كيف تؤثر نسبة الجرعة وحجم جسيمات عامل نشر الضوء على تأثير ناشر الضوء؟

كجهاز أشباه موصلات الحالة الصلبة الذي يحول الطاقة الكهربائية مباشرةً إلى طاقة ضوئية، فإن الصمام الثنائي الباعث للضوء (الصمام الثنائي الباعث للضوء، LED) لا يتمتع فقط بهيكل صلب، ومقاومة للصدمات، واستجابة سريعة للضوء، وعمر طويل، ولكن أيضًا استهلاك منخفض للطاقة. لقد تم استخدامه للإضاءة، من الناحية النظرية، فقط 10% من استهلاك الطاقة للمصابيح المتوهجة، مقارنة بمصابيح الفلورسنت، يمكن أن يحقق LED أيضًا تأثير توفير الطاقة 50%. تم استخدامه في الشاشة، لا يمكن أن يوفر الطاقة فقط؛ ولكن أيضًا يجعل الجهاز رقيقًا للغاية وخفيف الوزن وعمرًا طويلاً. لذلك، أصبحت مصابيح LED مصدرًا حقيقيًا للإضاءة الخضراء وضوء العرض، وتستخدم على نطاق واسع في الإضاءة الحضرية والمنزلية والأجهزة الإلكترونية والسيارات وغيرها من الصناعات، وقد انتشرت في كل مكان في المجتمع الحديث.

تمت إضافة عامل الانتشار الضوئي إلى البلاستيك الشفاف مثل الكمبيوتر الشخصي وPMMA وPS وما إلى ذلك للحصول على الانتشار البصري. لا يمكن للبلاستيك السائب أن يغطي مصدر الضوء والضوء المبهر فحسب، بل يمكنه أيضًا جعل شعر الراتنج الشفاف بأكمله. إنتاج ضوء أكثر نعومة وجمالاً وأناقة لتحقيق التأثير المريح للضوء الشفاف وغير الشفاف.

يتمتع الكمبيوتر الشخصي بنفاذية ممتازة للضوء (نفاذية الضوء تصل إلى 89%)، وخصائص ميكانيكية جيدة، وخصائص عزل، ومثبطات اللهب وخصائص مقاومة للشيخوخة، لذلك فهو الركيزة المفضلة لمواد تشتت الضوء LED. لذلك، جذبت مواد نشر الضوء القائمة على الكمبيوتر الشخصي اهتمامًا واسعًا. لقد أضفنا ناشر الضوء المجهرية PMMA المتشابك للربط المتقاطع إلى الكمبيوتر الشخصي، ودرسنا آلية انتشار الضوء للوحة نشر الضوء للكمبيوتر الشخصي وتأثير حجم الجسيمات لموزع الضوء على نفاذية الضوء والضباب ومعامل تشتت الضوء الفعال والخصائص الميكانيكية للوحة نشر الضوء للكمبيوتر الشخصي. أظهرت النتائج أن نفاذية الضوء لصفيحة انتشار الضوء للكمبيوتر الشخصي تكون أعلى عندما يكون حجم جسيمات ناشر الضوء 20.0 ميكرومتر، ويكون ضبابية صفيحة انتشار الضوء للكمبيوتر الشخصي أكبر عندما يكون حجم جسيمات ناشر الضوء 1.8 ميكرومتر، وعندما يكون حجم جسيمات ناشر الضوء 3.0 ميكرومتر، يكون معامل تشتت الضوء الفعال لصفيحة انتشار الضوء للكمبيوتر الشخصي أكبر ويلبي متطلبات الطاقة الميكانيكية، وكلما زاد حجم جسيمات ناشر الضوء، يزداد نفاذية الضوء ويقل الضبابية.

الصمام الثنائي الباعث للضوء LED هو مصدر ضوء نقطي. في التطبيقات العملية، عادةً ما يكون من الضروري تحويله إلى مصدر ضوء خطي أو مصدر ضوء سطحي لجعل الضوء ساطعًا وناعمًا. لتحقيق هذا التحول، لا يمكن فصله عن مادة نشر الضوء التي لا غنى عنها. تتكون مواد نشر الضوء بشكل عام من عامل نشر الضوء والبوليمرات، والتي يتم توفيرها للسوق في شكل بلاستيك نشر الضوء، ومغلف نشر الضوء، وطلاء نشر الضوء والحبر. 

عامل نشر الضوء

في الوقت الحاضر، يتم تصنيع ناشر الضوء عن طريق المعالجة الخاصة والمعالجة السطحية. يتراوح حجم الجسيمات عمومًا بين 1 ميكرومتر و10 ميكرومتر، ويبلغ متوسط حجم الجسيمات حوالي 2 ميكرومتر، وتتميز الخرزات بوظيفة الاستجماتيزم والسيولة الجيدة والتوافق الجيد مع الركيزة الراتنج الضوئية.

في الوقت الحاضر، ينقسم الناشر الضوئي بشكل أساسي إلى نوع غير عضوي ونوع عضوي. تشتمل ناشرات الضوء غير العضوية بشكل أساسي على جزيئات غير عضوية مثل ثاني أكسيد السيليكون وثاني أكسيد التيتانيوم وكربونات الكالسيوم وهيدروكسيد الألومنيوم والخرز الزجاجي، بينما تشتمل ناشرات الضوء العضوية بشكل أساسي على البوليسترين المتصالب والبولي ميثاكريلات وغيرها من كريات البوليمر العضوية المجهرية. على الرغم من أن الجسيمات غير العضوية تتمتع بمقاومة جيدة للحرارة، إلا أن لها بعض العيوب، مثل الشكل المختلف، والانحراف الكبير في حجم الجسيمات، وعدم وجود انتشار موحد للضوء، وانخفاض نفاذية الضوء وما إلى ذلك. تتميز كريات البوليسترين والبولي ميثاكريلات المجهرية المتصالبة المتقاطعة بتوحيد الشكل الجيد، وانحراف حجم الجسيمات الذي يمكن التحكم فيه، ونفاذية الضوء العالية، ولكن مقاومة منخفضة للحرارة. أثناء بثق بوليمر الانتشار الضوئي بالبثق والقولبة بالحقن بدرجة حرارة عالية أو قولبة البثق لأجهزة توجيه الضوء، تكون جزيئات البوليمر عرضة للتشوه، مما يؤثر على الانتشار المنتظم للضوء. وعلاوة على ذلك، فإن مقاومة الضوء في ناشر ضوء البوليسترين ضعيفة، ومن السهل أن يتحول إلى اللون الأصفر، مما يؤثر على جودة الخدمة وعمر خدمة موجه الضوء.

تم تطوير ناشر ضوئي هجين عضوي-غير عضوي هجين من السيليكون العضوي المجهرية في السنوات الأخيرة. لا يتميز عامل نشر الضوء بالكرات المجهرية السيليكونية المجهرية بخصائص مقاومة الحرارة العالية ومقاومة الضوء ومقاومة الشيخوخة للجسيمات غير العضوية فحسب، بل يتميز أيضًا بخصائص تجانس شكل الجسيمات العضوية، ونفاذية الضوء العالية، وتوحيد انتشار الضوء الجيد، ويمكن تغيير معامل الانكسار مع تغيير المونومرات الاصطناعية، ويمكن تعديل سطح الجسيمات في الموقع عن طريق نشر الضوء. لديها إمكانية تطبيق واسعة لتحسين التوافق والقدرة على التكيف لجزيئات الانتشار الضوئي مع البولي كربونات (PC) والبولي ميثيل ميثاكريليت (PMMA) والبوليستيرين (PS) وراتنجات مصفوفة لوحة توجيه الضوء الأخرى. ولذلك، من المتوقع استخدام كريات السيليكون المجهرية كموزعات ضوئية عالية الأداء لمصابيح LED.

وعادة ما يكون عامل الانتشار الضوئي السيليكوني عبارة عن منتج كريات مجهرية تتكون عن طريق التحلل المائي والتكثيف وتفاعل الربط المتقاطع لميثيل تريميثوكسيلان وفينيل تريميثوكسيلان. يتراوح توزيع حجم الجسيمات بين 1 ميكرومتر و8 ميكرومتر، ويبلغ متوسط حجم الجسيمات 2 ميكرومتر. في السنوات الأخيرة، أطلقت شركات السيليكون متعددة الجنسيات في الولايات المتحدة واليابان وألمانيا أنواعًا مختلفة من منتجات ناشر الضوء الضوئي السيليكوني.

تم تخليق كريات السيليكون المجهرية ذات الاستخدام التقني باستخدام طريقة التحلل المائي والتكثيف باستخدام ثنائي كلورو ثنائي ميثيل السيلان (DMDCS) وإيثيل أورثوسيليكات (TEOS) كمونومرات. نوقشت تأثيرات نسبة المونومر، وتركيز المونومر، وعامل الاقتران على مورفولوجيا المنتجات، كما تم تحديد خصائص مقاومة المنتجات للماء والحرارة. أظهرت النتائج التجريبية أن نسبة المونومر وتركيز المونومر واستخدام عامل اقتران السيلان لها تأثيرات مهمة على عملية التفاعل ومورفولوجية الجسيمات للمنتج، كما أن المنتج يتمتع بثبات حراري ممتاز، ومعدل فقدان الحرارة الكتلي هو 10.51 تيرابايت فقط عند درجة حرارة 600 درجة مئوية، كما أن المنتج يتمتع أيضًا بكراهية عالية للماء وزاوية التلامس الثابتة هي 138.6 درجة.

كيف تؤثر نسبة الجرعة وحجم جسيمات عامل نشر الضوء على تأثير ناشر الضوء؟

تمت إضافة عامل الانتشار الضوئي إلى المواد البلاستيكية الشفافة مثل PC وPMMA وPS وما إلى ذلك للحصول على الانتشار الضوئي.
لا يمكن للبلاستيك السائب أن يغطي مصدر الضوء والضوء المبهر فحسب، بل يجعل الراتنج الشفاف بأكمله أكثر نعومة وجمالاً وأنيقًا لتحقيق التأثير المريح للضوء الشفاف وغير الشفاف.

يتمتع الكمبيوتر الشخصي بنفاذية ممتازة للضوء (نفاذية ضوء تصل إلى 89%)، وخصائص ميكانيكية جيدة، وخصائص عزل، ومثبطات اللهب وخصائص مقاومة للشيخوخة، لذلك فهو الركيزة المفضلة لمواد تشتت الضوء LED. قمنا بإضافة ناشر ضوئي كروي دقيق PMMA متقاطع مع الكمبيوتر الشخصي، وبحثنا في آلية انتشار الضوء للوحة انتشار الضوء للكمبيوتر الشخصي وتأثير حجم جسيمات ناشر الضوء على نفاذية الضوء، والضباب، ومعامل تشتت الضوء الفعال والخصائص الميكانيكية للوحة انتشار الضوء للكمبيوتر الشخصي. أظهرت النتائج أن نفاذية الضوء لصفيحة نشر الضوء للكمبيوتر الشخصي تكون أعلى عندما يكون حجم جسيمات ناشر الضوء 2.0 ميكرومتر، ويكون ضبابية صفيحة نشر الضوء للكمبيوتر الشخصي أكبر عندما يكون حجم جسيمات ناشر الضوء 1.8 ميكرومتر، وعندما يكون حجم جسيمات ناشر الضوء 3.0 ميكرومتر، يكون معامل تشتت الضوء الفعال لصفيحة نشر الضوء للكمبيوتر الشخصي أكبر ويلبي متطلبات الطاقة الميكانيكية، وكلما زاد حجم جسيمات ناشر الضوء، يزداد نفاذية الضوء ويقل الضبابية.

بعد خلط حمض الأكريليك وعامل الانتشار الضوئي السيليكوني والمواد المساعدة الأخرى، تم تحضير PC الانتشار الضوئي بواسطة آلة بثق لولبية مزدوجة متوازية. تمت دراسة تأثيرات النسب المختلفة لحمض الأكريليك وعامل الانتشار الضوئي السيليكوني على الخواص البصرية للكمبيوتر الشخصي. أظهرت النتائج أنه يمكن الحصول على كمبيوتر خماسي الكلور المنتشر للضوء بخصائص بصرية مختلفة بإضافة جرعات مختلفة من حمض الأكريليك وعامل الانتشار الضوئي السيليكوني. باستخدام الكمبيوتر الشخصي كركيزة وراتنج الأكريليك وراتنج السيليكون كموزع ضوئي من السيليكون، وجد أن إضافة عامل نشر الضوء السيليكوني ليس له أي تأثير على قوة الشد لموزع الضوء القائم على الكمبيوتر الشخصي، ولكن له تأثير معين على قوة التأثير المسننة. حجم جسيمات عامل نشر الضوء له تأثير على ضباب مواد نشر الضوء القائمة على الكمبيوتر الشخصي في نطاق معين، ويكون الضباب أعلى قليلاً عندما يكون حجم الجسيمات أكبر. تؤثر كمية ناشر الضوء تأثيرًا كبيرًا على نفاذية الضوء وضبابية مواد نشر الضوء القائمة على الكمبيوتر الشخصي. عند إضافة 0.3 بالوزن % ناشر الضوء من السيليكون العضوي C، يكون معامل انتشار الضوء الفعال والنفاذية والضباب لمواد نشر الضوء القائمة على الكمبيوتر الشخصي 76.7% و80.8% و94.9% على التوالي.

باستخدام مسحوق PC، وعامل الانتشار الضوئي السيليكوني ومسحوق الفلورسنت YAG: Ce كمواد خام، تم تحضير عينات راتنج الفلورسنت PC/YAG: ce عامل الانتشار الضوئي مع جزء كتلي مختلف من عامل الانتشار الضوئي السيليكوني العضوي عن طريق المزج الذائب، والضغط بدرجة حرارة عالية، وعملية التلميع الرقيق، أظهرت النتائج أن عينات الراتنج الفلوري لها نفاذية ضوئية عالية في النطاق الطيفي من 500 إلى 800 نانومتر. الطور الرئيسي للعينة هو Y3A15O12 وهناك ذروتان للإثارة عند 342 و448 نانومتر. يحتوي طيف الانبعاثات على ذروة واسعة عند 532 نانومتر، والتي تنتمي إلى انبعاث انتقال 5d 4f لـ Ce3+، ويبلغ عمر التألق المقابل حوالي 61.5 نانومتر. وتبلغ الكفاءة المضيئة لعينة الراتنج الفلوري المطبقة على تغليف أجهزة الصمام الثنائي الباعث للضوء الأبيض 81.12 لومن/ثانية/100 مللي أمبير، مما يشير إلى أن لوح الراتنج الضوئي PC/YAG:Ce مناسب لنوع جديد من المواد الفلورية لتغليف الصمام الثنائي الباعث للضوء الأبيض.

باستخدام مادة PMMA من الدرجة الضوئية كركيزة، تمت إضافة نسب مختلفة من عامل نشر الضوء السيليكا الكروي An وB لدراسة تأثيرات محتوى الناشر الضوئي وحجم الجسيمات الكروية وتوزيع حجم الجسيمات على نفاذية الضوء والضباب والخصائص الميكانيكية للمادة. أظهرت النتائج أنه يمكن الحصول على مواد جيدة لنشر الضوء عن طريق إضافة عامل نشر الضوء السيليكا الكروي إلى مادة PMMA. عندما يكون متوسط حجم الجسيمات 2 ميكرومتر والجزء الكتلي 0.4%، يكون متوسط حجم الجسيمات 2 ميكرومتر، ويكون نفاذية الضوء للعينة 88.0%، والضباب 90.1%، ومعامل انتشار الضوء الفعال 79.3%، وهو الأعلى بين ناشرات الضوء العضوية المعروفة. لا يمكن أن يزيد بوضوح من قوة الشد ل PMMA فحسب، بل له أيضًا تأثير ضئيل على قوة الانحناء وقوة التأثير المسننة، لذلك له قيمة تطبيق عملية جيدة. استخدمنا خلط البثق المزدوج اللولب المزدوج والقولبة بالحقن لإعداد ألواح نشر الضوء على أساس PMMA بمحتوى ناشر ضوئي مختلف وإضافة سطح البنية الدقيقة. تم تقديم تأثير الناشر الضوئي والبنية المجهرية على الخصائص البصرية للوحة الانتشار الضوئي. يمكن أن يقلل ناشر الضوء من النفاذية ويحسن الضباب. بدون إضافة البنية المجهرية، عندما يكون الجزء الكتلي من ناشر الضوء 0.8%، يكون اختراق العينة 87.97%، ويكون الضباب 94.45%، ويكون تأثير الانتشار أفضل. عندما يكون محتوى ناشر الضوء منخفضًا، يزداد ضباب صفيحة نشر الضوء بشكل كبير وتنخفض النفاذية قليلاً جدًا.

تم تحضير فيلم الانتشار الضوئي PET بإضافة ناشر الضوء إلى البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) عن طريق المزج. تم حساب تأثيرات معامل الانكسار وحجم الجسيمات لجزيئات ناشر الضوء على انتشار الضوء باستخدام نظرية تشتت الضوء Mie، وتم التحقق من نتائج الحساب النظري من خلال التجارب. أظهرت النتائج أن معامل انكسار جسيمات عامل انتشار الضوء له تأثير ضئيل على تأثير انتشار الضوء، ولكن تأثير حجم الجسيمات أكبر، وهو ما يتوافق مع نتائج الحساب النظري. تمت مناقشة تأثير وسبب كمية ناشر الضوء على تأثير انتشار الضوء، وتمت مناقشة تأثير وسبب كمية ناشر الضوء على تأثير انتشار الضوء، وتم تحضير فيلم انتشار الضوء PET بنفاذية ضوء 85.3% وضبابية 90.86%.

وبعبارة أخرى، كلما كان حجم جسيمات عامل نشر الضوء أكبر، كلما كان حجم الجسيمات أكبر، كلما كانت النفاذية أفضل، بينما يكون الضباب أقل؛ كلما كانت نسبة جرعة عامل نشر الضوء أكبر، كلما كانت النفاذية أصغر، بينما يكون الضباب أفضل بالتوافق. إن معامل انكسار جسيمات عامل نشر الضوء له تأثير ضئيل على تأثير انتشار الضوء، ولكن تأثير حجم الجسيمات أكبر، ولكن في التطبيق العملي، يعتمد ذلك على المواد الخام الخاصة بك، ونحافة ومتطلبات التفاصيل.

إذا كان لديك أي أسئلة أو مساعدة فأهلاً وسهلاً بك لترك رسالة في التعليقات أو إرسال بريد إلكتروني: [email protected]