CN105204104A - 滤光片及其制作方法、显示基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种滤光片及其制作方法、显示基板及显示装置。该滤光片包括衬底基板、设置于衬底基板上的有序多孔薄膜以及多个量子点。所述有序多孔薄膜中形成有多个孔道，每个所述孔道的延伸方向与所述衬底基板至少成一角度且在所述有序多孔薄膜的表面具有开口，所述多个量子点分别设置于所述多个孔道中的至少部分孔道中。该滤光片、具有该滤光片的显示基板及显示装置可以显著提高液晶显示器的显示色域。

Description

滤光片及其制作方法、显示基板及显示装置
技术领域
本公开的实施例涉及一种滤光片及其制作方法、显示基板及显示装置。
背景技术
TFT-LCD(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，薄膜晶体管液晶显示器)以其图像显示品质好、能耗低、环保等优势占据着显示器领域的重要位置。目前TFT-LCD主要包括显示面板和设置于显示面板背侧的背光模组，显示面板通过阵列基板和对置基板对盒形成，阵列基板和对置基板对盒后的空腔内填充液晶。
在相关技术中，TFT-LCD中的对置基板例如为彩膜基板，其包括彩色滤光层，彩色滤光层上通常分布有红色、绿色和蓝色的彩色光阻(colorresist)图案(子像素)，背光模组发出的白光经这些彩色光阻图案过滤后通过混光作用可形成不同颜色的光，从而实现液晶显示器的彩色显示。
发明内容
本公开的至少一个实施例提供一种滤光片及其制作方法、显示基板及显示装置，以提高显示装置的显示色域。
本公开的实施例提供一种滤光片，其包括衬底基板、设置于衬底基板上的有序多孔薄膜以及多个量子点。所述有序多孔薄膜中形成有多个孔道，每个所述孔道的延伸方向与所述衬底基板至少成一角度且在所述有序多孔薄膜的表面具有开口，所述多个量子点分别设置于所述多个孔道中的至少部分孔道中。
例如，所述有序多孔薄膜可以包括多孔阳极氧化铝膜或二氧化钛纳米管阵列膜。
例如，每个所述孔道的所述延伸方向与所述衬底基板之间的所述角度可以为60°～90°。
例如，所述角度可以为80°～90°。
例如，所述至少部分孔道中的每个孔道中的每个中可以设置有一个所述量子点或一列所述量子点。
例如，所述至少部分孔道的开口的平均尺寸与所述量子点的平均尺寸之比可以大于1且小于2。
例如，所述至少部分孔道的所述开口的平均尺寸可以为2nm～200nm。
例如，所述至少部分孔道的所述开口的所述平均尺寸可以为2nm～20nm。
例如，所述有序多孔薄膜可以与所述衬底基板直接接触；或者，所述滤光片还可以包括设置于所述衬底基板和所述有序多孔薄膜之间的缓冲层，所述缓冲层与所述衬底基板直接接触。
例如，所述缓冲层可以为钼金属层，所述衬底基板可以为玻璃基板或石英基板。
例如，所述滤光片还可以包括设置于所述有序多孔薄膜的远离所述衬底基板一侧的黑矩阵，所述有序多孔薄膜中的所述多个孔道通过所述黑矩阵形成彼此间隔开的多个滤光区域。
例如，所述量子点可以包括多个第一量子点和多个第二量子点，所述第二量子点与所述第一量子点位于不同的所述滤光区域中且受激发出不同颜色的光。
例如，所述量子点还可以包括多个第三量子点，所述第三量子点、所述第一量子点和所述第二量子点位于不同的所述滤光区域中且受激发出不同颜色的光。
例如，所述有序多孔薄膜可以是透明的。
本公开至少一个实施例还提供一种显示基板，其包括本公开任一实施例所述的滤光片。
本公开至少一个实施例还提供一种显示装置，其包括本公开任一实施例所述的显示基板。
本公开至少一个实施例还提供一种滤光片的制作方法，其包括：在衬底基板上形成有序多孔薄膜，使所述有序多孔薄膜中形成有多个孔道，每个所述孔道的延伸方向与所述衬底基板至少成一角度且在所述有序多孔薄膜的表面具有开口；以及将所述有序多孔薄膜浸入量子点溶液中，以使至少部分所述孔道中的每个孔道中填充有至少一个量子点。
例如，可以在所述衬底基板上沉积金属层；以及通过阳极氧化法使所述金属层形成所述有序多孔薄膜。
例如，所述金属层可以包括铝金属层。
例如，在使所述金属层形成所述有序多孔薄膜之前，可以在所述金属层上形成保护层薄膜；以及图案化所述保护层薄膜，以形成具有多个镂空部的保护层，所述多个镂空部呈矩阵排列，每个所述镂空部对应所述金属层的部分区域。
例如，所述多个孔道可以包括多个第一孔道和多个第二孔道。在这种情况下，在形成所述有序多孔薄膜之后，在所述有序多孔薄膜上形成第一遮挡层，所述第一遮挡层暴露出所述第一孔道且覆盖所述第二孔道；将形成有所述第一遮挡层的所述有序多孔薄膜浸入第一量子点溶液中，以使至少部分所述第一孔道的每个中填充有至少一个第一量子点；之后，在所述有序多孔薄膜上形成第二遮挡层，所述第二遮挡层暴露出所述第二孔道；以及将形成有所述第二遮挡层的所述有序多孔薄膜浸入第二量子点溶液中，以使至少部分所述第二孔道的每个中填充有至少一个第二量子点，所述第二量子点与所述第一量子点受激发出不同颜色的光。
例如，所述第二遮挡层覆盖所述第一孔道。
例如，所述第一遮挡层和所述第二遮挡层的形成材料可以包括黑色光刻胶。
例如，所述多个孔道还可以包括多个第三孔道。在这种情况下，在形成所述有序多孔薄膜之后且将所述有序多孔薄膜浸入所述第一量子点溶液之前，在所述有序多孔薄膜上形成的所述第一遮挡层暴露出所述第一孔道且覆盖所述第二孔道和所述第三孔道；在使至少部分所述第一孔道的每个中填充有所述至少一个第一量子点之后，在所述有序多孔薄膜上形成的所述第二遮挡层暴露出所述第二孔道且覆盖所述第三孔道；在使至少部分所述第二孔道的每个中填充有所述至少一个第二量子点之后，在所述有序多孔薄膜上形成第三遮挡层，所述第三遮挡层暴露出所述第三孔道；以及将形成有所述第三遮挡层的所述有序多孔薄膜浸入第三量子点溶液中，以使至少部分所述第三孔道的每个中填充有至少一个第三量子点，所述第三量子点、所述第一量子点和所述第二量子点受激发出不同颜色的光。
例如，所述第二遮挡层还可以覆盖所述第一孔道；和/或所述第三遮挡层可以覆盖所述第一孔道和所述第二孔道。
例如，所述第三遮挡层的形成材料可以包括黑色光刻胶。
一方面，本公开实施例中提供的滤光片、具有该滤光片的显示基板及显示装置可以显著提高液晶显示器的显示色域；另一方面，与将量子点作为背光源使用的方式相比，本公开实施例可以大大提高量子点的利用率。本公开实施例提供的滤光片的制作方法工艺简单，并且通过该方法制作的滤光片可以显著提高液晶显示器的显示色域。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，并非对本公开的限制。
图1是本公开一实施例中滤光片的示意图。
图2是本公开又一实施例中滤光片的示意图。
图3a和图3b是本公开又一实施例的滤光片中有序多孔薄膜的孔道的示意图。
图4A-4F是本公开又一实施例中一种滤光片制作方法的示意图。
图5A-5C是本公开又一实施例中一种滤光片制作方法的示意图。
图6A-6E是本公开又一实施例中一种滤光片制作方法的示意图。
图7A-7C是本公开又一实施例中一种滤光片制作方法的示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
背光模组通常采用发光二极管(LED)作为光源，LED发出的光的半峰宽较宽；并且彩色滤光层中的彩色光阻材料本身包括染料小分子，彩色光阻材料过滤并吸收部分背光之后再发出相应颜色的光，使得彩色滤光层的发光效率有限。因此，通过混光作用形成的光的色彩不纯，导致画面的色域比较低，颜色不够鲜艳真实。
量子点作为一种新型的半导体纳米材料，具有许多独特的纳米性质。尤其是量子点粒径均一、发光效率高并且受光或电激发后可发出半峰宽较窄的红光、绿光或蓝光等，可大大提升显示的色域范围，因此在实现广色域显示上有着广泛的应用。
例如，可以将量子点作为背光模组中的背光源，同时搭配显示面板中的利用彩色光阻材料形成的彩色滤光层以实现彩色显示，并且提高色域。但这种方式中，量子点的利用率较低，且由于需要使用利用彩色光阻材料形成的彩色滤光层，色域提升范围有限。
本公开的至少一个实施例提供一种滤光片及其制作方法、显示基板及显示装置，该滤光片包括衬底基板、设置于衬底基板上的有序多孔薄膜以及多个量子点，有序多孔薄膜中形成有多个孔道，每个孔道的延伸方向与衬底基板至少成一角度且在有序多孔薄膜的表面具有开口，上述多个量子点分别设置于上述多个孔道中的至少部分孔道中。
一方面，本公开实施例中提供的滤光片、具有该滤光片的显示基板及显示装置可以显著提高液晶显示器的显示色域；另一方面，与将量子点作为背光源使用的方式相比，本公开实施例可以大大提高量子点的利用率。
第一实施例
本公开的第一实施例提供一种滤光片100，如图1和图2所示，该滤光片100包括衬底基板110、设置于衬底基板110上的有序多孔薄膜120以及多个量子点160。有序多孔薄膜120中形成有多个孔道121，每个孔道121的延伸方向(即，从每个孔道121的靠近衬底基板110的一端到其远离衬底基板110的一端的方向)与衬底基板110至少成一角度且在有序多孔薄膜120的表面具有开口122，上述多个量子点160分别设置于所述多个孔道121中的至少部分孔道中，也即，可能存在部分孔道中并未填充量子点的情形。
本公开实施例提供的滤光片的工作原理如下：利用例如激发光(例如蓝光、紫光或紫外光等)从衬底基板110的远离有序多孔薄膜120的一侧照射该滤光片100，该激发光透过衬底基板110照射到有序多孔薄膜120的孔道121中的量子点160，使得量子点160受激发光，并且量子点160发出的光从孔道121的开口122射出。通过使同一区域中的多个孔道内的量子点发出相同颜色的光，可以实现该滤光片的该区域发出颜色较纯的光。
为了保护有序多孔薄膜，尤其是有序多孔薄膜的孔道所在的位置处制作得较薄以保证孔道处的透光性，本公开实施例中采用透明的衬底基板承载该有序多孔薄膜。例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，衬底基板110可以为玻璃基板或石英基板。当然，本公开实施例包括但不限于此。
在本公开实施例中，使得孔道121的延伸方向与衬底基板110尽量垂直，以有利于激发光照射到孔道121中的量子点160，并且使量子点160发出的光尽量通过孔道的开口射出(即，尽量避免照射到孔道的内壁上)，以提高量子点的发光效率和发出的光的利用率。
例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，每个孔道121的延伸方向与衬底基板110之间的角度可以为60°～90°。
进一步地，例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，每个孔道121的延伸方向与衬底基板110之间的角度可以为80°～90°。例如，该角度优选为90°。
例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，至少部分孔道121中的每个孔道中设置有一列量子点160(该列量子点的排列方向大致沿孔道的延伸方向)，优选一个量子点160。这样设置可以尽量避免因每个孔道中设置多列量子点造成的量子点160之间沿平行于衬底基板110的方向上发生团聚和自淬灭现象，从而可以提高每个孔道中量子点的发光效率。
例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，上述至少部分孔道121的开口122的平均尺寸与量子点160的平均尺寸之比大于1且小于2。这样设置，有利于实现在制作滤光片100时将多孔有序薄膜浸入量子点溶液中之后，至少部分孔道121的每个中进入一个或一列量子点，以尽量避免因同一孔道中进入多列量子点而造成的量子点发光效率较低的问题。
例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，至少部分孔道121的开口122的平均尺寸可以为2nm～200nm。这是因为量子点的平均尺寸范围为2nm～200nm，根据量子点的尺寸设计孔道开口的尺寸，有利于实现每个孔道中进入一个或一列量子点。
例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，至少部分孔道121的所述开口122平均尺寸优选为2nm～20nm。这是因为常用的量子点的平均尺寸为2nm～20nm。
总之，上述至少部分孔道121的尺寸范围根据待设置于该至少部分孔道中的量子点的尺寸进行设置。
在本公开实施例中，孔道121的截面形状和开口形状可以为任意形状，例如，圆形、正方形、长方形、菱形、五边形、六边形等。
例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，该有序多孔薄膜120可以包括多孔阳极氧化铝膜(AAO)或二氧化钛纳米管阵列膜。
多孔阳极氧化铝膜(AAO)具有可形成高度有序的孔道、孔道的孔径和孔间距可控、热稳定性好、绝缘、制备工艺简单等优点；此外，它还是一种宽带隙材料，具有良好的光学特性，在近紫外至近红外波段都具有很高的透光性。如图3a和图3b所示，多孔阳极氧化铝膜(AAO)中可以制备有孔径为5nm～200nm的周期性排布的孔道，且孔道可基本与衬底基板垂直。因此，在多孔阳极氧化铝膜的孔道中填充量子点作为滤光片，可大大提高量子点的利用率并提升液晶显示器的显示色域。
二氧化钛纳米管阵列膜的表层可以形成为类似多孔阳极氧化铝膜的形貌，下层为纳米管有序阵列，例如，纳米管直径可以为20nm～100nm。
当然，本公开实施例包括但不限于多孔阳极氧化铝膜和二氧化钛纳米管阵列膜，任何具有延伸方向基本垂直于衬底基板并且孔径接近量子点尺寸的有序孔道的多孔薄膜都可以用于本公开实施例的滤光片。由于多孔阳极氧化铝膜中更容易形成均一性好且基本与衬底基板垂直的孔道，本公开实施例以多孔阳极氧化铝膜为例进行说明。
例如，在本公开至少一实施例提供的滤光片100中，有序多孔薄膜120可以是透明的，这样可以保证有序多孔薄膜120中的孔道121所在处是透明的，从而激发光可以照射到孔道中的量子点。
例如，孔道121沿其延伸方向的高度可以等于有序多孔薄膜120的厚度，也就是说，孔道121可以贯穿有序多孔薄膜120，以有利于保证有序多孔薄膜120中的孔道121所在处是透明的，从而保证激发光可以照射到孔道中的量子点。当然，孔道121沿其延伸方向的高度也可以小于有序多孔薄膜120的厚度(即可以是盲孔而非通孔)，只要满足孔道121所在处是透明的即可。
例如，有序多孔薄膜120的非孔道区域也可以是不透明的。非孔道区域的透明程度取决于有序多孔薄膜120的厚度。若有序多孔薄膜120较厚，则非孔道区域可以是不透明，在这种情况下，采用该滤光片的显示装置显示的画面的颜色更纯、色域更高；另一方面，当非孔道区域不透明时，可以通过在至少部分孔道的每个孔道内设置多个量子点(例如，一列量子点)的方式提高显示装置的显示亮度。若有序多孔薄膜120较薄，则非孔道区域可以是透明的，在这种情况下，采用该滤光片的显示装置显示的画面的色域比非孔道区域不透明时低，但有利于显示亮度的提高。
本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，如图1所示，有序多孔薄膜120可以与衬底基板110直接接触。
例如，如图2所示，滤光片100还可以包括设置于衬底基板110和有序多孔薄膜120之间的缓冲层130，缓冲层130与衬底基板110直接接触。通过在衬底基板110和有序多孔薄膜120之间设置缓冲层130，可提高有序多孔薄膜120与衬底基板110之间的粘结力。
例如，缓冲层130还可以与有序多孔薄膜120直接接触。
例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，缓冲层130可以为钼金属层，衬底基板110可以为玻璃基板或石英基板。当然，本公开实施例包括但不限于此。任何可以提高滤光片100和有序多孔薄膜120之间的粘结力的透明薄膜都可以作为上述缓冲层。
例如，本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100还可以包括设置于有序多孔薄膜120的远离衬底基板110一侧的黑矩阵194，有序多孔薄膜120中的多个孔道121通过该黑矩阵194形成彼此间隔开的多个滤光区域150。黑矩阵194用于防止从不同的滤光区域150的边缘发出的光混色。在本公开实施例中，例如通过使每个滤光区域150内的孔道121基本一致(例如开口尺寸、延伸方向与衬底基板之间的夹角等基本一致)，有利于实现有序多孔薄膜中的孔道高度有序排列。该黑矩阵194也可以形成在衬底基板110的与有序多孔薄膜120相对的一侧，即黑矩阵194与有序多孔薄膜120形成在衬底基板110的不同侧。然而，在本公开的实施例中，黑矩阵的设置并不限于上述两种情况。
例如，本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100还可以包括设置于有序多孔薄膜120上的封装层140，以保护有序多孔薄膜120并防止孔道中的量子点脱落。
例如，封装层140的材料可以为透明树脂等。
例如，在本公开实施例的至少一个示例提供的滤光片100中，上述量子点160可以包括多个第一量子点161、多个第二量子点162和多个第三量子点163，如图2所示。第一量子点161、第二量子点162和第三量子点163分别位于不同的滤光区域中，例如分别位于第一滤光区域151、第二滤光区域152和第三滤光区域153中，且受激可发出不同颜色的光。这些滤光区域例如分别对应于子像素区域。
在本公开实施例中，上述有序多孔薄膜120中的多个孔道可以周期性排布，在同一个周期内的孔道具有较高的一致性。例如，可以是每个滤光区域内的孔道为一个周期，或者多个滤光区域(例如第一滤光区域151、第二滤光区域152和第三滤光区域153)内的孔道整体上为一个周期。当然，本公开实施例包括但不限于此。
例如，多个第一量子点161、多个第二量子点162和多个第三量子点163受到蓝光或者紫光等激发时，可分别发出光谱窄而对称的红、绿、蓝光，以实现高色域彩色显示，提升显示效果。
在本公开实施例中，发出不同颜色光的第一、二、三量子点的尺寸通常不同。在这种情况下，有序多孔薄膜120中的孔道的开口的平均尺寸可以设置为全部相同，也可以分别根据设置于其中的量子点的尺寸进行设置。也就是说，第一滤光区域151内的第一孔道1211、第二滤光区域152内的第二孔道1212以及第三滤光区域内的第三孔道1213的开口尺寸可以相同也可以不同，只要尽量满足大于第一、二、三量子点中平均尺寸最小的量子点的平均尺寸即可。
需要说明的是，上述量子点160的种类不局限于3种，也可以为两种或大于3种。例如，量子点可以包括多个第一量子点和多个第二量子点，第二量子点与第一量子点分别位于不同的滤光区域(例如第一滤光区域和第二滤光区域)中且受激可发出不同颜色的光。
第二实施例
本公开实施例提供一种如图1和图2所示的滤光片的制作方法，其包括以下步骤S1和步骤S2。
步骤S1：在衬底基板110上形成有序多孔薄膜120，使该有序多孔薄膜120中形成有多个孔道121，每个孔道121的延伸方向与衬底基板110至少成一角度且在有序多孔薄膜120的表面具有开口122。
步骤S2：将有序多孔薄膜120浸入量子点溶液中，以使至少部分孔道121中的每个孔道中填充有至少一个量子点160。
本公开实施例提供的滤光片的制作方法，工艺简单，利用量子点发射波峰窄的特性可以制作出色域提升的量子点彩色滤光片，以显著提高液晶显示器的显示色域；由于该制作方法无需使用彩色光阻材料，可提高量子点的利用率，降低功耗。
为了将有序多孔薄膜制备到衬底基板上，同时尽量使有序多孔薄膜中的孔道的延伸方向与衬底基板垂直，以使尽可能多的孔道容纳量子点，例如，在上述步骤S1中，可以在衬底基板上沉积金属层，之后使该金属层形成上述有序多孔薄膜。
例如，上述金属层可以包括铝金属层。在这种情况下，例如，可以采用阳极氧化法使该铝金属层形成多孔阳极氧化铝膜。采用阳极氧化法，有利于使制作的多孔阳极氧化铝膜中的孔道的延伸方向尽量垂直于衬底基板。
当然，本公开实施例包括但不限于铝金属层。例如，上述金属层也可以包括钛金属层。当采用钛金属层时，可以采用本领域常用的方法制备出具有延伸方向尽量垂直于衬底基板的孔道的二氧化钛纳米管阵列膜。
例如，在使上述金属层形成有序多孔薄膜之前，本公开实施例的至少一个示例提供的方法还可以包括：在金属层上形成保护层薄膜，之后图案化该保护层薄膜，以形成具有多个镂空部的保护层，该多个镂空部呈矩阵排列，每个镂空部对应金属层的部分区域。一方面，该保护层有利于使有序多孔薄膜在同一个镂空部对应的区域内形成的孔道具有较高的一致性，以保证有序多孔薄膜中孔道的周期性；另一方面，该保护层可以保护有序多孔薄膜的待形成黑矩阵的位置，以保证黑矩阵图形的一致性。
例如，该保护层薄膜的材料可以为光刻胶。这样对该保护层薄膜进行图案化时只需对其进行曝光和显影处理即可，不需要刻蚀等步骤，制作工艺简单。
例如，该保护层薄膜的材料可以为黑色光刻胶，这样在形成有序多孔薄膜之后，可以直接在形成的保护层上涂覆黑色光刻胶材料以形成黑矩阵，而不需要额外增加刻蚀掉该保护层的步骤，从而可以简化工艺。
例如，在衬底基板上形成上述金属层之前，本公开实施例的至少一个示例提供的制作方法还可以包括：在衬底基板上形成缓冲层，该缓冲层与衬底基板直接接触。这样可以提高衬底基板与后续形成在缓冲层上的上述金属层之间的粘结力。
例如，如图4A-4F所示，本公开实施例提供的一种滤光片100的制作方法可以包括如下步骤S01至步骤S07。
步骤S01：如图4A所示，在衬底基板110上形成缓冲层130，该缓冲层130与衬底基板110直接接触，以提高衬底基板110与待形成于缓冲层130上的金属层(图4A中未示出)之间的粘结力。
在该步骤中，例如，在衬底基板为玻璃基板或石英基板的情况下，缓冲层130可以为钼金属层。例如，该钼金属层可以采用磁控溅射等本领域常用的方式形成。
步骤S02：如图4B所示，在缓冲层130上沉积金属层170。
在该步骤中，例如，金属层170可以为铝金属层。例如，金属层170可以通过磁控溅射等本领域常用的方式沉积在缓冲层130上。
步骤S03：如图4C所示，在金属层170上形成保护层薄膜180。
在该步骤中，例如，保护层薄膜180可以通过在金属层170上涂覆黑色光刻胶的方式形成。例如，保护层薄膜的膜厚可以为1μm～2μm，且光密度(OD)值可以大于或等于4.0。
步骤S04：如图4D所示，利用掩膜板200对保护层薄膜180进行曝光；如图4E所示，经过显影处理后形成具有多个镂空部182的保护层181，该多个镂空部182呈矩阵排列，每个镂空部182对应金属层170的部分区域。
例如，多个镂空部182可以分别对应第一实施例中的多个滤光区域150。
步骤S05：如图4F所示，使金属层170形成有序多孔薄膜120，有序多孔薄膜120中形成有多个孔道121。
例如，多个孔道121的开口尺寸可以一致；或者，多个孔道121可以包括周期性排列的多个第一孔道1211、第二孔道1212和第三孔道1213，并且这三种孔道的开口尺寸可以不同。
例如，在该步骤中，可以通过阳极氧化法使金属层170形成有序多孔薄膜120。例如，采用阳极氧化法将铝金属层制备成有序多孔薄膜120可以包括以下步骤S051至步骤S053。
步骤S051：进行一次氧化。
例如，在0.25～0.4mol/L的草酸溶液中，保持35～45V的直流电压，采用冰水浴保持恒温，使温度低于室温10℃左右。对衬底基板上的铝金属层进行一次氧化，氧化时间例如为3～5小时(具体时间可以根据需要得到的结构调整)。
步骤S052：完成一次氧化后，对经过上述步骤S051的衬底基板进行冲洗，并进行干燥。
例如，可以使用蒸馏水通过喷淋装置对经过上述步骤S051的衬底基板进行冲洗。
步骤S053：进行二次氧化。
将经过步骤S052的衬底基板置于80℃的磷酸(重量比5～8％)和铬酸(重量比1～2％)的混合溶液中，将经过一次氧化形成在铝金属层表面上的Al2O3膜腐蚀掉，二次氧化即在一次氧化后形成的六角形凹坑阵列结构表面进行，二次氧化的其它条件与一次氧化一致，氧化时间约为8～11小时。
以上采用阳极氧化法制作多孔阳极氧化铝膜的过程仅用于示例性说明。本公开实施例包括但不限于此。并且，本领域技术人员可根据需要，通过调整多孔阳极氧化铝膜的制作工艺(例如，通过调整酸溶液的类型、氧化的条件等)，调控衬底基板的表面上形成的孔道的直径、形状和周期性等。此处不做赘述。
步骤S06：将有序多孔薄膜120浸入量子点溶液中，以使至少部分孔道121中的每个孔道中填充有至少一个量子点160，如图1和图2所示。
在该步骤中，量子点溶液可通过将量子点材料分散至例如水、乙醇或者丙酮等本领域常用的溶剂中形成。
步骤S07：在有序多孔薄膜120上形成黑矩阵层194和封装层140，如图1和图2所示。
在该步骤中，在形成封装层140之前，去除孔道121中的量子点溶液中的溶剂，使孔道中只保留相应的量子点。例如，配制量子点溶液时可采用挥发性溶剂，以便于去除孔道中溶剂。
本公开实施例提供的滤光片的制作方法中，通过在衬底基板上形成铝金属层，之后利用阳极氧化技术可制备出具有周期性好且延伸方向基本垂直于衬底基板的多个孔道的多孔阳极氧化铝膜；利用黑色光刻胶和曝光、显影工艺可实现量子点填充在对应滤光区域内的孔道内。本公开实施例的工艺简单，并且制备的滤光片的量子点的利用率高、发光效率高且可大大提升显示装置的色域。
第三实施例
本实施例与第二实施例的区别在于：上述多个量子点包括多个第一量子点和多个第二量子点，第二量子点与第一量子点受激发出不同颜色的光。相应地，有序多孔薄膜120中的上述多个孔道可以包括多个第一孔道和多个第二孔道。在这种情况下，上述步骤S2例如可以包括以下步骤S21至步骤S24。
步骤S21：如图5A所示，在形成有序多孔薄膜120之后，在有序多孔薄膜上120形成第一遮挡层191，第一遮挡层191暴露出第一孔道1211且覆盖第二孔道1212。
例如，第一遮挡层的材料可以为黑色光刻胶。这样无需刻蚀步骤，只通过曝光、显影处理即可形成第一遮挡层，从而可以简化工艺。
步骤S22：如图5B所示，将形成有第一遮挡层191的有序多孔薄膜120浸入第一量子点溶液中，使至少部分第一孔道1211的每个中填充有至少一个第一量子点161。
在该步骤中，第一遮挡层191可防止第一量子点161进入第二孔道1212中。
例如，第一量子点溶液可以通过将发出第一颜色光(例如，红光)的量子点材料分散至例如水、乙醇或者丙酮等本领域常用的溶剂中形成。
步骤S23：如图5C所示，在有序多孔薄膜120上形成第二遮挡层192，第二遮挡层192暴露出第二孔道1212。
例如，第二遮挡层的材料可以为黑色光刻胶。这样可简化第二遮挡层的制作工艺。
步骤S24：如图5C所示，将形成有第二遮挡层192的有序多孔薄膜120浸入第二量子点162溶液中，使至少部分第二孔道1212的每个中填充至少一个第二量子点162。
例如，第二量子点溶液可以通过将发出第二颜色光(例如绿光)的量子点材料分散至例如水、乙醇或者丙酮等本领域常用的溶剂中形成。
例如，在上述步骤S23中，第二遮挡层192可以覆盖第一孔道1211，例如在去除之前使用的第二遮挡层192之后，形成新的第二遮挡层192。这样，在后续步骤S24中，第二遮挡层192可以防止第二量子点162进入第一孔道1211中，并且避免第二量子点162影响第一孔道1211中的量子点。
关于滤光片中其它部件的制作和设置，可参考第一、二实施例中的相关描述，重复之处不再赘述。
第四实施例
本实施例与第三实施例的区别在于：上述多个量子点还包括多个第三量子点，第三量子点、第二量子点与第一量子点受激发出不同颜色的光。相应地，有序多孔薄膜中的上述多个孔道还可以包括多个第三孔道。在这种情况下，本实施例中的步骤S2与第三实施例中的步骤S2的区别如下。
在步骤S21中，即在形成有序多孔薄膜120之后且将有序多孔薄膜120浸入第一量子点溶液之前，如图6A所示，在有序多孔薄膜120上形成的第一遮挡层191暴露出第一孔道1211且覆盖第二孔道1212和第三孔道1213以使第一遮挡层191在步骤S22中可防止第一量子点161进入第二孔道1212和第三孔道1213中。
在步骤S23中，即在如图6B所示的使至少部分第一孔道1211的每个中填充有至少一个第一量子点161之后，在有序多孔薄膜120上形成的第二遮挡层192暴露出第二孔道1212且覆盖第三孔道1213，以使第二遮挡层192在步骤S24中可防止第二量子点162进入第三孔道1213中，如图6C所示。
此外，与第三实施例中的步骤S2相比，本实施例提供的制作方法中的步骤S2还包括以下步骤S25和步骤S26。
步骤S25：如图6D所示，在有序多孔薄膜120上形成第三遮挡层193，第三遮挡层193暴露出第三孔道1213。
例如，第三遮挡层的材料可以为黑色光刻胶。这样无需刻蚀步骤，只通过曝光、显影处理即可形成第三遮挡层，从而可以简化工艺。
步骤S26：如图6D所示，将形成有第三遮挡层193的有序多孔薄膜120浸入第三量子点163溶液中，使至少部分第三孔道1213的每个中填充至少一个第三量子点163。
在该步骤中，第三遮挡层193可以直接用作黑矩阵194，以节省工艺。
例如，第三量子点溶液可以通过将发出第三颜色光(例如蓝光)的量子点材料分散至例如水、乙醇或者丙酮等本领域常用的溶剂中形成。
当然，本实施例提供的制作方法还可以包括在有序多孔薄膜120和黑矩阵194上涂覆封装层140的步骤，如图6E所示。
关于滤光片中其它部件的制作和设置，可参考第一、二实施例中的相关描述，重复之处不再赘述。
第五实施例
本实施例与第四实施例的不同之处在于：第二遮挡层还覆盖第一孔道，和/或第三遮挡层覆盖第一孔道和第二孔道。
例如，当第二遮挡层还覆盖第一孔道，并且第三遮挡层覆盖第一孔道和第二孔道时，本实施例中的步骤S2与第四实施例中步骤S2的区别如下。
在步骤S23：如图7A所示，在有序多孔薄膜120上形成的第二遮挡层192暴露出第二孔道1212且覆盖第一孔道1211和第三孔道1213，以使第二遮挡层192在步骤S24中可防止第二量子点162进入第一孔道1211和第三孔道1213中。
在步骤S25中：如图7B所示，在有序多孔薄膜120上形成的第三遮挡层193暴露出第三孔道1213且覆盖第一孔道1211和第二孔道1212，以使第三遮挡层193在步骤S26中可防止第三量子点163进入第一孔道1211和第二孔道1212。
此外，与第四实施例中的步骤S2相比，本实施例提供的制作方法中的步骤S2还可以包括步骤S27，即：对第三遮挡层193进行图案化处理(例如，对第三遮挡层进行曝光和显影处理)以形成黑矩阵194，如图7C所示。
关于滤光片中其它部件的制作和设置，可参考第一、二实施例中的相关描述，重复之处不再赘述。
本公开的上述实施例提供的滤光片的制作方法中，量子点的种类并不局限于2种或3种，也可以大于3种。当量子点的种类大于3种时，这些量子点填充到相应孔道中的方式与以上实施例中每种量子点填充到对应孔道中的方式类似，此处不再赘述。例如，所使用的激发光为蓝光时，可以形成分别包括发出红光和绿光的量子点的两个区域(子像素)，而第三区域则不填充量子点而使其能够透过蓝光即可，由此实现三原色。
本公开至少一个实施例还提供一种显示基板，其包括本公开任一实施例所述的滤光片。
例如，该显示基板可以是彩膜基板，也可以是阵列基板。
本公开至少一个实施例还提供一种显示装置，其包括本公开任一实施例所述的显示基板。
例如，所述显示装置可以为液晶面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
本公开实施例中提供的滤光片、具有该滤光片的显示基板及显示装置可以显著提高液晶显示器的显示色域，同时提升光子效率，降低功耗。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)附图中各层薄膜厚度和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本公开实施例的内容。
(3)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以上所述仅是本公开的示范性实施方式，而非用于限制本公开的保护范围，本公开的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (26)

1.一种滤光片，包括：
衬底基板；
有序多孔薄膜，设置于所述衬底基板上，其中，所述有序多孔薄膜中形成有多个孔道，每个所述孔道的延伸方向与所述衬底基板至少成一角度且在所述有序多孔薄膜的表面具有开口；以及
多个量子点，分别设置于所述多个孔道中的至少部分孔道中。
2.根据权利要求1所述的滤光片，其中，所述有序多孔薄膜包括多孔阳极氧化铝膜或二氧化钛纳米管阵列膜。
3.根据权利要求1所述的滤光片，其中，每个所述孔道的所述延伸方向与所述衬底基板之间的所述角度为60°～90°。
4.根据权利要求3所述的滤光片，其中，所述角度为80°～90°。
5.根据权利要求1所述的滤光片，其中，所述至少部分孔道中的每个孔道中的每个中设置有一个所述量子点或一列所述量子点。
6.根据权利要求1所述的滤光片，其中，所述至少部分孔道的所述开口的平均尺寸与所述量子点的平均尺寸之比大于1且小于2。
7.根据权利要求1所述的滤光片，其中，所述至少部分孔道的所述开口的平均尺寸为2nm～200nm。
8.根据权利要求7所述的滤光片，其中，所述至少部分孔道的所述开口的所述平均尺寸为2nm～20nm。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的滤光片，其中，
所述有序多孔薄膜与所述衬底基板直接接触；或者
所述滤光片还包括设置于所述衬底基板和所述有序多孔薄膜之间的缓冲层，所述缓冲层与所述衬底基板直接接触。
10.根据权利要求9所述的滤光片，其中，所述缓冲层为钼金属层，所述衬底基板为玻璃基板或石英基板。
11.根据权利要求1-8中任一项所述的滤光片，还包括设置于所述有序多孔薄膜的远离所述衬底基板一侧的黑矩阵，其中，
所述有序多孔薄膜中的所述多个孔道通过所述黑矩阵形成彼此间隔开的多个滤光区域。
12.根据权利要求11所述的滤光片，其中，所述量子点包括多个第一量子点和多个第二量子点，所述第二量子点与所述第一量子点位于不同的所述滤光区域中且受激发出不同颜色的光。
13.根据权利要求12所述的滤光片，其中，所述量子点还包括多个第三量子点，所述第三量子点、所述第一量子点和所述第二量子点位于不同的所述滤光区域中且受激发出不同颜色的光。
14.根据权利要求1-8任一项所述的滤光片，其中，所述有序多孔薄膜是透明的。
15.一种显示基板，包括根据权利要求1-14任一项所述的滤光片。
16.一种显示装置，包括根据权利要求15所述的显示基板。
17.一种滤光片的制作方法，包括：
在衬底基板上形成有序多孔薄膜，其中，所述有序多孔薄膜中形成有多个孔道，每个所述孔道的延伸方向与所述衬底基板至少成一角度且在所述有序多孔薄膜的表面具有开口；以及
将所述有序多孔薄膜浸入量子点溶液中，以使至少部分所述孔道中的每个孔道中填充有至少一个量子点。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，
在所述衬底基板上沉积金属层；以及
使所述金属层形成所述有序多孔薄膜。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述金属层包括铝金属层。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其中，在使所述金属层形成所述有序多孔薄膜之前，
在所述金属层上形成保护层薄膜；以及
图案化所述保护层薄膜，以形成具有多个镂空部的保护层，所述多个镂空部呈矩阵排列，每个所述镂空部对应所述金属层的部分区域。
21.根据权利要求17-19中任一项所述的方法，其中，所述多个孔道包括多个第一孔道和多个第二孔道，其中，
在形成所述有序多孔薄膜之后，在所述有序多孔薄膜上形成第一遮挡层，所述第一遮挡层暴露出所述第一孔道且覆盖所述第二孔道；
将形成有所述第一遮挡层的所述有序多孔薄膜浸入第一量子点溶液中，以使至少部分所述第一孔道的每个中填充有至少一个第一量子点；
之后，在所述有序多孔薄膜上形成第二遮挡层，所述第二遮挡层暴露出所述第二孔道；以及
将形成有所述第二遮挡层的所述有序多孔薄膜浸入第二量子点溶液中，以使至少部分所述第二孔道的每个中填充有至少一个第二量子点，其中，所述第二量子点与所述第一量子点受激发出不同颜色的光。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第二遮挡层覆盖所述第一孔道。
23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第一遮挡层和所述第二遮挡层的形成材料包括黑色光刻胶。
24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述多个孔道还包括多个第三孔道，其中，
在形成所述有序多孔薄膜之后且将所述有序多孔薄膜浸入所述第一量子点溶液之前，在所述有序多孔薄膜上形成的所述第一遮挡层暴露出所述第一孔道且覆盖所述第二孔道和所述第三孔道；
在使至少部分所述第一孔道的每个中填充有所述至少一个第一量子点之后，在所述有序多孔薄膜上形成的所述第二遮挡层暴露出所述第二孔道且覆盖所述第三孔道；
在使至少部分所述第二孔道的每个中填充有所述至少一个第二量子点之后，在所述有序多孔薄膜上形成第三遮挡层，所述第三遮挡层暴露出所述第三孔道；以及
将形成有所述第三遮挡层的所述有序多孔薄膜浸入第三量子点溶液中，以使至少部分所述第三孔道的每个中填充有至少一个第三量子点，其中，所述第三量子点、所述第一量子点和所述第二量子点受激发出不同颜色的光。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，
所述第二遮挡层还覆盖所述第一孔道；和/或
所述第三遮挡层覆盖所述第一孔道和所述第二孔道。
26.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第三遮挡层的形成材料包括黑色光刻胶。
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