TWI645022B - 應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠及其製備方法 - Google Patents

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Abstract

本發明有關於一種應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠及其製備方法，其步驟包含有將二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒、含矽氧烷壓克力單體(3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate,MSMA)與含芴壓克力寡聚物(bisphenol fluorene diacrylate)加入一酒精完全混合；進行減壓濃縮以獲得一奈米級之TiO2-MSMA單體；取TiO2-MSMA單體、含芴壓克力寡聚物、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol A diacrylate,EBDA)與一聚氨酯六丙烯酸酯(urethane hexaacrylate)混合成一配方劑；以及將配方劑與一光起始劑混合，以形成一高折射率有機無機混成膠。

Description

應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠及其製備方法
本發明係有關於一種應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠及其製備方法，尤其係指一種將二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒與含矽氧烷壓克力單體(3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate,MSMA)反應後先得到二氧化鈦高折射反應單體，再加入光起始劑形成有機無機混成膠，以應用於量子點發光二極體(QD-LED)。
按，為改善平板顯示器，影像感測器，光子電路和發光二極管等電子元件的發光性能，透過採用透明高折射率塗層在發光結構中，使光線更有效地進入或離開元件從高折射率傳輸到低折射率的空氣，從而改善了發光效率和圖像品質；一般來說，優異的耐久性和易於旋塗的高折射率氧化物和光學透明度的聚合物已經被開發出來，目前高折射率材料多為無機物組成，密度高、價格貴且易脆，例如二氧化鈦(TiO2)和二氧化鋯(ZrO2)為常用的高折射率塗料，藉此提高聚合物折射率並保持高阿貝數的結構。除了無機物之使用，在薄膜製程中亦會添加有機物，透過有機物以化學鍵結的方式與無機物形成透明之有機-無機複合材料，作法通常係將金屬氧化物溶膠分散在聚合物基質中產生有機無機前驅物；另一方面，使用溶膠 -凝膠法(sol-gel method)，金屬氧化物前體被水解和縮合，而獲得薄膜組合物，以應用於高折射率之發光二極體。
中華民國專利公開號TW 201213240「一種高折射率二氧化鈦奈米複材及其應用於光學薄膜之製程」係以溶膠-凝膠法進行水解縮合反應製備奈米級二氧化鈦粒子，再利用甲基丙烯酸與矽氧烷類等耦合劑在粒子表面產生有機官能團，以獲得穩定、具操作控制性之混成溶膠，且為了增進混成薄膜的結構、機械性質與硬度，接續使用壓克力單體進行交聯反應，並以紫外光硬化製程在塑膠基材上製備奈米二氧化鈦混成光學薄膜。中國專利公開號CN 101084112「以光學上具有可靠的高折射率的奈米粒子為基礎的納米複合封裝材料與光子波導材料」係將二氧化鈦奈米粒子被具有1至5wt%的鎂元素所處理，並披覆耦合劑，讓二氧化鈦奈米粒子分散於其中。
由上述前案專利可知目前已經有許多結合無機物與有機物之複合薄膜材料，其皆先將無機之二氧化鈦與其他化合物混合，再與有機之反應單體結合，此種方式製作參數掌控不易，使得無機粒子分布不均勻，溶液黏度在線性表現不佳，使無機物與有機物之相容性受到影響，而導致成品性質較不穩定；爰此，如何改良薄膜膠體的製程，以提升無機物與有機物之間的相容性，此即成為本發明人所思及之方向。
今，發明人即是鑑於上述現有之有機無機混成薄膜之製備方法於實際實施使用時仍具有多處缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。
本發明主要目的為提供一種應用於量子點發光二極體之高 折射率有機無機混成膠及其製備方法，其將二氧化鈦奈米顆粒與含矽氧烷壓克力單體反應後先得到二氧化鈦高折射反應單體，再加入光起始劑形成有機無機混成膠，以應用於量子點發光二極體，其透光率約為90%，折射率約為1.75。
為了達到上述實施目的，本發明一種應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其步驟包含有步驟一：將二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒、含矽氧烷壓克力單體(MSMA)與含芴壓克力寡聚物(bisphenol fluorene diacrylate)加入一酒精完全混合；步驟二：進行減壓濃縮以獲得一奈米級之TiO2-MSMA單體；步驟三：取TiO2-MSMA單體、含芴壓克力寡聚物、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol A diacrylate,EBDA)與一聚氨酯六丙烯酸酯(urethane hexaacrylate)混合成一配方劑；以及步驟四：將配方劑與一光起始劑混合，以形成一高折射率有機無機混成膠。
於本發明之一實施例中，二氧化鈦奈米顆粒係以水熱法製得，其步驟為(a)取二氧化鈦，加入一鹼性水溶液混合並於一壓力釜進行一第一熱處理；(b)移除鹼性水溶液，並依序以一去離子水進行一第一潤洗程序和一酸性水溶液進行一第二潤洗程序，其中第二潤洗程序之pH值為1.5；(c)收集二氧化鈦固體產物，加入酸性水溶液混合並於壓力釜進行一第二熱處理；以及(d)移除酸性水溶液，加水直到pH值為2.5，離心後即得到二氧化鈦奈米顆粒，其粒徑為13~21nm，且為銳鈦礦(anatas)結晶相。
於本發明之一實施例中，鹼性水溶液係含10wt%~50wt%氫氧化鈉(NaOH)。
於本發明之一實施例中，第一熱處理係120℃~150℃，15~20小時；第二熱處理係200℃~240℃，10~15小時。
於本發明之一實施例中，第一潤洗程序係將二氧化鈦加入去 離子水攪拌10分鐘，等待分層後，移除上層液，並重複上述過程3~5次。
於本發明之一實施例中，酸性水溶液係含0.5vol%~5vol%硝酸(HNO3)。
於本發明之一實施例中，步驟一係將1.0wt%~10wt%之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒、1.0wt%~10wt%之含矽氧烷壓克力單體(MSMA)與20wt%~50wt%之含芴壓克力寡聚物加入酒精完全混合，其中酒精之濃度為95vol%。
於本發明之一實施例中，步驟三係將TiO2-MSMA單體、含芴壓克力寡聚物、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(EBDA)與聚氨酯六丙烯酸酯(urethane hexaacrylate)以比例0.2~0.4：3.45~3.65：1.5：0.6混合成一配方劑；步驟四之光起始劑為比例0.4：0.75的光引發劑與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(Trimethylolpropane triacrylate,TMPTA)所混合而成。
於本發明之一實施例中，高折射率有機無機混成膠含有2.8~5.6wt%二氧化鈦奈米顆粒。
另，本發明亦揭示一種應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠，係由一配方劑與一光起始劑混合製得，且含2.8~5.6wt%二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒；其中配方劑由TiO2-MSMA單體、含芴壓克力寡聚物(bisphenol fluorene diacrylate)、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol A diacrylate,EBDA)與聚氨酯六丙烯酸酯(urethane hexaacrylate)所構成，以及光起始劑為光引發劑與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(Trimethylolpropane triacrylate,TMPTA)所構成；且其中TiO2-MSMA單體係由二氧化鈦奈米顆粒、含矽氧烷壓克力單體(3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate,MSMA)與含芴壓克力寡聚物加入一酒精混合而得。
第一圖：本發明其較佳實施例之TiO2-MSMA合成反應示意圖。
第二圖：本發明其較佳實施例之二氧化鈦電子顯微鏡(TEM)比較圖。
第三圖：本發明其較佳實施例之X光繞射光譜圖。
第四圖：本發明其較佳實施例之高折射率有機無機混成固化薄膜傅里葉轉換紅外光譜(FTIR)吸收光譜圖。
第五圖：本發明其較佳實施例之高折射率有機無機混成固化薄膜紫外-可見光(UV-vis)光譜圖。
第六圖：本發明其較佳實施例之高折射率有機無機混成固化薄膜之折射率與消光係數曲線圖(一)。
第七圖：本發明其較佳實施例之高折射率有機無機混成固化薄膜之折射率與消光係數曲線圖(二)。
第八圖：本發明其較佳實施例之高折射率有機無機混成固化薄膜之折射率與消光係數曲線圖(三)。
第九圖：本發明其較佳實施例之綠色與紅色CdSe/ZnS量子點發光二極體之波長圖。
第十圖：本發明其較佳實施例之綠色量子點聚合物薄膜之實際發光圖。
第十一圖：本發明其較佳實施例之綠色量子點聚合物薄膜之CIE座標圖。
第十二圖：本發明其較佳實施例之紅色量子點聚合物薄膜之實際發光圖。
第十三圖：本發明其較佳實施例之紅色量子點聚合物薄膜之CIE座標圖。
第十四圖：本發明其較佳實施例之白色量子點聚合物薄膜之實際發光圖。
第十五圖：本發明其較佳實施例之白色量子點聚合物薄膜之CIE座標對照圖。
本發明之目的及其結構功能上的優點，將依據以下圖面所示之結構，配合具體實施例予以說明，俾使審查委員能對本發明有更深入且具體之瞭解。
請參閱第一圖，本發明一種應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其製備步驟包含有步驟一：將1.0wt%~10wt%二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒、1.0wt%~10wt%之含矽氧烷壓克力單體(MSMA)與20wt%~50wt%之含芴壓克力寡聚物加入酒精完全混合，其中酒精之濃度可為95vol%；步驟二：進行減壓濃縮以獲得一奈米級之TiO2-MSMA單體；步驟三：TiO2-MSMA單體、含芴壓克力寡聚物、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(EBDA)與聚氨酯六丙烯酸酯以比例0.2~0.4：3.45~3.65：1.5：0.6混合成一配方劑；以及步驟四：將配方劑與一光起始劑混合，光起始劑為比例0.4：0.75的光引發劑與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)所混合而成，以形成一高折射率有機無機混成膠，其含有2.8~5.6wt%二氧化鈦奈米顆粒。
又，在步驟一之前，需先製備二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒，二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒係以水熱法製得，其製備步驟為(a)取二氧化鈦(TiO2)，加入一含10wt%~50wt%氫氧化鈉(NaOH)之鹼性水溶液混合並在一壓力釜內，於120℃~150℃下進行一第一熱處理，係持續15~20小時；(b)移除鹼性水溶液，並依序以一去離子水進行一第一潤洗程序和一含0.5vol%~5vol%硝酸(HNO3)之酸性水溶液進 行一第二潤洗程序，其中第二潤洗程序之pH值為1.5，而第一潤洗程序係將二氧化鈦(TiO2)加入去離子水攪拌10分鐘，等待分層後，移除上層液，並重複上述過程3~5次，以完成第一潤洗程序；(c)收集二氧化鈦(TiO2)固體產物，加入酸性水溶液混合並在壓力釜內，於200℃~240℃下進行一第二熱處理，係持續10~15小時；以及(d)移除酸性水溶液，加水直到pH值為2.5，離心後即得到二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒，其粒徑為13~21nm，且為銳鈦礦(anatas)結晶相，如第二圖所示。
另，本發明亦揭示一種應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠，係由一配方劑與一光起始劑混合製得，且含2.8~5.6wt%二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒；其中配方劑由TiO2-MSMA單體、含芴壓克力寡聚物、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(EBDA)與聚氨酯六丙烯酸酯所構成，以及光起始劑為光引發劑與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)所構成；且其中TiO2-MSMA單體係由二氧化鈦奈米顆粒、含矽氧烷壓克力單體(MSMA)與含芴壓克力寡聚物加入一酒精混合而得。
此外，藉由下述具體實施例，可進一步證明本發明可實際應用之範圍，但不意欲以任何形式限制本發明之範圍。
請參考第一圖，本發明應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠及其製備方法，主要係先將二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒與反應單體混合，反應單體即係含矽氧烷壓克力單體(MSMA)，其具有螯合作用，可作為作有機基材與無機奈米粒子間的介質，提升有機相和無機相的相容性，其中二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒為發明人自行製備，以下即依序說明製備過程。
製備二氧化鈦(TiO 2 )奈米顆粒
係先取P25型的二氧化鈦(TiO2)進行鹼處理，並調製一鹼性 水溶液，係取氫氧化鈉(NaOH)40g，加逆滲透(RO)水至100ml，磁石攪拌10分鐘以得到含有25wt%~30wt%氫氧化鈉(NaOH)之鹼性水溶液，將4g之二氧化鈦(TiO2)與鹼性水溶液混合，放入壓力釜進行第一熱處理，係升溫至120℃~150℃，維持15~20小時；接續進行酸處理，第一熱處理結束後，二氧化鈦(TiO2)與鹼性水溶液會分層，將上層之鹼性水溶液倒掉，再將下層之二氧化鈦(TiO2)倒入800ml的燒杯中，並加去離子水至刻度800ml，攪拌10分鐘後，靜置等待分層，倒掉上層用於潤洗之去離子水，重複上述潤洗步驟3~5次，直到顏色呈現乳白色，再加入去離子水至300ml，將含有0.625vol%硝酸(HNO3)之酸性水溶液倒入以進行第二潤洗程序，添加至溶液pH值為1.5，並攪拌10分鐘，利用離心管取出二氧化鈦(TiO2)固體產物，另外加入100ml之酸性水溶液與二氧化鈦(TiO2)固體產物混合，再放入壓力釜進行一第二熱處理，係升溫至200℃~240°C，維持10~15小時；最後，將上層之酸性水溶液倒掉，留下二氧化鈦(TiO2)固體產物，再加水直到pH值為2.5，倒入離心管離心後，即得到銳鈦礦結晶相之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒，可參考第二圖，使用穿透式電子顯微鏡觀察，左邊圖片為原本之P25型的二氧化鈦(TiO2)，係粒徑在15~35nm範圍內的球形，經過水熱法處理後，變為右邊圖片之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒，係粒徑在13~21nm範圍內的橢圓形。
進一步地，將P25型的二氧化鈦(TiO2)與經過水熱法處理後的二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒以X光進行繞射實驗，所檢測出之光譜圖，如第三圖所示，顯示P25型的二氧化鈦(TiO2)存在銳鈦礦和金紅石(rutile)兩種結晶相，然而光譜圖中，可以證實經過水熱法處理後的二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒僅存在單一銳鈦礦結晶相，此說明經過水熱法之高壓及高溫的處理過程，結晶相會進行重組與轉變，能 得到均一的銳鈦礦結晶相結構。
合成TiO 2 -MSMA混成反應單體前驅物
再者，將3.5g之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒、1g之含矽氧烷壓克力單體(MSMA)與36g含芴壓克力寡聚物加入60ml之酒精，在溫度50℃~55℃下攪拌約1小時，直至完全混合，將混合之溶液倒入減壓濃縮機，酒精會被蒸發去除，以獲得一奈米級之TiO2-MSMA單體，其化學式(I)為
配方劑與光起始劑之調製
由於為了比較二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒添加比例的差異，因此本發明係製備三種配方，分別為無添加二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒之C0配方膠、添加2.8wt%二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒之C1配方膠以及添加5.6wt%二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒之C2配方膠；首先，製作光起始劑，係為0.4g的光引發劑與0.75g的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)混合而成，其中光引發劑可選用Ciba Specialty Chemicals公司的Irgacure® 184、DAROCUR® 1173、Irgacure® 819、Irgacure® 907或是Irgacure® 651等；再分別製作C0、C1、C2配方膠；C0配方膠：係取3.85g之含芴壓克力寡聚物、1.5g之乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(EBDA)與0.6g之聚氨酯六丙烯酸酯混合成一C0配方劑，再將C0配方劑與光起始劑混合攪拌，以完成C0配方膠； C1配方膠：係取0.2g之TiO2-MSMA單體，3.65g之含芴壓克力寡聚物、1.5g之乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(EBDA)與0.6g之聚氨酯六丙烯酸酯混合成一C1配方劑，再將C1配方劑與光起始劑混合攪拌，以完成C1配方膠，其含有2.8wt%之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒，即為本發明之高折射率有機無機混成膠；C2配方膠：係取0.4g之TiO2-MSMA單體，3.45g之含芴壓克力寡聚物、1.5g之乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(EBDA)與0.6g之聚氨酯六丙烯酸酯混合成一C2配方劑，再將C2配方劑與光起始劑混合攪拌，以完成C2配方膠，其含有5.6wt%之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒，即為本發明之高折射率有機無機混成膠；其中含芴壓克力寡聚物、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(EBDA)與聚氨酯六丙烯酸酯係可增加光固化速度，並增強固化膜的機械強度。
光聚合固化反應
將C0、C1、C2三種配方膠利用旋轉塗佈法(spin coating)塗佈在載玻片上，並距離36W之LED燈20公分，照射約150秒進行光聚合固化，使三種配方膠固化形成透明之光學薄膜。
傅里葉轉換紅外光譜(FTIR)之檢測
請參考第四圖，光聚合完全固化後的C0、C1、C2薄膜，經由FTIR分析光譜圖可觀察到2941cm-1的C=O官能基、2874cm-1的-CH3、=CH2官能基與1720cm-1的C=O官能基的特徵峰；其中，C=O官能基來自(acrylate)的分子結構，而=CH2官能基代表高分子鏈上的苯環結構。另外，946cm-1的特徵峰為Ti-O-Si的結構，代表二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒和含矽氧烷壓克力單體(MSMA)螯合反應的結果。
紫外-可見光(UV-vis)光譜之檢測
請參考第五圖，C0薄膜在波長480-780nm之可見光區， 的透光率有98%以上，在波長633nm則有99%的透光率；含有2.8wt%之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒的C1薄膜，在波長480-780nm的透光率有95%以上，在波長633nm則有97%的透光率；含有5.6wt%之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒的C2薄膜，在波長480-780nm的透光率有86%以上，在波長633nm則有91.5%的透光率。由第五圖的結果顯示，加入二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒的有機無機混成薄膜透光率會稍微降低，但一般在光學應用上，可見光範圍的透光率高於90%即可被使用。
折射率與消光係數量測
請參考第六圖~第八圖，以薄膜特性分析儀(N & K)測量C0、C1、C2薄膜，在633nm波長可見光下分別對C0、C1、C2薄膜進行量測，明顯看見，折射率隨著二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒之添加量增加而增加，C0薄膜之折射率約為1.62、C1薄膜之折射率約為1.65、C2薄膜之折射率約為1.75；係由於純二氧化鈦(TiO2)有2.34的良好折射率，因此，奈米級粒子在分散良好的情況下，添加量越多，折射率自然越高。
實際上，習知LED晶片的折射率在2.5~3.5之間，而高分子封裝材料的折射率在1.5~1.6的範圍內，若封裝材料的折射率提高到1.8左右，LED發光效率可以有效提升40%左右；因此，本發明之有機無機混成膠所製成的固化薄膜實際應用中具有>90%的高透光率，又具有1.75的高折射率，其係相當適合作為於量子點發光二極體之封裝材料。
製備量子點發光二極體
將適量的紅色與綠色CdSe/ZnS量子點分別與C2配方膠混合後，可以得到均勻膠狀溶液，其中綠色量子點膠狀溶液的發光波長在530nm，紅色量子點膠狀溶液的發光波長在628nm，如第九 圖所示，這兩種發光顏色的量子點膠狀溶液都非常澄清透明，表示這含二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒的光固化C2配方膠與紅色和綠色量子點互溶性良好，適合透過光聚合固化成為發光薄膜。
將上述分別含有紅色和綠色CdSe/ZnS量子點的光固化C2配方膠，塗佈在玻璃基板上，再利用UV光照射約150秒固化成量子點聚合物薄膜，利用波長450nm藍色LED晶片分別激發這兩種量子點聚合物薄膜，再以照明護照(light passport)儀器量測此量子點發光二極體的色溫座標(CIE座標)，由第十圖中可以明顯看到高亮度的綠光發光，在第十一圖之CIE色溫座標位置(X,Y)=(0.14,0.59)落在綠色區域；由第十二圖中可以明顯看到高亮度的紅光發光，在第十三圖之CIE色溫座標位置(X,Y)=(0.67,0.31)落在紅色區域。
此外，混合紅色和綠色CdSe/ZnS量子點所製作而得的白光量子點發光二極體，由第十四圖可以明顯看到高亮度的白色發光，再參閱第十五圖，對照右側標準之白光CIE座標，以本發明製作之白光量子點發光二極體顯示在左側CIE色溫座標位置(X,Y)=(0.31,0.27)確實落在白色區域。
由此結果表示，高折射高透光率含二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒的C2有機無機混成配方膠，非常適合應用來做為量子點發光二極體之固化薄膜的載體；而本發明於光聚合固化製程中，無須額外添加有機溶劑，且反應時間短，係屬於非常環保又經濟的製程。經此上述實施例證實，利用光聚合固化法製作高折射率有機無機混成薄膜，應用到量子點發光二極體製作，非常具有實用價值。
由上述之實施說明可知，本發明與現有技術相較之下，本發明具有以下優點：
1.本發明應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混 成膠及其製備方法，係將二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒、含矽氧烷壓克力單體(MSMA)先行混合，使其成為TiO2-MSMA之反應單體，含矽氧烷壓克力單體(MSMA)能夠當作有機物與無機物間的介質，以提升有機相和無機相的相容性，令製備出之有機無機混成膠穩定。
2.本發明應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠及其製備方法將TiO2-MSMA單體製作成配方劑，並混合光起始劑，形成一高折射率有機無機混成膠，以應用在量子點發光二極體，其固化薄膜之折射率約為1.65~1.75，在可見光之波長下，透光率約可達到90%，係符合目前量子點發光二極體之應用條件。
3.本發明應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠及其製備方法，其二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒係利用水熱法製備而成，令二氧化鈦(TiO2)之結晶相進行重組與轉變，以得到均一的銳鈦礦結晶相結構。
綜上所述，本發明之應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠及其製備方法，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
惟，上述所揭之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。

Claims (10)

  1. 一種應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其步驟包含有：步驟一：將二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒、含矽氧烷壓克力單體(3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate,MSMA)與含芴壓克力寡聚物(bisphenol fluorene diacrylate)加入一酒精完全混合；步驟二：進行減壓濃縮以獲得一奈米級之TiO2-MSMA單體；步驟三：取該TiO2-MSMA單體、該含芴壓克力寡聚物、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol A diacrylate,EBDA)與一聚氨酯六丙烯酸酯(urethane hexaacrylate)混合成一配方劑；以及步驟四：將該配方劑與一光起始劑混合，以形成一高折射率有機無機混成膠。
  2. 如申請專利範圍第1項所述應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其中該二氧化鈦奈米顆粒係以水熱法製得：(a)取二氧化鈦，加入一鹼性水溶液混合並於一壓力釜進行一第一熱處理；(b)移除該鹼性水溶液，並依序以一去離子水進行一第一潤洗程序和一酸性水溶液進行一第二潤洗程序，其中該第二潤洗程序之pH值為1.5；(c)收集二氧化鈦固體 產物，加入該酸性水溶液混合並於該壓力釜進行一第二熱處理；以及(d)移除該酸性水溶液，加水直到pH值為2.5，離心後即得到該二氧化鈦奈米顆粒，其粒徑為13~21nm，且為銳鈦礦(anatas)結晶相。
  3. 如申請專利範圍第2項所述應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其中該鹼性水溶液係含10wt%~50wt%氫氧化鈉(NaOH)。
  4. 如申請專利範圍第2項所述應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其中該第一熱處理係120℃~150°C，15~20小時；該第二熱處理係200℃~240℃，10~15小時。
  5. 如申請專利範圍第2項所述應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其中該第一潤洗程序係將該二氧化鈦加入該去離子水攪拌10分鐘，等待分層後，移除上層液，並重複上述過程3~5次。
  6. 如申請專利範圍第2項所述應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其中該酸性水溶液係含0.5vol%~5vol%硝酸(HNO3)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其中步驟一係將1.0wt%~10wt%之二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒、1.0wt%~10wt%之含矽氧烷壓克 力單體(MSMA)與20wt%~50wt%之含芴壓克力寡聚物加入酒精完全混合，其中酒精之濃度為95vol%。
  8. 如申請專利範圍第1項所述應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其中該步驟三係將TiO2-MSMA單體、含芴壓克力寡聚物、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(EBDA)與聚氨酯六丙烯酸酯(urethane hexaacrylate)以比例0.2~0.4：3.45~3.65：1.5：0.6混合成一配方劑；該步驟四之光起始劑為比例0.4：0.75的光引發劑與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(Trimethylolpropane triacrylate,TMPTA)所混合而成。
  9. 如申請專利範圍第1項所述應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠製備方法，其中該高折射率有機無機混成膠含有2.8~5.6wt%二氧化鈦奈米顆粒。
  10. 一種應用於量子點發光二極體之高折射率有機無機混成膠，係由一配方劑與一光起始劑混合製得，且含2.8~5.6wt%二氧化鈦(TiO2)奈米顆粒；其中該配方劑由TiO2-MSMA單體、含芴壓克力寡聚物(bisphenol fluorene diacrylate)、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(ethoxylated bisphenol A diacrylate,EBDA)與聚氨酯六丙烯酸酯(urethane hexaacrylate)所構成，以及該光起始劑為光引發劑與三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(Trimethylolpropane triacrylate,TMPTA)所構成；且其中該TiO2-MSMA單體係由該 二氧化鈦奈米顆粒、含矽氧烷壓克力單體(3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate,MSMA)與該含芴壓克力寡聚物加入一酒精混合而得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101484538A (zh) * 2006-01-18 2009-07-15 斯帕克西斯公司 新型单体材料和聚合材料

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Long-Hua Lee, "High-refractive-index thin films prepared from trialkoxysilane-capped poly(methyl methacrylate)−titania materials", Chem. Mater., 02/17/2001, 13, 1137-1142. *
Wei Chuan Du, "High refractive index films prepared from titanium chloride and methyl methacrylate via a non-aqueous sol–gel route", Journal of Sol-Gel Science and Technology 34, 227–231, 2005. *

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