專利名稱：平面顯示面板及其黑色矩陣結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平面顯示面板及其黑色矩陣(black matrix)結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種設(shè)置有遮光層與半導(dǎo)體層的黑色矩陣結(jié)構(gòu)的有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板。
背景技術(shù)：
有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode，OLED)顯示器，為電致發(fā)光(Electroluminescene，EL)顯示器的一種，其由于具有高亮度、反應(yīng)速度快、輕薄短小、低耗電量與廣視角等優(yōu)點(diǎn)，而可望取代液晶顯示器與等離子體顯示器成為新一代平面顯示器的主流。
一般而言，由于有機(jī)發(fā)光二極管顯示器內(nèi)部由金屬材料構(gòu)成的導(dǎo)線圖案或電極等會(huì)反射環(huán)境光源，造成對(duì)比不佳的問(wèn)題，因此有機(jī)發(fā)光二極管顯示器內(nèi)會(huì)設(shè)置有黑色矩陣或是偏光片等，以改善對(duì)比不佳的缺點(diǎn)。
請(qǐng)參考圖1。圖1為現(xiàn)有的一設(shè)置于有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的黑色矩陣結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有黑色矩陣結(jié)構(gòu)10設(shè)置于有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的一基板20上，且黑色矩陣結(jié)構(gòu)10包括一設(shè)于基板20表面的氧化鉻層12、一設(shè)于氧化鉻層12表面的氮化鉻層14，以及一設(shè)于氮化鉻層14表面的鉻層16?；?0的另一表面為有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的顯示面，當(dāng)環(huán)境光源射入基板20時(shí)(如圖中實(shí)線箭頭所示)，黑色矩陣結(jié)構(gòu)10會(huì)吸收部分的環(huán)境光，藉以降低環(huán)境光源所造成的反射(如圖中虛線箭頭所示)，進(jìn)而提升有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的對(duì)比。
然而，現(xiàn)有黑色矩陣結(jié)構(gòu)由于是由鉻、氧化鉻與氮化鉻等材料構(gòu)成的，導(dǎo)致在蝕刻工藝后會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，例如6價(jià)鉻(Cr6+)而造成環(huán)境污染問(wèn)題，因此目前許多先進(jìn)國(guó)家已研議限制上述材料的應(yīng)用范圍。再者，現(xiàn)有黑色矩陣結(jié)構(gòu)的抗靜電能力不佳，容易造成有機(jī)發(fā)光二極管顯示器受靜電影響而受損。另外，利用偏光膜貼附于基板的表面雖可有效減低環(huán)境光源所造成的反射，但有機(jī)發(fā)光二極管本身所發(fā)射的光線亦僅有約43％的透射率，因此造成有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的亮度降低與耗電量提升，同時(shí)設(shè)置偏光片的作法也會(huì)造成面板厚度增加與貼附工藝成品率等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種平面顯示面板及其黑色矩陣結(jié)構(gòu)。
上述黑色矩陣結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體層，其包括一第一表面與一第二表面；以及一遮光層，設(shè)于半導(dǎo)體層的第一表面；其中半導(dǎo)體層的第二表面為環(huán)境光入射面。
上述平面顯示面板包括一基板，其上定義有多個(gè)像素區(qū)；以及一黑色矩陣結(jié)構(gòu)，包括一半導(dǎo)體層；以及一遮光層，與半導(dǎo)體層相互堆疊。
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實(shí)施方式，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。然而如下的優(yōu)選實(shí)施方式與附圖僅供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。


圖1為現(xiàn)有的設(shè)置于有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的黑色矩陣結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的黑色矩陣結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的黑色矩陣結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板的示意圖。
圖5為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板的示意圖。
圖6為本發(fā)明黑色矩陣結(jié)構(gòu)的一抗反射能力功效比較圖。
圖7為本發(fā)明黑色矩陣結(jié)構(gòu)的另一抗反射能力功效比較圖。
主要元件符號(hào)說(shuō)明10 黑色矩陣結(jié)構(gòu)12 氧化鉻層14 氮化鉻層16 鉻層20 基板30 黑色矩陣結(jié)構(gòu)32 半導(dǎo)體層34 遮光層
40 基板50 黑色矩陣結(jié)構(gòu)52 透光層 54 半導(dǎo)體層56 遮光層 60 基板70 有機(jī)發(fā)光二極管顯示面 72 基板板74 像素區(qū) 76 顯示區(qū)78 開(kāi)關(guān)元件區(qū) 80 黑色矩陣結(jié)構(gòu)82 透光層 84 半導(dǎo)體層86 遮光層 88 內(nèi)介電層90 開(kāi)關(guān)元件92 像素電極94 有機(jī)發(fā)光層 96 陰極具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖2。圖2為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的黑色矩陣結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖2所示，黑色矩陣結(jié)構(gòu)30設(shè)置于一有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的基板40上，且黑色矩陣結(jié)構(gòu)30包括一半導(dǎo)體層32與一遮光層34，其中半導(dǎo)體層32的第二表面(下表面)為環(huán)境光入射面，且與基板40的表面接觸，而遮光層34則設(shè)于半導(dǎo)體層32的第一表面(上表面)。在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體層32的厚度介于100至300埃，但不限于此范圍內(nèi)，而半導(dǎo)體層32的材料可包括硅或鍺，同時(shí)硅或鍺的晶格型態(tài)也可為單晶、非晶或多晶排列。另外，遮光層34的材料則包括鈦金屬、鎳金屬、銦金屬、銅金屬、銀金屬、鋁金屬、鉬金屬或其合金，或與上述合金的氧化物的堆疊組合，且遮光層34中也可加入半導(dǎo)體摻雜劑。由于半導(dǎo)體層32本身具有部分吸光的特性，再配合使用遮光層34，使本發(fā)明的黑色矩陣結(jié)構(gòu)30具有良好的抗反射效果。
請(qǐng)參考圖3。圖3為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的黑色矩陣結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖3所示，黑色矩陣結(jié)構(gòu)50設(shè)置于一有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的基板60上，且黑色矩陣結(jié)構(gòu)50包括一設(shè)于基板60表面的透光層52、一設(shè)于透光層52表面的半導(dǎo)體層54，以及一設(shè)于半導(dǎo)體層54表面的遮光層56，其中在本實(shí)施例中，透光層52的折射率須大于基板60的折射率，且透光層52的厚度介于400至700埃，但不限于此范圍內(nèi)。透光層52的材料則可為鈦金屬氧化物、鎳金屬氧化物、鉭金屬氧化物、銦金屬氧化物、銅金屬氧化物、銀金屬氧化物、鋁金屬氧化物、鉬金屬氧化物、錫金屬氧化物、鎢金屬氧化物、半導(dǎo)體材料氧化物、鈦合金氧化物、鎳合金氧化物、鉭合金氧化物、銦合金氧化物、銅合金氧化物、銀合金氧化物、鋁合金氧化物、鉬合金氧化物、錫合金氧化物或鎢合金氧化物等。此外，半導(dǎo)體層54的厚度介于100至300埃，且半導(dǎo)體層54材料則同于本發(fā)明前一優(yōu)選實(shí)施例所述，可包括硅或鍺，同時(shí)硅或鍺的晶格型態(tài)也可為單晶、非晶或多晶排列。再者，遮光層56的材料也同前述優(yōu)選實(shí)施例，可包括鈦金屬、鎳金屬、銦金屬、銅金屬、銀金屬、鋁金屬、鉬金屬或其合金，或與上述合金的氧化物的堆疊組合，且遮光層56中也可加入半導(dǎo)體摻雜劑。在本實(shí)施例中，除了前述半導(dǎo)體層54配合使用遮光層56而具有良好的抗反射性之外，透光層52的材料若選用導(dǎo)電材料，還可增加黑色矩陣結(jié)構(gòu)50的抗靜電能力而避免有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板受靜電的影響而受損。
請(qǐng)參考圖4。圖4為本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板的示意圖，其中為彰顯本發(fā)明的特征所在，在圖4中僅繪示出單一基板與單一像素區(qū)。如圖4所示，有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板70包括一基板(下基板)72，其材料可為玻璃、塑料或石英等透光材料，而基板72上則定義有多個(gè)像素區(qū)74，且各像素區(qū)74區(qū)分為一顯示區(qū)76與一開(kāi)關(guān)元件區(qū)78。此外，基板72的表面設(shè)置有一黑色矩陣結(jié)構(gòu)80，其包括一設(shè)于基板70表面的透光層82、一設(shè)于透光層82表面的半導(dǎo)體層84，以及一設(shè)于半導(dǎo)體層84表面的遮光層86。其中在本實(shí)施例中，黑色矩陣結(jié)構(gòu)80所包含的透光層82、半導(dǎo)體層84與遮光層86的材料與厚度等如前述實(shí)施例所述，在此不另加贅述。值得另加以說(shuō)明的是遮光層86具有不透光特性，因此必須設(shè)置于開(kāi)關(guān)元件區(qū)78內(nèi)與顯示區(qū)76外，半導(dǎo)體層84與透光層82的位置則不限，而在本實(shí)施例中半導(dǎo)體層84與透光層82僅設(shè)置于開(kāi)關(guān)元件區(qū)78內(nèi)。另外，顯示區(qū)76的基板72與開(kāi)關(guān)元件區(qū)78的遮光層86上則依次堆疊有一作為平坦層的內(nèi)介電層88，以及一位于開(kāi)關(guān)元件區(qū)78內(nèi)的開(kāi)關(guān)元件90(例如一薄膜晶體管元件)。此外，內(nèi)介電層88與開(kāi)關(guān)元件90之上則依次包括一與開(kāi)關(guān)元件90電連接的像素電極92、一有機(jī)發(fā)光層94以及一陰極96。
請(qǐng)參考圖5。圖5為本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板的示意圖，其中為清楚比較本實(shí)施例與前一實(shí)施例的不同，在圖5與圖4中相同元件使用相同的標(biāo)號(hào)表示。如圖5所示，有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板70包括一基板72，基板72上則定義有多個(gè)像素區(qū)74，且各像素區(qū)74區(qū)分為一顯示區(qū)76與一開(kāi)關(guān)元件區(qū)78。此外，基板72的表面設(shè)置有一黑色矩陣結(jié)構(gòu)80，其包括一設(shè)于基板70表面的透光層82、一設(shè)于透光層82表面的半導(dǎo)體層84，以及一設(shè)于半導(dǎo)體層84表面的遮光層86。其中遮光層86具有不透光特性，因此必須設(shè)置于開(kāi)關(guān)元件區(qū)78內(nèi)與顯示區(qū)76外，而半導(dǎo)體層84與透光層82則同時(shí)設(shè)置于開(kāi)關(guān)元件區(qū)78內(nèi)以及顯示區(qū)76內(nèi)，藉以簡(jiǎn)化工藝。顯示區(qū)76的半導(dǎo)體層84與開(kāi)關(guān)元件區(qū)78的遮光層86上則依次堆疊有一作為平坦層的內(nèi)介電層88，以及一位于開(kāi)關(guān)元件區(qū)78內(nèi)的開(kāi)關(guān)元件90(例如一薄膜晶體管元件)。此外，內(nèi)介電層88與開(kāi)關(guān)元件90之上則依次包括一與開(kāi)關(guān)元件90電連接的像素電極92、一有機(jī)發(fā)光層94以及一陰極96。
上述二實(shí)施例差異之處在于黑色矩陣結(jié)構(gòu)80所包括的透光層82、半導(dǎo)體層84與遮光層86的設(shè)置位置不同，其中在一實(shí)施例中透光層82、半導(dǎo)體層84與遮光層86均設(shè)置于有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板70的開(kāi)關(guān)元件區(qū)78內(nèi)，而在另一實(shí)施例中遮光層86設(shè)置于開(kāi)關(guān)元件區(qū)76內(nèi)，而透光層82與半導(dǎo)體層84則同時(shí)設(shè)置于顯示區(qū)76與開(kāi)關(guān)元件區(qū)78內(nèi)。另外值得說(shuō)明的是，由于本發(fā)明的主要特征所在為黑色矩陣結(jié)構(gòu)80的組成與位置等，因此并未繪示出有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板70的另一基板，且有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板70的其它元件，例如發(fā)光二極管的電極與組成等，并不限于上述實(shí)施例所揭示的作法，而可包含各種現(xiàn)行的發(fā)光二極管設(shè)計(jì)。
請(qǐng)參考圖6。圖6為本發(fā)明黑色矩陣結(jié)構(gòu)的一抗反射能力功效比較圖。如圖6所示，曲線#1代表在黑色矩陣結(jié)構(gòu)僅包括由鉬金屬所組成的遮光層的狀況，在此狀況下黑色矩陣結(jié)構(gòu)的反射率在可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍(380至780納米)內(nèi)約介于50％至60％間，因此僅由鉬金屬所組成的黑色矩陣結(jié)構(gòu)的抗反射能力欠佳。曲線#2、#3與#4代表黑色矩陣結(jié)構(gòu)包括由鉬金屬組成的遮光層與ITO組成的透光層的情況，其中ITO的厚度分別為350埃、500埃與650埃，在此狀況下，黑色矩陣結(jié)構(gòu)的反射率均約略介于25％至50％之間。另外，曲線#5代表黑色矩陣結(jié)構(gòu)包括半導(dǎo)體層的狀況，在此狀況下反射率大幅下降而使抗反射能力有效提升。如曲線#5所示，在黑色矩陣結(jié)構(gòu)包括鉬金屬(遮光層)、非晶硅(半導(dǎo)體層)與ITO(透光層)的情況下，反射率在大部分可見(jiàn)光范圍內(nèi)可達(dá)到介于5％至20％的程度，而產(chǎn)生極佳的抗反射能力，因此可見(jiàn)本發(fā)明黑色矩陣結(jié)構(gòu)中所設(shè)置的半導(dǎo)體層具有顯著的抗反射功效。
請(qǐng)參考圖7。圖7為本發(fā)明黑色矩陣結(jié)構(gòu)的另一抗反射能力功效比較圖。如圖7所示，曲線#1至#9以及#A分別代表ITO(透光層)與非晶硅(半導(dǎo)體層)在不同厚度組合下，在大部分可見(jiàn)光波長(zhǎng)范圍(400至700納米)間黑色矩陣結(jié)構(gòu)的反射率的變化，而曲線#B則代表由鉻、氮化鉻與氧化鉻組成的現(xiàn)有黑色矩陣結(jié)構(gòu)的反射率。由圖7可知，當(dāng)ITO的厚度為600埃且非晶硅的厚度為200埃時(shí)，本發(fā)明的黑色矩陣結(jié)構(gòu)具有較好的抗反射能力，在此組成下其反射率與現(xiàn)有黑色矩陣結(jié)構(gòu)的反射率相近，甚至在部分波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有比現(xiàn)有黑色矩陣結(jié)構(gòu)更低的反射率，而具有較好的抗反射能力。
綜上所述，本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板利用一包括遮光層、半導(dǎo)體層與透光層的黑色矩陣結(jié)構(gòu)，不僅可解決現(xiàn)有黑色矩陣結(jié)構(gòu)的高污染并提高防靜電能力，同時(shí)還可提供極佳的抗反射能力。值得注意的是上述實(shí)施例以背面發(fā)光(rear emission type)有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板為例說(shuō)明本發(fā)明的特征，但本發(fā)明的平面顯示面板并不限于此而可為正面發(fā)光有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板、液晶顯示面板或其它平面顯示面板，另外開(kāi)關(guān)元件也不限于有源式開(kāi)關(guān)元件，而可為無(wú)源式開(kāi)關(guān)元件。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種黑色矩陣結(jié)構(gòu)，包括一半導(dǎo)體層，包括一第一表面與一第二表面；以及一遮光層，設(shè)于該半導(dǎo)體層的該第一表面；其中該半導(dǎo)體層的該第二表面為環(huán)境光入射面。
2.如權(quán)利要求1所述的黑色矩陣結(jié)構(gòu)，其中該遮光層的材料包括鈦金屬、鎳金屬、銦金屬、銅金屬、銀金屬、鋁金屬、鉬金屬或其合金，或與上述合金的氧化物的堆疊組合。
3.如權(quán)利要求1所述的黑色矩陣結(jié)構(gòu)，其中該遮光層包含一半導(dǎo)體摻雜劑。
4.如權(quán)利要求1所述的黑色矩陣結(jié)構(gòu)，其中該半導(dǎo)體層的材料包括硅或鍺。
5.如權(quán)利要求1所述的黑色矩陣結(jié)構(gòu)，還包括一設(shè)于該半導(dǎo)體層的該第二表面的透光層，且該透光層的材料包括鈦金屬、鎳金屬、鉭金屬、銦金屬、銅金屬、銀金屬、鋁金屬、鉬金屬、錫金屬、鎢金屬或半導(dǎo)體材料的氧化物或氮化物。
6.一種平面顯示面板，包括一基板，其上定義有多個(gè)像素區(qū)；以及一黑色矩陣結(jié)構(gòu)，設(shè)于該基板上，該黑色矩陣結(jié)構(gòu)包括一半導(dǎo)體層；以及與該半導(dǎo)體層相互堆疊的一遮光層。
7.如權(quán)利要求6所述的平面顯示面板，其中該遮光層的材料包括鈦金屬、鎳金屬、銦金屬、銅金屬、銀金屬、鋁金屬、鉬金屬或其合金，或與上述合金的氧化物的堆疊組合。
8.如權(quán)利要求6所述的平面顯示面板，其中該遮光層包含一半導(dǎo)體摻雜劑。
9.如權(quán)利要求6所述的平面顯示面板，其中該半導(dǎo)體層的材料包括硅或鍺。
10.如權(quán)利要求6所述的平面顯示面板，其中每一所述像素區(qū)區(qū)分為一顯示區(qū)與一開(kāi)關(guān)元件區(qū)。
11.如權(quán)利要求10所述的平面顯示面板，其中該半導(dǎo)體層僅設(shè)置于每一所述開(kāi)關(guān)元件區(qū)內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的平面顯示面板，其中該半導(dǎo)體層設(shè)置于每一所述開(kāi)關(guān)元件區(qū)內(nèi)與每一所述顯示區(qū)內(nèi)。
13.如權(quán)利要求10所述的平面顯示面板，其中該遮光層設(shè)置于每一所述開(kāi)關(guān)元件區(qū)內(nèi)與每一所述顯示區(qū)外。
14.如權(quán)利要求6所述的平面顯示面板，還包括一設(shè)于該半導(dǎo)體層與該基板之間的透光層。
15.如權(quán)利要求14所述的平面顯示面板，其中該透光層的材料包括鈦、鎳、鉭、銦、銅、銀、鋁、鉬、錫或鎢的金屬氧化物或氮化物。
16.如權(quán)利要求14所述的平面顯示面板，其中該透光層的折射率大于該基板的折射率。
17.如權(quán)利要求6所述的平面顯示面板，其中該基板的材料包括玻璃、塑料或石英。
18.如權(quán)利要求6所述的平面顯示面板，其中該平面顯示面板為一有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板。
全文摘要
一種黑色矩陣結(jié)構(gòu)，包括一半導(dǎo)體層與一遮光層。半導(dǎo)體包括一第一表面與一第二表面，且遮光層設(shè)于半導(dǎo)體層的第一表面，其中半導(dǎo)體層的第二表面為環(huán)境光入射面。
文檔編號(hào)H05B33/12GK1794481SQ200510120288
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者李世昊, 石明昌 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司