CN107924005A - 用于电子设备的发光减少化合物 - Google Patents

Abstract

一种用于电子设备显示器的光吸收中性密度滤光器。更具体地，用于阻挡紫外光、高能量可见光和至少一部分蓝光的电子设备显示器的作为防护体、保护膜或保护涂层的光吸收中性密度滤光器。中性密度滤光器包含聚合物基材和吸收剂。

Description

用于电子设备的发光减少化合物

相关申请的交叉引用

本申请是要求于2014年5月23日提交的题为“LIGHT EMISSION REDUCING FILMFOR ELECTRONIC DEVICES”的美国临时申请第62/002412号的权益的2015年5月22日提交的题为“LIGHT EMISSION REDUCING FILM FOR ELECTRONIC DEVICES”的美国非临时申请第14/719604号的部分继续申请，并且要求于2015年6月15日提交的题为“LIGHT EMISSIONREDUCING FILM FOR ELECTRONIC DEVICES”的美国临时申请第62/175926号、于2015年11月13日提交的题为“LIGHT EMISSION REDUCING COMPOUNDS FOR ELECTRONIC DEVICES”的美国临时申请第62/254871号、于2015年11月13日提交的题为“LIGHT EMISSION REDUCINGFILM FOR VIRTUAL REALITY HEADSET”的美国临时申请第62/255287号、于2016年4月13日提交的题为“LIGHT EMISSION REDUCING FILM FOR ELECTRONIC DEVICES”的美国临时申请第62/322624号的权益。

技术领域

所公开的发明涉及一种或更多种吸收化合物，其可以与一个或更多个聚合物基材组合，以设置在电子设备上或结合在电子设备中，包括在电子设备的显示屏上。

背景技术

电子数字设备通常发射由不同波长的光线组成的光谱，其中人眼能够检测到约350纳米(nm)至约700纳米(nm)之间的可见光谱。已经认识到，这种光(在可见范围和不可见范围两者内)的某些特征可能对用户有害，并且导致健康症状和不利的健康反应，如但不限于眼睛疲劳、眼睛干燥和刺激、疲劳、视力模糊和头痛。在暴露于在电子设备中发现的蓝光与人类健康危害之间可能存在联系，特别是存在对眼睛的潜在危害的风险。一些人认为，暴露在蓝光和/或高能量的可见光如数字设备屏幕所发出的光下可能会导致年龄相关的黄斑变性、降低的褪黑激素含量、急性视网膜损害、视网膜加速老化和心脏节律的中断等问题。另外的研究可能会揭示长时间暴露在蓝光光谱下所造成的另外的肌肉骨骼问题。

更具体地，已知由数字设备发射的高能量可见(HEV)光比可见光谱中的其他波长增加眼睛疲劳。蓝光可以比例如紫外光到达眼睛中更深的地方，并且可能会对视网膜造成损害。此外，在蓝光暴露与年龄相关的黄斑变性(AMD)和白内障发展之间也可能存在因果关系。此外，已知使用数字电子设备会引起眼睛疲劳症状。这种损害被认为是由穿透黄斑色素的HEV光引起的，这导致更快的视网膜变化。

此外，蓝光暴露对褪黑激的抑制为绿光的约两倍并以两倍改变昼夜节律。蓝光波长的光在夜间似乎是最具破坏性的。研究还表明，蓝光频率与如智能电话的电子设备的LED产生的那些类似地在导致感光体死亡方面的效率比绿光高50至80倍。暴露于蓝光光谱似乎比可见光谱的其他区域更加快速地AMD。然而，也怀疑暴露于红光和绿光光谱也可能带来健康风险，这可以通过吸收由设备产生的在该波长范围内的光来减轻。

此外，眼睛护理专业人员特别关注紫外A(UVA)光(在320nm至380nm范围内)。UVA光被认为是具有损害性的，因为它直接影响人眼的晶状体。在一个实施方案中，膜200根据由国际安全设备协会设定的标准，特别是ANSI/ISEA Z87.1-2010标准来减少高能量可见光，其权衡了眼睛对在380nm至1400nm范围内的光谱发射度的光谱灵敏度。

尽管由来自数字设备的LED产生的光对人类视觉而言似乎是正常的，但是在由这种数字设备的屏幕产生的白光光谱中还发射在380纳米至500纳米范围内的强蓝光峰。由于这种蓝光与针对视网膜危害的已知光谱相对应，因此需要保护用户免于暴露于这种光的手段。

滤光器被广泛用于包括LCD(液晶显示器)相位差膜的滤光器的应用中。LCD相位差膜使用由电镀颜料、颜料浸渍或印刷方法材料组成的材料的交替层。这些方法在经历摩擦、热或水分时会受到损害，并可能导致重影效应。由于水分和机械完整性，对光学密度透射率和可持续性的要求也可能失败。

虽然已经采取了一些措施来减少对这些有害光线的暴露，但是这些措施已经不足够。一些措施已经应用软件方案来减少发射的波长，但是它们很容易变得效率较低，并且可能由于阻挡太多来自选定波长的光而改变观看体验，并且因此改变对用户可见的颜色。其他措施已经应用了放置在屏幕上方的物理设备。然而，这些设备严重地改变了对用户可见的颜色，并且在大多数情况下，完全阻挡了来自色谱的至少一个完整的颜色。

更具体地，目前的膜基材技术常常缺乏所需的光学性能，如对UV光的稳定性、在可见光范围内的选择性透射率、以及在UV光和高强度蓝光范围内的吸收或其他吸收特性。目前的膜基材也缺乏所需的机械性能，如在期望的薄度下的耐热性和机械稳健性。玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸以及尼龙镜片和膜存在，但是可能不能维持染料或颜料的分散并且实现足以在该厚度下保持高透射率值的光学密度。在一个实施方案中，如由Kentek公司生产的F700膜耐受水分和潮湿。这种膜与可能需要重新抛光的玻璃相比是优选的。其他益处为增加的颜色分辨率、可重复性和没有粘合剂要求。

因此，需要为设备免受磨损和破坏提供至少一些保护，以及保护用户免受由设备发出的潜在有害的光的电子设备屏幕内的物理膜、保护层或电子设备屏幕的现有基材上的涂层。此外，膜或保护涂层应提供必要的保护，同时保持透明度和基本真实的色彩表现。

发明内容

提供了用于设备的防护体、保护膜和保护涂层。在一个实施方案中，用于设备的防护体包括聚合物基材。防护体还可以包含分散在聚合物基材内的吸收剂。该防护体还可以将紫外光范围的透射率降低至少90％，其中光的紫外范围包括在380纳米至400纳米之间的范围，并且其中该防护体还使高能量可见光范围的透射率降低10％，其中高能量可见光范围包括415纳米至555纳米之间的范围，并且其中防护体还将红光范围的透射率降低至少10％，其中红光范围包括625纳米至740纳米之间的范围。此外，防护体还可以被配置成透射足够的由设备产生的光，使得由设备产生的图像基本上不被防护体改变。体现所要求保护的实施方案的这些和各种其他特征和优点将通过阅读以下详细描述并且在查看相关附图后变得显见。

附图说明

图1A示出了根据本发明的一个实施方案的光吸收膜。

图1B示出了根据本发明的一个实施方案的光吸收膜。

图1C示出了根据本发明的一个实施方案的光吸收膜。

图1D示出了根据本发明一个实施方案的光吸收膜的透射曲线。

图1E示出了根据本发明一个实施方案的光吸收膜的透射曲线。

图2A示出了根据本发明一个实施方案的眼睛与具有光吸收膜的设备之间的示例性相互作用。

图2B示出了光吸收膜的示例性有效波长吸收范围。

图2C-1示出了可用于实现光吸收膜的一个实施方案的期望特性的多种吸收化合物。

图2C-2示出了可用于实现光吸收膜的一个实施方案的期望特性的多种吸收化合物。

图2C-3示出了可用于实现光吸收膜的一个实施方案的期望特性的多种吸收化合物。

图2C-4示出了可用于实现光吸收膜的一个实施方案的期望特性的多种吸收化合物。

图2C-5示出了可用于实现光吸收膜的一个实施方案的期望特性的多种吸收化合物。

图2C-6示出了可用于实现光吸收膜的一个实施方案的期望特性的多种吸收化合物。

图2C-7示出了可用于实现光吸收膜的一个实施方案的期望特性的多种吸收化合物。

图3A描绘了示出根据本发明的一个实施方案的对于各种吸收膜的透射率作为波长的函数的图。

图4A描绘了根据本发明的一个实施方案的于产生用于设备的光吸收膜的方法。

图4B描绘了根据本发明的一个实施方案的产生用于设备的光吸收膜的方法。

图4C描绘了根据本发明的一个实施方案的产生用于设备的光吸收膜的方法。

图5A描绘了由数层玻璃和/或塑料构成的电子设备的屏幕的分解图。

图5B描绘了由数层玻璃和/或塑料构成的电子设备的屏幕。

图5C描绘了由数层玻璃和/或塑料构成的电子设备的屏幕的分解图，其中吸收膜层***在数层中的两个层之间。

图5D描绘了由数层玻璃和/或塑料构成的电子设备的屏幕，其中吸收膜层***在数层中的两个层之间。

图5E描绘了由数层玻璃和/或塑料构成的电子设备的屏幕的分解图，其中光吸收粘合剂被添加到数层中的一个层中。

图5F描绘了由数层玻璃和/或塑料构成的电子设备的屏幕，其中光吸收涂层被添加到数层中的一个层中。

图5G描绘了从由数层玻璃和/或塑料构成的电子设备的屏幕发射的光波。

图5F描绘了由数层玻璃和/或塑料构成的电子设备的屏幕发射并被其阻挡的光波，其中吸收膜层***在数层中的两个层之间。

图6A描绘了具有***在虚拟现实头戴式耳机(virtual reality headset)内的光吸收层的一个实施方案的虚拟现实头戴式耳机。

图6B描绘了具有***在虚拟现实头戴式耳机内的光吸收层的一个实施方案的虚拟现实头戴式耳机。

图6C描绘了具有***在虚拟现实头戴式耳机内的光吸收层的一个实施方案的虚拟现实头戴式耳机。

具体实施方式

一般地，本发明涉及一种或更多种吸收化合物，其可以与一种或更多种聚合物基材组合以设置在电子设备上或结合至电子设备中。吸收化合物理想地是基于蓝色的并且为个体提供免受由电子设备发射的潜在有害的光的保护，并且聚合物基材被用于对电子设备的应用或者在电子设备中的应用。本文描述的吸收化合物和聚合物基材组合可以包括用于制造具有对于可见波长透射率的限定透射率和光学密度特性的滤光器的材料。在一些实施方案中，制造这种滤光器的材料可以包括有机染料浸渍的聚碳酸酯组合物。在应用中，可以在购买电子设备之后将保护膜应用于设备的屏幕表面，或者可以在制造期间将保护膜结合至屏幕中。在另一实施方案中，吸收化合物可以作为保护涂层施加到设备屏幕中的现有膜层或其他基材上。

膜和膜性质

图1A至图1C示出了在本发明的一个实施方案中用于吸收特定波长的光的示例性膜。如在下面包括的实施方案中的任意实施方案中所描述的，多种膜材料可以是适当的。基于各种性质，可以针对特定的应用选择膜材料。例如，可以针对特定的硬度、耐划伤性、透明度、导电性等来选择膜材料。在一个实施方案中，膜由至少一种吸收化合物和聚合物材料组成，例如下表1中所列出的聚合物基底中的任意一种或更多种。如上所述，根据吸收化合物所应用的技术类型来选择聚合物基底。

表1：用于吸收膜的聚合物基底

在一个实施方案中，将表1中列出的聚合物中的任意一种或更多种与一种或更多种吸收化合物(例如以下表2中列出的那些)组合以产生可与一种或更多种设备例如智能电话、笔记本电脑、平板电脑、眼镜或者与电子显示设备一起使用的任意其他透明表面一起使用的膜100。在一个实施方案中，至少部分基于透明度来选择用于膜100的聚合物基底，使得用户仍然可以通过膜100观看电子显示设备的屏幕。在另一实施方案中，至少部分基于其与所需吸收化合物的相容性来选择聚合物基底。在另外的实施方案中，基于吸收化合物结合至其或附着于其上的基材来选择聚合物基底。

根据一个实施方案，如图1A所示，膜100被应用于具有屏幕104的设备102。尽管图1A示出了作为智能电话的设备102，但是膜100可以示例性地设计成应用于任意其他设备，例如在图1B中示出的屏幕154上方具有膜150的笔记本电脑152。另外，在另一实施方案中，膜100可以被结合至设备如一副眼镜的一个或多个接触镜片(contact lens)中。

膜100由合适的材料(如聚合物)和一种或更多种光吸收染料形成，所述光吸收染料选择性地减少来自职业的和个人的电子设备的电磁发射的峰值和斜率。可以使用这种膜的电子设备的其他实例可以包括例如LED、LCD、计算机监视器、设备屏幕、电视机、平板电脑、手机等。然而，其也可以用在观看体验的用户端例如结合至隐形镜片或眼镜中。

图1C示出了膜100的两个层。在一个实施方案中，膜不包括如膜170所示的防眩涂层。在另一实施方案中，膜100包括涂层172，其中涂层172包括防眩涂层172、硬涂层172和/或粘性涂层172。在一个实施方案中，吸收化合物可以直接结合至涂层材料而不是基底膜层中。这可以例如由于吸收化合物与所需聚合物基材之间的相容性而实现。

在一个实施方案中，膜100是基于蓝色的，并且至少部分由于所选择的吸收化合物而具有轻微的色调，并且作为滤光器以减少来自屏幕104的光发射。在一个实施方案中，在CIE光源D65下，具有7.75密耳厚度的膜100是分别具有(90.24，-12,64，3.54)的(L，a，b)值与(67.14，76.83，78.90)的X-Y-Z值的浅蓝绿色。在另一实施方案中，由于减小的负载，膜100看起来更浅。

在一个实施方案中，膜100被配置成减少跨越宽的光谱(例如200nm至3000nm范围)的光发射。在另一实施例中，膜100可以被配置成减少仅在该广泛的光谱的一部分中(例如仅在可见光谱390nm至700nm内)，或者仅在可见光谱的一部分内(如在光谱200nm至1400nm内)的光发射。

在一个实施方案中，膜100被配置成使来自屏幕104的光发射归一化(normalize)，使得跨光谱的光强度峰值降低。在一个实施例中，将发光强度归一化为0.0035至0.0038之间的最大吸光度水平。

在图1A的图示实施方案中，膜100被配置成用于具有触摸屏(例如电容式触摸屏)的设备。当与如屏幕104的电容式触摸屏一起使用时，膜100可以被配置成具有合适的电特性，使得用户触摸输入被设备准确地记录。例如，膜100可以具有小于4的介电常数。在另一实例中，介电常数小于3。在一个具体的实施方案中，膜100的介电常数在2.2至2.5之间。

在一个实施方案中，膜100具有10密耳至30密耳之间的厚度和大于30洛氏硬度R的硬度。在一个实施方案中，膜100的硬度在45洛氏硬度R至125洛氏硬度R之间。

虽然在图1A至图1C中示出的实施方案是在制造之后膜应用于电子设备的情况下描述，值得注意的是所描述的特征可以用于其他应用中，例如但不限于用于眼睛佩戴(例如眼镜、隐形眼镜等)以及窗户上的应用，例如，以防护激光。它也可以用在光透过其透射并且可以被人眼接收的任意其他表面上。在一个实施方案中，膜100被应用于眼镜镜片，例如矫正镜片眼镜、太阳镜、安全眼镜等。在另一实施方案中，当膜100在图1A和图1B中被示出为作为售后特征而应用于设备102并如图1C所示被提供给用户时，在设备102制造期间，膜100被包括在设备102内，使得膜100位于屏幕104的后面或构成设备102的屏幕104。

图1D至图1E示出了可在本发明的实施方案中使用的不同膜的多个透射曲线。膜(例如膜100)的透射特性可以通过透射曲线例如图1D或图1E所示的透射曲线来限定。具体地，曲线180示出了滤光器玻璃的示例性透射曲线。曲线182示出了具有4密耳的厚度的膜100的示例性透射曲线。曲线184示出了具有7.75密耳的厚度的膜100的示例性透射曲线。透射曲线包括在可见光波长范围内的透射局部最大值以及在可见光波长范围的每个端部附近的第一透射局部最小值和第二透射局部最小值。

在一个实施方案中，透射局部最大值位于575nm至425nm之间的位置处，第一透射局部最小值位于约700nm以上的位置处或者附近，并且第二透射局部最小值位于约300nm以下的位置处或者附近。透射局部最大值可以具有85％或更大的透射。透射局部最大值还可以具有90％或更大的透射。在一个实施方案中，第一透射局部最小值和第二透射局部最小值可以具有小于30％的透射。在另一实施方案中，第一透射局部最小值和第二透射局部最小值可以具有小于5％的透射。在一个实施方案中，透射曲线还可以包括在各个透射局部最小值与透射局部最大值之间的第一50％透射截止(截止点，cutoff)和第二50％透射截止。

在一个实施方案中，透射曲线还可以包括由至少对于750nm至575nm之间的透射曲线的减小的斜率而形成的曲线肩部，这增加了在可见光谱(例如红光)的这个端部处的波长的透射。在一个实施方案中，曲线肩部穿过644nm±10nm的位置。在其他实施方案中，曲线肩部可以穿过580nm±10nm的位置。50％透射截止中之一可以与曲线肩部重合，例如在644nm±10nm处。

如本文所使用的，术语“光学密度”和“吸光度”可以互换使用，以指入射在材料上的电磁辐射的量与透射过材料的电磁辐射的量的对数比。如本文所使用的，“透射”或“透射性”或“透射率”可以互换使用，以指穿过材料的特定波长的入射电磁辐射的分数或百分比。如在本文所使用的，“透射曲线”是指作为波长的函数的通过滤光器的光透射百分比。“透射局部最大值”是指曲线上的如下位置(即至少一个点)：在该位置处，通过滤光器的光的透射相对于曲线上的相邻位置处于最大值。“透射局部最小值”是指曲线上的如下位置：在该位置处，透射相对于曲线上的相邻位置处于最小值。如本文所使用的，“50％透射截止”是指透射曲线上的电磁辐射(例如光)通过滤光器的透射为约50％的位置。

在一个实施方案中，滤光器的透射特性，例如下面图3中所示的那些，在一个实施方案中可以通过使用其中分散有蓝色或蓝绿色有机染料的聚碳酸酯膜作为聚合物基材来实现。有机染料浸渍的聚碳酸酯膜可以具有小于0.3mm的厚度。在另一实施方案中，聚碳酸酯膜可以具有小于0.1mm的厚度。聚碳酸酯膜的薄度可以有助于使由设备产生的光的最大透射率大于90％。在至少一个实施方案中，有机染料浸渍的膜可以具有2.5密耳至14密耳之间的厚度。在本公开的一个或更多个实施方案中使用聚碳酸酯基材和蓝色或蓝绿色有机染料的组合以即使在厚度减小的情况下也提供改善的耐热性和机械稳健性。

聚碳酸酯膜可以包括任何类型的光学级聚碳酸酯，例如LEXAN 123 R。虽然聚碳酸酯为薄膜提供了期望的机械和光学性质，但也可以使用其他聚合物，如环烯烃共聚物(COC)。

在一个实施方案中，例如也可以通过使用其中分散有蓝绿色有机染料的丙烯酸膜来实现类似的透射特性。有机染料浸渍的丙烯酸膜可以具有小于0.3mm的厚度。在另一实施方案中，丙烯酸膜可以具有小于0.1mm的厚度。丙烯酸膜的薄度可以有助于使由设备产生的光的最大透射率大于90％。在至少一个实施方案中，有机染料浸渍的膜可以具有2.5密耳至14密耳之间的厚度。在一个或更多个实施方案中，可以使用丙烯酸基材和蓝绿色有机染料的组合以即使在厚度减小的情况下也提供改善的耐热性和机械稳健性。

在另一实施方案中，例如也可以通过使用其中分散有蓝绿色有机染料的环氧树脂膜来实现类似的透射特性。有机染料浸渍的环氧树脂膜可以具有小于0.1mm的厚度。在另一实施方案中，环氧树脂膜可以具有小于1密耳的厚度。环氧树脂膜的薄度可以有助于使由设备产生的光的最大透射率大于90％。在一个或更多个实施方案中，可以使用环氧树脂基材和蓝绿色有机染料的组合以即使在厚度减小的情况下也提供改善的耐热性和机械稳健性。

在又一实施方案中，例如还可以通过使用其中分散有蓝绿色有机染料的PVC膜来实现类似的透射特性。有机染料浸渍的PVC膜可以具有小于0.1mm的厚度。在另一实施方案中，PVC膜可以具有小于1密耳的厚度。PVC膜的薄度可以有助于使由设备产生的光的最大透射率大于90％。在一个或更多个实施方案中，可以使用PVC基材和蓝绿色有机染料的组合以即使在厚度减小的情况下也提供改善的耐热性和机械稳健性。

在一个实施方案中，有机染料浸渍的聚碳酸酯膜在该减小的厚度下也可以具有期望的光学特性，其具有最高达25角秒的平行度和0至30°的主光线入射角。在优选的实施方案中，入射角在0至26°的范围内。有机染料浸渍的聚碳酸酯膜可以进一步提供改善的UV吸光度，其UV范围的光学密度大于5。提供聚碳酸酯基材与蓝绿色染料的示例性组合仅用于示例目的。应当理解的是，下面详细描述的任意吸收化合物都可以与任意上述聚合物基材结合以产生具有期望的机械性能和透射率的膜。

如本文所述的滤光器100的实施方案可以用于不同的应用，包括但不限于：作为改善显色性和数字成像的滤光器，具有优异机械性能、优异的UV吸光度的LCD相位差膜，用于电子设备以减少潜在有害波长的光的光发射减少膜，以及具有高激光保护值的光学校正薄激光窗。在这些实施方案中，滤光器可以被制造成具有对于所述应用中的每一种而言期望的光学特性的薄膜。

在一些实施方案中，由于所公开的发明而引起的显色指数(CRT)变化最小化。例如，在将所公开的发明应用于电子设备之前和之后的CRI值的差异可以在1与3之间。因此，当所公开的发明应用于电子设备的显示器时，观看显示器的用户将看到最小化的(如果有的话)颜色变化，并且所有颜色将保持可见。

吸收和吸收材料

当光遇到化合物时，发生光的波长的吸收。来自光源的光的光线与变化的波长相关联，其中每个波长与不同的能量相关联。当光照射到化合物上时，来自光的能量可以促使该化合物内的电子进入反键轨道。这种激发主要发生在与特定波长的光相关的能量足以激发电子并由此吸收能量的时候。因此，具有不同构型(configuration)的电子的不同化合物吸收不同波长的光。通常，激发电子所需的能量越大，所需光的波长越低。此外，单个化合物可以吸收来自光源的多个波长范围的光，因为单个化合物可以具有以各种构型存在的电子。

图2A示出了具有在本发明的一个实施方案中可能有用的示例性膜的设备与眼睛之间的示例性相互作用。在一个实施方案中，膜200包括设置在设备202上的膜，例如作为售后添加。在另一实施方案中，膜200占设备202的一部分，例如设备202的屏幕。在又一实施方案中，膜是佩戴在眼睛250上或附近的物理屏障，例如作为隐形镜片，或者作为一副眼镜镜片的一部分；无论是作为售后应用还是镜片本身的部分。

如图2A所示，设备202产生多个波长的光，包括高强度UV光210、蓝紫光212、蓝绿松石色光214和可见光218。在一个实施方案中，高强度UV光可以包括在315nm至380nm的范围中的波长的光。已知在这个波长范围内的光可能对眼睛的晶状体造成损害。在一个实施方案中，蓝紫光212可以包括在380nm至430nm范围中的波长的光，并且已知可能引起年龄相关的黄斑变性。蓝绿松石色光214可以包括在430nm至500nm范围中的光并且已知影响睡眠周期和记忆。可见光218还可以包括可见光谱中的其他波长的光。

如本文所使用的，“可见光”或“可见波长”是指在380nm至750nm之间的波长范围。“红光”或“红光波长”是指在约620nm至675nm之间的波长范围。“橙光”或“橙光波长”是指在约590nm至620nm之间的波长范围。“黄光”或“黄光波长”是指在约570nm至590nm之间的波长范围。“绿光”或“绿光波长”是指在约495nm至570nm的波长范围。“蓝光”或“蓝光波长”是指在约450nm至495nm之间的波长范围。“紫光”或“紫光波长”是指在约380nm至450nm之间的波长范围。如本文所用，“紫外”或“UV”是指包括低于350nm并且低至10nm的波长的波长范围。“红外”或“IR”是指包括高于750nm并且高达3000nm的波长的波长范围。

当特定波长的光被化合物吸收时，对应于该特定波长的颜色不会到达人眼，因此看不到。因此，例如，为了过滤掉来自光源的UV光，可以将化合物引入吸收波长低于350nm的光的膜中。在下面的表2中给出了用于各种波长范围的一些示例性光吸收化合物的列表，并且对应于图2D中示出的示例性吸收光谱。在所公开的发明中使用的吸收材料实现对个体的保护，同时保持设备的彩色图像完整性。因此，吸收化合物理想地仅阻挡每种颜色的波长范围的一部分，使得每个色调对于观看电子设备的屏幕的个体仍然是可见的。此外，被阻挡的波长范围可以是对于人而言不可见的颜色的波长范围。因此，在一些实施方案中，所公开的发明是允许全色彩识别的中性密度滤光器。

表2：吸收材料和波长范围

在一个实施方案中，通过从表2的第一列中选择基材中的一种并且根据要作为用于吸收的目标的波长范围从第2列至第4列中的一者或更多者中选择一个吸收列来制造膜200。在一个实施方案中，当聚合物基材含有UV抑制剂、UV稳定剂或以其他方式固有地具有UV吸收性质时，不需要UV目标的吸收化合物。然后可以另外地从第2列至第4列中的任一列中选择吸收化合物以便增加在目标波长范围内产生的光的吸收。吸收化合物可以组合选择，前提条件是保持高的光透射率，并保持色调，使得由设备产生的颜色完整性保持真实。在一个实施方案中，吸收化合物以聚合物或丸粒形式提供并与聚合物基材共挤出以产生膜200。在另一实施方案中，将吸收化合物设置在与聚合物基材分离的层中，例如作为在施加到聚合物基材上的涂层中的组分，或附加的耐划伤层。

另外地，第2、3和4列中每一列中描述的示例性化合物中的许多示例性化合物可以被取代以在其他聚合物基材中产生期望的特征。例如，虽然化合物1002作为用于与聚碳酸酯基材组合的理想化合物而被列出，但还知晓化合物1002作为用于浸渍PVC、缩醛和纤维素酯的相容性化合物。在下面的实施例中将对表2中列出的化合物和聚合物基材的一些可能的示例性组合进行进一步详细描述。然而，应当理解的是，可以具有其他可能的组合，包括与列出于表1中而在表2中不再呈现的的聚合物基材的组合。

在一个实施方案中，分散在聚合物基材中的有机染料提供选择性透射特性，包括例如降低蓝光波长和/或红光波长的透射率。将特定波段或波长的这些不自然的高发射率水平降低到更能代表日光的水平有助于减少使用数字电子设备的一些不良影响。此外，光学膜可以减小由设备202发射的范围内的HEV光。然而，在一个实施方案中，光学膜200还被配置成允许其他蓝光波长的光(例如青色)通过以保持通过设备202的色彩再现。

聚碳酸酯实施例

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1002的聚碳酸酯基材，吸收化合物1002被选择成针对在260nm至400nm范围中产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1002被选择成用于在300nm至400nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是例如由CibaSpecialty Chemicals提供的也称为2-(2H-苯并***-2-基)-对甲酚。然而，在300nm至400nm范围中具有强吸收特性的任意其他示例性吸收化合物也适合于吸收UV光。在其中使用来提供UV保护的实施方案中，其他聚合物基材(例如表1中列出的那些)也适合于生成膜200。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1004的聚碳酸酯基材，吸收化合物1004被选择成针对在400nm至700nm范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1004被选择成用于在400nm至700nm范围内的峰吸收。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1004被选择成用于在600nm至700nm范围中的峰吸收。甚至更具体地，在一个实施方案中，吸收化合物被选择成用于在635nm至700nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是由生产的商品名为ABS 668的专有(proprietary)化合物。然而，在可见光谱的600nm至700nm范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1004也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1006的聚碳酸酯基材，吸收化合物1006被选择成针对在红外范围内产生的光。在一个实施方案中，选择吸收化合物1006被选择成针对在800nm至1100nm范围内产生的光。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1006被选择成用于在900nm至1000nm范围中的峰吸收。一种示例性化合物可以是由QCRSolutions Corporation生产的NIR1002A染料。然而，在红外范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1006也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，聚合物基材浸渍有化合物1002、1004和1006的组合，使得化合物1002、1004和1006中的任意两种均被包括以形成膜200。在另一实施方案中，化合物1002、1004和1006中的所有三种组合在聚合物基材内以形成膜200。

在另一实施方案中，聚碳酸酯基材连同化合物1002、1008、1022、1028、1040或1046中的任意一种一起设置在膜200中。在一个实施方案中，其可以与化合物1004、1010、1018、1024、1030、1036、1042或1048中的任意一种组合。在一个实施方案中，其可以与化合物1006、1020、1026、1032、1038、1044或1050中的任意一种组合。

PVC滤光器实施例

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1008的聚氯乙烯(PVC)基材，吸收化合物1008选择成针对在260nm至400nm范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1008被选择成用于在320nm至380nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是由AdamGates&Company，LLC生产的DYE VIS 347。然而，在300nm至400nm范围中具有强吸收特性的任意其他示例性吸收化合物也适合于吸收UV光。在其中使用DYE VIS 347来提供UV保护的实施方案中，其他聚合物基材(例如表1中列出的那些)也适合于生成膜200。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1010的PVC基材，吸收化合物1010被选择成针对在400nm至700nm范围内产生的光。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1010被选择成用于在550nm至700nm范围中的峰吸收。甚至更具体地，在一个实施方案中，吸收化合物被选择成用于在600nm至675nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是由American Dye Source，Inc.生产的ADS640PP，也称为2-[5-(1,3-二氢-3,3-二甲基-1-丙基-2H-吲哚-2-亚基)-1,3-戊二烯基]-3,3-二甲基-1-丙基-3H-吲哚鎓高氯酸盐。然而，在可见光谱的600nm至700nm范围中具有强吸收的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1010也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，聚合物基材浸渍有化合物1008和1010的组合。在另一实施方案中，将PVC基材连同化合物1002、1008、1022、1028、1040或1046中的任意一种一起设置在膜200中。在一个实施方案中，其可以与化合物1004、1010、1018、1024、1030、1036、1042或1048中的任意一种组合。在一个实施方案中，其可以与化合物1006、1020、1026、1032、1038、1044或1050中的任意一种组合。

环氧树脂实施例

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1016的环氧树脂基材，吸收化合物1016被选择成针对在260nm至400nm范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1016被选择成用于在300nm至400nm范围中的峰吸收。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1016被选择成用于在375nm至410nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是例如由Exciton生产的ABS 400，其在399nm处具有峰吸光度。然而，在300nm至400nm范围中具有强吸收特性的任意其他示例性吸收化合物也适合于吸收UV光。在其中使用ABS 400来提供UV保护的实施方案中，其他聚合物基材如表1中列出的那些也可以适合于生成膜200。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1018的环氧树脂基材，吸收化合物1018被选择成针对在400nm至700nm范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1018被选择成用于在400nm至700nm范围中的峰吸收。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1018被选择成用于在600nm至700nm范围中的峰吸收。甚至更具体地，在一个实施方案中，吸收化合物被选择成用于在650nm至690nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是由QCR Solutions Corporation生产的商品名为VIS675F并且在氯仿中在675nm处具有峰吸收的专有化合物。然而，在可见光谱的600nm至700nm范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1018也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1020的环氧树脂基材，吸收化合物1020被选择成针对在红外范围内产生的光。在一个实施方案中，选择吸收化合物1020被选择成针对在800nm至1100nm范围内产生的光。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1020被选择用于在900nm至1080nm范围中的峰吸收。在一个实施方案中，吸收化合物是由QCR Solutions Corporation生产的商品名为NIR1031M并且在丙酮中在1031nm处具有峰吸收的专有化合物。然而，在红外范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1020也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，聚合物基材浸渍有化合物1016、1018和1020的组合，使得化合物1016、1018和1020中的任意两种均被包括以形成膜200。在另一实施方案中，化合物1016、1018和1020中的所有三种在聚合物基材内组合以形成膜200。

在另一实施方案中，环氧树脂基材连同化合物1002、1008、1022、1028、1040或1046中的任意一种一起设置在膜200中。在一个实施方案中，其可以与化合物1004、1010、1018、1024、1030、1036、1042或1048中的任意一种组合。在一个实施方案中，其可以与化合物1006、1020、1026、1032、1038、1044或1050中的任意一种组合。

聚酰胺实施例

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1022的聚酰胺基材，吸收化合物1022被选择成针对在260nm至400nm范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1022被选择成用于在260nm至350nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物例如由QCRSolutions Corporation生产的产品名称为UV290A。然而，在260nm至400nm范围中具有强吸收特性的任意其他示例性吸收化合物1022也适合于吸收UV光。在其中使用UV290A来提供UV保护的实施方案中，其他聚合物基材(例如表1中列出的那些)也适合于生成膜200。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1024的聚酰胺基材，吸收化合物1024被选择成针对在400nm至700nm范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1024被选择成用于在600nm至700nm范围中的峰吸收。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1024被选择成用于在620nm至700nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是由AdamGates&Company，LLC生产的商品名为DYE VIS 670的专有化合物，其还具有在310nm至400nm之间的吸收峰。然而，在可见光谱的600nm至700nm范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1024也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1026的聚酰胺基材，吸收化合物1026被选择成针对在红外范围内产生的光。在一个实施方案中，选择吸收化合物1026被选择成针对在800nm至1200nm范围内产生的光。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1026被选择成用于在900nm至1100nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是由QCRSolutions Corporation生产的产品名称为NIR1072A的专有化合物，其在丙酮中在1072nm处具有吸收峰。然而，在红外范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1026也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，聚合物基材浸渍有化合物1022、1024和1026的组合，使得化合物1022、1024和1026中的任意两种均被包括以形成膜200。在另一实施方案中，化合物1022、1024和1026中的所有三种在聚合物基材内组合以形成膜200。

在另一实施方案中，将聚酰胺基材连同化合物1002、1008、1022、1028、1040或1046中的任意一种一起设置在膜200中。在一个实施方案中，其可以与化合物1004、1010、1018、1024、1030、1036、1042或1048中的任意一种组合。在一个实施方案中，其可以与化合物1006、1020、1026、1032、1038、1044或1050中的任意一种组合。

聚酯实施例

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1036的聚酯基材，吸收化合物1036被选择成针对在400nm至700nm范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1036被选择成用于在600nm至750nm范围中的峰吸收。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1036被选择成用于在670nm至720nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是生产的商品名为ABS 691的专有化合物，其在聚碳酸酯中在696nm处具有吸收峰。然而，在可见光谱的600nm至700nm范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1036也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1038的聚酯基材，吸收化合物1038被选择成针对在红外范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1038被选择成针对在800nm至1300nm范围内产生的光。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1038被选择成用于900nm至1150nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物1038是由Adam Gates&Company，LLC生产的产品名称为IR Dye 1151的专有化合物，其在甲基乙基酮(MEK)中在1073nm处具有吸收峰。然而，在红外范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1038也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，聚合物基材浸渍有化合物1036和1038的组合。在另一实施方案中，将聚酯基材连同化合物1002、1008、1022、1028、1040或1046中的任意一种一起设置在膜200中。在一个实施方案中，这可以与化合物1004、1010、1018、1024、1030、1036、1042或1048中的任意一种组合。在一个实施方案中，这可以与化合物1006、1020、1026、1032、1038、1044或1050中的任意一种组合。

聚乙烯实施例

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1042的聚乙烯基材，吸收化合物1042被选择成针对在400nm至700nm范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1042被选择成用于在600nm至750nm范围中的峰吸收。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1042被选择成用于在670nm至730nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是由Moleculum生产的商品名为LUM690的专有化合物，其在氯仿中在701nm处具有吸收峰。然而，在可见光谱的600nm至700nm范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1042也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，膜200包含浸渍有吸收化合物1044的聚乙烯基材，吸收化合物1044被选择成针对在红外范围内产生的光。在一个实施方案中，吸收化合物1044被选择成针对在800nm至1100nm范围内产生的光。具体地，在一个实施方案中，吸收化合物1044被选择成用于在900nm至1100nm范围中的峰吸收。一种示例性吸收化合物是Moleculum生产的商品名为LUM1000A的专有化合物，其在氯仿中在1001nm处具有吸收峰。然而，在红外范围中具有强吸收性的任意其他示例性吸收化合物也可以适合于生成膜200。在另一实施方案中，化合物1044也可以与来自表1的不同的聚合物基材组合。

在一个实施方案中，聚合物基材浸渍有化合物1040、1042和1044的组合，使得化合物1040、1042和1044中的任意两种均被包括以形成膜200。在另一实施方案中，化合物1040、1042和1044中的所有三种在聚合物基材内组合以形成膜200。

在另一实施方案中，聚碳酸酯基材连同化合物1002、1008、1022、1028、1040或1046中的任意一种一起设置在膜200中。在一个实施方案中，这可以与化合物1004、1010、1018、1024、1030、1036、1042或1048中的任意一种组合。在一个实施方案中，这可以与化合物1006、1020、1026、1032、1038、1044或1050中的任意一种组合。

其他示例性实施方案

可以选择蓝绿色有机吸收化合物以提供在所需波长处的选择性透射和/或衰减(例如通过相对于红光衰减蓝光)。蓝绿色有机染料可以包括例如蓝绿色酞菁染料，蓝绿色酞菁染料适合于塑料应用并且提供良好的可见光透射率、光稳定性和具有大于170℃的熔点的热稳定性。有机染料浸渍的聚碳酸酯化合物可以包含按重量计的约0.05％至2％的吸收化合物。蓝绿色酞菁染料可以是在挤出过程中可以分散在熔融聚碳酸酯中的粉末形式。在挤出过程之前，蓝绿色染料也可以分散在聚碳酸酯树脂珠内。

在另一实施方案中，一种或更多种另外的染料可以分散在膜内。为了增加红外保护，例如，可以使用额外的IR滤光染料来提供IR范围中的9或更大的光学密度。IR滤光染料的一个实例可以包括LUM1000A。有机染料浸渍的聚碳酸酯混合物可以包含按重量计约0.05％至2％的吸收化合物。

在一个实施方案中，用于数字电子设备的滤光器被设置有限定的电磁辐射透射特性，其在可见波长处具有选择性透射。在一个实施方案中，滤光器被设计成阻挡或减少多个波长范围内例如在蓝光波长范围和红光波长范围两者中的光的透射。滤光器可以用于各种应用，包括但不限于滤光器、用于电子设备的光发射减少膜和LCD相位差膜。在一个实施方案中，滤光器由包含分散在或浸渍在聚合物基材如聚碳酸酯膜中的有机染料的复合材料制成。在另一实施方案中，任意一种或更多种聚合物基材可以选自上面的表1中。

如图2A所示，由设备202产生波长的光210、212、214和218。在一个实施方案中，这些波长的光然后遇到膜200。当所述波长的光遇到膜200时，膜200被配置成仅允许一些波长的光通过。例如，在如图2A所示的一个实施方案中，UV光基本上被阻止通过膜200。蓝紫色光也基本上被阻止通过膜200。蓝绿松石色光214被至少部分地阻止通过膜200，同时允许一些其他范围的蓝光波长216通过。在一个实施方案中，这些可以包括青色范围中的波长的光。然而，在一个实施方案中，允许可能对用户观看安全的可见光218穿过膜。在一个实施方案中，一旦光的波长已经遇到并穿过膜200，那么它们被使用设备202的用户的人眼感知到。在一个实施方案中，如图2A所示，已知眼睛的区域252受到UV光的高度影响，并且已知眼睛的区域254受到蓝光的高度影响。通过在设备202和眼睛250之间***膜200，由此基本上防止可能对区域252和254中的眼睛造成损害的光线到达用户的眼睛。

图2B示出了在本发明的一个实施方案中可能有用的多个膜的示例性有效波长吸收范围。在一个实施方案中，膜200可以包含被配置成吸收在一个或更多个波长范围中的光的一种或更多种吸收化合物。在一个实施方案中，一定范围的波长可能被膜272阻挡，其中在300nm至400nm范围中的至少一些光线被膜272阻挡以免到达用户的眼睛，但是波长谱的其余部分基本上不受影响。在另一实施方案中，膜274基本上减少在300nm至500nm范围中的光到达用户的眼睛，但波长谱的其余部分基本上不受影响。在另一实施方案中，膜276基本上减少在300nm至650nm范围中的光到达用户的眼睛，但是波长谱的其余部分基本不受影响。在又一实施方案中，膜278减少在300nm至3000nm范围中的光量到达用户的眼睛，但是波长谱的其余部分基本不受影响。根据不同影响设备202的用户的条件，可以将不同的膜272、274、276和278应用于用户的设备202，以便治疗或预防医疗状况。

图2C和上面的实施例说明了在本发明的一个实施方案中可以单独使用或组合使用的多个吸收化合物光谱，以实现膜的所需特性。在一个实施方案中，图2C中所示的吸收剂中的一种或更多种浸渍在聚合物基材内以实现所需的透射率。

在一个实施方案中，膜272被配置成基本上阻挡99.9％的UV光，15％至20％的HEV光和15％至20％的光敏(PS)光。在一个实施方案中，膜272包含厚度为至少5密耳的UV抑制聚碳酸酯基材。在一个实施方案中，厚度为小于10密耳。在一个实施方案中，膜272还包含UV抑制添加剂，其占膜272的至少1％。在一个实施方案中，UV抑制添加剂占膜的至少2％，但小于膜272的3％。在一个实施方案中，膜272还包括硬涂层。在一个实施方案中，膜272也可以被表征为具有在280nm至380nm范围中至少3、在380nm至390nm范围中至少0.7、在390nm至400nm范围中至少0.15、在400nm至600nm范围中至少0.09和在600nm至700nm范围中至少0.04的光学密度。

在一个实施方案中，膜274基本阻挡99.9％的UV光、30％至40％的HEV光和20％至30％的PS光。在一个实施方案中，膜274包含厚度为至少5密耳的UV抑制聚碳酸酯基材。在一个实施方案中，厚度为小于10密耳。在一个实施方案中，膜274还包含UV抑制添加剂，其占膜274的至少1％。在一个实施方案中，UV抑制添加剂占膜的至少2％，但小于膜274的3％。在一个实施方案中，膜274还包含酞菁染料，其占膜274的至少0.0036％。在一个实施方案中，酞菁染料占膜274的至少0.005％、或至少0.008％，但小于膜的0.01％。在一个实施方案中，膜274包括硬涂层。在一个实施方案中，膜274还可以被表征为具有在280nm至380nm范围中至少4、在380nm至390nm范围中至少2、在290nm至400nm范围中至少0.8、在400nm至600nm范围中至少为0.13和在600nm至700nm范围中至少0.15的光学密度。

在一个实施方案中，膜276阻挡99.9％的UV光、60％至70％的HEV光和30％至40％的光敏(PS)光。在一个实施方案中，膜276包括厚度为至少5密耳的UV抑制聚碳酸酯基材。在一个实施方案中，厚度为小于10密耳。在一个实施方案中，膜276还包含UV抑制添加剂，其占膜276的至少1％。在一个实施方案中，UV抑制添加剂占膜的至少2％，但小于膜276的3％。在一个实施方案中，膜274还包含酞菁染料，其占膜274的至少0.005％。在一个实施方案中，酞菁染料占膜276的至少0.01％、或至少0.015％，但小于膜276的0.02％。在一个实施方案中，膜276包括硬涂层。在一个实施方案中，膜276也可以被表征为具有在280nm至380nm范围中至少4、在380nm至390nm范围中至少2、在290nm至400nm范围中至少0.8、在400nm至600nm范围中至少0.13和在600nm至700nm范围中至少0.15的光学密度。

在一个实施方案中，膜278阻挡99％的UV光、60％至70％的HEV光和30％至40％的PS光。在一个实施方案中，膜278包括厚度为至少8密耳的UV抑制PVC膜。在一个实施方案中，厚度为至少10密耳、或至少15密耳，但小于20密耳厚。在一个实施方案中，膜278还包括弹性体。

在一个实施方案中，膜被配置成基本上阻挡99％的在200nm至315nm范围中的紫外光、99％的在315nm至380nm范围中的紫外光以及大约10％的PS光(即，555nm附近的光)。在一个实施方案中，膜被配置成允许高达65％的可见光(即，从380nm至780nm范围内的光)通过。在一些实施方案中，该膜可以阻挡不同量的蓝光。例如，该膜可以具有阻挡15％蓝光的层、阻挡30％蓝光的层、阻挡60％蓝光的层或其组合。在一个实施方案中，膜包含厚度为7密耳至9密耳的UV抑制膜。

图3描绘了示出对于可用于本发明的一个实施方案中的各种膜的透射率作为波长的函数的图。在一个实施方案中，吸收光谱300与由Nabi 制造的通用常备膜(genericstock film)相关联。吸收光谱302可以与由Nabi提供的另一种常备膜相关联。吸收光谱304可以与Armor品牌膜相关联。在一个实施方案中，吸收光谱306可以与膜272相关联。在一个实施方案中，吸收光谱308可以与膜276相关联。在另一个包括弹性体的实施方案中，吸收光谱310可以与膜278相关联。在一个实施方案中，吸收光谱312可以与膜274相关联。如图3所示，使用膜272、274、276或278中的任意一个产生由设备产生的吸收光谱的减少。例如，吸收光谱306显示蓝光范围内的最大透射率大约从1.00减小到0.37。因此，将膜272、274、276或278中的任意一个应用到设备(例如设备202)可以导致已知波长范围内的有害光的光线的减少，并且因此减少上述多个眼睛相关的问题中的任意一个。

在一个实施方案中，应用图3中所示的膜中的任意一种提供了从设备到用户的光透射的可测量的变化，如下面的表3所示。表3示出了在通过所指示的施加膜之后在每个波长范围内剩余的能量的百分比。

表3：在膜施加后剩下的能量

如上表3中所示，本文所述的膜中的任意膜在由设备例如设备202产生的光与眼睛250之间进行过滤之后，提供了在多个波长范围内保留的能量的显著减少。膜272、274、276和278几乎完全吸收由设备202发射的UV光。

在一个实施方案中，有机染料浸渍的膜如膜272、274、276或278可以以矩形或方形膜片的形式提供，如图1C所示。然后可以从膜上切下一个或更多个所需形状的滤光器。如图1A所示，例如，光学膜的一个实施方案可以包括用于智能电话的大致矩形形状，其具有为智能电话的按钮去除的圆圈。在另一实施方案中，滤光器可以包括圆形滤光器设计，例如以覆盖手机或其他电子设备的相机中的数字图像传感器。在又一实施方案中，滤光器以片的形式被提供给制造商或用户，以使制造商或用户可以将膜切割成所需的尺寸。在另一实施方案中，膜设置有粘合剂衬里，使得可以确定其尺寸然后附接到期望的设备。

还可以在膜上设置一个或更多个另外的材料层或涂层。例如，在运输或使用期间，额外的材料层可以包括硬涂层以保护膜。透射率可以通过对膜施加一定的抗反射性能来改善，包括在施加任意其他涂层(在一个实施方案中包括硬涂层)时。该膜也可以或者可选地具有所施加的防眩涂层或所施加的粘性涂层。

根据一种制造方法，制造有机染料，将有机染料分散在膜材料(例如在一个实施方案中为聚碳酸酯)中，混合成丸粒，并且然后使用本领域那些技术人员通常已知的技术挤出成薄膜。因此有机染料浸渍的膜组合物可以以丸粒的形式提供，或以可以设置在辊上的挤出膜的形式提供，然后根据具体应用将其切割出尺寸。

产生光吸收膜的方法

图4A至图4C描绘了根据本发明的一个实施方案的用于产生用于设备的光吸收膜的多种方法。如图4A所示，方法400开始于框402，其中用户获得他们的设备。该设备可以是智能电话、笔记本电脑、平板电脑或其他发光设备如设备102。用户然后获得并施加膜如膜100，如框404所示。用户可以基于特定的眼睛问题或为防止一个或更多个特定的眼睛相关问题的期望来选择膜100。在用户获得设备之后，例如可以通过使用粘合剂层来施加膜100。粘合剂层可以在售后膜如膜272、274、276或278上找到。

如图4B所示，方法410示出了用于设备的制造商向用户提供更安全的屏幕的方法，其中更安全的屏幕包括具有如以上关于膜272、274、276和/或278描述的那些性质的膜。在一个实施方案中，方法140开始于框420，其中制造商生产具有一种或更多种吸收化合物的组合的屏幕。在一个实施方案中，染料可以选自上述那些中任意一种，以减少来自设备的特定波长的光的透射。制造商可以制造屏幕，使得染料浸渍在屏幕本身内，而不是作为单独的膜施加到屏幕上。该方法然后在框422处继续，其中制造商例如使用任何适当的机构，例如通过使用粘合剂，将屏幕施加到设备。在一个实施方案中，该方法然后在框424处继续，其中制造商向用户提供设备，这可以包括通过销售或其他交易。

图4C示出了根据本发明的实施方案的用于制造具有特定吸收特性的膜的方法。在一个实施方案中，方法430从框440开始，其中选择对于膜要吸收的波长，或者以其他方式抑制它们到达用户的眼睛。然后该方法在框442处继续，其中选择一种或更多种吸收化合物以吸收选定的波长范围，例如从上面的表1中。该方法然后在框444处继续，其中选择适当的膜基底。适当的膜基底可以是一个设备的屏幕。在另一实施方案中，合适的膜基底可以是与所选染料相容的任意系列聚合物中的一种。在一个实施方案中，用户可以首先例如基于设备特性来选择适当的膜，然后选择适当的染料，由此使框442和框444的顺序反转。

方法430在框446处继续，其中制造染料浸渍的膜。在一个实施方案中，这可能涉及膜与多种吸收化合物的共挤出。膜可以作为一系列树脂珠提供，并且可以与包含所需吸收化合物的一系列树脂珠混合。在可替选的实施方案中，吸收化合物可以提供为液体溶液。然而，在框446处也可以使用任意其他适当的用于制造染料浸渍的膜的机构。在一个实施方案中，还可能期望对于膜进行所施加的另外的处理，例如减少眩光或隐私屏幕特征。在另一实施方案中，膜可以被处理成具有硬涂层，或者可以被处理成具有粘性涂层。在一个实施方案中，可以在框448处提供这些处理中的任意或全部。

在一个实施方案中，方法在框450处继续，其中膜例如膜100被提供给设备，例如设备102。如前所述，这可能涉及制造商使用适当的制造程序将具有期望特性的屏幕如屏幕102施加至设备100。它也可以包括将染料浸渍的售后膜提供给用户，然后用户例如通过先前描述的方法400和410将膜施加到设备上。

在产生用于设备的光吸收膜的方法的一个实施方案中，通过将多个涂层叠置在彼此的顶部来制造所述膜。更具体地，所述膜可以由数层组成，如但不限于哑光面漆、蓝色染料层、聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下称为“PET”)层、UV保护层、压敏粘合剂(下文中称为“PSA”)和衬里。

在一些实施方案中，施加的第一层(其是最终实施方案中的顶层)是哑光面漆。哑光面漆可以提供防眩特征，可以是耐油的，并且可以包括防指纹特性。此外，哑光面漆可能会阻挡少量的高能量可见光，例如蓝光。在一个实施方案中，哑光面漆包含描述膜的浑浊度的雾度因子。理想地，雾度因子为约3％，以免妨碍用户对设备屏幕的观看。但是，雾度因子可能高达26％。所公开的膜的一些实施方案不包括哑光面漆，或者不具有面漆或具有透明硬涂层。

可以施加的下一层是蓝色染料。蓝色染料层可以阻挡各种量的高能量可见光，如蓝光。例如，蓝色染料层可以阻挡30％的蓝光，并且在颜色上可以是冷蓝色的。在另一实施例中，蓝色染料层可以阻挡60％的蓝光，并且在颜色上可以是蓝绿色的。如果加入蓝色染料层作为第一层，蓝色染料层也可以包含能够使其充当硬涂层的特性。然而，一些实施方案将不包括这些蓝色染料层中的任一个。

不管是否包括蓝色染料层，下一层都是阻挡大约15％蓝光的PET层。因此，该膜可以具有阻挡30％的蓝光的层和阻挡15％的蓝光的另外的层，或者可以限制为阻挡15％的蓝光的一层。PET层优选是透明的并且不含有色调。如果膜没有哑光面漆或蓝色染料层，那么PET层也可以用作面漆，并且可以包含保护其余层的性质。

添加到PET层上的下一层是可以阻挡至少99％的UV光的UV保护层。UV保护层可以具有上述特征中的任意特征。在UV层的顶部，可以施加PSA如有机硅PSA。粘合剂可以被配置成使得其在膜施加到设备期间防止在膜和设备之间形成气泡。在一些实施方案中，膜可以不包括粘合剂层。例如，使用粘合剂将膜施加至具有大屏幕的电子设备(例如：计算机显示器)可能是不可行的，因此使用不同的附接方法，例如将膜夹在显示器上的夹子。

在施加粘合剂层或UV层之后，白色纸衬里和/或透明的可打印的衬里可以施加到顶部以保护面向计算机的层，不管面向计算机的层是UV层还是PSA。这防止了膜在附接到电子设备之前附接到任何物体上或者暴露在灰尘和碎屑中。

在一个实施方案中，例如当用作滤光器时，有机染料浸渍的膜允许在特定波长(例如靠近可见波长谱的端部)处的目标透射截止。在这种应用中，曲线应该进一步增加可见光波长例如红光波长的整体透射率。在一个实施方案中，使用有机硅作为光吸收剂，通过校正红光波长和蓝光波长处的吸收不平衡，滤光器可以改善数字图像传感器的真实色彩再现，从而通过改善的颜色清晰度得到改善的图像质量。

当用作LCD相位差膜时，与另一实施方案一致，有机染料浸渍的膜提供所需的光学性质，如0至30°或0至26°入射角主光线和50％透射截止处的选择性可见光波长，以及在小于0.01mm厚度下的优异的机械稳健性。基本上，颜料如一些染料一样在施加染料或基材的过程中倾向于停留在表面上。所公开的产品在整个承载基材上包含染料颗粒，因此撞击基材的光将在通过基材途中的某处与染料颗粒碰撞。因此，在一个实施方案中，基材被设计为在30°的最小入射角度下是安全的。该LCD相位差膜也可以提供比其他常规LCD相位差膜更好的UV吸收率。

当用作光发射减少膜时，与又一实施方案一致，有机染料浸渍的膜减少来自电子设备的可能对用户有害的特定波长的光发射。光发射减少膜可以减小电磁发射的峰值和斜率(例如，在蓝光范围、绿光范围和橙光范围中)，以将可见光范围内的发射光谱归一化。发射光谱可以被归一化，例如在0.0034至0.0038之间。这些光学特性可以提供在最薄基材中跨可见光和近红外范围对有害辐射的最大抑制，同时仍然满足工业标准的可见光透射要求。

尽管在附图中示出了LCD显示器，但是本发明的至少一些实施方案可以应用于利用不同显示器生成技术的设备，例如阴极射线管(CRT)或发光二极管(LED)显示器。

结合至电子设备

如上所述，在一些实施方案中，保护膜包括聚合物基材的组合，并且以吸收由设备产生的有害光的量包含吸收化合物。然而，在其他实施方案中，吸收化合物和聚合物基材可以在制造期间结合至设备的屏幕层中，如如图5C至图5F和图5H所示，使得电子设备被制造成具有防止这些有害光线内置的保护。

下面的描述被设计成伴随着所附的图5A至图5H。然而，尽管针对通过电容网格层506提供的具有触摸屏能力的设备来描述本实施方案，但是应当理解，本发明的至少一些实施方案可以应用于不具有触摸屏能力的设备。此外，尽管在附图中示出了LCD显示器，但是本发明的至少一些实施方案可以应用于利用不同显示器生成技术的设备。例如，阴极射线管(CRT)或发光二极管(LED)显示器是可能的。

在一个实施方案中，如图5A和图5B所示，电子设备的屏幕包数层玻璃和/或塑料。这些层可以被配置成提供附加功能，例如触摸屏功能，以及保护设备免受使用的损害。图5A和图5B示出了由五个层组成的数字设备的示例性屏幕：LCD层510、玻璃层508、电容网格层506、柔性保护盖504和表面涂层502。该设备可以是电容式设备，如具有触摸敏感屏的手机或平板电脑。该设备也可以是另一种形式的显示设备，如但不限于具有非电容式屏幕的电视机。另外，该设备可以是暴露在光线下的用户佩戴的头戴物的形式，例如眼镜或接触镜片。

在一个实施方案中，如图5C和图5D所示，可以在聚合物层中设置一种或更多种吸收化合物以产生吸收膜层512，吸收膜层512***在构成电子设备的屏幕的层中之一(例如之前关于图5A和图5B所示的层)，如图5C和图5D所示，吸收膜层512可以被施加在LCD层510与玻璃层508之间。然而，在另一实施方案中，吸收膜层512可以被施加在玻璃层508与电容网格层506之间。在另一实施方案中，吸收膜层512可以被施加在电容网格层506与柔性保护盖504之间。在另一实施方案中，吸收膜层512可以被施加在柔性保护盖504与表面涂层502之间。

在一个实施方案中，吸收膜层512可以作为膜层***在构成电子设备的屏幕的任意层之间来施加，或者作为硬涂层被施加到构成电子设备的屏幕的层的任意一个层。在另一实施方案中，吸收膜层512可以作为热涂层或漆层施加。

在又一实施方案中，一个或更多个吸收膜层可以与构成电子设备的屏幕的层(例如，先前关于图5A和图5B描述的层)组合。例如，可以设置四个吸收膜层512，使得它们在屏幕的五个层中的每一层之间适配。然而，在另一实施方案中，在屏幕的五个层中的至少一些层之间设置两个或三个吸收膜层512。

吸收膜层512可以包括至少一个聚合物基材。在一个实施方案中，所选择的聚合物基材吸收期望的波长的光。然而，在另一实施方案中，使用另外的吸收化合物来吸收所有所需波长的光。在又一实施方案中，可以将若干种吸收化合物与单一聚合物基材组合以实现所需的保护。图5G示出了从计算机屏幕发射的光波。图5H示出了吸收膜层512，其吸收并因此阻挡那些特定光波到达用户。下表4中提供了在一个实施方案中可以使用的若干种聚合物基底的列表。

表4：用于吸收膜的聚合物基底

在一个实施方案中，选自表4的聚合物中之一与所需目标范围的一种或更多种吸收化合物组合，如下表5所示。表5中列出的吸收化合物是可选择用于在给定波长范围内的所需保护的吸收化合物的一些实例。

表5：吸收材料和波长范围

在一个实施方案中，吸收膜层512至少部分由于所选择的吸收化合物而具有轻微的色调，并且作为滤光器起作用以减少来自屏幕的光发射。在一个实施方案中，在CIE光源D65下，具有7.75密耳厚度的吸收膜层512是具有分别(L，a，B)值为(90.24，12.64，3.54)和(X-Y-Z)值为(67.14，76.83，78.90)的浅蓝绿色。在另一实施方案中，由于减小的负载，吸收膜层512显得浅。

在一个实施方案中，将聚合物基材和一种或更多种吸收化合物混合并作为丸粒挤出，其中然后丸粒可以被模制到吸收膜层512中。可替选地，它们可以用于热涂层。在另一实施方案中，将聚合物基材和一种或更多种吸收化合物挤出或制造成设备的屏幕的层中的任意层的一部分。

在一个实施方案中，在电子设备的屏幕的层中的每个层的一个或更多个层之间，可以使用粘合剂化合物来确保层合在一起。粘合剂化合物还可以提供在层之间的密封。因此，代替在屏幕内作为附加膜层提供对有害光波长的保护，可以通过用于粘合屏幕层的粘合剂提供保护。

图5E和图5F示出了结合具有波长吸收特性的光吸收粘合剂514的数字设备的示例性屏幕。在一个实施方案中，如图5E和图5F所示，在吸收性粘合剂514中设置有一种或更多种吸收化合物，所述吸收性粘合剂514涂覆在前面关于图5A和图5B描述的层的顶侧或底侧。例如，如图5E和图5F所示，可以作为将电容网格层506粘合到柔性保护盖504的粘合剂来施加光吸收粘合剂514。然而，在另一实施方案中，可以作为将LCD层510粘合到玻璃层508的粘合剂来施加光吸收粘合剂514。在另一实施方案中，可以作为将玻璃层508粘合到电容网格层506的粘合剂来施加光吸收粘合剂514。在另一实施方案中，可以施加光吸收粘合剂514使得其将柔性保护盖504粘合到表面涂层502。

在又一实施方案中，一种或更多种吸收化合物可以用作五个层中的每一层之间的粘合剂的一部分。例如，光吸收粘合剂514可以是在五个层之间使用的唯一粘合剂。然而，在另一实施方案中，光吸收粘合剂514可以在屏幕的两个层或三个层之间使用。在一个实施方案中，所选择的吸收化合物基于要阻挡的光波长的选定范围。例如，选择的吸收化合物可以来自表5的第2列至第4列中的任意一个。

光吸收粘合剂514可以包括至少一个聚合物基材。在一个实施方案中，所选择的聚合物基材吸收期望的波长的光。然而，在另一实施方案中，使用另外的吸收化合物来吸收所有所需波长的光。在另一实施方案中，可以将若干种吸收化合物与单一聚合物基材组合以实现所需的保护。

在一个实施方案中，有机硅粘合剂可以与表5的第2列至第4列中列出的吸收化合物中的任意化合物一起使用。在一个实施方案中，压敏粘合剂可以与表5的第2列至第4列中列出的吸收化合物中的任意化合物一起使用。在另一实施方案中，热熔粘合剂可以与表5的第2列至第4列中列出的吸收化合物中的任意化合物一起使用。在另一实施方案中，丙烯酸粘合剂可以与表5的第2列至第4列中列出的吸收化合物中的任意化合物一起使用。

在一个实施方案中，将期望的吸收化合物溶解在基于酮的溶剂，优选甲基乙基酮中可以产生粘合剂。然后用所需的粘合剂化合物失去(miss)所溶解的吸收化合物。例如，在一个实施方案中，压敏粘合剂可以与溶解在基于酮的溶剂中的吸收化合物组合。在至少一个实施方案中，该方法包括至少一个过滤步骤以去除未溶解的吸收化合物。在另一实施方案中，该方法包括加入额外的溶剂以重新溶解吸收化合物，从而导致整个该过程结块。

在一个实施方案中，粘合剂层由于至少部分选择的吸收化合物而具有轻微的色调，并且作为滤光器起作用以减少来自屏幕的光发射。在一个实施方案中，在CIE光源D65下，具有7.75密耳厚度的粘合剂层是具有分别(L，a，B)值为(90.24，-12.64，3.54)和(X-Y-Z)值为(67.14，76.83，78.90)的浅蓝绿色。在另一实施方案中，粘合剂层由于减少的负载而显得更浅。

在一些实施方案中，吸收化合物可以设置在一个或更多个聚合物基材中以与电子屏幕的偏振滤光器集成。例如，在具有LCD屏幕的电子屏幕的情况下，屏幕具有两个偏振滤光器，并且吸收化合物可以施加在屏幕的偏振滤光器中的之一上。在涂层的情况下，吸收化合物可以设置在聚合物基材中，使得偏振滤光器能够与吸收化合物层压。在另一实施例中，可以将吸收化合物直接结合至两个偏振滤光器中的之一中。

如上所述，吸收化合物理想地仅阻挡每种颜色的波长范围的一部分，使得每个色调对于观看电子设备的屏幕的个体仍然是可见的。因此，在其中吸收化合物被集成到电子设备屏幕的实施方案中，具有被所公开的技术阻挡的部分波长的颜色可以被加强，使得允许通过吸收化合物的小范围更亮。

结合至虚拟现实头戴式耳机

尽管已经关于具有通过电容网格提供的触摸屏能力的设备描述了其他实施方案，但是应当理解，本发明的至少一些实施方案可以应用于不具有触摸屏能力的设备。例如，在一个实施方案中，本发明可以应用于或集成到虚拟现实头戴式耳机设备中，如图6A至图6C所示，或者被配置成吸收由光源产生的光的波长的另一类型的头安装式玻璃设备。

虚拟现实(VR)头戴式耳机是用户可以佩戴在他们眼睛上以获得沉浸式视听体验的头戴物。更具体地，VR头戴式耳机提供了离用户脸部几英寸的屏幕。另外，VR头戴式耳机可以屏蔽环境光，防止其侵入用户的视野。由于屏幕的接近，因此UV光和蓝光接近用户的眼睛，VR头戴式耳机给用户带来了独特的风险。所公开的技术对VR头戴式耳机是独特的，因为它可以阻挡这些有害的波长。在一些实施方案中，因为VR头戴式耳机阻挡环境光干扰屏幕，所以光吸收材料中使用的色素沉着或化学结构可能干扰用户的色彩体验，并且因此用于VR头戴式耳机的光吸收材料可能从上述实施方案变化。

一些虚拟现实头戴式耳机包括与头戴式受话器或另一个听觉设备组合的眼镜、框架或单元，并且可以接收充当屏幕的移动电话。如美国专利第8,957,835号(‘835专利)中所述，电话可以卡入头戴式耳机并且用户可以利用电话上的移动应用程序。‘835专利中的图4示出了一种基于电话的虚拟现实头戴式耳机。如图6A所示，本发明可以与这种虚拟现实头戴式耳机结合使用。在本实施方案中，光吸收层602可以内置到电话前面的虚拟现实头戴式耳机的框架中，使得当光从电话透射时，必须在通过头戴式耳机的其余部分并且传递到用户的眼睛之前穿过光吸收层602。光吸收层602可以体现上述几种性质中的任意一种。

除了使用电话作为屏幕之外，其他虚拟现实头戴式耳机具有内置的屏幕面板。例如，由Oculus VR开发的Oculus Rift针对每只眼睛都使用有机发光二极管(OLED)面板。在这些虚拟现实头戴式耳机中，光吸收层602可以被包括在光显示面板的前面，如图6B和图6C所示。光吸收层602可以是覆盖双眼的一个连续层。在另一实施方案中，可以有两个光吸收层602，每个眼睛一个光吸收层602。在一些实施方案中，每个光吸收层602是平板。在其他实施方案中，每个光吸收层602围绕头戴式耳机的内部弯曲。

虽然本文已经描述了本发明的原理，但是本领域技术人员应当理解的是，该描述仅作为示例而不是作为对本发明的范围的限制。除了在本文中示出和描述的示例性实施方案之外，还可以在本发明的范围内设想其他实施方案。本领域普通技术人员的修改和替换被认为是在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种用于电子设备的显示器，所述显示器包括：

液晶显示层；

玻璃层；

电容网格层；

柔性保护覆盖层；

表面涂层；

两个偏振滤光器层；

包括光吸收化合物和聚合物基材的中性密度滤光器；

其中：

所述光吸收化合物包括有机酞菁染料并且进一步选自聚碳酸酯、PVC、环氧树脂、聚酯、聚乙烯、聚酰胺及其组合；

所述中性密度滤光器阻挡紫外波长范围的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的显示器，其中所述中性密度滤光器是所述两个偏振滤光器层中至少之一上的涂层。

3.根据权利要求1所述的显示器，其中所述中性密度滤光器被结合至所述两个偏振滤光器层中至少之一中。

4.根据权利要求1所述的显示器，其中所述显示器过滤波长。

5.根据权利要求1所述的显示器，其中所述中性密度滤光器产生值为大约一至三的显色指数变化。

6.根据权利要求1所述的显示器，其中所述中性密度滤光器阻挡波长范围在380纳米至400纳米中的光的至少90％。

7.根据权利要求6所述的显示器，其中所述中性密度滤光器阻挡波长范围在415纳米至555纳米中的光的至少10％。

8.根据权利要求7所述的显示器，其中所述中性密度滤光器阻挡波长范围在400纳米至500纳米中的光的至少10％。

9.根据权利要求1所述的显示器，其中所述中性密度滤光器具有x值为67.14、y值为76.83且z值为78.90的颜色。