[发明专利]多功能型高雾度和高透光率的光扩散板其制备方法

说明书

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聚苯乙烯，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、发泡等功能；中间层的功能型微粒为二氧化钛。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、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以PS(聚苯乙烯)为基材，添加二氧化钛，挤出成型，通过二氧化钛粒子分布在PS分子中，使LED光线产生折射而起扩散作用。二氧化钛的折射率为2.55～2.76，它分布在PS分子中起折射作用的同时，对紫外线也有一定的遮蔽作用，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。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。

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。

专利申请号为98805376.4的专利公开了一种扩散板，其通过在主材中添加包覆在云母表面上的钛系复合氧化物、或者钛系复合氧化物和二氧化钛的有色珍珠光泽颜料的扩散粒子，其中这些扩散粒子的粒径较大，使得扩散板的雾度很高，但是透光性却很差。

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。且该专利中使用的光扩散剂的总含量为5％，最终达成的技术效果高雾度和高透光性也没有数据明确显示。

以上所述的专利都是针对单层的扩散板做出的改进，但是在单层扩散板中增加其他的功能性成分，来实现扩散板的其他的物理性能，需要添加的功能性成分的用量则会很多，这就造成了成本上极大的浪费。

发明内容