CN105093679B - 一种显示基板及其制备方法、显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示基板及其制备方法、显示面板和显示装置，所述显示基板包括衬底基板，所述衬底基板上设置有滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置，所述透光区域上设置有第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。本发明提供的显示基板通过光子晶体结构透射预定波长的光线，以呈现相应的颜色，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。另外，本发明提供的技术方案还提高了光线的透过率，从而降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板及其制备方法、显示面板和显示装置。
背景技术
现有的彩膜基板由红绿蓝三种彩膜树脂通过曝光显影后形成的彩膜图形，阵列基板上的开关器件控制光线的通过，光线经过液晶层后通过彩膜基板上的色阻从而呈现出相应的颜色。然而，由于彩膜基板是由彩膜掩膜版经过三次曝光形成，因此现有的彩膜基板的制作成本比较高，生产流程也比较长。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种显示基板及其制备方法、显示面板和显示装置，用于解决现有的彩膜基板通过三次曝光形成，导致制作成本高以及生产流程长的问题。
为此，本发明提供一种显示基板，包括衬底基板，所述衬底基板上设置有滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置，所述透光区域上设置有第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。
可选的，所述滤光层还包括遮光区域，所述遮光区域对应于相邻子像素之间的位置，所述遮光区域上设置有第二光子晶体结构，所述显示基板还包括第三光子晶体结构，所述第三光子晶体结构与所述第二光子晶体结构对应设置，所述第二光子晶体结构与所述第三光子晶体结构用于透射不同波长的光线。
可选的，所述第三光子晶体结构设置在公共电极上，所述第三光子晶体结构与数据线在投影方向上对应设置。
可选的，所述透光区域包括第一颜色区域、第二颜色区域和第三颜色区域，所述第一颜色区域、第二颜色区域和第三颜色区域具有不同的光子晶体结构，用于透射不同颜色的光线。
可选的，所述第一颜色区域为红色区域，用于透射红色光线，所述第二颜色区域为绿色区域，用于透射绿色光线，所述第三颜色区域为蓝色区域，用于透射蓝色光线。
本发明还提供一种显示面板，包括上述任一显示基板。
本发明还提供一种显示装置，包括上述显示面板。
本发明还提供一种显示基板的制备方法，包括：
步骤S1、在衬底基板上形成滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置；
步骤S2、在所述透光区域形成第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。
可选的，所述滤光层还包括遮光区域，所述遮光区域对应于相邻子像素之间的位置，所述制备方法还包括：
所述在所述透光区域形成第一光子晶体结构的同时，在所述遮光区域上形成第二光子晶体结构；
在衬底基板上形成第三光子晶体结构，所述第三光子晶体结构与所述第二光子晶体结构对应设置，所述第二光子晶体结构与所述第三光子晶体结构用于透射不同波长的光线。
可选的，所述在衬底基板上形成第三光子晶体结构的步骤包括：
在公共电极上形成与数据线对应的第三光子晶体结构。
可选的，所述步骤S2包括：
步骤S21、在所述透光区域形成光子晶体材料薄膜；
步骤S22、在所述光子晶体材料薄膜上形成周期性排列的遮光结构；
步骤S23、通过构图工艺形成第一光子晶体结构。
可选的，所述步骤S22包括：
在所述光子晶体材料薄膜上形成聚合物材料薄膜；
所述聚合物材料薄膜通过自组装技术形成周期性排列的遮光结构。
可选的，所述步骤S23之后包括：
去除所述遮光结构。
本发明具有下述有益效果：
本发明提供的显示基板及其制备方法、显示面板和显示装置中，所述显示基板包括衬底基板，所述衬底基板上设置有滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置，所述透光区域上设置有第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。本发明提供的显示基板通过光子晶体结构透射预定波长的光线，以呈现相应的颜色，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。另外，本发明提供的技术方案还提高了光线的透过率，从而降低了能耗。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种显示基板的结构示意图；
图2为图1所示光子晶体结构的截面图；
图3为本发明实施例四提供的一种显示基板的制备方法的流程图；
图4～5为实施例四中形成一种光子晶体结构的截面图；
图6～7为实施例四中形成又一种光子晶体结构的截面图；
图8～9为实施例四中形成另一种光子晶体结构的截面图；
其中，附图标记为：101、第一光子晶体结构；102、第二光子晶体结构；103、第三光子晶体结构；104、数据线；105、基板；106、光子晶体材料薄膜；107、球状聚合物；108、第四光子晶体结构；201、栅绝缘层；202、钝化层。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的显示基板及其制备方法、显示面板和显示装置进行详细描述。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种显示基板的结构示意图，图2为图1所示光子晶体结构的截面图。如图1和图2所示，所述显示基板包括衬底基板，所述衬底基板上设置有滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置，所述透光区域上设置有第一光子晶体结构101，所述第一光子晶体结构101用于透射预定波长的光线。本实施例提供的显示基板通过光子晶体结构透射预定波长的光线，以呈现相应的颜色，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。另外，本实施例提供的技术方案还提高了光线的透过率，从而降低了能耗。
本实施例中，所述滤光层还包括遮光区域，所述遮光区域对应于相邻子像素之间的位置，所述遮光区域上设置有第二光子晶体结构102，所述显示基板还包括第三光子晶体结构103，所述第三光子晶体结构103与所述第二光子晶体结构102对应设置，所述第二光子晶体结构102与所述第三光子晶体结构103用于透射不同波长的光线。所述第三光子晶体结构103与所述第二光子晶体结构102具有不同的结构，使得所述第三光子晶体结构103与所述第二光子晶体结构102透射不同波长的光线。具体来说，光线沿图1求出的箭头方向入射第三光子晶体结构103，所述第三光子晶体结构103透射，而所述第二光子晶体结构102只能透射第二波长光线，因此所述第二光子晶体结构102吸收所述第一波长光线，以使光线无法通过所述遮光区域射出。因此，所述第二光子晶体结构102与所述第三光子晶体结构103共同实现了现有技术中黑矩阵的功能。
需要说明的是，图1示出的第一光子晶体结构101与第二光子晶体结构102设置在彩膜基板上，第三光子晶体结构103设置在阵列基板上。在实际应用中，也可以将滤光层设置在阵列基板上形成COA(Color Filter on Array)基板，因此第一光子晶体结构101和第二光子晶体结构102也可以设置在阵列基板上。
参见图1，所述第三光子晶体结构103设置在公共电极上，所述第三光子晶体结构与数据线104在投影方向上对应设置，这样设置使得所述第二光子晶体结构102与所述第三光子晶体结构103共同遮挡射向所述数据线104的光线，从而实现了现有技术中黑矩阵的功能。具体来说，所述基板上设置有栅绝缘层201，所述栅绝缘层201上设置有数据线104，所述数据线104上设置有钝化层202，所述钝化层202上设置有公共电极。本实施例在所述公共电极上形成纳米级周期性排列结构，即形成第三光子晶体结构103。这样所述公共电极既可以实现公共电极的功能，也可以实现光子晶体的功能。
本实施例中，所述透光区域包括第一颜色区域、第二颜色区域和第三颜色区域，所述第一颜色区域、第二颜色区域和第三颜色区域具有不同的光子晶体结构，用于透射不同颜色的光线。可选的，所述第一颜色区域为红色区域，用于透射红色光线，所述第二颜色区域为绿色区域，用于透射绿色光线，所述第三颜色区域为蓝色区域，用于透射蓝色光线，从而实现了传统RGB色阻的功能。不同的颜色区域对应不同的光子晶体结构，不同的光子晶体结构具有不同的周期性排布。
本实施例提供的显示基板包括衬底基板，所述衬底基板上设置有滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置，所述透光区域上设置有第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。本实施例提供的显示基板通过光子晶体结构透射预定波长的光线，以呈现相应的颜色，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。另外，本实施例提供的技术方案还提高了光线的透过率，从而降低了能耗。
实施例二
本实施例提供一种显示面板，包括上述实施例一提供的显示基板，具体内容可参照上述实施例一的描述，此处不再赘述。
本实施例提供的显示面板中，所述显示基板包括衬底基板，所述衬底基板上设置有滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置，所述透光区域上设置有第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。本实施例提供的显示基板通过光子晶体结构透射预定波长的光线，以呈现相应的颜色，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。另外，本实施例提供的技术方案还提高了光线的透过率，从而降低了能耗。
实施例三
本实施例提供一种显示装置，包括上述实施例二提供的显示面板，具体内容可参照上述实施例二的描述，此处不再赘述。
本实施例提供的显示装置中，所述显示基板包括衬底基板，所述衬底基板上设置有滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置，所述透光区域上设置有第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。本实施例提供的显示基板通过光子晶体结构透射预定波长的光线，以呈现相应的颜色，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。另外，本实施例提供的技术方案还提高了光线的透过率，从而降低了能耗。
实施例四
图3为本发明实施例四提供的一种显示基板的制备方法的流程图。如图3所示，所述制备方法包括：
步骤S1、在衬底基板上形成滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置。
步骤S2、在所述透光区域形成第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。
本实施例中，光子晶体是一种空间呈现周期性分布的新型光学材料。光子晶体够调制具有相应波长的电磁波，当电磁波在光子晶体结构中传播时，由于存在布拉格散射而受到调制，电磁波能量形成能带结构，能带与能带之间出现带隙，即光子带隙，所有能量处在光子带隙的光子，不能进入该晶体。周期排列的低折射率点位之间的距离大小相同，导致预定距离的光子晶体只对预定频率的光线产生能带效应。也就是说，只有预定频率的光线可以从预定周期距离的光子晶体中透射出来。因此，本实施例提供的显示基板通过光子晶体结构透射预定波长的光线，以呈现相应的颜色，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。另外，本实施例提供的技术方案还提高了光线的透过率，从而降低了能耗。
参见图2，光子晶体结构的重要参数包括孔的直径a、孔之间的距离b、以及孔的深度d。因此，在光子晶体结构的形成过程中，需要对上述三个参数进行设计，通过采用不同的照射方向实现不同的孔径大小，从而实现不同的介电常数，从而实现对电磁波的调制，透射出不同颜色的光线。
本实施例中，所述滤光层还包括遮光区域，所述遮光区域对应于相邻子像素之间的位置，所述制备方法还包括：所述在所述透光区域形成第一光子晶体结构的同时，在所述遮光区域上形成第二光子晶体结构；在衬底基板上形成第三光子晶体结构，所述第三光子晶体结构与所述第二光子晶体结构对应设置，所述第二光子晶体结构与所述第三光子晶体结构用于透射不同波长的光线。可选的，所述在衬底基板上形成第三光子晶体结构的步骤包括：在公共电极上形成与数据线对应的第三光子晶体结构。也就是说，本实施例在所述公共电极上形成纳米级周期性排列结构。这样，所述公共电极既可以实现公共电极的功能，也可以实现光子晶体的功能。
本实施例中，所述步骤S2包括：步骤S21、在所述透光区域形成光子晶体材料薄膜；步骤S22、在所述光子晶体材料薄膜上形成周期性排列的遮光结构；步骤S23、通过构图工艺形成第一光子晶体结构。可选的，所述步骤S22包括：在所述光子晶体材料薄膜上形成聚合物材料薄膜；所述聚合物材料薄膜通过自组装技术形成周期性排列的遮光结构。所述遮光结构在形成第一光子晶体结构的暴光显影工艺过程中起到遮挡光线的作用，也就是说，所述遮光结构的作用与光刻胶类似。因此，形成第一光子晶体结构之后，应当去除所述遮光结构。可选的，所述步骤S23之后包括：去除所述遮光结构。
下面具体说明采用不同的照射方向实现不同的孔径大小的光子晶体结构的过程。图4～5为实施例四中形成一种光子晶体结构的截面图。如图4和图5所示，在基板105上形成光子晶体材料薄膜106，所述光子晶体材料薄膜106的构成材料可以为金属材料，也可以为非金属材料，例如，氧化硅材料或者氮化硅材料。通过自组装技术在所述光子晶体材料薄膜106上形成周期性排列的遮光结构。具体来说，在所述光子晶体材料薄膜106上形成聚合物材料薄膜，所述聚合物材料薄膜通过自组装技术形成周期性排列的球状聚合物107，所述球状聚合物107可以遮挡光线。形成聚合物材料薄膜之后，聚合物溶液中的球状聚合物会在短程静电作用以及长程范德华力的作用下形成周期性排布。
然后，对光子晶体材料薄膜106进行曝光。为了在不同的区域形成不同的光子晶体结构，不同的区域采用不同的光照方向，因此可以通过调节光照的角度来形成不同的光子晶体结构。图6～7为实施例四中形成又一种光子晶体结构的截面图，图8～9为实施例四中形成另一种光子晶体结构的截面图。参见图4、图6和图8，图4、图6与图8分别采用了不同的光照方向进行曝光。
参见图5、图7和图9，去除光子晶体材料薄膜106上未受到光照的部分，从而在对应于传统RGB色阻的位置形成具有相应功能的第四光子晶体结构108，也就是说，对应像素不同的颜色要求形成不同周期的规则排布。不同的光子晶体结构分别透射对应颜色波段的光线，从而实现显示装置的彩色显示，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。
本实施例提供的显示基板的制备方法中，所述显示基板的制备方法包括：在衬底基板上形成滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置；在所述透光区域形成第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线。本实施例提供的显示基板通过光子晶体结构透射预定波长的光线，以呈现相应的颜色，从而降低了制作成本，缩短了制作流程。另外，本实施例提供的技术方案还提高了光线的透过率，从而降低了能耗。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种显示基板，其特征在于，包括衬底基板，所述衬底基板上设置有滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置，所述透光区域上设置有第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线；
所述滤光层还包括遮光区域，所述遮光区域对应于相邻子像素之间的位置，所述遮光区域上设置有第二光子晶体结构，所述显示基板还包括第三光子晶体结构，所述第三光子晶体结构与所述第二光子晶体结构对应设置，所述第二光子晶体结构与所述第三光子晶体结构用于透射不同波长的光线；
所述第三光子晶体结构设置在公共电极上，所述第三光子晶体结构与数据线在投影方向上对应设置。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述透光区域包括第一颜色区域、第二颜色区域和第三颜色区域，所述第一颜色区域、第二颜色区域和第三颜色区域具有不同的光子晶体结构，用于透射不同颜色的光线。
3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述第一颜色区域为红色区域，用于透射红色光线，所述第二颜色区域为绿色区域，用于透射绿色光线，所述第三颜色区域为蓝色区域，用于透射蓝色光线。
4.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-3任一所述的显示基板。
5.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求4所述的显示面板。
6.一种显示基板的制备方法，其特征在于，包括：
步骤S1、在衬底基板上形成滤光层，所述滤光层包括透光区域，所述透光区域与子像素对应设置；
步骤S2、在所述透光区域形成第一光子晶体结构，所述第一光子晶体结构用于透射预定波长的光线；
所述滤光层还包括遮光区域，所述遮光区域对应于相邻子像素之间的位置，所述制备方法还包括：
所述在所述透光区域形成第一光子晶体结构的同时，在所述遮光区域上形成第二光子晶体结构；
在衬底基板上形成第三光子晶体结构，所述第三光子晶体结构与所述第二光子晶体结构对应设置，所述第二光子晶体结构与所述第三光子晶体结构用于透射不同波长的光线；
所述在衬底基板上形成第三光子晶体结构的步骤包括：在公共电极上形成与数据线对应的第三光子晶体结构。
7.根据权利要求6所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S21、在所述透光区域形成光子晶体材料薄膜；
步骤S22、在所述光子晶体材料薄膜上形成周期性排列的遮光结构；
步骤S23、通过构图工艺形成第一光子晶体结构。
8.根据权利要求7所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述步骤S22包括：
在所述光子晶体材料薄膜上形成聚合物材料薄膜；
所述聚合物材料薄膜通过自组装技术形成周期性排列的遮光结构。
9.根据权利要求8所述的显示基板的制备方法，其特征在于，所述步骤S23之后包括：
去除所述遮光结构。
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