[实用新型]基于等离激元颗粒的透明显示屏有效
申请号: | 202120781883.X | 申请日: | 2021-04-16 |
公开(公告)号: | CN214474058U | 公开(公告)日: | 2021-10-22 |
发明(设计)人: | 李艳;褚博;谭茜文;原圣;钟发成;曾凡光;丁佩 | 申请(专利权)人: | 郑州航空工业管理学院 |
主分类号: | G02B1/10 | 分类号: | G02B1/10;G02B5/00;G02B27/01 |
代理公司: | 郑州豫开专利代理事务所(普通合伙) 41131 | 代理人: | 朱俊峰 |
地址: | 450000 河*** | 国省代码: | 河南;41 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 离激元 颗粒 透明 显示屏 | ||
基于等离激元颗粒的透明显示屏,包括水平设置的透明基体,透明基体上表面依次设有蓝光显示金属颗粒层、绿光显示金属颗粒层和红光显示金属颗粒层。本实用新型包含透明基体和实现红、绿、蓝三色光强散射的金属纳米颗粒层,这些金属纳米颗粒具有波长选择性强共振散射特征,因此用共振波长附近的光在该屏上投影,屏幕上能显示出清晰的图案。而且由于屏幕对非共振波长的光几乎透明的特性,不影响观察其后方的物体,实现透明显示。
技术领域
本实用新型属于透明显示技术领域,具体涉及一种基于等离激元颗粒的透明显示屏。
背景技术
近些年,透明显示技术越来越受到人们的关注,因其透明的显示面板这一特性,可用作平视显示器(Head-Up Display,HUD),头戴式投影显示器(Head Mounted ProjectionDisplays, HMPD)及适用于建筑窗户与商店橱窗上的悬浮显示(Floating Displays)等,逐渐成为当代显示技术发展的趋势。其中HUD技术发展迅速,在军工领域,其可以把飞行数据投射到驾驶员正前方透明显示组件上,使得驾驶员能够在保持不影响获取驾驶舱外界实景信息的平视状态下,同时注视透明显示面板上的导航数据、驾驶环境等来指引驾驶。因此对于改善驾驶品质,提高飞机的作战效能、可靠性,保障驾驶员的安全等方面具有极其重要的作用。也由此,民航客机以及一些高端汽车也因其方便性与安全性,相继安装使用,提高用户驾驶体验,市场前景广阔。但目前投射式HUD的观察角度,透明度和信号光亮度仍然有待进一步提高。
随着纳米加工和表征技术的快速发展,金属微纳结构的表面等离激元共振逐渐成为当前物理、化学、材料、信息科学、生命科学等学科及其交叉领域的研究热点。研究发现,将具有波长选择性表面等离激元共振的纳米颗粒应用到透明显示屏中,颗粒选择性增强投射光的散射,并在可见光波段支持较窄的模式线宽,在提高透明显示性能方面具有很大的潜力。
美国麻省理工大学的Hsu等人利用支持 SP共振的银球结构,使用涂覆、旋涂这种纳米结构的方法在实验上实现了高对比度的透明蓝光显示(CN105027184A)。日本东京大学的Saito等人利用银纳米立方颗粒的SP共振和TiO2衬底之间的相互作用获得的两个散射峰,实验上实现了透明彩色透明显示。新加坡南洋理工大学的Ye等人利用Ag@TiO2核壳结构的SP共振实现了透明绿光显示。但是,所用的金属颗粒以及核壳结构制备工艺繁琐、耗时长,而且需要保证颗粒均匀分布在基体中,对制备环境、制备方法要求较高。最近,相关专利(CN108997687A)给出一种混合对红、绿、蓝三种色光(限制波段为660nm、560nm、450nm)响应的几种纳米颗粒来实现彩色透明显示,同样的问题在于,其使用的纳米颗粒制备过程中需要测量仪器辅助测量,颗粒尺寸精度要求较高,因此制备方式较为复杂,且也是使用混合溶液涂覆的方式来制备薄膜,制备周期较长。
实用新型内容
为了解决现有技术中的不足之处,提供一种结构简单、易于制作、可批量生产的基于等离激元颗粒的透明显示屏。
为解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:基于等离激元颗粒的透明显示屏,包括水平设置的透明基体,透明基体上表面依次设有蓝光显示金属颗粒层、绿光显示金属颗粒层和红光显示金属颗粒层。
蓝光显示金属颗粒层包括若干银纳米颗粒,银纳米颗粒外部包裹氧化铝薄膜,在氧化铝薄膜外部上方镀有第一层二氧化硅透明介质层。
银纳米颗粒半径为30nm,氧化铝薄膜厚度为10nm,氧化铝薄膜折射率为1.59,第一层二氧化硅透明介质层折射率为1.45,第一层二氧化硅介质层厚度为120-200nm。
绿光显示金属颗粒层包括若干银纳米颗粒,银纳米颗粒外部包裹二氧化钛薄膜,在二氧化钛薄膜外部上方镀有第二层二氧化硅透明介质层。
银纳米颗粒半径为30nm,二氧化钛薄膜厚度为10nm,二氧化钛薄膜折射率为2.45,第二层二氧化硅透明介质层折射率为1.45,第二层二氧化硅介质层厚度为120-200nm。
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