一种亚波长孔径阵列结构滤光片、显示器及其制备方法

摘要

本发明涉及金属周期性图案孔径阵列结构的领域，公开一种亚波长孔径阵列结构滤光片、显示器及其制备方法，所述亚波长孔径阵列结构滤光片包括：光阻加工层，置于封装完成后的驱动电路基板上，且其内部形成有环形通槽；以及金属沉积层，沉积于所述光阻加工层的上方，且其中心位置形成有通光孔。本发明利用光在金属薄膜周期性图案表面耦合产生的表面等离子体效应，透射光半峰宽小，色域更大。

说明书

技术领域

本发明涉及金属周期性图案孔径阵列结构的领域，特别涉及一种亚波长孔径阵列结构滤光片、显示器及其制备方法。

背景技术

现有技术中关于该种滤光片公开了一种利用表面等离子体的滤色器、液晶显示设备及其制造方法，其滤色器包括：金属层；以及在该金属层中形成的透射图案，该透射图案包括多个具有周期的亚波长孔，其中通过利用表面等离子体选择性地透射特定波长的光来输出所希望的颜色的光，并且所述多个亚波长孔排列成三角形点阵，该三角形点阵具有预定数量的与中心孔最相邻的孔。

现有技术中的滤色器采用周期圆孔设计，透光性差，透射光半峰宽大，色域较小。

发明内容

本发明提出一种亚波长孔径阵列结构滤光片、显示器及其制备方法，该亚波长孔径阵列结构滤光片、显示器及其制备方法利用光在金属薄膜周期性图案表面耦合产生的表面等离子体效应，透射光半峰宽小，色域更大。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种亚波长孔径阵列结构滤光片，所述亚波长孔径阵列结构滤光片包括：光阻加工层，置于封装完成后的驱动电路基板上，且其内部形成有环形通槽；以及金属沉积层，沉积于所述光阻加工层的上方，且其中心位置形成有通光孔。

优选地，所述金属沉积层的材料被配置为银和铝。

优选地，所述通光孔的孔径大小为100nm。

另外，本发明提供一种亚波长孔径阵列结构滤光片的制备方法，所述亚波长孔径阵列结构滤光片的制备方法包括：在封装完成后的驱动电路基板上涂覆光阻层；对所述光阻层进行光刻形成有环形通槽；在所述光阻层的上方沉积金属层；以及在所述金属层上形成有透光孔。

优选地，所述在所述金属层上形成有透光孔的方法包括：利用聚焦离子束对所述金属层的中心进行打孔以形成透光孔；或者通过光刻和刻蚀对所述金属层的中心进行打孔以形成透光孔。

优选地，所述对所述光阻层进行光刻形成有环形通槽的方法包括：对所述光阻层进行曝光、显影、烘烤和固化以形成有环形通槽。

另外，本发明提供一种显示器，所述显示器包括上述的亚波长孔径阵列结构滤光片。

相对于现有技术，本发明本思路的周期孔径阵列结构利用圆环周期图案“靶心”结构将滤光器所设计波长的光集中在中心孔径周围，形成局域电场增强，起到等离子体天线的作用，外部量子效率比圆孔周期排布图案更高，同时透射光半峰宽小，色域更大。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的亚波长孔径阵列结构滤光片的截面结构示意图；

图2为本发明的亚波长孔径阵列结构滤光片的俯视结构示意图；

图3为本发明的封装完成后的驱动电路基板的截面结构示意图；

图4为本发明的对所述光阻层进行光刻后的结构的截面结构示意图；

图5为本发明的沉积金属层后的截面结构示意图；以及

图6为本发明的亚波长孔径阵列结构滤光片的制备方法流程图。

附图标记说明：

1、衬底；2、驱动电路；3、发光层；4、封装层；5、光阻层；6、金属层；7、透光孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种亚波长孔径阵列结构滤光片，所述亚波长孔径阵列结构滤光片包括：光阻加工层，置于封装完成后的驱动电路基板上，且其内部形成有环形通槽，其中，所述光阻加工层置于所述封装完成后的驱动电路基板上，其中所述封装完成后的驱动电路基板如图3所示，其包括从下至上依次加工得到的衬底1、驱动电路2、发光层3和封装层4，添加完光阻加工层后的截面图如图4；以及金属沉积层，沉积于所述光阻加工层的上方，且其中心位置形成有通光孔7，所述金属层是沉积在光阻层上的，其沉积完之后会形成一个与所述环形通槽相似的通槽，如图5所示，最终中心位置形成有通光孔的结构如图1所示，其俯视图如图2所示。

本发明使用金属周期性图案孔径阵列实现滤光片的功能，替代传统染料掺杂滤光片。工艺简单：传统染料掺杂滤光片工艺需3次光刻，金属周期阵列图案只需要一次光刻+聚焦离子束(FIB，Focused Ion beam)或2次光刻工艺；能满足更高分辨率要求：染料掺杂滤光片像素越小，染料光稳定性会变差，像素间的串扰也会更严重，金属周期阵列滤光片不存在这种问题，可以实现像素<1um；工艺兼容性好：金属周期阵列滤光片工艺兼容正常工艺，不用重新开发彩膜工艺。如上所述，“靶心”结构将滤光器所设计波长的光集中在中心孔径周围，形成局域电场增强，起到等离子体天线的作用，外部量子效率比圆孔周期排布图案更高，同时透射光半峰宽小，色域更大。

优选地，所述金属沉积层的材料被配置为银和铝。

优选地，所述通光孔的孔径大小为100nm。

另外，如图6所示，本发明提供一种亚波长孔径阵列结构滤光片的制备方法，所述亚波长孔径阵列结构滤光片的制备方法包括：

S101，在封装完成后的驱动电路基板上涂覆光阻层；

S102，对所述光阻层5进行光刻形成有环形通槽，如图4所示；

S103，在所述光阻层5的上方沉积金属层6；以及

S104，在所述金属层6上形成有透光孔7，如图5所示。

优选地，所述在所述金属层6上形成有透光孔7的方法包括：利用聚焦离子束对所述金属层6的中心进行打孔以形成透光孔7；或者通过光刻和刻蚀对所述金属层6的中心进行打孔以形成透光孔7。其中，以上两种方法，均可以形成透光孔。两种方式可以根据需求进行自动切换。

优选地，所述对所述光阻层进行光刻形成有环形通槽的方法包括：对所述光阻层进行曝光、显影、烘烤和固化以形成有环形通槽。

另外，本发明还提供一种显示器，所述显示器包括上述的亚波长孔径阵列结构滤光片。

其中，本发明的显示器与现有技术相比具有与所述亚波长孔径阵列结构滤光片相同的区别技术特征和技术效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。