[发明专利]颜色转换光子晶体结构体和使用其的颜色转换光子晶体传感器

说明书

本发明涉及采用如下结构的光子晶体结构体：具有不同折射率的两层交替地层叠，包括源自含有氟化碳基团的单体的结构单元的聚合物用于重复层之一，使得该光子晶体结构体可以响应于湿度和/或有机溶剂浓度。本发明的特征在于，使用光子晶体结构体，可以制造具有优异的灵敏度和再现特性的颜色转换光子晶体传感器。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月9日提交的韩国专利申请No.10-2015-0175283的优先权和权益，其公开内容通过引用其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及颜色转换光子晶体结构体和使用其的颜色转换光子晶体传感器，并且更特别地，涉及响应于湿度和/或有机溶剂的颜色转换光子晶体结构体和使用其的颜色转换光子晶体传感器。

背景技术

光子晶体(photonic crystal)是其中具有不同折射率的电介质物质(dielectricsubstance)周期性地排列的结构，并且是指由于在分开且规则的晶格点处散射的光之间发生重叠干涉而在防止在特定波长范围内光透射的同时选择性地反射光的材料，即用于形成光带隙的材料。

如上所述的光子晶体使用光子代替电子作为用于处理信息的手段，并且显示优异的信息处理速度，因此上升为用于改善信息导向工业的效率的基本材料。此外，可以在任意的其中光子沿主轴方向移动的一维结构、其中光子沿平面移动的二维结构、或其中光子在整个材料中沿所有方向自由地移动的三维结构中获得光子晶体。此外，通过调整光带隙可以容易地控制光学特性，由此可应用于各种领域。例如，光子晶体可以应用于如光子晶体光纤、发光元件、光伏器件、光子晶体传感器和半导体激光器等的光学元件中。

特别地，布拉格层叠体(Bragg stack)是具有一维结构的光子晶体，并且可以仅通过使具有不同折射率的两层层叠来容易地制作，并且具有通过调节这两层的折射率以及调整其厚度来容易地控制光学特性的优点。由于此种特性，布拉格层叠体不仅广泛地用于如太阳能电池等的能量元件，还广泛用于检测电、化学或热刺激的光子晶体传感器。因此，目前正在研究用于容易地制造具有优异的灵敏度和再现性的光子晶体传感器的各种物质和结构。

因此，作为大量努力的结果，本发明人发现，当对于布拉格层叠体中的重复层之一使用具有源自含有氟化碳基团的单体的结构单元的聚合物时，可以容易地制造显示取决于湿度和/或有机溶剂浓度的变化的颜色变化的颜色转换光子晶体结构体，以及使用其的显示优异的灵敏度和再现性的光子晶体传感器，因此，基于上述发现完成了本发明。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的是提供响应于湿度和/或有机溶剂的颜色转换光子晶体结构体。

另外，本发明的另一目的是提供使用其的具有优异的灵敏度和再现性的颜色转换光子晶体传感器。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明提供颜色转换光子晶体结构体，其包括：包括具有第一折射率的第一聚合物的第一折射率层；和包括具有第二折射率的第二聚合物的第二折射率层，其中这些折射率层交替地层叠，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团的单体的结构单元的聚合物。

另外，本发明提供包括上述颜色转换光子晶体结构体的颜色转换光子晶体传感器。

发明的效果

本发明的颜色转换光子晶体结构体包括由具有源自含有氟化基团的单体(“含氟化碳基团的单体”)的结构单元的聚合物形成的低折射率层，使得其颜色可以取决于湿度和/或有机溶剂浓度的变化而转换为可视地确定。此外，使用上述颜色转换光子晶体结构体的颜色转换光子晶体传感器可以实现优异的灵敏度和再现性。