專(zhuān)利名稱(chēng)：光子晶體結(jié)構(gòu)及其制造方法、反射濾色器和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及光子晶體結(jié)構(gòu)、制造光子晶體結(jié)構(gòu)的方法、利用光子晶體結(jié)構(gòu)的反射濾色器和顯示裝置。
背景技術(shù)：
光子晶體是具有用于控制光的晶體結(jié)構(gòu)的材料。在其中折射率周期重復(fù)的晶體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致對(duì)于特定波長(zhǎng)的光發(fā)生相長(zhǎng)干涉而對(duì)其他波長(zhǎng)的光發(fā)生相消干涉，由此形成特定顏色。這樣，與通過(guò)吸收光形成顏色的技術(shù)相比，通過(guò)反射和干涉光形成顏色的結(jié)構(gòu)性顏色技術(shù)有利地高效地形成顏色，并易于控制色度。在通常最容易制造的一維光子晶體中，低折射率的透明絕緣層和高折射率的透明絕緣層被交替地沉積以控制反射光的顏色。然而，在一維光子晶體中，僅關(guān)于具有垂直入射角的光形成設(shè)計(jì)的顏色，隨著入射角變小，顏色根據(jù)布拉格定律偏移到更短的波長(zhǎng)帶。一維光子晶體具有5度或更小的視角，因此難以將一維光子晶體應(yīng)用到諸如顯示器的裝置中，雖然一維光子晶體具有高的顏色形成和發(fā)射特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了表現(xiàn)出寬視角的顏色過(guò)濾性能的光子晶體結(jié)構(gòu)、制造光子晶體結(jié)構(gòu)的方法、使用該光子晶體結(jié)構(gòu)的反射濾色器和顯示裝置。額外的方面將在以下的描述中部分地闡述，并將由該描述而部分地顯然，或者可以通過(guò)實(shí)踐當(dāng)前的實(shí)施例而習(xí)之。根據(jù)本發(fā)明的方面，一種光子晶體結(jié)構(gòu)包括納米結(jié)構(gòu)層，包括具有隨機(jī)尺寸的多個(gè)納米顆粒，其中多個(gè)納米顆粒彼此間隔開(kāi)一距離；和形成在納米結(jié)構(gòu)層上的光子晶體層，具有非平坦的表面并被設(shè)計(jì)為反射預(yù)定波長(zhǎng)的光。納米結(jié)構(gòu)層可以具有多個(gè)納米顆粒的單層結(jié)構(gòu)。光子晶體層可以包括具有第一折射率的第一材料層和具有不同于該第一折射率的第二折射率的第二材料層，第一材料層和第二材料層被交替沉積。第一材料層和第二材料層可以由透明絕緣材料形成。第一材料層和第二材料層可以由從Si02、Ti02、Si3N4、CaF2、LiF和MgF2構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。第一材料層和第二材料層中的一個(gè)可以由絕緣材料形成，另一個(gè)由金屬材料形成。納米結(jié)構(gòu)層的多個(gè)納米顆?？梢杂蓮墓枋?Si02)、氧化鋁(A1203)、二氧化鈦(TiO2)、氧化錯(cuò)(ZrO2)、氧化釔-氧化錯(cuò)(Y2O3-ZrO2)、銅氧化物(CuO、Cu2O)和鉭氧化物(Ta2O5)構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種制造光子晶體結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括在基板上形成納米結(jié)構(gòu)層，在該納米結(jié)構(gòu)層中具有隨機(jī)尺寸的多個(gè)納米顆粒彼此間隔開(kāi)一距離；以及在納米結(jié)構(gòu)層上形成具有非平坦的表面并被設(shè)計(jì)為反射預(yù)定波長(zhǎng)的光的光子晶體層。形成納米結(jié)構(gòu)層可以包括在基板上形成多個(gè)芯-殼型顆粒；通過(guò)采用烘烤工藝，回流多個(gè)芯-殼型顆粒的殼的材料使得多個(gè)芯-殼型顆粒的芯的材料被暴露；以及蝕刻所述殼的被回流的材料。多個(gè)芯-殼型顆?？梢砸詥螌咏Y(jié)構(gòu)形成在基板上。多個(gè)芯-殼型顆粒的芯可以由無(wú)機(jī)材料形成，多個(gè)芯-殼型顆粒的殼可以由有機(jī)材料形成。形成光子晶體層可以包括交替沉積具有第一折射率的第一材料層和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二材料層。第一材料層和第二材料層可以采用利用濺射的沉積工藝形成。濺射沉積條件可以包括最大平均自由程以及靶與基板之間的最小距離。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種反射濾色器，包括多個(gè)第一顏色單元，具有或使用所述光子晶體結(jié)構(gòu)，其中光子晶體層反射第一波長(zhǎng)的光；多個(gè)第二顏色單元，具有或使用所述光子晶體結(jié)構(gòu)，其中光子晶體層反射第二波長(zhǎng)的光；以及多個(gè)第三顏色單元，具有或使用所述光子晶體結(jié)構(gòu)，其中光子晶體層反射第三波長(zhǎng)的光，其中多個(gè)第一顏色單元、第二顏色單元和第三顏色單元交替布置成2D陣列。根據(jù)本發(fā)明另一方面，一種顯示裝置，包括所述反射濾色器；以及顯示面板，包括與所述多個(gè)第一顏色單元、第二顏色單元和第三顏色單元相應(yīng)的區(qū)域，并且根據(jù)圖像信息調(diào)制入射到該區(qū)域的光。顯示面板可以包括液晶顯示器、電泳顯示器、電潤(rùn)濕顯示器、或者電致變色顯示器。顯示裝置還可以包括吸收單元，用于吸收穿過(guò)反射濾色器的光。


通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，這些和/或其它的方面將變得明顯且更易于理解，附圖中圖1為根據(jù)一實(shí)施例的光子晶體結(jié)構(gòu)的示意截面圖；圖2為一般一維光子晶體結(jié)構(gòu)的示意截面圖，在該一維光子晶體結(jié)構(gòu)中根據(jù)入射角發(fā)生顏色偏移；圖3為根據(jù)另一實(shí)施例的光子晶體結(jié)構(gòu)的示意截面圖；圖4A和4B為模擬圖，用于根據(jù)多個(gè)納米顆粒是否彼此間隔開(kāi)而比較光子晶體層的表面的傾斜角。圖5為根據(jù)多個(gè)納米顆粒之間的間隔和光子晶體層中包括的層數(shù)量，對(duì)光子晶體層的表面的傾斜角的模擬圖；圖6A至6D為截面圖，用于解釋根據(jù)實(shí)施例的制造光子晶體結(jié)構(gòu)的方法；圖7為根據(jù)當(dāng)形成光子晶體層時(shí)是使用濺射機(jī)(sputter)還是使用蒸發(fā)器(evaporator)以及光子晶體層中包括的層數(shù)量，對(duì)光子晶體層的表面的傾斜角的模擬圖；圖8為根據(jù)實(shí)施例的反射濾色器的示意截面圖；以及圖9為根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置的示意截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參照實(shí)施例，附圖中示出了實(shí)施例的示例，其中相似的附圖標(biāo)記始終指示相似的元件。在這點(diǎn)上，本發(fā)明的實(shí)施例可以具有不同的形式而不應(yīng)被解釋為限于這里給出的描述。因此，下面通過(guò)參照附圖僅描述實(shí)施例，以解釋本說(shuō)明書(shū)的方面。圖1為根據(jù)實(shí)施例的光子晶體結(jié)構(gòu)100的示意截面圖。參照?qǐng)D1，光子晶體結(jié)構(gòu)100可以包括納米結(jié)構(gòu)層，該納米結(jié)構(gòu)層包括具有隨機(jī)尺寸的多個(gè)納米顆粒120。納米顆粒120彼此間隔開(kāi)一距離。光子晶體層140形成在納米結(jié)構(gòu)層上，具有非平坦表面140a，并且被設(shè)計(jì)為反射預(yù)定波長(zhǎng)的光。納米結(jié)構(gòu)層被提供以允許形成在納米結(jié)構(gòu)層上的光子晶體層140具有預(yù)定傾斜角。即，具有隨機(jī)高度分布的光子晶體層140可以通過(guò)納米結(jié)構(gòu)層形成，并因此可以減小顏色根據(jù)觀(guān)看的角度而看起來(lái)不同的顏色變化。下文將提供光子晶體結(jié)構(gòu)100的詳細(xì)結(jié)構(gòu)?；?10可以由硅、硅氧化物、藍(lán)寶石、硅碳化物、玻璃等形成。納米顆粒120在基板110上彼此間隔開(kāi)，并具有隨機(jī)的尺寸分布。納米顆粒120之間的間隔可以根據(jù)沉積在光子晶體層140中的層的數(shù)量和由光子晶體層140的表面140a形成的傾斜角來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定。納米顆粒120之間的間隔可以是規(guī)則的或者隨機(jī)的。納米顆粒120可以由從硅石(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化釔-氧化鋯(Y2O3-ZrO2)、銅氧化物(CuOXu2O)以及鉭氧化物(Ta2O5)構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。納米顆粒120可以形成單層。然而，本實(shí)施例不限于此。納米顆粒120可以具有約幾十nm至約幾百nm的直徑。光子晶體層140，被設(shè)計(jì)為反射預(yù)定波長(zhǎng)的光的一維光子晶體，包括具有第一折射率的第一材料層141和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二材料層142,第一材料層141和第二材料層142被交替沉積。根據(jù)第一材料層141和第二材料層142的第一和第二折射率及厚度來(lái)確定反射波長(zhǎng)帶寬。根據(jù)反射效率來(lái)確定沉積的層的數(shù)量。一般，沉積的層的數(shù)量越多，反射效率越高。第一材料層141和第二材料層142可以由透明絕緣材料形成。第一材料層141和第二材料層142可以由從Si02、TiO2, Si3N4, CaF2, LiF、MgF2構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。第一材料層141和第二材料層142中的一個(gè)可以由絕緣材料形成，另一個(gè)可以由金屬材料形成。由金屬材料形成的第一材料層141或第二材料層142可以盡可能的薄，使得最小量的光會(huì)被吸收。例如，第一材料層141或第二材料層142可以具有約50nm或更小
的厚度。由于光子晶體層140形成在具有隨機(jī)尺寸的納米顆粒120上，所以光子晶體層140的表面140a不平坦且具有隨機(jī)的高度分布。根據(jù)反射效率確定的沉積的層的數(shù)量越高，光子晶體層140的表面140a的非平坦度越小，例如，關(guān)于水平表面的傾斜角越小。在本實(shí)施例中，納米顆粒120彼此間隔開(kāi)，這防止傾斜角隨著沉積的層的數(shù)量增大而減小。當(dāng)根據(jù)第一材料層141和第二材料層142的材料、厚度和沉積層的數(shù)量而確定的波長(zhǎng)帶的光Lc被反射時(shí)，上述結(jié)構(gòu)的光子晶體結(jié)構(gòu)100具有根據(jù)視角的非常小的顏色變化，由此實(shí)現(xiàn)寬視角。圖2為一般的一維光子晶體結(jié)構(gòu)100丨的示意截面圖，在該一維光子晶體結(jié)構(gòu)100丨中根據(jù)入射角發(fā)生顏色偏移。當(dāng)光子晶體層140'(其中第一折射率層141 '和第二折射率層142 '交替沉積)形成在基板110'上并具有平坦結(jié)構(gòu)時(shí)，光子晶體層140 '反射關(guān)于垂直入射光所設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)帶的光。例如，當(dāng)?shù)谝徽凵渎蕦?41 ^和第二折射率層142 ^的材料和厚度被設(shè)計(jì)為使得光子晶體層140’反射綠色波長(zhǎng)帶的光Le時(shí)，只有當(dāng)白光Lw沿垂直方向入射時(shí)，綠·色波長(zhǎng)帶的光Le才被反射。然而，如果白光Lw以預(yù)定角度Θ入射，則綠色波長(zhǎng)帶的光Le根據(jù)該角度Θ偏移到藍(lán)色波長(zhǎng)帶的光Lb，因此藍(lán)色波長(zhǎng)帶的光Lb和表示綠色和藍(lán)色的混合色的光Lra被反射。此時(shí)，在圖1的光子晶體結(jié)構(gòu)100中，在入射到光子晶體層140的白光Lff中，由光子晶體層140設(shè)計(jì)的波長(zhǎng)帶的光L。被反射。在這點(diǎn)上，衍射干涉效應(yīng)由光子晶體層140的具有隨機(jī)高度分布的表面140a的傾斜角引起。也就是，光以不同的高度和角度被反射、衍射和散射，由此降低根據(jù)觀(guān)看角度的顏色變化，并且在增大的視角范圍內(nèi)識(shí)別波長(zhǎng)帶的光
Lc °圖3為根據(jù)另一實(shí)施例的光子晶體結(jié)構(gòu)101的示意截面圖。本實(shí)施例的光子晶體結(jié)構(gòu)101不同于圖1的光子晶體結(jié)構(gòu)100，在本實(shí)施例的光子晶體結(jié)構(gòu)101中，多個(gè)納米顆粒121具有半球形狀。納米顆粒121可以具有錐形、截錐形、多邊形的不同形狀。圖4A和4B為模擬圖，用于根據(jù)多個(gè)納米顆粒是否彼此間隔開(kāi)來(lái)比較光子晶體層的表面的傾斜角。參照?qǐng)D4A和4B，圖4B中當(dāng)納米顆粒彼此間隔開(kāi)時(shí)光子晶體層的表面的傾斜角大于圖4A中當(dāng)納米顆粒沒(méi)有彼此間隔開(kāi)時(shí)光子晶體層的表面的傾斜角。雖然為了便于描述具有均勻尺寸的半球形納米顆粒被模擬，但是具有隨機(jī)尺寸的不同形狀的納米顆粒會(huì)具有與尺寸均勻的半球形納米顆粒相似的結(jié)果。圖5為根據(jù)多個(gè)納米顆粒之間的間隔和光子晶體層中包括的層的數(shù)量，對(duì)光子晶體層的表面的傾斜角的模擬圖。光子晶體層中包括的第一材料層和第二材料層的沉積層的數(shù)量越大，反射效率越高。在這點(diǎn)上，沉積的層的數(shù)量越大，光子晶體層的表面越平坦。即，當(dāng)光子晶體層的沉積的層的數(shù)量基于反射效率而增加時(shí)，視角相對(duì)地減小。然而，當(dāng)納米顆粒彼此間隔開(kāi)適當(dāng)?shù)木嚯x時(shí)，可以防止光子晶體層的表面的傾斜角隨著沉積的層的數(shù)量增加而減小，并且可以確保適當(dāng)?shù)囊暯恰D6A至6D為截面圖，用于解釋根據(jù)實(shí)施例制造光子晶體結(jié)構(gòu)的方法。圖7為根據(jù)形成光子晶體層時(shí)是使用濺射機(jī)還是使用蒸發(fā)器以及光子晶體層中包括的層的數(shù)量，對(duì)光子晶體層240的表面的傾斜角的模擬圖。本實(shí)施例的制造光子晶體結(jié)構(gòu)的方法包括形成納米結(jié)構(gòu)層，其中具有隨機(jī)尺寸的多個(gè)納米顆粒彼此間隔開(kāi)；以及在納米結(jié)構(gòu)層上形成光子晶體層，該光子晶體層具有非平坦表面并被設(shè)計(jì)為反射預(yù)定波長(zhǎng)的光?，F(xiàn)在將在下文描述具體的操作。參照?qǐng)D6A，多個(gè)芯-殼型顆粒(CS)形成在基板210上。芯-殼型顆粒(CS)具有隨機(jī)尺寸，并包括由不同材料形成的芯220和殼227。例如，芯220由無(wú)機(jī)材料形成，殼227由有機(jī)材料形成，例如由可通過(guò)加熱被回流的材料形成。芯-殼型顆粒(CS)可以具有單層結(jié)構(gòu)。這種3D隨機(jī)結(jié)構(gòu)是通過(guò)利用蒸發(fā)將例如其中分散有芯-殼型顆粒(CS)的懸浮液形成為單層來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在這點(diǎn)上，該單層通過(guò)溶劑的蒸發(fā)所產(chǎn)生的毛細(xì)力而自發(fā)地形成，并通常具有FCC結(jié)構(gòu)或HCP結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D6B，通過(guò)烘烤工藝使殼227的材料回流從而形成回流層227’，使得芯-殼型顆粒(CS)的芯220的材料被暴露。參照?qǐng)D6C，回流層227 ’的芯220之間的部分被蝕刻，由此形成芯220之間的間隔。參照?qǐng)D6D,光子晶體層240通過(guò)交替沉積具有第一折射率的第一材料層241和具有不同于第一折射率的第二折射率的第二材料層242而形成。第一材料層241和第二材料 層242的層的材料、厚度和數(shù)量可以根據(jù)反射波長(zhǎng)帶和反射效率來(lái)確定。例如，第一材料層241和第二材料層242可以由從Si02、Ti02、Si3N4、CaF2、LiF、MgF2構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。第一材料層241和第二材料層242中的一個(gè)可以由絕緣材料形成，另一個(gè)可以由金屬材料形成。第一材料層241和第二材料層242可以通過(guò)利用濺射機(jī)或蒸發(fā)器來(lái)形成。然而，當(dāng)?shù)谝徊牧蠈?41和第二材料層242通過(guò)利用濺射機(jī)形成時(shí)，光子晶體層240的表面的傾斜角隨著層的數(shù)量的增加而減小。為了保持光子晶體層240的表面的傾斜角盡可能大，濺射沉積條件可以是最大平均自由程以及靶與基板210之間的最小距離。平均自由程是靶顆粒朝向基板210碰撞之前的飛行距離的平均值。一般，平均自由程越大，濺射機(jī)中的壓力越小。在這點(diǎn)上，最大值和最小值在濺射設(shè)備所提供的范圍內(nèi)。例如，平均自由程為約IOcm或更大。靶與基板210之間的距離可以為約IOcm或更小。通過(guò)上述操作制造包括具有隨機(jī)高度的光子晶體層240的光子晶體結(jié)構(gòu)200。圖8為根據(jù)實(shí)施例的反射濾色器300的示意截面圖。參照?qǐng)D8，反射濾色器300包括選擇性反射第一波長(zhǎng)的光的第一顏色單元381、選擇性反射第二波長(zhǎng)的光的第二顏色單元382以及選擇性反射第三波長(zhǎng)的光的第三顏色單兀383。雖然為了便于描述,反射濾色器300被不出為包括一個(gè)第一顏色單兀381、一個(gè)第二顏色單元382以及一個(gè)第三顏色單元383，但是反射濾色器300可以包括多個(gè)第一顏色單元381、多個(gè)第二顏色單元382以及多個(gè)第三顏色單元383，它們交替布置成2D陣列。第一顏色單元381、第二顏色單元382以及第三顏色單元383可以使用上述光子晶體結(jié)構(gòu)100、101和200。S卩，第一顏色單元381、第二顏色單元382以及第三顏色單元383可以包括彼此間隔開(kāi)的多個(gè)納米顆粒320。具有非平坦表面的光子晶體層340、350和360設(shè)置在納米顆粒320上并分別反射第一波長(zhǎng)、第二波長(zhǎng)和第三波長(zhǎng)的光。例如，光子晶體層340包括厚度分別為dl和d2的第一材料層341和第二材料層342以反射第一波長(zhǎng)的光，光子晶體層350包括厚度分別為d3和d4的第一材料層351和第二材料層352以反射第二波長(zhǎng)的光，光子晶體層360包括厚度分別為d5和d6的第一材料層361和第二材料層362以反射第三波長(zhǎng)的光。第一波長(zhǎng)的光、第二波長(zhǎng)的光以及第三波長(zhǎng)的光可以例如分別為紅光、綠光和藍(lán)光。圖9為根據(jù)實(shí)施例的顯示裝置400的示意截面圖。
參照?qǐng)D9，顯示裝置400包括反射濾色器300，包括第一顏色單元381、第二顏色單元382以及第三顏色單元383 ;以及顯示面板450，具有與第一顏色單元381、第二顏色單元382和第三顏色單元383對(duì)應(yīng)的區(qū)域并根據(jù)圖像信息調(diào)制入射到該區(qū)域的光。顯示面板450可以采用各種結(jié)構(gòu)從而用作用于控制入射光開(kāi)啟/關(guān)閉或者控制入射光的透射率的光快門(mén)，并可以包括例如液晶顯示器、電泳顯示器、電潤(rùn)濕顯示器或電致變色顯示器。顯示裝置400還可以包括吸收單元410，吸收單元410吸收在反射濾色器300中沒(méi)有被反射的波長(zhǎng)帶的光，也就是穿過(guò)反射濾色器300的光。入射到反射濾色器300中的白光Lw分別在第一顏色單元381、第二顏色單元382及第三顏色單元383中被反射為紅光Lk、綠光Le和藍(lán)光Lb。被反射的紅光Lk、綠光Le和藍(lán)光Lb在顯示面板450的區(qū)域中根據(jù)圖像信息來(lái)調(diào)制，由此形成圖像。上述光子晶體結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出具有寬視角的顏色過(guò)濾性能，因此采用該光子晶體結(jié)構(gòu)的反射濾色器和顯示裝置可以提供具有高的光效率、顏色形成容易以及寬視角的圖像。此外，即使在多層結(jié)構(gòu)的光子晶體層形成在具有隨機(jī)尺寸的多個(gè)納米顆粒上之后，上述制造光子晶體結(jié)構(gòu)的方法可以保持非平坦的表面。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)這里描述的示范性實(shí)施例的濾光器、反射濾色器、顯示裝置以及制造反射濾色器的方法應(yīng)當(dāng)僅以描述性的含義來(lái)理解而不是為了限制的目的。對(duì)于每個(gè)實(shí)施例內(nèi)的特征或方面的描述應(yīng)當(dāng)通常被理解為可用于其他實(shí)施例中其他相似的特征或方面。
權(quán)利要求
1.一種光子晶體結(jié)構(gòu)，包括納米結(jié)構(gòu)層，包括具有隨機(jī)尺寸的多個(gè)納米顆粒，其中所述多個(gè)納米顆粒彼此間隔開(kāi)一距離；和形成在所述納米結(jié)構(gòu)層上的光子晶體層，具有非平坦的表面并被設(shè)計(jì)為反射預(yù)定波長(zhǎng)的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中所述納米結(jié)構(gòu)層具有所述多個(gè)納米顆粒的單層結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中所述光子晶體層包括具有第一折射率的第一材料層和具有不同于該第一折射率的第二折射率的第二材料層，所述第一材料層和所述第二材料層被交替沉積。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中所述第一材料層和所述第二材料層由透明絕緣材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中所述第一材料層和所述第二材料層由從 SiO2, TiO2, Si3N4, CaF2, LiF和MgF2構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中所述第一材料層和所述第二材料層中的一個(gè)由絕緣材料形成，另一個(gè)由金屬材料形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中所述納米結(jié)構(gòu)層的所述多個(gè)納米顆粒由從硅石(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化釔-氧化鋯 (Y2O3-ZrO2)、銅氧化物(Cu0、Cu20)和鉭氧化物(Ta2O5)構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。
8.—種制造光子晶體結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括在基板上形成納米結(jié)構(gòu)層，在該納米結(jié)構(gòu)層中具有隨機(jī)尺寸的多個(gè)納米顆粒彼此間隔開(kāi)一距離；以及在所述納米結(jié)構(gòu)層上形成光子晶體層，該光子晶體層具有非平坦的表面并被設(shè)計(jì)為反射預(yù)定波長(zhǎng)的光。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述納米結(jié)構(gòu)層包括在所述基板上形成多個(gè)芯-殼型顆粒；通過(guò)采用烘烤工藝來(lái)回流所述多個(gè)芯-殼型顆粒的殼的材料，使得所述多個(gè)芯-殼型顆粒的芯的材料被暴露；以及蝕刻所述殼的被回流的材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述多個(gè)芯-殼型顆粒以單層結(jié)構(gòu)形成在所述基板上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述多個(gè)芯-殼型顆粒的所述芯由無(wú)機(jī)材料形成，所述多個(gè)芯-殼型顆粒的所述殼由有機(jī)材料形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中形成所述光子晶體層包括交替沉積具有第一折射率的第一材料層和具有不同于該第一折射率的第二折射率的第二材料層。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一材料層和所述第二材料層采用利用濺射的沉積工藝形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中濺射沉積條件包括最大平均自由程以及靶與所述基板之間的最小距離。
15.—種反射濾色器,包括 多個(gè)第一顏色單元，使用權(quán)利要求1所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中光子晶體層反射第一波長(zhǎng)的光； 多個(gè)第二顏色單元，使用權(quán)利要求1所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中所述光子晶體層反射第二波長(zhǎng)的光； 多個(gè)第三顏色單元，使用權(quán)利要求1所述的光子晶體結(jié)構(gòu)，其中所述光子晶體層反射第三波長(zhǎng)的光， 其中所述多個(gè)第一顏色單元、所述多個(gè)第二顏色單元以及所述多個(gè)第三顏色單元交替布置成2D陣列。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射濾色器，其中所述納米結(jié)構(gòu)層具有所述多個(gè)納米顆粒的單層結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射濾色器，其中所述光子晶體層包括具有第一折射率的第一材料層和具有不同于該第一折射率的第二折射率的第二材料層，所述第一材料層和所述第二材料層被交替沉積。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反射濾色器，其中所述第一材料層和所述第二材料層由透明絕緣材料形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射濾色器，其中所述第一材料層和所述第二材料層由從SiO2, TiO2, Si3N4, CaF2, LiF和MgF2構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射濾色器，其中所述第一材料層和所述第二材料層中的一個(gè)由絕緣材料形成，另一個(gè)由金屬材料形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反射濾色器，其中所述納米結(jié)構(gòu)層的所述多個(gè)納米顆粒由從硅石(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化釔-氧化鋯(Y2O3-ZrO2)、銅氧化物(Cu0、Cu20)和鉭氧化物(Ta2O5)構(gòu)成的組中選出的任意一個(gè)形成。
22.—種顯示裝置，包括 權(quán)利要求15所述的反射濾色器；以及 顯示面板，包括與所述多個(gè)第一顏色單元、所述多個(gè)第二顏色單元及所述多個(gè)第三顏色單元相應(yīng)的多個(gè)區(qū)域，并且根據(jù)圖像信息調(diào)制入射到所述多個(gè)區(qū)域的光。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的顯示裝置，其中所述顯示面板包括液晶顯示器、電泳顯示器、電潤(rùn)濕顯示器、或者電致變色顯示器。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的顯示裝置，還包括吸收單元，用于吸收穿過(guò)所述反射濾色器的光。
全文摘要
本發(fā)明提供了光子晶體結(jié)構(gòu)及其制造方法、反射濾色器和顯示裝置。該光子晶體結(jié)構(gòu)包括納米結(jié)構(gòu)層，包括具有隨機(jī)尺寸的多個(gè)納米顆粒，其中多個(gè)納米顆粒彼此間隔開(kāi)一距離；以及形成在納米結(jié)構(gòu)層上的光子晶體層，具有非平坦的表面并被設(shè)計(jì)為反射預(yù)定波長(zhǎng)的光。
文檔編號(hào)G02B5/26GK102998726SQ201210206808
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者鄭得錫, 宋炳權(quán), 裵晙元, 尹*俊 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社