一种纳米线结构色彩色显示屏及其制作方法

1.本发明涉及一种纳米线结构色彩色显示屏及其制作方法，属于显示屏技术领域。


背景技术：

2.纳米线是一种厚度在纳米范围内的材料。他们比现有的材料硬十倍，还极具弹性，致使他们可适应各种形状同时恢复原状。纳米线可以被定义为一种具有在横向上被限制在100纳米以下(纵向没有限制)的一维结构。悬置纳米线指纳米线在真空条件下末端被固定。典型的纳米线的纵横比在1000以上，因此它们通常被称为一维材料。根据组成材料的不同，纳米线可分为不同的类型，包括金纳米线，半导体纳米线和绝缘体纳米线。纳米线可以由悬置法、沉积法或者元素合成法制得。纳米线具有机械性能强，韧性好，导电性弱的特点。
3.目前，市面上主要的显示屏为液晶显示屏，同时液晶显示屏又主要分为lcd显示屏和led显示屏。lcd液晶显示器的工作原理，在显示器内部有很多液晶粒子，它们有规律的排列成一定的形状，并且它们的每一面的颜色都不同分为：红色，绿色，蓝色。这三原色能还原成任意的其他颜色，当显示器收到电脑的显示数据的时候会控制每个液晶粒子转动到不同颜色的面，来组合成不同的颜色和图像。这也就导致了lcd液晶显示屏的色彩不够艳，可视角度不高，并会出现漏光的现象。而led显示屏则是通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。然而由于发光二极管的工作时间不同，就会导致发光二极管的老化程度不同，从而会出现烧屏现象，使用寿命短。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种纳米线结构色彩色显示屏及其制作方法，通过金纳米线中所填充的液体的高度差，从而引起谐振模式的变化来反射出不同颜色的光，从而实现屏幕的彩色显示，纳米线材料具有硬度高、弹性好的特点，延长使用寿命。
5.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
6.本发明提供了一种纳米线结构色彩色显示屏，包括由多个金纳米线封装组成的金纳米线阵列，多个所述金纳米线阵列分布于两个透明电极板之间，且每个金纳米线均与透明电极板相对垂直，每个所述金纳米线阵列内均填充液体，所述透明电极板上设置有与各金纳米线阵列相对应的电极，且每个金纳米线阵列内填充的液体高度随对应的电极电压调控而变化，使得每个金纳米线阵列内的谐振波长发生偏移，从而在光源照射下反射出不同颜色的光。
7.进一步的，两个所述透明电极板分别为碳基柔性材料和玻璃片，所述金纳米线阵列的底部固定于碳基柔性材料上，且玻璃片覆盖于金纳米线阵列顶部，所述玻璃片接触金纳米线阵列的一面绝缘且另一面涂覆有导电材料。
8.进一步的，所述金纳米线通过模板法、激光烧蚀法、阳极氧化法或硅腐蚀法制备，
直径为10nm-50nm。
9.进一步的，所述金纳米线阵列通过在透明石英或硅衬底上定向生长得到，其中，金纳米线阵列通过金属辅助化学刻蚀法制备，根据刻蚀时间来控制金纳米线的长度，并通过刻蚀的方法剥离金纳米线末端的金属。
10.进一步的，填充于所述金纳米线阵列内的液体为液晶。
11.进一步的，所述纳米线结构色彩色显示屏通过改变金纳米线阵列两端的电极电压，进而白光照射下反射出r、g、b色。
12.第二方面，一种纳米线结构色彩色显示屏制作方法，包括：
13.将显示屏均与分化为数个区域；
14.利用多孔阳极氧化铝模板法制备金纳米线；
15.通过金属辅助化学刻蚀法制备金纳米线阵列；
16.将剥离后的金纳米线阵列固定在碳基柔性材料上，在金纳米线阵列上方覆盖上一片玻璃片，使接触金纳米线阵列的玻璃片一面绝缘，在玻璃片另一面刷上一层导电物质使其导电；
17.在金纳米线阵列中填充液体，通过不同的电压差控制金纳米线阵列中的液体高度差引起谐振模式的变化，从而实现金纳米线阵列反射出不同颜色的光；
18.将金纳米线阵列依次排在均与分化的各个区域，根据显示图案的像素需求，通过调控不同金纳米线阵列的电压差反射出不同颜色的光。
19.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
20.本发明通过金纳米线中所填充的液体的高度差，从而引起谐振模式的变化来反射出不同颜色的光，从而实现屏幕的彩色显示，因此可以使显示屏的颜色更加鲜艳；由于是依靠电压差来控制金纳米线中液体的高度，因此本发明更加省电；由于生产纳米线的材料易得以及制造方法比较简单简单，因此造价将会更加便宜；纳米线材料具有硬度高、弹性好的特点，因此本发明的使用寿命将会更长；将金纳米线阵列固定在碳基柔性材料上，会是显示屏更加轻薄。
附图说明
21.图1是本发明实施例提供的将显示屏分化为不同区域的俯视图；
22.图2是本发明实施例提供的制备金纳米线的示意图；
23.图3是本发明实施例提供的由相同直径金纳米线组成的阵列图；
24.图4是本发明实施例提供的在金纳米线组成的阵列上覆盖一层玻璃片的示意图；
25.图5是本发明实施例提供的在金纳米线阵列加入电压的示意图；
26.图6是本发明实施例提供的在白光照射时的示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
28.实施例：
29.如图1-图6所示的纳米线结构色彩色显示屏，该显示屏通过如下方法制作：
30.在透明石英或硅衬底上定向生长金纳米线阵列，使金纳米线阵列位于两个电极板之间；在金纳米线中填充液体，液体可以是液晶或其他聚合物，在两个电极板加上电压差；通过电场调控金纳米线阵列中所填充的液体高度差异，从而引起纳米线阵列中的谐振波长偏移；当一束白光照射到上面时，通过不同的电压差造成的液体在金纳米线中的高度差引起谐振模式的变化从而反射不同颜色的光；根据显示屏尺寸大小以及像素需求设计电极密度，通过调控每一个电极上施加的电压，动态调控每一个像素的反射颜色，从而实现显示屏的彩色显示，可以获得超衍射极限显示分辨率；可以用于柔性基底，也可以用于透射显示颜色。
31.针对于该方法，本发明的具体制备步骤如下：
32.a)将显示屏均与分化为数个区域，如图1所示。
33.b)金纳米线可以通过模板法、激光烧蚀法、阳极氧化、硅腐蚀等多种方法制备，直径为10nm-50nm，本实施例利用aao(多孔阳极氧化铝)模板法制备金纳米线，在室温条件下，将aao模板浸泡于聚乙烯醇(pva)、蒸馏水与haucl4的水溶液体系中，并用紫外光(大于290nm)作为诱导激发条件照射整个水溶液体系约5h，生成纳米线产物后，利用naoh去除aao模板后得到直径约20nm的金纳米线，如图2所示。
34.c)通过金属辅助化学刻蚀法制备金纳米线阵列，根据刻蚀时间来控制金纳米线的长度，通过刻蚀的方法剥离金纳米线末端的金属，将剥离后的金纳米线阵列固定在碳基柔性材料上，如图3所示。
35.d)在金纳米线组成的阵列上方覆盖上一片玻璃片，使接触金纳米线阵列的玻璃片一面绝缘，在玻璃片另一面刷上一层导电物质使其导电，如图4所示。
36.e)在金纳米线阵列中填充液体，通过不同的电压差控制金纳米线阵列中的液体高度差引起谐振模式的变化，从而实现金纳米线阵列反射出不同颜色的光，如图5所示。通过改变不同金纳米线阵列两端的电压，从而改变金纳米线内的液体高度，让其分别反射出r、g、b色，将一束白光照射在金纳米线阵列上，由于金纳米线中的液体高度差引起谐振模式的变化，将会反射出不同颜色的光。
37.f)将金纳米线阵列依次排在均与分化的各个区域，根据显示图案的像素需求，通过调控不同金纳米线阵列的电压差，让其反射出不同颜色的光，从而达到彩色显示的效果，如图6所示。
38.本发明未尽事宜为公知技术，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。