[發(fā)明專利]一種陣列式顯示器件及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910185348.1
• 申請(qǐng)日: 2009-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN101702060A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧忠澤;孫誠(chéng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/01
• 分類號(hào): G02F1/01
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種球形的膠體光子晶體材料，尤其是將其作為單元材料用于陣列式顯示器件的方法。

背景技術(shù)

光子晶體是1987年由美國(guó)加州大學(xué)教授Yablonovitch和加拿大多倫多大學(xué)教授John首先明確提出的。它由兩種以上具有不同介電常數(shù)的材料在納(微)米尺度上有序排列所形成。在這種材料中會(huì)出現(xiàn)類似于半導(dǎo)體電子禁帶的光子帶隙(photonicband?gap或stop-band)，具有與光子帶隙相同頻率的光的傳播會(huì)被光子晶體抑制。光子晶體可用于構(gòu)建低閾值激光、直(銳)角波導(dǎo)等利用常規(guī)的設(shè)計(jì)方法很難實(shí)現(xiàn)的光學(xué)器件。此外，光子晶體作為一種新型反射式顯色材料，最近也受到了重視。基于光子晶體的反射式顯示材料具有顯色穩(wěn)定不退色、顏色設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、可控性好、可用于制備軟屏反射式顯示器件等優(yōu)點(diǎn)，在光子(電子)紙、手機(jī)等移動(dòng)終端上有著十分廣泛的應(yīng)用前景。近年來(lái)Nature?Photonic，Angew.Chem.Int.Ed.等國(guó)際核心刊物相繼對(duì)基于光子晶體的顯示材料和器件的研究工作進(jìn)行了報(bào)道，成為色彩顯示領(lǐng)域的一個(gè)新的研究方向。到目前為止，微加工、全息成像、自組裝等多種方法被成功用于光子晶體的制備。其中，單分散納米粒子的自組裝作為一種簡(jiǎn)便的、具有三維有序結(jié)構(gòu)的光子晶體的制備方法受到重視。這類光子晶體也被稱為膠體晶體(colloidal?crystal)。膠體晶體中的單分散粒子可以形成面心立方等晶體結(jié)構(gòu)。與原子晶體不同的是膠體晶體中占據(jù)每一個(gè)晶格點(diǎn)的是膠體顆粒。如果將膠體晶體的晶格常數(shù)控制在與可見光波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)某叨确秶鷥?nèi)，那么材料就會(huì)對(duì)特定波長(zhǎng)的可見光進(jìn)行反射并產(chǎn)生顏色。

用于顯示的膠體晶體一般有兩種基本結(jié)構(gòu)，即利用亞微米單分散粒子組裝得到的具有三維有序結(jié)構(gòu)的蛋白石型膠體晶體和利用蛋白石為模板通過(guò)復(fù)制得到的反蛋白石型光子晶體。膠體晶體中粒子形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。在膠體晶體薄膜中，面心立方結(jié)構(gòu)的(111)面與薄膜表面平行，薄膜的反射波長(zhǎng)可以用Bragg公式計(jì)算：

λ=2(2/3)1/2d(na2-sin2θ)1/2]]>

其中λ為反射波長(zhǎng)，d為構(gòu)成膠體晶體單分散粒子直徑，n_a為平均折射率，θ為光的入射角。反射光波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的顏色即為所觀察到的膠體晶體的顏色。到目前為止，用膠體晶體構(gòu)建顯示材料和器件時(shí)基本上采用薄膜技術(shù)。在實(shí)際利用膠體晶體構(gòu)建顯示器件時(shí)需要解決以下三個(gè)問(wèn)題：

第一個(gè)問(wèn)題是如何構(gòu)建象素單元。構(gòu)建像素單元是圖案顯示的關(guān)鍵技術(shù)。這需要在基底上選擇地制備膠體晶體薄膜。盡管膠體晶體顯色單元可以通過(guò)模板法、噴墨打印等方法制備得到，但是，由于膠體晶體在成膜過(guò)程中有一個(gè)通過(guò)自組裝生成有序納米結(jié)構(gòu)的過(guò)程，而邊界、表面浸潤(rùn)性等許多因素都會(huì)影響納米粒子的自組裝過(guò)程。因此，制備高有序納米結(jié)構(gòu)、邊界光滑可控的薄膜圖案仍然是一個(gè)有待進(jìn)一步解決的難題。

第二個(gè)問(wèn)題是視角色差。膠體晶體的顏色來(lái)源于膠體晶體在亞微米尺度上有序的三維空間結(jié)構(gòu)對(duì)特定波長(zhǎng)的可見光波的反射。膠體晶體中粒子形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為面心立方結(jié)構(gòu)。在膠體晶體薄膜中，膠體晶體薄膜的反射峰位置隨視角θ變化，從不同的角度觀察到的膠體晶體膜的顏色是不一樣的。因此，膠體晶體顯色材料中的偏色問(wèn)題尚需解決。