相同數量且相同排列，惟，依據外框區之每一第二矩陣其所對應之對比錯覺影響因素不盡相同，故外框區132中每一第二矩陣1321亦可針對對比錯覺產生的因素針對各別第二矩陣作開口形狀的修飾、開口數量增減或開口排列形式的變化。

綜上所述，本發明為一種彩色濾光片，其包含一玻璃基板，一黑色矩陣以及一彩色濾光層，該黑色矩陣中包含一內框區與一外框區，該內框區中包含複數個第一矩陣，該些第一矩陣中具有複數個第一開孔，而該外框區中具有複數個第二矩陣，該些第二矩陣中具有複數個第二開孔，該黑色矩陣設於該玻璃基板之上，該彩色濾光層設於該黑色矩陣之中，透過本案該些第二矩陣之該些第二開口小於該些第一矩陣之該些第一開口，且更進一步可透過對該外框區中該些第二矩陣或該些第二開口作等比例遞減，以消弭面板顯示區域周緣部分因亮度對比錯覺而產生之明暗不均問題，此外本案也提供一種在保持該些第一矩陣與該些第二矩陣之開口率情況下，修飾該外框區之該些第二開口之形狀、數量及排列以消弭面板顯示區域周緣部分因亮度對比錯覺而產生之明暗不均問題。

故本發明確實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用之發明，應符合我國專利法專利申請之要件無疑，爰依法提出發明專利 申請，祈 鈞局早日賜准專利，至 為德感。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1‧‧‧彩色濾光片

11‧‧‧玻璃基板

13‧‧‧黑色矩陣層

1311‧‧‧第一矩陣

1321‧‧‧第二矩陣

15‧‧‧彩色濾光層

Claims (9)

1. 一種彩色濾光片，其包含：一玻璃基板；一黑色矩陣層，設於該玻璃基板之上，包含：一內框區，該內框區具有複數個第一矩陣，且該些第一矩陣中各自具有一第一黑色凸塊與複數個第一開孔；及一外框區，該外框區具有複數個第二矩陣，且該些第二矩陣中具有一第二黑色凸塊與至少一第二開孔，而該些第二矩陣之該第二開孔之面積小於該些第一矩陣之該些第一開孔的面積；以及一彩色濾光層，設於該玻璃基板之上，並在該些第一開孔，與該些第二開孔之中。
2. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中該外框區之該第二開孔之面積，係自該內框區之邊緣向該外框區之邊緣遞減。
3. 如申請專利範圍第2項所述之彩色濾光片，其中該第二開孔之面積係為等比例遞減。
4. 如申請專利範圍第2項所述之彩色濾光片，其中該第二開孔之面積係為非等比例遞減。
5. 如申請專利範圍第2項所述之彩色濾光片，其中該第二開孔之面積之遞減比例為10%。
6. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光片，其中當該第二開孔之數量大於2時，每一該第二開孔之面積相同。
7. 如申請專利範圍第6項所述之彩色濾光片，其中該些第二矩陣中 之該些第二開孔面積係為等比例遞減。
8. 如申請專利範圍第6項所述之彩色濾光片，其中該些第二矩陣中之該些第二開孔面積係為非等比例遞減。
9. 如申請專利範圍第6項所述之彩色濾光片，其中該些第二矩陣之該些第二開孔之面積之遞減比例為10%。