[发明专利]纳米双材料电磁频谱移频器

说明书

本发明公开一种纳米双材料(A,B)、基于所述纳米双材料(A,B)的电磁频谱移频器、以及一种使用所述纳米双材料(A,B)制造所述电磁频谱移频器的方法。具体地讲，本发明提供具有宽范围的透射率和颜色可调谐性的基于纳米双材料的电磁频谱移频器，例如滤色器，以及制造这种滤色器的方法。在此还提供本发明在滤色器的应用和滤色器的制造、在反射器的应用和反射器的制造、在电磁频谱移频器的应用和电磁频谱移频器的制造等方面。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年9月30日提交的美国临时专利申请序列号62/ 234,662和2016年9月30日提交的美国非临时专利申请序列号15/281,087 的优先权；该专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及一种纳米双材料电磁频谱移频器，该电磁频谱移频器是基于所述纳米双材料的，本发明还涉及一种使用纳米双材料制造这种滤色器的方法。所述纳米双材料包括两种材料，其中至少一种所述材料是基于金属的。具体而言，本发明提供了具有宽范围的透射率和颜色可调谐性的所述基于纳米双材料的电磁频谱移频器，以及制造这种电磁频谱移频器的方法。

背景技术

当光通过滤色器时，一些色彩成分被去除。这被称为减色。例如，品红滤色器会去除绿色，使蓝色和红色的颜色传播。一般的彩色滤色器利用了颜料和染料分子(彩色凝胶/照明凝胶/凝胶)的吸收(参见图1中的实例)或多层薄膜 (二向色性滤色器)的反射。前者需要较厚的基材以产生所需的颜色效果，但是导致低透射率(通常40％)，而后者需要精确的多层沉积薄膜，这在制造中会耗费时间。当前技术的例子是：

·彩色凝胶(即滤色器/照明凝胶/凝胶)→吸收+透射

·二向色性滤色器(即薄膜滤色器/干涉滤色器)→反射+透射

·中性密度滤色器(即ND滤色器)→降低整体光谱的强度

通过利用表面等离子体振子谐振(SPR)，可以实现减色，产生相似的颜色效应，并且相应的制造工艺相对简单。贵金属纳米粒子已被证实能引起各种颜色，具体取决于它们的形状、大小、分布和周围介质。所感知的颜色是由贵金属本身的吸收特性(固有性质)以及纳米粒子的尺寸和几何形状引起的散射产生的。然而，使用单金属纳米粒子只能通过改变其尺寸来产生颜色调谐。因此，调色范围有所限制。

为了克服常规的贵金属纳米粒子的缺点，迫切需要一种用于滤色器的具有更宽范围的透射率和颜色可调谐性的新型材料及其相关的制造方法。

发明内容

本发明的目的是制造一种用于包括滤色器和反射器的电磁频谱移频器的纳米双材料，以产生更宽的透射范围和颜色可调谐性。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于制造基于纳米双材料的电磁频谱移频器的纳米双材料。所述纳米双材料包括两种材料，其中至少一种所述材料是基于金属的。所述两种材料可以都是基于金属的。在本发明中，当所述两种材料都是基于金属时，它们优选是两种不一样(或不同)的金属。所述材料中的一种是基于金属的，而另一种是无机化合物，这也是可以的。

根据本发明的第二方面，提供了一种使用所述纳米双材料制造所述电磁频谱移频器的方法，其中至少一种所述材料是基于金属的。所述两种材料可以都是基于金属的。在本发明中，当所述两种材料都是基于金属时，它们优选是两种不一样的金属。所述材料中的一种是基于金属的，而另一种是无机化合物，这也是可以的。