光子晶体复合彩膜、制作方法、彩色滤光基板技术

本申请公开了一种光子晶体复合彩膜及其制作方法、彩色滤光基板，复合彩膜包括：光通道层，包括上下相叠的第一光子晶体层和第二光子晶体层，其包括阵列排布的光通道单元，在各光通道单元中，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带不同，第一光子晶体层与第二光子晶体层的光子禁带的组合使得仅允许红光、绿光或蓝光通过光通道单元；以及量子点材料层，其设置在光通道层的一侧，包括阵列排布的红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域，它们分别和光通道层中的红光通道单元和绿光通道单元相对应。根据本申请实施例的复合彩膜，减少了蓝色量子点材料的使用，降低成本，可显著提高彩膜的透过率。

Photonic Crystal Composite Color Film, Fabrication Method and Color Filter Substrate

The present application discloses a photonic crystal composite color film and its fabrication method, and a color filter substrate. The composite color film includes an optical channel layer, including an overlapping first photonic crystal layer and a second photonic crystal layer, including an array of optical channel units. In each optical channel unit, the photonic band gap of the first photonic crystal layer is different from that of the second photonic crystal layer. The combination of the photonic band gap between the first photonic crystal layer and the second photonic crystal layer allows only red, green or blue light to pass through the optical channel unit; and the quantum dot material layer, which is set on one side of the optical channel layer, including the red-light quantum dot excitation material area arranged in the array and the green-light quantum dot excitation material area, respectively, and the red-light channel unit and the green-light excitation material area in the optical channel layer. Channel units correspond. The composite color film according to the embodiment of the present application reduces the use of blue quantum dot material, reduces the cost and significantly improves the transmission of the color film.

【技术实现步骤摘要】
光子晶体复合彩膜、制作方法、彩色滤光基板
本公开一般涉及显示
，具体涉及光子晶体复合彩膜、制作方法、彩色滤光基板。
技术介绍
量子点是能够发光的纳米级半导体晶体，粒径一般介于1～10nm之间，相当于10～50个原子大小，量子点当受到光的激发时，将会发出明亮的有光谱纯色的可见光；光子晶体是一种具有光子带隙的周期性介电结构，由于光子禁带的存在，频率落在禁带区域内的光波不能在光子晶体中传播，故其能够选择性的反射特定频率的光波，而频率位于禁带区域外的光则能够在其中传播。已知在显示
，将量子点材料和光子晶体结合用于显示的技术，利用量子点混合到光子晶体内部，用白光激发量子点，使其发出相应RGB光波，其中的光子晶体起到选择性透光的作用；但是其存在明显缺陷，量子点位于光子晶体内部，白光到达量子点材料前必然会被光子晶体选择性屏蔽一部分光，只能透过相应少量光到达量子点，影响光利用效率。另外，采用蓝光激发量子点发出光波，通过具有缺陷态的一维光子晶体选择性透过R、G、B光波时，一维光子晶体由两种不同折射率介质材料交替堆叠而成，通常至少做十层才会体现出其对光波的选择性，工艺难度极高，并且一维光子晶体通常具有角度依存性，即不同视角观看颜色不一致。
技术实现思路
在下文中给出关于本专利技术的简要概述，以便提供关于本专利技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本专利技术的穷举性概述。它并不是意图确定本专利技术的关键或重要部分，也不是意图限定本专利技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。基于上述技术现状，本申请在第一方面提出一种光子晶体复合彩膜，所述光子晶体复合彩膜包括：光通道层，包括上下相叠的第一光子晶体层和第二光子晶体层，被配置为包括阵列排布的光通道单元，在各所述光通道单元中，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带不同，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带的组合使得仅允许红光、绿光或蓝光通过所述光通道单元；以及量子点材料层，其设置在所述光通道层的一侧，包括阵列排布的红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域，所述红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域分别和所述光通道层中的红光通道单元和绿光通道单元相对应。根据本申请实施例实现的光子晶体复合彩膜，通过将量子点材料设置到光子晶体外部，量子点模块仅包含红、绿量子点发光材料，可以采用蓝光作为激发光源，减少蓝色量子点材料的使用，降低成本，并且光子晶体对对应原色光通道内传播的原色光吸收极弱，可显著提高彩膜的透过率。根据具体实施例，所述光子晶体复合彩膜还包括：反射增强层，设置在所述量子点材料层的远离所述光通道层的一侧，包括相叠的第三光子晶体层和第四光子晶体层，第三光子晶体层由光子禁带位于红光和绿光中之一颜色区域的光子晶体组成，第四光子晶体层被配置为光子禁带位于红光和绿光中另一颜色区域的光子晶体组成。通过设置反射增强层，可以使得量子点材料层向下反射的红、绿光不能在反射增强层中传播，从而全部反射向光通道层的出光面，故可显著提高光的利用率及透射光强度、降低光损失。根据具体实施例，第一光子晶体层由光子禁带分别位于第一原色光区域和第二原色光区域的光子晶体组成，第二光子晶体层由与第一光子晶体层的对应位置处的光子晶体的光子禁带不同的光子晶体组成。根据这种设置，从量子点材料层出射的三种原色光，经过第一光子晶体层和第二光子晶体层的反射筛选后，仅能通过对应的原色光通道出射到光通道层上方，保证了原色光的单一性和透射光强度。根据具体实施方式，第一光子晶体层是光子禁带分别位于蓝光区域和红光区域的光子晶体组成；第二光子晶体层由对应位置处光子禁带分别位于红光区域和绿光区域的光子晶体组成。根据具体实施例，所述反射增强层还包括平坦化层，所述平坦化层覆盖所述第四光子晶体层，形成平坦表面。通过这种设置，填补红、绿量子材料填充区域以外的空隙，在量子点材料层外侧形成平坦表面，有利于提高外部光线的透射率。根据具体实施例，所述第一层光子晶体和第二层光子晶体的厚度为400nm-80um。根据具体实施例，所述第三层光子晶体和第四层光子晶体的厚度为400nm-80um。根据具体实施例，所述量子点材料层的厚度为40nm-40um。根据具体实施例，所述光子晶体的材料为高折射率的单分散胶体微球，对应的红、绿、蓝微球粒径依次为：190-210nm，160-180nm，130-150nm。根据本申请的第二方面，还提供一种光子晶体复合彩膜的制作方法，所述方法包括：首先，采用喷墨打印方法在玻璃基板上打印光通道层，包括上下相叠的第一光子晶体层和第二光子晶体层，包括阵列排布的光通道单元，在各所述光通道单元中，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带不同，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带的组合使得仅允许红光、绿光或蓝光通过所述光通道单元；以及其次，在所述光通道层的一侧喷墨打印量子点材料层，包括阵列排布的红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域，所述红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域分别和所述光通道层中的红光通道单元和绿光通道单元相对应。根据本申请实施例的光子晶体复合彩膜制作方法，采用喷墨打印技术实现光子晶体光通道的快速大面积构建，工艺难度较低，易于工业化，且可显著提高制作的复合彩膜的透过率和透射光的纯度。根据具体实施例，所述方法还包括：在量子点材料层上方涂敷平坦化层，使量子点材料层表面平坦。根据具体实施例，所述方法还包括：在所述平坦化层上面喷墨打印反射增强层，所述反射增强层自上而下由相叠的第三光子晶体层和第四光子晶体层组成，第三光子晶体层由光子禁带位于红光和绿光中之一颜色区域的光子晶体组成，第四光子晶体层被配置为光子禁带位于红光和绿光中另一颜色区域的光子晶体组成。本申请在第三方面还提供一种彩色滤光基板，所述彩色滤光基板包括玻璃基板和在所述玻璃基本之上布置的根据任一技术方案所述的光子晶体复合彩膜。附图说明参照下面结合附图对本专利技术实施例的说明，会更加容易地理解本专利技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本专利技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。图1是根据本申请的一个实施例提供的光子晶体复合彩膜的组成示意图；图2是根据本申请的一个实施例提供的光子晶体复合彩膜的不同组成结构的示意图；图3是根据本申请的一个实施例提供的光子晶体复合彩膜的制作方法的流程图。具体实施方式下面参照附图来说明本专利技术的实施例。在本专利技术的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。图1为根据一个实施例提供的光子晶体复合彩膜的截面组成示意图。如图1所示，光子晶体复合彩膜包括：光通道层，包括上下相叠的第一光子晶体层和第二光子晶体层，被配置为包括阵列排布的光通道单元，在各所述光通道单元中，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带不同，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带的组合使得仅允许红光、绿光或蓝光通过所述光通道单元；以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光子晶体复合彩膜，其特征在于，所述光子晶体复合彩膜包括：光通道层，包括上下相叠的第一光子晶体层和第二光子晶体层，被配置为包括阵列排布的光通道单元，在各所述光通道单元中，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带不同，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带的组合使得仅允许红光、绿光或蓝光通过所述光通道单元；以及量子点材料层，其设置在所述光通道层的一侧，包括阵列排布的红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域，所述红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域分别和所述光通道层中的红光通道单元和绿光通道单元相对应。

【技术特征摘要】
1.一种光子晶体复合彩膜，其特征在于，所述光子晶体复合彩膜包括：光通道层，包括上下相叠的第一光子晶体层和第二光子晶体层，被配置为包括阵列排布的光通道单元，在各所述光通道单元中，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带不同，第一光子晶体层的光子禁带与第二光子晶体层的光子禁带的组合使得仅允许红光、绿光或蓝光通过所述光通道单元；以及量子点材料层，其设置在所述光通道层的一侧，包括阵列排布的红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域，所述红光量子点激发材料区域和绿光量子点激发材料区域分别和所述光通道层中的红光通道单元和绿光通道单元相对应。2.根据权利要求1所述的光子晶体复合彩膜，其特征在于，所述光子晶体复合彩膜还包括：反射增强层，设置在所述量子点材料层的远离所述光通道层的一侧，包括相叠的第三光子晶体层和第四光子晶体层，第三光子晶体层由光子禁带位于红光和绿光中之一颜色区域的光子晶体组成，第四光子晶体层被配置为光子禁带位于红光和绿光中另一颜色区域的光子晶体组成。3.根据权利要求1或2所述的光子晶体复合彩膜，其特征在于，第一光子晶体层由光子禁带分别位于第一原色光区域和第二原色光区域的光子晶体组成，第二光子晶体层由与第一光子晶体层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琳，宋勇志，王瑞瑞，陈华斌，李兴亮，刘洋，高英强，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11