專利名稱：彩色濾光片、光柵結(jié)構(gòu)及顯示模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)組件，且特別是有關(guān)于一種用于濾光片上的光柵結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展以及消費(fèi)性電子產(chǎn)品的普及， 各式各樣電子顯示產(chǎn)品已日漸普及。在目前的顯示裝置尤其是液晶顯示裝置中，通常設(shè)置有濾光片等光學(xué)組件，用來遮蔽不必要的光線并形成不同的色光。濾光片通常是在玻璃、塑料薄片等透明基板的表面形成黑色矩陣遮光結(jié)構(gòu)(blackmatrix,BM)等光柵結(jié)構(gòu)，接著依序?qū)⒓t、綠、藍(lán)等3種以上不同的色相形成條紋狀或馬賽克(mosaic)狀等的色圖案。圖案大小隨濾光片的用途及各個(gè)顏色而異。其中，黑色遮光罩要求有高的遮旋光性。以往，用鉻(Cr)等金屬膜形成黑色矩陣遮光結(jié)構(gòu)(Cr-BM)是一般常用的方法。一般利用鉻膜形成黑色光柵的工藝，需經(jīng)過濺鍍、旋轉(zhuǎn)涂布正型光阻、曝光、光阻顯影、蝕刻以去除正型光阻等，方可形成黑色的光柵結(jié)構(gòu)圖案。利用鉻膜形成黑色光柵的作法具有制造步驟長且生產(chǎn)效率較低的問題，且蝕刻處理的廢液可能造成環(huán)保問題。近來，歐盟已在2006年7月I日全面禁止在電子電器設(shè)備中使用鉛、鎘、汞及六價(jià)鉻等重金屬。鉻膜遮光罩需以其它材料取代，目前樹脂遮光罩(resin-BM)為主要用來取代目前的鉻膜的遮光材料。使用樹脂遮光罩僅需涂布、曝光、顯影的步驟即可完成黑色矩陣的制作，所需工藝設(shè)備成本較低。然而，樹脂遮光罩的遮光效果較差，需增加厚度方能達(dá)到類似的遮光效果。一般來說，鉻膜遮光罩(Cr-BM)厚度約為0. 15iim，而樹脂遮光罩(resin-BM)約需I. I 1.2um0除了厚度增加之外，樹脂遮光罩本身表面平坦性不佳，容易發(fā)生工藝管控上的問題，并且有不易與框膠黏著的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種具有多層膜光柵結(jié)構(gòu)的彩色濾光片，其具有一反射層以及介于反射層與玻璃基板之間的多個(gè)透光層，利用多個(gè)透光層的折射率差異形成光學(xué)干涉或繞射現(xiàn)象，藉此形成可見光反射率低于5%的遮光效果。因此，本發(fā)明的一方面是提供一種用于顯示模塊中的彩色濾光片。彩色濾光片包括基板以及設(shè)置于其上的光柵結(jié)構(gòu)。其中，光柵結(jié)構(gòu)包括數(shù)層透光層以及光反射層，數(shù)層透光層依序堆棧設(shè)置于該基板上，光反射層設(shè)置于這些透光層上，其中透光層各自具有相異的折射率。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中每一透光層分別由透明介電材料所制成，其中，透明介電材料包括氮化硅、氧化硅或上述材料的混合物。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中光反射層由金屬材料所制成。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中光柵結(jié)構(gòu)包括至少三層透光層。
此外，本發(fā)明的另一方面是提供一種光柵結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于彩色濾光片的基板上，光柵結(jié)構(gòu)包括數(shù)層透光層以及光反射層。數(shù)層透光層依序堆棧設(shè)置于基板上，且其中這些透光層各自具有相異的折射率。光反射層設(shè)置于這些透光層上。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中每一透光層分別由透明介電材料所制成，其中，透明介電材料包括氮化硅、氧化硅或上述材料的混合物。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中光反射層由金屬材料所制成。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中光柵結(jié)構(gòu)包括至少三層透光層。此外，本發(fā)明的又一方面是提供一種顯示模塊，其包括顯示面板以及彩色濾光片，彩色濾光片設(shè)置緊鄰顯示面板。彩色濾光片包括基板以及光柵結(jié)構(gòu)，光柵結(jié)構(gòu)設(shè)置于基板與顯示面板之間。光柵結(jié)構(gòu)包括數(shù)層透光層以及光反射層。數(shù)層透光層依序堆棧設(shè)置于基板上，且其中這些透光層各自具有相異的折射率。光反射層設(shè)置于這些透光層上且鄰近顯 示面板。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其中每一透光層分別由透明介電材料所制成，其中，透明介電材料包括氮化硅、氧化硅或上述材料的混合物。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其中光反射層由金屬材料所制成。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，其中光柵結(jié)構(gòu)包括至少三層透光層。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用金屬材質(zhì)的光反射層可使光柵結(jié)構(gòu)的表面較為平坦，提高光柵結(jié)構(gòu)的工藝穩(wěn)定性，此外利用透光層之間相異的折射率來降低可視光的反射率，進(jìn)而達(dá)到遮光效果，如此一來便不需要鉻金屬或其它重金屬化合物的鍍膜工藝，亦不需要涂布任何暗色涂料，符合環(huán)保趨勢。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，現(xiàn)對附圖的說明如下圖I是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種光柵結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中一種彩色濾光片的剖面示意圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中一種顯示模塊的剖面示意圖。主要組件符號(hào)說明100 :光柵結(jié)構(gòu)102a :透光層102b :透光層102c :透光層104 :光反射層202 :基板LI :入射光L2 :反射光300 :彩色濾光片302 :基板303:保護(hù)層304:透明電極層306R:顯示組件區(qū)間 306G :顯示組件區(qū)間306B :顯示組件區(qū)間 308 :偏光片LI’ 入射光L2’ 反射光500 :顯示模塊502 :顯示面板
具體實(shí)施例方式為達(dá)到前述效果，本發(fā)明的彩色濾光片及顯示模塊，在濾光片上的光柵結(jié)構(gòu)中包括了數(shù)層具有不同折射率的透光層，利用繞射或干涉的方式降低可視光的整體反射率，其詳細(xì)設(shè)置實(shí)施方式說明如下。請參閱圖1，其是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例中一種光柵結(jié)構(gòu)100的剖面示意圖。光柵結(jié)構(gòu)100可設(shè)置于彩色濾光片的基板202上。實(shí)際應(yīng)用中，此處的基板202可為玻璃基板、透明塑料基板或其它材質(zhì)的透明基板，光柵結(jié)構(gòu)100可作為各種顯示裝置中的黑色矩陣遮光結(jié)構(gòu)(black matrix, BM)。光柵結(jié)構(gòu)100包括數(shù)層透光層以及光反射層104。在此實(shí)施例中，光柵結(jié)構(gòu)100中的透光層共包括三層，如 圖I中所示的透光層102a 102c，然而本發(fā)明并不以三層為限。透光層102a、透光層102b以及透光層102c依序堆棧設(shè)置于基板202上，而光反射層104則設(shè)置于這些透光層上，在此實(shí)施例中，光反射層104是設(shè)置于最外側(cè)的透光層102c上。其中，每一透光層(102a 102c)分別由透明介電材料制成，上述透明介電材料可包括氮化硅(SixN)、氧化硅(SixO)或上述材料的混合物，須特別說明的是，透光層102a、透光層102b以及透光層102c各自具有相異的折射率,其中每一層透光層(102a 102c)的折射率差異可通過材料折射率、不同材料混合比率或其它工藝方法來形成。光反射層104可由金屬材料制成，在此實(shí)施例中，光反射層104上不需經(jīng)過特別的鍍膜或表面處理，可避免重金屬污染與相關(guān)的環(huán)保問題，也就是說，光反射層104可保留原始的金屬材料的原始色澤。當(dāng)由基板202 (如玻璃基板)照射進(jìn)來的可見入射光LI，經(jīng)過具有不同折射率的多層透光層結(jié)構(gòu)(透光層102a、透光層102b以及透光層102c)，便會(huì)發(fā)生繞射現(xiàn)象；隨后，照射到金屬材質(zhì)的光反射層104后而產(chǎn)生的反射光L2,亦會(huì)與其它入射光發(fā)生光干涉相消現(xiàn)象，最終可使得反射光L2的亮度低于入射光LI亮度的5%以下。也就是說，本實(shí)施例中的光柵結(jié)構(gòu)100 (多層透光層與光反射層104)整體的可見光反射率是低于5%。如此一來，以使用者肉眼所觀察到設(shè)置有光柵結(jié)構(gòu)100的顯示區(qū)域，因反射的可見光亮度極低，便趨近于視覺上的黑色，藉此達(dá)到遮光的效果。此外，利用金屬制成的光反射層104，其表面平整度較佳，且不需經(jīng)過特別的鍍膜或表面處理，可避免重金屬污染與相關(guān)的環(huán)保問題。須補(bǔ)充的是，依本發(fā)明此實(shí)施例所形成的光柵結(jié)構(gòu)100中，透光層102a、透光層102b、透光層102c與光反射層104其厚度總合約為0. 3 0. m，即可達(dá)到可見光反射率<5%的效果，其厚度優(yōu)于可達(dá)類似效果的習(xí)知的樹脂遮光罩(約1.1 1.2i!m)。視實(shí)際應(yīng)用上的需要，在另一實(shí)施例中，亦可堆棧設(shè)置更多層的透光層(例如設(shè)置4層以上的透光層)來達(dá)到較佳的遮光效果。請一并請參閱圖2，其是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中一種彩色濾光片300的剖面示意圖。如圖2所示，此實(shí)施例中的彩色濾光片300中包括有前述實(shí)施例的光柵結(jié)構(gòu)100，有關(guān)光柵結(jié)構(gòu)100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)請參閱前述段落，在此不另贅述。如圖2所示，在此實(shí)施例中，彩色濾光片300中主要包括基板302、設(shè)置于基板302上的光柵結(jié)構(gòu)100。另一方面,彩色濾光片300可進(jìn)一步包括其它光學(xué)膜層,如保護(hù)層303、透明電極層304、顯示組件區(qū)間(如顯示組件區(qū)間306R、306G、306B等)以及偏光片308等，以便配合實(shí)際應(yīng)用上的需求，但本發(fā)明并不以此為限。其中，基板302可為玻璃基板、透明塑料基板或其它材質(zhì)的透明基板。當(dāng)由基板302照射進(jìn)來的可見入射光LI’，經(jīng)過具有不同折射率的多層透光層結(jié)構(gòu)時(shí)，便會(huì)發(fā)生繞射現(xiàn)象；隨后，經(jīng)光柵結(jié)構(gòu)100產(chǎn)生的反射光L2’，亦會(huì)與其它入射光發(fā)生光干涉相消現(xiàn)象，最終可使得反射光L2’的亮度低于入射光LI’亮度的5%以下。藉此，通過本發(fā)明的多層膜光柵結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使彩色濾光片達(dá)到可見光反射率低于5%的遮光效果，此外，彩色濾光片具有厚度輕薄、工藝穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，且可避免環(huán)保問題。請一并請參閱圖3，其是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中一種顯示模塊500的剖面示意圖。如圖3所示，顯示模塊500包括顯示面板502以及如上述實(shí)施例中所揭示的彩色濾光片300，其中，彩色濾光片300還可包括前述實(shí)施例的光柵結(jié)構(gòu)100。有關(guān)彩色濾光片300與光柵結(jié)構(gòu)100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)請參閱前述段落，在此不另贅述。
在此實(shí)施例中，顯示模塊500中的顯示面板502可為薄膜晶體管(TFT-IXD)液晶顯示面板、電子紙顯示面板、主動(dòng)矩陣式有機(jī)發(fā)光二極管(AMOLED)顯示面板或其它具相等性的電子顯示面板。在圖3中，顯示面板502以液晶顯示面板為例，顯示模塊500中進(jìn)一步設(shè)置有畫素驅(qū)動(dòng)電路(pixel driver)、背光源(backlight)以及背光驅(qū)動(dòng)電路等(未圖示)，但本發(fā)明并不以為限，例如電子紙、AMOLED面板便可省略背光組件。在此實(shí)施例中，彩色濾光片300是緊鄰顯示面板502設(shè)置，彩色濾光片300包括基板302以及光柵結(jié)構(gòu)100。其中，光柵結(jié)構(gòu)100是設(shè)置于基板302與顯示面板502之間。光柵結(jié)構(gòu)包括數(shù)層透光層(如透光層102a 102c)以及光反射層104。透光層102a 102c依序堆棧設(shè)置于基板302上，且其中這些透光層102a 102c各自具有相異的折射率。光反射層104設(shè)置于最外側(cè)的透光層102c上且鄰近顯示面板104。如圖3所示，在此實(shí)施例中，彩色濾光片300進(jìn)一步包括其它光學(xué)膜層，如保護(hù)層303、透明電極層304、顯示組件區(qū)間(如顯示組件區(qū)間306R、306G、306B等)以及偏光片308
坐寸o藉此，通過本發(fā)明的多層膜光柵結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使顯示面板中的彩色濾光片達(dá)到可見光反射率低于5%的遮光效果。藉此，本發(fā)明所揭示的顯示模塊具有厚度輕薄、工藝穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)，且可避免環(huán)保問題，適合用于各種顯示裝置當(dāng)中。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種彩色濾光片,用于一顯不模塊中，該彩色濾光片包括 一基板；以及 一光柵結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基板上，該光柵結(jié)構(gòu)包括 數(shù)層透光層，依序堆棧設(shè)置于該基板上，其中這些透光層各自具有相異的 一折射率；以及 一光反射層，設(shè)置于這些透光層上。
2.如權(quán)利要求I所述的彩色濾光片，其特征在于，每一透光層分別由一透明介電材料所制成。
3.如權(quán)利要求2所述的彩色濾光片，其特征在于，該透明介電材料包括氮化硅、氧化硅或上述材料的混合物。
4.如權(quán)利要求I所述的彩色濾光片，其特征在于，該光反射層由一金屬材料所制成。
5.如權(quán)利要求I所述的彩色濾光片，其特征在于，該光柵結(jié)構(gòu)包括至少三層透光層。
6.一種光柵結(jié)構(gòu)，設(shè)置于一彩色濾光片的一基板上，該光柵結(jié)構(gòu)包括 數(shù)層透光層，依序堆棧設(shè)置于該基板上，其中這些透光層各自具有相異的一 折射率；以及 一光反射層，設(shè)置于這些透光層上。
7.如權(quán)利要求6所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一透光層分別由一透明介電材料所制成。
8.如權(quán)利要求7所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，該透明介電材料包括氮化硅、氧化硅或上述材料的混合物。
9.如權(quán)利要求6所述的光柵結(jié)構(gòu),其特征在于,該光反射層由一金屬材料所制成。
10.如權(quán)利要求6所述的光柵結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括至少三層透光層。
11.一種顯不模塊，包括 一顯示面板；以及 一彩色濾光片，設(shè)置緊鄰該顯示面板，該彩色濾光片包括 一基板；以及 一光柵結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該基板與該顯示面板之間，該光柵結(jié)構(gòu)包括 數(shù)層透光層，依序堆棧設(shè)置于該基板上，其中這些透光層各自具有相異的一折射率；以及 一光反射層，設(shè)置于這些透光層上且鄰近該顯示面板。
12.如權(quán)利要求11所述的顯示模塊，其特征在于，每一透光層分別由一透明介電材料所制成。
13.如權(quán)利要求12所述的顯示模塊，其特征在于，該透明介電材料包括氮化硅、氧化硅或上述材料的混合物。
14.如權(quán)利要求11所述的顯示模塊，其特征在于，該光反射層由一金屬材料所制成。
15.如權(quán)利要求11所述的顯示模塊，其特征在于，該光柵結(jié)構(gòu)包括至少三層透光層。
全文摘要
一種光柵結(jié)構(gòu)，用于顯示模塊的彩色濾光片，其中，光柵結(jié)構(gòu)是設(shè)置于彩色濾光片的基板上，光柵結(jié)構(gòu)包括數(shù)層透光層以及光反射層。數(shù)層透光層依序堆棧設(shè)置于基板上，且透光層各自具有相異的折射率。光反射層設(shè)置于透光層上。
文檔編號(hào)G02B5/20GK102759766SQ201110124760
公開日2012年10月31日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者張恒豪, 梁廣恒, 蔡耀州 申請人:元太科技工業(yè)股份有限公司