专利名称：具有太阳能电池功能的彩色滤光基板及显示面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有太阳能电池功能的彩色滤光基板以及包含此彩色滤光基板的显示设备。
背景技术：
近年来，随着人类对于能源的需求越来越大，能源短缺的问题也更加严重。因此， 业界及用户对于节省能源的电子产品的需求也随之升高，这样的需求让太阳能电池相关技术蓬勃发展。各种电子产品中都装设有显示设备，以作为显示信息以及用户使用这些电子产品的接口。液晶显示设备虽已广泛地应用在这些电子产品中，但降低液晶显示设备的耗电量仍然是业界追求的目标。在现有技术中，仍欠缺将太阳能电池与显示设备两者作高效能整合的技术，因此目前仍需一种新的技术，以更有效能地结合显示设备与太阳能电池。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种具有太阳能电池功能的彩色滤光基板。该具有太阳能电池功能的彩色滤光基板包含一基板以及多个彩色滤光层。彩色滤光层设置于基板上，其中至少一个彩色滤光层至少包含一第一电极、一相对于第一电极的第二电极、一光电转换层。该光电转换层设置于第一电极与第二电极之间。根据本发明一实施方式，光电转换层的材料为有机光电转换材料。根据本发明一实施方式，彩色滤光基板更包含一覆盖层，覆盖于彩色滤光层上。根据本发明一实施方式，彩色滤光基板更包含一黑色矩阵层，设置于两个相邻的彩色滤光层之间。根据本发明一实施方式，黑色矩阵层至少包含一第三电极、一相对于第三电极的第四电极、另一光电转换层，该另一光电转换层设置于第三电极与第四电极之间。根据本发明一实施方式，所述另一光电转换层的材料为有机光电转换材料。根据本发明一实施方式，彩色滤光基板更包含一连接电极，连接电极设置在基板上，且其连接彩色滤光层的第一电极或第二电极。根据本发明一实施方式，彩色滤光基板更包含一连接电极，设置在基板上，且其连接黑色矩阵层的第三电极或第四电极。根据本发明的另一个方面，提供一种显示设备，该显示设备包含上述任一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板、一对向基板以及一显示介质层。所述显示介质层设置在对向基板与具有太阳能电池功能的彩色滤光基板之间。根据本发明一实施方式，显示设备更包含一矩阵层，设置于对向基板上。根据本发明一实施方式，显示设备更包含一矩阵层，设置于具有太阳能电池功能的彩色滤光基板上。根据本发明一实施方式，显示设备更包含一矩阵层，设置于基板与彩色滤光层之间。
根据本发明一实施方式，显示设备更包含一储电装置，储电装置具有二个端点分别电性连接于彩色滤光层的第一电极与第二电极。根据本发明一实施方式，显示设备更包含一黑色矩阵层，设置于两个相邻的彩色滤光层之间，且黑色矩阵层至少包含一第三电极、一相对于第三电极的第四电极以及另一光电转换层，该另一光电转换层设置于第三电极与第四电极之间。根据本发明一实施方式，显示设备更包含一储电装置，储电装置具有二个端点分别电性连接于第三电极与第四电极。采用本发明，其彩色滤光层除了具有彩色滤光的功能外，还具有太阳能电池的功能，这与传统的彩色滤光层仅有彩色滤光的功能是完全不同的，且该彩色滤光层可产生电能，进而可降低显示器的耗电量，并降低对环境的伤害。
读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式
以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，图1绘示本发明一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的上视图。图2A绘示图1沿线段2-2’的剖面示意图。图2B绘示本发明另一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的剖面示意图。图2C绘示本发明另一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的剖面示意图。图2D绘示本发明另一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的剖面示意图。图2E绘示本发明另一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的剖面示意图。图2F绘示本发明另一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的剖面示意图。图2G绘示本发明另一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的剖面示意图。图2H绘示本发明另一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的剖面示意图。图21绘示本发明另一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板的剖面示意图。图3A绘示本发明一实施方式的显示设备的剖面示意图。图;3B绘示本发明另一实施方式的显示设备的剖面示意图。图3C绘示本发明另一实施方式的显示设备的剖面示意图。主要组件符号说明100彩色滤光基板110 基板120R、120G、120B 彩色滤光层
131第一电极
132第二电极
133第三电极
Π4第四电极
136光电转换层
138光电转换层
140覆盖层
150黑色矩阵层
160连接电极
200显示设备
210对向基板
220显示介质层
230矩阵层
232介电层
240储电装置
2-2’线段
具体实施例方式为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对了本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所揭露的各实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。在以下描述中，将详细叙述许多特定细节以使读者能够充分理解以下的实施例。 然而，可在无此等特定细节之情况下实践本发明的实施例。在其他情况下，为简化图式，熟知的结构与装置仅示意性地绘示于图中。图1绘示本发明一实施方式的具有太阳能电池功能的彩色滤光基板100的上视图，图2A绘示图1沿线段2-2’的剖面示意图。彩色滤光基板100包含基板110以及多个彩色滤光层120R、120G、120B。例如，彩色滤光层120R、120G、120B可分别为红色滤光层、绿色滤光层及蓝色滤光层的三色滤光层为范例，但不限于此。于其它实施例中，彩色滤光层也可是四色滤光层，例如红色、绿色、蓝色与黄色的四色滤光层(RGBY)；红色、绿色、蓝色与白色的四色滤光层(RGBW)；黄色、洋红色(magenta)、青色(cyan)与黑色的四色滤光层 (YMCK)；或者是色坐标上其它的色彩。此外，本发明以三个或四个滤光层为范例，但不限于此，5个、6个或6个以上也可作为实施例之一。也就是说，本发明的彩色滤光片色彩至少包含2个色彩，且上述混合后的颜色可实质上呈现白色。较佳地，本发明的彩色滤光片色彩至少包含3个色彩，且混合后的颜色可实质上呈现白色。基板110用以承载形成在其上方的多个彩色滤光层120R、120G、120B。第一基板 102的材质及厚度并无特殊限制，只要其具有足够的机械强度以及化学稳定性即可。例如， 基板110为单层或多层结构，其材料包含石英、玻璃、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚甲基丙酸酸甲酯(poly methylmethacrylate, PMMA)、聚碳酸酉旨(poly carbonate, PC)、聚苯謎(poly (phenylene oxide), PPO)、聚甲酸(Polyoxy Methylene, POM)、聚苯乙烯(polystyrene, PS)、苯并环丁烯.(benzocyclobutene, BCB)、聚苯并唑(polybenzazole，ΡΒ0)、聚亚酰胺(polyimide)、上述可挠性材料、上述至少两种混合物、上述至少两种共聚合物、或其它合适的材料。彩色滤光层120R、120G、120B设置于基板110上。在一实施方式中，如图1所示， 这些彩色滤光层120R、120G、120B以矩阵方式配置在基板110上，以对应于显示器的像素区域。这些彩色滤光层120R、120G、120B中的至少一个彩色滤光层包含第一电极131、第二电极132以及光电转换层136。第一电极131与第二电极132相对设置，光电转换层136 设置于第一电极131与第二电极132之间。在一实施方式中，如图2A所示，第一电极131 配置在基板110上，光电转换层136配置在第一电极131上，第二电极132配置在光电转换层136上。光电转换层136用以吸收第一波长范围的光(或称为电磁波，例如可见光)，并将被吸收的光(例如可见光或非可见光)转换为电能。再者，光电转换层136允许第二波长范围的光(例如可见光)穿透，且穿透的光(例如可见光)用以呈现彩色滤光层的颜色。在一实施方式中，光电转换层136能够吸收波长范围为约380至约600nm(纳米)的光(例如可见光)，并让波长范围为约600至约780nm的光(例如可见光)穿透。穿透过光电转换层136的光(例如可见光)能够用来显示或呈现彩色滤光层120R的约红色的颜色。同时，将被吸收的波长范围为约380至约600nm的光(例如可见光)转换为电。因此，光电转换层136同时兼具产生电的功能以及呈现颜色的功能。在另一实施方式中，光电转换层136能够吸收波长范围为约380至约450nm以及波长范围为约600至约780nm的光 (例如可见光)，并允许波长为约450nm至约600nm的光(例如可见光)穿透，因此使彩色滤光层120G呈现约绿色的颜色，并将被吸收的波长范围为约380至约450nm以及约600 至780nm的光转换为电。在又一实施方式中，光电转换层136能够吸收波长范围为约500 至约780nm的光(例如可见光)，并允许波长为约380nm至约500nm的光(例如可见光) 穿透，因此使彩色滤光层120B呈现约蓝色的颜色，同时将被吸收的光(例如可见光)转换为电。在其他实施方式，依照彩色滤光层所要呈现于色彩坐标上颜色的波长范围穿透，而除了被穿透的波长范围之外的波长范围皆被吸收转换为电，以下简单举出一些例子说明，例如光电转换层136能够允许波长为约560nm至约580nm的光(例如可见光)穿透并吸收其他波长范围的光(例如可见光)，使彩色滤光层呈现约黄色的颜色，并将被吸收的光 (例如可见光)转换为电。或者是，光电转换层136能够允许波长为约500nm至约540nm 的光(例如可见光)穿透并吸收其他波长范围(例如约380nm至约500nm与约540nm至约780nm)的光(例如可见光)，使彩色滤光层呈现约青色(cyan)的颜色，并将被吸收的光 (例如可见光)转换为电。或者是，光电转换层136能够允许波长为约380nm至约500nm 与约600nm至约780nm的光(例如可见光)穿透并吸收其他波长范围(例如约500nm至约600nm)的光(例如可见光)，使彩色滤光层呈现约洋红色(magenta)的颜色，并将被吸收的光(例如可见光)转换为电。或者是，光电转换层136能够允许波长为约380nm至约 420nm的光(例如可见光)穿透并吸收其他波长范围(例如约420nm至约780nm)的光 (例如可见光)，使彩色滤光层呈现约紫色(violet)的颜色，并将被吸收的光(例如可见光)转换为电，但不限于此。光电转换层136可为单层或多层结构。在一实施方式中，光电转换层136是由两个以上的层别所堆叠而成。例如，至少一N型半导体层(或称为N型光电转换材料)以及至少一 I型半导体(intrinsic semiconductor或称为I型光电转换材料)层；至少一 P型半导体层(或称为P型光电转换材料)以及至少一 I型半导体层；至少一 N型半导体层以及至少一 P型半导体层；或是至少一 N型半导体层、至少一 I型半导体层以及至少一 P型半导体层的堆叠结构。其中，上述层别的上下堆叠顺序，并不加以限定。上述N型、I型以及 P型半导体层的材料及形成方法，可参见中国大陆上海大学硕士论文“PIN结构有机太阳能电池的研究”(唐健敏著)以及Yan Hee Jang等人发表的期刊论文(Yan Hee Jang et.al， THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY，2011，115，p.21508-21516)。在一实施方式中，光电转换层136包含有机光电转换材料。具体而言，N型半导体层的材料可例如为[6，6]_苯基-C 61-丁酸甲酯聚(3-己基噻吩)(PCBM:P3HT)、 W，6]-苯基-C 61-丁酸甲酯聚[2，6-(4，4_双乙基己基)_4H_环戊[2，l_b ；3， 4-b' ]-二噻吩)-交替-4，7-(2，l，3-苯并噻二唑)](PCBM:PCPDTBT)、富勒烯衍生物、η 型掺杂碳六十(η-doped C60)、3，4，9，10-茈四羧基二酰亚胺(PTCDI)或8-羟基喹啉铝 (Alq3)。在另一实施方式中，N型半导体层的材料为聚合物，且此聚合物是由以下化学式 (I)-(IV)所示单体结构而制造衍生得到
权利要求
1.一种具有太阳能电池功能的彩色滤光基板，其特征在于，所述彩色滤光基板包含一基板；以及多个彩色滤光层，设置于该基板上，所述多个彩色滤光层中的至少一彩色滤光层至少包含一第一电极；一相对于该第一电极的第二电极；以及一光电转换层，设置于该第一电极与该第二电极之间。
2.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，该光电转换层的材料为有机光电转换材料。
3.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，所述彩色滤光基板更包含一覆盖层，覆盖于所述多个彩色滤光层上。
4.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，所述彩色滤光基板更包含一黑色矩阵层，设置于两个相邻的彩色滤光层之间。
5.如权利要求4所述的彩色滤光基板，其特征在于，该黑色矩阵层至少包含一第三电极、一相对于该第三电极的第四电极、另一光电转换层，其中所述另一光电转换层设置于该第三电极与该第四电极之间。
6.如权利要求5所述的彩色滤光基板，其特征在于，该另一光电转换层的材料为有机光电转换材料。
7.如权利要求1所述的彩色滤光基板，其特征在于，所述彩色滤光基板更包含一连接电极，设置该基板上，且其连接所述多个彩色滤光层的该第一电极或该第二电极。
8.如权利要求5所述的彩色滤光基板，其特征在于，所述彩色滤光基板更包含一连接电极，设置该基板上，且其连接该黑色矩阵层的该第三电极或该第四电极。
9.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包含如权利要求1所述的一具有太阳能电池功能的彩色滤光基板；一对向基板；以及一显示介质层，设置于该对向基板与该具有太阳能电池功能的彩色滤光基板之间。
10.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备更包含一矩阵层，设置于该对向基板上。
11.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备更包含一矩阵层，设置于该具有太阳能电池功能的彩色滤光基板上。
12.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备更包含一矩阵层，设置于该基板与所述多个彩色滤光层之间。
13.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备更包含一储电装置，具有二个端点分别电性连接于所述多个彩色滤光层的该第一电极与该第二电极。
14.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备更包含一黑色矩阵层， 设置于两个相邻的彩色滤光层之间，且该黑色矩阵层至少包含一第三电极、一相对于该第三电极的第四电极以及另一光电转换层，其中所述另一光电转换层设置于该第三电极与该第四电极之间。
15.如权利要求14所述的显示设备，其特征在于，所述显示设备更包含一储电装置，具有二个端点分别电性连接于该第三电极与该第四电极。
全文摘要
本发明提供了一种具有太阳能电池功能的彩色滤光基板，包含基板以及多个彩色滤光层。彩色滤光层设置于基板上，其中至少一个彩色滤光层包含第一电极、相对于第一电极的第二电极、光电转换层。光电转换层设置于第一电极与第二电极之间。本发明还揭示了一种具有该彩色滤光基板的显示设备。采用本发明，其彩色滤光层除了具有彩色滤光的功能外，还具有太阳能电池的功能，这与传统的彩色滤光层仅有彩色滤光的功能是完全不同的，且该彩色滤光层可产生电能，进而可降低显示器的耗电量，并降低对环境的伤害。
文档编号H01L51/44GK102540565SQ20121007893
公开日2012年7月4日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者孙杰, 莫尧安 申请人:友达光电(苏州)有限公司, 友达光电股份有限公司