一种基于Ge2Sb2Te5相变材料的可重构显示装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于Ge2Sb2Te5（GST）相变材料的可重构显示装置，该装置由周期性像素单元组成，每个像素单元由纳米铝盘阵列、二氧化硅薄膜、GST层、铝衬底和外部控制电极系统构成。该装置在GST薄膜上制备周期性的纳米铝盘阵列，通过调整纳米铝盘阵列的直径和周期可改变器件的整体反射谱，从而使得每个像素单元显示出不同的颜色。此外，利用外部控制电极系统可对每个像素单元的GST薄膜加温并使其处于晶态和非晶态之间的特定状态，实现对显示颜色的动态可重构调控。与现有的利用相变材料制作的显示装置相比，本发明专利技术具有色域广、分辨率高、能耗低、响应速度快和效率高等优势。

A Reconfigurable Display Device and Method Based on Ge2Sb2Te5 Phase Change Material

【技术实现步骤摘要】
一种基于Ge2Sb2Te5相变材料的可重构显示装置及方法
本专利技术涉及一种基于Ge2Sb2Te5(GST)相变材料的可重构显示装置及方法，能够产生快速可调且丰富的颜色变化，可用于高分辨率显示技术，属于现代光学领域。
技术介绍
相变材料是一种晶格结构会随着温度而发生改变的特殊材料，在外界电场或热刺激的直接作用下，材料内部的温度上升会导致内部结构由非晶态向晶态转化，并伴随折射率、电导率和杨氏模量等一系列材料物理性质的变化，被广泛应用于相变存储器和显示等相关技术。锗锑碲合金Ge2Sb2Te5（GST）是一种常用的相变材料，加热至150℃时它从非晶态转变为立方晶体，200℃时转变为六边晶体，并且在热源撤去后GST材料的晶格状态能够稳定保持不变。值得注意的是，通过将GST加热至熔点（650摄氏度）并快速冷却至室温，能够使得GST由晶态回复至非晶态。GST在非晶态和晶态之间切换的速度能够达到兆赫兹，因此被广泛应用于研制低功耗和高分辨率的动态显示器件。然而，现有的基于GST的显示器件存在色域窄和饱和度低等问题，其根本原因在于GST薄膜所能显示的颜色受到GST在可见光波段折射率的限制。除了相变材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Ge2Sb2Te5相变材料的可重构显示装置，其特征在于：由周期性像素单元（1）组成，每个像素单元包括：纳米铝盘阵列（2）、上层二氧化硅薄膜（3）、GST层（4）、下层二氧化硅薄膜（5）、铝衬底（6）、外部控制电极系统（7）；所述的纳米铝盘阵列（2）、上层二氧化硅薄膜（3）、GST层（4）、下层二氧化硅薄膜（5）、铝衬底（6）从上至下依次分布，所述外部控制电极系统（7）可对上层二氧化硅薄膜（3）和下层二氧化硅薄膜（5）的电极输入电信号，用于GST层（4）的加温，从而实现GST材料由非晶态向晶态的转化。

【技术特征摘要】
1.一种基于Ge2Sb2Te5相变材料的可重构显示装置，其特征在于：由周期性像素单元（1）组成，每个像素单元包括：纳米铝盘阵列（2）、上层二氧化硅薄膜（3）、GST层（4）、下层二氧化硅薄膜（5）、铝衬底（6）、外部控制电极系统（7）；所述的纳米铝盘阵列（2）、上层二氧化硅薄膜（3）、GST层（4）、下层二氧化硅薄膜（5）、铝衬底（6）从上至下依次分布，所述外部控制电极系统（7）可对上层二氧化硅薄膜（3）和下层二氧化硅薄膜（5）的电极输入电信号，用于GST层（4）的加温，从而实现GST材料由非晶态向晶态的转化。2.根据权利要求1所述的一种基于Ge2Sb2Te5相变材料的可重构显示装置，其特征在于：所述像素单元（1）的周期为9微米；所述纳米铝盘阵列（2）的半径在50-100纳米范围内，周期在250-400纳米范围内，厚度为60纳米；所述上层二氧化硅薄膜（3）的厚度为50纳米；所述GST层（4）的厚度为10纳米；所述下层二氧化硅薄膜（5）的厚度为140纳米；所述铝衬底（6）厚度为150纳米。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：瑞光浩，丁传传，顾兵，崔一平，詹其文，甘巧强，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32