作者:都芃 来源:科技日报 发布时间:2024/6/13 14:46:32
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我国科学家研发出折射率高度可调谐的新型光学材料

 

近年来,光电信息技术的快速发展,使各类显示产品在日常生活中得到广泛应用,这背后离不开光学材料的不断进步。

折射率是光学材料的基本性质,高折射率可以降低光学元件的厚度和曲率,在保持其光学功能效果的同时,实现元器件的微型化,拓展其应用范围。不久前,北京化工大学和京东方科技集团股份有限公司的研究人员合作开发出一种折射率高度可调谐的透明有机无机复合光学胶材料。该成果已正式发表于《工程(英文)》期刊。

早期的光学元件原材料以玻璃为主,近年来,有机树脂基光学材料因其易成型、重量轻、成本低等优势,取得快速发展。然而,目前商品化的有机光学树脂,受限于有机分子和聚合物链的结构特性,其材料折射率普遍被限制在1.4—1.6之间。

针对这一应用痛点,研发团队基于丙烯酸树脂基紫外光固化光学胶的分子结构特点及其在光电显示器件中的实际应用需求,通过二氧化钛纳米粒子制备及其与丙烯酸树脂复合过程优化,研发出了高透明、高折射率的光学胶材料。

研发人员利用电子显微镜成像和原子力显微镜分析测试复合材料的微观结构,证实二氧化钛纳米粒子均匀地分散在复合材料中,固化成膜后的片材具有良好的平整度。当二氧化钛在复合光学胶中的质量分数为30wt%(质量百分比)时,复合材料的折射率可达1.67(波长589nm)。

经紫外线(UV)固化成膜后,该材料的折射率甚至可达2.0(波长589nm),同时在可见光范围内保持98%以上的高透明度和小于0.05%的低雾度,且通过压印工艺可进一步实现光学微结构的精密加工,可用于制作新型显示导光板等光学元件。在论文中,研发人员展示了利用新型光学胶制造的微棱镜型导光膜片,可有效提高照明度并降低能量消耗。未来,该成果有望在精准医疗、健康照明和新型显示产品等领域得到广泛应用。

 
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