CN1916671A - 彩色滤光片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种彩色滤光片，包括基板及彩色滤光层。彩色滤光层配置于基板上，包括红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构及蓝色光子晶体结构。红色光子晶体结构包括一个第一缺陷共振腔，且具有位于第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞。绿色光子晶体结构包括一个第二缺陷共振腔，且具有位于第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞。蓝色光子晶体结构包括一个第三缺陷共振腔，且具有位于第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞。其中，所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

Description

彩色滤光片及其制造方法

技术领域

本发明是有关于一种彩色滤光片，且特别是有关于一种使用光子晶体结构作为彩色滤光层的彩色滤光片。

背景技术

阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)因具有优异的显示质量与经济性，一直独占近年来的显示器市场。然而，对于个人在桌上操作多数终端机/显示器装置的环境，或是以环保的观点切入，若以节省能源的潮流加以预测，阴极射线管因空间利用以及能源消耗上仍存在很多问题，而对于轻、薄、短、小以及低消耗功率的需求无法有效提供解决之道。因此，具有高画质、空间利用效率加、低消耗功率、无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film TransistorLiquid Crystal Display，TFT LCD)已逐渐成为市场的主流。

目前液晶显示器皆朝向全彩化、大尺寸、高分辨率以及低成本的方向发展，其中，液晶显示器通常通过彩色滤光片来达到彩色化显示的效果。彩色滤光片通常是架构于透明玻璃基板上，此透明玻璃基板上主要配置有用以遮光的黑矩阵(Black Matrix，BM)以及对应于各个像素排列的彩色滤光单元，例如红色滤光单元、绿色滤光单元以及蓝色滤光单元等。

目前已发展出一种以光子晶体结构作为彩色滤光层的彩色滤光片。光子晶体(Photonic Crystal)的概念是在公元1987年时，由Eli Yablonovitch教授及SajeevJohn教授所提出，主要是利用不同折射率周期性的排列，造成在某些频段之下的光无法存在于光子晶体结构中。也即，光子晶体本身并不具有特定的颜色，只是在一般的设计中，它会局限着特定波长的光以达到散发出红光、绿光以及蓝光。

在韩国三星电子公司(Samsung Electronics Co.，Ltd.)所申请的美国专利公开第20030218704号中，提出一种反射式显示组件，它以光子晶体结构作为液晶显示器面板内的彩色滤光层，利用光子晶体在光学上的禁带区域(ForbiddenArea)反射特定波长的光，而达到滤光的效果。举例来说，对于用以取代传统蓝色光阻的光子晶体结构，必须对光子晶体的孔洞尺寸与结构周期进行设计，使得禁带区域相对应于蓝光的波段。

然而，由于红色、绿色及蓝色所需的结构周期与尺寸均不相同，因此必须额外增加三道微影蚀刻制程，增加了制作的复杂度，容易造成产品良率降低。此外，禁带区域有一定的频宽，利用光子晶体结构作为彩色滤光层，会产生色彩饱和度不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种彩色滤光片，可以解决利用光子晶体结构作为彩色滤光层所产生的色彩饱和度不足的问题。

本发明的另一目的是提供一种彩色滤光片，其具有较高的光利用效率。

本发明的再一目的是提供一种彩色滤光片的制造方法，能有效简化制程的复杂度。

本发明的又一目的是提供一种彩色滤光片，同时具有黑白与彩色显示模式。

本发明其它的目的是提供一种彩色滤光片，其具有较高的光穿透率。

本发明另外的目的是提供一种彩色滤光片的制造方法，所制造彩色滤光片能提升显示器的显示质量。

本发明提出一种彩色滤光片，包括基板及彩色滤光层。彩色滤光层配置于基板上，包括红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构及蓝色光子晶体结构。红色光子晶体结构包括一个第一缺陷共振腔，且具有位于第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞。绿色光子晶体结构包括一个第二缺陷共振腔，且具有位于第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的多个第四孔洞。蓝色光子晶体结构包括一个第三缺陷共振腔，且具有位于第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的多个第四孔洞。其中，所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片中，彩色滤光层的材料包括介电材料。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片中，另包括配置于基板上的黑色矩阵，且在基板上定义出多个像素区。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片中，红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构与蓝色光子晶体结构分别配置于所对应的像素区中。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片中，基板包括透明基板。

本发明另提出一种彩色滤光片，包括基板及彩色滤光层。彩色滤光层配置于基板上，包括红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构及蓝色光子晶体结构。红色光子晶体结构包括多个第一缺陷共振腔，且具有位于第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞，相邻两个第一缺陷共振腔的距离大于等于三个周期。绿色光子晶体结构，包括多个第二缺陷共振腔，且具有位于第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的多个第四孔洞，相邻两个第二缺陷共振腔的距离大于等于三个周期。蓝色光子晶体结构包括多个第三缺陷共振腔，且具有位于第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的些第四孔洞，相邻两个第三缺陷共振腔的距离大于等于三个周期。其中，所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

本发明提出一种彩色滤光片的制造方法，首先提供一基板。接着，于基板上形成光子晶体材料层。然后，图案化光子晶体材料层，以形成彩色滤光层。其中彩色滤光层包括红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构及蓝色光子晶体结构。红色光子晶体结构包括一个第一缺陷共振腔，且具有位于第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞。绿色光子晶体结构包括一个第二缺陷共振腔，且具有位于第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的多个第四孔洞。蓝色光子晶体结构包括一个第三缺陷共振腔，且具有位于第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的多个第四孔洞。其中，所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片的制造方法中，光子晶体材料层的材料包括介电材料。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片的制造方法中，另包括于基板上形成黑色矩阵，而在基板上定义出多个像素区。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片的制造方法中，所形成的红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构与蓝色光子晶体结构分别配置于所对应的像素区中。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片的制造方法中，基板包括透明基板。

本发明另提出一种彩色滤光片，包括基板、有机材料层及彩色滤光层。基板包括反射区及穿透区。有机材料层配置于反射区中的基板上。彩色滤光层配置于基板上且覆盖有机材料层。彩色滤光层包括红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构及蓝色光子晶体结构。红色光子晶体结构包括配置于穿透区内的一个第一缺陷共振腔，且具有位于第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞。绿色光子晶体结构包括配置于穿透区内的一个第二缺陷共振腔，且具有位于第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的多个第四孔洞。蓝色光子晶体结构包括配置于穿透区内的一个第三缺陷共振腔，且具有位于第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的多个第四孔洞。其中，所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片中，另包括配置于基板上的黑色矩阵，且在基板上定义出多个像素区。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片中，反射区与穿透区相邻配置于各像素区中。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片中，反射区与穿透区交错配置于各像素区中。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片中，有机材料层的材料为氮化硅或氧化硅。

本发明另提出一种彩色滤光片，包括基板、有机材料层及彩色滤光层。基板包括反射区及穿透区。有机材料层配置于反射区中的基板上。彩色滤光层配置于基板上且覆盖有机材料层。彩色滤光层包括红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构及蓝色光子晶体结构。红色光子晶体结构包括配置于穿透区内的多个第一缺陷共振腔，且具有位于第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞，相邻两个第一缺陷共振腔的距离大于等于三个周期。绿色光子晶体结构，包括配置于穿透区内的多个第二缺陷共振腔，且具有位于第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的多个第四孔洞，相邻两个第二缺陷共振腔的距离大于等于三个周期。蓝色光子晶体结构包括配置于穿透区内的多个第三缺陷共振腔，且具有位于第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的些第四孔洞，相邻两个第三缺陷共振腔的距离大于等于三个周期。其中，所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

本发明另提出一种彩色滤光片的制造方法，首先提供一基板，基板包括反射区及穿透区。随后，于反射区中的基板上形成有机材料层。接着，于基板上形成光子晶体材料层，且光子晶体材料层覆盖有机材料层。然后，图案化光子晶体材料层，以形成彩色滤光层。其中彩色滤光层包括红色光子晶体结构、绿色光子晶体结构及蓝色光子晶体结构。红色光子晶体结构包括配置于所述的穿透区内的一个第一缺陷共振腔，且具有位于第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞。绿色光子晶体结构包括配置于所述的穿透区内的一个第二缺陷共振腔，且具有位于第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的多个第四孔洞。蓝色光子晶体结构包括配置于所述的穿透区内的一个第三缺陷共振腔，且具有位于第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的多个第四孔洞。其中，所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片的制造方法中，另包括于基板上形成黑色矩阵，而在基板上定义出多个像素区。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片的制造方法中，反射区与穿透区相邻配置于各像素区中。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片的制造方法中，反射区与穿透区交错配置于各像素区中。

依照本发明的较佳实施例，在上述的彩色滤光片的制造方法中，有机材料层的材料为氮化硅或氧化硅。

基于上述，本发明所提出的彩色滤光片由于具有缺陷共振腔(DefectResonance Cavity)，可有效地控制频宽以提升色彩饱和度。

另外，本发明所提出的彩色滤光片在同一光子晶体结构中具有多个缺陷共振腔时，能提升彩色滤光层的穿透率，进而增进液晶显示器的辉度。

此外，本发明所提出的彩色滤光片利用折射率的差异产生全反射，能达到集光的效果而增加光利用效率，可减少增亮膜的使用以降低制造成本，更可减少暗态斜向漏光而增加对比。

再者，由于在本发明所提出的彩色滤光片的制造方法中，只需要进行一道微影蚀刻制程，因此能简化制程的复杂度、降低制造成本并且提升产品的良率。

另一方面，本发明所提出的彩色滤光片应用于半反半穿显示器(transflectivedisplay)时，由于反射区中的彩色滤光层不具有缺陷共振腔，因此可用以进行黑白操作，而穿透区中的彩色滤光层具有缺陷共振腔，因此可用以进行彩色操作，而同时具有黑白与彩色显示模式。

本发明所提出的彩色滤光片应用于半反半穿显示器时，可以调整反射区与穿透区的相对位置，以达到更佳的显示质量。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1所绘示为本发明一实施例的彩色滤光片的上视图。

图2所绘示为沿图1中A-A’剖面线的剖面图。

图3A和图3B所绘示为图2的彩色滤光片的制造流程剖面图。

图4所绘示为本发明另一实施例的彩色滤光片的上视图。

图5所绘示为本发明第三实施例的彩色滤光片的上视图。

图6所绘示为沿图4中B-B’剖面线的剖面图。

图7A和图7B所绘示为图6的彩色滤光片的制造流程剖面图。

图8所绘示为本发明第四实施例的彩色滤光片的上视图。

图9所绘示为本发明第五实施例的彩色滤光片的上视图。

附图标号：

100、200：基板

102、202：彩色滤光层

104、204：红色光子晶体结构

106、206：绿色光子晶体结构

108、208：蓝色光子晶体结构

110、210：第一缺陷共振腔

112、212：第一孔洞

114、214：第四孔洞

116、216：第二缺陷共振腔

118、218：第二孔洞

120、220：第三缺陷共振腔

122、222：第三孔洞

124、224：黑色矩阵

126、226：光子晶体材料层

228：反射区

230：穿透区

232：有机材料层

具体实施方式

图1所绘示为本发明第一实施例彩色滤光片的上视图。图2所绘示为沿图1中A-A’剖面线的剖面图。

首先，请同时参照图1及图2，彩色滤光片包括基板100及彩色滤光层102。基板100例如是玻璃基板等透明基板。

彩色滤光层102配置于基板100上，包括红色光子晶体结构104、绿色光子晶体结构106及蓝色光子晶体结构108。彩色滤光层102的材料例如是氮化硅等介电材料。

红色光子晶体结构104包括一个第一缺陷共振腔110，且具有位于第一缺陷共振腔110周围的多个第一孔洞112及周期排列的多个第四孔洞114，作为红色滤光单元使用。

绿色光子晶体结构106包括一个第二缺陷共振腔116，且具有位于第二缺陷共振腔116周围的多个第二孔洞118及周期排列的多个第四孔洞114，作为绿色滤光单元使用。

蓝色光子晶体结构108包括一个第三缺陷共振腔120，且具有位于第三缺陷共振腔120周围的多个第三孔洞122及周期排列的多个第四孔洞114，作为蓝色滤光单元使用。

在本实施例中，将两个第四孔洞114之间的距离定义为一个周期a，周期a是由共振频率(Normalized Frequency)f与光的波长λ所决定，其关系式为f＝a/λ。周期排列的第四孔洞114是呈矩形的形式排列，于此技术领域具有通常知识者可轻易推知，本发明也可应用于其它形式排列的周期结构中。

由于分别在红色光子晶体结构104、绿色光子晶体结构106与蓝色光子晶体结构108中分别置入第一缺陷共振腔110、第二缺陷共振腔116与第三缺陷共振腔120，特定频率的光(红光、绿光与蓝光)在整个光子晶体结构中所遇到的均为禁带区域，因此只能向上方辐射能量出去。

此外，在具有缺陷共振腔的光子晶体结构会产生共振模态，并且在缺陷共振腔所辐射出的光所占的频宽很小，可通过调整缺陷共振腔周围的孔洞的孔径尺寸，萃取出所需的频率，可制作出高色彩饱和度的液晶显示器。由于在红光、绿光与蓝光的波长中，以红光的波长最长，绿光次之，而蓝光最短，为了萃取出红光、绿光与蓝光所需的频率，在缺陷共振腔周围的孔洞的孔径尺寸设计上，以红色光子晶体结构104最小，绿色光子晶体结构106次之，而蓝色光子晶体结构108最大。也即，所述的第一孔洞112的孔径d1小于所述的第二孔洞118的孔径d2，且所述的第二孔洞118的孔径d2小于所述的第三孔洞122的孔径d3。

另外，可以在基板100上的配置黑色矩阵124，而定义出基板100的多个像素区(未标示)，而红色光子晶体结构104、绿色光子晶体结构106与蓝色光子晶体结构108分别配置于所对应的像素区中。黑色矩阵124的材料例如是铬等金属，或是黑色光阻等材料。

彩色滤光片由于具有第一缺陷共振腔110、第二缺陷共振腔116与第三缺陷共振腔120，可有效地控制频宽，并且能够提升色彩饱和度。此外，由于分别具有第一缺陷共振腔110、第二缺陷共振腔116与第三缺陷共振腔120的红色光子晶体结构104、绿色光子晶体结构106与蓝色光子晶体结构108利用折射率的差异产生全反射，能达到集光的效果而增加光利用效率。如此一来，可减少增亮膜的使用以降低制造成本，更可减少暗态斜向漏光而增加对比。

图3A至图3B所绘示为图2的彩色滤光片的制造流程剖面图。

首先，请参照图3A，提供基板100。基板100例如是玻璃基板等透明基板。接着，于基板100上形成光子晶体材料层126。光子晶体材料层126的材料例如是氮化硅等透明材料。光子晶体材料层126的形成方法例如是化学气相沈积法。

此外，可以在基板100上形成黑色矩阵124，而在基板100上定义出多个像素区，而所形成的红色光子晶体结构104、绿色光子晶体结构106与蓝色光子晶体结构108分别配置于所对应的像素区中。黑色矩阵124的材料例如是铬等金属，或是黑色光阻等材料。当黑色矩阵124的材料为铬等金属时，其形成方法例如是先利用物理气相沈积法于基板100上形成金属材料层(未绘示)，再对金属材料层进行图案化制程而形成的。当黑色矩阵124的材料为黑色光阻时，其形成方法例如是先利用涂布法于基板100上形成黑色光阻材料层(未绘示)，再对黑色光阻材料层进行曝光及显影制程而形成的。

然后，请参照图3B，图案化光子晶体材料层126，以形成彩色滤光层102。图案化光子晶体材料层126的方法例如是对图案化光子晶体材料层126进行一道微影蚀刻制程而形成的。图3B所形成的彩色滤光层102的结构在对图1及图2所进行的说明中已详细说明，于此不再赘述。

由于在本发明所提出的彩色滤光片的制造方法中，只进行一道微影蚀刻制程，因此可以有效地降低制程的复杂度及制造成本，且能提升产品的良率。

图4所绘示为本发明第二实施例的彩色滤光片的上视图。

请同时参照图1与图4，由于图1的彩色滤光片中，每一个红色光子晶体结构104、绿色光子晶体结构106与蓝色光子晶体结构108中分别只具有一个第一缺陷共振腔110、第二缺陷共振腔116与第三缺陷共振腔120用以提供特定波长的光，可能会造成彩色滤光层102穿透率不足，而影响液晶显示器的辉度。

然而，在图4的彩色滤光片中，每一个红色光子晶体结构104、绿色光子晶体结构106与蓝色光子晶体结构108中分别具有多个第一缺陷共振腔110、第二缺陷共振腔116与第三缺陷共振腔120，通过多个缺陷共振腔同时激发相同波长的光，可以增加整体彩色滤光层的穿透率。图4中其余结构特征均与图1中的彩色滤光片相同，于此不再赘述。

值得注意的是，同一光子晶体结构中相邻两个缺陷共振腔之间的距离必须大于等于三个周期a，以避免相邻两个缺陷共振腔产生耦合(Coupling)的现象，而辐射出非设计频率的光。

以下，介绍将本发明的彩色滤光片应用于半反半穿显示器的实施例。

图5所绘示为本发明第三实施例的彩色滤光片的上视图。图6所绘示为沿图4中B-B’剖面线的剖面图。

首先，请同时参照图5及图6，彩色滤光片包括基板200、有机材料层232及彩色滤光层202。基板200包括反射区228及穿透区230。基板200例如是玻璃基板等透明基板。

有机材料层232配置于反射区228中的基板200上，其作用在于使经过反射区228与穿透区230的光的光学路径长相同。有机材料层232的材料例如是氮化硅或氧化硅等材料。

彩色滤光层202配置于基板200上且覆盖有机材料层232。彩色滤光层202包括红色光子晶体结构204、绿色光子晶体结构206及蓝色光子晶体结构208。彩色滤光层202的材料例如是氮化硅等介电材料。

红色光子晶体结构204包括配置于穿透区230内的一个第一缺陷共振腔210，且具有位于第一缺陷共振腔210周围的多个第一孔洞212及周期排列的多个第四孔洞214，作为红色滤光单元使用。

绿色光子晶体结构206包括配置于穿透区230内的一个第二缺陷共振腔216，且具有位于第二缺陷共振腔116周围的多个第二孔洞218及周期排列的多个第四孔洞214，作为绿色滤光单元使用。

蓝色光子晶体结构208包括配置于穿透区230内的一个第三缺陷共振腔220，且具有位于第三缺陷共振腔220周围的多个第三孔洞222及周期排列的多个第四孔洞214，作为蓝色滤光单元使用。

在本实施例中，将两个第四孔洞214之间的距离定义为一个周期a，周期a是由共振频率f与光的波长λ所决定，其关系式为f＝a/λ。周期排列的第四孔洞214是呈矩形的形式排列，于此技术领域具有通常知识者可轻易推知，本发明也可应用于其它形式排列的周期结构中。

此外，在缺陷共振腔周围的孔洞的孔径尺寸设计上，以红色光子晶体结构204最小，绿色光子晶体结构206次之，而蓝色光子晶体结构208最大。也即，所述的第一孔洞212的孔径d1小于所述的第二孔洞218的孔径d2，且所述的第二孔洞218的孔径d2小于所述的第三孔洞222的孔径d3。

另外，可以在基板200上配置黑色矩阵224，而定义出基板200的多个像素区(未标示)，而红色光子晶体结构204、绿色光子晶体结构206与蓝色光子晶体结构208分别配置于所对应的像素区中，且反射区228与穿透区230例如是相邻配置于像素区中。黑色矩阵224的材料例如是铬等金属，或是黑色光阻等材料。

在彩色滤光片的穿透区230中，由于具有第一缺陷共振腔210、第二缺陷共振腔216与第三缺陷共振腔220，因此可以进行彩色操作，而由于在反射区228中不具有缺陷共振腔，因此可以进行黑白操作，而同时具有黑白与彩色显示模式。

图7A和图7B所绘示为图6的彩色滤光片的制造流程剖面图。

首先，请参照图7A，提供基板200。基板200包括反射区228及穿透区230。基板200例如是玻璃基板等透明基板。

随后，于反射区228中的基板200上形成有机材料层232。有机材料层232的材料例如是氮化硅或氧化硅等材料。反射区228中的有机材料层232的形成方法例如是先以化学气相沈积法于基板200上形成有机材料层232，再对有机材料层232进行一个图案化制程而形成的。

接着，于基板200上形成光子晶体材料层226，且光子晶体材料层226覆盖有机材料层232。光子晶体材料层226的材料例如是氮化硅等透明材料。光子晶体材料层226的形成方法例如是化学气相沈积法。

此外，可以在基板200上形成黑色矩阵224，而在基板200上定义出多个像素区，而所形成的红色光子晶体结构204、绿色光子晶体结构206与蓝色光子晶体结构208分别配置于所对应的像素区中。黑色矩阵224的材料例如是铬等金属，或是黑色光阻等材料。当黑色矩阵224的材料为铬等金属时，其形成方法例如是先利用物理气相沈积法于基板200上形成金属材料层(未绘示)，再对金属材料层进行图案化制程而形成的。当黑色矩阵224的材料为黑色光阻时，其形成方法例如是先利用涂布法于基板200上形成黑色光阻材料层(未绘示)，再对黑色光阻材料层进行曝光及显影制程而形成的。

然后，请参照图7B，图案化光子晶体材料层226，以形成彩色滤光层202。图案化光子晶体材料层226的方法例如是对图案化光子晶体材料层226进行一道微影蚀刻制程而形成的。图7B所形成的彩色滤光层202的结构在对图5及图6所进行的说明中已详细说明，于此不再赘述。

值得注意的是，虽然上述彩色滤光片的制造方法是以制造图5中的绿色光子晶体结构206为例进行说明，但是于此技术领域具有通常知识者可轻易推知图5中红色光子晶体结构204及蓝色光子晶体结构208的制造方法。

由于在上述所提出的彩色滤光片的制造方法中，只进行一道微影蚀刻制程，因此能简化制程的复杂度并提升产品的良率。

图8所绘示为本发明第四实施例的彩色滤光片的上视图。

请同时参照图5与图8，由于图5的彩色滤光片中，每一个红色光子晶体结构204、绿色光子晶体结构206与蓝色光子晶体结构208中分别只具有一个第一缺陷共振腔210、第二缺陷共振腔216与第三缺陷共振腔220用以提供特定波长的光，可能会造成彩色滤光层202穿透率不足，而影响液晶显示器的辉度。

然而，在图8的彩色滤光片中，每一个红色光子晶体结构204、绿色光子晶体结构206与蓝色光子晶体结构208中分别具有多个第一缺陷共振腔210、第二缺陷共振腔216与第三缺陷共振腔220，通过多个缺陷共振腔同时激发相同波长的光，可以增加整体彩色滤光层的穿透率。图8中其余结构特征均与图5中的彩色滤光片相同，于此不再赘述。

图9所绘示为本发明第五实施例的彩色滤光片的上视图。

请同时参照图5、图8与图9，由于图5与图8的彩色滤光片中，反射区228与穿透区230为分别配置于像素区的上半部与下半部，在某些显示图案下会发生光学干涉或造成在像素上半部反射的光太强而破坏了彩色模式的质量。

然而，在图9的彩色滤光片中，像素区中的反射区228与穿透区230为交错配置，因此可以使得反射区228与穿透区230的搭配上更均匀化，以达到更好的显示质量。

值得注意的是，在本实施例中位于反射区228上方与下方的穿透区230中各配置一个缺陷共振腔，但并不用以限制本发明，在另一实施例中更可于反射区228上方与下方的穿透区230中各配置一个以上的缺陷共振腔。

综上所述，本发明至少具有下列优点：

1.在本发明所提出的彩色滤光片中，由于具有缺陷共振腔，能有效地控制频宽并提升色彩饱和度。

2.由于本发明所提出的彩色滤光片可以在同一光子晶体结构中配置多个缺陷共振腔，能提升彩色滤光层的穿透率，进而增进液晶显示器的辉度。

3.在本发明所提出的彩色滤光片中，具有较佳的集光效果，以增加光利用效率，能减少增亮膜的使用以降低制造成本，更可减少暗态斜向漏光而增加对比。

4.本发明所提出的彩色滤光片的制造方法只需要进行一道微影蚀刻制程，能降低制程的复杂度及制造成本，并且提升产品的良率。

5.本发明所提出的彩色滤光片应用于半反半穿显示器时，可同时具有黑白与彩色显示模式。

6.本发明所提出的彩色滤光片应用于半反半穿显示器时，通过调整反射区与穿透区的相对位置，可达到更佳的显示质量。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims (12)

1.一种彩色滤光片，包括：

一基板；以及

一彩色滤光层，配置于该基板上，包括：

一红色光子晶体结构，包括一第一缺陷共振腔，且具有位于该第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞；

一绿色光子晶体结构，包括一第二缺陷共振腔，且具有位于该第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的所述的第四孔洞；以及

一蓝色光子晶体结构，包括一第三缺陷共振腔，且具有位于该第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的所述的第四孔洞，其中

所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片，另包括一黑色矩阵，配置于所述的基板上，且在该基板上定义出多个像素区。

3.一种彩色滤光片，包括：

一基板；以及

一彩色滤光层，配置于该基板上，包括：

一红色光子晶体结构，包括多个第一缺陷共振腔，且具有位于所述的第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞，相邻两个第一缺陷共振腔的距离大于等于三个周期；

一绿色光子晶体结构，包括多个第二缺陷共振腔，且具有位于所述的第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的所述的第四孔洞，相邻两个第二缺陷共振腔的距离大于等于三个周期；以及

一蓝色光子晶体结构，包括多个第三缺陷共振腔，且具有位于所述的第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的所述的第四孔洞，相邻两个第三缺陷共振腔的距离大于等于三个周期，其中

所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

4.如权利要求3所述的彩色滤光片，另包括一黑色矩阵，配置于所述的基板上，且在该基板上定义出多个像素区。

5.一种彩色滤光片的制造方法，包括：

提供一基板；

于该基板上形成一光子晶体材料层；以及

图案化该光子晶体材料层，以形成一彩色滤光层，该彩色滤光层包括：

一红色光子晶体结构，包括一第一缺陷共振腔，且具有位于该第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞；

一绿色光子晶体结构，包括一第二缺陷共振腔，且具有位于该第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的所述的第四孔洞；以及

一蓝色光子晶体结构，包括一第三缺陷共振腔，且具有位于该第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的所述的第四孔洞，其中

所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

6.如权利要求5所述的彩色滤光片的制造方法，另包括于所述的基板上形成一黑色矩阵，而在该基板上定义出多个像素区。

7.一种彩色滤光片，包括：

一基板，包括一反射区及一穿透区；

一有机材料层，配置于该反射区中的基板上；以及

一彩色滤光层，配置于该基板上且覆盖该有机材料层，包括：

一红色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的一第一缺陷共振腔，且具有位于该第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞；

一绿色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的一第二缺陷共振腔，且具有位于该第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的所述的第四孔洞；以及

一蓝色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的一第三缺陷共振腔，且具有位于该第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的所述的第四孔洞，其中

所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

8.如权利要求7所述的彩色滤光片，另包括一黑色矩阵，配置于所述的基板上，且在该基板上定义出多个像素区。

9.一种彩色滤光片，包括：

一基板，包括一反射区及一穿透区；

一有机材料层，配置于该反射区中的基板上；以及

一彩色滤光层，配置于该基板上且覆盖该有机材料层，包括：

一红色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的多个第一缺陷共振腔，且具有位于所述的第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞，相邻两个第一缺陷共振腔的距离大于等于三个周期；

一绿色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的多个第二缺陷共振腔，且具有位于所述的第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的所述的第四孔洞，相邻两个第二缺陷共振腔的距离大于等于三个周期；以及

一蓝色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的多个第三缺陷共振腔，且具有位于所述的第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的所述的第四孔洞，相邻两个第三缺陷共振腔的距离大于等于三个周期，其中

所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

10.如权利要求9所述的彩色滤光片，另包括一黑色矩阵，配置于所述的基板上，且在该基板上定义出多个像素区。

11.一种彩色滤光片的制造方法，包括：

提供一基板，包括一反射区及一穿透区；

于该反射区中的基板上形成一有机材料层；

于该基板上形成一光子晶体材料层，且该光子晶体材料层覆盖所述的有机材料层；以及

图案化该光子晶体材料层，以形成一彩色滤光层，该彩色滤光层包括：

一红色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的一第一缺陷共振腔，且具有位于该第一缺陷共振腔周围的多个第一孔洞及周期排列的多个第四孔洞；

一绿色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的一第二缺陷共振腔，且具有位于该第二缺陷共振腔周围的多个第二孔洞及周期排列的所述的第四孔洞；以及

一蓝色光子晶体结构，包括配置于所述的穿透区内的一第三缺陷共振腔，且具有位于该第三缺陷共振腔周围的多个第三孔洞及周期排列的所述的第四孔洞，其中

所述的第一孔洞的孔径小于所述的第二孔洞的孔径，且所述的第二孔洞的孔径小于所述的第三孔洞的孔径。

12.如权利要求11所述的彩色滤光片的制造方法，另包括于所述的基板上形成一黑色矩阵，而在该基板上定义出多个像素区。

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