一种防蓝光薄膜、显示用基板和显示器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种防蓝光薄膜、显示用基板和显示器，该防蓝光薄膜具有非平面结构，其向一侧或两侧凸起，形成一均匀排列的凸起结构或凸凹结构，对于从该防蓝光薄膜的至少一侧以不同发射角发出的光线，均具有较小的色偏。本实用新型的防蓝光薄膜，入射光在薄膜各层的光程不会随发射角θ而发生较大改变，极大地改善了色偏情况的发生，不仅起到了防蓝光伤害的效果，而且减小了斜射光线由于光程变化引起的色偏问题。
【专利说明】
一种防蓝光薄膜、显示用基板和显示器
技术领域
[0001] 本实用新型涉及蓝光防护技术领域，尤其涉及一种防蓝光薄膜、显示用基板和显 示器。
【背景技术】
[0002] 蓝光是一种高能可见光，可直接穿透角膜和晶状体，直达眼底黄斑区，加速黄斑区 细胞氧化，对视网膜造成光化学损伤。蓝光对儿童视网膜影响更为严重。2002年国际照明委 员会CIE颁布标准CIE S009:2002《photobiological safety of lamps and lamp systems》，开始提及到蓝光相关危害。到2012年国际电工委员会IEC，出版了IEC/TR62778， 明确了对于LED蓝光辐射强度危害的三个等级。日本也有多名知名眼科医学专家针对先进 显示器材大规模采用LED背光源而倡导建立了蓝光研究会，提出蓝光对眼镜视网膜、角膜、 眼疲劳、睡眠质量、神经系统、肥胖、癌症等身体健康的影响。因此，蓝光证实是最有危害的 可见光。蓝光广泛存在于人造光源中，如何减少显示器中蓝光伤害是目前亟待解决的问题。 蓝光伤害主要是波长440-470nm的高能量蓝光造成的，现有的一些防蓝光产品，例如光学 膜，用于过滤掉部分LED发出的440-470nm的高能量蓝光。一种最常见的防蓝光薄膜采用多 层膜结构，即高折射率材料和低折射率材料相间放置，如图1所示，其中高折射率材料的厚 度H=^，低折射率材料的厚度L=I，即截止波长小于λ的光将被一定程度截止。 4 4
[0003] 但是这种结构的防蓝光薄膜，从侧面看时会发生严重色偏，即当观看者从离水平 线Θ观看时，每一层经过的光程都变成了^^<这样就会截至其他波长长于λ的光，从而出 4 sm Θ 现色偏。例如，本来λ = 450ηπι，即希望截至部分蓝色光，但当观看者倾斜45度时，该薄膜的有 效单层厚度就变成了，也就意味着此角度将能够截止部分636nm的光，即发生了色 4 U. / U / 偏，从而影响了防蓝光薄膜的效果。 【实用新型内容】
[0004] (一)要解决的技术问题
[0005] 为了解决现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种防蓝光薄膜、显示用基板 和显示器。
[0006] (二)技术方案
[0007] 本实用新型提供了一种防蓝光薄膜，所述防蓝光薄膜100具有非平面结构，对于从 所述防蓝光薄膜的至少一侧以不同发射角发出的光线，均具有较小的色偏。
[0008] 优选地，所述非平面结构的防蓝光薄膜具有多个凸起，所述凸起向一侧或两侧凸 起，形成一规则排列的凸起结构或凸凹结构。
[0009] 优选地，所述防蓝光薄膜100为一凸状薄膜，其包括NXM个中空半球凸起103,所述 NXM个中空半球凸起103紧密排列构成N行M列的凸起阵列，M和N为正整数。
[0010] 优选地，所述防蓝光薄膜100为一凹凸状薄膜，其包括N行中空半球凸起和N行中空 半球凹陷，每行中空半球凸起包括M个中空半球凸起103，每行中空半球凹陷包括M个中空半 球凹陷104，N行中空半球凸起和N行中空半球凹陷紧密交叉排列构成一凹凸阵列，M和N为正 整数。
[0011] 优选地，所述防蓝光薄膜100为一凹凸状薄膜，所述凹凸状薄膜呈N行M列的凹凸阵 列形状，凹凸阵列每一行包括M个中空半球凸起103和中空半球凹陷104,所述中空半球凸起 103和中空半球凹陷104紧密交叉排列，其每一列的N个中空半球凸起103和中空半球凹陷 104也紧密交叉排列，M和N为正整数。
[0012] 优选地，所述防蓝光薄膜100为N个紧密排列的中空半圆柱凸起构成的波浪形薄 膜，N为正整数。
[0013] 优选地，所述防蓝光薄膜100为N个中空半圆柱凸起和N个中空半圆柱凹陷紧密交 叉排列构成的波浪形薄膜，N为正整数。
[0014] 优选地，所述防蓝光薄膜100包括K+1层第一折射率材料层101和K层第二折射率材 料层102，K为自然数，K+1层第一折射率材料层101和K层第二折射率材料层102交替设置，第 一折射率材料层和第二折射率材料层的厚度均为蓝光波长的四分之一，第一折射率材料层 的折射率大于第二折射率材料层的折射率。
[0015] 本实用新型还提供了一种显示用基板，包括上述任一种防蓝光薄膜。
[0016] 优选地，所述显示用基板为阵列基板或彩膜基板。
[0017] 优选地，所述阵列基板还包括衬底和若干像素单元;所述像素单元设置在所述衬 底的一侧，所述防蓝光薄膜100设置在所述衬底的另一侧，或者所述防蓝光薄膜设置在所述 衬底和所述像素单元之间。
[0018] 本实用新型还提供了一种显示器，所述显示器包括上述任一种显示用基板。
[0019](三)有益效果
[0020] 从上述技术方案可以看出，本实用新型的防蓝光薄膜、显示用基板和显示器具有 以下有益效果：
[0021] 防蓝光薄膜为非平面结构，比如，凸状薄膜、凹凸状薄膜，或波浪状薄膜，入射光在 薄膜各层的光程不会随发射角Θ而发生较大改变，有效改善了色偏发生，不仅起到了防蓝光 伤害的效果，而且减小了斜射光线由于光程变化引起的色偏问题。
【附图说明】
[0022] 图1为防蓝光薄膜的结构；
[0023] 图2为本实用新型第一实施例的防蓝光薄膜的纵向剖面图；
[0024] 图3为本实用新型第一实施例的防蓝光薄膜的中空半球凸起的局部放大示意图；
[0025] 图4为本实用新型第二实施例的防蓝光薄膜的纵向剖面图；
[0026] 图5为本实用新型第二实施例的防蓝光薄膜的中空半球凸起和中空半球凹陷的局 部放大示意图；
[0027] 图6为本实用新型实施例的防蓝光薄膜的制备方法流程图。
[0028]【符号说明】
[0029] 100-防蓝光薄膜；
[0030] 101-第一折射率材料层；102-第二折射率材料层；103-中空半球凸起；104-中空半 球凹陷。
【具体实施方式】
[0031] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并 参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0032] 参见图2和图3,图2示出了本实用新型第一实施例的防蓝光薄膜100的纵向剖面 图，图3为防蓝光薄膜100的中空半球凸起103的局部放大示意图。本实用新型第一实施例的 防蓝光薄膜，该防蓝光薄膜100整体上为一凸状薄膜，其包括NXM个中空半球凸起103,该N XM个中空半球凸起103紧密排列构成一N行M列的凸起阵列，该凸起阵列每一行和每一列的 纵剖面均为紧密排列的半环形凸起形状，其中，M和N为正整数。
[0033]其中，该防蓝光薄膜100包括K+1层第一折射率材料层101和K层第二折射率材料层 102，K为自然数，K+1层第一折射率材料层101和K层第二折射率材料层102交替设置，第一折 射率材料层101和第二折射率材料层102的厚度均为蓝光波长的四分之一，第一折射率材料 层1 〇 1的折射率大于第二折射率材料层102的折射率。
[0034]当蓝光入射至该防蓝光薄膜100时，根据光的干涉相长干涉相消原理，所有由第二 折射率材料层102至第一折射率材料层101的界面的反射光之间是同相位的，并且由于第二 折射率材料层102的折射率小于第一折射率材料层101的折射率，由半波损失导致上述反射 光与入射光反相;所有由第一折射率材料层101至第二折射率材料层102的界面的反射光， 由于第一折射率材料层101和第二折射率材料层102的光程差，导致上述反射光之间的相位 差为180度的奇数倍，上述反射光也与入射光反相，结果导致所有反射光均是同相位的，反 射光相互叠加、相互增强，入射的蓝光绝大部分被防蓝光薄膜100反射，蓝光几乎不会从防 蓝光薄膜1 〇〇透射出去，因此起到了防蓝光伤害的效果。
[0035]进一步地，由于该防蓝光薄膜100为中空半球凸起103紧密排列构成的凸起阵列， 因此，从凸起一侧观看该防蓝光薄膜100时，不管观看者的视线离水平线的角度Θ为多少，即 不论防蓝光薄膜100另一侧的入射光的发射角为多少，入射光在各个第一折射率材料层101 和第二折射率材料层102的光程不会偏离第一折射率材料层101和第二折射率材料层102的 厚度太多，不会随角度Θ而发生较大改变，将主要对蓝光高反而不会过滤掉太多其他波长的 光，因此，极大地改善了色偏情况的发生，不仅起到了防蓝光伤害的效果，而且减小了斜射 光线由于光程变化引起的色偏问题。
[0036]由于造成人眼伤害的主要是波长440nm-470nm的高能量蓝光，因此，优选地，第一 折射率材料层101和第二折射率材料层102的厚度取440nm-470nm的四分之一，SPllOnm-117.5nm。理论计算表明，防蓝光薄膜100的层数越多，其反射率就越高，对蓝光的过滤效果 就越好，但考虑到防蓝光薄膜100的制备繁简程度和工艺实现性，层数不宜设置地过多，并 且层数过多将导致防蓝光薄膜100的厚度多大，对显示器的厚度将产生影响，因此，优选地， 选择防蓝光薄膜100的第一折射率材料层101和第二折射率材料层102的总层数2K+1，使得 防蓝光薄膜100的厚度不超过10微米。第一折射率材料层101的折射率与第二折射率材料层 102的折射率相差越大，防蓝光薄膜100的反射率就越高，对蓝光的过滤效果就越好，优选 地，第一折射率材料层101选择氮化硅、二氧化钛和二氧化锆中的至少一种，氮化硅的折射 率为1.7-3.0，二氧化钛的折射率为2.55-2.76，二氧化锆的折射率为2.1-2.2;第二折射率 材料层102选择二氧化硅、氟化镁、氧化铝中的至少一种，二氧化硅的折射率为1.42-1.55， 氟化镁的折射率为1.36-1.38,氧化铝的折射率为1.6-1.8。考虑到防蓝光薄膜100的高度不 能过高以方便加工组装，优选地，防蓝光薄膜100的中空半球凸起的外径r不超过10微米，所 述N和M的取值根据防蓝光薄膜100所要防护的面积和中空半球凸起的尺寸来确定。
[0037] 本实用新型的第二实施例的防蓝光薄膜100,为了达到简要说明的目的，上述第一 实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。
[0038] 参见图4和图5,图4示出了本实用新型第二实施例的防蓝光薄膜100的纵向剖面 图，图5为防蓝光薄膜的中空半球凸起103和中空半球凹陷104的局部放大示意图。该防蓝 光薄膜100整体上为一凹凸状薄膜，其包括N行中空半球凸起和N行中空半球凹陷，每行中空 半球凸起包括M个中空半球凸起103，每行中空半球凹陷包括M个中空半球凹陷104，N行中空 半球凸起和N行中空半球凹陷紧密交叉排列构成一凹凸阵列，该凹凸阵列每一列的纵剖面 为紧密交叉排列的半环形凸起形状和半环形凹陷形状，其中，M和N为正整数。
[0039] 由于该防蓝光薄膜100为中空半球凸起103和中空半球凹陷104紧密排列构成的凹 凸阵列，因此，从凸起一侧观看该防蓝光薄膜100时，不管观看者的视线离水平线的角度Θ为 多少，即不论防蓝光薄膜100另一侧的入射光的发射角为多少，入射光在各个第一折射率材 料层101和第二折射率材料层102的光程不会偏离第一折射率材料层101和第二折射率材料 层102的厚度太多，不会随角度Θ而发生较大改变，将主要对蓝光高反而不会过滤掉太多其 他波长的光；同样，从凹陷一侧观看该防蓝光薄膜100时，不管观看者的视线离水平线的角 度Θ为多少，即不论防蓝光薄膜100另一侧的入射光的发射角为多少，入射光在各个第一折 射率材料层101和第二折射率材料层102的光程不会偏离第一折射率材料层101和第二折射 率材料层102的厚度太多，不会随角度Θ而发生较大改变，将主要对蓝光高反而不会过滤掉 太多其他波长的光。因此，该防蓝光薄膜100从两个方向上均极大地改善了色偏情况的发 生，不仅起到了防蓝光伤害的效果，而且减小了斜射光线由于光程变化引起的色偏问题。
[0040] 本实用新型的第三实施例的防蓝光薄膜100,为了达到简要说明的目的，上述第一 实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。
[0041 ]该防蓝光薄膜100整体上为一凹凸状薄膜，该凹凸状薄膜呈一N行M列的凹凸阵列 形状，该凹凸阵列每一行包括M个中空半球凸起103和中空半球凹陷104,该中空半球凸起 103和中空半球凹陷104紧密交叉排列，其每一列的N个中空半球凸起103和中空半球凹陷 104也紧密交叉排列，该凹凸阵列每一行和每一列的纵剖面为紧密交叉排列的半环形凸起 形状和半环形凹陷形状。本实用新型的第三实施例的防蓝光薄膜100的纵向剖面图参见图 4,其中空半球凸起103和中空半球凹陷104的纵向剖面图参见图5,其中，M和N为正整数。 [0042]与第二实施例类似，由于该防蓝光薄膜100为中空半球凸起103和中空半球凹陷 104紧密排列构成的凹凸阵列，该防蓝光薄膜100也能从两个方向上改善色偏情况的发生， 不仅起到了防蓝光伤害的效果，而且减小了斜射光线由于光程变化引起的色偏问题。
[0043] 本实用新型的第四实施例的防蓝光薄膜100,为了达到简要说明的目的，上述任一 实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。
[0044] 其中，该防蓝光薄膜100为N个紧密排列的中空半圆柱凸起构成的波浪形薄膜，本 实用新型第四实施例的防蓝光薄膜100的纵向剖面图与图2相同，该防蓝光薄膜的纵剖面也 是紧密排列的半环形凸起形状，其中，N为正整数。
[0045] 优选地，防蓝光薄膜100的中空半圆柱凸起的外径r不超过10微米，所述N的取值根 据防蓝光薄膜100所要防护的面积和中空半圆柱凸起的尺寸来确定。
[0046] 本实用新型的第五实施例的防蓝光薄膜100,为了达到简要说明的目的，上述任一 实施例中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此，无需再重复相同叙述。
[0047] 其中，该防蓝光薄膜100为N个中空半圆柱凸起和N个中空半圆柱凹陷紧密交叉排 列构成的波浪形薄膜，本实用新型第五实施例的防蓝光薄膜100的纵向剖面图与图4相同， 该防蓝光薄膜100的纵剖面也是紧密交叉排列的半环形凸起形状和半环形凹陷形状，其中， N为正整数。
[0048]与第一、二实施例类似，从侧面观看第四、五实施例的防蓝光薄膜100时，不管观看 者的视线离水平线的角度θ为多少，入射光在各个第一折射率材料层101和第二折射率材料 层102的光程不会偏离第一折射率材料层101和第二折射率材料层102的厚度太多，不会随 角度Θ而发生较大改变，将主要对蓝光高反而不会过滤掉太多其他波长的光，因此，极大地 改善了色偏情况的发生，不仅起到了防蓝光伤害的效果，而且减小了斜射光线由于光程变 化引起的色偏问题。
[0049]本实用新型的第六实施例提供了一种显示用基板，该显示用基板包括上述任一 实施例中的防蓝光薄膜100。
[0050] 该显示用基板可以为LCD的阵列基板，该阵列基板还包括衬底和若干像素单元，像 素单元设置在衬底的一侧，防蓝光薄膜100设置在衬底的另一侧，即防蓝光薄膜100位于阵 列基板和下偏光片之间；或者防蓝光薄膜100设置在衬底和像素单元之间，防蓝光薄膜100 将背光模组发出的绝大部分蓝光反射，减少背光模组发出的蓝光伤害。
[0051] 该显示用基板可以为LCD的彩膜基板，该彩膜基板还包括衬底和若干像素单元，每 个像素单元包括红色光阻R、绿色光阻G和蓝色光阻B组成的彩色膜层和黑矩阵，像素单元设 置在衬底的一侧，防蓝光薄膜100设置在衬底的另一侧，即防蓝光薄膜100位于彩膜基板与 上偏光片之间；或者防蓝光薄膜100设置在衬底和像素单元之间，防蓝光薄膜100将背光模 组发出的绝大部分蓝光反射，减少背光模组发出的蓝光伤害。
[0052]该显示用基板可以为OLED的阵列基板，该阵列基板还包括衬底和若干像素单元， 防蓝光薄膜100设置在阵列基板的出光侧，即当像素单元的阳极透明、阴极不透明时，像素 单元设置在衬底的一侧，防蓝光薄膜100设置在衬底的另一侧，或者防蓝光薄膜100设置在 衬底和像素单元之间；当像素单元的阳极不透明、阴极半透明时，防蓝光薄膜100设置在像 素单元阴极之上；当像素单元的阳极透明、阴极半透明时，可将防蓝光薄膜100同时设置在 衬底的另一侧、衬底和像素单元之间和像素单元阴极之上。防蓝光薄膜100将像素单元发出 的绝大部分蓝光反射，减少像素单元发出的蓝光伤害。
[0053] 本实用新型的第七实施例提供了一种显示器，该显示器包括上述实施例中的显示 用基板。
[0054] 本实用新型的防蓝光薄膜100通过以下方法制备，如图6所示，该方法包括：
[0055] 制作防蓝光薄膜的基板模板，该基板模板的至少一个表面为非平面；以及在该基 板模板的非平面表面上形成防蓝光薄膜100。
[0056] 其中，制作防蓝光薄膜的基板模板具体包括:在基板的至少一个表面上制作半球 形凸起阵列;或半球形凹凸阵列;或紧密排列的半圆柱凸起结构;或紧密交叉排列的半圆柱 凸起和半圆柱凹陷结构，以制成基板模板。
[0057] 在该基板模板的非平面表面上形成防蓝光薄膜100具体包括:在基板模板的非平 面表面上依次形成交替排列的第一折射率材料层101和第二折射率材料层102,制成防蓝光 薄膜100;或者在平面基板上依次形成交替排列的第一折射率材料层101和第二折射率材料 层102以形成一多层薄膜，将该多层薄膜放置于基板模板的非平面表面上压制定型，制成防 蓝光薄膜100。
[0058]其中，依次形成交替排列的第一折射率材料层101和第二折射率材料层102,可以 采用蒸镀或化学气相沉积工艺。
[0059]至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员 应当对本实用新型的防蓝光薄膜有了清楚的认识。
[0060]需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术 领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限 于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更 改或替换，例如：
[0061 ] (1)防蓝光薄膜还可以是其他形状，只要可以减小色偏即可；
[0062] (2)实施例中提到的方向用语，例如"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"等，仅是参 考附图的方向，并非用来限制本实用新型的保护范围；
[0063] (3)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例 混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
[0064] 以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一 步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本 实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包 含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种防蓝光薄膜，其特征在于，所述防蓝光薄膜（100)具有非平面结构，对于从所述 防蓝光薄膜的至少一侧以不同发射角发出的光线，均具有较小的色偏。2. 如权利要求1所述的防蓝光薄膜，其特征在于，所述非平面结构的防蓝光薄膜具有多 个凸起，所述凸起向一侧或两侧凸起，形成一规则排列的凸起结构或凸凹结构。3. 如权利要求2所述的防蓝光薄膜，其特征在于，所述防蓝光薄膜（100)为一凸状薄膜， 其包括N X M个中空半球凸起(103 )，所述N X M个中空半球凸起（103)紧密排列构成N行M列的 凸起阵列，M和N为正整数。4. 如权利要求2所述的防蓝光薄膜，其特征在于，所述防蓝光薄膜（100)为一凹凸状薄 膜，其包括N行中空半球凸起和N行中空半球凹陷，每行中空半球凸起包括M个中空半球凸起 (103 )，每行中空半球凹陷包括M个中空半球凹陷（104 )，N行中空半球凸起和N行中空半球凹 陷紧密交叉排列构成一凹凸阵列，M和N为正整数。5. 如权利要求2所述的防蓝光薄膜，其特征在于，所述防蓝光薄膜（100)为一凹凸状薄 膜，所述凹凸状薄膜呈N行M列的凹凸阵列形状，凹凸阵列每一行包括M个中空半球凸起 (103)和中空半球凹陷（104)，该中空半球凸起（103)和中空半球凹陷（104)紧密交叉排列， 其每一列的N个中空半球凸起(103)和中空半球凹陷（104)也紧密交叉排列，M和N为正整数。6. 如权利要求2所述的防蓝光薄膜，其特征在于，所述防蓝光薄膜（100)为N个紧密排列 的中空半圆柱凸起构成的波浪形薄膜，N为正整数。7. 如权利要求2所述的防蓝光薄膜，其特征在于，所述防蓝光薄膜（100)为N个中空半圆 柱凸起和N个中空半圆柱凹陷紧密交叉排列构成的波浪形薄膜，N为正整数。8. 如权利要求1-7中任一项权利要求所述的防蓝光薄膜，其特征在于， 所述防蓝光薄膜（100)包括K+1层第一折射率材料层（101)和K层第二折射率材料层 (102 )，K为自然数，K+1层第一折射率材料层(101)和K层第二折射率材料层(102)交替设置， 第一折射率材料层和第二折射率材料层的厚度均为蓝光波长的四分之一，第一折射率材料 层的折射率大于第二折射率材料层的折射率。9. 一种显示用基板，其特征在于，包括上述任一项权利要求所述的防蓝光薄膜。10. 如权利要求9所述的显示用基板，其特征在于，所述显示用基板为阵列基板或彩膜 基板。11. 如权利要求10所述的显示用基板，其特征在于，所述阵列基板还包括衬底和若干像 素单元； 所述像素单元设置在所述衬底的一侧，所述防蓝光薄膜（100)设置在所述衬底的另一 侧，或者所述防蓝光薄膜设置在所述衬底和该像素单元之间。12. -种显示器，其特征在于，所述显示器包括权利要求9-11中任一项权利要求所述的 显不用基板。
【文档编号】G02B5/20GK205539556SQ201620189596
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】武延兵
【申请人】京东方科技集团股份有限公司