[实用新型]一种彩膜基板、液晶面板及显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，具体地，涉及一种新像素(也称为画素)设计 的彩膜基板、液晶面板及显示装置。

背景技术

在液晶显示领域，包括有多种滤光片。其中，彩色滤光片(Colorfilter，又名彩 膜)用途包括通过选色通带及LCD(LiquidCrystalDisplay，液晶显示器)的最大输出功率 对单色显示器(如VF(VacuumFluorescent，真空荧光显示器)、EL(Electroluminescent，电 荧发光显示器)、LED(发光二极管显示器)等)进行反差增强；宽带滤光片用来提高光学扫描 仪和红、黄、琥珀色发光二极管显示器的反差及性能；中密度三槽型滤光片及极化镜通过减 少内部反射并在显示器输出功率及背景之间产生一个较大的变量从而增强LCD的反差。

如图1所示，LCD为非主动发光之组件，其一般包括彩色滤光片1、液晶面板2、TFT元 件3和背光模块4，其色彩的显示必须要透过显示器内部的背光模块4(如穿透型LCD)或外部 的环境入射光(如反射型或半穿透型LCD)提供光源，再搭配驱动IC(DriveIC，驱动芯片)与 液晶面板2的控制形成灰阶显示(GrayScale)，而后透过彩色滤光片1的RGB(其中，R为红 色、G为绿色、B为蓝色，图1中未示相应的颜色)彩色层提供色相(Chromacity)，形成彩色显 示画面(此处是结合RGB彩色层形成的彩色显示画面，图1中未示出相应的颜色)。

如图2所示，为了提升LCD的面板亮度，通常会在彩膜的结构上进行改进，其中有一 种改进彩膜结构的技术被称为RGBW技术。对于原有的显示屏幕，一个像素对应三个次像 素，即一个独立的像素对应RGB三个次像素。而RGBW的意思就是在R(红色)、G(绿色)、B(蓝 色)三个像素之外，增加一个透明色(WhitePixel)的像素W，让两个独立像素共享五个次像 素，这样在同样的分辨率的情况下，次像素的数量明显减少，从而节约了不少的成本。W次像 素的增加，也可以提升屏幕的亮度，但是缺点是在颜色的优化上，可能没有原本的RGB的排 列方式好。

正如图1所示，传统的像素由R、G和B构成。FHD(2K×1K)面板的像素为1920×1080， 而每种像素由三种子像素组成(R，G，B)，因此它一共有620万种颜色。而UHD(4K)面板的分辨 率有3840×2160，这表示它具有2490万种颜色(3840×2160种像素，每种像素由三种子像素 构成)。因此，UHD面板的分辨率是FHD面板的四倍。

虽然显示的原理相同，但RGBW面板和传统UHD电视面板略有不同，RGBW面板除了 RGB外，像素中还增加了W子像素。简单来说，UHD面板每个水平扫瞄线的像素数为3840，RGB 架构下的子像素数为11520；至于RGBW面板，因为是RGBW通过4个子像素来构成1个像素，因 此每条水平扫描线的真实像素数仅剩下2880，而垂直像素数仍是2160，与RGB排列的UHD面 板相同。

另外，许多公司为了提高画质，还在其RGBW面板中采用了GMA(色域映像算法)和 SPR(子像素渲染)技术。

图3为现有RGBW技术制作彩膜基板的流程的示意图，其中各方框表示相应的制作 步骤，而方框旁的图形则表示对应步骤形成的彩膜基板的结构，两者相结合能更为清楚地 示意彩膜基板的制作过程。从图3可知，RGBW技术有利于提高画质，但是因其多了一个W透明 色像素，对应地需要再多一道透明光阻的制作流程。图4为根据图3的RGBW制作完成的彩膜 基板，因为多了一道W透明色制作流程(包含微影/显影/硬化等)，整个彩膜的制作成本多 了12％，严重影响RGBW技术的推广。其中，图3和图4的彩膜基板的结构中的各部分的组成可 参考图7中的附图标记。

图5示意了另一种彩膜基板，其为了减少一道W透明色的制作流程，在平坦层(Over Coat)的制作流程中，使用平坦层的材料来取代W透明色的制作过程，以此使得彩膜基板既 拥有平坦层功能，又有透明像素结构。但是，此技术的缺点是因为透明像素位置没有像RGB 彩色层(ColorLayer)中可以支撑平坦层的覆盖，导致透明像素位置的平坦层会有凹陷，且 凹陷的段差为图中示意的h，h的值可能大于0.2um，如此则会产生如图6所示的液晶间隙不 均14(Cellgapmura)，则点亮面板后会有灰阶不均匀、亮度不均匀的现象。

实用新型内容