专利名称：具光电效应的显示面板与应用其的电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示面板，且特别涉及一种具光电效应的显示面板。
背景技术：
大多数可携式电子装置，例如通讯手机、个人数字助理(personal digitalassistant, PDA)、PDA手机、数字相机、掌上型游乐器、翻译机、车用影音装置、笔记 型电脑等，多是以电池供电。由于电池的电量固定，其仅有特定的放电时间，当电量耗尽后 即必须更换新的电池或是进行充电的动作。上述的电子装置中，耗电量大的元件多为显示面板与光源，尤其是液晶显示面板 对于电源更有相当程度的依赖性，若无足够的电源供应，使用上将有相当大的限制。因此， 如何克服上述限制以提升电子装置的使用效能，乃实为各家厂商研发产品的重点。
发明内容
本发明涉及一种具光电效应的显示面板与应用其的电子装置，使显示面板在光照 射下可产生光电转换效应，因而具有自行供电的效能。本发明提出一种具光电效应的显示面板，其包括第一基板与第二基板。第一基板 具有像素阵列，其中，像素阵列包括多个显示像素。第二基板平行于第一基板，并包括底板 与黑色矩阵，其中，黑色矩阵位于底板与第一基板之间。黑色矩阵包括第一光电转换区块与 第二光电转换区块。第一光电转换区块具有层叠设置在底板上的第一透明电极、第一半导 体层与第一金属电极。第二光电转换区块具有层叠设置在底板上的第二透明电极、第二半 导体层与第二金属电极。第二透明电极电性连接第一金属电极，由此使第二光电转换区块 与第一光电转换区块串联。本发明另提出一种电子装置，其包括光源与显示面板。显示面板设置在光源的一 侧，并包括第一基板与第二基板。第一基板具有像素阵列，其中，像素阵列包括多个显示像 素，而各显示像素具有至少一像素开关。第二基板平行于第一基板，并包括底板与黑色矩 阵，其中，黑色矩阵位于底板与第一基板之间。黑色矩阵包括第一光电转换区块与第二光电 转换区块。第一光电转换区块具有层叠设置在底板上的第一透明电极、第一半导体层与第 一金属电极。第二光电转换区块具有层叠设置在底板上的第二透明电极、第二半导体层与 第二金属电极。第二透明电极电性连接第一金属电极，由此使第二光电转换区块与第一光 电转换区块串联。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作 详细说明如下
图1为依照本发明优选实施例的一种电子装置的示意图。图2为图1电子装置其显示面板的俯视图。图6A、6B与6C分别为图2沿着44’、83’、(-(’切线的第二基板具有绝缘层的剖图3A、3B与3C分别为图2沿着A_A’、B_B’、C-C’切线的第二基板的剖面图。图4黑色矩阵的金属电极厚度降低的示意图。图5A、5B与5C分别为图2沿着A_A’、B_B’、C_C’切线的第二基板其金属电极具有 开孔的剖面图。面图。
图7为自发光显示元件的示意图 附图标记说明 1 电子装置 200 显示面板 203,403 第二基板 205,405 像素开关 209、209，、409 黑色矩阵 209B.409B 第二光电转换区块 210A、210A，滤光层 215 第一半导体层 -开口 半导体层 开口 透明电极
219 第-225 第: 229 第: 231廉
234 绝缘层 Gl 第一断开口 G3:第三断开口 Ll 外部光线
100 光源
201,401 第一基板 204 显示像素 207 底板 209A、409A 第一光电转换区块 210,210'彩色滤光结构 213:第一透明电极 217、217，、217” 第 223 第二透明电极 227、227，、227”第
230 开孔 232 第四透明电极 400 自发光显示元件 G2 第二断开口 I 串联区域 L2 背光光线
金属电极
金属电极
具体实施例方式本实施例披露一种具光电效应的显示面板与应用其的电子装置。显示面板的基板 结构包括底板以及黑色矩阵。黑色矩阵由多个电性连接的光电转换区块构成，使黑色矩阵 除用以作为遮光元件，亦可吸收外部光源以转换成新的电源，并进一步利用此电源，以下以 多个图式说明此具光电效应的基板结构与应用其的显示面板与电子装置。请参照图1、2，图1为依照本发明优选实施例的一种电子装置的示意图，图2为图 1电子装置其显示面板的俯视图。如图1所示，电子装置1包括光源100与具光电效应的 显示面板200。光源100例如是背光模块，其设置在显示面板200的一侧，用以提供显示面 板200的照射。显示面板200包括第一基板201与第二基板203。第一基板201具有像素 阵列，其中，像素阵列包括多个显示像素204 (见图2)，而各显示像素204具有至少一像素开 关205。第二基板203平行于第一基板201，并包括底板207与黑色矩阵209，其中，黑色矩 阵209位于底板207与第一基板201之间。黑色矩阵209包括多个光电转换区块，本实施 例是以二个相邻的第一光电转换区块209A与第二光电转换区块209B作说明，其中，第一与 第二光电转换区块209A、209B各对应多个显示像素204 (见图2)。另外，第二基板203更具有彩色滤光结构210，其例如是设置在第二基板203靠近第一基板201的最内侧。彩色滤光 结构210具有多个滤光层210A，各对应一显示像素204(见图2)设置。并请参照图3A、3B与3C，分别为图2沿着A-A’、B-B’、C-C’切线的第二基板的剖 面图。如图3A所示，第一光电转换区块209A具有第一透明电极213、第一半导体层215与 第一金属电极217，依序设置在底板207的下表面，而第一光电转换区块209A更具有多个 第一开口 219 (见图3B)，贯穿第一半导体层215与第一金属电极217，并各对应一显示像素 204 (见图2)，且滤光层210A填满第一开口 219。第二光电转换区块209B具有第二透明电 极223、第二半导体层225与第二金属电极227，依序设置在底板207的下表面，而第二光电 转换区块209B更具有多个第二开口 229 (见图3B)，贯穿第二半导体层225与第二金属电极 227，并各对应一显示像素204 (见图2)，滤光层2IOA并填满第二开口 229。如图3A的区域 I所示，由于第一金属电极217电性连接第二透明电极223，使第一光电转换区块209A与第 二光电转换区块209B以串联的形式连接起来。再如二个光电转换区块的串联区域I所示，第一透明电极213与第二透明电极223 之间具有第一断开口 G1，使第一与第二透明电极213、223形成断路。第一半导体层215填 满第一断开口 Gl且部分延伸至第二透明电极223上。此外，第一半导体层215与第二半导 体层225之间具有第二断开口 G2，第一金属电极217填满第二断开口 G2以电性连接第二透 明电极223。第一金属电极217与第二金属电极227之间则以第三断开口 G3分隔开来，以 避免二者产生导通的情形。第一半导体层215与第二半导体层225分别为P-N结结构，其中，单一个P-N结结 构包括P型半导体与N型半导体。P-N结结构可为非晶硅(amorphous Si)、多晶硅(poly crystalline Si)或微晶硅(micro-crystal Si)等，而其材料则可为有机半导体材料或无 机半导体材料。当P-N结结构受到光照射时，P型与N型半导体会因光而产生电子_空穴对， 因而可以让半导体内产生电子流动，再透过设置在半导体层上下两侧的透明电极与金属电 极将电流引出，就可以形成一个光电池的结构。如图3A所示，第一光电转换区块209A与第 二光电转换区块209B各别构成一个完整的光电池，且二者之间透过串联区域I的连接，当 第二基板203受到外部光线Ll照射时，第一与第二光电转换区块209A、209B所产生的电流 方向如虚线箭头所示。本实施例虽然仅以第一与第二光电转换区块209A、209B作说明，然 实际上第二基板201中整面的黑色矩阵209皆是由光电转换区块串联而成，使整个显示面 板200产生的电压因此可串联加大，如此一来，输出的电压便得以供作充电或是其他用途 使用。请参照图4，其为黑色矩阵的金属电极厚度降低的示意图。如图4所示，黑色矩阵 209’的第一金属电极217’与第二金属电极227’相较于第一与第二金属电极217、227的 厚度更小，使第一与第二金属电极217’、227’形成具有半穿透(transflective)光学性质 的透光金属薄膜。如此一来，黑色矩阵209’就可以在外部光线Ll的直接照射下、外部光线 Ll经第一基板201 (见图1)的反射光照射下、以及光源100其背光光线L2的照射下，直接 进行发电的动作。为使金属电极具有半穿透光学性质，除了上述采用降低金属电极厚度的方式外， 也可直接在金属电极上制作出开孔，让背光光线穿透。请参照图5A、5B与5C，分别为图2 沿着A-A’、B-B’、C-C’切线的第二基板其金属电极具有开孔的剖面图。如图5A所示，第一金属电极217”与第二金属电极227”各具有多个开孔230。且优选地，第一光电转换区块 209A更具有第三透明电极231，设置在第一半导体层215与第一金属电极217”之间，而第 二光电转换区块209B更具有第四透明电极232，设置在第二半导体层225与第二金属电极 227”之间。由于第一金属电极217”与第二金属电极227”具开孔230的设计，在开孔230 处并无法发挥光电池的效能，因此，可通过第三透明电极231与第四透明电极232的设置， 以维持第一光电转换区块209A与第二光电转换区块209B全面产生光电效应的特性。上述实施例中，如图3B与图3C所示，是直接将滤光层210填满黑色矩阵209的第 一开口 219与第二开口 229，然本发明并不限定于此。请参照图6A、6B与6C，分别为图2沿 着A-A’、B-B’、C-C’切线的第二基板具有绝缘层的剖面图。于彩色滤光结构210’与黑色矩 阵209之间可配置绝缘层234，如图6B或图6C所示，此绝缘层234将黑色矩阵209的第一 开口 219与第二开口 229填平，并整面覆盖在黑色矩阵209的下表面以作为保护层或是平 坦层使用。例如保护第一金属电极217与第二金属电极227，以避免在后续工艺中损伤第 一与第二金属电极217、227。此外，绝缘层234将第一开口 219与第二开口 229填平后，并 可使黑色矩阵209的下表面平坦化，如此一来，在后续制作彩色滤光结构210’时，可有效防 止彩色滤光结构210’因黑色矩阵209下表面不够平坦而产生厚度不均的情形。另外，上述实施例中，电子装置1虽是以光源100提供背光源照射显示面板200以 显示画面，然本发明并不限定于此。请参照图7，其为自发光显示元件的示意图。自发光显 示元件400，例如是有机发光二极管显示元件(OLED)，具有第一基板401与第二基板403，其 中，第一基板401上具有多个像素开关405。第二基板403具有黑色矩阵409，其采用前述 黑色矩阵209或209，的设计，具有至少第一光电转换区块409A与第二光电转换区块409B。 黑色矩阵409具光电转换效应，因此，自发光显示元件400的显示像素可直接利用黑色矩阵 409所转换的新电源以产生自发光的效果，而省去外部光源的使用，简化装置的结构。本发明上述实施例所披露的具光电效应的显示面板与应用其的电子装置，是于基 板中以具有光电转换特性的结构作为彩色滤光结构的黑色矩阵，使基板在受光照射的状态 下可产生光电转换效应，进而产生电流，以供作充电或是其他用途使用。此外，黑色矩阵是 可同时利用外部环境光源以及电子装置其本身装设的光源进行光电转换，使电流产生的效 益更为提高。由于目前大多数显示面板需要以外加电源的方式驱动，尤其是应用液晶显示 面板类的电子装置其面板的耗电量更大，且电子装置内部的光源或其他电子元件亦需要电 源驱动。本发明上述实施例的显示面板因可自行供电，且在光线充足的场所更可明显增加 其装置的电源供电能力，因此可避免耗电量过度的情形发生，进而延长电子装置其内部电 池的使用时间。综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。本发 明所属技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。 因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。
权利要求
一种具光电效应的显示面板，用以装设在电子装置中，该显示面板包括第一基板，具有像素阵列，其中，该像素阵列包括多个显示像素；以及第二基板，平行该第一基板设置，并包括底板与黑色矩阵，其中，该黑色矩阵位于该底板与该第一基板之间，该黑色矩阵并包括第一光电转换区块，具有层叠设置在该底板上的第一透明电极、第一半导体层与第一金属电极；以及第二光电转换区块，具有层叠设置在该底板上的第二透明电极、第二半导体层与第二金属电极，其中，该第二透明电极电性连接该第一金属电极，由此使该第二光电转换区块与该第一光电转换区块串联。
2.如权利要求1所述的显示面板，其中该第一透明电极与该第二透明电极之间具有第 一断开口，该第一半导体层填满该第一断开口且部分延伸至该第二透明电极上，而该第一 半导体层与该第二半导体层之间具有第二断开口，该第一金属电极填满该第二断开口以电 性连接该第二透明电极。
3.如权利要求1所述的显示面板，其中该第一金属电极与该第二金属电极分别为透光 金属薄膜。
4.如权利要求1所述的显示面板，其中该第一金属电极与该第二金属电极分别具有多 个开孔，该第一光电转换区块更具有设置在该第一半导体层与该第一金属电极之间的第三 透明电极，该第二光电转换区块更具有设置在该第二半导体层与该第二金属电极之间的第 四透明电。
5.如权利要求1所述的显示面板，其中该第二基板还包括彩色滤光结构，该彩色滤光 结构包括对应所述多个显示像素的多个滤光层，该第二基板还包括设置在该彩色滤光结构 与该底板之间的绝缘层。
6.如权利要求1所述的显示面板，其中该第一半导体层与该第二半导体层分别为P-N 结结构，该P-N结结构的材料为有机半导体材料或无机半导体材料。
7.如权利要求1所述的显示面板，其中所述多个显示像素为自发光显示像素。
8.一种电子装置，包括光源；以及显示面板，设置在该光源的一侧，并包括第一基板，具有像素阵列，其中，该像素阵列包括多个显示像素；以及第二基板，平行该第一基板，并设置在该光源的一侧，该第二基板包括底板与黑色矩 阵，其中，该黑色矩阵位于该底板与该第一基板之间，并包括第一光电转换区块，具有层叠设置在该底板上的第一透明电极、第一半导体层与第一 金属电极；第二光电转换区块，具有层叠设置在该底板上的第二透明电极、第二半导体层与第二 金属电极，其中，该第二透明电极电性连接该第一金属电极，由此使该第二光电转换区块与 该第一光电转换区块串联；以及彩色滤光结构，该彩色滤光结构包括多个滤光层，对应所述 多个显示像素。
9.如权利要求8所述的电子装置，其中该第一透明电极与该第二透明电极之间具有第 一断开口，该第一半导体层填满该第一断开口且部分延伸至该第二透明电极上，而该第一半导体层与该第二半导体层之间具有第二断开口，该第一金属电极填满该第二断开口以电 性连接该第二透明电极。
10.如权利要求8所述的电子装置，其中该第一金属电极与该第二金属电极分别具有 多个开孔，该第一光电转换区块更具有设置在该第一半导体层与该第一金属电极之间的第 三透明电极，该第二光电转换区块更具有设置在该第二半导体层与该第二金属电极之间的 第四透明电极。
11.如权利要求8所述的电子装置，其中该第二基板还包括设置在该彩色滤光结构与 该底板之间的绝缘层。
全文摘要
本发明公开了一种具光电效应的显示面板与应用其的电子装置。一种具光电效应的显示面板，包括相互平行的第一基板与第二基板。第一基板具有像素阵列，其中，像素阵列包括多个显示像素。第二基板包括底板与黑色矩阵，其中，黑色矩阵位于底板与第一基板之间。黑色矩阵具有第一光电转换区块与第二光电转换区块。第一光电转换区块具有多个层叠设置在底板上的第一透明电极、第一半导体层与第一金属电极。第二光电转换区块具有多个层叠设置在底板上的第二透明电极、第二半导体层与第二金属电极。第二透明电极电性连接第一金属电极，由此使第二光电转换区块与第一光电转换区块串联起来。
文档编号H01L25/065GK101908529SQ20091014398
公开日2010年12月8日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者刘锦璋, 王文俊 申请人:胜华科技股份有限公司