[發明專利]多功能型高霧度和高透光率的光擴散板其制備方法

在審

• 申請號: 201711006000.2
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN108037556A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 張建林;張黎明
• 申請（專利權）人: 蘇州三鑫時代新材料股份有限公司
• 主分類號: G02B5/02
• 分類號: G02B5/02;G02B1/16;G02B1/18
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務所(普通合伙) 31288
• 代理人: 劉君

多功能型高透光和高霧度的光擴散板，其主要包括三層，分別為第一外表面層、第二外表面層和中間層，其中以上所述的三層擴散板的基材都是光學級聚苯乙烯，而第一外表面層和第二外表面層中的功能型微粒相同，其用來提升表面層的特殊功能，例如抗UV、抗靜電、發泡等功能；中間層的功能型微粒為二氧化鈦。最終成品的霧度可以達到≥99.5％，且透光率達到≥80％，同時還能具有多種良好的物理性能，但是為了實現這些多種良好的物理性能使用的成本卻很低。同時，本發明還提供如上所述的光擴散板的制備方法。

技術領域

本發明涉及光電材料領域，具體的涉及一種多功能型高霧度、高透光率的光擴散板及其制備方法。

背景技術

光擴散板目前已經廣泛應用在液晶顯示、LED照明以及成像等系統中，使入射光充分散射，實現更柔和、均勻的照射效果。光擴散板是在生產實心板的時候，在原料中添加光擴散劑而形成的。擴散劑通過均勻分布在板材內，使得光線經過板材時，碰到擴散劑顆粒發生反射、折射、散射的效果，從而是光線能夠均勻得透過板材但又不會露出光源，達到從點光源到面光源的變化。適用于直下式LED電視機背光模組、LED照明，具有高輝度、高擴散性，提高背光源的發光分布均勻的擴散效果。

目前，PS光擴散板生產制造技術以PS(聚苯乙烯)為基材，添加二氧化鈦，擠出成型，通過二氧化鈦粒子分布在PS分子中，使LED光線產生折射而起擴散作用。二氧化鈦的折射率為2.55～2.76，它分布在PS分子中起折射作用的同時，對紫外線也有一定的遮蔽作用，隨著LED光源的發展，單顆LED芯片的功率，亮度越來越高，就要求擴散板的霧度越來越高，而且光效也越高。聚苯乙烯的英文名稱為Polystyrene,簡稱PS。PS是一種熱塑性非結晶性的樹脂，主要分為通用級聚苯乙烯(GPPS、俗稱透苯)、抗沖擊級聚苯乙烯(HIPS、俗稱改苯)和發泡級聚苯乙烯(EPS)。通用級聚苯乙烯(GPPS)是聚苯乙烯(PS)由苯乙烯單體(SM)聚合而成的，可由多種合成方法聚合而成，光學性能好，透明且具有優良的剛性、電氣性能和印刷性能，廣泛應用于燈罩、光學零件、透明模型的制作。

光源經過光擴散板后由點光源變成面光源的原理如下：當點光源經過含有光擴散劑的PS光擴散板時，如果光散射劑的光折射率過分的高于或者低于PS的光線折射率時，會造成大量的反射，影響透光率，而接近PS折射率時，則會減少光散射的路徑，透明度下降減少，無法有效的避光，故透光與散射必須基于實際需要達到一個平衡，因此光的散射必須控制在一個合理范圍內，因此對于連續介質PS中的不均勻成分，即光散射劑的折射率、球度、顆粒表面規整度、粒徑大小和濃度等參數有著一定的要求與限定。因此，作為光擴散劑，折射率不但要比PS小，而且與PS不能相差太大。因為折射率差越大，散射作用越強，而PS與光散射劑顆粒折射率差異過大將導致全發射發生，將光線反射回內部而無法有效導出。

專利申請號為98805376.4的專利公開了一種擴散板，其通過在主材中添加包覆在云母表面上的鈦系復合氧化物、或者鈦系復合氧化物和二氧化鈦的有色珍珠光澤顏料的擴散粒子，其中這些擴散粒子的粒徑較大，使得擴散板的霧度很高，但是透光性卻很差。

專利申請號為201410432692.7的專利公開了一種PS漫反射型光擴散板，其主要通過以光學級GPPS分子為主材，有機硅粒子和二氧化鈦粒子為光擴散劑，提升產品的穿透率，使光在產品中更好的發生折射、反射、散射等功能。但是，此公開技術中，有機硅粒子的折射率為1.45左右，由此可知，其有機硅粒子為改性后的有機硅粒子，通常改性后的有機硅粒子的價格比普通的有機硅粒子的價格貴很多，而且有機硅粒子的質量百分比為3％，二氧化硅的質量百分比為2％，故成本相對來說較高。且該專利中使用的光擴散劑的總含量為5％，最終達成的技術效果高霧度和高透光性也沒有數據明確顯示。

以上所述的專利都是針對單層的擴散板做出的改進，但是在單層擴散板中增加其他的功能性成分，來實現擴散板的其他的物理性能，需要添加的功能性成分的用量則會很多，這就造成了成本上極大的浪費。

發明內容