專利名稱：具光電效應(yīng)的顯示面板與應(yīng)用其的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示面板，且特別涉及一種具光電效應(yīng)的顯示面板。
背景技術(shù)：
大多數(shù)可攜式電子裝置，例如通訊手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(personal digitalassistant, PDA)、PDA手機(jī)、數(shù)字相機(jī)、掌上型游樂器、翻譯機(jī)、車用影音裝置、筆記 型電腦等，多是以電池供電。由于電池的電量固定，其僅有特定的放電時(shí)間，當(dāng)電量耗盡后 即必須更換新的電池或是進(jìn)行充電的動(dòng)作。上述的電子裝置中，耗電量大的元件多為顯示面板與光源，尤其是液晶顯示面板 對(duì)于電源更有相當(dāng)程度的依賴性，若無足夠的電源供應(yīng)，使用上將有相當(dāng)大的限制。因此， 如何克服上述限制以提升電子裝置的使用效能，乃實(shí)為各家廠商研發(fā)產(chǎn)品的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種具光電效應(yīng)的顯示面板與應(yīng)用其的電子裝置，使顯示面板在光照 射下可產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)，因而具有自行供電的效能。本發(fā)明提出一種具光電效應(yīng)的顯示面板，其包括第一基板與第二基板。第一基板 具有像素陣列，其中，像素陣列包括多個(gè)顯示像素。第二基板平行于第一基板，并包括底板 與黑色矩陣，其中，黑色矩陣位于底板與第一基板之間。黑色矩陣包括第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊與 第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊。第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊具有層疊設(shè)置在底板上的第一透明電極、第一半導(dǎo) 體層與第一金屬電極。第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊具有層疊設(shè)置在底板上的第二透明電極、第二半 導(dǎo)體層與第二金屬電極。第二透明電極電性連接第一金屬電極，由此使第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊 與第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊串聯(lián)。本發(fā)明另提出一種電子裝置，其包括光源與顯示面板。顯示面板設(shè)置在光源的一 側(cè)，并包括第一基板與第二基板。第一基板具有像素陣列，其中，像素陣列包括多個(gè)顯示像 素，而各顯示像素具有至少一像素開關(guān)。第二基板平行于第一基板，并包括底板與黑色矩 陣，其中，黑色矩陣位于底板與第一基板之間。黑色矩陣包括第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊與第二光電 轉(zhuǎn)換區(qū)塊。第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊具有層疊設(shè)置在底板上的第一透明電極、第一半導(dǎo)體層與第 一金屬電極。第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊具有層疊設(shè)置在底板上的第二透明電極、第二半導(dǎo)體層與 第二金屬電極。第二透明電極電性連接第一金屬電極，由此使第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊與第一光 電轉(zhuǎn)換區(qū)塊串聯(lián)。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合所附圖式，作 詳細(xì)說明如下


圖1為依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種電子裝置的示意圖。圖2為圖1電子裝置其顯示面板的俯視圖。圖6A、6B與6C分別為圖2沿著44’、83’、(-(’切線的第二基板具有絕緣層的剖圖3A、3B與3C分別為圖2沿著A_A’、B_B’、C-C’切線的第二基板的剖面圖。圖4黑色矩陣的金屬電極厚度降低的示意圖。圖5A、5B與5C分別為圖2沿著A_A’、B_B’、C_C’切線的第二基板其金屬電極具有 開孔的剖面圖。面圖。

圖7為自發(fā)光顯示元件的示意圖 附圖標(biāo)記說明 1 電子裝置 200 顯示面板 203,403 第二基板 205,405 像素開關(guān) 209、209，、409 黑色矩陣 209B.409B 第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊 210A、210A，濾光層 215 第一半導(dǎo)體層 -開口 半導(dǎo)體層 開口 透明電極
219 第-225 第: 229 第: 231廉
234 絕緣層 Gl 第一斷開口 G3:第三斷開口 Ll 外部光線
100 光源
201,401 第一基板 204 顯示像素 207 底板 209A、409A 第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊 210,210'彩色濾光結(jié)構(gòu) 213:第一透明電極 217、217，、217” 第 223 第二透明電極 227、227，、227”第
230 開孔 232 第四透明電極 400 自發(fā)光顯示元件 G2 第二斷開口 I 串聯(lián)區(qū)域 L2 背光光線
金屬電極
金屬電極
具體實(shí)施例方式本實(shí)施例披露一種具光電效應(yīng)的顯示面板與應(yīng)用其的電子裝置。顯示面板的基板 結(jié)構(gòu)包括底板以及黑色矩陣。黑色矩陣由多個(gè)電性連接的光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊構(gòu)成，使黑色矩陣 除用以作為遮光元件，亦可吸收外部光源以轉(zhuǎn)換成新的電源，并進(jìn)一步利用此電源，以下以 多個(gè)圖式說明此具光電效應(yīng)的基板結(jié)構(gòu)與應(yīng)用其的顯示面板與電子裝置。請(qǐng)參照?qǐng)D1、2，圖1為依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種電子裝置的示意圖，圖2為圖 1電子裝置其顯示面板的俯視圖。如圖1所示，電子裝置1包括光源100與具光電效應(yīng)的 顯示面板200。光源100例如是背光模塊，其設(shè)置在顯示面板200的一側(cè)，用以提供顯示面 板200的照射。顯示面板200包括第一基板201與第二基板203。第一基板201具有像素 陣列，其中，像素陣列包括多個(gè)顯示像素204 (見圖2)，而各顯示像素204具有至少一像素開 關(guān)205。第二基板203平行于第一基板201，并包括底板207與黑色矩陣209，其中，黑色矩 陣209位于底板207與第一基板201之間。黑色矩陣209包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊，本實(shí)施 例是以二個(gè)相鄰的第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A與第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209B作說明，其中，第一與 第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A、209B各對(duì)應(yīng)多個(gè)顯示像素204 (見圖2)。另外，第二基板203更具有彩色濾光結(jié)構(gòu)210，其例如是設(shè)置在第二基板203靠近第一基板201的最內(nèi)側(cè)。彩色濾光 結(jié)構(gòu)210具有多個(gè)濾光層210A，各對(duì)應(yīng)一顯示像素204(見圖2)設(shè)置。并請(qǐng)參照?qǐng)D3A、3B與3C，分別為圖2沿著A-A’、B-B’、C-C’切線的第二基板的剖 面圖。如圖3A所示，第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A具有第一透明電極213、第一半導(dǎo)體層215與 第一金屬電極217，依序設(shè)置在底板207的下表面，而第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A更具有多個(gè) 第一開口 219 (見圖3B)，貫穿第一半導(dǎo)體層215與第一金屬電極217，并各對(duì)應(yīng)一顯示像素 204 (見圖2)，且濾光層210A填滿第一開口 219。第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209B具有第二透明電 極223、第二半導(dǎo)體層225與第二金屬電極227，依序設(shè)置在底板207的下表面，而第二光電 轉(zhuǎn)換區(qū)塊209B更具有多個(gè)第二開口 229 (見圖3B)，貫穿第二半導(dǎo)體層225與第二金屬電極 227，并各對(duì)應(yīng)一顯示像素204 (見圖2)，濾光層2IOA并填滿第二開口 229。如圖3A的區(qū)域 I所示，由于第一金屬電極217電性連接第二透明電極223，使第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A與第 二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209B以串聯(lián)的形式連接起來。再如二個(gè)光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊的串聯(lián)區(qū)域I所示，第一透明電極213與第二透明電極223 之間具有第一斷開口 G1，使第一與第二透明電極213、223形成斷路。第一半導(dǎo)體層215填 滿第一斷開口 Gl且部分延伸至第二透明電極223上。此外，第一半導(dǎo)體層215與第二半導(dǎo) 體層225之間具有第二斷開口 G2，第一金屬電極217填滿第二斷開口 G2以電性連接第二透 明電極223。第一金屬電極217與第二金屬電極227之間則以第三斷開口 G3分隔開來，以 避免二者產(chǎn)生導(dǎo)通的情形。第一半導(dǎo)體層215與第二半導(dǎo)體層225分別為P-N結(jié)結(jié)構(gòu)，其中，單一個(gè)P-N結(jié)結(jié) 構(gòu)包括P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體。P-N結(jié)結(jié)構(gòu)可為非晶硅(amorphous Si)、多晶硅(poly crystalline Si)或微晶硅(micro-crystal Si)等，而其材料則可為有機(jī)半導(dǎo)體材料或無 機(jī)半導(dǎo)體材料。當(dāng)P-N結(jié)結(jié)構(gòu)受到光照射時(shí)，P型與N型半導(dǎo)體會(huì)因光而產(chǎn)生電子_空穴對(duì)， 因而可以讓半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生電子流動(dòng)，再透過設(shè)置在半導(dǎo)體層上下兩側(cè)的透明電極與金屬電 極將電流引出，就可以形成一個(gè)光電池的結(jié)構(gòu)。如圖3A所示，第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A與第 二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209B各別構(gòu)成一個(gè)完整的光電池，且二者之間透過串聯(lián)區(qū)域I的連接，當(dāng) 第二基板203受到外部光線Ll照射時(shí)，第一與第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A、209B所產(chǎn)生的電流 方向如虛線箭頭所示。本實(shí)施例雖然僅以第一與第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A、209B作說明，然 實(shí)際上第二基板201中整面的黑色矩陣209皆是由光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊串聯(lián)而成，使整個(gè)顯示面 板200產(chǎn)生的電壓因此可串聯(lián)加大，如此一來，輸出的電壓便得以供作充電或是其他用途 使用。請(qǐng)參照?qǐng)D4，其為黑色矩陣的金屬電極厚度降低的示意圖。如圖4所示，黑色矩陣 209’的第一金屬電極217’與第二金屬電極227’相較于第一與第二金屬電極217、227的 厚度更小，使第一與第二金屬電極217’、227’形成具有半穿透(transflective)光學(xué)性質(zhì) 的透光金屬薄膜。如此一來，黑色矩陣209’就可以在外部光線Ll的直接照射下、外部光線 Ll經(jīng)第一基板201 (見圖1)的反射光照射下、以及光源100其背光光線L2的照射下，直接 進(jìn)行發(fā)電的動(dòng)作。為使金屬電極具有半穿透光學(xué)性質(zhì)，除了上述采用降低金屬電極厚度的方式外， 也可直接在金屬電極上制作出開孔，讓背光光線穿透。請(qǐng)參照?qǐng)D5A、5B與5C，分別為圖2 沿著A-A’、B-B’、C-C’切線的第二基板其金屬電極具有開孔的剖面圖。如圖5A所示，第一金屬電極217”與第二金屬電極227”各具有多個(gè)開孔230。且優(yōu)選地，第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊 209A更具有第三透明電極231，設(shè)置在第一半導(dǎo)體層215與第一金屬電極217”之間，而第 二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209B更具有第四透明電極232，設(shè)置在第二半導(dǎo)體層225與第二金屬電極 227”之間。由于第一金屬電極217”與第二金屬電極227”具開孔230的設(shè)計(jì)，在開孔230 處并無法發(fā)揮光電池的效能，因此，可通過第三透明電極231與第四透明電極232的設(shè)置， 以維持第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209A與第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊209B全面產(chǎn)生光電效應(yīng)的特性。上述實(shí)施例中，如圖3B與圖3C所示，是直接將濾光層210填滿黑色矩陣209的第 一開口 219與第二開口 229，然本發(fā)明并不限定于此。請(qǐng)參照?qǐng)D6A、6B與6C，分別為圖2沿 著A-A’、B-B’、C-C’切線的第二基板具有絕緣層的剖面圖。于彩色濾光結(jié)構(gòu)210’與黑色矩 陣209之間可配置絕緣層234，如圖6B或圖6C所示，此絕緣層234將黑色矩陣209的第一 開口 219與第二開口 229填平，并整面覆蓋在黑色矩陣209的下表面以作為保護(hù)層或是平 坦層使用。例如保護(hù)第一金屬電極217與第二金屬電極227，以避免在后續(xù)工藝中損傷第 一與第二金屬電極217、227。此外，絕緣層234將第一開口 219與第二開口 229填平后，并 可使黑色矩陣209的下表面平坦化，如此一來，在后續(xù)制作彩色濾光結(jié)構(gòu)210’時(shí)，可有效防 止彩色濾光結(jié)構(gòu)210’因黑色矩陣209下表面不夠平坦而產(chǎn)生厚度不均的情形。另外，上述實(shí)施例中，電子裝置1雖是以光源100提供背光源照射顯示面板200以 顯示畫面，然本發(fā)明并不限定于此。請(qǐng)參照?qǐng)D7，其為自發(fā)光顯示元件的示意圖。自發(fā)光顯 示元件400，例如是有機(jī)發(fā)光二極管顯示元件(OLED)，具有第一基板401與第二基板403，其 中，第一基板401上具有多個(gè)像素開關(guān)405。第二基板403具有黑色矩陣409，其采用前述 黑色矩陣209或209，的設(shè)計(jì)，具有至少第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊409A與第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊409B。 黑色矩陣409具光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)，因此，自發(fā)光顯示元件400的顯示像素可直接利用黑色矩陣 409所轉(zhuǎn)換的新電源以產(chǎn)生自發(fā)光的效果，而省去外部光源的使用，簡(jiǎn)化裝置的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明上述實(shí)施例所披露的具光電效應(yīng)的顯示面板與應(yīng)用其的電子裝置，是于基 板中以具有光電轉(zhuǎn)換特性的結(jié)構(gòu)作為彩色濾光結(jié)構(gòu)的黑色矩陣，使基板在受光照射的狀態(tài) 下可產(chǎn)生光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生電流，以供作充電或是其他用途使用。此外，黑色矩陣是 可同時(shí)利用外部環(huán)境光源以及電子裝置其本身裝設(shè)的光源進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，使電流產(chǎn)生的效 益更為提高。由于目前大多數(shù)顯示面板需要以外加電源的方式驅(qū)動(dòng)，尤其是應(yīng)用液晶顯示 面板類的電子裝置其面板的耗電量更大，且電子裝置內(nèi)部的光源或其他電子元件亦需要電 源驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明上述實(shí)施例的顯示面板因可自行供電，且在光線充足的場(chǎng)所更可明顯增加 其裝置的電源供電能力，因此可避免耗電量過度的情形發(fā)生，進(jìn)而延長電子裝置其內(nèi)部電 池的使用時(shí)間。綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā) 明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(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)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種具光電效應(yīng)的顯示面板，用以裝設(shè)在電子裝置中，該顯示面板包括第一基板，具有像素陣列，其中，該像素陣列包括多個(gè)顯示像素；以及第二基板，平行該第一基板設(shè)置，并包括底板與黑色矩陣，其中，該黑色矩陣位于該底板與該第一基板之間，該黑色矩陣并包括第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊，具有層疊設(shè)置在該底板上的第一透明電極、第一半導(dǎo)體層與第一金屬電極；以及第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊，具有層疊設(shè)置在該底板上的第二透明電極、第二半導(dǎo)體層與第二金屬電極，其中，該第二透明電極電性連接該第一金屬電極，由此使該第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊與該第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊串聯(lián)。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該第一透明電極與該第二透明電極之間具有第 一斷開口，該第一半導(dǎo)體層填滿該第一斷開口且部分延伸至該第二透明電極上，而該第一 半導(dǎo)體層與該第二半導(dǎo)體層之間具有第二斷開口，該第一金屬電極填滿該第二斷開口以電 性連接該第二透明電極。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該第一金屬電極與該第二金屬電極分別為透光 金屬薄膜。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該第一金屬電極與該第二金屬電極分別具有多 個(gè)開孔，該第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊更具有設(shè)置在該第一半導(dǎo)體層與該第一金屬電極之間的第三 透明電極，該第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊更具有設(shè)置在該第二半導(dǎo)體層與該第二金屬電極之間的第 四透明電。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該第二基板還包括彩色濾光結(jié)構(gòu)，該彩色濾光 結(jié)構(gòu)包括對(duì)應(yīng)所述多個(gè)顯示像素的多個(gè)濾光層，該第二基板還包括設(shè)置在該彩色濾光結(jié)構(gòu) 與該底板之間的絕緣層。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中該第一半導(dǎo)體層與該第二半導(dǎo)體層分別為P-N 結(jié)結(jié)構(gòu)，該P(yáng)-N結(jié)結(jié)構(gòu)的材料為有機(jī)半導(dǎo)體材料或無機(jī)半導(dǎo)體材料。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示面板，其中所述多個(gè)顯示像素為自發(fā)光顯示像素。
8.一種電子裝置，包括光源；以及顯示面板，設(shè)置在該光源的一側(cè)，并包括第一基板，具有像素陣列，其中，該像素陣列包括多個(gè)顯示像素；以及第二基板，平行該第一基板，并設(shè)置在該光源的一側(cè)，該第二基板包括底板與黑色矩 陣，其中，該黑色矩陣位于該底板與該第一基板之間，并包括第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊，具有層疊設(shè)置在該底板上的第一透明電極、第一半導(dǎo)體層與第一 金屬電極；第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊，具有層疊設(shè)置在該底板上的第二透明電極、第二半導(dǎo)體層與第二 金屬電極，其中，該第二透明電極電性連接該第一金屬電極，由此使該第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊與 該第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊串聯(lián)；以及彩色濾光結(jié)構(gòu)，該彩色濾光結(jié)構(gòu)包括多個(gè)濾光層，對(duì)應(yīng)所述 多個(gè)顯示像素。
9.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其中該第一透明電極與該第二透明電極之間具有第 一斷開口，該第一半導(dǎo)體層填滿該第一斷開口且部分延伸至該第二透明電極上，而該第一半導(dǎo)體層與該第二半導(dǎo)體層之間具有第二斷開口，該第一金屬電極填滿該第二斷開口以電 性連接該第二透明電極。
10.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其中該第一金屬電極與該第二金屬電極分別具有 多個(gè)開孔，該第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊更具有設(shè)置在該第一半導(dǎo)體層與該第一金屬電極之間的第 三透明電極，該第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊更具有設(shè)置在該第二半導(dǎo)體層與該第二金屬電極之間的 第四透明電極。
11.如權(quán)利要求8所述的電子裝置，其中該第二基板還包括設(shè)置在該彩色濾光結(jié)構(gòu)與 該底板之間的絕緣層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具光電效應(yīng)的顯示面板與應(yīng)用其的電子裝置。一種具光電效應(yīng)的顯示面板，包括相互平行的第一基板與第二基板。第一基板具有像素陣列，其中，像素陣列包括多個(gè)顯示像素。第二基板包括底板與黑色矩陣，其中，黑色矩陣位于底板與第一基板之間。黑色矩陣具有第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊與第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊。第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊具有多個(gè)層疊設(shè)置在底板上的第一透明電極、第一半導(dǎo)體層與第一金屬電極。第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊具有多個(gè)層疊設(shè)置在底板上的第二透明電極、第二半導(dǎo)體層與第二金屬電極。第二透明電極電性連接第一金屬電極，由此使第二光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊與第一光電轉(zhuǎn)換區(qū)塊串聯(lián)起來。
文檔編號(hào)H01L25/065GK101908529SQ20091014398
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者劉錦璋, 王文俊 申請(qǐng)人:勝華科技股份有限公司