聚甲基丙烯酸甲酯基光扩散材料的研究

 

近年来，液晶显示技术不断发展与成熟，在平板显示市场占据了主导地位，尤其是具有高画质、空间利用率佳、低消耗功率及无辐射等优越特性的薄膜晶体管液晶显示器，更已成为市场主流。随着ＴＦＴ－ＬＣＤ的蓬勃发展，导光板作为其不可缺少的组成部分———背光照明系统（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ ｓｙｓｔｅｍ）的组成构件，其需求量也不断增加。传统的印刷型导光板由于散射角过大，印刷点亮度对比高，为了使光线均匀射出，必须使用较厚的扩散膜，但会使背光组件的照明亮度降低；而注射型导光板虽然能解决导光板厚度方面的问题，但其对于机械的加工精度要求非常高，也给实际工业生产带来诸多不便。因此，光扩散聚合物导光板具有非常高的研究和开发价值。

光扩散材料是指既能使光通过又能有效散射光的材料，它能将点、线光源转化成线、面光源，并可作为面光源材料应用于指示标牌、展示橱窗、投影壁墙，壁挂式均匀光源及穿透型显示器等，还可与液晶元件复合制备高分子分散型液晶显示元件，并可作为液晶显示器背光源材料。

目前，大多数新型光扩散材料的制备都是以透明的高分子基质材料和分散于其中的光扩散材料共混。评定光扩散材料的两项主要技术指标是透光率和雾度。通常情况下，材料的透光率与雾度都是相互矛盾的，透光率高的材料，雾度值低；反之亦然。如何平衡二者的关系，光扩散剂的选择是关键。采用光学性能和耐候性颇佳的聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）作为基体，研究了实验室合成的两种不同种类的光扩散剂对于导光板用光扩散材料的光学及力学性能的影响，为光扩散材料的制备提供了有利的参考数据。

评定光扩散材料光学性能的两项主要指标是透光率和雾度。透光率是以透过材料的光通量与入射的光通量之比的百分数表示；雾度又称浊度，为透明或者半透明材料不清晰的程度，是材料内部或表面由于光扩散造成的云雾状或混浊的外观，以散射光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示。

光扩散现象的产生是媒质的均匀性遭到破坏的结果，即尺寸达到波长数量级的临近媒质小块之间在光学性质上（如折射率）有较大差异，在入射光的作用下，它们作为次级波源将辐射振幅大小不同的次波，彼此的相位也有差别。这样，由于次波的相干迭加，除了部分光波仍沿着几何光学规定的方向传播外，在其他方向不能抵消，造成散射。因此，当入射光照射在两种折射率不同物质的分界面时必然会发生散射。

在光学级ＰＭＭＡ中添加球形二氧化硅光扩散剂能获得良好的光扩散材料。当平均粒径为２μｍ，添加量为０．４％时，试样的透光率为８８．０％，雾度可达９０．１％，有效光扩散系数可达７９．３％，不仅能明显提高ＰＭＭＡ的拉伸强度，而且对弯曲强度，缺口冲击强度的影响也不大，具有很高的实际应用价值。

 

文章来自：http://www.velchem.com/