CN108983336A - 一种朗伯体扩散片及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种朗伯体扩散片及应用。朗伯体扩散片包括一基体，在基体的至少一面设置扩散层，所述扩散层包括耐高温硅树脂及分散在耐高温硅树脂中的扩散粒子，所述扩散粒子与耐高温硅树脂的固形份的比例为0.1:1‑3:1，扩散粒子的粒径为2～6μm，扩散层的总厚度为20～40μm。本发明提供的朗伯体扩散片能够耐>250℃的高温制程，光学性能不发生变化，黄变值b*<1；同时高温制程后仍具备朗伯体扩散效果，从而在大角度的情况下，依然可以接收和探测环境光线，实现有效抑制大角度入射光对信号的影响，提高了传感器对光强信号的灵敏度，可以应用于摄像头等领域。

Description

一种朗伯体扩散片及应用

技术领域

本发明属于光扩散领域，具体涉及一种朗伯体扩散片及应用。

背景技术

目前对仪器仪表设备的自动化检测和判断的精度要求越来越高，这要求在大角度的情况下，设备依然可以接收和探测到环境光线。在摄像头尤其是传感器面积受限的手机摄像头上，传感器对光强信号的灵敏度的要求更高，需要抑制大角度入射光对信号的影响，减弱光电传感器的光谱漂移，稳定色温，降低噪点。

而随着电子产品向小型、轻型、高密度方向发展，在元器件材料工艺方面都对原有SMT(表面组装)技术提出了严峻的挑战，回流焊技术的不断发展与完善其应用日趋广泛，几乎在所有电子产品领域都已得到应用，包括手机摄像头的组装。目前，摄像头组装中改用回流焊工艺，制程要求>250℃的高温，而传统扩散片采用的基材主要为PMMA、PET或PC这几类，不耐制程中的高温，且常用的扩散层不耐高温，对入射光的角度依赖大，不能同时满足双(多)摄像头组装耐高温及3D效果视角灵敏度高的要求。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种朗伯体扩散片，对基体具有较强的附着力，能够耐>250℃的高温制程，光学性能不发生变化，黄变值b*<1；同时高温制程后仍具备朗伯体扩散效果，即光线强度和其入射角度的余弦值成正比，从而在大角度的情况下，依然可以接收和探测环境光线，实现有效抑制大角度入射光对信号的影响，提高了传感器对光强信号的灵敏度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种朗伯体扩散片，包括一基体，在所述基体的至少一面设置扩散层，所述扩散层包括耐高温硅树脂及分散在所述耐高温硅树脂中的扩散粒子，所述扩散粒子与所述耐高温硅树脂的固形份的比例为0.1:1-3:1，所述扩散粒子的粒径为2～6μm，所述朗伯体扩散层的总厚度为20～40μm。

进一步地，耐高温硅树脂为有机硅树脂或聚硅氮烷。

进一步地，扩散粒子为有机硅粒子，所述有机硅粒子与所述耐高温硅树脂的固形份的比例为1.5:1-3:1，所述扩散层设置在所述基体的至少一面，扩散层的总厚度为30～40μm。

进一步地，扩散粒子为二氧化硅，所述二氧化硅与所述耐高温硅树脂的固形份的比例为0.1:1-2:1，所述扩散层设置在所述基体的两面，扩散层的总厚度为20～30μm。

进一步地，扩散粒子与所述耐高温硅树脂的折射率差为0.05～1，优选为0.05～0.3。

进一步地，朗伯体扩散层还包括硅烷偶联剂。

进一步地，基体为塑料薄膜或玻璃。

本发明的另一方面，提供了一种摄像头，包括传感器，镜头，和设置在传感器和镜头之间的上述朗伯体扩散片。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的朗伯体扩散片，对基体具有较强的附着力，能够耐>250℃的高温制程，光学性能不发生变化，黄变值b*<1；同时高温制程后仍具备朗伯体扩散效果，从而在大角度的情况下，依然可以接收和探测环境光线，实现有效抑制大角度入射光对信号的影响，提高了传感器对光强信号的灵敏度。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1、2为本发明朗伯体扩散片的结构图；

图3～5分别为本发明实施例1～3扩散效果图；

图6～8分别为本发明对比例1～3扩散效果图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

一般来说，辐射面源射向各个方向的辐射亮度是不同的，具有方向性。若一扩展光源的发光强度为dI∝cosθ，即其亮度与方向无关。这类发射体称为余弦发光体，或朗伯发光体，其符合朗伯余弦定律。

本发明提供了一种朗伯体扩散片，如图1和2所示，包括一基体1，在基体的至少一面设置扩散层2，所述扩散层包括耐高温硅树脂及分散在耐高温硅树脂中的扩散粒子3，扩散粒子与所述耐高温硅树脂的固形份(树脂的不挥发份)的比例为0.1:1-3:1，扩散粒子的粒径为2～6μm，扩散层的总厚度为20～40μm。

本发明的扩散层树脂为耐高温的硅树脂，其分子间Si-C键能较高，热稳定性好，高温下分子的化学键不断裂、不分解，从而由其制得的扩散片在>250℃的高温制程后光学性能不发生变化，黄变值b*<1。本发明的扩散粒子与耐高温硅树脂固形份的比例控制在0.1:1-3:1，具有较好的朗伯扩散效果；扩散粒子的粒径控制为2～6μm，若粒子的粒径小于2μm，扩散效果差，若粒子粒径大于6μm，扩散片的透光率较差，无法满足光学性能要求；扩散层厚度控制为20～40μm，若厚度小于20μm，经扩散层后发光强度不满足余弦定律，若厚度大于40μm，则扩散片的透过率下降明显，不满足光学性能。因此，采用本发明上述比例的扩散片，可以获得较好的朗伯体扩散效果，即根据变角光度计检测，所检测到的出光强度与cosθ成正比，从而在大角度的情况下，依然可以接收和探测环境光线，实现有效抑制大角度入射光对信号的影响，提高了传感器对光强信号的灵敏度。

本发明的基体可以为本领域内常见的耐高温塑料薄膜或玻璃，所述塑料薄膜例如可以为聚酰亚胺PI等，优选地，本发明的基体为玻璃。

本发明的耐高温树脂为有机硅树脂或聚硅氮烷，其结构中含Si-O或Si-N键，极性较强，易于与基体结合，尤其与玻璃具有较强的附着力。本发明的有机硅树脂例如可以为道康宁的RSN-0431、RSN-0805，聚硅氮烷可以为艾约塔的OPSZ-9150等。

本发明的一种优选的实施方式中，上述扩散粒子可以为有机硅粒子，有机硅粒子与耐高温硅树脂的固形份的比例为1.5:1-3:1，有机硅粒子的粒径为2～6μm，将该扩散层涂布在基体的一面或两面，扩散层的总厚度控制为30～40μm，采用上述配比及厚度的扩散片具有理想的朗伯扩散效果，经过其扩散发出的光线强度和光线的入射角度的余弦值成正比，即dI∝cosθ。

本发明的另一种优选的实施方式中，上述扩散粒子可以为二氧化硅，二氧化硅与耐高温硅树脂的固形份的比例为0.1:1-2:1，二氧化硅粒子的粒径为2～6μm，将含二氧化硅粒子的扩散层涂布在基体的两面，扩散层的总厚度为20～30μm，由于在基体的两面形成了两层扩散界面，扩散度不受限制，有效抑制了光强信号对入射光角度的依赖性高的问题，其发光强度与入射角的余弦值cosθ成正比，其亮度与方向无关，具有较佳的朗伯扩散性能。

为了更好的提高扩散层的光学性能，上述扩散粒子与耐高温硅树脂的折射率差为0.05-1，优选地为0.05～0.3。折射率越小，朗伯体性能较差，折射率越高，透过率下降。

为进一步提高扩散层与基体的附着力，扩散层还包括硅烷偶联剂。

将上述的朗伯体扩散片设置在摄像头的传感器和镜头之间，能够承受回流焊工艺制程所要求的>250℃的高温，且经过高温制程后，经过其扩散发出的光线强度和光线的入射角度的余弦值成正比，能够满足摄像头对视角灵敏度高的要求。

以下将结合实施例和对比例，进一步说明本发明的有益效果。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

扩散层涂布液的配方与配制：

将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得涂布液，以RDS 50#线棒均匀涂布于玻璃基材的一侧上，200℃烘烤4h，制得朗伯体扩散片。

采用Hunter Lab的光谱仪测试Haze，t.t.，b*，采用百格刀测试附着力，采用日本电色GC5000L变角光度计测试扩散片在不同受光角度下的透过率，测试结果如表1及图3所示。

实施例2

扩散层涂布液的配方与配制：

将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得涂布液，以RDS 18#线棒均匀涂布于玻璃基材两侧上，200℃烘烤4h，制得朗伯体扩散片。

采用Hunter Lab的光谱仪测试Haze，t.t.，b*，采用百格刀测试附着力，采用日本电色GC5000L变角光度计测试扩散片在不同受光角度下的透过率，测试结果如表1及图4所示。

实施例3

扩散层涂布液的配方与配制：

将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得涂布液，以RDS 50#线棒均匀涂布于玻璃基材一侧上，200℃烘烤4h，制得朗伯体扩散片。

采用Hunter Lab的光谱仪测试Haze，t.t.，b*，采用百格刀测试附着力，采用日本电色GC5000L变角光度计测试扩散片在不同受光角度下的透过率，测试结果如表1及图5所示。

对比例1

扩散层涂布液的配方与配制：

将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得涂布液，以RDS 50#线棒均匀涂布于玻璃基材一侧上，200℃烘烤4h，制得朗伯体扩散片。

采用Hunter Lab的光谱仪测试Haze，t.t.，b*，采用百格刀测试附着力，采用日本电色GC5000L变角光度计测试扩散片在不同受光角度下的透过率，测试结果如表1及图6所示。

对比例2

扩散层涂布液的配方与配制：

将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得涂布液，以RDS 50#线棒均匀涂布于玻璃基材一侧上，200℃烘烤4h，制得朗伯体扩散片。

采用Hunter Lab的光谱仪测试Haze，t.t.，b*，采用百格刀测试附着力，采用日本电色GC5000L变角光度计测试扩散片在不同受光角度下的透过率，测试结果如表1及图7所示。

对比例3

扩散层涂布液的配方与配制：

将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得涂布液，以RDS 50#线棒均匀涂布于玻璃基材上，200℃烘烤4h，制得朗伯体扩散片。

采用Hunter Lab的光谱仪测试Haze，t.t.，b*，采用百格刀测试附着力，采用日本电色GC5000L变角光度计测试扩散片在不同受光角度下的透过率，测试结果如表1及图8所示。

表1：实施例和对比例光学测试结果

从上表和各图可以看出实施例1、2和3经高温制程后扩散层与玻璃的附着力5B，不黄变b*<1、不影响光学性能，且具有朗伯体扩散的效果。对比例1与玻璃的附着力差，对比例2和3经高温制程后黄变值b*较高，且高温后光扩散曲线非余弦函数，不具备朗伯扩散效果。

需要注意的是，具体实施方式仅仅是对本发明技术方案的解释说明，不应将其理解为对本发明技术方案的限定，任何采用本发明实质发明内容而仅作局部改变的，仍应落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种朗伯体扩散片，其特征在于，包括一基体，在所述基体的至少一面设置扩散层，所述扩散层包括耐高温硅树脂及分散在所述耐高温硅树脂中的扩散粒子，所述扩散粒子与所述耐高温硅树脂的固形份的比例为0.1:1-3:1，所述扩散粒子的粒径为2～6μm，所述扩散层的总厚度为20～40μm。

2.根据权利要求1所述的朗伯体扩散片，其特征在于，所述耐高温硅树脂为有机硅树脂或聚硅氮烷。

3.根据权利要求1所述的朗伯体扩散片，其特征在于，所述扩散粒子为有机硅粒子，所述有机硅粒子与所述耐高温硅树脂的固形份的比例为1.5:1-3:1，所述扩散层设置在所述基体的至少一面。

4.根据权利要求3所述的朗伯体扩散片，其特征在于，所述扩散层的总厚度为30～40μm。

5.根据权利要求1所述的朗伯体扩散片，其特征在于，所述扩散粒子为二氧化硅，所述二氧化硅与所述耐高温硅树脂的固形份的比例为0.1:1-2:1，所述扩散层设置在所述基体的两面。

6.根据权利要求5所述的朗伯体扩散片，其特征在于，所述扩散层的总厚度为20～30μm。

7.根据权利要求1所述的朗伯体扩散片，其特征在于，所述扩散粒子与所述耐高温硅树脂的折射率差为0.05～1，优选为0.05～0.3。

8.根据权利要求1所述的朗伯体扩散片，其特征在于，所述扩散层还包括硅烷偶联剂。

9.根据权利要求1所述的朗伯体扩散片，其特征在于，所述基体为塑料薄膜或玻璃。

10.一种摄像头，包括传感器，镜头，其特征在于，还包括如权利要求1～9任一项所述的朗伯体扩散片，所述朗伯体扩散片设置在传感器和镜头之间。