[發明專利]反射式光子晶體彩膜、使用其的顯示器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201710207768.X
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106773279A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 孟憲芹;楊亞鋒;呂敬;陳小川;王維;譚紀風;孟憲東;田允允;高健
• 申請（專利權）人: 京東方科技集團股份有限公司
• 主分類號: G02F1/1335
• 分類號: G02F1/1335
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司11438
• 代理人: 邢雪紅,王衛忠

技術領域

本公開涉及顯示技術領域，具體而言，涉及一種反射式光子晶體彩膜、使用其的顯示器件及其制造方法。

背景技術

目前國際上主流的三基色的色域指標已經不能滿足一些高端顯示領域的色彩飽和度的要求，比如某些專業廣告，高清屏幕等。因此，尋找新的方法來提高屏幕顯色的真實性是顯示領域最為迫切需要解決的問題之一。雖然基于三基色LED顯示設備的色域再現能力已經達到NTSC標準色域的120％，但是，在CIE標準色域圖中，還有接近40％的面積在三基色LED顯示區域之外。怎樣進一步擴大顯示色域的范圍是我們滿足高端需求的重要探索方向。通過對各種擴展色域方案的對比的五基色(RGBCY)顯示采用增加黃色(Yellow)、青色(Cyan)的方法將顏色由RGB構成的三角形擴展為五邊形，能有效擴大系統所能再現的色域，理想RGBCY可以實現完全覆蓋Pointer Gamut。RGBCY顯示顏色更加鮮艷逼真，色彩過渡更加自然，具有更好的視覺效果，可以實現對高色域和飽和度照片的真實再現。實現RGBCY五基色LED理論分析沒有問題，實際工業化也有很多難題需要攻克，其中青色和黃色如何實現是目前研究的重點。

此外，在彩色顯示領域，包括傳統的液晶顯示(LCD)、有機發光二極管(OLED)等顯示技術都使用傳統的彩膜基底來實現RGB彩色顯示。但是傳統彩膜基底是通過對白色入射光的各基色進行過濾來實現RGB，因此大約有2/3的入射光會被彩膜基底吸收而損失，導致透過率低，且傳統RGB彩色顯示拓寬至RGBCY五色時，其各色光譜的半峰寬較寬，導致色飽和度不高等。

光子晶體(Photonic Crystal)是指不同折射率的介質周期性排列的人工微結構，也稱為具有光子帶隙(Photonic Band-Gap,簡稱為PBG)特性的人造周期性電介質結構。光子帶隙材料能夠調制具有相應波長的電磁波，使能量處在光子帶隙內的光子不能進入光子晶體。光子晶體雖然是個新名詞，但自然界中早已存在擁有這種性質的物質，比如蛋白石，蝴蝶翅膀，昆蟲眼睛等(如圖1)，即特定頻率范圍內的光被禁止在光子晶體中傳播，被反射到人的眼睛里，所以人眼能感知到這這些頻率的光，即就是蛋白石、孔雀翎、蝴蝶翅膀能顯示出的顏色。

在光子晶體彩膜的研究方面，國內外根據實際應用也做了一些理論方面和實際應用方面的研究，如國內一些研究單位利用一維金屬光柵和多層分散微球結構，分別實現色彩分離。但是，眾所周知，由于一維結構的對自然光的偏振特性，一維光柵結構會損失至少50％的入射光能量，且對入射光的角度要求比較嚴格，而多層分散微球在實際制備和應用中仍存在諸多問題和挑戰。

因此，設計一種新的彩膜，特別是新的能實現五基色顯示的光子晶體彩膜微結構是目前亟待解決的技術問題。

發明內容

本公開的目的在于提供一種反射式光子晶體彩膜及使用其的顯示器件，進而至少在一定程度上克服由于相關技術的限制和缺陷而導致的一個或者多個問題。

本公開的其他特性和優點將通過下面的詳細描述變得清晰，或者部分地通過本公開的實踐而習得。

根據本公開的第一方面，提供一種反射式光子晶體彩膜，包括；

基底；

形成在基底上且在基底表面上周期性分布的二維光子晶體結構，其中所述二維光子晶體結構由包含硅的材料構成。

在本公開的一種示例性實施例中，所述二維光子晶體結構為柱狀或孔狀結構。

在本公開的一種示例性實施例中，所述二維光子晶體結構為圓柱或方塊結構。

在本公開的一種示例性實施例中，所述二維光子晶體結構為圓孔或方孔結構。

在本公開的一種示例性實施例中，所述二維光子晶體結構為圓柱結構，所述二維光子晶體結構的周期為330-450nm，所述二維光子晶體結構的占空比為20-30％，其中圓柱的高度為110-130nm，圓柱的直徑為190-210nm。

在本公開的一種示例性實施例中，所述二維光子晶體結構為圓孔結構，所述二維光子晶體結構的周期為240-280nm，所述二維光子晶體結構的占空比為20-30％，其中圓孔的深度為110-130nm，圓孔的直徑為125-145nm。

在本公開的一種示例性實施例中，所述二維光子晶體結構為圓孔結構，所述二維光子晶體結構的周期為120-200nm，所述二維光子晶體結構的占空比為20-30％，其中圓孔的深度為90-110nm，圓孔的直徑為90-110nm。