[發(fā)明專利]非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片及其制備方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111405145.6
• 申請日: 2021-11-24
• 公開（公告）號: CN114019594A
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林佑昇;方榮朋
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G02B5/20;C23C14/30;C23C14/14;C23C14/58
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

本發(fā)明公開了一種非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片及其制備方法和裝置，該濾光片包括襯底以及位于所述襯底上的若干個無規(guī)則的微納尺度的金屬顆粒，所述金屬顆粒聚集形成無規(guī)則的微米尺度的塊狀結(jié)構(gòu)；在光源照射下，所述金屬顆粒之間產(chǎn)生局域表面等離子體共振。該制備方法包括：提供襯底；采用電子束蒸鍍在所述襯底上制備預(yù)設(shè)厚度的預(yù)設(shè)金屬薄膜；將包含金屬薄膜的襯底進行熱退火處理以形成無規(guī)則的微納尺度的金屬顆粒。本發(fā)明實施例中的非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片的制造成本低、良率高且適用于大規(guī)模生產(chǎn)，可廣泛應(yīng)用于光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)器件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片及其制備方法和裝置。

背景技術(shù)

周期性微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片是大部分顯示技術(shù)特別是液晶顯示的重要組成部件。周期性微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片是通過光刻、刻蝕等微加工技術(shù)在襯底上刻出周期性的微納結(jié)構(gòu)，基于等離子體共振原理，使其顯示出紅、綠、藍三種顏色。周期性微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片需要使用光刻、刻蝕等微加工工藝，光刻設(shè)備昂貴以及其工作環(huán)境要求較高，相對制造成本比較高；另外，由于結(jié)構(gòu)處于微納結(jié)構(gòu)，在光刻過程中容易出現(xiàn)缺陷，難以獲得比較完整的周期性結(jié)構(gòu)，良率相對較差，難以大規(guī)模進行制備。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明實施例的目的是提供一種非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片及其制備方法和裝置，該濾光片的制造成本低、良率高且適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片，包括襯底以及位于所述襯底上的若干個無規(guī)則的微納尺度的金屬顆粒，所述金屬顆粒聚集形成無規(guī)則的微米尺度的塊狀結(jié)構(gòu)；在光源照射下，所述金屬顆粒之間產(chǎn)生局域表面等離子體共振。

可選地，所述金屬顆粒的材料包括具有可以產(chǎn)生局域表面等離子體共振的材料。

可選地，所述金屬顆粒的材料包括鎳或鈦中的任一種。

可選地，所述金屬顆粒的尺度范圍包括10nm～400nm。

可選地，所述襯底的材料包括硅或石英玻璃中的任一種。

第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種光學(xué)裝置，包括上述的非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片。

第三方面，本發(fā)明實施例提供了一種非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片的制備方法，所述非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片包括襯底以及位于襯底上的若干個無規(guī)則的微納尺度的金屬顆粒，所述金屬顆粒聚集形成無規(guī)則的微米尺度的塊狀結(jié)構(gòu)；在光源照射下，所述金屬顆粒之間產(chǎn)生局域表面等離子體共振；所述制備方法包括：

提供襯底；

采用電子束蒸鍍在所述襯底上制備預(yù)設(shè)厚度的預(yù)設(shè)金屬薄膜；

將包含金屬薄膜的襯底進行熱退火處理以形成無規(guī)則的微納尺度的金屬顆粒。

可選地，所述將包含金屬薄膜的襯底進行熱退火處理，具體包括：

將包含金屬薄膜的襯底從室溫按照第一預(yù)設(shè)速率上升到預(yù)設(shè)溫度并保存預(yù)設(shè)時間的恒溫；

將所述預(yù)設(shè)溫度按照第二預(yù)設(shè)速率降到室溫。

實施本發(fā)明實施例包括以下有益效果：本發(fā)明實施例中的非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片包括襯底以及位于襯底上的若干個無規(guī)則的微納尺度的金屬顆粒，金屬顆粒聚集形成無規(guī)則的微米尺度的塊狀結(jié)構(gòu)，在光源照射下，金屬顆粒之間產(chǎn)生局域表面等離子體共振，從而使表面產(chǎn)生某種顏色的反射光以實現(xiàn)對入射光源的過濾作用；非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片無周期性要求，對制備設(shè)備的要求低、制造成本低、良率高且適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的一種非周期微納結(jié)構(gòu)彩色濾光片的反射率光譜圖；