CN202041673U - 彩色滤光片及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例提供了一种彩色滤光片以及液晶显示器，其中，彩色滤光片包括：基板；设置于基板上的多个第一滤光块和多个彩色滤光块；其中所述彩色滤光块包括：红色滤光块、蓝色滤光块和绿色滤光块；以及设置于所述基板上的分隔所述各滤光块的挡墙。其中，任一所述彩色滤光块至少在第一方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第一方向与所述基板的平面平行。本实用新型提供的彩色滤光片解决了现有彩色滤光片混色不均的问题，提高了液晶显示器的显色效果。

Description

彩色滤光片及液晶显示器
技术领域
本实用新型涉及液晶显示领域，尤其涉及彩色滤光片及液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(LCD)在平板型显示装置中，主要用于电脑显示器和笔记本电脑，因为其具有高画质，体积小，低驱动电压，低功耗，对人视力影响小等优点，故而在市场上有了飞速的发展。对于全彩色化的液晶显示器而言，须使用具有红(R)，绿(G)，蓝(B)三原色的彩色滤光片(Color Filter)，液晶面板通过驱动集成芯片(IC)的电压改变来控制液晶分子的排列状态，形成开关，来选择背光源的光线穿透与否，经由三原色比例调和形成不同色光，从而创造出各种色彩，可使液晶显示器呈现亮丽，逼真，鲜艳的画面。因此彩色滤光片为液晶显示器彩色化的关键组件。
目前主流的彩色滤光片制作方法采用颜料分散法。在透明玻璃基板上首先制作具有遮光作用的遮光矩阵，再依序形成具有透光性红、绿、蓝三原色的彩色滤光膜层，而且要保证R、G、B彩色单元的位置必须要与薄膜晶体管阵列基板上的每一个像素精确对位。为了形成R、G、B三种滤光块，需要使用昂贵的颜料材料，制作R、G、B三色滤光块需要经过多重光罩制程处理，这样对每种颜色重复预定工艺，降低了工艺效率，增加了制作成本。
因颜料分散法的制作过程复杂、设备成本高昂，后来逐渐产生了一种利用喷墨(Ink Jet)制作彩色滤光片的方法，通过在基板上的对应次像素(subpixel)区域上喷涂红色(R)，绿色(G)，蓝色(B)的墨滴而形成次像素。对应的次像素分别可透过R、G、B三原色的光，阻止其他波长的光通过。喷墨装置将R、G、B彩色墨水同时喷射在基板上，从而一次形成RGB颜色层，使得喷墨打印法制作彩色滤光片不仅节省费用而且简化生产步骤，并且使用光罩制程的昂贵资本支出和营运费用可能被节省下来。为遮断透过R、G、B次像素的光线，防止光线泄漏和RGB彩色墨水混合，一般使用挡墙将每个次像素区域隔开，黑色挡墙可直接形成在基板上，以作隔离之用。
在彩色滤光片制备方法不断优化的过程中，彩色滤光片的类型也在逐渐发展。RGBW彩色滤光片(也常称为“白色+彩色滤光片”)是在RGB彩色滤光片中配置白色透明滤光块，即白(W)色区域，能够让背照灯的光线更多地透过，从而提高液晶面板影像亮度。
现有RGBW彩色滤光片的色彩区域布局如图1A或1B所示，一个像素(pixel)由四个次像素组成，这四个次像素区域分别由R、G、B、W四种颜色各占一个，并且它们的面积相同。图1A为一个像素由并排四个次象素构成，图1B为一个像素由四个次像素以“田”字型(也叫正方形排列)组合构成。图中可见，在图1A的排布方式下，W区域与R、G、B某一种颜色(或当该像素不是位于边缘时，与R、G、B其中两种颜色)直接相邻，而总有一种颜色(图1A中为G)无法与W直接相邻，使得混色很容易发生不均。在图1B的排布方式下，R、G、B周围的W的排布也是不同的，也会发身混色不均的问题。
实用新型内容
为了解决现有彩色滤光片混色不均的问题，本实用新型提供了一种彩色滤光片及液晶显示器。其中，彩色滤光片包括：
基板；
设置于基板上的多个第一滤光块和多个彩色滤光块；其中所述彩色滤光块包括：红色滤光块、蓝色滤光块和绿色滤光块；以及
设置于所述基板上的分隔所述各滤光块的挡墙；
其中，任一所述彩色滤光块至少在第一方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第一方向与所述基板的平面平行。
较优的，所述各彩色滤光块面积相等，所述第一滤光块的面积为所述彩色滤光块面积的1/3～1/2。
较优的或者更优的，所述任一彩色滤光块，在第二方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第二方向与所述基板的平面平行。
更优的，所述彩色滤光片进一步包含覆盖在所述彩色滤光块与第一滤光块上的平坦层，所述平坦层与所述第一滤光块为一体成型。
更优的，所述第一滤光块为白色滤光块或透明感光树脂层。
本实用新型提供的液晶显示器，包含彩色滤光片。该彩色滤光片包含：
基板；
设置于基板上的多个第一滤光块和彩色滤光块；其中所述彩色滤光块包括：红色滤光块、蓝色滤光块和绿色滤光块；以及
设置于所述基板上的分隔所述各滤光块的的挡墙；
其中，任一所述彩色滤光块至少在第一方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第一方向与所述基板的平面平行。
更优的，所述各彩色滤光块面积相等，所述第一滤光块的面积为所述彩色滤光块面积的1/3～1/2。
进一步的，所述任一彩色滤光块，在第二方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第二方向与所述基板的平面平行。
更进一步的，所述彩色滤光片进一步包含覆盖在所述彩色滤光块与第一滤光块上的平坦层，所述平坦层与所述第一滤光块为一体成型。
进一步的，所述第一滤光块为透明感光树脂层。
本实用新型提供的彩色滤光片及液晶显示器，通过第一滤光块在彩色滤光块周围的合理布局，以及合理的面积配比，解决了现有彩色滤光片混色不均的问题，提高了液晶显示器的显色效果。使用第一滤光块和平坦层一体成型的工艺制作的彩色滤光片，能节省工艺成本，同时又不会影响开口率。
附图说明
图1A为现有技术中RGBW彩色滤光片的像素排布示意图。
图1B为现有技术中RGBW彩色滤光片的像素排布示意图。
图2为本实用新型彩色滤光片实施例的滤光块布局示意图。
图3为本实用新型彩色滤光片实施例的滤光块布局示意图。
图4为本实用新型彩色滤光片实施例的滤光块布局示意图。
图5为本实用新型彩色滤光片实施例的滤光块布局示意图。
图6A为图2实施例在A-A’截面彩色滤光片的结构示意图。
图6B为图2实施例在B-B’截面彩色滤光片的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供了一种彩色滤光片的结构，包括：
基板；
设置于基板上的多个第一滤光块和多个彩色滤光块；其中所述彩色滤光块包括：红色滤光块、蓝色滤光块和绿色滤光块；以及
设置于所述基板上的分隔所述各滤光块的挡墙；其特征在于：
任一所述彩色滤光块至少在第一方向上，与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第一方向与所述基板的平面平行。
为使本实用新型的内容更加清楚，下面对具体实施例做进一步阐述。
在本实用新型中，以垂直于基板平面的方向观察，在矩形基板上形成的彩色滤光片中，各滤光块以A-A’向和B-B’向进行排布，在任意两个滤光块之间有挡墙(即黑色矩阵)相隔。其中，A-A’向和B-B’向即与矩形两条邻边平行的方向。
在本实用新型中，一个次像素由一个彩色滤光块和一个白色滤光块共同组成，这两个滤光块之间有挡墙(即黑色矩阵)相隔。一个像素由三个次像素组成，这三个次像素分别含有R、G、B的彩色滤光块，即分别为R+W、G+W、B+W的组合。一个像素即为一个显示的基本单位。
图2为本实用新型提供的一实施例。黑色的粗线条表示黑色挡墙(blackmatrix)，将各个滤光块区域分隔开来。一个次像素中，彩色滤光块和白色滤光块以B-B’向排列，一个像素中的三个次像素以A-A’向排列。并且，A-A’向和B-B’向的所有滤光块以线条型排列，在B-B’向上的彩色滤光块也是以线条型排列(即在B-B’向相邻的两个次像素，其彩色滤光块属同一颜色。
从图2可见，任一彩色滤光块(即R、G、B三色)在B-B’向上，直接与白色滤光块(假设为第一滤光块)相邻，并且，在非边缘的位置上，任一彩色滤光块在B-B’向的双方向都直接与白色滤光块相邻使得白色滤光块均匀分布在彩色滤光块中间，增加了色光混合以及亮度的均匀度。
图2只是线条型滤光块排列方式中的一种，其他的排列方式也是可行的。比如，一个像素中的三个次像素以A-A’向排列，且一个次像素中的彩色滤光块和白色滤光块也以A-A’向排列。或者，一个像素中的三个次像素以B-B’向排列，且一个次像素中的彩色滤光块和白色滤光块也以B-B’向排列。这些排列方式皆使得任一彩色滤光块在A-A’向或者B-B’向上直接与白色滤光块相邻，从而达到均匀混色的效果。
上述线条型排列较适合于笔记型计算机或桌上计算机对应的液晶显示器等，因为大多数软件为窗口化接口，屏幕内容为一些大小不等的方框所组成，线条型排列使得方框边缘更显笔直。而如果液晶显示器应用于AV产品则有所不同了。电视信号(或其他视频信号)中各种线条并非笔直，轮廓多为不规则曲线，所以使用于AV产品的使用马赛克排列(或称对角形排列)，如图3所示。B-B’向上的彩色滤光块则不再以线条型排列，即在B-B’向相邻的两个次像素，其彩色滤光块的颜色不同，使得无论从A-A’向还是B-B’向排列的三个相邻次像素，都构成了一个基本显示单位(pixel)，更好的实现了AV产品的混色。
使用在AV产品上的彩色滤光片中，次像素呈三角排列的一种方式如图4所示。各次像素中的彩色滤光块和白色滤光块以B-B’向排列，各滤光块在A-A’向上以线条型排列，而在B-B’向上发生错位。三角排列方式能使显示出来的图像轮廓更为平滑。其他的三角排列的实现方式也可为，各次像素中的彩色滤光块和白色滤光块以A-A’向排列。
在图5的滤光块排列方式中，可以清楚的看到，任一彩色滤光块的A-A’向以及B-B’向上，都有白色滤光块直接相邻，使得混色更为均匀，为较佳的实施例。
白色滤光块的添加，本意是使液晶显示器提亮。有了白色滤光块，更多的光线能穿透彩色滤光片，使显示器的亮度增加，比使用RGB彩色滤光片所显示的相同亮度，需要的背板光更弱，从而更能节省背板光源的电能消耗。然而如果白色滤光块的面积越大，必然使得彩色滤光块的面积相对越少，必然对液晶显示器的色彩度有影响。在较优的实施例中，白色滤光块的面积，占它所在次像素区域面积的1/3至1/4，即白色滤光块与处在同一次像素区域内的彩色滤光块的面积的比为1/2至1/3。这样，白色滤光块即均匀的分布在各种颜色的彩色滤光块之间，提高了混色效果；又因白色滤光块的均匀分布，使得每个白色滤光块的面积适当的缩小也能满足合适的透光率，同时又能保证色彩度。图2、图3、图4以及图5中，白色滤光块的面积即是按上述推荐比例做出。尤其是图5中，一个次像素区域中彩色滤光块和白色滤光块以B-B’向排列，因彩色滤光块和白色滤光块的面积不同，所以白色滤光块在B-B’向的宽度不同于彩色滤光块在B-B’向的宽度，所以引起了这些滤光块在A-A’向并非以线条型排列，进而使得任一彩色滤光块，不但在A-A’向以及B-B’向上与白色滤光块直接相邻，而且在斜向上亦与白色滤光块直接相邻。
在另一个实施例中，在彩色滤光块和白色滤光块之上会有一层平坦层，做滤光层的保护层，用来防静电、抗磨和阻挡污染的效果。同时，由于喷墨时各喷头喷射彩色墨水的量可能会不一致，引起各彩色滤光块的厚度有稍许差别(段差)，使得多个彩色滤光块形成的表面不平，覆盖上平坦层则可消除这种表面不平的现象。平坦层由透明材料构成，尽量不影响透光。在彩色滤光片的制作工艺中，可使白色滤光块与平坦层一次成型，简化了现有技术在白色滤光块制作完成后再形成平坦层的制作工序。在喷墨形成R，G，B彩色滤光块之后，利用白色透明树脂覆盖在其上，透明树脂将剩余挡墙围成的次像素区域填满，这样就在同一工序中形成了白色滤光块和平坦保护层(白色滤光块和平坦层用同一种材料)。具体实现方式如下。
在基板的表面，采用喷墨方式将相应颜色的喷墨打印头喷射到黑色矩阵挡墙形成的对应区域上，形成各色的彩色滤光块。在彩色滤光块干燥固化后，直接在整个彩色滤光块加白色滤光层区域以及黑色挡墙的上方涂覆上透明树脂。透明树脂会首先流入白色滤光块区域，沉积形成白色滤光块，然后在白色滤光块以及彩色滤光块上方形成了平坦层。工艺上一般可使用裂缝式、旋转式、或裂缝旋转法涂布机来完成透明树脂的涂布，且通过旋涂速度和涂胶量等控制好平坦层的厚度。这种一次形成白色滤光块和平坦层的方式节省了工艺成本，而且避免了多像素区域因喷墨或曝光工艺不准而发生的混色现象。需要指出的是，白色滤光块以及平坦层所使用的透光性物质，可以是透明感光性树脂、二液固化型透明树脂等具有透光要求的透光率等的物质。
图6A为图2排布方式的A-A’截面的彩色滤光片的结构示意。彩色滤光片的基板100上，挡墙140分隔的区域，被红色滤光块102、蓝色滤光块103和绿色滤光块104填充，平坦层110位于这几种彩色滤光块以及挡墙之上，消除了因像素间段差引起的凸凹不平，也起到防静电、抗磨和防止污染的作用。
如果以图2排布方式的B-B’截面来看彩色滤光片的结构，因为白色滤光块102与平坦层110在彩色滤光片的制作中一次形成，在图6B中能看出白色滤光块102与平坦层110为一体。
本实用新型还保护了一种包含上述诸实施例彩色滤光片的液晶显示器。这种彩色滤光片包含：基板；
设置于基板上的多个第一滤光块和彩色滤光块；其中所述彩色滤光块包括：红色滤光块、蓝色滤光块和绿色滤光块；以及
设置于所述基板上的分隔所述各滤光块的的挡墙；其特征在于：
任一所述彩色滤光块至少在第一方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第一方向与所述基板的平面平行。
上述分隔各滤光块的挡墙，将任意两个滤光块之间隔开。
较优的实施例中，上述各彩色滤光块面积相等，而第一滤光块的面积为各彩色滤光块面积的1/3～1/2。
较优的实施例中，任一彩色滤光块，在第二方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第二方向与所述基板的平面平行。在图5中可见在A-A’和B-B’方向上，任一彩色滤光块都与白色滤光块直接相邻。
更优的实施例中，彩色滤光片进一步包含覆盖在所述彩色滤光块与第一滤光块上的平坦层，所述平坦层与所述第一滤光块为一体成型。
另外，第一滤光块为透明感光树脂层。
这样的液晶显示器，因白色滤光块在彩色滤光块周围的均匀布局，使得色光混合以及亮度的均匀度提高。加之W滤光块与彩色滤光块面积的合理配比，在提高显示器亮度、减少电功率消耗的同时，又不影响其色彩度，所以，液晶显示器的显色效果明显提高。又因W滤光块与平坦层一体成型，简便了液晶显示器内彩色滤光块的制作工艺成本，又不会对开口率造成任何影响。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种彩色滤光片，包括：
基板；
设置于基板上的多个第一滤光块和多个彩色滤光块；其中所述彩色滤光块包括：红色滤光块、蓝色滤光块和绿色滤光块；以及
设置于所述基板上的分隔所述各滤光块的挡墙；其特征在于：
任一所述彩色滤光块至少在第一方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第一方向与所述基板的平面平行。
2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述各彩色滤光块面积相等，所述第一滤光块的面积为所述彩色滤光块面积的1/3～1/2。
3.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述任一彩色滤光块，在第二方向上与至少一个所述第一滤光块直接相邻；所述第二方向与所述基板的平面平行。
4.如权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于，所述任一彩色滤光块，在第二方向上与所述第一滤光块直接相邻；所述第二方向与所述基板的平面平行。
5.如权利要求1至4中任一项所述的彩色滤光片，其特征在于，所述彩色滤光片进一步包含覆盖在所述彩色滤光块与第一滤光块上的平坦层，所述平坦层与所述第一滤光块为一体成型。
6.如权利要求5所述的彩色滤光片，其特征在于，所述第一滤光块为白色滤光块或透明感光树脂层。
7.一种液晶显示器，其特征在于，包含如权利要求1至6任一项所述的彩色滤光片。
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