PS擴(kuò)散板是PS(聚苯乙烯)板材種類中一種帶有光擴(kuò)散性性質(zhì)的材料,是亞克力(PMMA)、PC、PP等材質(zhì)擴(kuò)散板類別中的一種,具有一定霧度、透光率,折射率等塑料板材的光學(xué)特征,能有效的將點或線光源轉(zhuǎn)化為柔和、均勻的面光源,在達(dá)到良好的透光率的前提下,同時具有良好的光源點陣遮蔽性,加上價格相對比較實惠,因而廣泛應(yīng)用于蓬勃發(fā)展的LCD-TV和LED照明產(chǎn)品上,為LED照明產(chǎn)品二次配光而增加了一種光學(xué)性擴(kuò)散材料的選擇。
一,擴(kuò)散板產(chǎn)生背景
在LED照明燈具逐漸被市場接受的過程中,關(guān)于LED燈具面罩的問題一直困擾燈具生產(chǎn)廠商,既要有高的透光率做前提,同時又要做到具有相當(dāng)?shù)墓鈹U(kuò)散率和良好的光源隱蔽性,提高燈具的效果和把LED炫目的光源變成柔和的、健康的光源是目前研發(fā)人員正在研究的方向。初采用玻璃做燈罩,但不玻璃易碎,且光的擴(kuò)散效果也不是很好,很難達(dá)到照明要求。后來逐漸發(fā)展到用樹脂代替玻璃,但如果單單用透明樹脂做燈罩,雖然透光率高,基本能達(dá)到90%以上,但光的擴(kuò)散效果不理想,光源隱蔽性差。白色樹脂,其存在透光率過低,嚴(yán)重影響了LED燈的照明。如是就采用添加乳白色顏料,表面磨砂輔助等技術(shù)手段,這樣雖然解決了光源遮蔽性問題,但又存在透光率過低,嚴(yán)重影響了LED照明的光效,因此擴(kuò)散面罩的問題一直困擾在透光率和光源遮蔽性這樣一個矛盾的問題中。也就在這種背景下,以亞克力(PMMA)、PS、PC塑料板材為基材的擴(kuò)散板應(yīng)運而生。
透光率和霧度不同效果對比示意圖
二,擴(kuò)散板原理
通過化學(xué)或物理的手段,利用光線在行徑途中遇到兩個折射率相異的介質(zhì)時,發(fā)生折射、反射與散射的物理想象,通過在PMMA、PC、PS、PP等基材基礎(chǔ)中添加無機或有機光擴(kuò)散劑、或者通過基材表面的微特征結(jié)構(gòu)的陣列排列人為調(diào)整光線、使光線發(fā)生不同方向的折射、反射、與散射,從而改變光的行進(jìn)路線,實現(xiàn)入射光充分散色以此產(chǎn)生光學(xué)擴(kuò)散的效果。
A,傳統(tǒng)的PS擴(kuò)散板
傳統(tǒng)的PS擴(kuò)散板主要是在PS基材中加入化學(xué)顆粒作為散射粒子,使光線在經(jīng)過散射層時不斷的在兩個折射率相異的介質(zhì)中發(fā)生折射、反射與散射,以此產(chǎn)生光學(xué)擴(kuò)散的效果。然而這種方式,將不可避免地存在擴(kuò)散粒子對光的吸收,造成光能利用率低。
經(jīng)常添加的化學(xué)粒子包括:有機光擴(kuò)散劑 無機光擴(kuò)散劑 混合均勻性
擴(kuò)散板原理示意圖
B,新型微結(jié)構(gòu)PS擴(kuò)散板
新型微結(jié)構(gòu)擴(kuò)散板是通過其表面的微凹凸結(jié)構(gòu),使光線經(jīng)過時發(fā)生不同方向的折射,改變光的行進(jìn)路線,實現(xiàn)對光的擴(kuò)散,實現(xiàn)更柔和、均勻的照射效果。常見的微特種結(jié)構(gòu)包括以下幾種:
A,V型凹槽陣列
B,U型凸槽陣列
C,金字塔陣列
D,圓環(huán)陣列
E,微透鏡陣列
微結(jié)構(gòu)PS光擴(kuò)散板具有高透過率,通過改變微結(jié)構(gòu)的形狀和不同排布,可以調(diào)整擴(kuò)散角度、光場的空間和能量分布,實現(xiàn)對光擴(kuò)散片的均勻度和透光率的影響,因此已引起了研究人員的高度關(guān)注。
三,光擴(kuò)散板材料開發(fā)歷程
1,添加具有擴(kuò)散效果的微粒子,提高光源遮蔽性和獲得性價比
2,改良擴(kuò)散效果,提高外觀性能,提高透光率
3,優(yōu)化光學(xué)性能,提高耐UV性,改善抗沖擊性能,提高光效,滿足配光要求,耐高溫,保持高透光率的前提下,提升產(chǎn)品霧度值,適合近距離照射環(huán)境使用。
四,PS擴(kuò)散板特點
,相對而言,價格低廉;
2,耐侯性較PMMA差,使用在戶外濕氣、紫外線環(huán)境下易脆、黃變性較為明顯;
3,比重為1.05左右,較PMAM(1.2)輕,PP(0.96)重;
4,適合于機械加工,熱成型;考慮到易融性,建議不做激光裁切加工
5,表面磨砂處理,耐磨、抗劃傷性穩(wěn)定,建議使用環(huán)境溫度60-80度。
6,尺寸穩(wěn)定性好,模具制作收縮率為0.45%范圍以內(nèi)。
7,具有良好的表面抗靜電性能,防止灰塵吸附
8,透光率:60%-80%(范圍可調(diào))
五,PS擴(kuò)散板應(yīng)用
PS擴(kuò)散板廣泛應(yīng)用在液晶顯示、LED照明及成像顯示系統(tǒng)中,它的主要功能是使入射光充分散射,實現(xiàn)更柔和、均勻的照射效果。
A,用于LCD-TV
PS擴(kuò)散板應(yīng)用于液晶電視所采用的直下式背光源系統(tǒng),要求PS擴(kuò)散板具有耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、機械強度、耐燃性等良好性能,
LCD-TV擴(kuò)散板應(yīng)用示意圖
并有高度光線透過率,優(yōu)良的遮蔽性及耐久性,使其光線擴(kuò)散效果達(dá)到狀態(tài),適合直下式背光源單元。
產(chǎn)品特性:
光源擴(kuò)散性:適用于直下式背光模組,具有高輝度、高擴(kuò)散性,可提高背光源的發(fā)光分布均勻的擴(kuò)散效果。
光線透過率:之光線透過率產(chǎn)生其高亮度。
尺寸穩(wěn)定性:吸水率小,在潮濕環(huán)境中仍能維持良好的尺寸穩(wěn)定性,且在-40℃~125℃的溫度范圍內(nèi)可正常使用。
抗靜電性:具有良好的表面抗靜電性能,防止灰塵吸附
B,應(yīng)用于照明領(lǐng)域
PS擴(kuò)散板應(yīng)用于照,主要體現(xiàn)在LED平板燈面板、LED筒燈、格柵燈面罩以及廣告燈箱、觀片燈,其中LED照明對PS擴(kuò)散板材料特性的要求:1,較佳的擴(kuò)散性能:光線柔和度高
2,高透光性能:減少能耗,提高燈具的照度
3,對光源影響:保持光源色溫的一致性
4,成本考慮:的性價比
LED筒燈面罩用PS擴(kuò)散板
LED吸頂燈燈罩用PS擴(kuò)散板
LED面板燈用PS擴(kuò)散板