结构色基板、光学元件及其制作方法、显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种结构色基板、光学元件及其制作方法、显示装置，该结构色基板包括衬底、多个像素墙结构以及多个纳米凸起，多个像素墙结构相互平行的设置在衬底上，相邻的两个像素墙结构限定出像素带；各像素带中分别独立地设置有多个纳米凸起，且像素带中的多个纳米凸起阵列排布。通过像素墙结构限定出像素带，各像素带中设置有多个纳米凸起，各像素带中的多个纳米凸起呈周期性排布，通过调节纳米凸起间距周期，可选择加强某波长的色调，从而达到调节衍射颜色的色调。由于纳米凸起为物理结构，稳定可靠，避免了传统的胶体墨水中胶体晶体粒子胶粒间距很难控制的问题。粒间距很难控制的问题。粒间距很难控制的问题。

【技术实现步骤摘要】
结构色基板、光学元件及其制作方法、显示装置


[0001]本专利技术涉及结构色显示
，特别是涉及一种结构色基板、光学元件及其制作方法、显示装置。

技术介绍

[0002]通常的颜色再现过程需要采用油墨、颜料、染料等材料，这种颜色再现过程是依靠色素分子在外界光照下选择性的吸收、反射和透射某一特定可见光波范围的波长而显现不同的颜色感觉，这些颜色属于色素色。而这种色料的颜色会随着时间、环境等外界条件不断退化，难以长期存在，而且通常这种色料具有生物毒性，生物、环境相容性较差。
[0003]相对于色素着色，与微观结构密切相关的结构色是完全不同的一种颜色显示再现。结构色是由于光线经过周期性微观结构使得光线选择性干涉(折射、漫反射、衍射或干涉)加强而产生的颜色。结构色具有高彩度、色彩永久保持、虹彩现象、偏振效应等优异特点，其没有色素分子的影响，是一种非常环保的成色体系。传统的获得结构色的方法是使用胶体墨水，但由于胶粒间距难以控制，存在形成颜色不鲜艳等问题，难以进行大范围推广。
[0004]因此，目前的结构色基板、光学元件及其制作方法、显示装置，仍有待改进。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种结构色基板、光学元件及其制作方法、显示装置，以解决传统的使用胶体墨水的获得结构色的方法胶粒间距难以控制而存在形成颜色不鲜艳的问题。
[0006]一种结构色基板，包括：
[0007]衬底；
[0008]多个像素墙结构，多个所述像素墙结构相互平行的设置在所述衬底上，相邻的两个所述像素墙结构限定出像素带；
[0009]多个纳米凸起，各所述像素带中分别独立地设置有多个所述纳米凸起，且所述像素带中的多个所述纳米凸起阵列排布。
[0010]在其中一个实施例中，所述像素带分为第一类像素带、第二类像素带和第三类像素带；
[0011]其中，在所述第一类像素带中，相邻的所述纳米凸起之间的距离为600～750nm，所述纳米凸起的峰底面的直径400～600nm，峰高为650～800nm；
[0012]在所述第二类像素带中，相邻的所述纳米凸起之间的距离为500～600nm，所述纳米凸起的峰底面的直径300～480nm，峰高为600～750nm；
[0013]在所述第三类像素带中，相邻的所述纳米凸起之间的距离为400～500nm，所述纳米凸起的峰底面的直径270～430nm，峰高为550～650nm。
[0014]在其中一个实施例中，所述第一类像素带、所述第二类像素带和所述第三类像素带依次交替排列。
[0015]在其中一个实施例中，所述像素墙结构的高度不低于所述纳米凸起的高度。
[0016]在其中一个实施例中，相邻的所述像素墙结构之间的距离为100～400μm。
[0017]在其中一个实施例中，所述像素墙结构的宽度为15～30μm。
[0018]在其中一个实施例中，所述像素墙结构的高度为1.5～3μm。
[0019]一种光学元件，包括：
[0020]上述任一实施例所述的结构色基板；
[0021]反射层，所述反射层覆盖至少一个所述纳米凸起的至少一部分表面；
[0022]透明折射层，所述透明折射层设置在所述反射层远离所述结构色基板的一侧。
[0023]在其中一个实施例中，所述光学元件进一步包括：
[0024]封装层，所述封装层覆盖所述透明折射层以及所述像素墙结构。
[0025]在其中一个实施例中，形成所述反射层的材料包括银、金、铜、钌、锇、铱和铂中的至少一种。
[0026]在其中一个实施例中，所述反射层的厚度为100～300nm。
[0027]在其中一个实施例中，所述透明折射层的折射率不小于1.5。
[0028]在其中一个实施例中，所述透明折射层的厚度为1.5～5μm。
[0029]在其中一个实施例中，所述反射层覆盖部分所述纳米凸起，不同的所述纳米凸起上覆盖的所述反射层的厚度不完全相同。
[0030]一种光学元件的制作方法，包括以下步骤：
[0031]提供上述任一实施例所述的结构色基板；
[0032]获取目标图案的图像颜色参数；
[0033]根据所述图像颜色参数、打印路径，在所述结构色基板上打印纳米金属墨水，以形成图案化的所述结构色基板；
[0034]对所述图案化的所述结构色基板进行干燥处理，以获得所述光学元件。
[0035]在其中一个实施例中，所述目标图案的图像颜色参数是通过以下方式获得的：
[0036]对所述目标图案进行栅格化处理，以获得数字化参数；
[0037]根据数字化参数确定打印纳米金属墨水滴数的所述图像颜色参数。
[0038]在其中一个实施例中，在所述结构色基板上打印所述纳米金属墨水时，通过控制所述结构色基板上各区域上打印的所述纳米金属墨水的量，实现图案颜色的灰阶变化。
[0039]一种显示装置，该显示装置包括前面描述的光学元件或前面描述的方法制作的光学元件。
[0040]与现有方案相比，上述结构色基板、光学元件及其制作方法、显示装置具有以下有益效果：
[0041]上述结构色基板通过像素墙结构限定出像素带，各像素带中分别独立地设置有多个纳米凸起，且像素带中的多个纳米凸起阵列排布。通过调节同一像素带中相邻的纳米凸起之间的距离，可选择加强某波长的色调，从而达到调节衍射颜色的色调。每个像素带中，相邻的多个纳米凸起可以构成一个子像素单元，由此，每个像素带可视为在纵向方向上排列的多个相同的子像素单元，相同的子像素单元可以显示同一色调。由于多个像素带为相互平行设置，即在结构色基板上形成阵列排布的多个子像素单元，其中，同一像素带中的多个子像素单元相同。进一步地，在横向方向上相邻的若干子像素单元中，可以构成一个像素
单元，例如横向上相邻的三个子像素单元可以构成一个像素单元，第一子像素单元、第二子像素单元、第三子像素单元构成一个像素单元，通过三个不同子像素单元的配合可以使形成的像素单元显示所需的色调。由此，结构色基板上可以形成阵列排布的多个像素单元，通过多个像素单元之间的配合最终形成所需的图案显示。即通过控制每个子像素单元是否参与衍射发光，可控制整体形成特定的图案显示。由于纳米凸起为物理结构，稳定可靠，避免了传统的胶体墨水中胶体晶体粒子胶粒间距很难控制的问题。
[0042]上述光学元件及其制作方法，在纳米凸起的表面上形成反射层，对入射光线选择性干涉加强而产生结构色，在反射层上形成透明折射层，透明折射层的折射率大于反射层的折射率，增大结构色显示的折射率差异，产生光子晶体结构，从而增强颜色显示，使得结构显色实用化。由于纳米凸起为物理结构，稳定可靠，避免了传统的胶体墨水中胶体晶体粒子胶粒间距很难控制的问题。
[0043]上述显示装置包括前面描述的光学元件或前面描述的方法制作的光学元件，由此可以具有前面描述的光学元件或方法所具有的全部特征以及优点。
附图说明...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结构色基板，其特征在于，包括：衬底；多个像素墙结构，多个所述像素墙结构相互平行的设置在所述衬底上，相邻的两个所述像素墙结构限定出像素带；多个纳米凸起，各所述像素带中分别独立地设置有多个所述纳米凸起，且所述像素带中的多个所述纳米凸起阵列排布。2.如权利要求1所述的结构色基板，其特征在于，所述像素带分为第一类像素带、第二类像素带和第三类像素带；其中，在所述第一类像素带中，相邻的所述纳米凸起之间的距离为600～750nm，所述纳米凸起的峰底面的直径400～600nm，峰高为650～800nm；在所述第二类像素带中，相邻的所述纳米凸起之间的距离为500～600nm，所述纳米凸起的峰底面的直径300～480nm，峰高为600～750nm；在所述第三类像素带中，相邻的所述纳米凸起之间的距离为400～500nm，所述纳米凸起的峰底面的直径270～430nm，峰高为550～650nm。3.如权利要求2所述的结构色基板，其特征在于，所述第一类像素带、所述第二类像素带和所述第三类像素带依次交替排列。4.如权利要求1～3任一项所述的结构色基板，其特征在于，所述像素墙结构的高度不低于所述纳米凸起的高度；和/或相邻的所述像素墙结构之间的距离为100～400μm；和/或所述像素墙结构的宽度为15～30μm；和/或所述像素墙结构的高度为1.5～3μm。5.一种光学元件，其特征在于，包括：如权利要求1～4任一项所述的结构色基板；反射层，所述反射层覆盖至少一个所述纳米凸起的至少一部分表面；透明折射层，所述透明折射层设置在所述反...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩平，
申请(专利权)人：广东聚华印刷显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：