TW594060B - Color filter - Google Patents

Description

594060 五、發明說明（1) 【發明背景】 !. 發明領域 本發明有關平面顯示器所用的濾色片，尤其是液晶 示裝置所用之濾色片結構。 … 2·習用技術之描述 作為液晶顯示裝置的濾色片有二種，一種為形成於相 對於薄膜電晶體（於下文亦稱TFT)基板之相對基板的一側 f之濾色片，另一種為形成於TFT基板側的濾色片。圖1係 ^成於相對基板側上的濾色片的一個例子之橫剖面圖。如 4 2 1所示’濾色片之結構包含一透明基板41、一黑色矩陣 我係藉由使用光微影成像等，而以格狀圖案形成於透明 二$41上、一彩色層46，係使用光微影成像將彩色材料， ^染料，顏料，有機顏料，或無機顏料而加以印刷或覆 ^ ’使彩色顏料充填格狀黑色矩陣42之間的空隙、一樹脂 ^層44 ’其覆蓋住彩色層46及黑色矩陣42、及像素電極 ’其形成在樹脂膜層4 4上。 圖2顯示形成於相對基板側上之濾色片的第二個例子 $ h剖面圖’其係揭露於日本專利公開公報第5 —丨丨9 3 〇 6 ^ ’並與本發明係屬同一範疇。第二個例子係稱為TFT上 =色片（Color filter - 0n-TFT，C0T)，其包含一透明電極 二板61、一彩色層66，係形成於透明基板61上、一樹脂膜 ^ ’係形成於彩色層66上、一上二氧化鈦（Ti〇2)層73， 2 %成在樹脂膜層64上、以及一像素電極層65，係形成於 二氧化鈦層73上。上二氧化鈦層73用於改良樹脂膜層64

第5頁 594060 五、發明說明（2) 及像素電極層6 5之間的黏附。 圖3顯示C0T之第三例子的橫剖面圖，其中濾色片係形 成於TFT基板側，其係揭露於EURO DISPLAY’ 99 LATE-NEWS，第77-88頁。第三個例子包含··一透明基板 81、一形成於其上方之TFF，其由閘極配線87，閘極絕緣 膜88，半導體膜91，汲極配線89及源極配線90予以組成、 及一覆蓋住TFT之保護絕緣膜92。如圖所示，TFT之上部 份，除了保護絕緣膜以外，係相似於圖1之結構。也就是 說，開口部位在TFT之半導體膜91上的彩色層86，係形成 於保護絕緣膜9 2上，且開口部係以黑色矩陣加以充填。進 一步地’彩色層86及黑色矩陣82係由樹脂層84及ΙΤ0(銦氧 化錫）之透明像素電極85加以覆蓋。 然而，如IPS (面内轉向型）系統之類的液晶顯示器（其 不具有像素電極或圖2之C0T)中，作為外覆的樹脂層84之、 4伤’可能暴露至液晶顯示層，此係取決於像素電極Μ之 佈局。 ^ 如果樹脂層84係部份地露出，含在液晶層中的氧經由 露出部份而擴散進入彩色層86。到達彩色層86的氧分=受 到外部紫外線之激發能而活化，因此，彩色材料，如彩色 層所用之有機顏料，被分解，造成彩色降解。 因此’當一層體（其形成於彩色層86上， =彩色層86之外）並未完全覆蓋彩色層86時/即體 份係在彩色層86上被㈣，前述的某些問題發生 於/夜日曰顯不器用的習用濾色片基板。

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己知的是，包会 阻隔外部的紫外線。二二+氧化鈦層73的結構，其可 色層6 6係可能由、、☆ s = 這類的遽色片基板中，彩 【發明概述】 脂膜層64内的氧而活化。 本發明的一個目的為辟 有濾色片之基板上的紫滤色片結構’丨不受到具 汉上的系外線或氧而分解。 為了取得上述的目的，太久 光結構，盆至少在# s ^么月的濾色片包含一基本遮 某柄側，P且隔紫外線入射至形成於 ^ 一止々θ。基本遮光結構包含二種遮光結構，苴中 第-遮光結構藉由僅在彩色層上侧直接覆蓋彩色層表面， =阻隔紫外線入射至彩色層上侧的彩色層表面，及 光結構覆蓋彩色層之上侧及下侧。 第一遮光結構包含形成在基板上的彩色層及上遮光 層，其在彩色層之上側直接覆蓋彩色層表面。 第二遮光結構包含：一上遮光層，其形成於彩色層 上、及一下遮光層，其形成於彩色層下方，上遮光層及下 遮光層將紫外線阻隔在彩色層之外。進一步地，上遮光層 在彩色層之上側覆蓋彩色層之表面，更具體地，其在彩色 層之上侧直接地覆蓋彩色層之表面。 本發明第二遮光結構的濾色片包含：一基板、一在基 板上的彩色層、一閘極電極及一半導體層，其包含在基板 及彩色層間的TFT通道區，彩色層係形成於TFT上，一上遮 光層覆蓋彩色層。彩色層包含在TFT通道區上的開口區。 濾色片進一步地包含一黑色矩陣層，其形成於TFT及上遮

m 第7頁 594060 五、發明說明（4) ' --- 光層之間。黑色矩陣層至少覆蓋彩色層之開口區並位在 TFT之通道區上。 遽色片之遮光結構包含二氧化鈦層。 【較佳實施例的詳細說明】 本發明的第一貫施將參考圖4來加以描述，其係形成 於相對於TFT基板之相對基板側上的濾色片的橫剖面圖。 在圖4中，濾色片係由以下依順序在透明基板丨上形成 者所組成：一透明基板1、一下二氧化鈦層3，能遮蔽紫外 ，、一黑色矩陣2、一彩色層6、一上二氧化鈦層丨3，能遮 蔽紫外線並阻隔氧、一樹脂膜層4及一像素電極5。下二氧 化鈦層3及上一氧化鈦層1 3，其為數百nm厚，分別藉由真 空沉積、化學磊晶或濺鍍等予以形成。黑色矩陣2、彩色 層6、樹脂膜層4及像素電極5係由已知之方法分別形成。 將包含於遽色片之彩色層6的有機顏料可包含··花青 顏料衍生物、蒽醌衍生物、靛藍衍生物、噚啡衍生物及/ 或=衍生物等。這些有機顏料一般具有轉移顏料母體分子 之電子吸收波長光譜的所必要的不飽和基團，它們與顏料 退色有很大的關連。退色的機制可能起因活性氧（如單一 悲氧，singlet term oxygen)造成發色團分解，或紫外線 造成發色團分子結構的直接分解。藉由活性氡引起之發色 團分解的例子中，偶發的分解化學反應如下： (起始） •模式1

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RH — RH1顏料分子受激發） (傳播反應） •模式1 R· + 02 — _· + Rooh RH + R〇〇· ^ R •模式2

RH* + 〇2 ^ R00H 2. 產生氧基 •模式1 R00H — R0· +·〇η •模式2 + H20 2R00H — R00· + R〇 3. 氧基分解 RH + R〇· R〇h + 如吾人所熟知去 有不敏感性及遮蔽特^化鈦對|外光波長範圍的光具 阻隔特徵(參考曰本△。進一步地已知，二氧化鈦具：氧 .^ Η +專利公開公報第5- 1 1 9306號）。因為二 ^匕鈦疋單晶物質’其可透過可見光，所以其可應用至遽 色片。

594060 五、發明說明（6) 基於前述，藉由提供上及下二氧化鈦層13及3， 紫外光波長範圍的光傳播至彩色層，因而能限制顏 之直接为解，進而避免退色。進一步地，因為上二& =13阻隔氧遷移至彩色層6並限制自動氧化反應，^化/太 有退色的優點。 传/又 現在參考圖5描述本發明之第二實施例。 圖5所示之濾色片係由依次形成在透明基 ，所組成··一透明基板21、一下二氧化鈦層23、一 tft， =含一閘極配線27，-閑極絕緣膜28…没極配線29，一 =極配線30，-半導體膜31及保護絕緣膜32、一黑色 傻去：如色層26、一上二氧化鈦層33、一樹脂膜層24及-:素電極25。下二氧化鈦層23及上二氧化鈦層33， Π ’分別藉由真空沉積、化學遙晶或濺鍍等予；;形 色矩陣22、$色層26、樹脂膜層24及像 由已=之方法分別形成。 實施=述之TFT上濾色片的結構，得取得相同於第一 1;=·:。也就是說’上及下二氧化鈦層的功能為防 進！：i到達彩色層26 ’因而限制顏料分子之直接分解， 26，ί ΐ，上二氧化鈦層33的功能為防止氧到達彩色層 點。 限制自動氧化反應之進行，故取得沒有退色之優 之上2一前述之實施例中，二氧化鈦層係形成在彩色層 結構取;Τ ^而應瞭解的是，沒有退色之優點能由滤色片 ^ '、中一氧人鈦層係僅在彩色層之上側而直接接

594060 圖式簡單說明 本發明之上述及其他目的、特微及優點，在配合圖式 參考下述的詳細說明之下，當可更加明顯。其中 圖1係一橫剖面圖，顯示習用濾色片的第一例子。 圖2係一橫剖面圖，顯示習用濾色片的第二例子。 圖3係一橫剖面圖，顯示習用濾色片的第三例子。 圖4係一橫剖面圖，顯示本發明第一實施例的濾色 片。 圖5係一橫剖面圖，顯示本發明第二實施例的濾色 圖6係一橫剖面圖，顯示本發明第一實施例之變形的 濾色片。 [ 圖式 符 號 說 明 ] 1 透 明 基 板 13 二 氧 化 鈦 層 2 黑 色 矩 陣 21 透 明 基 板 22 黑 色 矩 陣 23 下 二 氧 化 鈦 層 24 樹 脂 膜 層 25 像 素 電 極 26 彩 色 層 27 閘 極 配 線 28 閘 極 絕 緣 膜 29 汲 極 配 線

第12頁 594060 圖式簡單說明 3 下二氧化鈦層 30 源極配線 31 半導體膜 32 保護絕緣膜 33 上二氧化鈦層 4 樹脂膜層 41 透明基板 42 黑色矩陣 44 樹脂膜層 45 像素電極 46 5 彩色層 像素電極 6 彩色層 61 墓板 64 樹脂膜層 65 像素電極層 66 彩色層 73 二氧化鈦層 81 透明基板 82 黑色矩陣 84 樹脂層 85 像素電極 86 彩色層 87 閘極配線

第13頁 594060 圖式簡單說明 88 閘極絕緣膜 89 汲極配線 90 源極配線 91 半導體膜 92 保護絕緣膜 1··1 第14頁

Claims (1)

1. 594060 __g 號 90100329 ____垄二月 B 格 π：_ 六、申請專利範圍 1. 一種用於一平面顯示器之遽色片’包含： 一透明基板； 一第一紫外線遮光層’係形成於該透明基板之上； 複數個彩色層，係直接形成於該第一紫外線遮光層之 上，俾以防止穿過該透明基板的紫外線入射至該彩色層的 底部表面；以及 一第二紫外線遮光層’係形成於該彩色層之上’因此 該彩色層會由該第一紫外線遮光層及該第二紫外線遮光層 包夾於其中，以防止紫外線入射於其上； 其中，該第一紫外線遮光層與第二紫外線遮光層係由 一氧化欽形成。 2 ·如申請專利範圍第1項之用於一平面顯系器之滤色片’ 其中’該第二紫外線遮光層係與該彩色層直接接觸。 3·如申請專利範圍第1項之用於一平面顯系器之滤色片， 其中’此濾色片更包含形成於該第二紫外線遮光層上之一 像素電極。

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