陳鷗波

　　江西盛匯光學(xué)科技協(xié)同創(chuàng)新有限公司總經(jīng)理

　　《2018阿拉丁照明產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》關(guān)鍵配套材料 顧問(wèn)

　　一、PC擴(kuò)散板國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用現(xiàn)狀

　　隨著近十幾年LED產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，LED照明已全面普及并被人們接受，作為L(zhǎng)ED照明關(guān)鍵材料的擴(kuò)散板也不斷的發(fā)展進(jìn)步，PC擴(kuò)散板作為高品質(zhì)擴(kuò)散材料在技術(shù)和應(yīng)用方面也不斷進(jìn)步和提升[1]。

　　PC擴(kuò)散板的工藝技術(shù)水平：1. 用光擴(kuò)散樹脂及PC樹脂共混改性，將折射率不同的兩種材質(zhì)均勻分散成型，利用折射率差異實(shí)現(xiàn)光擴(kuò)散[2];同時(shí)利用熱成型技術(shù)在PC板材成型的過(guò)程中在板材表面成型不規(guī)則的幾何表面，利用表面實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散。2. 在實(shí)現(xiàn)光擴(kuò)散的同時(shí)，為了保證透光率，選用的擴(kuò)散材料和PC材料均為光學(xué)級(jí)材料[3]。產(chǎn)品的表面成型使用設(shè)計(jì)的光學(xué)擴(kuò)散表面而不是單純的毛玻璃表面。

　　目前國(guó)內(nèi)外PC擴(kuò)散板的生產(chǎn)企業(yè)較少，主要以國(guó)外企業(yè)為主，整體生產(chǎn)技術(shù)水平如下表一：

　　表一國(guó)內(nèi)外整體生產(chǎn)技術(shù)水平

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

　　二、國(guó)內(nèi)PC擴(kuò)散板技術(shù)和應(yīng)用與國(guó)外的差異

　　PC擴(kuò)散板的技術(shù)發(fā)展起源于歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)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(kuò)散板在照明領(lǐng)域的應(yīng)用也應(yīng)運(yùn)而來(lái)[5]。

　　目前國(guó)內(nèi)外PC擴(kuò)散板產(chǎn)品技術(shù)水平和應(yīng)用領(lǐng)域如下表二：

　　表二 國(guó)內(nèi)外PC擴(kuò)散板產(chǎn)品技術(shù)水平和應(yīng)用領(lǐng)域

　　PC擴(kuò)散板目前多用于高品質(zhì)LED照明產(chǎn)品，而該類產(chǎn)品多以出口為主，幾個(gè)原料大廠均以功能性PC擴(kuò)散板為主，用于特殊要求市場(chǎng)[6];韓國(guó)及中國(guó)企業(yè)以LED照明領(lǐng)域?yàn)橹鳌?/p>

　　國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)應(yīng)用情況也大不盡相同。國(guó)外在交通設(shè)施及公共照明領(lǐng)域有明確安全規(guī)范要求，PC擴(kuò)散板廣泛使用，在家用及辦公照明領(lǐng)域有部分壽命要求，PC擴(kuò)散板也有較好用量[7];國(guó)內(nèi)在交通設(shè)施及公共照明領(lǐng)域沒(méi)有明確的要求，部分使用PC擴(kuò)散板，家用及辦公等一般領(lǐng)域沒(méi)有規(guī)范，PC擴(kuò)散板極少使用。

　　三、PC擴(kuò)散板當(dāng)前存在的市場(chǎng)瓶頸

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

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

　　2. LED燈具發(fā)展僅十幾年，除了交通設(shè)施及公共安全領(lǐng)域有要求和標(biāo)準(zhǔn)，LED產(chǎn)品并未規(guī)范和普及使用壽命和安全等理念[9]，沒(méi)有高標(biāo)準(zhǔn)，作為高品質(zhì)光源標(biāo)配的PC擴(kuò)散板也推廣困難。

　　3.PC作為光學(xué)級(jí)樹脂，對(duì)加工技術(shù)有較高要求，一般板材生產(chǎn)企業(yè)沒(méi)有技術(shù)積累和儲(chǔ)備，不具備生產(chǎn)能力，PC擴(kuò)散板的市場(chǎng)供應(yīng)也有一定瓶頸[10]。

　　四、PC擴(kuò)散板對(duì)LED照明產(chǎn)業(yè)的價(jià)值

　　PC光擴(kuò)散板的產(chǎn)品理念

　　在LED照明逐漸普及的大環(huán)境下，PC光擴(kuò)散板作為高品質(zhì)光源的伴侶，協(xié)助實(shí)現(xiàn)LED照明高光效、安全阻燃、環(huán)保耐候等品質(zhì)保障[11]。因此PC光擴(kuò)散板能助力LED照明產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命，并為L(zhǎng)ED照明產(chǎn)品安全性保駕護(hù)航，滿足人們美好的生活需要。長(zhǎng)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(dá)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(chǎn)的PC光擴(kuò)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(guò)工藝添加抗UV助劑對(duì)聚碳酸酯改性還能增加PC光擴(kuò)散板的耐候性，相對(duì)于其他的PMMA、PS擴(kuò)散板，改性的PC光擴(kuò)散板能在5-10年的使用過(guò)程中保持色差穩(wěn)定[15]，不老化變質(zhì)，用在燈具外殼上，能助力LED照明產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命(圖一是QUV 抗老化測(cè)試)。

　　圖一 五年抗VU測(cè)試 圖二 UL94 VO認(rèn)證

　　高安全性

　　聚碳酸酯(圖三)性能穩(wěn)定，由于其分子結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵的特點(diǎn)，他的耐沖擊性也非常優(yōu)異，采用聚碳酸酯生產(chǎn)的PC光擴(kuò)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(jié)構(gòu)

　　聚碳酸酯氧指數(shù)高，本身就是B1級(jí)工程材料，生產(chǎn)出來(lái)的PC光擴(kuò)散板可以達(dá)到V2防火等級(jí)[17]，起到不助燃的功能，性能優(yōu)于那些助燃的PMMA/PS擴(kuò)散板;進(jìn)一步通過(guò)在原材料聚碳酸酯里添加進(jìn)口復(fù)合阻燃劑改性處理，實(shí)現(xiàn)了厚度0.8mm-2.0mm擴(kuò)散板的V0級(jí)阻燃特性[19]，突破傳統(tǒng)的僅原料廠商在樹脂制造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)該特性的瓶頸，大大提高了PC光擴(kuò)散板的應(yīng)用范圍，為L(zhǎng)ED照明產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更高的安全性提供助力，滿足了越來(lái)越多客戶的需求，為L(zhǎng)ED安全照明行業(yè)保駕護(hù)航(圖二是UL 94V0認(rèn)證)。

　　五、PC擴(kuò)散板最新的技術(shù)突破和創(chuàng)新

　　隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，PC擴(kuò)散板的技術(shù)也在不斷革新，近年來(lái)取得新的突破：實(shí)現(xiàn)了通過(guò)表面微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散功能為主，擴(kuò)散粒子為輔的技術(shù)，代替了傳統(tǒng)的以擴(kuò)散粒子實(shí)現(xiàn)光擴(kuò)散的技術(shù)，不僅滿足LED照明燈具的高光效的同時(shí)，還賦予LED燈具照明防眩光功能[18]。LED燈具點(diǎn)亮照明的同時(shí)，會(huì)散發(fā)眩光，影響人們的舒適度，同時(shí)易引起疲勞，PC光擴(kuò)散板通過(guò)表面微結(jié)構(gòu)調(diào)整，將眩光消除，保護(hù)人們的健康(圖四是PC光擴(kuò)散板的表面結(jié)構(gòu))。

　　圖四 防眩光PC光擴(kuò)散板表面結(jié)構(gòu)

　　六、PC擴(kuò)散板未來(lái)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED照明產(chǎn)品已日漸成熟穩(wěn)定，產(chǎn)品的要求也有從追求高光效、低成本逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蠊馄焚|(zhì)、光健康，作為高品質(zhì)長(zhǎng)壽命LED光源的伴侶[20]，PC擴(kuò)散板的未來(lái)發(fā)展是要配合LED光源快速實(shí)現(xiàn)光品質(zhì)、光健康的提升。

　　光品質(zhì)是在LED燈具點(diǎn)亮照明的同時(shí)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(zhì)[21];光健康是追求在LED照明實(shí)現(xiàn)照明的同時(shí)控制藍(lán)光、紫外光輻射強(qiáng)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(hù)人們的健康，滿足人們的美好生活需要。

　　七、如何通過(guò)PC擴(kuò)散板提升光品質(zhì)、光健康

　　光品質(zhì)、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(hù)性來(lái)提高光品質(zhì)、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(jué)不舒適感，有三種解決方案來(lái)提高燈光舒適性：

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

　　2. 通過(guò)控制導(dǎo)光材料/ 燈罩的光學(xué)傳遞角度，通過(guò)導(dǎo)光板內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改變光的傳遞方向，通過(guò)燈罩的表面結(jié)構(gòu)，改變光的傳遞角度，從而降低甚至消除眩光。

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

　　保護(hù)性

　　燈具影響人們健康的主要是藍(lán)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(lán)光，長(zhǎng)時(shí)感受不僅造成人體不舒適，對(duì)人眼視網(wǎng)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(huì)對(duì)人體皮膚健康造成損傷，需要防護(hù)。

　　藍(lán)光危害主要通過(guò)光源、燈罩、輔助三個(gè)方面來(lái)解決：

　　1.光源解決，通過(guò)在在LED燈珠添加藍(lán)光吸收材料;

　　2. 輔助解決，通過(guò)在燈珠外安裝具有藍(lán)光吸收功能的透鏡;

　　3. 燈罩解決，通過(guò)在燈罩，面罩等擴(kuò)散材料添加吸收助劑，可以降低15%-30%的藍(lán)光輻照強(qiáng)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(guò)在燈罩，面罩等擴(kuò)散材料添加紫外吸收助劑，可以降低90-95%的紫外光輻照強(qiáng)度，保護(hù)人體健康。

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