薄膜及其制备方法和护眼设备与流程

allin2025-06-17  9


本发明属于防蓝光领域,具体涉及一种薄膜及其制备方法和护眼设备。


背景技术:

1、随着显示与照明技术的发展,人们面对电子屏幕等人造光源的时间日益增加。业界使用的白光照明大都使用蓝光芯片配合黄色荧光粉来产生白光,且蓝光(波长范围为400~500nm)作为三基色光之一,在全彩显示和调节人体生物节律中是不可或缺的。

2、然而,长时间暴露在高能蓝光下会引发视觉疲劳,影响褪黑素分泌从而影响人的睡眠质量,还可能诱发白内障、视网膜病变和年龄相关性黄斑变性等疾病的发生。因此,处于信息化时代的今天,防止有害蓝光过量射入人眼、保护眼睛势在必行。


技术实现思路

1、本发明针对上述高能蓝光对人眼伤害的问题,提供一种薄膜及其制备方法和护眼设备。该薄膜的稳定性强,可以满足采用该薄膜的显示产品长寿命和多环境应用的需求;另一方面,薄膜能有效吸收大部分波长范围为415nm~455nm的有害蓝光,同时可保留大部分其他波段的有益蓝光,并确保其他可见光剩余波段光线的高透过率要求,保持透射光的色平衡,同时避免反射蓝光的二次伤害。

2、本发明提供一种用于显示装置的薄膜,所述薄膜包括金属氧化物和第二金属,所述金属氧化物在所述薄膜中的含量大于所述第二金属在所述薄膜中的含量,其中,所述金属氧化物包含的金属元素为第一金属,所述第一金属和所述第二金属均为过渡元素,所述第一金属和所述第二金属的原子序数不同。

3、可选地,所述金属氧化物与所述第二金属相互混合,所述第二金属与所述金属氧化物的摩尔比范围在3%~6%之间,所述第一金属的原子序数小于所述第二金属的原子序数。

4、可选地,所述薄膜在扫描电子显微镜下的表面平均粗糙度在150~250nm之间,所述薄膜的厚度范围在100nm~2μm之间。

5、可选地,所述薄膜包括多层依次叠置的子膜层,至少一个所述子膜层的材料包括所述金属氧化物和所述第二金属。

6、可选地,所述薄膜对波长范围在415-455nm的蓝光的吸收率最高,平均截止率为57.1%;所述薄膜对波长范围在500~800nm范围内的光线的平均透过率为87.2%。

7、可选地,所述第一金属包括锌、钛、铜,所述第二金属包括银、金、铂族金属。

8、可选地,所述薄膜通过旋涂、溅射沉积中的任意一种或多种方式制备得到。

9、本发明还提供一种上述薄膜的制备方法,包括:在基底上制备薄膜,包括:

10、将包含第一金属的溶液和有机溶剂混合,反应后得到混合料液;

11、将所述混合料液与稳定剂混合搅拌,反应后得到金属氧化物前驱体溶液;

12、将包含第二金属的溶液与金属氧化物前驱体溶液混合后陈化,反应得到包含第二金属的金属氧化物前驱体溶液;

13、将所述包含第二金属的金属氧化物前驱体溶液涂覆到所述基底一侧的表面,然后依次经过干燥和退火后,形成所述薄膜。

14、可选地,所述包含第一金属的溶液和所述有机溶剂的摩尔比为(0.5~3):50,所述包含第一金属的溶液和所述有机溶剂的反应温度为20~60℃,反应时间为0.5~4小时。

15、可选地,所述稳定剂的体积为所述有机溶剂体积的2~10%,所述混合料液与所述稳定剂的反应温度为20~60℃,反应时间为0.5~4小时。

16、可选地,所述包含第二金属的溶液中的所述第二金属与所述有机溶剂的摩尔比为(3~6):2500,所述包含第二金属的溶液与所述金属氧化物前驱体溶液的反应温度为20~60℃,反应时间为9~24小时。

17、可选地,所述涂覆的方式包括旋涂,

18、所述旋涂以100r/s的加速度从0上升至500r/min,然后保持500r/min的速度,所述旋涂的加速以及保持500r/min速度的过程总时长为5秒;

19、所述旋涂再以100r/s的加速度从500r/min上升至2000r/min,然后保持2000r/min的速度,所述旋涂的再次加速以及保持2000r/min速度的过程总时长为60秒。

20、可选地,所述干燥的温度范围为100~120℃,所述干燥的时间为10~20min;

21、所述退火的温度范围为200~350℃,所述退火的时间为10~40min。

22、可选地,所述有机溶剂包括乙醇、甲醇、乙二醇甲醚中的任意一种;

23、所述稳定剂包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的任意一种;

24、所述包含第二金属的溶液包括硝酸银溶液。

25、可选地,将所述稳定剂滴加至搅拌中的所述混合料液中。

26、可选地,在基底上制备所述薄膜,包括:

27、依次在所述基底上制备多个子膜层,至少一个所述子膜层的材料包括所述金属氧化物和所述第二金属。

28、本发明还提供一种护眼设备,包括发光本体,还包括上述薄膜,所述薄膜位于所述发光本体的出光侧。

29、本发明的有益效果:本发明所提供的薄膜,一方面,包括金属氧化物和第二金属的薄膜无毒、化学稳定性好,因此薄膜的稳定性强,可以满足采用该薄膜的显示产品长寿命和多环境应用的需求;另一方面,薄膜能有效吸收大部分波长范围为415nm~455nm的有害蓝光,同时可保留大部分其他波段的有益蓝光(如波长范围为460~500nm的蓝光,这部分蓝光有利于保持透射光的色平衡,对人体有益),并确保其他可见光剩余波段光线的高透过率要求,保持透射光的色平衡,同时避免反射蓝光的二次伤害。

30、本发明所提供的薄膜的制备方法,采用溶液法制备包括金属氧化物和第二金属的薄膜作为蓝光吸收膜层,工艺简单,制备温度低而且可以大面积制备,成本低廉,以极简的工艺和极低的成本实现现有的吸收型防蓝光薄膜无法做到的低热处理温度制备蓝光吸收膜层,从而降低了入射光光谱中短波长高能蓝光的透过率,减轻了这部分蓝光对人眼的损伤,可满足大规模实际生产应用。

31、本发明所提供的护眼设备,通过采用上述薄膜,改善或避免了发光本体中波长范围为415nm~455nm的有害蓝光对人眼的伤害,同时能确保其他可见光剩余波段光线的高透过率要求,保持护眼设备透射光的色平衡,从而确保了该护眼设备的护眼性能以及正常的发光效果。



技术特征:

1.一种用于显示装置的薄膜,其特征在于,所述薄膜包括金属氧化物和第二金属,所述金属氧化物在所述薄膜中的含量大于所述第二金属在所述薄膜中的含量,其中,所述金属氧化物包含的金属元素为第一金属,所述第一金属和所述第二金属均为过渡元素,所述第一金属和所述第二金属的原子序数不同。

2.根据权利要求1所述的薄膜,其特征在于,所述金属氧化物与所述第二金属相互混合,所述第二金属与所述金属氧化物的摩尔比范围在3%~6%之间,所述第一金属的原子序数小于所述第二金属的原子序数。

3.根据权利要求2所述的薄膜,其特征在于,所述薄膜在扫描电子显微镜下的表面平均粗糙度在150~250nm之间,所述薄膜的厚度范围在100nm~2μm之间。

4.根据权利要求1所述的薄膜,其特征在于,所述薄膜包括多层依次叠置的子膜层,至少一个所述子膜层的材料包括所述金属氧化物和所述第二金属。

5.根据权利要求1所述的薄膜,其特征在于,所述薄膜对波长范围在415-455nm的蓝光的吸收率最高,平均截止率为57.1%;所述薄膜对波长范围在500~800nm范围内的光线的平均透过率为87.2%。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的薄膜,其特征在于,所述第一金属包括锌、钛、铜,所述第二金属包括银、金、铂族金属。

7.根据权利要求6所述的薄膜,所述薄膜通过旋涂、溅射沉积中的任意一种或多种方式制备得到。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的薄膜的制备方法,其特征在于,在基底上制备所述薄膜,包括:

9.根据权利要求8所述的薄膜的制备方法,其特征在于,所述包含第一金属的溶液和所述有机溶剂的摩尔比为(0.5~3):50,所述包含第一金属的溶液和所述有机溶剂的反应温度为20~60℃,反应时间为0.5~4小时。

10.根据权利要求8所述的薄膜的制备方法,其特征在于,所述稳定剂的体积为所述有机溶剂体积的2~10%,所述混合料液与所述稳定剂的反应温度为20~60℃,反应时间为0.5~4小时。

11.根据权利要求8所述的薄膜的制备方法,其特征在于,所述包含第二金属的溶液中的所述第二金属与所述有机溶剂的摩尔比为(3~6):2500,所述包含第二金属的溶液与所述金属氧化物前驱体溶液的反应温度为20~60℃,反应时间为9~24小时。

12.根据权利要求8所述的薄膜的制备方法,其特征在于,所述涂覆的方式包括旋涂,

13.根据权利要求8所述的薄膜的制备方法,其特征在于,所述干燥的温度范围为100~120℃,所述干燥的时间为10~20min;

14.根据权利要求8-13任意一项所述的薄膜的制备方法,其特征在于,所述有机溶剂包括乙醇、甲醇、乙二醇甲醚中的任意一种;

15.根据权利要求8所述的薄膜的制备方法,其特征在于,将所述稳定剂滴加至搅拌中的所述混合料液中。

16.根据权利要求8-13任意一项所述的薄膜的制备方法,其特征在于,在基底上制备所述薄膜,包括:

17.一种护眼设备,包括发光本体,其特征在于,还包括权利要求1-7任意一项所述的薄膜,所述薄膜位于所述发光本体的出光侧。


技术总结
本发明提供一种薄膜及其制备方法和护眼设备。该薄膜包括金属氧化物和第二金属,金属氧化物在薄膜中的含量大于第二金属在薄膜中的含量,其中,金属氧化物包含的金属元素为第一金属,第一金属和第二金属均为过渡元素,第一金属和第二金属的原子序数不同。包括金属氧化物和第二金属的薄膜无毒、化学稳定性好,因此薄膜的稳定性强,可以满足采用该薄膜的显示产品长寿命和多环境应用的需求;另一方面,薄膜能有效吸收大部分波长范围为415nm~455nm的有害蓝光,同时可保留大部分其他波段的有益蓝光,并确保其他可见光剩余波段光线的高透过率要求,保持透射光的色平衡,同时避免反射蓝光的二次伤害。

技术研发人员:王鸿栋,乔卫东,李文波,辛欣,张建华,赵玉强,郭晖
受保护的技术使用者:京东方科技集团股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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