一种应用于背光模组的荧光膜及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及光学薄膜领域，尤其涉及一种应用于背光模组的荧光膜。为了解决现有将黄色荧光粉与蓝光LED封装在一起所得到的白光LED价格高、使用寿命短、不环保的缺陷，本发明提供一种应用于以蓝光LED为光源的背光模组的荧光膜。该荧光膜包括荧光层、上隔离层、下隔离层、扩散层；所述荧光层由荧光粉和胶粘剂组成；所述荧光层涂敷在下隔离层上，并复合上隔离层，上隔离层的上表面设有扩散层。所述荧光粉为黄色荧光粉，所述荧光层包括下述材料：100份的胶粘剂、5-30份的黄色荧光粉。所述荧光膜具有环保、提高亮度、调节色度、降低成本等优点。
【专利说明】一种应用于背光模组的荧光膜及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光学薄膜领域，尤其涉及一种应用于背光模组的荧光膜。
【背景技术】
[0002]背光模组是液晶显示器的重要器件之一，能够提供均匀、稳定的光线。背光模组主要由光源、反射片、导光板、扩散膜、棱镜膜等组成，其中光源所发的光往往决定了液晶显示器所能显示出的色彩。现在市面上液晶显示器的光源主要有两种:冷阴极灯管(coldcathode fluorescent lamp, CCFL)和发光二极管(light emitting diode, LED)，其中发光二极管由于其节能、体积小、亮度高等特点，越来越受到欢迎。
[0003]由于液晶显示器需要表现出丰富的色彩，就需要背光模组能提供白光，由于技术上的限制，市面上并没有纯粹的白光LED。而现在大部分液晶显示器内的LED光源是通过在蓝光LED上覆盖一层淡黄色荧光粉，通过蓝光来激发黄色荧光粉发出黄光，进而得到混合白光。但是与LED灯相比，荧光粉的热稳定性不佳，当荧光粉封装在灯源中，而灯源温度较高，这时荧光粉的发光效率会发生严重衰减。这种通过将黄色荧光粉与蓝光LED封装在一起所得到的白光LED，相比普通的蓝光LED，无论是在价格、使用寿命、环保等角度考虑，白光LED都要表现较差。
【发明内容】
[0004]为了解决现有将黄色荧光粉与蓝光LED封装在一起所得到的白光LED价格高、使用寿命短、不环保的缺陷，本发明提供一种应用于以蓝光LED为光源的背光模组的荧光膜，蓝光LED发出的蓝光激发荧光膜发出黄光，最终得到混合白光，所述荧光膜具有环保、提高亮度、调节色度、降低成本等优点。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种应用于背光模组的荧光膜，所述荧光膜包括荧光层、上隔离层、下隔离层、扩散层；所述荧光层包括荧光粉和胶粘剂，所述荧光粉分布在胶粘剂中；所述荧光层涂敷在下隔离层上，并复合上隔离层，上隔离层的上表面设有扩散层。
[0007]所述荧光层置于所述上隔离层和下隔离层之间。
[0008]所述上隔离层和下隔离层统称为隔离层。隔离层的作用是隔绝空气，使荧光层中的荧光粉避免被空气氧化而失效。
[0009]进一步的，所述的应用于背光模组的荧光膜中，所述荧光层中荧光粉为黄色荧光粉。所述黄色荧光粉选自钇铝石榴石(YAG)、氮化物、氮氧化物、铝酸盐、硅酸盐中的一种。所述荧光层包括下述材料:100份的胶粘剂、5-30份的黄色荧光粉，所述份数是重量份数。
[0010]进一步的，所述荧光层由下述材料组成:100份的胶粘剂、5-30份的黄色荧光粉，所述份数是重量份数。
[0011]所述黄色荧光粉吸收光后能激发出黄光。所述荧光层的厚度为10μπι-20μπι。
[0012]所述荧光层包括15-20重量份的黄荧光粉，100重量份的胶粘剂，荧光层厚度为15-20 μ mD
[0013]所述焚光层包括15-20重量份的黄焚光粉，100重量份的有机娃树脂(也称为有机娃胶粘剂)或环氧树脂，荧光层厚度为15-20 μ mo
[0014]进一步的，所述的应用于背光模组的荧光膜中，所述荧光层中的胶粘剂选自聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂中的一种或多种的混合物。
[0015]进一步的，所述的应用于背光模组的荧光膜中，所述扩散层包括扩散粒子和胶粘齐U，所述扩散粒子通过胶粘剂粘连在上隔离层的上表面。
[0016]进一步的，所述的应用于背光模组的荧光膜中，所述扩散粒子为球形或椭球形；所述扩散粒子的粒径范围为1-50 μ m ;所述扩散粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子、聚甲基丙烯酸丁酯扩散粒子、聚苯乙烯扩散粒子、二氧化钛扩散粒子、碳酸钙扩散粒子、硫酸钡扩散粒子中的一种或至少两种的组合。
[0017]进一步的，所述的应用于背光模组的荧光膜中，所述扩散层中的胶粘剂选自聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂中的一种或多种的混合物。所述扩散层包括下述材料:100份的胶粘剂、30-100份的扩散粒子，所述份数为重量份数。所述扩散层的厚度为10-30 μ m。
[0018]荧光层中的胶粘剂与扩散层中的胶粘剂，可以相同，也可以不同。
[0019]进一步的，所述的应用于背光模组的荧光膜中，所述上隔离层和下隔离层为透明片材，所述透明片材的材料选自聚碳酸酯(PO、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰胺树脂(PA)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的一种。所述上隔离层和下隔尚层的厚度分别为25_200 μ m。
[0020]进一步的，所述的应用于背光模组的荧光膜中，所述下隔离层下表面设有保护涂层，所述保护涂层具有不规则凸起，所述保护涂层的厚度为1-15 μ m。
[0021]上述的应用于背光模组的荧光膜中，所述保护涂层包括100份的胶粘剂和0.1-10份的防粘粒子；所述保护涂层中的胶粘剂的材料选自聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树月旨、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂；所述防粘粒子通过胶粘剂粘结在下隔离层的下表面，并形成不规则的凸起。或者，所述保护涂层由胶粘剂形成，胶粘剂通过压印直接形成所述不规则凸起。
[0022]所述保护涂层具有防刮、防粘结的作用。所述保护涂层还具有阻隔水汽的作用。
[0023]进一步的，所述的应用于背光模组的荧光膜中，所述荧光层包括15-20重量份的黄荧光粉，100重量份的有机硅树脂(也称为有机硅胶粘剂)或环氧树脂，荧光层厚度为15-20 μ m;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，厚度均为75-100 μ m ;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层包括50-100重量份的聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子，扩散粒子的粒径为5-15 μ m, 100重量份的丙烯酸树脂或聚氨酯树脂，扩散层厚度为10-20 μ m。
[0024]上述黄荧光粉选用三菱化学生产的，型号为BY-201A的氮化物黄荧光粉。
[0025]本发明还提供一种制备上述的应用于背光模组的荧光膜的方法，所述方法包括下述步骤:
[0026](I)将扩散粒子与胶粘剂混合，得到扩散层涂布液；将扩散层涂布液涂布在上隔离层上，并根据胶粘剂的固化条件，进行固化处理；[0027](2)将荧光粉与胶粘剂混合好，搅拌使荧光粉分布均匀，得到荧光层涂布液；通常搅拌30-60分钟；
[0028](3)将步骤⑵得到的荧光层涂布液均匀的涂布在下隔离层上；
[0029](4)将步骤(3)得到的涂布好荧光层的下隔离层与步骤⑴得到的设有扩散层的上隔离层复合在一起，并根据荧光层中的胶粘剂的固化条件，进行固化处理。
[0030]进一步的，上述制备方法中:将扩散粒子与丙烯酸树脂混合，并涂布在上隔离层上，在100°C的烘箱内老化半个小时；将荧光粉与有机硅胶粘剂混合，搅拌30分钟，使荧光粉分布均匀，得到荧光层涂布液；将荧光层涂布液均匀的涂布在下隔离层上；将涂布好荧光层涂布液的下隔离层与设有扩散层的上隔离层复合在一起，在常温(25°C)的条件下，放置一天。
[0031]与现有技术相比，本发明所提供的荧光膜应用于背光模组中，该背光模组以蓝光LED为光源，蓝光LED发出的一部分蓝光激发荧光膜发出黄光，所发出的黄光与剩余的蓝光混合得到白光。这样，由于蓝光LED价格便宜、使用寿命长，同时荧光膜成本低，且能够重复使用，也更环保。因此，应用了这种荧光膜的背光模组提供的光接近于白光，成本低、利于环保，并且能够根据客户的要求调节对LED发出的光的调节程度，在市场上更具有竞争力。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本发明提供的应用于背光模组的荧光膜的结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]为了更易理解本发明的结构及所能达成的功能特征和优点，下文将本发明的较佳的实施例，并配合图式做详细说明如下:
[0034]如图1所示，本发明提供一种应用于背光模组的荧光膜，所述荧光膜包括荧光层103、上隔离层102、下隔离层104、扩散层101 ;所述荧光层103涂敷在下隔离层104上，并复合上隔离层102，上隔离层102的上表面设有扩散层101。1011为扩散层101中的扩散粒子，1031为荧光层103中分散的荧光粉，105为设置在下隔离层104下表面的保护涂层。
[0035]本发明提供的荧光膜采用下述方法测试其性能:
[0036]亮度测试:取一张10寸(对角线的长度)大小的膜片，放置在10寸的背光模组(光源为蓝色LED灯源)中，在24V的额定电压下点亮，用亮度仪(产品型号:BH-7，生产厂家:苏州弗士达科学仪器有限公司)测量背光模组的亮度。
[0037]色度测量:取一张10寸大小的膜片，放置在10寸的背光模组(光源为蓝色LED灯源)中，在24V的额定电压下点亮，用亮度仪(产品型号:BH-7，生产厂家:苏州弗士达科学仪器有限公司)测量背光模组的色度。
[0038]实施例1:
[0039]根据本发明提供的应用于背光模组的突光膜，突光层选用15重量份的黄突光粉(厂家:三菱化学，型号:BY-201A，成分:氮化物)，100重量份的有机硅树脂，荧光层厚度为20 μ m;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，厚度均为75 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子，扩散粒子的粒径为10-15 μ m, 100重量份的丙烯酸树脂，扩散层厚度为15 μ m。[0040]将扩散粒子与丙烯酸树脂混合，并涂布在上隔离层上，在100°C的烘箱内老化半个小时；将荧光粉与有机硅胶粘剂混合好，搅拌30分钟，使荧光粉分布均匀，得到荧光层涂布液；将荧光层涂布液均匀的涂布在下隔离层上；将涂布好的下隔离层与设有扩散层的上隔离层复合在一起，在常温(25°C )的条件下，放置一天。
[0041]实施例2:
[0042]根据本发明提供的应用于背光模组的荧光膜，荧光层选用20重量份的黄荧光粉(厂家:三菱化学，型号:BY-201A，成分:氮化物)，100重量份的环氧树脂，荧光层厚度为20 μ m ;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，厚度均为100 μ m ;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用50重量份的聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子，扩散粒子的粒径为5-10 μ m, 100重量份的聚氨酯树脂,扩散层厚度为10 μ m。
[0043]实施例3:
[0044]根据本发明提供的应用于背光模组的突光膜，突光层选用17重量份的黄突光粉(厂家:三菱化学，型号:BY-201A，成分:氮化物)，100重量份的环氧树脂，荧光层厚度为15 μ m;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，厚度均为90 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用100重量份的聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子，扩散粒子的粒径为5-15 μ m，100重量份的聚氨酯树脂，扩散层厚度为20 μ m。
[0045]实施例4:
[0046]根据本发明提供的应用于背光模组的突光膜，突光层选用5重量份的黄突光粉(厂家:三菱化学，型号:BY-201A，成分:氮化物)，100重量份的聚氨酯树脂，荧光层厚度为15 μ m ;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，厚度均为50 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用35重量份的二氧化钛扩散粒子，扩散粒子的粒径为5 μ m，100重量份的丙烯酸树脂，扩散层厚度为12 μ m。
[0047]实施例5:
[0048]根据本发明提供的应用于背光模组的突光膜，突光层选用30重量份的黄突光粉(厂家:英特美光电(深圳)有限公司，型号:Y4156，成分:硅酸盐)，100重量份的环氧树月旨，荧光层厚度为20 μ m;上、下隔离层选用聚碳酸酯(PC)的片材，厚度均为120 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用60重量份的聚苯乙烯扩散粒子，扩散粒子的粒径为10-12 μ m, 100重量份的聚氨酯树脂，扩散层厚度为15 μ m。
[0049]实施例6:
[0050]根据本发明提供的应用于背光模组的突光膜，突光层选用5重量份的黄突光粉(厂家:英特美光电(深圳)有限公司，型号:Y4156，成分:硅酸盐)，100重量份的聚苯乙烯树脂，荧光层厚度为IOym;上、下隔离层选用聚乙烯(PE)的片材，厚度均为35 μ m ;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用45重量份的聚苯乙烯扩散粒子，扩散粒子的粒径为10-12 μ m, 100重量份的聚氨酯树脂，扩散层厚度为10 μ m。
[0051]实施例7:
[0052]根据本发明提供的应用于背光模组的突光膜，突光层选用5重量份的黄突光粉(厂家:三菱化学，型号:BY-201A，成分:氮化物)，100重量份的聚氨酯树脂，荧光层厚度为10 μ m;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，上、下隔离层的厚度均为25 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用30重量份的二氧化钛扩散粒子，扩散粒子的粒径为1-5 μ m, 100重量份的丙烯酸树脂，扩散层厚度为10-12 μ m。
[0053]实施例8:
[0054]根据本发明提供的应用于背光模组的荧光膜，荧光层选用30重量份的黄荧光粉(厂家:英特美光电(深圳)有限公司，型号:Y4156，成分:硅酸盐)，100重量份的聚苯乙烯树脂，荧光层厚度为20μπι;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，上、下隔离层的厚度均为200 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用100重量份的聚苯乙烯扩散粒子，扩散粒子的粒径为45-50 μ m，100重量份的有机硅树脂，扩散层厚度为25-30 μ mD
[0055]实施例9:
[0056]根据本发明提供的应用于背光模组的突光膜，突光层选用15重量份的黄突光粉(厂家:三菱化学，型号:BY-201A，成分:氮化物)，100重量份的聚氨酯树脂，荧光层厚度为15 μ m;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，上、下隔离层的厚度均为120 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用70重量份的二氧化钛扩散粒子，扩散粒子的粒径为25-30 μ m, 100重量份的丙烯酸树脂，扩散层厚度为20 μ m。
[0057]对比例I
[0058]制备一种应用于背光模组的荧光膜，所述荧光膜包括荧光层、上隔离层、下隔离层、扩散层；所述荧光层包括荧光粉和胶粘剂，所述荧光粉分布在胶粘剂中；所述荧光层涂敷在下隔离层上，并复合上隔离层，荧光层置于下隔离层和上隔离层之间，上隔离层的上表面设有扩散层。
[0059]其中，突光层选用4重量份的黄突光粉(厂家:三菱化学，型号:BY-201A,成分:氮化物)，100重量份的有机硅树脂，荧光层厚度为20 μ m ;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，厚度均为75 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子，扩散粒子的粒径为10-15 μ m, 100重量份的丙烯酸树脂，扩散层厚度为15 μ m。
[0060]将扩散粒子与丙烯酸树脂混合，并涂布在上隔离层上，在100°C的烘箱内老化半个小时；将荧光粉与有机硅胶粘剂混合好，搅拌30分钟，使荧光粉分布均匀，得到荧光层涂布液；将荧光层涂布液均匀的涂布在下隔离层上；将涂布好的下隔离层与设有扩散层的上隔离层复合在一起，在常温(25°C )的条件下，放置一天。
[0061]对比例I提供的技术方案中的黄荧光粉用量过低，导致制得的荧光层不能有效地调节LED发出的光，测量得到的色度值较低，与纯正的白光相差较大。
[0062]对比例2
[0063]制备一种应用于背光模组的荧光膜，所述荧光膜包括荧光层、上隔离层、下隔离层、扩散层；所述荧光层包括荧光粉和胶粘剂，所述荧光粉分布在胶粘剂中；所述荧光层涂敷在下隔离层上，并复合上隔离层，荧光层置于下隔离层和上隔离层之间，上隔离层的上表面设有扩散层。
[0064]其中，突光层选用35重量份的黄突光粉(厂家:三菱化学，型号:BY_201A,成分:氮化物)，100重量份的有机硅树脂，荧光层厚度为20 μ m ;上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片材，厚度均为75 μ m;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层选用80重量份的聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子，扩散粒子的粒径为10-15 μ m，100重量份的丙烯酸树脂，扩散层厚度为15 μ m。
[0065]将扩散粒子与丙烯酸树脂混合，并涂布在上隔离层上，在100°C的烘箱内老化半个小时；将荧光粉与有机硅胶粘剂混合好，搅拌30分钟，使荧光粉分布均匀，得到荧光层涂布液；将荧光层涂布液均匀的涂布在下隔离层上；将涂布好的下隔离层与设有扩散层的上隔离层复合在一起，在常温(25°C )的条件下，放置一天。
[0066]对比例2提供的技术方案中的黄荧光粉用量过高，导致制得的荧光层被激发出的黄光过多，测量得到的色度值较高，与纯正的白光相差较大。
[0067]表1:利用本发明实施例及对比例所得荧光膜的背光模组的光学性能测试结果
[0068]
【权利要求】
1.一种应用于背光模组的突光膜，所述突光膜包括突光层、上隔离层、下隔离层、扩散层；所述荧光层包括荧光粉和胶粘剂，所述荧光粉分布在胶粘剂中；所述荧光层涂敷在下隔离层上，并复合上隔离层，上隔离层的上表面设有扩散层。
2.根据权利要求1所述的应用于背光模组的荧光膜，其特征在于，所述荧光层中荧光粉为黄色荧光粉，所述黄色荧光粉选自钇铝石榴石、氮化物、氮氧化物、铝酸盐、硅酸盐中的一种；所述荧光层包括下述材料:100份的胶粘剂、5-30份的黄色荧光粉，所述份数是重量份数。
3.根据权利要求1所述的应用于背光模组的荧光膜，其特征在于，所述荧光层中的胶粘剂选自聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的应用于背光模组的荧光膜，其特征在于，所述扩散层包括扩散粒子和胶粘剂，所述扩散粒子通过胶粘剂粘连在上隔离层的上表面。
5.根据权利要求4所述的应用于背光模组的荧光膜，其特征在于，所述扩散粒子为球形或椭球形；所述扩散粒子的粒径范围为1_50μπι;所述扩散粒子选自聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子、聚甲基丙烯酸丁酯扩散粒子、聚苯乙烯扩散粒子、二氧化钛扩散粒子、碳酸钙扩散粒子、硫酸钡扩散粒子中的一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求4所述的应用于背光模组的荧光膜，其特征在于，所述扩散层中的胶粘剂选自聚苯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂中的一种或多种的混合物；所述扩散层包括下述材料:100份的胶粘剂、30-100份的扩散粒子，所述份数为重量份数；所述扩散层的厚度为10-30 μ m。
7.根据权利要求1所述的应用于背光模组的荧光膜，其特征在于，所述上隔离层和下隔离层为透明片材，所述透明片材的材料选自聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺树月旨、聚苯乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，所述上隔离层和下隔离层的厚度分别为 25-200 μ m。
8.根据权利要求1所述的应用于背光模组的荧光膜，其特征在于，所述下隔离层下表面设有保护涂层，所述保护涂层具有不规则凸起，所述保护涂层的厚度为1-15 μ m。
9.根据权利要求1所述的应用于背光模组的荧光膜，其特征在于，所述荧光层包括15-20重量份的黄荧光粉，100重量份的有机硅树脂或环氧树脂，荧光层厚度为15-20 μ m ；上、下隔离层选用聚对苯二甲酸乙二醇酯的片材，厚度为75-100 μ m ;上隔离层的上表面为扩散层，扩散层包括50-100重量份的聚甲基丙烯酸甲酯扩散粒子，扩散粒子的粒径为5-15 μ m，100重量份的丙烯酸树脂或聚氨酯树脂，扩散层厚度为10-20 μ m。
10.一种制备权利要求1-9之一所述的应用于背光模组的荧光膜的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤: (1)将扩散粒子与胶粘剂混合，得到扩散层涂布液；将扩散层涂布液涂布在上隔离层上，并根据胶粘剂的固化条件，进行固化处理； (2)将荧光粉与胶粘剂混合好，搅拌使荧光粉分布均匀，得到荧光层涂布液； (3)将步骤(2)得到的荧光层涂布液均匀的涂布在下隔离层上； (4)将步骤(3)得到的涂布好荧光层的下隔离层与步骤(I)得到的设有扩散层的上隔离层复合在一起，并根据荧光层中的胶粘剂的固化条件，进行固化处理。
【文档编号】F21Y101/02GK104006354SQ201410274676
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】崔钧, 于洋, 李刚, 唐海江, 张彦 申请人:宁波激智科技股份有限公司