一种彩膜基板以及制备方法、液晶显示面板技术

本发明专利技术涉及显示设备技术领域，公开了一种彩膜基板以及制备方法、液晶显示面板，该彩膜基板包括衬底基板；形成于衬底基板一侧的光子晶体层，光子晶体层设有与亚像素单元一一对应的色阻区，不同颜色的色阻区交替排列以使光子晶体层具有一维复周期光子晶体结构；形成于光子晶体层背离衬底基板一侧的阵列波导光栅层，阵列波导光栅层具有的光栅的角度不同以控制输出的光线以不同的入射角照射到光子晶体层的不同色阻区上；形成于阵列波导光栅层背离衬底基板一侧的分波层。该彩膜基板利用具有不同角度光栅的阵列波导光栅层实现光子晶体层上的色阻区的显色功能。而且，该结构使得光线在传播过程中不存在额外消耗，从而使得本发明专利技术提供的彩膜基板透光率强。

Color film substrate and preparation method and liquid crystal display panel

The present invention relates to the technical field of display equipment, and discloses a color film substrate and a preparation method thereof, liquid crystal display panel, the color film substrate comprises a substrate; a photonic crystal layer formed on the substrate side of the photonic crystal layer is provided with a color corresponding resistance region and sub pixel unit, the color resistance of different colors alternately in order to make the photonic crystal layer with one dimensional complex periodic photonic crystal structure; the formation of arrayed waveguide grating layer in the photonic crystal layer from a substrate side of the array waveguide grating layer with different grating angle to control the output light with different angles to different color irradiation resistance area photonic crystal layer formed in the array; waveguide grating layer on one side of the substrate to deviate from the wave layer. The color film substrate uses an array waveguide grating layer with different angle gratings to realize the color rendering function of the color resist region on the photonic crystal layer. Moreover, the structure does not cause additional consumption of light during propagation, thereby enabling the color film substrate to have a high light transmittance.

【技术实现步骤摘要】
一种彩膜基板以及制备方法、液晶显示面板
本专利技术涉及显示设备
，特别涉及一种彩膜基板以及制备方法、液晶显示面板。
技术介绍
随着显示技术的不断发展，液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，LCD)己在平板显示领域中占据了主导地位。现有的液晶显示器中背光源发出的是白色光，经过三种颜色的彩膜的过滤后，分为红、绿、蓝三种颜色。但是，现有技术至少存在以下问题白色光是由多种不同频段的不同颜色的光复合而成的，而经过彩膜过滤之后，大部分的光都被彩膜吸收了，只能通过一种颜色的光，因此现有的液晶面板存在透过率低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种彩膜基板以及制备方法、液晶显示面板，上述彩膜基板通过阵列波导光栅控制入射光角度的不同，利于实现不同颜色光的通过。为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种彩膜基板，包括衬底基板；形成于所述衬底基板一侧的光子晶体层，所述光子晶体层设有与亚像素单元一一对应的色阻区，不同颜色的色阻区交替排列以使所述光子晶体层具有一维复周期光子晶体结构；形成于所述光子晶体层背离所述衬底基板一侧的阵列波导光栅层，所述阵列波导光栅层具有的光栅的角度不同以控制输出的光线以不同的入射角照射到所述光子晶体层的不同色阻区上；形成于所述阵列波导光栅层背离所述衬底基板一侧的分波层。上述彩膜基板包括衬底基板、形成于衬底基板一侧的光子晶体层、形成于光子晶体层背离衬底基板一侧的阵列波导光栅层以及形成于阵列波导光栅层背离衬底基板一侧的分波层。由于阵列波导光栅层具有的光栅的角度不同，则可以控制输出的光线以不同的入射角照射到光子晶体层的不同色阻区上,而且由于光子晶体层设有的色阻区与亚像素单元一一对应，则当光子晶体层的多个色阻区显示颜色时，可使得多个亚像素单元正常显示，从而使得应用上述彩膜基板的显示面板实现显示功能。该彩膜基板改变目前彩膜基板的通用结构，利用具有不同角度光栅的阵列波导光栅层实现光子晶体层上的色阻区的显色功能。而且，该结构使得光线在传播过程中不存在额外消耗，从而使得本专利技术提供的彩膜基板透光率强。因此，上述彩膜基板通过阵列波导光栅控制入射光角度的不同，利于实现不同颜色光的通过。优选地，所述光子晶体层包括沿所述衬底基板指向所述阵列波导光栅层方向依次叠置的多种不同介电材料的薄膜介质。优选地，所述光子晶体层包括两种不同介电材料A薄膜介质和B薄膜介质，所述A薄膜介质的介电常数为εa、厚度为a，所述B薄膜介质的介电常数为εb、厚度为b，周期为d＝a+b。优选地，所述A薄膜介质为碲化铅，所述B薄膜介质为二氟化镁。优选地，所述阵列波导光栅层的光栅方程式满足：nsdsinθi+nCΔL+nsdsinθo＝mλ其中:θi和θo分别对应输入、输出波导与中心阵列波导的夹角,d为阵列波导的间距，ns和nC分别是平板波导和信道波导的有效折射率，m为光栅的衍射级数，λ是光信号波长。本专利技术还提供一种液晶显示面板，包括阵列基板，设置于所述阵列基板一侧的液晶层以及设置于所述液晶层背离所述阵列基板一侧、如以上任一项技术方案中所述的彩膜基板。优选地，所述液晶显示面板还包括设置于所述阵列基板朝向所述液晶层一侧、用于单侧反射来自所述彩膜基板方向光线的反射膜，且所述反射膜可以透过来自所述阵列基板方向的光线。本专利技术还提供一种彩膜基板制备方法，用于制备如以上任一项技术方案中所述的彩膜基板，包括：在衬底基板上形成光子晶体层，且所述光子晶体层设有与亚像素单元一一对应的色阻区，不同颜色的色阻区交替排列以使所述光子晶体层具有一维复周期光子晶体结构；在所述光子晶体层上形成所述阵列波导光栅层，所述阵列波导光栅层具有的光栅的角度不同以控制输出的光线以不同的入射角照射到所述光子晶体层的不同色阻区上；在所述阵列波导光栅层上形成分波层。优选地，形成所述阵列波导光栅层的工艺包括：在所述光子晶体层形成二氧化硅衬底层；在所述二氧化硅衬底层上形成有掺杂的二氧化硅层、并通过构图工艺形成栅极图案；在所述栅极图案上形成二氧化硅覆盖层。优选地，所述构图工艺包括反应离子刻蚀方法。附图说明图1为本专利技术实施例提供的彩膜基板的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的彩膜基板中光线传播路径示意图；图3为TE模式时光子晶体层处光线的入射角对光子晶体禁带的影响图；图4为TE模式时光子晶体层处光线的入射角与禁带宽度之间的关系图；图5为TM模式时光子晶体层处光线的入射角对光子晶体禁带的影响图；图6为TE模式时光子晶体层处光线的入射角与禁带宽度之间的关系图；图7为本专利技术实施例提供的彩膜基板中光子晶体层选取A薄膜介质和B薄膜介质时的结构示意简图；图8为本专利技术实施例提供的液晶显示面板结构示意图；图9为图8中结构增加反射膜后的结构示意图；图10为图9中结构内光线传播路径示意图；图11为本专利技术实施例提供的彩膜基板制备方法的流程框图；图12a-图12d为本专利技术实施例提供的阵列波导光栅层的制备工艺中各膜层变化示意图。图标：1-衬底基板；2-光子晶体层；3-阵列波导光栅层；31-二氧化硅衬底层；32-有掺杂的二氧化硅层；33-栅极图案；34-二氧化硅覆盖层；4-分波层；5-液晶层；6-阵列基板；7-反射膜。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，本专利技术提供一种彩膜基板，包括衬底基板1；形成于衬底基板1一侧的光子晶体层2，光子晶体层2设有与亚像素单元一一对应的色阻区，不同颜色的色阻区交替排列以使光子晶体层2具有一维复周期光子晶体结构；形成于光子晶体层2背离衬底基板1一侧的阵列波导光栅层3，阵列波导光栅层3具有的光栅的角度不同以控制输出的光线以不同的入射角照射到光子晶体层2的不同色阻区上；形成于阵列波导光栅层3背离衬底基板1一侧的分波层4。上述彩膜基板包括衬底基板1、形成于衬底基板1一侧的光子晶体层2、形成于光子晶体层2背离衬底基板1一侧的阵列波导光栅层3以及形成于阵列波导光栅层3背离衬底基板1一侧的分波层4。请参考图2，由于阵列波导光栅层3具有的光栅的角度不同，则可以控制输出的光线以不同的入射角照射到光子晶体层2的不同色阻区上,而且由于光子晶体层2设有的色阻区与亚像素单元一一对应，则当光子晶体层2的多个色阻区显示颜色时，可使得多个亚像素单元正常显示，从而使得应用上述彩膜基板的显示面板实现显示功能。该彩膜基板改变目前彩膜基板的通用结构，利用具有不同角度光栅的阵列波导光栅层3实现光子晶体层2上的色阻区的显色功能。而且，该结构使得光线在传播过程中不存在额外消耗，从而使得本专利技术提供的彩膜基板透光率强。因此，上述彩膜基板通过阵列波导光栅控制入射光角度的不同，利于实现不同颜色光的通过。具体地，请继续参考图2，分波层4的多层交错介质膜组成反射器，并构成法布里一泊罗谐振腔。它的工作原理是：每层介质膜既可透射一部分光又可反射一部分光，每层介质膜界面上多次反射与透射进行光学干涉线性叠加，当两个薄膜界面上来回反射和透射的光程为光波长时，多次透射光同相加强，形成更强的透射光波，反相则相消本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种彩膜基板，其特征在于，包括衬底基板；形成于所述衬底基板一侧的光子晶体层，所述光子晶体层设有与亚像素单元一一对应的色阻区，不同颜色的色阻区交替排列以使所述光子晶体层具有一维复周期光子晶体结构；形成于所述光子晶体层背离所述衬底基板一侧的阵列波导光栅层，所述阵列波导光栅层具有的光栅的角度不同以控制输出的光线以不同的入射角照射到所述光子晶体层的不同色阻区上；形成于所述阵列波导光栅层背离所述衬底基板一侧的分波层。

【技术特征摘要】
1.一种彩膜基板，其特征在于，包括衬底基板；形成于所述衬底基板一侧的光子晶体层，所述光子晶体层设有与亚像素单元一一对应的色阻区，不同颜色的色阻区交替排列以使所述光子晶体层具有一维复周期光子晶体结构；形成于所述光子晶体层背离所述衬底基板一侧的阵列波导光栅层，所述阵列波导光栅层具有的光栅的角度不同以控制输出的光线以不同的入射角照射到所述光子晶体层的不同色阻区上；形成于所述阵列波导光栅层背离所述衬底基板一侧的分波层。2.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述光子晶体层包括沿所述衬底基板指向所述阵列波导光栅层方向依次叠置的多种不同介电材料的薄膜介质。3.根据权利要求2所述的彩膜基板，其特征在于，所述光子晶体层包括两种不同介电材料A薄膜介质和B薄膜介质，所述A薄膜介质的介电常数为εa、厚度为a，所述B薄膜介质的介电常数为εb、厚度为b，周期为d＝a+b。4.根据权利要求3所述的彩膜基板，其特征在于，所述A薄膜介质为碲化铅，所述B薄膜介质为二氟化镁。5.根据权利要求1所述的彩膜基板，其特征在于，所述阵列波导光栅层的光栅方程式满足：nsdsinθi+nCΔL+nsdsinθo＝mλ其中:θi和θo分别对应输入、输出波导与中心阵列波导的夹角,d为阵列波导的间距，ns和nC分别是平板波导和信道波导的有效折射率，m为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李砚秋，王贺陶，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11