一种彩色滤光片及其制备方法和显示设备技术

本发明专利技术公开了一种彩色滤光片及其制备方法和显示设备，彩色滤光片包括透明衬底和设置于透明衬底上的金属纳米孔结构，金属纳米孔结构呈周期性排列以形成线栅结构，金属纳米孔结构为含有纳米孔的纳米金属结构。制备方法包括：制备用于纳米压印的母模板的第一结构或用于转印的母模板的第二结构；采用纳米压印设备在透明衬底上压印出第一结构，并在已压印第一结构的透明衬底上蒸镀金属及去胶以形成彩色滤光片；或在用于转印的母模板上蒸镀金属形成金属纳米孔结构，将金属纳米孔结构从用于转印的母模板上剥离并转移到透明衬底上。本发明专利技术实施例中的彩色滤光片分辨率高、工艺简单且适合批量生产，可广泛应用于显示技术领域。可广泛应用于显示技术领域。可广泛应用于显示技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种彩色滤光片及其制备方法和显示设备


[0001]本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种彩色滤光片及其制备方法和显示设备。

技术介绍

[0002]彩色滤光片是液晶显示的重要组成部件，液晶显示器对彩色滤光片的性能要求一般包括高色纯度和高对比度两个方面。传统的彩色滤光片是通过在玻璃基板上分散涂布颜料和合成染料的方式实现，基于颜料对有色光的选择性吸收，可以实现红绿蓝等颜色的显示。传统的彩色滤光片由颜料分散涂布工艺制备，难以制作小尺寸(微米级别)的单元，分辨率较低，限制了其在高PPI(Pixels Per Inch，像素密度)中的应用，如AR(Augmented Reality，增强现实)或VR(Virtual Reality，虚拟现实)等器件；另外，传统彩色滤光片的制备对经济和环境不友好、工艺复杂；上述问题使基于颜料和染料的彩色滤光片已经不能满足电子设备日益增长的需求。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术实施例的目的是提供一种彩色滤光片及其制备方法和显示设备，该彩色滤光片分辨率高、工艺简单且适合批量生产。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供了一种彩色滤光片，包括透明衬底和设置于所述透明衬底上的金属纳米孔结构，所述金属纳米孔结构呈周期性排列以形成线栅结构，所述金属纳米孔结构为含有纳米孔的纳米金属结构。
[0005]可选地，所述透明衬底包括柔性透明衬底。
[0006]可选地，所述柔性透明衬底的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯及水凝胶中的任一种。
[0007]可选地，所述金属纳米孔结构的材料包括金、银、铝、铜、镍、铬、钛中的任一种。
[0008]第二方面，本专利技术实施例提供了一种显示设备，包括上述的彩色滤光片。
[0009]第三方面，本专利技术实施例提供了一种彩色滤光片的制备方法，所述彩色滤光片包括透明衬底和设置于所述透明衬底上的金属纳米孔结构，包括以下步骤：
[0010]制备用于纳米压印的母模板或用于转印的母模板，其中，所述用于纳米压印的母模板的结构为第一结构，所述用于转印的母模板的结构为第二结构，所述第一结构与所述金属纳米孔结构为互补结构，所述第二结构与所述金属纳米孔结构相同；
[0011]采用纳米压印设备在所述透明衬底上压印出所述第一结构，并在已压印所述第一结构的透明衬底上蒸镀金属及去胶以形成彩色滤光片；
[0012]或在所述用于转印的母模板上蒸镀金属形成所述金属纳米孔结构，将所述金属纳米孔结构从所述用于转印的母模板上剥离并转移到所述透明衬底上。
[0013]可选地，制备用于纳米压印的母模板或用于转印的母模板，具体包括：
[0014]选取硬基材料作为制备母模板的基材；
[0015]通过电子束直写设备进行光刻形成第一结构或第二结构。
[0016]实施本专利技术实施例包括以下有益效果：本专利技术实施例中彩色滤光片包括透明衬底和设置于透明衬底上的金属纳米孔结构；金属纳米孔结构最小可以做到亚微米级别的尺寸，因此具有极高的分辨率；另外，金属纳米孔结构通过电子束直写设备制备母模板或用于转印的母模板，并采用母模板采用纳米压印或转印的工艺制备金属纳米孔结构，从而制备彩色滤波片，制备工艺简单、成本低，适合大面积批量生产。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的一种彩色滤光片的结构示意图；
[0018]图2是本专利技术实施例提供的一种彩色滤光片对RGB三原色的滤光图谱；
[0019]图3是本专利技术实施例提供的一种彩色滤光片在不同拉伸比例下的光谱响应图；
[0020]图4是本专利技术实施例提供的不同材料的衬底对应的彩色滤光片的透射光谱图；
[0021]图5是本专利技术实施例提供的一种彩色滤光片的制备方法的步骤流程示意图；
[0022]图6是本专利技术实施例提供的另一种彩色滤光片的制备方法的步骤流程示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0024]如图1所示，本专利技术实施例提供了一种彩色滤光片，包括透明衬底3和设置于所述透明衬底3上的金属纳米孔结构1，所述金属纳米孔结构1呈周期性排列以形成线栅结构，所述金属纳米孔结构1为含有纳米孔2的纳米金属结构。
[0025]本领域技术人员可以理解的是，周期性的金属纳米孔结构1和金属纳米孔结构1之间的间隙组成了线栅结构(行或列)。
[0026]彩色滤光片的工作原理如下：周期性金属纳米孔结构1的表面等离子体激元干涉以及金属纳米孔结构1与介质透明衬底3之间的电磁响应是彩色滤光的原理所在；这可以理解为：将入射电磁波转换成表面等离子体激元的耦合过程，通过金属纳米孔结构1的自由表面电荷与金属纳米孔结构1和介质透明衬底3界面处的入射电磁波之间的耦合来激发。
[0027]需要说明的是，彩色滤光片中金属纳米孔结构可以根据具体实际需求设计，包括但不限于图1中的金属纳米孔结构1。
[0028]可选地，所述金属纳米孔结构的材料包括金、银、铝、铜、镍、铬、钛中的任一种。
[0029]具体地，金属纳米孔结构的金属材料可提供自由表面电荷，从而使周期性金属纳米孔结构的表面产生离子体激元干涉，以及使金属纳米孔结构与介质透明衬底之间的产生电磁响应。
[0030]需要说明的是，本专利技术实施例中的基于对称的纳米结构设计，具有偏振不敏感的特性，在各种偏振角度入射光下可以保持一致的光输出。
[0031]参阅图2，图2为彩色滤光片的透射率光谱图，从图2可知，彩色滤光片对R(红)、G(绿)、B(蓝)三色都具有较高的透射率，其中，彩色滤光片对R和B的透射率高达80％左右，可拉伸彩色滤光片对G的透射率达到60％左右。由此可见，可拉伸彩色滤光片对GRB三原色具有高滤光特性。
[0032]可选地，所述透明衬底包括柔性透明衬底。
[0033]具体地，柔性透明衬底在施加拉伸力的过程中，由于金属纳米孔结构的尺寸极小，且孔与孔之间有间隙和由周期性的金属结构组成线栅部分存在，彩色滤光片能够得以完好保持形状而不会被撕裂。
[0034]需要说明的是，采用不同的金属纳米孔结构，同样达到可拉伸的效果，金属纳米孔结构包括但不限于图1中的金属纳米孔结构。
[0035]传统彩色滤光片难以实现柔性显示，而本申请中的微纳结构彩色滤光片可以在一定的拉伸/弯折比例下保持较高质量的滤光特性。
[0036]参阅图3，图3为可拉伸彩色滤光片在不同拉伸比下的透射率光谱图，从图3可知，当拉伸比在0％～30％之间时，虽然光谱响应有所偏移，但是大致变化趋势较接近，且偏移后的光谱仍在RGB颜色范围内。由此可见，在一定的拉伸比下，可拉伸彩色滤光片输出光谱仅会出现很小的频率偏移，仍能保持高质量的颜色响应。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种彩色滤光片，其特征在于，包括透明衬底和设置于所述透明衬底上的金属纳米孔结构，所述金属纳米孔结构呈周期性排列以形成线栅结构，所述金属纳米孔结构为含有纳米孔的纳米金属结构。2.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述透明衬底包括柔性透明衬底。3.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述柔性透明衬底的材料包括聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚碳酸酯及水凝胶中的任一种。4.根据权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于，所述金属纳米孔结构的材料包括金、银、铝、铜、镍、铬、钛中的任一种。5.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1
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4任一项所述的彩色滤光片。6.一种彩色滤光片的制备方法，其特征在于，所述彩色滤光片包括透明衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：林佑昇，文遥，陈坤霖，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：