CN108359112A - 用于粒子增强型光致发光膜的组合物及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种粒子增强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75‑98％、光致发光的荧光材料0.01％‑4.3％、分散剂0‑5.7％、固化剂0.1％‑10％，光子晶体0.1％‑5％，以及胶水重量0‑75倍的有机溶剂。本发明还提供一种使用上述的组合物制备粒子增强型光致发光膜的方法，将胶水、光致发光的荧光材料、分散剂、固化剂和光子晶体以及有机溶剂混合在一起，形成胶水溶液；然后将胶水溶液使用涂布或微凹的成膜工艺制得粒子增强型光致发光膜。本发明又提供一种粒子增强型光致发光膜，按照上述的方法制备得到。采用本发明的光致发光膜提高了光的利用率和发光效率，薄膜的亮度高。

Description

用于粒子增强型光致发光膜的组合物及制备方法
技术领域
本发明一般涉及透明显示技术领域，尤其涉及用于粒子增强型光致发光膜的组合物及制备方法。
背景技术
国际上的透明显示技术有很多种，主流的有：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)等。近来随着科学技术的发展，市场需求的日益拓宽，显示产品更新日新月异。采用传统的显示存在诸多缺陷，如常见的散热、体积大、安装不变等，也存在较大的安全隐患。同时越来越多的商场、办公大楼和汽车使用高透光的建筑玻璃，传统的显示无法利用这些现有的高透光玻璃，从技术角度来看，传统的投影无法在高透光玻璃上成像，合理利用现有资源，开发出一种可在玻璃上使用的透明显示膜，是市场迫切需求的。
前人如美国专利US20040227694中，已提出使用光致发光膜，实现透明显示。它的原理是：使用紫外或近紫外的光线激发透明膜中的光致发光材料，发出可见光中的三原色，从而实现透明膜的多彩图像显示及图像的快速变化。
在分析前人的研究成果及样品基础上，发现前人的透明显示膜的光致发光膜，存在一系列的缺陷。具体如下：
美国专利US20040227694中的光致发光膜在激发光的作用下发光亮度不足，且该薄膜对发射光源的光利用率不高，激发光源的光线可轻易的大量的穿透过发光膜，造成光源能量的不必要浪费，实验检测效率只有20-40％；由于以上存在的缺陷，该光致发光膜只能在晚间、阴雨天等相对较暗的环境条件下使用，例如在夏天中午户外强光，透明光致发光膜无法使用。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种提高发光效率，提高薄膜的亮度的粒子增强型光致发光膜的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种用于粒子增强型光致发光膜的组合物，包括以下重量百分含量的组分：
胶水75-98％、光致发光的荧光材料0.01％-4.3％、分散剂0-5.7％、固化剂0.1％-10％，光子晶体0.1％-5％，以及胶水重量0-75倍的有机溶剂。
本发明还提供一种使用上述的组合物制备粒子增强型光致发光膜的方法，形成胶水溶液：将所述胶水、光致发光的荧光材料、分散剂、固化剂和光子晶体以及有机溶剂在室温下混合在一起，形成胶水溶液；
制膜：将所述胶水溶液使用涂布或微凹的成膜工艺制得粒子增强型光致发光膜。
本发明又提供一种粒子增强型光致发光膜，按照上述的方法制备得到。
本发明在胶水中加入特定的纳米级别的光子晶体，薄膜中的大量的光子晶体可使光在薄膜中的传播方向多次改变、传播路径成指数型增加，从而提高光与荧光材料的碰撞几率，从而提高了光的利用率、进而提高了薄膜的“发光效率”和薄膜的发射光的亮度。采用本发明的组合物制备的粒子增强型光致发光膜透过率高、受到激发后亮度高，可以广泛应用在多种场合中。
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粒子增强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。下面将参考实施例来详细说明本申请。
本发明实施例提供一种用于粒子增强型光致发光膜的组合物，包括以下重量百分含量的组分：
胶水75-98％、光致发光的荧光材料0.01％-4.3％、分散剂0-5.7％、固化剂0.1％-10％，光子晶体0.1％-5％，以及胶水重量0-75倍的有机溶剂。
采用上述组合物制备的粒子增强型光致发光膜，能够提高光的利用率、发光效率和薄膜的亮度。
优选地，所述的光致发光的荧光材料的粒径为1～600nm。选用小粒径的荧光材料分散在胶层中，使得肉眼看不到这些发光粒子，而发光粒子可在激发光线的照射下发光，从而达到显示的效果。
优选地，所述的分散剂选自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。分散剂的加入可以有效加强对光子晶体和荧光材料的分散。
优选地，所述固化剂为：热固的异氰酸酯类固化剂或者UV固化剂。一般根据胶水体系的不同进行挑选，选择合适的固化剂可以增进或者控制固化反应。
优选地，所述的光子晶体为氧化锆、氧化锌、氧化铈、聚苯乙烯和钛酸钡制成的具有一定粒径的空心微球。光子晶体分散在胶层中，使得薄膜受到激发后的发射光可以进行反射、折射，提高亮度。并且可以使得激发光在胶层里进行反射、折射，这样增加了与荧光材料碰撞的几率，提高光的利用率。
优选地，所述的光子晶体的外表面粒径为1nm-700nm；所述的光子晶体的内表面粒径为1nm-500nm。所述光子晶体的粒径需要在一定范围内，以平衡透明性和显示效果。
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；合适的有机溶剂起到调节混合物粘度、调节胶水中的添加物浓度，促进分散或溶解的作用。
所述胶水为热固型的聚氨酯胶水、紫外固化型的丙烯酸胶水或热固型的丙烯酸胶水。合适的胶水可以作为分散的光子晶体和荧光材料的载体。
本发明还提供一种上述的组合物制备粒子增强型光致发光膜的方法，包括以下步骤：
形成胶水溶液：将所述胶水、光致发光的荧光材料、分散剂、固化剂和光子晶体以及有机溶剂在室温下混合在一起，形成胶水溶液；
制膜：将所述胶水溶液使用涂布或微凹的成膜工艺制得粒子增强型光致发光膜。
参见图1，一种制备粒子增强型光致发光膜的方法，包括以下步骤：
所述形成胶水溶液包括以下步骤：
步骤S101，制备混合溶液：
将有所述机溶剂、光子晶体和分散剂加到一起，搅拌，充分润湿光子晶体的表面，得混合溶液；
步骤S102，形成胶水溶液：向所述混合溶液中加入胶水、固化剂及光致发光的荧光材料，将上述加到一起的物质混合均匀，搅拌后过滤，得滤液，即为胶水溶液；
所述制膜包括以下步骤：
步骤S103，制备湿膜：将滤液静置1-24h或真空脱泡后，用丝网印刷涂布在布在基材上，得湿膜；
步骤S104，粒子增强型光致发光膜：将制好的湿膜放入70-90℃烘箱烘干2-10min，烘干后将样品取出，冷却可得到一种粒子增强型光致发光膜。
本发明又提供一种粒子增强型光致发光膜，按照上述的方法制备得到。
在本发明中，荧光材料和光子晶体是放置在同一胶层中。其中，荧光材料受到380-420nm波长的光线激发发射出450-480nm波长的光；光子晶体将对荧光材料发射出的光和来自光源的光进行反射与折射，从而增加了激发光和荧光材料的碰撞几率，并且增强了荧光材料发射光的亮度。荧光材料和光子晶体的粒径都是纳米级别，肉眼很难见到。在合理的比例下，荧光材料和光子晶体的加入将不会对薄膜的透过率和雾度产生很大的影响。因此，本发明的成品膜具有较高的可见光透过率以及较低的雾度。同时，本发明的成品膜还具有较高的亮度。
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。可见光透过率大于75％，优选地大于85％；窗膜的雾度小于3％，优选地小于2％；所述窗膜的b*值小于0，优选地b*值在0～-3之间。
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
粒子增强型光致发光膜的制备方法：
(1)将500g的甲基异丁基酮、0.5g的南京捷纳思新材料有限公司生产的聚苯乙烯光子晶体和1g的Span-60(分散剂)加到一起，搅拌0.5h充分润湿纳米微球的表面；
(2)将2g的江苏博瑞光电材料有限公司生产的GH536绿光荧光材料用研磨机打碎，得到粒径400-600nm光致发光的荧光材料，然后给步骤(1)的溶液中加入光致发光的荧光材料、100g宁波宁达胶粘科技有限公司生产的406型丙烯酸胶水，0.2g该型号胶水适配的L-75氰酸酯类固化剂混合均匀，1000r/min搅拌2h后将胶水过滤，得滤液；
(3)将滤液静置2h后，将胶水用丝网印刷涂布在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)上，得到湿膜；
(4)将湿膜放入85℃烘箱烘干5min，烘干后将样品取出，冷却；
(5)将样品冷却，即可得到一种粒子增强型光致发光膜。
本发明的粒子增强型光致发光膜可将紫外线或近紫外线转化为可见光，并且该膜在不激发时为透明薄膜。
本发明所涉及的透明显示薄膜，能够应用在会议室、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。
实施例2
粒子增强型光致发光膜的制备方法：
(1)将350g的乙酸乙酯、0.2g的苏州智微纳米科技有限公司生产的聚苯乙烯光子晶体加到一起，搅拌0.5h充分润湿光子晶体的表面；
(2)用研磨机将2.7g深圳格亮光电有限公司的YAG-04打碎，得到粒径范围300-500nm的光致发光的荧光材料，然后给步骤(1)的溶液中加入光致发光的荧光材料、100g宁波宁达胶粘科技有限公司的401型丙烯酸胶水，0.2g该型号胶水L-75异氰酸酯类固化剂，1.1g的BYK-110(分散剂)混合均匀，1000r/min搅拌2h后将胶水过滤，得滤液；
(3)将滤液真空脱泡后，将胶水用微凹涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，得到湿膜；
(4)将制好的湿膜放入90℃烘箱烘干2min，烘干后将样品取出，冷却；
(5)将样品冷却，即可得到一种粒子增强型光致发光膜。
实施例3：
粒子增强型光致发光膜的制备方法：
(1)用研磨机将2g北京中村宇极科技有限公司的ZYPG520打碎，得到粒径范围300-500nm的光致发光的荧光材料；将1000g的乙二醇乙醚、0.2g苏州智微纳米科技有限公司生产的粒径范围400-500nm的聚苯乙烯空心光子晶体、200g的JL-6717牌号的聚氨酯胶水，2g北京中村宇极科技有限公司的ZYPG520光致发光的荧光材料，0.2g该型号胶水的异氰酸酯类固化剂，1g的BYK-9076(分散剂)混合均匀；
(2)将上述加到一起的物质混合均匀，1000r/min搅拌2h后过滤，得滤液；
(3)将滤液静置12h后，将胶水用微凹涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，得到湿膜；
(4)将制好的湿膜放入70℃烘箱烘干10min，烘干后将样品取出，冷却；
(5)将样品冷却，即可得到一种粒子增强型光致发光膜。
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 (9)

1.一种用于粒子增强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：
胶水75-98％、光致发光的荧光材料0.01％-4.3％、分散剂0-5.7％、固化剂0.1％-10％，光子晶体0.1％-5％，以及胶水重量0-75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，所述的光致发光的荧光材料的粒径范围为1～600nm。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述的光子晶体为聚苯乙烯的空心微球。
4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述的光子晶体的粒径范围是1-500nm，所述光子晶体的空心体积约占总体积的30-70％。
5.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、乙醇或环己烷的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述胶水为聚氨酯胶水或者丙烯酸胶水。
7.一种使用权利要求1-6任一项所述的组合物制备粒子增强型光致发光膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
形成胶水溶液：将所述胶水、光致发光的荧光材料、分散剂、固化剂和光子晶体以及有机溶剂在室温下混合在一起，形成胶水溶液；
制膜：将所述胶水溶液使用涂布或微凹的成膜工艺制得粒子增强型光致发光膜。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
所述形成胶水溶液包括以下步骤：
(1)将所述的有机溶剂、光子晶体和分散剂加到一起，搅拌，充分润湿光子晶体的表面，得混合溶液；
(2)向所述的混合溶液中加入胶水、固化剂及光致发光的荧光材料，搅拌后过滤，得滤液，即为胶水溶液；
所述制膜包括以下步骤：
(1)将所述的胶水溶液静置1-24h或真空脱泡后，用丝网印刷涂布在基材上，得湿膜；
(2)将制好的湿膜放入70-90℃烘箱烘干2-10min，烘干后将样品取出，冷却可得到一种粒子增强型光致发光膜。
9.一种粒子增强型光致发光膜，其特征在于，按照权利要求7或8所述的方法制备得到。
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