As cores estruturais resultam de interações entre luz e nanoestruturas. A engenharia de cores estruturais é um campo de pesquisa promissor e emergente. Em comparação com a tecnologia de pintura convencional usando corantes químicos, a cor estrutural possui uma gama mais ampla de aplicações tecnológicas para gerenciamento de cores. Graças em parte à sua excelente durabilidade, a cor estrutural oferece uma rota ecologicamente correta para impressão colorida.

Quando o gerenciamento de cores requer uma alta resolução espectral ou uma largura de banda espectral controlável, os projetos de dispositivos fotônicos dependem de vários mecanismos físicos, como interferência multicamada, difração, ressonância plasmônica e efeitos de cavidade Fabry-Perot (F-P). O efeito da cavidade F-P em particular tem atraído interesse científico. Em comparação com outras tecnologias, as cores geradas a partir da cavidade F-P geralmente têm menos diafonia e maior clareza.

Para aplicações de impressão em cores, as cavidades F–P do tipo reflexão e transmissão com espessura espaçadora espacialmente variável têm sido amplamente investigadas. A fabricação de cavidades F-P pixeladas baseou-se principalmente na litografia por feixe de elétrons (EBL) e processos relacionados.

A técnica baseada em EBL tem uma alta resolução espacial, mas o processo de fabricação geralmente é demorado, então a maioria dos tamanhos de amostra relatados é super pequena – na escala submilimétrica. A fabricação rápida de dispositivos de impressão colorida do tipo F–P de grande área com alta resolução espacial continua sendo um desafio.

Conforme relatado no Advanced Photonics Nexus , pesquisadores da Southern University of Science and Technology (SUSTech) em Shenzhen desenvolveram recentemente um método para obter impressão colorida em escala de centímetros usando litografia em tons de cinza. A imagem colorida com vários componentes de cores é primeiro convertida em um padrão de escala de cinza predefinido e depois gravada na camada de fotorresistência, controlando a dose de exposição durante o processo de gravação a laser em escala de cinza.

Camadas de espaçadores fotorresistentes pixeladas são intercaladas por dois filmes finos semitransparentes para formar as cavidades F-P. A cor de transmissão pode ser continuamente ajustada no regime espectral visível, controlando com precisão a espessura da camada fotorresistente. No regime visível, a eficiência de transmissão das cavidades F-P fabricadas está entre 39% e 50%. A cavidade F-P pixelizada no modo de transmissão também é um excelente candidato para fazer matrizes de filtros de cores, que podem ser usadas para imagens espectrais.

O processo de litografia a laser em escala de cinza recentemente desenvolvido alavanca a velocidade de fabricação e a resolução espacial das cavidades F-P pixeladas. De acordo com o autor correspondente, Professor Guixin Li, "o dispositivo de impressão em cores de grande área proposto pode ter um grande potencial em aplicações práticas, como telas coloridas, imagens hiperespectrais , pintura avançada".