蛾眼结构光学的作用

1、LOGOMoth eyeBionics汇报人汇报人Contents 纳米蛾眼减反结构纳米蛾眼减反结构12 纳米蛾眼减反的应用纳米蛾眼减反的应用3纳米蛾眼减反的制备方法纳米蛾眼减反的制备方法1.1.纳米蛾眼减反结构纳米蛾眼减反结构v夜间飞行的飞蛾的眼睛基夜间飞行的飞蛾的眼睛基本对近红外不产生反射波，本对近红外不产生反射波，减少了鸟类、青蛙等天敌的减少了鸟类、青蛙等天敌的注意，使其在夜间具有伪装注意，使其在夜间具有伪装隐蔽性。隐蔽性。插入飞蛾图片v飞蛾的眼部结构飞蛾的眼部结构一个个一个个“鼓包鼓包”的有序排列让整个眼的有序排列让整个眼睛几乎不反光。睛几乎不反光。1.1.纳米蛾眼减反结构纳米蛾眼减反

2、结构结结 构构眼睛有一层立眼睛有一层立体六角蜂窝状体六角蜂窝状纳米结构，平纳米结构，平均高度约为均高度约为200nm200nm，各个结，各个结构间的间隔约构间的间隔约为为300nm300nm。此结构的特征尺寸此结构的特征尺寸小于作用波长，大小于作用波长，大部分的入射光线都部分的入射光线都被蜂窝状结构所吸被蜂窝状结构所吸收，折射率自上而收，折射率自上而下连续变化，不发下连续变化，不发生反射。生反射。太阳能电池太阳能电池LED LED 发光器件发光器件半导体领域半导体领域原原 理理应应 用用Bernhard CG, Miller WH. A corneal nipple pattern in in

3、sect compound eyesJ. Acta Physiologica Scandinavica. 1962;56:385-386.2.2.纳米蛾眼减反的制备方法纳米蛾眼减反的制备方法掩模制备掩模制备刻蚀技术刻蚀技术生物复制生物复制l光刻技术光刻技术l自组装技术自组装技术l纳米压印技术纳米压印技术l干法刻蚀干法刻蚀1.1.反应离子刻蚀反应离子刻蚀2.2.离子束刻蚀离子束刻蚀3.3.感应耦合等离子感应耦合等离子 刻蚀刻蚀l湿法刻蚀湿法刻蚀减反结构减反结构62.2.纳米蛾眼减反的制备方法纳米蛾眼减反的制备方法制备举例制备举例v 2012年，年，Seungmuk Ji 自组装技术和干法刻蚀工艺

4、，玻璃自组装技术和干法刻蚀工艺，玻璃基底，不同形状的纳米蛾眼减反结构。有纳米柱、子弹基底，不同形状的纳米蛾眼减反结构。有纳米柱、子弹状纳米结构、纳米圆台、抛物线状纳米结构和纳米锥结状纳米结构、纳米圆台、抛物线状纳米结构和纳米锥结构。构。Ji S, Park J, Lim H. Improved antireflection properties of moth eye mimicking nanopillars on transparent glass: Flat antireflection and color tuningJ. Nanoscale. 2012;4:4603-4610.72.

5、2.纳米蛾眼减反的制备方法纳米蛾眼减反的制备方法v 银镜反应制备的金属银层，经过快速退火处理形成随机分银镜反应制备的金属银层，经过快速退火处理形成随机分布的银粒子掩模，再通过刻蚀工艺在硅基衬底上形成纳米布的银粒子掩模，再通过刻蚀工艺在硅基衬底上形成纳米蛾眼结构。蛾眼结构。Company Logo3.3.纳米蛾眼减反的应用纳米蛾眼减反的应用蛾眼技术蛾眼技术3.2 3.2 聚合物聚合物太阳能电池太阳能电池3.13.1 LED发光器件发光器件3.1 LED3.1 LED发光器件发光器件现状现状传统发光器件如LED 因出光效率低无法将大部分光导出元件而损失掉使用受到限制。改进改进1 1将纳米蛾眼减反结

6、构与光学元件进行结合，在传统光学元件刻蚀纳米蛾眼减反结构即可实现减反功能。改进改进2 2将减反结构制作在柔性衬底上或有机材质上，可以广泛应用在各种显示器和屏幕上，降低因反射带来图像对比度下降的问题。3.1 LED3.1 LED发光器件发光器件v20132013年，夏普超高清电视年，夏普超高清电视LC-70UD1LC-70UD1和和LC-60UD1LC-60UD1特点：成像清晰，颜色鲜艳，低反射特点：成像清晰，颜色鲜艳，低反射1.1.光泽面板的反射率为光泽面板的反射率为4 4左右，老式低反射面板的反射率左右，老式低反射面板的反射率不足不足1 1，蛾眼面板实现了，蛾眼面板实现了0.10.1以下的基

7、本固定的低反射率。以下的基本固定的低反射率。2.2.斜著看反射率也很低，传统技术超过斜著看反射率也很低，传统技术超过4040度，反射陡增，而度，反射陡增，而蛾眼面板即使达到蛾眼面板即使达到6060度，反射率也仅有度，反射率也仅有1 1左右。左右。LC-70UD1售价85万日元（约合人民币50800元）LC-60UD1售价65万日元（约合人民币39000元)3.1 LED3.1 LED发光器件发光器件3.2 3.2 聚合物太阳能电池聚合物太阳能电池v 聚合物太阳能电池同时具有无机半导体的光电聚合物太阳能电池同时具有无机半导体的光电特性和金属的导电性以及聚合物优良的柔韧性特性和金属的导电性以及聚合

8、物优良的柔韧性和加工性，在制作成本、方法、应用等各方面和加工性，在制作成本、方法、应用等各方面都有极大的优势。都有极大的优势。v 太阳能电池的其太阳能电池的其低效率低效率是由吸光层材料的是由吸光层材料的反射反射造成的，应用蛾眼减反技术为解决由光线反射造成的，应用蛾眼减反技术为解决由光线反射造成的太阳能电池效率损失开辟了新的思路。造成的太阳能电池效率损失开辟了新的思路。v 设计利用减反结构结合软模纳米压印技术能帮设计利用减反结构结合软模纳米压印技术能帮助实现功能层纳米陷光结构的混合异质结聚合助实现功能层纳米陷光结构的混合异质结聚合物太阳能电池。物太阳能电池。 聚合物太阳能电池结构图聚合物太阳能电池结构图