扩散板

扩散板
—扩散板种类、扩散板原理及扩散板光学特征和应用
作者：健坤光学
扩散板是通过化学或物理的手段，利用声、光线在行径途中遇到两个折射率相异的介质时，发生折射、反射与散射的物理想象，通过在PMMA、PC、PS、PP等基材基础中添加无机或有机光扩散剂、或者通过基材表面的微特征结构的阵列排列人为调整声、光线、使声、光线发生不同方向的折射、反射、与散射，从而改变声、光的行进路线，实现入射声、光充分散色以此产生扩散的效果。

一，扩散板的种类
根据光学原理分类,扩散板只分为两种,一种是会将光束角变大的一种是维持原来的角度
根据材料分类，,玻璃、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸脂(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、压克力(PMMA)、丙烯酸(MMA)....等等透光性聚合材料或合成材料都可以制造成不同用途的扩散材料。

扩散板的种类可分为气扩散板、声扩散板、液扩散板、光扩散板、味扩散板、光扩散板等，总之举凡能将分子均匀分散的材料都统称为扩散板
气扩散板-->一般用于减低因气流流动所产生的声音,例如:汽车的消音器
声扩散板-->一般用来消除声音因硬物阻挡而回音,例如:音乐厅的墙壁或天花板
液扩散板-->一般用来将液体变为雾状或更小的分子使其均匀的分布出去,例如:温室用的水帘
味扩散板-->一般用来消除或分散味道使其减轻,例如:防毒面具的滤罐或滤水器的消味滤罐
光扩散板-->一般用来防止眩光使视觉得到一个舒适的环境,例如:照相机闪光灯前的扩散板
以下特别介绍下声扩散板和光扩散板。

二，声扩散板
声扩散板主要是把声波反射扩散至不同方向,避免引起声染色,声聚焦和驻波的声场问题,使音质更细腻,精确.是调音圣品,声学场所必备利器.立体扩散吸音板是在中密度板正面开形式立体三角或圆柱形的糟,背面开圆孔的结构吸声材料,饰面喷漆,背贴防火吸音布.应用范围：用于家庭影院、酒店、歌舞厅、夜总会、KTV包厢、音乐厅、多功能厅、演播室、录音室、影剧院、办公室、会议室、室内体育馆、图书馆、展览馆、课室、培训中心、审问室...等室内场所。

三，光扩散板
光扩散板是光线通过以PMMA/PC/PET等塑料基材的扩散层，遇到与其折射率相异的介质（扩散粒子）时，会发生多角度、多方向的折
射、反射与散射的现象，从而达到光扩散效果，为显示照明组件提供一均匀面光源，因此光扩散板广泛应用在液晶显示、LED照明及成像显示系统中。

A，光扩散板产生背景
一，理论基础
当光从一种介质射到另一种介质的平滑界面时，一部分光被界面反射，另一部分光透过界面在另一种介质中折射。

光的入射角等于反射角，且反射光与入射光在同一平面中法线的两侧，这就是反射定律。

而折射光线则符合折射定律：折射光线位于入射光与法线的平面内，折射光与入射光在法线两侧，且入射角与折射角的正弦之比为一常数。

折射定律与反射定律都是几何光学的基础，它们不仅在理论研究上，也为光学技术的发展和光学产品的设计奠定了基础。

扩散板原理
二，现实背景
在LED照明灯具逐渐被市场接受的过程中，关于LED灯具面罩的问题一直困扰灯具生产厂商，既要有高的透光率做前提，同时又要做到具有相当的光扩散率和良好的光源隐蔽性，提高灯具的效果和把LED 炫目的光源变成柔和的、健康的光源是目前研发人员正在研究的方向。

最初采用玻璃做灯罩，但不玻璃易碎，且光的扩散效果也不是很好，很难达到照明要求。

后来逐渐发展到用树脂代替玻璃，但如果单单用透明树脂做灯罩，虽然透光率高，基本能达到90%以上，但光的扩散效果不理想，光源隐蔽性差。

白色树脂，其存在透光率过低，严重影响了LED灯的照明。

如是就采用添加乳白色颜料，表面磨砂辅助等技术手段，这样虽然解决了光源遮蔽性问题，但又存在透光率过低，严重影响了LED照明的光效，因此扩散面罩的问题一直困扰在透光率和光源遮蔽性这样一个矛盾的问题中。

也就在这种背景下，以亚克力（PMMA）、PS、PC塑料板材为基材的扩散板应运而生。

扩散板透光率和雾度不同效果对比
B，光扩散板的光学特征值
一般针对板状、片状、薄膜状、管状等透明及半透明塑料的光学性能质量控制，主要通过测试评估透光率(transmittance)和雾度(haze)等指标。

我国由原中华人民共和国化学工业部提出、原化工部晨光化工研究院等单位负责起草、并由国家标准总局发布、1981年9月1日实施了一个《透明塑料透光率及雾度试验方法》。

其中定义如下：1．透光率——透过试样的光通量(Luminous Flux)和射到试样上的光通量之比，用百分数表示。

2．雾度——透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示（对于本方法来说，仅把偏离入射光方向2.5度以上的散射光通量用于计算雾度）。

透明或半透明材料的内部或表面由于光散射造成的云雾状或混浊的外观。

以散射的光通量与透过材料的光通量之比的百分率表示。

是透明或半透明材料光学透明性的重要参数。

本方法可用于控制产品和研究产品某些光学性能。

透明塑料只有在同一厚度下，才可比较透光率和雾度。

雾度和透光率是两个不同的概念。

透光率和雾度都是衡量材料透明性的重要指标，一般来说，透光率与雾度之间成反比关系,即透光率高的材料，其雾度低，反之亦然。

但是，雾度大的材料也可以是透光率不很低，光扩散材料及光扩散制件即属于此种情形，随着LED光源及LED照明的普及，其应用正呈现快速增长势头。

如果用这样的材料做窗玻璃，白天房间显得很明亮，但又均匀柔和、同时有隐蔽性和私密性；如果将光扩散材料用
来做LED照明用灯管、灯罩，既要求高的透光率，同时又能够让刺眼的LED光源变得均匀、柔和、美观、看不到内部的灯珠。

C，光扩散板的光学特征值检测方式
1，照度仪，这种仪器便宜，方便与携带，但是由于外界自然光线的干涉，一般测试出来的数值会普遍偏高。

此种仪器仅适用于参考，对比时适用，不能作为精确仪器适用。

2，透光率雾度测试仪：这种仪器在测试时受外界影响较小，所以测试出来的结果比照度仪偏低，更为准确。

一般做扩散板厂家使用此种仪器测试自己的产品透光度雾度。

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3，积分球：积分球测试扩散板的透光率很准确，几乎不受外界环境的干扰，因此用同一种板材测试所得数据比以上两种都要低，由于仪器比较昂贵，所以只有大的照明公司才使用这种设备检测透光率。

（备注：积分球的大小,摆放的位置,离探头的距离,探头与光源的角度等因素会影响测试的结）。

所以鉴于使用的检测仪器不一样，所测得透光度不一样，在选择扩散板时一定要问清楚用何种仪器检测下的透光率，这种不至于跟自己期望的产品相差很远。

D，光扩散板应用领域
1，扩散板适用于直下式光源的LED照明灯具，如筒灯、格栅灯、高档铝材灯。

2，扩散板适用于侧光源LED照明灯具，如平板灯、广告灯箱、专业观片灯，通常和导光板搭配使用。

LED筒灯灯罩用健坤光学扩散板
侧光源面板灯用健坤光学扩散板
直下式面板灯用健坤光学扩散板
LED吸顶灯灯罩用光扩散板。