彩色濾光片結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其用于反射式顯示裝置。該彩色濾光片結(jié)構(gòu)包括透明襯底、多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)、多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)以及反射層。透明襯底具有上表面及下表面，且上述多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)設(shè)置在透明襯底的上表面上。上述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)設(shè)置于透明襯底中，其中相鄰的每?jī)蓚€(gè)色阻結(jié)構(gòu)之間由上述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)之一隔開。反射層設(shè)置于透明襯底的下表面上。本發(fā)明還公開了上述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法。
【專利說明】彩色濾光片結(jié)構(gòu)及其制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于反射式顯示裝置的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種具有不透 光結(jié)構(gòu)的彩色濾光片結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] -般彩色顯示裝置借由控制光源通過彩色濾光片上的色阻層，產(chǎn)生全彩效果。彩 色濾光片主要包括紅、綠、藍(lán)三原色的色阻層以及黑色矩陣（black matrix，BM)。其中黑色 矩陣設(shè)置用以間隔相鄰的色阻層，并防止相鄰的色阻層漏光，借此增加色彩的對(duì)比性。
[0003] 然而，傳統(tǒng)的黑色矩陣設(shè)置于透明襯底表面，且僅能阻擋一部分由透明襯底外部 進(jìn)入的散亂光線。當(dāng)另一部分的散亂光線由透明襯底外部進(jìn)入時(shí)，則透明襯底內(nèi)光線反射 及散射將造成色偏現(xiàn)象，并且降低顯示裝置的色彩及光學(xué)表現(xiàn)。
[0004] 圖1為傳統(tǒng)用于反射式顯示裝置的彩色濾光片結(jié)構(gòu)100的示意圖，其包括透明襯 底110、第一色阻結(jié)構(gòu)120a、第二色阻結(jié)構(gòu)120b、黑色矩陣130及反射層140。在圖1中，透 明襯底110具有上表面111及下表面112。第一色阻結(jié)構(gòu)120a、第二色阻結(jié)構(gòu)120b及黑色 矩陣130設(shè)置于透明襯底110的上表面111上。其中，在第一色阻結(jié)構(gòu)120a與第二色阻結(jié) 構(gòu)120b之間有黑色矩陣130將其隔開。反射層140設(shè)置于透明襯底110的下表面112上。
[0005] 當(dāng)外部光線150a透射第一色阻結(jié)構(gòu)120a進(jìn)入透明襯底110時(shí)，外部光線150a會(huì) 變成第一色光150b。其中第一色光150b具有第一色阻結(jié)構(gòu)120a的顏色。接著，第一色光 150b經(jīng)由反射層140反射，再透射第二色阻結(jié)構(gòu)120b，形成第二色光150c。在圖1中，Θ為 第一色光150b的入射角。其中第二色光150c呈第一色阻結(jié)構(gòu)120a及第二色阻結(jié)構(gòu)120b 的混合顏色，而非第二色阻結(jié)構(gòu)120b的顏色，此即前述的色偏現(xiàn)象。
[0006] 因此，目前亟需一種新穎的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，以解決傳統(tǒng)彩色濾光片結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生 的色偏現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種彩色濾光片結(jié)構(gòu)及其制造方法，用以解決傳統(tǒng)彩色濾光片結(jié)構(gòu)的 色偏問題，并且提升顯示裝置的色彩及光學(xué)表現(xiàn)。
[0008] 本發(fā)明的一方面在于提供一種用于反射式顯示裝置的彩色濾光片結(jié)構(gòu)。該彩色濾 光片結(jié)構(gòu)包括透明襯底、多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)、多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)、以及反射層。
[0009] 透明襯底具有上表面及下表面，且上述多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)設(shè)置于透明襯底的上表面 上。上述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)設(shè)置于透明襯底中，其中相鄰的每?jī)蓚€(gè)色阻結(jié)構(gòu)之間由上述多個(gè) 不透光結(jié)構(gòu)之一隔開。反射層則設(shè)置于透明襯底的下表面上。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，透明襯底的上表面還包括多個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)，且至少一不透 光材料填充于上述這些凹槽結(jié)構(gòu)中，形成上述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)的底端與透明襯底的下表面包括之 間具有足以防止反射光穿透的距離。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)的底 端與透明襯底的下表面間的距離不大于10微米。
[0012] 本發(fā)明的另一方面在于提供一種彩色濾光片的制造方法。該制造方法的步驟首先 提供具有上表面及下表面的透明襯底，然后在透明襯底的上表面上形成多個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)，以 及在上述這些凹槽結(jié)構(gòu)中填滿不透光材料。接著，在透明襯底的上表面上形成多個(gè)色阻結(jié) 構(gòu)，其中相鄰的每?jī)蓚€(gè)色阻結(jié)構(gòu)之間由上述這些凹槽結(jié)構(gòu)中的不透光材料隔開。以及在透 明襯底的下表面上形成反射層。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，透明襯底的材料包括玻璃或軟性材料。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，透明襯底的材料為玻璃時(shí)，形成上述這些凹槽結(jié)構(gòu)的方 法包括蝕刻法。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，透明襯底的材料為軟性材料時(shí)，形成上述這些凹槽結(jié)構(gòu) 的方法包括輥軋法。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，軟性材料包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚碳酸酯 (PC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇（PET)或聚酰胺（PA)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在上述這些凹槽結(jié)構(gòu)中填滿不透光材料的方法包括印刷 工藝過程或填充工藝過程。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，不透光材料呈單色或垂直漸變多色。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，不透光材料的顏色包括白色或黑色。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，不透光材料包括樹脂或氧化鉻。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，色阻結(jié)構(gòu)包括紅色色阻結(jié)構(gòu)、綠色色阻結(jié)構(gòu)及藍(lán)色色阻 結(jié)構(gòu)。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，反射層為金屬層或電泳顯示薄膜。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述這些凹槽結(jié)構(gòu)的底端與透明襯底的下表面之間具有 包括足以防止反射光穿透的距離。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述這些凹槽結(jié)構(gòu)的底端與 透明襯底的下表面間的距離不大于10微米。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1為傳統(tǒng)用于反射式顯示裝置的彩色濾光片結(jié)構(gòu)100的示意圖；
[0025] 圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的彩色濾光片結(jié)構(gòu)200a的示意圖；
[0026] 圖2B為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的彩色濾光片結(jié)構(gòu)200b的示意圖；以及
[0027] 圖3A?3E為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的制造彩色濾光片結(jié)構(gòu)300的流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 接著以實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明，在附圖或描述中，相似或相同的部分 使用相同的符號(hào)或編號(hào)。在附圖中，實(shí)施例的形狀或厚度可能擴(kuò)大，以簡(jiǎn)化或方便標(biāo)示，而 附圖中元件的部分將以文字描述?？闪私獾氖?，未繪示或未描述的元件可為本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員所知的各種樣式。
[0029] 圖2A為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的彩色濾光片結(jié)構(gòu)200a的示意圖。在圖2A中，彩 色濾光片結(jié)構(gòu)200a包括透明襯底210、第一色阻結(jié)構(gòu)220a、第二色阻結(jié)構(gòu)220b、多個(gè)不透光 結(jié)構(gòu)230a以及反射層240。
[0030] 透明襯底210具有上表面211及下表面212,且第一色阻結(jié)構(gòu)220a及第二色阻結(jié) 構(gòu)220b設(shè)置于透明襯底210的上表面211上。其中第一色阻結(jié)構(gòu)220a及第二色阻結(jié)構(gòu) 220b為紅色色阻結(jié)構(gòu)、綠色色阻結(jié)構(gòu)或藍(lán)色色阻結(jié)構(gòu)，且第一色阻結(jié)構(gòu)220a的顏色不同于 第二色阻結(jié)構(gòu)220b。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，透明襯底210的材料包括玻璃或軟性材料。 根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，軟性材料為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚碳酸酯（PC)、聚對(duì)苯 二甲酸乙二醇（PET)或聚酰胺（PA)。
[0031] 不透光結(jié)構(gòu)230a設(shè)置于透明襯底210中，其中在第一色阻結(jié)構(gòu)220a及第二色阻 結(jié)構(gòu)220b之間由上述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)230a之一隔開。其中，不透光結(jié)構(gòu)230a的剖面形 狀可為長(zhǎng)方形、梯型、三角形、倒梯形、倒三角形或子彈形，但依據(jù)阻光或反射設(shè)計(jì)上的需要 而不以此為限。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，不透光結(jié)構(gòu)230a利用擴(kuò)散或嵌入等方式將不透光 材料形成于透明襯底210中。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，不透光結(jié)構(gòu)230a的底端與透明襯底 210的下表面212包括之間具有足以防止反射光穿透的距離D。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例， 不透光結(jié)構(gòu)230的底端與透明襯底210的下表面212間的距離D不大于10微米。
[0032] 反射層240則設(shè)置于透明襯底210的下表面212上。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，反 射層240為金屬層或電泳顯示薄膜。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，反射層240與透明襯底210 的下表面212相接觸。
[0033] 在圖2A中，當(dāng)外部光線250a透射第一色阻結(jié)構(gòu)220a時(shí)，外部光線250a會(huì)變成第 一色光250b。其中第一色光250b具有第一色阻結(jié)構(gòu)220a的顏色。接著，第一色光250b經(jīng) 由反射層240反射到不透光結(jié)構(gòu)230a，形成反射光250c。其中Θ為示范例第一色光150b 的入射角。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，反射光250c可由不透光結(jié)構(gòu)230a完全吸收。根據(jù)本 發(fā)明的一實(shí)施例，部分反射光250c由不透光結(jié)構(gòu)230a吸收，而殘余的反射光250c可再透 射出第一色阻結(jié)構(gòu)220a。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種電泳式顯示裝置（EPD)具有如圖2A所示的彩色濾光 片結(jié)構(gòu)200a。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一種反射式液晶顯示裝置（reflective-IXD)具有 如圖2A所示的彩色濾光片結(jié)構(gòu)200a。
[0035] 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，如圖2B所示的彩色濾光片結(jié)構(gòu)200b，透明襯底210的上 表面211還包括多個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)231b，且至少一不透光材料230b填充于上述這些凹槽結(jié)構(gòu) 231b中，形成如圖2A中的上述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)230a，如圖2B所示。其中凹槽結(jié)構(gòu)231b的 底端與透明襯底210的下表面212間具有足以防止反射光穿透的距離D，且此距離D不大于 10微米。
[0036] 在圖2B中，彩色濾光片結(jié)構(gòu)200b的不透光材料230b可為單色或垂直漸變多色以 達(dá)到特定的光學(xué)效果，且其材料可為樹脂或氧化鉻，但不以此為限。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施 例，不透光材料為白色樹脂，且反射光可經(jīng)由白色的不透光材料反射，再透射出第一色阻結(jié) 構(gòu)，以增加色彩亮度。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，不透光材料為黑色樹脂，且反射光可被黑色 的不透光材料所吸收，以降低色彩亮度。
[0037] 圖3A?3E為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的制造彩色濾光片結(jié)構(gòu)300的流程示意圖。
[0038] 在圖3A中，首先提供透明襯底310,其具有上表面311及下表面312。接著在透明 襯底310的上表面311向透明襯底310內(nèi)部形成多個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)320,如圖3B所示。其中，凹 槽結(jié)構(gòu)320的剖面形狀可為長(zhǎng)方形、梯型、三角形、倒梯形、倒三角形或子彈形，但依據(jù)阻光 或反射設(shè)計(jì)上的需要而不以此為限。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，透明襯底310的材料可為玻璃或軟性材料。當(dāng)透明襯底 310的材料為玻璃時(shí)，形成上述這些凹槽結(jié)構(gòu)320的方法包括蝕刻法。當(dāng)透明襯底310的材 料為軟性材料時(shí)，形成上述這些凹槽結(jié)構(gòu)320的方法包括輥軋法。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例， 軟性材料包括聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)、聚碳酸酯（PC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇（PET)或聚 酰胺（PA)。
[0040] 在圖3C中，在上述這些凹槽結(jié)構(gòu)320中填滿不透光材料330。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí) 施例，不透光材料330可為單色或垂直漸變多色以達(dá)到特定的光學(xué)效果，且其材料可為樹 脂或氧化鉻，但不以此為限。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，不透光材料330為黑色樹脂或白色 樹脂。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在上述這些凹槽結(jié)構(gòu)320中填滿不透光材料330的方法可 為印刷工藝過程或填充工藝過程，但不以此為限。
[0041] 在圖3D中，在透明襯底310的上表面311上形成多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)340,其中相鄰的每 兩個(gè)色阻結(jié)構(gòu)340之間由上述這些凹槽結(jié)構(gòu)320中的不透光材料330隔開。根據(jù)本發(fā)明的 一實(shí)施例，上述多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)340包括紅色色阻結(jié)構(gòu)、綠色色阻結(jié)構(gòu)及藍(lán)色色阻結(jié)構(gòu)。
[0042] 接著在透明襯底310的下表面312上形成反射層350,即得到彩色濾光片結(jié)構(gòu) 300,如圖3E所示。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，反射層350為金屬層或電泳顯示薄膜。
[0043] 與傳統(tǒng)彩色濾光片結(jié)構(gòu)不同的是，本發(fā)明的一實(shí)施例所提供的彩色濾光片結(jié)構(gòu)利 用在透明襯底內(nèi)形成不透光結(jié)構(gòu)，借以阻絕不同色阻結(jié)構(gòu)之間因散亂光線所導(dǎo)致的色偏現(xiàn) 象。因此在反射式顯示裝置中，本發(fā)明的實(shí)施例所提供的彩色濾光片解決了傳統(tǒng)彩色濾光 片長(zhǎng)期存在的色偏問題。
[0044] 再者，相較于傳統(tǒng)彩色濾光片結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的一實(shí)施例利用透明襯底中的不透光 結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)黑色矩陣結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一實(shí)施例所提供的不透光結(jié)構(gòu)不但解決了彩色濾光 片結(jié)構(gòu)的色偏問題，且可提升顯示裝置的色彩及光學(xué)表現(xiàn)。
[0045] 雖然本發(fā)明的實(shí)施例已經(jīng)公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可做一些變動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍當(dāng)以本申請(qǐng)權(quán)利要求所界定為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其用于反射式顯示裝置，其特征在于，包括： 透明襯底，其具有上表面及下表面； 多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于該透明襯底的上表面上， 多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于該透明襯底中，其中相鄰的每?jī)蓚€(gè)色阻結(jié)構(gòu)之間由上述多 個(gè)不透光結(jié)構(gòu)的其中一個(gè)隔開；以及 反射層，其設(shè)置于該透明襯底的下表面上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透明襯底的材料包括玻 璃或軟性材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軟性材料為聚甲基丙烯 酸甲酯、聚碳酸酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇或聚酰胺。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述透明襯底的上表面還包 括多個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)，且至少一不透光材料填充于上述這些凹槽結(jié)構(gòu)中，形成所述多個(gè)不透光 結(jié)構(gòu)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述不透光材料呈單色或垂 直漸變多色。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述不透光材料的顏色為白 色或黑色。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述不透光材料為樹脂或氧 化鉻。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)包括紅色 色阻結(jié)構(gòu)、綠色色阻結(jié)構(gòu)及藍(lán)色色阻結(jié)構(gòu)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述反射層為金屬層或電泳 顯示薄膜。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多個(gè)不透光結(jié)構(gòu)的底端 與所述透明襯底的下表面之間具有足以防止反射光穿透的距離。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的彩色濾光片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述距離不大于10微米。
12. -種彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括下列步驟： 提供透明襯底，其具有上表面及下表面； 在上述透明襯底的上表面形成多個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)； 在上述這些凹槽結(jié)構(gòu)中填滿不透光材料； 在上述透明襯底的上表面上形成多個(gè)色阻結(jié)構(gòu)，其中相鄰的每?jī)蓚€(gè)色阻結(jié)構(gòu)之間由上 述這些凹槽結(jié)構(gòu)中的不透光材料隔開；以及 在上述透明襯底的下表面上形成反射層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述透明襯底的 材料包括玻璃或軟性材料。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，當(dāng)所述透明襯底 的材料為玻璃時(shí)，所述形成多個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)的方法包括蝕刻法。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，當(dāng)所述透明襯底 的材料為軟性材料時(shí)，所述形成多個(gè)凹槽結(jié)構(gòu)的方法包括輥軋法。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述在所述這些 凹槽結(jié)構(gòu)中填滿不透光材料的方法包括印刷工藝過程或填充工藝過程。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述多個(gè)色阻結(jié) 構(gòu)包括紅色色阻結(jié)構(gòu)、綠色色阻結(jié)構(gòu)及藍(lán)色色阻結(jié)構(gòu)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述反射層為金 屬層或電泳顯示薄膜。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述這些凹槽結(jié) 構(gòu)的底端與所述透明襯底的下表面之間具有包括足以防止反射光穿透的距離。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述彩色濾光片結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述距離不大于 10微米。
【文檔編號(hào)】G02F1/1335GK104142531SQ201410025574
【公開日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
【發(fā)明者】李岱原, 駱伯遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:元太科技工業(yè)股份有限公司