本发明属于薄膜材料技术领域，具体涉及一种黄光扩散膜的制备方法。
背景技术：
发光二极管(lightemittingdiode，led)作为一种直接将电能转化为光能的固态半导体器件，不仅具有结构牢固，抗震耐冲击、光响应速度快、寿命长，而且能耗低。用它来照明，理论上只有白炽灯10％的能耗，相比荧光灯，led也可以达到50％的节能效果。用于显示器，不但达到节能，而且能使器件超薄化、轻量化，长寿命。因此，led已成为真正意义上的绿色照明与显示光源，广泛用于城市与家庭照明、电子电器、汽车等各行各业，在现代社会中已无处不在。led是一种点光源，在实际应用中通常需要将其转变成线光源或者面光源，使光线变得光亮柔和，实现这一转变，离不开一种不可缺少的光扩散材料。
光扩散材料是通过化学或物理的手段，利用光线在行径途中遇到两个折射率(密度)相异的介质时，发生折射、反射与散射的物理现象，通过在pmma、pc、ps、pp等基材基础中添加无机或有机光扩散剂、或者通过基材表面的微特征结构的阵列排列人为调整光线、使光线发生不同方向的折射、反射、与散射，从而改变光的行进路线，实现入射光充分散色以此产生光学扩散的效果。
杨柱等采用热/uv双重固化方式制备高透光率、高雾度光学扩散膜扩散涂层。分别研究了不同树脂/粒子比例(以热固化树脂为参考)、双重固化树脂比例(uv固化树脂/热固化树脂)，以及相同树脂/粒子比例条件下不同粒子粒径等参数对光学扩散膜扩散涂层力学性能、光学性能的影响。对制备的光学扩散膜扩散涂层力学、光学性能及表观形貌进行表征。测试结果表明：使用合适比例的热/uv混合固化树脂，能够制备出具有耐划伤性能且翘曲度较低的光学扩散膜扩散涂层(涂料工业，2013，43：8-12)。冯欣然等通过共混法在聚对苯二甲酸乙二酯(pet)中添加光扩散剂制备pet光扩散膜。利用mie散射理论计算了光扩散剂颗粒的折射率和粒径对光扩散效果的影响，并通过实验对理论计算结果进行验证。结果表明，光扩散剂颗粒折射率对光扩散效果的影响较小，而颗粒粒径的影响较大，与理论计算结果相吻合。探讨了光扩散剂添加量对光扩散效果的影响和原因，制备出透光率为85.3％、雾度为90.86％的pet光扩散膜(工程塑料应用，2013，41：4-7)。
光扩散膜面临的问题是现有膜材料的开发面对的是白光光源，而黄光是一种暖色光，在照明领域有广泛的应用，目前未有针对黄光点光源(如led、oled)转换成高色纯度面光源的高透过率、高雾度的光扩散膜。
本发明针对上述问题，开发一种黄光扩散膜，在确保高透过率、高雾度的同时，提高透射光的色纯度。
技术实现要素：
本发明属于薄膜材料领域，涉及一种黄光扩散膜的制备方法。本发明提出的制备方法是利用纳米光栅结构模板，在聚苯乙烯基板表面构筑硅烷偶联剂图形，加热，紫外光照射，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜，再在聚硅氧烷层上旋涂聚甲基丙烯酸甲酯层，高温退火，得黄光扩散膜。
本发明的制备方法具有如下特点：(1)首次使用界面纳米光栅结构来调控光扩散膜的光透过率和雾度；(2)首次使用界面纳米光栅结构来提高透射光的色纯度；(3)本发明制备的黄光扩散膜只对黄光有高的光透过率及雾度，同时提高黄光的色纯度，但对其它颜色的光，如白光、蓝光、红光等，不仅光透过率及雾度较低，而且不能提高相关颜色光的色纯度，即本发明制备的光扩散膜对黄光具有选择性，所得的技术效果是不可预期的，现有文献无法从理论或实验上给本发明以启示。
本发明提出的一种黄光扩散膜的制备方法，其特征在于制备工艺如下：
(1)聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜制备；室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜；其中硅烷偶联剂溶液中各组分的质量比为丙酮∶γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷∶n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷＝100℃1∶0.5。
(2)黄光扩散膜制备；将聚甲基丙烯酸甲酯溶液滴加在聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜图形化层上，旋涂成350nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯层，放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，得黄光扩散膜；其中聚甲基丙烯酸甲酯溶液中各组分的质量比为氯仿∶聚甲基丙烯酸甲酯∶过氧化二苯甲酰＝100∶10∶0.2，聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为9000；用透过率测试仪检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为92％、74％、78％、76％；用雾度计检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为96％、51％、48％、49％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经黄光扩散膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.92、0.75、0.76、0.77。
如果不加入聚甲基丙烯酸甲酯为原料，本发明还提供如下技术方案作为对比：
室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜；其中硅烷偶联剂溶液中各组分的质量比为丙酮∶γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷∶n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷＝100∶1∶0.5。用透过率测试仪检测聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为77％、76％、78％、76％；用雾度计检测聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为28％、26％、29％、27％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.74、0.73、0.75、0.78。
如果不加入γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为原料，本发明还提供如下技术方案作为对比：
(1)聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜制备；室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜；其中硅烷偶联剂溶液中各组分的质量比为丙酮∶n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷＝100∶0.5。
(2)黄光扩散膜制备；将聚甲基丙烯酸甲酯溶液滴加在聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜图形化层上，旋涂成350nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯层，放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，得黄光扩散膜；其中聚甲基丙烯酸甲酯溶液中各组分的质量比为氯仿∶聚甲基丙烯酸甲酯∶过氧化二苯甲酰＝100∶10∶0.2，聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为9000；用透过率测试仪检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为74％、76％、78％、75％；用雾度计检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为41％、35％、40％、38％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经黄光扩散膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.76、0.73、0.74、0.76。
如果不加入n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷为原料，本发明还提供如下技术方案作为对比：
(1)聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜制备；室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜；其中硅烷偶联剂溶液中各组分的质量比为丙酮∶γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷＝100∶1。
(2)黄光扩散膜制备；将聚甲基丙烯酸甲酯溶液滴加在聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜图形化层上，旋涂成350nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯层，放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，得黄光扩散膜；其中聚甲基丙烯酸甲酯溶液中各组分的质量比为氯仿∶聚甲基丙烯酸甲酯∶过氧化二苯甲酰＝100∶10∶0.2，聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为9000；用透过率测试仪检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为73％、74％、76％、75％；用雾度计检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为29％、32％、27％、28％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经黄光扩散膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.75、0.73、0.76、0.78。
如果使用重均分子量为15000的聚甲基丙烯酸甲酯为原料，本发明还提供如下技术方案作为对比：
(1)聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜制备；室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜；其中硅烷偶联剂溶液中各组分的质量比为丙酮∶γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷∶n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷＝100∶1∶0.5。
(2)黄光扩散膜制备；将聚甲基丙烯酸甲酯溶液滴加在聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜图形化层上，旋涂成350nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯层，放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，得黄光扩散膜；其中聚甲基丙烯酸甲酯溶液中各组分的质量比为氯仿∶聚甲基丙烯酸甲酯∶过氧化二苯甲酰＝100∶10∶0.2，聚甲基丙烯酸甲酯的重均分子量为15000；用透过率测试仪检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为76％、76％、78％、73％；用雾度计检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为51％、52％、50％、52％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经黄光扩散膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.76、0.74、0.75、0.75。
由对比技术方案可知，如果去除聚甲基丙烯酸甲酯层，构建黄光扩散膜，其对黄光的透过率、雾度急剧下降；在单独使用γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或n-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷为硅烷偶联剂，或改变聚甲基丙烯酸甲的重均分子量的情况下，黄光扩散膜对黄光的透过率、雾度也急剧下降，同时不再具有对透射光色纯度提高的效应，说明本发明中制备黄光扩散膜的原材料及工艺不能简单替换，本发明中的技术效果是各组分在特定工艺下协同作用的结果，因此，本发明申请要求保护的技术方案具有独特性和创造性。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明
实施例1
室温下，将100g丙酮、1gγ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷以及0.5gn-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷混合，搅拌10分钟，得硅烷偶联剂溶液。
室温下，将100g氯仿、10g重均分子量为9000的聚甲基丙烯酸甲酯以及0.2g过氧化二苯甲酰混合，搅拌10分钟，得聚甲基丙烯酸甲酯溶液。
室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜。
室温下，将聚甲基丙烯酸甲酯溶液滴加在聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜图形化层上，旋涂成350nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯层，放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，得黄光扩散膜。用透过率测试仪检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为92％、74％、78％、76％；用雾度计检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为96％、51％、48％、49％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经黄光扩散膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.92、0.75、0.76、0.77。
实施例2
室温下，将100g丙酮、1gγ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷以及0.5gn-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷混合，搅拌10分钟，得硅烷偶联剂溶液。
室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜。
用透过率测试仪检测聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为77％、76％、78％、76％；用雾度计检测聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为28％、26％、29％、27％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.74、0.73、0.75、0.78。
实施例3
室温下，将100g丙酮、0.5gn-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷混合，搅拌10分钟，得硅烷偶联剂溶液。
室温下，将100g氯仿、10g重均分子量为9000的聚甲基丙烯酸甲酯以及0.2g过氧化二苯甲酰混合，搅拌10分钟，得聚甲基丙烯酸甲酯溶液。
室温下，将lml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜。
室温下，将聚甲基丙烯酸甲酯溶液滴加在聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜图形化层上，旋涂成350nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯层，放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，得黄光扩散膜。用透过率测试仪检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为74％、76％、78％、75％；用雾度计检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为41％、35％、40％、38％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经黄光扩散膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.76、0.73、0.74、0.76。
实施例4
室温下，将100g丙酮、1gγ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷以混合，搅拌10分钟，得硅烷偶联剂溶液。
室温下，将100g氯仿、10g重均分子量为9000的聚甲基丙烯酸甲酯以及0.2g过氧化二苯甲酰混合，搅拌10分钟，得聚甲基丙烯酸甲酯溶液。
室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜。
室温下，将聚甲基丙烯酸甲酯溶液滴加在聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜图形化层上，旋涂成350nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯层，放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，得黄光扩散膜。用透过率测试仪检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为73％、74％、76％、75％；用雾度计检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为29％、32％、27％、28％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经黄光扩散膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.75、0.73、0.76、0.78。
实施例5
室温下，将100g丙酮、1gγ-(2，3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷以及0.5gn-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷混合，搅拌10分钟，得硅烷偶联剂溶液。
室温下，将100g氯仿、10g重均分子量为15000的聚甲基丙烯酸甲酯以及0.2g过氧化二苯甲酰混合，搅拌10分钟，得聚甲基丙烯酸甲酯溶液。
室温下，将1ml硅烷偶联剂溶液滴加在面积为9cm2、厚度为0.2mm、黄光透过率为92％的聚苯乙烯基板上，旋涂硅烷偶联剂层；将线宽、间距均为85nm的压印用纳米光栅结构模板放置在硅烷偶联剂层上，用压印的方法构建纳米光栅结构图形，再放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，分离模板，得图形化聚苯乙烯复合膜；再将图形化聚苯乙烯复合膜放入紫外箱中，用365nm波长紫外光照射10分钟，取出，得聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜。
室温下，将聚甲基丙烯酸甲酯溶液滴加在聚苯乙烯/聚硅氧烷复合膜图形化层上，旋涂成350nm厚的聚甲基丙烯酸甲酯层，放置在烘箱中，于100℃加热2小时，冷却至室温，得黄光扩散膜。用透过率测试仪检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光透过率分别为76％、76％、78％、73％；用雾度计检测光扩散膜的黄光、红光、蓝光、白光雾度分别为51％、52％、50％、52％；将色纯度为0.80的黄光、红光、蓝光、白光经黄光扩散膜透射，用色彩照度测试仪测得透射光的色纯度分别为0.76、0.74、0.75、0.75。