¡Sorpresa! Grandes avances y tendencias en la investigación de la película de difusión óptica

En los últimos años, los equipos electrónicos, como la iluminación de las comunicaciones, se han desarrollado rápidamente. Por ejemplo, las pantallas de cristal líquido, los ordenadores portátiles y los teléfonos móviles se han convertido en productos electrónicos indispensables en nuestra vida cotidiana. Por lo tanto, la demanda de películas de difusión utilizadas en estos productos electrónicos ha aumentado considerablemente. En la actualidad, la demanda nacional de láminas de difusión óptica se estima, de forma conservadora, en más de 1.000 millones de m2, pero la mayoría depende de las importaciones de Estados Unidos, Japón y Corea del Sur. Por ejemplo, las empresas 3M, Bright View Technologies y Luminit de Estados Unidos; las empresas Kimoto KIMOTO, Huihe KEIWA y Chi Seiji Tsujiden de Japón; las empresas SKC, Shihan Seahan y Xinhe Shinwha de Corea, etc.

Estados Unidos, Corea del Sur, Japón y China han acumulado algunos logros en la investigación y el desarrollo de películas de difusión de luz. Luminit, de Estados Unidos, ha desarrollado una película de difusión de luz LSD, como se muestra en la figura 1-7. Tiene las ventajas de conformación del haz, alta transmitancia, luz uniforme, etc. Tiene las ventajas de conformación del haz, alta transmitancia, luz uniforme, etc. La tecnología patentada de Luminit puede controlar con precisión la forma del punto luminoso mediante el diseño de micro-nano estructuras en la superficie de la película difusora para controlar la distribución energética de la luz, convirtiéndola en una serie de formas redondas u ovaladas. La película de difusión de luz LSD puede atravesar la luz con una longitud de onda en el rango de 200 nm-1500 nm, y la transmitancia puede alcanzar 85% Mel 92%. La película LSD tiene baja reflectividad y puede reducir la pérdida causada por la luz natural y otros reflejos de luz. La película de difusión de luz LSD puede hacer que la fuente de luz puntual sea suave y uniforme, y resolver el problema de la distribución desigual de las fuentes de luz puntuales, como los LED y las lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL).

La empresa Bright View Technologies de Estados Unidos puede regular la película difusora de luz, denominada película difusora de luz BVT [54]. Como se muestra en la figura 1-8, esta película de difusión de luz no sólo puede eliminar el deslumbramiento, sino también obtener una luz uniforme y suave, y la eficiencia de iluminación puede alcanzar 88%-96% La película de difusión de luz BVT puede formar formas de iluminación como elipses, alas de murciélago, asimetría y círculos.

El grupo de investigación Takuya Ohzono de Japón ha preparado un tipo de película de difusión de luz con estructura de arrugas de estiramiento. Como se muestra en la figura 1-9, la película de difusión óptica consigue el efecto de difusión óptica ajustando la estructura arrugada de la película. Cuando se aplica la fuerza de tracción uniaxial a la película de difusión óptica, el material de la película tendrá el efecto de estructura de arrugas y difusión óptica. El efecto de estructura de pliegue y difusión óptica depende de la fuerza externa aplicada. Cuanto mayor sea la fuerza uniaxial, mayor será el efecto de la difusión óptica. La relación entre el estado de estiramiento y el estado de difusión puede explicarse mediante el principio pertinente de la óptica geométrica.

El Dr. Hu Jingang de la Southeast University exploró por primera vez el camino de la síntesis hidrotérmica de microesferas híbridas de fotodifusión de gran tamaño y sintetizó microesferas híbridas con núcleo de ZnO@polisiloxano [30]. Como se muestra en la figura 1-10. Los tamaños de partícula de estas microesferas se distribuyen principalmente en el rango de 5-8 μ m. Las películas de difusión de luz preparadas por microesferas híbridas de núcleo-cáscara de ZnO@polisiloxano tienen buena transmitancia y neblina, y la distribución de la intensidad luminosa en la región de difusión es uniforme. Sin embargo, el proceso de preparación de las microesferas de difusión es complejo, y el grosor de la película de difusión preparada mediante el proceso de recubrimiento es difícil de controlar.

El grupo de investigación S.M.Mahpeykar de la Universidad de Alberta (Canadá) ha desarrollado una rejilla de difracción de transmisión estirable y sintonizable. Se dispusieron nanoesferas de PS en la superficie de PDMS mediante autoensamblaje, como se muestra en la figura 1-11. Con la ayuda de la capacidad de control de fotones de las nanomicroesferas de PS y las características de los elastómeros de PDMS, se consigue la eficiencia de difracción sintonizable, el ángulo, el número de orden, la distribución de energía y el rango espectral, y la eficiencia de difracción máxima es de 80%. La película de difusión óptica muestra una alta eficiencia y capacidad de difusión de luz de banda ancha, y no depende de las características de polarización ni del ángulo de incidencia de la luz incidente. Debido a la alta eficiencia energética de la luz y a la eficiencia de difracción sintonizable de la película de difusión óptica, puede utilizarse para el control de fotones de banda ancha en células solares y fotodetectores.

En Corea, HJ Kim, DW Kim y SW Kim han preparado películas de fotodifusión utilizando partículas porosas de sílice y silicona como fotodifusores y PC como sustratos, respectivamente, mediante moldeo por extrusión, como se muestra en la figura 1-13. El fotodifusor y el PC se mezclaron bien mediante el proceso de extrusión por prensado en caliente y se formó una estructura reticulada que mejoró las propiedades mecánicas de la película de fotodifusión. El fotodifusor y el PC se mezclaron bien mediante el proceso de extrusión por prensado en caliente, y se formó la estructura reticulada, que mejoró las propiedades mecánicas de la película de fotodifusión.Los investigadores coreanos S Ahn y GH Kim mejoraron el recubrimiento por electrospray tradicional para extender una capa uniforme de gotas semiesféricas de PMMA sobre un sustrato de PET, como se muestra en la figura 1-12. Los resultados muestran que la capa de difusión se formó a partir de sílice porosa, partículas de silicona como fotodifusores y PC como sustratos. Los resultados muestran que la capa de difusión de este proceso es más uniforme que la del método tradicional. Y este método mejorado de inyección eléctrica puede obtener un mejor efecto de difusión que la película de difusión de luz preparada por el método tradicional de inyección eléctrica.

HJ Kim, DW Kim y SW Kim en Corea han preparado películas de fotodifusión utilizando partículas porosas de sílice y silicona como agente de difusión de la luz y PC como sustratos, respectivamente, mediante moldeo por extrusión, como se muestra en la figura 1-13. El agente de difusión de luz y el PC se mezclaron bien mediante el proceso de extrusión por prensado en caliente, y se formó la estructura reticulada, que mejoró las propiedades mecánicas de la película de difusión de luz.

Los investigadores taiwaneses H.P. Kuo, M.Y. Chuang y C. C. Lin estudiaron el efecto del tamaño de partícula del difusor óptico seleccionado sobre las propiedades de la película de difusión LCD y la relación entre el grosor de la película y el tamaño de partícula de difusión, como se muestra en la figura 1-14. Los resultados muestran que la película de difusión tiene mayor transmitancia y neblina y mejores propiedades ópticas cuando la relación entre el grosor de la película y el tamaño de las partículas está entre 2 y 3.

El investigador japonés Hideaki Honma ha desarrollado una película de difusión de la luz que puede difundirse selectivamente, como se muestra en la figura 1-15. Cuando la luz se irradia desde un lado del material de alto índice de refracción, se produce el efecto de difusión óptica, y la película de difusión es semitransparente; cuando la luz se irradia desde un lado del material de bajo índice de refracción, el efecto de difusión óptica es relativamente débil, y la película de difusión es transparente. Este tipo de película de difusión puede utilizarse en dispositivos de visualización especiales.

En este trabajo, se propone una tecnología de impresión de curado UV basada en un molde blando de PDMS para preparar películas de difusión de luz de microestructura dopada. Se utiliza un sistema de nanoimpresión de curado UV rollo a rollo [59-60]. Este método puede replicar la microestructura superficial de la película de fotodifusión sin necesidad de procesos complejos ni equipos costosos. El estrecho contacto entre el sustrato de tereftalato de polietileno (PET) y el molde blando puede garantizar la alta fidelidad y uniformidad de la microestructura superficial. Ajustando la presión sobre el rodillo de impresión, el espesor del residuo de impresión de la microestructura puede controlarse para que sea inferior a 10 μ m, y puede ajustarse en el rango de 50 μ m. Cuando la luz incidente irradia sobre la superficie de la película de difusión de luz, las características de difusión pueden dividirse en dos tipos: la difracción formada por la microestructura ondulante de la superficie y la dispersión de partículas de difusión en la estructura. La luz se hace uniforme y suave por la dispersión de partículas dispersas, y un nuevo tipo de película de difusión de luz es controlado por la difracción de la microestructura. Satisfacer la película de difusión. Hacia las necesidades del desarrollo ligero y multifuncional.