可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片的製作方法
2023-10-11 15:33:24
專利名稱：可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種彩色濾光片，尤其是涉及一種可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片，通過隔離信道的設置，可達到改善彩色濾光片發光區域定義的目的。
背景技術：
隨著光電產業的蓬勃發展，人們享受著科技帶來的便利。然而，如何製造出高畫質和低成本的平面顯示器，一直是各大廠商努力實現的目標。在眾多的顯示器中，有機電激發光顯示器(OLED)相較於其它顯示結構，由於具有自發光、高亮度、廣視角、低耗電、高應答速度、面板輕薄、元件結構與製作過程簡單等優點，所以格外受到各國研究單位與廠商的注目。
對各種顯示器而言，如何達到全彩化的顯示往往是成功與否的關鍵，就有機電激發光顯示器來說，達到全彩化最常見的方法有以下三種1.三色發光層結構其主要是將紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色的有機電激發光元件獨自發光，以直接取得全彩效果的發光裝置。
2.光色轉換薄膜(CCMColor Change Media)其主要是利用一藍光有機電激發光元件為一發射光源，再將此藍光激發一光色轉換薄膜，以取得紅綠藍(RGB)三原色可見光及達到全彩化的目的。
3.彩色濾光片(CFColor Filter)其主要是利用一白色有機電激發光元件作為一背光源，搭配使用已技術純熟的彩色濾光片，通過彩色濾光片被背光源的照射，以產生全彩的顯示效果。
其中，一般光色轉換薄膜或彩色濾光片的結構，如圖1A及圖1B所示，彩色濾光片10的主要結構是在一透光基板11上設置有一黑色矩陣13(BlackMatrix)，並於未設有黑色矩陣13的透光基板11表面，設有多個彩色光阻15，以達到光色轉換的目的。並且，在黑色矩陣13及彩色光阻15上方依次設有一保護層17(over coat)及一介電層19，以達到保護彩色光阻15及黑色矩陣13的功效，並有利於後續製作過程的進行。
當有機電激發光元件20利用彩色濾光片10達到光色轉換的目的時，將有機電激發光元件20的下部電極21直接設置於介電層19的上表面，並通過下部電極21及對向電極25的電流導通，致使有機材料層23投射光源。
然而，當有機電激發光元件20的下部電極21及對向電極25進行電流導通時，導通的工作電流容易在未設有彩色光阻15的黑色矩陣13的垂直延伸方向上產生隧穿效應(Tunneling Effect)，即工作電流將通過介電層19中介電常數(Dielectric)較小的區域而進入彩色濾光片10，並通過保護層17傳遞至黑色矩陣13，致使產生遺漏電流(Leakage Current)C及短路的情形發生，並造成黑色矩陣13所連接的彩色光阻15不正常發光，進而影響有機發光顯示器100的顯示功能。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種彩色濾光片，有效減少因電流隧穿效應而導致黑色矩陣的遺漏電流及短路的問題發生，通過將未覆蓋有彩色光阻的黑色矩陣上鑿設至少一隔離信道，從而避免工作電流通過黑色矩陣而造成彩色光阻有不正常發光的情形發生。
本發明所要解決的另一技術問題在於提供一種彩色濾光片，通過黑色矩陣中隔離信道的設置，而可有效提高有機電激發光顯示器的顏色對比度。
本發明所要解決的又一技術問題在於提供一種彩色濾光片，通過彩色濾光層而將透光基板及黑色矩陣完全覆蓋，以增加下部電極及黑色矩陣之間的介電常數，致使可降低工作電流發生隧穿效應的可能性。
為了實現上述目的，本發明提供了一種可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片，其特點在於，其主要結構包括有一透光基板；一黑色矩陣，設置於該透光基板的部分上表面；多個彩色光阻，固設於未設有黑色矩陣的透光基板表面，並在未覆蓋有該彩色光阻的黑色矩陣上鑿設有至少一隔離信道；一保護層，覆蓋於該黑色矩陣及該彩色光阻的周圍。
上述彩色濾光片，其特點在於，該隔離信道內也可設有一填充物。
上述彩色濾光片，其特點在於，該彩色濾光片也可為一光色轉換薄膜。
上述彩色濾光片，其特點在於，該填充物可選擇為一氧化矽、氮化矽、氧化鉭、氮化鈦及其組合式的其中之一。
上述彩色濾光片，其特點在於，該隔離信道的寬度小於兩個相鄰的彩色光阻。
上述彩色濾光片，其特點在於，該保護層的上表面固設有一第一介電層。
上述彩色濾光片，其特點在於，該保護層的上表面固設有至少一有機電激發光元件。
上述彩色濾光片，其特點在於，該黑色矩陣、隔離信道及未設有黑色矩陣的透光基板表面可增設有一第二介電層。
上述彩色濾光片，其特點在於，該第二介電層可選擇為一氧化矽、氮化矽、氧化鉭、氮化鈦及其組合式其中之一。
本發明還提供一種可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片，其特點在於，其主要結構包括有一透光基板；一黑色矩陣，固設於該透光基板的部分上表面；至少一彩色濾光層，固設於該黑色矩陣及該透光基板的上表面，由多個彩色光阻所構成，其中，各個彩色光阻設有一延伸部，可在該黑色矩陣的垂直延伸位置處與另一相鄰的彩色光阻的一延伸部相互接觸，致使該彩色濾光層可覆蓋整個黑色矩陣的上表面；及一保護層，覆蓋於該彩色濾光層的上表面。
上述彩色濾光片，其特點在於，該彩色濾光片也可為一光色轉換薄膜。
上述彩色濾光片，其特點在於，該兩個相鄰的彩色光阻的延伸部以相互交錯重疊的方式所形成。
上述彩色濾光片，其特點在於，該兩個相鄰的彩色光阻的延伸部以相互鄰接的方式所形成。
上述彩色濾光片，其特點在於，該保護層的上表面固設有一第一介電層。
上述彩色濾光片，其特點在於，該保護層的上表面固設有至少一有機電激發光元件。
上述彩色濾光片，其特點在於，該黑色矩陣及未設有黑色矩陣的透光基板上表面還可增設有一第二介電層。
上述彩色濾光片，其特點在於，該第二介電層可選擇為一氧化矽、氮化矽、氧化鉭、氮化鈦及其組合式其中之一。
上述彩色濾光片，其特點在於，該彩色光阻可由該透光基板的一邊界延伸至另一對向邊界。
本發明的功效如下1)有效減少因電流隧穿效應而導致黑色矩陣的遺漏電流及短路的問題發生，通過將未覆蓋有彩色光阻的黑色矩陣上鑿設至少一隔離信道，從而避免工作電流通過黑色矩陣而造成彩色光阻有不正常發光的情形發生。
2)通過黑色矩陣中隔離信道的設置，而可有效提高有機電激發光顯示器的顏色對比度。
3)通過彩色濾光層而將透光基板及黑色矩陣完全覆蓋，以增加下部電極及黑色矩陣之間的介電常數，致使可降低工作電流發生隧穿效應的可能性。
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1A為現有彩色濾光片的俯視圖；圖1B為現有彩色濾光片的剖面示意圖；圖2A為本發明一較佳實施例的俯視圖；圖2B為本發明上述實施例的剖面示意圖；圖3為本發明又一實施例的剖面示意圖；圖4A為本發明又一實施例的俯視圖；圖4B為本發明上述實施例的剖面示意圖；圖5A為本發明又一實施例的俯視圖；圖5B為本發明上述實施例的橫向剖面示意圖；圖5C為本發明上述實施例的縱向剖面示意圖。
其中，附圖標記10-彩色濾光片，100-有機發光顯示器11-透光基板，13-黑色矩陣15-彩色光阻，17-保護層19-介電層，20-有機電激發光元件21-下部電極，23-有機材料層25-對向電極，30-彩色濾光片300-有機發光顯示器，31-透光基板
32-第二介電層，33-黑色矩陣331-第一黑色矩陣，333-第二黑色矩陣34-隔離信道，345-填充物35-彩色光阻，351-第一彩色光阻353-第二彩色光阻，355-第三彩色光阻37-保護層，39-第一介電層40-有機發光元件，41-下部電極43-有機材料層，45-對向電極50-彩色濾光片，51-透光基板53-黑色矩陣，55-彩色濾光層551-第一彩色光阻，5515-延伸部553-第二彩色光阻，5535-延伸部555-第三彩色光阻，57-保護層59-介電層，60-彩色濾光片61-透光基板，611-邊界615-對向邊界，63-黑色矩陣65-彩色濾光層，651-第一彩色光阻653-第二彩色光阻，655-第三彩色光阻67-保護層，69-介電層具體實施方式
首先，請參閱圖2A及圖2B，分別為本發明一較佳實施例的俯視圖及剖面示意圖；如圖所示，本發明可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片30，其主要結構是在一透光基板31上表面設有至少一黑色矩陣33(Black Matrix)，並於未設有黑色矩陣33的透光基板31上增設有多個彩色光阻35，其中，在未覆蓋有彩色光阻35的黑色矩陣33上鑿設有一隔離信道34。並且，在黑色矩陣33、隔離信道34及彩色光阻35上方覆蓋有一保護層37(over coat)，保護層37上方再設有一第一介電層39，通過保護層37及第一介電層39的設置，可防止工作電流因隧穿效應而通過黑色矩陣33來影響鄰近採色光阻35的發光情形。
在彩色濾光片30的第一介電層39上表面部分區域可設置有多個有機電激發光元件(OLED)40，並以有機電激發光元件40的下部電極41與第一介電層39相連接。於下部電極41的上表面依次成長有一有機材料層43及一對向電極45，當下部電極41及對向電極45之間提供有一導通工作電流時，該有機材料層43便可以產生一色光源L，達到該有機電激發光元件40發光的目的。
有機電激發光元件40所投射的色光源L在穿過彩色濾光片30上的彩色光阻35後，會根據彩色光阻35的光色材料不同而轉換為不同顏色的色光，例如，當有機電激發光元件所發出的色光L在穿過第一彩色光阻351、第二彩色光阻353及第三彩色光阻355後，會分別轉換為第一色光L1(紅光)、第二色光L2(綠光)及第三色光L3(藍光)，並將第一色光L1、第二色光L2及第三色光L3以適當比例加以混合作用，便達到有機發光顯示器300可全彩顯示之目的。
然而，當第一介電層39上方的下部電極41及對向電極45因進行工作電流導通而產生電流隧穿效應(Tunneling Effect)及遺漏電流C時，則該遺漏電流C將穿過第一介電層39及保護層37並傳導至第一黑色矩陣331，此時，該隔離信道34便可發揮效用而有效防止遺漏電流C由第一黑色矩陣331傳遞至第二黑色矩陣333，以避免第一彩色光阻351及第二彩色光阻353因遺漏電流C的穿透而有不正常發亮的情形，從而確保彩色濾光片30進行光色轉換及混合的正確性。
該隔離信道34的製作可在進行黑色矩陣33的蝕刻區域定義時，同時完成隔離信道34的曝光顯影及蝕刻，如此便不會增加製作過程的步驟及成本。並且，該隔離信道34的寬度H1小於兩個相鄰的彩色光阻35的距離H2，使得黑色矩陣33依然具有達到提高有機電激發光顯示器的顏色對比度的目的。
在設置保護層37時也可將該保護層37的相同材料同時填充於隔離信道34內，以成為一填充物345，藉此穩固彩色濾光片30的結構，並增加下部電極41至黑色矩陣33之間的介電常數。當然，隔離信道34中也可以其它具有較高介電常數的材料來填充，例如，氧化矽、氮化矽、氧化鉭或氮化鈦等。
再者，請參閱圖3，為本發明又一實施例的剖面示意圖；如圖所示，本發明可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片30主要是在黑色矩陣33及未覆蓋有黑色矩陣33的透光基板31上方增設有一第二介電層32，再在第二介電層32上方設置有多個彩色光阻35。其中，該第二介電層32可選擇以介電常數較高的材料所製成，例如，氧化矽、氮化矽、氧化鉭或氮化鈦等，以增加下部電極41至黑色矩陣33之間的介電常數。
另外，請參閱圖4A及圖4B，分別為本發明又一實施例的俯視圖及剖面示意圖；如圖所示，本發明可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片50，其主要結構是在一透光基板51上表面成長有至少一黑色矩陣53，並在透光基板51及黑色矩陣53上方覆蓋有至少一彩色濾光層55，該彩色濾光層55由第一彩色光阻551、第二彩色光阻553及第三彩色光阻555所構成。其中，第一彩色光阻551在設置時，便可通過一延伸部5515而延伸至相鄰的第二彩色光阻553的延伸部5535表面，並在延伸部分5515/5535彼此重疊，而第二彩色光阻553及第三彩色光阻555也以相同的方式與相鄰的彩色光阻重疊設置並交錯延伸，以成為一完整的彩色濾光層55。
該彩色濾光層55的結構將如同保護膜一般，完全覆蓋所有的黑色矩陣53，並與黑色矩陣53上方的保護層57及介電層59形成一完整的隔離架構，使得下部電極41與黑色矩陣53之間的介電常數將大於現有下部電極21與黑色矩陣15之間的介電常數，並可有效減低電流隧穿效應發生的機率，更可因此隔離黑色矩陣53的遺漏電流或短路的情形發生。
該兩個相鄰的彩色光阻55重疊部分的寬度H3小於黑色矩陣53的寬度H4，且各彩色光阻55的延伸部5515/5535在設置時將不會超過黑色矩陣53的邊界，使得黑色矩陣53仍舊具有提高色光對比度的功用。
最後，請參閱圖5A、圖5B及圖5C，分別為本發明又一實施例的俯視圖、橫向剖面示意圖及縱向剖面示意圖；如圖所示，本發明可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片60，其主要結構是在一透光基板61上表面成長有至少一黑色矩陣63，並在透光基板61及黑色矩陣63上方覆蓋有一彩色濾光層65，該彩色濾光層65上方依次成長有一保護層67及第一介電層69。其中，該彩色濾光層65的橫向部分，是由第一彩色光阻651、第二彩色光阻653及第三彩色光阻655以部分交錯重疊或相互鄰接的方式連接而成，其縱向部分則由第一彩色光阻651、第二彩色光阻653及第三彩色光阻655向外延伸，由透光基板的一邊界611延伸至另一對向邊界615，如此該彩色濾光層65將可完全覆蓋該黑色矩陣63及透光基板61，不但可形成一完整的保護結構，也有利於該彩色濾光層65的製作流程。
在本發明上述實施例中，以彩色濾光片30及有機電激發光元件40作為發明實施例的說明，但在不同實施例中，該彩色濾光片30也可選擇為一光色轉換薄膜(CCMColor Change Media)，同樣可達到減少電流隧穿效應發生的可能性，且也可適用於如薄膜電晶體發光元件(TFT)中。
綜上所述，本發明有關於一種彩色濾光片，尤其是一種可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片，通過隔離信道的設置，可達到改善彩色濾光片發光區域定義的目的。
當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片，其特徵在於，其主要結構包括有一透光基板；一黑色矩陣，設置於該透光基板的部分上表面；多個彩色光阻，固設於未設有黑色矩陣的透光基板表面，並在未覆蓋有該彩色光阻的黑色矩陣上鑿設有至少一隔離信道；一保護層，覆蓋於該黑色矩陣及該彩色光阻的周圍。
2.根據權利要求1所述的彩色濾光片，其特徵在於，該隔離信道內也可設有一填充物。
3.根據權利要求1所述的彩色濾光片，其特徵在於，該彩色濾光片也可為一光色轉換薄膜。
4.根據權利要求1所述的彩色濾光片，其特徵在於，該填充物可選擇為一氧化矽、氮化矽、氧化鉭、氮化鈦及其組合式的其中之一。
5.根據權利要求1所述的彩色濾光片，其特徵在於，該隔離信道的寬度小於兩個相鄰的彩色光阻。
6.根據權利要求1所述的彩色濾光片，其特徵在於，該保護層的上表面固設有一第一介電層。
7.根據權利要求1所述的彩色濾光片，其特徵在於，該保護層的上表面固設有至少一有機電激發光元件。
8.根據權利要求1所述的彩色濾光片，其特徵在於，該黑色矩陣、隔離信道及未設有黑色矩陣的透光基板表面可增設有一第二介電層。
9.根據權利要求8所述的彩色濾光片，其特徵在於，該第二介電層可選擇為一氧化矽、氮化矽、氧化鉭、氮化鈦及其組合式其中之一。
10.一種可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片，其特徵在於，其主要結構包括有一透光基板；一黑色矩陣，固設於該透光基板的部分上表面；至少一彩色濾光層，固設於該黑色矩陣及該透光基板的上表面，由多個彩色光阻所構成，其中，各個彩色光阻設有一延伸部，可在該黑色矩陣的垂直延伸位置處與另一相鄰的彩色光阻的一延伸部相互接觸，致使該彩色濾光層可覆蓋整個黑色矩陣的上表面；及一保護層，覆蓋於該彩色濾光層的上表面。
11.根據權利要求10所述的彩色濾光片，其特徵在於，該彩色濾光片也可為一光色轉換薄膜。
12.根據權利要求10所述的彩色濾光片，其特徵在於，該兩個相鄰的彩色光阻的延伸部以相互交錯重疊的方式所形成。
13.根據權利要求10所述的彩色濾光片，其特徵在於，該兩個相鄰的彩色光阻的延伸部以相互鄰接的方式所形成。
14.根據權利要求10所述的彩色濾光片，其特徵在於，該保護層的上表面固設有一第一介電層。
15.根據權利要求10所述的彩色濾光片，其特徵在於，該保護層的上表面固設有至少一有機電激發光元件。
16.根據權利要求10所述的彩色濾光片，其特徵在於，該黑色矩陣及未設有黑色矩陣的透光基板上表面還可增設有一第二介電層。
17.根據權利要求16所述的彩色濾光片，其特徵在於，該第二介電層可選擇為一氧化矽、氮化矽、氧化鉭、氮化鈦及其組合式其中之一。
18.根據權利要求10所述的彩色濾光片，其特徵在於，該彩色光阻可由該透光基板的一邊界延伸至另一對向邊界。
全文摘要
本發明涉及一種可避免產生電流隧穿效應的彩色濾光片，其特點在於，其主要結構包括有一透光基板；一黑色矩陣，設置於該透光基板的部分上表面；多個彩色光阻，固設於未設有黑色矩陣的透光基板表面，並在未覆蓋有該彩色光阻的黑色矩陣上鑿設有至少一隔離信道；一保護層，覆蓋於該黑色矩陣及該彩色光阻的周圍。本發明有效減少因電流隧穿效應而導致黑色矩陣的遺漏電流及短路的問題發生，避免工作電流通過黑色矩陣而造成彩色光阻有不正常發光的情形發生，可有效提高有機電激發光顯示器的顏色對比度，並且增加下部電極及黑色矩陣之間的介電常數，致使可降低工作電流發生隧穿效應的可能性。
文檔編號G02B5/23GK1651940SQ20051005392
公開日2005年8月10日 申請日期2005年3月14日 優先權日2005年3月14日
發明者張簡金鐘, 遊輝昌, 鄭啟民, 張育誠, 葉致宏 申請人:悠景科技股份有限公司