Come scegliere l'agente di diffusione della luce adatto per la lastra diffusore/il foglio diffusore?

• Astratto:
• Attualmente, la piastra diffusore è un'importante parte di diffusione ottica all'interno del televisore, in grado di distribuire uniformemente la luce emessa dal LED nel televisore. La luce dei LED nel televisore può essere distribuita in modo uniforme. In questo lavoro, la trasmittanza (T.T.), i gradi di nebbia (HAZE) e la luminosità (Lv) sono stati studiati tre aspetti, sono stati analizzati i materiali principali e ausiliari, tra cui il GPPS, l'agente di diffusione luminosa al silicio organico, l'agente di diffusione ottica inorganico e l'agente anti-invecchiamento, e sono stati confrontati e analizzati diversi tipi di agenti di diffusione ottica organici e inorganici. I risultati hanno mostrato che quando il dosaggio dell'agente di diffusione della luce del silicio organico era di 0,6%~0,8%, l'agente di diffusione ottica inorganico era di 0,15%, la trasmittanza raggiungeva (43±3) %, il grado di nebbia era fino a 99,4%.

Parole chiave: GPPS; Diffusore di luce al silicio organico; Diffusore di luce inorganico; Ausiliari antinvecchiamento; Trasmittanza; Grado di appannamento

L'utilizzo delle piastre di diffusione ottica a LED sta aumentando rapidamente, l'intera spedizione di cristalli liquidi sferici ha raggiunto più di 210 milioni di set nel 2017 e la domanda di piastre di diffusione è enorme, quindi è di grande importanza studiare la piastra di diffusione specifica adatta ai clienti. I due indici principali per valutare le proprietà ottiche delle lastre di diffusione ottica sono la trasmittanza luminosa e la velatura. La lastra di diffusione della luce è costituita principalmente da GPPS, MS, PMMA, PC, ecc. con l'aggiunta di un diffusore di luce organico e/o inorganico e di altri agenti indurenti, ausiliari anti-invecchiamento, ecc. che vengono completamente miscelati ed estrusi attraverso un estrusore, quindi estrusi in una lastra di un certo spessore attraverso una matrice specifica e quindi tagliati nelle dimensioni richieste del modulo di retroilluminazione del televisore mediante CNC. Sono stati analizzati gli effetti del meccanismo di diffusione della luce e delle dimensioni delle particelle del diffusore di luce sulla trasmittanza della luce (T.T.) e sulla foschia (HAZE) del diffusore di luce in PC. I risultati mostrano che quando la dimensione delle particelle del diffusore di luce è di 20 μ m, la trasmittanza luminosa della piastra di diffusione della luce del PC è maggiore, mentre quando la dimensione delle particelle del diffusore di luce è di 1,8 μ m, la dimensione delle particelle del diffusore di luce aumenta, la trasmittanza luminosa aumenta e la foschia diminuisce.

Inoltre, i pannelli di diffusione della luce sono utilizzati anche nell'illuminazione, ma la maggior parte di essi richiede un'elevata trasmittanza, con una foschia compresa tra 80% e 90%. Tuttavia, nell'industria televisiva, la trasmittanza della domanda generale non supera i 60% e la trasmittanza dei clienti è di circa 43%. Altri clienti hanno una trasmittanza di 55% e così via. Attraverso l'analisi di un gran numero di dati sperimentali, si è concluso che quando si utilizza il solo diffusore di luce organica per ottenere una bassa trasmittanza, da un lato il costo del diffusore di luce organica è piuttosto elevato, dall'altro la quantità di diffusore di luce organica è relativamente grande e il tasso di contributo alla trasmittanza è relativamente basso quando il dosaggio è superiore a 1%. Non è economico utilizzare il diffusore di luce organica solo per produrre lastre di diffusione della luce con trasmittanza inferiore a 60%. Diffusore di luce organico. Comprende diffusori di luce in resina siliconica (indice di rifrazione 1,43), diffusori di luce di tipo feniletene (indice di rifrazione 1,55), diffusori di luce a pressione (indice di rifrazione 1,5) e così via.

L'agente di diffusione della luce del silicone è un polimero organosiliconico. Il polimero siliconico è un polimero con elementi di silicio nella struttura molecolare e gruppi funzionali organici collegati agli atomi di silicio. Le microsfere di polisilicone sono state preparate a partire da alcossisilano (come metil trimetossisilano, fenil trimetossisilano, ecc.) mediante idrolisi, condensazione e reazione di reticolazione. La distribuzione delle dimensioni delle particelle è compresa tra 1 μ m e 8 μ m, e la dimensione media delle particelle è di 2 μ m [5]. Tra questi, l'agente di diffusione della luce siliconica presenta la migliore resistenza al calore e alle alte temperature, un'elevata efficienza di diffusione, una buona compatibilità con la resina della matrice, un basso peso specifico, una buona dispersione, un migliore equilibrio tra trasmittanza luminosa e uniformità, e l'agente di diffusione della luce a base di resina siliconica organica è la prima scelta. il diffusore ottico inorganico comprende biossido di titanio, ossido di silicio, carbonato di calcio, idrossido di alluminio, ossido di zinco, perle di vetro, ecc. [6]. Tra questi, l'indice di rifrazione del biossido di titanio è il maggiore, quello del biossido di titanio rutilo è di circa 2,73, quello del biossido di titanio anatasio è di circa 2,55; l'indice di rifrazione del solfuro di zinco è di 2,37, l'indice di rifrazione del bianco di zinco e bario è di 1,84, l'indice di rifrazione dell'ossido di zinco è di 2,02, e l'indice di rifrazione del biossido di silicio è di circa 1,45. Solo dal punto di vista dell'indice di rifrazione, il biossido di titanio rutilo può ridurre più efficacemente la trasmittanza e svolgere un ruolo di elevata schermatura. Un altro punto a favore è la buona antiossidazione e la buona resistenza agli agenti atmosferici. Pertanto, il biossido di titanio rutilo è il diffusore di luce inorganico preferito nelle lastre di diffusione a bassa trasmittanza.

1 Parte sperimentale.
1.1 Apparecchiature sperimentali.
1) Estrusore bivite.
2) macchina per lo stampaggio a iniezione.
3) Analizzatore di colore CA210.
4) Tester di foschia NDH7000.
5) Modulo di retroilluminazione LED-TV.
6) set completi di attrezzature per la formatura della lamiera.
7) Macchina da taglio CNC.
8) microscopio elettronico a scansione (SEM) a emissione fuori sito:
Tipo QUANTA200, azienda americana FEI.

1.2 Materiali sperimentali.
GPPS di grado ottico; diffusore di luce in silicone: WD-101 con dimensione delle particelle di 1 μ m, WD-102; diffusore di luce inorganico con dimensione delle particelle di 2 μ m, biossido di titanio rutilo (R103 e R930) con dimensione delle particelle di circa 230 nm, stabilizzatore di luce: LS770; assorbitore di raggi ultravioletti: UV329; antiossidante: 215, olio bianco.

2 Analisi dell'influenza del diffusore di luce.
2.1 studio sulla trasmittanza del solo diffusore in silicone.
Dalla figura 1 si può notare che la trasmittanza (T.T.) di WD-101 da 1 μm, WD-102 da 2 μm, WD-101 e WD-102 aumenta con l'aumento del dosaggio. Diminuisce di conseguenza, ma quando la diminuzione è inferiore a 0,5%, la variazione della trasmittanza è molto evidente e si osserva una diminuzione lineare tra 0,5% e 1,0%. Quando il dosaggio è superiore a 1,0%, e poi aumenta il dosaggio, l'effetto sulla trasmittanza si riduce; pertanto, il dosaggio del diffusore in silicone non supera generalmente 1%. Attraverso l'esperimento, è noto che quando il dosaggio di DF10A0 è 0,5%, la foschia (HAZE) ha raggiunto 99%. L'effetto della dimensione delle particelle di 1 μm sulla trasmittanza è maggiore di quello di 2 μm, perché a parità di diffusore la dimensione delle particelle è minore.

Quanto maggiore è il numero di particelle sferiche effettive, tanto maggiore è la probabilità di diffusione e la luce trasmessa si riduce di conseguenza, per cui la trasmittanza della piastra di diffusione sarà più bassa quanto minore è la dimensione delle particelle. La trasmittanza è influenzata non solo dalle dimensioni delle particelle, ma anche dalla sfericità, dalla regolarità della superficie delle particelle, dalla concentrazione, dalla distribuzione delle dimensioni delle particelle e così via.

2.2 Distribuzione dell'agente di diffusione della luce al silicone per organi nel materiale di base.
Attraverso la figura 2 del microscopio elettronico a scansione, si può notare che l'agente di diffusione del silicone è una piccola microsfera rotonda. Dal punto di vista microscopico, il materiale è una sfera trasparente, quindi può fornire una trasmittanza luminosa superiore e ha un indice di rifrazione molto basso rispetto all'acido acrilico e allo stirene, quindi ha una grande differenza rispetto all'indice di rifrazione del substrato GPPS, che fornirà la trasmittanza luminosa all'agente di diffusione della luce allo stesso tempo. Inoltre, conferisce al materiale un'elevata foschia. Quando la linea di luce passa attraverso la superficie della microsfera, una parte della luce viene dispersa dalla differenza di indice di rifrazione tra il diffusore e il materiale principale, e una parte della luce passa attraverso la microsfera; la luce incidente viene infine scomposta in linee di luce in numerose direzioni.

2.3 studio sulla trasmittanza dei diffusori di luce inorganici.
Dalla figura 3 si può notare che il biossido di titanio rutilo ha la maggiore influenza sulla trasmittanza. Il motivo principale è che l'indice di rifrazione del biossido di titanio rutilo è il più grande. La dimensione delle particelle del biossido di titanio comunemente utilizzato nelle materie plastiche è solitamente di 0,15-0,3 μ m. In questo intervallo è possibile ottenere il miglior grado di bianco e la fase di fondo blu, che può mascherare la fase gialla. Il biossido di titanio rutilo ha una forte capacità anti-ultravioletta e può diffondere efficacemente i raggi ultravioletti nell'area UVA. Pertanto, quando il dosaggio del biossido di titanio è di 0,15% e lo spessore è di 1,2 mm, la trasmittanza è di circa 43%, il cui risultato principale è la riflessione della luce. Tuttavia, quando si utilizza solo il biossido di titanio come diffusore, l'uniformità della piastra di diffusione è relativamente scarsa, il che può essere attribuito alla piccola quantità di biossido di titanio e all'alta densità (4,1 g/cm3), che rende basso il contenuto effettivo del substrato. L'esperimento ha dimostrato che la luce vicino alla lampada passa di più, ma la luce può essere vista chiaramente; mentre la luce lontana dalla lampada è minore, e anche la luce che passa naturalmente è relativamente minore, con il risultato di un basso Lv. Per migliorare questo fenomeno, di solito viene utilizzata in combinazione con il diffusore in silicone.

2.4 studio sull'uso combinato di diffusori organici e inorganici.
La tendenza della figura 4 è che il dosaggio di massa di WD-101 è 0,6%. Attraverso l'esperimento con il solo WD-101, è noto che quando il dosaggio di WD-101 raggiunge 0,6%, si può ottenere una buona foschia (circa 99,4%). Attraverso l'analisi comparativa di due tipi di biossido di titanio rutilo R930 e R103 con una dimensione delle particelle di 0,23 μ m e 0,25 μ m, è emerso che ci sono alcune differenze nel TIO2 dello stesso tipo e della stessa dimensione delle particelle, soprattutto quando si utilizza 0,2%. Ciò è dovuto principalmente al fatto che l'R103 è prodotto con un processo di clorazione e il metodo di trattamento è quello dell'allumina e della materia organica, mentre l'R930 è prodotto con un processo di acido solforico e la modalità di trattamento è quella dell'allumina e del SIO2. Pertanto, è molto importante scegliere il biossido di titanio adatto.

2.5 Studio sull'uso combinato di diffusori organici e inorganici.
Attraverso la figura 5 del microscopio elettronico a scansione, si può notare che il diffusore di luce in silicone organico può riempire efficacemente la lacuna del biossido di titanio. La differenza di indice di rifrazione tra il diffusore in silicone e la resina GPPS del substrato può disperdere completamente la fonte di luce e diffondere nuovamente la luce riflessa dal biossido di titanio, in modo che la luce possa essere dispersa in modo più uniforme. Testando la luminosità di 9 punti, è emerso che la luce riflessa dal biossido di titanio può essere nuovamente diffusa. L'uniformità della piastra di diffusione è ovviamente migliore rispetto a quella del solo diffusore inorganico e il fenomeno negativo dell'uniformità che si verificava con l'utilizzo del solo biossido di titanio è nettamente migliorato.

2.6 L'influenza dello spessore sulla trasmittanza.
La figura 6 mostra che il contenuto di WD-101 è pari a 0,6%. Dall'analisi comparativa dei tre spessori di 1,0 e 1,2 mm con diversi contenuti di biossido di titanio, si evince dalla figura 5 che quanto più spessa è la lastra di diffusione, tanto maggiore è l'effetto sulla trasmittanza, poiché quanto più spessa è la lastra di diffusione, tanto maggiore sarà la dose di diffusione della stessa lastra di diffusione. Quando la luce è sfasata, ci saranno più opportunità di diffusione e riflessione, per cui migliore è l'uniformità della luce della lastra di diffusione, minore sarà la trasmittanza della lastra di diffusione.

3 conclusione.
Rispetto alle diverse dimensioni delle particelle e al diverso dosaggio del silicone diffusore. L'analisi dei dati sperimentali è la seguente: l'effetto del diametro delle particelle di 1 μ m sulla trasmittanza è maggiore rispetto a quello di 2 μ m, perché a parità di quantità di diffusore in silicone, più la dimensione delle particelle è piccola, più le particelle sferiche sono efficaci e maggiore è la probabilità di dispersione, minore sarà la luce trasmessa. Pertanto, la trasmittanza della piastra di diffusione sarà inferiore quando la dimensione delle particelle è minore. Quando il dosaggio è inferiore a 1,0%, l'effetto dell'aumento del dosaggio sulla trasmittanza è più evidente, mentre quando il dosaggio è superiore a 1,0%, l'effetto sulla trasmittanza si riduce aumentando il dosaggio. Se si utilizza il solo diffusore in silicone, è necessaria una quantità maggiore per ottenere una trasmittanza inferiore a 50% e non vi è alcun vantaggio in termini di costi.

Analisi della scelta del tipo e del dosaggio del diffusore inorganico di biossido di titanio. Si può notare che quando il diffusore inorganico viene utilizzato da solo, l'uniformità di trasmissione della luce della lastra di diffusione non è buona. Dall'analisi risulta che l'effetto del biossido di titanio rutilo è il migliore. L'effetto della produzione di biossido di titanio rutilo con il metodo della clorazione è migliore di quello con il metodo dell'acido solforico, e la modifica del biossido di titanio è anche uno dei punti chiave nella selezione del tipo. È particolarmente importante scegliere un diffusore inorganico adatto.

Infine, è stato confrontato il punteggio della combinazione di diffusori organici e inorganici.
Attraverso l'analisi, possiamo sapere che l'uso finale del diffusore al silicio organico e del diffusore inorganico al biossido di titanio rutilo, in base al diverso spessore, utilizzando una formula diversa, ha raggiunto l'effetto ideale. I risultati mostrano che quando il dosaggio del diffusore di luce al silicio organico è di 0,6%-0,8% e la quantità di biossido di titanio rutilo è di 0,15%, lo spessore è di 1,2 mm, la trasmittanza può raggiungere (43 ±3)% e la velatura può raggiungere 99,4%.

Quindi, sapete come scegliere un agente di diffusione della luce adatto per la piastra diffusore / foglio diffusore ora? se avete domande o aiuto benvenuto a lasciare un messaggio nei commenti o inviare la mia e-mail: [email protected]