Comment fonctionne la diffusion de la lumière dans les lampes LED ?

Le matériau de diffusion de la lumière désigne le matériau capable de convertir les sources lumineuses ponctuelles et linéaires en sources lumineuses linéaires et surfaciques. En général, la fonction de ce type de matériau est de rendre la source lumineuse moins éblouissante à l'œil nu après réfraction, réflexion et diffusion. Tout d'abord, je vais vous présenter les matériaux de diffusion de la lumière les plus courants dans les LED.

1. Abat-jour PS pour la diffusion de la lumière
Méthode de préparation.
Actuellement, les principales méthodes de préparation des matériaux de photodiffusion sont la polymérisation et la modification des mélanges.

1.) Méthode de polymérisation.
Selon le principe de la réfraction de la lumière, la méthode de polymérisation est basée sur la copolymérisation de deux types de monomères polymères ayant un indice de réfraction différent et une faible compatibilité, ou sur la polymérisation par morceaux, qui est utilisée pour préparer des matériaux de diffusion de la lumière. Deux types de monomères ayant des activités de réaction différentes sont préparés par polymérisation, car l'activité de réaction entre le monomère diffuseur et le monomère formant la matrice est différente, et le monomère diffuseur produit une auto-polymérisation ou une copolymérisation par blocs avec le monomère de la matrice. De cette manière, les propriétés optiques du noyau condensé formé dans la chaîne de polymérisation respective sont uniformes, et la lumière est réfléchie et réfractée à la limite du noyau condensé, formant ainsi une diffusion. La polymérisation est largement utilisée dans la préparation de matériaux de photodiffusion à base de PMMA.

2. Diffusion de la lumière Abat-jour LED.
la méthode de modification du mélange.
La méthode de modification du mélange consiste à ajouter le diffuseur de lumière à la résine, qui est sphérique et uniformément dispersé dans la résine transparente pour former une structure en îlot. En raison des différences d'indice de réfraction entre la résine et le diffuseur de lumière, la lumière est semblable à une réflexion spéculaire sur la surface du diffuseur de lumière. Après de multiples réflexions, on obtient l'effet de diffusion de la lumière. Parallèlement, la quantité de diffuseur optique, la taille et la distribution des particules, l'indice de réfraction déterminent les propriétés optiques du matériau.

3. Abat-jour à diffusion lumineuse.
À l'heure actuelle, de nombreux matériaux de diffusion de la lumière sont généralement produits par cette méthode, car elle est similaire au dopage des polymères et le processus est simple, en particulier pour les plaques de diffusion de la lumière avec un très grand dosage, cette méthode peut être produite en continu et a une grande efficacité de production.
L'exemple ci-dessous est principalement basé sur la méthode de modification des mélanges :

1.) Mécanisme d'action.
Le mécanisme d'action du matériau de diffusion de la lumière est le suivant : des particules organiques ou inorganiques sont ajoutées au substrat de la plaque de diffusion en tant que particules de diffusion pour que la lumière soit réfractée, réfléchie et diffusée dans deux milieux ayant un indice de réfraction différent lorsqu'ils traversent la couche de diffusion. Pour plus de détails, veuillez consulter le schéma de diffusion ci-dessous :

2.) Matériau de la matrice.
En tant que substrat des matériaux de diffusion de la lumière, une transmission élevée de la lumière est nécessaire. Les matériaux matriciels courants comprennent le PPMMA, le PS et le PC, dont la diffusion de la lumière est basée sur les caractéristiques suivantes :

L'indice de réfraction détermine la luminosité du matériau, et un indice de réfraction élevé indique qu'une plus grande quantité de lumière est réfléchie à l'interface entre le matériau et l'air. En règle générale, plus l'indice de réfraction est élevé, plus la transmittance est faible.

Abat-jour PC pour la diffusion de la lumière
3.) Diffuseur de lumière
Selon la composition de l'agent de diffusion de la lumière, on distingue les diffuseurs organiques et les diffuseurs inorganiques.

Diffuseur de lumière organique
Ce type d'agent de diffusion de la lumière comprend principalement le type acrylique, le type silicone, le type polyvinyle, etc. À l'heure actuelle, les agents de diffusion de la lumière acryliques et siliconés sont les plus utilisés. Ce type de diffuseur de lumière a une bonne transmission. La silicone présente les avantages d'une faible addition et d'un bon voile, et la transmittance de l'acide acrylique est bonne.

Diffusion de la lumière Abat-jour LED
Diffuseur de lumière inorganique
Les diffuseurs de lumière inorganiques comprennent principalement le nano-sulfate de baryum, le dioxyde de silicium, le carbonate de calcium, etc. D'un point de vue microscopique, ces diffuseurs de lumière inorganiques sont des microsphères solides, et il est très difficile pour la lumière de passer à travers la sphère solide, ce qui affectera la transmission d'une grande quantité de lumière.
Les indices de réfraction de plusieurs diffuseurs de lumière sont les suivants :

Abat-jour LED
4.) Influence des particules de diffusion de la lumière
Effet de la taille des particules de diffusion
À masse égale, plus la taille des particules est petite, plus le nombre de particules est élevé ; plus la lumière est déviée lors de son passage, et plus la diffusivité est grande, plus la brume est élevée. Toutefois, lorsque la taille des particules est trop petite, la distribution de la taille des particules est difficile à contrôler et, à l'inverse, à brouillard égal, la transmittance diminue. Ce n'est que lorsque la taille et la distribution des particules sont appropriées que la transmission de la lumière et le voile peuvent atteindre une valeur plus élevée en même temps. La taille des particules est généralement comprise entre 1 et 5 microns. En même temps, plus la régularité et la finition des particules sont bonnes, plus le voile et la transmission de la lumière sont bons.

Lampe LED
Effet de l'indice de réfraction des particules diffusées
L'indice de réfraction du substrat et du diffuseur ne doit être ni trop grand ni trop petit. Lorsque l'indice de réfraction relatif du diffuseur est compris entre 0,91-0,97 et 1,03-1,09, la transmittance de la diffusivité est meilleure. Si l'indice de réfraction relatif est trop faible, il y a peu de différence entre les deux indices de réfraction et la diffusion n'est pas évidente. Une grande différence dans l'indice de réfraction relatif entraînera une réflexion totale, qui renvoie la lumière à l'intérieur et ne peut pas être exportée efficacement.

Diffusion de la lumière Feuille LED
Effet de la concentration des particules de diffusion.
Avec l'augmentation des particules de diffusion de la lumière, le nombre de diffusions de la lumière dans la plaque de diffusion augmente, la rétrodiffusion augmente, le libre parcours des photons diminue, le voile augmente, mais la transmittance diminue. Pour garantir une transmission et un voile élevés, la concentration du matériau de diffusion de la lumière est raisonnablement sélectionnée et le rapport de mélange général est inférieur à 2%.

Diffusion de la lumière Lampe LED
3. Exigences de performance.
Les matériaux courants de diffusion de la lumière des LED nécessitent les éléments suivants :
Transmission élevée, diffusion élevée, pas d'éblouissement, pas de lumière ni d'ombre.
La dissimulation de la source lumineuse est meilleure.
Il présente une bonne aptitude à l'écoulement, une bonne stabilité dimensionnelle, une bonne résistance aux intempéries et une bonne résistance à la chaleur.
Haute résistance aux flammes et aux chocs.
La transmission de la lumière est supérieure à 80%.

Diffusion de la lumière Lampe LED
Caractéristiques des matériaux de diffusion de la lumière.
L'avantage du matériau de diffusion de la lumière est que, tout en garantissant une transmission élevée de la lumière, il augmente la diffusion de la lumière et le voile du produit. Sous l'action de la plaque de diffusion, l'ensemble du panneau forme une surface lumineuse uniforme sans zone sombre. À l'heure actuelle, la plaque de diffusion optique se divise en plaques de diffusion optique PC, plaques de diffusion optique PMMA et plaques de diffusion optique PS. Toutefois, le PMMA n'est pas résistant aux rayures et le PS n'est pas résistant à la chaleur et aux flammes. Actuellement, le PC est largement utilisé dans les abat-jour à LED. Voici une comparaison de plusieurs types de plaques de diffusion de la lumière.