[发明专利]多功能型高雾度和高透光率的光扩散板及其制备方法

说明书

一种多功能型高透光和高雾度的光扩散板，其主要包括三层，分别为第一外表面层、第二外表面层和中间层，其中以上所述的三层扩散板的基材都是光学级光扩散板，而第一外表面层和第二外表面层中的功能型微粒相同，其用来提升表面层的特殊功能，例如抗UV、抗静电等功能；中间层的功能型微粒为未经过改性的有机硅扩散剂。最终成品的雾度可以达到≥99.5％，且透光率达到≥80％，同时还能具有多种良好的物理性能，但是为了实现这些多种良好的物理性能使用的成本却很低。同时，本发明还提供如上所述的光扩散板的制备方法。

技术领域

本发明涉及光电材料领域，具体的涉及一种多功能型高雾度和高透光率的光扩散板及其制备方法。

背景技术

光扩散板目前已经广泛应用在液晶显示、LED照明以及成像等系统中，使入射光充分散射，实现更柔和、均匀的照射效果。光扩散板是在生产实心板的时候，在原料中添加光扩散剂而形成的。扩散剂通过均匀分布在板材内，使得光线经过板材时，碰到扩散剂颗粒发生反射、折射、散射的效果，从而是光线能够均匀得透过板材但又不会露出光源，达到从点光源到面光源的变化。适用于直下式LED电视机背光模组、LED照明，具有高辉度、高扩散性，提高背光源的发光分布均匀的扩散效果。

目前，PS光扩散板生产制造技术主要以PS(聚苯乙烯)为基材，添加有机硅微粒，挤出成型，通过有机硅微粒分布在PS分子中，使LED光线产生折射而起扩散作用。有机硅为一种半透明的微粒，未经过改性的有机硅的折射率为1.4～1.42，它分布在PS分子中其折射作用的同时，也吸收部分能量，但是其有饱和值、且提高扩散雾度有一定困难，随着LED光源的发展，单颗LED芯片的功率，亮度越来越高，就要求扩散板的雾度越来越高，而且光效也越高。因此，目前的技术在成本上、效果上就存在弱点。

聚苯乙烯的英文名称为Polystyrene,简称PS。PS是一种热塑性非结晶性的树脂，主要分为通用级聚苯乙烯(GPPS、俗称透苯)、抗冲击级聚苯乙烯 (HIPS、俗称改苯)和发泡级聚苯乙烯(EPS)。通用级聚苯乙烯(GPPS) 是聚苯乙烯(PS)由苯乙烯单体(SM)聚合而成的，可由多种合成方法聚合而成，光学性能好，透明且具有优良的刚性、电气性能和印刷性能，广泛应用于灯罩、光学零件、透明模型的制作。

专利申请号为201310692096.8的专利公开了一种具有高雾度和高透光率的光扩散板及其制备方法，以光纤级GPPS(透明聚苯乙烯)为主材，玻璃微珠为硅扩散剂，提升产品穿透率，使光在产品中更好的发生折射、反射、扩散等功能；加入耐老化改进剂、塑胶相容剂为辅料，延长产品的使用寿命，该产品具有将集光、光扩散及光反射集成在一体上的功能，但是这种做法，使得光扩散板的成分复杂，成本极高。

为了解决以上问题，专利申请号为201410432692.7的专利公开了一种PS 漫反射型光扩散板，其主要通过以光学级GPPS分子为主材，有机硅粒子和二氧化钛粒子为光扩散剂，提升产品的穿透率，使光在产品中更好的发生折射、反射、散射等功能。但是，此公开技术中，有机硅粒子的折射率为1.45 左右，由此可知，其有机硅粒子为改性后的有机硅粒子，通常改性后的有机硅粒子的价格比普通的有机硅粒子的价格贵很多，而且有机硅粒子的质量百分比为3％，二氧化硅的质量百分比为2％，故成本相对来说较高。

光源经过光扩散板后由点光源变成面光源的原理如下：当点光源经过含有光扩散剂的PS光扩散板时，如果光散射剂的光折射率过分的高于或者低于 PS的光线折射率时，会造成大量的反射，影响透光率，而接近PS折射率时，则会减少光散射的路径，透明度下降减少，无法有效的避光，故透光与散射必须基于实际需要达到一个平衡，因此光的散射必须控制在一个合理范围内，因此对于连续介质PS中的不均匀成分，即光散射剂的折射率、球度、颗粒表面规整度、粒径大小和浓度等参数有着一定的要求与限定。因此，作为光扩散剂，折射率不但要比PS小，而且与PS不能相差太大。因为折射率差越大，散射作用越强，而PS与光散射剂颗粒折射率差异过大将导致全发射发生，将光线反射回内部而无法有效导出。