專利名稱：具有光柵的光學膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體照明和液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種具有光柵的光學膜。
背景技術(shù)：
白光照明技術(shù)是新一代的固體照明技術(shù)，具有發(fā)光效率高、無汞、壽命長、體積小等優(yōu)點，在未來的倡導低碳節(jié)能的照明領(lǐng)域中勢必會取代現(xiàn)有的白熾燈成為主流趨勢。目前LED的白光照明實現(xiàn)的方法主要有(1)三個單色紅、綠、藍LED合成白光；(2)UV LED加三色熒光；(3)藍光LED加黃色熒光。第一種采用紅、綠、藍LED或三原色芯片封裝實現(xiàn)白光方法，具有顯色性高、色度穩(wěn)定、可調(diào)色度調(diào)多的優(yōu)點，但是采用三個LED成本高、LED驅(qū)動電路復雜、溫度的影響很明顯。第二種采用UV激發(fā)三色熒光，容易獲得顏色一致的白光， 但是紅色熒光的轉(zhuǎn)換效率很難獲得，而且紫外線容易泄漏。第三中LED藍光加黃色熒光合同白光是目前白光LED主要采用的方法。 傳統(tǒng)的白光LED藍光加黃色熒光的結(jié)構(gòu)，在電驅(qū)動的作用下，藍光LED芯片發(fā)光激發(fā)覆蓋上面的黃色熒光，轉(zhuǎn)換產(chǎn)生長波段的黃光，藍光和黃光混合產(chǎn)生白光。藍光LED芯片一般由III-V族化合物半導體GaN材料制成，黃色熒光一般采用YAG熒光。傳統(tǒng)的LED熒光的涂覆方法是熒光與熒光膠混合，與芯片直接接觸，這種涂覆方式有三個缺點(1)隨著LED工作時間的增長，結(jié)溫度會增加，芯片的熱量會聚集在熒光上，使光色不穩(wěn)定；(2)熒光厚度的不均勻，會造成色度不均勻，影響白光質(zhì)量；(3)熒光顆粒會對光散射，超過50%的光會被散射到LED內(nèi)，降低LED的出光率。針對以上問題，同時為了提高藍光和熒光膜的作用距離提高效率，很多專利從光學結(jié)構(gòu)設(shè)計方面提出了解決方法，發(fā)明了各種熒光轉(zhuǎn)換裝置和光學元件，使熒光轉(zhuǎn)換層遠離LED芯片(例如，"Extracting phosphor-scattered photons to improve white LED efficiency", N. Narendran, Y. Gu, J. P. Freyssinier-Nova, and Y. Zhu, ρ hys. stat. sol.)、焚光做成拱形(例如，US 2010/0123386 Al)或采用干涉濾波薄膜(例如，WO 2008/025723 Al、 US 2008/0054803 Al)的反射來增加正面出光從而提高效率。但是干涉濾波層的方法，制作工藝復雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有光柵結(jié)構(gòu)的光學膜， 該光學膜在提高LED藍光轉(zhuǎn)白光的轉(zhuǎn)換效率同時降低熒光的使用，改善LED的顯色性。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下
一種具有光柵的光學膜，特點在于其構(gòu)成包括基板，該基板靠近LED光源的一面具有光柵，該基板的另一面涂有熒光膜。所述熒光膜出光面還依次涂有擴散膜和棱鏡膜或涂有保護膜。所述熒光膜的出光面設(shè)有第二基板，該第二基板的出光面具有光柵。所述熒光膜的出光面具有熒光光柵。一種具有光柵的光學膜，特點在于其構(gòu)成包括基板，該基板靠近LED光源的一側(cè)涂有熒光膜，該熒光膜靠近LED光源的一側(cè)具有熒光光柵。所述基板的出光面還依次涂有擴散膜和棱鏡膜。所述的基板為透明塑料或玻璃。所述的光學膜的端面為斜面，該斜面涂有反射膜。所述光柵是由透明絕緣材料、金屬制成，具有相同周期、不同周期或準周期的結(jié)構(gòu)。所述熒光光柵是由含熒光的材料制成，具有缺陷的線條或微腔嵌套的結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是提高LED藍光轉(zhuǎn)白光的轉(zhuǎn)換效率，增加藍光和熒光膜相互作用距離提高波長轉(zhuǎn)換效率的功能，有效減少傳統(tǒng)LED中藍光損耗嚴重和發(fā)光偏黃的問題，同時通過微腔結(jié)構(gòu)，使得綠光和紅光的光譜變窄，提高中心波長亮度，從而提高顯色指數(shù)。


圖1為本發(fā)明具有光柵的光學膜第一種實施方式。圖2為本發(fā)明具有光柵的光學膜第二種實施方式。圖3為本發(fā)明具有光柵的光學膜第三種實施方式。圖4為本發(fā)明具有光柵的光學膜第四種實施方式。圖5為本發(fā)明具有光柵的光學膜第五種實施方式。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作詳細說明，但不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。請先參閱圖1，圖1為本發(fā)明具有光柵的光學膜第一種實施方式，也是一種由具有光柵的光學膜構(gòu)成的白光LED。如圖所示，LED芯片放置于四周具有反射膜的碗狀支撐架中，在碗狀的出口放置本發(fā)明具有光柵的光學膜，包括基板1，基板1為透明塑料或玻璃。該基板1靠近LED光源的一面具有光柵3，該基板1的另一面涂有熒光膜2。該熒光膜2出光面還保護膜5，保護膜上具有一些擴散結(jié)構(gòu)。圖2為本發(fā)明具有光柵的光學膜第二種實施方式，也是一種由具有光柵的光學膜構(gòu)成的白光照明背光系統(tǒng)。如圖所示，一種具有光柵的光學膜，包括基板1，該基板1靠近 LED光源的一面具有光柵3，該基板1的另一面涂有熒光膜2。所述熒光膜2出光面還依次涂有擴散膜6和棱鏡膜7，分別消除亮點和提高正面亮度。在該光學膜的下方放置藍光LED 陣列。光學膜的端面做成一個斜面，并且涂有反射膜。光柵3是由透明絕緣材料、金屬制成， 可以具有相同周期、不同周期或準周期的結(jié)構(gòu)。圖3為本發(fā)明具有光柵的光學膜第三種實施方式，如圖所示，一種具有光柵的光學膜，包括基板1，該基板1靠近LED光源的一側(cè)涂有熒光膜2，該熒光膜2靠近LED光源的一側(cè)具有熒光光柵4，基板1的出光面還依次涂有擴散膜6和棱鏡膜7，提高出光效率。圖4為本發(fā)明具有光柵的光學膜第四種實施方式，如圖所示，一種具有光柵的光學膜，包括基板1，該基板1靠近LED光源的一面具有光柵3，該基板1的另一面涂有熒光膜 2。所述熒光膜2的出光面設(shè)有第二基板8，該第二基板8的出光面具有光柵3?？拷麹ED光源的光柵起衍射耦合光的作用，而位于第二基板8出光面的光柵起到破壞全反射，提高出光的效果。 圖5為本發(fā)明具有光柵的光學膜第五種實施方式，如圖所示，一種具有光柵的光學膜，其構(gòu)成包括基板1，該基板1靠近LED光源的一面具有光柵3，該基板1的另一面涂有熒光膜2。熒光膜2的出光面具有熒光光柵4。熒光光柵4由含熒光的材料制成。熒光光柵4中還具有點綴于其中的大小或者位置與熒光光柵4不一樣的線條或者微腔結(jié)構(gòu)，共振波長分別對應紅光和綠光。這樣可以使得熒光共振對應的紅光和綠光效率提高，有利于提高顯示的效率和色度。
權(quán)利要求
1.一種具有光柵的光學膜，特征在于其構(gòu)成包括基板(1 )，該基板(1)靠近LED光源的一面具有光柵(3)，該基板(1)的另一面涂有熒光膜(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的具有光柵的光學膜，其特征在于所述熒光膜(2)出光面還依次涂有擴散膜(6 )和棱鏡膜(7 )或涂有保護膜(5 )。
3.如權(quán)利要求1所述的具有光柵的光學膜，其特征在于所述熒光膜(2)的出光面設(shè)有第二基板(8)，該第二基板(8)的出光面具有光柵(3)。
4.如權(quán)利要求1所述的具有光柵的光學膜，其特征在于所述熒光膜(2)的出光面具有熒光光柵(4)。
5.一種具有光柵的光學膜，特征在于其構(gòu)成包括基板(1)，該基板(1)靠近LED光源的一側(cè)涂有熒光膜(2 )，該熒光膜(2 )靠近LED光源的一側(cè)具有熒光光柵(4 )。
6.如權(quán)利要求5所述的具有光柵的光學膜，其特征在于所述基板(1)的出光面還依次涂有擴散膜(6)和棱鏡膜(7)。
7.如權(quán)利要求書1至6任一權(quán)利要求所述的具有光柵的光學膜，其特征在于所述的基板(1)為透明塑料或玻璃。
8.如權(quán)利要求書1至6任一權(quán)利要求所述的具有光柵的光學膜，其特征在于所述的光學膜的端面為斜面，該斜面涂有反射膜。
9.如權(quán)利要求書1至6任一所述的具有光柵的光學膜，其特征在于所述光柵(3)是由透明絕緣材料、金屬制成，具有相同周期、不同周期或準周期的結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求書4或5所述的具有光柵的光學膜，其特征在于所述熒光光柵(4)是由含熒光的材料制成，具有缺陷的線條或微腔嵌套的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種具有光柵的光學膜，包括基板，基板靠近LED光源的一面具有光柵，該基板的另一面涂有熒光膜，或基板1靠近LED光源的一側(cè)涂有熒光膜，該熒光膜靠近LED光源的一側(cè)具有熒光光柵。利用光柵的衍射使激發(fā)光的一部分能量轉(zhuǎn)化為在熒光膜和基板組成的光學膜內(nèi)傳輸?shù)牟▽?，以此提高激發(fā)光轉(zhuǎn)化黃光的效率，同時利用熒光光柵帶有缺陷線條或者微腔，通過微腔的共振提高相應波長的轉(zhuǎn)換效率，提高色純度，滿足顯示或者照明的需要。
文檔編號H01L33/50GK102361057SQ20111026018
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者葉志成, 李瀟 申請人:上海交通大學