CN101165912A

CN101165912A - 有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构

Info

Publication number: CN101165912A
Application number: CNA2006101359657A
Authority: CN
Inventors: 冯建源; 石升旭; 蓝文正; 江建志
Original assignee: YOUJING SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: YOUJING SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd; Univision Technology Inc
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-04-23

Abstract

本发明提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，包含一彩色滤光层，在彩色滤光层上依序制作一平坦化层及一遮蔽层，平坦化层及遮蔽层亦可以一遮蔽平坦化层取代，或者以在遮蔽层或遮蔽平坦化层之上的一界面缓冲层取代。本发明在遮蔽层或遮蔽平坦化层使用一具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料，以达到平坦化、防水、防氧及绝缘等功能。

Description

有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构

技术领域

本发明是关于一种彩色滤光片结构，特别是关于一种应用于有机电致发光显示元件、利用设置高致密性与高缝隙填补能力的材料而达成平坦化防水、防氧与绝缘功能的彩色滤光片结构。

背景技术

目前有机电致发光显示元件全彩化，所使用的彩色滤光片结构的制作过程中，须再加平坦化层以便于后续元件制作，但无法有效阻绝彩色滤光片结构对空气与水气吸收，因而直接影响有机电致发光显示元件的发光面积与寿命。

请参阅图1所示，为有机电致发光显示元件的一种公知彩色滤光片结构，其包括一彩色滤光层20、一平坦化层4a及一界面缓冲层5a。彩色滤光层20设于一基板1a上，在每一像素中均具有蓝、绿、红三种原色的彩色光阻21a、22a与23a，而在彩色光阻21a、22a与23a之间则以黑色矩阵3a分隔。平坦化层4a在彩色滤光层20上，界面缓冲层5a在平坦化层4a上，界面缓冲层5a使用二氧化硅作为材料，依照有机电致发光显示元件的结构在界面缓冲层5a上制作其后续的结构以达成有机电致发光显示的功效。由于彩色滤光层20设置完成后，彩色光阻21a、22a、23a与黑色矩阵3a会造成彩色滤光片的表面凹凸不平，因此，平坦化层4a的作用在于提供一平坦化的表面，以利于后续工艺制作，能够有效降低制作缺陷、以及减少布局限制。而上述方式对于平坦化层4a的制作方式，一般可使用相当多的材料，如聚酰亚胺(polyimide，简称PI)、二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、旋涂溶液用的四乙氧基硅烷(Tetraethoxysilane，简称TEOS)、丙烯类、异丁烯类、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、其它光阻型或压克力系列等材料。然而，平坦化层的制作程序繁杂程度不一，且必须在无针孔(pinhole)的情况下制作，其相对付出的制作步骤可能增加、设备精度可能调高，均影响制作效率或必须提高制作成本，而且通过上述制造工艺调整亦无法完全避免针孔产生，仍然会影响有机电致发光显示元件的寿命。此外，部分材料的制作需要较高的工艺温度，而可能影响有机电致发光显示元件，导致合格率下降或可靠性不足。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，提出本发明。

本发明的目的在于提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，在常温、低真空环境下即可完成，不但制造工艺简单方便，更可大幅降低制作成本。

本发明的目的还在于提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，可提供高致密性与高缝隙填补能力以防止针孔现象发生。

本发明的目的还在于提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，可有效防水、防氧的渗透与吸收，对于有机电致发光显示元件的寿命延长有良好的改善。

本发明的目的还在于提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，具耐药性、良好抗酸碱能力，对后续制造工艺能有效保护下层结构。

本发明的目的还在于提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，可提供良好的绝缘性，不致影响后续工艺的电性。

本发明的目的还在于提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，无须通过额外加工即可方便实施遮蔽层及遮蔽平坦化层，可进一步降低成本与提高制造工艺效率。

为实现上述目的，本发明提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，包含一彩色滤光层；一遮蔽平坦化层，在该彩色滤光层上，该遮蔽平坦化层使用具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料；以及一界面缓冲层，设置于该遮蔽层之上。

如上所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其中：该具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料包括一聚对二甲苯的材料或该聚对二甲苯的衍生物。

如上所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其中：该聚对二甲苯或其衍生物的材料包括聚对二甲苯(Parylene N)、聚氯对二甲苯(Parylene C)、聚对二氟卡宾苯(Parylene F)、聚氨对二甲苯(Parylene A)、聚甲氨对二甲苯(Parylene AM)、或聚二氯对二甲苯(Parylene D)等。

如上所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其中：该遮蔽层具有2～5微米的厚度。

如上所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其中：该界面缓冲层的材料包括二氧化硅。

如上所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其中：该彩色滤光层设置在一基板上。

如上所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其中：该遮蔽层使用化学气相沉积方式形成一薄膜。

如上所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其中：该彩色滤光层包括：

在该基板上的多个黑色矩阵；以及

在该基板及该黑色矩阵上的多个彩色光阻，每一该黑色矩阵在两间隔的彩色光阻之间。

而本发明提供的另一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，包括一彩色滤光层；一平坦化层，在该彩色滤光层上；一遮蔽层，在该平坦化层上，该遮蔽层使用具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料；以及一界面缓冲层，设置于该遮蔽层之上。

如上所述的有机电致彩色滤光片结构，其中：该平坦化层是以无机材料制作。

如上所述的有机电致彩色滤光片结构，其中：该无机材料包括硅氧化物、硅氮化物、硅氧氮化物、钛氧化物等金属氧化物或其组合的多层结构。

如上所述的有机电致彩色滤光片结构，其中：该无机材料包括二氧化硅、氮化硅、或二氧化钛等。

本发明能有效阻绝彩色滤光片结构对空气与水气吸收，在降低成本，提高制造工艺效率的条件下，改善有机电致发光显示元件的发光面积与寿命。

请参阅以下有关本发明的详细说明，以更进一步了解本发明的特征及技术内容，然而所记载内容仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为有机电致发光显示元件的一种公知彩色滤光片结构的剖面示意图；

图2A至图2F为本发明的聚对二甲苯系列材料的多种实施例的化学结构示意图；

图3A为公知的平坦化层结构使用材料的示意图；

图3B为本发明平坦化层结构使用聚对二甲苯材料的示意图；

图4为本发明的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构的剖面示意图；以及

图5为本发明的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构的另一实施例的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1a 基板 20a 彩色滤光层

21a、22a、23a 彩色光阻 3a 黑色矩阵

4a 平坦化层 5a 界面缓冲层

1 基板 3 黑色矩阵

21、22、23 彩色光阻 41 平坦化层

42 遮蔽层 5 遮蔽平坦化层

6 界面缓冲层 a 既有结构

b 公知材料 c 聚对二甲苯系列材料

具体实施方式

本发明提出一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，依序为一彩色滤光层、一平坦化层、一遮蔽层及一界面缓冲层，其中平坦化层及遮蔽层可以一遮蔽平坦化层取代。在遮蔽层及遮蔽平坦化层中，使用具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料，以改善公知彩色滤光片的结构中平坦化层制作程序繁杂程度不一及产生针孔的情况。而本发明中具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料是以聚对二甲苯(Poly-para-xylylene；以下简称parylene)作为代表来说明。

聚对二甲苯材料是一种高分子聚合物，其种类约有20种，但目前进入商业化的包括聚对二甲苯薄膜(parylene N)、聚对二氟卡宾苯薄膜(parylene F)、聚氨对二甲苯薄膜(parylene A)、聚甲氨对二甲苯薄膜(parylene AM)、聚氯对二甲苯薄膜(parylene C)、以及聚二氯对二甲苯薄膜(parylene D)等，请参阅图2A至图2F。聚对二甲苯的沉积状态可以经由活泼的单体(monomer)气体，聚合于所施物体表面上，其沉积(deposition)过程，为先将对二甲苯的二聚物(di-para-xylylene；dimer)加热约180℃使其气化，再通过约650～700℃高温裂解为对二甲苯(para-xylylene)的单体气体，最后于室温中聚合成聚对二甲苯。由于聚对二甲苯具有许多良好的特性，如镀膜环境为室温，镀膜后无残留应力的发生、可精密的控制沉积薄膜厚度与均匀性、抗酸抗碱、介电特性良好、无色高透明度等，可提供高致密性与高缝隙填补能力，进而防止针孔现象发生，因此能够有效防水、防氧的渗透与吸收，对于有机电致发光显示元件的寿命有良好的改善。特别是聚对二甲苯薄膜、聚氯对二甲苯薄膜或聚二氯对二甲苯薄膜，具有极低的气体与蒸气通透率，进而可抑制杂质的混合并获得一具有较少孔眼的均匀薄膜，因而具有高致密性与高缝隙填补能力，进一步可应用于有机电致发光显示元件中的平坦化制造工艺。

参阅图3A与图3B，分别为公知与本发明平坦化层结构所使用材料的示意图。公知的平坦化层结构在既有结构a上制作公知材料b，这里所述的公知材料b即为前述的聚酰亚胺、二氧化硅、氮化硅、旋涂溶液用的四乙氧基硅烷、丙烯类、异丁烯类、聚酯、聚乙烯、聚丙烯、其它光阻型或压克力系列等材料，可能以旋涂(Spin coating)、喷洒(Spray)或润浸(Dip)制造工艺实施，以微观角度而言，仍有膜厚不均的情况，如在边角(edge或corner)的膜厚较薄，仍难达到完全平坦的效果，此外，公知材料b还需经过固化(Curing)工艺的处理，可能残留的热应力(thermal stress)与收缩应力(Constriction stress)，均影响膜厚、产品特性与可靠性。相对而言，本发明的平坦化层结构在既有结构a上使用聚对二甲苯系列材料c，能凭借着其优异的低气体通透率，达到极为致密的结构，并因其具有高致密性，细小缝隙亦能够为之填补，可提供防水、防氧的渗透与吸收，以及在室温下聚合，即不必经过升温固化的工艺步骤，而无热应力与收缩应力残留的优点，维持沉积厚度的均一性与提高产品的可靠性，能够提供避免针孔、防水、防氧的渗透与吸收的一种有效的解决方案。

请参阅图4所示，本发明提供一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构的剖面示意图，其包括一彩色滤光层20、一遮蔽平坦化层5及一界面缓冲层6。彩色滤光层20在一基板1上，基板1可以为一玻璃基板，彩色滤光层20在每一像素具有多个彩色光阻，在本实施例中，多个彩色光阻为蓝、绿、红三种原色的彩色光阻21、22及23，而多个彩色光阻的设置可依照其排列方式及需求增减数目及变化，黑色矩阵3亦是属于彩色滤光层20的一部分，黑色矩阵3设置于基板1表面上，而彩色光阻21、22及23设置于黑色矩阵3部分上表面及未设有黑色矩阵3的基板1上表面，使得彩色光阻21、22及23各自分隔独立。遮蔽平坦化层5使用化学气相沉积一具有高致密性与高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料，以在彩色滤光层20上形成一种极为均匀的薄膜状沉积，遮蔽平坦化层5的厚度为2～5微米，此处具有高致密性与高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料可以为上述的聚对二甲苯系列材料及聚对二甲苯的衍生物等。界面缓冲层6在遮蔽平坦化层5上，界面缓冲层6可以二氧化硅作为材料。

由于遮蔽平坦化层5所使用的聚对二甲苯系列材料具有平整均匀厚度、以及具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性，因此可以改善公知平坦化层的缺点，例如无收缩应力残留可使遮蔽平坦化层5维持平整均一的厚度，无热应力残留可使遮蔽平坦化层5提高其可靠性，高致密性与高缝隙填补能力则可避免针孔的发生与具有防水及防氧的功能等。其次，由于聚对二甲苯系列材料与二氧化硅之间具有良好的附着性，因此可轻易与界面缓冲层6接合。而且，遮蔽平坦化层5同时具有抗水、抗氧功能与平整表面，有利后续的界面缓冲层6以及后续工艺中再往上叠加的电极层、以及有机电致发光材料等其它结构(图未示)的实施。此外，由于遮蔽平坦化层5可以化学气相沉积方式实施，并且在常温、低真空环境下即可完成，因此可省略高温或高压设备的部分，对于目前业界生态而言，可不必另添设备以及确实省略额外加工的流程，进而提高制造工艺效率并降低成本。

请参阅图5，其为本发明的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构的另一实施例的剖面示意图。与图4的不同处在于遮蔽平坦化层5是以平坦化层41及遮蔽层42所取代，平坦化层41与公知的彩色滤光片结构的平坦化层结构相同，即可利用公知技艺所使用的平坦化材料与技术加以实施，例如可以利用无机材料制作来达到较优异的致密性与缝隙填补能力，该无机材料包括硅氧化物、硅氮化物、硅氧氮化物、钛氧化物等金属氧化物或其组合的多层结构，例如二氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)、或二氧化钛(TiO₂)等，当然其实施内容均视与该基板1及其所属结构的附着性、制造工艺需求或其它特性需要而定。而遮蔽层42的作用在于防水、防氧的渗透与吸收，抗酸抗碱与绝缘等，因此遮蔽层42所使用的材料也可以与遮蔽平坦化层5相同，即是具有高致密性与高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料，而本发明是以聚对二甲苯系列材料及聚对二甲苯的衍生物等为例。

因此，由前述可知，本发明的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构具有以下的优点：

1.在常温、低真空环境下即可完成遮蔽层或遮蔽平坦化层，不但制造工艺简单方便，还可大幅降低制作成本。

2.可有效防水、防氧的渗透与吸收，对于有机电致发光显示元件的寿命有良好的改善。

3.可提供高致密性与高缝隙填补能力以防止针孔现象发生。

4.具耐药性、良好抗酸碱能力，对后续制造工艺能有效保护下层结构。

5.可提供良好的绝缘性，不致影响后续制造工艺的电性。

6.无须通过额外加工即可方便实施遮蔽层或遮蔽平坦化层，可进一步降低成本与提高制造工艺效率。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，并非因此限制本发明的专利范围，所以凡是应用本发明说明书或附图内容所作的等效结构变化，均同理包含于本发明的范围内。

Claims

1.一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于，包含：

一彩色滤光层；

一遮蔽平坦化层，在该彩色滤光层上，该遮蔽平坦化层使用具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料；以及

一界面缓冲层，设置于该遮蔽层之上。

2.如权利要求1所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料包括一聚对二甲苯的材料或该聚对二甲苯的衍生物。

3.如权利要求2所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该聚对二甲苯或其衍生物的材料包括聚对二甲苯、聚氯对二甲苯、聚对二氟卡宾苯、聚氨对二甲苯、聚甲氨对二甲苯、或聚二氯对二甲苯等。

4.如权利要求1所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该遮蔽层具有2～5微米的厚度。

5.如权利要求1所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该界面缓冲层的材料包括二氧化硅。

6.如权利要求1所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该彩色滤光层设置在一基板上。

7.如权利要求1所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该遮蔽层使用一化学气相沉积方式形成一薄膜。

8.如权利要求6所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该彩色滤光层包括：

在该基板上的多个黑色矩阵；以及

9.一种有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于，包含：

一彩色滤光层；

一平坦化层，在该彩色滤光层上；

一遮蔽层，在该平坦化层上，该遮蔽层使用具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料；以及

一界面缓冲层，设置于该遮蔽层之上。

10.如权利要求9所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该具有高致密性、高缝隙填补能力、无热应力与收缩应力残留的特性的材料包括一聚对二甲苯的材料或该聚对二甲苯的衍生物。

11.如权利要求10所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该聚对二甲苯或其衍生物的材料系包括：聚对二甲苯、聚氯对二甲苯、聚对二氟卡宾苯、聚氨对二甲苯、聚甲氨对二甲苯、或聚二氯对二甲苯等。

12.如权利要求10所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该遮蔽层具有2～5微米的厚度。

13.如权利要求10所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该界面缓冲层的材料包括二氧化硅。

14.如权利要求10所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该彩色滤光层设置在一基板上。

15.如权利要求10所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该遮蔽平坦化层使用一化学气相沉积方式形成一薄膜。

16.如权利要求14所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该彩色滤光层包括：

在该基板上的多个黑色矩阵；以及

17.如权利要求10所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该平坦化层是以无机材料制作的。

18.如权利要求17所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该无机材料包括硅氧化物、硅氮化物、硅氧氮化物、钛氧化物等金属氧化物或其组合的多层结构。

19.如权利要求17所述的有机电致发光显示元件的彩色滤光片结构，其特征在于：该无机材料包括二氧化硅、氮化硅、或二氧化钛等。