CN108594345A - 一种光子晶体、qled装置、显示面板、眼镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光子晶体、QLED装置、显示面板、眼镜。光子晶体包括具有不同折射率的第一介质层和第二介质层，第一介质层和第二介质层交替层叠设置，光子晶体能够阻挡波长为420nm～470nm的蓝光通过。显示面板包括该光子晶体，该光子晶体设置在显示面板的出光侧。通过将该光子晶体设置在显示面板的出光侧，从而光子晶体可以阻挡波长为420nm～470nm的蓝光射出，避免了波长为420nm～470nm的蓝光对人眼的伤害，保护了人眼，实现了健康显示，而且光子晶体的高透过率还提高了420nm～470nm之外波长的可见光的透过率，提高了显示面板的显示亮度。QLED装置和眼镜均包括该光子晶体，同样可以阻挡波长为420nm～470nm的蓝光进入人眼对人眼造成伤害。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种光子晶体、QLED装置、显示面板、眼镜。
背景技术
随着电子技术的进步，诸如计算机、液晶电视、智能手机便携游戏机等具有液晶显示面板的数码设备渗透进人们的日常生活。由于观看液晶显示面板时间的大幅增加，液晶显示面板发出的光中的蓝色光(蓝光)对眼睛造成了不良影响，尤其是波长在420nm～470nm的短波蓝光，会使眼睛内的黄斑区毒素量增高，造成眼睛黄斑部病变，严重威胁眼睛健康。
现有技术中，显示面板虽然可以滤除短波蓝光，但其在滤除短波蓝光的同时，也滤除了一部分非短波蓝光的可见光，严重影响了显示面板的显示亮度。
发明内容
本发明实施例的目的是，提供一种光子晶体、QLED装置、显示面板、眼镜，以防止短波蓝光射入人眼对人眼造成伤害。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种光子晶体，包括具有不同折射率的第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层交替层叠设置，所述光子晶体能够阻挡波长为420nm～470nm的蓝光通过。
可选地，所述第一介质层的折射率为n1，厚度为h1，所述第二介质层的折射率为n2，厚度为h2，n1*h1＝n2*h2＝λ0/4，所述λ0为440nm～455nm。
可选地，所述第一介质层的折射率与所述第二介质层的折射率的比值为1.2～1.4。
可选地，所述第一介质层和所述第二介质层均采用光学薄膜制备技术制作形成。
可选地，所述第一介质层的材质包括氮化硅，所述第二介质层的材质包括氧化硅。
可选地，所述第一介质层的折射率为1.8～2.0，所述第二介质层的折射率为1.3～1.5。
可选地，所述第一介质层的厚度为55nm～60nm，所述第二介质层的厚度为75～85nm。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种光致发光量子点结构装置，包括光致发光量子点结构以及以上所述的光子晶体，所述光子晶体设置在光致发光量子点结构的出光侧。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括以上所述的光子晶体，所述光子晶体设置在显示面板的出光侧。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种眼镜，包括镜片，还包括以上所述的光子晶体，所述光子晶体叠设在所述镜片上。
本实施例提出的光子晶体能够阻挡波长为420nm～470nm的蓝光通过，也就是说，当波长为420nm～470nm的短波蓝光照射到光子晶体上时，这些短波蓝光不能穿过该光子晶体。通过将该光子晶体设置在显示面板的出光侧，从而光子晶体可以阻挡波长为420nm～470nm的蓝光射出，避免了波长为420nm～470nm的蓝光对人眼的伤害，保护了人眼，实现了健康显示，同时显示面板的420nm～470nm之外波长的可见光可以正常射出，而且光子晶体的高透过率还提高了420nm～470nm之外波长的可见光的透过率，提高了显示面板的显示亮度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明第一实施例光子晶体的结构示意图；
图2为波长λ为420nm～470nm的蓝光照射到图1所示光子晶体上的光线路径示意图；
图3a为在基底上形成第一介质层后的结构示意图；
图3b为形成第二介质层后的结构示意图；
图3c为形成光子晶体后的结构示意图；
图4为本发明第三实施例QLED装置的结构示意图。
附图标记说明：
1-光子晶体； 10-第一介质层； 20-第二介质层；
30-基底； 100-QLED。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
下面将通过具体的实施例详细介绍本发明的技术内容。
第一实施例：
图1为本发明第一实施例光子晶体的结构示意图。从图1中可以看出，本实施例的光子晶体包括具有不同折射率的第一介质层10和第二介质层20，第一介质层10和第二介质层20交替层叠设置，该光子晶体能够阻挡波长为420nm～470nm的蓝光通过。
光子晶体是在光学尺度上具有周期性介电结构的人工设计和制造的晶体，光子晶体具有光子禁带。光子禁带是一个频率区域，当位于光子禁带范围内的光照射到光子晶体上时，这些光不能穿过光子晶体，而是在光子晶体表面产生全反射。
本实施例提出的光子晶体能够阻挡波长为420nm～470nm的蓝光通过，也就是说，当波长为420nm～470nm的短波蓝光照射到光子晶体上时，这些短波蓝光不能穿过该光子晶体，当将本实施例的光子晶体设置在显示面板的出光侧时，显示面板发出的420nm～470nm的短波蓝光被光子晶体阻挡，从而这些短波蓝光就不会射出进入人眼，避免了短波蓝光对人眼造成伤害，同时，本实施例的光子晶体不仅不会阻挡420nm～470nm之外波长的可见光，而且其高透过率还可以提高420nm～470nm之外波长可见光的透过率，相比于现有技术中可滤除短波蓝光的显示面板，提高了显示面板的显示亮度。
从图1中可以看出，第一介质层10和第二介质层20在第一方向X上呈交替层叠排列，第一方向为第一介质层和第二介质层的叠设方向，所以，本实施例的光子晶体在第一方向X上的折射率具有周期性结构，折射率的周期性变化产生光的带隙结构，因此，本实施例的光子晶体为一维光子晶体，该光子晶体的带隙即出现在第一方向X上。频率位于带隙内的光不能从第一方向穿过光子晶体，而在另外两个方向上是均匀的。
图2为波长λ为420nm～470nm的蓝光照射到图1所示光子晶体上的光线路径示意图。从图2中可以看出，波长λ为420nm～470nm的蓝光照射到光子晶体表面上时，这些短波蓝光不会穿过光子晶体，而是在光子晶体的表面上发生全反射。而波长λ为420nm～470nm之外的光可以正常穿过光子晶体。
在本实施例中，第一介质层10的折射率为n1，厚度为h1，第二介质层20的n2，厚度为h2，那么，该光子晶体的周期p＝h1+h2。图1中示出的光子晶体的周期数为3，容易理解的是，在具体实施中，光子晶体的周期数并不限定为3，光子晶体的周期数可以根据需要设定。
一维光子晶体的光子禁带中心波长与两种介质的折射率和厚度相关，存在n1*h1＝n2*h2＝λ0/4，其中，n1为第一介质层的折射率，n2为第二介质层的折射率，h1为第一介质层的厚度，h2为第一介质层的厚度，λ0为光子禁带中心波长。在本实施例中，为了使得光子晶体的光子禁带所处的波段范围为420nm～470nm，优选地，λ0为440nm～455nm，那么本实施例光子晶体的光子禁带即是以λ0为中心的波长范围。由于λ0为440nm～455nm，而短波蓝光中能量最强的波段位于440nm～455nm内，从而本实施例光子晶体的光子禁带所处的波段范围包含420nm～470nm中能量最强的蓝光波长，因此，本实施例光子晶体可以阻挡420nm～470nm中的高能量蓝光穿过，避免了短波蓝光中的高能量蓝光对人眼造成伤害。
为了使光子晶体的光子禁带所处的波段范围包括420nm～470nm，优选地，第一介质层10的折射率与第二介质层20的折射率的比值即n1/n2为1.2～1.4。将n1/n2为1.2～1.4，得到的光子禁带所处的波段范围包括420nm～470nm。
为了提高光子禁带的精度，避免光子晶体阻挡440nm～455nm之外的光，进一步优选地，第一介质层10的折射率与第二介质层20的折射率的比值即n1/n2为1.25～1.35，从而光子禁带所处的波段范围更加接近于420nm～470nm，降低了光子晶体对420nm～470nm之外的光的阻挡，提高显示面板的亮度。
在制作本实施例的光子晶体时，可以在基底上采用光学薄膜制备技术制作光子晶体，采用光学薄膜制备技术可以严格控制第一介质层和第二介质层的薄膜厚度，可以使薄膜厚度达到纳米级，光学薄膜制备技术尤其适合制备波长位于可见光波段的光子晶体，保证光子晶体的光子禁带的精度。
图3a～图3c为制备图1所示光子晶体的过程示意图。
图3a为在基底上形成第一介质层后的结构示意图，如图3a所示，在基底30的表面形成第一介质层10，第一介质层10的厚度为h1。
图3b为形成第二介质层后的结构示意图，如图3b所示，在第一介质层10上形成第二介质层20，第二介质层20的厚度为h2。
依次周期地形成第一介质层10和第二介质层20，制备出光子晶体，如图3c所示，图3c为形成光子晶体后的结构示意图。
容易理解的是，在图3c中，可以剥离基底30，也可以不剥离基底30，均不影响光子晶体对波长为420nm～470nm的蓝光的阻挡性能。当不剥离基底30时，优选地，基底30的材质为透明材质如玻璃等，以避免基底30影响光线的透光率。
在本实施例中，第一介质层10和第二介质层20均采用光学薄膜制备技术中的表面沉积工艺形成。
容易理解的是，在图3a～图3c制备光子晶体的过程中，也可以先在基底上形成第二介质层，在第二介质层上形成第一介质层，最后形成光子晶体。
第二实施例：
本发明第二实施例的光子晶体的结构与第一实施例相同，为了获得具体的光子晶体，在本实施例中，第一介质层的材质包括氮化硅，第二介质层的材质包括氧化硅。
第一介质层的折射率n1为1.8～2.0，所述第二介质层的折射率n2为1.3～1.5，具体地，n1为1.931，n2为1.471，那么n1/n2＝1.31。
所述第一介质层的厚度h1为55nm～60nm，所述第二介质层的厚度h2为75～85nm，具体地，h1为58nm，h2为79nm。
由n1*h1＝n2*h2＝λ0/4，得出λ0为447nm，也就是说，本实施例光子晶体的光子禁带所处的波段范围的中心波长为447nm。
第三实施例：
本发明第三实施例提出了一种光致发光量子点结构(Quantum dot LightEmitting Diodes，QLED)装置，图4为本发明第三实施例QLED装置的结构示意图。该QLED装置包括QLED以及上述实施例中的光子晶体1，光子晶体1设置在QLED100的出光侧。从图4中可以看出，由于光子晶体1阻挡波长λ为420nm～470nm的蓝光通过，QLED 100发出的光中的波长λ为420nm～470nm的蓝光照射到光子晶体1的下表面后产生全反射，反射回的蓝光可被重复利用来激发光致发光量子点结构100发光，提高了光致发光量子点结构的发光效率。
本实施例中的光致发光量子点结构可以为量子点膜片或量子点彩膜。
容易理解的是，QLED装置通常还包括设置在与QLED 100出光侧相对一侧的光源200，光源200发出的光用来激发QLED 100发光，QLED 100发出的光中的波长λ为420nm～470nm的蓝光在遇到光子晶体1时被全反射进入QLED 100中再次激发QLED 100发光，提高了QLED 100的发光效率。
第四实施例：
本发明实施例提出了一种显示面板，该显示面板包括上述实施例中的光子晶体，光子晶体设置在显示面板的出光侧。显示面板可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
容易理解的是，光子晶体设置在显示面板的出光侧，也就是说，光子晶体可以设置在显示面板背光源的出光侧，光子晶体也可以设置在显示面板显示面的出光侧，只要光子晶体设置的位置可以用来阻挡显示面板的短波蓝光进入人眼，均属于本发明实施例的保护范围。
本实施例的显示面板，通过在出光侧设置光子晶体，从而可以阻挡波长为420nm～470nm的蓝光射出，避免了波长为420nm～470nm的蓝光对人眼的伤害，保护了人眼，实现了健康显示，同时显示面板的420nm～470nm之外波长的可见光可以正常射出，而且光子晶体的高透过率还提高了420nm～470nm之外波长的可见光的透过率，提高了显示面板的显示亮度。
第五实施例：
本发明实施例提出了一种眼镜，该眼镜的镜片上设置有上述实施例中的光子晶体，从而该眼镜可以防止波长为420nm～470nm的蓝光射入人眼对人眼造成损害。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种光子晶体，其特征在于，包括具有不同折射率的第一介质层和第二介质层，所述第一介质层和所述第二介质层交替层叠设置，所述光子晶体能够阻挡波长为420nm～470nm的蓝光通过。
2.根据权利要求1所述的光子晶体，其特征在于，所述第一介质层的折射率为n1，厚度为h1，所述第二介质层的折射率为n2，厚度为h2，n1*h1＝n2*h2＝λ0/4，所述λ0为440nm～455nm。
3.根据权利要求1所述的光子晶体，其特征在于，所述第一介质层的折射率与所述第二介质层的折射率的比值为1.2～1.4。
4.根据权利要求1所述的光子晶体，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层均采用光学薄膜制备技术制作形成。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的光子晶体，其特征在于，所述第一介质层的材质包括氮化硅，所述第二介质层的材质包括氧化硅。
6.根据权利要求5所述的光子晶体，其特征在于，所述第一介质层的折射率为1.8～2.0，所述第二介质层的折射率为1.3～1.5。
7.根据权利要求5所述的光子晶体，其特征在于，所述第一介质层的厚度为55nm～60nm，所述第二介质层的厚度为75～85nm。
8.一种光致发光量子点结构装置，其特征在于，包括光致发光量子点结构以及权利要求1～7中任意一项所述的光子晶体，所述光子晶体设置在所述光致发光量子点结构的出光侧。
9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～7中任意一项所述的光子晶体，所述光子晶体设置在显示面板的出光侧。
10.一种眼镜，其特征在于，包括镜片，还包括权利要求1～7中任意一项所述的光子晶体，所述光子晶体叠设在所述镜片上。
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