CN104992628B - 一种薄膜基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄膜基板及显示装置，涉及显示装置技术领域，能够在保证广色域的同时尽量避免蓝光危害。本发明公开的薄膜基板包括：衬底基板，设置在所述衬底基板之上的光转化层，设置在所述光转化层之上的短波蓝光反射膜层，其中，所述短波蓝光反射膜层将照射到其上的短波蓝光反射到所述光转化层，所述光转化层吸收短波蓝光。本发明公开的薄膜基板及显示装置适用于显示装置。

Description

一种薄膜基板及显示装置

技术领域

本发明涉及显示装置技术领域，尤其涉及一种薄膜基板及显示装置。

背景技术

广色域显示器能够提供丰富鲜艳的色彩效果，提升显示器的画质，实现高质量的色彩效果，因而成为目前市场上的一大主流方向。其中，所谓色域(Color Gamut)，指诸如显示器的某种图像显示设备所能表达的颜色数量所构成的范围区域，即图像显示设备所能表现的颜色范围。显示器所能表现的颜色范围越大，其色彩空间越广阔，所能显示的色彩种类就越多，色域范围也就越广。

为了实现广色域，显示器背光源所发出的光线中不可避免的会含有蓝光。但蓝光会对视网膜造成损害，甚至会造成人眼失明，即通常所说的蓝光危害。现有技术中，还没有关于能够有效解决如何在保证显示器具有广色域的同时尽量减少蓝光危害的办法。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种薄膜基板及显示装置，能够在保证显示装置具有广色域的同时尽量减少蓝光危害。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种薄膜基板，包括：

衬底基板，

设置在所述衬底基板之上的光转化层，

设置在所述光转化层之上的短波蓝光反射膜层，其中，所述短波蓝光反射膜层将照射到其上的短波蓝光反射到所述光转化层，所述光转化层吸收短波蓝光。

可选地，所述短波蓝光反射膜层包括至少一层短波蓝光反射层，以使照射到其上的短波蓝光全反射到所述光转化层；或者，

所述短波蓝光反射膜层包括至少一组干涉膜，以使短波蓝光相干涉而反射到所述光转化层；或者，

所述短波蓝光反射膜层包括四分之一波片和设置在所述四分之一波片之上的反射式偏光片，以使透过所述四分之一波片的短波蓝光经所述反射式偏光片反射到所述光转化层。

具体地，当所述短波蓝光反射膜层包括至少两层短波蓝光反射层时，所述至少两层短波蓝光反射层包括至少一层具有第一折射率的短波蓝光反射层和至少一层具有第二折射率的短波蓝光反射层，且所述具有第一折射率的短波蓝光反射层和所述具有第二折射率的短波蓝光反射层交替设置。

优选地，所述具有第一折射率的短波蓝光反射层和所述具有第二折射率的短波蓝光反射层的折射率之差小于或等于0.05，且大于0。

进一步地，所述光转化层包括交替设置的光转化区域和透射区域。

另外，所述薄膜基板还包括设置在所述光转化层之下的反射层，所述反射层包括交替设置的反射区域和透射区域，且所述反射区域与所述光转化区域一一对应。

优选地，所述光转化层的光转化区域和/或所述光转化层的透射区域的宽度小于或等于50μm。

优选地，所述光转化层的厚度小于或等于50μm。

可选地，所述光转化层包括量子点材料层或荧光粉材料层。

另一方面，本发明还提供了一种显示装置，包括：导光板及设置在所述导光板之上的上述任一技术方案提供的薄膜基板。

本发明提供的薄膜基板及显示装置，短波蓝光反射膜层能够将照射到其上的短波蓝光反射到光转化层中，并且光转化层能够吸收透过该光转化层的短波蓝光、或者吸收由短波蓝光反射膜层反射到该光转化层中的短波蓝光，这样，本发明实施例可以有效地降低光源中的短波长蓝光成分，从而尽量减少蓝光对人眼的损害；并且因光转化层吸收蓝光中的短波长蓝光而不吸收长波长蓝光，这样，光源中的蓝光半波峰宽度将变窄，当该薄膜基板应用于显示装置时，还能保证显示装置的广色域(或高色域)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的薄膜基板立体结构图；

图2为本发明实施例提供的第一种薄膜基板的具体结构图；

图3为光线穿过本发明实施例提供的薄膜基板后波长变化情况；

图4为本发明实施例提供的第二种薄膜基板具体结构图；

图5为光线穿过本发明实施例提供的第三种薄膜基板的四分之一波片和反射式偏光片时的偏振原理图；

图6为本发明实施例提供的另一种薄膜基板结构图；

图7为本发明实施例提供的一种显示装置的局部截面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

本发明实施例提供了一种薄膜基板，能够用于任何需要减少蓝光危害的装置中，尤其可以用于显示装置中，比如，该薄膜基板可以设置在显示装置的导光板之上。

如图1所示，本发明实施例提供了一种薄膜基板，包括：衬底基板10，

设置在衬底基板10之上的光转化层30，

设置在光转化层30之上的短波蓝光反射膜层50，其中，短波蓝光反射膜层30将照射到其上的短波蓝光反射到光转化层30，光转化层30吸收短波蓝光。

本发明实施例提供的薄膜基板，短波蓝光反射膜层30能够将照射到其上的短波蓝光反射到光转化层30中，并且光转化层30能够吸收透过该光转化层30的短波蓝光、或者吸收由短波蓝光反射膜层30反射到该光转化层30中的短波蓝光，这样，本发明实施例可以有效地降低光源中的短波长蓝光成分，从而尽量减少蓝光对人眼的损害；并且因光转化层30吸收蓝光中的短波长蓝光而不吸收长波长蓝光，这样，光源中的蓝光半波峰宽度将变窄，当该薄膜基板应用于显示装置时，还能保证显示装置的广色域(或高色域)。

此外，被吸收的短波蓝光还能被转化为其他颜色的光，比如红光或绿光，这样，本发明实施例提供的薄膜基板还能保证光转化层30的发光效率。

需要说明的是，本发明实施例中，所述的短波蓝光或短波长蓝光，是指波长较短的蓝光，或者可以理解为波长小于或等于预定波长的蓝光，通常地，该预定波长可以为450nm、440nm或430nm。

本发明实施例中，短波蓝光反射膜层50可以以多种形式实现，比如如图2所示，短波蓝光反射膜层50可以包括至少一层短波蓝光反射层51，以使照射到其上的短波蓝光全反射到光转化层30。

具体地，短波蓝光反射层51通常为具有一定折射率的透明薄膜。参考三棱镜分光现象或透镜周边光影黄化理论可知，同一媒质对不同波长的光具有不同的折射率，在对可见光为透明的媒质内，折射率常随波长的减小而增大，即红光的折射率最小，紫光的折射率最大。

当本发明实施例中的薄膜基板应用于显示装置中时，其背光源提供的光中通常含有蓝光、红光和绿光，这样，因蓝光波长较短，与其他颜色长波长的光比如红光和绿光相比，在相同环境下，蓝光通常折射率较大，在全反射临界条件下更易形成全反射。这样，通过调整短波蓝光反射层51的折射率，可以对全波长光强进行调制，使其能够对短波蓝光进行一定比例的反射，并能使其他颜色光比如红光或绿光透射。

优选地，为了尽量保证短波蓝光被反射到光转化层30，可以设置多层短波蓝光反射层51，比如两层、三层、四层或更多。如图2所示，这些短波蓝光反射层51可以包括具有第一折射率的短波蓝光反射层511和具有第二折射率的短波蓝光反射层513，且具有第一折射率的短波蓝光反射层511和具有第二折射率的短波蓝光反射层513交替设置。这样，光束会穿过多层短波蓝光反射层51并发生折射或全反射，从而增加了短波蓝光被反射回光转化层30的几率。

其中，具有第一折射率的短波蓝光反射层511和具有第二折射率的短波蓝光反射层513折射率的差值不宜过大，通常二者折射率之差可以小于或等于0.05且大于0，比如小于或等于0.05、0.04、0.03、0.02或0.01，从而可以防止因二者折射率差值过大而对长波长蓝光反射过度，避免长波长蓝光损失严重。

具体地，具有第一折射率的短波蓝光反射层511的折射率n1和具有第二折射率的短波蓝光反射层513的折射率n2可以根据实际需求进行选择，从而使其以用户预想的比例对短波蓝光进行反射。比如，折射率n1可以为1.45，折射率n2可以为1.48。

具有第一折射率的短波蓝光反射层511和具有第二折射率的短波蓝光反射层513的厚度也可以根据实际需求进行选择，比如，各层具有第一折射率的短波蓝光反射层511和具有第二折射率的短波蓝光反射层513可以为2-10μm，例如2μm、3μm、5μm、7μm或10μm，优选5μm左右。

如图2所示，当本发明实施例中的薄膜基板应用于显示装置中时，背光源(未示出)的光照射到多层短波蓝光反射层51上，短波蓝光a在各层短波蓝光反射层51界面处较易发生全反射，会一定程度的被反射到光转化层30，从而被吸收并被转化为红光b或绿光c；而波长较长的红光b或绿光c则通过折射透过该短波蓝光反射层51，即便它们被反射到光转化层30，因光转化层30不对它们进行吸收，这些光会通过设置在薄膜基板之下的反射片(未示出)再次被反射到短波蓝光反射层51。整体上，通过短波蓝光反射层51和光转化层30的设置，背光源中短波蓝光被部分吸收转化，而长波蓝光则被反射的较少，从而使蓝光的半波宽变窄，如图3所示，蓝光的半波宽由D1减少为D2，因此，蓝光饱和度上升，弥补了蓝光峰值向长波偏移问题，尽可能保证了显示装置高色域的实现。

或者，短波蓝光反射膜层50可以包括至少一组干涉膜，以使短波蓝光相干涉而反射到光转化层。

具体地，单层干涉膜的厚度可以为1/4波长，其中，该波长数值可以等于需要吸收的短波蓝光(即特定波长光线)的波长，具体地，该波长数值可以在430nm左右的一定范围内，比如该波长可以为450nm、440nm、430nm或420nm，例如，当波长数值为432nm时即干涉膜厚度为108nm时，干涉膜对432nm波长的光线处于最强反射状态，而对波长处于432nm两侧的光线反射程度逐渐递减。短波蓝光因相干涉而反射到光转化层30的原理与法布里-珀罗(F-P)腔类似，即根据设置的干涉膜膜厚及两层干涉膜的折射率高低的排列顺序，形成相干光，从而使特定波长形成强反射。

如图4所示，干涉膜组53可以包括交替设置的具有高折射率的干涉膜531与具有低折射率的干涉膜533，具体地，本发明实施例对干涉膜531和533的具体折射率没有要求，本领域技术人员可以根据实际情况具体选择。当然，二者的折射率差值越大，越容易产生反射。

这样，当光源的入射光照射到干涉膜组53上时，会在各层干涉膜的界面处产生反射，且由于单层干涉膜531或533的厚度均为1/4波长，这样，每层干涉膜的上表面和下表面反射回来的光相位相差180度，从而形成相长干涉，即该特定波长及周边波长反射光增强，经过多层干涉膜厚之后，反射系数趋近1，也就是说，通过设定干涉膜的厚度，可以使干涉膜组53对所需反射的短波蓝光进行反射，从而将其反射到光转化层中。

或者，短波蓝光反射膜层可以包括四分之一波片和设置在四分之一波片之上的反射式偏光片，以使透过四分之一波片的短波蓝光经反射式偏光片反射到光转化层。

图5为光线穿过四分之一波片和反射式偏光片时的偏振原理图。在该图5中，为清楚明确地表示光线的穿透与反射情况，将入射光线与反射光线分层示出，其实际上是在一条直线上的，并且，实际上反射式偏光片553、四分之一波片551、光转化层30是依次层叠设置的。

如图5所示，假设四分之一波片551的波片参数选定为λ₂，光源中波长为λ₁和λ₂的椭圆偏振光照射到四分之一波片551上时，四分之一波片551使λ₂光产生π/2奇数倍的相位延迟，从而使椭圆偏振光λ₂变为线偏振光；因该波片551只对特定波长的λ₂光产生确定的相位变化，因此，λ₁光经过波片551后的出射光仍然是椭圆偏振光。从波片551中射出的线偏光λ₂以及椭圆偏振光λ₁到达与线偏光λ₂出射偏光方向相同的反射式偏光片553后，线偏光λ₂及线偏光λ₁被反射回波片551，而λ₁光中其他偏振方向的光线透射出反射式偏光片553。被反射回的线偏光λ₂经波片551后因相位延迟又变为椭圆偏振光λ₂，而后被光转化层30吸收转化为其他波长的光；而被反射回的线偏光λ₁通过光转化层30后解偏振，变成椭圆偏振光λ₁。

具体地，本发明实施例中，四分之一波片551的波片参数可以选定为430nm左右，比如450nm、440nm、430nm或420nm。这样，当薄膜基板应用于显示装置中时，四分之一波片551和反射式偏光片553能够将短波蓝光限定在反射式偏光片553与设置在该薄膜基板之下的反射片93之间，从而使短波蓝光数次经过光转化层30直至完全被转化为红光和/或绿光。

本发明实施例中，如图1所示，光转化层30可以在整个层上均为光转化区域，即光转化材料均匀分布在整个光转化层30上；或者，如图6所示，光转化层30可以包括交替设置的光转化区域31和透射区域33，其中，光转化区域31均匀分布有光转化材料，而透射区域33通常为透明材质，比如UV固化胶，而不含有光转化材料。这样，可以使光源中的一部分光直接经透射区域33穿过该薄膜基板，从而避免蓝光被过度吸收转化。

光转化层30的光转化区域31和/或透射区域33的宽度均可以小于或等于50μm，比如为50μm、40μm、30μm、20μm或更小，这样，从光转化层30射出的光线混合得较为均匀，不会因透射区域33出射的光线中蓝光成分多于光转化区域31的蓝光成分而显示出明显的条纹状，从而影响显示效果。

如图6所示，本发明实施例提供的薄膜基板还可以包括设置在光转化层30之下的反射层70，具体地，该反射层70可以设置在光转化层30与衬底基板10之间，也可以设置在衬底基板10之下，总之，只要反射层70设置在光转化层30之下即可。

反射层70可以包括交替设置的反射区域71和透射区域73，且反射区域71与光转化层30的光转化区域31一一对应。这样，当该薄膜基板应用在显示装置中时，背光源中的一部分光能够通过反射区域71反射回来，再通过设置在该薄膜基板下方的背光源组件中的反射片反射到光转化层30的透射区域33并斜穿光转化区31，从而使透过该光转化层30的光线分散性更好，光线均匀性更高，还可以避免长波长蓝光被光转化层过度吸收转化。

进一步地，光转化层30的厚度小于或等于50μm，这样，可以使反射层70反射回来的光线刚好通过透射区域33并斜穿光转化区31。

本发明实施例中，光转化层可以包括量子点材料层或荧光粉材料层，即光转化层中的光转化材料可以为量子点材料或荧光粉材料。关于量子点材料或荧光粉材料的研究已经相当成熟，例如，通常可以通过控制量子点的粒径来控制它的吸收波长及发射波长，本领域技术人员可以根据实际情况具体选择，本发明对量子点材料或荧光粉材料不作详细描述。例如，对于本发明实施例，能够吸收短波蓝光并将其转化为红光和/或绿光的量子点材料的粒径通常可以为2.5nm～6.3nm。

衬底基板10优选为透明基板，其厚度可以根据实际情况具体选择，比如可以为小于或等于10μm、8μm、5μm、3μm或更小，本发明对此不作具体限定。

本发明实施例提供的薄膜基板，各个膜层比如光转化层30、短波蓝光反射膜层50和反射层70依次复合在一起，当短波蓝光进入到该薄膜基板后，将在上层短波蓝光反射膜层50处经过反射被光转化层30吸收并转化为红绿光线；因光转化区域31和透射区域33交替设置且间距较小，出射时将会混为白光，不会影响显示效果。

本发明实施例提供的薄膜基板可以尽量降低蓝光危害，同时能够保留其高色域的特点。本发明实施例利用在光转化层上增加光学功能膜短波蓝光反射膜层的方法，使得光源中的短波蓝光成分更大比例的反射回光转化层，经过吸收转化为红绿光，减少光学能量浪费，同时通过控制短波蓝光反射膜层和光转化层的参数调整使得它们仅对450nm以下的波长光有较大比例反射和吸收转化，进而减少蓝光区域半波宽，保证高色域达成。

相应地，如图7所示，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：导光板91，以及设置在导光板之上的薄膜基板100，其中，该薄膜基板100为本发明实施例提供的任意一种薄膜基板。

本发明实施例提供的显示装置，短波蓝光反射膜层能够将照射到其上的短波蓝光反射到光转化层中，并且光转化层能够吸收透过该光转化层的短波蓝光、或者吸收由短波蓝光反射膜层反射到该光转化层中的短波蓝光，这样，本发明实施例可以有效地降低背光源中的短波长蓝光成分，从而尽量减少蓝光对人眼的损害；并且因光转化层吸收蓝光中的短波长蓝光而不吸收长波长蓝光，这样，背光源中的蓝光半波峰宽度将变窄，显示装置还能够保证广色域(或高色域)的显示效果。

此外，被吸收的短波蓝光还能转化为红光和/或绿光，从而保证光转化层的发光效率。

图7具体示出了薄膜基板100在显示装置中的位置，即薄膜基板100可以设置在导光板91之上，导光板91之下还设有反射片93；薄膜基板100之上可以设有棱镜片95和保护板97。

需要说明的是，当薄膜基板100应用于显示装置中时，该显示装置可以以蓝光作为光源，通过调整光转化层的光转化区域，该显示装置还可以以白光作为光源。总之，通过调整光转化区域的尺寸及光转化材料的吸光性质，或者还可以通过调整短波蓝光反射膜层的反射情况，薄膜基板可以根据用户的具体需求吸收转化目标短波蓝光，从而实现在保证高色域的情况下尽量减少蓝光危害。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种薄膜基板，其特征在于，包括：

衬底基板，

设置在所述衬底基板之上的光转化层，

设置在所述光转化层之上的短波蓝光反射膜层，其中，所述短波蓝光反射膜层将照射到其上的短波蓝光反射到所述光转化层，所述光转化层吸收短波蓝光，

所述短波蓝光反射膜层包括四分之一波片和设置在所述四分之一波片之上的反射式偏光片，以使透过所述四分之一波片的短波蓝光经所述反射式偏光片反射到所述光转化层。

2.根据权利要求1所述的薄膜基板，其特征在于，所述光转化层包括交替设置的光转化区域和透射区域。

3.根据权利要求2所述的薄膜基板，其特征在于，所述薄膜基板还包括设置在所述光转化层之下的反射层，所述反射层包括交替设置的反射区域和透射区域，且所述反射区域与所述光转化区域一一对应。

4.根据权利要求2所述的薄膜基板，其特征在于，所述光转化层的光转化区域和/或所述光转化层的透射区域的宽度小于或等于50μm。

5.根据权利要求2所述的薄膜基板，其特征在于，所述光转化层的厚度小于或等于50μm。

6.根据权利要求1所述的薄膜基板，其特征在于，所述光转化层包括量子点材料层或荧光粉材料层。

7.一种显示装置，其特征在于，包括：导光板及设置在所述导光板之上的如权利要求1-6任一项所述的薄膜基板。