一种蓝光转换扩散膜的制作方法

本发明涉及光学薄膜材料，尤其涉及一种主要用于手机、电脑、数码相机等显示屏的蓝光转换扩散膜。

背景技术：

白光LED具有发光效率高、寿命长、节能环保等优点，逐渐成为目前液晶显示器件背光源模组普遍采用的光源。白光LED是由蓝色氮化镓LED芯片和可被有效激发发射黄光的荧光粉组成。当LED芯片发出蓝光(440-470nm)，部分蓝光会被荧光粉高效转换成光谱中心约为580nm的光谱较宽的黄色光。黄光混合LED本身的蓝光，看起来接近白色光。但从白光LED光谱图(如图4所示)可以看出其蓝光过强和红光太弱的问题，显色性偏低，对显示画质造成影响。并且，白光LED发出的蓝光部分强度较高，而最新研究显示短波蓝光具有高能量，能够穿透晶状体直达视网膜，会使眼睛内的黄斑区毒素量增高，严重威胁人类眼底健康。如果眼睛长期在蓝光照射下，会引发视网膜感光能力大幅提升，诱发眼睛疲劳，生物钟紊乱。当视网膜捕获的光子达到一定的量之后，视网膜细胞开始死亡，从而造成视网膜损伤。由于中小尺寸液晶显示器一般都是用于近距离观看，近年来眼病的发病率每年按15-25％速度在增加。

液晶显示器背光模组的功能在于为液晶显示供应充足的亮度与分布均匀的光源，它的发光效果将直接影响液晶显示模块视觉效果。背光模组结构一般包括：光源、导光板和各种功能光学薄膜(包括：底反射膜、扩散膜、棱镜膜等)。因此在作为显示器件源头的液晶显示屏背光模组中对蓝光进行阻隔非常有必要。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种新型光学扩散膜，不仅能吸收白色LED点光源的液晶显示器背光源中的高能蓝 光，减弱蓝光辐射，避免人眼受到伤害，且不影响显示器显示效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种蓝光转换扩散膜，包括透明基材以及固着在透明基材单侧表面或者两侧两个表面的若干层光学转换层，所述光学转换层用于将波长在400-480nm的蓝光转换成黄绿光或橙红光，在透明基材最上层设有光学扩散涂层，透明基材最下层设有隔离层。

优选地，所述透明基材为聚酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、三醋酸纤维素薄膜、尼龙薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜，透明基材厚度为1-200μm。

优选地，所述光学转换层由光学转换材料与透明树脂混合组成，光学转换材料与透明树脂的质量比为0.00001～0.2:1。光学转换材料的质量比大小取决于材料的荧光量子效率和所需达到的光谱转换效果，可以根据不同应用范围的显示器件对显示画质的需求使用合适质量比的光学转换材料。

优选地，所述光学转换材料为稀土荧光材料、有机小分子发光材料、有机金属配合物发光材料、有机高分子发光材料、量子点材料中的一种或几种混合。为了实现提高红光成分和色纯度，提升显示画质，可以采用单层或者多层光学转换层结构，不同的光学转换层中可以是同一种荧光材料或者不同种的光学转换材料。采用不同种光学转换材料构成的光学转换层可以根据实际需求，实现吸收特定波段的光线并发射出特定的不同波段的光线，从而可调地改善显示屏的显示效果。

优选地，所述稀土荧光材料为铝酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉、磷酸盐荧光粉、钨酸盐荧光粉、钼酸盐荧光粉、锑酸盐荧光粉、氮化物荧光粉或硫化物荧光粉。

优选地，所述有机小分子发光材料为恶二唑及其衍生物类、三唑及其衍生物类、氧杂蒽类衍生物类、香豆素类衍生物、1,8-萘酰亚胺类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、吡喃、噻唑类衍生物或苝类衍生物。

优选地，所述有机金属配合物发光材料为喹啉衍生物的金属配合物、吡唑酮衍生物的金属配合物、三苯基氧膦衍生物的金属配合物、Schiff碱类配体或杂环衍生物分子所形成的配合物。

优选地，所述有机高分子发光材料为聚苯、聚苯撑乙烯、聚苯乙炔、聚芴、聚噻吩、聚咔唑、聚三苯基胺、聚吡咯，聚卟啉或上述材料的衍生物。

优选地，所述量子点发光材料为ZnO、CdS、PbS、CdSe、ZnSe、InP、InAs、CdSe_xTe_1-x或CuInS₂。

优选地，所述光学转换层单层厚度为100nm-50μm。

本发明提供的蓝光转换扩散膜，具有以下有益效果：

本发明通过在扩散膜中设置若干层的光学转换层，其中光学转换层材料使用光致发光材料，材料能吸收某种波长的光线，从基态跃迁到激发态，退激发并发出比入射光波长较长的光线，从而扩散膜能吸收白色LED光源中的部分波长在400-480nm的光线，发射出波长在500-700nm的光线，即将高能蓝光转化成其它波段可见光。通过将白光LED点光源发出的高能蓝光转化为橙红光或黄绿光，不仅能吸收液晶显示器背光源中白色LED点光源的高能蓝光，减弱蓝光辐射，避免人眼受到伤害，而且还可以提高红绿蓝光颜色纯度，显示器件显色指数，对比度和亮度等功能。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的扩散膜结构示意图；

图2是本发明的另一个较佳实施例的扩散膜结构示意图；

图3是本发明的另一个较佳实施例的扩散膜结构示意图；

图4是本发明的另一个较佳实施例的扩散膜结构示意图；

图5是本发明图1扩散膜结构的蓝光转换效果对比图；

图6是本发明图2扩散膜结构的蓝光转换效果对比图；

图7是本发明图3扩散膜结构的蓝光转换效果对比图；

图8是本发明图4扩散膜结构的蓝光转换效果对比图；

图中1为透明基材，2为光学扩散涂层，3为隔离层，4为光学转换层。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

如图1所示的具有蓝光转换的扩散膜，包括透明基材1，透明基材1可以为聚酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、三醋酸纤维素薄膜、尼龙薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚氯乙烯薄膜中的一种，基材厚度为1～200μm。在透明基材1下表面通过涂布的方式固着有一层光学转换层4， 光学转换层4可以实现将波长在400-480nm的蓝光转换成黄绿光或橙红光。光学转换层4由光学转换材料与透明树脂混合组成，透明树脂可以为热固化熟知或紫外光固化树脂，如：丙烯酸类树脂、聚酯类树脂、聚氨酯类树脂、环氧树脂、有机硅树脂等；光学转换材料与透明树脂的质量比为0.00001～0.2:1。其中光学转换材料选用光致发光材料，能吸收某种波长的光线，然后发出比入射光波长较长的光线，如稀土荧光材料、有机小分子发光材料、有机金属配合物发光材料、有机高分子发光材料、量子点材料中的一种或几种混合。稀土荧光材料可选用铝酸盐荧光粉、硅酸盐荧光粉、磷酸盐荧光粉、钨酸盐荧光粉、钼酸盐荧光粉、锑酸盐荧光粉、氮化物荧光粉或硫化物荧光粉。有机小分子发光材料可选用恶二唑及其衍生物类、三唑及其衍生物类、氧杂蒽类衍生物类、香豆素类衍生物、1,8-萘酰亚胺类衍生物、吡唑啉衍生物、三苯胺类衍生物、卟啉类化合物、咔唑、吡嗪、吡喃、噻唑类衍生物或苝类衍生物。有机金属配合物发光材料多为稳定的五元环或六元环内络盐结构，可选用喹啉衍生物的金属配合物、吡唑酮衍生物的金属配合物、三苯基氧膦衍生物的金属配合物、Schiff碱类配体或杂环衍生物分子所形成的配合物。有机高分子发光材料可选用聚苯、聚苯撑乙烯、聚苯乙炔、聚芴、聚噻吩、聚咔唑、聚三苯基胺、聚吡咯，聚卟啉或上述材料的衍生物。量子点发光材料可选用ZnO、CdS、PbS、CdSe、ZnSe、InP、InAs、CdSe_xTe_1-x或CuInS₂。

为了实现提高红光成分和色纯度，提升显示画质，除上述实施方式中采用在透明基材1单侧固着单层的光学转换层4(还包括在透明基材1上表面通过涂布的方式固着一层光学转换层4，如图2所示)，还可以采用多层光学转换层4层叠的结构，以及在透明基材1两侧两个表妹均固着单层或多层的光学转换层4等方式，例如在图3所示的实施方式中，在透明基材1两侧上下表面均涂布有一层光学转换层4，又如在图4所示的实施方式中，在透明基材1下表面涂布两层光学转换层4。不同的光学转换层4中可以均使用同一种光学转换材料，也可以使用不同种的光学转换材料。兼顾转换效果和实际使用效果，光学转换层4单层厚度为100nm-50μm。

在透明基材1最上层(即图1中透明基材1上表面，图2中光学转换层4上表面，图3中透明基材1上方光学转换层4的上表面，图4中透明基材1上表面)为一层光学扩散涂层2，光学扩散涂层2具有将透过导光板的光线 进行散射处理使得光线分布更加均匀的功能，光学扩散涂层2通常由光学透明树脂与光学扩散粒子组成，光学透明树脂所用材料无特殊限制，例如聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂，光学扩散粒子为所属领域的技术人员所熟知，其为但不仅局限于丙烯酸树脂、聚氨酯丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、环氧树脂、聚硅氧烷或其混合物。在透明基材1最下层(即图1中光学转换层4下表面，图2中透明基材1下表面，图3中透明基材1下方光学转换层4的下表面，图4中最下层光学转换层4的下表面)为一层隔离层3，隔离层3具有减少光学薄膜与导光板的接触面积，提高导光板光通量及避免背光源亮检时产生水印状缺陷等功能，其材质为所属领域的技术人员所熟知，例如但不仅局限于丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂。

现结合具体实例进一步阐述本发明采用的技术方案、技术特征以及技术效果，藉由以下实施例对本发明做进一步的阐述，本发明权利要求不局限于所举实施案例。

实施例一：

如图1所示的扩散膜结构，从上至下分别为厚度为10μm的光学扩散涂层2，厚度为10μm三醋酸纤维素薄膜的透明基材1，厚度为50μm的单层光学转换层4以及厚度为10μm的隔离层3。

本实施例的光学扩散涂层2采用聚酯树脂与丙烯酸扩散粒子组成；隔离层3所用材质为丙烯酸树脂；光学转换层4的光学转换材料是稀土荧光材料：Eu²⁺掺杂的荧光粉，透明树脂是环氧树脂，稀土荧光材料与透明树脂的质量比是2:100，Eu²⁺掺杂的荧光粉用超声分散于环氧树脂中，通过涂布方法固着在透明基材1表面。Eu²⁺掺杂荧光粉可被波长450nm左右的蓝光激发发出波长在600nm左右的橙红光。如图5所示，白光LED光源通过光学转换层4后蓝光强度减弱，红光强度提高。

实施例二：

如图2所示的扩散膜结构，从上至下分别为厚度为10μm的光学扩散涂层2，厚度为1μm的单层光学转换层4，厚度为50μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)透明基材1，厚度为10μm的隔离层3。

本实施案例的光学扩散涂层2采用聚酯树脂与丙烯酸扩散粒子组成；隔 离层3所用材质为丙烯酸树脂；光学转换层4的光学转换材料是稀土荧光材料：Eu²⁺掺杂荧光粉与氧杂蒽类衍生物的混合材料，透明树脂是丙烯酸树脂，光转化材料与透明树脂的质量比是1.5:100，光转化材料用高速剪切分散于丙烯酸树脂中，通过涂布方法固着在透明基材1表面。如图6所示，白光LED光源通过光学转换层4后蓝光强度减弱，红光强度提高。

实施例三：

如图3所示的扩散膜结构，从上至下分别为厚度为10μm的光学扩散涂层2，厚度为100nm的单层光学转换层4，厚度为100μm聚碳酸酯薄膜的透明基材1，厚度为100nm的单层光学转换层4，厚度为10μm的隔离层3。

本实施案例的光学扩散涂层2采用聚酯树脂与丙烯酸扩散粒子组成；隔离层3所用材质为丙烯酸树脂；位于透明基材1上方的光学转换层4的光学转换材料是有机小分子荧光染料氧杂蒽类衍生物，透明树脂是聚酯树脂，氧杂蒽类衍生物与聚酯树脂的质量比是0.01:100，氧杂蒽类衍生物溶解在异丙醇溶剂中后与聚酯树脂混合，通过涂布方法固着在透明基材1上表面；位于透明基材1下方的光学转换层4光学转换材料是有机金属配合的喹啉衍生物光转化材料，透明树脂是环氧树脂，喹啉衍生物与环氧树脂的质量比是0.1:100，喹啉衍生物溶解在四氢呋喃溶剂中后与环氧树脂混合，通过涂布方法固着在透明基材1下表面。如图7所示，白光LED光源通过两层光学转换层4之后，蓝光强度减弱，其它波长光强度提高。

实施例四：

如图4所示的扩散膜结构，从上至下分别为厚度为10μm的光学扩散涂层2，厚度为200μm的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)透明基材1，厚度为1μm的单层光学转换层4，厚度为1μm的单层光学转换层4，厚度为10μm的隔离层3。

本实施案例的光学扩散涂层2采用聚酯树脂与丙烯酸扩散粒子组成；隔离层3所用材质为丙烯酸树脂；位置较上的光学转换层4的光学转换材料是含吡喃的有机小分子荧光染料DCM，4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃，透明树脂是聚酯树脂，DCM与聚酯树脂的质量比是0.001:100，DCM溶解在氯仿溶剂中后与聚酯树脂混合，通过涂布方法固 着在透明基材1下表面；位置较下的光学转换层4的光学转换材料是稀土荧光材料YAG:Ce³⁺荧光粉，透明树脂是环氧树脂，稀土荧光材料与透明树脂的质量比是5:100，荧光材料用超声分散于环氧树脂中，通过涂布方法固着在较上方的光转换层下表面。荧光粉YAG:Ce³⁺可被波长450nm左右的蓝光激发发出黄绿光；DCM可吸收黄绿光发出波长在600左右的橙红光。如图8所示，白光LED光源通过叠层的两层光学转换层4后蓝光强度减弱，红光强度提高。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。