拡散板・拡散シートに適した光拡散剤の選び方は？

• 要旨
• 現在、拡散板はテレビ内部の重要な光拡散部品であり、テレビ内のLEDが発する光を均一に拡散させることができる。拡散板は、テレビ内のLEDの光を均一に拡散させることができる。本稿では、透過率(T.T.)、曇り度(HAZE)、輝度(Lv)3つの側面から研究し、GPPS、有機シリコン光拡散剤、無機光拡散剤、老化防止剤などの主材料と補助材料を分析し、数種類の有機光拡散剤と無機光拡散剤を比較分析した。その結果、有機シリコン光拡散剤の添加量が0.6%～0.8%、無機光拡散剤が0.15%の場合、透過率は（43±3）%に達し、曇り度は99.4%に達した。

キーワード:GPPS; 有機シリコン光拡散板; 無機光拡散板; 老化防止剤; 透過率; 霧度

LED光拡散板の使用量は急速に増加しており、2017年の全球面液晶出荷量は2.1億セット以上に達し、拡散板の需要は膨大であるため、顧客に適した具体的な拡散板を研究することは大きな意義がある。光拡散板の光学特性を評価する2大指標は、光透過率とヘイズである。光拡散板は主にGPPS、MS、PMMA、PCなどから作られ、有機光拡散剤、無機光拡散剤、その他の強化剤、老化防止助剤などを添加し、十分に混合した後、押出機を通して押し出し、特定の金型を通して一定の厚さの板に押し出し、CNCでテレビセットのバックライトモジュールの必要なサイズに切断する。我々は対応を検討し、PCにPMMA（架橋型）微小球光拡散剤を添加した。光拡散機構と光拡散材の粒子径がPC光拡散材の光透過率（T.T.）とヘイズ（HAZE）に及ぼす影響を分析した。その結果、光拡散板の粒子径が20μmの場合、PC光拡散板の光透過率が高くなり、光拡散板の粒子径が1.8μmの場合、光拡散板の粒子径が大きくなり、光透過率が高くなり、ヘイズが低下することがわかった。

また、光拡散パネルは照明にも使われるが、その多くは高い透過率を要求され、ヘイズは80%～90%である。しかし、テレビ業界では、一般需要の透過率は60%を超えず、顧客需要の透過率は43%程度である。その他、顧客需要の透過率55%などもある。多くの実験データを分析した結果、有機光拡散板だけで低透過率を得ようとすると、有機光拡散板のコストが高く、有機光拡散板の量が相対的に多くなり、ドーズ量が1%より高い場合、透過率への寄与率が相対的に低くなる。透過率が60%未満の光拡散板を製造するために、有機光拡散剤だけを使用するのは経済的ではない。有機光拡散板。シリコーン樹脂光拡散板（屈折率1.43）、フェニレテン型光拡散板（屈折率1.55）、圧力力型光拡散板（屈折率1.5）などがある。

シリコーン光拡散剤は有機ケイ素ポリマーである。シリコーンポリマーは、分子構造中にケイ素元素を有し、ケイ素原子に有機官能基が結合したポリマーである。ポリシルセスキオキサン微小球は、アルコキシシラン（メチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシランなど）から、加水分解、縮合、架橋反応によって調製されたもので、粒度分布は1μm～8μm、平均粒径は2μmである[5]。中でも、シリコーン光拡散剤は、耐熱性、耐高温性、拡散効率が高く、マトリックス樹脂との相溶性がよく、比重が低く、分散性がよく、光透過率と均一性のバランスがよく、有機シリコーン樹脂光拡散剤が第一選択である。無機光拡散剤には、二酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化亜鉛、ガラスビーズなどがある。[6].中でも二酸化チタンの屈折率が最も大きく、ルチル型二酸化チタンの屈折率は約2.73、アナターゼ型二酸化チタンの屈折率は約2.55、硫化亜鉛の屈折率は2.37、バリウム白亜鉛の屈折率は1.84、酸化亜鉛の屈折率は2.02、二酸化ケイ素の屈折率は約1.45である。ルチル型二酸化チタンは屈折率の面からのみ、より効果的に透過率を下げ、高い遮蔽の役割を果たすことができます。もう一つのポイントは、優れた耐酸化性と耐候性です。したがって、ルチル型二酸化チタンは、透過率の低い拡散板において好ましい無機光拡散剤である。

1 実験部分。
1.1 実験装置
1) 二軸押出機。
2）射出成形機。
3) カラーアナライザーCA210。
4) ヘイズテスターNDH7000。
5) LED-TVバックライトモジュール。
6) 板金成形用設備一式。
7) CNC切断機。
8) オフサイトエミッション走査型電子顕微鏡（SEM）：
アメリカFEI社のQUANTA200タイプ。

1.2 実験材料。
光学グレードのGPPS；シリコーン光拡散材：粒径1μmのWD-101、WD-102；粒径2μmの無機光拡散剤、粒径約230nmのルチル型酸化チタン（R103、R930）、光安定剤：LS770、紫外線吸収剤：UV329、酸化防止剤：215、白色オイル。

2 光拡散板の影響の分析。
2.1 シリコンディフューザー単体の透過率に関する研究。
図1からわかるように、1μm WD-101、2μm WD-102、WD-101、WD-102の透過率(T.T.)はドーズ量の増加とともに増加する。それに応じて減少しますが、減少が0.5%未満の場合、透過率の変化は非常に明白であり、0.5%と1.0%の間で直線的な減少があります。ドーズ量が1.0%を超え、ドーズ量を増やすと、透過率への影響が減少するため、一般的にシリコーンディフューザーのドーズ量は1%を超えません。実験を通じて、DF10A0の添加量が0.5%の時、ヘイズ（HAZE）は99%に達することが分かった。透過率に対する1μmの粒子径の影響は、2μmの粒子径の影響よりも大きい。

有効球状粒子の数が多いほど散乱の確率が高くなり、それに伴って透過光が減少するため、拡散板の透過率は粒子径が小さいほど低くなる。粒子径だけでなく、球形度、粒子表面の規則性、濃度、粒度分布などにも影響される。

2.2 基材中の有機シリコーン光拡散剤の分布。
走査型電子顕微鏡図2を通して、シリコーン拡散剤は小さな丸い微小球であることがわかる。微視的に見ると、透明な球体であるため、優れた光透過性を与えることができ、アクリル酸やスチレンと比較して屈折率が非常に低いため、基材であるGPPSの屈折率と比較して大きな差があり、光拡散剤にも同時に光透過性を与えることができる。また、素材に高いヘイズを与える。光線が微小球の表面を通過するとき、光の一部は拡散剤と主材料の屈折率の差によって散乱され、光の一部は微小球を通過し、入射光は最終的に多数の方向の光線に分解される。

2.3 無機光拡散板の透過率に関する研究。
図3から、ルチル型酸化チタンが透過率に最も大きな影響を与えることがわかる。その主な理由は、ルチル型二酸化チタンの屈折率が最も大きいからである。プラスチックに一般的に使用される二酸化チタンの粒径は、通常0.15～0.3μmである。この範囲であれば、最良の白色度を得ることができ、青色の背景相を得ることができ、黄色の背景相をマスクすることができる。ルチル型二酸化チタンは強い抗紫外線能力を持ち、UVA領域の紫外線を効果的に散乱させることができる。そのため、二酸化チタンの添加量が0.15%、厚さが1.2mmの場合、透過率は約43%となり、主に光の反射が得られます。これは、二酸化チタンの量が少なく、密度が高い（4.1g/cm3）ため、基板の有効含有率が低くなるためである。この現象を改善するために、通常シリコン拡散板と組み合わせて使用する。

2.4 有機ディフューザーと無機ディフューザーの併用に関する研究。
図4の傾向は、WD-101の質量ドーズ量が0.6%であることである。WD-101単独の実験を通して、WD-101のドーズ量が0.6%に達すると、良好なヘイズ（約99.4%）が得られることが知られている。粒径0.23μmと0.25μmの2種類のルチル型二酸化チタンR930とR103の比較分析を通じて、同じ種類と粒径のTIO2、特に＜0.1%と＞0.2%を使用する場合、いくらかの違いがあることがわかった。これは主に、R103が塩素化プロセスで製造され、処理方法がアルミナと有機物処理であり、R930が硫酸プロセス製造であり、処理様式がアルミナとSIO2処理であるためである。したがって、適切な二酸化チタンを選択することも非常に重要である。

2.5 有機ディフューザーと無機ディフューザーの併用に関する研究。
走査型電子顕微鏡の図5を通して、有機シリコーン光拡散板は効果的に二酸化チタンの隙間を埋めることができることが分かる。シリコーン光拡散板と基板樹脂GPPSの屈折率の差は、光源を完全に散乱させることができ、二酸化チタンで反射された光を再び散乱させることができるので、光をより均一に分散させることができる。9点の明るさをテストした結果、二酸化チタンで反射した光を再び散乱させることができることがわかった。拡散板の均一性は無機拡散板だけの場合より明らかに良く、二酸化チタンだけを使用した場合の均一性の悪い現象はよく改善された。

2.6 透過率に対する厚みの影響。
図6は、WD-101の含有量が0.6%であることを示している。1.0mmと1.2mmの3種類の厚さで酸化チタンの含有量を変えた比較分析を通して、図5から、拡散板が厚くなればなるほど、同じ大きさの拡散板の拡散線量が大きくなるため、透過率への影響が大きくなることがわかる。光が古くなると散乱や反射の機会が多くなるので、拡散板の光の均一性が良いほど拡散板の透過率は低くなる。

3 結論
異なる粒子サイズとシリコーンディフューザーの異なる投与量と比較した場合。 同じ量のシリコーン拡散板でも、粒子径が小さいほど球状の粒子が効果的に含まれ、散乱の確率が高いほど透過光は少なくなるためである。そのため、拡散板の透過率は粒子径が小さいほど低くなる。ドーズ量が1.0%未満の場合は、ドーズ量を増やすことによる透過率への影響が大きくなり、1.0%以上の場合は、ドーズ量を増やすことによる透過率への影響が小さくなります。シリコーンディフューザーを単独で使用した場合、50%以下の透過率を得るには添加量が多くなり、コストメリットがない。

無機拡散板酸化チタンの種類選択と添加量の検討。無機拡散板を単独で使用した場合、拡散板の光透過均一性が良くないことがわかる。分析を通じて、ルチル型二酸化チタンの効果が最も優れていることが分かった。塩素化法によるルチル型二酸化チタンの製造効果は硫酸法によるものより優れており、二酸化チタンの改質もタイプ選択の重要なポイントの一つである。特に無機拡散剤の選択は重要である。

最後に、有機ディフューザーと無機ディフューザーの組み合わせのスコアを比較した。
分析、分析を通じて、我々は有機シリコン拡散板と無機拡散板ルチル型二酸化チタンを最終的に使用し、異なる厚さに応じて、異なる配合を使用し、理想的な効果を達成したことを知ることができます。その結果、有機シリコン光拡散剤の添加量は0.6%-0.8%、ルチル型二酸化チタンの添加量は0.15%、厚さは1.2mm、透過率は(43±3)%、ヘイズは99.4%に達する。

だから、今ディフューザープレート/ディフューザーシートに適した光拡散剤を選択する方法を知っていますか？ご質問やヘルプは、コメントにメッセージを残すか、私の電子メールを送信するために歓迎する必要があります： [email protected]