[發明專利]具有納米微透鏡陣列的白光光子晶體及其制備方法

有效

• 申請號: 201110278460.7
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN102331601A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 王培賢;蘇晉平
• 申請（專利權）人: 廣東昭信燈具有限公司
• 主分類號: G02B6/122
• 分類號: G02B6/122;G02B6/138
• 代理公司: 北京瑞恒信達知識產權代理事務所(普通合伙) 11382
• 代理人: 王鳳華;苗青盛

1.一種具有納米微透鏡數組的白光光子晶體，包括：

具有圖樣的石英材料的光刻掩膜板，其上布置鉻金屬層；

光刻掩膜板上涂布負型光刻膠，負型光刻膠上布置鎳鐵合金電鍍液，形成具有納米級微透鏡的金屬屏蔽層；

金屬屏蔽層的圖樣中布置經烘烤后形成紅、綠、藍三色納米微透鏡的紅綠藍三色透明熒光膠，紅綠藍三色透明熒光膠印刷至金屬屏蔽層的多重量子井上。

2.根據權利要求1所述的白光光子晶體，其中，鉻金屬層厚度為10-30納米，負型光刻膠為SU-8，厚度為0.6-2.0微米，鎳鐵合金電鍍液的鎳鐵比例為7-9∶3-1(重量比)。

3.根據權利要求1所述的白光光子晶體，其中，紅綠藍三色透明熒光膠為聚丙酰酸甲酯與聚酰亞胺的接枝型共聚物，與紅色熒光粉的配比為1∶0.001-0.015wt％，與綠色熒光粉的配比為1∶0.002-0.018wt％，與藍色熒光粉的配比為1∶0.003-0.017wt％。

4.根據權利要求1所述的白光光子晶體，其中，紅綠藍三色透明熒光膠中，高溫熒光粉溶劑為N-甲基吡咯烷酮，將改質的聚甲基丙酰酸甲酯、聚酰亞胺及聚硅氧烷的接枝型共聚物與相容劑、抗沉降劑以及紅色熒光粉、綠色熒光粉和藍色熒光粉進行混合制備，比例為：N-甲基吡咯烷酮∶接枝型共聚物∶相容劑∶抗沉降劑∶紅色熒光粉；綠色熒光粉∶藍色熒光粉＝50-80∶10-40∶1-20∶0.1-20∶0.001-0.1∶0.001-0.3∶0.003-0.5(重量百分比)。

5.根據權利要求1所述的白光光子晶體，其中，還包括另一片金屬屏蔽層，其上沉積有低溫氧化銦錫，低溫氧化銦錫層上印刷另一層納米級微透鏡數組；另一層金屬屏蔽層的圖樣中布置紅綠藍三色透明熒光膠。

6.根據權利要求5所述的白光光子晶體，其中，低溫氧化銦錫層的厚度為40-100納米。

7.一種具有納米微透鏡數組的白光光子晶體的制備方法，包括：

步驟1，使用電子束直寫方式制作光刻掩膜板，光刻掩膜板涂布負型光刻膠并置于深紫外光曝光系統中進行深紫外光曝光制程，之后進行顯影制程，通過反應性離子蝕刻對光刻掩膜板進行蝕刻，以鎳鐵合金電鍍液進行電鑄，然后進行剝膜和翻模，制作納米級微透鏡的金屬屏蔽層；

步驟2，將紅、綠、藍三色耐高溫透明熒光膠，分別倒入排列圖樣不同的金屬屏蔽層上，并使用高精度的自動印刷機印刷到多重量子井的不同區域上；

步驟3，進行烘烤，然后以脈沖式激光進行快速退火，制成制作二維光子晶體。

8.根據權利要求7所述的方法，其中，步驟1中，使用電子束直寫方式在石英材料的光刻掩膜板的鉻金屬層上進行圖樣制作，鉻金屬層厚度為10-30納米。

9.根據權利要求7所述的方法，其中，步驟1中，將光刻掩膜板置于深紫外光曝光系統中并對已涂布負型光刻膠的光刻掩膜板進行深紫外光曝光制程，其中，曝光能量為500-1000KJ，曝光時間為0.1-0.8ms；其中，負型光刻膠為SU-8；厚度為0.6-2.0微米，使用真空旋轉涂布方式，其轉速為5000-10000rpm，前烤溫度為70-120℃，時間為20-50分鐘。

10.根據權利要求7所述的方法，其中，步驟1中，以鎳鐵合金電鍍液進行電鑄制程，溫度為45-70℃，鎳鐵比例為7-9∶3-1(重量比)；剝膜制程中氫氧化鈉濃度：5-10％，顯影時間：50-80秒，溫度：50-80℃。

11.根據權利要求7所述的方法，其中，步驟2中，將紅綠藍三色耐高溫透明熒光膠，分別倒入排列圖樣不同的金屬屏蔽上，并以自動印刷機印刷至多重量子井的不同區域上；其中，紅綠藍三色透明熒光膠為聚丙酰酸甲酯與聚酰亞胺的接枝型共聚物，與紅色熒光粉的配比為(1∶0.001-0.015wt％)，與綠色熒光粉的配比為(1∶0.002-0.018wt％)，與藍色熒光粉的配比為(1∶0.003-0.017wt％)。

12.根據權利要求7所述的方法，其中，步驟3中，其中，烘烤分為升溫、恒溫、升溫、恒溫、降溫、恒溫、降溫、恒溫、降溫、恒溫以及自然冷卻至室溫的十個階段；脈沖式激光進行快速退火的處理時間為每顆芯片1-100毫秒。