专利名称：彩色滤光片及其黑色矩阵的制作方法
技术领域：
本发明关于一种液晶显示器的彩色滤光片；特别是一种可改善各像素的滤光层成形状态的彩色滤光片及其黑色矩阵。
背景技术：
由于液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有省电、重量轻、低辐射及易携带等优点，已逐渐取代传统的显示器，成为显示器市场的主流。一般而言，液晶显示器由背光模块、液晶面板、彩色滤光片等主要组件所组成，其中彩色滤光片将背光模块所提供的光线进行滤光，以决定各像素的显示颜色，乃为液晶显示器的关键零组件之一。
在彩色滤光片的制造上，公知为先在基板上形成黑色矩阵(Black Matrix)，此黑色矩阵包含多个框体结构，分别对应于各像素区域，以容纳可形成不同颜色的滤光层，并防止光线在各色层的漏光或各色层间的不当混光。以黑色光刻胶材料制作黑色矩阵为例，一般而言，黑色矩阵的结构以感旋光性材料初步成形后，再加以固化，例如以照射紫外光的方式。
图1为彩色滤光片10在单一像素的局部侧视示意图，其显示公知的喷墨打印(Ink-Jet Printing，IJP)工艺；在基板11上形成框体13后，便可将墨液21涂布至各个框体13内，形成特定颜色的滤光层15，通常为红蓝绿三原色的其中之一，再加以烘烤便可成型。利用结构，各像素在光线穿透彩色滤光片10后，便可提供特定颜色的光线，所有像素的光线再进一步混合成为人眼可以辨识的彩色画面。
然而，实际工艺上会遇到一些困难，举例而言，喷嘴20将墨液21高速涂布至基板11的过程中，由于墨液21接触基板11的速度太快，容易溢出框体13外，而与其它像素造成混色。
此外，墨液21涂布至框体13内形成滤光层15时，由于滤光层15本身具有表面张力，导致滤光层15中心较高，甚至高于框体13，于烘烤之后，对于整体的平坦度有不良影响，更导致显色不均匀。此表面张力所可能产生的其它缺点，请进一步参阅图2所示的平面示意图，由于表面张力驱使滤光层15向中心处集中，更容易造成像素角落处(如图2的虚线所示)有墨液填充不足而造成漏光的情形，导致显示质量下降，此现象在该矩形框体结构的短边角落处尤其明显。
因此，提供一可改善滤光层成形状态的彩色滤光片及其黑色矩阵，乃为此一业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种彩色滤光片及其黑色矩阵，利用间隔件的设置，使得滤光层因表面张力所形成的表面弧度得以减缓，相较于先前技术，滤光层表面可更为平坦；而且，间隔件可与黑色矩阵在同一工艺中成型，且可与黑色矩阵的框体实质上等高。利用表面张力的呈现区域增多，间接使整体滤光层平坦度的提高，各像素的显色效果亦可更为均匀。
本发明的另一目的在于提供一种彩色滤光片及其黑色矩阵，利用在间隔件的设置，喷嘴在黑色矩阵的框体内灌注滤光层时，因表面张力的呈现区域增多，将有效减缓液滴速度，进而减少墨液溢出框体外的风险。
本发明的再一目的在于提供一种彩色滤光片及其黑色矩阵，利用黑色矩阵的疏水性表面、以及基板的亲水性表面，使得滤光层于黑色矩阵的框体内的分布状况更为平均，改善像素在短边或角落容易产生漏光的缺点。
为达上述目的，本发明公开一种彩色滤光片，至少包含一基板及至少一框体，框体设置于该基板上且对应于其中一像素区域，以与基板共同界定出一容置空间，容置空间内设置有至少一间隔件及一滤光层；分别对应于多个像素区域的多个框体，便可形成彩色滤光片的黑色矩阵。
为让本发明的上述目的、技术特征、和优点能更明显易懂，下文以较佳实施例配合附图进行详细说明。
图1为先前技术中，滤光层的局部成形示意图；图2为图1所示彩色滤光片的上视图；
图3为本发明彩色滤光片的示意图；图4为本发明较佳实施例的滤光层局部成形示意图；图5为图4所示结构的上视图；图6为图5另一较佳实施例的示意图；以及图7为图5又一较佳实施例示意图。
其中，附图标记10彩色滤光片11基板13框体 15滤光层20喷嘴 21墨液30彩色滤光片31基板33滤光层40喷嘴41墨液 50黑色矩阵501黑色矩阵单元 51框体511第一边壁 513第二边壁53间隔件D1第一间距D2第二间距具体实施方式
图3所示为本发明的彩色滤光片30的示意图，彩色滤光片30包含一基板31及一黑色矩阵50，基板31实际上可区分为多个像素区域，而黑色矩阵50对应各像素区域，可区分为多个黑色矩阵单元501。
请进一步参阅图4、图5，为方便说明，仅以其中一像素区域为例，其中图4所示为本发明的彩色滤光片30在单一像素的局部侧视图，而图5则为上视图。各黑色矩阵单元501包含一框体51及至少一间隔件53，实际上框体51与间隔件53可在一次工艺中便可同时成型。更明确而言，框体51对应其中一像素区域而设置于基板31上，且与基板31共同界定出一容置空间，而间隔件53则设置于该容置空间内；较佳地，间隔件53的顶面与框体51的顶面实质上齐平。在实际制造过程中，喷嘴40将墨液41注入容置空间内，便可形成一滤光层33。可以理解地，滤光层33通常由红色墨水、蓝色墨水、及绿色墨水的其中之一所制成，在烘烤成型后，提供不同光线频率的滤光功能，进而呈现出不同颜色的光线。
请进一步参阅图5，为清楚说明，可进一步界定框体51具有两相对的第一边壁511及两相对的第二边壁513，所述第一边壁511及第二边壁513适界定出前述的容置空间。此外，间隔件53较佳为一柱体，其断面形状可为方形、圆形、三角形、或多边形，在此不作限制，且间隔件53的数量亦可依需求调整，亦即可包含多个间隔件53。
图5所示为本发明的一较佳实施例，多个间隔件53相关于两相对的第一边壁511以及一对称中心，呈等间距的排列。详言之，例如至少部分的间隔件53，除关于两相对的第一边壁511，保持等间距D1的线性排列外，相关于第二边壁513亦保持相等间距D2。请再次参阅图4，公知技术中，滤光层因为表面张力导致过高的情形(如虚线所示)，由于本发明设有间隔件53，使滤光层33因区域增多，其表面张力效应得以大幅减缓(如实线所示)，并有效降低滤光层33的凸起高度，整体的平坦度便可获得提高。
间隔件53的配置方式可具有多样化，图6所示为本发明的另一较佳实施例，其中间隔件53的至少一部分，关于两相对的第二边壁513，呈现具有一第二间距D2的一第二线性排列；可以理解地，在此实施例中，间隔件53关于两相对的第一边壁511，可同时呈现具有第一间距D1的第一线性排列。更佳地，第一间距D1与第二间距D2实质上相等。
本发明的又一较佳实施例如图7所示，各黑色矩阵单元501的内表面可进一步具有特殊形状。更具体而言，其中第一边壁511的内表面及第二边壁513的内表面，形成一连续的波浪状轮廓(如图7所示的互相间隔的多个凹部及多个凸部)。
需说明的是，本发明所描述的间隔件53，其配置方式并不限定，只要能将容置空间加以分配(最佳为平均分配)，均可达到降低滤光层33整体表面高度的功效。此外，前述的实施例中，第一边壁511的内表面及第二边壁513的内表面，较佳为疏水性表面，而基板31的一上表面则为一亲水性表面；此将更有助于墨液41形成为滤光层33的过程中，充分填满于容置空间内，且具有更佳的表面平坦度。
本发明间隔件53的设置，在各像素的开口率(即呈现均匀像素颜色的开口区域)上，有可能会造成些微损失；经过实际量测，此开口率损失约为1％至2％左右，甚至更低，在可容许的些微开口率损失影响下，可因本案的设计，有效提高彩色滤光片整体的显示效果。
利用以上的描述，本发明在各黑色矩阵单元的容置空间内设置间隔件，使得形成滤光层的过程中，墨液进入容置空间时可获得缓冲的效果，以避免溢出；此外，当墨液在容置空间内形成滤光层时，表面张力的效应可获得改善，使得成型后整体平坦度获得提高，各像素的显色亦可更为均匀。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施例，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范围。任何熟悉本技术的技术人员可轻易完成的改变或等同物均属于本发明要求保护的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书为准。
权利要求
1.一种彩色滤光片，其特征在于，至少包含一基板，该基板上具有多个像素区域；至少一框体，对应该多个像素区域的其中之一，设置于该基板上，且与该基板共同界定出一容置空间；至少一间隔件，设置于该容置空间内；以及一滤光层，设置于该容置空间内。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，该框体具有两相对的第一边壁及两相对的第二边壁，该第一边壁及第二边壁适界定出该容置空间。
3.根据权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于，该至少一间隔件包含多个间隔件。
4.根据权利要求3所述的彩色滤光片，其特征在于，该些间隔件相对于一对称中心呈等间距排列。
5.根据权利要求4所述的彩色滤光片，其特征在于，该多个间隔件的至少一部分，关于该两相对的第一边壁，呈现具有一第一间距的一第一线性排列。
6.根据权利要求4所述的彩色滤光片，其特征在于，该多个间隔件的至少一部分，关于该两相对的第二边壁，呈现具有一第二间距的一第二线性排列。
7.根据权利要求4所述的彩色滤光片，其特征在于，该多个间隔件的至少一部分，关于该两相对的第一边壁，呈现具有一第一间距的一第一线性排列；且该多个间隔件的至少一部分，关于该两相对的第二边壁，呈现具有一第一间距的一第二线性排列。
8.根据权利要求7所述的彩色滤光片，其特征在于，该第一间距与该第二间距实质上相等。
9.根据权利要求4所述的彩色滤光片，其特征在于，各该间隔件为一柱体。
10.根据权利要求9所述的彩色滤光片，其特征在于，该多个柱体选自下列断面形状的群组方形、圆形、三角形、多边形及其组合。
11.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，该至少一间隔件的一顶面与该框体的一顶面实质上齐平。
12.根据权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于，该两第一边壁的内表面及两第二边壁的内表面，形成一连续的波浪状轮廓。
13.根据权利要求12所述的彩色滤光片，其特征在于，该波浪状轮廓包含互相间隔的多个凹部及多个凸部。
14.根据权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于，该两第一边壁的内表面及两第二边壁的内表面，均为疏水性表面。
15.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，该基板的一上表面为一亲水性表面。
16.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，该滤光层为红色墨水、蓝色墨水、及绿色墨水其中之一。
17.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，另包含一黑色矩阵，适界定出该至少一框体。
18.一种用于一彩色滤光片的黑色矩阵，该彩色滤光片包含一基板，该基板上具有多个像素区域，其特征在于，该黑色矩阵包含多个黑色矩阵单元，分别对应该多个像素区域，设置于该基板上，其中各该黑色矩阵单元包含一框体，与该基板共同界定出一容置空间，用以填充一滤光层；以及至少一间隔件，设于该框体内的容置空间中。
19.根据权利要求18所述的黑色矩阵，其特征在于，该框体具有两相对的第一边壁及两相对的第二边壁，该第一边壁及第二边壁适界定出该容置空间；
20.根据权利要求19所述的黑色矩阵，其特征在于，各该黑色矩阵单元包含多个间隔件。
21.根据权利要求20所述的黑色矩阵，其特征在于，该多个间隔件相对于一对称中心呈等间距排列。
22.根据权利要求21所述的黑色矩阵，其特征在于，该多个间隔件的至少一部分，关于该两相对的第一边壁，呈现具有一第一间距的一第一线性排列，且该多个间隔件的至少一部分，关于该两相对的第二边壁，呈现具有一第一间距的一第二线性排列，且该第一间距与该第二间距实质上相等。
全文摘要
本发明公开了一种彩色滤光片及其黑色矩阵，黑色矩阵设置于基板上，且对应于基板上的各像素区域分别具有一框体，以与基板共同界定出一容置空间，容置空间内设置有至少一间隔件及一滤光层，因此，在容置空间内涂布滤光层时不易溢出，成形后的平坦度亦可获得提高。
文档编号G02F1/1335GK101029944SQ20071007949
公开日2007年9月5日 申请日期2007年4月11日 优先权日2007年4月11日
发明者曹俊杰, 林祥麟 申请人:友达光电股份有限公司