一种具有金属纳米颗粒阵列的液晶盒的制备方法

摘要

本发明提供了一种具有金属纳米颗粒阵列结构的液晶盒的制备方法，可制作基于光电调控的新型液晶显示器和光电传感器，属于光电技术领域。本发明基于纳米结构极化构型、分子构型匹配和金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振(LSPR)原理，利用激光倏逝驻波聚焦沉积技术，制备极化固定的金属纳米颗粒阵列，即液晶盒的单侧基片。利用该单侧基片制作液晶盒，可通过电极间电压调控液晶分子的排布取向，从而调控金属纳米颗粒阵列结构的各向异性LSPR，进而调控液晶盒的光谱响应和光电特性。该纳米阵列结构液晶盒制备方法有助于为新型光电显示技术、纳米表征技术和传感器技术提供新原理和新方法。

主权项

一种具有金属纳米颗粒阵列的液晶盒的制备方法，具体包括以下步骤：步骤1.制备金属纳米颗粒胶体溶液利用光化学还原法制备直径为20±5nm金属纳米颗粒胶体溶液；步骤2.在倒置的正四玻璃棱台上表面镀ITO导电薄膜利用电子束蒸发法在倒置的正四玻璃棱台的上表面镀一层ITO导电薄膜；步骤3.激光倏逝驻波聚焦沉积纳米颗粒步骤3‑1.构建线阵列单一方向沉积的金属纳米颗粒激光倏逝驻波场：将满足干涉条件的两束激光分别于倒置的正四玻璃棱台相对的两侧面相向入射，且两束激光的入射角相等，调节两束激光的入射角使得二者于倒置正四玻璃棱台上表面内侧相同位置发生全反射，形成倏逝驻波，此时两束激光全反射形成的光斑完全重合；或者构建点阵列沉积的金属纳米颗粒激光倏逝驻波场：构建正交的两激光倏逝驻波，此时四束激光在正四玻璃棱台上表面内侧相同位置发生全反射，光斑重叠处光场矢量叠加；步骤3‑2.在所述倒置正四玻璃棱台上表面的光斑处滴加步骤1中已配制好的金属纳米颗粒胶体溶液，且胶体溶液覆盖整个光斑区域，再用盖玻片盖压在胶体溶液上，保证激光持续辐照直至正四玻璃棱台上表面沉积的银纳米颗粒厚度为10～60nm时停止激光辐照；步骤3‑3.去掉盖玻片，将沉积样品经去离子水清洗后即得到金属纳米颗粒阵列；步骤4.制备液晶盒在ITO玻璃基板的导电面上旋涂一层聚合物PI‑2555(聚酰亚胺)，通过定向擦拭以产生液晶分子单方向矢量的边界状态；再用掺有相同直径的二氧化硅小球的紫外固化胶将ITO玻璃基板与金属纳米阵列结构表面相粘合以形成液晶盒腔体，其中ITO导电面为内表面，然后将电极引线分别焊接在ITO玻璃基板和棱台的导电面上，最后使用针孔注射器向液晶盒内注射向列相液晶，金属纳米阵列结构液晶盒制作完成。