专利名称：彩色滤光片结构及其制造方法、液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色滤光片结构及其制造方法、以及包括该彩色滤光片 结构的液晶显示装置，更特别地，涉及一种可改善液晶屏幕性能的彩色滤光 片结构及其制造方法、以及包括该彩色滤光片结构的液晶显示装置。
背景技术：
液晶显示器主要由液晶显示面板与背光模块所组成，其中液晶显示面板 一般包括上、下两层玻璃基板，并在该两个基板之间夹有液晶层，且上层玻 璃基板与液晶层间还设有彩色滤光片结构，以形成红、蓝、绿像素从而提供 彩色画面，下层玻璃基板则设有晶体管，背光模块位于液晶显示面板的后方， 用以提供液晶显示面板所需的光源。
然而，液晶显示面板却普遍存在亮态的中性色度点与暗态的中性色度点
距离过远的问题，即当液晶显示面板在不同的亮度下，如从灰阶GL255到 GL0日于，中性色各灰阶色度点会不断改变。可是，对于一个理想的液晶显示 面板而言，中性色各灰阶色度点从亮态至暗态应只有亮度的变化而不应出现 色度的变化。
所以，近年来提出一些修正全灰阶白色色度点的信号处理技术，然而利 用这些软件技术在处理暗灰阶时，中性色色度点却仍有偏蓝的现象，因此该 问题已经无法单纯凭借软件技术就足以解决，尚须从硬件着手改良。
因此，本发明提出一创新的彩色滤光片结构，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种彩色滤光片结构，其蓝色滤光单元的厚 度小于红色、绿色滤光单元的厚度，通过应用在液晶显示面板上，即可提高 液晶显示面板的对比及拉近液晶显示面板亮、暗态的中性色色度点。
本发明的另一目的在于提供一种彩色滤光片的制造方法，主要是提供多 个红色、绿色、蓝色滤光单元于一基板上，且蓝色滤光单元的厚度小于另外二种，就可使亮态时或灰阶显示时通过蓝色滤光单元的光亮增加，使中性色 的亮态色度点向蓝色偏移，而中性色的暗态时蓝色漏光降低，使得中性色的 暗态色度点向黄色偏移。
本发明的再一目的在于提供一种液晶显示装置，其通过彩色滤光片结构 的改良而解决液晶显示面板中性色色度点偏移的问题，进而提高影像输出品 质。
根据本发明的彩色滤光片结构包括基板，多个红色、绿色、蓝色滤光单 元位于该基板上，且所述蓝色滤光单元的厚度小于所述红色与绿色滤光单元
的厚度，厚度差在0.2至0.4微米之间。
根据本发明的彩色滤光片的制造方法包括提供基板，接着设一遮光矩阵 于基板上，此遮光矩阵具有多个像素区，然后在所述像素区内分别形成多个 红色、绿色、蓝色滤光单元，且所述蓝色滤光单元的厚度小于所述红色与绿
色滤光单元的厚度，厚度差在0.2至0.4微米之间。
根据本发明的液晶显示面板包括彩色滤光片基板、与彩色滤光片基板平 行的薄膜晶体管基板、以及位于该彩色滤光片基板与薄膜晶体管基板之间的 液晶层。其中彩色滤光片基板包括一基板，多个红色、绿色、蓝色滤光单元 位于该基板上，所述蓝色滤光单元的厚度小于所述红色与绿色滤光单元的厚 度，厚度差在0.2至0.4微米之间。
根据本发明的液晶显示装置包括第一偏光板，彩色滤光片基板位于第一 偏光板之下，其中彩色滤光片基板包括一基板，多个红色、绿色、蓝色滤光 单元位于该基板上，且蓝色滤光单元的厚度小于所述红色与绿色滤光单元的 厚度，厚度差在0.2至0.4微米之间， 一薄膜晶体管基板平行于彩色滤光片 基板，液晶层位于薄膜晶体管基板与彩色滤光片基板之间，第二偏光板平行 于第一偏光板，且位于薄膜晶体管的下方，以及一背光模块，位于彩色滤光 片基板与第二偏光板下方以提供光线。
本发明的所述或其他目的对于本领域普通技术人员而言，阅读以下实施 例的详细内容后是显而易知的。
先前的概述与接下来的详细叙述都是范例，以便能进一步解释本发明的 权利要求。
5图1为本发明的彩色滤光片结构的截面示意图2为本发明的另一种彩色滤光片结构的截面示意图3为本发明的再一种彩色滤光片结构的截面示意图4A 4C为本发明的彩色滤光片的制造方法流程图5为本发明暗态中性色位于C正1931色度座标图的色度点:
图6为本发明的蓝色滤光单元的厚度与亮度关系图7为本发明亮态中性色位于C正1931色度座标图的色度点:
图8为本发明的液晶显示面板结构示意图9为本发明的液晶显示装置示意图。
附图标记说明
10彩色滤光片基4反 14遮光矩阵 16b绿色滤光单元 18覆盖层
20彩色滤光片结构 22液晶显示面一反 26液晶层 30液晶显示装置
12基板
16a红色滤光单元 16c蓝色滤光单元
21彩色滤光片结构 24薄膜晶体管基板 281、 282取向层 321、 322偏光板
具体实施例方式
参照图1，其是本发明的彩色滤光片结构的截面示意图。如图所示，本 发明的彩色滤光片结构10包括例如玻璃材料的基板12，具有多个像素区15 的遮光矩阵(black matrix) 14位于基4反12上，多个红色滤光单元16a、绿 色滤光单元16b、蓝色滤光单元16c配置于像素区15中，其中所述红色滤光 单元16a与绿色滤光单元16b的高度相同，例如可为1.5~2.5微米，蓝色滤 光单元16c的厚度则比红色滤光单元16a、绿色滤光单元16b的厚度小，如 厚度差h可在0.2至0.4微米之间。此外，请参照图2，其是本发明的另一种 彩色滤光片结构20的示意图，即彩色滤光片结构20还包括覆盖层18，其用 以覆盖遮光矩阵14、以及所述红色滤光单元16a、绿色滤光单元16b、蓝色 滤光单元16c，并同时平补蓝色滤光单元16c与红色、绿色滤光单元16a、 16b之间的断差，其中覆盖层18的材料是透光性良好的光致抗蚀剂有机材料。
此外，如图3所示，本发明还公开另一种彩色滤光片结构21，如上述彩 色滤光片结构10与20，其具有基板12、遮光矩阵14，多个红色滤光单元 16a、绿色滤光单元16b、蓝色滤光单元16c设置于遮光矩阵14的像素区15 中，至于覆盖层19，其直接位于蓝色滤光单元16c上的厚度差位置，以填平 蓝色滤光单元16c与红色滤光单元16a、绿色滤光单元16b之间的厚度差距。 其中，覆盖层19的材料是透光性良好的光致抗蚀剂有机材料。
下面以彩色滤光片结构IO为例，具体说明彩色滤光片的制造方法。请 先参照图4A，提供基板12，之后如图4B所示，在基板12上形成遮光矩阵 14，以于基板12上定义多个像素区15,其中遮光矩阵14的较普遍的制造方 式就是先在基板12上形成铬膜，然后对铬膜进行光刻、蚀刻工艺即可形成 遮光矩阵14。但是，由于近年环保意识提高，铬材料在部分国家不符合环保 法规，所以亦可利用树脂材料取代铬，对树脂进行光刻工艺即可形成遮光矩 阵14。接着如图4C所示，可利用光刻工艺于像素区15形成多个厚度相同 的红色滤光单元16a与绿色滤光单元16b,及形成厚度比红色滤光单元16a、 绿色滤光单元16b小的蓝色滤光单元16c，或者利用喷墨(inkjet)技术，即 通过喷墨装置(图中未示)将墨水注入像素区15内，亦可形成红色滤光单 元16a、绿色滤光单元16b与蓝色滤光单元16c,且，由于蓝色滤光单元16c 的厚度小于其他两者，因此可以将蓝色滤光单元16c的厚度减薄，或者是将 红色滤光单元16a、绿色滤光单元16b的厚度增厚，即可完成如图1所示的 彩色滤光片结构10。
另外，彩色滤光片结构20的制造方法类似于彩色滤光片10,只是还包 括形成覆盖层18的步骤，即选择透光性良好的光致抗蚀剂有机材料，再通 过光刻工艺或喷墨工艺来形成覆盖层18，进而覆盖遮光矩阵14与所述红色 滤光单元16a、绿色滤光单元16b、蓝色滤光单元16c，以填平蓝色滤光单元 16c和红色滤光单元16a、绿色滤光单元16b间的断差，如此即可完成如图2 所示的彩色滤光片结构20。
同理，彩色滤光片结构21的覆盖层19的形成方式类似于彩色滤光片结 构21，选择透光性良好的光致抗蚀剂有机材料且通过光刻工艺或喷墨工艺形 成覆盖层19来覆盖蓝色滤光单元16c，即直接位于蓝色滤光单元16c上的厚 度差位置。
7由上述可知，本发明的彩色滤光片结构10、 20或21,采用蓝色滤光单 元16c的厚度比其他颜色的滤光单元厚度小，这是由于蓝色滤光单元厚度的 改变对其蓝色色度点偏移的敏感度较低，所以当降低蓝色滤光单元的厚度 时，蓝色色度点变化小，所以液晶屏幕的色域变化亦较小。且，当蓝色滤光 单元16c的厚度变小，在暗态时由于散射效应(scatter effect)会降低，而减 少暗态漏光中的蓝色成分，使暗态色度点偏向较黄色区域，如图5为暗态中 性色位于CIE1931色度座标图的色度点，图中每一个点表示不同厚度的蓝色 滤光单元在暗态情况下的色度座标点。
另外，在亮态情况下蓝色滤光单元可吸收背光源的程度亦会下降，即所 通过的光量增加，这样对亮态(灰阶GL255 )的中性色而言，灰阶GL255 的中性色亮度增加，如图6所示的蓝色滤光单元的厚度与亮度关系图所示， 且由于蓝色光所占的比重成分会提高，即可使灰阶GL255的中性色色度点 偏向蓝色区域，如图7所示的亮态灰阶GL255位于C正1931色度座标图的 色度点，图中每一个点表示不同厚度蓝色滤光单元在亮态情况下的色度座标 点。
因此， 一旦将上述彩色滤光片结构IO或彩色滤光片结构20、 21应用在 液晶显示面板上，即可以改善已知液晶显示面板具有中性色色度点偏移的现 象。下面以彩色滤光片结构IO为例，说明所公开的液晶显示面板。
如图8所示，本发明的液晶显示面板22包括彩色滤光片基板10，及薄 膜晶体管基板(Thin Film Transistor substrate ) 24，且薄膜晶体管基板24与 彩色滤光片基板10互相平行，并有液晶层26位于彩色滤光片基板10与薄 膜晶体管基板24之间，及取向层281位于彩色滤光片基板10与液晶层26 之间，另一取向层282则位于液晶层26与薄膜晶体管基板24之间，用以控 制液晶层26的液晶分子的排列方向。
本发明的液晶显示面板不但利用上述改良过的彩色滤光片结构，还可同 时搭配修正全灰阶白色色度点的信号处理技术，拉近液晶显示面板的中性色 的亮态色度点与暗态色度点，使中性色的暗态色度点向黄色偏移、中性色的 亮态色度点向蓝色偏移，以进而降低液晶显示面板的暗态亮度，增加亮态亮 度，提高屏幕对比。
因此，将本发明改良过的液晶显示面板22应用在液晶显示装置上，就 能提供更好、更理想的影像品质，即如图9所示的本发明的液晶显示装置30,包括两互相平行的偏光板321、 322，液晶显示面板22则位于两偏光板321、 322之间，以用来显示彩色画面，即偏光板321、 322分别位于液晶显示面板 22的上下两侧，用以^搭配液晶层26的液晶旋转角度而产生明暗变化，背光 模块34位于液晶显示面板22与偏光板322下方以提供均匀光线至液晶显示 面板22,使其能正常显示影像。
由此可知，本发明所公开的彩色滤光片结构及其方法和应用，主要通过 改变蓝色滤光单元的厚度，即可拉近液晶显示面板的亮、暗态的中性色色度 点，增进液晶显示面板的性能，亦进而让液晶显示装置可以提供更好的影像
品质o
领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，而不能限定本发明的保护 范围，即凡是根据本发明所公开的精神进行的变化或修饰，仍应涵盖在本发 明的范围内。
权利要求
1. 一种彩色滤光片结构，包括基板；及多个红色、绿色、蓝色滤光单元，其位于该基板上，所述蓝色滤光单元的厚度小于所述红色与绿色滤光单元的厚度，其中所述蓝色滤光单元与所述红色和绿色滤光单元的厚度差在0.2至0.4微米之间。
2. 根据权利要求1所述的彩色滤光片结构，其中所述红色滤光单元与所 述绿色滤光单元的厚度相同。
3. 根据权利要求1所述的彩色滤光片结构，还包括位于该基板上的遮光 矩阵，该遮光矩阵具有多个像素区以供所述红色、绿色、蓝色滤光单元分别 置于其中。
4. 根据权利要求3所述的彩色滤光片结构，还包括覆盖层，其覆盖所述 红色、绿色、蓝色滤光单元以及该遮光矩阵。
5. 根据权利要求4所述的彩色滤光片结构，其中该覆盖层的材料是光致 抗蚀剂有机材料。
6. —种彩色滤光片的制造方法，包括下列步骤 提供基板；及在该基板上形成多个红色、绿色、蓝色滤光单元，其中所述蓝色滤光单元的厚度小于所述红色和绿色滤光单元的厚度，且 其中所述蓝色滤光单元与所述红色和绿色滤光单元的厚度差在0.2至0.4微 米之间。
7. 根据权利要求6所述的彩色滤光片的制造方法，其中所述红色、绿色 与蓝色滤光单元利用光刻工艺或喷墨方式制得。
8. 根据权利要求6所述的彩色滤光片的制造方法，其中在形成所述红 色、绿色、蓝色滤光单元于该基板上之前，还包括形成遮光矩阵于该基板上， 该遮光矩阵具有多个像素区，以供所述红色、绿色、蓝色滤光单元分别置于 其中。
9. 根据权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，其中形成该遮光矩阵 的步骤包括形成一层可作为该遮光矩阵的材料；及对该材料进行光刻工艺以制得该遮光矩阵，其中该遮光矩阵的材料是树 脂或铬。
10. 根据权利要求8所述的彩色滤光片的制造方法，还包括形成覆盖层 覆盖所述红色、绿色、蓝色滤光单元以及该遮光矩阵。
11. 一种液晶显示装置，包括 彩色滤光片基板，该彩色滤光片基板包括基板；及多个红色、绿色、蓝色滤光单元，其位于该基板上，所述蓝色滤光 单元的厚度小于所述红色与绿色滤光单元的厚度，其中所述蓝色滤光单 元与所述红色和绿色滤光单元的厚度差在0.2至0.4樣t米之间； 薄膜晶体管基板，与该彩色滤光片基板平行； 液晶层，位于该薄膜晶体管基板与该彩色滤光片基板之间。
12. 根据权利要求11所述的液晶显示装置，还包含背光模块，其位于该 彩色滤光片基板与该薄膜晶体管基板下方以提供光线。
13. 根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中所述红色滤光单元与绿 色滤光单元的厚度相同。
14. 根据权利要求11所述的液晶显示装置，其中该彩色滤光片还包括位 于该基板上的遮光矩阵，该遮光矩阵具有多个像素区以供所述红色、绿色、 蓝色滤光单元分别置于其中。
15. 根据权利要求14所述的液晶显示装置，其中该彩色滤光片还包括覆 盖层，其覆盖所述红色、绿色、蓝色滤光单元以及该遮光矩阵。
16. 根据权利要求15所述的液晶显示装置，其中该覆盖层的材料是光致 抗蚀剂有机材料。
全文摘要
本发明提供一种彩色滤光片结构及其方法与应用，此彩色滤光片结构包括基板，多个红色、蓝色、绿色滤光单元位于该基板上，且所述蓝色滤光单元的厚度小于所述红色与绿色滤光单元的厚度，以改善亮暗态的中性色色度点距离过远的问题。
文档编号G02B5/22GK101498802SQ200810005348
公开日2009年8月5日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者何宜霖, 陈建宏, 陈柏菁 申请人:奇美电子股份有限公司