基于納米金屬光柵的電浸潤顯示技術(shù)研究.pdf

1、隨著表面等離子體光子學(xué)的不斷發(fā)展以及納米加工技術(shù)的不斷進步，納米金屬光柵結(jié)構(gòu)上的新穎光學(xué)效應(yīng)不斷被發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用到各個領(lǐng)域。金屬表面電子和電磁波的耦合振蕩—表面等離子體共振（SPR）被認為是這些新穎特性產(chǎn)生的主要機制。近些年來，由于在節(jié)能顯示上的巨大應(yīng)用潛力，利用亞波長周期結(jié)構(gòu)實現(xiàn)彩色濾光和偏振透射集成的研究已經(jīng)成為國內(nèi)外顯示公司和研究機構(gòu)的關(guān)注熱點。目前國內(nèi)外的主要工作還是集中在無源器件，而有源器件的報道則較少。利用了表面等離子體共振波長

2、對環(huán)境折射率敏感的特點，更進一步結(jié)合電浸潤技術(shù)提出了一種新型的主動可調(diào)透射式彩色電子書顯示器件。本論文是基于納米金屬光柵結(jié)構(gòu)的SPR增強透射效應(yīng)，利用嚴格耦合波分析法仿真設(shè)計出合適的光柵參數(shù)用以得到高效率和高單色性的紅、綠、藍三個子像素，并進一步在理論和實驗上研究了這些子像素的灰度和顏色隨光柵表面材料折射率的變化。根據(jù)設(shè)計的參數(shù)，制備出相應(yīng)的納米金屬光柵并進行實驗驗證，最終歸納總結(jié)出相關(guān)顯示器件的關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)。這種顯示器件具有低功耗、寬

3、色域、高對比度以及易于制備和集成等優(yōu)點，有望成為未來電子紙顯示的主流技術(shù)。
　　本論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　首先介紹了基于SPR的基本理論，詳細推導(dǎo)了表面等離子體的產(chǎn)生機制并介紹常見表面等離子體激元的激發(fā)模式。著重強調(diào)基于納米金屬光柵的表面等離子體波激發(fā)，運用數(shù)值模擬的方法研究了光柵結(jié)構(gòu)模型各參數(shù)對SPR透射光譜的影響。
　　其次，通過嚴格耦合波分析算法和表面等離子體共振的理論，仿真設(shè)計出合適的光柵參數(shù)

4、用以得到紅、綠、藍三個子像素并進一步探究灰度和顏色隨光柵表面折射率的變化。根據(jù)仿真得出的參數(shù)，利用激光干涉曝光和電子束蒸發(fā)制備出相應(yīng)光柵。通過對光柵的透射光譜測試，得到了和理論設(shè)計一致的結(jié)果并進一步驗證了透射光譜的灰度和顏色隨折射率的變化，從而證明納米金屬光柵用于透射式電子書的可行性。
　　最后根據(jù)上述討論，提出一種新型的基于光柵結(jié)構(gòu)的電浸潤顯示模型。通過搭建接觸角測試系統(tǒng)，我們發(fā)現(xiàn)納米金屬光柵的表面具有疏水性，驗證了其在電調(diào)制浸