[发明专利]一种隐形光子晶体印刷方法

权利要求书

1.一种隐形光子晶体印刷方法，其特征在于，该方法是利用平板印刷的方法在含硅氧烷的光子纸张上面，通过控制交联或者修饰程度来制造图案与背景的衍射波长的差异。

2.根据权利要求1所述的一种隐形光子晶体印刷方法，其特征在于，所述的方法具体包括以下步骤：

1)空白光子纸的制备；

将外壳为SiO₂，内部为Fe₃O₄的核壳胶粒分散在聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸-3-(三甲氧基甲硅烷基)丙酯组成的聚合物溶液中，通过磁组装和紫外固化形成光子纸张；

2)NOA保护图案的印刷

利用光掩膜和紫外固化胶在光子纸张上面印刷出具有设计图案的NOA保护层；

3)未保护部分的交联、修饰

使用氢氧化钠或者(3-氨丙基)三甲氧基硅烷溶液处理步骤(2)所得纸张，使未保护部分交联，形成硅氧网络或碳氢疏水链，降低其溶胀能力，从而形成了保护区域和未保护区域溶胀速度的差别；

4)保护层的去除

去除紫外固化胶掩膜，得到的印刷物浸入水中3～5分钟后，由于溶胀速度不同，图案和背景出现较大的波长差(Δλt)，即颜色差异。

3.根据权利要求2所述的一种隐形光子晶体印刷方法，其特征在于，步骤(1)所述的外壳为SiO₂，内部为Fe₃O₄的核壳胶粒通过以下方法制得：将FeCl₃、表面活性剂按摩尔比1∶10混合，溶解在溶剂中加热至220℃，在氮气保护下反应1小时，注入NaOH的二甘醇溶液，在220℃下继续反应1小时，反应后静置冷却，洗涤，并分散在去离子水中，制得Fe₃O₄胶粒的水溶液，将其与乙醇，氨水按体积比3∶20∶1混合，在机械搅拌下每20分钟注入一次正硅酸四乙酯，根据胶粒设计尺寸设定添加的次数，反应完全后用乙醇和水洗涤分离，将产物分散于乙醇中，得到外壳为SiO₂，内部为Fe₃O₄的核壳胶粒；

步骤(2)所述的紫外固化胶为NOA61；

步骤(3)所述的纸张是将步骤(2)所得的空白光子晶体纸张浸泡在浓度为0.001～0.1mol/L的NaOH溶液中2分钟，或者将其浸泡在体积分数为5％的(3-氨丙基)三甲氧基硅烷溶液中2～30分钟；

步骤(4)所述的去除紫外固化胶掩膜的方法是使用丙酮冲洗。

4.根据权利要求3所述的一种隐形光子晶体印刷方法，其特征在于，所述的表面活性剂为聚丙烯酸(PAA)；溶剂为二甘醇(DEG)；NaOH的二甘醇溶液的浓度为2.5mol/L；NaOH与FeCl₃的摩尔比为10～12∶1；Fe₃O₄胶粒的水溶液中Fe₃O₄胶粒的浓度为0.04～0.05mol/L；正硅酸四乙酯每次的加入量为氨水的1/10。

5.根据权利要求1所述的一种隐形光子晶体印刷方法，其特征在于，所述的方法制得的隐形光子晶体印刷物通过调节硅烷的作用时间和碱溶液的浓度、温度来控制光子纸张的交联度及修饰程度。

6.根据权利要求1所述的一种隐形光子晶体印刷方法，其特征在于，所述的方法制得的隐形光子晶体印刷物在干燥状态下背景和图案之间的衍射波长差别很小，因此图案不可见，浸入水中后，由于图案与背景部分的溶胀速度不同，造成溶胀后衍射波长的差异较大，使得图像显现。