北京化工大學(xué)和京東方科技集團股份有限公司研究人員合作研發(fā)出一種折射率高度可調(diào)諧的透明有機無機復(fù)合光學(xué)膠材料。相關(guān)成果論文近日發(fā)表于《工程(英文)》。
早期的光學(xué)元件原材料以玻璃為主,近年來,有機樹脂基光學(xué)材料因易成型、重量輕、成本低等優(yōu)勢發(fā)展迅速。然而,目前商品化的有機光學(xué)樹脂,往往受限于有機分子和聚合物鏈的結(jié)構(gòu)特性,折射率普遍被限制在1.4至1.6。
折射率是光學(xué)材料的重要參數(shù)之一,高折射率可以降低光學(xué)元件的厚度和曲率,在保持光學(xué)功能效果的同時實現(xiàn)元器件的微型化,拓展其應(yīng)用范圍。
研發(fā)團隊基于丙烯酸樹脂基紫外光固化光學(xué)膠的分子結(jié)構(gòu)特點,結(jié)合光電顯示器件中的實際應(yīng)用需求,通過二氧化鈦納米粒子制備及其與丙烯酸樹脂復(fù)合過程優(yōu)化,研發(fā)出高透明、高折射率的光學(xué)膠材料。
研發(fā)人員利用電子顯微鏡成像和原子力顯微鏡分析測試復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu),證實二氧化鈦納米粒子均勻地分散在復(fù)合材料中,固化成膜后的片材具有良好平整度。當二氧化鈦在復(fù)合光學(xué)膠中的質(zhì)量分數(shù)為30質(zhì)量百分比時,復(fù)合材料的折射率可達1.67。
此外,經(jīng)紫外線(UV)固化成膜后,該材料的折射率甚至可達2.0,同時在可見光范圍內(nèi)保持98%以上的高透明度和小于0.05%的低霧度,且通過壓印工藝能進一步實現(xiàn)光學(xué)微結(jié)構(gòu)的精密加工,可用于制作新型顯示導(dǎo)光板等光學(xué)元件。在論文中,研發(fā)人員展示的利用新型光學(xué)膠制造的微棱鏡型導(dǎo)光膜片,可有效提高照明度并降低能量消耗。未來,該成果有望在精準醫(yī)療、健康照明和新型顯示產(chǎn)品等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。(記者都芃)
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