[发明专利]在胶体晶体阵列中成像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在胶体晶体阵列中的成像，更特别地涉及在胶体晶体阵列中通过暴露于光化辐射来生成图像。

背景技术

基于胶体晶体阵列的辐射衍射材料已经被使用于多种用途。胶体晶体阵列(CCA)是单分散的胶体粒子的三维有序阵列。

粒子这样的胶态分散能够形成具有可与紫外光、可见光或红外光的辐射的波长比较的晶格间距的晶体结构。这些晶体结构已经被用来从入射辐射的宽光谱中过滤所选择波长的窄频带，并允许透射邻近波长的辐射。通过在液体介质中分散粒子，由此使粒子自对准成为有序阵列，已经产生了现有器件。通过相互聚合或者通过引入使粒子膨胀并熔合在一起的溶剂使粒子熔合在一起。

在CCA的其它使用中，有序阵列被固定于基质中并且可以在所固定的阵列对可见光谱内的辐射进行衍射时被用作着色剂。或者，CCA被制作来对辐射进行衍射以用作光滤波器、光开关及光限幅器。当这些CCA使用恒定的粒子间距时，CCA可以在粒子间距响应于刺激而变化时起着传感器的作用。

近年来，这样的传感器已经由包含聚合于水凝胶之内的CCA的水凝胶生产。包围CCA的水凝胶的聚合物响应于具体的外部刺激而改变构象。例如，水凝胶的体积能够响应于刺激而改变，包括化学成分(例如溶液中的金属离子)和有机分子(例如葡萄糖)的存在，使器件有用于化学分析。在CCA器件中，单分散的高度带电的胶体粒子被分散于低离子强度的液体介质中。粒子由于它们的静电电荷而自组合为CCA。这些有序的结构根据布拉格定律来对辐射进行衍射，其中满足布拉格条件的辐射被反射而不满足布拉格条件的邻近光谱区则透射过器件。

发明内容

本发明涉及产生图像的方法，该方法包括：提供包含容纳于能固化的基质组合物之内的元件阵列的成像构件；通过按图像构形将激光辐射投射到成像构件的第一部分上来固化在第一部分内的基质组合物，使得固化的第一部分显出第一光学性质；改变成像构件的另一部分；以及固化基质组合物的其它部分，使得固化的其它部分显出与第一部分不同的光学性质。本发明还包括产生图像的方法，该方法包括：提供容纳于能固化的基质组合物之内的粒子阵列；通过图像的灰度正片或负片掩模来固化基质组合物的第一部分；以及固化基质组合物的另一部分。

本发明还包括在胶体晶体基质中产生多色图像的方法，该方法包括提供多个成像构件，每个成像构件包括容纳于能固化的基质组合物之内的有序的粒子阵列；给每个成像构件提供图像掩模；通过图像掩模中的一个将每个成像构件暴露于光化辐射以产生多个已成像构件，每个已成像构件具有固化的图像部分和未固化的背景部分；固化已成像构件的未固化部分使得固化的图像部分和固化的背景部分衍射不同波长的辐射；以及堆叠已成像构件使得来自固化的图像部分的辐射的衍射产生多色图像。

附图说明

图1A是根据本发明产生图像方法的流程图；

图1B是根据本发明的一个实施例在CCA中产生图像的示意图；

图2是根据本发明的方法产生图像的另一实施例的流程图；

图3A根据本发明用单个激光器来使CCA成像的示意图；

图3B是根据本发明用多个激光器来在CCA中产生图像的示意图；

图4A是根据本发明的一个实施例的CCA图像的平面图；

图4B是包含根据本发明所产生的图像的CCA(如图4A所示)的透视图；以及

图5是根据本发明的方法产生金色图像的方法的流程图。

具体实施方式

本发明包括在成像构件(即，其中可以产生图像以产生已成像构件的器件)中产生图像的方法。在一个实施例中，成像构件包括容纳于能固化的基质组合物之内的元件阵列。图像通过将成像构件的一部分暴露于激光辐射并且改变成像构件的另一部分来产生，使得第一部分和另一部分衍射不同波长的辐射，使图像成为能检测的。在这里所描述的所有实施例中，第一部分可以对应于具有作为背景的第二或其它部分的图像，反之亦然，其中第一部分是在第二部分中产生的图像的背景。例如，图像可以是能检测的，以鉴定或识别其所应用的物品，或者图像还可以是装饰性的。图像可通过将图像暴露于辐射并且检测由图像反射的辐射来检测。暴露辐射和反射辐射中的每一种都可以处于可见光谱或不可见光谱内。在一些实施例中，根据本发明所产生的图像可以由肉眼来检测。在其它的实施例中，图像可使用光学器件(例如分光光度计)来检测以恢复或观看图像。