[发明专利]一种微型动态调色装置

说明书

本发明公开了一种微型动态调色装置；其包括微型圆柱形腔体，以及在该微型腔体内的油相流体、水相流体、以及位于油水两相流体界面的单一金属纳米颗粒。其中微型圆柱形腔体侧壁以及底部分别设置有两个独立电极，可通过电润湿原理调整水相流体在侧壁表面的浸润特性，从而实现对油水两相界面曲率的快速、可回复调整。此外，通过利用金属纳米颗粒表面等离子现象，可以选择性透射特定波长的光来输出所对应的颜色。由于透射波长受到金属纳米颗粒周围介质的介电常数等参数的影响，因此可以通过电润湿原理，对金属纳米颗粒周围两相流体介质材料分布形态进行快速、可回复的动态调整，从而实现所输出颜色的相应调整。

技术领域

本发明涉及一种微型动态调色装置。

背景技术

新型光电元器件的微型化、小型化已经成为一种趋势，在特定领域展现出了非常重要的应用前景，其对实现高性能高分辨率的轻薄便携式光电器件系统至关重要。

其中，滤色装置是很多光电功能器件中非常重要的一个部件，对其实现微型化、小型化同样具有非常重要的实际应用价值。

虽然人们可以通过复杂的微加工工艺来进行微型化滤色功能部件的制造，具体步骤通常包括光刻胶涂覆、曝光、显影和硬化工艺，但是基于微加工工艺会造成污染以及工艺流程的复杂高成本；此外，制备的滤色功能部件所能产生的颜色是确定的，不会随着不同需求而发生改变。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，基于表面等离子体技术，提出一种微型动态调色装置。

技术方案：一种微型动态调色装置，包括一个具有电润湿功能的微型圆柱形腔体，以及在所述微型圆柱形腔体内的油相流体、水相流体，以及位于油水两相流体界面的单一金属纳米颗粒；所述金属纳米颗粒通过利用表面等离子现象选择性透射特定波长的光来输出所对应的颜色；同时通过调整电润湿功能所施加电压的大小，对所述金属纳米颗粒周围两相流体介质材料分布形态进行可回复的动态调整，实现所输出颜色的相应调整。

进一步的，所述具有电润湿功能的微型圆柱形腔体的内侧壁以及底部分别设置有独立电极，所述内侧壁的独立电极表面覆盖有疏水介质层。

进一步的，所述微型圆柱形腔体内侧壁的所述独立电极为环形电极，所述油相流体和水相流体形成的油水两相界面的边缘与所述疏水介质层始终保持接触。

进一步的，所述疏水介质层由单层疏水材料构成或由介质材料表面覆盖疏水材料构成。

进一步的，所述单一金属纳米颗粒通过表面亲水、疏水功能团的修饰，于所述油水两相界面处稳定分布。

进一步的，通过对所述单一金属纳米颗粒种类、形状、粒径进行选择来改变其对初始透射波长产生影响，来实现不同的初始颜色。

进一步的，所述金属纳米颗粒由导电材料形成，所述导电材料包括铝，金，银，锌，钼，铂，镍，钯，铁，铜，铬，碳纳米管，掺杂半导体器件，导电塑料，富勒烯，以及导电复合材料，或其混合物中的至少一种。

有益效果：本发明的一种微型动态调色装置，能够通过电润湿原理调整水相流体在侧壁表面的浸润特性，从而实现对油水两相界面曲率的快速、可回复调整。此外，金属纳米颗粒可通过利用表面等离子体选择性透射特定波长的光来输出所希望的颜色。由于透射波长受到金属纳米颗粒周围两相流体介质材料分布形态的影响，因此可以通过电润湿原理，对金属纳米颗粒周围两相流体介质材料分布形态进行快速、可回复的动态调整，实现滤色光波在宽光谱范围内快速、可回复调整。

附图说明

图1为本发明微型动态调色装置在初始状态下，油水界面形状呈现凸形界面时器件剖面示意图；

图2为本发明微型动态调色装置在电润湿电压作用下，油水界面形状呈现凹形界面时器件剖面示意图。

具体实施方式