CN107305263A - 滤光片、直下式显示装置与侧入式显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了滤光片、直下式显示装置与侧入式显示装置。该滤光片包括基材层与设置在基材层表面上的滤光膜，滤光膜包括：多个第一滤光层，第一滤光层的折射率n₁≤1.6；多个第二滤光层，与第一滤光层交替设置，第二滤光层的折射率n₂≥1.9。该滤光膜中折射率不同的第一滤光层与第二滤光层形成干涉薄膜，使得该滤光膜可以同时高透红、绿、蓝三种颜色的光，低透除了该三色光之外的其它光。

Description

滤光片、直下式显示装置与侧入式显示装置

技术领域

本发明涉及薄膜领域，具体而言，涉及一种滤光片、直下式显示装置与侧入式显示装置。

背景技术

色域通常被人们称作色彩空间，代表了一个色彩影像所能表现色彩空间的色彩的具体情况。人们在影音方面则多采用的是NTSC(National Television Standards Committee)定义。NTSC是由美国国家电视标准委员会负责开发的一套标准电视广播传输和接收协议，比sRGB(standard Red Green Blue)标准涵盖更广的颜色。

国际标准是色域能达到NTSC92％的即为广色域，广色域是一种进阶的色彩背光技术。一般显示器的背光采用白光LED，即两色混合的LED，色域大约为NTSC72％左右。而广色域显示器的背光采用红/绿/蓝三色混合的广色域LED，色彩无比鲜艳，色域大约在92％～110％左右。

例如，申请号为CN201410480126.3的专利申请文件中公开了一种广色域LED发光器件，通过在LED芯片的出光面表面包覆荧光转化层将色域提升至95％，但无法获得更高的色域。

广色域的LED作为背光源时，为了使得显示器具有较好的色域表现，需要通过滤光片将影响色域的光线滤掉，宏腾光电股份有限公司申请号为201210333597.2专利申请文件提供了一种广色域膜，用于将除了红光、绿光与蓝光之外的其它光过滤，但是，该广色域膜在三基色光波段透过率较低，平均不足70％，不能达到较好的广色域效果，并且，背光源发出的各色光经过此广色域膜的光损失较大，导致要达到同等亮度需要耗费更多的电能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种滤光片、直下式显示装置与侧入式显示装置，以解决现有技术中的滤光片的透过率较低，不能获得较好的广色域效果的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种该滤光片，该滤光片包括基材层与设置在上述基材层表面上的滤光膜，上述滤光膜包括：多个第一滤光层，上述第一滤光层的折射率n₁≤1.6；多个第二滤光层，与上述第一滤光层交替设置，上述第二滤光层的折射率n₂≥1.9。

进一步地，0.3≤n₂-n₁≤1.4。

进一步地，各上述第一滤光层与各上述第二滤光层的厚度均在10～500nm之间。

进一步地，上述第一滤光层的个数N≥10；上述第二滤光层的个数M≥10。

进一步地，上述N≥20，上述M≥20。

进一步地，上述第一滤光层为冰晶石层、SiO₂层和/或MgF₂层。

进一步地，上述第二滤光层为ZnS层，TiO₂层，Nb₂O₅层、Ta₂O₅层和/或ZnO层。

进一步地，与上述基材层接触设置的为上述第二滤光层。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种直下式显示装置，该直下式显示装置包括背光模块与显示面板，其中，上述背光模块包括光源与滤光片，上述滤光片设置在上述光源的一侧，其中，该滤光片为上述的滤光片。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种侧入式显示装置，该侧入式显示装置包括背光模块与显示面板，其中，上述背光模块包括光源、滤光片与导光板，上述滤光片设置在上述光源与上述导光板之间，其中，该滤光片为上述的滤光片。

应用本发明的技术方案，滤光膜中折射率不同的第一滤光层与第二滤光层形成干涉薄膜，使得不同波长的光波经过该滤光膜时，透射率不同，进而实现了滤除杂散光，保留有用光的目的。并且，第一滤光层的折射率n₁≤1.6，第二滤光层的折射率n≥1.9，使得该滤光片可以同时高透红、绿、蓝三种颜色的光，低透除了该三色光之外的其它光，例如紫、青、黄、橙光，进而对白光进行提纯，提高入射光的色域。相比现有技术中的滤光片，该滤光片中的红、绿、蓝的透过率较大。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种典型的实施方式提供的滤光片的结构剖面示意图；以及

图2示出了实施例5中的滤光片透射谱；以及

图3示出了显示装置的色域图对比图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、基材层；2、滤光膜；21、第一滤光层；22、第二滤光层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中的滤光片的透过率较低，不能获得较好的广色域效果，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种滤光片、直下式显示装置与侧入式显示装置。

本申请一种典型的实施方式中，提供了一种滤光片，如图1所示(省略号表示省略的部分滤光层)，该滤光片包括基材层1与设置在基材层1上的滤光膜2，滤光膜2包括多个第一滤光层21与多个第二滤光层22，其中，各个第一滤光层21的折射率n₁≤1.6；第二滤光层22与上述第一滤光层21交替设置，各个上述第二滤光层22的折射率n₂≥1.9。

该滤光膜2中折射率不同的第一滤光层21与第二滤光层22形成干涉薄膜，使得不同波长的光波经过该滤光膜2时，透射率不同，进而实现了滤除杂散光，保留有用光的目的。并且，第一滤光层21的折射率n₁≤1.6，第二滤光层22的折射率n₂≥1.9，使得该滤光片可以同时高透红、绿、蓝三种颜色的光，低透除了该三色光之外的其它光，例如紫、青、黄、橙光，进而对白光进行提纯，提高入射光的色域。相比现有技术中的滤光片，该滤光片中的红、绿、蓝的透过率较大。

为了使得滤光片获得更好的色域效果，本申请优选0.3≤n₂-n₁≤1.4，通过将第一滤光层21与第二滤光层22的折射率差设置在此范围内，折射率差值越大，从高透射区域过渡到低透射区域经过的波段越窄，消除的杂光越多，滤光片获得的色域效果越好。

本申请的另一种实施例中，各上述第一滤光层21与各上述第二滤光层22的厚度均在10～500nm之间。第一滤光层21与第二滤光层22的厚度与其折射率相互配合，使得滤光片能够在447～467nm(对应蓝光)、520～554nm(对应绿光)、615～660nm(对应红光)波段平均透光率更高，在426～436nm、475～504nm、570～600nm波段平均透光率较低。

为了获得更好的干涉效果，进一步降低滤光片对除了红光、蓝光与绿光之外的其它光的透过率，同时，提高对红光、蓝光与绿光的透过率，进而，提高滤光片的色域效果，本申请优选上述第一滤光层21的个数N≥10；上述第二滤光层22的个数M≥10。

本申请中的另一种实施例中，优选上述N≥20，上述M≥20，这样通过设置更多的第一滤光层21与第二滤光层22来提高滤光片的色域效果。

本申请的一种实施例中，上述第一滤光层21为冰晶石层、SiO₂层和MgF₂层中的一种，也可以是冰晶石层、SiO₂层和MgF₂层中的多种。

本申请的一种实施例中，上述第二滤光层22为ZnS层，TiO₂层，Nb₂O₅层、Ta₂O₅层和ZnO层中的一种，也可以是ZnS层，TiO₂层，Nb₂O₅层、Ta₂O₅层和ZnO层中的多种

上述第一滤光层21和上述第二滤光层22均设置在上述基材层1上，且与上述基材层1接触设置的可以为第一滤光层21，也可以是第二滤光层22。

本申请的一种优选实施例中，为了利于生产制造过程中进行光学监控，优选与基材层1接触设置的为第二滤光层22。基材层1可以是玻璃层，石英层、PET层、PI层、COP层、COC层与PE层中的一种。本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料。基材层1的厚度在20～150μm之间，基材层1的全光透光率在89％～92％之间。

本申请中的滤光膜2可以采用现有技术中的可实现的任何制备方法，例如，可采用物理和化学沉积的方法，调整好工艺，交替沉积一定厚度的第一滤光层21与第二滤光层22。本申请中的一种优选实施例中，在制备过程中使用光学在线监控，以精确控制各层的光学厚度，辅助以晶控控制物理厚度。

本申请中的另一种典型的实施方式中，提供了一种直下式显示装置，该直下式显示装置中包括背光模块与显示面板，其中，背光模块中包括光源与滤光片，滤光片设置在光源的一侧，显示面板设置在滤光片的远离光源的一侧，滤光片为上述的滤光片。

该直下式显示装置中由背光模块的光源发出的光，入射到滤光片中，红光、蓝光与绿光之外的光大部分被截止，红光、蓝光与绿光透过滤光片进入到显示面板中，显示面板显示对应的图像。该滤光片的红光、蓝光与绿光的透过率较高，红光、蓝光与绿光之外的光透光率较低，具有较好的色域效果，使得该显示装置的色彩更鲜艳，更加接近自然色，提高了显示装置的色域值。

本申请中的一种实施例中，提供了一种侧入式显示装置，上述侧入式显示装置的背光模块中包括光源、滤光片与导光板，滤光片设置在光源与导光板之间，显示面板设置在导光板的出光面一侧，侧入式显示装置背光模块与显示面板的位置关系是本领域技术人员公知的，此处就不再赘述了，该滤光片为上述的滤光片。

该侧入式显示装置由于具有上述的滤光片，使得其具有较高的色阈值。

为了使得本领域的技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例进行详细地说明。

实施例1

采用物理沉积法，在厚度为50μm、全光透过率为90％的PET基材层的表面上依次沉积ZnS层、冰晶石层、TiO₂层、MgF₂层、Nb₂O₅层、冰晶石层、Ta₂O₅层、SiO₂层、ZnO层、MgF₂层与ZnS层，形成具有5个第一滤光层与6个第二滤光层的滤光片。其中，各个滤光层(按照沉积的顺序)的折射率与厚度依次是：ZnS层的折射率为2.35，厚度为214nm；冰晶石层的折射率为1.34，厚度为167nm；TiO₂层的折射率为2.35，厚度为137nm；MgF₂层的折射率为1.38，厚度为116nm；Nb₂O₅层的折射率为2.3，厚度为67nm；冰晶石层的折射率为1.34，厚度为89nm；Ta₂O₅层的折射率为2.1，厚度为78nm；SiO₂层的折射率为1.46，厚度为23nm；ZnO层的折射率为2，厚度为47nm；MgF₂层的折射率为1.38，厚度为74nm；ZnS层的折射率为2.35，厚度为18nm。

实施例2

采用与实施例1相同的方法，在厚度为50μm、全光透过率为90％的PET基材层上依次沉积ZnS层、冰晶石层、TiO₂层、MgF₂层、Nb₂O₅层、冰晶石层、Ta₂O₅层、SiO₂层、ZnO层、MgF₂层，ZnS层、冰晶石层、TiO₂层、MgF₂层、Nb₂O₅层、冰晶石层、Ta₂O₅层、SiO₂层、ZnO层与MgF₂层，10个第一滤光层与10个第二滤光层，形成滤光片。按照沉积顺序设置的前10层的滤光层与后10层滤光层完全相同(包括材料与厚度)，并且，前10层滤光层与实施例1的前10层滤光层完全相同。

实施例3

采用与实施例2相同的方法，与实施例2的区别在于，增加了5个第一滤光层与5个第二滤光层，并且，增加的这10层滤光层与实施例2的前10层滤光层的设置顺序与材料完全相同。

实施例4

采用与实施例3相同的方法，与实施例3的区别在于，依次增加ZnS层与冰晶石层，形成具有16个第一滤光层与16个第二滤光层的滤光片，其中，ZnS层的折射率为2.35，厚度为214nm；冰晶石层的折射率为1.34，厚度为167nm。

实施例5

采用与实施例2相同的方法，与实施例2区别在于，增加了10个第一滤光层与10个第二滤光层，并且，增加的10个第一滤光层与增加的10个第二滤光层与实施例2的设置顺序与材料完全相同。

实施例6

采用与实施例5相同的方法制备滤光片，滤光片的结构与实施例5的区别在于：各MgF₂层的厚度为600nm，各冰晶石层的厚度为600nm。

实施例7

采用与实施例5相同的方法制备滤光片，滤光片的结构与实施例5的区别在于：各TiO₂层的厚度为600nm，各Nb₂O₅层的厚度为600nm。

实施例8

采用与实施例5相同的方法制备滤光片，滤光片的结构与实施例5的区别在于：ZnS层均被锑化钙层代替，该层的折射率为3.8，冰晶石层与锑化钙层的折射率差为2.46。

对比例1

采用与实施例1相同的方法制备滤光片，滤光片的结构与实施例1的区别在于：冰晶石层均被Al₂O₃层代替，该层的折射率为1.76。

对比例2

采用与实施例1相同的方法制备滤光片，滤光片的结构与实施例1的区别在于：ZnS层均被Al₂O₃层代替，该层的折射率为1.76。

采用分光光度计对上述各实施例与对比例中的滤光片的滤光性能进行测试，分别对其在426～436nm、447～467nm、475～504nm、520～554nm、570～600nm与615～660nm波段的透光率进行测试，测试结果见表1，实施例5的光学薄膜的透过率随波长的变化示意图为图2。

同时，将各个实施例与对比例中的滤光片运用在侧入式显示装置中，各显示装置除了滤光片不同，其它均相同。采用辉度计对各个显示装置的色域值进行测试，测试结果见表1，且图3示出了原显示装置、第一显示装置、第二显示装置、第三显示装置、第四显示装置的色域对比图；其中，原显示装置为不设置滤光片的侧入式显示装置，第一显示装置将实施例2的滤光片设置在侧入式显示装置形成的显示装置，第二显示装置为将实施例3的滤光片设置在侧入式显示装置形成的显示装置，第三显示装置为将实施例4的滤光片设置在侧入式显示装置形成的显示装置，第四显示装置为将实施例5的滤光片设置在侧入式显示装置形成的显示装置(各显示装置中除了在滤光片上具有区别外，其它均是相同的)，各个显示装置的色域对比图，具体的色域数据见表2。

表1

表2

由表1中的内容可知，当滤光片中同时包括折射率≤1.6的多个第一滤光层与折射率≥1.9的多个第二滤光层，且述第一滤光层与各上述第二滤光层的厚度均在10～500nm之间；第一滤光层的个数N≥10；上述第二滤光层的个数M≥10，与上述基材层接触设置的为上述第二滤光层时，显示装置中的色域值较高，其显示效果较好。由表2的数据可知，采用本申请的滤光片形成的显示装置的色域NTSC较高，能够获得较高的色域。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的滤光片中的滤光膜通过交替设置第一滤光层与第二滤光层形成光学干涉薄膜，并且，第一滤光层的折射率n₁≤1.6，第二滤光层n₂≥1.9，使得该滤光片可以同时透过红、绿、蓝三种颜色的光，过滤掉除了该三色光之外的其它光，例如紫、青、黄、橙光，进而对白光进行提纯，提高入射光的色域。相比现比有技术中的滤光片，该滤光片中的红、绿、蓝的透过率较大。

2)、本申请中的直下式显示装置中由背光模块发出的光，入射到滤光片中，红光、蓝光与绿光之外的光反射回到背光模块中，红光、蓝光与绿光透过滤光片进入到显示面板中，显示面板显示对应的图像。该滤光片的红光、蓝光与绿光的透过率较高，红光、蓝光与绿光之外的光透光率较低，具有较好的色域效果，使得该显示装置的色彩更鲜艳，更加接近自然色，提高了显示装置的色域值。

3)、本申请中的侧入式显示装置与直下式显示装置由于具有上述的滤光片，具有较高的色域值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种滤光片，其特征在于，包括基材层(1)与设置在所述基材层(1)表面上的滤光膜(2)，所述滤光膜(2)包括：

多个第一滤光层(21)，所述第一滤光层(21)的折射率n₁≤1.6；以及

多个第二滤光层(22)，与所述第一滤光层(21)交替设置，所述第二滤光层(22)的折射率n₂≥1.9。

2.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，0.3≤n₂-n₁≤1.4。

3.根据权利要求1所述的滤光片，其特征在于，各所述第一滤光层(21)与各所述第二滤光层(22)的厚度均在10～500nm之间。

4.根据权利要求3所述的滤光片，其特征在于，所述第一滤光层(21)的个数N≥10；所述第二滤光层(22)的个数M≥10。

5.根据权利要求4所述的滤光片，其特征在于，所述N≥20，所述M≥20。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的滤光片，其特征在于，所述第一滤光层(21)为冰晶石层、SiO₂层和/或MgF₂层。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的滤光片，其特征在于，所述第二滤光层(22)为ZnS层，TiO₂层，Nb₂O₅层、Ta₂O₅层和/或ZnO层。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的滤光片，其特征在于，与所述基材层(1)接触设置的为所述第二滤光层(22)。

9.一种直下式显示装置，包括：

背光模块，包括光源与滤光片，所述滤光片设置在所述光源的一侧；

显示面板；

其特征在于，所述滤光片为权利要求1至8中任一项所述的滤光片。

10.一种侧入式显示装置，包括：

背光模块，包括光源、滤光片与导光板，所述滤光片设置在所述光源与所述导光板之间；

显示面板；

其特征在于，所述滤光片为权利要求1至8中任一项所述的滤光片。