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    • 专利摘要:
    一種電子裝置可具有諸如一液晶顯示器之一顯示器。該顯示器可具有多個材料層，諸如一彩色濾光片層及一薄膜電晶體層。一不透明遮蔽層可形成於諸如該彩色濾光片層之一顯示層上。在該顯示器之一非作用部分中，該不透明遮蔽層可形成一矩形環，該矩形環充當環繞該顯示器之一矩形作用部分的一邊界區域。在該顯示器之該作用部分中，該不透明遮蔽層可經圖案化以形成一不透明矩陣，該不透明矩陣分離彩色濾光片元件之一陣列中的彩色濾光片元件。該不透明遮蔽層及彩色濾光片元件可由諸如光阻之聚合物形成。該不透明遮蔽層可包括諸如碳黑之一黑色顏料。彩色濾光片元件及不透明遮蔽材料可包括多個子層。
    公开号:TW201321835A
    申请号:TW101135163
    申请日:2012-09-25
    公开日:2013-06-01
    发明作者:Young-Cheol Yang；Cheng Chen；Ming Xu；Zhi-Bing Ge；Chia-Ching Chu；ming-xia Gu；Young-Bae Park；Weimin Liu；Enkhamgalan Dorjgotov；John Z Zhong；Lynn R Youngs
    申请人:Apple Inc；
    IPC主号:G02F1-00
    专利说明:
    具有多重層罩及彩色濾光片之顯示器
    本發明大體而言係關於電子裝置，且更特定言之係關於具有顯示器之電子裝置。
    諸如電腦及蜂巢式電話之電子裝置可具有顯示器。在諸如液晶顯示器之典型顯示器中，使用顯示像素之陣列來為使用者顯示影像。每一顯示像素可含有用以將可調整電場施加至液晶層之一部分的電極。每一像素中之電場的量值控制允許光通過顯示器至使用者的量。
    為了提供諸如具有顯示彩色影像之能力之液晶顯示器的顯示器，彩色濾光片元件之陣列可與顯示像素之陣列對準。彩色濾光片陣列可含有諸如藉由圖案化黑色遮蔽層彼此分離之紅色、藍色及綠色彩色濾光片元件的彩色濾光片元件。亦可在彩色濾光片陣列之周邊周圍使用黑色遮蔽層之多個部分。典型黑色遮蔽層係由已用諸如碳黑之黑色顏料著色的樹脂形成。
    為了增強裝置美感且改良顯示器上之資訊的可見度，可能需要減少來自顯示器中之組件的反射。不合需要之反射可使顯示器之多個黑色部分(諸如，黑色遮蔽層之多個部分)看起來比所要亮度亮。來自顯示器中之顯示像素附近之結構的反射可使檢視者難以看到顯示器上之影像。關於傳統顯示器設計，可具挑戰性的係減少反射，此係因為顯示器中之結構傾向於具有反射。舉例而言，儘管由併有碳黑之樹脂所形成的黑色遮蔽層之色彩為黑色，但該等層在用於電子裝置顯示器中時可引起不合需要的反射。
    因此，將需要能夠提供具有改良之顯示器的電子裝置，諸如具有最小化顯示器反射之電子裝置。
    一種電子裝置可具有諸如液晶顯示器之顯示器。該顯示器可具有多個材料層，諸如彩色濾光片層及薄膜電晶體層。一層液晶材料可插入於彩色濾光片層與薄膜電晶體層之間。
    不透明遮蔽層可形成於諸如彩色濾光片層之顯示層上。該顯示器可具有中央作用區域，諸如矩形作用區域。在作用區域中之顯示像素可向電子裝置之使用者呈現影像。作用區域可由非作用區域環繞。舉例而言，作用區域可由具有矩形環之形狀的非作用區域環繞。
    在該顯示器之非作用部分中，不透明遮蔽層可形成環繞作用區域之矩形邊界。在作用區域中，不透明遮蔽層可經圖案化以形成黑色矩陣。諸如紅色、藍色及綠色彩色濾光片元件的彩色濾光片元件可形成於黑色矩陣中之開口內。
    不透明遮蔽層及彩色濾光片元件可由染色材料形成，諸如染色光阻層。不透明遮蔽層可包括諸如碳黑之黑色顏料。彩色濾光片元件可包括諸如紅色、藍色及綠色顏料的有色顏料。
    可藉由由多個子層形成不透明遮蔽區域及彩色濾光片元件而減少顯示器內之反射。該等子層可具有不同之厚度及顏料濃度。在需要時，可形成具有平滑變化之顏料濃度的不透明遮蔽層材料或彩色濾光片元件材料。
    本發明之另外特徵、其本質及各種優點將自隨附圖式及較佳實施例之以下詳細描述更顯而易見。
    圖1中展示可具備顯示器之類型之說明性電子裝置。電子裝置10可為電腦，諸如整合至顯示器中之電腦，該顯示器係諸如電腦監視器、膝上型電腦、平板電腦、諸如腕錶裝置、垂掛裝置或其他可佩戴或小型裝置的略微較小之攜帶型裝置、蜂巢式電話、媒體播放器、平板電腦、遊戲裝置、導航裝置、電腦監視器、電視，或其他電子設備。
    如圖1中所展示，裝置10可包括諸如顯示器14之顯示器。顯示器14可為併有電容性觸控式電極或其他觸控式感測器組件之觸控式螢幕，或可為非觸敏性之顯示器。顯示器14可包括由液晶顯示器(LCD)組件或其他合適之顯示像素結構形成的影像像素。本文中有時描述使用液晶顯示像素形成顯示器14之配置作為一實例。然而，此僅為說明性的。在需要時，可將任何合適類型之顯示器技術用於形成顯示器14。
    裝置10可具有諸如外殼12之外殼。有時可稱作殼體之外殼12可由塑膠、玻璃、陶瓷、纖維複合物、金屬(例如，不鏽鋼、鋁，等)、其他合適的材料，或此等材料中之任何兩者或兩者以上的組合形成。
    可使用單體組態來形成外殼12，其中外殼12之一些或全部經機器製造或模製為單一結構或可使用多個結構(例如，內部框架結構、形成外部外殼表面之一或多個結構，等)形成。
    如圖1中所展示，外殼12可具有多個部分。舉例而言，外殼12可具有上部部分12A及下部部分12B。上部部分12A可使用鉸鏈耦接至下部部分12B，該鉸鏈允許部分12A圍繞旋轉軸線16相對於部分12B旋轉。諸如鍵盤18之鍵盤及諸如觸控板20之觸控板可安裝於外殼部分12B中。
    顯示器14可具有諸如作用區域AA之作用區域及諸如區域IA之非作用區域。作用區域AA可為(例如)在顯示器14之中心的矩形區域，其中顯示像素積極地用以為裝置10之使用者顯示影像。非作用區域IA可能無作用中顯示像素。在圖1之實例中，非作用區域IA具有矩形環之形狀，其環繞顯示器14之作用區域AA的周邊。電路及其他組件可有時形成於非作用區域IA中。為了隱藏電路及其他組件以免於被裝置10之使用者檢視到，非作用區域IA可有時具備不透明罩。該不透明罩可由諸如黑色材料之不透明材料形成，或可由其他色彩之不透明遮蔽材料形成。本文中有時描述顯示器14中之不透明遮蔽材料具有黑色外觀的組態作為一實例。然而，此僅為說明性的。裝置10中之不透明遮蔽層可具有任何合適的色彩。
    在圖2之實例中，已使用足夠小以適配於使用者之手中的外殼實施裝置10(亦即，圖2之裝置10可為諸如蜂巢式電話的手持型電子裝置)。如圖2中所展示，裝置10可包括諸如安裝於外殼12之前方之顯示器14的顯示器。顯示器14可實質上用作用中顯示像素填充，或可具有環繞作用部分(諸如，作用部分AA)之非作用部分(諸如，非作用部分IA)。顯示器14可具有開口(例如，在顯示器14之非作用區域IA或作用區域AA中的開口)，諸如用以容納按鈕22之開口及用以容納揚聲器埠24之開口。
    圖3為呈一組態之電子裝置10的透視圖，在該組態中已以平板電腦之形式實施電子裝置10。如圖3中所展示，顯示器14可安裝於外殼12之上部(前)表面上。開口可形成於顯示器14中以容納按鈕22(例如，在環繞作用區域AA之非作用區域IA中)。
    圖4為呈一組態之電子裝置10的透視圖，在該組態中已以整合至電腦監視器中之電腦的形式實施電子裝置10。如圖4中所展示，顯示器14可安裝於外殼12之前表面上。支架26可用以支撐外殼12。顯示器14可包括非作用區域，諸如環繞作用區域AA之非作用區域IA。
    在需要時，顯示器14可經組態以便沿著作用區域AA之一或多個邊緣使非作用區域IA之大小最小或消除非作用區域IA之大小。本文中描述非作用區域IA沿著矩形作用區域AA之所有四個邊緣延伸的組態作為一實例。
    顯示器14可為(例如)液晶顯示器，諸如圖5之顯示器14。顯示器14可包括像素之陣列。在作用區域AA中，每一像素可用以控制與顯示器之一部分相關聯的光強度。
    顯示器14可具有一層液晶材料，諸如包夾於諸如上部偏光器52及下部偏光器30之一對偏光器之間的液晶材料36。電極之陣列可受顯示器14中之薄膜電晶體層中的薄膜電晶體電路控制。如圖5中所展示，舉例而言，顯示器14可具有電極之陣列及諸如薄電晶體基板層32(例如，玻璃基板)上之薄膜電晶體電路34的相關聯薄膜電晶體電路。薄膜電晶體電路34可包括諸如非晶矽電晶體電路或多晶矽電晶體電路的薄膜電晶體電路。薄膜電晶體電路34亦可包括互連線以將由諸如氧化銦錫及金屬之導電材料形成的電極連接至諸如薄膜電晶體的薄膜結構。
    薄膜電晶體電路34中之電極可用以產生控制液晶層36中之液晶之定向的電場。背光單元28可用以產生用於顯示器14之背光54。背光54可在垂直方向Z上通過顯示器14。此提供用於顯示器14之照明，以使得諸如在方向58上觀測顯示器14之檢視者56的使用者可清楚地觀測到由作用區域AA中之顯示像素所產生的影像。藉由控制層36中之液晶之定向，背光54的偏光可受控制。結合偏光器層30及52之存在，控制通過液晶材料36之個別像素的光之偏光的能力向顯示器14提供為檢視者56顯示影像的能力。
    背光單元28可包括諸如用於產生背光54之發光二極體陣列的光源。諸如偏光器30及偏光器52之偏光器可由薄的聚合物膜形成。舉例而言，偏光器52可由聚合物膜48及諸如光學上透明之黏接層46的相關聯黏接層形成。
    在需要時，顯示器14可具備用於減少指紋之層(例如，觸敏式顯示器中之抗污染塗層)、抗劃痕塗層、抗反射塗層(諸如，圖5之抗反射塗層50)、用於減小靜電影響之層(諸如，圖5之氧化銦錫靜電放電保護層44)，或其他材料層。用於圖5之說明性組態中的顯示層僅為說明性的。
    顯示器14可包括諸如彩色濾光片層38之顯示層。彩色濾光片層38可包括諸如基板66之彩色濾光片層基板。基板66及用於薄膜電晶體層之基板32可由諸如玻璃或塑膠之透明材料層形成。
    彩色濾光片層38可包括形成於基板66上之彩色濾光片元件42之陣列。彩色濾光片元件42可包括(例如)紅色元件R、綠色元件G及藍色元件B。彩色濾光片層38中之彩色濾光片元件之陣列可用以向顯示器14提供顯示彩色影像的能力。薄膜電晶體層34中之顯示像素P中的每一者可具備各別重疊彩色濾光片元件42。
    鄰近之彩色濾光片元件42可由不透明遮蔽材料40之插入部分分離。不透明遮蔽材料可由諸如含有黑色顏料之聚合物之黑暗物質形成，且因此有時被稱作黑色罩、黑色遮蔽層、黑色染色層，或黑色遮蔽材料。用於形成黑色遮蔽層40之說明性聚合材料包括基於丙烯酸及基於聚醯亞胺之光阻。可用於黑色遮蔽層40之說明性黑色顏料為非晶碳(例如，碳黑)。
    在作用區域AA中，黑色罩40可由相對細之線的網格(有時稱作黑色矩陣)形成。黑色矩陣可具有開口之圖案，諸如用於接收彩色濾光片元件之矩形孔的陣列。在非作用區域IA中，黑色遮蔽材料可用於形成充當顯示器14之黑色邊界的周邊黑色罩。非作用區域IA中之黑色罩可具有環繞中央矩形作用區域AA的矩形環形狀(作為一實例)。
    諸如環境光75之光可自顯示器14中之層的界面反射，從而導致不合需要之反射的可能性。可使用諸如層50之抗反射層使在顯示器14之表面處的光反射最小。為了使內部光反射最小，可使用多個材料層形成諸如黑色遮蔽層40及/或彩色濾光片元件42的結構。
    如圖5中所展示，彩色濾光片元件42及黑色遮蔽層40可在基板66之下部表面上形成層62。處於層66上方之材料層(圖5之層60)及處於層62下方之材料層(圖5之層64)可被模型化為具有為1.5的折射率(例如，實質上等於玻璃之折射率的折射率)的無限厚之材料層。
    圖6中展示顯示器14中之材料層的此光學模型。如圖6中所展示，環境光75可自顯示器14反射，從而導致不合需要之反射光75R的可能性。反射光75R中之一些可由層60之材料產生。舉例而言，層60之上部表面處的空氣界面可歸因於空氣與層60之玻璃狀材料之間的指數失配而引起反射。
    層62之材料亦可對反射作出貢獻。層62之材料包括黑色遮蔽材料40及彩色濾光片元件42。層62中之黑色遮蔽材料及層62中之彩色濾光片材料可各自藉由具有實分量及虛分量的折射率表徵。在層62之黑色遮蔽區域中，折射率之虛分量負責產生經由層62所透射之白光之強度的合乎需要的衰減。在彩色濾光片元件中，虛折射率與衰減帶外光(例如，在綠色彩色濾光片元件中紅光及藍光之衰減)相關聯。
    歸因於層62中之非零虛折射率組件的存在，可能難以或不可能使材料62之單一同質層指數匹配至顯示器14中的鄰近層。然而，藉由使用層62中之兩個或兩個以上子層，可在層62中提供子層之組合，其具有使反射最小之總體效應。在圖6之實例中，層62已具備兩個子層(厚度d1之上部層62A及厚度d2之下部層62B)。一般而言，層62之多個部分可具有任何合適數目個子層(例如，一或多個、兩個或兩個以上、三個或三個以上，等)。子層中之每一者的厚度及每一子層之折射率可經組態，以使得可減少歸因於由層62所產生之界面的反射。
    圖7為展示可解答圖6之層疊的多重層薄膜干涉方程式以產生反射之合乎需要之減少的方式的曲線圖。在藉由圖7之曲線圖所表示的情境下，已假設黑色遮蔽層40將使用具有上部子層及下部子層之兩層組態實施。下部子層已由具有大量碳黑以使其不透明性最大的材料形成。在圖7實例中，黑色遮蔽材料40之下部子層已具備80%之碳黑濃度(亦即，碳黑在下部層中之分率已設定為0.8)。此表示說明性最大可達成之碳黑濃度。在需要時可使用其他濃度(例如，下部子層可具有至少60%、至少70%、至少80%或其他合適濃度之碳黑濃度)。因為此實例之下部黑色罩層中的碳黑濃度相對大，所以下部黑色罩層可有時被稱作黑色罩層40中之主要黑色罩層。碳黑濃度及厚度可經選擇以使反射最小而同時滿足諸如製造約束之其他約束的上部層可有時被稱作黑色罩層40中的緩衝層。
    在圖7之曲線圖中，黑色遮蔽材料之主要層的厚度(d2)已繪製於水平軸線上。待用於上部層中之碳黑的濃度繪製於垂直軸線上。假設黑色遮蔽層40應足夠不透明以將通過層40之透射率減小至為10-5.3之值。線103對應於黑色罩反射率之不同量(例如，10-2、10-2.5，等)。線105對應於黑色遮蔽層40之不同的總厚度(d1+d2)。假設可根據方程式1將緩衝層之折射率模型化為同質混合物。
    nbm=(n1 2x+n2 2(1x))1/2 (1)
    在方程式1中，n1表示碳黑之折射率(其具有為1.95之實指數分量及為0.79之虛指數分量)，n2表示碳黑併入至其中以形成黑色遮蔽材料的透明光阻樹脂之折射率，x為碳黑之分率，且nbm為所得之黑色遮蔽材料折射率。
    點101表示黑色罩層40之說明性令人滿意組態。當將對應於圖7之曲線圖上之點101的屬性用於層40時，層40將藉由經最小化之反射率表徵，而同時具有並非過於厚(2微米以上之厚度可產生製造難度)之總厚度(d1+d2)。層40將亦具有對厚度d1及d2之變化並非過於敏感的組態(如點接近於曲線圖之右手側的狀況)，且將展現d1及d2厚度值之間令人滿意的平衡。如圖7中所展示，點101對應於具有約0.15之碳黑濃度、0.6微米之d2值及1.6微米之總厚度(d1+d2)的黑色罩緩衝層。在需要時，可使用經驗量測來改進d1、d2之選擇，及主要及緩衝黑色罩層之碳黑濃度。
    此外，此模型化(且在需要時，為經驗改進)方法可應用於層62中之材料的其他組合。舉例而言，令人滿意之厚度及顏料濃度可經識別以用於具有三個或三個以上材料層之結構，用於包括多個彩色濾光片材料層之結構，且用於包括一或多個黑色遮蔽材料層與一或多個彩色濾光片材料層之組合的結構。可藉由組合各種濃度之紅色、綠色及藍色顏料與諸如基於丙烯酸或基於聚醯亞胺之光阻的聚合材料形成用於元件42之彩色濾光片材料。在模型化及/或經驗量測期間，彩色濾光片材料及黑色罩材料之令人滿意之厚度及令人滿意的顏料濃度可經識別，以使對來自層62之不透明罩區域40及彩色濾光片元件42之反射光75R的貢獻最小。
    圖8、圖9、圖10、圖11及圖12中展示用於形成雙層黑色罩之說明性製程。
    如圖8中所展示，用於黑色罩層40A之材料層可沈積於基板66之下側上(例如，藉由使用刮漿板塗覆所要厚度之材料層的狹縫塗佈技術，或其他合適的技術)。層40A之初始厚度可為d1'。
    可使用軟烘烤操作自層40A逐出溶劑，從而產生層40A之較薄厚度d1，如圖9中所展示。
    在軟烘烤操作之後，額外黑色罩材料層(塗層40B)可形成於層40A上(例如，藉由狹縫塗佈)。如圖10中所展示，層40B可具有為d2'之厚度。在高「軟烘烤」溫度之應用之後，溶劑可被逐出層40B以使得層40B具有為d2之較薄厚度，如圖11中所展示。
    在用以固化形成黑色罩層40A及40B之光阻材料的硬烘烤之後且在光微影圖案化(例如，抗蝕劑曝光及顯影)之後，黑色罩層40可具有圖12中所展示之外觀。在非作用區域IA中，層40A及40B可形成用於顯示器14之黑色邊界罩。在作用區域AA中，黑色罩層40中之孔(例如，層40之黑色矩陣部分中之矩形孔的陣列)可用彩色濾光片元件42填充以充當用於顯示器14的彩色濾光片陣列。
    如圖13中所展示，可藉由將用於黑色罩區域之相同方法(如結合圖7所描述)用於形成彩色濾光片元件而使自彩色濾光片元件42所反射之入射光的量最小。在圖13實例中，每一彩色濾光片元件42已由各別第一彩色濾光片元件層42A及各別第二彩色濾光片元件層42B形成。在需要時，僅一些色彩之彩色濾光片元件可具備多個層，而一或多種其他色彩之彩色濾光片元件由固體彩色濾光片材料形成(亦即，排外地由單一色彩染色材料所形成的結構)。在需要時，彩色濾光片元件42亦可由三個或三個以上彩色濾光片材料層形成。一般而言，彩色濾光片元件中之子層中的每一者可具有可能不同之厚度及彩色顏料濃度。層之厚度及顏料濃度可經組態以減少反射，而同時滿足諸如層厚度限制、所要量之彩色濾光等的設計約束。
    圖14、圖15、圖16及圖17說明彩色濾光片材料(例如，併有諸如紅色、藍色或綠色顏料而非排外之黑色顏料的有色顏料的光阻)可用於形成黑色罩結構之方式。在圖14、圖15、圖16及圖17之實例中，藍色彩色濾光片材料已用以幫助形成黑色罩區域40。在需要時可使用不同色彩(例如，紅色、藍色等)之彩色濾光片材料。
    最初，如圖14中所展示，可在基板66上沈積且圖案化一層藍色彩色濾光片材料。藍色彩色濾光片材料可包括諸如部分70及72之部分。
    如圖15中所展示，在藍色彩色濾光片層之形成之後，可沈積且圖案化一層綠色彩色濾光片元件材料(諸如，綠色染色材料76)。
    圖16說明可接著經沈積且圖案化一層紅色彩色濾光片元件材料(諸如，紅色染色材料78)以形成紅色彩色濾光片元件的方式。
    如圖17中所展示，黑色染色材料80(例如，含有碳黑之光阻)可沈積且圖案化於圖16之結構的頂部上。在作用區域AA中，黑色染色材料80中之一些將分離鄰近的彩色濾光片元件，且將充當用於顯示器14之網格形黑色罩層40(黑色矩陣)。在非作用區域IA中，由黑色染色材料80覆蓋的藍色濾光片材料部分70將形成可充當用於顯示器14之不透明邊界的黑色遮蔽層40之一部分。因為使用了多個材料層(亦即，層70及80)，所以層70及80之顏料濃度及厚度可經選擇，以使非作用邊界區域中的黑色罩反射最小，如結合圖7所描述。藍色層80之部分70'可保持不被黑色染色材料80覆蓋(在圖17實例中)，且可因此充當作用區域AA之彩色濾光片陣列中的藍色彩色濾光片元件。
    圖18、圖19、圖20、圖21及圖22說明除了黑色染色材料之外亦可使用一層彩色濾光片材料(亦即，彩色染色材料)來形成作用區域AA中之黑色罩結構的方式。
    如圖18中所展示，藍色彩色濾光片材料82(或其他色彩之彩色濾光片材料)之經圖案化層可最初形成於基板層66上。
    圖19展示可在圖18之結構上沈積且圖案化一層綠色彩色濾光片材料84之方式。
    圖20展示可在圖19之結構上沈積且圖案化一層紅色彩色濾光片材料86之方式。
    可接著沈積且圖案化額外之藍色彩色濾光片材料88，從而產生圖21之結構。
    圖21之結構可用黑色染色材料90(例如，含有碳黑之光阻)之經圖案化層覆蓋。在非作用區域IA中，黑色染色材料90與藍色彩色濾光片材料82重疊，且產生具有減小之反射率的黑色遮蔽層40區域(亦即，黑色邊界結構)。在作用區域AA中，黑色染色材料90可同樣與藍色彩色濾光片材料82重疊，且可產生具有減小之反射率的黑色遮蔽材料40網格形圖案(亦即，黑色矩陣)。作用區域AA中之紅色彩色濾光片元件42可由單層紅色彩色濾光片材料(材料86)形成。作用區域AA中之綠色彩色濾光片元件42可由單層綠色彩色濾光片材料(材料84)形成。作用區域AA中之藍色彩色濾光片元件42可由初始藍色層82及額外藍色層88形成。
    圖23、圖24及圖25展示可產生具有多層黑色染色材料與插入之彩色濾光片材料的說明性彩色濾光片層之方式。此類型之配置可具有相對厚之總厚度(例如，1微米至5微米、3微米至4微米，或其他合適的厚度)，從而允許藉由使用由虛折射率分量之相對低的值表徵之材料而使反射率最小。
    最初，如圖23中所展示，可在基板66上沈積且圖案化黑色染色材料92。
    圖23之結構可接著用由紅色、藍色及綠色染色彩色濾光片材料94所形成之彩色濾光片元件42的陣列覆蓋。
    圖25展示可在圖23之結構上沈積且圖案化黑色染色材料96之額外層的方式。在圖25之彩色濾光片層中，非作用區域IA中之黑色罩40可由初始黑色染色層92及額外黑色染色層96以及藍色彩色濾光片元件層94的插入部分形成。作用區域AA中之藍色染色層94的未經覆蓋部分可形成藍色彩色濾光片元件42。紅色及綠色彩色濾光片元件及藍色彩色濾光片元件42可由黑色遮蔽線40之網格形圖案(黑色矩陣線)分離，其中每一者可由黑色染色材料92的線、黑色染色材料96之重疊線及彩色濾光片層94的插入部分形成。
    存在以下可能：在斜檢視(特定言之，在層92、96及94之厚度相對大的情形中)期間，顯示器14中之色彩洗脫發生。舉例而言，考慮顯示器14為檢視者56顯示紅色像素的情境。在此情形中，紅色彩色濾光片元件下之液晶材料104將「接通」且透射光。若檢視者56沿著離軸方向102觀測顯示器14，則檢視者56可能錯誤地經由鄰近綠色彩色濾光片元件之一部分來觀測像素104。沿著軸線102傳播之光(在此實例中為可能錯誤地呈現綠色而非紅色的光)可遺漏初始黑色染色線92之邊緣98。然而，歸因於額外黑色染色層96之邊緣部分100的存在，此光將被額外黑色染色層96阻斷。使用雙黑色染色層結構來形成作用區域AA中的黑色罩40可因此將顯示器14中之色彩洗脫減少至可接受的程度，即使在使用厚材料層來幫助減少反射時亦如此。
    為了改良作用區域AA中之網格形黑色遮蔽層40之部分的對準容限，可能需要以大於黑色染色之上部(更靠外部)層中之線的寬度形成黑色染色材料之下部(更靠內部)層中的線。圖26中展示此類型之配置。如圖26中所展示，分別在層94中之鄰近的綠色及紅色彩色濾光片元件之間的黑色染色層92的部分可藉由小於黑色染色層96之對應部分之寬度W2的寬度W1表徵。藉由在作用區域AA中形成包括窄於線96之線92的黑色罩圖案，可增強顯示器14對線92與96之間的對準不良之容限。
    在需要時，層62中之一或多個層(例如，一或多個黑色遮蔽層及/或彩色濾光片材料之一或多個層)可具備連續變化之顏料濃度。使用隨通過層之距離而在該層內平滑地變化之顏料濃度可在不需要使用材料之多個相異層的情況下，幫助減少顯示器14中之黑色罩結構及/或彩色濾光片結構中的光反射。
    圖27為顯示器14之一部分的橫截面側視圖，其展示層62中之顏料濃度(%顏料)可隨尺寸T(亦即，隨通過層62之垂直距離)而變化的方式。層62可具有相反之第一表面及第二表面。表面62-1可位於鄰近於基板66處。表面62-2可為(例如)層62之最內表面，且可位於鄰近於顯示層、空氣或顯示器14中之其他結構處。在表面62-1處，層62可具有為P1之顏料濃度。如藉由曲線118所展示，層62中之顏料濃度可隨增大之距離T(亦即，遠離表面62-1之距離)而平滑地增大，且可在表面62-2處具有為P2之顏料濃度值。層62中之顏料可為諸如碳黑之黑色顏料(例如，在層62之充當黑色罩區域的部分中)，或可為有色顏料(例如，在層62之充當彩色濾光片元件的部分中)。可用於層62中之顏料的實例包括黑色顏料、紅色顏料、藍色顏料及/或綠色顏料。諸如此等顏料之顏料可併入至諸如層62之層中，層62係由諸如基於丙烯酸或基於聚醯亞胺之光阻的聚合物形成。在需要時，層62可使用子層之組合形成，諸如具有固定顏料濃度之一或多個子層及具有隨通過子層之厚度的距離而連續變化之顏料濃度的一或多個子層。
    前述內容僅說明本發明之原理，且在不脫離本發明之範疇及精神的情況下可由熟習此項技術者進行各種修改。
    10‧‧‧電子裝置
    12‧‧‧外殼
    12A‧‧‧上部部分
    12B‧‧‧下部部分/外殼部分
    14‧‧‧顯示器
    16‧‧‧旋轉軸線
    18‧‧‧鍵盤
    20‧‧‧觸控板
    22‧‧‧按鈕
    24‧‧‧揚聲器埠
    26‧‧‧支架
    28‧‧‧背光單元
    30‧‧‧下部偏光器/偏光器層
    32‧‧‧薄電晶體基板層
    34‧‧‧薄膜電晶體電路/薄膜電晶體層
    36‧‧‧液晶材料/液晶層
    38‧‧‧彩色濾光片層
    40‧‧‧不透明遮蔽材料/黑色遮蔽層/黑色罩/黑色罩層/不透明罩區域/黑色罩區域/黑色遮蔽線
    40A‧‧‧黑色罩層
    40B‧‧‧塗層/黑色罩層
    42‧‧‧彩色濾光片元件
    42A‧‧‧第一彩色濾光片元件層
    42B‧‧‧第二彩色濾光片元件層
    44‧‧‧氧化銦錫靜電放電保護層
    46‧‧‧黏接層
    48‧‧‧聚合物膜
    50‧‧‧抗反射塗層/層
    52‧‧‧上部偏光器/偏光器層
    54‧‧‧背光
    56‧‧‧檢視者
    58‧‧‧方向
    60‧‧‧層
    62‧‧‧層
    62-1‧‧‧表面
    62-2‧‧‧表面
    62A‧‧‧上部層
    62B‧‧‧下部層
    64‧‧‧層
    66‧‧‧基板/基板層
    70‧‧‧部分/層
    70'‧‧‧部分
    72‧‧‧部分
    75‧‧‧環境光
    75R‧‧‧反射光
    76‧‧‧綠色染色材料
    78‧‧‧紅色染色材料
    80‧‧‧黑色染色材料/層
    82‧‧‧藍色彩色濾光片材料/初始藍色層
    84‧‧‧綠色彩色濾光片材料
    86‧‧‧紅色彩色濾光片材料
    88‧‧‧藍色彩色濾光片材料/額外藍色層
    90‧‧‧黑色染色材料
    92‧‧‧黑色染色材料/初始黑色染色層/初始黑色染色線
    94‧‧‧染色彩色濾光片材料/藍色彩色濾光片元件層
    96‧‧‧黑色染色材料/額外黑色染色層/線
    98‧‧‧邊緣
    100‧‧‧邊緣部分
    101‧‧‧點
    102‧‧‧離軸方向/軸線
    103‧‧‧線
    104‧‧‧液晶材料/像素
    105‧‧‧線
    118‧‧‧曲線
    AA‧‧‧作用區域/作用部分
    B‧‧‧藍色元件
    d1‧‧‧厚度
    d1'‧‧‧厚度
    d2‧‧‧厚度
    d2'‧‧‧厚度
    G‧‧‧綠色元件
    IA‧‧‧區域/非作用區域/非作用部分
    P‧‧‧顯示像素
    P1‧‧‧顏料濃度
    P2‧‧‧顏料濃度
    R‧‧‧紅色元件
    W‧‧‧寬度
    W2‧‧‧寬度
    圖1為根據本發明之一實施例的諸如攜帶型電腦之具有顯示器之說明性電子裝置的圖。
    圖2為根據本發明之一實施例的諸如蜂巢式電話或其他手持型裝置之具有顯示器之說明性電子裝置的圖。
    圖3為根據本發明之一實施例的諸如平板電腦之具有顯示器之說明性電子裝置的圖。
    圖4為根據本發明之一實施例的諸如具有內建式電腦之電腦監視器的具有顯示器之說明性電子裝置的圖。
    圖5為根據本發明之一實施例之說明性顯示器的橫截面側視圖。
    圖6為根據本發明之一實施例的包括經組態以使反射最小之多個材料層的顯示器之一部分的橫截面側視圖。
    圖7為說明根據本發明之一實施例的反射率可受諸如圖6中所展示之類型的多重層顯示器結構中之層厚度及組成之因素影響的方式的曲線圖。
    圖8、圖9、圖10、圖11及圖12為根據本發明之一實施例的經製造以減少反射之黑色遮蔽層結構的橫截面側視圖。
    圖13為根據本發明之一實施例的已經製造以減少反射之黑色遮蔽層及彩色濾光片元件結構的橫截面側視圖。
    圖14、圖15、圖16及圖17為根據本發明之一實施例之說明性顯示器結構的橫截面側視圖，其展示可使用一層彩色濾光片材料及一層諸如黑色罩材料之不透明材料來實施圖案化黑色遮蔽層的方式。
    圖18、圖19、圖20、圖21及圖22為根據本發明之一實施例之說明性顯示器結構的橫截面側視圖，其展示可使用包括一層彩色濾光片材料之多個材料層來實施圖案化黑色遮蔽層及彩色濾光片元件結構的方式。
    圖23、圖24及圖25為根據本發明之一實施例之黑色遮蔽層及彩色濾光片層結構的橫截面側視圖，其展示可使用多層圖案化黑色遮蔽材料來減少藉由使黑色遮蔽層顏料濃度最小來減少反射之組態中的色彩洗脫(washout)之方式。
    圖26為根據本發明之一實施例的圖25中所展示之類型之多重層顯示器結構之一部分的橫截面側視圖，其中黑色矩陣中之下部黑色遮蔽層中之線的寬度已經放大以增強對準容限。
    圖27為根據本發明之一實施例的用於顯示器之說明性顯示器結構的橫截面側視圖，其展示顏料可以階化型式遍及層之厚度散佈以減少反射的方式。
    10‧‧‧電子裝置
    12‧‧‧外殼
    12A‧‧‧上部部分
    12B‧‧‧下部部分/外殼部分
    14‧‧‧顯示器
    16‧‧‧旋轉軸線
    18‧‧‧鍵盤
    20‧‧‧觸控板
    AA‧‧‧作用區域/作用部分
    IA‧‧‧區域/非作用區域/非作用部分
    权利要求:
    Claims (22)
    [1] 一種顯示器，其包含：一薄膜電晶體層；一彩色濾光片基板層；一層液晶材料，其插入於該薄膜電晶體層與該彩色濾光片基板層之間；一第一染色層，其在該彩色濾光片基板層上；及一第二染色層，其在該彩色濾光片基板層上，其中該第一染色層插入於該第二染色層與該第一染色層之間且其中該第一染色層及該第二染色層具有不同之各別顏料濃度。
    [2] 如請求項1之顯示器，其中該第一染色層及該第二染色層包含具有不同之各別第一濃度及第二濃度之黑色顏料的黑色罩層。
    [3] 如請求項2之顯示器，其中該第一染色層及該第二染色層經圖案化以形成一不透明邊界區域，該不透明邊界區域覆蓋該顯示器中之一周邊非作用區域。
    [4] 如請求項3之顯示器，其中該第一染色層及該第二染色層中之該黑色顏料包含碳黑。
    [5] 如請求項2之顯示器，其進一步包含在該彩色濾光片基板上之彩色濾光片元件之一陣列，其中該第一染色層及該第二染色層經圖案化以形成一黑色矩陣，該黑色矩陣具有形成該等彩色濾光片元件的開口。
    [6] 如請求項5之顯示器，其進一步包含一層彩色濾光片元件材料，其插入於該黑色矩陣中之該第一染色層與該第二染色層之間。
    [7] 如請求項6之顯示器，其中該第一染色層包含一第一寬度之黑色矩陣線且其中該第二染色層包含大於該第一寬度之一第二寬度的黑色矩陣線，其中該第一寬度之該等黑色矩陣線與該第二寬度之該等黑色矩陣線重疊。
    [8] 如請求項1之顯示器，其中該第一染色層及該第二染色層包括至少一層彩色濾光片材料。
    [9] 如請求項1之顯示器，其中該第一染色層包含彩色濾光片材料且其中該第二染色層包含彩色濾光片材料。
    [10] 如請求項9之顯示器，其中該第一染色層及該第二染色層經組態以在該顯示器之一作用部分中形成彩色濾光片元件之一陣列中的至少一些彩色濾光片元件。
    [11] 如請求項10之顯示器，其中該第一染色層及該第二染色層包括選自由以下各者組成之群組的顏料：綠色顏料、藍色顏料及紅色顏料。
    [12] 如請求項1之顯示器，其中該第一染色層包含彩色濾光片材料且其中該第二彩色濾光片材料包含黑色染色材料。
    [13] 如請求項12之顯示器，其中該第一染色層及該第二染色層經圖案化以形成一不透明遮蔽區域，該不透明遮蔽區域環繞該顯示器中之一周邊作用顯示區域。
    [14] 如請求項12之顯示器，其中該第一染色層及該第二染色層經圖案化以形成一彩色濾光片陣列中之至少一黑色矩陣結構。
    [15] 一種顯示器，其包含：複數個顯示層，為一檢視者形成一影像之光通過該複數個顯示層；及一黑色遮蔽層，其在該複數個顯示層中之一者的一表面上，其中該黑色遮蔽層包含具有一第一濃度之黑色顏料的一第一黑色遮蔽子層及在該第一黑色遮蔽子層上的一第二黑色遮蔽子層，其中該第二黑色遮蔽子層具有一第二濃度之黑色顏料，該第二濃度不同於黑色顏料的該第一濃度。
    [16] 如請求項15之顯示器，其中該第一黑色遮蔽子層及該第二黑色遮蔽子層包含光阻且其中該黑色顏料包含碳黑。
    [17] 如請求項16之顯示器，其中該黑色遮蔽層之一部分經圖案化以形成一黑色矩陣，該顯示器進一步包含具有由該黑色矩陣之部分分離之元件的一彩色濾光片陣列。
    [18] 如請求項17之顯示器，其中該彩色濾光片陣列包含由具有不同之各別有色顏料濃度之材料之多個層形成的至少一彩色濾光片元件。
    [19] 如請求項17之顯示器，其中該彩色濾光片陣列包含排外地由一單一層之彩色濾光片材料形成的至少一彩色濾光片元件。
    [20] 一種液晶顯示器，其包含：具有薄膜電晶體之一薄膜電晶體層，其在一薄膜基板層上；一彩色濾光片層，其具有一彩色濾光片基板層；一層液晶材料，其在該薄膜電晶體層與該彩色濾光片層之間，其中該彩色濾光片層包含一不透明遮蔽層，且其中該不透明遮蔽層包含具有一第一濃度之顏料的一第一光阻層及一第二光阻層，該第二光阻層覆蓋該第一光阻層且具有不同於顏料之該第一濃度的一第二濃度之顏料。
    [21] 如請求項20之液晶顯示器，其中該不透明遮蔽層插入於該彩色濾光片層基板與該薄膜電晶體基板層之間，且其中該第一染色層具有經組態以減少來自該不透明遮蔽層之光反射的一厚度及顏料濃度。
    [22] 如請求項21之液晶顯示器，其中該第二染色層具有至少70%之一碳黑濃度。
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