一种相变彩色光刻胶及其像素化彩色滤光片制备方法

本发明属于彩色光刻胶，更具体地，涉及一种相变彩色光刻胶及其像素化彩色滤光片制备方法。

背景技术：

1、在平板、手机和电视等显示领域，彩色滤光片是彩色显示器的重要组成部分。像素化的彩色滤色片直接决定了显示器件的色彩纯度和显示分辨率。目前，基于有机物的彩色光刻胶是制备彩色滤色片的主要方法，具有色彩纯度高、透过率高等特点。

2、但是，基于有机物的传统彩色光刻胶往往只具备一种颜色，不具备变色功能。因此，彩色滤色片的每种颜色都需要光刻步骤，成本高昂。且有机物彩色光刻胶由于受到氧化的影响，普遍存在色彩易被漂白、热稳定性差等问题。

3、因此，为了解决传统基于有机物彩色光刻胶刻蚀工艺繁杂、成本高和色彩稳定性差等问题，设计一种只需要一次光刻工艺、稳定性强的彩色光刻胶迫在眉睫。

技术实现思路

1、针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种相变彩色光刻胶及其像素化彩色滤光片制备方法，旨在解决传统基于有机物彩色光刻胶刻蚀工艺繁杂、成本高和色彩稳定性差的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种相变彩色光刻胶，包括由下而上的金属层和硫系相变材料层；其中，金属层为半透明半反射层，硫系相变材料层为介质层；所述金属层和所述硫系相变材料层构成不对称的fabry-perot光学共振腔；通过调整金属层和硫系相变材料层的厚度，实现所述相变彩色光刻胶不同结晶度下不同颜色的选择；利用硫系相变材料在刻蚀溶液中非晶态被刻蚀掉而结晶态保留的特性，实现所述相变彩色光刻胶的像素化。

3、进一步优选地，通过改变照射激光的线宽、功率和时间实现对相变光刻胶相变区域结晶度和特征尺寸的控制。

4、进一步优选地，金属层材料为银、铂或钛；

5、进一步优选地，硫系相变材料采用锗碲、锑碲、锗锑碲、锗锑硒碲、锑硫或锑硒合金材料制成。

6、基于上述提供的相变彩色光刻胶，本发明提供了相应的制备方法，具体为：在清洗后的衬底上沉积相变彩色光刻胶，采用激光直写方式在相变彩色光刻胶上写出预设图案；对激光直写后的预设图案进行刻蚀，完成像素化彩色滤光片的制备。

7、进一步优选地，沉积相变彩色光刻胶的方法，具体包括以下步骤：

8、将衬底依次放入丙酮、去离子水和无水乙醇溶液中进行超声清洗15min；

9、采用磁控溅射方法或者原子层沉积方法将相变彩色光刻胶沉积在所述衬底上；其中，金属层为铂、钛或银；硫系相变材料为锗碲、锑碲、锗锑碲、锗锑硒碲、锑硫或锑硒合金材料。

10、进一步优选地，激光直写过程中通过控制激光的线宽、功率和照射时间调控相变彩色光刻胶的结晶度、颜色和图案的特征尺寸。

11、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下

12、有益效果：

13、本发明提供了一种相变彩色光刻胶及其像素化彩色滤光片制备方法，其中，硫系相变材料能够在具有适当参数的激光照射下使彩色光刻胶的特定区域结晶或部分结晶并出现色彩选择性，并进一步依靠彩色光刻胶的非晶和结晶部分的刻蚀比不同制备出像素化的彩色滤色片。因此，本发明提供的像素化彩色滤光片制备方法只需要执行一次光刻步骤即可制备出抗氧化、高热稳定性的像素化彩色滤光片。

技术特征：

1.一种相变彩色光刻胶，其特征在于，包括由下而上的金属层和硫系相变材料层；其中，金属层为半透明半反射层；硫系相变材料层为介质层；所述金属层和所述硫系相变材料层构成不对称的fabry-perot光学共振腔；通过调整金属层和硫系相变材料层的厚度，实现所述相变彩色光刻胶不同结晶度下不同颜色的选择；利用硫系相变材料在刻蚀溶液中非晶态被刻蚀掉而结晶态保留的特性，实现所述相变彩色光刻胶的像素化。

2.根据权利要求1所述的相变彩色光刻胶，其特征在于，通过改变照射激光的线宽、功率和时间实现对相变光刻胶相变区域结晶度和特征尺寸的控制。

3.根据权利要求1或2所述的相变彩色光刻胶，其特征在于，所述金属层材料为银、铂或钛。

4.根据权利要求1所述的相变彩色光刻胶，其特征在于，所述硫系相变材料采用锗碲、锑碲、锗锑碲、锗锑硒碲、锑硫或锑硒合金材料制成。

5.一种基于权利要求1至4任一所述的相变彩色光刻胶的像素化彩色滤光片制备方法，其特征在于，具体为：

6.根据权利要求5所述的像素化彩色滤光片制备方法，其特征在于，沉积相变彩色光刻胶的方法，具体包括以下步骤：

7.根据权利要求5或6所述的像素化彩色滤光片制备方法，其特征在于，激光直写过程中通过控制激光的线宽、功率和照射时间调控相变彩色光刻胶的结晶度、颜色和图案的特征尺寸。

技术总结
本发明提供了一种相变彩色光刻胶及其像素化彩色滤光片制备方法，属于彩色光刻胶技术领域，相变彩色光刻胶包括由下而上的金属层和硫系相变材料层；金属层为半透明半反射层，硫系相变材料层为介质层，金属层和硫系相变材料层共同构成不对称的Fabry‑Perot光学共振腔；通过调整金属层和硫系相变材料层的厚度和结晶程度，实现不同结晶度下不同颜色的选择；利用硫系相变材料在刻蚀溶液中非晶态被刻蚀掉而结晶态保留的特性，实现彩色光刻胶的像素化。本发明基于相变彩色光刻胶，只需要执行一次光刻步骤即可制备出抗氧化、高热稳定性的像素化彩色滤光片。

技术研发人员：何强,崔梦茜,缪向水
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14