TWI418858B - 彩色濾光基板及彩色顯示裝置 - Google Patents

Description

彩色濾光基板及彩色顯示裝置

本發明是有關於一種彩色顯示裝置，且特別是有關一種彩色濾光基板及具有此彩色濾光基板之彩色顯示裝置。

隨著平面顯示技術的進步加上平面顯示裝置具有重量輕、體積小及省電等優點，平面顯示裝置已愈來愈普及。常見的平面顯示裝置有液晶顯示裝置(liquid crystal display apparatus)、電漿顯示裝置(plasma display apparatus)、有機發光二極體顯示裝置(organic light emitting diode display apparatus)以及電泳顯示裝置(electrophoretic display apparatus)等，其中由於電泳顯示裝置不需發光源，因此相較於其他平面顯示裝置，電泳顯示裝置更具省電的優勢。

傳統的電泳顯示裝置為黑白顯示裝置，但為了讓電泳顯示裝置更具市場競爭力，習知技術會藉由彩色濾光基板(color filter substrate)來使電泳顯示裝置達到彩色化的效果，以使電泳顯示裝置符合目前平面顯示裝置追求彩色化的趨勢。

圖1是一種習知電泳顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖1，習知電泳顯示裝置300包括一下基板310、一前板(front plane laminate,FPL)320與一彩色濾光基板(color filter substrate)330。下基板310具有一驅動電路層312，而前板320配置於驅動電路層312上，且彩色濾光基板330配置於前板320上。此外，驅動電路層312包括多個畫素電極(圖未示)，而前板320包括一電泳層322與配置於電泳層322上的一透明電極層324。電泳層322包括多個黑色帶電粒子323b與多個白色帶電粒子323w，而黑色帶電粒子323b與白色帶電粒子323w的電性不同。藉由改變畫素電極與透明電極層324之間的電場，可驅使電泳層322中的白色帶電粒子323w與黑色帶電粒子323b朝不同方向移動，以使電泳顯示裝置300的各畫素能顯示出不同的顏色。

另外，彩色濾光基板330包括多個紅色光阻332r、多個綠色光阻332g與多個藍色光阻332b，且這些光阻332r、332b與332g之間係藉由黑色矩陣(black matrix)334隔開。紅色光阻332r、綠色光阻332g與藍色光阻332b用以將白光分別過濾成紅光、綠光及藍光，以使電泳顯示裝置300能顯示出彩色影像。

雖然在前板320上設置彩色濾光基板330可使電泳顯示裝置300能顯示出彩色影像，但由於前板320與彩色濾光基板330均屬於硬性基板(rigid substrate)，所以在前板320與彩色濾光基板330貼合時，容易導致氣泡的產生。氣泡的存在將導致前板320與彩色濾光基板330之間有間隙，而無法平整貼合。如此，將降低習知電泳顯示裝置300的顯示品質，甚至降低習知電泳顯示裝置300的生產良率。

此外，在習知技術中，雖然可採用真空脫泡等製程來消除存在於彩色濾光基板330與前板320之間的氣泡，但此會增加整個電泳顯示裝置300之製程時間以及生產成本。

本發明提供一種彩色濾光基板，以避免彩色濾光基板與顯示層之間產生氣泡。

本發明另提供一種彩色顯示裝置，以提高彩色顯示裝置之品質，並有效提升生產效率。

為達上述優點，本發明提出一種彩色濾光基板，其包括一透明基板、一彩色光阻層以及一排氣層。彩色光阻層配置於透明基板上。排氣層配置於透明基板上且圍繞彩色光阻層。排氣層包括間隔設置的多個條狀圖案，且每一條狀圖案之一端與彩色光阻層相連，每一條狀圖案的另一端向遠離彩色光阻層之方向延伸，其中任兩相鄰條狀圖案之間形成一導氣槽。此導氣槽係用以排氣以防止氣泡。

在本發明之一實施例中，上述之彩色光阻層具有第一邊、與第一邊相連之第二邊、與第一邊相對之第三邊以及與第二邊相對之第四邊。排氣層的條狀圖案分別連接於彩色光阻層之第一邊、第二邊、第三邊以及第四邊。連接第一邊的條狀圖案的延伸方向相同，連接第二邊的條狀圖案的延伸方向相同，連接第三邊的條狀圖案的延伸方向相同，連接第四邊的條狀圖案的延伸方向相同。

在本發明之一實施例中，上述之連接第一邊的條狀圖案的延伸方向與連接第三邊的條狀圖案的延伸方向相同，且分別垂直於第一邊與第三邊。連接第二邊的條狀圖案的延伸方向與連接第四邊的條狀圖案的延伸方向相同，且分別垂直於第二邊與第四邊。

在本發明之一實施例中，上述之彩色光阻層之厚度等於或小於排氣層之厚度。

在本發明之一實施例中，上述之排氣層的材料為透明光阻材料或彩色光阻材料。

在本發明之一實施例中，上述之每一導氣槽之寬度等於彩色光阻層之每一彩色濾光圖案之寬度。

在本發明之一實施例中，上述之彩色濾光基板更包括一黑色矩陣層，設置於透明基板上，且分隔彩色光阻層的多個彩色濾光圖案。

在本發明之一實施例中，上述之透明基板材質為玻璃、聚醯亞胺(polymide,PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyester,PET)、聚萘二甲酸乙二醇脂(polyethylene naphthalate,PEN)、聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate,PMMA)或聚碳酸酯(polycarbonate,PC)。

為達上述優點，本發明另提出一種彩色顯示裝置，其包括一底板、一顯示層以及一上述之彩色濾光基板。顯示層配置於底板上。彩色濾光基板配置於顯示層上。

在本發明之一實施例中，上述之每一條狀圖案從顯示層的邊界內延伸至顯示層的邊界外。

在本發明之一實施例中，上述之底板材質為玻璃、塑膠或不銹鋼。

在本發明之一實施例中，上述之顯示層為微膠囊電泳顯示層、微杯電泳顯示層、液晶顯示層、粉體移動顯示層、微機電顯示層、電濕潤式(electrowetting)顯示層、主動矩陣有機發光二極體(active matrix organic light emitting diode，AMOLED)顯示層或膽固醇液晶(cholesteric liquid crystal)顯示層。

在本發明之一實施例中，上述之彩色顯示裝置為主動矩陣驅動顯示裝置或被動矩陣驅動顯示裝置。

本發明之彩色濾光基板於透明基板因設置有圍繞彩色光阻層之排氣層，且排氣層中任兩相鄰條狀圖案之間形成一導氣槽。如此，當彩色濾光基板與顯示層貼合時，氣泡可沿著導氣槽排出，以避免彩色濾光基板與顯示層之間產生氣泡。此外，由於本發明之彩色顯示裝置的彩色濾光基板與顯示層之間的不易有氣泡，故有利於提高彩色顯示裝置之顯示品質及生產良率，進而降低彩色顯示裝置的生產成本。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖2是本發明一實施例之彩色濾光基板之俯視示意圖，而圖3是沿圖2之II-II線的剖面示意圖。請一併參閱圖2與圖3，本實施例之彩色濾光基板100包括一透明基板110、一彩色光阻層120以及一排氣層130。彩色光阻層120配置於透明基板110上，而排氣層130配置於透明基板110上且圍繞彩色光阻層120。

上述之彩色濾光基板100中，透明基板110的材質可為玻璃、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇脂、聚甲基丙烯酸甲脂或聚碳酸酯等透明材料。

在本實施例中，彩色光阻層120例如具有第一邊121、與第一邊121相連之第二邊122、與第一邊121相對之第三邊123以及與第二邊122相對之第四邊124。彩色光阻層120包括多個彩色濾光圖案125。這些彩色濾光圖案125可包括多種顏色，如包括紅色、綠色及藍色，但不以此為限。此外，彩色濾光圖案125之色彩的配置方式並不限定於圖2所示。另外，彩色濾光基板100更可包括一黑色矩陣層(圖未示)，其設置於透明基板110上，且用以分隔彩色光阻層120的這些彩色濾光圖案125。彩色光阻層120之製作方法可採用本技術領域常用之技術，即將不同顔色之光阻經塗佈、曝光、顯影、硬烤等製程依次形成於透明基板110上。惟，本實施例不限定彩色光阻層120的製作方法。

上述之排氣層130包括間隔設置的多個條狀圖案132，且每一條狀圖案132之一端與彩色光阻層120相連，每一條狀圖 案132的另一端向遠離彩色光阻層120之方向延伸。其中，任兩相鄰條狀圖案132之間形成一導氣槽134。此外，每一導氣槽134之寬度D1等於彩色光阻層120之每一彩色濾光圖案125之寬度D2。另外，彩色光阻層120之厚度可等於或小於排氣層130之厚度。

上述之排氣層130的材質可為透明光阻材料(例如PMMA、丙烯酸樹脂等)或彩色光阻材料。因此，排氣層130之製作方法亦可採用本技術領域常用之技術，即將光阻經塗佈、曝光、顯影、硬烤等製程而形成於透明基板110上。惟，本實施例不限定排氣層130的製作方法。

本實施例中，排氣層130的多個條狀圖案132例如分別連接於彩色光阻層120之第一邊121、第二邊122、第三邊123以及第四邊124。而且，連接第一邊121的多個條狀圖案132的延伸方向相同。連接第二邊122的多個條狀圖案132的延伸方向相同。連接第三邊123的多個條狀圖案132的延伸方向相同。連接第四邊124的多個條狀圖案132的延伸方向相同。此外，連接第一邊121的多個條狀圖案132的延伸方向與連接第三邊123的多個條狀圖案132的延伸方向相同，且分別垂直於第一邊121與第三邊123。連接第二邊122的多個條狀圖案132的延伸方向與連接第四邊124的多個條狀圖案132的延伸方向相同，且分別垂直於第二邊122與第四邊124。

當然，可以理解，上述之條狀圖案132的延伸方向並不限定於本實施例所描述，只要每一條狀圖案132之一端與彩色光阻層120相連，每一條狀圖案132的另一端向遠離彩色光阻層120之方向延伸即可。舉例來說，連接第一邊121的條狀圖案132的延伸方向亦可不相同，且亦不同於連接第三邊123的條 狀圖案132的延伸方向。連接第二邊122的條狀圖案132的延伸方向亦可不相同，且亦不同於連接第四邊124的條狀圖案132的延伸方向等，在此不一一列舉。

彩色濾光基板100通常配置於顯示裝置之顯示層上，從而使顯示裝置能顯示彩色影像。下文將以彩色顯示裝置為例來說明彩色濾光基板100之應用。圖4是本發明一實施例之彩色顯示裝置之剖面示意圖。請一併參閱圖2和圖4，本實施例之彩色顯示裝置200包括一底板210、一顯示層220以及上述之彩色濾光基板100。顯示層220配置於底板210上。彩色濾光基板100配置於顯示層210上。

底板210之材質可為玻璃、塑膠或不銹鋼，但不以此為限。塑膠可以為聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇脂、聚甲基丙烯酸甲脂或聚碳酸酯。底板210之材質亦可以為其他金屬合金材質。

顯示層220配置於底板210上。根據彩色顯示裝置200種類不同，顯示層220可為微膠囊電泳顯示層、微杯電泳顯示層、液晶顯示層、粉體移動顯示層、微機電顯示層、電濕潤式顯示層、主動矩陣有機發光二極體顯示層或膽固醇液晶顯示層。在顯示層220為微膠囊電泳顯示層的實施例中，顯示層220例如是一前板(front plane laminate,FPL)。此外，根據驅動方式不同，彩色顯示裝置200可為主動矩陣驅動顯示裝置或被動矩陣驅動顯示裝置。

上述之彩色濾光基板100配置於顯示層220上，其中彩色濾光基板100之彩色光阻層120及排氣層130與顯示層220貼合。而且，排氣層130的每一條狀圖案132從顯示層220的邊界內延伸至顯示層220的邊界外。因此，在將將彩色濾光基板 100貼合於顯示層220時，形成於彩色濾光基板100與顯示層之220間的氣泡可容易沿著排氣層130之導氣槽134排出，以避免氣泡存在彩色濾光基板100與顯示層220之間。如此，能提高彩色顯示裝置200之顯示品質，並提升彩色顯示裝置200之生產良率。此外，由於彩色顯示裝置200之顯示層220與彩色濾光基板100之間不會產生氣泡，不需要進行額外的製程來排除氣泡，因此可有效提升彩色顯示裝置200之生產效率，進而降低彩色顯示裝置200之生產成本。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，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，當可作些許之更動與潤飾，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‧‧‧彩色濾光基板

110‧‧‧透明基板

120‧‧‧彩色光阻層

121‧‧‧第一邊

122‧‧‧第二邊

123‧‧‧第三邊

124‧‧‧第四邊

125‧‧‧彩色濾光圖案

130‧‧‧排氣層

132‧‧‧條狀圖案

134‧‧‧導氣槽

200‧‧‧彩色顯示裝置

210‧‧‧底板

220‧‧‧顯示層

300‧‧‧電泳顯示裝置

310‧‧‧下基板

312‧‧‧驅動電路層

320‧‧‧前板

322‧‧‧電泳層

323b‧‧‧黑色帶電粒子

323w‧‧‧白色帶電粒子

324‧‧‧透明電極層

330‧‧‧彩色濾光基板

332r‧‧‧紅色光阻

332g‧‧‧綠色光阻

332b‧‧‧藍色光阻

334‧‧‧黑色矩陣

D1‧‧‧導氣槽之寬度

D2‧‧‧彩色濾光圖案之寬度

圖1繪示為一種習知電泳顯示裝置的剖面示意圖。

圖2繪示為本發明一實施例之彩色濾光基板之俯視示意圖。

圖3是圖2所示之彩色濾光基板沿II-II線之剖面示意圖。

圖4為本發明一實施例之彩色顯示裝置之剖面示意圖。

100．．．彩色濾光基板

110．．．透明基板

120．．．彩色光阻層

121．．．第一邊

122．．．第二邊

123．．．第三邊

124．．．第四邊

125．．．彩色濾光圖案

130．．．排氣層

132．．．條狀圖案

134．．．導氣槽

D1．．．導氣槽之寬度

D2．．．彩色濾光圖案之寬度

Claims (18)

1. 一種彩色濾光基板，包括：一透明基板；一彩色光阻層，配置於該透明基板上；以及一排氣層，配置於該透明基板上，且圍繞該彩色光阻層，該排氣層包括間隔設置的多個條狀圖案，且每一條狀圖案之一端與該彩色光阻層相連，每一條狀圖案的另一端向遠離該彩色光阻層之方向延伸，其中任兩相鄰條狀圖案之間形成一導氣槽，該導氣槽係用以排氣以防止氣泡。
2. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該彩色光阻層具有第一邊、與第一邊相連之第二邊、與該第一邊相對之第三邊以及與第二邊相對之第四邊，該排氣層的該些條狀圖案分別連接於該彩色光阻層之該第一邊、該第二邊、該第三邊以及該第四邊，連接該第一邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，連接該第二邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，連接該第三邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，連接該第四邊的該些條狀圖案的延伸方向相同。
3. 如申請專利範圍第2項所述之彩色濾光基板，其中連接該第一邊的該些條狀圖案的延伸方向與連接該第三邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，且分別垂直於該第一邊與該第三邊，連接該第二邊的該些條狀圖案的延伸方向與連接該第四邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，且分別垂直於該第二邊與該第四邊。
4. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，該彩色光阻層之厚度等於或小於該排氣層之厚度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該排氣層的材料為透明光阻材料或彩色光阻材料。
6. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中該每 一導氣槽之寬度等於該彩色光阻層之每一彩色濾光圖案之寬度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，更包括一黑色矩陣層，設置於該透明基板上，且分隔該彩色光阻層的多個彩色濾光圖案。
8. 如申請專利範圍第1項所述之彩色濾光基板，其中其中該透明基板材質為玻璃、聚醯亞胺、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二醇脂、聚甲基丙烯酸甲脂或聚碳酸酯。
9. 一種彩色顯示裝置，包括：一底板；一顯示層，配置於該底板上；以及一彩色濾光基板，配置於該顯示層上，該彩色濾光基板包括：一透明基板；一彩色光阻層，配置於該透明基板上；以及一排氣層，配置於該透明基板上且圍繞該彩色光阻層，該排氣層包括間隔設置的多個條狀圖案，且每一條狀圖案之一端與該彩色光阻層相連，每一條狀圖案的另一端向遠離該彩色光阻層之方向延伸，其中任兩相鄰條狀圖案之間形成一導氣槽，該導氣槽係用以排氣以防止氣泡。
10. 如申請專利範圍第9項所述之彩色顯示裝置，其中每一條狀圖案從該顯示層的邊界內延伸至該顯示層的邊界外。
11. 如申請專利範圍第9項所述之彩色顯示裝置，其中該彩色光阻層具有第一邊、與第一邊相連之第二邊、與該第一邊相對之第三邊以及與第二邊相對之第四邊，該排氣層的該些條狀圖案分別連接於該彩色光阻層之該第一邊、該第二邊、該第 三邊以及該第四邊，連接該第一邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，連接該第二邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，連接該第三邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，連接該第四邊的該些條狀圖案的延伸方向相同。
12. 如申請專利範圍第11項所述之彩色顯示裝置，其中連接該第一邊的該些條狀圖案的延伸方向與連接該第三邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，且分別垂直於該第一邊與該第三邊，連接該第二邊的該些條狀圖案的延伸方向與連接該第四邊的該些條狀圖案的延伸方向相同，且分別垂直於該第二邊與該第四邊。
13. 如申請專利範圍第9項所述之彩色顯示裝置，該彩色光阻層之厚度等於或小於該排氣層之厚度。
14. 如申請專利範圍第9項所述之彩色顯示裝置，該排氣層的材料為透明光阻材料或彩色光阻材料。
15. 如申請專利範圍第9項所述之彩色顯示裝置，其中該每一導氣槽之寬度等於該彩色光阻層之每一彩色濾光圖案之寬度。
16. 如申請專利範圍第9項所述之彩色顯示裝置，其中該底板材質為玻璃、塑膠或不銹鋼。
17. 如申請專利範圍第9項所述之彩色顯示裝置，其中該顯示層為微膠囊電泳顯示層、微杯電泳顯示層、液晶顯示層、粉體移動顯示層、微機電顯示層、電濕潤式顯示層、主動矩陣有機發光二極體顯示層或膽固醇液晶顯示層。
18. 如申請專利範圍第9項所述之彩色顯示裝置，其中該彩色顯示裝置為主動矩陣驅動顯示裝置或被動矩陣驅動顯示裝置。