[发明专利]实现宽色域反射颜色调制的液晶超表面器件及制备方法

权利要求书

1.一种实现宽色域反射颜色调制的液晶超表面器件，包括液晶盒与灌注在液晶盒内液晶，其特征在于：所述液晶盒由超表面器件和ITO导电玻璃作为基底组成，所述超表面器件和ITO导电玻璃的内壁上设有光取向薄层，所述超表面器件内壁上的光取向薄层与ITO导电玻璃内壁上的光取向薄层的光取向方向相互垂直；所述液晶盒的基底上连接有导线；所述超表面器件包括ITO导电玻璃基底、透明材料薄层和微纳结构，所述微纳结构之间的间隙中设有液晶，用于液晶在超表面附近的折射率调制实现宽色域的颜色调制；所述ITO导电玻璃基底的顶面设有透明材料薄层，所述透明材料薄层的顶面设有若干个微纳结构，所述微纳结构包括透明材料层和金属层，所述金属层位于所述透明材料层的上方，所述光取向薄层位于微纳结构的上方，所述透明材料层的厚度大于所述光取向薄层的厚度。

2.如权利要求1所述的一种实现宽色域反射颜色调制的液晶超表面器件，其特征在于：所述透明材料薄层的材料为SiO₂、氟化镁或PMMA、PDMS；所述透明材料层的材料为SiO₂、氟化镁或PMMA、PDMS；所述金属层的材料为铝或金、银。

3.如权利要求2所述的一种实现宽色域反射颜色调制的液晶超表面器件，其特征在于：所述透明材料薄层的材料为SiO₂；所述透明材料层的材料为SiO₂，所述金属层的材料为铝，所述透明材料薄层的厚度为40nm，所述透明材料层的厚度为100nm，所述金属层的厚度为80nm，所述光取向薄层的厚度为15nm。

4.如权利要求1所述的一种实现宽色域反射颜色调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导电玻璃通过二氧化硅微球和紫外固化光学胶的混合物粘合而成。

5.如权利要求1所述的一种实现宽色域反射颜色调制的液晶超表面器件，其特征在于：所述液晶采用LCM1107液晶。

6.一种实现宽色域反射颜色调制的液晶超表面器件的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

S1、制备超表面器件；

S11、取ITO导电玻璃作为基底，对其进行清洗；

S12、在清洗后的ITO导电玻璃基底上制备微纳结构；

步骤S12具体包括如下子步骤：

S121、在ITO导电玻璃基底上进行透明材料沉积；

S122、对完成步骤S121的ITO导电玻璃基底进行金属材料沉积；

S123、对完成步骤S122的ITO导电玻璃基底进行光刻胶的旋涂，并利用电子束曝光；

S124、对完成步骤S123的ITO导电玻璃基底进行光刻胶的刻蚀；

S125、对完成步骤S124的ITO导电玻璃基底进行金属材料的刻蚀；

S126、对完成步骤S125的ITO导电玻璃基底进行透明材料的刻蚀；

S127、对完成步骤S126的ITO导电玻璃基底进行残余光刻胶的去除；

S2、取ITO导电玻璃和步骤S1的超表面器件，分别在ITO导电玻璃和超表面器件的内壁上旋涂光取向薄层，并进行光取向薄层的取向；

S22、取ITO导电玻璃和步骤S1的超表面器件进行清洗，并使用等离子清洗机处理，形成亲水表面；

S23、将步骤S21的光取向溶液旋涂至完成S22的ITO导电玻璃和超表面器件上，形成光取向薄层；

S24、将完成步骤S23的ITO导电玻璃和超表面器件使用偏振光照射，使光取向薄层实现取向；

S3、取步骤S2中旋涂光取向薄层的ITO导电玻璃和超表面器件作为基底，制作液晶盒，在液晶盒中填充液晶，使液晶充分的进入到液晶盒中，使液晶进入微纳结构之间的间隙中，用于液晶在超表面附近的折射率调制实现宽色域的颜色调制，得到液晶超表面器件。

7.如权利要求6所述的一种实现宽色域反射颜色调制的液晶超表面器件的制备方法，其特征在于，所述透明材料为SiO₂、氟化镁或PMMA、PDMS，所述金属材料为铝或金、银。