>[0045]通过引导自组装，第一材料得以布置，同时在光子晶体层中自发地保持恒定的距离。
[0046]自组装是纳米加工技术中自下而上的技术的代表性示例，其通过操控原子和分子来形成目标结构，并且由此自发地形成规则的图案。然而，这种规律在大范围上易于破坏，而混合人为强制条件的自组装的形式(例如，为了解决上述现象而人为地分离重复图案的区域)被称作为引导自组装。
[0047]根据本发明的实施方案，通过调整光子晶体层所形成的层的厚度，而使第一材料自发地形成规则的距离。
[0048]根据本发明的一个示例性实施方案，将玻璃珠用作第一材料，并且玻璃珠可以通过包括下述方法来自发地形成规则的距离:a)通过将具有200至300nm直径的玻璃珠与液晶混合来制备混合液体，b)将混合液体涂覆在导电玻璃板的一个表面上，然后c)对混合液体的涂覆侧与另一个导电玻璃板进行按压。
[0049]当通过导电玻璃板按压时，液晶(其处于液态)被向外推出，而玻璃珠(其处于固态)变得彼此靠近，从而形成密排六方结构(hep)。
[0050]当导电玻璃板之间的距离调整为600nm至100nm时，玻璃珠可以以3至6层叠层而构成晶格，因此可以形成规则的距离。
[0051]根据本发明的另一个示例性实施方案，液晶微滴用作第一材料，并且在通过下述方法将液晶从硅钛醇化物相分离而形成液晶微滴时，液晶微滴可以自发地形成规则的距离，所述方法包括:a)通过以恒定的比例来混合液晶与硅钛醇化物(S1-Ti醇化物)来制备混合液体山)将表面活性剂添加至混合液体；c)将混合液体涂覆在导电玻璃板的一个表面上；然后d)对所得的产物进行干燥。
[0052]通过下述步骤来制备硅钛醇化物:a)通过将0.55M的四乙氧基硅烷(TEOS)、0.3M的甲基三乙氧基硅烷(Me-TES)、0.4M的异丙醇以及0.343M的硝酸混合来制备A溶液；b)通过将IM的乙酰丙酮和IM的钛乙酰丙酮混合来制备B溶液；然后c)将A溶液与B溶液以1:1至5:1混合。
[0053]液晶和硅钛醇化物以1:2至2:1的体积比混合。当比例为1:2或者更小时，存在的问题在于，由于液晶量不充足而需要施加高的驱动电压，而当比例为2:1或更大时，存在的问题在于，存在过多的液晶，并且液晶不会形成为液晶微滴，而是流出。
[0054]混合液体可以利用例如旋涂、线棒涂覆，刮刀涂覆等方法而涂覆在导电玻璃板的一个表面上。
[0055]添加表面活性剂以加强有机-无机界面的稳定性，并且防止液晶微滴之间的结合，而表面活性剂具有包括包含有金属原子的官能团和亲溶剂官能团二者的结构。可以优选地使用烷基膦氧化物、烷基膦酸、烷基磷、脂肪酸、胺类、或者包括氮的芳烃。
[0056]表面活性剂在两端包括对有机材料具有亲和性的官能团、以及对无机材料具有亲和性的官能团，因此，在干燥工艺期间，表面活性剂渗入液晶(其为有机材料)与硅钛醇化物(其为无机材料)之间的界面，并覆盖液晶，使得液晶均匀分散在硅钛醇化物之中。
[0057]当在现有的TOLC中对聚合物基体与液晶进行相分离，且液晶形成液晶微滴时，会发生如下现象:一些液晶微滴与其它的液晶微滴合并以形成更大的液晶微滴，或者一些液晶微滴分成两个液晶微滴，这阻止了规则的距离的形成。然而，参见图4，根据本发明的实施方案，通过添加表面活性剂，液晶微滴能够保持恒定的形状和距离，并且由此阻止了液晶微滴与另外的相邻液晶微滴合并。
[0058]表面活性剂可以采用Ivol %至5vol%的容量添加；小于Ivol %的容量不足以分散至所有的界面，而大于5vol %的容量具有的问题在于，表面活性剂可能会在液晶与硅钛醇化物溶液的化学反应中充当杂质。
[0059]根据本发明的实施方案，第一材料形成为具有200nm至400nm的距离d，并且根据等式1，从蓝色至红色波长范围的光会受到反射。结果，可以获得具有目标颜色的智能玻璃。
[0060]然而，为了在光子晶体层13中形成带隙，需要获得第一材料13a叠层为多层的结构。当第一材料13a层的数量增加时，自组装规律弱化，且因此光子晶体层13的厚度t调整为第一材料之间的距离d的3倍至5倍，如图2中所示。
[0061]为了调整第一材料13a之间的距离，基于光子晶体具有密排六方结构(hcp，a)或者面心立方结构(fcc，b)的晶格结构的构思来实施本发明的实施方案，如图5中所示。换言之，由于在第一材料13a之间存在排斥力的同时施加了使第一材料13a以具有恒定距离的按压力，所以第一材料13a趋向于保持高密度状态。因此，第一材料自发地形成密排六方结构(hcp)或者面心立方结构(fee)(其是最密集的结构)的晶格结构。
[0062]在此，密排六方结构具有74的填充因子。因此，i)玻璃珠和液晶的混合比或者ii)液晶和硅钛醇化物的混合比最大为74:26。因此，第一材料之间的距离d可以随着以更小的比例混合光子晶体而减小。
[0063]根据本发明的实施方案的利用引导自组装光子晶体的智能玻璃将第一材料形成为自发地具有规则的距离，且因此智能玻璃可以无需添加染料而具有颜色。
[0064]另外，可以通过调整第一材料之间的距离，由此使得光子晶体层仅反射在特定波长范围内的光，从而获得具有目标颜色的智能玻璃。
[0065]由于第一材料形成为规则图案，所以本发明在提供能够不包括染料而具有目标颜色的智能玻璃方面是有效的。
[0066]另外，由于不包括染料，所以本发明提供在透明状态下具有高透射率的智能玻璃方面是有效的。
[0067]此外，本发明在提供这样的智能玻璃方面是有效的，所述智能玻璃能够通过调整第一材料之间的距离，由此使得光子晶体层仅反射在特定波长范围内的光，从而具有目标颜色。
[0068]另外，由于不利用聚合物基体，所以本发明在提供没有模糊现象的清楚和高质量的智能玻璃方面是有效的。
[0069]已经参照本发明的示例性实施方案详细地描述了本发明，但是本发明的范围不限制于以上所述的示例性实施方案，并且本领域技术人员利用所附权利要求及其等价形式所限定的本发明的基本构思所进行的各种修改和改进也包括在本发明的范围中。
【主权项】
1.一种具有特定颜色的智能玻璃，包括: 一对导电玻璃板； 光子晶体层，其插置在玻璃板之间， 其中，光子晶体层包括第一材料和第二材料，所述第一材料通过引导自组装而规则地布置，所述第二材料与第一材料具有不同的折射率，并且包围第一材料，由此所述光子晶体层仅反射在特定的波长范围内的光。2.根据权利要求1所述的具有特定颜色的智能玻璃，其中，所述第一材料为玻璃珠或者液晶微滴。3.根据权利要求1所述的具有特定颜色的智能玻璃，其中，所述第二材料为液晶或硅钛醇化物。4.根据权利要求1所述的具有特定颜色的智能玻璃，通过调整第一材料之间的距离来获得目标颜色。5.根据权利要求1所述的具有特定颜色的智能玻璃，其中，第一材料之间的距离为200nm 至 400nm。6.根据权利要求1所述的具有特定颜色的智能玻璃，其中，第一材料具有密排六方结构或者面心立方结构。7.根据权利要求1所述的具有特定颜色的智能玻璃，其中，光子晶体层的厚度为第一材料之间距离的3倍至5倍。8.一种制备智能玻璃的方法，包括: a)通过将第一材料和与第一材料具有不同的折射率的第二材料混合来制备混合液体； b)通过将混合液体插置在一对导电玻璃板之间来形成光子晶体层，使得第一材料通过引导自组装而规则地布置。9.根据权利要求8所述的制备智能玻璃的方法，其中，第一材料是玻璃珠，而第二材料是液晶，并且b)步骤通过将混合液体施加至导电玻璃板的一个表面上，并且对施加的所述混合液体与一对导电玻璃板中的另一个进行按压，而通过引导自组装来规则地布置第一材料。10.根据权利要求8所述的制备智能玻璃的方法，其中，第一材料是液晶微滴，而第二材料是硅钛醇化物，并且b)步骤通过将混合液体施加在导电玻璃板的一个表面上并且将所得物干燥，而在混合液体中的液晶相分离时，形成并规则地布置液晶微滴。11.根据权利要求10所述的制备智能玻璃的方法，其中，液晶和硅钛醇化物以1:2至2:1的体积比进行混合。12.根据权利要求10所述的制备智能玻璃的方法，其中，混合液体进一步地包括Ivol %至5voI %的表面活性剂。13.根据权利要求12所述的制备智能玻璃的方法，其中，所述表面活性剂包括具有金属原子的官能团和亲溶剂官能团。
【专利摘要】本申请涉及利用引导自组装光子晶体的智能玻璃。所述智能玻璃包括插置在一对导电玻璃板之间的光子晶体层。智能玻璃包括第一材料和第二材料，所述第二材料与第一材料具有不同的折射率，并且包围第一材料。由此，通过强烈地反射入射至光子晶体层的特定波长范围内的光，而在即使不包括染料的情况下，智能玻璃也具有颜色。这是因为第一材料通过引导自组装而规则地形成为具有恒定的距离，而智能玻璃由此可以通过随机地调整第一材料之间的距离而获得目标颜色。
【IPC分类】G02F1/1334
【公开号】CN105676515
【申请号】
【发明人】金贤燮, 孔珞敬, 吴荣燮, 李珍熙, 徐龙虎
【申请人】现代自动车株式会社, 起亚自动车株式会社, 世宗大学校产学协力团
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年10月15日