[發明專利]顏色轉換光子晶體結構體和使用其的顏色轉換光子晶體傳感器

有效

• 申請號: 201680071195.6
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN108291984B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 鄭瑞現;樸鐘穆;孔好烈;裵者英
• 申請（專利權）人: 韓國化學研究院
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;G01J1/02;G01N33/66;G01N33/68;G01N21/17
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明涉及采用如下結構的光子晶體結構體：具有不同折射率的兩層交替地層疊，包括源自含有氟化碳基團的單體的結構單元的聚合物用于重復層之一，使得該光子晶體結構體可以響應于濕度和/或有機溶劑濃度。本發明的特征在于，使用光子晶體結構體，可以制造具有優異的靈敏度和再現特性的顏色轉換光子晶體傳感器。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年12月9日提交的韓國專利申請No.10-2015-0175283的優先權和權益，其公開內容通過引用其整體并入本文。

技術領域

本發明涉及顏色轉換光子晶體結構體和使用其的顏色轉換光子晶體傳感器，并且更特別地，涉及響應于濕度和/或有機溶劑的顏色轉換光子晶體結構體和使用其的顏色轉換光子晶體傳感器。

背景技術

光子晶體(photonic crystal)是其中具有不同折射率的電介質物質(dielectricsubstance)周期性地排列的結構，并且是指由于在分開且規則的晶格點處散射的光之間發生重疊干涉而在防止在特定波長范圍內光透射的同時選擇性地反射光的材料，即用于形成光帶隙的材料。

如上所述的光子晶體使用光子代替電子作為用于處理信息的手段，并且顯示優異的信息處理速度，因此上升為用于改善信息導向工業的效率的基本材料。此外，可以在任意的其中光子沿主軸方向移動的一維結構、其中光子沿平面移動的二維結構、或其中光子在整個材料中沿所有方向自由地移動的三維結構中獲得光子晶體。此外，通過調整光帶隙可以容易地控制光學特性，由此可應用于各種領域。例如，光子晶體可以應用于如光子晶體光纖、發光元件、光伏器件、光子晶體傳感器和半導體激光器等的光學元件中。

特別地，布拉格層疊體(Bragg stack)是具有一維結構的光子晶體，并且可以僅通過使具有不同折射率的兩層層疊來容易地制作，并且具有通過調節這兩層的折射率以及調整其厚度來容易地控制光學特性的優點。由于此種特性，布拉格層疊體不僅廣泛地用于如太陽能電池等的能量元件，還廣泛用于檢測電、化學或熱刺激的光子晶體傳感器。因此，目前正在研究用于容易地制造具有優異的靈敏度和再現性的光子晶體傳感器的各種物質和結構。

因此，作為大量努力的結果，本發明人發現，當對于布拉格層疊體中的重復層之一使用具有源自含有氟化碳基團的單體的結構單元的聚合物時，可以容易地制造顯示取決于濕度和/或有機溶劑濃度的變化的顏色變化的顏色轉換光子晶體結構體，以及使用其的顯示優異的靈敏度和再現性的光子晶體傳感器，因此，基于上述發現完成了本發明。

發明內容

發明要解決的問題

本發明的目的是提供響應于濕度和/或有機溶劑的顏色轉換光子晶體結構體。

另外，本發明的另一目的是提供使用其的具有優異的靈敏度和再現性的顏色轉換光子晶體傳感器。

用于解決問題的方案

為了實現上述目的，本發明提供顏色轉換光子晶體結構體，其包括：包括具有第一折射率的第一聚合物的第一折射率層；和包括具有第二折射率的第二聚合物的第二折射率層，其中這些折射率層交替地層疊，其中第一折射率和第二折射率彼此不同，并且第一聚合物和第二聚合物之一是具有源自含有氟化碳基團的單體的結構單元的聚合物。

另外，本發明提供包括上述顏色轉換光子晶體結構體的顏色轉換光子晶體傳感器。

發明的效果

本發明的顏色轉換光子晶體結構體包括由具有源自含有氟化基團的單體(“含氟化碳基團的單體”)的結構單元的聚合物形成的低折射率層，使得其顏色可以取決于濕度和/或有機溶劑濃度的變化而轉換為可視地確定。此外，使用上述顏色轉換光子晶體結構體的顏色轉換光子晶體傳感器可以實現優異的靈敏度和再現性。