光转换膜、含该光转换膜的背光模组及显示装置的制作方法

本实用新型属于光学技术领域，具体涉及一种光转换膜、含该光转换膜的背光模组及显示装置。

背景技术：

目前，显示装置一般包括显示面板，而根据自身是否发光，又可以将显示面板分为自发光型显示面板和非自发光型显示面板两大类。液晶显示面板

(LCD)作为一种非自发光型显示面板，包括发射白光的背光模组、以及透射或阻挡从背光模组发射的白光的显示面板。其中，背光模组可分为侧入式背光模组和直下式背光模组。

目前终端显示技术(包括电视机、显示器、平板电脑、手机、笔记本等)的技术发展趋势是高色域、高动态范围图像(HDR)、超薄、无边框等。光转换膜由于在色域提升方面具有卓越的表现而受到业界越来越多的关注，被广泛用于背光模组中。

现有的侧入式背光模组一般包括光源、反射纸、导光板和光转换膜，导光板具有与光源相对的入光面、与光转换膜相对的第一出光面、与反射纸相对的第二出光面、以及三个漏光面，显示面板则设置在光转换膜背离导光板的一侧。

光源一般是LED光源(常用的是蓝光LED，但不限于蓝光，只要入射光的波长小于光转换膜的发光波长即可)，LED光源发出的光从入光面进入导光板，导光板改变入射光的传播方向，使入射光从导光板的第一出光面和第二出光面射出，从第一出光面射出的光直接经过光转换膜，而从第二出光面射出的光则经反射纸反射后依次经过导光板和光转换膜，经过光转换膜的光一部分透过光转换膜，一部分对光转换膜进行激发，透射光和激发光混合成白光后，经过显示面板。

而现有的直下式背光模组一般包括依次设置的反射纸、光源和光转换膜，显示面板则设置在光转换膜背离光源的一侧。除了无需采用导光板改变入射光的传播方向，直下式背光模组与侧入式背光模组的工作原理基本相同。

由此可见，为了使显示面板具有均匀的亮度和均匀的色调，背光模组应当能够从整体上辐射具有均匀亮度及色调的光。然而，现有侧入式背光模组和直下式背光模组都存在以下不足：一是由于背光模组组装缝隙的存在，入射光会泄露；二是由于水、氧气等的渗透，光转换膜的边缘容易形成一定宽度的无效边，这就使得在光转换膜的边缘部分，入射光难以对量子点进行激发，从光转换膜的边缘部分辐射的光中激发光的比例低、而入射光的比例高，入射光和激发光难以混合成白光，发生入射光溢出(通常蓝光溢出)，导致显示面板上出现蓝边现象，使得显示面板的亮度和色调不均匀。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的是提供一种光转换膜，该光转换膜能够解决现有技术中存在的显示面板亮度和色调不均匀的情况。

一种光转换膜，包括第一光转换材料层和第二光转换材料层，所述第一光转换材料层包括出光面，所述出光面分为中心区以及边缘区，所述第二光转换材料层设置在所述第一光转换材料层的至少部分所述边缘区上。

本实用新型中，边缘区通常是第一光转换材料层在使用过程中最易出现无效边的区域，在边缘区内设置第二光转换材料层后，第二光转换材料层能辅助第一光转换材料层通过颜色互补将入射光转换为白光，进而有效地减少了入射光的泄露，保证从光转换膜出光面辐射出的白光具有均匀的亮度和色调。

第一光转换材料层为一层或多层结构，其中至少有一层包括基质以及分散在基质中的第一光转换材料，当多层结构时，第一光转换材料层还包括阻止水氧入侵的阻隔层，当然还可以包括其他作用的层结构。第二光转换材料层包括基质以及分散在基质中的第二光转换材料；所述第二光转换材料可以是量子点、非量子点光转换材料、或者上述两者的组合，所述第一光转换材料也可以是量子点、非量子点光转换材料、或者上述两者的组合；第一光转换材料和第二光转换材料可以相同，也可以不同。所述非量子点光转换材料可以是荧光粉，可以是量子点和聚合物形成的微球，可以是荧光粉和聚合物形成的微球，也可以是上述三种的任意组合；基质通常是透光性的树脂。

由于边缘区各个部分的漏光强度不同，漏光强度自第一光转换材料层边缘至中心逐渐变弱，为了与边缘区的漏光强度分布相适配，本实用新型将第二光转换材料层设置为以下三种形式：

其一：在至少部分所述边缘区内，所述第二光转换材料层为光转换材料浓度沿光转换膜边缘至光转换膜中心方向逐渐变小的第二光转换材料层。

在漏光强度较大的区，第二光转换材料层中光转换材料的浓度也较大；在漏光强度较小的区，第二光转换材料层中光转换材料的浓度也相应变小。

其二：在至少部分所述边缘区内，所述第二光转换材料层的厚度沿所述光转换膜边缘至所述光转换膜中心方向逐渐变小；

并且，所述边缘区内还设有与所述第二光转换材料层相适配的楔形的厚度补偿层，所述厚度补偿层的出光面与所述第一光转换材料层的出光面相平行。

在此情况下，第二光转换材料层中光转换材料的浓度不变，而是通过改变光转换层的厚度来适应边缘区的漏光强度分布。但由于在应用时，第一光转换材料层的出光面还会设置其他部件，楔形的第二光转换材料层使得第一光转换材料层的出光面不平整，不利于设置其他部件。因此，本实用新型还在楔形的第二光转换材料层上设置与其相适配的楔形的厚度补偿层，使边缘区内第一光转换材料层的出光面保持平整。

本实用新型中，厚度补偿层应当不影响第一光转换层和第二光转换层出光。

其三：在至少部分所述边缘区内，所述第二光转换材料层具有规则排列式图案，所述规则排列式图案包括两个以上的子图案。并且，所述规则排列式图案包括沿所述光转换膜边缘至所述光转换膜中心方向依次排列的至少两组子图案，各组子图案的面积沿所述光转换膜边缘至所述光转换膜中心方向逐渐变小，且各组子图案厚度相同。

本实用新型中，每组子图案是一组有规律的排列图案单元，同属一组的所有子图案可以沿直线排列，也可以沿曲线排列(该曲线可以是开放曲线，也可以是闭合曲线)。

在不改变第二光转换材料浓度、第二光转换材料层厚度的情况下，通过将第二光转换材料层设置成规则排列式图案、并改变规则排列式图案中各组子图案的面积，也可以达到与边缘区的漏光强度分布相适配的效果。

通过以上三种方式将第二光转换材料层与边缘区的漏光强度分布相适配，既避免在强漏光处第二光转换材料层对入射光的转换不完全，也避免经第二光转换材料层转换后弱漏光处的亮度过高，进一步提高光转换膜出光亮度和色调的均匀性。

对于第三种形式的第二光转换材料层，同属一组的各子图案之间可以是有间隔的，也可以是无间隔的；并且规则排列式图案中的子图案形状也可以是任意的，可以呈点状，可以呈规则图形，也可以呈不规则图形。

作为优选，所述规则排列式图案中的子图案的形状呈圆形、椭圆形或多边形。

作为优选，同属一组的各子图案的面积可以相同也可以不同，优选为同属一组的各子图案具有相同面积；当各子图案的面积不相同时，应当保证不同面积的子图案是均匀、有规律地分布的，以便保证该组子图案整体上能与边缘区的漏光强度相适配。

本实用新型中，光转换膜的形状(即第一光转换材料层的形状)主要取决于使用该光转换膜的显示器的显示面板的形状。但作为优选，所述第一光转换材料层为长方体形，所述出光面包括两个长度方向边缘区和两个宽度方向边缘区；

所述规则排列式图案为行型阵列图案和列型阵列图案中的至少一种，至少在一个长度方向或宽度方向的边缘区内，所述规则排列式图案包括至少两个相互平行的光转换材料胶条，且所述光转换胶条的平行方向与所述光转换胶条所在边缘区的延伸方向相同。

由于长度方向边缘区和宽度方向边缘区是相互垂直设置的，当所述规则排列式图案仅设置在长度方向边缘区内时，所述规则排列式图案可以是行型阵列图案(此时该长度方向边缘区是横向延伸的)，也可以是列型阵列图案(此时该长度方向边缘区是纵向延伸的)；同理，当所述规则排列式图案仅设置在宽度方向边缘区内时，所述规则排列式图案也可以是列型阵列图案或行型阵列图案；当长度方向边缘区和宽度方向边缘区均设置有所述规则排列式图案时，该规则排列式图案则兼有列型阵列图案和行型阵列图案。

光转换胶条可以通过常规的粘贴、涂布、打印等方式设置到第一光转换材料层上，此时，所述规则排列式图案中的子图案之间是无间隔的，同一列子图案或同一行子图案融合成一个光转换材料胶条。处于同一边缘区内的各光转换胶条之间可以存在间隙也可以无间隙，优选为没有间隙，当需要设置间隙时，应当尽可能缩减间隙的宽度，从而最大可能地减少漏光从间隙射出。

作为进一步优选，各边缘区均具有梯形截面，且相邻的两个边缘区共用一个梯形腰；需要说明的是，本实用新型的“梯形”是为了使得申请文件描述的方便而人为地分割区域形成的，并不是光转换膜结构上真实存在的形状。

在同一个边缘区内，各所述光转换材料胶条的长度沿所述光转换膜边缘至所述光转换膜中心方向逐渐变短；

并且，至少有两个位于相邻边缘区的所述光转换材料胶条首尾相连，首尾相连的两个所述光转换材料胶条具有相同宽度。

将边缘区划分成梯形后再设置第二光转换材料层，这也与边缘区各个部分的漏光强度分布相适应。

进一步地，相邻边缘区之间宽度相同的光转换材料胶条顺次相连，如此保证第一光转换材料层上漏光强度相同的区内设有厚度或宽度相同的光转换胶条，进一步保证了光转换膜出光亮度和色调的均匀性。

或者，所述第一光转换材料层为长方体形，所述出光面包括两个长度方向边缘区和两个宽度方向边缘区，各边缘区均具有梯形截面，且相邻的两个边缘区共用一个梯形腰；

所述规则排列式图案为行型阵列图案和列型阵列图案中的至少一种，在同一个边缘区内，所述规则排列式图案的各列子图案或各行子图案的数量沿所述光转换膜边缘至所述光转换膜中心方向逐渐变少。

此时，规则排列式图案中的子图案之间即是有间隔的。

或者，所述第一光转换材料层呈圆盘状，所述边缘区呈环状；

所述规则排列式图案包括至少两组子图案，各组子图案以所述第一光转换材料层的圆心点为中心同心地设置在至少部分所述边缘区内。

不同组子图案之间同心设置，而同属一组的各子图案即沿曲线排列(即填充)在该环状边缘区内，该组子图案在边缘区内的填充角度不一定是360度，也可以小于360度，具体填充角度应当与第一光转换材料层的漏光情况相匹配。

本实用新型的另一个发明目的是提供一种背光模组，该背光模组包括光转换膜，所述光转换膜即为本实用新型所述光转换膜。

所述背光模组可以是侧入式背光模组，也可以是直下式背光模组。其中，侧入式背光模组可以选用在第一光转换材料层的整个或部分所述边缘区内设有第二光转换材料层的光转换膜，而直下式背光模组优选采用在第一光转换材料层的整个边缘区内设有第二光转换材料层的光转换膜。

本实用新型的另一个发明目的是提供一种显示装置，该显示装置包括背光模组，所述背光模组即为本实用新型所述的背光模组。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型在边缘区(通常是第一光转换材料层在使用过程中最易出现无效边的区域)内设置第二光转换材料层，第二光转换材料层能辅助第一光转换材料层通过颜色互补将入射光转换为白光，进而有效地减少了入射光的泄露，保证从光转换膜辐射出的白光具有均匀的亮度和色调；

(2)本实用新型根据边缘区各个部分漏光的强度分布，将第二光转换材料层设置为与边缘区的漏光强度分布相适配，如此既避免在强漏光处第二光转换材料层对入射光的转换不完全，也避免经第二光转换材料层转换后弱漏光处的亮度过高，进一步提高光转换膜出光亮度和色调的均匀性。

附图说明

图1为实施例1一种光转换膜的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面图；

图3为实施例2一种光转换膜的结构示意图；

图4为图3的B-B剖面图；

图5为图4中C部分的放大图；

图6为实施例3一种光转换膜的结构示意图；

图7为图6的D-D剖面图；

图8为实施例4一种光转换膜的结构示意图；

图9为实施例5一种光转换膜的结构示意图；

图10为实施例5具有另一规则排列式图案的光转换膜的结构示意图；

图11为实施例6一种光转换膜的结构示意图；

图12为实施例6具有另一规则排列式图案的光转换膜的结构示意图；

其中，1：中心区，2：边缘区，3：梯形腰，4：第二光转换材料层，5：厚度补偿层，6：光转换材料胶条，7：子图案，8：光转换材料胶环，9：第一光转换材料层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步地详细说明。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例一种光转换膜，包括第一光转换材料层9，该第一光转换材料层9包括出光面，该出光面分为中心区1以及四个边缘区2。本实施例中，第一光转换材料层9为长方体形，四个边缘区2则由两个长度方向边缘区2和两个宽度方向边缘区2组成，且各边缘区2均具有梯形截面，相邻的两个边缘区2共用一个梯形腰3。该第一光转换材料层9的尺寸为5.5英寸，第一光转换材料层9为红绿量子点混合膜。

如图2所示、结合由图1可见，在至少一个边缘区2内，第一光转换材料层9的出光面上设有第二光转换材料层4。本实施例在三个边缘区2内设置有第二光转换材料层4；并且在同一边缘区3内，该第二光转换材料层4为光转换材料浓度沿光转换膜边缘至光转换膜中心方向逐渐变小的第二光转换材料层4。

第二光转换材料层4包括基质以及分散在基质中的第二光转换材料，本实施例中，第二光转换材料为YAG荧光粉，基质为硅胶；第二光转换材料层4中YAG荧光粉的重量百分比最高是8％，最低是1％；第二光转换材料层4的厚度为40μm，宽度(即边缘区的宽度)为0.5μm。

实施例2

如图3、图4所示，本实施例一种光转换膜，包括第一光转换材料层9，该第一光转换材料层9包括出光面，该出光面分为中心区1以及四个边缘区2。本实施例中，第一光转换材料层9为长方体形，四个边缘区2则由两个长度方向边缘区2和两个宽度方向边缘区2组成，且各边缘区2均具有梯形截面，相邻的两个边缘区2共用一个梯形腰3。该第一光转换材料层9的尺寸为5.5英寸，第一光转换材料层9为红绿量子点混合膜。

由图4可见，在至少一个边缘区2内，第一光转换材料层9的出光面上设有第二光转换材料层。本实施例在四个边缘区2内均设置有第二光转换材料层4。

第二光转换材料层4包括基质以及分散在基质中的第二光转换材料，本实施例中，第二光转换材料为YAG荧光粉，基质为硅胶；第二光转换材料层4中YAG荧光粉的重量百分比是8％。

如图4和图5所示、结合图3可见，在同一边缘区2内，第二光转换材料层4的厚度沿光转换膜边缘至光转换膜中心方向逐渐变小，本实施例中，第二光转换材料层4的最高厚度为40μm，宽度(即边缘区的宽度)为0.5μm；并且各边缘区2内还设有与第二光转换材料层4相适配的楔形的厚度补偿层5，厚度补偿层5的出光面与第一光转换材料层9的出光面相平行。厚度补偿层的材料为PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。

实施例3

如图6、图7所示，本实施例一种光转换膜，包括第一光转换材料层9，该第一光转换材料层9包括出光面，该出光面分为中心区1以及四个边缘区2。本实施例中，第一光转换材料层9为长方体形，四个边缘区2则由两个长度方向边缘区2和两个宽度方向边缘区2组成，且各边缘区2均具有梯形截面，相邻的两个边缘区2共用一个梯形腰3。该第一光转换材料层9的尺寸为5.5英寸，第一光转换材料层9为红绿量子点混合膜。

由图6可见，在至少一个边缘区2内，第一光转换材料层9的出光面上设有第二光转换材料层4；本实施例在四个边缘区2内设置有第二光转换材料层4。

在同一边缘区2内，第二光转换材料层4包括多个光转换材料胶条6，各光转换材料胶条6相互平行，且光转换胶条6的平行方向与光转换胶条6所在边缘区2的延伸方向相同。

光转换材料胶条6的数量可以根据边缘区2的宽度以及每个光转换材料胶条6的宽度自行设置，本实施例在同一边缘区2内设置了三个光转换材料胶条6，每一光转换材料胶条6均包括基质以及分散在基质中的第二光转换材料，本实施例中，第二光转换材料为YAG荧光粉，基质为硅胶。

沿着光转换膜边缘至光转换膜中心方向，YAG荧光粉在三个光转换材料胶条6的重量百分比分别是8％，5％，1％；各光转换材料胶条6的宽度均为0.2μm，厚度均为40μm，同一个边缘区2的光转换材料胶条6的间距为0.05μm。

由图6可见，在同一个边缘区2内，各光转换材料胶条6的长度均沿光转换膜边缘至光转换膜中心方向逐渐变短，并且，位于相邻边缘区2的光转换材料6胶条首尾相连，首尾相连的各光转换材料胶条6具有相同宽度。

实施例4

如图8所示，本实施例一种光转换膜，包括第一光转换材料层，该第一光转换材料层包括出光面，该出光面分为中心区1以及四个边缘区2。本实施例中，第一光转换材料层为长方体形，四个边缘区2则由两个长度方向边缘区2和两个宽度方向边缘区2组成，且各边缘区2均具有梯形截面，相邻的两个边缘区2共用一个梯形腰3。该第一光转换材料层的尺寸为5.5英寸，第一光转换材料层为红绿量子点混合膜。

由图8可见，在至少一个边缘区2内，第一光转换材料层的出光面上设有第二光转换材料层4；本实施例在三个边缘区2内设置有第二光转换材料层4，第二光转换材料层4包括基质以及分散在基质中的第二光转换材料，本实施例中，第二光转换材料为YAG荧光粉，基质为硅胶，YAG荧光粉的重量百分比是8％。

如图8所示，在同一边缘区2内，该第二光转换材料层4具有规则排列式图案。其中，在长度方向边缘区2内，该规则排列式图案为行型阵列图案；在宽度方向边缘区2内，该规则排列式图案为列型阵列图案。

该行型阵列图案或列型阵列图案中的子图案7可以呈圆形(如图8所示)，当然也可以设置成其他任意形状，如点状、椭圆形或多边形。

不管子图案7呈何种形状，列型阵列图案中各列子图案7的面积沿光转换膜边缘至光转换膜中心方向逐渐变小，且各列子图案7厚度相同；并且，在同一个边缘区2内，列型阵列图案中各列子图案7的数量沿光转换膜边缘至光转换膜中心方向逐渐变少。

同样地，行型阵列图案中各行子图案7的面积沿光转换膜边缘至光转换膜中心方向逐渐变小，且各行子图案7厚度相同；并且，在同一个边缘区2内，行型阵列图案中各行子图案7的数量沿光转换膜边缘至光转换膜中心方向逐渐变少。

本实施例在长度或宽度方向边缘区2内，设置有三行或三列圆形子图案，并且沿着光转换膜边缘至光转换膜中心方向，圆形子图案的底面直径分别是0.3μm，0.2μm，0.1μm，厚度均为40μm，每行或者每列之间的间隔为0.05μm。

实施例5

本实施例的光转换膜与实施例2相同，但仅在第一光转换材料层的其中两个边缘区内设置第二光转换材料层。

实施例6

本实施例的光转换膜与实施例2相同，但仅在第一光转换材料层的其中一个边缘区内设置第二光转换材料层。

对比例1

本对比例的光转换膜仅包含第一光转换材料层，在边缘区内没有设置第二光转换材料层。

将上述实施例1至6及对比例1的光转换膜分别放入适宜的背光模组中进行亮度均匀度以及CIE色彩性能进行测试，其中光源为LED蓝光光源，CIE(x，y)为色度坐标值，选取等间距的3×3个点，CIE-x偏差值＝CIE-x最大值-CIE-x最小值，CIE-y偏差值＝CIE-y最大值-CIE-y最小值，亮度均匀度＝9个点中的亮度最大值/9个点中的亮度最大值，测试结果如下表1：

表1具有实施例1～6和对比例1的光转换膜的背光模组的亮度均匀度以及

CIE色彩性能测试结果

注：CIE-x色度提升百分数＝【基准(对比例1的CIE-x偏差值)-CIE-x偏差值】/基准(对比例1的CIE-x偏差值)；

CIE-y色度提升百分数＝【基准(对比例1的CIE-y偏差值)-CIE-y偏差值】/基准(对比例1的CIE-y偏差值)。

由表1可见，与对比例1相比，具有实施例1～6光转换膜的背光模组均具有优良的亮度均匀度和色调均匀度；并且设置第二光转换材料层的边缘区的数量越多，背光模组的亮度均匀度和色调均匀度越好。

实施例7

如图9所示，本实施例一种光转换膜，包括第一光转换材料层，该第一光转换材料层呈圆盘状，包括出光面，该出光面分为中心区1以及环状的边缘区2。

在边缘区2内，第一光转换材料层的出光面上设有第二光转换材料层4，该第二光转换材料层4包括至少两组子图案，各组子图案以第一光转换材料层的圆心点为中心同心地设置在边缘区内。

每组子图案的数量可以根据边缘区2的大小、以及各子图案7的大小具体设置，本实施例的边缘区2内设有两组子图案。

每组子图案中的子图案7可以呈圆形(如图9所示)，当然也可以设置成其他任意形状，如点状、椭圆形或多边形。

同属一组的子图案可以设置在整个边缘区2内(如图9所示)，此时该组子图案在边缘区2内的填充角度为360度，获得的光转换膜可用于直下式背光模组或侧入式背光模组中；同属一组的子图案也可以仅设置在部分所述边缘区2内，此时该组子图案在边缘区2内的填充角度小于360度(如图10所示的270度)。

实施例8

如图11所示，本实施例一种光转换膜，包括第一光转换材料层，该第一光转换材料层呈圆盘状，包括出光面，该出光面分为中心区1以及环状的边缘区2。

在边缘区2内，第一光转换材料层的出光面上设有第二光转换材料层4，该第二光转换材料层4包括至少两个光转换材料胶环8，所有光转换材料胶环8以第一光转换材料层的圆心点为中心同心设置。

光转换材料胶环8的数量可以根据边缘区的环宽、以及光转换材料胶环8的环宽具体设置，本实施例在边缘区2内设置了两个光转换材料胶环8。

光转换材料胶环8可以设置在整个边缘区2内(如图11所示)，此时光转换材料胶环8在边缘区2内的填充角度为360度，获得的光转换膜可用于直下式背光模组和侧入式背光模组中；光转换材料胶环8也可以仅设置在部分所述边缘区2内，此时光转换材料胶环8在边缘区2内的填充角度小于360度(如图12所示的180度)。