[发明专利]光子晶体结构及其制造方法、反射滤色器和显示装置

权利要求书

1.一种光子晶体结构，包括：

纳米结构层，包括具有随机尺寸的多个纳米颗粒，其中所述多个纳米颗粒彼此间隔开一距离；和

形成在所述纳米结构层上的光子晶体层，具有非平坦的表面并被设计为反射预定波长的光。

2.根据权利要求1所述的光子晶体结构，其中所述纳米结构层具有所述多个纳米颗粒的单层结构。

3.根据权利要求1所述的光子晶体结构，其中所述光子晶体层包括具有第一折射率的第一材料层和具有不同于该第一折射率的第二折射率的第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层被交替沉积。

4.根据权利要求3所述的光子晶体结构，其中所述第一材料层和所述第二材料层由透明绝缘材料形成。

5.根据权利要求3所述的光子晶体结构，其中所述第一材料层和所述第二材料层由从SiO₂、TiO₂、Si₃N₄、CaF₂、LiF和MgF₂构成的组中选出的任意一个形成。

6.根据权利要求3所述的光子晶体结构，其中所述第一材料层和所述第二材料层中的一个由绝缘材料形成，另一个由金属材料形成。

7.根据权利要求1所述的光子晶体结构，其中所述纳米结构层的所述多个纳米颗粒由从硅石(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)、二氧化钛(TiO₂)、氧化锆(ZrO₂)、氧化钇-氧化锆(Y₂O₃-ZrO₂)、铜氧化物(CuO、Cu₂O)和钽氧化物(Ta₂O₅)构成的组中选出的任意一个形成。

8.一种制造光子晶体结构的方法，该方法包括：

在基板上形成纳米结构层，在该纳米结构层中具有随机尺寸的多个纳米颗粒彼此间隔开一距离；以及

在所述纳米结构层上形成光子晶体层，该光子晶体层具有非平坦的表面并被设计为反射预定波长的光。

9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述纳米结构层包括：

在所述基板上形成多个芯-壳型颗粒；

通过采用烘烤工艺来回流所述多个芯-壳型颗粒的壳的材料，使得所述多个芯-壳型颗粒的芯的材料被暴露；以及

蚀刻所述壳的被回流的材料。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个芯-壳型颗粒以单层结构形成在所述基板上。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个芯-壳型颗粒的所述芯由无机材料形成，所述多个芯-壳型颗粒的所述壳由有机材料形成。

12.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述光子晶体层包括：交替沉积具有第一折射率的第一材料层和具有不同于该第一折射率的第二折射率的第二材料层。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第一材料层和所述第二材料层采用利用溅射的沉积工艺形成。

14.根据权利要求13所述的方法，其中溅射沉积条件包括最大平均自由程以及靶与所述基板之间的最小距离。

15.一种反射滤色器，包括：

多个第一颜色单元，使用权利要求1所述的光子晶体结构，其中光子晶体层反射第一波长的光；

多个第二颜色单元，使用权利要求1所述的光子晶体结构，其中所述光子晶体层反射第二波长的光；

多个第三颜色单元，使用权利要求1所述的光子晶体结构，其中所述光子晶体层反射第三波长的光，

其中所述多个第一颜色单元、所述多个第二颜色单元以及所述多个第三颜色单元交替布置成2D阵列。

16.根据权利要求15所述的反射滤色器，其中所述纳米结构层具有所述多个纳米颗粒的单层结构。

17.根据权利要求15所述的反射滤色器，其中所述光子晶体层包括具有第一折射率的第一材料层和具有不同于该第一折射率的第二折射率的第二材料层，所述第一材料层和所述第二材料层被交替沉积。