CN115710438B - 金属氧化物分散液、显示器用薄膜组合物及显示器用光学元件 - Google Patents

金属氧化物分散液、显示器用薄膜组合物及显示器用光学元件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及金属氧化物分散液、显示器用薄膜组合物及显示器用光学元件，根据本发明一实施例的金属氧化物分散液包括氧化锆纳米粒子；单体；以及表面改性剂，所述氧化锆纳米粒子的四方晶系半峰全宽(FWHM)是0.9以上，单斜晶系半峰全宽是0.7以上。

Description

金属氧化物分散液、显示器用薄膜组合物及显示器用光学 元件
技术领域
本发明涉及金属氧化物分散液、显示器用薄膜组合物及显示器用光学元件。
背景技术
光学透明聚合物材料因其成本低、加工性能良好、可见光透光率高而被广泛用于光学涂层及光电子材料，但仅通过聚合物材料很难实现高折射率，因此正在积极展开将具有高折射率的金属氧化物粒子混合至聚合物并进行分散的方法。
为了实现显示器的高亮度、高对比度度和低功耗等性能，会将具有高折射率金属氧化物粒子的有机无机混合材料作为显示器用透明材料进行使用，这在今后有望得到更广泛的应用。
然而，具有高折射率金属氧化物粒子的有机-无机混合材料尽管可以通过金属氧化物粒子提高折射率，但同时会降低透光率、雾度(haze)、黄度(yellow index；Y.I.)等光学性能，在作为显示材料使用时受到限制。
为了解决这一问题，许多技术都在研究如何在维持折射率、粘度等物理性质的同时改善黄度，这些技术通常会改变无机物的合成方法或大量使用添加剂，存在影响其他物理性质的问题。
因此，需要一种制备金属氧化物粒子分散液的技术，该技术可以在改善具有高折射金属氧化物粒子的有机-无机混合材料的黄度的同时，不会影响其他物理性质。
上述背景技术的内容是发明人在开发本发明的过程中掌握或习得的内容，不应被理解为必须是申请本发明前公开的一般公知技术。
发明内容
发明要解决的问题
本发明用于解决上述问题，提供一种金属氧化物分散液、显示器用薄膜组合物及显示器用光学元件，可以通过调节氧化锆纳米粒子的晶相混合比来实现高折射率与低黄度。
本发明要解决的技术问题并不受限于上述言及课题，未言及的其他课题将通过下面的记载由本领域普通技术人员明确理解。
解决问题的技术手段
根据本发明一实施例的金属氧化物分散液，可以包括：氧化锆纳米粒子；单体；及表面改性剂，所述氧化锆纳米粒子的四方晶系半峰全宽(full width at half maximum,FWHM)是0.9以上，单斜晶系半峰全宽是0.7以上。
根据一实施方式，所述氧化锆纳米粒子的晶体大小可以小于10nm。
根据一实施方式，通过下面的公式1与公式2计算得到的所述单斜晶系的体积分数(Vm)可以是30％至40％，
通过下面的公式3计算得到的所述四方晶系的体积分数(Vt)可以是60％至70％：
[公式1]
[公式2]
以及
Vm：单斜晶系的体积分数
(111)：对于/>(111)面的峰的单斜晶系强度
It(101)：对于(101)面的峰的四方晶系强度
[公式3]
Vt＝1-Vm
Vt：四方晶系的体积分数。
根据一实施方式，所述氧化锆纳米粒子可以是所述金属氧化物分散液中的40重量％至70重量％。
根据一实施方式，所述单体可以包括从由丙烯酸甲酯、丙烯酸月桂酯、乙氧基二甘醇丙烯酸酯、甲氧基三甘醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、2-羟基-3-苯氧基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯酸苯甲酸酯、三羟甲基丙烷苯甲酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸苯氧乙酯、甲氧基聚乙烯甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丁酯甲基丙烯酸十七氟癸酯、甲基丙烯酸三氟甲酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丙酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸二苯酯、丙烯酸联苯酯、2-联苯丙烯酸酯、2-([1,1’-联苯]-2-氧基)丙烯酸乙酯、苯氧基苄基丙烯酸酯、3-苯氧基苄基-3-(1-萘基)丙烯酸酯、乙基(2E)-3-羟基-2-(3-苯氧基苄基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸联苯酯、2-硝基丙烯酸苯酯、4-硝基丙烯酸苯酯、2-硝基甲基丙烯酸苯酯、4-硝基甲基丙烯酸苯酯、2-硝基苄基甲基丙烯酸酯、4-硝基苄基甲基丙烯酸酯、2-氯苯基丙烯酸酯、4-氯苯基丙烯酸酯、2-氯苯基甲基丙烯酸酯、4-氯苯基甲基丙烯酸酯、邻苯基苯酚丙烯酸乙酯、苯酚、甲基丙烯酸联苯酯、邻苯基苯酚乙氧基丙烯酸酯、1-(联苯-2-基甲基)-4-苯基哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-甲氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-乙氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-异丙氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(3-甲氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(4-甲氧基苯基)哌嗪及双酚二丙烯酸酯组成的群组中选择的至少一种。
根据一实施方式，所述单体可以是所述金属氧化物分散液中的1重量％至50重量％。
根据一实施方式，所述表面改性剂可以包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂可以是包括从由丙烯酸酯基、(甲基)丙烯酸基、环氧基(epoxy)、烷氧基(alkoxy)、乙烯基(vinyl)、苯基(phenyl)、甲基丙烯醯氧基(methacryloxy)、氨基(amino)、氯硅烷基(chlorosilanyl)、氯丙基(chloropropyl)及巯基(mercapto)组成的群组中选择的至少一种的硅烷。
根据一实施方式，所述表面改性剂可以包括从由γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基硅烷、4-氨基丁基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨基乙基-3-氨基丙基二乙基异丙氧基硅烷、(巯基甲基)二甲基乙氧基硅烷、二-4-巯基丁基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三异丙氧基硅烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、4-溴丁基甲基二丁氧基硅烷、5-碘己基二乙基甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异硫氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-羟丁基异丙基二甲氧基硅烷、双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、溴苯基三甲氧基硅烷、(2-(碘苯基)乙基)乙基二甲氧基硅烷、双(氯甲基苯基)二甲氧基硅烷、溴甲基苯基二甲基异丙氧基硅烷、双(丙基三甲氧基硅烷)碳二亚胺、N-乙基-N-(丙基乙氧基二甲氧基硅烷)-碳二亚胺、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙醇、(3,5-己二酮)三乙氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基乙醯乙酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1,4,7-***癸烷、10-三乙氧基甲硅烷基-1,4,7-***癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3,6-偶氮乙酸壬酯、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双氧乙烯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷及(甲基丙烯醯氧基)丙基三甲氧基硅烷组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述表面改性剂可以是所述金属氧化物分散液中的1重量％至50重量％。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液还可以包括分散剂，所述分散剂包括从由聚醚酸类化合物、聚醚胺类化合物、聚醚酸/胺混合物、包括磷酸基团的酯类化合物及包括磷酸基团的聚醚类化合物组成的群组中选择的至少一种。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液可以是无溶剂型。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液的粘度可以是200cP至50000cP。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液的折射率可以是1.60以上。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液的黄度(Yellow Index；Y.I)可以是30以下，雾度(Haze)可以是20％以下。
根据本发明另一实施例的显示器用薄膜组合物，包括：本发明一实施例的金属氧化物分散液；UV光引发剂；以及UV固化单体。
根据一实施方式，所述UV光引发剂可以包括从由阳离子光引发剂与自由基光引发剂组成的群组中选择的至少任一种，其中，所述阳离子光引发剂从鎓盐类、重氮盐类、锍盐类化合物及咪唑类中选择；所述自由基光引发剂从噻吨酮类、磷类、三嗪类、二苯甲酮类、安息香类、肟类、丙酮类、氨基酮类、酮类、安息香醚苯乙酮类、蒽醌类及芳香族氧化膦类化合物中选择。
根据一实施方式，所述UV固化单体可以包括从由丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、缩水甘油-α-丙烯酸乙酯、缩水甘油-α-n-丙烯酸丙酯、缩水甘油-α-丙烯酸丁酯、3,4-环氧丁基甲基丙烯酸酯、3,4-环氧丁基丙烯酸酯、6,7-环氧庚基甲基丙烯酸甲酯、6,7-环氧庚基丙烯酸酯、6,7-环氧庚基-α-乙基丙烯酸酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的群组中选择的至少任一种。
根据本发明又一实施例的光学薄膜包括本发明一实施例的显示器用分散液组合物的固化物。
根据本发明又一实施例的显示器用光学元件包括本发明一实施例的扩散膜。
发明的效果
根据本发明一实施例的金属氧化物分散液通过调节氧化锆纳米粒子混合晶相的体积分数来制备出低黄度、高折射率的丙烯酸酯类单体混合分散液。具有混合比得到调节的晶体结构的氧化锆纳米粒子，可以基于混合比来确定晶体结构的半峰全宽与晶体大小。并且，所述金属氧化物分散液的氧化锆粒子的分散性优秀、因粘度较低具有优秀的流动性与成型性，可以用作元件，即用作提高显示器装置效率的显示器用溶胶分散液。
根据本发明一实施例的扩散膜及显示器用光学元件可以用来制造用于移动电话、平板电脑、PDP、笔记本电脑、显示屏、TV的背光单元的扩散膜。
附图说明
图1是说明普通氧化锆粒子的晶体结构及密度的附图。
图2是说明对本发明一实施例的氧化锆纳米粒子的晶体结构的晶体大小进行测量的附图。
具体实施方式
下面，将参照附图对实施例进行详细说明。应当理解，可以对实施例进行多种改变，本申请的权利范围并不受限于下面的实施例。对实施例进行的所有改变、及其等同物乃至其替代物均属于本发明的权利范围。
实施利中使用的术语仅用于说明特定实施例，并非用于限定范围。在内容中没有特别说明的情况下，单数表达包括复数含义。在本说明书中，“包括”或者“具有”等术语用于表达存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，并不排除存在或者额外附加一个或一个以上其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合的可能性。
在没有其他定义的情况下，包括技术或者科学术语在内的本文使用的全部术语，都具有本领域普通技术人员所理解的通常含义。通常使用的如词典定义的术语，应理解为相关技术内容中的含义，在本说明书中没有明确定义的情况下，不能解释为理想化或过于形式化的含义。
并且，在参照附图进行说明的过程中，与附图标记无关，相同的构成要素使用相同的附图标记，并省略重复说明。在说明实施例的过程中，当判断对于相关公知技术的具体说明会不必要地混淆实施例时，省略其详细说明。
并且，在说明实施例的构成要素时，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅用于将一构成要素区别于其他构成要素，并不用于限制相应构成要素的本质或顺序等。
当一个构成要素与某一实施例的构成要素具有共同功能，在其他实施例中也使用相同名称对该构成要素进行说明。在没有言及反例的情况下，某一实施例的说明能够适用于其他实施例，对重复内容省略具体说明。
根据本发明一实施例的金属氧化物分散液包括氧化锆纳米粒子；单体；及表面改性剂，所述氧化锆纳米粒子的四方晶系半峰全宽(full width at half maximum，FWHM)可以是0.9以上，单斜晶系半峰全宽可以是0.7以上。
图1是说明普通氧化锆粒子的晶体结构及密度的附图。
参照图1，普通的氧化锆粒子根据形成结晶的a、b、c3个晶轴具有单斜晶系(monoclinic)、四方晶系(tetragonal)及立方晶系(cubic)等3种晶相。
单斜晶系晶相到1400K为止保持稳定状态，从1170K到2640K为四方晶系晶相，在更高的温度到熔点之间为立方晶系晶相，理论密度如附图所示。
根据本发明一实施例的金属氧化物分散液包括纳米氧化锆的混合晶相中四方晶系与单斜晶系混合的结构。
根据本发明一实施例的金属氧化物分散液可以通过调节纳米氧化锆的混合晶相中四方晶系(2θ＝30.119°)与单斜晶系(2θ＝28.217°)的体积分数，提供黄度(Y.I)低、折射率高的分散液。
图2是说明对本发明一实施例的氧化锆纳米粒子的晶体结构的晶体大小进行测量的附图。
根据一实施方式，如图2中的晶体大小所示，所述氧化锆纳米粒子晶体大小(crystallite size)是全部金属氧化物分散液中全部氧化锆纳米粒子的平均。可以收集金属氧化物分散液的代表试样，并利用扫描电子显微镜(SEM)来测量氧化锆纳米粒子的晶体大小。
根据一实施方式，所述氧化锆纳米粒子的晶体大小可以小于10nm。当所述所述氧化锆粒子的D50平均晶体大小超过10nm时，会产生散射或出现凝聚或沉淀，这会导致涂层外观不合格并降低折射率。
根据一实施方式，通过下面的公式1与公式2计算得到的所述单斜晶系(2θ＝28.217°)的体积分数(Vm)可以是30％至40％；通过下面的公式3计算得到的所述四方晶系(2θ＝30.119°)的体积分数(Vt)可以是60％至70％。
[公式1]
[公式2]
以及
Vm：单斜晶系的体积分数
(111)：对于/>(111)面的峰的单斜晶系强度
It(101)：对于(101)面的峰的四方晶系强度
[公式3]
Vt＝1-Vm
Vt：四方晶系体积分数
优选地，所述单斜晶系的体积分数(Vm)可以是34％至40％、或36％至40％；所述四方晶系的体积分数(Vt)可以是60％至65％、或60％至63％，通过调节所述氧化锆粒子的混合晶相的体积分数，可以在实现高折射率的同时降低黄度。
根据一实施方式，所述氧化锆纳米粒子可以是所述金属氧化物分散液中的40重量％至70重量％。当低于所述金属氧化物分散液中的40重量％时，会降低固化性组合物的亮度，这会降低后续工艺中制造的固化膜的光学特性；当超过70重量％时，会因氧化锆纳米粒子间分散间隔迅速缩小而出现分散液粘度过度上升、氧化锆纳米粒子间发生凝聚的问题。
优选地，所述氧化锆纳米粒子可以是所述金属氧化物分散液中的50重量％至70重量％、60重量％至70重量％、40重量％至60重量％、50重量％至60重量％或40重量％至50重量％。
根据一实施方式，所述单体可以包括从由C1至C22烷基丙烯酸酯类单体、C1至C22烷氧基丙烯酸酯单体、C6至C24芳基丙烯酸酯类单体、C1至C22烷基(甲基)丙烯酸酯类单体、C1至C22烷氧基(甲基)丙烯酸酯类单体、C6至C24芳基(甲基)丙烯酸酯类单体、亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯类单体、亚烷基二醇二丙烯酸酯类单体、亚烷基二醇烷基醚(甲基)丙烯酸酯类单体、亚烷基二醇烷基醚丙烯酸酯类单体、引入甲基丙烯酸酯和/或丙烯酸酯取代基的衍生物组成的群组中选择的至少一种。
并且，所述单体的分子再次由羟基、脂肪环及芳香环(6至30个碳)中至少一个取代，所述“亚烷基”具有1至10个碳，包括1至20个(n)，所述“烷基醚”可以包括1至20个碳的烷基。所述单体可以包括1至6的官能丙烯酸酯，例如双官能、三官能等。
根据一实施方式，所述单体可以包括从由丙烯酸甲酯、丙烯酸月桂酯、乙氧基二甘醇丙烯酸酯、甲氧基三甘醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、2-羟基-3-苯氧基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、三羟甲基丙烷丙烯酸苯甲酸酯、三羟甲基丙烷苯甲酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸苯氧乙酯、甲氧基聚乙烯甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丁酯甲基丙烯酸十七氟癸酯、甲基丙烯酸三氟甲酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丙酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、甘油二甲基丙烯酸酯六亚甲基二异氰酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸二苯酯、丙烯酸联苯酯、2-联苯丙烯酸酯、2-([1,1’-联苯]-2-氧基)丙烯酸乙酯、苯氧基苄基丙烯酸酯、3-苯氧基苄基-3-(1-萘基)丙烯酸酯、乙基(2E)-3-羟基-2-(3-苯氧基苄基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸联苯酯、2-硝基丙烯酸苯酯、4-硝基丙烯酸苯酯、2-硝基甲基丙烯酸苯酯、4-硝基甲基丙烯酸苯酯、2-硝基苄基甲基丙烯酸酯、4-硝基苄基甲基丙烯酸酯、2-氯苯基丙烯酸酯、4-氯苯基丙烯酸酯、2-氯苯基甲基丙烯酸酯、4-氯苯基甲基丙烯酸酯、邻苯基苯酚丙烯酸乙酯、苯酚、甲基丙烯酸联苯酯、邻苯基苯酚乙氧基丙烯酸酯、1-(联苯-2-基甲基)-4-苯基哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-甲氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-乙氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-异丙氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(3-甲氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(4-甲氧基苯基)哌嗪及双酚二丙烯酸酯组成的群组中选择的至少一种。
根据一实施方式，所述单体可以是所述金属氧化物分散液中的1重量％至50重量％。当包括在所述范围内时，可以提高金属氧化物的分散性，提高后续工艺中的固化性能，提供具有高折射率与柔韧性的涂层。
优选地，所述单体可以是所述金属氧化物分散液中的50重量％至70重量％、60重量％至70重量％、40重量％至60重量％、50重量％至60重量％或40重量％至50重量％。
根据一实施方式，当所述表面改性剂包括在所述范围内时，金属氧化物溶胶分散液在保持高折射率、形成薄膜适当的低粘度，以及有效的透光率的同时，将氧化锆粒子有效分散至溶胶分散液中。由此，即使在本发明的金属氧化物分散液中填充高浓度的氧化锆粒子，也能够确保稳定的分散性，可以制备出保持高透明度的金属氧化物溶胶。
根据一实施方式，所述表面改性剂包括硅烷偶联剂，所述硅烷偶联剂可以是包括从由丙烯酸酯基、(甲基)丙烯酸基、环氧基(epoxy)、烷氧基(alkoxy)、乙烯基(vinyl)、苯基(phenyl)、甲基丙烯醯氧基(methacryloxy)、氨基(amino)、氯硅烷基(chlorosilanyl)、氯丙基(chloropropyl)及巯基(mercapto)组成的群组中选择的至少一个的硅烷。
根据一实施方式，所述表面改性剂可以包括从由γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、4-氨基丁基甲基二乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-2-氨基乙基-3-氨基丙基二乙基异丙氧基硅烷、(巯基甲基)二甲基乙氧基硅烷、二-4-巯基丁基二甲氧基硅烷、3-巯基丙基三异丙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基二甲基乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、4-溴丁基甲基二丁氧基硅烷、5-碘己基二乙基甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异硫氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-羟丁基异丙基二甲氧基硅烷、双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、溴苯基三甲氧基硅烷、(2-(碘苯基)乙基)乙基二甲氧基硅烷、双(氯甲基苯基)二甲氧基硅烷、溴甲基苯基二甲基异丙氧基硅烷、双(丙基三甲氧基硅烷)碳二亚胺、N-乙基-N-(丙基乙氧基二甲氧基硅烷)-碳二亚胺、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙醇、(3,5-己二酮)三乙氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基乙酰乙酸酯、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基甲基丙烯酸酯硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、N-乙氧基羰基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-三乙氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、10-三甲氧基甲硅烷基-1,4,7-***癸烷、10-三乙氧基甲硅烷基-1,4,7-***癸烷、9-三甲氧基甲硅烷基-3,6-偶氮乙酸壬酯、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐、N-苄基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-双氧乙烯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷及(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，所述表面改性剂可以是所述金属氧化物分散液中的1重量％至50重量％。当所述表面改性剂在所述金属氧化物分散液中低于1重量％时，氧化锆纳米粒子在分散液组合物中的分散性会降低，由此产生白浊现象；当超过50重量％时，会因硅烷化合物过多结合至氧化锆纳米粒子表面而产生粒子间凝聚，这会带来提高粘度的问题。
当所述表面改性剂包括在所述范围内时，可以在适当保持氧化锆粒子的表面处理反应速度的同时，提高氧化锆粒子在分散液组合物中的分散性，可以有效地防止过量添加的表面处理剂附着到氧化锆粒子表面而引发氧化锆粒子间凝聚，最终降低分散性的问题。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液还包括分散剂，所述分散剂可以包括从由聚醚酸类化合物、聚醚胺类化合物、聚醚酸/胺混合物、包括磷酸基团的酯类化合物及包括磷酸基团的聚醚类化合物组成的群组中选择的至少一种。
根据一实施方式，当所述分散剂低于1重量％时，会难以与后续工艺中由有机化合物构成的树脂组合物相容；当超过20重量％时，分散剂会过度结合至氧化锆粒子表面导致折射率降低。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液还可以包括有机溶剂，所述溶剂有助于分散，可以是30重量％至50重量％。为了后续工艺，可以(几乎)完全去除所述溶剂来形成无溶剂型溶胶分散液。
根据一实施方式，当所述有机溶剂在所述金属氧化物分散液中低于30重量％时，因达不到起到分散介质作用的最小范围，会影响分散性、粘度及光学性质；当超过50重量％时，会增加去除溶剂的时间，会降低由金属氧化物分散液制成的光学膜的折射率及亮度、降低固化膜的透光率，提高雾度。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液可以是无溶剂型。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液的粘度可以是200cP至50,000cP。优选地，所述金属氧化物分散液的粘度可以是200cP至40,000cP；200cP至30,000cP；200cP至20,000cP；200cP至10,000cP；200cP至5,000；200cP至1,000cP；200cP至500；1,000cP至50,000cP；30,000cP至50,000cP；20,000cP至50,000cP；20,000cP至40,000cP；20,000cP至30,000cP；30,000cP至50,000cP；或40,000cP至50,000cP，所述金属氧化物分散液可以是无溶剂型，可以是溶胶分散液。当所述粘度较高时，会难以与有机材料形成液体，还会降低分散液中氧化锆粒子的分散性，在制造薄膜时很难形成均匀的薄膜层，导致光学性能降低。可以使用DV2T LV主轴(由Brookfield制造)来测量粘度。此外，所述粘度可以是在25℃的温度和1.0(1/s)的剪切速率下测量。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液的折射率可以是1.60或1.670以上。这样可以与后续工艺中一起使用的成份或组合物更好地相容，形成具有高亮度效率、高透光率以及高折射率的涂层。
根据一实施方式，所述金属氧化物分散液的黄度(Yellow Index；Y.I)可以是30以下，雾度(Haze)可以是20％以下。
根据本发明一实施例的金属氧化物分散液包括具有混合比得到调节的晶体结构的氧化锆纳米粒子，由此，可以根据混合比确定晶体结构的半峰全宽与晶体大小，当与高折射率的丙烯酸酯类的单体混合分散液具有相同含量的氧化锆时，光学性质中的黄度可以得到改善。
本发明的另一实施例的显示器用薄膜组合物包括本发明一实施例的金属氧化物分散液；UV光引发剂；以及UV固化单体。
根据一实施方式，所述UV光引发剂可以包括阳离子光引发剂、自由基光引发剂或两者。
根据一实施方式，所述UV光引发剂可以包括从由阳离子光引发剂以及自由基光引发剂组成的群组中选择的至少任一种：其中，阳离子光引发剂从鎓盐类、重氮盐类、锍盐类化合物及咪唑类中选择；自由基光引发剂从噻吨酮类、磷类、三嗪类、二苯甲酮类、安息香类、肟类、丙酮类、氨基酮类、酮类、安息香醚苯乙酮类、蒽醌类及芳香族氧化膦类化合物中选择。
根据一实施方式，所述UV光引发剂可以是所述显示器用薄膜组合物中的2重量％至5重量％。当所述UV光引发剂在所述显示器用薄膜组合物中低于2重量％时，薄膜组合物无法充分固化，因此难以获得适当的硬度；当超过5重量％时，由于固化收缩，在成膜后可能会出现裂纹、剥落等问题。
根据一实施方式，所述UV固化单体可以包括丙烯酸酯类树脂。所述丙烯酸酯类树脂是分子内没有双键的饱和烃类聚合物，其固有性质具有优异的抗氧化性，因此耐候性优秀。
根据一实施例，所述UV固化单体可以包括从由丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、缩水甘油-α-丙烯酸乙酯、缩水甘油-α-n-丙烯酸丙酯、缩水甘油-α-丙烯酸丁酯、3,4-环氧丁基甲基丙烯酸酯、3,4-环氧丁基丙烯酸酯、6,7-环氧庚基甲基丙烯酸甲酯、6,7-环氧庚基丙烯酸酯、6,7-环氧庚基-α-乙基丙烯酸酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的群组中选择的至少任一种。
根据一实施方式，本发明的显示器用薄膜组合物还可以包括丙烯酸类树脂。
根据一实施方式，所述丙烯酸类树脂可以包括从由丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、乙二醇二丙烯酸酯(EGDA)、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)、三羟甲基丙烷乙氧基三丙烯酸酯(TMPEOTA)、甘油丙氧基化三丙烯酸酯(GPTA)、季戊四醇四丙烯酸酯(PETA)、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸二苯酯、丙烯酸联苯酯、2-联苯丙烯酸酯、2-([1,1’-联苯]-2-氧基)丙烯酸乙酯、苯氧基苄基丙烯酸酯、3-苯氧基苄基-3-(1-萘基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸联苯酯、2-硝基丙烯酸苯酯、4-硝基丙烯酸苯酯、2-硝基甲基丙烯酸苯酯、4-硝基甲基丙烯酸苯酯及双季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)组成的群组中选择的至少任一种。
根据本发明一实施例的薄膜组合物具有高折射率，并且可以改善薄膜发生黄变。
根据本发明又一实施例的光学薄膜包括本发明一实施例的显示器用分散液组合物的固化物。
根据一实施方式，准备基材，在所述基材上层叠或涂覆根据本发明一实施例的显示器用分散液组合物进行UV固化，由此形成涂层来制造固化物。
根据一实施方式，所述光学薄膜可以包括基材；以及由形成在至少一部份所述基材的本发明的显示器用分散液组合物制备的涂层(膜、薄膜等)。制造所述光学薄膜时，所述金属氧化物分散液或包括金属氧化物分散液的组合物，可以在仅有微量溶剂或几乎没有溶剂或工艺无溶剂(free)状态下形成涂层。
根据一实施方式，可以根据光学薄膜的用途适当选择基材，可以是透明基材。所述透明基材只要是透明薄膜即可，并没有特殊限制。可以是包括例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephtalate，PET)等聚酯纤维(polyester)、乙烯醋酸乙烯酯(ethylenevinyl acetate，EVA)等聚乙烯(polyethylene)、环烯烃聚合物(cyclic olefin polymer，COP)、环烯烃共聚物(cyclic olefin copolymer，COC)、聚丙烯酸酯(polyacrylate，PAC)、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate，PMMA)、聚醚醚酮(polyetheretherketon，PEEK)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate，PEN)、聚醚酰亚胺(polyetherimide，PEI)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、三乙酰纤维素(triacetylcellulose，TAC)、甲基丙烯酸甲酯(methylmethacrylate，MMA)、或氟类树脂等的薄膜，并且可以是具有柔韧性的无机基板。
根据一实施方式，所述涂布方法可以包括从由凹版涂布、间接凹版涂布、2至3个的辊压涂布(roll pressure coating)、2至3个的逆辊式涂布(roll reverse coating)、浸渍涂布、1至2个的辊吻合式涂布、拖刀涂布(trailing balde coating)、压轧涂布(nipcoating)、柔性版涂布(flexographic coating)、倒刀涂布(inverted knife coating)、抛光棒涂布(polishing bar coating)及线绕刮刀涂布(wire wound doctor coating)组成的群组中选择的至少任一种。在涂布后，通过UV光线对涂层进行固化，固化处理保持10秒至1小时。
根据本发明一实施例的扩散膜可以用于移动电话、平板计算机、PDP、笔记本计算机、显示屏、TV的背光单元所需的扩散膜。
根据本发明又一实施例的显示器用光学元件包括本发明一实施例的扩散膜。
根据一实施方式，所述显示器用光学元件可以用作移动电话、平板计算机、PDP、笔记本计算机、显示屏、TV的背光单元的光学元件。
下面，参照实施例及比较例更详细地说明本发明。
但，下面的实施例仅用于示例本发明，本发明的内容并不受限于下面的实施例。
[比较例1]
利用水热合成法来合成氧化锆纳米粒子，此时，合成的氧化锆粒子具有四方晶系与单斜晶系的混合结构。在氧化锆粒子的晶相中，四方晶系结构的体积分数是46.5％、晶体大小是12.6nm、FWHM是0.659。单斜晶系结构的体积分数是56.5％、晶体大小是15.3nm、FWHM是0.546。
混合如上合成的氧化锆61wt％、磷酸类分散剂5wt％、丙烯酸酯类单体34wt％获得氧化锆单体分散液。
[比较例2]
利用水热合成法来合成四方晶系与单斜晶系混合结构的氧化锆纳米粒子此时，在氧化锆粒子的晶相中，四方晶系结构的体积分数是53.1％、晶体大小是11.7nm、FWHM是0.710。单斜晶系结构的体积分数是46.9％、晶体大小是15.4nm、FWHM是0.541。
按照与比较例1相同的方法制备单体分散液。
[比较例3]
利用水热合成法来合成四方晶系与单斜晶系混合结构的氧化锆纳米粒子。此时，在氧化锆粒子的晶相中，四方晶系结构的体积分数是55.7％、晶体大小是10.8nm、FWHM是0.766。单斜晶系结构的体积分数是44.3％、晶体大小是12.5nm、FWHM是0.663。
按照与比较例1相同的方法制备单体分散液。
[实施例1]
利用水热合成法来合成四方晶系与单斜晶系混合结构的氧化锆纳米粒子。此时，在氧化锆粒子的晶相中，四方晶系结构的体积分数是60.2％、晶体大小是7.8nm、FWHM是0.980。单斜晶系结构的体积分数是39.8％、晶体大小是9.9nm、FWHM是0.712。
按照与比较例1相同的方法制备单体分散液。
[实施例2]
利用水热合成法来合成四方晶系与单斜晶系混合结构的氧化锆纳米粒子。此时，在氧化锆粒子的晶相中，四方晶系结构的体积分数是60.7％、晶体大小是7.7nm、FWHM是0.990。单斜晶系结构的体积分数是39.3％、晶体大小是7.8nm、FWHM是0.978。
按照与比较例1相同的方法制备单体分散液。
[实施例3]
利用水热合成法来合成四方晶系与单斜晶系混合结构的氧化锆纳米粒子。此时，在氧化锆粒子的晶相中，四方晶系结构的体积分数是62.5％、晶体大小是7.3nm、FWHM1.042。单斜晶系结构的体积分数是37.5％、晶体大小是9.9nm、FWHM是0.781。
按照与比较例1相同的方法制备单体分散液。
<折射率测量方法>
将根据本实施例制备的涂层溶液试样在室温(25℃)下滴至棱镜，然后按开始键达到设定温度则会自动开始测量，测量结果为组合物的折射率，如表1所示。
测量设备:ATAGO/JAPAN
型号：RX-5000Alpha
表1显示了本发明的比较例1至3、实施例1至3的根据氧化锆晶体结构的半峰全宽(FWHM)、晶体大小、体积分数、分散液的折射率、黄度(Y.I)及雾度。
【表1】
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参照表1，根据本发明的实施例1至3制备的丙烯酸酯类-单体分散液，其四方晶系的体积分数超过60％，单斜晶系的体积分数低于40％，晶体大小小于10nm。由此，本发明的实施例1至3制备的丙烯酸酯类-单体分散液具有1.690-1.695的高折射率，同时黄度(YIASTM D1925)降低至不到30，同时能够确认到降低雾度的效果。
综上，通过有限的附图说明了实施例，本领域普通技术人员能够基于所述记载进行多种更改与变形。如果所说明的技术按照不同的顺序执行，和/或如果所说明的构成要素按照不同的形态进行结合或组合，或者由其他构成要素或者等同物置换或代替，也能得到适当的结果。
因此，其他体现方式，其他实施例以及权利要求书及其等同内容范围都应被解释为包括在本发明中。

Claims (16)

1.一种金属氧化物分散液，其特征在于，
包括：
氧化锆纳米粒子；
单体；及
表面改性剂，
所述氧化锆纳米粒子的四方晶系半峰全宽是0.9以上，
单斜晶系半峰全宽是0.7以上，
所述氧化锆纳米粒子的晶体大小小于10nm，
通过下面的公式1与公式2计算得到的所述单斜晶系的体积分数(Vm)是30％至40％，
通过下面的公式3计算得到的所述四方晶系的体积分数(Vt)是60％至70％，
所述氧化锆纳米粒子是所述金属氧化物分散液中的40重量％至70重量％，
[公式1]
[公式2]
以及
Vm：单斜晶系的体积分数
(111)：对于/>(111)面的峰的单斜晶系强度
It(101)：对于(101)面的峰的四方晶系强度
[公式3]
Vt＝1-Vm
Vt：四方晶系的体积分数。
2.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述单体包括从由丙烯酸甲酯、丙烯酸月桂酯、乙氧基二甘醇丙烯酸酯、甲氧基三甘醇丙烯酸酯、丙烯酸苯氧乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸2-羟丙酯、新戊二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、双季戊四醇六丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸四氢糠酯、甲基丙烯酸苯氧乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟丁酯甲基丙烯酸十七氟癸酯、甲基丙烯酸三氟甲酯、丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸六氟丙酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、三聚氰胺丙烯酸酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸二苯酯、丙烯酸联苯酯、2-([1,1’-联苯]-2-氧基)丙烯酸乙酯、苯氧基苄基丙烯酸酯、3-苯氧基苄基-3-(1-萘基)丙烯酸酯、乙基(2E)-3-羟基-2-(3-苯氧基苄基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸联苯酯、2-硝基丙烯酸苯酯、4-硝基丙烯酸苯酯、4-硝基甲基丙烯酸苯酯、2-硝基苄基甲基丙烯酸酯、2-氯苯基丙烯酸酯、4-氯苯基丙烯酸酯、2-氯苯基甲基丙烯酸酯、4-氯苯基甲基丙烯酸酯、苯酚、1-(联苯-2-基甲基)-4-苯基哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-甲氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-乙氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(2-异丙氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(3-甲氧基苯基)哌嗪、1-(联苯-2-基甲基)-4-(4-甲氧基苯基)哌嗪及双酚二丙烯酸酯组成的群组中选择的至少一种。
3.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述单体是所述金属氧化物分散液中的1重量％至50重量％。
4.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述表面改性剂包括硅烷偶联剂，
所述硅烷偶联剂是包括从由丙烯酸酯基、(甲基)丙烯酸基、环氧基、烷氧基、乙烯基、苯基、甲基丙烯醯氧基、氨基、氯硅烷基、氯丙基及巯基组成的群组中选择的至少一种的硅烷。
5.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述表面改性剂包括从由γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基硅烷、(3-缩水甘油氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异硫氰酸酯丙基甲基二甲氧基硅烷、双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、溴苯基三甲氧基硅烷、3-(三甲氧基甲硅烷基)丙醇、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、2-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷、N-三甲氧基甲硅烷基丙基三亚乙基三胺、3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基琥珀酸酐、N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷及(甲基丙烯醯氧基)丙基三甲氧基硅烷组成的群组中选择的至少任一种。
6.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述表面改性剂是所述金属氧化物分散液中的1重量％至50重量％。
7.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述金属氧化物分散液还包括分散剂，
所述分散剂包括从由聚醚酸类化合物、聚醚胺类化合物、聚醚酸/胺混合物、包括磷酸基团的酯类化合物及包括磷酸基团的聚醚类化合物组成的群组中选择的至少一种。
8.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述金属氧化物分散液是无溶剂型。
9.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述金属氧化物分散液的粘度是200cP至50,000cP。
10.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述金属氧化物分散液的折射率是1.60以上。
11.根据权利要求1所述的金属氧化物分散液，其特征在于，
所述金属氧化物分散液的黄度是30以下，
雾度是20％以下。
12.一种显示器用薄膜组合物，其特征在于，
包括:
权利要求1所述的金属氧化物分散液；
UV光引发剂；以及
UV固化单体。
13.根据权利要求12所述的显示器用薄膜组合物，其特征在于，
所述UV光引发剂包括从由阳离子光引发剂与自由基光引发剂组成的群组中选择的至少任一种，
其中，所述阳离子光引发剂从鎓盐类、重氮盐类、锍盐类化合物及咪唑类中选择；所述自由基光引发剂从噻吨酮类、磷类、三嗪类、二苯甲酮类、安息香类、肟类、丙酮类、氨基酮类、酮类、蒽醌类及芳香族氧化膦类化合物中选择。
14.根据权利要求12所述的显示器用薄膜组合物，其特征在于，
所述UV固化单体包括从由丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、3,4-环氧丁基甲基丙烯酸酯、3,4-环氧丁基丙烯酸酯、6,7-环氧庚基甲基丙烯酸甲酯、6,7-环氧庚基丙烯酸酯、6,7-环氧庚基-α-乙基丙烯酸酯、丙烯酸2-羟丙酯、丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸四氢糠酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯及三羟甲基丙烷三丙烯酸酯组成的群组中选择的至少任一种。
15.包括权利要求12所述的显示器用分散液组合物的固化物的光学薄膜。
16.包括权利要求15所述的光学薄膜的显示器用光学元件。
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