CN115128716B - 一种新型发泡扩散板结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型发泡扩散板结构，包括基层，所述基层内部设有若干个第一气泡，所述第一气泡的上表面和下表面均为曲面结构，所述第一气泡均位于同一水平面，若干个所述第一气泡成阵列分布，若干个所述第一气泡形成第一折射层。本发明提供了一种新型发泡扩散板结构，可通过改变扩散板内的第一气泡形状，从而调整扩散板的扩散效果，从而满足不同需求扩散板的扩散需求。
Description
技术领域
本发明涉及光扩散板技术领域，尤其涉及一种新型发泡扩散板结构。
背景技术
光扩散板是通过化学或物理的手段所制成，其利用光线在行径途中遇到两个折射率相异的介质时，发生折射、反射与散射的物理现象，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，使光线发生不同方向的折射、反射、与散射，从而改变光的行进路线，实现入射光充分散射，从而产生光学扩散的效果，光扩散板广泛应用在液晶显示、LED照明及成像显示系统中。
而现有的光扩散板随着逐渐的发展进步，出现发泡型的扩散板结构，即通过在扩散板原料中加发泡剂，或者是在制作过程中通入高压的二氧化碳流体，从而在后续的成型过程中，在扩散板内部形成若干个空腔微孔，从而可减轻扩散板的质量，而空腔中的折射率与扩散板原料的折射率不同，从而又可提高扩散板的扩散效果，如现有专利公开号为CN110760174B，公开了一种聚碳酸酯基光扩散材料，具有泡孔结构，泡孔尺寸为1～150μm，泡孔密度为1.0×102～1.0×104个/立方厘米。本发明还公开了该聚碳酸酯基光扩散材料的制备工艺，以含有聚碳酸酯的片材为原料，经高压流体浸渍至饱和、大气环境下进行气体交换以及升温发泡后制备得到。
但是通过现有发泡扩散板内部的空腔均为不规则形状，当灯光照射在发泡扩散板表面时，光线成漫反射的方式进行发散，效果如图1，其中图2为图1检测时的装置设置图，因此，现有的发泡扩散板无法针对不同扩散板的要求，改变第一气泡的扩散效果，从而无法满足现有针对扩散板不同的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型发泡扩散板结构，可通过改变扩散板内的第一气泡形状，从而调整扩散板的扩散效果，从而满足不同需求扩散板的扩散需求。
本发明公开的一种新型发泡扩散板结构所采用的技术方案是:
一种新型发泡扩散板结构，包括基层，所述基层内部设有若干个第一气泡，所述第一气泡的上表面和下表面均为曲面结构，所述第一气泡均位于同一水平面，若干个所述第一气泡成阵列分布，若干个所述第一气泡形成第一折射层。
作为优选方案，所述第一气泡的水平截面形状成多边形、椭圆形及圆形中的一种。
作为优选方案，所述第一气泡的上表面和下表面均为凸面结构，所述第一气泡的上表面朝向上方凸起，所述第一气泡的下表面朝向下方凸起。
作为优选方案，所述第一气泡的上表面和下表面均为凹面结构，所述第一气泡的上表面和下表面均朝向第一气泡内部凹陷。
作为优选方案，若干个所述第一气泡相互贴合设置，且相邻所述第一气泡相互连通。
作为优选方案，所述第一气泡的水平截面形状为正三角形、正四边形形及正六边形中的一种。
作为优选方案，若干个所述第一气泡之间存在间隔，且所述第一气泡按照相同间距设置。
作为优选方案，所述第一气泡为矩形阵列分布、环形阵列分布或蜂窝状分布。
作为优选方案，所述还包括若干个第二折射层，所述第二折射层与第一折射层叠放设置，且所述第一折射层与第二折射层之间存在间隙，所述第二折射层与第二折射层之间也存在间隙，所述第二折射层对应设有第二气泡，所述第二气泡与第一气泡结构相同。
作为优选方案，所述第二气泡与第一气泡上下交错或相互对应设置。
本发明公开的一种新型发泡扩散板结构的有益效果是：通过将基层内部设置若干个第一气泡，第一气泡均位于同一水平面，在基层内部形成第一折射层。由于扩散板内部形成具有第一气泡结构，从而当光线进入基层之后，再射入第一气泡内，最后穿出第一气泡进入基层，从基层中射出，使过程在光线射入扩散板之后，能够至少经过两种不同折射率的区域，并且由于第一气泡的上表面和下表面均为曲面结构，能够对光线进行更好地折射，同时还可根据不同扩散板的扩散需求，改变第一气泡的形状，从而调整扩散板的扩散效果，并且将第一气泡成阵列分布，使第一气泡分布排列具有规则性，从而便于人们更好地控制发泡扩散板的光线发射效果。
附图说明
图1是现有发泡扩散板的光学扩散效果图。
图2是图1检测时的装置设置图。
图3是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例1结构示意图。
图4是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例1剖视图。
图5是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例1第一气泡结构示意图。
图6是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例1投影距离3mm的投影图。
图7是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例1投影距离10mm的投影图。
图8是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例1空间光强度分布的检测图。
图9是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例2投影距离3mm的投影图。
图10是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例2投影距离10mm的投影图。
图11是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例2空间光强度分布的检测图。
图12是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例3结构示意图。
图13是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例3剖视图。
图14是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例3第一气泡结构示意图。
图15是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例3投影距离3mm的投影图。
图16是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例3投影距离10mm的投影图。
图17是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例3空间光强度分布的检测图。
图18是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例4投影距离3mm的投影图。
图19是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例4投影距离10mm的投影图。
图20是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例4空间光强度分布的检测图。
图21是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例5结构示意图。
图22是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例5剖视图。
图23是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例5第一气泡和第二气泡结构示意图。
图24是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例5投影距离3mm的投影图。
图25是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例5投影距离10mm的投影图。
图26是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例5空间光强度分布的检测图。
图27是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例6投影距离3mm的投影图。
图28是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例6投影距离10mm的投影图。
图29是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例6空间光强度分布的检测图。
图30是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例7结构示意图。
图31是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例7的第一气泡和第二气泡结构示意图。
图32是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例7投影距离3mm的投影图。
图33是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例7投影距离10mm的投影图。
图34是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例7空间光强度分布的检测图。
图35是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例8投影距离3mm的投影图。
图36是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例8投影距离10mm的投影图。
图37是本发明一种新型发泡扩散板结构的实施例8空间光强度分布的检测图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:
一种新型发泡扩散板结构，包括基层10，基层10内部设有若干个第一气泡20，第一气泡20的上表面和下表面均为曲面结构，第一气泡20均位于同一水平面，若干个第一气泡20成矩形阵列分布，若干个第一气泡20形成第一折射层。
通过将基层10内部设置若干个第一气泡20，第一气泡20均位于同一水平面，在基层10内部形成第一折射层。由于扩散板内部形成具有第一气泡20结构，从而当光线进入基层10之后，再射入第一气泡20内，最后穿出第一气泡20进入基层10，从基层10中射出，使过程在光线射入扩散板之后，能够至少经过两种不同折射率的区域，并且由于第一气泡20的上表面和下表面均为曲面结构，能够对光线进行更好地折射，同时还可根据不同扩散板的扩散需求，改变第一气泡20的形状，从而调整扩散板的扩散效果，并且将第一气泡20成阵列分布，使第一气泡20分布排列具有规则性，从而便于人们更好地控制发泡扩散板的光线发散效果。
由于上述扩散板结构区别与现有的发泡扩散板结构，从而在针对上述发泡扩散板如何进行制作时，可采用现有技术，如3D打印技术或者是分层加工再进行拼接的方式进行加工制作。
上述第一气泡20的水平截面形状成多边形、椭圆形及圆形中的一种，可根据实际扩散板的扩散板需求选择不同的不同性质的第一气泡20，从而满足不同的扩散需求。
并且第一气泡20为第一气泡为矩形阵列分布、环形阵列分布或蜂窝状分布，从而使第一气泡20排列的形状更加具有规则，能够更好地控制发泡扩散板的发散效果。
第一气泡20的上表面和下表面均为凸面结构，第一气泡20的上表面朝向上方凸起，第一气泡20的下表面朝向下方凸起。
将第一气泡20的下表面朝向下方凸起，对光线具有汇集的作用，从而当光线从第一气泡20下方射入第一气泡20内部时，将光线朝第一气泡20中心进行折射汇集，而第一气泡20的上表面朝向上方凸起，从而当第一气泡20内的光线射出时，光线能够从第一气泡20中心集中进行折射，从而形成中心较亮，四周具有分散光源的情况，从而起到光线发散的現象。
第一气泡20的上表面和下表面均为凹面结构，第一气泡20的上表面和下表面均朝向第一气泡20内部凹陷。由于第一气泡20的上下表现均为曲面结构，且均朝向第一气泡20内部凹陷，从而当光线从第一气泡20下方射入时，凹面的结构能够对光线进行汇集，但是当光线从第一气泡20上方射出时，由于第一气泡20的上表面成凹面形成，从而能够光线能够更加集中的折射，经聚焦之后再散开，并从而形成与第一气泡20水平截面相同的发光面。
若干个第一气泡20相互贴合设置，且相邻第一气泡20相互连通，且第一气泡20的水平截面形状为正三角形、正四边形形及正六边形中的一种。当第一气泡20相互连通时，即可使光线能够更好地射入第一气泡20中，减少光线未射入第一气泡20的情况出现，并且为了确保第一气泡20能够紧密贴合连通，第一气泡20的水平截面形状为正三角形、正四边形形及正六边形中的一种。
如实施例1，请参考图3、图4及图5，采用的第一气泡20数量为5*5，且第一气泡20的上表面和下表面均为凸面结构，第一气泡20的水平截面为正四边形，第一气泡20之间相互连通，通过光学软件模拟光源光线经过实施例1的扩散板的光源投影，其中第一气泡20的曲面半径为0.1mm，当投影面与扩散板之间的距离为3mm时，投影面所产生的光源投影为图6，经测量光源投影的光晕直径为4.2mm，当投影面与扩散板之间的距离为10mm时，投影面所产生的光源投影为图7，经测量光源投影的光晕直径为12.6mm。可清楚看出光源中心成十字发光分布，且光晕相比外围亮度更高。参考图8中在空间光强度分布对应的FWHM＝44度。
实施例2，采用的第一气泡20数量为5*5，且第一气泡20的上表面和下表面均为凸面结构，第一气泡20的水平截面为正四边形，第一气泡20之间相互连通，通过光学软件模拟光源光线经过实施例2的扩散板的光源投影，其中第一气泡20的曲面半径为0.08mm，当投影面与扩散板之间的距离为3mm时，投影面所产生的光源投影为图9，经测量光源投影的光晕直径为4.6mm，当投影面与扩散板之间的距离为10mm时，投影面所产生的光源投影为图10，经测量光源投影的光晕直径为15.8mm。可清楚看出光源中心成十字发光分布。参考图11中在空间光强度分布对应的FWHM＝56度。
从而可通过实施例1和实施例2可看出，当第一气泡20的上表面和下表面均为凸面结构时，改变第一气泡20的曲面半径可改变扩散板的扩散效果，当第一气泡20的曲面半径变小时，对应实施例2中的图10可明显看出光源投影的中心十字发光状更加发散，从而扩散的效果更好。
实施例3，请参考图12、图13及图14，采用的第一气泡20数量为5*5，且第一气泡20的上表面和下表面均为凹面结构，第一气泡20的水平截面为正四边形，第一气泡20之间相互连通，通过光学软件模拟光源光线经过实施例3的扩散板的光源投影，其中第一气泡20的曲面半径为0.1mm，当投影面与扩散板之间的距离为3mm时，投影面所产生的光源投影为图15，经测量光源投影的光晕直径为4.2mm，当投影面与扩散板之间的距离为10mm时，投影面所产生的光源投影为图16，经测量光源投影的光晕直径为13.4mm。可清楚看出光源成X型发光分布，且光晕相比外围亮度更高。参考图17中在空间光强度分布对应的FWHM＝60度。
将实施例1和实施例3进行对比，可明显看出当改变第一气泡20的上下表面结构时，扩散板所产生的光源投影结构也发生改变，并且实施例3中的扩散效果更加均匀分散。
实施例4，采用的第一气泡20数量为5*5，且第一气泡20的上表面和下表面均为凹面结构，第一气泡20的水平截面为正四边形，第一气泡20之间相互连通，通过光学软件模拟光源光线经过实施例4的扩散板的光源投影，其中第一气泡20的曲面半径为0.08mm，当投影面与扩散板之间的距离为3mm时，投影面所产生的光源投影为图18，经测量光源投影的光晕直径为6.4mm，当投影面与扩散板之间的距离为10mm时，投影面所产生的光源投影为图19，经测量光源投影的光晕直径为20mm。可清楚看出光源成X型发光分布，且光晕相比外围亮度更高。参考图20中在空间光强度分布对应的FWHM＝68度。
将实施例3和实施例4进行对比，同样的当第一气泡20的曲面半径缩小之后，对应的光源投影更加分散。
若干个第一气泡20之间存在间隔，且第一气泡20按照相同间距设置，当第一气泡20为不能完全贴合连通的形状时，第一气泡20之间会有间隔存在，从而导致部分光线会从第一气泡20之间的间隔穿过。
从而还包括若干个第二折射层，第二折射层与第一折射层叠放设置，且所述第一折射层与第二折射层之间存在间隙，第二折射层与第二折射层之间也存在间隙，第二折射层对应设有第二气泡30，第二气泡30与第一气泡20结构相同。并且第二气泡30与第一气泡20上下交错或相互对应设置。
为了提高扩散板的散射效果，将第一气泡20和第二气泡30的交错设置，确保光线能够通过第一气泡20或第二气泡30，从而提高扩散板的扩散效果。
如果将第一气泡20和第二气泡30进行相互对应设置时，则不改变第一扩散层的发散的形状时，进一步加强第一气泡的发散效果。从而可根据实际需要的情况，选择第二扩散层中第二气泡30的分布排列情况。
如实施例5，请参考图21、图22及图23，采用的第一气泡20数量为5*5，第二气泡30数量为4*4，第一气泡20和第二气泡30结构相同，且第一气泡20的上表面和下表面均为凸面结构，第一气泡20的水平截面为正四边形，第一气泡20之间的间距为0.01mm，通过光学软件模拟光源光线经过实施例5的扩散板的光源投影，其中第一气泡20的曲面半径为0.1mm，当投影面与扩散板之间的距离为3mm时，投影面所产生的光源投影为图24，经测量光源投影的光晕直径为3.6mm，当投影面与扩散板之间的距离为10mm时，投影面所产生的光源投影为图25，经测量光源投影的光晕直径为11mm。可清楚看出光源中心成十字发光分布，且光晕相比外围亮度更高。参考图26中在空间光强度分布对应的FWHM＝6度。
将实施例1和实施例5进行对比，可看成实施例1和实施例5的中心发光形状相同，同样为十字型结构，但是实施例5的外围光源更加分散，且亮度也相比实施例1有所下降，从而人们可根据发光形状，进一步调整对应的亮度和扩散效果。
实施例6，采用的第一气泡20数量为5*5，第二气泡30数量为4*4，第一气泡20和第二气泡30结构相同，且第一气泡20的上表面和下表面均为凸面结构，第一气泡20的水平截面为正四边形，第一气泡20之间的间距为0.01mm，通过光学软件模拟光源光线经过实施例6的扩散板的光源投影，其中第一气泡20的曲面半径为0.08mm，当投影面与扩散板之间的距离为3mm时，投影面所产生的光源投影为图27，经测量光源投影的光晕直径为4.4mm，当投影面与扩散板之间的距离为10mm时，投影面所产生的光源投影为图28，经测量光源投影的光晕直径为14.4mm。可清楚看出光源中心成十字发光分布，且光晕相比外围亮度更高。参考图29中在空间光强度分布对应的FWHM＝6度。
将实施例2和实施例6进行对比，可发现中心发光形状同样保持十字型结构，而外围的光源更加分散。
实施例7，请参考图30和图31，采用的第一气泡20数量为5*5，第二气泡30数量为4*4，且第一气泡20的上表面和下表面均为凹面结构，第一气泡20的水平截面为正四边形，第一气泡20和第二气泡30结构相同，第一气泡20之间间隔0.01mm，通过光学模拟软件模拟光源光线经过实施例7的扩散板的光源投影，其中第一气泡20的曲面半径为0.1mm，当投影面与扩散板之间的距离为3mm时，投影面所产生的光源投影为图32，经测量光源投影的光晕直径为4.2mm，当投影面与扩散板之间的距离为10mm时，投影面所产生的光源投影为图33，经测量光源投影的光晕直径为12.6mm。可清楚看出光源虽然成X型发光分布，但是相比实施例3更加趋近于四边形结构。参考图34中在空间光强度分布对应的FWHM＝6度。
实施例8，采用的第一气泡20数量为5*5，第二气泡30数量为4*4，且第一气泡20的上表面和下表面均为凹面结构，第一气泡20的水平截面为正四边形，第一气泡20和第二气泡30结构相同，第一气泡20之间间隔0.01mm，通过光学软件模拟光源光线经过实施例8的扩散板的光源投影，其中第一气泡20的曲面半径为0.08mm，当投影面与扩散板之间的距离为3mm时，投影面所产生的光源投影为图35，经测量光源投影的光晕直径为6.4mm，当投影面与扩散板之间的距离为10mm时，投影面所产生的光源投影为图36，经测量光源投影的光晕直径为20mm。可清楚看出光源已经扩散成近似“米”字型发光分布。参考图37中在空间光强度分布对应的FWHM＝6度。
从实施例5、实施例6、实施例7及实施例8中可看成，当第一气泡20之间设有间隔时，其在空间光强度分布上的FWHM的值，主要的变量为第一气泡20之间的间隔大小，从而人们可通过调整第一气泡20之间的间隔而改变FWHM的值。
本发明提供一种新型发泡扩散板结构，通过将基层内部设置若干个第一气泡，第一气泡均位于同一水平面，在基层内部形成第一折射层。由于扩散板内部形成具有第一气泡结构，从而当光线进入基层之后，再射入第一气泡内，最后穿出第一气泡进入基层，从基层中射出，使过程在射入扩散板之后，能够至少经过两种不同折射率的区域，并且由于第一气泡的上表面和下表面均为曲面结构，能够对光线进行更好地折射，同时还可根据不同扩散板的扩散需求，改变第一气泡的形状，从而调整扩散板的扩散效果，并且将第一气泡成阵列分布，使第一气泡20分布排列具有规则性，从而便于人们更好地控制发泡扩散板的光线发散效果。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种新型发泡扩散板结构，其特征在于，包括基层，所述基层内部设有若干个第一气泡，所述第一气泡的上表面和下表面均为曲面结构，所述第一气泡均位于同一水平面，若干个所述第一气泡成阵列分布，若干个所述第一气泡形成第一折射层，所述第一气泡的上表面和下表面均为凹面结构，所述第一气泡的上表面和下表面均朝向第一气泡内部凹陷。
2.如权利要求1所述的一种新型发泡扩散板结构，其特征在于，所述第一气泡的水平截面形状成多边形、椭圆形及圆形中的一种。
3.如权利要求2所述的一种新型发泡扩散板结构，其特征在于，若干个所述第一气泡相互贴合设置，且相邻所述第一气泡相互连通。
4.如权利要求3所述的一种新型发泡扩散板结构，其特征在于，所述第一气泡的水平截面形状为正三角形、正四边形形及正六边形中的一种。
5.如权利要求2所述的一种新型发泡扩散板结构，其特征在于，若干个所述第一气泡之间存在间隔，且所述第一气泡按照相同间距设置。
6.如权利要求1所述的一种新型发泡扩散板结构，其特征在于，所述第一气泡为矩形阵列分布、环形阵列分布或蜂窝状分布。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种新型发泡扩散板结构，其特征在于，还包括若干个第二折射层，所述第二折射层与第一折射层叠放设置，且所述第一折射层与第二折射层之间存在间隙，所述第二折射层与第二折射层之间也存在间隙，所述第二折射层对应设有第二气泡，所述第二气泡与第一气泡结构相同。
8.如权利要求7所述的一种新型发泡扩散板结构，其特征在于，所述第二气泡与第一气泡上下交错或相互对应设置。
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