CN106647006A - 一种彩色滤光片及其制作方法、显示装置 - Google Patents

一种彩色滤光片及其制作方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种彩色滤光片及其制作方法、显示装置，彩色滤光片包括：衬底；第一彩色滤光层，包括第一红色滤光区，第一绿色滤光区，第一蓝色滤光区和间隔三个滤光区的透明树脂层；平坦层，覆盖在第一彩色滤光层上，且平坦层远离衬底的表面平坦；第二彩色滤光层，包括第二红色滤光区，第二绿色滤光区，第二蓝色滤光区和间隔三个滤光区的黑矩阵；第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区、透明树脂层在衬底上的正投影与第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区、黑矩阵在衬底上的正投影一一对应且重合；第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区和黑矩阵的厚度相同，该彩色滤光片的光线出射角较大，改善了侧视角串色问题。

Description

一种彩色滤光片及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种彩色滤光片及其制作方法、显示装置。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器以其体积小、功耗低、无辐射等特点，得到了广泛的应用，其显示面板包括对盒设置的彩色滤光片和阵列基板，以及填充在彩膜基板和阵列基板之间的液晶。其中，彩色滤光片(ColorFilter，简称CF)用于实现彩色画面的显示。
如图1所示，彩色滤光片一般包括：衬底01，设置在衬底01上的黑矩阵(BM)02和红色(R)滤光区031、绿色(G)滤光区032和蓝色(B)滤光区033，覆盖黑矩阵02和滤光区的平坦层04，以及设置在平坦层04上的支撑柱05。而平坦层04的平坦化能力有限，当Δ(R/G/B的膜厚–BM的膜厚)超过平坦层04的平坦化能力，将无法抹平段差，而现有技术中，各颜色滤光区的厚度不一致，对于单色画面，如红色单色画面，光线从临近的蓝色像素出射，其出射角度θ与Δ(R/G/B的膜厚–BM的膜厚)、平坦层04的膜厚呈现负相关，在目前的彩色滤光中，由于出射角度θ较小，难以满足侧视角60度内不混色，因此，提供一种改善侧视角串色问题的彩色滤光片显得尤为重要。
发明内容
本发明提供一种彩色滤光片及其制作方法、显示装置，通过分层设计，将远离衬底一侧的第二彩色滤光层的膜厚设计成和黑矩阵膜厚一致，第二彩色滤光层设置在靠近衬底的一侧，无需进行平坦化，光线的出射角较大，能够改善侧视角串色问题，具有上述彩色滤光片的显示装置的画面效果较好，制作该彩色滤光片的方法简化了制作流程，有效节约了制作成本。
本发明实施例提供的具体技术方案如下：
一种彩色滤光片，包括：
衬底；
第一彩色滤光层，所述第一彩色滤光层包括第一红色滤光区，第一绿色滤光区，第一蓝色滤光区和用于间隔所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区之间的透明树脂层；
平坦层，覆盖在第一彩色滤光层上，且平坦层远离衬底的表面平坦；
第二彩色滤光层，所述第二彩色滤光层包括第二红色滤光区，第二绿色滤光区，第二蓝色滤光区和用于间隔所述第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区之间的黑矩阵；
所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区、透明树脂层在衬底上的正投影与第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区、黑矩阵在衬底上的正投影一一对应且重合；
所述第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区和黑矩阵的厚度相同。
在上述彩色滤光片中，由于第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区靠近衬底，第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区远离衬底，且第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区和黑矩阵的厚度相同，通过分层设计使得远离衬底一侧的第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区和黑矩阵的厚度相同，无需进行平坦化保证黑矩阵膜面直接与第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区齐平，且无平坦层，以使得Δ(R/G/B–BM)＝0，OC＝0，而光线出射角度θ与Δ(R/G/B的膜厚–BM的膜厚)、平坦层的膜厚呈现负相关，进而使得光线的出射角较大，改善侧视角串色问题；另外，可以通过第一彩色滤光层和第二彩色滤光层的R/G/B使用不同的色阻，进行混色，即相当于使用两种R/G/B混色成为新的R/G/B，即无需开发新色阻，不仅较少了彩色滤光片色阻的数量，也可以随时采用现有色阻的不同比例的混色来满足新的色度要求，故彩色滤光片的色彩效果较好。
优选地，所述第一红色滤光区与第二红色滤光区能够透过的红光波长范围有重叠。
优选地，第一绿色滤光区与第二绿色滤光区能够透过的绿光波长范围有重叠。
优选地，所述第一蓝色滤光区与第二蓝色滤光区能够透过的蓝光波长范围有重叠。
优选地，所述第二彩色滤光层的厚度为1.15微米～1.5微米。
优选地，所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区和第一蓝色滤光区的厚度各不相同。
优选地，所述平坦层的最大厚度为1.5微米～2.0微米。
本发明还提供了一种显示装置，包括如上任一项所述的彩色滤光片。
由于上述彩色滤光片的光线的出射角较大，能够改善侧视角串色问题，且色彩效果较好，因此，具有上述彩色滤光片的显示装置的画面效果较好。
本发明还提供了一种彩色滤光片的制作方法，包括：
在衬底上形成第一彩色滤光层，所述第一彩色滤光层包括第一红色滤光区，第一绿色滤光区，第一蓝色滤光区和用于间隔所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区之间的透明树脂层；
在所述第一彩色滤光层上形成平坦层，所述平坦层远离衬底的表面平坦；
在所述平坦层上形成第二彩色滤光层，所述第二彩色滤光层包括第二红色滤光区，第二绿色滤光区，第二蓝色滤光区和用于间隔所述第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区之间的黑矩阵，且所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区、透明树脂层在衬底上的正投影与第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区、黑矩阵在衬底上的正投影一一对应且重合，且所述第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区和黑矩阵的厚度相同。
在彩色滤光片的制作方法中，通过分层设计，将远离衬底一侧的第二彩色滤光层的膜厚设计成和黑矩阵膜厚一致，第二彩色滤光层设置在靠近衬底的一侧，无需进行平坦化，光线的出射角较大，能够改善侧视角串色问题，简化了制作流程，有效节约了制作成本。
优选地，所述第一红色滤光区与第二红色滤光区能够透过的红光波长范围有重叠；和/或，第一绿色滤光区与第二绿色滤光区能够透过的绿光波长范围有重叠；和/或，所述第一蓝色滤光区与第二蓝色滤光区能够透过的蓝光波长范围有重叠。
附图说明
图1为现有技术中彩色滤光片的结构示意图；
图2为本发明实施例中彩色滤光片的结构示意图；
图3为本发明实施例中彩色滤光片的光线传播示意图；
图4为本发明实施例中彩色滤光片制作流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
如图2以及图3所示，一种彩色滤光片，包括：
衬底1；
第一彩色滤光层，第一彩色滤光层包括第一红色滤光区21，第一绿色滤光区22，第一蓝色滤光区23和用于间隔第一红色滤光区21、第一绿色滤光区22、第一蓝色滤光区23之间的透明树脂层24；
平坦层4，覆盖在第一彩色滤光层上，且平坦层远离衬底的表面平坦；
第二彩色滤光层，第二彩色滤光层包括第二红色滤光区31，第二绿色滤光区32，第二蓝色滤光区33和用于间隔第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33之间的黑矩阵34；
第一红色滤光区21、第一绿色滤光区22、第一蓝色滤光区23、透明树脂层24在衬底1上的正投影与第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33、黑矩阵34在衬底1上的正投影一一对应且重合；
第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33和黑矩阵34的厚度相同。
在上述彩色滤光片中，由于第一红色滤光区21、第一绿色滤光区22、第一蓝色滤光区23靠近衬底1，第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33远离衬底1，且第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33和黑矩阵34的厚度相同，通过分层设计使得远离衬底1一侧的第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33和黑矩阵34的厚度相同，无需进行平坦化保证黑矩阵34膜面直接与第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33齐平，且无平坦层4，以使得Δ(R/G/B–BM)＝0，OC＝0，而光线出射角度θ与Δ(R/G/B的膜厚–BM的膜厚)、平坦层4的最大膜厚呈现负相关，进而使得光线的出射角较大，改善侧视角串色问题；另外，可以通过第一彩色滤光层和第二彩色滤光层的R/G/B使用不同的色阻，进行混色，即相当于使用两种R/G/B混色成为新的R/G/B，即无需开发新色阻，不仅较少了彩色滤光片色阻的数量，也可以随时采用现有色阻的不同比例的混色来满足新的色度要求，故彩色滤光片的色彩效果较好。
在上述彩色滤光片的基础上，为了能够在不开发新色阻的基础上通过现有色阻的搭配混色达到新的红色阻的效果，一种优选实施方式中，第一红色滤光区21与第二红色滤光区31能够透过的红光波长范围有重叠。
第一红色滤光区21与第二红色滤光区31能够透过的红光波长范围相同或者有部分重叠。通过第一红色滤光区21与第二红色滤光区31使用不同的色阻，进行混色，即相当于使用两种红色混色成为新的红色，即无需开发新色阻，不仅较少了彩色滤光片色阻的数量，也可以随时采用现有色阻的不同比例的混色来满足新的色度要求，故彩色滤光片的色彩效果较好。
在上述彩色滤光片的基础上，为了能够在不开发新色阻的基础上通过现有色阻的搭配混色达到新的绿色阻的效果，一种优选实施方式中，第一绿色滤光区22与第二绿色滤光区32能够透过的绿光波长范围有重叠。
第一绿色滤光区22与第二绿色滤光区32能够透过的绿光波长范围相同或者有部分重叠。通过第一绿色滤光区22与第二绿色滤光区32使用不同的色阻，进行混色，即相当于使用两种绿色混色成为新的绿色，即无需开发新色阻，不仅较少了彩色滤光片色阻的数量，也可以随时采用现有色阻的不同比例的混色来满足新的色度要求，故彩色滤光片的色彩效果较好。
在上述彩色滤光片的基础上，为了能够在不开发新色阻的基础上通过现有色阻的搭配混色达到新的蓝色阻的效果，一种优选实施方式中，第一蓝色滤光区23与第二蓝色滤光区33能够透过的蓝光波长范围有重叠。
第一蓝色滤光区23与第二蓝色滤光区33能够透过的蓝光波长范围相同或者有部分重叠。通过第一蓝色滤光区23与第二蓝色滤光区33使用不同的色阻，进行混色，即相当于使用两种绿色混色成为新的蓝色，即无需开发新色阻，不仅较少了彩色滤光片色阻的数量，也可以随时采用现有色阻的不同比例的混色来满足新的色度要求，故彩色滤光片的色彩效果较好。
在改善彩色滤光片的色度时，现有技术中，由于无法通过调整膜厚来改善彩色滤光片的色度，就需要开发新色阻。当色阻的种类很多的时候，在生产的时候，需要更多的时间，浪费产能，且新色阻开发的周期也很长，难以满足时效性。而本发明提供的彩色滤光片由于采用第一彩色滤光层和第二彩色滤光层分层设计，可以通过将使第二彩色滤光层中R2/G2/B2的色阻种类和第一彩色滤光层中R1/G1/B1的色阻种类不同，通过现有的色阻进行搭配混色来达到新色阻的效果，从而不用开发新色阻。
一种优选实施方式中，第二彩色滤光层的厚度为1.15微米～1.5微米。第二彩色滤光层中的第二红色滤光区31，第二绿色滤光区32，第二蓝色滤光区33和用于间隔第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33的黑矩阵34的厚度相同，且厚度的取值可以优选1.15微米、1.2微米、1.25微米、1.3微米、1.35微米、1.4微米、1.45微米、1.5微米。
一种实施方式中，第一红色滤光区、第一绿色滤光区和第一蓝色滤光区的厚度各不相同。
具体地，平坦层4的最大厚度为1.5微米～2.0微米。为了抹平R1/G1/B1的像素段差，平坦层4的最大厚度可以优选1.5微米、1.6微米、1.7微米、1.8微米、1.9微米、2.0微米。
本发明还提供了一种显示装置，包括如上任一项的彩色滤光片。
由于上述彩色滤光片的光线的出射角较大，能够改善侧视角串色问题，且色彩效果较好，因此，具有上述彩色滤光片的显示装置的画面效果较好。
如图4所示，本发明还提供了一种彩色滤光片的制作方法，包括：
步骤S400：在衬底1上形成第一彩色滤光层，第一彩色滤光层包括第一红色滤光区21，第一绿色滤光区22，第一蓝色滤光区23和用于间隔第一红色滤光区21、第一绿色滤光区22、第一蓝色滤光区23之间的透明树脂层24；
步骤S410：在第一彩色滤光层上形成平坦层4，所述平坦层4远离衬底的表面平坦；
步骤S420：在平坦层4上形成第二彩色滤光层，第二彩色滤光层包括第二红色滤光区31，第二绿色滤光区32，第二蓝色滤光区33和用于间隔第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33之间的黑矩阵34，且第一红色滤光区21、第一绿色滤光区22、第一蓝色滤光区23、透明树脂层24在衬底1上的正投影与第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33、黑矩阵34在衬底1上的正投影一一对应且重合，且第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33和黑矩阵34的厚度相同。
在彩色滤光片的制作方法中，通过分层设计，将远离衬底1一侧的第二彩色滤光层的膜厚设计成和黑矩阵34膜厚一致，第二彩色滤光层设置在靠近衬底1的一侧，无需进行平坦化，光线的出射角较大，能够改善侧视角串色问题，简化了制作流程，有效节约了制作成本。通过步骤S400，在衬底1侧采用涂布/曝光/显影等常规工艺先形成第一彩色滤光层，所使用的第一彩色滤光层中R1/G1/B1膜厚＝(R/G/B所需膜厚–第二彩色滤光层中R2/G2/B2膜厚)，其中，R2/G2/B2膜厚＝黑矩阵34膜厚；保证R2/G2/B2膜厚不变，通过调整R1/G1/B1膜厚来控制彩色滤光片的色度；然后通过步骤S410，在第一彩色滤光层上进行一层平坦层4涂布，平坦层4的最大膜厚1.5微米～2.0微米之间，以抹平R1/G1/B1的像素段差；最后通过步骤S420，在平坦层4上制备第二彩色滤光层，第二彩色滤光层中的第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33和黑矩阵34的厚度相同，且在1.15微米～1.5微米内。
一种优选实施方式中，还包括：
采用构图工艺在衬底1上形成第一红色滤光区21，第一绿色滤光区22，第一蓝色滤光区23和用于间隔第一红色滤光区21、第一绿色滤光区22、第一蓝色滤光区23的透明树脂层24；和/或，采用构图工艺在平坦层4上形成第二红色滤光区31，第二绿色滤光区32，第二蓝色滤光区33和用于间隔第二红色滤光区31、第二绿色滤光区32、第二蓝色滤光区33的黑矩阵34。
衬底1上形成第一彩色滤光层以及第二彩色滤光层可以采用构图工艺制备也可以采用其他能够满足要求的制备工艺。
一种优选实施方式中，第一红色滤光区21与第二红色滤光区31能够透过的红光波长范围有重叠；和/或，第一绿色滤光区22与第二绿色滤光区32能够透过的绿光波长范围有重叠；和/或，第一蓝色滤光区23与第二蓝色滤光区33能够透过的蓝光波长范围有重叠。
通过第一彩色滤光层和第二彩色滤光层的R/G/B使用不同的色阻，进行混色，即相当于使用两种R/G/B混色成为新的R/G/B，即无需开发新色阻，不仅较少了彩色滤光片色阻的数量，也可以能够在不开发新色阻的基础上通过现有色阻的搭配混色达到新的绿色阻的效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种彩色滤光片，其特征在于，包括：
衬底；
第一彩色滤光层，所述第一彩色滤光层包括第一红色滤光区，第一绿色滤光区，第一蓝色滤光区和用于间隔所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区之间的透明树脂层；
平坦层，覆盖在所述第一彩色滤光层上，且所述平坦层远离衬底的表面平坦；
第二彩色滤光层，所述第二彩色滤光层包括第二红色滤光区，第二绿色滤光区，第二蓝色滤光区和用于间隔所述第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区之间的黑矩阵；
所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区、透明树脂层在衬底上的正投影与第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区、黑矩阵在衬底上的正投影一一对应且重合；
所述第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区和黑矩阵的厚度相同。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第一红色滤光区与第二红色滤光区能够透过的红光波长范围有重叠。
3.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，第一绿色滤光区与第二绿色滤光区能够透过的绿光波长范围有重叠。
4.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第一蓝色滤光区与第二蓝色滤光区能够透过的蓝光波长范围有重叠。
5.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第二彩色滤光层的厚度为1.15微米～1.5微米。
6.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区和第一蓝色滤光区的厚度各不相同。
7.根据权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于，所述平坦层的最大厚度为1.5微米～2.0微米。
8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的彩色滤光片。
9.一种彩色滤光片的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成第一彩色滤光层，所述第一彩色滤光层包括第一红色滤光区，第一绿色滤光区，第一蓝色滤光区和用于间隔所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区之间的透明树脂层；
在所述第一彩色滤光层上形成平坦层，所述平坦层远离衬底的表面平坦；
在所述平坦层上形成第二彩色滤光层，所述第二彩色滤光层包括第二红色滤光区，第二绿色滤光区，第二蓝色滤光区和用于间隔所述第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区之间的黑矩阵，且所述第一红色滤光区、第一绿色滤光区、第一蓝色滤光区、透明树脂层在衬底上的正投影与第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区、黑矩阵在衬底上的正投影一一对应且重合，且所述第二红色滤光区、第二绿色滤光区、第二蓝色滤光区和黑矩阵的厚度相同。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述第一红色滤光区与第二红色滤光区能够透过的红光波长范围有重叠；和/或，第一绿色滤光区与第二绿色滤光区能够透过的绿光波长范围有重叠；和/或，所述第一蓝色滤光区与第二蓝色滤光区能够透过的蓝光波长范围有重叠。
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