[发明专利]80nm周期光栅结构红光扩散膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于薄膜材料技术领域，具体涉及一种80nm周期光栅结构红光扩散膜的制备方法。

背景技术

光扩散材料是指能够使光通过而又能有效扩散光的材料，它能将点、线光源转化成线、面光源，散射角大，导光性好，透光均匀。评定光扩散材料的两项主要指标是透光率和雾度。透光率是指透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比，它是表征透明高分子材料透明程度的一个重要性能指标。一种高分子材料的透光率越高，其透明性就越好。雾度又称浊度，是透过试样而偏离入射光方向的散射光与透射光通量之比，它衡量一种透明或半透明材料不清晰或者浑浊的程度，雾度大小是材料内部或表面上的不连续件或不规则性所造成的，通常用雾度表征光散射材料的光散射强弱。

刘言等通过双螺杆挤出混合及注射成型制备基于PMMA不同光扩散剂含量及表面添加微结构光扩散板。介绍了光扩散剂及微结构对光扩散板光学性能的影响。光扩散剂能降低透过率和提高雾度，不添加微结构，光扩散剂质量分数为0.8％时，试样透过87.97％，雾度94.45％，扩散效果较好。光扩散剂含量较低时，微结构使光扩散板的雾度大幅度提高，透过率下降很小(塑料，2014，43：49-51)。

纳米压印的基本原理就是将制作好的模版压在一层薄的聚合物薄膜上，这层薄膜通过热的或者化学的方法固化，从而在聚合物上可形成与模版具有1∶1大小的图案。该工艺过程主要包含两个步骤：图形复制和图形的转移。在一块基片上涂上一层聚合物，再用已刻有目标图形的模版在一定的温度和压力下，去压印涂层，从而实现图形复制，然后脱模，即将模版从压印的聚合物上移除，形成纳米图案。

田丽等为提高柔性基底太阳能电池光电转化效率，减少表面反射损失，用光学仿真软件模拟设计亚波长结构减反射膜尺寸参数，仿真结果表明亚波长结构薄膜在纳米柱高度72nm，占空比为0.5，光栅周期在300-400nm处，光通量增强效果最佳。采用纳米压印技术，以多孔结构阳极氧化铝为模板，制作聚酰亚胺基底减反射膜。采用扫描电子显微镜和紫外-可见分光光度计研究了阳极氧化技术所制作的氧化铝模板及其纳米压印技术等工艺参数对聚酰亚胺薄膜透过率的影响。测试结果表明，在0.3M草酸溶液中，70V恒压模式连续反应1h条件下制备AAO模板，在280℃，800Kg压力条件下，热压印时间为10min所得聚酰亚胺膜.在AM1.5大气质量条件下，UV-Vis透射光谱从440-1000nm区域，所制作的薄膜较原始聚酰亚胺膜的透过率提高2％～5％(哈尔滨工业大学学报，2016，48∶66-70.)。

光扩散膜面临的问题是现有膜材料的开发面对的是白光光源，液晶显示技术是白光经光扩散膜扩散后，再用滤光法分出红、绿、蓝三原色，未有针对自主发光显示器件(如LED、OLED)发出的红、绿、蓝三原色点光源转换成高色纯度面光源的高透过率、高雾度的光扩散膜。

本发明针对上述问题，开发一种80nm周期光栅结构红光扩散膜，在确保高透过率、高雾度的同时，提高透射光的色纯度。

发明内容

本发明属于薄膜材料领域，涉及一种80nm周期光栅结构红光扩散膜的制备方法。本发明提出的制备方法是利用纳米光栅结构模板，在聚氯乙烯基板表面构筑硅烷偶联剂图形，加热，紫外光照射，得聚氯乙烯/聚硅氧烷复合膜，再在聚硅氧烷层上旋涂聚碳酸酯层，高温退火，得80nm周期光栅结构红光扩散膜。

本发明的制备方法具有如下特点：(1)首次使用纳米光栅结构来调控光扩散膜的光透过率和雾度；(2)首次使用纳米光栅结构来提高透射光的色纯度；(3)本发明制备的光栅结构红光扩散膜只对红光有高的光透过率及雾度，同时提高红光的色纯度，但对其它颜色的光，如白光、蓝光、绿光等，不仅光透过率及雾度较低，而且不能提高相关颜色光的色纯度，即本发明制备的光扩散膜对红光具有选择性，所得的技术效果是不可预期的，现有文献无法从理论或实验上给本发明以启示。

本发明提出的一种80nm周期光栅结构红光扩散膜的制备方法，其特征在于制备工艺如下：