光拡散剤の大きさは、PC用光拡散シートにどう影響しますか？

フォトダイオード(LED)光源産業において、高速アクリル酸メチル(PMMA)微小球を光拡散板とするLEDを準備するためには、光拡散材料の連続生産と高歩留まり光源用のポリカーボネート(PC)光拡散板を実現しなければならず、光拡散板の粒子率を比較しなければならない。そのため、新しい光拡散材料のほとんどは、PC光拡散板の性能に対する透明クラスター径の効果を採用している。ブレンド法による複合マトリックス樹脂と光拡散微小球粒子の調製。

光拡散微小球には、SiO2、BaSO4などの無機微粒子と、プロパン酸架橋微小球、ポリフェニレン（PS）、シリコーン樹脂などの有機高分子微小球がある。しかし、無機微粒子は表面が鋭利なため、光拡散材料に傷がつきやすく、その結果、光学特性が影によって影響を受ける可能性があるため、有機ポリマー微粒子が光拡散材料として広く使用されている。この実験では、広く使用されている架橋ポリメチル基を使用した。

1.1. 主原料PC,1100、屈折率1.59、湖南石化、韓国; MXシステム.
光分散剤は、粒子径が1.8、3.0、10.0、15.0および20.0μmの架橋P M M Aミクロスフェア群であり、タイプ番号はそれぞれ1.8、3.0、10.0、15.0および20.0μmである。

1.4つの性的能力テスト
GB/T 2410 Mel 2008によると、可視帯域で測定される。
光線透過率(T t)と光線が本来の入射光線から2.5°ずれる光線透過率(T d)を求め、ヘイズをTD / T tとする。
SEM分析：試料を液体窒素に10分間浸し、脆性破壊を直接除去した。表面を金スプレーで処理した後、試料をSEM MX-180, MX-300, MX-1000, MX-1500, MX-2000で処理した。
(以下、対応する微小球をそのモデルに置き換える）、屈折率は1.49。

1. 2 器具と設備
共方向二軸押出機、SHJ-35、中国Guandaゴムプラスチック機械。
機械工場；射出成形機HY600、寧波海英塑料機械有限公司。紫外可視分光光度計UV-2450、紫外分光光度計積分球ISR-2200、走査型電子顕微鏡J S M-6360L A、日本島津製作所。マイクロコンピューター制御電気万能試験機、W D T-10、深セン凱強力機械有限公司；衝撃試験機、XJU-22、承徳試験機工場。

1.3 サンプルの準備
純粋なPCを110℃で12時間乾燥させた後、2倍にした。
スクリュー押出機に異なる粒径の光拡散材を混合し、光拡散材10%マスターバッチを製造し、マスターバッチを一定の割合でPCと混合し、射出成形機構により光拡散材の質量分率が1.5%の射出成形光拡散板を作製する。

1.4 性的能力テスト
GB/T 2410 Mel 2008によると、可視帯域で測定される。
光線透過率(T t)と光線が本来の入射光線から2.5°ずれる光線透過率(T d)を求め、ヘイズをTD / T tとする。

SEM分析：試料を液体窒素に10分間浸漬し、脆性破壊を直接除去した。断面を金スプレーで処理した後、PC光拡散板中の光拡散体の分散状態をSEMで観察した。

GB/T1040.1-2006bに準拠した機械的特性試験、引張強度試験

2.2. 光拡散のメカニズムの研究は、2.1.のミクロな形態から、光が入射後に折りたたまれることを見ることができる。
シュートには3種類ある：

1) 入射光がPC基板に入射する際に屈折が生じる。
2) 入射光線はホールで屈折を生じる。
3) 入射光線は光拡散板で屈折する。孔がなくなるまで減少すると、光はPCに入射し屈折する。

2) 入射光は光拡散板で屈折される。 

PC、空気、光拡散材架橋PMMA微小球の屈折率はそれぞれ1.59と1.00である。従って、中国におけるPC光拡散材料における光の年間屈折図を図に示す。

2.ヘイズの定義によれば、平行光の一部を入射方向から逸脱させた材料を通過する光束に対する2.5重雨の散乱光束の割合の百分率であり、理論的には基板内で光が屈折する回数が多いほどヘイズは大きくなる。図2に示す光拡散屈折線図によれば、光拡散材に細孔がある場合、細孔のない光拡散材に比べて光の屈折回数が多く、粒子径が大きくなるほど光拡散材の直径に対する細孔径の割合が小さくなるため、光拡散材の粒子径が大きくなると光拡散材のヘイズが小さくなると推測される。

本実験で使用した光拡散板の粒径は1.8～20.0μmであり、可視波長よりも大きいため、その光拡散効果はミー散乱に属する。ミー散乱の法則によれば、球状粒子はマトリックス樹脂中に均一に分散しており、系の散乱光強度は全光線透過率であり、これは粒子周囲の媒質中の屈折率、粒子径、散乱角、入射光の波長の関数である[2]。粒子周囲の媒質中の散乱角と入射光の波長は一定であるため、試料の光学特性に及ぼす屈折率と粒子径の影響だけを考えると、ある範囲では粒子径が大きくなるほど屈折率の差が大きくなり、試料の散乱光強度が大きくなるため、ある範囲では粒子径が大きくなるほど光透過率が大きくなると推測される。

光拡散のメカニズムから、光拡散板がPC基板と二相構造を形成する場合、光拡散板の粒径を変えることで得られる。PC基板との間の空隙率を変えるので、PCを増やすことは考えない。
基板と架橋PMMA微小球光拡散板との適合性。2.3 PC光拡散板の光学特性に及ぼす光拡散板の粒径の影響 2.3.1 ヘイズに対する影の反応。
図3は、光拡散板の質量分率が1.5%であることを示している。粒径の異なる射出カラープレートを選択し、UVスペクトロメーターテストを行った結果、可視波長域（390 ~）の結果が得られた。
(780nm)の光拡散板のヘイズ曲線に、光拡散板の粒子径を変えて充填した。図3からわかるように、光拡散板の粒子径が大きくなるにつれて、PC光拡散板のヘイズは減少する。

図4は、図3の波長600nmを選択した場合の、PC光膨張板のヘイズに対する粒子径の影響を示している。

図4からわかるように、光線透過率は粒子径が大きくなるにつれて減少する。
粒子径が1.8μmのときに最大値に達し、ヘイズは92.89%であった。2.3.2光透過率に対する影の反応。

図5は、光拡散板の質量分率が1.5%であることを示している。紫外分光光度計試験用に粒径の異なる射出色板を選択し、可視波長域（390～780nm）で粒径の異なる光拡散板を充填したPC光拡散板の光線透過率曲線を測定した。図5から、光拡散板の粒子径が大きくなるにつれて、光透過率が増加することがわかる。

図6は、図5の波長600nmを選択した場合のPC光拡散板の光透過率に及ぼす光拡散板の粒子径の影響を示す図である。図6から、粒子径が大きくなるにつれて光線透過率は増加し、粒子径が20.0μmのときに最大となり、光線透過率は83.73%であることがわかる。

2.3.3.有効光散乱係数から判断すると、光拡散板の実用化において、光拡散材は高光線透過率と高ヘイズの要求を同時に満たす必要があり、光拡散板の粒径が小さいほど良いことがわかる。そこで、光拡散板の光拡散性能を判断する物理量として、ヘイズと光線透過率の積、すなわち実効光散乱係数を導入した。図7は波長600nmの条件下で、光線透過率とヘーズを掛け合わせ、光拡散板の粒径の増加（光拡散板の質量分率の1.5%）に伴う実効光散乱係数の関係を求めたものである。

すなわち、3.0μmの光拡散板を充填したPC光拡散板は、高光線透過率と高ヘイズの両方の要求を満たすことができる。この時の光線透過率は75.01%、ヘイズは92.89%である。

2.4 PC光拡散板の機械的特性に及ぼす光拡散板の粒子径の影響。
実用化の過程では、光拡散板は良好な光学特性を有するだけでなく、機械的特性として引張強度、衝撃強度、曲げ強度などの要求を満足する必要がある。図8は、光拡散板の質量分率が1.5%であり、粒径の異なる光拡散板が充填されていることを示している。
2015 modern plastics processing and applications 27 (1).
図8 機械的特性に及ぼす光拡散板の粒径の影響。

A) PC光拡散板の拡散光源のメカニズムは、入射光がPC基板、孔、光拡散板を通過する際に屈折と反射を繰り返す。PC光拡散板の機械的特性の曲線。図8から分かるように、光分散剤の粒子径が大きくなるにつれて、PC光拡散板の引張強度が大きくなる。
粒径が20.0μmの場合、最大引張強さは67.69MPaである。光拡散板の粒径が大きくなっても、光拡散板の粒径が3.0μm以下では切欠き衝撃強さは基本的に変化せず、粒径が大きくなり続けると切欠き衝撃強さは低下する。
急げ。光拡散剤の粒径が大きくなっても、曲げ強度は基本的に変化しない。これは、この実験で添加した光拡散剤の含有量が少なく、曲げ特性に明らかな変化を起こすほどではないからである。
光拡散板の引張強さは55.00MPa、切欠き衝撃強さは60.00kJ/m2、曲げ強さは100.0MPaである。光拡散板の引張強さ、ノッチ衝撃強さ、曲げ強さは、それぞれ57.99MPa、68.13kJ/m2、105.2MPaであり、光拡散板の機械的特性の要求を満たしている。

2.4 PC光拡散板の機械的特性に及ぼす光拡散板の粒子径の影響。

実用化の過程では、光拡散板は良好な光学特性を有するだけでなく、機械的特性として引張強度、衝撃強度、曲げ強度の要求を満たす必要がある。図8は、光拡散板の質量分率が1.5%であることを示している。2015 MODERN PLASTICS PROCESSING AND APPLICATIONS 27 (1) Fig.8.

A)PC光拡散板の拡散光源のメカニズムは、入射光がPC基板、細孔、光拡散板を通過する際に屈折・反射する。PC光拡散板の機械的特性の曲線。

図8からわかるように、光拡散剤の粒子径が大きくなるにつれて、PC光拡散板の引張強さは徐々に増加し、最大引張強さは粒子径が20.0μmのとき67.69MPaである。光拡散剤の粒子径が大きくなるにつれて、ノッチ付き衝撃強さは、光拡散剤の粒子径が3.0μm以下のときは基本的に変化せず、粒子径が大きくなり続けると急激に減少する。光拡散体の粒子径が大きくなっても、曲げ強さは基本的に変化しない。

これは、本実験で添加した光拡散板の含有量が少なく、曲げ特性に明らかな変化をもたらすほどではないからである。光拡散板の引張強さは55.00MPa、ノッチ衝撃強さは60.00kJ/m2、曲げ強さは100.0MPaであった。光拡散板の引張強さ、ノッチ衝撃強さ、曲げ強さは、それぞれ57.99MPa、68.13kJ/m2、105.2MPaであり、光拡散板の機械的特性の要求を満たしている。

3 結論

A) PC光拡散板の拡散光源のメカニズムは、入射光がPC基板、孔、光拡散板を通過する際に屈折・反射することである。

B)光拡散板の粒子径が大きくなるにつれて、PC光拡散板の光透過率は増加し、霧は減少し、粒子径が20.0μmの時、光透過率は83.73%であり、粒子径が1.8μmの時、霧は92.89%である。

C)光拡散板の粒子径が3.0mの場合、光透過率が高く、ヘイズが高いPC光拡散板が得られ、調製されたPC光拡散板は機械的特性の要求を満たすことができる。