[發明專利]一種亞波長光柵結構呈色元件及含有該元件的呈色產品

在審

• 申請號: 201610057595.3
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN105549137A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 陳永利;劉文霞;李龍成
• 申請（專利權）人: 天津科技大學
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種亞波長光柵結構呈色元件，該亞波長光柵結構呈色元件由下至上依次包括四個結構功能層：亞波長金屬-介質光柵層(2)、透明介質層(3)、亞波長介質光柵層一(4)和亞波長介質光柵層二(5)；其特征在于：

所述亞波長金屬-介質光柵層(2)由透明介質n1和等離子金屬沿x軸方向間隔排列構成，材料排列周期Λ為0.05-0.35μm且介質n1的寬度與周期Λ的比值f為0.35-0.85，亞波長金屬-介質光柵層(2)的深度為0.002-0.045μm，亞波長金屬-介質光柵層(2)相對亞波長介質光柵層二(5)的水平移位Δ小于等于亞波長介質光柵層一(4)、亞波長介質光柵層二(5)的材料排列周期Λ′即Δ≤Λ′；所述透明介質層(3)由透明介質n2構成，深度為0.001-10μm；所述的介質n1和介質n2的折射率為1.2-2.6；

所述亞波長介質光柵層一(4)由低折射率透明介質n3、高折射率透明介質n′3沿x軸方向間隔排列構成，亞波長介質光柵層二(5)由高折射率透明介質n′4、低折射率透明介質n4沿x軸方向間隔排列構成，所述亞波長介質光柵層一(4)、亞波長介質光柵層二(5)的材料排列周期Λ′為0.1-0.4μm；所述介質n3寬度與周期Λ′比值f′為0.3-0.7，介質n′4寬度與周期Λ′比值f″為0.3-0.7，介質n′3與介質n3之間的折射率差、介質n′4與介質n4之間的折射率差均不小于0.35，亞波長介質光柵層一(4)相對亞波長介質光柵層二(5)的水平移位Δ′為Δ′≤f″Λ′/2，亞波長介質光柵層一(4)的深度d3、亞波長介質光柵層二(5)的深度d4均為0.05-0.2μm且d3+d4介于0.15-0.3μm間；所述介質n′4、介質n′3的折射率為1.8-2.6，介質n4、介質n3的折射率為1.2-2.0。

2.根據權利要求1所述的亞波長光柵結構呈色元件，其特征在于：所述的等離子金屬為鋁(Al)、銀(Ag)、金(Au)、銅(Cu)。

3.根據權利要求1-2中任一項所述的亞波長光柵結構呈色元件，其特征在于：所述的亞波長光柵結構呈色元件還包括覆蓋在亞波長介質光柵層二(5)上方的透明介質保護層(6)。

4.根據權利要求1-2中任一項所述的亞波長光柵結構呈色元件，其特征在于：所述的亞波長光柵結構呈色元件還包括位于亞波長金屬-介質光柵層(2)下面的介質基材(7)，介質基材(7)包括透明基材、不透明基材以及彩色基材。

5.根據權利要求1-2中任一項所述的亞波長光柵結構呈色元件，其特征在于：所述的亞波長光柵結構呈色元件還包括覆蓋在亞波長介質光柵層二(5)上面的透明介質保護層(6)和位于亞波長金屬-介質光柵層(2)下面的介質基材(7)。

6.根據權利要求1-2中任一項所述的亞波長光柵結構呈色元件，其特征在于：所述的亞波長光柵結構呈色元件還包括將該亞波長光柵結構呈色元件埋入到透明介質(8)中所形成的嵌入或埋入式亞波長光柵結構呈色元件。

7.一種呈色產品，包括根據權利要求1-6中任一項所述的亞波長光柵結構呈色元件。