功能材料及其制备方法、三维显示光栅及显示装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种功能材料及其制备方法、三维显示光栅及显示装置，属显示【技术领域】，可解决现有三维显示装置存在污染的问题。本发明的功能材料包括带有改性层的无机混合粉末，无机混合粉末包括氧化硼、氧化钠、氧化锂、氧化锆、氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、银络合物、磷酸银、硝酸银、电气石、硫代硫酸银、碳纳米管、硫酸铝、锰、锰的氧化物、铁、铁的氧化物、钴、钴的氧化物、镍、镍的氧化物、铬、铬的氧化物、铜、铜的氧化物、氧化镁、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化锆、碳化钽、碳化钼、氮化硼、氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化铝、硼化铬、四硼化三铬、硼化钛、硼化锆、二硅化钨、二硅化钛等；改性层由二元酐和二元胺反应生成。
【专利说明】功能材料及其制备方法、三维显示光栅及显示装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及显示【技术领域】，尤其涉及一种功能材料及其制备方法、三维显示光栅 及显示装置。
【背景技术】
[0002] 裸眼三维显示是三维显示（3D显示）技术的一种，其指用户不必佩戴偏光眼镜即 可获得立体显示效果的技术。
[0003] 如图1所示，一种裸眼三维显示技术的核心是三维显示光栅2,三维显示光栅2具 有交替设置的遮光条和透光条，当将三维显示光栅2设于显示面板1 (如液晶显示面板、有 机发光二极管显示面板等）出光面外的特定位置时，由于遮光条的挡光作用，使用户左眼 只能看到显示面板1的一部分区域，而右眼只能看到显示面板1的另一部分区域，这样，只 要在显示面板1的两个区域分别显示供左眼、右眼观看的画面，即可实现立体显示效果。
[0004] 但是，三维显示装置的显示面板在使用中会不可避免的产生一些电磁辐射污染， 对人体健康产生影响。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有三维显示装置会产生污染的问题，提供一种可起到医疗保健作用 且对环境友好的功能材料及其制备方法、三维显示光栅及显示装置。
[0006] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种功能材料，其包括表面带有改性层 的无机混合粉末，所述无机混合粉末包括主料和辅料；
[0007] 所述主料由氧化硼、氧化钠、氧化锂、氧化锆组成；
[0008] 所述辅料包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、银络合物、磷酸银、硝 酸银、电气石、硫代硫酸银、碳纳米管、硫酸铝、锰、锰的氧化物、铁、铁的氧化物、钴、钴的氧 化物、镍、镍的氧化物、铬、铬的氧化物、铜、铜的氧化物、氧化镁、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳 化锆、碳化钽、碳化钥、氮化硼、氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化铝、硼化铬、四硼化三铬、硼化 钛、硼化锆、二硅化钨、二硅化钛中的任意一种或多种；
[0009] 所述改性层由二元酐和二元胺反应生成。
[0010] 优选的是，用于生成所述改性层的二元酐与二元胺的物质的量的比在（0.85? 1.05) : 1。
[0011] 进一步优选的是，用于生成所述改性层的二元酐与二元胺的物质的量的比在 (0· 92 ?1. 05) : 1。
[0012] 优选的是，所述用于生成所述改性层的二元酐中含有至少一个苯基；所述用于生 成所述改性层的二元胺中含有至少一个苯基或非苯基的六元碳环。
[0013] 进一步优选的是，用于生成所述改性层的二元酐选自均苯四甲酸二酐、偏苯三酸 酐、二苯酮二酐、联苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐中的任意一种；用于生成所述改性层的二 兀胺选自3-氨基节胺、2, 2'-二氟-4, 4'-(9-亚荛基）二苯胺、2, 2-双（3-氨基-4-轻苯 基）六氟丙烷、六氢-间苯二甲基二胺、1，4-二（氨甲基）环己烷、2, 2-双[4-(4-氨基苯氧 基）苯]六氟丙烧、2, 2-双（3-氨基-4-甲苯基）六氟丙烧、2, 2-双（3-氨基苯基）六氟 丙烧、2, 2-双（4-氨基苯基）六氟丙烧、2, 7-二氨基莉、间苯二甲胺、4, 4' -亚甲基双（2-乙 基-6-甲基苯胺）中的任意一种。
[0014] 优选的是，所述无机混合粉末的粒径在1?5000nm。
[0015] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种上述功能材料的制备方法，其包 括：
[0016] 将所述无机混合粉末、二元酐、二元胺与引发剂、溶剂混合均匀；
[0017] 加热使所述二元酐与二元胺反应，在无机混合粉末表面形成所述改性层。
[0018] 优选的是，所述无机混合粉末的质量与二元酐、二元胺反应后生成的物质的质量 的比为（20?1) : 1。
[0019] 进一步优选的是，所述引发剂为偶氮二异丁腈、2, 2' -双偶氮-(2, 4-二甲基戊 腈）、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈中的任意一种。
[0020] 优选的是，所述加热分为两步进行，其具体为：在35?70°C的温度下加热20? 40min ;在70?100°C的温度下加热20?40min。
[0021] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种三维显示光栅，其包括由交替设置 的遮光条和透光条组成的光栅本体；且，
[0022] 所述光栅本体的表面和/或内部含有上述功能材料。
[0023] 优选的是，所述光栅本体内的功能材料的质量百分含量在0. 1?30% ;和/或，所 述光栅本体表面具有厚度在50?lOOOnm的表面膜层，所述表面膜层中含有所述功能材料， 其中功能材料的质量百分含量在〇. 1?10%。
[0024] 进一步优选的是，所述光栅本体内的功能材料的质量百分含量在3?20% ;和/ 或，所述表面膜层中的功能材料的质量百分含量在〇. 5?5%。
[0025] 解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种三维显示装置，其包括显示面板和 三维显示光栅，且
[0026] 所述三维显示光栅为上述的三维显示光栅。
[0027] 本发明的功能材料可发出远红外线和负离子；远红外线被人体吸收后可使体内水 分子共振，活化水分子，增强分子间结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物体细胞 处于最高振动能级；且远红外热量可传递到皮下较深的部分，使下深层温度上升，扩张毛细 血管，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增强组织再生能力，提高机体免疫力，调 节精神异常兴奋状态；而负离子对细菌和有机物有分解和氧化作用，可起到杀菌消毒和净 化环境空气质量的效果；因此，该功能材料可起到医疗保健作用，对环境友好。
[0028] 本发明的功能材料的无机混合粉末表面具有改性层，该改性层可使无机混合粉末 与光栅主体良好的结合，并且还可提高该无机混合粉末发射远红外线和负离子的能力，从 而使功能材料很好的融入三维显示光栅中，在不影响三维显示光栅本身性能的情况下，增 加其环境友好度。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为现有的一种二维显不装直的原理不意图；
[0030] 图2为本发明实施例的功能材料的制备方法的流程图；
[0031] 图3为本发明实施例的三维显示装置的剖面结构示意图；
[0032] 其中，附图标记为：
[0033] 1、显示面板；2、三维显示光栅；21、光栅本体；3、功能材料；22、表面膜层。
【具体实施方式】
[0034] 为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方 式对本发明作进一步详细描述。
[0035] 本实施例提供一种功能材料及其制备方法。
[0036] 该功能材料包括表面带有改性层的无机混合粉末，无机混合粉末包括主料和辅 料；
[0037] 主料由氧化硼、氧化钠、氧化锂、氧化锆组成；
[0038] 辅料包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、银络合物、磷酸银、硝酸 银、电气石、硫代硫酸银、碳纳米管、硫酸铝、锰、锰的氧化物、铁、铁的氧化物、钴、钴的氧化 物、镍、镍的氧化物、铬、铬的氧化物、铜、铜的氧化物、氧化镁、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化 锆、碳化钽、碳化钥、氮化硼、氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化铝、硼化铬、四硼化三铬、硼化钛、 硼化锆、二硅化钨、二硅化钛中的任意一种或多种；
[0039] 改性层由二元酐和二元胺反应生成。
[0040] 其中，无机混合粉末的粒径在纳米量级至微米量级，具体优选在1?5000nm，更优 选在10?500nm。
[0041] 其中，二元酐是指分子结构中含有至少两个酸酐基团的物质；而二元胺是指分子 结构中含有至少两个胺基（或氨基）的物质。
[0042] 其中，二元酐中优选含有至少一个苯基，其更优选为均苯四甲酸二酐、偏苯三酸 酐、二苯酮二酐、联苯二酐、二苯醚二酐、六氟二酐中的任意一种。
[0043] 其中，二元胺中优选含有至少一个苯基或非苯基的六元碳环（例如环己烷），其 更优选为3-氨基节胺、2, 2' -二氟-4, 4' -(9-亚荛基）二苯胺、2, 2-双（3-氨基-4-轻苯 基）六氟丙烷、六氢-间苯二甲基二胺、1，4-二（氨甲基）环己烷、2, 2-双[4-(4-氨基苯氧 基）苯]六氟丙烧、2, 2-双（3-氨基-4-甲苯基）六氟丙烧、2, 2-双（3-氨基苯基）六氟 丙烧、2, 2-双（4-氨基苯基）六氟丙烧、2, 7-二氨基莉、间苯二甲胺、4, 4' -亚甲基双（2-乙 基-6-甲基苯胺）中的任意一种。
[0044] 其中，二元酐与二元胺的物质的量的比优选为（0.85?1.05) : 1 ;更优选在 (0· 92 ?1. 05) : 1。
[0045] 经研究发现，符合以上条件的二元酐和二元胺反应后生成的改性层可最好的改善 无机混合粉末的性质。
[0046] 本实施例的功能材料可发出远红外线和负离子；远红外线被人体吸收后可使体内 水分子共振，活化水分子，增强分子间结合力，从而活化蛋白质等生物大分子，使生物体细 胞处于最高振动能级；且远红外热量能传递到皮下较深的部分，使下深层温度上升，扩张毛 细血管，促进血液循环，强化各组织之间的新陈代谢，增强组织再生能力，提高机体免疫力， 调节精神异常兴奋状态；而负离子对细菌和有机物有分解和氧化作用，可起到杀菌消毒和 净化环境空气质量的效果；因此，本实施例的功能材料可起到医疗保健作用，对环境友好。
[0047] 上述功能材料的制备方法包括：将所述无机混合粉末、二元酐、二元胺与引发剂、 溶剂混合均匀；加热使所述二元酐与二元胺反应，在无机混合粉末表面形成所述改性层。
[0048] 具体的，如图2所示，上述制备方法可包括：
[0049] S01、在使用分散剂的情况下，将各原料分别粉碎为粉末后按比例混合均匀，或将 各原料按比例混合均匀后再粉碎，得到无机混合粉末。
[0050] 其中，分散剂可选用德国毕克公司生产的BYK161、路博润公司生产的 Solsperse32500、Solsperse22000等常规分散剂；粉碎可采用球磨、研磨等常规方式；由于 得到无机混合粉末可采用已知的方法，故在此不再详细描述。
[0051] S02、将占总量1/4?1/3的引发剂及占总量1/4?1/3的二元胺溶解在溶剂中备 用。
[0052] 其中，无机混合粉末的质量与二元酐、二元胺反应后生成的物质的质量的比为 (20 ?1) : 1。
[0053] 也就是说，二元酐、二元胺的用量按照如下的方式确定：假设二元酐与二元胺可完 全反应并得到生成物（实际为改性层），若该生成物的质量为1，则无机混合粉末的质量就 在1?20之间；这样的用量可保证在无机混合粉末上得到厚度合适的改性层。
[0054] 其中，引发剂用于引发反应，其优选为氮类引发剂，更优选为偶氮二异丁腈、 2, 2' -双偶氮_(2, 4-二甲基戊腈）、偶氮二异丁酸二甲酯、偶氮二异戊腈中的任意一种。
[0055] 其中，溶剂可选自脂肪醇、乙二醇醚、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、单甲基醚 乙二醇酯、丁内酯、丙酸-3-乙醚乙酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单甲基 醚、丙二醇单甲基醚醋酸酯、环己烷、二甲苯、异丙醇等常规的有机溶剂。由于溶剂的选择对 最终产品的性能无显著影响，故各实施例统一用丙二醇单甲基醚醋酸酯作溶剂。
[0056] S03、将无机混合粉末加入反应容器（如四口瓶）中，并开始搅拌、震荡、摇动等；之 后加入二元酐、溶剂，以及剩余的引发剂、二元胺，溶解均匀。
[0057] S04、开始加热以进行反应，其优选分为两步进行，具体可包括：先在35?70°C的 温度下加热20?40min ;之后继续在70?KKTC的温度下加热20?40min。
[0058] 以上的加热过程中，可使二元酐与二元胺间发生反应，从而在无机混合粉末表面 生成改性层；其中，之所以分步加热，主要是为了防止反应过于剧烈。
[0059] 在反应过程中，逐渐将上述溶解有引发剂和二元胺的溶液逐渐滴加到四口瓶中； 之所以这样加入，是为了防止反应过于剧烈。
[0060] 其中，本步反应优选在氮气保护下进行，且在反应过程中优选一直保持搅拌。
[0061] 其中，各步骤中溶剂的用量以能将其中的物质均匀的分散、溶解为准，而引发剂用 量以能引发反应为准，这些可由本领域技术人员根据实际情况调整，在此不再详细描述。但 通常而言，无机混合粉末、引发剂、溶剂的质量比（均指总量）为1 : (0.25?0.4) : (1? 1. 5)，为了统一，故在各实施例具体制备功能材料的过程中，统一使无机粉末、引发剂、溶剂 的质量比为1 : 0.3 : 1.4。。
[0062] S05、反应结束后用经冷藏的溶剂使反应物冷却至室温（约10?30°C )。
[0063] S06、蒸干剩余溶剂或将粉末从中分离出来，得到带有改性层的无机混合粉末，即 得到功能材料。
[0064] 当然，应当理解，以上所述的制备方法还可进行许多变化，例如，二元酐、二元胺、 引发剂等可一次都溶解在溶剂中；再如，加热也可只为一段等。总之，只要能使二元酐与二 元胺反应并在无机混合粉末表面形成改性层即可。
[0065] 按照GB/T7287-2008标准测试所得功能材料的红外线比辐射率，并用空气负离子 测定仪测量其产生的负离子数量。
[0066] 按照上述方法制备不同的功能材料，各实施例中采用的物质、用量、参数及产品性 能如以下各表所示。
[0067] 表1、各实施例的功能材料的无机混合粉末中主料的情况（含量单位为质量份数）
[0068]
【权利要求】
1. 一种功能材料，其特征在于，包括表面带有改性层的无机混合粉末，所述无机混合粉 末包括主料和辅料； 所述主料由氧化硼、氧化钠、氧化锂、氧化锆组成； 所述辅料包括氧化铝、氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、氧化钙、银络合物、磷酸银、硝酸 银、电气石、硫代硫酸银、碳纳米管、硫酸铝、锰、锰的氧化物、铁、铁的氧化物、钴、钴的氧化 物、镍、镍的氧化物、铬、铬的氧化物、铜、铜的氧化物、氧化镁、碳化硼、碳化硅、碳化钛、碳化 锆、碳化钽、碳化钥、氮化硼、氮化铬、氮化钛、氮化锆、氮化铝、硼化铬、四硼化三铬、硼化钛、 硼化锆、二硅化钨、二硅化钛中的任意一种或多种； 所述改性层由二元酐和二元胺反应生成。
2. 根据权利要求1所述的功能材料，其特征在于， 用于生成所述改性层的二元酐与二元胺的物质的量的比在（0.85?1.05) : 1。
3. 根据权利要求2所述的功能材料，其特征在于， 用于生成所述改性层的二元酐与二元胺的物质的量的比在（0. 92?1. 05) : 1。
4. 根据权利要求1所述的功能材料，其特征在于， 所述用于生成所述改性层的二元酐中含有至少一个苯基； 所述用于生成所述改性层的二元胺中含有至少一个苯基或非苯基的六元碳环。
5. 根据权利要求4所述的功能材料，其特征在于， 用于生成所述改性层的二元酐选自均苯四甲酸二酐、偏苯三酸酐、二苯酮二酐、联苯二 酐、二苯醚二酐、六氟二酐中的任意一种； 用于生成所述改性层的二元胺选自3-氨基苄胺、2, 2'-二氟-4, 4'-(9-亚弗基）二苯 胺、2, 2-双（3-氨基-4-轻苯基）六氟丙烧、六氢-间苯二甲基二胺、1，4-二（氨甲基）环 己烧、2, 2-双[4-(4-氨基苯氧基）苯]六氟丙烧、2, 2-双（3-氨基-4-甲苯基）六氟丙 烧、2, 2-双（3-氨基苯基）六氟丙烧、2, 2-双（4-氨基苯基）六氟丙烧、2, 7-二氨基莉、间 苯二甲胺、4, 4'-亚甲基双（2-乙基-6-甲基苯胺）中的任意一种。
6. 根据权利要求1至5中任意一项所述的功能材料，其特征在于， 所述无机混合粉末的粒径在1?5000nm。
7. -种功能材料的制备方法，其特征在于，所述功能材料为权利要求1至6中任意一项 所述的功能材料，所述制备方法包括： 将所述无机混合粉末、二元酐、二元胺与引发剂、溶剂混合均匀； 加热使所述二元酐与二元胺反应，在无机混合粉末表面形成所述改性层。
8. 根据权利要求7所述的功能材料的制备方法，其特征在于， 所述无机混合粉末的质量与二元酐、二元胺反应后生成的物质的质量的比为（20? 1) : 1。
9. 根据权利要求7所述的功能材料的制备方法，其特征在于， 所述引发剂为偶氮二异丁腈、2, 2' -双偶氮-(2, 4-二甲基戊腈）、偶氮二异丁酸二甲 酯、偶氮二异戊腈中的任意一种。
10. 根据权利要求7所述的功能材料的制备方法，其特征在于，所述加热分为两步进 行，其具体为： 在35?70°C的温度下加热20?40min ; 在70?100°C的温度下加热20?40min。
11. 一种三维显示光栅，包括由交替设置的遮光条和透光条组成的光栅本体，其特征在 于， 所述光栅本体的表面和/或内部含有权利要求1至6中任意一项所述的功能材料。
12. 根据权利要求11所述的三维显示光栅，其特征在于， 所述光栅本体内的功能材料的质量百分含量在〇. 1?30% ; 和/或 所述光栅本体表面具有厚度在50?lOOOnm的表面膜层，所述表面膜层中含有所述功 能材料，其中功能材料的质量百分含量在〇. 1?10%。
13. 根据权利要求12所述的三维显示光栅，其特征在于， 所述光栅本体内的功能材料的质量百分含量在3?20% ; 和/或 所述表面膜层中的功能材料的质量百分含量在〇. 5?5%。
14. 一种三维显示装置，包括显示面板和三维显示光栅，其特征在于， 所述三维显示光栅为权利要求11至13中任意一项所述的三维显示光栅。
【文档编号】C09C3/10GK104231680SQ201410367829
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2013年11月8日
【发明者】杨久霞, 白峰, 冯鸿博 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方光电科技有限公司