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  LED光板的使用量在迅速增加,2017年液晶出貨量達2.1億多臺，對擴散板的需求量巨大，因此研究適合客戶的特定擴散板具有重要意義。評定光擴散板光學性能的兩個主要指標是透光率和霧度。光擴散板主要是由GPPS、MS、PMMA、PC等作為基材，加入一些有機光擴散劑或（和）無機光擴散劑及其它一些增韌劑、抗老化助劑等，把它們充分混合均勻后通過擠出機擠出，然后通過特定模頭擠出成一定厚度的板材，然后通過CNC裁切成電視機中背光模組所需的尺寸。

在PC中加入PMMA（交聯(lián)型）微球光擴散劑，分析了光擴散機理和光擴散劑粒徑大小對PC光擴散板光透過率（T.T.）、霧度(HAZE)等方面的影響。研究結(jié)果顯示光擴散劑粒徑為20.0μｍ時，PC光擴散板光透過率較高；光擴散劑粒徑為1.8μｍ時；光擴散劑粒徑增大，光透過率增加，霧度減小。另外，光擴散板在燈飾中也有應(yīng)用，不過它們大多要求透過率較高，霧度一般80%～90%；但在電視機行業(yè)內(nèi)通常需求的透過率一般不會高于60%，客戶常需求的透過率為43%左右，還有其他客戶需求透過率55%等；通過大量的實驗數(shù)據(jù)分析得出只用有機光擴散劑獲得低透過率時，一方面有機光擴散劑成本相當高，別一方面用量比較大，用量高于1%時對透過率的貢獻率較低，綜合來看，生產(chǎn)透過率低于60%的光擴散板只用有機光擴散劑不經(jīng)濟。有機光擴散劑包括光擴散劑（折射率1.43）、苯乙烯型的光擴散劑（折射率1.55）、壓克力型的光擴散劑（折射率1.5）等。

有機硅光擴散劑是有機硅聚合物，有機硅聚合物是分子結(jié)構(gòu)中含有硅元素，且硅原子上連接有有機官能團的聚合物，以烷氧基硅烷(如甲基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷等)為原料，經(jīng)過水解、縮合交聯(lián)反應(yīng)生成的聚硅倍半氧烷微球產(chǎn)品，其粒徑分布在1～8μm之間，平均粒徑2～4μm[5]。其中有機硅光擴散劑耐熱、耐高溫性能，擴散效率高、與基體樹脂相容性好、比重小、分散性好、透光性與勻光性更平衡，綜合來看有機硅樹脂光擴散劑是；

無機光擴散劑包含、二氧化硅、碳酸鈣、、氧化鋅、玻璃微珠等；其中鈦白粉的折射率，金紅石型鈦白粉折射率為2.73左右，銳鈦型鈦白粉折射率為2.55左右；硫化鋅折射率為2.37、鋅鋇白1.84、氧化鋅折射率為2.02、二氧化硅折射率為1.45左右；單從折射率方面看，金紅石型鈦白粉能更有效的降低透過率，起到高遮蔽的作用。再一點是抗氧化性能好，耐候性好。因此，低透過率的擴散板中金紅石型鈦白粉是的無機光擴散劑。

1實驗部分

1.1實驗器材

1）雙螺桿擠出機；

2）注塑機；

3）色彩分析儀CA210；

4）霧度測試儀NDH7000；

5）LED-TV背光模組；

6）板材成型成套設(shè)備；

7）CNC裁切機；

8）場外發(fā)射掃描電子顯微鏡（SEM）：QUANTA200型，美國FEI公司。

1.2實驗材料

光學級GPPS；有機硅光擴散劑：粒徑為1μm的DF10A0,粒徑為2μm的DF20A0；無機光擴散劑：粒徑230nm 左右的金紅石型鈦白粉（R103和R930）；光穩(wěn)定劑：LS770;紫外線吸收劑：UV329;抗氧劑：215；白油。

2光擴散劑的影響分析

2.1單獨用有機硅擴散劑對透過率的研究從圖1中可以看到，粒徑為1μm 的DF10A0,粒徑為2μm 的DF20A0，DF10A0與DF20A0都隨著用量的增加，透過率（T.T.）都會相應(yīng)的降低，但是下降的幅度在小于0.5%時，透過率的變化非常明顯，0.5%~1.0%間基上成線性下降，當用量多于1.0%后，再增加用量，對透過率的影響減小，因此，對于有機硅擴散劑用量一般不會超過1%的用量。通過實驗知DF10A0在用量0.5%時，霧度（HAZE）已經(jīng)達到99%。粒徑為1μm 時對透過率的影響比2μm的要大，因為同樣用量的擴散劑，粒徑越小，所含的有效球型粒子數(shù)越多，從而發(fā)生散射的機率越大，透射的光就會相應(yīng)減少，所以擴散板的透過率在粒徑越小時會越低。除了受粒徑大小的影響，還受到球度、顆粒表面規(guī)整度、濃度、粒徑分布等方面影響。

2.2有機硅擴散劑在基材中的分布

通過掃描電鏡圖2可以看出，有機硅擴散劑是一個個圓形的小微球，材料微觀上分析，為透明的球形體，因此會提供的光線透過性，同時與丙烯酸類、苯乙烯類相比，具有極低的折射率，因此與基材GPPS的折射率相比具有較大的差值，會賦予光擴散劑透光的同時，還賦予材料很高的霧度。光線經(jīng)過此微球的表面時，利用擴散劑與主材折射率的差異使得光線一部發(fā)生的散射，一部分光線透過了此微球，最終入射光線被分解成無數(shù)個方向的光線，達到了透光不透明的舒適效果。

2.3無機光擴散劑對透過率的研究

從圖3中可以看出，金紅石型鈦白粉對透過率的影響，這主要原因是此鈦白粉的折射率，塑料中常用的鈦白粉的粒徑通常為0.15~0.3μm，此范圍可達到白度，可獲得藍色底相，對黃色相脂有遮蔽作用。金紅石型鈦白粉抗紫外線能力強，能有效散射UVA區(qū)的紫外線。因此，鈦白粉的用量為0.15%時，厚度為1.2mm時，此時的透過率為43%左右，主要是對光線反射的結(jié)果。但是只用鈦白粉做擴散劑時，擴散板的均勻度比較差，具體原因可能是鈦白粉的用量較少，再加之密度較大(4.1g/cm3)，使得基材中的有效含量低。通過實驗得到，離著燈珠近的位置光線通過比較多，但能明顯的看到燈光；而離燈珠比較遠的位置光線到的比較少，自然而然的通過的光線也相對偏少，導致Lv偏低。為了改善這一現(xiàn)象，通常會與有機硅擴散劑搭配使用。

2.4有機擴散劑與無機擴散劑配合使用的研究圖4的走勢為DF10A0的質(zhì)量用量為0.6%，通過單獨用有DF10A0從實驗可知，DF10A0用量達到0.6%時，就已經(jīng)能得到很好的霧度（99.4%左右）。通過選用粒徑為0.23~0.25μm的R930與R103兩種金紅石型鈦白粉做對比分析，發(fā)現(xiàn)，同樣類型和粒徑的TIO2也會有一定差別，尤其是在用<0.1%或>0.2%時。這主要因為R103為氯化法工藝生產(chǎn)，處理方式為氧化鋁和有機物處理，R930為硫酸法工藝生產(chǎn)，處理方式為氧化鋁和SIO2處理。因此選擇一款適合的鈦白粉也是相當重要的。

2.5有機擴散劑與無機擴散劑配合使用的研究

通過掃描電鏡圖5可以看出，有機硅光擴散劑能有效的填充在鈦白粉的空隙中，有機硅擴散劑利用與基材樹脂GPPS的折射率的差異，能對燈光源充分的發(fā)生散射，而且能把鈦白粉反射的光線再次進行散射，使光線更好的分散均勻，通過測試9點亮度發(fā)現(xiàn)，擴散板的均勻度比單獨用無機擴散劑時有了明顯的改善，很好的改善了只用鈦白粉時的均勻的不良現(xiàn)象。

2.6厚度對透過率的影響

圖6為DF10A0含量為0.6%，通過對不同鈦白粉含量時，分別對1.0，1.2，1.5mm 三種厚度進行了對比分析，通過圖5可以看出，擴散板的厚度越厚，對透過率的影響就越大，因為擴散板越厚，同樣尺寸的擴散板所含的擴散劑量就會越大，光線通過時發(fā)生散射、反射的機會就會越多，從而擴散板的光線均勻度越好，擴散板的透過率也會越低。

3結(jié)論

本文對單獨用有機硅擴散劑時的不同粒徑和不同用量，分別進行了對比，實驗數(shù)據(jù)分析如下，粒徑為1μm時對透過率的影響比2μm的大，因為同樣用量的有機硅擴散劑，粒徑越小，所含的有效球型粒子數(shù)越多，從而發(fā)生散射的機率越大，透射的光就會相應(yīng)減少，所以擴散板的透過率在粒徑越小時會越低；用量低于1.0%時，增加用量對透過率的影響較明顯，當用量多于1.0%后，再增加用量，對透過率的影響減小。單獨用有機硅擴散劑時達到低于50%的透過率所用的量比較多，優(yōu)勢。對無機擴散劑鈦白粉的選型及用量也進行了對應(yīng)分析，分析可以看出，單獨用無機擴散劑時，擴散板的透光均一性不佳，通過分析知選用金紅石型鈦白粉，用氯化法生產(chǎn)金紅石型鈦白粉比用硫酸法生產(chǎn)效果要好，鈦白粉的改性也是選型考慮的重點之一，因此，選擇一款合適的無機擴散劑尤為重要。最后對有機與無機擴散劑搭配使用進行對比分析，通過分析可知，最終選用有機硅擴散劑與無機擴散劑金紅石型鈦白粉配合使用，針對不同的厚度，采用不同的配方，達到了理想的效果。結(jié)果發(fā)現(xiàn)有機硅光擴散劑用量為0.6%~0.8%，金紅石型鈦白粉用量為0.15%時，厚度為1.2mm,透過率能達到（43

±3）%，霧度達到99.4%。