一種金屬納米線的透明薄膜LED調光器制備方法技術

一種金屬納米線的透明薄膜LED調光器制備方法，涉及LED調光器。將硅膠彈性基體液和環氧樹脂固化劑混合，再壓制成彈性透明薄膜，固化后得可拉伸的彈性透明薄膜；將包裹合金的金屬納米線經過超聲，離心，使金屬納米線分散在正己烷溶液中，離心后把附著在金屬納米線表面的附著雜物分離，再將得到的納米線保存在正己烷溶液中備用；將包裹合金的金屬納米線均勻地分布于彈性透明薄膜表面，再將壓有金屬納米線的彈性透明薄膜浸泡在乳酸溶液中，然后進行退火處理，即完成導電彈性透明薄膜的制作；將得到的具有導電性的彈性透明薄膜使用導線連接LED光源，即得金屬納米線的透明薄膜LED調光器。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及LED調光器，尤其是涉及一種金屬納米線的透明薄膜LED調光器制備方法。
技術介紹
隨著人們生活水平的提高與潛在的市場要求使得LED照明技術不斷蓬勃發展，節能環保、不同場合的需求以及人們的舒適度等是LED調光器存在的重要意義。如今的LED照明問題其實大多是控制系統和光源電器不匹配造成的，這成了行業內的通病，同時LED的多元化也對控制系統也提出了更高的挑戰。由于LED的發光原理與傳統照明不同，是靠pn結發光，同功率的LED光源，因其采用的芯片不同，電流電壓參數則不同，故其內部布線結構和電路分布也不同，導致了各生產廠商的光源對調光驅動的要求也不盡相同。LED調光器是改變LED照明裝置中光源的光通量、調節照度水平的一種裝置，其主要目的是調整燈光的不同亮度。目前LED調光技術主要有如下這幾種：可控硅調光、遙控調光、分段式調光等。總的來說，目前市場上的的LED調光器制造工藝復雜、價格昂貴及功耗大等引起的缺陷日漸突出。而且一般這類調光器體積較大，而且不透光，很難以與體積很小的LED進行直接結合，也很難實現單個LED的分立式調光。基于金屬納米線能夠實現在各類光電器件上的廣泛應用([1]Song,M.etalAdv.Funct.Mater.23,4177–4184(2013)；[2]Z.F.Chenetal.,Acs.Nano.8,9673(2014).)包裹合金之后的金屬納米線能夠有效地提高熱穩定性以及防止氧化([3]Chen,ZetalACS.Nano,8,9673(2014))。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供更具美觀性、高透光性、成本低、壽命長、厚度超薄及良好的穩定性的一種金屬納米線的透明薄膜LED調光器制備方法。本專利技術包括以下步驟：1)將硅膠彈性基體液和環氧樹脂固化劑混合，再壓制成彈性透明薄膜，固化后得可拉伸的彈性透明薄膜；2)將包裹合金的金屬納米線經過超聲，離心，使金屬納米線分散在正己烷溶液中，離心后把附著在金屬納米線表面的附著雜物分離，再將得到的納米線保存在正己烷溶液中備用；3)將包裹合金的金屬納米線均勻地分布于彈性透明薄膜表面，再將壓有金屬納米線的彈性透明薄膜浸泡在乳酸溶液中，然后進行退火處理，即完成導電彈性透明薄膜的制作；4)將得到的具有導電性的彈性透明薄膜使用導線連接LED光源，即得金屬納米線的透明薄膜LED調光器。在步驟1)中，所述硅膠彈性基體液與環氧樹脂固化劑的體積比可為10︰(0.2～1)，優選(8～15)︰1；所述固化的溫度可為常溫或180℃。在步驟2)中，所述超聲可至少3次。在步驟3)中，所述將包裹合金的金屬納米線均勻地分布于彈性透明薄膜表面可采用壓印的方法，使包裹合金的金屬納米線均勻地分布于彈性透明薄膜表面，所述乳酸溶液可采用濃度稀釋的乳酸溶液；所述退火處理可在真空或氮氣狀態下使用低溫進行退火處理。本專利技術的關鍵是：將包裹合金的金屬納米線壓印在彈性透明薄膜上，制備獲得的以金屬納米線為主體、彈性透明薄膜為載體的透明導電網格，再經過乳酸浸泡、低溫退火之后得到的具有導電性的彈性透明薄膜作為LED調光器巧妙地與LED器件相結合。本專利技術通過在金屬納米線上裹上合金殼層，再通過壓印等方式將其轉移到透明彈性薄膜，利用酸熱固著技術，有效地實現金屬納米線作為LED調光器的應用。通過制備合金金屬納米線的導電彈性透明薄膜，將其作為調光器與LED線路相連接，而后調節導電薄膜的拉伸程度從而有效地控制LED發光的亮度。本專利技術相比較其他LED調光器更具美觀性、高透光性、成本低、壽命長、厚度超薄及良好的穩定性。由于包裹合金之后的金屬納米線能夠有效地提高熱穩定性以及防止氧化，同時合金如Ti由于熔點高具有強韌性，大大地提高了LED調光器的穩定性和使用壽命因。更重要的，本專利技術配制了硅橡膠和固化劑混合的高彈性透明薄膜，與納米線壓合固著后，實現了高透光、超薄厚度的薄膜式調光器，使得與LED的無擋光結合成為可能。附圖說明圖1為硅橡膠透明彈性體的在可見波段的透射譜圖。圖2為彈性導電薄膜拉伸應變與方阻的關系圖。應變釋放后電阻可復原。具體實施方式以包裹鈦殼層的銅納米線合成、轉移到PDMS彈性透明薄膜上，酸熱退火制備LED調光器為例。本專利技術包括以下步驟：1)制備彈性透明薄膜，經試驗發現硅膠彈性體基底液(Elastomerbase)和環氧樹脂固化劑(Elastomercuringagent)以(8～15)︰1的配比進行溶解時能夠成功獲取所需要的彈性透明薄膜。根據二者的比例，使用澆頭滴管量取8～15mL的PDMS溶液以及1mL的固化劑溶解于培養皿中，通過攪拌等方式使兩種溶液充分溶解，而后蓋上培養皿的蓋子落實好密封工作，確保溶液基本不暴露于空氣中而不被粉塵雜物等污染。上述操作完畢后，將培養皿放置于通風陰涼處1～3天溶液將自動慢慢凝固，或者用一定溫度加速其固化(100～180℃)，制備獲得的薄膜透射率好、彈性性能強，并且該操作方法極其簡單，為大規模生產LED調光器提供可靠保障。2)選擇包裹鈦殼層的銅納米線作為導電體，主要是因為銅納米線在包裹鈦殼層后能夠可靠防止氧化，有效地提高、鞏固了銅納米線的電學性能，同時Ti金屬熔點高韌性強，可提高納米線的拉伸回復穩定性。現將已制備好的包裹鈦殼層的銅納米線轉移到離心管中，把離心管放置于超聲儀中超聲3～5min，使得包裹鈦殼層的銅納米線均勻地分散在正己烷溶液當中。銅納米線充分溶解于正己烷溶液后，將離心管置于離心機中使用9000r/min的轉速離心5～7min。離心完畢后，將可以看到納米線固體會沉積在離心管底部，然后將離心管中的上層溶液倒掉，再一遍添加正己烷溶液于離心管中，將上述超聲、離心步驟重新循環2次或者2次以上即可獲得包裹鈦殼層的干凈銅納米線，而后將其保存在正己烷溶液當中。使用膠頭滴管量取適量已制備好的包裹鈦殼層的銅納米線，并對其超聲保證銅納米線能夠充分均勻地分散在正己烷溶液當中，將上述得到的溶液小心地倒入抽濾裝置中通過真空抽濾的方式使得銅納米線能夠均勻地分布在濾膜上，再用舟狀的印章將敷在濾膜上的銅納米線壓印轉移到PDMS彈性透明薄膜上，從而獲得分布均勻的導電網格。3)由于PDMS彈性透明薄膜等一些常規柔性襯底很難經受的住高溫退火，因此先將壓有銅納米線的PDMS彈性透明薄膜浸泡在濃度為3％～15％的稀釋乳酸中3～30s，而后在真空或者氮氣狀態下即可使用相對較低的退火溫度，80～150℃對其進行退火30～80min。以去除掉附著在銅納米線表面和硅橡膠表面上的雜物，并使得銅納米線與銅納米線之間完成焊接、銅納米線與PDMS彈性透明薄膜之間完成嵌入式固著。其原理是，由于彈性透明薄膜在加熱時表面會發生軟化，此時金屬納米線容易嵌入表面，但冷卻過程中，納米線嵌入部分牢固附著于彈性透明薄膜表面，有利于拉伸和恢復時與彈性透明薄膜同步變化，保持良好的穩定性。由此壓有金屬納米線的PDMS彈性透明薄膜獲得良好的導電性能，此乃彈性透明薄膜作為LED調光器的關鍵保障。4)在LED燈源上接出導線，再通過線夾將導線與壓有銅納米線的PDMS彈性透明薄膜相接觸，至此，一個完整的LED調光器制備完成。對導電的彈性透明薄膜作為LED調光器的結果進行分析：(1)圖1為彈性透明薄膜的透射譜圖，在可見波段此薄膜具備超高的透射率。如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種金屬納米線的透明薄膜LED調光器制備方法，其特征在于包括以下步驟：1)將硅膠彈性基體液和環氧樹脂固化劑混合，再壓制成彈性透明薄膜，固化后得可拉伸的彈性透明薄膜；2)將包裹合金的金屬納米線經過超聲，離心，使金屬納米線分散在正己烷溶液中，離心后把附著在金屬納米線表面的附著雜物分離，再將得到的納米線保存在正己烷溶液中備用；3)將包裹合金的金屬納米線均勻地分布于彈性透明薄膜表面，再將壓有金屬納米線的彈性透明薄膜浸泡在乳酸溶液中，然后進行退火處理，即完成導電彈性透明薄膜的制作；4)將得到的具有導電性的彈性透明薄膜使用導線連接LED光源，即得金屬納米線的透明薄膜LED調光器。

【技術特征摘要】
1.一種金屬納米線的透明薄膜LED調光器制備方法，其特征在于包括以下步驟：1)將硅膠彈性基體液和環氧樹脂固化劑混合，再壓制成彈性透明薄膜，固化后得可拉伸的彈性透明薄膜；2)將包裹合金的金屬納米線經過超聲，離心，使金屬納米線分散在正己烷溶液中，離心后把附著在金屬納米線表面的附著雜物分離，再將得到的納米線保存在正己烷溶液中備用；3)將包裹合金的金屬納米線均勻地分布于彈性透明薄膜表面，再將壓有金屬納米線的彈性透明薄膜浸泡在乳酸溶液中，然后進行退火處理，即完成導電彈性透明薄膜的制作；4)將得到的具有導電性的彈性透明薄膜使用導線連接LED光源，即得金屬納米線的透明薄膜LED調光器。2.如權利要求1所述一種金屬納米線的透明薄膜LED調光器制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述硅膠彈性基體液與環氧樹脂固化劑的體積比為10︰(0.2～1)。3.如權利要求2所述一種金屬納米線的透明薄膜LED調光器制...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡端俊，黃友楊，王華春，
申請(專利權)人：廈門大學，
類型：發明
國別省市：福建;35