¿Cómo elegir el agente difusor de luz adecuado para la placa difusora/hoja difusora?

• Resumen:
• En la actualidad, la placa difusora es una importante pieza de difusión óptica dentro del televisor, que puede distribuir uniformemente la luz emitida por el LED en el televisor. Puede hacer que la luz del LED del televisor se distribuya uniformemente. En este artículo se analizan la transmitancia (T.T.), los grados de niebla (HAZE) y la luminosidad (Lv) se estudiaron tres aspectos, se analizaron los materiales principales y auxiliares, incluidos el GPPS, el agente difusor de luz de silicio orgánico, el agente difusor óptico inorgánico y el agente antienvejecimiento, y se compararon y analizaron varios tipos de agentes difusores ópticos orgánicos e inorgánicos. Los resultados mostraron que cuando la dosis de agente difusor de luz de silicio orgánico era de 0,6%~0,8%, el agente difusor óptico inorgánico era de 0,15%, la transmitancia alcanzaba (43±3) %, el grado de niebla era de hasta 99,4%.

Palabras clave: GPPS; Difusor de luz de silicio orgánico; Difusor de luz inorgánico; Ayudas antienvejecimiento; Transmitancia; Grado de niebla

El uso de placas de difusión óptica LED está aumentando rápidamente, el envío total de cristal líquido esférico alcanzó más de 210 millones de conjuntos en 2017, y la demanda de placas de difusión es enorme, por lo que es de gran importancia estudiar la placa de difusión específica adecuada para los clientes. Los dos índices principales para evaluar las propiedades ópticas de las placas de difusión óptica son la transmitancia de luz y la neblina. La placa de difusión de luz está hecha principalmente de GPPS, MS, PMMA, PC, etc., añadiendo algún difusor de luz orgánico o/y difusor de luz inorgánico y algunos otros agentes endurecedores, auxiliares antienvejecimiento, etc., que se mezclan completamente y se extruden a través de una extrusora, y luego se extruden en una placa de cierto grosor a través de un troquel específico, y luego se cortan en el tamaño requerido del módulo de retroiluminación en el televisor por CNC. estudiamos la correspondencia y añadimos difusor de luz de microesferas de PMMA (tipo reticulación) al PC. Se analizaron los efectos del mecanismo de difusión de la luz y del tamaño de las partículas del difusor de luz sobre la transmitancia de luz (T.T.) y la neblina (HAZE) del difusor de luz de PC. Los resultados muestran que cuando el tamaño de partícula del difusor de luz es 20 μ m, la transmitancia de luz de la placa de difusión de luz PC es mayor, y cuando el tamaño de partícula del difusor de luz es 1. 8 μ m, el tamaño de partícula del difusor de luz aumenta, la transmitancia de luz aumenta y la bruma disminuye.

Además, los paneles difusores de luz también se utilizan en iluminación, pero la mayoría de ellos requieren una transmitancia alta, con una bruma de 80% a 90%. Sin embargo, en la industria de la televisión, la transmitancia de la demanda general no es superior a 60%, y la transmitancia de los clientes es de unos 43%. En otros casos, la transmitancia de la demanda de los clientes es de 55%, etc. A través del análisis de un gran número de datos experimentales, se concluye que cuando se utiliza sólo el difusor de luz orgánica para obtener una baja transmitancia, por un lado, el coste del difusor de luz orgánica es bastante alto, por otro lado, la cantidad de difusor de luz orgánica es relativamente grande, y la tasa de contribución a la transmitancia es relativamente baja cuando la dosis es superior a 1%. No es económico utilizar difusor de luz orgánico sólo para producir placas de difusión de luz con transmitancia inferior a 60%. Difusor de luz orgánico. Incluye difusor de luz de resina de silicona (índice de refracción 1,43), difusor de luz tipo fenileteno (índice de refracción 1,55), difusor de luz tipo fuerza de presión (índice de refracción 1,5) y así sucesivamente.

El agente difusor de luz de silicona es un polímero organosilícico. El polímero de silicona es un polímero con un elemento de silicio en su estructura molecular y grupos funcionales orgánicos conectados a átomos de silicio. Las microesferas de polisilsesquioxano se prepararon a partir de alcoxisilano (como metil trimetoxisilano, fenil trimetoxisilano, etc.) mediante hidrólisis, condensación y reacción de reticulación. la distribución del tamaño de las partículas oscila entre 1 μ m y 8 μ m, y el tamaño medio de las partículas es de 2 μ m [5]. Entre ellos, el agente de difusión de luz de silicona tiene la mejor resistencia al calor y resistencia a altas temperaturas, alta eficiencia de difusión, buena compatibilidad con la resina matriz, baja gravedad específica, buena dispersión, mejor equilibrio de transmitancia de luz y uniformidad, y el agente de difusión de luz de resina de silicona orgánica es la primera opción. el difusor óptico inorgánico incluye dióxido de titanio, óxido de silicio, carbonato de calcio, hidróxido de aluminio, óxido de zinc, perlas de vidrio, etc. [6]. Entre ellos, el índice de refracción del dióxido de titanio es el mayor, el índice de refracción del dióxido de titanio rutilo es de aproximadamente 2,73, el del dióxido de titanio anatasa es de aproximadamente 2,55; el índice de refracción del sulfuro de zinc es de 2,37, el índice de refracción del blanco de bario de zinc es de 1,84, el índice de refracción del óxido de zinc es de 2,02, y el índice de refracción del dióxido de silicio es de aproximadamente 1,45. Sólo desde el punto de vista del índice de refracción, el dióxido de titanio rutilo puede reducir más eficazmente la transmitancia y desempeñar un papel de alto blindaje. Otro punto es la buena antioxidación y la buena resistencia a la intemperie. Por lo tanto, el dióxido de titanio rutilo es el difusor de luz inorgánico preferido en la placa de difusión con baja transmitancia.

1 Parte experimental.
1.1 Equipo experimental.
1) Extrusora de doble husillo.
2) máquina de moldeo por inyección.
3) Analizador de color CA210.
4) Medidor de bruma NDH7000.
5) Módulo de retroiluminación LED-TV.
6) equipos completos de conformado de chapa.
7) Máquina de corte CNC.
8) microscopio electrónico de barrido (SEM) de emisión externa:
Tipo QUANTA200, empresa estadounidense FEI.

1.2 Materiales experimentales.
GPPS de grado óptico; difusor de luz de silicona: WD-101 con tamaño de partícula de 1 μ m, WD-102; difusor de luz inorgánico con tamaño de partícula de 2 μ m, dióxido de titanio rutilo (R103 y R930) con el tamaño de partícula de unos 230 nm, estabilizador de luz: LS770; absorbente ultravioleta: UV329; antioxidante: 215, aceite blanco.

2 Análisis de la influencia del difusor de luz.
2.1 estudio sobre la transmitancia del difusor de silicona solo.
Se puede ver en la figura 1 que la transmitancia (T.T.) de 1 μ m WD-101, 2 μ m WD-102, WD-101 y WD-102 aumenta con el aumento de la dosis. Disminuirá en consecuencia, pero cuando la disminución es inferior a 0,5%, el cambio de transmitancia es muy obvio, y hay una disminución lineal entre 0,5% y 1,0%. Cuando la dosis es superior a 1,0%, y luego aumentar la dosis, el efecto sobre la transmitancia se reducirá, por lo tanto, la dosis de difusor de silicona por lo general no exceda de 1%. A través del experimento, se sabe que cuando la dosificación de DF10A0 es de 0,5%, la bruma (HAZE) ha alcanzado 99%. El efecto del tamaño de partícula de 1 μ m en la transmitancia es mayor que el de 2 μm porque cuanto menor es el tamaño de partícula es con la misma cantidad de difusor.

Cuanto mayor sea el número de partículas esféricas efectivas, mayor será la probabilidad de dispersión, y la luz transmitida se reducirá en consecuencia, por lo que la transmitancia de la placa de difusión será menor cuanto menor sea el tamaño de las partículas. No sólo se ve afectada por el tamaño de las partículas, sino también por la esfericidad, la regularidad de la superficie de las partículas, la concentración, la distribución del tamaño de las partículas, etc.

2.2 La distribución del agente difusor de luz de silicona orgánica en el material de base.
A través de la figura 2 del microscopio electrónico de barrido, se puede observar que el agente difusor de silicona es una pequeña microesfera redonda. Microscópicamente, el material es una esfera transparente, por lo que puede proporcionar una transmitancia de luz superior y tiene un índice de refracción muy bajo en comparación con el ácido acrílico y estireno, por lo que tiene una gran diferencia en comparación con el índice de refracción del sustrato GPPS, que dará transmitancia de luz al agente de difusión de luz al mismo tiempo. Además, confiere al material una elevada nebulosidad. Cuando la línea de luz atraviesa la superficie de la microesfera, una parte de la luz se dispersa por la diferencia de índice de refracción entre el difusor y el material principal, y una parte de la luz atraviesa la microesfera, y la luz incidente se descompone finalmente en líneas de luz en numerosas direcciones. conseguir el cómodo efecto de transmisión de luz y opacidad.

2.3 estudio de la transmitancia del difusor de luz inorgánico.
De la figura 3 se desprende que el dióxido de titanio rutilo es el que más influye en la transmitancia. La razón principal es que el índice de refracción del dióxido de titanio rutilo es el mayor. El tamaño de partícula del dióxido de titanio utilizado habitualmente en plásticos suele ser de 0,15-0,3 μ m. Con este rango se puede conseguir la mejor blancura, y se puede obtener la fase de fondo azul, que puede enmascarar la fase amarilla. El dióxido de titanio rutilo tiene una fuerte capacidad anti-ultravioleta y puede dispersar eficazmente los rayos ultravioleta en la zona UVA. Por lo tanto, cuando la dosis de dióxido de titanio es de 0,15% y el espesor es de 1,2 mm, la transmitancia es de aproximadamente 43%, lo que resulta principalmente de la reflexión de la luz. Sin embargo, cuando sólo se utiliza dióxido de titanio como difusor, la uniformidad de la placa de difusión es relativamente pobre, lo que puede atribuirse a la pequeña cantidad de dióxido de titanio y la alta densidad (4,1 g/cm3), hace que el contenido efectivo del sustrato sea bajo. A través del experimento, la luz cerca de la perla de la lámpara pasa más, pero la luz se puede ver claramente; mientras que la luz lejos de la perla de la lámpara es menor, y la luz que pasa de forma natural también es relativamente menor, lo que resulta en un Lv bajo. Para mejorar este fenómeno, normalmente se utiliza en combinación con difusor de silicona.

2.4 estudio sobre el uso combinado de difusor orgánico y difusor inorgánico.
La tendencia de la figura 4 es que la dosificación másica de WD-101 es de 0,6%. Mediante el experimento con WD-101 solo, se sabe que cuando la dosificación de WD-101 alcanza 0,6%, se puede obtener una buena turbidez (alrededor de 99,4%). A través del análisis comparativo de dos tipos de dióxido de titanio rutilo R930 y R103 con un tamaño de partícula de 0,23 μ m y 0,25 μ m, se encuentra que hay algunas diferencias en TIO2 del mismo tipo y tamaño de partícula, especialmente cuando se utiliza 0,2%. Esto se debe principalmente a que el R103 se produce mediante un proceso de cloración, el método de tratamiento es el tratamiento con alúmina y materia orgánica, el R930 se produce mediante un proceso de ácido sulfúrico, y el modo de tratamiento es el tratamiento con alúmina y SIO2. Por lo tanto, también es muy importante elegir un dióxido de titanio adecuado.

2.5 Estudio sobre el uso combinado de difusor orgánico y difusor inorgánico.
A través de la figura 5 del microscopio electrónico de barrido, se puede observar que el difusor de luz de silicona orgánica puede rellenar eficazmente el hueco del dióxido de titanio. La diferencia de índice de refracción entre el difusor de silicona y la resina de sustrato GPPS puede dispersar completamente la fuente de luz, y puede dispersar la luz reflejada por el dióxido de titanio de nuevo, de modo que la luz se puede dispersar de manera más uniforme. Al comprobar la luminosidad de 9 puntos, se comprueba que la luz reflejada por el dióxido de titanio puede dispersarse de nuevo. La uniformidad de la placa de difusión es obviamente mejor que la del difusor inorgánico solo, y el mal fenómeno de la uniformidad cuando se utiliza sólo dióxido de titanio se mejora bien.

2.6 Influencia del espesor en la transmitancia.
La figura 6 muestra que el contenido de WD-101 es de 0,6%. Mediante el análisis comparativo de los tres espesores de 1,0 y 1,2 mm con diferente contenido de dióxido de titanio, se puede observar en la figura 5 que cuanto mayor sea el espesor de la placa de difusión, mayor será el efecto sobre la transmitancia, ya que cuanto mayor sea el espesor de la placa de difusión, mayor será la dosis de difusión de la placa de difusión del mismo tamaño. Cuando la luz está desfasada, habrá más oportunidades para la dispersión y la reflexión, por lo que cuanto mejor sea la uniformidad de la luz de la placa de difusión, menor será la transmitancia de la placa de difusión.

3 conclusión.
En comparación con diferentes tamaños de partículas y diferentes dosis de difusor de silicona. el análisis de los datos experimentales es el siguiente: el efecto del diámetro de las partículas de 1 μ m en la transmitancia es mayor que el de 2 μ m, porque la misma cantidad de difusor de silicona, cuanto menor sea el tamaño de las partículas, las partículas esféricas más eficaces están contenidos, y cuanto mayor sea la probabilidad de dispersión es, menos luz transmitida será. Por lo tanto, la transmitancia de la placa de difusión será menor cuando el tamaño de las partículas sea menor. Cuando la dosificación es inferior a 1,0%, el efecto del aumento de la dosificación sobre la transmitancia es más evidente, y cuando la dosificación es superior a 1,0%, el efecto sobre la transmitancia se reduce al aumentar la dosificación. Cuando el difusor de silicona se utiliza solo, se necesita más cantidad para conseguir una transmitancia inferior a 50%, y no hay ninguna ventaja de coste.

Anaylysiing la selección del tipo y la dosificación de dióxido de titanio difusor inorgánico . Se puede observar que cuando el difusor inorgánico se utiliza solo, la uniformidad de transmisión de luz de la placa de difusión no es buena. A través del análisis, se sabe que el efecto del dióxido de titanio rutilo es el mejor. El efecto de producción del dióxido de titanio rutilo por el método de cloración es mejor que el del método del ácido sulfúrico, y la modificación del dióxido de titanio es también uno de los puntos clave en la selección del tipo. Es especialmente importante elegir un difusor inorgánico adecuado.

Por último, se comparó la puntuación de la combinación de difusor orgánico e inorgánico.
Análisis, a través del análisis, podemos saber que el uso final de difusor de organosilicio y difusor inorgánico de dióxido de titanio de rutilo, de acuerdo con diferentes espesores, utilizando diferentes fórmulas, logró el efecto ideal. Los resultados muestran que cuando la dosis de difusor de luz de silicio orgánico es de 0,6%-0,8%, y la cantidad de dióxido de titanio de rutilo es de 0,15%, el espesor es de 1,2 mm, la transmitancia puede alcanzar (43 ±3)%, y la neblina puede llegar a 99,4%.

Así que, ¿sabes cómo elegir un agente de difusión de la luz adecuada para la placa difusora / hoja difusor ahora? en caso de que cualquier pregunta o ayuda bienvenida a dejar un mensaje en los comentarios o enviar mi correo electrónico: [email protected]