WO2013127210A1 - 彩色滤光片、显示装置及彩色滤光片的制备方法 - Google Patents

彩色滤光片、显示装置及彩色滤光片的制备方法 Download PDF

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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
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    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters

Definitions

  • a color filter, a display device, and a method for preparing a color filter are proposed, which are formed on a color unit layer pattern.
  • the opening area of the pattern is formed such that the light reduces the loss when transmitted through the color unit area, and the transmittance of the color filter is improved.
  • Another aspect of the present invention also provides a display device including the color filter as described above.
  • the opening is a slit opening
  • the slit opening includes at least one set of slit openings that are parallel to each other.
  • the slit opening includes two sets of slit openings that are parallel to each other, and the two sets of mutually parallel slit openings are opposite to the color cell layer
  • the boundaries of the black matrix are axially symmetrically distributed in parallel or perpendicular directions.
  • 1 is a schematic plan view showing a planar structure of a pixel unit common to a color filter
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a common hierarchical structure of a color filter in the prior art
  • Figure 3 is a plan view showing the planar structure of a pixel unit of the color filter of Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4 is a plan view showing a planar structure of a pixel unit of a color filter according to another embodiment of the present invention.
  • the color unit is made after exposure and development by the design of the mask
  • the layer forms a certain opening in a specific area, and these openings allow more incident light to be transmitted through the color filter, thereby satisfying the color requirement of the color filter and greatly improving the light of the color filter. Transmittance.
  • the method for preparing a color filter in Embodiment 1 includes the steps of: forming a black matrix layer and a plurality of color unit layers on the substrate, wherein the color unit layers are disposed in the black matrix layer at intervals; An opening is formed in the color unit layer.
  • a black matrix layer is prepared by a conventional process; then, a resin of each color unit layer is coated in a black matrix, and each color unit layer is subjected to exposure, development, and the like by a mask having an open shape. Processing, forming an opening having the same shape as the mask on the color unit layer; finally, after the opening of the color unit layer is completed, the preparation of the protective film layer and the spacer is completed according to a conventional process.
  • the shape, size, size, quantity, etc. of the opening on the color unit layer can be specifically set according to actual needs.
  • Figure 4 shows an embodiment in which the openings are vertically parallel slits
  • Figure 5 shows an embodiment in which the openings are obliquely parallel upwards
  • Figure 6 shows two sets of mutually parallel slits.
  • the two sets of mutually parallel slit openings are axially symmetrically distributed on the color unit layer with respect to an X-axis or a y-axis, and the X-axis or y-axis and a boundary 2' in the black matrix Parallel or perpendicular (this manner increases the opening area relative to Figures 4 and 5, thus further increasing the light transmission);
  • Figure 7 shows an embodiment of a plurality of point openings.
  • the size, number, and position of these openings can be based on color.
  • the specific transmittance or color requirement of the filter is varied.
  • the slit opening in each direction is combined in any combination or the combination of the slit and the dot opening is also applicable.
  • Embodiments of the present invention still further provide a display device including the color filter as described above.
  • the display device may be: a liquid crystal panel, an electronic paper, an OLED panel, a liquid crystal television, a liquid crystal display, a digital photo frame, a mobile phone, a tablet computer, and the like, or any product or component having a display function.
  • the stencil design can obtain color filters with openings of specific shapes. These openings allow more incident light to be transmitted through the color filters, thereby satisfying the color requirements of the color filters and greatly improving the color filter. The light transmittance of a color filter.
  • the implementation of the technical solution of the present invention has less change to the existing manufacturing process, thereby obtaining a color filter with better performance without increasing the cost of the device.

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Abstract

一种彩色滤光片、显示装置及彩色滤光片的制备方法。彩色滤光片包括基板及设置在基板上的黑矩阵层（2）和彩色单元层（3，4，5）。彩色单元层（3，4，5）间隔地设置于黑矩阵层（2）内，在彩色单元层（3，4，5）上设置有开口。由于在彩色滤光片的彩色单元层上形成有一定的开口，从而更多的入射光可以透射彩色滤光片，因此可以满足彩色滤光片对颜色的需求，又可以提高彩色滤光片的光透过率。

Description

彩色滤光片、 显示装置及彩色滤光片的制备方法 技术领域
本发明涉及一种彩色滤光片、 显示装置及彩色滤光片的制备方法。 背景技术
LCD ( Liquid Crys ta l Di splay, 液晶显示）装置具有重量轻、 厚度薄、 功耗低和辐射小等优点， 己被广泛用于信息技术、 多媒体技术等领域， 并逐 渐成为各种显示装置的主流。 随着显示技术的发展， 高透过率、 大尺寸、 低 功耗、 低成本的液晶显示器成为未来发展的方向。
要想使液晶面板实现彩色显示， 彩色滤光片 （Color Fi l ter , CF )是重 要的部件之一， 其性能对液晶显示的效果有着重要的影响。 由于彩色滤光片 决定了显示器的彩色显示质量和亮度， 因而分光透射率和色调等色彩显示性 能对彩色滤光片来说非常重要。
图 1是现有技术中彩色滤光片常见的一个像素单元的平面结构示意图， 在 黑矩阵（Black Matr ix, BM ) 围成的一个像素单元中形成有红（ R )、 绿（ G )、 蓝（B )三个彩色子像素单元， 此外， 在黑矩阵某区域上还形成有用于支撑的 隔垫物（Photo Spacer , PS ), 隔垫物通常为柱状。
在现有工艺中， 彩色滤光片的制造一般包括依次形成黑矩阵、 RGB彩色单 元、 保护层（Over Coa t , 0C, 又称覆盖层）、 隔垫物的制备流程。 由此得到 的彩色滤光片一种常见的层次结构如图 2所示， 图 2为沿图 1中 A-A方向获得的 截面示意图， 该常见的层次结构主要由玻璃基板 1、 黑矩阵 2、彩色单元层（具 体为红色膜层 3、 蓝色膜层 4和绿色膜层 5 )、 保护层 6和隔垫物 7依次构成。
在现有技术的彩色滤光片中， 背光源发射的入射光在经过彩色单元层时， 其他颜色的光被过滤掉， 仅有与彩色单元同色的光可形成透射从而使屏幕的 像素点呈现相应的颜色。 这种彩色滤光片由于在光线透射时会造成一定量的 光线损失， 因而会影响面板的透过率， 影响液晶面板的亮度和显示效果。 而 如果要克服此缺陷就需要增加背光源数目来提高背光的亮度， 这又会造成功 耗的消耗， 浪费成本。 发明内容
本发明的技术方案为了解决现有技术中彩色滤光片透过率低的问题， 提 出了一种彩色滤光片、 显示装置及彩色滤光片的制备方法， 通过在彩色单元 层的图形上形成一定图案的开口区域， 使得光线在透射过彩色单元区域时减 少了损失， 提高了彩色滤光片的透过率。
本发明的一个方面提供了一种彩色滤光片， 所述彩色滤光片包括： 基板 及设置在所述基板上的黑矩阵层和彩色单元层， 所述彩色单元层间隔地设置 于所述黑矩阵层内， 其中， 在所述彩色单元层上设置有开口。
在该彩色滤光片中， 例如， 所述开口为点状开口， 所述点状开口在所述 彩色单元层上均勾排列。
在该彩色滤光片中， 例如， 所述开口为狭缝开口， 所述狭缝开口包含有 至少一组相互平行的狭缝开口。
在该彩色滤光片中， 例如， 所述狭缝开口包含有两组相互平行的狭缝开 口， 所述两组相互平行的狭缝开口在所述彩色单元层上相对于与所述黑矩阵 的边界相平行或垂直的方向成轴对称分布。
本发明的另一方面还提供了一种显示装置， 所述显示装置中包含如上所 述的彩色滤光片。
本发明的再一方面还提供了一种彩色滤光片的制备方法， 所述方法包括 如下步骤： 在基板上形成黑矩阵层、 彩色单元层， 所述彩色单元层间隔地设 置于所述黑矩阵层内； 通过构图工艺在所述彩色单元层上形成开口。
在彩色滤光片的制备方法中， 例如， 所述开口为点状开口， 所述点状开 口在所述彩色单元层上均勾排列。
在彩色滤光片的制备方法中， 例如， 所述开口为狭缝开口， 所述狭缝开 口包含有至少一组相互平行的狭缝开口。
在彩色滤光片的制备方法中， 例如， 所述狭缝开口包含有两组相互平行 的狭缝开口， 所述两组相互平行的狭缝开口在所述彩色单元层上相对于与所 述黑矩阵的边界相平行或垂直的方向成轴对称分布。
在彩色滤光片的制备方法中， 例如， 所述构图工艺使用带有开口形状的 掩膜版进行掩膜曝光。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对实施例的附图作 简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例， 而非对本发明的限制。
图 1为彩色滤光片常见的一个像素单元的平面结构示意图；
图 2为现有技术中的彩色滤光片常见的层次结构示意图；
图 3为本发明中实施例 1的彩色滤光片的一个像素单元的平面结构示意 图；
图 4为本发明另一实施例中的彩色滤光片的一个像素单元的平面结构示 意图；
图 5为本发明另一实施例中的彩色滤光片的一个像素单元的平面结构示 意图；
图 6为本发明另一实施例中的彩色滤光片的一个像素单元的平面结构示 意图；
图 7为本发明另一实施例中的彩色滤光片的一个像素单元的平面结构示 意图。 具体实施方式
为使本发明实施例的目的、 技术方案和优点更加清楚， 下面将结合本发 明实施例的附图， 对本发明实施例的技术方案进行清楚、 完整地描述。 显然， 所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于所描 述的本发明的实施例， 本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获 得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
除非另作定义， 此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领 域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。 本发明专利申请说明书以及权 利要求书中使用的 "第一"、 "第二" 以及类似的词语并不表示任何顺序、 数 量或者重要性， 而只是用来区分不同的组成部分。 同样， "一个" 或者 "一" 等类似词语也不表示数量限制， 而是表示存在至少一个。
根据本发明的实施例， 通过掩膜版的设计， 在曝光显影后使得彩色单元 层在特定区域形成了一定的开口， 这些开口使得更多的入射光可以透射过彩 色滤光片， 因而既可以满足彩色滤光片对于颜色的需求， 又可以大大的提高 彩色滤光片的光透过率。 下面将结合附图对本发明的各个优选实施方式作进 一步详细描述。
实施例 1
在本发明的实施例 1中， 彩色滤光片的一个像素单元的平面结构图如图 3 所示， 彩色滤光片主要由基板（图中未示出， 如玻璃、石英或有机物等制成）、 黑矩阵 2 (不透光的膜层， 如树脂膜层等）、 多个彩色单元（红色单元 3、 蓝色 单元 4和绿色单元 5 , 由彩色膜层构成， 如 RGB各色树脂膜层等） 间隔地设置于 黑矩阵 2内、 保护层（图中未示出）和隔垫物 7构成； 其中， 各彩色单元上设 置有开口。
实施例 1中的彩色滤光片的制备方法包括步骤： 在基板上形成黑矩阵层、 多个彩色单元层， 所述彩色单元层间隔地设置于所述黑矩阵层内； 通过构图 工艺在所述彩色单元层上形成开口。
根据上述实施例， 例如， 利用传统工艺制备黑矩阵层； 随后在黑矩阵中 涂布各个彩色单元层的树脂， 利用具有开口形状的掩膜版对各彩色单元层进 行曝光、 显影等构图工艺的处理， 在彩色单元层上形成与掩膜形状相同的开 口； 最后， 完成彩色单元层的开口后按传统工艺完成保护膜层和隔垫物的制 备。
实施例 2
参见图 4-7 , 在本发明的实施例 2中， 实际涵盖了多种实施方式， 其与实 施例 1的区别主要在于：
1、 彩色单元层上开口的形状、 大小、 尺寸、 数量等情况可以依据实际需 求而具体设置。
例如， 图 4给出了开口为竖直方向上平行的狭缝的实施方式； 图 5给出了 开口为斜向上平行的狭缝的实施方式； 图 6给出了两组相互平行的狭缝开口的 实施方式， 所述两组相互平行的狭缝开口在所述彩色单元层上相对 X轴或 y轴 成轴对称分布， 所述 X轴或 y轴与所述黑矩阵中的边界 2'相平行或垂直（该方 式相对于图 4、 5而言开口面积增大， 因而可进一步增大光透过率）； 图 7给出 了多个点状开口的实施方式。 这些开口的大小、 数量、 位置都可以根据彩色 滤光片具体的透过率或颜色需求而进行变动， 除图 4-7所示的情形外， 各个方 向上的狭缝开口以任意形式组合或者狭缝与点状开口的组合等也同样适用于 本发明的技术方案。
2、 与开口形状相对的， 在制备时使用的掩膜版也可以根据实际需求而具 体设计即掩膜版上开口的形状也可以釆用竖直方向或斜向的狭缝、 或者为点 状开口， 使得经构图工艺处理后的彩色单元层中开口形状如图 4-7所示。
本发明的实施例更进一步地提供了一种显示装置， 包括如上所述的彩色 滤光片。 所述显示装置可以为： 液晶面板、 电子纸、 0LED面板、 液晶电视、 液晶显示器、 数码相框、 手机、 平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。 膜版设计即可得到具有特定形状开口的彩色滤光片， 这些开口使得更多的入 射光可以透射过彩色滤光片， 因而既可以满足彩色滤光片对于颜色的需求， 又可以大大的提高彩色滤光片的光透过率。 同时本发明技术方案的实施对现 有制备工艺的改变较少， 由此在不增加设备成本的情况下即可获得性能更好 的彩色滤光片。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式， 而非用于限制本发明的保护范 围， 本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

权利要求书
1、 一种彩色滤光片， 包括： 基板及设置在所述基板上的黑矩阵层和彩色 单元层， 所述彩色单元层间隔地设置于所述黑矩阵层内， 其中， 在所述彩色 单元层上设置有开口。
2、 根据权利要求 1所述的彩色滤光片， 其中， 所述开口为点状开口， 所 述点状开口在所述彩色单元层上均勾排列。
3、 根据权利要求 1所述的彩色滤光片， 其中， 所述开口为狭缝开口， 所 述狭缝开口包含有至少一组相互平行的狭缝开口。
4、 根据权利要求 3所述的彩色滤光片， 其中， 所述狭缝开口包含有两组 相互平行的狭缝开口， 所述两组相互平行的狭缝开口在所述彩色单元层上相 对于与所述黑矩阵的边界相平行或垂直的方向成轴对称分布。
5、 一种显示装置， 其中， 所述显示装置中包含如权利要求 1-4中任一项 所述的彩色滤光片。
6、 一种彩色滤光片的制备方法， 包括如下步骤：
在基板上形成黑矩阵层、 彩色单元层， 所述彩色单元层间隔地设置于所 述黑矩阵层内；
通过构图工艺在所述彩色单元层上形成开口。
7、 根据权利要求 6所述的方法， 其中， 所述开口为点状开口， 所述点状 开口在所述彩色单元层上均勾排列。
8、 根据权利要求 6所述的方法， 其中， 所述开口为狭缝开口， 所述狭缝 开口包含有至少一组相互平行的狭缝开口。
9、 根据权利要求 8所述的方法， 其中， 所述狭缝开口包含有两组相互平 行的狭缝开口， 所述两组相互平行的狭缝开口在所述彩色单元层上相对于与 所述黑矩阵的边界相平行或垂直的方向成轴对称分布。
10、 根据权利要求 6所述的方法， 其中， 所述构图工艺使用带有开口形状 的掩膜版进行掩膜曝光。
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