一种可光固化成型的散射介质、光电器件及其制备方法技术

本发明专利技术属于光电器件技术领域，公开了一种可光固化成型的散射介质、光电器件及其制备方法。所述散射介质包括：纳米晶颗粒、处理剂和光固化材料；所述处理剂选自表面活性剂和/或偶联剂。所述散射介质可经光固化直接形成平面型或立体型光电器件，极大地降低了光电器件的设计与制造工艺难度。计与制造工艺难度。计与制造工艺难度。

【技术实现步骤摘要】
一种可光固化成型的散射介质、光电器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于光电器件
，尤其涉及一种可光固化成型的散射介质、光电器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]当传输光穿过散射体或具有悬浮颗粒的空间时会出现散斑现象，该散斑来源于散射介质的散射。散射的发生是光在传播时因受到传播介质中分子或原子的作用而改变其光强的空间分布、偏振状态或频率的现象，其原理被广泛应用于光学成像、光通信领域，如自适应光学成像技术、光学相干断层扫描成像技术、“鬼影”成像技术、时间反转成像技术、波分复用与解调技术等方面。
[0003]目前一般采用在物体表面旋涂氧化锌、二氧化钛颗粒的水相分散液并进行干燥的方式制备散射介质，然而该方法只能形成薄膜型散射介质，若想进一步图形化形成光电器件，则需要采用蚀刻等加工方法进行后处理，从而增加了光电器件的制作复杂度，影响对准精度，进一步降低了光电器件的可靠性。
[0004]因此，希望提供一种可加工性更好的散射介质，从而制得可靠性更高的光电器件。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种可光固化成型的散射介质、光电器件及其制备方法。所述散射介质可经光固化直接形成平面型或立体型光电器件，极大地降低了光电器件的设计与制造工艺难度。
[0006]本专利技术提供了一种散射介质，包括：纳米晶颗粒、处理剂和光固化材料；所述处理剂选自表面活性剂和/或偶联剂。本专利技术采用处理剂对纳米晶颗粒包覆进行修饰，经修饰后的纳米晶颗粒分散于光固化材料中。所述纳米晶颗粒在所述散射介质中所占比重可根据需要进行调控。
[0007]优选的，所述处理剂对纳米晶颗粒的包覆厚度为0.1
‑
10nm。
[0008]优选的，所述纳米晶颗粒选自硅氧化物、钛氧化物、铝氧化物、铁氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铟锡氧化物、氮化硅、氟化镁或硒化锌中的至少一种。
[0009]优选的，所述纳米晶颗粒的粒径为1
‑
500nm。
[0010]更优选的，所述纳米晶颗粒的粒径为1
‑
200nm。
[0011]优选的，所述处理剂选自离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的至少一种。
[0012]优选的，所述光固化材料包括光敏性高分子材料。
[0013]更优选的，所述光固化材料还包括光引发剂、光敏剂或阻聚剂中的至少一种。
[0014]所述光固化材料在光场作用下可发生光化学反应，如可经光聚合反应形成高聚物。由光化学特性分析可知，聚合而成的高聚物具有网状骨架结构，能够提供一定的机械特性。
[0015]本专利技术还提供了所述散射介质的制备方法，包括以下步骤：
[0016](1)将处理剂与纳米晶颗粒混合进行表面修饰，得到表面修饰后的纳米晶颗粒；
[0017](2)将步骤(1)制得的表面修饰后的纳米晶颗粒分散在光固化材料中，得到所述散射介质。
[0018]本专利技术还提供了一种光电器件的制备方法，包括以下步骤：
[0019](1)制作含有控制电路的衬底；
[0020](2)将上述散射介质涂覆在所述衬底表面；
[0021](3)对所述散射介质进行光固化一次成型，得到所述光电器件。
[0022]优选的，步骤(1)中所述衬底选自石英衬底、硼硅酸盐衬底、二氧化钛衬底、蓝宝石衬底、透明导电氧化物玻璃衬底或硅衬底。
[0023]优选的，步骤(2)中所述涂覆的方式包括涂布、旋涂或浇注。
[0024]优选的，步骤(3)中所述光电器件为平面型光电器件或立体型光电器件。
[0025]本专利技术还提供了一种光电器件，由上述制备方法制得。
[0026]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0027]本专利技术通过处理剂对纳米晶颗粒进行修饰后，将其分散于光固化材料中以构建散射介质体系，利用光固化材料的可塑性，实现基于散射介质的平面型或立体型光电器件的制造，极大地降低了光电器件的设计与制造工艺难度，且所制得的光电器件具有良好光电响应特性，易于实现对光场散射性能的调控。
附图说明
[0028]图1为光电器件的结构示意图；
[0029]图2为三维堆栈式光电器件的示意图；
[0030]图3为三维半球形光电器件的示意图；
[0031]图4为三维半球形光电器件的散射特性与器件尺寸间关系图；
[0032]图5为三维半球形光电器件的散射特性与纳米晶比重浓度间关系图。
具体实施方式
[0033]为了让本领域技术人员更加清楚明白本专利技术所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例仅为本专利技术的优选实施例，对本专利技术要求的保护范围不构成限制作用，任何未违背本专利技术的精神实质和原理下所做出的修改、替代、组合，均包含在本专利技术的保护范围内。
[0034]以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
[0035]实施例1
[0036]本实施例提供一种散射介质，包括：纳米晶颗粒、处理剂和光固化材料；处理剂对纳米晶颗粒包覆进行修饰，经修饰后的纳米晶颗粒分散于光固化材料中。
[0037]其中纳米晶颗粒为二氧化钛纳米晶，其粒径为5nm，纳米晶颗粒在散射介质中所占质量分数为30％；处理剂为硅烷偶联剂KH
‑
570，硅烷偶联剂KH
‑
570对二氧化钛纳米晶的包覆厚度为0.5nm；光固化材料中包含有季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)和异丙基噻吨酮(ITX)，
PETTA与ITX比重为97:3。
[0038]上述散射介质的制备方法，包括以下步骤：
[0039](1)将处理剂与纳米晶颗粒混合进行表面修饰，得到表面修饰后的纳米晶颗粒；
[0040](2)将步骤(1)制得的表面修饰后的纳米晶颗粒分散在光固化材料中，得到散射介质。
[0041]实施例2
[0042]本实施例提供一种散射介质，包括：纳米晶颗粒、处理剂和光固化材料；处理剂对纳米晶颗粒包覆进行修饰，经修饰后的纳米晶颗粒分散于光固化材料中。
[0043]其中纳米晶颗粒为二氧化钛纳米晶，其粒径为5nm，纳米晶颗粒在散射介质中所占质量分数为0％、10％、20％或30％；处理剂为硅烷偶联剂KH
‑
570，硅烷偶联剂KH
‑
570对二氧化钛纳米晶的包覆厚度为0.3nm；光固化材料中包含有季戊四醇四丙烯酸酯(PETTA)和Irgacure
‑
369(光引发剂，购自巴斯夫公司)，PETTA与Irgacure
‑
369比重为98:2。
[0044]上述散射介质的制备方法，包括以下步骤：
[0045](1)将处理剂与纳米晶颗粒混合进行表面修饰，得到表面修饰后的纳米晶颗粒；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散射介质，其特征在于，包括：纳米晶颗粒、处理剂和光固化材料；所述处理剂选自表面活性剂和/或偶联剂。2.根据权利要求1所述的散射介质，其特征在于，所述纳米晶颗粒选自硅氧化物、钛氧化物、铝氧化物、铁氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铟锡氧化物、氮化硅、氟化镁或硒化锌中的至少一种。3.根据权利要求1所述的散射介质，其特征在于，所述纳米晶颗粒的粒径为1
‑
500nm；优选的，所述纳米晶颗粒的粒径为1
‑
200nm。4.根据权利要求1所述的散射介质，其特征在于，所述处理剂选自离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的散射介质，其特征在于，所述光固化材料包括光敏性高分子材料。6.根据权利要求5所述的散射介质，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋世超，曹耀宇，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：