Bestimmung der optischen Konstanten und Streueigenschaften von transparenten Kunststoffen auf Polyurethanbasis für den Einsatz in der Optoelektronik

Die Kenntnis von Brechungsindex, Absorption unter Berücksichtigung der Streueigenschaften optischer Polymere ist erforderlich, um Mikrooptiken für Leuchtdioden hinsichtlich Effizienz, Farbeigenschaften und Lichtverteilung zu optimieren. Hier demonstrieren wir eine diagnostische Methode zur Bestimmung der optischen Eigenschaften von Polyurethan für Anwendungen in der Optoelektronik. Die optischen Konstanten und Streukoeffizienten wurden aus Transmissions- und Reflexionsmessungen in einem Wellenlängenbereich vom UV bis zum NIR unter Berücksichtigung der Streueffekte durch raue Oberflächen und Volumeninhomogenität ermittelt. Es wurden das Tauc-Lorentz Dispersionsmodell, Rayleigh- und Mie-Streuungsmodell sowie die anomale Beugungstheorie von van de Hulst angewendet. Die Rasterkraftmikroskopie mit nanomechanischer Charakterisierung wurde eingesetzt, um Domänen in Größe und Form zu charakterisieren und die optische Streuung einem geeigneten morphologischen Modell zuzuordnen. Die kombinierten optischen und mechanischen Untersuchungen helfen, die Bestimmung optischer Konstanten für die Qualifizierung neuer Polymermaterialien für optische Anwendungen zu verbessern.