CN107305264A - 光学薄膜与包含其的显示装置 - Google Patents

光学薄膜与包含其的显示装置 Download PDF

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CN107305264A CN201610278541.XA CN201610278541A CN107305264A CN 107305264 A CN107305264 A CN 107305264A CN 201610278541 A CN201610278541 A CN 201610278541A CN 107305264 A CN107305264 A CN 107305264A
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于甄
李硕
高建聪
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Abstract

本申请提供了一种光学薄膜与包含其的显示装置。该光学薄膜包括基材层、增透膜与滤光膜，其中，增透膜设置在基材层的一个表面上；滤光膜设置在基材层的远离增透膜的表面上，滤光膜包括多个第一滤光层与多个第二滤光层，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。该光学薄膜中的滤光膜对红、绿、蓝的透过率较大，其它杂散光的透过率较小，提高入射光的色域；并且该光学薄膜中的增透膜减少了由于反射作用带来的光能损失，增加了光的透过率。

Description

光学薄膜与包含其的显示装置
技术领域
本申请涉及薄膜领域，具体而言，涉及一种光学薄膜与包含其的显示装置。
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，需要通过滤光膜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
本申请的主要目的在于提供一种光学薄膜与包含其的显示装置，以解决现有技术中的光学薄膜的透过率较低，不能获得较好的广色域效果的问题。
为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种光学薄膜，该光学薄膜包括基材层、增透膜与滤光膜，其中，增透膜设置在上述基材层的一个表面上；滤光膜设置在上述基材层的远离上述增透膜的表面上，上述滤光膜包括多个第一滤光层与多个第二滤光层，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≥20；上述第二滤光层的个数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。
进一步地，上述增透膜包括：至少一个第一增透层与至少一个第二增透层，其中，至少一个第一增透层，上述第一增透层的折射率n3≥2.3；至少一个第二增透层，与上述第一增透层交替设置，上述第二增透层的折射率n4≤1.5。
进一步地，上述第一增透层与上述第二增透层的厚度均在1～200nm之间。
进一步地，上述第一增透层的个数P≥3；上述第二增透层的个数Q≥3。
进一步地，上述第一增透层为TiO2层、Nb2O5层、Ta2O5层和/或ZnO层，上述第二增透层为SiO2层和/或MgF2层。
进一步地，上述增透膜中与上述基材层接触设置的为上述第一增透层。
根据本申请的另一方面，提供了一种显示装置，包括光学薄膜，该光学薄膜为上述的光学薄膜。
应用本申请的技术方案，上述的光学薄膜中的滤光膜中包含交替设置的第一滤光层与第二滤光层，二者由于折射率不同而形成干涉薄膜，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n2≥1.9，使得该光学薄膜可以同时高透红、绿、蓝三种颜色的光，低透除了该三色光之外的其它光，例如紫、青、黄、橙光，进而对白光进行提纯，提高入射光的色域。相比现有技术中的光学薄膜，该光学薄膜中的红、绿、蓝的透过率较大。另外，该光学薄膜中还包括增透膜，入射至增透膜的光在其两个表面上均发生反射，这两束反射光发生干涉进行抵消，从出射角度观察不到反射光，相当于入射光全部穿过了增透膜，因此，该增透膜减少了由于反射作用带来的光能损失，增加了光的透过率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请的一种典型的实施方式提供的一种光学薄膜的结构示意图；
图2示出了本申请的一种实施例提供的光学薄膜的结构示意图；以及
图3示出了实施例4的光学薄膜的透过率随波长的变化示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
1、增透膜；2、基材层；3、滤光膜；11、第一增透层；12、第二增透层；31、第一滤光层；32、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，现有技术中的滤光膜的透过率较低，不能获得较好的广色域效果的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种光学薄膜与包含其的显示装置。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提供了一种光学薄膜，该光学薄膜包括增透膜1、基材层2与滤光膜3，其中，增透膜1设置在基材层2的一个表面上；滤光膜3设置在上述基材层2的远离增透膜1的表面上，上述滤光膜3包括多个第一滤光层31与多个第二滤光层32，各个上述第一滤光层31的折射率n1≤1.6；多个第二滤光层32与上述第一滤光层31交替设置，各个上述第二滤光层32的折射率n2≥1.9。
上述的光学薄膜中的滤光膜3中包含交替设置的第一滤光层31与第二滤光层32，二者由于折射率不同而形成干涉薄膜，使得不同波长的光波经过该滤光膜3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31的折射率n1≤1.6，第二滤光层32的折射率n2≥1.9，使得该光学薄膜可以同时高透红、绿、蓝三种颜色的光，低透除了该三色光之外的其它光，例如紫、青、黄、橙光，进而对白光进行提纯，提高入射光的色域。相比现有技术中的光学薄膜，该光学薄膜中的红、绿、蓝的透过率较大。
另外，该光学薄膜中还包括增透膜1，入射至增透膜1的光在其两个表面上均发生反射，这两束反射光发生干涉进行抵消，从出射角度观察不到反射光，相当于入射光全部穿过了增透膜1，因此，该增透膜1减少了由于反射作用带来的光能损失，增加了光的透过率。
为了使得光学薄膜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31与第二滤光层32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，光学薄膜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31与各上述第二滤光层32的厚度均在10～500nm之间。第一滤光层31与第二滤光层32的厚度与其折射率相互配合，使得滤光膜能够在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，进一步降低光学薄膜对除了红光、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，提高光学薄膜的色域效果，本申请优选上述第一滤光层31的个数N≥10；上述第二滤光层32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31与第二滤光层32来提高光学薄膜的色域效果。
本申请的一种实施例中，上述第一滤光层31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32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31和上述第二滤光层32均设置在上述基材层2上，且与上述基材层2接触设置的可以为第一滤光层31，也可以是第二滤光层32。
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2接触设置的为第二滤光层32。基材层2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2的厚度在20～150μm之间，基材层2的全光透光率在89％～92％之间。
本申请中的滤光膜3与增透膜1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31与第二滤光层32。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。
为了进一步保证增透膜1具有较好的增透作用，如图2所示，本申请优选上述增透膜1包括：至少一个第一增透层11与至少一个第二增透层12，其中，各个上述第一增透层11的折射率n3≥2.3；第二增透层12与第一增透层11交替设置，各个上述第二增透层12的折射率n4≤1.5。第一增透层11与第二增透层12可以有效地改变出光强度，从而实现增透效果。
为了获得好的增透效果，且减少不必要的原材料浪费，上述第一增透层11与上述第二增透层12的厚度均在1～200nm之间。
本申请的另一种实施例中，上述第一增透层11的个数P≥3；上述第二增透层12的个数Q≥3。这样可以实现宽波段增透。
本申请中的上述第一增透层11可以为TiO2层、Nb2O5层、Ta2O5层、ZnO层中的一种或多种，上述第二增透层12可以为SiO2层、MgF2层中的一种或多种。但是并不限于上述列举的材料层，本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的材料层作为第一增透层11，也可以选择合适的材料层作为第二增透层12。
为了利于生产制造过程中进行光学监控，上述增透膜1中与上述基材层2接触设置的为上述第一增透层11。
本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种显示装置，包括光学薄膜，该光学薄膜为上述的光学薄膜。
该显示装置的光学薄膜为上述的光学薄膜，同时包括滤光膜3与增透膜1，使得显示装置具有较高的色阈值，具有较好的透过率。
为了使得本领域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来说明本申请的技术方案。
实施例1
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膜。其中，按照远离基材层的顺序，各层的厚度与折射率分别是：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。
采用物理沉积法，在PET基材层的远离滤光膜的表面上依次沉积TiO2层、SiO2层、TiO2层、SiO2层形成具有2层第一增透层与2层第二增透层的增透膜，进而形成光学薄膜，其中，TiO2层的厚度为18nm，折射率为2.35；SiO2层的厚度为26nm，折射率为1.46；TiO2层的厚度为30nm，折射率为2.35；SiO2层的厚度为94nm，折射率为1.46。
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基材层上依次设置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，形成滤光膜。其中，从与基材层接触设置的ZnS层开始，沿着远离基材层方向的10层(称为前10层)与实施例1的对应的10层相同，另外10层滤光层与前10层相同(对应的厚度与折射率均相同)，也就是说，实施例2的滤光膜相当于两个实施例1滤光膜的前10层。
采用物理沉积法，在PET基材层的远离滤光膜的表面上依次沉积TiO2层、SiO2层、TiO2层、SiO2层、TiO2层、SiO2层形成具有3层第一增透层与3层第二增透层的增透膜，进而形成光学薄膜，增透膜中的前4层与实施例1的增透膜的4层相同，包括材料与厚度，后面的TiO2层、SiO2层的折射率分别为2.35与1.46,厚度分别为100nm与5nm。
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5个第一滤光层与增加的5个第二滤光层与实施例2的前5个第一滤光层与5个第二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5
采用与实施例4相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例4的区别在于：滤光膜中各MgF2层的厚度为600nm，各冰晶石层的厚度为600nm。
实施例6
采用与实施例4相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例4的区别在于：滤光膜中各TiO2层的厚度为600nm，各Nb2O5层的厚度为600nm。
实施例7
采用与实施例4相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例4的区别在于：滤光膜中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。
实施例8
采用与实施例4相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例4的区别在于：增加了3个第一增透层与3个第二增透层，并且，增加的3个第一增透层与增加的3个第二增透层与实施例2的前3个第一增透层与3个第二增透层的设置顺序与材料完全相同。
实施例9
采用与实施例4相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例4的区别在于：第一增透层为Al2O3，其折射率为1.76。
实施例10
采用与实施例4相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例4的区别在于：第二增透层为Al2O3，其折射率为1.76。
实施例11
采用与实施例4相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例4的区别在于：第一增透层的厚度为350nm。
实施例12
采用与实施例4相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例4的区别在于：第二增透层的厚度为340nm。
对比例1
采用与实施例1相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例1的区别在于：滤光膜中冰晶石层均被Al2O3层代替，该层的折射率为1.76。
对比例2
采用与实施例1相同的方法制备光学薄膜，光学薄膜的结构与实施例1的区别在于：滤光膜中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膜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4的光学薄膜的透过率随波长的变化示意图为图3。
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。
表1
由实施例1至实施例12的测试数据与实施例由表1的数据可以看出，当第一滤光层的折射率n1≤1.6，第二滤光层的折射率n2≥1.9时，光学薄膜在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较高，在426～436nm、475～504nm、570～600nm波段平均透光率较低，显示装置的色域值较大；比较实施例4与其他的实施例的测试数据可知，当0.3≤n2-n1≤1.4，且各第一滤光层31与各第二滤光层32的厚度均在10～500nm之间，第一滤光层31的个数N≥20；第二滤光层32的个数M≥20，第一增透层11的折射率n3≥2.3，第二增透层12的折射率n4≤1.4，第一增透层11与第二增透层12的厚度均在1～200nm之间，第一增透层11的个数P≥3；第二增透层12的个数Q≥3时，光学薄膜在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波段平均透光率更低，显示装置的色域值更大。
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)、本申请的光学薄膜中同时包括增透膜与滤光膜，其中，滤光膜包含交替设置的第一滤光层与第二滤光层，二者由于折射率不同而形成干涉薄膜，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31的折射率n1≤1.6，第二滤光层32的折射率n2≥1.9，使得该光学薄膜可以同时高透红、绿、蓝三种颜色的光，低透除了该三色光之外的其它光，例如紫、青、黄、橙光，进而对白光进行提纯，提高入射光的色域。相比现有技术中的光学薄膜，该光学薄膜对红、绿、蓝的透过率较大。另外，该光学薄膜中还包括增透膜，入射至增透膜的光在其两个表面上均发生反射，这两束反射光发生干涉进行抵消，从出射角度观察不到反射光，相当于入射光全部穿过了增透膜，因此，该增透膜减少了由于反射作用带来的光能损失，增加了光的透过率。
2)、本申请中的显示装置的光学薄膜为上述的光学薄膜，同时包括滤光膜与增透膜，使得显示装置具有较高的色阈值，具有较好的透过率。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种光学薄膜，其特征在于，所述光学薄膜包括：
基材层(2)；
增透膜(1)，设置在所述基材层(2)的一个表面上；
滤光膜(3)，设置在所述基材层(2)的远离所述增透膜(1)的表面上，所述滤光膜(3)包括：
多个第一滤光层(31)，所述第一滤光层(31)的折射率n1≤1.6；以及
多个第二滤光层(32)，与所述第一滤光层(31)交替设置，所述第二滤光层(32)的折射率n2≥1.9。
2.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，0.3≤n2-n1≤1.4。
3.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，各所述第一滤光层(31)与各所述第二滤光层(32)的厚度均在10～500nm之间。
4.根据权利要求3所述的光学薄膜，其特征在于，所述第一滤光层(31)的个数N≥20；所述第二滤光层(32)的个数M≥20。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述第一滤光层(31)为冰晶石层、SiO2层和/或MgF2层。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述第二滤光层(32)为ZnS层、TiO2层、Nb2O5层、Ta2O5层和/或ZnO层。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，与所述基材层(2)接触设置的为所述第二滤光层(32)。
8.根据权利要求1所述的光学薄膜，其特征在于，所述增透膜(1)包括：
至少一个第一增透层(11)，所述第一增透层(11)的折射率n3≥2.3；以及
至少一个第二增透层(12)，与所述第一增透层(11)交替设置，所述第二增透层(12)的折射率n4≤1.5。
9.根据权利要求8所述的光学薄膜，其特征在于，所述第一增透层(11)与所述第二增透层(12)的厚度均在1～200nm之间。
10.根据权利要求8所述的光学薄膜，其特征在于，所述第一增透层(11)的个数P≥3；所述第二增透层(12)的个数Q≥3。
11.根据权利要求8所述的光学薄膜，其特征在于，所述第一增透层(11)为TiO2层、Nb2O5层、Ta2O5层和/或ZnO层，所述第二增透层(12)为SiO2层和/或MgF2层。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的光学薄膜，其特征在于，所述增透膜(1)中与所述基材层(2)接触设置的为所述第一增透层(11)。
13.一种显示装置，包括光学薄膜，其特征在于，所述光学薄膜为权利要求1至12中任一项所述的光学薄膜。
CN201610278541.XA 2016-04-29 2016-04-29 光学薄膜与包含其的显示装置 Pending CN107305264A (zh)

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