本发明提供了一种电响应光子晶体薄膜器件，包括：两层导电玻璃；以及封装在所述两层导电玻璃之间的一维光子晶体薄膜，所述一维光子晶体薄膜由嵌段高分子聚合物构成，所述一维光子晶体薄膜被选择性溶剂浸泡，其中当向所述导电玻璃施加外电压时，所述光子晶体薄膜会发生颜色变化。该电响应光子晶体薄膜器件结构简单，原料成分成本较低，易于合成，适于工业化生产；且光学特征可控性强，应用范围较宽。本发明还提供了该电响应光子晶体薄膜器件的制备方法以及该器件在全色显示器件以及化学传感器方面的应用。
封装在所述两层导电玻璃之间的一维光子晶体薄膜，所述一维光子晶体薄膜由嵌段高分子聚合物通过自组装形成，所述嵌段高分子聚合物为第一嵌段和第二嵌段形成的两嵌段高分子聚合物，且所述第一嵌段和第二嵌段具有相分离的特征，所述一维光子晶体薄膜被选择性溶剂浸泡，其中所述第一嵌段或所述第二嵌段占所述嵌段高分子聚合物的38vol％～60vol％，当向所述导电玻璃施加外电压时，所述一维光子晶体薄膜会发生颜色变化，且其颜色变化范围覆盖紫外到可见直至红外。
2.根据权利要求1所述电响应光子晶体薄膜器件，其中，所述一维光子晶体薄膜的嵌段重复单元的总数为20～200个，所述一维光子晶体薄膜在干态条件下的厚度为2～20微米。
3.根据权利要求1所述电响应光子晶体薄膜器件，其中，所述第一嵌段选自聚苯乙烯及其衍生物，所述第二嵌段选自聚(2-乙烯基吡啶)，聚(4-乙烯基吡啶)，聚异戊二烯，聚丁二烯，聚二茂铁硅烷，聚丙烯酸及其衍生物。
4.根据权利要求1所述电响应光子晶体薄膜器件，其中，所述第一嵌段选自聚丙烯酸酯的衍生物，所述第二嵌段选自聚(2-乙烯基吡啶)或聚(4-乙烯基吡啶)及它们的衍生物。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述电响应光子晶体薄膜器件，其特征在于，所述嵌
段高分子聚合物的分子量为1×10 ～1.3×10g/mol。
6.根据权利要求5中所述电响应光子晶体薄膜器件，其特征在于，所述嵌段高分子聚
7.根据权利要求1所述电响应光子晶体薄膜器件，其中，所述外电压是直流电或交流电。
8.根据权利要求7所述电响应光子晶体薄膜器件，其中，所述直流电的电压不高于
9.根据权利要求1所述的电响应光子晶体薄膜器件，其特征在于，所述选择性溶剂为可选择性地溶解第一嵌段或第二嵌段的溶剂，所述溶剂选自包括醇类，腈类，烃类，酯类，醚类，胺类，纯水及无机盐溶液的组以及它们的任意比例混和物。
10.根据权利要求8或9所述的电响应光子晶体薄膜器件，其中所述选择性溶剂为浓度
11.一种全色显示器件，包括：根据权利要求1所述的电响应光子晶体薄膜器件。
12.一种化学传感器，包括：根据权利要求1所述的电响应光子晶体薄膜器件。
13.一种制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，包括如下步骤：
B、将含有第一嵌段和第二嵌段的、总浓度为4～8wt％的溶液均匀涂布在导电玻璃上，于40-140℃在良溶剂中放置8h～120h进行相分离，通过嵌段高分子自组装在所述导电玻璃上得到约为20～200个第一嵌段和第二嵌段组成的单元构成的、重复层叠的多层薄膜结构；
C、将附着有所述一维光子晶体薄膜的导电玻璃进行干燥；
E、用另外一个导电玻璃对所述光子晶体薄膜和浸泡所述光子晶体薄膜的所述选择性溶剂进行封装。
14.根据权利要求13所述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其中，所述第一嵌段选自聚苯乙烯及其衍生物，所述第二嵌段选自聚(2-乙烯基吡啶)，聚(4-乙烯基吡啶)，聚异戊二烯，聚丁二烯，聚二茂铁硅烷，聚丙烯酸及其衍生物。
15.根据权利要求13所述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其中，所述第一嵌段选自聚丙烯酸酯的衍生物，所述第二嵌段选自聚(2-乙烯基吡啶)或聚(4-乙烯基吡啶)及它们的衍生物。
16.根据权利要求13所述的制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，所述良溶剂为挥发性良溶剂，选自包括卤代烃，醇类，醚类，烃类，芳烃及其衍生物，酯类的组以及它们的任意组合。
17.根据权利要求13所述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其特征在于，所述选择性溶剂选自包括醇类，腈类，烃类，酯类，醚类，胺类，纯水及其无机盐溶液的组以及它们的任意比例的混和物。
18.根据权利要求17所述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其特征在于，所述选择性溶剂为浓度10wt％～80wt％的乙醇水溶液。
19.根据权利要求13所述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其特征在于所述步骤进一步包括在所述导电玻璃上涂抹第一嵌段和第二嵌段之前、采用化学修饰的方法、增加所述第一嵌段和第二嵌段的电响应能力的步骤。
20.根据权利要求13所述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其特征在于所述步骤C之后进一步包括采用化学修饰的方法、增加所述两嵌段高分子聚合物的电响应能力的步骤。
21.根据权利要求13所述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其特征在于，所述步骤A可进一步包括利用表面修饰剂对所述导电玻璃进行改性的步骤：将所述导电玻璃浸入含有5～10wt％表面修饰剂的甲醇或乙醇溶液浸泡8～16小时，取出所述导电玻璃，用无水甲醇或无水乙醇洗净后吹干。
22.根据权利要求21所述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其特征在于，所述表面修饰剂选自包括3-氨基丙基三甲氧基硅烷，3-氯丙基三甲氧基硅烷和3-碘丙基三甲氧基硅烷的组以及它们的任意组合。
一种电响应光子晶体薄膜器件、其制备方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明涉及电响应光子晶体，尤其是涉及由嵌段高分子聚合物构成的电响应光子晶体。
背景技术
[0002] 光子晶体(Photonic Crystals)是指具有光子带隙(Photonic Band-Gap，简称为PBG)特性的人造周期性电介质结构，有时也称为PBG结构，所谓的光子带隙是指某一频率范围的波不能在此周期性结构中传播，即这种结构本身存在“禁带”。从材料结构上看，光子晶体是一类在光学尺度上具有周期性介电结构的人工设计和制造的晶体。光子晶体完全依靠自身结构就可实现带阻滤波，且结构比较简单。迄今为止，已有多种基于光子晶体的全新光子学器件被相继提出，包括无阈值的激光器，无损耗的反射镜和弯曲光路，高品质因子的光学微腔，低驱动能量的非线性开关和放大器，波长分辨率极高而体积极小的超棱镜，具有色散补偿作用的光子晶体光纤，高效发光二极管以及其他在电响应设备当中的应用。
[0003] 在诸多电相应设备中，电响应的显示设备目前已经应用于我们日常生活和工作的各方面，由光子晶体制备的电响应显示器件具有能耗低，不褪色，低驱动电压等优点。Y.Song等人报道了利用导电高分子聚吡咯制备反蛋白石结构的电响应光子晶体，实现了由红色到绿色的转变。(Chemistry of Materials 2008，20，3554)Ozin等人报道了基于聚二茂铁硅烷的三维光子晶体，其颜色能够在全光谱范围进行电压控制。(Nature Photonics，
2007，1，468.及AngewandteChemie International Edition.2009，48，943.)[0004] 上述方法均为以纳米微球作为模板制成的三维光子晶体，制备工艺及后处理步骤繁杂，成本较高，不利于工业化生产。
发明内容
[0005] 本发明的目的之一是提供一种结构简单、成本低廉、应用广泛的电响应光子晶体薄膜器件。
[0006] 本发明的另一目的在于是提供一种制备电响应光子晶体薄膜器件的的方法，该方法具有工艺简单，成本低，对设备无特殊要求等特点。
[0007] 本发明的再一目的是提供本发明所述电响应光子晶体薄膜器件的用途。
[0008] 为了解决上述中的至少一个技术问题，本发明提供了一种电响应光子晶体薄膜器件，包括：两层导电玻璃；以及封装在所述两层导电玻璃之间的一维光子晶体薄膜，所述一维光子晶体薄膜由嵌段高分子聚合物构成，所述一维光子晶体薄膜被选择性溶剂浸泡，其中当向所述导电玻璃施加外加电压时，所述光子晶体薄膜会发生颜色变化。
[0009] 根据本发明的一方面，所述一维光子晶体薄膜由嵌段高分子聚合物通过自组装形成，所述嵌段高分子聚合物为第一嵌段和第二嵌段形成的两嵌段高分子聚合物，且所述第一嵌段和第二嵌段具有强烈的相分离的特征。进一步地，所述第一嵌段或所述第二嵌段占所述嵌段高分子聚合物的38vol％～60vol％。
[0010] 根据本发明的一方面，上述光子晶体薄膜的嵌段重复单元的总数为20～200个；在干态条件下，所述一维光子晶体薄膜的厚度为2～20微米。“干态条件”是指一维光子晶体薄膜制备干燥后、在浸入选择性溶剂之前的状态。
[0011] 根据本发明的一方面，当所述第一嵌段选自聚苯乙烯及其衍生物时，所述第二嵌段选自聚(2-乙烯基吡啶)，聚(4-乙烯基吡啶)，聚异戊二烯，聚丁二烯，聚二茂铁硅烷，聚丙烯酸及其衍生物。
[0012] 根据本发明的另一方面，当所述第一嵌段选自聚丙烯酸酯的衍生物，所述第二嵌段选自聚(2-乙烯基吡啶)或聚(4-乙烯基吡啶)及它们的衍生物。
[0013] 进一步地，本发明所述嵌段高分子聚合物的分子量为1×105～1.3×106g/mol，优5 5
选2×10 ～6×10g/mol。
[0014] 根据本发明的一个方面，所述外电压可以是直流电，交流电以及脉冲电压。进一步地，所述直流电的电压不高于2.5V，所述交流电的电压均值不高于6V，所述脉冲电压的最大值不大于5V。
[0015] 根据本发明的一方面，所述选择性溶剂为可选择性地溶解第一嵌段或第二嵌段的溶剂，所述溶剂选自包括醇类，腈类，烃类，酯类，醚类，胺类，纯水及无机盐溶液的组以及它们的任意比例混和物。具体地说，如乙醇水溶液，乙腈水溶液，甲醇水溶液，乙醇乙腈溶液，乙醇水溶液等等。
[0016] 所述嵌段高分子聚合物可由阴离子聚合法，自由基聚合法，络合聚合法，缩聚或机械化学法，以及本领域技术人员所熟知的其他方法而直接制备。
[0017] 由于组成嵌段高分子聚合物的第一嵌段与第二嵌段具有相分离的特征，同时选择性溶剂可以选择性地溶解第一嵌段或第二嵌段。因此，在选择性溶剂存在的条件下，具有电响应特性的其中某一嵌段会在外加电压的作用下发生电化学反应或者它们所带的电荷与电极发生排斥或者吸引以及与选择性溶剂中的正负离子相互作用，产生溶胀或塌缩现象，从而使得两嵌段高分子聚合物中、由第一嵌段和第二嵌段构成的嵌段单元的厚度会随之发生改变，同时折光指数随着溶胀而变小，第一嵌段和第二嵌段的折光指数之差随着溶胀变大。而呈现不同的光学特征。
[0018] 通过控制选择性溶剂的组成和浓度比例，同时调节外加电压，可以使所述光子晶体薄膜的禁带光谱处在不同的波长范围内，此禁带光谱可以覆盖从紫外光区到红外光区的所有光谱范围。如果光子晶体薄膜的禁带光谱被控制在可见光波长范围内，则可使得光子晶体薄膜呈现不同的肉眼可见的颜色。
[0019] 光子晶体薄膜在不同电压环境内的一般变化规律是：当嵌段高分子聚合物带正电荷且又处于正极位置上，那么电压越大，颜色越红移；当嵌段高分子聚合物带正电荷且又处于负极位置上，那么电压越大，颜色越蓝移；当嵌段高分子聚合物带负电荷且又处于正极位置上，那么电压越大，颜色越蓝移；当嵌段高分子聚合物带负电荷且又处于负极位置上，那么电压越大，颜色越红移。
[0020] 对于高电荷密度的光子晶体薄膜，可在选择性溶剂中加入盐离子，当有电压存在时，盐离子会发生定向运动，使得阴阳离子在体系中的分布发生变化：当阳离子浓度在带有正电荷的光子晶体薄膜处变大时，光子晶体颜色将红移；当阳离子浓度在带有负电荷的光子晶体薄膜处变大时，光子晶体颜色将蓝移；当阴离子浓度在带有负电荷的光子晶体薄膜处变大时，光子晶体颜色将红移；当阴离子浓度在带有正电荷的光子晶体薄膜处变大时，光子晶体颜色将蓝移。
[0021] 本发明的又一目的，是提供所述电响应光子晶体薄膜器件的应用。当第一嵌段和第二嵌段被选择为特定物质时，通过选择适当成分和浓度的选择性溶剂，可使得一维光子晶体薄膜在不通电的情况下呈蓝色，通电后会随着电压的改变而呈现不同的颜色，这时的电响应光子晶体薄膜器件可以适用于全色显示器件和化学传感器。
[0022] 优选地，本发明所述电响应光子晶体薄膜器件的选择性溶剂为浓度10wt％～80wt％的乙醇水溶液。此时光子晶体薄膜在选择性溶剂中未通电的情况下呈现蓝色，外加所述电压后，随着电压的增大光子晶体薄膜颜色向光谱的红端移动。这样的电响应光子晶体薄膜器件将在液晶显示屏领域获得很好的应用。
[0023] 本发明所提供的电响应光子晶体薄膜器件，其结构简单，原料成分成本较低，易于合成，适于工业化生产。且光学特征可控性强，应用范围较宽，加电后驱动电压低(＜2.5V)，耗电量低(每次色彩转换耗电小于30微瓦)，因此使用成本也可得到有效控制。
[0024] 本发明另一目的在于提供一种制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，包括如下步骤：A、将导电玻璃表面进行清洁化处理；B、在导电玻璃表面上形成一维光子晶体薄膜，所述一维光子晶体薄膜由两嵌段高分子聚合物构成；C、将附着有所述一维光子晶体薄膜的导电玻璃进行干燥；D、将所述一维光子晶体薄膜用选择性溶剂浸泡；以及E、用另外一个导电玻璃对所述光子晶体薄膜和浸泡所述光子晶体薄膜的所述选择性溶剂进行封装。
[0025] 根据本发明的一方面，步骤B中所述形成一维光子晶体薄膜的步骤，包括如下步骤：将含有第一嵌段和第二嵌段的、总浓度为4～8wt％的溶液均匀涂布在导电玻璃上，于40-140℃在良溶剂中放置8h～120h进行相分离，通过嵌段高分子自组装得到约为20～
200个第一嵌段和第二嵌段组成的单元构成的、重复层叠的多层薄膜结构。
[0026] 根据本发明的一方面，当所述第一嵌段选自聚苯乙烯及其衍生物时，所述第二嵌段选自聚(2-乙烯基吡啶)，聚(4-乙烯基吡啶)，聚异戊二烯，聚丁二烯，聚二茂铁硅烷，聚丙烯酸及其衍生物。
[0027] 根据本发明的另一方面，当所述第一嵌段选自聚丙烯酸酯的衍生物，所述第二嵌段选自聚(2-乙烯基吡啶)或聚(4-乙烯基吡啶)及它们的衍生物。
[0028] 根据本发明的一方面，上述制备方法中所用良溶剂为挥发性良溶剂，可以选自卤代烃，醇类，醚类，烃类，芳烃及其衍生物，酯类中之一以及它们的任意组合，或者其他能够达到同样技术效果的化学物质。良溶剂是指溶剂单元对高分子单元(对于嵌段高分子就是任意其中的某个嵌段)的作用大于溶剂单元对溶剂单元的作用，即对第一嵌段和第二嵌段均具有较好溶解度的溶剂。采用挥发性良溶剂的优势在于在一维光子晶体薄膜通过自组装形成的过程中，能够在较低的温度下，产生较高的饱和蒸气压进行自组装过程，可以大大降低相分离所需的时间。
[0029] 根据本发明的一方面，上述方法的选择性溶剂选自包括醇类，腈类，烃类，酯类，醚类，胺类，纯水及其无机盐溶液的组以及它们的任意比例的混和物。优选为浓度10wt％～80wt％的乙醇溶液。
[0030] 进一步地，根据本发明的一个实施方式，上述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，其在导电玻璃表面上形成一维光子晶体薄膜之前，可首先对第一嵌段和第二嵌段进行化学修饰、增加所述第一嵌段和第二嵌段的电响应能力，之后再涂抹于所述导电玻璃上自组装形成一维光子晶体薄膜；或者在导电玻璃表面上形成一维光子晶体薄膜并且干燥之后，进一步包括采用化学修饰的方法、增加所述两嵌段高分子聚合物的电响应能力的步骤。也就是说，所述增加一维光子晶体薄膜电响应能力的步骤，既可以在所述一维光子晶体薄膜形成之前进行，也可以在其形成之后进行。
[0031] 上述增加物质电响应能力的化学修饰方法可以是本领域技术人员所公知的：对于含有双键官能团的嵌段高分子，需要使用巯基羧酸盐，巯基磺酸盐及其衍生物(3-20wt％)在40-80℃进行反应24-80小时；对于含有吡啶单元的嵌段高分子，需要使用溴乙烷，碘乙烷，氯乙烷，及其衍生物或类似物在40-80℃进行反应24-80小时。反应完成后，将导电玻璃从反应体系中取出，待下一步操作。
[0032] 根据本发明的另一实施方式，上述制备电响应光子晶体薄膜器件的方法，所述步骤A可进一步包括利用表面修饰剂对所述导电玻璃进行改性的步骤，具体方法是：将所述导电玻璃浸入含有5～10wt％表面修饰剂的甲醇或乙醇溶液浸泡8～16小时，取出所述导电玻璃，用无水甲醇或无水乙醇洗净后吹干。所述表面修饰剂可以选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷，3-氯丙基三甲氧基硅烷或者3-碘丙基三甲氧基硅烷之一和它们的任意组合，以及其他能够达到同样技术效果的物质。对所述导电玻璃进行改性的目的在于，可使光子晶体薄膜与导电玻璃能够具有良好的亲和性。
[0033] 上述电响应光子晶体薄膜器件的制备方法，既不需借助特定的装置对膜进行处理，也不需要特殊的模板，只要使嵌段高分子在其良溶剂的气氛中自组装即形成所需的一维光子晶体薄膜，因而工艺简单，对设备无特殊要求，成本较低。
[0034] 由于本发明所提供的电响应光子晶体薄膜器件及其制备方法，具有上述的优点，因而，进一步地，上述电响应光子晶体薄膜器件可以用于全色显示器件以及化学传感器的制作。
[0035] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0036] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0037] 图1为一维光子晶体薄膜的透射电镜照片；
[0038] 图2为根据本发明的一个实施例中电响应光子晶体薄膜器件施加外加电压前后、一维晶体薄膜的厚度变化同薄膜颜色之间关系的模式图。(其中光子晶体带正电荷)[0039] 附图中符号含义如下：
[0040] 1a为处于阳极的导电玻璃
[0041] 1b为处于阴极的导电玻璃
[0042] 2为第一嵌段示意图
[0043] 3为第二嵌段示意图
具体实施方式
[0044] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0045] 实施例1电响应光子晶体薄膜器件的制备(一)
[0046] 将浓度为5wt％的聚苯乙烯/聚(2-乙烯基吡啶)嵌段高分子(两个嵌段高分子的分子量均为20万)的丙二醇单甲醚乙酸酯溶液(良溶剂)旋涂于ITO导电玻璃上。本操作分为两步，首先以3000转每分钟的转速旋涂一层作为基底，持续时间30秒，然后以旋涂转速500转每分钟，持续90秒再涂一层。旋涂完毕将其放置于50℃的氯仿(挥发性良溶剂)气氛中，保持24小时，然后迅速将其取出，吹干，此时聚合物形成多层结构的一维光子晶体薄膜。此一维光子晶体薄膜的透射电镜照片如图1所示。
[0047] 将一维光子晶体薄膜ITO玻璃浸入乙醇溶液中(选择性溶剂)。调节乙醇与水的比例，至乙醇浓度为40vol％，可看到光子晶体表面呈现出蓝色。然后将一O形橡胶圈置于一维光子晶体薄膜上方，再加一片导电玻璃，用环氧树脂封装。
[0048] 外加电压施加于薄膜，当电压从0V到2.5V变化时，嵌段高分子聚合物中的一个嵌段发生溶胀，导致光子晶体薄膜器件的反射峰将从蓝色(470nm)一直红移至红色(633nm)，从而形成了全色显示。如果在电压2.5V时，施加反向电压，则嵌段高分子聚合物中的溶胀嵌段发生塌陷，导致光子晶体薄膜器件的反射峰将从红色(633nm)移至蓝色(470nm)。如果在电压2.5V时，继续增大电压，反射峰将移至近红外区域且高阶布拉格峰在可见光波段出现。(如图2所示)
[0049] 由于依照本实施例制作而成的电响应光子晶体薄膜器件，在很窄的电压区间(2.5V)内，反射光谱就能覆盖全色范围。其驱动电压低，能有效避免电化学副反应，并且能量消耗很低，因而适合工业应用。
[0050] 实施例2电响应光子晶体薄膜器件的制备(二)
[0051] 将实例1中的光子晶体薄膜ITO玻璃片置于10wt％溴乙烷/正己烷溶液中进行化学修饰，于50℃反应60小时后，将玻片取出，用乙醇溶液洗净，此时，聚(2-乙烯基吡啶)嵌段中的吡啶已被季胺化，带有正电荷。将该玻片置于一定浓度下的硝酸锂的乙腈溶液(选择性溶剂)，调节硝酸锂的浓度，可得到发蓝色的光子晶体薄膜。将此薄膜制成如实例1中的显示单元，将得到响应时间将小于0.4秒的快响应光子晶体。若使用50Hz，峰值为5.0V，峰宽为2ms的脉冲电压，其颜色将稳定控制在红色。若使用50Hz，峰值为4.6V，峰宽为2ms的脉冲电压，其颜色将稳定控制在黄色。若使用50Hz，峰值为4.4V，峰宽为2ms的脉冲电压，其颜色将稳定控制在绿色。
[0052] 实施例3电响应光子晶体薄膜器件的制备(三)
[0053] 将浓度为5wt％的聚苯乙烯/聚(4-乙烯基吡啶)嵌段高分子(两个嵌段的分子量均为15万)的丙二醇单甲醚乙酸酯溶液(良溶剂)旋涂于ITO导电玻璃上。本操作分为两步，首先以3000转每分钟的转速旋涂一层作为基底，持续时间30秒，然后以旋涂转速500转每分钟，持续90秒再涂一层。旋涂完毕将其放置于50℃的氯仿(挥发性良溶剂)气氛中，保持72小时，然后迅速将其取出，吹干，此时聚合物形成多层结构的一维光子晶体薄膜。。
[0054] 将一维光子晶体薄膜ITO玻璃浸入乙腈溶液(选择性溶剂)中。调节乙腈与水的比例，至乙腈浓度为35vol％，可看到光子晶体表面呈现出蓝色。然后将一O形橡胶圈置于一维光子晶体薄膜上方，再加一片导电玻璃，用环氧树脂封装。
[0055] 外加电压施加于薄膜，当电压从0V到1.2V变化时，嵌段高分子聚合物中的一个嵌段发生溶胀，导致光子晶体薄膜器件的反射峰将从蓝色(480nm)一直红移至红色(640nm)，从而形成了全色显示。如果在电压1.2V时，施加负电压，则嵌段高分子聚合物中的溶胀嵌段发生塌陷，导致光子晶体薄膜器件的反射峰将从红色(640nm)移至蓝色(480nm)。如果在电压1.2V时，继续增大电压，反射峰将移至近红外区域且高阶布拉格峰在可见光波段出现。
[0056] 实施例4电响应光子晶体薄膜器件的制备(四)
[0057] 将浓度为10wt％的聚苯乙烯/聚(异戊二烯)嵌段高分子(两个嵌段的分子量均为12万)的异丙苯溶液(良溶剂)旋涂于ITO导电玻璃上。本操作分为两步，首先以3000转每分钟的转速旋涂一层作为基底，持续时间30秒，然后以旋涂转速500转每分钟，持续90秒再涂一层。旋涂完毕将其放置于室温的异丙苯气氛中，保持120小时，然后迅速将其取出，吹干，此时聚合物形成多层结构的一维光子晶体薄膜。。
[0058] 将一维光子晶体ITO玻璃放入巯基乙酸10wt％的乙醇溶液中40℃下反应24小时进行化学修饰，将一维光子晶体ITO玻璃取出，用无水乙醇冲洗，于是得到羧基化的一维光子晶体，其具有电响应的特征。
[0059] 将一维光子晶体薄膜ITO玻璃浸入乙醇溶液(选择性溶剂)中。调节乙醇与水的比例，至乙醇浓度为60vol％，可看到光子晶体表面呈现出蓝色。然后将一O形橡胶圈置于一维光子晶体薄膜上方，再加一片导电玻璃，用环氧树脂封装。
[0060] 外加电压施加于薄膜，当电压从0V到-2.2V变化时，嵌段高分子聚合物中的一个嵌段发生溶胀，导致光子晶体薄膜器件的反射峰将从蓝色(450nm)一直红移至红色(630nm)，从而形成了全色显示。如果在电压-2.2V时，施加正向电压，则嵌段高分子聚合物中的溶胀嵌段发生塌陷，导致光子晶体薄膜器件的反射峰将从红色(630nm)移至蓝色(450nm)。
[0061] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
