[发明专利]一种高折射率丙烯酸类光学材料及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种高折射率丙烯酸类光学材料，其组成按重量份数计如下：丙烯酸树脂5‑20份、光引发剂5‑10份、无机纳米粒子20‑40份、稀释剂30‑50份；制备方法，包括以下步骤：向稀释剂中投入常温或加热后黏度降低的光引发剂搅拌溶解至透明后，投入丙烯酸树脂充分搅拌，投入无机纳米粒子后，在常温下搅拌0.5‑4h，即可获得上述高折射率丙烯酸类光学材料。本发明还提供了高折射率丙烯酸类光学材料应用于显示装置中光取出层的用途。本发明提供的高折射率光学材料中丙烯酸树脂与无机纳米微粒相容性好，折射率在可见光范围内保持在1.6以上，黏度保持在5‑8cps，固化后薄膜硬度超过1H，是一种环境友好型且可用喷墨打印、丝网印刷的高折射率光学材料。

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，具体涉及一种高折射率丙烯酸类光学材料及其制备方法和用途。

背景技术

智能化已成为当今世界科技发展的热点之一，大到国家小到科技公司都希望在快速发展的智能化进程中抢占先机。具有高性能化、轻量化、微型化和集成化特性的柔性显示器、传感器、检测器及光电元器件等是智能化必不可少的元素，而实现这些光学元器件高性能化、轻量化、微型化和集成化的特性依赖于高性能的光学材料。

近来，在光学材料的研究方面，对于具有高的折射率和同时改善的耐热性、光透明性、和反向可成形性的光学材料的开发需求剧增。这样的高折射率光学材料可用作用于多种电子设备，例如OLED显示装置的光取出层，液晶显示装置的光学膜，照相机、摄像机或者智能手机等的光学系统中的光学透镜(镜头)。由于对于更薄的产品或具有更高清的显示装置的需求，需要具有高折射率的材料的开发。

目前报道的高折射率聚合物光学材料存在合成步骤复杂、透光性差、成本高昂、不易加工成型和无法制备厚块状材料等问题。为了开发具有高的折射率的聚合物作为树脂材料，正在进行引入芳族环、除氟以外的卤素原子和硫原子的尝试。研究已表明，在分子结构中引入硫原子或含硫基团是提高有机光学材料折射率最行之有效的方法，常引入硫醚、砜基、噻吩、芴基、噻重氮、噻嗯等基团来实现高折射率。然而，报道的高折射率有机聚合物多以含硫的芳香环结构为主，该结构导致的溶解性差、颜色深等问题影响了材料的加工性和光学性能，加之所用原料及合成成本通常较高，这些因素严重制约了它们的大规模商业化应用。基于此，探索简单、高效的途径来制备高折射率的光学材料是大规模商业化应用所迫切需要的。

发明内容

本发明目的在于提供一种高折射率丙烯酸类光学材料及其制备方法，具有优异的透明度、流动性和低黄变性，同时合成成本低加工性能好，应用于显示装置的光学膜可以使出光效率提高20％以上。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种高折射率丙烯酸类光学材料，其组成按重量份数计如下：

丙烯酸树脂5-20份、光引发剂5-10份、无机纳米粒子20-40份、稀释剂30-50份；

所述丙烯酸树脂具有式Ⅰ所示结构式：

其中，X为氢原子或氟原子，R₁为C₁-C₆的烷烃基或C₁-C₆的全氟烷烃基，且R₁为C₁-C₆的烷烃基时，X不为氢原子；n为1-8的自然数；Ar为C₁-C₁₅的烷烃基、羟基或甲氧基取代的C₁-C₁₅烷烃基、C₁-C₁₅的醚类基团、羟基或甲氧基取代C₁-C₁₅的醚类基团、含有1-2个苯环的芳烃基中的一种。

按上述方案，优化的丙烯酸树脂分子结构中Ar为C₁-C₈的烷烃基，选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基中的一种。