[发明专利]基于结构色的图像显示装置、系统及该装置的制作方法

权利要求书

1.一种基于结构色的图像显示装置，其特征在于，包括：

衬底，所述衬底为硅和二氧化硅组成的双层衬底；

硅圆柱纳米结构，形成于所述双层衬底中的二氧化硅上，且所述硅圆柱纳米结构通过对光的米氏共振作用产生结构色；

金属掩膜铬，覆盖于所述硅圆柱纳米结构上；

其中，所述硅圆柱纳米结构和形成于其上的金属掩膜铬共同构成一个硅-铬圆柱纳米结构，多个所述硅-铬圆柱纳米结构呈阵列排布形成一个圆柱纳米结构阵列。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述双层衬底中二氧化硅的厚度为1微米。

3.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述硅圆柱纳米结构的高度介于100纳米至200纳米之间。

4.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述金属掩膜铬的厚度为30纳米。

5.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述金属掩膜铬的直径介于70纳米至250纳米之间。

6.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，相邻的所述硅-铬圆柱纳米结构之间的间隙介于70纳米至250纳米之间。

7.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，不同的所述硅-铬圆柱纳米结构的面直径和/或高度不相同。

8.根据权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，所述圆柱纳米结构阵列呈周期排列，相邻的所述圆柱纳米结构阵列在x和y方向上的排列周期均介于100纳米至500纳米之间。

9.一种基于结构色的图像显示系统，其特征在于，包括：

光源，发出探测光；

如权利要求1至8中任一所述的圆柱纳米结构阵列，接收所述探测光并将其垂直出射，得到出射光；

半反半透膜或分束器，设置于所述出射光的光路上，将所述出射光分为第一出射光和第二出射光；

摄像机，接收所述第一出射光，和/或所述摄像机还连接一显示器，基于所述第一出射光实现成像；

光探测器或光谱仪，接收所述第二出射光得到其反射谱；

其中，所述圆柱纳米结构阵列接收所述探测光并将其垂直出射时，部分波长的探测光产生米氏共振。

10.一种基于结构色的图像显示装置的制作方法，其特征在于，包括：

提供衬底，所述衬底为硅和二氧化硅组成的双层衬底；

在所述双层衬底中的二氧化硅上形成用于制备硅圆柱纳米结构阵列的硅薄膜结构；

在所述硅薄膜结构上覆盖一层金属掩膜铬，以铬为掩蔽刻蚀所述硅薄膜结构至所述衬底的二氧化硅层，形成硅圆柱纳米结构，所述金属掩膜铬和所述硅圆柱纳米结构共同组成硅-铬圆柱纳米结构；

制作多个不同大小的所述硅-铬圆柱纳米结构形成圆柱纳米结构阵列；

其中，所述硅圆柱纳米结构通过对光的米氏共振作用产生结构色。