扩散片的微结构及物理性能

  扩散片(diffuser)的主要功能就是将来自导光板的光加以扩散，让光线透过扩散涂层产生散射，在遮蔽导光板网点的同时，使光的分布均匀化，提升背光模组的面均匀性。为了不过多损失背光的亮度，此膜片的基材需要选择透光率高的材料，如PET,PC,PMMA。其在背光中的位置如下图所示：  

扩散片分为上扩散片和下扩散片两种，两者的功用有所不同，对于上扩散片它的主要作用是防止Lens的刮伤和膜片的浮曲及防止形成彩影。下扩散片的主要作用是使光源均匀扩散，并使之折射成一定角度，同时它也有遮盖导光板的pattern点及背光表面的缺点的作用。相对于上扩而言，下扩白且比较薄，而上扩较透明，透光率高。目前背光使用下扩散片的情况较多一点。  

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扩散片微结构

扩散片的结构从下至上通常是抗静电涂布层,PET基材,以及扩散层.   作用： ①起到修正扩散角度的作用，会使光辐射面积增大，但是辉度降低了。 ②有扩散光线的作用，光线在其表面会发生散射，将光线柔和均匀得散播出来。

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扩散片物理性能

衡量扩散片的光学特性主要有雾度(HAZE),光透过率，及视角。当然透过率越高越好，对于雾度的要求则分为上扩及下扩。一般而言，下扩的雾度高，一般产家可以达到90%多，而上扩的雾度则在30%-40%多。而对于扩散片的测试，参数一般为：

●全光透过率(Tt)

●雾度(Hz)

●耐候性(高温、低温、高湿、老化)

●耐光性(抗UV)及抗黄化

●耐刮及耐磨性(加工作业方便性)

日本惠和光扩散膜产品类别如下图：

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扩散片原理

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光学原理

  扩散片基材需选择光透过率高的材料如PET/PC/PMMA。一般传统的扩散膜主要是在扩散膜基材中，加入一颗颗的化学颗粒，作为散射粒子，而现有之扩散片其微粒子分散在树脂层之间，所以光线在经过扩散层时会不断的在两个折射率相异的介质中穿过，在此同时光线就会发生许多折射、反射与散射的现象，如此便造成了光学扩散的效果。

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工作原理

  背光模组的材料的组成从下至上为反射片,导光板,下扩散片,棱镜片,上扩散片.扩散片工作原理是借有扩散物质的折射和反射将光源雾化,并将光由小角度出光集中到正面以提高正面辉度.下扩散片主要是将从导光板发出的光集中起来均匀投射到棱镜片上,而上扩散片的主要作用是将棱镜片射出的光雾化,并将光均匀透出.同时上扩也能起到保护棱镜片的作用.

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扩散片生产技术

  扩散片所需的制作材料：PC或者PET的基材，保证正面光滑，反面粗糙。   制作扩散片的方法：首先在PET的基板上均匀的涂布扩散层（扩散层的材料是由透明的树脂混合光扩散材料制成），然后以PC为基材,依靠滚轴的热压而形成凹凸的粗糙面。   区分扩散片的方法：当光线透过PET材料时，颜色会稍微偏黄；当光线透过PC材质时，颜色会略微偏蓝色。  

扩散膜依据光学设计概念、制造方式可以分为三种形式：

散射粒子(Scattering Beads)、表面微结构(Microstructure)及全像技术(Hologram)。

1.散射粒子型扩散膜（常用扩散膜）   散射粒子型扩散膜的结构是在透明光学级PET膜的一面涂抗静电层，其主要作用在于降低静电量、防止吸附异物造成光学膜的损伤；PET膜的另一面涂布一层添加散射粒子的压克力树脂涂料，散射粒子可以是无机粒子或合成的高分子粒子，涂层经高温烘烤去除溶剂、硬化。散射粒子型扩散膜的雾度可分为内部雾度(Internal Haze)和外部雾度(Exterior Haze)，内部雾度系光通过不同折射率的介质（散射粒子和涂料）时会产生折射、反射、散射等现象，改变行进方向，而造成雾化效果；而外部雾度则是因为扩散膜表面凹凸不平所造成的雾化效果。   此类扩散膜的优点为生产技术成熟、广为市场接受、树脂材料容易取得。   缺点为涂料含有溶剂，溶剂挥发度不同，易造成涂层不均匀；含溶剂之废气处理问题；烘干溶剂需消耗能源且制程时间长；散射粒子和溶剂、树脂接着力不佳；粒子分布均匀度难以控制；干燥过程易受温湿度影响。   2.表面微结构扩散膜     表面微结构扩散膜是在PET膜上涂布一层UV感光材料，经刻有微结构的钢轮（结构轮）压印，将微结构转印到感光材料上，再经紫外线硬化即可。   韩国厂商MNtech 研究开发不等边、稜镜、金字塔等各种不同型式(Pattern)的表面微结构扩散膜，微结构的型式会影响垂直及水平的可视角与Gain值，其产品UTE I与UTE II具有集光和扩散的作用，可应用于电视及监视器面板，如3张UTE I或2张UTE II即可取代扩散膜＋保护膜＋稜镜片，具有简化组装程序、降低成本，同时达到产品薄型化趋势的要求。     3.全像技术   全像技术其原理主要是记录两道同调性(Coherent)很高的光干涉条纹于感光底片上，此底片不仅记录光强度，同时也载有相位的资讯，所以全像技术是以平面材料记录含三度空间的影像资讯。

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超高隐蔽性扩散片：Hot spot 对策

虽然解决了Hot spot 的问题，相应的背光的亮度也会下降，如何取舍还要根据自己项目的情况及客户的需求去设计。

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总结

  在导光板的出光还不够均匀的情况下，背光对扩散的依赖性估计还要持续很长的一段时间，之前大都进口日本惠和（Keiwa）的扩散片，其也是全世界最先进的扩散片制造商。随着现在产品对降低成本的渴求，膜片也越来越趋于国产化，低成本化。　　

      审核编辑：彭静