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1、(10)申请公布号 CN 103675978 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103675978 A (21)申请号 201310700201.8 (22)申请日 2013.12.18 G02B 5/28(2006.01) G02F 1/1335(2006.01) H01L 27/32(2006.01) (71)申请人 深圳市华星光电技术有限公司 地址 518132 广东省深圳市光明新区塘明大 道 92 号 (72)发明人 黄宏基 (74)专利代理机构 深圳市德力知识产权代理事 务所 44265 代理人 林才桂 (54) 发明名称 波长选择型彩色滤光片及使用该波长选择型 彩。
2、色滤光片的显示结构 (57) 摘要 本发明提供一种波长选择型彩色滤光片及 使用该波长选择型彩色滤光片的显示结构， 所述 波长选择型彩色滤光片包括 ： 第一高反射率材 料层、 形成于第一高反射率材料层上的第一介 电质材料层、 及形成于第一介电质材料层上的 第二高反射率材料层 ； 所述第一、 二高反射率材 料层之间具有至少两种固定间距 ； 其通过利用 Fabry-Perot 结构的波长选择特性， 使得滤光方 式为反射式滤光， 提高了所得光线的色彩饱和度 并提高了光的利用效率。本发明的显示结构的波 长选择型彩色滤光片和 TFT 阵列结构层能够同时 集成于同一基板， 因此能减少对位精度的影响， 可 以。
3、提升对应的显示面板开口率， 达成对应的显示 面板的高穿透率。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103675978 A CN 103675978 A 1/1 页 2 1. 一种波长选择型彩色滤光片， 其特征在于， 包括 ： 第一高反射率材料层 （20） 、 形成于 第一高反射率材料层 （20） 上的第一介电质材料层 （30） 、 及形成于第一介电质材料层 （30） 上的第二高反射率材料层 （40） ； 所述第一、 二高反射率材料层 。
4、(20、 40) 之间具有至少两种 固定间距。 2. 如权利要求 1 所述的波长选择型彩色滤光片， 其特征在于， 所述第一、 二高反射率 材料层 （20、 40） 为金属材料层、 非金属材料层或复合材料层， 所述第一、 二高反射率材料层 （20、 40） 为单层或多层结构 ； 所述第一介电质材料层 （30） 为金属化合物层、 有机材料层或 复合材料层， 所述第一介电质材料层 （30） 为单层结构。 3. 如权利要求 2 所述的波长选择型彩色滤光片， 其特征在于， 所述第一、 二高反射率材 料层 （20、 40） 均为单层银薄膜 ； 所述第一介电质材料层 （30） 为单层二氧化硅薄膜。 4. 如。
5、权利要求 3 所述的波长选择型彩色滤光片， 其特征在于， 所述单层银薄膜厚度为 20nm， 所述第一、 二高反射率材料层 (20、 40) 之间具有三种固定间距， 分别是 200nm、 345nm、 290nm。 5. 一种显示结构， 其特征在于， 包括 ： 基板 （1） 、 形成于基板 （1） 上的波长选择型彩色滤 光片 （2） 、 形成于波长选择型彩色滤光片 （2） 上的平坦层 （4） 、 及形成于平坦层 (4) 上的 TFT 阵列结构层 (6) ； 所述波长选择型彩色滤光片 （2） 包括 ： 第一高反射率材料层 (20)、 形成于 第一高反射率材料层 （20） 上的第一介电质材料层 （3。
6、0） 、 及形成于第一介电质材料层 （30） 上的第二高反射率材料层 （40） ； 所述第一、 二高反射率材料层 (20、 40) 之间具有至少两种 固定间距。 6. 如权利要求 5 所述的显示结构， 其特征在于， 所述基板 （1） 为玻璃基板、 或透明塑料 基板 ； 所述平坦层 (4) 为介电质材料层 ； 所述 TFT 阵列结构层 （6） 通过成膜、 曝光、 显影、 及 蚀刻工序形成于平坦层 (4) 上。 7. 如权利要求 5 所述的显示结构， 其特征在于， 所述第一、 二高反射率材料层 （20、 40） 为金属材料层、 非金属材料层或复合材料层， 所述第一、 二高反射率材料层 （20、 4。
7、0） 为单层 或多层结构 ； 所述第一介电质材料层 （30） 为金属化合物层、 有机材料层或复合材料层， 所 述第一介电质材料层 （30） 为单层结构。 8. 如权利要求 7 所述的显示结构， 其特征在于， 所述第一、 二高反射率材料层 （20、 40） 均为单层银薄膜 ； 所述第一介电质材料层 （30） 为单层二氧化硅薄膜。 9. 如权利要求 8 所述的显示结构， 其特征在于， 所述单层银薄膜厚度为 20nm， 所述第 一、 二高反射率材料层 (20、 40) 之间具有三种固定间距， 分别是 200nm、 345nm、 290nm。 10. 如权利要求 5 所述的显示结构， 其特征在于， 还。
8、包括形成于 TFT 阵列结构层 （6） 上 的白光有机电致发光结构层 （8） 。 权 利 要 求 书 CN 103675978 A 2 1/5 页 3 波长选择型彩色滤光片及使用该波长选择型彩色滤光片的 显示结构 技术领域 0001 本发明涉及平面显示领域， 尤其涉及一种波长选择型彩色滤光片及使用该波长选 择型彩色滤光片的显示结构。 背景技术 0002 平面显示装置包括液晶显示装置 （LCD） 和有机电致发光 （OLED） 显示装置， 其具有 机身薄、 省电、 无辐射等众多优点， 得到了广泛的应用。 0003 请参阅图 1， 现有的液晶显示装置的显示结构一般包括 ： TFT（薄膜晶体管） 基板。
9、 100、 与 TFT 基板 100 相对贴合设置的 CF（彩色滤光片） 基板 300 及设于 TFT 基板 100 与 CF 基板 300 之间的液晶 500， TFT 基板 100 一般包括 ： 基板 102 及形成于基板 102 上的薄膜晶 体管阵列104， 该薄膜晶体管阵列104通过光罩制程形成于基板102上 ； 请参阅图2， 所述CF 基板 300 包括 ： 基板 302 及形成于基板 302 上的 RGB（红绿蓝） 色阻 304 和 BM（黑色矩阵） 306。 0004 所述 CF 基板 300 通过不同的色阻 304 对特定波长光线的吸收特性进行选择滤光， 因此该种吸收性CF基板。
10、300的穿透率损失约2/3， 光的利用效率低， 色彩饱和度较差。 而且 由于 TFT 阵列及 CF 分别形成在两块不同的基板上， 再进行对位组合形成显示结构， 在对位 工艺上存在一定的精度限制， 从而影响了开口率及光的利用率。 0005 Fabry-Perot(法布里-珀罗)结构是由两块平行放置止的高反射率的膜片材料形 成的腔结构， 以输入光垂直到达第一个膜片材料， 通过腔体后从第二个膜片材料出来的光 为输出光， 此时可用 FP 腔的传输函数公式来显示其 FP 腔随波长的传输率变化特征。FP 腔 的传输函数公式如下 ： 0006 0007 上式中， A 为膜片材料及腔内材料的吸收系数， R 为。
11、膜片材料反射率， n 为腔内材料 折射率， l0为腔长， l 为腔体长度改变量， 为光的波长， T(|) 为 FP 腔随波长的传输 率变化特征。通过上式可知 FP 腔的传输率与光的波长有关， Fabry-Perot 结构可以利用光 的干涉性质对不同的波长的光线进行选择， 并且该种选择方式为反射式 ( 非吸收性 )， 因此 光线的利用效率较高， 而且由 Fabry-Perot 结构选择后得到的光线的色彩饱和度也较好。 0008 将 Fabry-Perot 结构应用于彩色滤光片上， 能够很好的改善彩色滤光片滤光后的 光线的色彩饱和度， 并提高了光的利用效率， 并使得彩色滤光片和 TFT 阵列结构有。
12、可能同 时集成于同一基板。 说 明 书 CN 103675978 A 3 2/5 页 4 发明内容 0009 本发明的目的在于提供一种波长选择型彩色滤光片， 其通过利用 Fabry-Perot 结 构的波长选择特性， 使得滤光方式为反射式 (（非吸收性） ， 提高光的利用效率。 0010 本发明的另一目的在于提供一种显示结构， 其通过利用 Fabry-Perot 结构的波长 选择型彩色滤光片， 使得波长选择型彩色滤光片和 TFT 阵列结构层同时集成于同一基板。 0011 为实现上述目的， 本发明提供一种波长选择型彩色滤光片， 包括 ： 第一高反射率材 料层、 形成于第一高反射率材料层上的第一介。
13、电质材料层、 及形成于第一介电质材料层上 的第二高反射率材料层 ； 所述第一、 二高反射率材料层之间具有至少两种固定间距。 0012 所述第一、 二高反射率材料层为金属材料层、 非金属材料层或复合材料层， 所述第 一、 二高反射率材料层为单层或多层结构 ； 所述第一介电质材料层为金属化合物层、 有机材 料层或复合材料层， 所述第一介电质材料层为单层结构。 0013 所述第一、 二高反射率材料层均为单层银薄膜 ； 所述第一介电质材料层为单层二 氧化硅薄膜。 0014 所述单层银薄膜厚度为 20nm， 所述第一、 二高反射率材料层之间具有三种固定间 距， 分别是 200nm、 345nm、 290。
14、nm。 0015 本发明还提供一种显示结构， 包括 ： 基板、 形成于基板上的波长选择型彩色滤光 片、 形成于波长选择型彩色滤光片上的平坦层、 及形成于平坦层上的 TFT 阵列结构层 ； 所述 波长选择型彩色滤光片包括 ： 第一高反射率材料层、 形成于第一高反射率材料层上的第一 介电质材料层、 及形成于第一介电质材料层上的第二高反射率材料层 ； 所述第一、 二高反射 率材料层之间具有至少两种固定间距。 0016 所述基板为玻璃基板、 或透明塑料基板 ； 所述平坦层为介电质材料层 ； 所述 TFT 阵 列结构层通过成膜、 曝光、 显影、 及蚀刻工序形成于平坦层上。 0017 所述第一、 二高反射。
15、率材料层为金属材料层、 非金属材料层或复合材料层， 所述第 一、 二高反射率材料层为单层或多层结构 ； 所述第一介电质材料层为金属化合物层、 有机材 料层或复合材料层， 所述第一介电质材料层为单层结构。 0018 所述第一、 二高反射率材料层均为单层银薄膜 ； 所述第一介电质材料层为单层二 氧化硅薄膜。 0019 所述单层银薄膜厚度为 20nm， 所述第一、 二高反射率材料层之间具有三种固定间 距， 分别是 200nm、 345nm、 290nm。 0020 还包括形成于 TFT 阵列结构层上的白光有机电致发光结构层。 0021 本发明的有益效果 ： 本发明的波长选择型彩色滤光片， 其通过利用。
16、 Fabry-Perot 结构的波长选择特性， 使得滤光方式为反射式 （非吸收性） ， 提高了所得光线的色彩饱和度 并提高了光的利用效率。本发明的显示结构其通过利用 Fabry-Perot 结构的波长选择型彩 色滤光片， 提高了所得光线的色彩饱和度并提高了光的利用效率， 并使得波长选择型彩色 滤光片和 TFT 阵列结构层能够同时集成于同一基板， 因此能减少对位精度的影响， 可以提 升对应的显示面板开口率， 达成对应的显示面板的高穿透率。 0022 为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容， 请参阅以下有关本发明的详细 说明与附图， 然而附图仅提供参考与说明用， 并非用来对本发明加以限制。 说。
17、 明 书 CN 103675978 A 4 3/5 页 5 附图说明 0023 下面结合附图， 通过对本发明的具体实施方式详细描述， 将使本发明的技术方案 及其它有益效果显而易见。 0024 附图中， 0025 图 1 为现有的液晶显示结构示意图 ； 0026 图 2 为现有的彩色滤光片基板结构示意图 ； 0027 图 3 为本发明波长选择型彩色滤光片一优选实施例的结构示意图 ； 0028 图 4 为本发明显示结构第一实施例的结构示意图 ； 0029 图 5 为本发明显示结构第二实施例的结构示意图。 具体实施方式 0030 为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果， 以下结合本发明的优选实。
18、施 例及其附图进行详细描述。 0031 请参阅图 3， 为本发明波长选择型彩色滤光片一优选实施例的结构示意图， 所述波 长选择型彩色滤光片包括 ： 第一高反射率材料层 20、 形成于第一高反射率材料层 20 上的第 一介电质材料层 30、 及形成于第一介电质材料层 30 上的第二高反射率材料层 40。所述第 一、 二高反射率材料层 20、 40 之间具有至少两种固定间距， 即所述第一介电质材料层 30 具 有至少两种厚度。 0032 由此可见， 所述波长选择型彩色滤光片具有多层平行平面薄膜结构， 结合所使用 的材料可以判定， 其为 Fabry-Perot( 法布里 - 珀罗 ) 结构。以输入光。
19、垂直到达第一高反射 率材料层20， 通过第一介电质材料层30后从第二高反射率材料层40出来的光为输出光， 此 时可用 FP 腔的传输函数公式来显示本发明波长选择型彩色滤光片光线穿透率。FP 腔的传 输函数公式如下 ： 0033 0034 上式中， 参考传统 Fabry-Perot 结构的 FP 腔的设置可知， 应用于本发明中， A 为所 述第一、 二高反射率材料层 20、 40 及所述第一介电质材料层 30 的吸收系数， R 为所述第一、 二高反射率材料层 20、 40 的反射率， n 为所述第一介电质材料层 30 折射率， l0为所述第一 介电质材料层 30 厚度， l 为所述第一、 二高反。
20、射率材料层 20、 40 之间不同固定间距的改 变量， 为光的波长， T(|) 为本发明波长选择型彩色滤光片随波长的光线穿透率变化特 征。 0035 由上式可知， 第一、 二高反射率材料层20、 40及第一介电质材料层30的材料， 与所 述第一介电质材料层 30 的厚度 （第一、 二高反射率材料层 20、 40 之间的固定间距） 共同作 用， 决定所述波长选择型彩色滤光片随波长的光线穿透率 ； 因此可以通过单独调整第一、 二 说 明 书 CN 103675978 A 5 4/5 页 6 高反射率材料层20、 40或第一介电质材料层30的材料， 也可以单独调整所述第一介电质材 料层 30 的厚度。
21、， 抑或同时调整第一、 二高反射率材料层 20、 40 及第一介电质材料层 30 的材 料和调整所述第一介电质材料层 30 的厚度， 来实现对透过光线的波长的选择。 0036 所述第一、 二高反射率材料层 20、 40 可以是金属材料层、 非金属材料层或复合材 料层， 可以是单层或多层结构。所述第一、 二高反射率材料层 20、 40 于波长 380nm 至 780nm 的可视光范围内， 反射率大于 50% 且小于 100%。 0037 在本实施例中第一、 二高反射率材料层 20、 40 均为单层银薄膜。 0038 所述第一介电质材料层 30 可以是金属化合物层、 有机材料层或复合材料层， 一般。
22、 为单层。所述第一介电质材料层 30 于波长 380nm 至 780nm 的可视光范围内， 折射率介于 1.3 至 2.1 之间。 0039 在本实施例中第一介电质材料层 30 为单层二氧化硅 （SiO2） 薄膜。 0040 由于所述第一、 二高反射率材料层 20、 40 之间具有至少两种固定间距， 其定义了 第一介电质材料层 30 不同位置的厚度， 从而对应不同波长的光线。 0041 在本实施例中， 作为第一、 二高反射率材料层 20、 40 的单层银薄膜厚度均为 20nm， 其具有三种固定间距， 分别是 200nm,345nm,290nm， 即作为第一介电质材料层 30 的单层 二氧化硅薄。
23、膜对应三个固定间距位置的厚度分别是 200nm,345nm,290nm， 依次对应蓝色 (426nm)、 绿色 (537nm) 及红色 (618nm) 的波长， 可根据上述公式计算得到全波段平均穿透 率大于 50% 的波长选择型彩色滤光片。 0042 实际使用中， 所述波长选择型彩色滤光片可藉由调整第一、 二高反射率材料层 20、 40 的反射率及第一介电质材料层 30 的厚度， 实现半高宽小于 30nm， 且穿透接近 100% 的高 效率特定波长选择， 可以实现高色彩饱和度， 从而大大提高光线的利用率。 0043 请参阅图 4， 为本发明使用所述波长选择型彩色滤光片的显示结构的第一实施例 的。
24、结构示意图， 所述显示结构包括 ： 基板 1、 形成于基板 1 上的波长选择型彩色滤光片 2、 形 成于波长选择型彩色滤光片 2 上的平坦层 4、 及形成于平坦层 4 上的 TFT 阵列结构层 6 ； 所 述波长选择型彩色滤光片 2 包括 ： 第一高反射率材料层 20、 形成于第一高反射率材料层 20 上的第一介电质材料层30、 及形成于第一介电质材料层30上的第二高反射率材料层40。 所 述第一、 二高反射率材料层 20、 40 之间具有至少两种固定间距， 即所述第一介电质材料层 30 具有至少两种厚度。 0044 所述基板 1 为玻璃基板、 或透明塑料基板。 0045 所述第一、 二高反射。
25、率材料层 20、 40 可以是金属材料层、 非金属材料层或复合材 料层， 可以是单层或多层结构。所述第一、 二高反射率材料层 20、 40 于波长 380nm 至 780nm 的可视光范围内， 反射率大于 50% 且小于 100%。 0046 在本实施例中第一、 二高反射率材料层 20、 40 均为单层银薄膜。 0047 所述第一介电质材料层 30 可以是金属化合物层、 有机材料层或复合材料层， 一般 为单层。所述第一介电质材料层 30 于波长 380nm 至 780nm 的可视光范围内， 折射率介于 1.3 至 2.1 之间。 0048 在本实施例中第一介电质材料层 30 为单层二氧化硅 (。
26、SiO2) 薄膜。 0049 由于所述第一、 二高反射率材料层 20、 40 之间具有至少两种固定间距， 其定义了 第一介电质材料层 30 不同位置的厚度， 从而对应不同波长的光线。 说 明 书 CN 103675978 A 6 5/5 页 7 0050 具体地， 第一、 二高反射率材料层20、 40及第一介电质材料层30的材料， 与所述第 一介电质材料层 30 的厚度 （第一、 二高反射率材料层 20、 40 之间的固定间距） 共同作用， 决 定所述波长选择型彩色滤光片随波长的光线穿透率 ； 因此可以通过单独调整第一、 二高反 射率材料层20、 40或第一介电质材料层30的材料， 也可以单独。
27、调整所述第一介电质材料层 30 的厚度， 抑或同时调整第一、 二高反射率材料层 20、 40 及第一介电质材料层 30 的材料和 调整所述第一介电质材料层 30 的厚度， 来实现对透过光线的波长的选择。 0051 在本实施例中， 作为第一、 二高反射率材料层 20、 40 的单层银薄膜厚度均为 20nm， 其具有三种固定间距， 分别是 200nm,345nm,290nm， 即作为第一介电质材料层 30 的单层 二氧化硅薄膜对应三种固定间距位置的厚度分别是 200nm,345nm,290nm， 依次对应蓝色 （426nm） 、 绿色 （537nm） 及红色 （618nm） 的波长， 可根据上述公。
28、式计算得到全波段平均穿透 率大于 50% 的波长选择型彩色滤光片。 0052 所述平坦层 4 可以为介电质材料层， 例如是金属化合物层、 有机材料层或复合材 料层， 其为单层。设置平坦层 4 的作用在于， 制备时， 有利于 TFT 阵列结构层 6 的集成。 0053 所述 TFT 阵列结构层 6 为现有的 TFT 阵列结构直接形成于平坦层 4 上得到， 制备 时可以通过常规的成膜、 曝光、 显影、 蚀刻等工序形成。 0054 本发明的显示结构， 可以在 TFT 阵列结构层 6 形成间隔物 （PS） ， 然后与另一基板 （未图示） 相贴合， 并注入液晶 （未图示） ， 形成液晶显示面板。 005。
29、5 除此之外， 还可以利用 OLED（有机电致发光） 材料进一步改进第一实施例， 请参阅 图 5， 其为本发明第二实施例， 相对于第一实施例而言， 第二实施例还包括形成于 TFT 阵列 结构层 6 上的白光有机电致发光结构层 8， 此时本发明第二实施例的显示结构即为高效率 的底部发光型全彩式 OLED 显示器结构。 0056 综上所述， 本发明的波长选择型彩色滤光片， 其通过利用 Fabry-Perot 结构的波 长选择特性， 使得滤光方式为反射式 ( 非吸收性 )， 提高了所得光线的色彩饱和度并提高了 光的利用效率。本发明的显示结构其通过利用 Fabry-Perot 结构的波长选择型彩色滤光。
30、 片， 提高了所得光线的色彩饱和度并提高了光的利用效率， 并使得波长选择型彩色滤光片 和 TFT 阵列结构层能够同时集成于同一基板， 因此能减少对位精度的影响， 可以提升对应 的显示面板开口率， 达成对应的显示面板的高穿透率。 0057 以上所述， 对于本领域的普通技术人员来说， 可以根据本发明的技术方案和技术 构思作出其他各种相应的改变和变形， 而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的 保护范围。 说 明 书 CN 103675978 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103675978 A 8 2/2 页 9 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103675978 A 9 。