كيف يعمل انتشار الضوء في ضوء LED؟

تشير مادة نشر الضوء إلى المادة التي يمكنها تحويل مصادر الضوء النقطي والخطي إلى مصادر ضوء خطي وسطحي، وبصفة عامة، فإن وظيفة هذا النوع من المواد هي جعل مصدر الضوء يبدو أقل إبهارًا للعين المجردة بعد الانكسار والانعكاس والتشتت. لذا أولاً، سأعرض أولاً ما هي مواد نشر الضوء الشائعة في مصابيح LED؟

1. غطاء مصباح نشر الضوء PS
طريقة التحضير.
في الوقت الحاضر، تتمثل طرق التحضير الرئيسية1 لمواد الانتشار الضوئي في البلمرة وتعديل المزج.

1.) طريقة البلمرة.
وفقًا لمبدأ انكسار الضوء، تعتمد طريقة البلمرة على البلمرة المشتركة لنوعين من مونومرات البوليمر ذات معامل انكسار مختلف وتوافق ضعيف، أو البلمرة بالتجزئة، والتي تستخدم لتحضير مواد الانتشار الضوئي المشتت للضوء. يتم تحضير نوعين من المونومرات بأنشطة تفاعل مختلفة عن طريق البلمرة، لأن نشاط التفاعل بين المونومر المبعثر والمونومر المكون للمصفوفة مختلف، وينتج المونومر المبعثر بلمرة ذاتية أو بلمرة مشتركة كتلية مع مونومر المصفوفة. وبهذه الطريقة، تكون الخواص الضوئية للنواة المكثفة المتكونة في سلسلة البلمرة المعنية موحدة، وينعكس الضوء وينكسر عند حدود النواة المكثفة، وبالتالي يصبح التشتت مكوِّنًا. تُستخدم البلمرة على نطاق واسع في تحضير مواد الانتشار الضوئي القائمة على PMMA.

2. غطاء مصباح LED لنشر الضوء.
طريقة تعديل المزج.
وتتمثل طريقة تعديل المزج في إضافة ناشر الضوء إلى الراتنج، الذي يكون كرويًا ومشتتًا بشكل موحد في الراتنج الشفاف لتشكيل هيكل جزيرة. وبما أن معامل الانكسار المختلف للراتنج وناشر الضوء، فإن الضوء يشبه الانعكاس المرآوي على سطح ناشر الضوء. بعد انعكاسات متعددة لتحقيق تأثير انتشار الضوء. في الوقت نفسه، تحدد كمية الناشر الضوئي وحجم الجسيمات وتوزيعها ومعامل الانكسار الخصائص البصرية للمادة.

3. عاكس ضوئي منتشر الضوء.
في الوقت الحاضر، يتم إنتاج العديد من مواد الانتشار الضوئي بشكل عام بهذه الطريقة، لأن هذه الطريقة تشبه منشطات البوليمر، والعملية بسيطة، خاصة في لوحة الانتشار الضوئي بجرعة كبيرة جدًا، يمكن إنتاج هذه الطريقة بشكل مستمر ولها كفاءة إنتاج عالية.
فيما يلي مثال يعتمد بشكل أساسي على طريقة تعديل المزج :

1.) آلية العمل.
آلية عمل مادة الانتشار الضوئي هي أن الجسيمات العضوية أو غير العضوية تضاف إلى ركيزة لوحة الانتشار كجسيمات تشتت لجعل الضوء ينكسر وينعكس ويتشتت في وسطين بمعامل انكسار مختلف عند المرور عبر طبقة التشتت. التفاصيل يرجى التحقق من الرسم التخطيطي للانتشار على النحو التالي:

2.) مادة المصفوفة.
نظرًا لأن الركيزة من مواد نشر الضوء، فإن نفاذية الضوء العالية مطلوبة. تشمل مواد المصفوفة الشائعة مادة PPMMA وPS والكمبيوتر الشخصي ومواد الانتشار الضوئي الشائعة على النحو التالي:

ويحدد معامل الانكسار مدى سطوع المادة، ويشير معامل الانكسار الأعلى إلى انعكاس المزيد من الضوء عند السطح البيني بين المادة والهواء. وبصفة عامة، كلما ارتفع معامل الانكسار، انخفضت نسبة النفاذية.

عاكس ضوئي ناشر للضوء من الكمبيوتر الشخصي
3.) ناشر الضوء
وفقًا لتكوين عامل نشر الضوء، يمكن تقسيمه إلى ناشر عضوي وناشر غير عضوي.

ناشر الضوء العضوي
يشمل هذا النوع من عوامل نشر الضوء بشكل أساسي نوع الأكريليك، ونوع السيليكون، ونوع البولي فينيل، وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر، عامل نشر الضوء الأكريليكي والسيليكوني هو الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. هذا النوع من ناشر الضوء لديه نفاذية جيدة. يتميز السيليكون بمزايا الإضافة المنخفضة والضباب الجيد، ونفاذية حمض الأكريليك جيدة.

غطاء مصباح LED لنشر الضوء
ناشر الضوء غير العضوي
تشمل ناشرات الضوء غير العضوية بشكل أساسي كبريتات الباريوم النانوية وثاني أكسيد السيليكون وكربونات الكالسيوم وما إلى ذلك. من وجهة نظر مجهرية، هذه الناشرات الضوئية غير العضوية عبارة عن كرات مجهرية صلبة، ومن الصعب جدًا أن يمر الضوء عبر الكرة الصلبة، مما سيؤثر على انتقال الكثير من الضوء، حيث ينكسر جزء فقط من الضوء من خلالها، لذلك يؤثر على سطوع الضوء أو انتقاله، وهو أمر نادرًا ما يستخدم في الوقت الحاضر.
فيما يلي معاملات انكسار العديد من ناشرات الضوء:

غطاء مصباح LED
4.) تأثير جسيمات الانتشار الضوئي
تأثير حجم جسيمات الانتشار
في حالة نفس الكتلة، كلما كان حجم الجسيمات أصغر، كلما زاد عدد الجسيمات؛ كلما زاد عدد الجسيمات؛ كلما زاد انحراف الضوء عند مروره، وكلما زاد الانتشار، زاد الضباب. ومع ذلك، عندما يكون حجم الجسيمات صغيرًا جدًا، يصعب التحكم في توزيع حجم الجسيمات، وعلى العكس من ذلك، في نفس الضباب، تنخفض النفاذية. فقط عندما يكون حجم الجسيمات وتوزيع حجم الجسيمات مناسبًا، يمكن أن يصل نفاذية الضوء والضباب إلى قيمة أعلى في الوقت نفسه. يبلغ حجم الجسيمات عمومًا حوالي 1-5 ميكرون. وفي الوقت نفسه، كلما كان انتظام الجسيمات ونهايتها أفضل، كان الضباب ونفاذية الضوء أفضل.

مصباح LED
تأثير معامل الانكسار للجسيمات المنتشرة
يجب ألا يكون معامل الانكسار للركيزة والناشر كبيرًا جدًا أو صغيرًا جدًا. عندما يتراوح معامل الانكسار النسبي للناشر بين 0.91-0.97 و1.03-1.09، تكون نفاذية الانتشار أفضل. إذا كان معامل الانكسار النسبي صغيرًا جدًا، يكون الفرق بين مؤشري الانكسار ضئيلًا ولا يكون التشتت واضحًا. سيؤدي الاختلاف الكبير في معامل الانكسار النسبي إلى انعكاس كلي، مما يعكس الضوء إلى الداخل ولا يمكن تصديره بشكل فعال.

صفيحة LED لنشر الضوء
تأثير تركيز جسيمات الانتشار.
مع زيادة جزيئات انتشار الضوء، سيزداد عدد تشتت الضوء في لوحة الانتشار، ويزداد التشتت الخلفي، ويقل المسار الحر للفوتونات، ويزداد الضباب، ولكن النفاذية تنخفض. في حالة ضمان نفاذية وضبابية عالية، يتم اختيار تركيز مادة نشر الضوء بشكل معقول، وتكون نسبة الخلط العامة أقل من 2%.

مصباح LED لنشر الضوء
3. متطلبات الأداء.
تتطلب مواد نشر ضوء LED الشائعة ما يلي:
نفاذية عالية، وانتشار عالٍ، وعدم توهج، وانعدام الضوء والظل.
إخفاء مصدر الضوء أفضل.
ويتمتع بقابلية جيدة لمعالجة التدفق، وثبات الأبعاد، ومقاومة للعوامل الجوية، ومقاومة للحرارة.
مقاومة عالية للهب وقوة تأثير عالية.
نفاذية الضوء أكثر من 80%.

مصباح LED لنشر الضوء
خصائص مواد الانتشار الضوئي.
تتمثل ميزة مادة الانتشار الضوئي في أنه في ظل فرضية ضمان نفاذية الضوء العالية، فإنها تزيد من انتشار الضوء وضبابية المنتج، ومن خلال عمل لوحة الانتشار، تشكل اللوحة بأكملها سطحًا مضيئًا موحدًا دون تشكيل منطقة مظلمة. في الوقت الحاضر، تنقسم لوحة الانتشار البصري إلى لوحة الانتشار البصري للكمبيوتر الشخصي، ولوحة الانتشار البصري PMMA، ولوحة الانتشار البصري PS. ومع ذلك، فإن PMMA ليست مقاومة للخدش، وPS ليست مقاومة للحرارة ومثبطة للهب. في الوقت الحاضر، يستخدم الكمبيوتر الشخصي على نطاق واسع في أغطية مصابيح LED. فيما يلي مقارنة بين عدة أنواع من ألواح نشر الضوء.