Каковы области применения оптического силикона?

Вступая в XXI век, глобальная волна цифровизации и интеллектуализации охватила весь мир, а оптический силикон и оптические силиконы теперь полностью интегрированы в различные области, такие как повседневная жизнь, промышленность, транспорт и здравоохранение. От смартфонов, высококачественных камер и умных дисплейных устройств до автомобильного освещения, связи 5G и виртуальной реальности — различные конечные пользовательские устройства предъявляют все более высокие требования к материалам с точки зрения оптических свойств, надежности, миниатюризации и долговечности. Каковы области применения оптического силикона?

Как новое поколение высококачественных функциональных материалов на основе силикона, сферические силиконовые смолы,—типичный оптический силикон,—благодаря своей уникальной пространственной структуре, контролируемым поверхностным свойствам и превосходным физическим характеристикам, задают тенденцию развития микропористых материалов и функциональной капсуляции в оптико-электронной промышленности. Кроме того, благодаря равномерному распределению сферической структуры, отличной текучести материала (включая низкую вязкость, как у оптического жидкого силиконового каучука) и высокой размерной стабильности, они подходят для различных технологий обработки, таких как литье под давлением сложных форм. Низкая вязкость и технологичность оптического силикона позволяют создавать сложные формы легче, чем с традиционными материалами, такими как стекло или органические полимеры. Важность формы в этих технологиях обработки имеет решающее значение, поскольку правильная конструкция формы и взаимодействие с материалом обеспечивают высокое качество поверхности и размерную стабильность оптических силиконовых компонентов. Они демонстрируют чрезвычайно высокие изоляционные свойства, сильную совместимость с интерфейсом и простоту использования с несколькими подложками, а также предлагают отличную функциональную расширяемость, позволяя удовлетворять индивидуальные требования посредством модификации поверхности. В производственном процессе эти свойства делают силиконовый каучук и оптические силиконы идеальными для производства гибких, оптически прозрачных и сложных компонентов. Что касается защиты окружающей среды, этот материал соответствует экологическим стандартам, таким как RoHS и REACH, не содержит вредных веществ, таких как пластификаторы, и является безопасным и надежным. Поэтому сферическая силиконовая смола превосходит традиционные наполнительные материалы с точки зрения высокой производительности, экологичности и технологической адаптируемости, предлагая широкие перспективы применения,—особенно для оптических, медицинских и осветительных приложений.

Восемь аспектов, раскрывающих оптический силикон:

• С какими проблемами обычно сталкиваются необработанные источники света?
• Каковы требования пользователей в оптической промышленности?
• В чем принцип работы светорассеивающих материалов?
• Каковы распространенные типы светорассеивающих агентов?
• Каковы физические свойства сферической силиконовой смолы?
• Каковы преимущества силиконовой смолы в оптических применениях?
• Что такое оптические применения силикона?

1. С какими проблемами обычно сталкиваются необработанные источники света?

(1) Концентрация света — Свет концентрированный и не мягкий, вызывающий зрительный дискомфорт.

(2) Сильный блик — Открытые источники света, такие как светодиодные чипы, излучают ослепляющий точечный свет, легко вызывающий зрительную усталость.

(3) Неравномерная яркость — В LCD-подсветках необработанные области могут проявлять заметные световые пятна и темные зоны.

Для решения этих проблем требуются светорассеивающие материалы, такие как оптический силикон и оптически прозрачные силиконы, чтобы преобразовывать точечные источники света в линейные или площадные источники света, достигая равномерного распределения интенсивности света через формирование луча для улучшения качества освещения и уменьшения бликов.

2. Каковы пользовательские требования в оптической отрасли?

(1) Более высокая оптическая прозрачность и точное формование: чрезвычайно высокие требования к светопропусканию и чистоте; например, оптически прозрачный силикон обладает высокой прозрачностью и все больше ценится в оптических применениях, где требуются оптически прозрачные силиконы или оптический жидкий силиконовый каучук.

(2) Отличная термостойкость и характеристики старения: отсутствие изменения цвета или деформации при длительном воздействии высоких температур, ультрафиолета, высокой влажности и сильного света; выбирайте устойчивость к УФ-излучению, чтобы избежать потери прозрачности.

(3) Чрезвычайно низкий коэффициент теплового расширения и деформации: для обеспечения стабильности размеров и предотвращения разрушения структуры устройства из-за изменений температуры, ключевой фактор при проектировании деталей сложной формы или с мелкими деталями.

(4) Максимальные возможности микро/нано обработки и совместимость интерфейсов: Адаптация к сложным структурам чипов, массивам микролинз, более толстым стенкам, малым поднутрениям и сверхтонким оптическим слоям, что возможно благодаря литью под давлением и подходящим характеристикам материала.

(5) Высокий показатель преломления и однородность: Повышение эффективности дисплея и оптики, особенно для линз, освещения и световодов.

(6) Традиционные органические наполнители, порошки и смолы страдают от плохой атмосферостойкости, пожелтения, вымывания загрязнений и трудностей обработки. В отличие от них, появились структурно упорядоченные, термостойкие, оптически прозрачные силиконы (оптический жидкий силиконовый каучук) и оптический силиконовый каучук, предоставляя отрасли новое материальное решение.

3. В чем заключается принцип действия светорассеивающих материалов?

Баланс между “пропускание” и “мутность” является ключевой эксплуатационной характеристикой светорассеивающих материалов. Обычно этого достигают добавлением светорассеивающих агентов в прозрачные полимерные матрицы (такие как ПС, ПК, ПММА/полиметилметакрилат или поликарбонат). Основной принцип заключается в том, что различия в показателе преломления вызывают отклонение световых лучей в направлении их распространения, тем самым достигается рассеивание. Оптический силикон или жидкий силиконовый каучук могут усиливать этот эффект благодаря своим специально подобранным оптическим свойствам.

4. Каковы распространенные типы светорассеивающих агентов?

(1) Неорганические типы (пример: кремнезём, диоксид титана)

Преимущества: Высокий показатель преломления, сильная рассеивающая способность

Недостатки: Неравномерный размер частиц, низкое светопропускание, неправильная форма частиц

(2) Органические (пример: микросферы из акриловой смолы, микросферы из полистирола)

Преимущества: Высокое светопропускание, хорошая диспергируемость

Недостатки: Низкая термостойкость, склонность к деформации в процессе переработки или эксплуатации

(3) Преимущества сферической силиконовой смолы/оптического силикона: Сочетая сильные и слабые стороны, он предлагает как рассеивание, так и стабильность

Отличные светорассеивающие свойства

Высокая сферичность и гладкая поверхность, снижающие потери света, вызванные неправильными формами

Умеренный показатель преломления (~1,43), может использоваться в ПС или поликарбонате для достижения той же мутности с меньшим количеством материала

Узкое распределение частиц по размерам, постоянный размер, что приводит к равномерному рассеянию света

Отличная термическая стабильность, устойчивость к нагреву, даже при экстремальном воздействии

Широкий рабочий температурный диапазон, обеспечивающий высокую устойчивость к УФ-излучению/термостойкость, до 400°°C, предотвращает деформацию материала в светодиодах и других оптических применениях.

Значительно легче стекла и некоторых пластмасс/альтернатив, а также обладает гибкостью для более лёгкого изготовления сложных форм (включая отрицательные уклоны и поднутрения, которые сложны для других методов производства или материалов).

5. Каковы физические свойства сферической силиконовой смолы?

Сферическая силиконовая смола, тип оптического силикона, в основном состоит из высокосшитых, регулярно упорядоченных структурных единиц [(CH₃SiO₁.₅)ₙ], которые самособираются в сферические частицы размером от нанометров до микрометров. Типичные размеры частиц можно контролировать в диапазоне от 0,2 до 5 μс гладкой поверхностью, узким распределением частиц по размерам и выдающейся механической и химической стабильностью.

Основу составляют связи Si-O-Si, обеспечивающие превосходную термостойкость и устойчивость к УФ-излучению, значительно превосходящие аналогичные показатели традиционных пластиков и полимеров.

Сферическая морфология обеспечивает превосходное рассеяние света, равномерное наполнение и совместимость на границе раздела фаз.

Высокосшитая структура гарантирует превосходную механическую прочность и размерную стабильность—что критически важно при формовании и сборке оптических компонентов, которые должны выдерживать внутренние напряжения.

Функциональные группы (например, метил, фенил, винил, водородсодержащие группы и т.д.) могут быть введены на поверхность по мере необходимости для контакта с другими материалами, усиливая синергетическое взаимодействие с подложкой.

XJY-8206  Methyl Vinyl Siloxane Resin

Производится путём полимеризации тетрафункционального силоксана (Q) и монофункционального метилсилоксана (M). Кремнийорганические полимеры и соединения, изготовленные из материалов VMQ, обеспечивают широкий температурный диапазон, износостойкость, стойкость к атмосферным воздействиям, сопротивление компрессионному коагулированию, устойчивость к ультрафиолетовому излучению и другие физические свойства, и могут использоваться в электротехнической промышленности, светодиодных и других отраслях.

Серия XJY-8206N Решение Метил Винил MQ Силиконовая Смола

Он бесцветный и прозрачный и состоит из винил MQ силиконовой смолы и винилсиликонового масла. Может использоваться для LSR（оптического жидкого силиконового каучука）, жидкого аддитивного силиконового каучука, а также может применяться для других двухкомпонентных адгезивов.

6. Каковы преимущества силиконовой смолы в оптических приложениях?

(1) Оптимизированные оптические характеристики, обеспечивающие премиальное качество отображения и освещения

Сферическая структура органосиликона (включая оптический силикон/прозрачный оптический силикон) превосходит несферические порошки благодаря равномерному рассеиванию, низким светопотерям, а также оптимизированному коэффициенту преломления и числу Аббе. Это обеспечивает высокую светопропускаемость, управление отражением и оптическую прозрачность, делая материал идеальным для линз, осветительных приборов и световодов. В LED-приложениях или оптических системах, требующих высокой яркости, использование прозрачного оптического силикона гарантирует, что утолщенные стенки не вызывают пожелтения или потери прозрачности, в отличие от некоторых вариантов пластика/поликарбоната. Кроме того, применение жидкого оптического силиконового каучука в LED-устройствах и фотонных приборах снижает энергопотребление, увеличивает срок службы продукции и повышает общую эффективность осветительных систем.

(2) Превосходная термостойкость/УФ-стойкость и устойчивость к старению

Каркасная структура Si-O’обеспечивает превосходную термо-/УФ-стойкость, гарантируя стабильность материала в мощных LED-системах, медицинских и осветительных приложениях. Оптический силикон не теряет прозрачность после длительного воздействия УФ-излучения или высоких температур, обеспечивая повышенную надежность устройств в экстремальных условиях эксплуатации.

(3) Точный контроль размеров и совместимость с микр-нано процессами

Сферическая силиконовая смола позволяет точно формовать/изготавливать сложные формы, мелкие детали и небольные поднутрения—даже при литье под давлением/формовке с отрицательным углом наклона—благодаря её низкой вязкости, гибкости и свойствам поверхностного течения. Это даёт большую свободу дизайна, снижая затраты и делая сложные формы более простыми в реализации по сравнению со стеклом или другими пластиками. Конструкторы могут достичь оптимальной функции с уменьшенной вероятностью дефектов из-за внутренних напряжений.

(4) Мощная способность контроля интерфейса, продлевающая срок службы устройства

Оптические силиконы/оптический силиконовый каучук служат ключевыми функциональными слоевыми материалами, существенно улучшая герметичность и прочность контакта в линзах, световодах и медицинских применениях. Их стабильное склеивание снижает количество сборных дефектов и способствует производству надежных, долговечных оптических устройств.

(5) Экологически безопасны, соответствуют высоким требованиям безопасности и устойчивого развития

Оптически прозрачные силиконы и оптические жидкие силиконовые каучуки не содержат растворителей, имеют низкое содержание ЛОС и при нагревании образуют нетоксичные продукты разложения без содержания тяжелых металлов—соответствуют медицинским и светотехническим стандартам безопасности (включая Dow Corning и другие ведущие бренды).

7. Каковы области применения силикона в оптике?

(1) Оптическая капсуляция светодиодов

С развитием LED-приложений (требующих высокого светопропускания, точного формования и размерной стабильности) оптический силикон (оптически прозрачный силикон, оптический жидкий силиконовый каучук) используется в качестве инкапсулирующего или рассеивающего материала. Это повышает световой поток, равномерность светового выхода и стойкость к нагреву/УФ-излучению, обеспечивая больший срок службы устройств и сокращая обслуживание—очевидное преимущество перед стеклом/поликарбонатом/пластиками.

Прикладная ценность

Улучшает цветопередачу и прозрачность для синих/белых светодиодов

Повышает плотность инкапсуляции, влагостойкость и расширяет рабочий диапазон

Поддерживает литье под давлением, прецизионное производство и сложные формованные геометрии

(2) Электронные дисплеи и сенсорные модули

Для освещения, дисплеев и сенсорных модулей (OLED, Mini-LED/LCD) оптический силикон и оптически прозрачный силикон обеспечивают превосходные оптические свойства (высокую прозрачность, низкое отражение, высокое число Аббе) и долговечность, особенно в изогнутых или ультратонких конструкциях, где критически важны размерная стабильность, антистатичность и химическая стойкость.

Прикладная ценность

Обеспечивает гладкое формирование изображения даже на ультрабольших, ультратонких дисплеях

Выдерживает высокочастотный износ и сохраняет равномерность даже при интенсивном использовании пациентами в медицинских применениях

(3) Камера и капсуляция оптических линз

Оптический силикон/жидкий силиконовый каучук/оптически прозрачный силикон используется в качестве наполнителя/опоры оси линзы и как антизагрязняющее, антибликовое нанопокрытие, улучшая четкость изображения линз, долгосрочную прозрачность и поверхностную долговечность.

Прикладная ценность

Повышает механическую стабильность и уменьшает деформацию

Сохраняет оптические характеристики даже при значительном воздействии тепла, УФ-излучения и внутренних напряжений

(4) Оптическая связь и компоненты интернета вещей

В технологиях 5G/6G оптический силикон с очень низкой вязкостью и низким уровнем примесей обеспечивает прецизионное производство оптических компонентов, снижая оптические потери и поддерживая инновации в фотонных схемах.

Прикладная ценность

Снижение затрат за счет создания облегченных, значительно более легких сборок

Поддержка эффективных, компактных, высококачественных световодов

(5) Перспективные умные носимые устройства и автомобильные оптические компоненты

Умные часы, очки дополненной реальности и камеры для автономного вождения—все чаще зависят от оптически прозрачного силикона, оптического жидкого силиконового каучука и оптических силиконов для обеспечения износостойкости, высокой прозрачности, широкого диапазона рабочих температур и гибкости в проектировании деталей и сборки.

Прикладная ценность

Сохраняет долгосрочную прозрачность после интенсивного использования.

Позволяет создавать сложные формы и надежные уплотнения в переменчивых условиях окружающей среды.

8. Как можно улучшить производительность силиконовых оптических материалов?

По сравнению с традиционными неорганическими или органическими наполнителями, оптический силикон / оптический жидкий силиконовый каучук / оптически прозрачный силикон предлагает превосходные оптические свойства, термо- и УФ-стойкость, а также стабильность размеров, а также позволяет внедрять инновационные производственные процессы и решать сложные конструкторские задачи. Оптимизация химии отверждения и циклов формования, тонкие детали и сложные формы предоставляют свободу дизайна и стабильность для применений от световодов до передовых медицинских и осветительных устройств. Выбор подходящего материала—такого как оптически прозрачные силиконы—может решить конструкторские задачи, улучшить функциональность и обеспечить высокий уровень безопасности пациентов в медицинских применениях（чтобы пациенты чувствовали себя комфортно).

XJY Silicone is one of China’s leading manufacturers of organic silicon MQ resins and VMQ organic silicones, with over 30 years of R&D and manufacturing experience in the organic silicon industry, holding more than 15 related patents and technical support. Our organic silicon raw material products meet the needs of the optical silicone, liquid silicone rubber, manufacturing, and medical applications markets and provide diversified customized solutions for qualified industrial users.