CN110082950A - 彩膜基板及其制备方法和显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种彩膜基板及其制备方法和显示面板。该彩膜基板包括基底,还包括设置在基底上的彩膜结构,彩膜结构包括非周期性纳米结构层和导光结构层,非周期性纳米结构层设置在基底一侧,导光结构层设置于非周期性纳米结构层的背离基底的一侧,导光结构层能使入射光线以不同的入射角度入射至不同子像素所在区域内的非周期性纳米结构层上;非周期性纳米结构层能使入射光发生耦合和干涉,以使不同子像素所在区域射出不同颜色的光。该彩膜基板能在不牺牲透过率的基础上提升色域,还能减弱由离子型不纯物导致的显示面板内部的直流偏置电场,从而改善由直流偏置电场所导致的显示残像。
Description
技术领域
本发明属于显示技术领域,具体涉及一种彩膜基板及其制备方法和显示面板。
背景技术
彩膜基板(Color film,简称CF)是实现薄膜晶体管液晶显示面板(TFT-LCD)彩色显示的关键材料,在显示屏中所占成本最高。CF基板的作用是使透过液晶分子的光通过彩色滤光片后能够显示不同的颜色,而后通过不同颜色的光的组合而达到显示色彩图案的效果。
传统的彩膜基板主要通过红绿蓝(RGB)色阻材料来实现光的滤色功能,RGB色阻的厚度越大,得到的光的颜色越纯,液晶显示器的色域越高,但光线的透过率会牺牲。另外由于色阻材料主要由有机树脂加颜料组成,其很容易形成离子型不纯物,这些离子型不纯物很容易扩散到取向膜表面进而在显示面板内部偏置电压的作用下形成直流(DC)偏置电场,进而加重残像。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题,提供一种彩膜基板及其制备方法和显示面板。该彩膜基板通过设置由非周期性纳米结构层和导光结构层构成的彩膜结构,能够取代传统彩膜基板中的红绿蓝色阻以起到光的滤色作用,从而使该彩膜基板在不牺牲透过率的基础上提升色域,同时由于传统彩膜基板中的红绿蓝色阻容易产生离子型不纯物,所以该彩膜基板通过设置该彩膜结构,还能减弱由离子型不纯物导致的显示面板内部的直流偏置电场,从而改善由直流偏置电场所导致的显示残像。
本发明提供一种彩膜基板,包括基底,还包括设置在所述基底上的彩膜结构,所述彩膜结构包括非周期性纳米结构层和导光结构层,所述非周期性纳米结构层设置在所述基底一侧,所述导光结构层设置于所述非周期性纳米结构层的背离所述基底的一侧,所述导光结构层能使入射光线以不同的入射角度入射至不同子像素所在区域内的所述非周期性纳米结构层上;所述非周期性纳米结构层能使入射光发生耦合和干涉,以使不同子像素所在区域射出不同颜色的光。
优选地,所述非周期性纳米结构层包括多个纳米结构单元,
所述纳米结构单元的背离所述基底的一侧面上开设有多个凹槽,每个所述纳米结构单元中开设有一个狭缝,所述狭缝贯穿所述纳米结构单元的厚度,所述凹槽的深度小于所述纳米结构单元的厚度;
所述凹槽的长度方向平行于所述狭缝的长度方向,所述凹槽和所述狭缝沿其长度方向的尺寸等于所述纳米结构单元沿该方向的尺寸;各所述凹槽的开口宽度不同,相邻两所述凹槽之间的间距不同,所述凹槽的宽度与所述狭缝的开口宽度不同。
优选地,任意两个所述纳米结构单元中,相邻两所述凹槽之间的间距不同,所述凹槽的开口宽度不同,所述狭缝的开口宽度相同,所述凹槽的长度方向与所述狭缝的长度方向平行。
优选地,所述纳米结构单元垂直于所述凹槽的长度方向的宽度尺寸为5μm。
优选地,所述凹槽的开口宽度范围为50-400nm,所述凹槽的深度为100nm。
优选地,所述狭缝的开口宽度为100nm。
优选地,用于发不同颜色光的子像素沿第一方向依次排布,多个所述纳米结构单元沿所述第一方向依次排布,且所述凹槽和所述狭缝的宽度方向平行于所述第一方向。
优选地,一个子像素沿所述第一方向的宽度为一个所述纳米结构单元沿所述第一方向的宽度的1倍或n倍,2≤n≤500。
优选地,子像素排布呈阵列,所述纳米结构单元沿垂直于所述第一方向的第二方向的长度等于子像素阵列沿所述第二方向的长度。
优选地,所述基底上还设置有透光导电层,所述非周期性纳米结构层设置于所述透光导电层上。
优选地,所述非周期性纳米结构层采用银材料。
优选地,所述导光结构层包括多个导光结构单元,用于发不同颜色光的子像素构成一个像素,所述导光结构单元与像素一一对应设置;
所述导光结构单元包括多个子部,不同的所述子部对应不同的子像素;
不同的所述子部的面向所述非周期性纳米结构层的出光面与所述基底之间的夹角不同。
优选地,所述导光结构层采用PMMA材料。
优选地,像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素;
所述导光结构单元包括第一子部、第二子部和第三子部,所述第一子部、所述第二子部和所述第三子部分别对应红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素;
所述第一子部的出光面与所述基底的锐角夹角为0°,所述第二子部的出光面与所述基底的锐角夹角为19°,所述第三子部的出光面与所述基底的锐角夹角为31.9°。
本发明还提供一种显示面板,包括上述彩膜基板。
本发明还提供一种上述彩膜基板的制备方法,包括:在基底上形成非周期性纳米结构层和导光结构层。
优选地,所述在基底上形成非周期性纳米结构层包括:
在基底上形成透光导电层;
采用电子束抗蚀剂在所述透光导电层上形成所述非周期性纳米结构层中凹槽的图形;
采用电子束蒸镀及剥离的方法形成包含有凹槽图形的非周期性纳米结构膜层的图形;
采用电子束刻蚀的方法形成所述非周期性纳米结构层中狭缝的图形。
本发明的有益效果:本发明所提供的彩膜基板,通过设置由非周期性纳米结构层和导光结构层构成的彩膜结构,能够取代传统彩膜基板中的红绿蓝色阻以起到光的滤色作用,从而使该彩膜基板在不牺牲透过率的基础上提升色域,同时由于传统彩膜基板中的红绿蓝色阻容易产生离子型不纯物,所以该彩膜基板通过设置该彩膜结构,还能减弱由离子型不纯物导致的显示面板内部的直流偏置电场,从而改善由直流偏置电场所导致的显示残像。
本发明所提供的显示面板,通过采用上述彩膜基板,提升了其显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例1中彩膜基板的结构剖视示意图;
图2为本发明实施例1中非周期性纳米结构层的结构剖视示意图;
图3为本发明实施例1中非周期性纳米结构层的结构俯视示意图;
图4为经过非周期性纳米结构层出射后的红绿蓝三种颜色光的光谱计算值曲线;
图5为经过非周期性纳米结构层出射后的红绿蓝三种颜色光的光谱实测值曲线;
图6为本发明实施例1中导光结构层改变光路的原理示意图;
图7为经第一子部出射光线入射至非周期性纳米结构层后被转换为红色光线的示意图;
图8为经第二子部出射光线入射至非周期性纳米结构层后被转换为绿色光线的示意图;
图9为经第三子部出射光线入射至非周期性纳米结构层后被转换为蓝色光线的示意图;
图10为在基底上形成透光导电层的示意图;
图11为在透光导电层上旋涂电子束抗蚀剂层的示意图;
图12为在透光导电层上形成PMMA图形的示意图;
图13为在PMMA图形上蒸镀金属银膜的示意图;
图14为形成含有矩形凹槽图形的银膜层的示意图;
图15为形成含有矩形凹槽图形的非周期性纳米结构膜层的示意图;
图16为形成非周期性纳米结构层中狭缝的图形的示意图;
图17为本发明实施例2中一种显示面板的结构剖视图;
图18为本发明实施例2中又一种显示面板的结构剖视图。
其中附图标记为:
1、基底;2、非周期性纳米结构层;21、纳米结构单元;210、凹槽;211、狭缝;3、导光结构层;31、导光结构单元;310、第一子部;311、第二子部;312、第三子部;4、子像素;41、红色子像素;42、绿色子像素;43、蓝色子像素;5、透光导电层;6、像素;7、黑矩阵;8、平坦化层;9、隔垫物;10、电子束抗蚀剂层;11、PMMA图形;12、金属银膜;13、含有矩形凹槽图形的银膜层;14、含有矩形凹槽图形的非周期性纳米结构膜层;15、阵列基板;16、彩膜基板;17、背光源。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明一种彩膜基板及其制备方法和显示面板作进一步详细描述。
实施例1:
本实施例提供一种彩膜基板,如图1所示,包括基底1,还包括设置在基底1上的彩膜结构,彩膜结构包括非周期性纳米结构层2和导光结构层3,非周期性纳米结构层2设置在基底1一侧,导光结构层3设置于非周期性纳米结构层2的背离基底1的一侧,导光结构层3能使入射光线以不同的入射角度入射至不同子像素4所在区域内的非周期性纳米结构层2上;非周期性纳米结构层2能使入射光发生耦合和干涉,以使不同子像素4所在区域射出不同颜色的光。
该彩膜基板通过设置由非周期性纳米结构层2和导光结构层3构成的彩膜结构,能够取代传统彩膜基板中的红绿蓝色阻以起到光的滤色作用,从而使该彩膜基板在不牺牲透过率的基础上提升色域,同时由于传统彩膜基板中的红绿蓝色阻容易产生离子型不纯物,所以该彩膜基板通过设置该彩膜结构,还能减弱由离子型不纯物导致的显示面板内部的直流偏置电场,从而改善由直流偏置电场所导致的显示残像。
其中,如图2和图3所示,非周期性纳米结构层2包括多个纳米结构单元21,纳米结构单元21的背离基底1的一侧面上开设有多个凹槽210,每个纳米结构单元21中开设有一个狭缝211,狭缝211贯穿纳米结构单元21的厚度,凹槽210的深度小于纳米结构单元21的厚度;凹槽210的长度方向平行于狭缝211的长度方向,凹槽210和狭缝211沿其长度方向的尺寸等于纳米结构单元21沿该方向的尺寸;各凹槽210的开口宽度不同,相邻两凹槽210之间的间距不同,凹槽210的宽度与狭缝211的开口宽度不同。
任意两个纳米结构单元21中,相邻两凹槽210之间的间距不同,凹槽210的开口宽度不同,狭缝211的开口宽度相同,凹槽210的长度方向与狭缝211的长度方向平行。
具有上述结构的非周期性纳米结构层2的工作原理为:纳米结构单元21中的凹槽210和空气的界面上的等离子体振荡,在与入射光光子的耦合作用下产生表面等离子体激元(Surface Plasmon Polariton,SPP),SPP是一种表面波,其沿着纳米结构单元21表面传播,在狭缝211处与入射的偏振光发生干涉,能产生一定波长的单色光,通过调整入射光的角度可发出不同波长的光,从而实现对入射光的滤色作用,使透过不同子像素4区域内纳米结构单元21的出射光呈现不同颜色的单色光。
优选的,纳米结构单元21垂直于凹槽210的长度方向的宽度尺寸为5μm。凹槽210的开口宽度范围为50-400nm,凹槽210的深度为100nm。狭缝211的开口宽度为100nm。其中,各凹槽210宽度的具体设置可根据出射光的波长具体优化。
需要说明的是,任意两个纳米结构单元21中,狭缝211的开口宽度也可以不同。
本实施例中,一个纳米结构单元21上设置有10个凹槽210,狭缝211的两侧分别分布有5个凹槽210。需要说明的是,各纳米结构单元21中凹槽210的数量、分布和间距均设置为不同,具体可根据出射光的波长进行设置。
本实施例中,用于发不同颜色光的子像素4沿第一方向依次排布,多个纳米结构单元21沿第一方向依次排布,且凹槽210和狭缝211的宽度方向平行于第一方向。其中,一个像素由三个子像素4构成,三个子像素4分别用于发出红、绿、蓝三种不同颜色的光,在非周期性纳米结构层2和导光结构层3的共同作用下,三个子像素4能够分别发出红、绿、蓝三种颜色的光,以使整个像素实现彩色显示。经过非周期性纳米结构层2出射后的红绿蓝三种颜色光的光谱计算值和实测值基本一致,经过非周期性纳米结构层2出射后的红绿蓝三种颜色光的光谱计算值和实测值分别如图4和图5所示。
其中,一个子像素4沿第一方向的宽度为一个纳米结构单元21沿第一方向的宽度的1倍。
需要说明的是,一个子像素4沿第一方向的宽度也可以为一个纳米结构单元21沿第一方向的宽度的n倍,2≤n≤500。
优选的,本实施例中,子像素4排布呈阵列,纳米结构单元21沿垂直于第一方向的第二方向的长度等于子像素阵列沿第二方向的长度。
本实施例中,如图1所示,基底1上还设置有透光导电层5,非周期性纳米结构层2设置于透光导电层5上。非周期性纳米结构层2采用银材料。透光导电层5采用氧化铟锡材料,透光导电层5有利于非周期性纳米结构层2的生长。
本实施例中,导光结构层3包括多个导光结构单元31,用于发不同颜色光的子像素4构成一个像素6,导光结构单元31与像素6一一对应设置;导光结构单元31包括多个子部,不同的子部对应不同的子像素4;不同的子部的面向非周期性纳米结构层2的出光面与基底1之间的夹角不同。对应某个子像素4所在区域的非周期性纳米结构层2接收设定角度的入射光,才能转换出设定波长的光,导光结构单元31中的子部与子像素4所在区域分别对应,从而能使入射至各子像素4所在区域的非周期性纳米结构层2中的光线为不同的设定角度,进而使从各子像素4所在区域的非周期性纳米结构层2中出射的光线为不同的设定波长。
优选的,本实施例中,导光结构层3采用PMMA材料。需要说明的是,导光结构层3也可以采用环烯的热可塑性树脂(Zeonor)或聚碳酸酯(PC)等材料。
本实施例中,如图1和图6所示,像素6包括红色子像素41、绿色子像素42和蓝色子像素43;导光结构单元31包括第一子部310、第二子部311和第三子部312,第一子部310、第二子部311和第三子部312分别对应红色子像素41、绿色子像素42和蓝色子像素43;第一子部310的出光面与基底1的锐角夹角为0°,第二子部311的出光面与基底1的锐角夹角φ1为19°,第三子部312的出光面与基底1的锐角夹角φ2为31.9°。上述结构角度设置,能使入射光线经过光学亚克力树脂(PMMA)材料的导光结构单元31之后,以不同的入射角度入射至与第一子部310、第二子部311和第三子部312分别相对应的非周期性纳米结构层2上,从而使入射光线在透过非周期性纳米结构层2之后,对应红色子像素41、绿色子像素42和蓝色子像素43的出射光线分别为红、绿、蓝三种不同波长的光。
导光结构层3的作用原理具体为:为了使入射光线在透过非周期性纳米结构层2之后,对应红色子像素41、绿色子像素42和蓝色子像素43的出射光线分别为红、绿、蓝三种不同波长的光,需要使第一子部310的出射光线与垂直于基底1所在面的方向之间的夹角为0°,第二子部311的出射光线与垂直于基底1所在面的方向之间的锐角夹角θ1为10°,第三子部312的出射光线与垂直于基底1所在面的方向之间的锐角夹角θ2为20°,如图7-图9所示。根据光的折射定律:
其中,α1=φ1,α2=φ2。为满足出射光角度θ1=10°,θ2=20°,根据光在光学亚克力树脂中的折射率n1一般为1.49,在空气中的折射率n2一般为1,可以计算出,第二子部311的出光面与基底1的锐角夹角φ1=19°,第三子部312的出光面与基底1的锐角夹角φ2=31.9°。因此,可按照φ1=19°,φ2=31.9°设置导光结构单元31中第二子部311和第三子部312出光面的倾斜角度。
需要说明的是,无论导光结构层3采用什么材料制成,为了使入射光线在透过非周期性纳米结构层2之后,对应红色子像素41、绿色子像素42和蓝色子像素43的出射光线分别为红、绿、蓝三种不同波长的光,均需要使第一子部310的出射光线与垂直于基底1所在面的方向之间的锐角夹角为0°,第二子部311的出射光线与垂直于基底1所在面的方向之间的锐角夹角为10°,第三子部312的出射光线与垂直于基底1所在面的方向之间的锐角夹角为20°。因此,当导光结构层3采用其他材料时,需要通过公式(1)-公式(4)计算,调整第一子部310、第二子部311和第三子部312出光面的出光方向满足上述条件。即具体的其他材料的导光结构层3中第一子部310、第二子部311和第三子部312的出光面与基底1之间的锐角夹角可通过公式(1)-公式(4)计算获得,这里不再赘述。
本实施例中,彩膜基板还包括设置在基底1的背离彩膜结构一侧的黑矩阵7、平坦化层8和隔垫物9,黑矩阵7用于遮挡不透光区域;平坦化层8用于使彩膜基板的与阵列基板对合的一面趋于平坦;隔垫物9用于支撑彩膜基板和阵列基板。隔垫物9对应位于黑矩阵7所在区域。
基于彩膜基板的上述结构,本实施例还提供一种该彩膜基板的制备方法,包括:在基底上形成非周期性纳米结构层和导光结构层。
其中,在基底上形成非周期性纳米结构层包括:
步骤01:在基底上形成透光导电层;
该步骤具体包括:如图10所示,在清洗后的基底1上通过磁控溅射工艺形成一层厚度的透光导电层5薄膜,该透光导电层5采用氧化铟锡材料。
步骤02:采用电子束抗蚀剂在透光导电层上形成非周期性纳米结构层中凹槽的图形;
该步骤具体包括:如图11和图12所示,
在透光导电层5表面旋涂厚度的电子束抗蚀剂层10(PMMA,聚甲基丙烯酸甲酯),然后采用100KeV的电子束和掩膜版对其进行曝光,曝光完成后采用甲基异丁酮显影60s,最后采用异丙醇进行清洗30s得到如图12所示的PMMA图形11。
步骤03:采用电子束蒸镀及剥离的方法形成包含有凹槽图形的非周期性纳米结构膜层的图形;
该步骤具体包括:如图13-图15所示,
采用电子束蒸镀一层厚度的金属银膜12在PMMA图形11上面,再将整张基板置于丙酮中浸泡12h以剥离凸起的PMMA图形层得到如图14所示的含有矩形凹槽210图形的银膜层13;
再次采用电子束蒸镀一层厚度的金属银膜以形成含有矩形凹槽210图形的非周期性纳米结构膜层14,此时使得Ag膜厚度达到光学要求,如图15所示。
步骤04:采用电子束刻蚀的方法形成非周期性纳米结构层中狭缝的图形。
该步骤具体包括:如图16所示,采用聚焦电子束(FIB Milling)刻蚀出一道100nm宽的狭缝211(Slit),从而形成非周期性纳米结构层2。
本实施例中,导光结构层采用传统的干法刻蚀工艺制备形成,这里不再赘述。
另外,该彩膜基板的制备方法还包括采用传统构图工艺在基底的背离非周期性纳米结构层的一侧依次形成黑矩阵、平坦化层和隔垫物。
实施例1的有益效果:实施例1中所提供的彩膜基板,通过设置由非周期性纳米结构层和导光结构层构成的彩膜结构,能够取代传统彩膜基板中的红绿蓝色阻以起到光的滤色作用,从而使该彩膜基板在不牺牲透过率的基础上提升色域,同时由于传统彩膜基板中的红绿蓝色阻容易产生离子型不纯物,所以该彩膜基板通过设置该彩膜结构,还能减弱由离子型不纯物导致的显示面板内部的直流偏置电场,从而改善由直流偏置电场所导致的显示残像。
实施例2:
本实施例提供一种显示面板,包括实施例1中的彩膜基板。
本实施例中,如图17所示,显示面板还包括阵列基板15,阵列基板15位于彩膜基板16中基底1远离导光结构层3的一侧,彩膜基板16与阵列基板15之间通过隔垫物9支撑。
另外,显示面板还包括背光源17,背光源17设置在彩膜基板16背离阵列基板15的一侧。背光源17提供准直光线。
需要说明的是,如图18所示,阵列基板15也可以设置于彩膜基板16中基底1靠近导光结构层3的一侧,这种情况下,隔垫物9需要设置在导光结构层3的背离基底1的一侧。背光源17设置在阵列基板15背离彩膜基板16的一侧。
该显示面板,通过采用实施例1中的彩膜基板,提升了其显示效果。
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 (17)
1.一种彩膜基板,包括基底,其特征在于,还包括设置在所述基底上的彩膜结构,所述彩膜结构包括非周期性纳米结构层和导光结构层,所述非周期性纳米结构层设置在所述基底一侧,所述导光结构层设置于所述非周期性纳米结构层的背离所述基底的一侧,所述导光结构层能使入射光线以不同的入射角度入射至不同子像素所在区域内的所述非周期性纳米结构层上;所述非周期性纳米结构层能使入射光发生耦合和干涉,以使不同子像素所在区域射出不同颜色的光。
2.根据权利要求1所述的彩膜基板,其特征在于,所述非周期性纳米结构层包括多个纳米结构单元,
所述纳米结构单元的背离所述基底的一侧面上开设有多个凹槽,每个所述纳米结构单元中开设有一个狭缝,所述狭缝贯穿所述纳米结构单元的厚度,所述凹槽的深度小于所述纳米结构单元的厚度;
所述凹槽的长度方向平行于所述狭缝的长度方向,所述凹槽和所述狭缝沿其长度方向的尺寸等于所述纳米结构单元沿该方向的尺寸;各所述凹槽的开口宽度不同,相邻两所述凹槽之间的间距不同,所述凹槽的宽度与所述狭缝的开口宽度不同。
3.根据权利要求2所述的彩膜基板,其特征在于,任意两个所述纳米结构单元中,相邻两所述凹槽之间的间距不同,所述凹槽的开口宽度不同,所述狭缝的开口宽度相同,所述凹槽的长度方向与所述狭缝的长度方向平行。
4.根据权利要求3所述的彩膜基板,其特征在于,所述纳米结构单元垂直于所述凹槽的长度方向的宽度尺寸为5μm。
5.根据权利要求3所述的彩膜基板,其特征在于,所述凹槽的开口宽度范围为50-400nm,所述凹槽的深度为100nm。
6.根据权利要求3所述的彩膜基板,其特征在于,所述狭缝的开口宽度为100nm。
7.根据权利要求2-6任意一项所述的彩膜基板,其特征在于,用于发不同颜色光的子像素沿第一方向依次排布,多个所述纳米结构单元沿所述第一方向依次排布,且所述凹槽和所述狭缝的宽度方向平行于所述第一方向。
8.根据权利要求7所述的彩膜基板,其特征在于,一个子像素沿所述第一方向的宽度为一个所述纳米结构单元沿所述第一方向的宽度的1倍或n倍,2≤n≤500。
9.根据权利要求7所述的彩膜基板,其特征在于,子像素排布呈阵列,所述纳米结构单元沿垂直于所述第一方向的第二方向的长度等于子像素阵列沿所述第二方向的长度。
10.根据权利要求2所述的彩膜基板,其特征在于,所述基底上还设置有透光导电层,所述非周期性纳米结构层设置于所述透光导电层上。
11.根据权利要求1所述的彩膜基板,其特征在于,所述非周期性纳米结构层采用银材料。
12.根据权利要求1所述的彩膜基板,其特征在于,所述导光结构层包括多个导光结构单元,用于发不同颜色光的子像素构成一个像素,所述导光结构单元与像素一一对应设置;
所述导光结构单元包括多个子部,不同的所述子部对应不同的子像素;
不同的所述子部的面向所述非周期性纳米结构层的出光面与所述基底之间的夹角不同。
13.根据权利要求12所述的彩膜基板,其特征在于,所述导光结构层采用PMMA材料。
14.根据权利要求13所述的彩膜基板,其特征在于,像素包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素;
所述导光结构单元包括第一子部、第二子部和第三子部,所述第一子部、所述第二子部和所述第三子部分别对应红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素;
所述第一子部的出光面与所述基底的锐角夹角为0°,所述第二子部的出光面与所述基底的锐角夹角为19°,所述第三子部的出光面与所述基底的锐角夹角为31.9°。
15.一种显示面板,其特征在于,包括权利要求1-14任意一项所述的彩膜基板。
16.一种如权利要求1-14任意一项所述的彩膜基板的制备方法,其特征在于,包括:在基底上形成非周期性纳米结构层和导光结构层。
17.根据权利要求16所述的彩膜基板的制备方法,其特征在于,所述在基底上形成非周期性纳米结构层包括:
在基底上形成透光导电层;
采用电子束抗蚀剂在所述透光导电层上形成所述非周期性纳米结构层中凹槽的图形;
采用电子束蒸镀及剥离的方法形成包含有凹槽图形的非周期性纳米结构膜层的图形;
采用电子束刻蚀的方法形成所述非周期性纳米结构层中狭缝的图形。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020233594A1 (zh) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 彩膜基板及其制造方法和显示面板 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113078189B (zh) * | 2021-03-22 | 2022-08-26 | 武汉天马微电子有限公司 | 一种显示面板和显示装置 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008100051A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Image Lab Co., Ltd. | Color improvement film and optical device having the same |
TW201024806A (en) * | 2008-12-31 | 2010-07-01 | Ind Tech Res Inst | Color dividing optical device and image apparatus with the application |
CN102103224A (zh) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 乐金显示有限公司 | 利用表面等离子体的滤色器、液晶显示设备及其制造方法 |
KR20130016157A (ko) * | 2012-12-22 | 2013-02-14 | 정영진 | 금속 나노 슬릿 어레이 회절격자 |
CN103048715A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-17 | 南京邮电大学 | 平面亚波长非周期高对比度光栅及其制备方法 |
KR20140069879A (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 한국과학기술원 | 비등방성 패턴을 포함하는 능동형 표면 플라즈모닉 컬러 필터, 및 능동형 표면 플라즈모닉 컬러필터를 포함하는 디스플레이 소자 |
KR20140086934A (ko) * | 2014-05-16 | 2014-07-08 | 한국과학기술원 | 레이저 간섭 리소그래피를 이용한 표면 플라즈모닉 컬러 필터의 제조 방법 |
US20140268332A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Sandia Corporation | Dye and pigment-free structural colors and angle-insensitive spectrum filters |
CN105259600A (zh) * | 2015-09-15 | 2016-01-20 | 北京大学 | 一种纳米超材料全色域调色板 |
US20170235188A1 (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Integrated privacy display filtering |
CN107238968A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-10-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种彩膜基板以及制备方法、液晶显示面板 |
CN206610052U (zh) * | 2017-04-12 | 2017-11-03 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种反射式液晶显示器 |
US20180284509A1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-10-04 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Dynamically tunable, single pixel full-color plasmonic display, method and applications |
WO2019068304A1 (en) * | 2017-10-02 | 2019-04-11 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement | RESONANT WAVEGUIDE NETWORK AND ITS APPLICATIONS |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102037399A (zh) * | 2009-05-29 | 2011-04-27 | 松下电器产业株式会社 | 液晶显示装置 |
KR20140142501A (ko) * | 2013-06-04 | 2014-12-12 | 삼성디스플레이 주식회사 | 표시 장치 및 그 제조 방법 |
KR102168681B1 (ko) * | 2013-11-11 | 2020-10-22 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 |
KR101635603B1 (ko) * | 2015-10-01 | 2016-07-01 | 서울대학교산학협력단 | 색상 가변 컬러 필터 및 색상 가변 컬러 필터링 방법 |
US10840223B2 (en) * | 2017-03-23 | 2020-11-17 | Intel Corporation | Augmented reality display systems with super-lambertian LED source |
US10996451B2 (en) * | 2017-10-17 | 2021-05-04 | Lumileds Llc | Nanostructured meta-materials and meta-surfaces to collimate light emissions from LEDs |
CN110082950B (zh) * | 2019-05-23 | 2020-12-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 彩膜基板及其制备方法和显示面板 |
-
2019
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-
2020
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- 2020-05-20 WO PCT/CN2020/091279 patent/WO2020233594A1/zh active Application Filing
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008100051A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Image Lab Co., Ltd. | Color improvement film and optical device having the same |
TW201024806A (en) * | 2008-12-31 | 2010-07-01 | Ind Tech Res Inst | Color dividing optical device and image apparatus with the application |
CN102103224A (zh) * | 2009-12-18 | 2011-06-22 | 乐金显示有限公司 | 利用表面等离子体的滤色器、液晶显示设备及其制造方法 |
KR20140069879A (ko) * | 2012-11-30 | 2014-06-10 | 한국과학기술원 | 비등방성 패턴을 포함하는 능동형 표면 플라즈모닉 컬러 필터, 및 능동형 표면 플라즈모닉 컬러필터를 포함하는 디스플레이 소자 |
KR20130016157A (ko) * | 2012-12-22 | 2013-02-14 | 정영진 | 금속 나노 슬릿 어레이 회절격자 |
CN103048715A (zh) * | 2013-01-04 | 2013-04-17 | 南京邮电大学 | 平面亚波长非周期高对比度光栅及其制备方法 |
US20140268332A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Sandia Corporation | Dye and pigment-free structural colors and angle-insensitive spectrum filters |
KR20140086934A (ko) * | 2014-05-16 | 2014-07-08 | 한국과학기술원 | 레이저 간섭 리소그래피를 이용한 표면 플라즈모닉 컬러 필터의 제조 방법 |
CN105259600A (zh) * | 2015-09-15 | 2016-01-20 | 北京大学 | 一种纳米超材料全色域调色板 |
US20170235188A1 (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Integrated privacy display filtering |
US20180284509A1 (en) * | 2017-04-04 | 2018-10-04 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Dynamically tunable, single pixel full-color plasmonic display, method and applications |
CN206610052U (zh) * | 2017-04-12 | 2017-11-03 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种反射式液晶显示器 |
CN107238968A (zh) * | 2017-08-04 | 2017-10-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种彩膜基板以及制备方法、液晶显示面板 |
WO2019068304A1 (en) * | 2017-10-02 | 2019-04-11 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA - Recherche et Développement | RESONANT WAVEGUIDE NETWORK AND ITS APPLICATIONS |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020233594A1 (zh) * | 2019-05-23 | 2020-11-26 | 京东方科技集团股份有限公司 | 彩膜基板及其制造方法和显示面板 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020233594A1 (zh) | 2020-11-26 |
CN110082950B (zh) | 2020-12-25 |
US20220019008A1 (en) | 2022-01-20 |
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