{"id":1036,"date":"2021-07-24T18:00:54","date_gmt":"2021-07-24T10:00:54","guid":{"rendered":"https:\/\/wanda-chemical.com\/?p=1036"},"modified":"2025-08-08T18:00:07","modified_gmt":"2025-08-08T10:00:07","slug":"the-requirements-of-led-technology-for-optical-diffusion-materials-and-the-development-conditions-of-optical-diffusion-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wanda-chemical.com\/de\/the-requirements-of-led-technology-for-optical-diffusion-materials-and-the-development-conditions-of-optical-diffusion-materials\/","title":{"rendered":"Die Anforderungen der LED-Technologie an optische Diffusionsmaterialien und die Entwicklungsbedingungen f\u00fcr optische Diffusionsmaterialien"},"content":{"rendered":"

1.1 LED-Einf\u00fchrung<\/strong> <\/span><\/h2>\n\n\n\n


In den letzten Jahren, wie die globale Energiekrise, die rasante Entwicklung der LED. Es wurde weithin in der Beleuchtung, Hintergrundbeleuchtung, Display und anderen Branchen eingesetzt. Aufgrund der Vorteile des Umweltschutzes, der Energieeinsparung und der langen Lebensdauer hat die LED eine breite Anwendungsperspektive. Mit der Entwicklung der LED-Beleuchtungsindustrie steigt auch die Nachfrage nach LED-Lichtdiffusionsplatten rapide an. Heutzutage werden LED-Lichtdiffusionsmaterialien von mehreren gro\u00dfen ausl\u00e4ndischen Unternehmen (wie Teijin, Asahi Huacheng, S\u00fcdkorea LG, etc.) monopolisiert, deren Kosten ziemlich hoch sind.<\/p>\n\n\n\n

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1.1.1 LED-Technologie und Anforderungen an optische Diffusionsmaterialien.<\/span><\/strong><\/h3>\n\n\n\n


Die LED-TV-Hintergrundbeleuchtungstechnologie ist der wichtigste Anwendungsbereich der LED-Beleuchtung. Bei der Produktion von LCD-Fernsehern wird haupts\u00e4chlich die Technologie der direkten wei\u00dfen LED-Hintergrundbeleuchtung verwendet. Die direkte Hintergrundbeleuchtung ist eine punktf\u00f6rmige Lichtquelle, die aus Hunderten von LEDs besteht. Um das Fl\u00fcssigkristall-Panel gleichm\u00e4\u00dfig zu beleuchten, ist es notwendig, eine Lichtdiffusionsplatte vor der LED-Anordnung anzubringen. Die hohe Diffusionsf\u00e4higkeit der Diffusionsplatte kann wirksam verhindern, dass die LED-Punktlichtquelle auf dem Fl\u00fcssigkristallbildschirm abgebildet wird. Die Innen- und Au\u00dfenbeleuchtung ist das vielversprechendste Anwendungsgebiet der LED. Bei der Innen- und Au\u00dfenbeleuchtung wird die Blendung durch die hohe Farbtemperatur und die hohe Punktlichtleistung der LED-Lichtquellen verursacht, was leicht zu einem Lichtverlust f\u00fcr die menschlichen Augen f\u00fchrt. Daher ist es notwendig, die Lichtdiffusionsplatte zu verwenden, um die LED-Punktlichtquelle mit hoher Helligkeit oder die Linienlichtquelle in eine gleichm\u00e4\u00dfige und weiche flache Lichtquelle zu verwandeln, um die Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Lichtintensit\u00e4t und die Nutzungseffizienz der Lichtenergie zu verbessern und Blendung zu vermeiden.<\/p>\n\n\n\n

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1.1.2 Anwendung und Marktaussichten von LED<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das in der LED-Beleuchtung verwendete Schalenmaterial, sowohl Lichtstreumaterial, wie in Abbildung 1.1 dargestellt, bezieht sich auf das Material, das nicht nur Licht durchlassen, sondern auch Licht effektiv streuen kann, wodurch Punkt- und Linienlichtquellen in Linien- und Fl\u00e4chenlichtquellen umgewandelt werden k\u00f6nnen. Beurteilen Sie das Material, durch das Licht effektiv gestreut werden kann und das Punkt- und Linienlichtquellen in Linien- und Fl\u00e4chenlichtquellen umwandeln kann. Die beiden wichtigsten Indizes zur Bewertung der optischen Eigenschaften von Lichtstreumaterialien sind Lichtdurchl\u00e4ssigkeit und Tr\u00fcbung. Um das Licht weich und gleichm\u00e4\u00dfig zu machen, ist es im Allgemeinen erforderlich, dass die Lichtdurchl\u00e4ssigkeit des Lichtstreumaterials mehr als 50% und die Tr\u00fcbung mehr als 90% betr\u00e4gt.<\/p>\n\n\n\n

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Aufgrund des Widerspruchs zwischen Lichtdurchl\u00e4ssigkeit und Ungiftigkeit nimmt die Tr\u00fcbung oft zu, w\u00e4hrend die Lichtdurchl\u00e4ssigkeit abnimmt. Um diese beiden Indikatoren auszugleichen, ist die Wahl des optischen Diffusors besonders wichtig. Mit der raschen Entwicklung der LED-Beleuchtungsindustrie ist es notwendig, die Produktionseffizienz der Lichtstreuung zu verbessern, um eine kontinuierliche Produktion zu erreichen. Die meisten Lichtstreumaterialien werden durch Mischen von transparenten Polymermatrixmaterialien mit lichtstreuenden Partikeln hergestellt. Zu den lichtstreuenden Partikeln geh\u00f6ren anorganisches Mikrosiliziumdioxid, Glasperlen und organische Polymerpartikel wie Polymethacrylat, Polystyrol PS, Poly(ethylenterephthalat) usw. Wir verwenden PC, das \u00fcber hervorragende mechanische Eigenschaften und Hitzebest\u00e4ndigkeit verf\u00fcgt, als Matrixmaterial und untersuchen die Auswirkungen verschiedener optischer Diffusoren mit unterschiedlichen Mikromorphologien auf die optischen Eigenschaften von Lichtstreumaterialien f\u00fcr LED-Beleuchtung, um aussagekr\u00e4ftige Referenzdaten f\u00fcr die industrielle Produktion zu erhalten.<\/p>\n\n\n\n

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1.2 Entwicklungsstand der optischen Diffusionsmaterialien im In- und Ausland<\/h2>\n\n\n\n

Lichtdiffusionsmaterial ist ein optisches Material mit einer bestimmten Lichtdurchl\u00e4ssigkeit und Tr\u00fcbung, das eine Punktlichtquelle und eine Linienlichtquelle in eine Linienlichtquelle und eine Oberfl\u00e4chenlichtquelle umwandeln kann und den Effekt einer gleichm\u00e4\u00dfigen Verteilung der Lichtintensit\u00e4t des einfallenden Strahls erzielt. Es wird h\u00e4ufig in Flachbildschirmen, in der Beleuchtungstechnik, in Lasern, in der Projektionsbildgebung und in anderen technischen Bereichen eingesetzt. Heutzutage, mit der Reife der Hochleistungs-Leuchtdiodenchip-Herstellungstechnologie und ihrer breiten Anwendung in der Automobilbeleuchtung, Signalanzeigen, Au\u00dfenbildschirmen, Innen- und Au\u00dfenbeleuchtung und anderen Bereichen, steigt die Nachfrage nach LED-Lichtstreuungsteilchen schnell.<\/p>\n\n\n\n

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Gegenw\u00e4rtig stammen die optischen Diffusionsmaterialien mit \u00fcberlegener Leistung auf dem heimischen Markt haupts\u00e4chlich von ausl\u00e4ndischen Unternehmen wie Teijin und Asahi Kasei, und die Verarbeitung ist teurer. Unabh\u00e4ngige Forschung und Entwicklung inl\u00e4ndischer Marken ist der Schl\u00fcssel, um deren Monopol zu brechen. Da Tr\u00fcbung und Lichtdurchl\u00e4ssigkeit wichtige Indizes f\u00fcr die Bewertung der optischen Eigenschaften von Lichtstreumaterialien sind, widersprechen sie sich zudem gegenseitig. Viele Faktoren wirken sich auf die optischen Eigenschaften von Lichtstreumaterialien aus, und das Zusammenspiel ist komplexer, so dass die Entwicklung von Lichtstreumaterialien mit hoher Lichtdurchl\u00e4ssigkeit und hoher Tr\u00fcbung zum Schwerpunkt der aktuellen Forschung geworden ist.<\/p>\n\n\n\n

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Die Forschung auf dem Gebiet der polymeren Lichtstreuungsmaterialien kam zun\u00e4chst aus den Vereinigten Staaten und l\u00f6ste dann schnell einen Aufschwung der Forschung und Entwicklung von polymeren Lichtstreuungsmaterialien in verschiedenen L\u00e4ndern aus. 1944 verwendeten Yoshio Ohtsuka et al. PC als Matrix und dotierte CaCO3- und PMMA-Teilchen zur Herstellung von Lichtdiffusionsmaterialien, um den Effekt der Lichtstreuung zu erzielen. Im Jahr 2000 bereiteten Mcneil LE et al. Lichtdiffusionsfilme durch Dotierung von TiO2-Partikeln in transparentem Acrylharz vor und analysierten den Streukoeffizienten und die Mehrfachstreufunktion im Detail in der Theorie, was eine Referenz f\u00fcr die folgenden Forschungsarbeiten darstellte. Im Jahr 2004 verwendeten Kim GH et al. PMMA als Matrix, dem Glasfasern hinzugef\u00fcgt wurden, um den Lichtdiffusionsfilm herzustellen und ihn in einem LCD-Hintergrundbeleuchtungsmodul zu verwenden, so dass das vom LCD emittierte Licht gleichm\u00e4\u00dfig war und gute physikalische Eigenschaften hatte. Von 1998 bis 2004 begann die Keio Universit\u00e4t in Japan damit, hochleistungsf\u00e4hige streuende Polymere auf Fl\u00fcssigkristall-Hintergrundbeleuchtungs-Lichtleiterplatten anzuwenden, und stellte zum ersten Mal das Konzept der gitterfreien streuenden Lichtleiterplatte vor, wobei die elektrische Leistung der Lichtquelle unver\u00e4ndert blieb. Die Helligkeit der Fl\u00fcssigkristall-Hintergrundbeleuchtung konnte verdoppelt werden, was weltweit Beachtung fand. Im Jahr 2005 wurde diese Technologie von der japanischen Firma SONY \u00fcbernommen und industrialisiert, die sie bei der Produktion von ultrad\u00fcnnen Notebooks einsetzte. 2007 stellte die Pekinger Universit\u00e4t f\u00fcr Chemische Technologie Lichtdiffusionsmaterialien her, indem sie Pr-MMA und SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk) durch In-situ-Polymerisation zu PS hinzuf\u00fcgte, mit einer Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von 79,9% und einer Tr\u00fcbung von 83,11%. 2009 synthetisierten Meng Qinghua et al. ein Nano-PMMA\/PS-Lichtstreumittel und f\u00fcgten es zu PMMA-Matrixmaterialien hinzu, um Lichtdiffusionsverbundwerkstoffe mit einer Tr\u00fcbung und Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von 70-80% herzustellen. Im Jahr 2009 stellten Wang et al. Lichtdiffusionsfilme mit in Silikonpolymeren dispergierten Wassertr\u00f6pfchen her, die eine Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von etwa 88% aufwiesen. Der Streueffekt ist in Abbildung 1.2 dargestellt. Angesichts der steigenden Nachfrage nach LED und anderen optischen Materialien ist die Forschung zu optischen Diffusionsmaterialien nach wie vor von gro\u00dfer Bedeutung.<\/p>\n\n\n\n

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1.2.1 Wie wird der optische Diffusor ausgew\u00e4hlt?<\/h3>\n\n\n\n

Zu den h\u00e4ufig verwendeten Lichtdiffusoren geh\u00f6ren anorganische Partikel wie TiO2, BaSO4, SiO2, CaCO3, Al2O3 und Glasperlen sowie organische Polymerpartikel wie PS und Silikonharz.<\/p>\n\n\n\n


Welche Anforderungen sollten erf\u00fcllt werden?<\/strong> bei der Auswahl der streuenden Materialien? <\/strong><\/span>
(1 ) Das Streumaterial und das Matrixmaterial sollten bestimmte unterschiedliche optische Eigenschaften (z. B. Brechungsindex) aufweisen.
(2) Das Streumaterial sollte wenig oder kein Licht absorbieren.
(3) die Gr\u00f6\u00dfe der Streuteilchen muss bestimmte Anforderungen erf\u00fcllen, und die Teilchen sollten nicht zu klein oder zu gro\u00df sein, sonst ist der Streueffekt nicht offensichtlich, die Teilchengr\u00f6\u00dfe ist sehr schwach, und die Lichtstreuung steigt mit der Zunahme der Teilchengr\u00f6\u00dfe, aber wenn sie eine bestimmte Gr\u00f6\u00dfe erreicht, ist diese lineare Beziehung nicht mehr g\u00fcltig.<\/p>\n\n\n\n

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1.2.2 Wie w\u00e4hlt man die Lichtstreumaterialien aus?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Gegenw\u00e4rtig werden die im In- und Ausland hergestellten Lichtstreumaterialien haupts\u00e4chlich in Oberfl\u00e4chenstreumaterialien und Volumenstreumaterialien unterteilt. Herk\u00f6mmliche Lichtstreumaterialien sind Oberfl\u00e4chenstreumaterialien, deren gestreutes Licht haupts\u00e4chlich von Oberfl\u00e4chenstrukturen wie Mikrolinsen, Pyramiden, rauen Oberfl\u00e4chen und anderen Mikrostrukturen abh\u00e4ngt. Zu den Verfahren zur Herstellung oberfl\u00e4chenstreuender Lichtstreumaterialien geh\u00f6ren die Oberfl\u00e4chenstrukturierung, das Spr\u00fchen, die Lasergravur von Kerzen, das Hei\u00dfpressen und die Ultraschallpr\u00e4gung. Die Vorteile des Spritzens und der Oberfl\u00e4chentexturierung liegen in der einfachen Handhabung und den geringen Kosten, der Nachteil ist, dass es schwierig ist, eine ideale Lichtdurchl\u00e4ssigkeit zu erreichen. Die durch Laser-Kerzenschnitzen und Tinten-Chrysanthemen-Gie\u00dfen hergestellten Oberfl\u00e4chenstreumaterialien haben eine gute Leistung und k\u00f6nnen sogar die Strahlform genau steuern, aber die Anforderungen an die verwendeten Instrumente und Formen sind sehr hoch und die Kosten sehr hoch. Die Kosten f\u00fcr das Hei\u00dfpressverfahren sind relativ niedrig, aber da der Erhitzungs- und Abk\u00fchlungsprozess zeitaufwendig und die Effizienz gering ist, kann es nicht in der Massenproduktion eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

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Bei den meisten lichtstreuenden Massenmaterialien handelt es sich um transparente Polymermaterialien mit Streulichtstreuern, die den Zweck der Lichtstreuung durch Hinzuf\u00fcgen von Lichtdiffusoren erreichen, die sich von der Brechung der Matrix in den transparenten Kollektivmaterialien unterscheiden. Dieses Material nutzt den Mechanismus der globalen Streuung, d. h., das Innere und die Oberfl\u00e4che des Materials spielen eine streuende Rolle, und die Probe hat eine hohe Lichtstreuung, hohe Transparenz und gute umfassende Eigenschaften.
Gegenw\u00e4rtig ersetzen volumenstreuende Lichtstreumaterialien als neue Art von Lichtstreumaterialien allm\u00e4hlich die traditionellen Lichtstreumaterialien in vielen Anwendungsbereichen und beginnen, in LED-Beleuchtung, Fl\u00fcssigkristallanzeige und anderen Bereichen weit verbreitet zu sein.<\/p>\n\n\n\n

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Die von uns verwendeten Materialien sind im Allgemeinen volumenstreuende Materialien. PC hat eine Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von 89%, gute mechanische Eigenschaften, geringe Hygroskopizit\u00e4t und gute Flammwidrigkeit, kann aber durch ultraviolette oder Hautlinienbestrahlung leicht vergilben. PS hat eine Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von 90%, eine geringe Hygroskopizit\u00e4t und eine schlechte W\u00e4rmebest\u00e4ndigkeit. Aufgrund seiner geringen Oberfl\u00e4chenh\u00e4rte und Spr\u00f6digkeit kann es leicht zu Rissen und Spr\u00fcngen kommen, und bei langfristiger ultravioletter Bestrahlung kann es leicht zu Farbver\u00e4nderungen kommen. PMMA ist extrem transparent, mit einer Lichtdurchl\u00e4ssigkeit von 92% im sichtbaren Bereich, guter Verarbeitbarkeit und starker Alterungsbest\u00e4ndigkeit gegen ultraviolette Strahlung, aber es hat eine starke Feuchtigkeitsaufnahme, schlechte Z\u00e4higkeit und Entflammbarkeit. ABS hat zwei Eigenschaften: Schlagz\u00e4higkeit, Hitzebest\u00e4ndigkeit und Best\u00e4ndigkeit gegen niedrige Temperaturen. Es ist leicht zu verarbeiten, die Skala des Produkts ist stabil und der Oberfl\u00e4chenglanz ist gut, aber da ABS ein Blend ist, ist seine Lichtdurchl\u00e4ssigkeit schlecht. In Anbetracht der optischen Eigenschaften, der mechanischen Eigenschaften, der Verarbeitbarkeit und anderer Faktoren des Harzes sind PC und PMMA die erste Wahl f\u00fcr lichtstreuende Matrixmaterialien.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Zu den h\u00e4ufig verwendeten Lichtdiffusoren geh\u00f6ren anorganische Partikel wie TiO2, BaSO4, SiO2, CaCO3, Al2O3 und Glasperlen sowie organische Polymerpartikel wie PS und Silikonharz.<\/p>\n

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