CN108240610A - 一种蓝光转换膜及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学膜技术领域，尤其是涉及一种蓝光转换膜及其制备方法和应用，所述蓝光转换膜包括基材层和蓝光转换层，所述蓝光转换层包括树脂、荧光剂和亮度调节剂，所述亮度调节剂包括光扩散粒子和蓝光吸收剂中的一种或多种。本发明所述的蓝光转换膜通过荧光剂吸收蓝光转换成白光，并且通过亮度调节剂的加入，降低蓝光转换膜的亮度，使蓝光LED模组边缘经蓝光转换膜后发出的白光的亮度与蓝光LED模组中间的亮度均匀分布，显示效果佳。
Description
技术领域
本发明涉及光学膜技术领域，尤其是涉及一种蓝光转换膜及其制备方法和应用。
背景技术
近年来兴起的量子点薄膜技术可以有效提高显示元件的色彩饱和度以及色域值。在NTSC标准下，普通LED显示器的色域大约只有72％，OLED显示器色域大约为90％，而量子点膜背光模组显示器的色域覆盖率却能实现100％甚至大于100％，且相比于OLED，具有更低的成本，并且更加节约能耗。但是，量子点膜背光模组中采用的是蓝色LED光源，由于背光模组物理构造的问题，在模组边缘会出现漏光的现象，而所漏的蓝光会影响整个显示器的画面效果。
现有技术中，通常采用黑色遮蔽胶填补模组边缘，以减少模组漏光，但仍旧无法完全遮蔽蓝光的效果；或者有在模组边缘采用量子点膜遮盖，但是成本过高并且小尺寸的量子点膜由于水汽和氧气的作用，寿命短，稳定性差。因而，急需开发一种成本低且环境耐受性好的阻挡模组边缘的蓝光漏射的产品或方法。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种蓝光转换膜，以解决现有技术中的蓝色LED光源模组，无法完全遮蔽蓝光，并且环境耐受性差，且模组整体发光亮度不均匀，影响整体显示效果的问题。本发明所述蓝光转换膜在吸收蓝色LED光源中的蓝光避免漏射的同时，能够保证模组边缘辉度不变高(相对于模组中间量子点膜的区域而言)，使模组整体亮度均匀，显示效果佳。
本发明的第二目的在于提供一种所述蓝光转换膜的制备方法，所述制备方法操作简单，重复性好，制备得到的蓝光转换膜的稳定性好，蓝光转换膜的亮度可根据实际需求调节，以满足不同的蓝光LED光源模组。
本发明的第三目的在于提供一种所述蓝光转换膜在蓝光LED背光模组中的应用，使模组整体亮度均匀，显示效果佳。
本发明的第四目的在于提供一种所述蓝光转换膜的亮度调节方法，通过调节荧光剂和/或蓝光吸收剂的种类和用量，得到不同亮度的蓝光转换膜。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种蓝光转换膜，包括基材层和蓝光转换层，所述蓝光转换层包括树脂、荧光剂和亮度调节剂，所述亮度调节剂包括光扩散粒子和蓝光吸收剂中的一种或多种。
本发明所述的蓝光转换膜通过荧光剂吸收蓝光转换成白光，并且通过亮度调节剂的加入，降低蓝光转换膜的亮度，使蓝光LED模组边缘经蓝光转换膜后发出的白光的亮度与蓝光LED模组中间的亮度均匀分布，显示效果佳。其中，光扩散粒子能够将光散射，从而降低亮度；蓝光吸收剂可以吸收部分蓝色背光，降低蓝光转化量，从而降低亮度。
优选的，所述光扩散粒子包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)、聚氨酯(PU)和有机硅粒子。优选的，所述光扩散粒子的粒径为5-10μm。
优选的，所述蓝光吸收剂的波长吸收范围为430-470nm。更优选的，所述蓝光吸收剂的波长吸收范围为435-465nm。
优选的，所述蓝光吸收剂为UV-1990。
优选的，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和亮度调节剂0.1-10份。更优选的，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和光扩散粒子4-8份；或者包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和蓝光吸收剂0.1-1份；或者包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份、光扩散粒子2-6和蓝光吸收剂0.1-0.6份。
优选的，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、光扩散粒子6.4份；或者包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、蓝光吸收剂0.4份；或者包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、光扩散粒子4份和蓝光吸收剂0.2份。
优选的，所述荧光剂为黄色荧光剂，优选为黄色荧光粉。更优选的，所述黄色荧光剂包括稀土铝酸盐。进一步优选的，所述荧光剂为BM304C黄色荧光粉。
优选的，所述树脂为UV型树脂，优选为UV型丙烯酸树脂，进一步的，所述UV型树脂包括聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂的一种或多种。
UV型丙烯酸树脂与所述光扩散粒子的相容性好，附着力高，硬度及耐磨性能优异。
优选的，所述基材层包括PET基材层，但不限于此，其它可对所述蓝光转换层起支撑作用的基材层也可，并且能够与蓝光转换层的树脂。
本发明还提供了一种所述的蓝光转换膜的制备方法，包括如下步骤：
将所述蓝光转换层的材料混合均匀涂布于基材层上，烘干、UV固化，得到所述蓝光转换膜。
优选的，所述烘干温度为80-100℃。
优选的，所述UV固化的条件包括：400-800J/cm2高压能量照射。
本发明还提供了一种所述蓝光转换膜在蓝光LED背光模组中的应用。
优选的，将蓝光转换膜置于蓝光LED背光模组封边处，即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述的蓝光转换膜通过荧光剂吸收蓝光转换成白光，并且通过亮度调节剂的加入，降低蓝光转换膜的亮度，使蓝光LED模组边缘经蓝光转换膜后发出的白光的亮度与蓝光LED模组中间的亮度均匀分布，显示效果佳；
(2)本发明可以根据实际模组的亮度需求，调节所述亮度调节剂的用量，以得到适应不同模组的不同亮度的蓝光转换膜；
(3)本发明所述的制备方法操作简单，重复性好，制备得到的蓝光转换膜的稳定性好，亮度可根据实际需求调节。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。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。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明所述的蓝光转换膜，包括基材层和蓝光转换层，所述蓝光转换层包括树脂、荧光剂和亮度调节剂，所述亮度调节剂包括光扩散粒子和蓝光吸收剂中的一种或多种。
本发明所述的蓝光转换膜通过荧光剂吸收蓝光转换成白光，并且通过亮度调节剂的加入，降低蓝光转换膜的亮度，使蓝光LED模组边缘经蓝光转换膜后发出的白光的亮度与蓝光LED模组中间的亮度均匀分布，显示效果佳。
在本发明一优选实施方式中，所述光扩散粒子包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)、聚氨酯(PU)和有机硅粒子。优选的，所述光扩散粒子的粒径为5-10μm。添加扩散粒子，粒子会将光散射从而降低辉度。当光扩散粒子的粒径为5-10μm，相同的添加量会产生更高的雾度，或获得相同的雾度但用量少，能够保证模组边缘辉度不变高(相对于模组中间量子点膜的区域而言)，使模组整体亮度均匀，显示效果佳。
在本发明一优选实施方式中，所述蓝光吸收剂的波长吸收范围为430-470nm。更优选的，所述蓝光吸收剂的波长吸收范围为435-465nm，此时蓝光转换膜能够将蓝光转换为白光同时却保持辉度不变高。
在本发明一优选实施方式中，所述蓝光吸收剂为UV-1990。
在本发明一优选实施方式中，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和亮度调节剂0.1-10份。更优选的，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和光扩散粒子4-8份；或者包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和蓝光吸收剂0.1-1份；或者包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份、光扩散粒子2-6和蓝光吸收剂0.1-0.6份。
在本发明一优选实施方式中，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、光扩散粒子6.4份；或者包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、蓝光吸收剂0.4份；或者包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、光扩散粒子4份和蓝光吸收剂0.2份。
在本发明一优选实施方式中，所述荧光剂为黄色荧光剂，优选为黄色荧光粉。更优选的，所述黄色荧光剂包括稀土铝酸盐。进一步优选的，所述荧光剂为BM304C黄色荧光粉。
在本发明一优选实施方式中，所述树脂为UV型树脂，优选为UV型丙烯酸树脂，进一步的，所述UV型树脂包括聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂的一种或多种。
所述基材层优选PET但不局限于此。
本发明还提供了一种所述蓝光转换膜的制备方法，包括如下步骤：将蓝光转换层的材料混合均匀涂布于基材层上，烘干、UV固化，得到所述蓝光转换膜。
在本发明一优选实施方式中，所述烘干温度为80-100℃。
在本发明一优选实施方式中，所述UV固化的条件包括：400-800J/cm2高压能量照射。
本发明还提供了一种所述蓝光转换膜在蓝光LED背光模组中的应用。
在本发明一优选实施方式中，将蓝光转换膜置于蓝光LED背光模组封边处，即可
本发明还提供了一种所述蓝光转换膜的亮度调节方法，包括调节亮度调节剂的用量，得到不同亮度的蓝光转换膜。
在本发明一优选实施方式中，调节亮度调节剂的种类和/或用量包括调节光扩散粒子的种类和/或用量和调节蓝光吸收剂的种类和/或用量。
实施例1
本实施例所述的蓝光转换膜的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E，80％的固含量)、20g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、4g的光扩散粒子PMMA(生产厂商：积水化学工业株式会社，型号：EXM-5)和0.2g的蓝光吸收剂(生产厂商：优禘股份有限公司，型号：UV-1990)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
将上述蓝光转换层的材料均匀涂布于PET基材表面，过烘箱，在90℃条件下烘干，经UV固化，在400-800J/cm2的UV高压能量下照射固化，得到蓝光转换膜，以蓝色LED等为背光模组的光源，将蓝光转换膜置于背光模组封边处，即将本实施例所述的蓝光转换膜应用于蓝色LED光源模组中，以吸收蓝色LED光源中的蓝光避免漏射，并保证模组边缘辉度不变高，使模组整体亮度均匀，显示效果佳。
实施例2
本实施例参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于本实施例所述的蓝光转换膜的蓝光转换层的材料的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E)、20g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、6.4g的光扩散粒子PMMA(生产厂商：积水化学工业株式会社，型号：EXM-5)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
实施例3
本实施例参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，其区别仅在于本实施例所述的蓝光转换膜的蓝光转换层的材料的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E)、20g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、0.4g的蓝光吸收剂(生产厂商：生产厂商：优禘股份有限公司，型号：UV-1990)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
实施例4
本实施例参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，所述光扩散粒子为聚甲基丙烯酸丁酯(PBMA)(生产厂商：积水化学工业株式会社，型号：MBX-5)。
实施例5
本实施例参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，所述光扩散粒子为聚氨酯(PU)(生产厂商：大日精化，型号：RHU-5070D)。
实施例6
本实施例参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，所述光扩散粒子为有机硅粒子(生产厂商：长兴化工，型号：DF-50A0)。
实施例7
本实施例参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，本实施例所述的蓝光转换膜的蓝光转换层的材料的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E，80％的固含量)、10g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、2g的光扩散粒子PMMA(生产厂商：积水化学工业株式会社，型号：EXM-5)和0.6g的蓝光吸收剂(生产厂商：优禘股份有限公司，型号：UV-1990)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
实施例8
本实施例参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，本实施例所述的蓝光转换膜的蓝光转换层的材料的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E，80％的固含量)、30g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、6g的光扩散粒子PMMA(生产厂商：积水化学工业株式会社，型号：EXM-5)和0.1g的蓝光吸收剂(生产厂商：优禘股份有限公司，型号：UV-1990)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
实施例9
本实施例参考实施例2的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，本实施例所述的蓝光转换膜的蓝光转换层的材料的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E)、10g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、4g的光扩散粒子PMMA(生产厂商：积水化学工业株式会社，型号：EXM-5)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
实施例10
本实施例参考实施例2的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，本实施例所述的蓝光转换膜的蓝光转换层的材料的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E)、30g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、8g的光扩散粒子PMMA(生产厂商：积水化学工业株式会社，型号：EXM-5)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
实施例11
本实施例参考实施例3的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，本实施例所述的蓝光转换膜的蓝光转换层的材料的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E)、10g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、1g的蓝光吸收剂(生产厂商：优禘股份有限公司，型号：UV-1990)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
实施例12
本实施例参考实施例3的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，本实施例所述的蓝光转换膜的蓝光转换层的材料的制备方法，包括如下步骤：
分别称取100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E)、30g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)、0.1g的蓝光吸收剂(生产厂商：优禘股份有限公司，型号：UV-1990)，将上述原料混合，高速剪切分散均匀后得到涂布液，即为所述蓝光转换层的材料。
实施例13
本实施例参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，区别仅在于，所述蓝光吸收剂为杰得盈BL1226(波长吸收范围为320-430nm)。
比较例1
比较例1参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，其区别在于：比较例1中的蓝光转换层的材料由100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E，80％的固含量)和20g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)混合均匀得到。
比较例2
比较例2参考实施例1的蓝光转换膜及其制备方法，其区别在于：比较例1中的蓝光转换层的材料由100g的UV树脂(生产厂商：张家港康得新光电材料有限公司，型号：UVBC-001E，80％的固含量)和10g的黄色荧光粉(生产厂商：江苏博睿光电有限公司，型号：BM304C)混合均匀得到。
实验例1
为了对比说明本发明各实施例和比较例制备得到的蓝光转换膜的性能，将各实施例和比较例制备得到的蓝光转换层的材料分别均匀涂布于PET基材上，过烘箱，于90℃烘干，经UV固化，在400-800J/cm2的UV高压能量下照射固化，涂层厚度50μm，以蓝色LED灯为背光模组光源(光源亮度为1350cd/m2左右)，将蓝光转换膜置于导光板上测试。测试结果见表1。
测试方法：将制得的蓝光转换膜裁切为合适尺寸平铺在蓝色背光模组之上，仪器采用SR-3A(弗士达)测试模组中心点数值；
参考标准：SJ/T 11281-2007。
表1不同蓝光转换膜的性能测试结果
| 编号 | Lum(cd/m2) | CIE-x | CIE-y |
| 实施例1 | 1328 | 0.2577 | 0.2034 |
| 实施例2 | 1274 | 0.2549 | 0.1980 |
| 实施例3 | 1420 | 0.2601 | 0.2182 |
| 实施例4 | 1333 | 0.2580 | 0.2041 |
| 实施例5 | 1356 | 0.2562 | 0.2023 |
| 实施例6 | 1414 | 0.2559 | 0.2018 |
| 实施例7 | 925 | 0.1933 | 0.1321 |
| 实施例8 | 1288 | 0.2569 | 0.2255 |
| 实施例9 | 1163 | 0.1893 | 0.1277 |
| 实施例10 | 1217 | 0.2525 | 0.2216 |
| 实施例11 | 828 | 0.2119 | 0.1543 |
| 实施例12 | 1693 | 0.2630 | 0.2274 |
| 实施例13 | 1364 | 0.2580 | 0.2041 |
| 比较例1 | 1664 | 0.2462 | 0.1923 |
| 比较例2 | 1381 | 0.1801 | 0.1187 |
从上表中可知，本发明所述的蓝光转换膜能够兼顾C I E-x和C I E-y和亮度，通过调整扩散粒子和/或蓝光吸收剂的用量，调节亮度，以适应不同的需求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种蓝光转换膜，其特征在于，包括基材层和蓝光转换层，所述蓝光转换层包括树脂、荧光剂和亮度调节剂，所述亮度调节剂包括光扩散粒子和蓝光吸收剂中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的蓝光转换膜，其特征在于，所述光扩散粒子包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氨酯和有机硅粒子。
3.根据权利要求1所述的蓝光转换膜，其特征在于，所述蓝光吸收剂的波长吸收范围为430-470nm；
优选的，所述蓝光吸收剂的波长吸收范围为435-465nm。
4.根据权利要求1所述的蓝光转换膜，其特征在于，所述光扩散粒子的粒径为5-10μm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的蓝光转换膜，其特征在于，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和亮度调节剂0.1-10份；
优选的，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和光扩散粒子4-8份；或者，包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份和蓝光吸收剂0.1-1份；或者，包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂10-30份、光扩散粒子2-6和蓝光吸收剂0.1-0.6份。
6.根据权利要求1-4任一项所述的蓝光转换膜，其特征在于，所述蓝光转换层包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、光扩散粒子6.4份；或者，包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、蓝光吸收剂0.4份；或者，包括按重量份数计的树脂100份、荧光剂20份、光扩散粒子4份和蓝光吸收剂0.2份。
7.根据权利要求1所述的蓝光转换膜，其特征在于，所述荧光剂为黄色荧光剂；
优选的，所述黄色荧光剂包括稀土铝酸盐。
8.根据权利要求1所述的蓝光转换膜，其特征在于，所述树脂为UV型树脂；
优选的，所述UV型树脂为UV型丙烯酸树脂；
更优选的，所述UV型树脂包括聚氨酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂的一种或多种。
9.权利要求1-8任一项所述的蓝光转换膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将所述蓝光转换层的材料涂布于基材层上，烘干、UV固化，得到所述蓝光转换膜；
优选的，所述烘干温度为80-100℃；
优选的，所述UV固化的条件包括：400-800J/cm2高压能量照射。
10.权利要求1-8任一项所述的蓝光转换膜的应用，其特征在于，所述蓝光转换膜应用于蓝光LED背光模组；
优选的，将所述蓝光转换膜置于蓝光LED背光模组封边处，即可。
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