一种用于彩色显示设备的増彩膜及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于彩色显示设备的増彩膜及其制备方法。本发明的増彩膜包括透明基膜和涂布在所述透明基膜上的增彩涂层，増彩涂层内离散地分布有光波长转化材料。所述光波长转换材料可将第一预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二预定波长范围内的光，来提升显示器背光源中红、绿、蓝三基色的色彩纯度，从而增广显示色域，增加显示器的色彩真实度。本发明的増彩膜可以在显著提高显示器的色域至使用前的110％的同时，不会严重降低显示器亮度。与此同时，本发明的增彩膜可与显示器发光模组中已有的功能性光学膜功能复合，包括光扩散功能、增亮功能和护眼功能，因此避免了增加发光模组中光学膜的总张数和总厚度。
【专利说明】
一种用于彩色显示设备的増彩膜及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及彩色显示领域，具体涉及一种用于改善彩色显示设备色彩表现能力、 提高色域的增彩膜。
【背景技术】
[0002] 平板显示技术兴起于二十世纪六十年代以后，经过四十多年的发展尤其是近年 来，随着电视、移动电脑、平板、智能手机等显示器的广泛应用，平板显示产业规模急剧增 大，与大规模集成电路产业和软件产业一起成为信息产业中的三大支柱产业。
[0003] 在平板显示器市场中，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)占据着主导地 位，它具有低能耗、使用寿命长、节省空间等优点。同时，基于有机发光二极管（Organic Light Emitting Display，0LED)的显示技术也已经出现，0LED是以有机薄膜作为发光体的 自发光显示器，相对于LCD有更高的明暗对比度。但是其有机发光染料在聚集状态下发光峰 较宽，色彩纯度不足，且寿命较短。尤其在17寸或以上的中大尺寸0LED显示器，成品率低，成 本尚，市场占有率远低于1 %。
[0004] 彩色平板显示器作为彩色图像的输出设备，其再现色彩的能力一一色域是一项重 要的性能指标。国际照明委员会(CIE)为了量化色彩视觉，制定了CIE色彩空间，其中使用最 广泛的为CIE 1931xy色度图。NTSC基于1931xy色度图制定了关于彩色电视的色域标准， NTSC色域图为如图1中所示的外三角形，外三角形所围成的面积为100 % NTSC色域。从LCD显 示器中发出的红、绿、蓝三基色光经过光谱测量和数学分析得到光谱三基色的刺激值，在 CIE 1931xy色度图中量化得到对应色彩色坐标，通过色坐标计算得出相应色域。不同的显 示器输出的红、绿、蓝三基色在CIE 1931xy色度图中色坐标位置不同，所围成的三角形面积 就不同，红、绿、蓝三基色越接近纯色，对应色坐标在CIE 193lxy色度图中越靠近基线边缘， 其所围成的三角形面积越大，即显示器所能表现的色彩范围越大，色域就越高。
[0005] IXD的显示色域由背光模组中背光源基色纯度、液晶模组中的彩色滤光片色纯度 共同决定。背光模组是LCD面板的主要组件之一，它为液晶面板提供充足的亮度与分布均匀 的白色光源，这些通过背光光源与光学模组共同实现。
[0006] 目前广泛使用的LCD膜层结构如图2和图3。背光模组按光源分布的位置分为直下 式和侧光式。侧光式是将点状光源设置在经过特殊设计的导光板侧边;直下式不需要导光 板，LED阵列置于灯箱底部。无论是直下式还是侧光式背光模组中，模组的顶部都设有光学 膜层来给液晶面板提供亮度、均匀度等符合要求的背光，常见的直下式和侧光式模组结构 如图2和图3所示。直下式背光的优点是高辉度、出光角度好、结构简单，并可实现各个区域 亮度的动态调控，但由于直下式是利用空间距离混光，LED光源与光学模组之间需预留一定 的空间，故直下式背光模组的厚度较厚且存在散热的问题;而侧光式的优点在于可以打造 轻薄的显示器机身，成本也更低，但是在应用到大尺寸LCD显示器上时，存在画面均匀性不 佳、无法实现区域控制的问题。随着LCD模组不断向更亮、更轻、更薄的方向发展，侧光式成 为发展的主流。
[0007] 背光模组的光学膜层包括扩散膜、增亮膜(棱镜片）、反射式偏光片等，依据模组的 应用范围和产品档次的不同，光学膜层的配置也有所不同。背光模组中，反射板将光进行镜 面反射，提高光的使用率;导光板将点光源或线光源转换为面光源;扩散板起拓宽视角，隐 蔽导光板网点的作用;两张相互垂直的棱镜片将扩散的光在一定角度内聚光，提高轴向亮 度。
[0008] 自2011年开始至2016年，乃至不远的将来，占显示器主导地位的LED-IXD显示器， 其背光模组都是以一组发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)作为白光光源，白光光源 的光强度和光谱分布直接影响到液晶显示器的视觉效果。目前常用的白光光源是通过蓝光 LED芯片(波长445-460nm)来激发黄色YAG: Ce3+荧光粉(发光峰波长580nm)实现白光，这种白 光由于缺乏红光成分而表现出较低的显色指数，加上所搭配的彩色滤光片混色效果较差， 导致透过面板形成的白光色域较窄，一般为65 % -75 % NTSC。另一种用得较多的高色域白光 光源是通过蓝光LED芯片（波长445-460nm)激发红色KSF荧光粉(发光峰波长630nm)搭配绿 色β-SiAlON荧光粉(发光峰波长530nm)实现白光，这种方式可将白光色域提高到85 %NTSC 左右。
[0009] 目前，消费者越来越追求更加真实的视觉体验，而IXD显示器85%NTSC左右的显示 色域已远远满足不了消费者对色彩真实性的需求。如何提高IXD显示器的色彩表现能力，即 提高显示器的色域是当前研究的一个热点。通过以上对LCD色域的分析可知，提高色域可通 过优化背光光源和滤色膜的输出色彩纯度来实现更加宽广的色彩覆盖能力，其本质是拓展 显示器输出色彩的范围。主要思路是背光形成的白光越纯越好，而液晶滤色膜如何实现更 加纯正的三原色效果一直是优化的主要方向。目前，有研究采用三基色LED作为背光源，其 理论值色域可达到115%NTSC，但这种背光成本非常高，且电路控制复杂程度大大提高，难 以推广开来，而液晶滤色膜方面，如今已经没有太大的改进空间了。
【发明内容】
[0010] 针对上述问题，本发明另辟蹊径，通过在发光模组，尤其是背光模组中增加一层5-100微米的增彩涂层，将第一预定波长范围内的光转换为第二预定波长范围内的光，使发光 模组红、绿、蓝三基色发光光谱半峰宽变窄，进而在液晶彩色滤光片中有更好的穿透吸收， 经过滤光片后的三基色就更接近纯色，使显示器达到更高的色域。
[0011]具体而言，本发明提供一种应用在彩色显示设备中的，能使显示色域增广的增彩 膜。
[0012]更具体而言，一方面，本发明提供一种用于彩色显示设备的増彩膜，其特征在于： 所述增彩膜包括:透明基膜、涂布在所述透明基膜上的增彩涂层，所述増彩涂层内离散地分 布有光波长转化材料，用于将第一预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二预定波长 范围内的光。
[0013] 在一种优选实现方式中，所述第一预定波长范围包括：0-430nm、470nm-500nm、 560nm-610nm、660nm-750nm以及上述波长范围内的任意一个或多个波段;所述第二预定波 长范围包括：430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm及上述波长范围内的任意一个或多 个波段，优选地，所述第二预定波长范围还包括750nm-lmm及该范围内的任意一个或多个波 段。
[0014]在另一种优选实现方式中，所述透明基膜为PET基膜，所述PET基膜的厚度为10微 米至350微米;所述増彩涂层的厚度为5微米至100微米。
[0015]在另一种优选实现方式中，所述彩色显示设备采用以蓝色发光芯片为基础发光芯 片的光源，所述第二预定波长范围选自500nm-560nm、610nm-660nm中的一个或多个波段。
[0016] 在另一种优选实现方式中，所述增彩涂层对称地涂布在所述透明基膜的两侧。
[0017] 在另一种优选实现方式中，所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明 基膜的第二侧涂布光扩散复合涂层，所述光扩散复合涂层包括:光扩散粒子和聚合物树脂； 或者
[0018] 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布光扩散复 合涂层，所述光扩散复合涂层包括:表面压印有无序微结构的有光扩散功能的聚合物树脂； 或者
[0019] 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布增彩-光 扩散复合涂层，所述增彩-光扩散复合涂层包括:光波长转化材料、光扩散粒子和聚合物树 脂;或者
[0020] 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布增彩-光 扩散复合涂层，所述增彩-光扩散复合涂层包括:光波长转化材料、表面压印有无序微结构 的有光扩散功能的聚合物树脂;或者
[0021] 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布有增亮涂 层，所述增亮涂层由带增亮结构的聚合物树脂构成;或者
[0022] 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布增彩-增 亮复合涂层，所述增彩-增亮复合涂层由带增亮结构的光波长转换材料和聚合物树脂构成； 或者
[0023] 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布有护眼涂 层，所述护眼涂层由一种或多种光吸收材料和聚合物树脂构成;或者
[0024] 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布增彩-护 眼复合涂层，所述增彩-护眼复合涂层由一种或多种光吸收材料、一种或多种光波长转换材 料以及聚合物树脂构成。
[0025] 在另一种优选实现方式中，所述光波长转化材料为有机分子焚光染料，优选为 SulforhodaminelOl、Rhodaminel01、HR101，更优选地，所述增彩涂层中还包含有白平衡补 偿材料，所述白平衡补偿材料的补偿波段与所述光波长转化材料的目标波段分别属于三基 色光中的不同基色。
[0026] 在另一种实现方式中，所述光波长转化材料为Rh 〇 dam i n e及其衍生物、 Phthalocyanine及其衍生物、Tetrazaporphyrine及其衍生物、Coumarin及其衍生物中的一 种或多种的混合物，优选地，所述增彩涂层中还包含有白平衡补偿材料。
[0027] 另一方面，本发明提供一种制备增彩膜的方法，其特征在于，所述方法包括下述步 骤：
[0028] (1)准备基膜、液态基质材料和光波长转化材料；
[0029] (2)将所述光波长转化材料按预定比例加入到所述液态基质材料中，制成增彩涂 料；
[0030] (3)将所述增彩涂料涂布在所述基膜的一侧或两侧；
[0031 ] (4)对所涂布的增彩涂层进行固化，
[0032] 所述光波长转化材料能够将第一预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二 预定波长范围内的光，
[0033] 优选地，所述液态基质材料中包括:丙烯酸酯类单体、预聚物树脂和光引发剂； [0034]更优选地，所述基膜为PET基膜，所述PET基膜的厚度为10微米至350微米;所述増 彩涂层的厚度为5微米至50微米。
[0035]在另一种优选实现方式中，在所述方法中，所述第一预定波长范围包括：350_ 43〇11111、47〇11111-50〇11111、56〇11111-61〇11111、66〇11111-75〇111]1以及上述波长范围内的任意一个或多个波 段;所述第二预定波长范围包括:430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm及上述波长范围 内的任意一个或多个波段，优选地，所述第二预定波长范围还包括:750nm-lmm及该波长范 围内的任意一个或多个波段.
[0036]在另一种优选实现方式中，在所述方法中，所述增彩膜用于以蓝色发光芯片为基 础发光芯片的显不设备，所述第二预定波长范围选自500nm-560nm和610nm-660nm中的一个 或多个波段。
[0037]本发明将光源所发出的红、绿、蓝三基色光带隙间的光至少部分转化到三基色谱 带中，进而增加了照明光的纯度，增广色域。
[0038]需要说明的是，本发明主要是用于基于三基色发光器件作为光源(尤其是背光光 源）的显示设备，尤其是用于以蓝光发光器件为基础，通过对蓝光的转化获得三基色光光源 的显示设备。当然，不排除将本发明的增彩膜应用于其它照明形式的显示设备，只要其他照 明形式的显示设备与本发明增广色域的原理不相违背，其它应用形式也包含在本发明的范 围内。
[0039]优选地，所述增彩涂层中还掺杂白平衡补偿材料，所述的"白平衡补偿材料"指的 是由于采用本发明的光波长转化材料将三基色间隙中的光转化成了三基色光中的一种或 多种，改变了三基色光之间的比例，造成白平衡偏移，为了使白平衡返回到白色曲线上而对 三基色光中没有因光波长转化材料的转化而增强或增强较弱的光进行补偿（即，增加该基 色光的含量）。
[0040] 在本发明的一种优选实现方式中，所述白平衡补偿材料对三基色光中的光波长转 化材料的非转化目标光波段进行补偿，优选地，如果光波长转化材料的转化目标光属于绿 基色或红基色，则对绿基色或红基色中的另一个进行补偿。在这种情况下，通过光波长转化 材料以及白平衡补偿材料二者的配合，即可以实现提高色域、降低色温并且提高转化效率， 一举三得。如果光波长转化材料的转化目标光属于蓝基色，则对绿基色和红基色二者进行 补偿。
[0041] 因此，优选地，本发明的光波长转化材料的目标波长设定在绿基色(500nm-560nm) 或者红基色(610nm-660nm)波段范围内，我们将该基色称为目标基色，而白平衡补偿材料的 补偿波段设定在绿基色或者红基色中非目标基色所在波段中，这样，在光源发光强度不变 的情况下，能够既保证光效，又降低色温，同时可以增广色域。
[0042]本发明的光波长转化材料的目标波长亦可设定在750nm-lmm范围内。是为将拉低 色域的非红、绿、蓝基色的杂光转化为不可见光，同样具有提高色域的功能。
[0043] 需要说明的是，所述第一预定波长范围不包含其节点波长，而所述第二预定波长 范围包含其节点波长430nm、470nm、500nm、560nm、61 Onm、660nm、750nm。
[0044] 优选地，所述光波长转化材料为有机分子荧光染料，所述有机分子荧光染料为 SulforhodaminelOl、Rhodaminel01、HR101、Phthalocyanine及其衍生物、 Tetrazaporphyrine及其衍生物中的一种或多种的混合物、Coumarin及其衍生物中的一种 或多种的混合物。
[0045] 优选地，所述光波长转化材料为稀土离子掺杂的上转换晶体粉末。
[0046] 所述聚合物树脂为丙烯酸酯类树脂、改性聚丙烯酸酯、聚氨酯、改性聚氨酯、环氧 树脂、聚碳酸酯、硅树脂、硅氧树脂、有机硅氧烷类树脂、改性有机硅树脂、聚丙烯、聚乙烯、 聚氯乙烯以及聚苯乙烯中的一种、或两种、或两种以上的叠加或组合。聚合物树脂的固化方 式为UV固化或热固化。
[0047] 所述光波长转化材料与聚合物树脂的质量比为1:10至1:10000。
[0048] 本发明所提到的"表面压印有无序微结构的有光扩散功能的聚合物树脂"指的是： 在一层5-100微米厚，并已固化的聚合物树脂涂层上，有特征尺度为0.5微米至20微米的，连 续的，铺满或部分铺满涂层表面的不规则凸凹结构。这种结构会在随机的位置，向随机的方 向散射光，从而形成光的漫散射，起到所谓的光扩散功能。
[0049] 本发明所提到的"带增亮结构的聚合物树脂"指的是:在一层10-100微米厚，并已 固化的聚合物树脂涂层上，有特征尺度为10-50微米的三棱柱结构，所有这种三棱柱相互平 行，沿着基膜表面的某一方向延伸至基膜边界。这种三棱柱的横切面为等腰直角三角形。
[0050] 本发明的增彩膜具有如下优点：
[0051 ]在壳度损失低的如提下，大幅提尚显不色域，解决现有技术中壳度和色域的矛盾， 即色域高的解决方案亮度低，亮度高的解决方案色域低。
[0052] 对于优选实现方式中的技术方案而言，还具有额外的优点，即：将单张増彩功能光 学薄膜复合光扩散、增亮、护眼等功能，在不增加，甚至降低光源模组中光学膜片总数量和 总厚度的基础上提高显示色域，解决现有技术中提高色域而需另外改变膜组结构，大幅增 加成本，增加显示器厚度和重量的难题。
【附图说明】
[0053] 图1为NTSC色域示意图；
[0054]图2是IXD显示器直下式背光模组示意图（添加了本发明的增彩膜）；
[0055] 图3是IXD显示器侧光式背光模组示意图（添加了本发明的增彩膜）；
[0056] 图4为本发明实施例1所制备的增彩膜的照片；
[0057] 图5为本发明实施例1中的增彩膜基本结构示意图；
[0058]图6为本发明实施例1中的增彩膜的NTSC色域图；
[0059] 图7为本发明实施例1中加入增彩膜前后白光光谱对照图；
[0060] 图8为本发明实施例2中的具有双面涂层的增彩膜的示意图；
[0061] 图9为带光扩散涂层的增彩膜；
[0062]图10为带光扩散涂层的双面增彩膜；
[0063]图11为带光增亮涂层的增彩膜；
[0064] 图12为带光增亮涂层的双面增彩膜；
[0065] 图13本发明实施例4中加入增彩膜前后的NTSC色域图；
[0066]图14为带护眼涂层的增彩膜；
[0067]图15为带护眼涂层的双面增彩膜。
【具体实施方式】
[0068] 下面通过实施例对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明，但并不因此将本 发明的保护范围限制在实施例描述的范围之中。
[0069] 在对具体实施例进行具体描述之前，首先介绍一下本发明的增彩膜的制备方法。
[0070] 首先准备増彩涂层涂料，増彩涂层的涂料由下述重量份数的原料均匀混合而成： 丙烯酸酯类单体 20-6:0份 预聚物树脂 40-75份
[0071] 光引发剂 2-5份 助剂 αι-ι份 光波长转换材料 ο.οι-ι份
[0072] 其中，丙烯酸酯类单体包括单官能基、双官能基和多官能基反应单体；
[0073] 其中，预聚物树脂包括聚氨酯丙烯酸酯、改性环氧丙烯酸酯；
[0074] 其中，光引发剂为1-羟基-环己基苯酮等；
[0075] 其中，助剂包括抗静电剂、流平剂和消泡剂中的一种或多种的组合。
[0076] 将上述原料按重量份配比混合均匀，使光波长转换材料均匀离散地分布在涂料 内。然后将得到的增彩膜层原料通过涂布的方式，厚度均匀地设置在PET基膜的一侧。PET基 膜的厚度为10微米至350微米，増彩涂层的厚度为5微米至100微米。
[0077] 上述具体的涂布方法是在固定有干净光学玻璃的自动涂膜机上，通过涂膜刮刀将 增彩膜层原料在光学玻璃上刮成厚度为10-200微米的薄膜，膜厚可通过控制涂膜刮刀的高 度及速度来调节。在刮好湿膜后，用透明PET基膜去覆盖增彩膜层，然后用紫外灯进行曝光 固化。在UV光的照射下，光引发剂产生阳离子或者自由基引发丙烯酸酯类单体与预聚物树 脂交联、固化、成膜。该方法有固化快、不使用有机溶剂、毒性低、生产工艺简单、成本较低的 优势。曝光固化时间为1-200秒，优选为4-80秒。待到增彩膜层完全固化后，将PET基膜随同 吸光膜层薄膜从玻璃基板上取下，并按所需尺寸进行切割，得到如图4所示的增彩膜。
[0078] 需要说明的是上面方法中所提到的丙烯酸酯类单体、预聚物树脂、光引发剂和助 剂均是用于承载光波长转化材料的基质，本领域技术人员应该理解，本发明还可以采用其 他具有类似功能的材料作为基质。
[0079] 实施例1:图5示出了本发明实施例1的增彩膜结构示意图。在PET基膜的一侧，按上 述方法涂布一层増彩涂层，增彩涂层包括基质502和光转化材料503。
[0080] 在本实施例中，PET基膜的厚度为75微米;増彩涂层的厚度为100微米。增彩涂层中 的光波长转化材料均匀离散分布在聚合物树脂中，用于将第一预定波长范围内的光中的至 少部分转化为第二预定波长范围内的光。光波长转化材料与聚合物树脂的质量比为1:10至 1:10000ο
[0081 ]在本实施例中，光波长转化材料采用有机分子荧光染料SulforhodaminelOl。 SulforhodaminelOl的吸收峰在560_600nm波长范围内，发射峰在610_660nm波长范围内。 [0082] IXD背光模组中的LED光源发出的白色光通过増彩膜后，所述的第一预定波长范围 的光被至少部分吸收，这个效果提升了三基色色彩纯度，使得色域提高。与此同时，第一预 定波长范围光的能量被至少部分的转化为第二预定波长范围（三基色范围内）的光，从而降 低了亮度的损失。
[0083]目前，使用搭载有KSF红色荧光粉和β-SiAlON绿色荧光粉的白光LED，显示器的色 域可达到85%。在这种显示器中应用本发明的增彩膜，可将显示色域提升到100%NTSC或以 上，如图6所示，其中可以看出经本发明的增彩膜处理后的显示色域可以达到100%NTSC。具 体而言，将该增彩膜插入到LCD背光模组中，放置位置为上扩散膜与增亮膜之间，增彩膜放 置前后的白光光谱对比图如图7所示，702为原显示器的白光光谱，701为放置增彩膜后的白 光光谱，图中灰色区域表明在非红绿蓝三基色波段的560至610纳米波长区间内的光被 SulforhodaminelOl吸收，并转化成610至660纳米波段的光。
[0084] 实施例2
[0085] 在本实施例中，本申请的发明人对实施例1进行了改进。本实施例中的所用的聚合 物树脂和光波长转换材料与实施例1类似，在此不再进行赘述。
[0086]具体而言，发明人注意到在PET基膜的一侧涂覆増彩涂层，涂层在固化时会有一定 的收缩，具体收缩比例取决于涂料所选用的原材料和配比。在涂层固化收缩时会产生延薄 膜方向的应力，当这种应力与PET基膜本身沿薄膜方向的应力差别较大时，薄膜整体会发生 向应力较大一侧的翘曲。这种翘曲在PET基膜较薄时会比较明显，主要因为较薄的PET挺括 性较低，难以抵抗这种应力差。
[0087]为解决这个翘曲问题，在本实施例中，设计了一种防翘曲的增彩膜。
[0088]如图8所示，本实施例中的增彩膜包括PET基膜801以及第一增彩涂层和第二增彩 涂层，第一增彩涂层和第二增彩涂层中均包含基质802和光波长转化材料803 JET基膜的两 侦I涂布有厚度相等或厚度差别较小的増彩涂层。在两侧同时涂覆増彩涂层，可以平衡两侧 涂层所产生的应力。
[0089] 实施例3
[0090]在本实施例中，本申请的发明人对实施例2的增彩膜进行了进一步改进。
[0091]具体而言，发明人考虑到在实际的背光模组中，每张光学膜都有一定的厚度，额外 增加一张光学膜会带来厚度、重量的增加。因此，发明人希望在不增加或少增加光学膜厚度 的前提下，提供增广色域的功能，则更为理想。
[0092]目前，在液晶显示器中有一张必须使用的光学膜或涂层，即光扩散膜或涂层。为了 不增加背光中光学膜的数量，本实施例中，设计了一种具有复合功能的增彩膜，同时兼具増 彩和光扩散的功能。从而直接替代掉背光模组中必须使用的一张扩散膜，避免额外增加光 学膜的数量。
[0093]图9所示为本实施例的复合增彩膜的一种实现方式，在该实现方式中，PET基膜901 的一侧涂覆增彩涂层，增彩涂层中包含基质902和光转化材料903，另一侧涂覆光扩散涂层 904，这样避免翘曲的同时，增加增彩和光扩散功能，本实施例中的光扩散涂层904采用表面 压印有无序微结构的有光扩散功能的聚合物树脂，这种结构会在随机的位置，向随机的方 向散射光，从而形成光的漫散射，起到所谓的光扩散功能。
[0094] 图10所示为本实施例的复合增彩膜的另一种实现方式，在该实现方式中，PET基膜 1001的一侧涂覆增彩涂层，另一侧涂覆增彩、光扩散混合涂层1004,增彩涂层中包含基质 1002和光波长转化材料1003,增彩、光扩散混合涂层1004中也包含光波长转化材料1003。该 复合涂层可以理解为在光扩散涂层中掺杂增彩涂层的光波长转化材料，也可以理解为在增 彩涂层中掺杂光扩散涂层的成分。
[0095] 其中光扩散涂层的扩散粒子为二氧化钛。另外，光扩散涂层可通过表面微结构的 制作来完成:在PET膜上涂布一层增彩涂层原料，经刻有微结构的结构轮压印，将微结构转 印到涂层上，再经过紫外光曝光、固化。该方法通过增彩涂层的光转换和表面微结构的处 理，同时达到增彩和光扩散的效果。
[0096] 实施例4
[0097] 类似于实施例3,本实施例在实施例2的基础上进行另一种改进，提供一种同时兼 具増彩和增亮的功能的复合增彩膜。
[0098] 图11所示为本实施例的复合增彩膜的一种实现方式，在该实现方式中，PET基膜 1101的一侧涂覆增彩涂层，增彩涂层中包含基质1102和光波长转化材料1103,另一侧涂覆 具有增亮功能的棱镜结构涂层1104,这样避免翘曲的同时，增加增彩和增亮功能。棱镜结构 涂层1104上有特征尺度为10-50微米的三棱柱结构，所有这种三棱柱相互平行，沿着基膜表 面的某一方向延伸至基膜边界。这种三棱柱的横切面为等腰直角三角形。
[0099] 图12所示为本实施例的复合增彩膜的另一种实现方式，在该实现方式中，PET基膜 1201的一侧涂覆增彩涂层，另一侧涂覆增彩、增亮混合涂层1204,增彩涂层中包含基质1202 和光波长转化材料1203。该复合涂层可以理解为在具有增亮功能的棱镜结构涂层中掺杂光 波长转化材料，也可以理解为在增彩涂层中形成具有增亮功能的棱镜结构。
[0100] 其中棱镜结构的制作方式为:将涂层原料涂布在PET基膜上，经表面刻有细微结构 的模具滚压，刻出棱镜结构，再进行紫外曝光、固化。增彩膜上的棱镜结构可以将从扩散膜 射出的向各个角度发散的光汇聚到轴向角度上，提高轴向亮度。
[0101]将该实施例中带增亮功能的增彩膜应用到背光模组中时，可代替一层水平或垂直 方向的增亮膜，和另一层与其棱镜结构相互垂直的增亮膜搭配使用，可最大限度地提高亮 度。LCD背光模组中插入带光增亮功能的增彩膜，具体放置位置为上扩散膜与增亮膜之间， 放置前后的NTSC色域图如图13所示，内三角形是初始色域，为85%NTSC;外三角形是使用增 彩膜之后的色域，为100%NTSC。彩色显示器的色域有明显增广，说明本发明的复合光学材 料可以将一台普通色域彩色显示器变成一台高色域高附加值彩色显示器。
[0102] 实施例5
[0103]由于本发明主要应用于采用基于蓝光发光器件的显示设备，考虑到蓝光由于单光 子能量高，对人眼刺激较大，尤其是370nm-430nm波长范围的蓝紫光，是人眼视疲劳的主要 诱因。消除350nm-430nm的蓝紫光可起到保护人眼视力，降低视疲劳的效果。
[0104]因此，本实施例提供一种具有复合功能的增彩膜，同时兼具増彩和护眼的功能。从 而避免额外增加一张具有护眼功能的光学膜，避免额外增加光学膜的数量。
[0105]类似于实施例3、实施例4,本实施例提供同时兼具増彩和护眼功能的两种结构的 复合增彩膜。
[0106] 图14所示为本实施例的复合增彩膜的一种实现方式，在该实现方式中，PET基膜 1401的一侧涂覆增彩涂层，另一侧涂覆护眼涂层1404,增彩涂层中包含基质1402和光波长 转化材料1403，护眼涂层包括:基质和光吸收或光转化材料1405，1405可以是Coumarin 6。 这样避免翘曲的同时，增加增彩和护眼功能。
[0107] 图15所示为本实施例的复合增彩膜的另一种实现方式，在该实现方式中，PET基膜 1501的两侧均涂覆增彩护眼混合涂层，增彩、护眼混合涂层包括基质1502,光波长转化材料 1503,光吸收或光波长转化材料1504。该复合涂层可以理解为在护眼涂层中掺杂增彩涂层 的光波长转换材料，也可以理解为在增彩涂层中掺杂护眼涂层的成分。
[0108] 本实施例中护眼涂层所使用的光波长转换材料为Coumarin 6,其有效吸收波长为 440nm，吸收范围狭窄，主要在400-460nm之间，可以有效吸收蓝光，起到保护人眼、降低视疲 劳的效果。于此同时，Courmarin 6可将吸收的光子部分转化为510-540nm的绿光基色光。本 实施例中的所用的聚合物树脂和增彩涂层中的光波长转换材料与实施例1类似，在此不再 进行赘述。
[0109] 将该实施例中的复合功能增彩膜放置在LCD显示器背光模组中，既可降低蓝光成 分，同时红光和绿光基色光的纯度提高，故该复合功能膜可同时达到护眼和增彩的效果。
[0110] 虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技 术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包 含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和 范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在 本发明保护范围之内。
【主权项】
1. 一种用于彩色显示设备的増彩膜，其特征在于:所述增彩膜包括:透明基膜、涂布在 所述透明基膜上的增彩涂层，所述増彩涂层内离散地分布有光波长转化材料，用于将第一 预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二预定波长范围内的光。2. 根据权利要求1所述的用于彩色显示设备的増彩膜，其特征在于，所述第一预定波长 范围包括:0_430nm、470nm-500nm、560nm-610nm、660nm-750nm以及上述波长范围内的任意 一个或多个波段;所述第二预定波长范围包括:430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm及 上述波长范围内的任意一个或多个波段，优选地，所述第二预定波长范围还包括750nm-lmm 及该范围内的任意一个或多个波段。3. 根据权利要求1或2所述的用于彩色显示设备的増彩膜，其特征在于，所述透明基膜 为PET基膜，所述PET基膜的厚度为10微米至350微米;所述増彩涂层的厚度为5微米至100微 米。4. 根据权利要求2所述的用于彩色显示设备的増彩膜，其特征在于，所述彩色显示设备 采用以蓝色发光芯片为基础发光芯片的光源，所述第二预定波长范围选自500nm-560nm、 610nm_660nm中的一个或多个波段。5. 根据权利要求1或2所述的用于彩色显示设备的増彩膜，其特征在于，所述增彩涂层 对称地涂布在所述透明基膜的两侧。6. 根据权利要求1或2所述的用于彩色显示设备的増彩膜，其特征在于： 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布光扩散复合涂 层，所述光扩散复合涂层包括:光扩散粒子和聚合物树脂;或者 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布光扩散复合 涂层，所述光扩散复合涂层包括:表面压印有无序微结构的有光扩散功能的聚合物树脂;或 者 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布增彩-光扩散 复合涂层，所述增彩-光扩散复合涂层包括:光波长转化材料、光扩散粒子和聚合物树脂;或 者 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布增彩-光扩散 复合涂层，所述增彩-光扩散复合涂层包括:光波长转化材料、表面压印有无序微结构的有 光扩散功能的聚合物树脂;或者 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布有增亮涂层， 所述增亮涂层由带增亮结构的聚合物树脂构成;或者 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布增彩-增亮复 合涂层，所述增彩-增亮复合涂层由带增亮结构的光波长转换材料和聚合物树脂构成;或者 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布有护眼涂层， 所述护眼涂层由一种或多种光吸收材料和聚合物树脂构成。 所述透明基膜的第一侧涂布所述增彩涂层，所述透明基膜的第二侧涂布增彩-护眼复 合涂层，所述增彩-护眼复合涂层由一种或多种光吸收材料、一种或多种光波长转换材料以 及聚合物树脂构成。7. 根据权利要求1或2所述的用于彩色显示设备的増彩膜，其特征在于，所述光波长转 化材料为有机分子焚光染料，优选为3111:1^〇1'11〇(1&111；[116101、1?11〇(1&111；[116101、册101、(]〇111]1&1'；[11 6中的一种或多种的混合物，更优选地，所述增彩涂层中还包含有白平衡补偿材料，所述白 平衡补偿材料的补偿波段与所述光波长转化材料的目标波段分别属于三基色光中的不同 基色；或者，所述光波长转化材料为Rhodamine及其衍生物、Phthalocyanine及其衍生物、 Tetrazaporphyrine及其衍生物、Coumarin及其衍生物中的一种或多种的混合物，优选地， 所述增彩涂层中还包含有白平衡补偿材料。8. -种制备增彩膜的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤： (1) 准备基膜、液态基质材料和光波长转化材料； (2) 将所述光波长转化材料按预定比例加入到所述液态基质材料中，制成增彩涂料； (3) 将所述增彩涂料涂布在所述基膜的一侧或两侧； (4) 对所涂布的增彩涂层进行固化， 所述光波长转化材料能够将第一预定波长范围内的光中的至少部分转化为第二预定 波长范围内的光， 优选地，所述液态基质材料中包括:丙烯酸酯类单体、预聚物树脂和光引发剂； 更优选地，所述基膜为PET基膜，所述PET基膜的厚度为10微米至350微米;所述増彩涂 层的厚度为5微米至50微米。9. 根据权利要求8所述的制备增彩膜的方法，其特征在于，所述第一预定波长范围包 括：350-430nm、470nm-500nm、560nm-610nm、660nm-750nm 以及上述波长范围内的任意一个 或多个波段;所述第二预定波长范围包括:430nm-470nm、500nm-560nm、610nm-660nm及上述 波长范围内的任意一个或多个波段，优选地，所述第二预定波长范围还包括:750nm-lmm及 该波长范围内的任意一个或多个波段。10. 根据权利要求8所述的制备增彩膜的方法，其特征在于，所述增彩膜用于以蓝色发 光芯片为基础发光芯片的显示设备，所述第二预定波长范围选自500nm-560nm和610nm-660nm中的一个或多个波段。
【文档编号】G02F1/13357GK105974497SQ201610544078
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】明天, 肖蔓达, 徐荣, 刘纪宏, 肖慧
【申请人】武汉保丽量彩科技有限公司