超支化聚合物包覆纳米微粒、其制备方法及包含其的增亮组合物、增亮膜和LED显示器技术

本发明专利技术提供了一种超支化聚合物包覆纳米微粒、其制备方法及包含其的增亮膜合物、增亮膜和LED显示器。超支化聚合物包覆纳米微粒包括：核层，为无机纳米粒子；壳层，包括超支化聚合物，超支化聚合物与无机纳米粒子通过化学键相连，且超支化聚合物的末端接枝有功能团，功能团选自丙烯酸酯基、长链烷基、聚醚基和聚硅氧烷基中的一种或多种。超支化聚合物通过化学键与无机纳米粒子相连，从而在无机纳米粒子表面接枝形成柔性有机物，并生长成树枝状体型分子包覆在纳米粒子表面，改善纳米粒子的柔韧性；同时末端接枝的功能团提高了该超支化聚合物包覆纳米微粒在低聚物和单体中的分散性及反应活性，进而利用其制备增亮膜的弹性棱镜结构时易于施工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示领域，具体而言，涉及一种超支化聚合物包覆纳米微粒、其制备方法及包含其的增亮组合物、增亮膜和LED显示器。
技术介绍
随着制造LCD面板技术的发展，对超薄高辉度LCD显示器的要求越来越高，因此人们尽各种尝试以提高背光源单元的辉度。且在显示器中，低耗能，高辉度已成为判断LCD优异性的标准。从LCD的结构来看，为了达到LCD面板的要求，必须设置LCD扩散层，通过LCD扩散层的光线向所有方向扩散，由此也会导致向前传播的光线严重不足，所以人们一直尝试进一步地提高LCD显示器的辉度。虽然提高背光源的功率，能够提高LCD显示器的辉度，但同时也会使电力消耗变大，导致热引起的功耗也变大。因此，人们提出赋予光线方向性以增加辉度的方法，并开发出不同种类的增亮膜(例如在美国专利No.5175030和5183597中所描述的)。增亮膜具有特定的光学特性和物理结构，包括与产生亮度增益(即“增益”)有关的增亮膜折射率。亮度的改善使得照明显示器使用较少的能量就能使电子产品更有效地运作，从而减少能量消耗、对组件的热负荷更低，并延长产品的使用寿命。目前，增亮膜在许多电子产品中用于增加诸如LCD之类的背光平板显示器的亮度，包括用于电致发光板、膝上型计算机、文字处理器、台式监视器、电视机、摄像机以及汽车和飞机的显示器。一般增亮膜由包含具有高折射率的低聚树脂、聚合单体以及改性的纳米氧化锆、二氧化硅或二氧化钛之类的无机颗粒的可聚合树脂组合物制成。且在具有增亮膜的显示器中，为了提高正面辉度，一般在增亮膜的表面设置有45°倾斜面的三角矩阵形式棱镜结构，该棱镜结构的顶部成山峰状。但是，该棱镜结构比较容易被破坏，只要轻微的外部刮伤就会使山峰破碎或磨损导致此棱镜结构物损伤。由于这种棱镜结构中的顶角在各阵列中相同，因此，若三角形的边缘部位发生轻微磨损或倾斜面发生微细的刮伤等，会因为损伤部位和正常部位间所射出的光线路径的差异，导致辉度降低，严重的会发生表面不良，导致返工。这会导致生产率降低及单价上升。在企业组装背光源模块的过程中，经常因繁多的组装程序，人员的操作不当而刮伤棱镜片，导致棱镜结构物受损产生不良品。为了解决棱镜结构容易损伤的问题，现有技术又开发出了弹性棱镜结构，即通过加入含有多乙氧基基团的低聚树脂或聚合单体，来提高棱镜的柔韧性，使其在受到外部刮伤、撞击时能够发生形变，并在外部作用力消失时，恢复原来结构。这种改良大幅提高了增亮膜的组装良率。比如在公开号为CN104254561A和CN105008966A的专利申请中，黄弘九、布赖恩·V·亨特等人提出了具有弹性的棱镜结构的制造方法，通过加入含有多乙氧基基团的低聚树脂或聚合单体，来提高棱镜的柔韧性，使其在受到外部刮伤、撞击时能够发生形变，并在外部作用力消失时，恢复原来结构。但该方法只是简单的将改性纳米粒子与弹性树脂组合，来获得弹性。此外，现有技术也对无机颗粒的可聚合树脂组合物做出大量研究，以增强无机颗粒在其他有机物中的分散性，比如在公开号为CN102746448A、CN101872028A的专利申请中，布兰特·U·科尔布等人利用同时含有不饱和双键及羧基基团的低分子化合物、同时含有分散性基团及羧酸的表面活性物质，对氧化锆、氧化硅溶胶进行表面接枝改性，使其具有一定的分散性及可聚合基团。用该方法分散的纳米氧化锆，由于用增溶性的基团修饰了粒子表面，增加了与可聚合树脂及单体的兼容性，可以达到60％的有效固含量。上述研究中提出的改性纳米粒子在与回弹性树脂及单体混合时，体系会出现粘稠、凝胶等现象，导致其施工困难。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种超支化聚合物包覆纳米微粒、其制备方法及包含其的增亮膜合物、增亮膜和LED显示器，以解决现有技术中的改性纳米粒子在用于弹性棱镜结构时施工困难的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种超支化聚合物包覆纳米微粒，包括：核层，为无机纳米粒子；壳层，包括超支化聚合物，超支化聚合物与无机纳米粒子通过化学键相连，且超支化聚合物的末端接枝有功能团，功能团选自丙烯酸酯基、长链烷基、聚醚基和聚硅氧烷基中的一种或多种。进一步地，上述超支化聚合物选自超支化聚酯、超支化聚醚，超支化聚苯、超支化聚胺、超支化聚酰胺、超支化聚氨酯、超支化聚硅氧烷和乙烯基单体的超支化聚苯乙烯中的一种或多种。进一步地，上述无机纳米粒子为二氧化硅和/或金属氧化物，优选金属氧化物为氧化锑、氧化锆和二氧化钛中的一种或多种。进一步地，上述无机纳米粒子的粒径为1～50nm，优选为5～50nm，更优选为5～15nm，进一步优选为5nm。进一步地，上述微粒中无机纳米粒子的重量含量为10～90％，优选为60～85％。根据本申请的另一方面，提供了一种上述的超支化聚合物包覆纳米微粒的制备方法，该制备方法包括：将无机纳米粒子的溶胶与形成超支化聚合物的单体和缩合剂进行混合，使单体和缩合剂在发生缩聚反应的同时接枝在无机纳米粒子上，形成包覆纳米微粒；对包覆纳米粒子进行末端官能团改性，得到超支化聚合物包覆纳米微粒，末端官能团选自丙烯酸酯基、长链烷基、聚醚基和聚硅氧烷基中的一种或多种。进一步地，上述末端官能团为丙烯酸酯基，末端官能团改性的过程包括：将单羟基聚乙二醇、羟基乙氧基乙基丙烯酸酯和十二烷基醇在75～85℃下反应2～3h，得到第一产物体系；在75～85℃下，向第一产物体系中加入包覆纳米微粒，继续反应1～3h，得到超支化聚合物包覆纳米微粒。根据本专利技术的另一方面，提供了一种增亮组合物，包括可聚合树脂、单体、可聚合纳米颗粒和引发剂，该可聚合纳米颗粒为上述任一种超支化聚合物包覆纳米微粒。进一步地，以重量百分比计，上述增亮组合物包括：0.01～50％的可聚合树脂；1～50％的单体，优选为5～25％；10～95％的可聚合纳米颗粒，优选为60～90％；0.1～10％的引发剂，优选1～5％的引发剂。进一步地，上述可聚合树脂为分子链中含有多乙氧基基团的线性可聚合低聚物，优选为嵌段有多乙氧基基团的(甲基)丙烯酸改性聚氨酯低聚物、(甲基)丙烯酸改性聚酯低聚物、(甲基)丙烯酸改性酚醛树脂低聚物和(甲基)丙烯酸改性丙烯酸低聚物中的一种或多种。进一步地，上述单体为单官能团的(甲基)丙烯酸酯和/或多官能团的(甲基)丙烯酸酯，优选单官能团的(甲基)丙烯酸酯中含有苯环以及多个乙氧基，进一步优选为(甲基)丙烯酸苯氧乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯硫乙酯、(甲基)丙烯酸2-萘硫乙酯、(甲基)丙烯酸2-苯基苯氧基乙酯和/或(甲基)丙烯酸2-苯基苯氧基乙氧基乙酯；优选多官能团的(甲基)丙烯酸酯含有多个乙氧基的双酚A二丙烯酸酯和/或含有多个乙氧基的双酚芴类(甲基)二丙烯酸酯，进一步优选为乙氧基双酚A(甲基)二丙烯酸酯和/或乙氧基双酚芴类(甲基)二丙烯酸酯。进一步地，上述增亮组合物还包括重量含量为0.1～2％的表面活性剂，优选表面活性剂为含氟表面活性剂和有机硅系表面活性剂。根据本专利技术的另一方面，提供了一种增亮膜，由增亮组合物制备而成，该增亮组合物为上述任一种增亮组合物。根据本专利技术的另一方面，提供了一种LED显示器，包括增亮膜，该增亮膜为上述的增亮膜。应用本专利技术的技术方案，超支化聚合物通过化学键与无机纳米粒子相连，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超支化聚合物包覆纳米微粒，其特征在于，包括：核层，为无机纳米粒子；壳层，包括超支化聚合物，所述超支化聚合物与所述无机纳米粒子通过化学键相连，且所述超支化聚合物的末端接枝有功能团，所述功能团选自丙烯酸酯基、长链烷基、聚醚基和聚硅氧烷基中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚合物包覆纳米微粒，其特征在于，包括：核层，为无机纳米粒子；壳层，包括超支化聚合物，所述超支化聚合物与所述无机纳米粒子通过化学键相连，且所述超支化聚合物的末端接枝有功能团，所述功能团选自丙烯酸酯基、长链烷基、聚醚基和聚硅氧烷基中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的微粒，其特征在于，所述超支化聚合物选自超支化聚酯、超支化聚醚，超支化聚苯、超支化聚胺、超支化聚酰胺、超支化聚氨酯、超支化聚硅氧烷和乙烯基单体的超支化聚苯乙烯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的微粒，其特征在于，所述无机纳米粒子为二氧化硅和/或金属氧化物，优选所述金属氧化物为氧化锑、氧化锆和二氧化钛中的一种或多种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的微粒，其特征在于，所述无机纳米粒子的粒径为1～50nm，优选为5～50nm，更优选为5～15nm，进一步优选为5nm。5.根据权利要求1至3中任一项所述的微粒，其特征在于，所述微粒中所述无机纳米粒子的重量含量为10～90％，优选为60～85％。6.一种权利要求1至5中任一项所述的超支化聚合物包覆纳米微粒的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将无机纳米粒子的溶胶与形成超支化聚合物的单体和缩合剂进行混合，使所述单体和所述缩合剂在发生缩聚反应的同时接枝在所述无机纳米粒子上，形成包覆纳米微粒；对所述包覆纳米粒子进行末端官能团改性，得到所述超支化聚合物包覆纳米微粒，所述末端官能团选自丙烯酸酯基、长链烷基、聚醚基和聚硅氧烷基中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述末端官能团为丙烯酸酯基，所述末端官能团改性的过程包括：将单羟基聚乙二醇、羟基乙氧基乙基丙烯酸酯和十二烷基醇在75～85℃下反应2～3h，得到第一产物体系；在75～85℃下，向所述第一产物体系中加入所述包覆纳米微粒，继续反应1～3h，得到所述超支化聚合物包覆纳米微粒。8.一种增亮组合物，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：许小健，丁清华，陈明源，
申请(专利权)人：张家港康得新光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32