CN108359111A - 用于光子晶体型光致发光膜的组合物及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于光子晶体型光致发光膜的组合物及制备方法,该组合物包括以下重量百分含量的组分:胶水72%‑99.5%、荧光型光子晶体0.1%‑4.7%、分散剂0.1‑6.3%、塑料助剂0.1%‑9.2%、固化剂0.1%‑10%以及0‑100倍胶水重量的溶剂;所述的荧光型光子晶体为包裹有荧光材料的纳米空心微球,其粒径为100nm~10um,能够对处于380nm至450nm的光发生光的震荡,当波长380~450nm中特定波长光照射时,荧光型光子晶体可发出红、绿、蓝三色可见光;所述纳米空心微球的外围材料为聚苯乙烯。本发明采用一种纳米级别的空心微球,可使光的传播路径变长,与光致发光荧光材料的碰撞几率增加,有效提高光的利用率,增强薄膜的成像能力。
Description
技术领域
本发明涉及透明显示技术领域,尤其涉及一种用于光子晶体型光致发光膜的组合物及制备方法。
背景技术
目前市场上的透明显示技术主要有:全息显示、TOLED(穿透式有机发光设备)、反射式显示器和透明LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)。采用传统平板显示存在的问题有体积大、热量大,同时还需使用光不可透过的白色或黑色基底。也就是在高透明的玻璃上不可使用。
透明显示薄膜,是目前新型投影成像薄膜,它本身具有高可见光透过性可贴附在透明玻璃上使用。当投影光机照射在透明显示薄膜上时,透明显示薄膜上即可成像,画质清晰可播放电影使用。透明显示薄膜将应用在如会议室,家庭影院,展会,展馆,科技展示、旅游景点以及室内或户外广告等多个领域。透明显示薄膜有很多种,其中具有代表性的有两种:1、在薄膜中添加响应特定波段的不可见光而发射出可见光的荧光材料,这是一种光致发光的原理;2、在薄膜中添加有光子晶体,这些光子晶体可震荡反射投影仪投射出的可见光,实现成像,这是一种材料震荡反射原理。
普通的透明薄膜,在投影仪下,光极易穿透无法成像;薄膜添加光子晶体后,可以实现透明薄膜的投影成像。添加的光子晶体是纳米级别的,一般小于500hm,均匀分散到胶体中,肉眼不可见,从而薄膜的外观是透明无色的。一般的光子晶体为实心的纳米微球,不具有特殊的光学效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效提高光的利用率,增强薄膜成像能力的光子晶体型光致发光膜的组合物及制备方法。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
一种用于光子晶体型光致发光膜的组合物,包括以下重量百分含量的组分:
72%-99.5%胶水、荧光型光子晶体0.1%-4.7%、分散剂0.1-6.3%、塑料助剂0.1%-9.2%、固化剂0.1%-10%;还包括胶水重量0-100倍的有机溶剂。
本发明还提供一种使用上述的组合物制备光子晶体型光致发光膜的方法,将胶水、荧光型光子晶体、分散剂、塑料助剂、固化剂以及溶剂混合到一起,混合均匀,形成透明的胶水溶液;然后将胶水溶液经成膜工艺制得光致发光膜。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明采用一种纳米级别的空心微球。该空心微球内包含了可光致发光的荧光材料。当特定波段的光对纳米空心微球进行照射时,可使空心微球中心的光致发光荧光材料发出可见光,同时纳米空心微球会使得光发生折射、反射、衍射等光学反应,使得光的传播路径变多变长,增加了与光致发光荧光材料的碰撞几率,有效提高光的利用率,增强薄膜的成像能力。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明实施例提供的制备光子晶体型光致发光膜的方法流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种用于光子晶体型光致发光膜的组合物,包括以下重量百分含量的组分:
72%-99.5%胶水、荧光型光子晶体0.1%-4.7%、分散剂0.1-6.3%、塑料助剂0.1%-9.2%、固化剂0.1%-10%;还包括胶水重量0-100倍的有机溶剂。
优选地,所述的荧光型光子晶体为包裹有光致发光荧光材料的纳米空心微球;所述光致发光的荧光材料选自常规蓝光光致发光材料、绿光光致发光材料和红光光致发光材料(如商用红粉Y2O3:Eu3+)中的至少一种,当受到波长380~450nm中特定波长光照射时,荧光型光子晶体可分别发出红、绿、蓝三色可见光;所述纳米空心微球的粒径为100nm~10um;所述的纳米空心微球能够对处于380nm至450nm的光发生光的震荡;所述的纳米空心微球的材料为聚苯乙烯材料;所述的纳米空心微球的空心部分占整个体积的20%-70%。
优选地,所述有机溶剂选自甲苯、丁酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇或环己烷;
优选地,所述固化剂为热固型固化剂或者紫外固化剂。
优选地,所述胶水为聚氨酯系胶水或丙烯酸系胶水。这些胶水可以作为分散的光子晶体或荧光材料的载体。
优选地,所述的分散剂为:BYK-9076、BYK-110、斯盘-60(Span-60)、斯洛柯化学-7050(Silok-7050)、分散剂9510、十二烷基硫酸钠或古尔胶;所述塑料助剂包括光稳定剂和抗氧化剂,所述光稳定剂选自UV(紫外线)-9、UV-327、UV-531、UV-329、光稳定剂944、光稳定剂292和光稳定剂622中的至少一种,所述抗氧化剂选自抗氧剂626、抗氧剂9228、抗氧剂618和抗氧剂1010中的至少一种。
优选地,所述光致发光膜上覆合离型膜。
本发明还提供一种使用上述的组合物制备光子晶体型光致发光膜的方法,将胶水、荧光型光子晶体、分散剂、塑料助剂、固化剂以及溶剂混合到一起,混合均匀,形成透明的胶水溶液;然后将胶水溶液经成膜工艺制得光致发光膜。
本发明的发光膜可用多种工艺成膜,制得的成品膜可将紫外线或近紫外线转化为可见光。并且因为光子晶体在发光方面的协同增效作用,该透明显示膜发光能量强,亮度高,有积极的经济和社会价值。
本发明的复合膜可承受多变且苛刻的户外不利的环境考验,具有户外使用20年的设计寿命。该光致发光膜具有改进的发光效率和稳定性,适用于透明显示领域。
参见图1,一种制备光子晶体型光致发光膜的方法,包括以下步骤:
步骤S101:制备混合液
(1)将荧光型光子晶体和分散剂混合,50-2000转/min搅拌0.2-1h润湿纳米微球的表面,得到混合液;
步骤S102:制备滤液
(2)然后向混合液中加入胶水、固化剂和塑料助剂,搅拌1.5-2.5h后过滤,得滤液;
步骤S103:得湿膜
(3)将滤液静置5min-24h或真空脱泡后,将滤液用丝网印刷涂布在基材上,得湿膜;
步骤S104:烘干
(4)将制好的湿膜放入80-90℃烘箱烘干4-6min,烘干后将样品取出;
步骤S105:固化
(5)将烘干后的样品用固化剂固化1-3min;
步骤S106:得到光致发光膜:
固化结束即可得到一种光子晶体型光致发光膜。
所述基材为聚氯乙烯(PVC)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
本发明的光子晶体是聚苯乙烯的空心微球,空心球中心包含有的荧光材料,光照射在这些空心微球上时,会发生折射、反射、衍射,使得特定波段的光与光子晶体发生震荡,例如可以使特定波段沿单向传播的光发生震荡,改变光的路径和传播方向。
本发明的成品膜具有如下特性:发光薄膜对400~700nm波段的光的透过率可以达到75%以上,加工过程及成品都可承受20℃-300℃的加工温度。
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的说明:
实施例1
(1)将500g的丁酮、2g的聚苯乙烯包裹的可发蓝光的荧光材料的平均粒径500nm光子晶体和0.12g的Silok-7050分散剂加到一起,10000转/min,搅拌0.5h充分润湿纳米微球的表面;
可发蓝光的荧光材料选自根本发光材料株式会社的BG300L蓝色荧光材料;
纳米空心微球中空心部分占整个纳米空心微球体积的20%;
所述纳米空心微球的粒径范围为190nm-450nm,光子晶体能够对处于380nm至450nm的光发生光的震荡,当波长380~450nm中特定波长光照射时,荧光型光子晶体可发出蓝色可见光;
(2)然后向溶液中加入:100g的Humiseal公司的UV(紫外线)40牌号的丙烯酸胶水,0.2g该型号胶水的UV型固化剂(紫外固化剂)、3gUV-531、1g光稳定剂292、0.47g抗氧剂618;
(3)将上述加到一起的物质混合均匀,500转/min,搅拌2h后过滤,得滤液;
(4)滤液静置5min后,将滤液用丝网印刷涂布在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)上;
(5)将制好的湿膜放入85℃烘箱烘干5min,烘干后将样品取出;
(6)将烘干后的样品用UV型固化剂固化2min;曝光能量500mj/cm2;
(7)固化结束即可得到一种光致发蓝光的透明显示膜。
光致发蓝光的透明显示膜覆合离型膜或直接贴合在其它功能层上,比如阻氧层、阻水层、减反层或低反层上使用。
实施例2
(1)将500g的甲苯、10g的聚苯乙烯包裹的可发红光的荧光材料的平均粒径为1-2um光子晶体和1g毕克化学的BYK-1010(分散剂)、200g的JL-6717牌号的聚氨酯胶水,0.2g该型号胶水的异氰酸酯类固化剂、1gUV-531、2g光稳定剂622和0.5g抗氧剂1010;
可发红光光致发光材料选用商用红粉Y2O3:Eu3+;
纳米空心微球中空心部分占整个纳米空心微球体积的30%;
(2)将上述加到一起的物质混合均匀,50转/min,搅拌1.5h后过滤,得滤液;
(4)滤液真空脱泡后,将滤液用丝网印刷涂布在PVC上;
(5)将制好的湿膜放入75℃烘箱烘干5min,烘干后将样品取出,即可得到一种光致发红光的透明膜。
实施例3
(1)将500g的丁酮、1.5g的聚苯乙烯包裹的可发蓝光的荧光材料的粒径为150nm光子晶体、1.0g的聚苯乙烯包裹的可发红光的荧光材料的粒径为200nm光子晶体、2.6g的聚苯乙烯包裹的可发绿光的荧光材料的粒径为1000nm光子晶体和0.6gSpan-60(分散剂)加到一起,20000转/min,搅拌0.8h充分润湿纳米微球的表面;
可发绿光光致发光材料选自根本化学株式会社的BGL-300绿色荧光材料;
纳米空心微球中空心部分占整个纳米空心微球体积的70%;
(2)然后向溶液中加入100g的401型丙烯酸胶水,0.5g该型号胶水的异氰酸酯型固化剂、1.3gUV-327、2.1g光稳定剂944、0.4g抗氧剂626;
(3)将上述加到一起的物质混合均匀,1000转/min,搅拌2.5h后过滤,得滤液;
(4)滤液静置12小时,然后将滤液用丝网印刷涂布在PET上
(5)将制好的湿膜放入90℃烘箱烘干5min,烘干后将样品取出,
(6)固化结束即可得到一种光致发彩色光的透明显示膜。
本发明得到的一种光子晶体型光致发光的透明显示膜,在不激发时为透明薄膜(其中:透过率>90%,雾度<10%,a值(红绿)<2;b值(黄蓝)<2)。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种用于光子晶体型光致发光膜的组合物,其特征在于,包括以下重量百分含量的组分:
72%-99.5%胶水、荧光型光子晶体0.1%-4.7%、分散剂0.1-6.3%、塑料助剂0.1%-9.2%、固化剂0.1%-10%;还包括胶水重量0-100倍的有机溶剂。
2.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述的荧光型光子晶体为包裹有光致发光荧光材料的纳米空心微球;所述光致发光的荧光材料选自常规蓝光光致发光材料、绿光光致发光材料和红光光致发光材料中的至少一种,当受到波长380~450nm中特定波长光照射时,荧光型光子晶体可分别发出红、绿、蓝三色可见光;所述纳米空心微球的粒径为100nm~10um;所述的纳米空心微球能够对处于380nm至450nm的光发生光的震荡;所述的纳米空心微球的材料为聚苯乙烯材料;所述的纳米空心微球的空心部分占整个体积的20%-70%。
3.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述有机溶剂选自甲苯、丁酮、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、甲醇、乙醇或环己烷。
4.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述固化剂为热固型固化剂或者紫外固化剂。
5.根据权利要求1所述的组合物,所述胶水为聚氨酯系胶水或丙烯酸系胶水。
6.根据权利要求1所述的组合物,其特征在于,所述塑料助剂包括光稳定剂和抗氧化剂,所述光稳定剂选自UV(紫外线)-9、UV-327、UV-531、UV-329、光稳定剂944、光稳定剂292和光稳定剂622中的至少一种,所述抗氧化剂选自抗氧剂626、抗氧剂9228、抗氧剂618和抗氧剂1010中的至少一种。
7.一种使用权利要求1-6任一项所述的组合物制备光子晶体型光致发光膜的方法,其特征在于,将胶水、荧光型光子晶体、分散剂、塑料助剂、固化剂以及溶剂混合均匀,形成透明的胶水溶液;然后将胶水溶液经成膜工艺制得光致发光膜。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述光致发光膜上覆合离型膜。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,包括以下步骤;
(1)将荧光型光子晶体和分散剂混合,50-20000转/min搅拌0.2-1h润湿纳米微球的表面,得到混合液;
(2)然后向所述混合液中加入胶水、固化剂和塑料助剂,搅拌1.5-2.5h后过滤,得滤液;
(3)将所述滤液静置5min-24h或真空脱泡后,将滤液用丝网印刷涂布在基材上,得湿膜;
(4)将制好的所述湿膜放入80-90℃烘箱烘干4-6min,烘干后将样品取出;
(5)将烘干后的样品用固化剂固化1-3min;
(6)固化结束即可得到一种光子晶体型光致发光膜。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述基材为聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
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