CN105408415B - 有机‑无机混合组合物、使用其制备的光学元件和光学装置 - Google Patents

有机‑无机混合组合物、使用其制备的光学元件和光学装置 Download PDF

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Abstract

公开了一种有机‑无机混合组合物。有机‑无机混合组合物包含固化性树脂及分散于其中的无机颗粒。无机颗粒具有核‑壳结构，所述核‑壳结构由含有钛和钡的核以及含有锆、铝和铬中的至少一种的壳组成。所述有机‑无机混合组合物能够提高液相折射率，因此能够提高使用所述有机‑无机混合组合物的光学元件的亮度和透光率。

Description

有机-无机混合组合物、使用其制备的光学元件和光学装置
技术领域
本发明涉及一种含有无机颗粒和固化性树脂的有机-无机混合组合物、使用该组合物制备的光学元件及包含该光学元件的光学装置。
背景技术
液晶显示装置(Liquid crystal display；LCD)——其为显示器的一种形式——中的液晶不能自行发射光，而只能根据输入的电信号穿过或阻挡光。因此，为了在液晶显示装置的显示面板上显示信息，需要一个能从显示面板的背面照亮显示面板的照明装置。
显示器中使用的照明装置可以包括提供光的光源、将由光源提供的光朝显示面板引导的导光板，和扩散和/或收集穿过导光板的光以提供给显示面板的光学板。这种光学板可以包括对光进行扩散的扩散板及收集光的集光板等。
然而，从光源发射的光中约50％以上被光学板本身损失。虽然已经尝试通过改变光学板的结构，例如扩散图案或集光图案来解决该问题，但是这种结构上的改变只能在一定程度上实现。因此目前在研究一种不同的方法，旨在用具有高折射率的材料生产光学板，以尽量减少向除显示面板外的其他方向发射的光量。
然而，仅仅通过构成光学板的有机组合物自身的特性，很难使光学板具有高折射率。而且，由于生产具有高折射率且低成本的光学板难免采用容易变黄的硫化合物，因此会发生产品可靠性降低的问题。
另外，光学板中的集光板是含由多个棱柱体构成的集光图案的板。各所述棱柱体的棱柱峰具有受到外部冲击时易于压缩、坍塌的结构。当棱柱峰由于外部冲击而受损坏时，用户能察觉到液晶显示装置上的印记，显示品质裂化。
发明内容
技术问题
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能够提高液相的折射率、亮度和透光率且能够提高可靠性的有机-无机混合组合物。
本发明的另一目的在于提供一种由所述组合物形成的光学元件。
本发明的再一目的在于提供一种包含所述光学元件的光学装置。
技术方案
本发明一个实施例的有机-无机混合组合物包含固化性树脂和分散在所述固化性树脂中的无机颗粒。所述无机颗粒由含有钛和钡的核以及含有选自锆、铝和铬中的至少一种的壳组成。
对于本发明的一个实施例，所述无机颗粒的所述核与所述壳的重量比范围可为约40:60至90:10，所述无机颗粒的平均颗粒直径范围可为约1nm至80nm。
作为一个实例，所述无机颗粒的核可含有钛和钡，所述无机颗粒的壳可含有锆，并且在所述核中，对于每100重量份钛，钡的含量范围可为约0.1至15重量份。
作为另一个实例，所述无机颗粒的壳可还含有铝，并且在所述壳中，铝可以相对于每100重量份锆含0.1至20重量份。
作为再一个实例，所述无机颗粒的壳可还含有铬，并且在所述壳中，锆和铝的总重量对铬的重量比范围可为约100:0.01至100:10。
在所述有机-无机混合组合物中，所述固化性树脂对所述无机颗粒的重量比范围可为约100:5至100:70。
根据本发明的一个实施例的光学元件包含基底膜、高分子树脂层和分散在所述高分子树脂层中并具有核-壳结构的无机颗粒，所述核-壳结构由含有钛和钡的核和含有选自锆、铝和铬中的至少一种的壳组成。
作为一个实例，所述高分子树脂层的射出面上可具有三角形棱柱体形式的集光图案。
根据本发明的一个实施例的光学装置包含产生光的光源、扩散所述光源提供的光的扩散板和收集由所述扩散板扩散的光的集光板。所述集光板包含设置在所述扩散板上的基底膜、高分子树脂层和无机颗粒。所述无机颗粒由含有钛和钡的核以及含有选自锆、铝和铬中的至少一种的壳组成，并且所述无机颗粒分散在所述高分子树脂层中。
技术效果
根据本发明的有机-无机混合组合物，利用由含钛及钡的核及含锆、铝及铬中至少一种的壳构成的核-壳结构的无机粒子，因此能够提高组合物的液相折射率。因此能够提高利用这种有机-无机混合组合物制成的光学元件的亮度及透光率。
附图说明
图1为描绘本发明一个实施例的集光板的示意图；
图2为描绘本发明一个实施例的光学装置的示意图。
具体实施方式
下文中，参照附图对本发明的实施例进行了更详细的描述。由于本发明可以有多种修改并且可以以许多其他形式实现，因此图中仅示出了一些示例性实施方案，并且在说明书中对其进行了进一步详细的描述。然而，应认识到，不意欲将本发明限定于本文公开的一个特定的实施例，而且恰恰相反的是，所述示例性实施例用于覆盖所有的修改、等效物和替代物，所述修改、等效物和替代物均落入本发明范围内。对于附图，相同的附图标记用于表示相同的部件。另外为清楚起见，在附图中放大了元件的尺寸。
应理解的是，虽然本文中可以用“第一”、“第二”等术语描述各种元素，但是这些元素不应受到这些术语的限制。这些术语只用于将一个元素与另一个元素进行区分。例如，在不偏离本发明技术方案的情况下，第一构成要素可以称为第二构成要素，类似地，第二构成要素可以称为第一构成要素。
本文使用的所有术语都是为了提高对某些示例性实施例的理解，而不是意欲限制本发明的范围。单数形式的记载自上下文中无另有明确规定的情况下还表示复数形式。应该理解的是，本文使用的例如“包括”或“具有”指明了所述特征、步骤、操作、元素、组件或其组合的存在，并且不排除存在或增加一个或多个其他功能、步骤、操作、元素、组件或其组合。
除非另有限定，否则本文使用的所有术语包括技术术语和科学术语，具有与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解相同的含义。应进一步理解的是，在常用的字典中定义的那些术语，应被解释为具有与它们在相关领域中的含义相一致的含义，并且不应在理想化的意义或过于形式化的意义上进行解释，除非本文明确这样定义。
<有机-无机混合组合物>
根据本发明的有机-无机混合组合物包含固化性树脂和分散在所述固化性树脂中的无机颗粒。
(a)固化性树脂
可以使用多种材料作为所述固化性树脂，并且无特别限制，只要所述材料能分散无机颗粒即可。作为一个实例，可以使用可光固化树脂或热固性树脂作为所述固化性树脂。例如，可以使用UV-固化性树脂作为所述可光固化树脂。
所述可光固化树脂包含可光固化化合物。可以使用任何已知的可光固化的单体作为可光固化化合物，而没有限制。
所述可光固化化合物的具体实例，可以采用2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、3-苯氧基丙基丙烯酸酯、3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、4-苯氧基丁基丙烯酸酯、4-苯氧基丁基(甲基)丙烯酸酯、5-苯氧基-戊基丙烯酸酯、5-苯氧基-戊基(甲基)丙烯酸酯、6-苯氧基-己基丙烯酸酯、6-苯氧基-己基(甲基)丙烯酸酯、7-苯氧基-庚基丙烯酸酯、7-苯氧基-庚基(甲基)丙烯酸酯、8-苯氧基-辛基丙烯酸酯、8-苯氧基-辛基(甲基)丙烯酸酯、9-苯氧基-壬基丙烯酸酯、9-苯氧基-壬基(甲基)丙烯酸酯、10-苯氧基-癸基丙烯酸酯、10-苯氧基-癸基(甲基)丙烯酸酯、2-(苯硫基)乙基丙烯酸酯、2-(苯硫基)乙基(甲基)丙烯酸酯、3-(苯硫基)丙基丙烯酸酯、3-(苯硫基)丙基(甲基)丙烯酸酯、4-(苯硫基)丁基丙烯酸酯、4-(苯硫基)丁基(甲基)丙烯酸酯、5-(苯硫基)戊基丙烯酸酯、5-(苯硫基)戊基(甲基)丙烯酸酯、6-(苯硫基)己基丙烯酸酯、6-(苯硫基)己基(甲基)丙烯酸酯、7-(苯硫基)庚基丙烯酸酯、7-(苯硫基)庚基(甲基)丙烯酸酯、8-(苯硫基)辛基丙烯酸酯、8-(苯硫基)辛基(甲基)丙烯酸酯、9-(苯硫基)壬基丙烯酸酯、9-(苯硫基)辛基(甲基)丙烯酸酯、10-(苯硫基)癸基丙烯酸酯、10-(苯硫基)癸基(甲基)丙烯酸酯、2-(萘-2-基氧基)乙基丙烯酸酯、2-(萘-2-基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、3-(萘-2-基氧基)丙基丙烯酸酯、3-(萘-2-基氧基)丙基(甲基)丙烯酸酯、4-(萘-2-基氧基)丁基丙烯酸酯、4-(萘-2-基氧基)丁基(甲基)丙烯酸酯、5-(萘-2-基氧基)戊基丙烯酸酯、5-(萘-2-基氧基)戊基(甲基)丙烯酸酯、6-(萘-2-基氧基)己基丙烯酸酯、6-(萘-2-基氧基)己基(甲基)丙烯酸酯、7-(萘-2-基氧基)庚基丙烯酸酯、7-(萘-2-基氧基)庚基(甲基)丙烯酸酯、8-(萘-2-基氧基)辛基丙烯酸酯、8-(萘-2-基氧基)辛基(甲基)丙烯酸酯、9-(萘-2-基氧基)壬基丙烯酸酯、9-(萘-2-基氧基)壬基(甲基)丙烯酸酯、10-(萘-2-基氧基)癸基丙烯酸酯、10-(萘-2-基氧基)癸基(甲基)丙烯酸酯、2-(萘-2-基硫基)乙基丙烯酸酯、2-(萘-2-基硫基)乙基(甲基)丙烯酸酯、3-(萘-2-基硫基)丙基丙烯酸酯、3-(萘-2-基硫基)丙基(甲基)丙烯酸酯、4-(萘-2-基硫基)丁基丙烯酸酯、4-(萘-2-基硫基)丁基(甲基)丙烯酸酯、5-(萘-2-基硫基)戊基丙烯酸酯、5-(萘-2-基硫基)戊基(甲基)丙烯酸酯、6-(萘-2-基硫基)己基丙烯酸酯、6-(萘-2-基硫基)己基(甲基)丙烯酸酯、7-(萘-2-基硫基)庚基丙烯酸酯、7-(萘-2-基硫基)庚基(甲基)丙烯酸酯、8-(萘-2-基硫基)辛基丙烯酸酯、8-(萘-2-基硫基)辛基(甲基)丙烯酸酯、9-(萘-2-基硫基)壬基丙烯酸酯、9-(萘-2-基硫基)壬基(甲基)丙烯酸酯、10-(萘-2-基硫基)癸基丙烯酸酯、10-(萘-2-基硫基)癸基(甲基)丙烯酸酯、2-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)乙基丙烯酸酯、2-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、3-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)丙基丙烯酸酯、3-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)丙基(甲基)丙烯酸酯、4-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)丁基丙烯酸酯、4-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)丁基(甲基)丙烯酸酯、5-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)戊基丙烯酸酯、5-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)戊基(甲基)丙烯酸酯、6-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)己基丙烯酸酯、6-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)己基(甲基)丙烯酸酯、7-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)庚基丙烯酸酯、7-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)庚基(甲基)丙烯酸酯、8-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)辛基丙烯酸酯、8-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)辛基(甲基)丙烯酸酯、9-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)壬基丙烯酸酯、9-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)壬基(甲基)丙烯酸酯、10-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)癸基丙烯酸酯、10-([1,1'-二苯基]-4-基氧基)癸基(甲基)丙烯酸酯、2-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)乙基丙烯酸酯、2-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)乙基(甲基)丙烯酸酯、3-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)丙基丙烯酸酯、3-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)丙基(甲基)丙烯酸酯、4-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)丁基丙烯酸酯、4-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)丁基(甲基)丙烯酸酯、5-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)戊基丙烯酸酯、5-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)戊基(甲基)丙烯酸酯、6-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)己基丙烯酸酯、6-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)己基(甲基)丙烯酸酯、7-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)庚基丙烯酸酯、7-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)庚基(甲基)丙烯酸酯、8-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)辛基丙烯酸酯、8-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)辛基(甲基)丙烯酸酯、9-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)壬基丙烯酸酯、9-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)壬基(甲基)丙烯酸酯、10-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)癸基丙烯酸酯、10-([1,1`-二苯基]-4-基硫基)癸基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-2-苯氧基乙基丙烯酸酯、2-羟基-2-苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-2-(萘-2-基氧基)乙基丙烯酸酯、2-羟基-2-(萘-2-基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)乙基丙烯酸酯、2-([1,1`-二苯基]-4-基氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(2-苯氧基-乙氧基)乙基丙烯酸酯、2-(2-苯氧基-乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(苯氧基-甲氧基)乙基丙烯酸酯、2-(苯氧基-甲氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-(([1,1`-二苯基]-4-基氧基)甲氧基)乙基丙烯酸酯、2-(([1,1`-二苯基]-4-基氧基)甲氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-((萘-2-基氧基)甲氧基)乙基丙烯酸酯、2-((萘-2-基氧基)甲氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-((苯硫基)甲氧基)乙基丙烯酸酯、2-((苯硫基)甲氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-((萘-2-基硫基)甲氧基)乙基丙烯酸酯、2-((萘-2-基硫基)甲氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙烷-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙烷-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、3,3`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(丙-3,1-二基)二丙烯酸酯、3,3`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(丙-3,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、3,3`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(丙-3,1-二基)二丙烯酸酯、3,3`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(丙-3,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2`-(4,4`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2`-(4,4`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、3,3`-(4,4`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(丙-3,1-二基)二丙烯酸酯、3,3`-(4,4`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(丙-3,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2`-(4,4`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2`-(4,4`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、3,3`-(4,4`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(丙-3,1-二基)二丙烯酸酯、3,3`-(4,4`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(丙-3,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2`-(2,2`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,-1-二基)二丙烯酸酯、2,2`-(2,2`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,-1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2`-(2,2`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,-1-二基)二丙烯酸酯、2,2`-(2,2`-(4,4`-(9H-芴-9,9-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,-1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(3,3'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(丙烷-3,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(3,3'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(丙烷-3,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(3,3'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(丙烷-3,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(3,3'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(丙烷-3,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(3,3'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(丙烷-3,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(3,3'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(丙烷-3,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(3,3'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(丙烷-3,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(3,3'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(丙烷-3,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-(丙烷-2,2-二基)双(4,1-亚苯基))双(硫烷二基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-氧基双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(氧基))双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(乙-2,1-二基)双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)二丙烯酸酯、2,2'-(2,2'-(2,2'-(4,4'-硫代双(4,1-亚苯基)双(硫烷二基))双(乙-2,1-二基)双(氧基)双(乙-2,1-二基))双(氧基)双(乙-2,1-二基)双(2-甲基丙烯酸酯)、聚酯型聚氨酯二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯硫基乙酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基-2-甲基-乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、苯氧基苯甲基丙烯酸酯、3-苯氧基-2-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、2-1-萘氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-2-萘氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-1-萘硫基乙基(甲基)丙烯酸酯、2-2-萘硫基乙基(甲基)丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，它们中的每个都可以单独使用或两个或多个组合使用。
所述可光固化化合物可包含由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在上述化学式1中，R1代表具有2-10个碳的亚烷基并且其中发生羟基取代或不发生羟基取代，R2代表氢或甲基，Ar代表具有6-40个碳的亚芳基或具有3-40个碳的杂亚芳基，Q代表氧或硫，m和n各自独立地代表0到8中的一个整数。
在上述化学式1中，R1代表的亚烷基可表述为‘-(CH2)x-’，其中x代表2到10中的一个整数。所述亚烷基可为线性或支链型的碳链。R1代表的亚烷基中，至少一个氢可被羟基(-OH)或者具有1-5个碳的烷基('-(CH2)y-CH3'，其中y代表0到4中的一个整数)取代或不被其取代。
作为一个实例，在上述化学式1中，R1代表具有2-10个碳的亚烷基并且其中发生羟基取代或不发生羟基取代，R2代表氢或甲基，Ar代表具有6-40个碳的亚芳基，Q代表氧或硫，m和n代表1到8中的一个整数。
作为另一个实例，所述可光固化化合物可包含具有以下化学式2表示的化合物。
[化学式2]
在上述化学式2中，R1代表氢或甲基，R2代表具有2-10个碳的亚烷基并且其中发生羟基取代或不发生羟基取代，Ar代表具有6-40个碳的芳基或具有3-40个碳的杂芳基，m代表0到8中的一个整数，P代表氧或硫。
在上述化学式2中，表示为R2的亚烷基可表述为‘-(CH2)y-’(其中y为2到10中的一个整数)。
作为一个实例，在上述化学式2中，R1代表氢或甲基，R2代表具有2-10个碳的亚烷基并且其中发生羟基取代或不发生羟基取代，Ar代表苯基、萘基、联苯基或三苯基，m代表1到8中的一个整数，P可以代表氧或硫。
作为另一个实例，所述可光固化化合物可包含具有以下化学式3的化合物。
[化学式3]
在上述化学式3中，R1代表氢或甲基，R2代表具有2-10个碳的亚烷基并且其中发生羟基取代或不发生羟基取代，Ar1和Ar2各自独立地代表具有6-40个碳的亚芳基或具有3-40个碳的杂亚芳基，P代表氧或硫，Q代表氧或硫，i、j、n和m可各自独立地代表0到8中的一个整数，Y可以代表-C(CH3)2-、-CH2-、-S-、或
在上述化学式3中，R2代表的亚烷基可表述为‘-(CH2)y-’(其中y代表2到10中的一个整数)。
在一个实例中，在上述化学式3中，R1代表氢或甲基，R2代表具有2-10个碳的亚烷基并且其中发生羟基取代或不发生羟基取代，Ar1和Ar2各自独立地代表具有6-40个碳的亚芳基，P代表氧或硫，Q代表氧或硫，i、j、n和m各自独立地代表0到8中的一个整数，并且Y可以代表-C(CH3)2-、-CH2-、-S-、或
例如，本发明一个实施例的固化性树脂可包括所述可光固化单体，即所述化学式1、化学式2和化学式3所表示的化合物中的至少一个。
除所述可光固化化合物之外，所述可光固化树脂可进一步包含光引发剂。一旦所述可光固化树脂暴露于光，所述光引发剂就会吸收能量并引发所述可光固化化合物的聚合反应，随所述可光固化树脂聚合，所述可光固化树脂固化形成固化化合物。
对所述光引发剂类型没有特别限制，例如，所述光引发剂的实例可以是基于安息香烷基醚的化合物、基于二苯甲酮的化合物、基于苯乙酮的化合物、基于氧化膦的化合物等。
(b)无机颗粒
无机颗粒可具有包括核(core)及至少覆盖所述核的一部分的壳(shell)的核-壳结构。在本发明中，术语“核-壳结构”不仅用于指壳完全覆盖核的结构，而且也指壳只覆盖核的一部分的结构。
所述无机颗粒的核含有钛(Ti)和钡(Ba)。
例如，所述核可以由含钛和钡的氧化物组成。在所述核中，相对于每100重量份钛，钡的含量可以为0.1-15重量份。在相对于每100重量份钛，钡含量小于0.1重量份的情况下，所述无机颗粒对有机-无机混合组合物的液相折射率和亮度可能具有可以忽略的影响，而钡含量大于15重量份可能导致有机-无机混合组合物的物性下降。
所述无机颗粒的壳含有锆(Zr)、铝(Al)和铬(Cr)中的至少一种。
例如，所述壳可含有锆。例如，所述壳可以由含有锆的氧化物形成。
与上述不同的是，所述壳可含有锆和铝。此处，所述壳可以由含锆和铝的氧化物形成。在壳含有锆和铝的情况下，铝部分代替昂贵的锆，该代替不仅可提高透光率和亮度，而且会降低无机颗粒的生产成本。在此情况下，所述壳中铝的含量范围可为相对于每100重量份锆含约0.1-20重量份。具体来讲，铝的含量可以是相对于每100重量份的锆含约0.5-4重量份，或含约0.5-15重量份，或含约1-15重量份，或含约5-15重量份。或者，所述壳中铝含量范围可以为相对于每100重量份锆含约8-13重量份。当所述壳中锆对铝的重量比范围约为100:0.1至约100:20时，含有无机颗粒的本发明组合物可具有提高的加工性能和透光率，并且应用于例如光学装置等时，可以提高该装置的亮度。
作为另一个实例，除锆和铝之外，所述壳可进一步含有铬。此处，所述壳可由含锆、铝和铬的氧化物组成。
当所述壳含有锆、铝和铬时，可以减少本发明实施例的有机-无机混合组合物因紫外线而发生变黄的现象。在此情况下，当锆对铝的重量比在以上所述范围之内，相对于锆和铝的100重量份的总重量，铬的含量可在约0.01至10重量份范围内。例如，相对于锆和铝的总重量即100重量份，铬的含量范围可为0.1到10重量份或0.3到8重量份，或0.2至5重量份。还含所述范围内的铬的情况下，不仅可以提高含有无机颗粒的组合物的加工性和透光率，并且还可有效防止因紫外线发生变黄的现象。
对于本发明实施例的无机颗粒，所述核与壳的重量比可以在约40:60至90:10的范围内。更优选地，相对于无机颗粒的总重量，所述核的含量可在约40重量％至50重量％范围内，所述壳的含量可以在约50重量％至60重量％范围内。
对无机颗粒的大小无特别限制，只要其不阻碍颗粒的分散即可。作为一个例子，所述无机颗粒的平均颗粒直径的可在约1-80nm范围内。具体来讲，无机颗粒的平均颗粒直径可在约1nm至50nm范围内。此处，所述无机颗粒的平均粒子直径是指根据颗粒尺寸分析得到的颗粒直径的算术平均值，例如，由市售光学系统提供的颗粒尺寸即近似球形体的颗粒的平均直径。
相对于有机-无机混合组合物的总重量，对无机颗粒的含量没有特别限制，只要其不妨碍无机颗粒在固化性树脂中的分散即可。例如，无机颗粒可相对于100重量份含固化性树脂约5-70重量份范围。具体来讲，无机颗粒可相对于100重量份所述固化性树脂含约10-50重量份、约15-50重量份、约20-50重量份或约20-60重量份范围内。在包含具有上述含量比之一的无机颗粒的组合物中，所述无机颗粒可容易地并且均匀地分散在所述固化性树脂中，而且该组合物可具有优良的透光率和优良的折射率。
在本发明的一个实施例中，有机-无机混合组合物可以进一步包含对无机颗粒的表面进行改性的表面改性剂。可使用多种材料作为表面改性剂对无机颗粒的表面进行改性，而没有特别限制。
例如，所述表面改性剂可为硅烷化合物。例如，所述硅烷化合物可以是由下述化学式4至化学6表示的化合物等。
[化学式4]
(R3)m-Si-X4-m
[化学式5]
(R3)m-O-Si-X4-m
[化学式6]
(R3)m-HR4-Si-X4-m
在化学式4至化学式6中，R3代表具有1-12个碳的烷基、具有2-12个碳的烯基、具有2-12个碳的炔基、具有6-12个碳的芳基、卤素基团、取代的氨基、酰胺基、具有1-12个碳的烷基羰基、羧基、巯基、氰基、羟基、具有1-12个碳的烷氧基、具有1-12个碳的烷氧基羰基、磺酸基、磷酸基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、环氧基或乙烯基。此处，在R3代表芳基的情况下，该芳基中的至少一个氢原子可被以下基团取代或不被其取代：具有1-6个碳的烷基、具有2-6个碳的烯基或具有2-6个碳的炔基。
另外，在上述化学式4至化学式6中，R4代表具有1-12个碳的烷基，X代表氢、卤素基团、具有1-12个碳的烷氧基、具有1-12个碳的酰氧基、具有1-12个碳的烷基羰基、具有1-12个碳的烷氧基羰基或-N(R5)2(此处，R5为H或具有1-12个碳的烷基)，并且m为1-3中的一个整数。
例如根据一例，硅烷化合物可以是异辛基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基三乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(丙烯酰基氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基乙氧基硅烷、乙烯基二甲基乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、正辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三苯氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、乙烯基三异丁氧基硅烷、乙烯基三异丙烯氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、苯乙烯基乙基三甲氧基硅烷、巯基丙基三甲氧基硅烷或3-环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷等，这些物质可以单独使用或两种以上组合使用。
作为另一个实例，所述表面改性剂可为羧酸化合物，例如，所述表面改性剂可包括由以下化学7和化学式8表示的化合物中的至少一个。
[化学式7]
R5-(CH2)m-COOH
[化学式8]
R5-(CH2)m-CH2COOH
在化学式7和化学式8中，R5代表氢、具有1-20个碳的烷基、具有1-20个碳的烯基、具有1-7个碳的烷氧基、具有6-40个碳的芳基或具有3-40个碳的杂芳基，m是1-10中的一个整数。R5和-(CH2)m-中的氢原子可各自独立地被下列基团中的任意一个取代：具有1-10个碳的烷基、具有1-10个碳的烷氧基、具有1-10个碳的烯基、具有3-20个碳的芳基或具有3-20个碳的羧基。
作为一个实例，在化学式7和化学式8中，R5可以代表甲氧基、羧基乙基、乙氧基、甲氧基苯酚基或甲氧基乙氧基，m代表1-10中的一个整数。
例如，羧酸化合物可以是丙烯酸、甲基丙烯酸、油酸、月桂酸、2-2-2-甲氧基乙氧基乙氧基乙酸、β-羧乙基丙烯酸酯、2-2-甲氧基乙氧基乙酸或甲氧基苯基乙酸，这些物质可以单独使用或两种以上组合使用。
相对于100重量份的所述无机颗粒，所述表面改性剂可以0.1-40重量份、0.1-5重量份、1-20重量份、1-30重量份、5-10重量份或5-20重量份的含量范围包含在所述有机-无机混合组合物中。以上文所列范围之一添加表面改性剂可确保所述无机颗粒表面具有优良的表面改性效果，因此可促进无机颗粒容易分散在所述固化性树脂中。
下文中，将简要描述本发明组合物的制备方法。
首先，为制备具有核-壳结构的无机颗粒，制备核并在所述核的表面上形成壳。通过混合用于形成所述核的前体制得所述核后，将所述核添加到混合有用于形成所述壳的前体的混合物中，由此可制得所述无机颗粒。
形成所述核的操作及形成所述壳的操作可分别在约90℃至约110℃范围的温度下实施。
另外，制备所述核和壳的操作可以分别在约25个大气压至约40个大气压范围的高压下实施。在这样高的压力条件下，温度可在约90℃至约110℃的范围内，但不限于此。例如，可以通过将用于形成所述核的前体和用于形成所述壳的前体放置在一个1L的反应器或1L的带衬(liner)里的高压反应器中、调节该反应器的温度和/或压力并保持约3小时至约7小时而制得无机颗粒。
形成所述无机颗粒的操作可以进一步包括干燥操作。例如，当混合溶液中的前体完全反应或部分反应产生所述无机颗粒后，可以通过空气干燥器或喷雾干燥器去除含所述无机颗粒的混合溶液中的水分获得所述无机颗粒。所述干燥操作可以在大气压下实施，所述干燥操作的温度可以是不影响所述无机颗粒或所述混合溶液的性质的温度范围，例如约90℃至约110℃。所述干燥操作可以实施到完全除去水分为止。
本发明的有机-无机混合组合物可以通过混合上述制备的无机颗粒与所述固化性树脂而制备。混合所述无机颗粒与所述固化性树脂的操作可以在20℃-150℃的温度范围实施约10分钟至约20小时。又或，所述无机颗粒与所述固化性树脂的混合可以在30℃-150℃的温度范围实施约3小时至约10小时。
在混合所述无机颗粒与所述固化性树脂的操作中，可另外添加多种类型的溶剂。在所述无机颗粒和所述固化性树脂混合后，可将所述溶剂在真空条件下除去。此处，真空条件不仅包括理论上的真空条件，也包括在实验室条件下实际可实行的低压状态。所述溶剂可促进所述无机颗粒、所述表面改性剂和固化性树脂的混合，并帮助所述无机颗粒均匀分散在其中。溶剂的具体实例，可以单独使用1-甲氧基-2-丙醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、二氯甲烷、甲醇和丙酮等，或从中选择两种以上组合使用。
以上描述的有机-无机混合组合物可以实现优良的液相折射率和亮度。
与包含仅由二氧化锆(ZrO2)组成的无机颗粒的组合物相比，包含根据本发明实施例的无机颗粒的组合物的液相折射率可提高0.17以上，亮度提高了约8％以上。
<光学元件>
根据本发明的实施例，光学元件是指通过固化前文描述的有机-无机混合组合物得到的固化物。即，所述光学元件包括通过固化所述固化性树脂而形成的高分子树脂和分散在所述高分子树脂中的无机颗粒。根据所述固化性树脂的类型，所述高分子树脂可通过对固化性树脂施加热或光而制备。进一步地，所述光学元件可以包括基底膜和形成在基底膜上并含有无机颗粒的高分子树脂层。
所述光学元件可包括通常用在液晶显示装置中的光学薄膜，例如集光板和扩撒板等。作为一个例子，所述光学元件可以是将入射光聚集到中心并射出的集光板。
图1为显示本发明一个实施例的集光板的示意图。
参见图1，集光板100可包括基底膜110、位于基底膜110上且具有三棱柱体形式的图案的集光图案120、核-壳结构的无机颗粒130。所述无机颗粒130分散在所述集光图案120中。
基底膜110由允许光透过的透明材料组成。例如，基底膜110可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)薄膜。
集光图案120包含高分子树脂和分散在该高分子树脂中的无机颗粒130。集光图案120可以通过固化含有固化性树脂和分散在固化性树脂中并具有核-壳结构的无机颗粒的有机-无机混合组合物制备。实践中，所述固化性树脂固化后变成所述高分子树脂，无机颗粒130可均匀分散在集光板100的所述高分子树脂中。所述固化性树脂实际与前文针对有机-无机混合组合物所描述的固化性树脂相同，因此不再重复对其进行详细描述。
集光图案120可以通过将有机-无机混合组合物注入具有棱柱形状的模具中并按压该模具而形成。在所述按压的操作中，所述有机-无机混合组合物可固化。在所述按压的操作中，可另外施加热或光。具有核-壳结构并分散在集光图案120中的无机颗粒130不仅能够提高集光板100的折射率，而且能够提高集光板100的透光率以及通过集光板100的光的亮度。
具有核-壳结构的无机颗粒130包括核和覆盖所述核的至少一部分的壳。包含在集光板100中的无机颗粒130实际与前文针对本发明有机-无机混合组合物所描述的无机颗粒相同。因此为简单和简洁起见，不再重复对其进行详细描述。
此外，具有核-壳结构的无机颗粒130的表面可被改性，由于以上已经对此进行具体说明，因此不再重复对其进行详细描述。
<光学装置>
本发明的光学装置可包括前文所述的光学元件。作为一个例子，所述光学装置可以是液晶显示装置中产生光的背光单元。下文中，参照图2对本发明的光学装置进行描述。
图2为描述本发明实施例的光学装置的图。
参见图2，光学装置200可包括光源210、导光板220、反射板230、扩散板240、第一集光板250a、第二集光板250b和保护板260。
光源210是初始发光的部分，可以使用发光二极管(light emitting diode；LED)、冷阴极荧光灯(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)等作为光源210。
导光板220向特定的方向引导光源210产生的光。具体来讲，入射导光板220的光通过导光板220等的发射和反射面而经由全反射行进，当光以小于临界角的入射角进入射出面或反射面时，光发射到外部而不发生全反射。
反射板230设置在导光板220的反射面下部反射从反射面射出的光。由反射板230反射的光再次进入导光板220。
扩散板240扩散通过所述导光板220的射出面射出的光，能够提高亮度且扩大视角。
第一集光板250a和第二集光板250b的折射并收集由扩散板240扩散的光，使得光垂直入射液晶显示板(未示出)，以提高朝向正面的亮度。第一集光板250a上可以形成具有沿x方向延伸的三棱柱形式图案的集光图案，第二集光板250b上可以形成具有沿垂直于x方向的y方向延伸的三棱柱形式图案的集光图案。第一集光板250a和第二集光板250b的内部可以分散有具有核-壳结构的无机颗粒。可以使用前文描述的本发明实施例的集光板100作为第一集光板250a和第二集光板250b，因此不再重复对其进行详细描述。
保护板260设置在第二集光板250b的上方，可防止第二集光板250b发生划痕等。在有些情况下，可以不需要保护板260。
将参照以下的实施例对本发明进行更详细的描述。应该理解的是，下述本发明的实施例仅是为了帮助理解本发明，而不是限制本发明的范围。
[实施例1]
1.制备核
将100g作为TiO2的前体的异丙醇钛(titanium isopropoxide)放入一个500mL烧杯中并搅拌。然后，添加1.32g作为BaO2的前体的乙酸钡(barium acetate)和300g蒸馏水，之后添加66g乙酸，以制备467.32g含有核的胶体溶液。然后将所述胶体溶液转移到一个1L的带衬里(Liner)的高压反应器中，调节所述高压反应器的反应温度，以使所述高压反应器的内部压力达到30个大气压(atm)。所述高压反应器的内部压力达到30个大气压后，在压力在30个大气压下将胶体溶液放置3小时以制得所述核。相对于所述胶体溶液的总重量，所述核的含量约为约17重量％。
2.制备颗粒
向装有467.32g含如上合成的核的胶体溶液的瓶中添加240g作为ZrO2的前体的乙酸锆(zirconium acetate)和3.75g为Al2O3的前体的异丙醇铝。使用1L的带衬里(liner)的高压反应器使所述瓶中的混合物在约30个大气压下反应约3小时，以制备具有核-壳结构的无机颗粒。使无机颗粒经过干燥器以除去水分。
采用透射电子显微镜(transmission electron microscope；TEM)测得所制备的无机颗粒的大小(此处的大小是指颗粒的“直径”)约为20nm，核与壳的重量比约为65:35。另外，核中Ba对Ti的重量比约为6.5:93.5，壳(shell)中Al对Zr的重量比约为3:97。
3.制备组合物
相对于100重量份三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropane triacrylate；TMPTA)(购自Sigma-Aldrich,Inc.(USA))，混合40重量份除去水分的颗粒、16重量份作为表面改性剂的2-[2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基]乙酸(2-[2-(2-methoxyethoxy)-ethoxy]acetic acid；MEEAA)(购自Sigma-Aldrich,Inc.)，以及100重量份作为溶剂的甲醇，并在60℃反应3小时，通过真空干燥除去溶剂，从而制得本发明实施例1的组合物。
[实施例2]
1.制备核
将100g作为TiO2的前体的异丙醇钛(titanium isopropoxide)放入一个500mL烧杯中并搅拌。然后，添加2.31g作为BaO2的前体的乙酸钡(barium acetate)和300g蒸馏水，之后添加66g乙酸，以制备468.31g含有核的胶体溶液。然后将所述胶体溶液转移到一个1L的带衬里(Liner)的高压反应器中，调节所述高压反应器的反应温度，以使所述高压反应器的内部压力达到30个大气压。所述高压反应器的内部压力达到30个大气压后在30个大气压状态下放置3小时以制得所述核。相对于所述胶体溶液的总重量，所述核的含量约为17重量％。
2.制备颗粒
向装有468.31g含如上合成的核的胶体溶液的瓶中添加240g作为ZrO2的前体的乙酸锆(zirconium acetate)和3.75g作为Al2O3的前体的异丙醇铝(aluminumisopropoxide)。使用1L的带衬里(liner)的高压反应器使所述瓶中的混合物在约30个大气压下反应约3小时，以制备具有核-壳结构的无机颗粒。使无机颗粒经过干燥器以除去水分。
使用TEM测得所制备的无机颗粒的大小约为20nm，核与壳的重量比约为65:35。另外，核中Ba对Ti的重量比为15:85，壳(shell)中Al对Zr的重量比为3:97。
3.制备组合物
相对于100重量份TMPTA，混合40重量份除去水分的颗粒、16重量份作为表面改性剂的MEEAA及100重量份作为溶剂的甲醇，并在60℃反应3小时，然后通过真空干燥除去溶剂，从而制得本发明实施例2的组合物。
[实施例3]
1.制备核
重复实施例1中制备含核胶体溶液的方法制得467.32g胶体溶液，其中相对于胶体溶液的总重量，核的含量约17重量％。
2.制备颗粒
向装有含如上合成的核的胶体溶液的瓶中添加240g作为ZrO2的前体的乙酸锆(zirconium acetate)，但是不添加Al2O3的前体。使用1L的带衬里(liner)的高压反应器使所述瓶中的混合物在约30个大气压下反应约3小时，以制备具有核-壳结构的颗粒。使用TEM测得所制备的颗粒的大小约为20nm，核与壳的重量比约为65:35。另外，核中Ba对Ti的重量比为6.5:93.5。
3.制备组合物
相对于100重量份TMPTA，混合40重量份除去水分的颗粒、16重量份作为表面改性剂的MEEAA及100重量份作为溶剂的甲醇，并在60℃反应3小时，通过真空干燥除去溶剂，从而制得本发明实施例3的组合物。
[实施例4]
1.制备核
重复实施例2中制备含核胶体溶液的方法制得468.31g胶体溶液，相对于胶体溶液的总重量，核的含量约17重量％。
2.制备颗粒
向装有含如上合成的核的胶体溶液的瓶中添加240g作为ZrO2的前体的乙酸锆(zirconium acetate)，但是不添加Al2O3的前体。使用1L的带衬里(liner)的高压反应器使所述瓶中的混合物在约30个大气压下反应约3小时，以制备具有核-壳结构的无机颗粒。使无机颗粒经过干燥器以除去水分。
使用TEM测得所制备的无机颗粒的大小约为30nm，核与壳的重量比为65:35。另外，核中Ba对Ti的重量比为15:85。
3.制备组合物
相对于100重量份TMPTA，混合40重量份除去水分的颗粒、16重量份作为表面改性剂的MEEAA及100重量份作为溶剂的甲醇，并在60℃反应3小时，然后通过真空干燥除去溶剂，从而制得本发明实施例4的组合物。
[实施例5]
1.制备核
重复与实施例1中制备含核胶体溶液的方法制得467.32g胶体溶液，相对于胶体溶液的总重量，核的含量约17重量％。
2.制备颗粒
向装有467.32g含如上合成的核的胶体溶液的瓶中添加240g作为ZrO2的前体的乙酸锆(zirconium acetate)、3.75g作为Al2O3的前体的异丙醇铝(aluminum isopropoxide)和0.48g乙酸铬(chromium acetate)。使用1L的带衬里(liner)的高压反应器使所述瓶中的混合物在约30个大气压下反应约3小时，以制备具有核-壳结构的无机颗粒。使所制备的无机颗粒经过干燥器以除去水分。
使用TEM(transmission electron microscope)测得所制备的无机颗粒的大小(此处的大小是指颗粒的“直径”)约为20nm，核与壳的重量比约为65:35。另外，核中Ba对Ti的重量比约为6.5:93.5，壳(shell)中Cr对Al对Zr的重量比约为0.25:3:96.75。
3.制备组合物
相对于100重量份TMPTA，混合40重量份除去水分的颗粒、16重量份作为表面改性剂的MEEAA及100重量份作为溶剂的甲醇，并在60℃反应3小时，然后通过真空干燥除去溶剂，从而制得本发明实施例5的组合物。
[比较例1]
相对于100重量份TMPTA，混合40重量份颗粒大小约35nm的二氧化锆颗粒、16重量份作为表面改性剂的MEEAA及100重量份作为溶剂的甲醇，并在60℃反应3小时，然后通过真空干燥除去溶剂，从而制得比较例1的组合物。
即，在比较例1中，使用仅由二氧化锆组成的颗粒作为无机颗粒。
[比较例2]
相对于100重量份TMPTA，混合16重量份作为表面改性剂的MEEAA和100重量份作为溶剂的甲醇，并在60℃反应3小时，然后通过真空干燥除去溶剂，从而制得比较例2的组合物。
即，比较例2的组合物不含有无机颗粒。
[实验例1]–亮度特性和强度特性的评估
向实施例1的组合物中添加双官能聚氨酯丙烯酸酯(difunctional urethaneacrylate)和四官能聚氨酯丙烯酸酯(tetrafunctional urethane acrylate)，以及作为光引发剂的联苯(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO)并搅拌约3小时，然后用其在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(Poly ethylene terephthalate film)上形成集光图案，以形成第一集光板。此处，使用金属灯作为用以形成集光图案的紫外线光源。
通过与制备第一集光板所用相同的方法，分别使用实施例2-5的组合物来形成第二集光板、第三集光板、第四集光板和第五集光板。
同样地，通过与制备第一集光板所用相同的方法，分别使用比较例1和比较例2的组合物来形成第一比较板和第二比较板。
在第一集光板至第五集光板以及第一比较板和第二比较板中，集光图案的间隔为约21μm，并且包含所述PET薄膜的集光板的总厚度约为87.5μm。集光图案上的间隔是指相邻的三棱柱之间的距离，更具体而言，是从第一棱柱图案的峰到相邻的第二棱柱图案的峰的距离。
对第一集光板到第五集光板以及第一比较板和第二比较板分别测量亮度。使用常用的亮度计即Topcon Corporation的BM7(产品名称)来测量亮度，灯则使用金属灯。第一集光板到第五集光板以及第一比较板和第二比较板的亮度测量值示于表1中。表1中，将第一比较板的亮度设为100％并以此为基准用其相对百分比表示。
另外，为了评估强度特性，分别在第一集光板到第五集光板比较板以及第一比较板和第二比较板中每一个的上面层压液晶显示板与钢化玻璃，然后在距钢化玻璃约6cm处放置重约36g的珠体。使所述珠体降落在所述强化玻璃上，然后用肉眼观察所述珠体落于所述液晶显示板上的点。结果示于表1中。
使用相同的方法，将所述珠体放置在距钢化玻璃约10cm处，然后使其降落，用肉眼观察所述珠体落于所述液晶显示板上的点。结果示于表1中。
[表1]
参见表1发现，第一集光板到第五集光板与第一比较板相比具有更大的亮度。也就是说，由包含由含钛和钡的核以及含锆、铝和铬中至少一种的壳构成的无机颗粒的组合物制成的光学板，与由包含仅由二氧化锆构成的无机颗粒的组合物制成的光学板相比，具有更大的亮度。
另外还可以发现，对于包含壳中含有锆和铝的无机颗粒的组合物制成的第一集光板和第二集光板，它们的亮度的改进明显高于第三集光板和第四集光板。也就是说，与由包含壳中仅含锆的无机颗粒的组合物制成的光学板相比，由包含壳中含锆和铝的无机颗粒的组合物制成的光学板具有更大的亮度。并且还表明，由包含壳中含有锆、铝和铬的无机颗粒的组合物形成的第五集光板的亮度与第一集光板无明显差异。
另外，在包含无机颗粒的集光板上即第一集光板到第五集光板和第一比较板上，珠体落下点处未观察到印记，而不含无机粒子仅由有机物制成的第二比较板上却能观察到印记。也就是说，第一集光板到第五集光板和第一比较板在受到外部应力时未遭受损坏，棱柱图案的棱柱峰未坍塌。
[实验例2]–液相折射率特性的评估
对实施例1至实施例5以及比较例1的组合物的液相折射率均进行了测量。液相折射率用阿贝折射仪(Abbe refractometer)DR-M2(商品名称，由日本的ATAGO CO.,LTD.制造)测量。实施例1至实施例5以及比较例1的组合物的液相折射率测量结果示于图2中。
[表2]
分类 液相折射率
实施例1 1.618
实施例2 1.615
实施例3 1.618
实施例4 1.615
实施例5 1.618
比较例1 1.601
参见表2可知，实施例1至实施例5的组合物的液相折射率高于比较例1的组合物。换言之，与包含仅由二氧化锆组成的无机颗粒的组合物相比，包含由含钛和钡的核与含锆、铝和铬中至少一种的壳组成的无机颗粒的组合物显示出具有更大的液相折射率。
该表还表明，与实施例2和实施例4的组合物——其包含核中Ba对Ti的重量比为15:85的无机颗粒——相比，实施例1和实施例3的组合物——其包含核中Ba对Ti的重量比为6.5:93.5的无机颗粒——具有更大的液相折射率。换言之，向无机颗粒的核中添加钡能够提高液相折射率，然而，过量添加钡可能降低液相折射率。因此，本发明制备无机颗粒时使得核中钛和钡的重量比例约为100:0.1-15。
[实验例3]-透光率特性的评估
向实施例1的组合物中添加双官能聚氨酯丙烯酸酯(difunctional urethaneacrylate)、四官能聚氨酯丙烯酸酯(tetrafunctional urethane acrylate)和联苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦(TPO)并搅拌约3小时后形成第一平面膜。此处，用于固化组合物的光源使用具有波长为400nm的紫外灯的弧光灯(由韩国UNILAM公司制造)。
用与形成第一平面膜相同的方法，分别使用实施例2至实施例5的组合物形成第二平面膜、第三平面膜、第四平面膜和第五平面膜。
同样地，用与形成第一平面膜相同的方法，使用比较例1的组合物制备第一比较膜。
第一平面膜到第五平面膜和第一比较膜的形成厚度均为60μm。
分别对第一平面膜到第五平面膜和第一比较膜的透光率进行了测量。用紫外可见分光光度计(制造商：Agilent Co.，型号：CARY 4000，灯：水银灯)测定透光率。第一平面膜到第五平面膜和第一比较膜的透光率测量结果示于表3中。
[表3]
分类 透光率
第一平面膜 77％
第二平面膜 77％
第三平面膜 70％
第四平面膜 70％
第五平面膜 77％
第一比较膜 70％
参见表3可知，与第三平面膜和第四平面膜以及第一比较膜相比，由包含壳中含锆和铝的无机颗粒的组合物构成的第一平面膜和第二平面膜显示出具有更大的透光率。换言之，表明与由包含壳中仅含有锆的无机颗粒的组合物制成的光学薄膜或包含仅由二氧化锆组成的无机颗粒的组合物形成的光学薄膜相比，由包含壳中含有锆和铝的无机颗粒的组合物构成的光学薄膜的透光率显著上升。
另外，由包含其壳含有锆、铝和铬的无机颗粒的组合物形成的第五平面膜显示出具有可与第一和第二平面膜相当的透光率。
[实验例4]–对色度坐标特性的评估
在ASTM D 4674条件下分别对由实施例1-5的组合物构成的第一集光板到第五集光板以及由比较例1的组合物构成的第一比较板进行加速老化试验。使用QUV/喷雾(产品名；IJ Inc.，韩国)作为加速老化测试仪，并将样品在50℃放置15分钟。为了评估第一集光板到第五集光板以及第一比较板的变黄程度，测量CIE色度坐标上y-色度坐标变化量(Δy)，并将结果示于表4中。通过BM7亮度计测量CIE色度坐标上y-色度坐标变化量(Δy)。
在表4中，y-色度坐标变化量越小，表示变黄程度越小。
[表4]
分类 色度坐标上的变化量(Δy)
第一集光板 0.0031
第五集光板 0.0009
第一比较板 0.0029
参见表4可知，第五集光板的y-色度坐标变化量明显小于第一集光板和第一比较板。换言之，由包含壳中含有铬的无机颗粒的组合物形成的集光板能够比由包含壳中不含铬的无机颗粒的组合物形成的集光板更有效地抑制变黄效应。因此，向无机颗粒的壳中添加铬能够有效抑制变黄效应，并且不会导致例如亮度、透光率和折射率等物理性能的变化。
虽然已参照本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应理解的是在不偏离技术方案所记载的本发明主旨和范围的情况下，可对本发明进行各种修正、变化。

Claims (19)

1.一种有机-无机混合组合物，其特征在于，包含：
固化性树脂；和
分散在所述固化性树脂中的无机颗粒，
其中所述无机颗粒含有包含钛和钡的核以及包含锆的壳，
其中相对于100重量份的钛，所述核中钡的含量范围为0.1-15重量份。
2.根据权利要求1所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述核与所述壳的重量比范围为40:60至90:10。
3.根据权利要求1所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述无机颗粒的平均颗粒直径范围为1nm至80nm。
4.根据权利要求1所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述无机颗粒的壳进一步含有铝，并且相对于100重量份的锆，所述壳中铝的含量范围为0.1-20重量份。
5.根据权利要求4所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述无机颗粒的壳进一步含有所述铬，并且所述壳中锆和铝的总重量对铬的重量比范围为100:0.01至100:10。
6.根据权利要求1所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述固化性树脂为可光固化树脂或热固性树脂。
7.根据权利要求6所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述固化性树脂对所述无机颗粒的重量比范围为100:5至100:70。
8.根据权利要求6所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述固化性树脂包含具有以下化学式1的化合物，
[化学式1]
其中，在以上化学式1中，
R1代表具有2-10个碳的亚烷基，其中发生羟基取代或未发生羟基取代，
R2代表氢或甲基，
Ar代表具有6-40个碳的亚芳基或具有3-40个碳的杂亚芳基,
Q代表氧或硫，并且
m和n分别代表0到8中的一个整数。
9.根据权利要求6所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述固化性树脂包含具有以下化学式2的化合物，
[化学式2]
其中，在以上化学式2中，
R1代表氢或甲基，
R2代表具有2-10个碳的亚烷基，其中发生羟基取代或不发生羟基取代，
Ar代表具有6-40个碳的芳基或具有3-40个碳的杂芳基，
m代表0到8中的一个整数，
P代表氧或硫。
10.根据权利要求6所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述固化性树脂包含具有以下化学式3的化合物，
[化学式3]
其中，在以上化学式3中，
R1代表氢或甲基，
R2代表具有2-10个碳的亚烷基，其中发生羟基取代或不发生羟基取代，
Ar1和Ar2分别代表具有6-40个碳的亚芳基或具有3-40个碳的杂亚芳基，
P代表氧或硫，
Q代表氧或硫，
i、j、n和m分别代表0到8中的一个整数，
Y代表-C(CH3)2-、-CH2-、-S-、
11.根据权利要求1所述的有机-无机混合组合物，其特征在于，进一步包含：
对所述无机颗粒的表面进行改性的表面改性剂。
12.根据权利要求11所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
所述表面改性剂包含硅烷化合物和羧酸化合物中的至少一种。
13.根据权利要求11所述的有机-无机混合组合物，其特征在于：
相对于100重量份的所述无机颗粒，所述表面改性剂的含量为0.1-40重量份。
14.一种光学元件，其特征在于，包含：
高分子树脂层，其通过固化性树脂的固化而形成；和
无机颗粒，其分散在所述高分子树脂层中，其中所述无机颗粒具有核-壳结构，所述核-壳结构由含有钛和钡的核以及含有锆的壳组成，
其中相对于100重量份的钛，所述核中钡的含量范围为0.1-15重量份。
15.根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于：
所述高分子树脂层的射出面具有三棱柱形式的集光图案。
16.根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于：
所述无机颗粒的平均颗粒直径范围为1nm至80nm。
17.根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于：
所述无机颗粒的核由含有钛和钡的氧化物组成，所述无机颗粒的壳由含有锆和铝的氧化物组成，并且所述壳中锆对铝的重量比范围为100:0.1至100:20。
18.根据权利要求14所述的光学元件，其特征在于：
所述无机颗粒的核由含有钛和钡的氧化物组成，所述无机颗粒的壳由含有所述锆、铝和铬的氧化物组成，并且所述壳中锆和铝总重量对所述铬的重量比范围为100:0.01至100:10。
19.一种光学装置，其特征在于，包含：
产生光的光源；
扩散由所述光源发射的光的扩散板；和
收集由所述扩散板扩散的光的集光板，
其中所述集光板包含高分子树脂层和具有核-壳结构的无机颗粒，所述高分子树脂层通过固化性树脂的固化而形成，所述核-壳结构由含钛和钡的核和含锆的壳组成，
其中相对于100重量份的钛，所述核中钡的含量范围为0.1-15重量份，且
其中所述无机颗粒分散在所述高分子树脂层中。
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