陳鷗波

　　江西盛匯光學科技協(xié)同創(chuàng)新有限公司總經理

　　《2018阿拉丁照明產業(yè)調研白皮書》關鍵配套材料 顧問

　　一、PC擴散板國內外技術現(xiàn)狀及應用現(xiàn)狀

　　隨著近十幾年LED產業(yè)的飛速發(fā)展，LED照明已全面普及并被人們接受，作為LED照明關鍵材料的擴散板也不斷的發(fā)展進步，PC擴散板作為高品質擴散材料在技術和應用方面也不斷進步和提升[1]。

　　PC擴散板的工藝技術水平：1. 用光擴散樹脂及PC樹脂共混改性，將折射率不同的兩種材質均勻分散成型，利用折射率差異實現(xiàn)光擴散[2];同時利用熱成型技術在PC板材成型的過程中在板材表面成型不規(guī)則的幾何表面，利用表面實現(xiàn)擴散。2. 在實現(xiàn)光擴散的同時，為了保證透光率，選用的擴散材料和PC材料均為光學級材料[3]。產品的表面成型使用設計的光學擴散表面而不是單純的毛玻璃表面。

　　目前國內外PC擴散板的生產企業(yè)較少，主要以國外企業(yè)為主，整體生產技術水平如下表一：

　　表一國內外整體生產技術水平

　　鑒于PC擴散板極佳的穩(wěn)定性和安全性，目前歐美日等發(fā)達國家在商用照明、公共安全照明、交通工具及設施等領域都有著廣泛的使用;在中國及其他發(fā)展中國家使用比例極低[4]。在家用、辦公等一般照明領域應用情況更少。一方面PC擴散板成本較高，另一方面一般用PC擴散板生產企業(yè)少，市場有需求但因貨源找不到而降低要求。

　　二、國內PC擴散板技術和應用與國外的差異

　　PC擴散板的技術發(fā)展起源于歐美日等發(fā)達國家的原料廠商，起初是以配套LED背光顯示為目的研發(fā)誕生，隨著LED照明的發(fā)展PC擴散板在照明領域的應用也應運而來[5]。

　　目前國內外PC擴散板產品技術水平和應用領域如下表二：

　　表二 國內外PC擴散板產品技術水平和應用領域

　　PC擴散板目前多用于高品質LED照明產品，而該類產品多以出口為主，幾個原料大廠均以功能性PC擴散板為主，用于特殊要求市場[6];韓國及中國企業(yè)以LED照明領域為主。

　　國內外市場應用情況也大不盡相同。國外在交通設施及公共照明領域有明確安全規(guī)范要求，PC擴散板廣泛使用，在家用及辦公照明領域有部分壽命要求，PC擴散板也有較好用量[7];國內在交通設施及公共照明領域沒有明確的要求，部分使用PC擴散板，家用及辦公等一般領域沒有規(guī)范，PC擴散板極少使用。

　　三、PC擴散板當前存在的市場瓶頸

　　PC擴散板經過近十幾年的發(fā)展，雖然在高端應用領域占有一席之地，但是在家用、辦公等一般領域并未得到廣泛使用[8]。影響PC擴散板廣泛使用的因素有三點：

　　1. PC作為綜合性能最穩(wěn)定的光學樹脂，有著極為廣泛的使用領域和市場需求量，而PC原料的生產技術掌控在國際寡頭手中，PC原料價格是一般通用塑料的2-4倍，成本高影響市場推廣。好的是國產PC原料逐漸起步。

　　2. LED燈具發(fā)展僅十幾年，除了交通設施及公共安全領域有要求和標準，LED產品并未規(guī)范和普及使用壽命和安全等理念[9]，沒有高標準，作為高品質光源標配的PC擴散板也推廣困難。

　　3.PC作為光學級樹脂，對加工技術有較高要求，一般板材生產企業(yè)沒有技術積累和儲備，不具備生產能力，PC擴散板的市場供應也有一定瓶頸[10]。

　　四、PC擴散板對LED照明產業(yè)的價值

　　PC光擴散板的產品理念

　　在LED照明逐漸普及的大環(huán)境下，PC光擴散板作為高品質光源的伴侶，協(xié)助實現(xiàn)LED照明高光效、安全阻燃、環(huán)保耐候等品質保障[11]。因此PC光擴散板能助力LED照明產品實現(xiàn)長壽命，并為LED照明產品安全性保駕護航，滿足人們美好的生活需要。長壽命聚碳酸酯的耐溫區(qū)間是零下60攝氏度到零上120攝氏度[14]，低壓熱變形溫度達到了零上135攝氏度左右，如此高的溫度區(qū)間讓采用主原料聚碳酸酯生產的PC光擴散板的穩(wěn)定性大大增加，不受潮濕以及高低溫的影響，通過工藝添加抗UV助劑對聚碳酸酯改性還能增加PC光擴散板的耐候性，相對于其他的PMMA、PS擴散板，改性的PC光擴散板能在5-10年的使用過程中保持色差穩(wěn)定[15]，不老化變質，用在燈具外殼上，能助力LED照明產品實現(xiàn)長壽命(圖一是QUV 抗老化測試)。

　　圖一 五年抗VU測試 圖二 UL94 VO認證

　　高安全性

　　聚碳酸酯(圖三)性能穩(wěn)定，由于其分子結構化學鍵的特點，他的耐沖擊性也非常優(yōu)異，采用聚碳酸酯生產的PC光擴散板耐沖擊性是玻璃的250倍，是PMMA/PS的50倍[16]。

　　圖三 聚碳酸酯分子結構

　　聚碳酸酯氧指數高，本身就是B1級工程材料，生產出來的PC光擴散板可以達到V2防火等級[17]，起到不助燃的功能，性能優(yōu)于那些助燃的PMMA/PS擴散板;進一步通過在原材料聚碳酸酯里添加進口復合阻燃劑改性處理，實現(xiàn)了厚度0.8mm-2.0mm擴散板的V0級阻燃特性[19]，突破傳統(tǒng)的僅原料廠商在樹脂制造過程中實現(xiàn)該特性的瓶頸，大大提高了PC光擴散板的應用范圍，為LED照明產品實現(xiàn)更高的安全性提供助力，滿足了越來越多客戶的需求，為LED安全照明行業(yè)保駕護航(圖二是UL 94V0認證)。

　　五、PC擴散板最新的技術突破和創(chuàng)新

　　隨著LED照明產業(yè)的發(fā)展，PC擴散板的技術也在不斷革新，近年來取得新的突破：實現(xiàn)了通過表面微結構實現(xiàn)擴散功能為主，擴散粒子為輔的技術，代替了傳統(tǒng)的以擴散粒子實現(xiàn)光擴散的技術，不僅滿足LED照明燈具的高光效的同時，還賦予LED燈具照明防眩光功能[18]。LED燈具點亮照明的同時，會散發(fā)眩光，影響人們的舒適度，同時易引起疲勞，PC光擴散板通過表面微結構調整，將眩光消除，保護人們的健康(圖四是PC光擴散板的表面結構)。

　　圖四 防眩光PC光擴散板表面結構

　　六、PC擴散板未來技術和應用的發(fā)展趨勢

　　隨著LED照明產業(yè)的高速發(fā)展，LED照明產品已日漸成熟穩(wěn)定，產品的要求也有從追求高光效、低成本逐漸轉變?yōu)樽非蠊馄焚|、光健康，作為高品質長壽命LED光源的伴侶[20]，PC擴散板的未來發(fā)展是要配合LED光源快速實現(xiàn)光品質、光健康的提升。

　　光品質是在LED燈具點亮照明的同時追求光的舒適度，降低甚至消除燈具發(fā)出的眩光提高品質[21];光健康是追求在LED照明實現(xiàn)照明的同時控制藍光、紫外光輻射強度，提供附加功能，減少光污染及賦予燈具改善環(huán)境的功能，保護人們的健康，滿足人們的美好生活需要。

　　七、如何通過PC擴散板提升光品質、光健康

　　光品質、光健康理念已逐漸深入人心，目前燈具照明行業(yè)朝著提高燈光的的舒適性和保護性來提高光品質、光健康的方向發(fā)展。

　　舒適性

　　目前燈具照明影響人們舒適度的主要還是眩光和LED頻閃，易造成人們疲勞以及視覺不舒適感，有三種解決方案來提高燈光舒適性：

　　1. 通過控制光源出光角度，傳統(tǒng)的燈出光角度是360°，眩光很強，目前市面上大部分燈具出光角度降到120°甚至更低，來降低眩光[22]。

　　2. 通過控制導光材料/ 燈罩的光學傳遞角度，通過導光板內部結構，改變光的傳遞方向，通過燈罩的表面結構，改變光的傳遞角度，從而降低甚至消除眩光。

　　3. 通過防眩光燈罩/ 面板實現(xiàn)均光同時控制燈聚光分布，達到降低眩光的目的。LED頻閃性主要還是從LED光源解決。

　　保護性

　　燈具影響人們健康的主要是藍光危害和紫外危害。LED發(fā)光體作為光源的燈具400nm-450nm的高能藍光，長時感受不僅造成人體不舒適，對人眼視網膜也有損傷。LED光源紫外線可以忽略，日光燈、節(jié)能燈等傳統(tǒng)光源有較明顯的紫外線輻射，380nm以下的紫外會對人體皮膚健康造成損傷，需要防護。

　　藍光危害主要通過光源、燈罩、輔助三個方面來解決：

　　1.光源解決，通過在在LED燈珠添加藍光吸收材料;

　　2. 輔助解決，通過在燈珠外安裝具有藍光吸收功能的透鏡;

　　3. 燈罩解決，通過在燈罩，面罩等擴散材料添加吸收助劑，可以降低15%-30%的藍光輻照強度。

　　紫外光危害主要是日光燈、節(jié)能燈等傳統(tǒng)光源存在的，目前廣泛采用的是通過在燈罩，面罩等擴散材料添加紫外吸收助劑，可以降低90-95%的紫外光輻照強度，保護人體健康。

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