[發明專利]實現寬色域反射顏色調制的液晶超表面器件及制備方法

有效

• 申請號: 202210436656.2
• 申請日: 2022-04-25
• 公開（公告）號: CN114545673B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 霍德旺;李國強
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G02F1/1333
• 分類號: G02F1/1333;G02F1/1337
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 奚麗萍

1.一種實現寬色域反射顏色調制的液晶超表面器件，包括液晶盒與灌注在液晶盒內液晶，其特征在于：所述液晶盒由超表面器件和ITO導電玻璃作為基底組成，所述超表面器件和ITO導電玻璃的內壁上設有光取向薄層，所述超表面器件內壁上的光取向薄層與ITO導電玻璃內壁上的光取向薄層的光取向方向相互垂直；所述液晶盒的基底上連接有導線；所述超表面器件包括ITO導電玻璃基底、透明材料薄層和微納結構，所述微納結構之間的間隙中設有液晶，用于液晶在超表面附近的折射率調制實現寬色域的顏色調制；所述ITO導電玻璃基底的頂面設有透明材料薄層，所述透明材料薄層的頂面設有若干個微納結構，所述微納結構包括透明材料層和金屬層，所述金屬層位于所述透明材料層的上方，所述光取向薄層位于微納結構的上方，所述透明材料層的厚度大于所述光取向薄層的厚度。

2.如權利要求1所述的一種實現寬色域反射顏色調制的液晶超表面器件，其特征在于：所述透明材料薄層的材料為SiO₂、氟化鎂或PMMA、PDMS；所述透明材料層的材料為SiO₂、氟化鎂或PMMA、PDMS；所述金屬層的材料為鋁或金、銀。

3.如權利要求2所述的一種實現寬色域反射顏色調制的液晶超表面器件，其特征在于：所述透明材料薄層的材料為SiO₂；所述透明材料層的材料為SiO₂，所述金屬層的材料為鋁，所述透明材料薄層的厚度為40nm，所述透明材料層的厚度為100nm，所述金屬層的厚度為80nm，所述光取向薄層的厚度為15nm。

4.如權利要求1所述的一種實現寬色域反射顏色調制的液晶超表面器件，其特征在于：所述液晶盒由超表面器件和ITO導電玻璃通過二氧化硅微球和紫外固化光學膠的混合物粘合而成。

5.如權利要求1所述的一種實現寬色域反射顏色調制的液晶超表面器件，其特征在于：所述液晶采用LCM1107液晶。

6.一種實現寬色域反射顏色調制的液晶超表面器件的制備方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

S1、制備超表面器件；

S11、取ITO導電玻璃作為基底，對其進行清洗；

S12、在清洗后的ITO導電玻璃基底上制備微納結構；

步驟S12具體包括如下子步驟：

S121、在ITO導電玻璃基底上進行透明材料沉積；

S122、對完成步驟S121的ITO導電玻璃基底進行金屬材料沉積；

S123、對完成步驟S122的ITO導電玻璃基底進行光刻膠的旋涂，并利用電子束曝光；

S124、對完成步驟S123的ITO導電玻璃基底進行光刻膠的刻蝕；

S125、對完成步驟S124的ITO導電玻璃基底進行金屬材料的刻蝕；

S126、對完成步驟S125的ITO導電玻璃基底進行透明材料的刻蝕；

S127、對完成步驟S126的ITO導電玻璃基底進行殘余光刻膠的去除；

S2、取ITO導電玻璃和步驟S1的超表面器件，分別在ITO導電玻璃和超表面器件的內壁上旋涂光取向薄層，并進行光取向薄層的取向；

S22、取ITO導電玻璃和步驟S1的超表面器件進行清洗，并使用等離子清洗機處理，形成親水表面；

S23、將步驟S21的光取向溶液旋涂至完成S22的ITO導電玻璃和超表面器件上，形成光取向薄層；

S24、將完成步驟S23的ITO導電玻璃和超表面器件使用偏振光照射，使光取向薄層實現取向；

S3、取步驟S2中旋涂光取向薄層的ITO導電玻璃和超表面器件作為基底，制作液晶盒，在液晶盒中填充液晶，使液晶充分的進入到液晶盒中，使液晶進入微納結構之間的間隙中，用于液晶在超表面附近的折射率調制實現寬色域的顏色調制，得到液晶超表面器件。

7.如權利要求6所述的一種實現寬色域反射顏色調制的液晶超表面器件的制備方法，其特征在于，所述透明材料為SiO₂、氟化鎂或PMMA、PDMS，所述金屬材料為鋁或金、銀。