Sorpresa! Grandi progressi nella ricerca e tendenze del film a diffusione ottica

Negli ultimi anni, le apparecchiature elettroniche come l'illuminazione per la comunicazione si sono sviluppate rapidamente. Ad esempio, gli schermi a cristalli liquidi, i notebook e i telefoni cellulari sono diventati prodotti elettronici indispensabili nella nostra vita quotidiana. Pertanto, la domanda di film di diffusione utilizzati in questi prodotti elettronici è aumentata notevolmente. Attualmente, la domanda interna di film di diffusione ottica è stimata prudentemente in oltre 1000 milioni di m2, ma la maggior parte di essi si affida alle importazioni da Stati Uniti, Giappone e Corea del Sud. Ad esempio, 3M, Bright View Technologies e Luminit negli Stati Uniti; Kimoto KIMOTO, Huihe KEIWA e Chi Seiji Tsujiden in Giappone; SKC, Shihan Seahan e Xinhe Shinwha in Corea, ecc.

Gli Stati Uniti, la Corea del Sud, il Giappone e la Cina hanno accumulato alcuni risultati nella ricerca e nello sviluppo di pellicole per la diffusione della luce. L'azienda statunitense Luminit ha sviluppato una pellicola di diffusione della luce LSD, come mostrato nella figura 1-7. Presenta i vantaggi della modellazione del fascio, dell'elevata trasmittanza, dell'uniformità della luce e così via. La tecnologia brevettata da Luminit è in grado di controllare con precisione la forma dello spot luminoso progettando microstrutture sulla superficie della pellicola diffusa per controllare la distribuzione dell'energia della luce, rendendola una serie di forme rotonde o ovali. Il film di diffusione della luce LSD è in grado di far passare la luce con una lunghezza d'onda compresa nell'intervallo 200 nm-1500 nm e la trasmittanza può raggiungere 85% Mel 92%. Il film LSD ha una bassa riflettività e può ridurre la perdita causata dalla luce naturale e da altre riflessioni luminose. Il film di diffusione della luce LSD può rendere morbida e uniforme la sorgente luminosa puntiforme e risolvere il problema della distribuzione non uniforme delle sorgenti luminose puntiformi come i LED e le lampade fluorescenti a catodo freddo (CCFL).

L'azienda statunitense Bright View Technologies è in grado di regolare la pellicola di diffusione della luce, denominata pellicola di diffusione della luce BVT [54]. Come mostrato nella figura 1-8, questa pellicola di diffusione della luce non solo elimina il bagliore abbagliante, ma ottiene anche una luce uniforme e morbida, e l'efficienza luminosa può raggiungere 88%-96% La pellicola di diffusione della luce BVT può formare forme di illuminazione come ellissi, ali di pipistrello, asimmetrie e cerchi.

Il gruppo di ricerca di Takuya Ohzono, in Giappone, ha preparato un tipo di pellicola per la diffusione della luce con struttura a grinze estensibili. Come mostrato nella figura 1-9, il film di diffusione ottica ottiene l'effetto di diffusione ottica regolando la struttura delle rughe del film. Quando la forza di trazione uniassiale viene applicata al film di diffusione della luce, il materiale del film avrà l'effetto della struttura a pieghe e della diffusione ottica. L'effetto della struttura a pieghe e della diffusione ottica dipende dalla forza esterna applicata. Maggiore è la forza uniassiale, più forte è l'effetto della diffusione ottica. La relazione tra lo stato di stiramento e lo stato di diffusione può essere spiegata dal principio dell'ottica geometrica.

Il Dr. Hu Jingang della Southeast University ha esplorato per primo la via della sintesi idrotermale di microsfere ibride a fotodiffusione di grandi dimensioni e ha sintetizzato microsfere ibride a guscio centrale di ZnO@polisilossano [30]. Come mostrato nella figura 1-10. Le dimensioni delle particelle di queste microsfere sono principalmente distribuite nell'intervallo 5-8 μ m. I film di diffusione della luce preparati con microsfere ibride core-shell di ZnO@polisilossano hanno una buona trasmittanza e foschia e la distribuzione dell'intensità luminosa nella regione di diffusione è uniforme. Tuttavia, il processo di preparazione delle microsfere di diffusione è complesso e lo spessore del film di diffusione preparato dal processo di rivestimento è difficile da controllare.

Il gruppo di ricerca di S.M. Mahpeykar dell'Università di Alberta in Canada ha sviluppato un reticolo di diffrazione a trasmissione estensibile e sintonizzabile. Le nanosfere di PS sono state disposte sulla superficie del PDMS mediante autoassemblaggio, come mostrato nella figura 1-11. Grazie alla capacità di controllo dei fotoni delle nano-microsfere di PS e alle caratteristiche degli elastomeri PDMS, è stato possibile regolare l'efficienza di diffrazione, l'angolo, il numero d'ordine, la distribuzione dell'energia e l'intervallo spettrale, raggiungendo un'efficienza di diffrazione massima di 80%. Il film di diffusione ottica mostra un'elevata efficienza e capacità di diffusione della luce a banda larga e non dipende dalle caratteristiche di polarizzazione e dall'angolo di incidenza della luce incidente. Grazie all'elevata efficienza energetica della luce e all'efficienza di diffrazione sintonizzabile del film di diffusione ottica, può essere utilizzato per il controllo dei fotoni a banda larga nelle celle solari e nei fotorivelatori.

HJ Kim, DW Kim e SW Kim in Corea hanno preparato film di fotodiffusione utilizzando rispettivamente silice porosa e particelle di silicone come fotodiffusori e PC come substrato, utilizzando lo stampaggio per estrusione, come mostrato nella figura 1-13. I fotodiffusori e il PC sono stati ben miscelati dal processo di estrusione a caldo e si è formata una struttura reticolata che ha migliorato le proprietà meccaniche del film di fotodiffusione. I ricercatori coreani S Ahn e GH Kim hanno migliorato il tradizionale rivestimento elettrospray per stendere uno strato uniforme di goccioline emisferiche di PMMA su un substrato di PET, come mostrato nella figura 1-12. I risultati mostrano che lo strato di diffusione è stato ottenuto con un'unica goccia di PMMA. I risultati mostrano che lo strato di diffusione di questo processo è più uniforme di quello del metodo tradizionale. Inoltre, questo metodo di iniezione elettrica migliorato può ottenere un effetto di diffusione migliore rispetto al film di diffusione della luce preparato con il metodo di iniezione elettrica tradizionale.

HJ Kim, DW Kim e SW Kim, in Corea, hanno preparato film di fotodiffusione usando rispettivamente silice porosa e particelle di silicone come agente di diffusione della luce e PC come substrato, utilizzando lo stampaggio per estrusione, come mostrato nella figura 1-13. L'agente di diffusione della luce e il PC sono stati ben miscelati dal processo di estrusione a caldo e si è formata una struttura reticolata che ha migliorato le proprietà meccaniche del film di diffusione della luce.

I ricercatori taiwanesi H.P. Kuo, M.Y. Chuang e C.C. Lin hanno studiato l'effetto della dimensione delle particelle del diffusore ottico selezionato sulle proprietà del film di diffusione LCD e la relazione tra lo spessore del film e la dimensione delle particelle di diffusione, come illustrato nella figura 1-14. I risultati mostrano che il film di diffusione ha una trasmittanza e una foschia maggiori e proprietà ottiche migliori quando il rapporto tra lo spessore del film e la dimensione delle particelle è compreso tra 2 e 3. I risultati mostrano che il film di diffusione ha una trasmittanza e una foschia più elevate e proprietà ottiche migliori quando il rapporto tra lo spessore del film e la dimensione delle particelle è compreso tra 2 e 3.

Il ricercatore giapponese Hideaki Honma ha sviluppato una pellicola per la diffusione della luce che può essere diffusa selettivamente, come mostrato nella figura 1-15. Quando la luce viene irradiata da un lato del materiale ad alto indice di rifrazione, ha l'effetto della diffusione ottica e il film di diffusione è semitrasparente; quando la luce viene irradiata da un lato del materiale a basso indice di rifrazione, l'effetto della diffusione ottica è relativamente debole e il film di diffusione è trasparente. Questo tipo di film di diffusione ha il potenziale per essere utilizzato in speciali dispositivi di visualizzazione.

In questo lavoro, viene proposta una tecnologia di imprinting a polimerizzazione UV basata su uno stampo morbido in PDMS per preparare film di diffusione della luce con microstruttura drogata. Viene utilizzato un sistema di nanoimprint a polimerizzazione UV roll-to-plane [59-60]. Questo metodo può replicare la microstruttura superficiale del film di fotodiffusione senza un processo complesso o attrezzature costose. Lo stretto contatto tra il substrato di polietilene tereftalato (PET) e lo stampo morbido può garantire l'alta fedeltà e l'uniformità della microstruttura superficiale. Regolando la pressione sul rullo di imprinting, è possibile controllare lo spessore del residuo di imprinting della microstruttura in modo che sia inferiore a 10 μ m e possa essere regolato nell'intervallo di 50 μ m. Quando la luce incidente si irradia sulla superficie del film di diffusione della luce, le caratteristiche di diffusione possono essere suddivise in due tipi: la diffrazione formata dalla microstruttura ondulata della superficie e la diffusione delle particelle di diffusione nella struttura. La luce è resa uniforme e morbida dalla diffusione delle particelle diffuse e un nuovo tipo di film di diffusione della luce è controllato dalla diffrazione della microstruttura. Soddisfare il film di diffusione. Verso le esigenze di uno sviluppo leggero e multifunzionale.