专利名称：具有彩色滤光阵列的像素阵列基板及显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种像素阵列基板以及显示面板，且尤其涉及一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板以及显示面板。
背景技术：
液晶显示器具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广等优点，因此其已取代阴极射线管(cathode ray tube,CRT)成为新一代显示器的主流。液晶显示器主要由一液晶显示面板(Liquid Crystal Panel)及一背光模块(Black Light Module)所构成。通过背光模块所提供的面光源(通常使用白光源)，在经过液晶显示面板的控制后，可以进行灰阶的显示。至于液晶显示器的色彩表现上，通常在液晶显示面板中使用彩色滤光层来使背光模块的光线加以混色，达到色彩呈现。举例而言，以薄膜晶体管液晶显示器(Thin-Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)为例，每一像素所对应的彩色滤光层 (Color Filter)通常是由红色、绿色以及蓝色色阻(Color resist)所构成，且各色阻的尺寸以及排列间距皆小于人眼可辨识的尺寸范围，因此人眼所看见的液晶显示器可以呈现不同色光(红光、绿光以及蓝光)混合而成的彩色显示。然而，由于光线经过彩色滤光层的各色阻的穿透度不同且难以提升，故限制了整体液晶显示器色彩调整的灵活度，容易导致液晶显示器的显示色彩无法最佳化。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其配置有波长转换层。本发明另提供一种显示面板，具有较佳的显示色彩。本发明提出一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，包括第一基板、有源元件阵列、波长转换层、第一保护层、彩色滤光阵列、第二保护层以及像素电极层。有源元件阵列配置于第一基板上。波长转换层配置于有源元件阵列上，包括至少一第一波长转换图案。第一保护层配置于波长转换层与有源元件阵列上，覆盖第一波长转换图案及有源元件阵列。彩色滤光阵列配置于第一保护层上，包括交错配置的多个第一彩色滤光图案、多个第二彩色滤光图案以及多个第三彩色滤光图案，其中第一波长转换图案与第一彩色滤光图案对应设置。第二保护层配置于彩色滤光阵列上。像素电极层配置于第二保护层上。本发明另提出一种显示面板，包括具有彩色滤光阵列的像素阵列基板、对向基板以及显示介质。具有彩色滤光阵列的像素阵列基板包括第一基板、有源元件阵列、波长转换层、第一保护层、彩色滤光阵列、第二保护层以及像素电极层。有源元件阵列配置于第一基板上。波长转换层配置于有源元件阵列上，包括至少一第一波长转换图案。第一保护层配置于波长转换层与有源元件阵列上，覆盖第一波长转换图案及有源元件阵列。彩色滤光阵列配置于第一保护层上，包括交错配置的多个第一彩色滤光图案、多个第二彩色滤光图案以及多个第三彩色滤光图案，其中第一波长转换图案与第一彩色滤光图案对应设置。第二保护层配置于彩色滤光阵列上。像素电极层配置于第二保护层上。对向基板位于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的对向侧。显示介质位于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板以及对向基板之间。基于上述，本发明的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板及显示面板中配置有波长转换层。波长转换层与彩色滤光图案对应设置且在光线经过彩色滤光图案之前转换光线的频谱，以增加光线通过彩色滤光图案的穿透度。如此一来，可提升彩色滤光阵列的色度，使得显示面板具有较佳的显示色彩。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
图1为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的剖面示意图。图2为本发明一实施例的一种显示面板的局部剖面示意图。图3A为实验例1与2及比较例的背光模块的光线在通过红色滤光图案后的频谱图。图;3B为实验例1与2及比较例的背光模块的光线在通过绿色滤光图案后的频谱图。主要附图标记说明100 具有彩色滤光阵列的像素阵列基板110、200:基板120:有源元件阵列130:波长转换层132、134 波长转换图案136:开口140、160:保护层150 彩色滤光阵列152、154、156 彩色滤光图案170:像素电极层210 共通电极220 遮光层222 遮光图案300 显示介质400 背光模块1000 显示面板
具体实施例方式图1为本发明一实施例的一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的剖面示意图。 请参照图1，具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100包括第一基板110、有源元件阵列120、波长转换层130、第一保护层140、彩色滤光阵列150、第二保护层160以及像素电极层170。 有源元件阵列120配置于第一基板110上。在本实施例中，第一基板110例如是玻璃基板。 有源元件阵列120例如是包括多个阵列配置的像素结构(未示出)，各像素结构例如是包括有源元件及与有源元件电性连接的扫描线与数据线。波长转换层130配置于有源元件阵列120上，包括多个第一波长转换图案132与多个第二波长转换图案134。在本实施例中，波长转换层130还包括多个开口 136，各开口 136暴露出部分有源元件阵列120。详言之，在本实施例中，波长转换层130例如是包括多个阵列的重复单元，各重复单元包括在水平方向上依序配置的第一波长转换图案132、第二波长转换图案134以及开口 136。其中，第一波长转换图案132、第二波长转换图案134以及开口 136分别对应于一个像素结构。换言之，波长转换层130的一个重复单元例如是对应于三个连续配置的像素结构。第一保护层140配置于波长转换层130与有源元件阵列120 上，覆盖第一波长转换图案132、第二波长转换图案134以及有源元件阵列120。在本实施例中，第一保护层140例如是填满开口 136且经由开口 136与有源元件阵列120接触。在本实施例中，第一保护层140的材料例如是氧化硅或氮化硅。彩色滤光阵列150配置于第一保护层140上，包括交错配置的多个第一彩色滤光图案152、多个第二彩色滤光图案154以及多个第三彩色滤光图案156，其中第一波长转换图案132与第一彩色滤光图案152对应设置，第二波长转换图案134与第二彩色滤光图案 154对应设置。第三彩色滤光图案156例如是与波长转换层130的开口 136对应设置。在本实施例中，彩色滤光阵列150是配置于第一保护层140上，因此彩色滤光阵列150不会与波长转换层130接触。在本实施例中，第一彩色滤光图案152例如是红色滤光图案，第二彩色滤光图案 154例如是绿色滤光图案，以及第三彩色滤光图案156例如是蓝色滤光图案。在本实施例中，第一波长转换图案132例如是将波长小于第一波长的光转换为波长大于第一波长的光。第一波长转换图案132的材料例如是包括第一波长转换材料与树脂，第一波长转换材料在第一波长转换图案132中的含量例如是介于5%至45%。第二波长转换图案134例如是将波长小于第二波长的光转换为波长大于第二波长的光。第二波长转换图案134的材料例如是包括第二波长转换材料与树脂，第二波长转换材料在第二波长转换图案134中的含量例如是介于5%至45%。在本实施例中，以第一波长转换图案132对应于红色滤光图案为例，第一波长转换图案132的材料例如是包括4- 二氢亚甲基-2-甲基-6-(对-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-石比喃(4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl )-4H-pyran, DCM)。第一波长转换图案132例如是将波长小于500nm的光转换为波长大于 500nm的光。在本实施例中，以第二波长转换图案134对应于绿色滤光图案为例，第二波长转换图案Π4的材料例如是包括萤光香豆素30 (fluorescent coumarin30)。第二波长转换图案134例如是将波长小于480nm的光转换为波长大于480nm的光。此外，在一实施例中(未示出)，为了配合制造工艺，可以使第一彩色滤光图案 152、第二彩色滤光图案154以及第三彩色滤光图案156具有不同高度，以有效解决色偏的问题。举例来说，在一实施例中，第一彩色滤光图案152的高度&例如是等于第二彩色滤光图案154的高度he，第三彩色滤光图案156的高度&例如是大于第一彩色滤光图案152 的高度hK，以及第三彩色滤光图案156的高度&例如是大于第二彩色滤光图案154的高度he，换言之，第一彩色滤光图案152与第三彩色滤光图案156之间的高度差ΔΗΚ例如是等于第二彩色滤光图案154与第三彩色滤光图案156之间的高度差AHe。再者，在又一实施例中，第一波长转换图案132与第二波长转换图案134的高度例如是分别为!! 与！! ，其中八仏与！! 之间的差值可以等于5um以及八氏与！! 之间的差值可以等于5um。特别一提的是，在上述的实施例中，是以第一波长转换图案132与第二波长转换图案134分别对应于红色滤光图案与绿色滤光图案为例，但在又一实施例中，也可以配置有与蓝色滤光图案对应的波长转换图案。第二保护层160配置于彩色滤光阵列150上。第二保护层160的材料例如是氧化硅或氮化硅。像素电极层170配置于第二保护层160上。像素电极层170的材料例如是铟锡氧化物。在一实施例中，具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100例如是还包括遮光图案层。遮光图案层可以配置于有源元件阵列120与彩色滤光阵列150之间、配置于彩色滤光阵列150与像素电极层170之间、位于像素电极层170上或者是其他合适的位置。值得注意的是，虽然在本实施例中是以波长转换层130同时具有第一波长转换图案132与第二波长转换图案134为例，但在另一实施例中(未示出)，波长转换层也可以仅具有一种波长转换图案，而此波长转换图案对应于诸如红色滤光图案、绿色滤光图案或蓝色滤光图案其中的一种彩色滤光图案。再者，在又一实施例中(未示出)，波长转换层也可以具有分别对应于第一彩色滤光图案、第二彩色滤光图案以及第三彩色滤光图案的第一波长转换图案、第二波长转换图案以及第三波长转换图案。换言之，在本发明的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板中，波长转换层包括至少一波长转换图案。在本实施例中，具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100包括波长转换层130，波长转换层130具有分别与第一彩色滤光图案152及第二彩色滤光图案IM对应设置的第一波长转换图案132与第二波长转换图案134。因此，光线在进入第一彩色滤光图案152与第二彩色滤光图案1 之前，会先通过第一波长转换图案132与第二波长转换图案134，使得光线的波长被第一波长转换图案132与第二波长转换图案134转换成能有效穿透第一彩色滤光图案152与第二彩色滤光图案154的波长。如此一来，可大幅提升光线对于诸如红色滤光图案与绿色滤光图案的穿透度，以及提升光线对于彩色滤光阵列的整体穿透度。此外，更可借由波长转换层来调整白点与色彩饱和度，以及提升整体的穿透效率。图2为本发明一实施例的一种显示面板的局部剖面示意图。请参照图2，显示面板 1000包括上述具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100、对向基板200以及显示介质300，其中具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100的构件可以参照前一实施例，于此不再赘述。对向基板200位于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100的对向侧。在本实施例中，对向基板200具有一面向具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100的共通电极210。此外，在本实施例中，显示面板1000例如是还包括配置于对向基板200与共通电极210之间的遮光层220。 遮光层220例如是包括多个遮光图案222，遮光图案222对应设置于两相邻的彩色滤光图案 152、154、156之间。显示介质300位于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100以及对向基板200之间。在本实施例中，显示介质300例如是液晶层。在本实施例中，显示面板1000例如是还包括背光模块400，其配置于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板100的下方。背光模块400的光源，其具有第一波峰与第二波峰，其中第一波峰例如是介于497nm至552nm，以及第二波峰例如是介于550nm至612nm。
如同前述，在本实施例中，波长转换层130具有分别与第一彩色滤光图案152及第二彩色滤光图案1 对应设置的第一波长转换图案132与第二波长转换图案134。因此，背光模块400所提供的光线在进入第一彩色滤光图案152与第二彩色滤光图案IM之前，会先通过第一波长转换图案132与第二波长转换图案134，使得光线的波长被第一波长转换图案132与第二波长转换图案134转换成能有效穿透第一彩色滤光图案152与第二彩色滤光图案154的波长。如此一来，可大幅提升光线对于诸如红色滤光图案与绿色滤光图案的穿透度，以及提升光线对于彩色滤光阵列的整体穿透度。此外，更可借由波长转换层来调整白点与色彩饱和度，以及提升整体的穿透效率。[实验例]为证明本发明的上述实施例中所述的显示面板能提升背光模块所提供的光线对于红色滤光图案与绿色滤光图案的穿透度，使用实验例1与2与比较例作比较。实验例1 与2的显示面板具有如图2所示的结构，其中第一波长转换图案的材料为DCM，第二波长转换图案的材料为萤光香豆素30，第一彩色滤光图案为红色滤光图案，第二彩色滤光图案为绿色滤光图案。实验例1的第一波长转换图案与第二波长转换图案中的波长转换材料含量为5%，以及实验例2的第一波长转换图案与第二波长转换图案中的波长转换材料含量为 50%。比较例的显示面板的结构与实验例的显示面板的结构相似，其不同处仅在于比较例的显示面板不包括波长转换层，其余膜层均相同。图3A为实验例1与2及比较例的背光模块的光线在通过红色滤光图案后的频谱图，以及图3B为实验例1与2及比较例的背光模块的光线在通过绿色滤光图案后的频谱图。由图3A与图:3B可知，相较于比较例与实验例1，实验例2的频谱发生显著偏移，其中针对红色滤光图案，由波长551 558的波段偏移至波长611 615的波段，以及针对绿色滤光图案，由波长551 558的波段偏移至波长487 489的波段。由此可知，当波长转换图案中的波长转换材料含量大于5%时，能有效地将光线的波长转换为对于彩色滤光图案的穿透度较大的波长。在另一实验例中，使用与上述实验例1与2相同的实验条件，但分别使用波长转换材料含量为5 %、10 %、20 %、30 %、35 %、40 %、45 %以及50 %的波长转换图案来量测其对彩色滤光阵列中红色滤光图案、绿色滤光图案以及整体的穿透度的影响，以及其对彩色滤光阵列的色度的影响。由实验结果发现，具有上述含量的波长转换材料的波长转换图案使红色滤光图案的穿透度分别提升10. 3 %、19. 9 %、37. 4 %、53. 0 %、60. 2 %、67. 1 %、 73. 6 %以及79. 8 %，使绿色滤光图案的穿透度分别提升0. 9 %、1. 6 %、3. 0 %、4. 2 %、 4. 7%,5. 2%,5. 7%以及6. 1%，以及使整体穿透度分别提升2. 0%、3. 8%,7. 2%U0. 1%, 11.5%、12.8%、14.0%以及15. 1%。再者，以NTSC标准评估色度，当波长转换材料含量为 0 的比较例的NTSC%*73. 时，实验例的NTSC%分别为 75. 0%,76. 6%,78. 9%,80. 7%, 81. 5%,82. 1%,82. 7%以及83. 3%。以sRGB标准评估色度，当波长转换材料含量为0的比较例的96. 2% 时，实验例的 sRGB% 分别为 98. 3 %、99. 3 %、99. 7 %、99. 8 %、 99. 8%、99. 8%、99. 8%以及99.6%。再者，整体效率则分别提升1. 5 %、2. 8 %、5. 3 %、 7. 5%,8. 6%,9. 5%U0. 5%以及11. 4%。由于在sRGB实验中观察到波长转换材料含量为 50%时会导致彩色滤光阵列的色度稍有下降，因此认为波长转换材料的含量为5%至45% 较佳。由上述实验可知，波长转换层可大幅提升光线对于诸如红色滤光图案与绿色滤光图案的穿透度，以及提升光线对于彩色滤光阵列的整体穿透度，即，波长转换材料含量越高， 色域则越广。此外，可借由波长转换层来调整白点与色彩饱和度，以及提升整体的穿透效率。综上所述，在本发明的一实施例中，于具有彩色滤光阵列的像素阵列基板及显示面板中，波长转换层具有分别与第一彩色滤光图案及第二彩色滤光图案对应设置的第一波长转换图案与第二波长转换图案。因此，背光模块所提供的光线在进入第一彩色滤光图案与第二彩色滤光图案之前，会先通过第一波长转换图案与第二波长转换图案，使得光线的波长被第一波长转换图案与第二波长转换图案转换成能有效穿透第一彩色滤光图案与第二彩色滤光图案的波长。如此一来，可大幅提升光线对于诸如红色滤光图案与绿色滤光图案的穿透度，以及提升光线对于彩色滤光阵列的整体穿透度。此外，更可借由波长转换层来调整白点与色彩饱和度，以及提升整体的穿透效率。因此，本发明的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板具有较佳的色度，以及应用此像素阵列基板的显示面板具有较佳的显示色彩。虽然本发明已以实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改变与润饰，故本发明的保护范围应当视所附的权利要求界定的范围为准。
权利要求
1.一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，包括一第一基板；一有源元件阵列，配置于该第一基板上；一波长转换层，配置于该有源元件阵列上，包括至少一第一波长转换图案；一第一保护层，配置于该波长转换层与该有源元件阵列上，覆盖该第一波长转换图案及该有源元件阵列；一彩色滤光阵列，配置于该第一保护层上，包括交错配置的多个第一彩色滤光图案、多个第二彩色滤光图案以及多个第三彩色滤光图案，其中一第一波长转换图案与一第一彩色滤光图案对应设置；一第二保护层，配置于该彩色滤光阵列上；以及一像素电极层，配置于该第二保护层上。
2.如权利要求1所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其中所述多个第一彩色滤光图案、所述多个第二彩色滤光图案以及所述多个第三彩色滤光图案分别包括多个红色滤光图案、多个绿色滤光图案以及多个蓝色滤光图案。
3.如权利要求1所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其中各该第一波长转换图案包括一第一波长转换材料，该第一波长转换材料在各该第一波长转换图案中的含量介于 5%M 45%o
4.如权利要求1所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其中该波长转换层还包括至少一第二波长转换图案，且一第二彩色滤光图案与一第二波长转换图案对应设置。
5.如权利要求4所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其中该第一保护层覆盖该第二波长转换图案。
6.如权利要求4所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其中该第二波长转换图案包括一第二波长转换材料，该第二波长转换材料在该第二波长转换图案中的含量介于5% 至 45%。
7.如权利要求1所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其中该波长转换层包括多个开口，各该开口暴露出部分该有源元件阵列。
8.如权利要求7所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其中所述多个开口对应于所述多个第三彩色滤光图案。
9.如权利要求7所述的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，其中该第一保护层实质上填满所述多个开口。
10.一种显示面板，包括一具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，包括一第一基板；一有源元件阵列，配置于该第一基板上；一波长转换层，配置于该有源元件阵列上，包括至少一第一波长转换图案；一第一保护层，配置于该波长转换层与该有源元件阵列上，覆盖该第一波长转换图案及该有源元件阵列；一彩色滤光阵列，配置于该第一保护层上，包括交错配置的多个第一彩色滤光图案、多个第二彩色滤光图案以及多个第三彩色滤光图案，其中一第一波长转换图案与一第一彩色滤光图案对应设置；以及一第二保护层，配置于该彩色滤光阵列上；以及一像素电极层，配置于该第二保护层上；一对向基板，位于该具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的对向侧；以及一显示介质，位于该具有彩色滤光阵列的像素阵列基板以及该对向基板之间。
11.如权利要求10所述的显示面板，其中所述多个第一彩色滤光图案、所述多个第二彩色滤光图案以及所述多个第三彩色滤光图案分别包括多个红色滤光图案、多个绿色滤光图案以及多个蓝色滤光图案。
12.如权利要求10所述的显示面板，其中各该第一波长转换图案包括一第一波长转换材料，该第一波长转换材料在各该第一波长转换图案中的含量介于5%至45%。
13.如权利要求10所述的显示面板，其中该波长转换层还包括至少一第二波长转换图案。
14.如权利要求13所述的显示面板，其中一第二彩色滤光图案与一第二波长转换图案对应设置。
15.如权利要求13所述的显示面板，其中该第一保护层覆盖该第二波长转换图案。
16.如权利要求13所述的显示面板，其中该第二波长转换图案包括一第二波长转换材料，该第二波长转换材料在该第二波长转换图案中的含量介于5%至45%。
17.如权利要求10所述的显示面板，其中该波长转换层包括多个开口，各该开口暴露出部分有源元件阵列。
18.如权利要求17所述的显示面板，其中所述多个开口对应于所述多个第三彩色滤光图案。
19.如权利要求17所述的显示面板，其中该第一保护层实质上填满所述多个开口。
20.如权利要求10所述的显示面板，还包括一背光模块，配置于该具有彩色滤光阵列的像素阵列基板的下方，该背光模块提供的光源具有一第一波峰与一第二波峰，其中该第一波峰介于497nm至552nm，以及该第二波峰介于550nm至612nm。
全文摘要
本发明提供一种具有彩色滤光阵列的像素阵列基板，包括基板、有源元件阵列、波长转换层、第一与第二保护层、彩色滤光阵列以及像素电极层。有源元件阵列配置于基板上。波长转换层配置于有源元件阵列上，包括至少一第一波长转换图案。第一保护层配置于波长转换层与有源元件阵列上，覆盖第一波长转换图案及有源元件阵列。彩色滤光阵列配置于第一保护层上，包括交错配置的多个第一、第二及第三彩色滤光图案，第一波长转换图案与第一彩色滤光图案对应设置。第二保护层与像素电极层依序配置于彩色滤光阵列上。本发明的具有彩色滤光阵列的像素阵列基板具有较佳的色度，以及应用此像素阵列基板的显示面板具有较佳的显示色彩。
文档编号G02F1/1333GK102436092SQ201110396570
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月17日
发明者林宣甫 申请人:友达光电股份有限公司