TWI518381B - 彩色濾光片與顯示器 - Google Patents

Description

彩色濾光片與顯示器

本發明是有關於一種光學片及顯示構件，且特別是有關於一種彩色濾光片及顯示器。

彩色濾光片往往應用於平面顯示器中用來達成多色彩的顯示效果。一般來說，彩色的平面顯示器往往包括有主動元件陣列基板、彩色濾光片與位於兩者之間的顯示介質。主動元件陣列基板上設置有陣列排列的畫素結構以驅動對應畫素區內的顯示介質來呈現所需要的光學穿透度，而彩色濾光片上設置有陣列排列的彩色濾光圖案以讓通過對應彩色濾光圖案的光線呈現特定顏色。

為了彩色顯示器的顯示品質，彩色濾光片與主動元件陣列基板的組立必須具備理想的對位精準度，以避免色偏現象發生。以綠色畫素舉例來說，預定顯示綠色畫面的畫素結構必須對準於綠色的彩色濾光圖案。一但彩色濾光片與主動元件陣列基板之間的對位發生誤差，則預定顯示綠色畫面的畫素結構可能對應於其他非綠色色彩的彩色濾光圖案，這使綠色畫素所呈現的顏色 將不盡理想。另外，以大角度觀看平面顯示面板所顯示的影像時，原本預定穿過綠色彩色濾光圖案的顯示光線可能因為傾斜角度過大而穿過其他顏色的彩色濾光圖案，這也會造成色偏現象。尤其是，色偏現象的發生在反射式平面顯示器中更為明顯。

本發明提供一種彩色濾光片有助於緩和顯示器的色偏現象。

本發明的彩色濾光片，包括一基板、一第一彩色濾光圖案以及一第二彩色濾光圖案。基板具有至少一第一畫素區以及至少一第二畫素區，且第一畫素區與第二畫素區彼此相鄰。第一彩色濾光圖案配置於基板上。第一彩色濾光圖案包括一第一中心圖案以及多個第一凸出圖案，第一中心圖案位於第一畫素區內，第一凸出圖案連接於第一中心圖案並且由第一畫素區向外凸伸以至少部分地位於第二畫素區中。第二彩色濾光圖案配置於基板上。第二彩色濾光圖案包括一第二中心圖案，其位於該第二畫素區內。

在本發明一實施例中，上述第二彩色濾光圖案更包括多個第二凸出圖案。第二凸出圖案連接於第二中心圖案並且由第二畫素區向外凸伸以至少部分地位於第一畫素區中，且第一凸出圖案與第二凸出圖案交替排列。此外，第一凸出圖案其中一者可以位於相鄰兩個第二凸出圖案之間，此其中一個第一凸出圖案的寬度大於此相鄰兩個第二凸出圖案之間的距離以使此其中一個第一 凸出圖案部分地重疊於此相鄰兩個第二凸出圖案的至少其中一者。或是，第二凸出圖案其中一者可選擇地位於相鄰兩個第一凸出圖案之間，此其中一個第二凸出圖案的寬度大於此相鄰兩個第一凸出圖案之間的距離以使此其中一個第二凸出圖案部分地重疊於此相鄰兩個第一凸出圖案的至少其中一者。

在本發明一實施例中，上述第一彩色濾光圖案在第一畫素區內的面積大於第一畫素區的面積的1/2。

在本發明一實施例中，上述第二彩色濾光圖案在第二畫素區內的面積大於第二畫素區的面積的1/2。

在本發明一實施例中，上述第一彩色濾光圖案與第二彩色濾光圖案局部地重疊。

在本發明一實施例中，上述第一彩色濾光圖案與第二彩色濾光圖案各自具有多個透光開口。

在本發明一實施例中，上述第一彩色濾光圖案與第二彩色濾光圖案具有不同色彩。

本發明的一種顯示器包括如前所述的彩色濾光片、一主動元件陣列基板以及一顯示介質。顯示介質設置於彩色濾光片與主動元件陣列基板之間。

在本發明一實施例中，上述主動元件陣列基板包括多個畫素結構，對應設置於第一畫素區與第二畫素區中。

在本發明一實施例中，上述畫素結構為反射式畫素結構。

在本發明一實施例中，上述畫素結構為穿透式畫素結構。

在本發明一實施例中，上述顯示介質包括液晶層、有機發光層、電泳顯示介質層、電濕潤顯示介質層或其組合。

基於上述，本發明實施例的彩色濾光片中，彩色濾光圖案具有多個凸出圖案以由其中一個畫素區凸伸至相鄰的畫素區中。如此，彩色濾光片應用於顯示器時，彩色濾光片的設計有助於改善顯示器的色偏現象。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧顯示器

20‧‧‧主動元件陣列基板

22、110‧‧‧基板

24、26‧‧‧畫素結構

30‧‧‧顯示介質

100、200、300、400、500‧‧‧彩色濾光片

112‧‧‧第一畫素區

114‧‧‧第二畫素區

116‧‧‧重疊區

120、220、320、420、520‧‧‧第一彩色濾光圖案

122、222、322、422‧‧‧第一中心圖案

124、224、324、424‧‧‧第一凸出圖案

130、230、330、430、530‧‧‧第二彩色濾光圖案

232、332、432、532‧‧‧第二中心圖案

234、334、434、534‧‧‧第二凸出圖案

520A、530A‧‧‧開口

A1、A2‧‧‧視角

d1、d2‧‧‧距離

w1、w2‧‧‧寬度

圖1為本發明第一實施例的彩色濾光片的局部上視示意圖。

圖2繪示為彩色濾光片100應用於顯示器的示意圖。

圖3為本發明第二實施例的彩色濾光片的上視示意圖。

圖4為本發明第三實施例的彩色濾光片的局部上視示意圖

圖5為本發明第四實施例的彩色濾光片的局部上視示意圖

圖6為本發明第五實施例的彩色濾光片的局部上視示意圖。

圖1為本發明第一實施例的彩色濾光片的局部上視示意圖。請參照圖1，彩色濾光片100包括一基板110、一第一彩色濾光圖案120與一第二彩色濾光圖案130。值得一提的是，在本實施 例中，基板110上設置有兩種彩色濾光圖案，僅是舉例說明之用並非用以限定本發明。在其他實施例中，基板110上可以設置有三種或是三種以上的彩色濾光圖案，且各種彩色濾光圖案的數量可以為多個。另外，這些彩色濾光圖案可以呈現陣列排列、條狀排列、三角排列或是其他的排列方式。因此，本實施例的彩色濾光片100實質上僅為示意性地說明其中兩個彩色濾光圖案之間的配置關係與結構，並非限定彩色濾光片100上的所有彩色濾光圖案都需要具備以下結構設計。

在本實施例中，基板110例如具有至少一個第一畫素區112以及至少一個第二畫素區114，其中第一畫素區112與第二畫素區114彼此相鄰。在具體設計中，基板100可以具有兩個以上的畫素區112與114且這些畫素區112與114可以呈現陣列排列。也就是說，各構件的數量在本文中僅是舉例說明之用並非用以限定本發明。

此外，第一彩色濾光圖案120包括一第一中心圖案122與多個第一凸出圖案124。第一中心圖案122位於第一畫素區112內而這些第一凸出圖案124都連接於第一中心圖案122。並且，第一凸出圖案124都由第一畫素區112向外凸出。因此，部分的第一凸出圖案124凸伸至第二畫素區114中。

第二彩色濾光圖案130實質上由一中心圖案所構成並且位於第二畫素區114內。由於第一彩色濾光圖案120的第一凸出圖案124有一部分凸伸至第二畫素區114內，第二彩色濾光圖案 130部分地重疊於第一彩色濾光圖案120以定義出重疊區116。在本實施例中，第一彩色濾光圖案120與第二彩色濾光圖案130具有不同顏色，且第一彩色濾光圖案120與第二彩色濾光圖案130的色彩選自於紅、綠、藍、黃、紫、青、洋紅等色彩。因此，第一彩色濾光圖案120與第二彩色濾光圖案130局部重疊的設計可以視為位在第一畫素區112與第二畫素區114之間以做為不同色彩的過渡區域。重疊區116位於第一畫素區112與第二畫素區14之間的設計有助於改善色偏現象。

舉例而言，圖2繪示為彩色濾光片100應用於顯示器的示意圖。請參照圖2，顯示器10包括有主動元件陣列基板20、彩色濾光片100以及顯示介質30，其中顯示介質30夾於彩色濾光片100與主動元件陣列基板20之間。另外，主動元件陣列基板20包括有另一基板22、以及多個畫素結構24、26，其中第一畫素區112對應於畫素結構24而第二畫素區114對應於畫素結構26。在此，畫素結構24與26可以是反射式畫素結構或是穿透式畫素結構，其中當畫素結構24與26為穿透式畫素結構時，顯示器10可以更包括有背光模組位於主動元件陣列基板20下方。另外，顯示介質30可以包括液晶層、有機發光材料層、電泳層、電濕潤顯示介質層或是其他可以藉由畫素結構24與26驅動以呈現不同穿透率的材料層。

在視角A1觀看畫素結構24所顯示的影像時，基於第一彩色濾光圖案120大部分地位於第一畫素區112內，第一畫素區 112的色彩為第一彩色濾光圖案120的色彩。不過，在位置A2觀看畫素結構24所顯示的影像時，基於視角增大，光線將穿過第一彩色濾光圖案120與第二彩色濾光圖案130的交界處。此時，由於第一彩色濾光圖案120與第二彩色濾光圖案130的色彩不同，將導致色偏現象。也就是說，在視角A2下，第一畫素區112所呈現的色彩不等於第一彩色濾光圖案120的色彩。

不過，由圖1可知，本實施例的第一彩色濾光圖案120朝向第二畫素區114凸伸。在位置A2觀看畫素結構24所顯示的影像時，影像色彩仍有部分為第一彩色濾光圖案120所提供的色彩。因此，彩色濾光片100的設計有助於減緩顯示器10在大視角處發生色偏的現象。

再進一步而言，彩色濾光片100與主動元件陣列基板20的組立過程中可能發生對位上的誤差，而導致畫素結構24對應於部分的第二畫素區114。不過，本實施例的第一彩色濾光圖案120朝向第二畫素區114凸伸，因此，畫素結構24所對應於的部分第二畫素區114中仍有第一彩色濾光圖案120設置其中，而可以減輕色偏的現象。

上述實施例僅是舉例說明第一彩色濾光圖案向相鄰畫素區凸伸的設計，但是本發明不以此為限。舉例而言，圖3為本發明第二實施例的彩色濾光片的上視示意圖。請參照圖3，彩色濾光片200包括基板110、第一彩色濾光圖案220與第三彩色濾光圖案230。基板110，相似於前述實施例的基板110，具有第一畫素區 112與第二畫素區114。在此，第一畫素區112與第二畫素區114雖都以矩形輪廓來進行說明，但本發明不以此為限。在其他的實施例中，第一畫素區112與第二畫素區114可以具有非矩形的輪廓，例如稜形、L型、Z型或是V型等。另外，在本實施例中，第一彩色濾光圖案220與第二彩色濾光圖案230的圖案設計不同於第一實施例。

具體而言，第一彩色濾光圖案220包括一第一中心圖案222與多個第一凸出圖案224，其中第一中心圖案222位於第一畫素區112內而第一凸出圖案224連接於第一中心圖案222並由第一畫素區112向外凸伸。第二彩色濾光圖案230包括一第二中心圖案232與多個第二凸出圖案234，其中第二中心圖案232位於第二畫素區114內而第二凸出圖案234連接於第二中心圖案232並由第二畫素區114向外凸伸。

在本實施例中，部分第一凸出圖案224由第一畫素區112朝向第二畫素區114凸伸出去而局部地位在第二畫素區114中。相似地，部分第二凸出圖案234由第二畫素區114朝向第一畫素區112凸伸出去並且局部地位在第一畫素區112中。另外，此部分第一凸出圖案224與此部分第二凸出圖案234交替地排列。在此，第一彩色濾光圖案220在第一畫素區112內的面積大於第一畫素區112的面積的1/2。並且，第二彩色濾光圖案230在第二畫素區114內的面積大於第二畫素區114的面積的1/2。亦即，第一畫素區112主要面積由第一彩色濾光圖案220所佔據而第二畫素 區114主要面積由第二彩色濾光圖案230所佔據。所以，第一畫素區112所呈現的顏色為第一彩色濾光圖案220的顏色而第二畫素區114所呈現的顏色為第二彩色濾光圖案230的顏色。

第一凸出圖案224由第一畫素區112朝向第二畫素區114延伸而第二凸出圖案234由第二畫素區114朝向第一畫素區112延伸。因此，第一凸出圖案224與第二凸出圖案234的設計可以改善彩色濾光片200應用於顯示器時的色偏現象(如圖2的說明)。另外，第一凸出圖案224的寬度w1、第二凸出圖案234的寬度w2、相鄰兩個第一凸出圖案224之間的距離d1與相鄰兩個第二凸出圖案234之間的距離d2可以根據設計需求而設定。在此，寬度w1可以大致等於第二凸出圖案234之間的距離d2，而寬度w2可以大致等於第一凸出圖案224之間的距離d1。如此一來，第一凸出圖案224與第二凸出圖案234緊密相鄰而沒有重疊於彼此之上，但本發明不以此為限。

圖4為本發明第三實施例的彩色濾光片的局部上視示意圖。請參照圖4，彩色濾光片300包括具有第一畫素區112與第二畫素區114的基板110、第一彩色濾光圖案320與第二彩色濾光圖案330。第一彩色濾光圖案320包括一第一中心圖案322與多個第二凸出圖案324，而第二彩色濾光圖案330包括一第二中心圖案332與多個第二凸出圖案334。相似於前述實施例，第一凸出圖案324連接於第一中心圖案322並由第一畫素區112向外延伸使得部分第一凸出圖案324由第一畫素區112延伸至第二畫素區114內。 第二凸出圖案334也是連接於第二中心圖案332並且由第二畫素區114向外凸伸使得部分第二凸出圖案324由第二畫素區114延伸至第一畫素區112內。

不過，本實施例與第二實施例的不同處主要在於，圖案的寬度與間距設計。在本實施例中，第一凸出圖案324的寬度w1、第二凸出圖案334的寬度w2、相鄰兩個第一凸出圖案324之間的距離d1與相鄰兩個第二凸出圖案334之間的距離d2不同於第二實施例。具體而言，第一凸出圖案324其中一者位於相鄰兩個第二凸出圖案334之間時，此一個第一凸出圖案324的寬度w1大於此相鄰兩個第二凸出圖案334之間的距離d2以使此一個第一凸出圖案324部分地重疊於此相鄰兩個第二凸出圖案334。同時，第二凸出圖案334其中一者位於相鄰兩個第一凸出圖案324之間，此一個第二凸出圖案334的寬度w2大於此相鄰兩個第一凸出圖案324之間的距離d1以使這個第二凸出圖案334部分地重疊於相鄰的兩個第一凸出圖案324。此外，第一凸出圖案324的端部可以選擇地重疊於第二中心圖案332而第二凸出圖案334的端部可以選擇地重疊於第一中心圖案322。此時，第一彩色濾光圖案320與第二彩色濾光圖案330彼此重疊而定義出來的重疊區116例如具有折曲狀圖案或是鋸齒狀圖案。在此，重疊區116的寬度與長度並不特別地侷限，且重疊區116的輪廓不須順應於彩色濾光圖案的邊界。並且，第一彩色濾光圖案320與第二彩色濾光圖案330的輪廓可以彼此為相同或不同。

另外，圖5為本發明第四實施例的彩色濾光片的局部上視示意圖。請參照圖5，彩色濾光片400相似於彩色濾光片300，因此兩實施例中相同的元件將以相同的件符號標示之。具體而言，本實施例的第一彩色濾光圖案420包括第一中心圖案422與由第一中心圖案422向外凸伸的多個第一凸出圖案424，而第二彩色濾光圖案430包括第二中心圖案432與由第二中心圖案432向外凸伸的第二凸出圖案434。此外，本實施例不同於第三實施例之處主要在於，凸出圖案的寬度設計。

在本實施例中，第一凸出圖案424其中一者位於相鄰兩個第二凸出圖案434之間時，此一個第一凸出圖案424的寬度w1大於此相鄰兩個第二凸出圖案434之間的距離d2以使此一個第一凸出圖案424部分地重疊於相鄰的其中一個第二凸出圖案434。第二凸出圖案434其中一者位於相鄰兩個第一凸出圖案424之間，此一個第二凸出圖案434的寬度w2大於此相鄰兩個第一凸出圖案424之間的距離d1以使這個第二凸出圖案434部分地重疊於相鄰的其中一個第一凸出圖案424。此時，第一彩色濾光圖案320與第二彩色濾光圖案330彼此重疊而定義出來的重疊區116例如為不連續的區域。

在上述實施例中，所有的第一彩色濾光圖案120、220、320、420都具有實心的圖案而第二彩色濾光圖案130、230、330、430也都具有實心的圖案。不過，本發明不以此為限。舉例而言，圖6為本發明第五實施例的彩色濾光片的局部上視示意圖。請參 照圖6，彩色濾光片500包括一基板110、第一彩色濾光圖案520與第二彩色濾光圖案530。在此，第一彩色濾光圖案520具有多個開口520A，而第二彩色濾光圖案530具有多個開口530A，藉以提高彩色濾光片500的光穿透率。在前述實施例中，彩色濾光片120、130、220、230、320、330、420與430也都可以選擇性地具有開口。

另外，本實施例的彩色濾光圖案520與530雖具有開口520A與530A，不過第一彩色濾光圖案520在第一畫素區112中的面積仍大於第一畫素區112的面積的1/2，且第二彩色濾光圖案530在第二畫素區114中的面積仍大於第二畫素區114的面積的1/2。如此一來，彩色濾光片500應用於顯示器時，第一畫素區112所呈現的顏色仍為第一彩色濾光圖案520的顏色而第二畫素區114所呈現的顏色仍為第二彩色濾光圖案530的顏色，且兩畫素區112、114可以呈現理想的色飽和度。

綜上所述，本發明實施例的彩色濾光片中，相鄰兩個彩色濾光圖案具有交錯排列的凸出圖案。將彩色濾光片應用於顯示器時可以改善顯示器在大視角下的色偏現象。另外，將彩色濾光片與主動元件陣列基板組立在一起時即使發生些許的對位誤差，彩色濾光片仍可以在對應的畫素區提供理想的濾光作用而呈現所需的色彩。所以，採用本發明實施例的彩色濾光片有助於提升顯示器的品質並且增加顯示器的製程裕度。

110‧‧‧基板

112‧‧‧第一畫素區

114‧‧‧第二畫素區

500‧‧‧彩色濾光片

520‧‧‧第一彩色濾光圖案

520A、530A‧‧‧開口

530‧‧‧第二彩色濾光圖案

Claims (14)

1. 一種彩色濾光片，包括：一基板，具有至少一第一畫素區以及至少一第二畫素區，該第一畫素區與該第二畫素區彼此相鄰；一第一彩色濾光圖案，配置於該基板上，該第一彩色濾光圖案包括一第一中心圖案以及多個第一凸出圖案，該第一中心圖案位於該第一畫素區內，該些第一凸出圖案連接於該第一中心圖案並且由該第一畫素區向外凸伸以至少部分地位於該第二畫素區中；以及一第二彩色濾光圖案，配置於該基板上，該第二彩色濾光圖案包括一第二中心圖案，該第二中心圖案位於該第二畫素區內。
2. 如申請專利範圍第1項所述的彩色濾光片，其中該第二彩色濾光圖案更包括多個第二凸出圖案，該些第二凸出圖案連接於該第二中心圖案並且由該第二畫素區向外凸伸以至少部分地位於該第一畫素區中，且該些第一凸出圖案與該些第二凸出圖案交替排列。
3. 如申請專利範圍第2項所述的彩色濾光片，其中該些第一凸出圖案其中一者位於相鄰兩個第二凸出圖案之間，該其中一個第一凸出圖案的寬度大於該相鄰兩個第二凸出圖案之間的距離以使該其中一個第一凸出圖案部分地重疊於該相鄰兩個第二凸出圖案的至少其中一者。
4. 如申請專利範圍第2項所述的彩色濾光片，其中該些第二 凸出圖案其中一者位於相鄰兩個第一凸出圖案之間，該其中一個第二凸出圖案的寬度大於該相鄰兩個第一凸出圖案之間的距離以使該其中一個第二凸出圖案部分地重疊於該相鄰兩個第一凸出圖案的至少其中一者。
5. 如申請專利範圍第1項所述的彩色濾光片，其中該第一彩色濾光圖案在該第一畫素區內的面積大於該第一畫素區的面積的1/2。
6. 如申請專利範圍第1項所述的彩色濾光片，其中該第二彩色濾光圖案在該第二畫素區內的面積大於該第二畫素區的面積的1/2。
7. 如申請專利範圍第1項所述的彩色濾光片，其中該第一彩色濾光圖案與該第二彩色濾光圖案局部地重疊。
8. 如申請專利範圍第1項所述的彩色濾光片，其中該第一彩色濾光圖案與該第二彩色濾光圖案各自具有多個透光開口。
9. 如申請專利範圍第1項所述的彩色濾光片，其中該第一彩色濾光圖案與該第二彩色濾光圖案具有不同色彩。
10. 一種顯示器，包括：如申請專利範圍第1項所述的彩色濾光片；一主動元件陣列基板；以及一顯示介質，設置於該彩色濾光片與該主動元件陣列基板之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述的顯示器，其中該主動元件 陣列基板包括多個畫素結構，對應設置於該第一畫素區與該第二畫素區中。
12. 如申請專利範圍第11項所述的顯示器，其中該些畫素結構為反射式畫素結構。
13. 如申請專利範圍第11項所述的顯示器，其中該些畫素結構為穿透式畫素結構。
14. 如申請專利範圍第10項所述的顯示器，其中該顯示介質包括液晶層、有機發光層、電泳顯示介質層、電濕潤顯示介質層或其組合。