광확산제가 광확산 플라스틱의 특성에 미치는 영향

발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛 에너지로 직접 변환하는 고체 반도체 소자로서 견고한 구조, 충격 저항성, 빠른 빛 반응, 긴 수명뿐만 아니라 에너지 소비도 적습니다. LED는 점 광원입니다. 실제 응용 분야에서는 일반적으로 빛을 밝고 부드럽게 만들기 위해 선 광원 또는 표면 광원으로 변환해야 합니다. 이러한 변환을 위해서는 광확산 소재가 필요합니다. 광확산 재료는 일반적으로 광확산제와 폴리머로 구성됩니다.

1. 광확산제

광확산제는 특수 가공 및 표면 처리로 만들어집니다. 입자 크기는 일반적으로 1μm에서 10μm 사이이며 평균 입자 크기는 약 2μm입니다. 비드는 난시 기능, 우수한 유동성 및 광학 수지 기판과의 우수한 호환성을 가지고 있습니다.

현재 광학 확산기는 주로 무기형과 유기형으로 나뉩니다. 무기 광확산제는 주로 이산화 규소, 이산화 티타늄, 탄산 칼슘, 수산화 알루미늄 및 유리 구슬과 같은 무기 입자를 포함하며 유기 광확산제는 주로 가교 폴리스티렌, 폴리 메타 크릴 레이트 및 기타 유기 폴리머 마이크로 구체를 포함합니다.

무기 광확산제

이산화규소, 이산화티타늄, 탄산칼슘과 같은 무기 입자를 첨가하면 작은 입자의 표면을 통해 빛이 무수히 확산되어 균일한 빛의 효과를 얻을 수 있습니다. 무기 입자는 내열성이 좋지만 모양이 다르고 입자 크기 편차가 크며 빛의 균일 한 확산 성이 부족하며 무기 광 확산제는 현미경 관점에서 볼 때 고체 미세 구체이며 빛은이 고체 구체를 통과 할 수 없습니다. 그것은 많은 빛의 투과에 영향을 미치고 빛의 일부만 굴절되어 빛의 밝기 또는 투과에 영향을 미칩니다. 전등갓의 광 투과율이 50% 이상이어야 하는 제품은 무기 광확산제를 선택할 수 없습니다.

유기 광확산제
가교 폴리스티렌 및 폴리메타크릴레이트 마이크로스피어는 형상 균일성이 우수하고 입자 크기 편차를 제어할 수 있으며 광 투과율은 높지만 내열성이 낮습니다. 광 확산 폴리머 압출 과립화 및 광 가이드 장치의 고온 사출 성형 또는 압출 성형 중에 폴리머 입자는 변형되기 쉬우므로 빛의 균일 한 확산에 영향을 미칩니다. 또한 폴리스티렌 광확산기의 내광성이 좋지 않고 황변이 발생하기 쉬워 LED의 서비스 품질과 수명에 영향을 미칩니다.

최근 몇 년 동안 유기-무기 하이브리드 유기 실리콘 마이크로 스피어 광확산기가 개발되었습니다. 실리콘 마이크로 스피어 광 확산기는 무기 입자의 높은 내열성, 내광성 및 노화 저항성의 특성을 가질뿐만 아니라 유기 입자 모양의 균질성, 높은 광 투과율 및 우수한 광 확산 균일 성의 특성을 가지고 있으며 합성 모노머의 변화에 따라 굴절률을 변경할 수 있으며 광 확산에 의해 입자 표면을 현장에서 수정할 수 있습니다. 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리스티렌(PS) 및 기타 도광판 매트릭스 수지와 광확산 입자의 호환성 및 적응성을 향상시키는 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다. 따라서 실리콘 마이크로스피어는 LED용 고성능 광확산제가 될 것으로 기대됩니다. 실리콘 광확산제는 일반적으로 메틸트리메톡시실란과 페닐트리메톡시실란을 가수분해, 응축 및 가교반응에 의해 형성된 마이크로스피어 제품으로, 입자 크기 분포는 1㎛에서 8㎛ 사이이며 평균 입자 크기는 2㎛~4㎛입니다.

광확산 플라스틱 2개
PC 수지에 광확산기를 추가하면 광확산기는 구형이며 PC 수지에 균일하게 분산되어 섬 구조를 형성합니다. PC 수지와 광확산기의 굴절률이 다르기 때문에 빛은 광확산기 표면의 정반사와 유사하며 여러 번 반사된 후 광확산 효과를 얻을 수 있습니다.

광확산 재료의 제조에는 일반적으로 두 가지 방법이 있는데, 하나는 중합이고 다른 하나는 혼합 수정이며 각각 고유 한 특성이 있습니다. 빛의 굴절 원리에 따라 중합 방법은 굴절이 다르고 호환성이 좋지 않은 두 종류의 폴리머 모노머의 공중합 또는 단편 중합을 선택하여 광 산란 물질을 추가로 준비하는 것입니다. 일반적으로 사용되는 중합 방법은 산란체 모노머의 반응 활성이 매트릭스 모노머의 반응 활성과 다르고 산란체 모노머가 매트릭스 모노머와 자체 중합 또는 블록 공중합을 생성하기 때문에 반응 활성이 다른 두 종류의 모노머를 준비하는 것입니다. 이러한 방식으로, 각각의 중합 사슬에 형성된 응축 핵의 광학 특성은 균일하고 빛은 응축 핵의 경계에서 반사 및 굴절되어 산란을 형성한다. 중합은 폴리 (메틸 메타 크릴 레이트) 기반 (PMMA) 기반 광 확산 재료의 제조에 널리 사용되지만 PC 기반 광확산 재료의 제조에는 거의 사용되지 않으며 관련보고 및 연구도 매우 드뭅니다.

블렌딩 수정 방법은 PC 레진에 광확산기를 추가하는 것입니다. 광확산기는 구형이며 PC 레진에 균일하게 분산되어 섬 구조를 형성합니다. PC 수지와 광확산기의 굴절률이 다르기 때문에 빛은 광확산기 표면의 정반사와 유사하며 여러 번 반사 된 후 빛 확산 효과가 달성됩니다. 동시에 광학 디퓨저의 양, 입자 크기 및 분포, 굴절률이 재료의 광학적 특성을 결정합니다. 현재이 방법은 폴리머 도핑과 유사하고 공정이 간단하고 특히 소비가 매우 큰 광 확산 판에서이 방법을 사용하여 많은 새로운 유형의 광 확산 재료를 생산하기 때문에이 방법은 연속적으로 생산할 수 있고 생산 효율이 높습니다. .

광확산제는 광원 및 눈부신 빛을 덮을뿐만 아니라 전체 투명 수지가 더 부드럽고 아름답고 우아한 빛을 방출하여 광 투과 및 불투명도의 편안한 효과를 얻기 위해 PC, PMMA, PS 및 기타 투명 플라스틱에 첨가되어 광확산 플라스틱을 얻습니다.
LED 조명의 눈부심과 청색광 유해 문제를 해결하기 위해 유기 실리콘 광확산 물질에서 시작하여 이산화티타늄(TiO2)과 세리아(CeO2)를 사용하여 광확산제의 표면을 개질하고 기능화하여 광학 특성이 우수하고 청색광 차폐 기능을 갖춘 광확산 물질을 얻었습니다.

광확산제가 광확산 플라스틱의 특성에 미치는 영향은 무엇인가요?

산란제의 종류는 유기 입자, 무기 입자, 복합 재료의 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 스캐터 입자는 다음 세 가지 사항을 충족해야 합니다:
주요 결과는 다음과 같습니다:

(1) 광학 특성과 매트릭스 재질 간에는 몇 가지 차이점이 있습니다.
(2) 투과된 빛의 흡수가 없거나 적어야 합니다.
(3) 입자의 크기는 특정 요구 사항을 충족해야 합니다.

연구 초기에는 무기 산란제 입자가 널리 사용되었지만 이러한 입자는 단단하고 불규칙하여 가공 중에 장비가 손상되기 쉽고 분산 된 입자가 충분히 균일하지 않습니다. 입자 자체의 크기가 너무 크면 폴리머 재료의 표면이 매끄럽지 않습니다. 따라서 생산 실무에서 무기 입자는 점차적으로 대체되고 있습니다. 유기 산란 입자와 기판 사이의 상용 성은 무기 입자보다 우수하므로 점차 무기 입자를 대체합니다. 이 구조를 가진 입자는 코어와 쉘로 구성되어 있고 가장 바깥 쪽 코어-쉘 재료가 잘 호환되어 산란 입자의 분산 특성을 향상시킬 수 있기 때문에 쉘-코어 구조를 가진 산란 입자가 더 큰 장점을 가지고 있음이 밝혀졌습니다. 동시에 입자 간의 긴밀한 결합으로 인해 복합 재료의 기계적 특성도 향상되었습니다. 코어를 만드는 데 더 단단한 재료를 사용하면 재료의 충격 성능이 향상됩니다.

광학 확산제의 굴절률
광 산란 이론에 따르면, 동일한 부피와 동일한 직경의 광 확산제를 가진 서로 다른 광 확산 폴리머의 광 산란 효과는 굴절률과 직접적인 관련이 있습니다. PC 광확산 재료에서 광확산제 입자와 매트릭스 수지 사이의 굴절률 차이는 광확산 재료의 확산 효과와 광투과 효과를 직접적으로 결정합니다.

그리고 광확산제의 입자 지름
광확산제의 입자는 매트릭스 수지 재료에 분산되어 있으며, 이러한 입자의 직경은 복합 재료의 특성에도 영향을 미칩니다. 특정 도핑 농도에서 광 확산제의 입자 직경이 증가함에 따라 광 투과율은 점차 증가하는 반면 확산도는 빠르게 증가하여 피크에 도달 한 후 감소하기 시작하는 것으로 나타났습니다. 광확산제의 입경이 증가함에 따라 역 산란 효과는 약화되고 순방향 산란 효과는 강화되어 광 투과율이 향상됩니다.

나노 입자와 같은 작은 입자가 PC에 혼합되면 확산도는 주로 광확산제 입자의 산란 능력에 따라 달라지며, 이 경우 산란 계수가 작고 확산도도 매우 낮습니다. 입자의 직경이 점차 증가하면 입자의 산란 능력이 증가하여 확산도가 증가합니다. 입자의 직경이 계속 증가하면 산란 능력은 더 이상 큰 영향을 받지 않고 산란된 빛은 대부분 전면에 집중되므로 확산도는 하향 추세를 보입니다.

광확산제 입자의 도핑량
광확산제 입자의 도핑량도 재료의 산란 효과를 결정하는 중요한 요소입니다. 수치 시뮬레이션 연구에서 산란 입자의 도핑 양이 출력 광 표면의 균일성을 결정할 수 있다는 것을 발견했습니다. 매질 내 산란 입자의 도핑량이 임계점을 초과하면 출력광의 가장 강한 부분이 광원에서 멀리 떨어져 나타나고, 입자의 농도가 임계점에 불과하면 출력광의 강도 분포가 매우 균일합니다. 산란 입자의 양이 증가함에 따라 출력 빛의 최대 강도는 원거리에서 근거리로 이동합니다. 따라서 도핑 입자의 수를 효과적으로 제어하기만 하면 균일하게 분포된 빛을 얻을 수 있습니다.