CN103984055A - 一种偏光结构及其制作方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偏光结构及其制作方法、显示面板，该偏光结构包括偏光层，所述偏光层包括：透明介质膜；以及分布于所述透明介质膜中的定向排列的纳米金属线阵列。本发明提供一种新的偏光结构，该偏光结构的偏光层具有定向排列的纳米金属线阵列，定向排列的纳米金属线阵列由于能与一定波长的入射光波发生等离子体共振，吸收与纳米金属线长轴方向平行的光波，通过与纳米金属线长轴方向垂直的光波，以产生偏振效应，从而具有偏光性能。

Description

一种偏光结构及其制作方法、显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种偏光结构及其制作方法、显示面板。
背景技术
一般薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)中，利用液晶分子光学各向异性以及偏光片的偏光作用控制暗态以及亮态。现有技术中的偏光片主要包括以下几种类型：反射型偏光片、双折射型偏光片、二向色型偏光片和散射型偏光片。
现有的偏光片为碘系染料拉伸，有很强的吸湿性，贴附在显示面板表面，在高温高湿或者低温下容易产生收缩发生漏光等问题，尤其对于大尺寸显示面板。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种偏光结构及其制作方法、显示面板，以解决现有的偏光片容易发生漏光的问题。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种偏光结构，包括偏光层，所述偏光层包括：
透明介质膜；以及
分布于所述透明介质膜中的定向排列的纳米金属线阵列。
其中，所述纳米金属线阵列分多层设置，每一层包括多条定向设置的纳米金属线，相邻层的纳米金属线对应设置。
其中，所述透明介质膜由二氧化硅或树脂形成。
其中，所述偏光结构还包括：
基板，所述偏光层设置于所述基板上，所述基板为衬底基板、阵列基板或彩膜基板。
本发明还提供一种显示面板，包括相对设置的上述偏光结构，其中，第一个偏光结构的偏光层和第二个偏光结构的偏光层的光线吸收轴正交。
本发明还提供一种偏光结构的制作方法，其特征在于，包括：
形成偏光层的步骤，所述偏光层包括：透明介质膜以及分布于所述透明绝缘介质层膜中的多条相互平行的纳米金属线。
其中，所述形成偏光层的步骤具体包括：
步骤S111：采用构图工艺形成纳米金属线阵列；
步骤S112：在所述纳米金属线阵列上形成透明介质膜；
当需要形成分多层设置的纳米金属线阵列时，重复并依次执行步骤S111和步骤S112，直至形成多层设置的纳米金属线阵列。
其中，所述形成偏光层的步骤具体包括：
采用聚乙烯吡咯烷酮诱导工艺形成纳米金属线；
将所述纳米金属线分散到所述透明介质溶液中；
将包含有所述纳米金属线的透明介质溶液涂布在所述衬底基板上，并进行氮气扩散或拉伸处理，形成定向排列的纳米金属线阵列。
其中，采用聚乙烯吡咯烷酮诱导工艺形成纳米金属线的步骤具体包括：
以金属硝酸物作为源材料，在第一浓度的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮溶剂中，形成纳米金属粒子；
将纳米金属粒子加入到第二浓度的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮溶剂中，形成纳米金属棒，并通过离心分离除去小部分球形纳米金属粒子，其中第二浓度大于第一浓度；
将纳米金属棒加入到第三浓度的乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮溶剂中，形成纳米金属线，第三浓度大于第二浓度。
其中，采用聚乙烯吡咯烷酮诱导工艺形成纳米金属线的步骤具体包括：
将金属硝酸物融入乙二醇溶液得到第一溶液；
将聚乙烯吡咯烷酮融入乙二醇溶液得到第二溶液；
将所述第一溶液和所述第二溶液滴注到第一温度的乙二醇溶液中，在搅拌下反应，形成纳米银线，所述第一温度大于或等于160度。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
提供一种新的偏光结构，该偏光结构的偏光层具有定向排列的纳米金属线阵列，定向排列的纳米金属线阵列由于能与一定波长的入射光波发生等离子体共振，吸收与纳米金属线长轴方向平行的光波，通过与纳米金属线长轴方向垂直的光波，以产生偏振效应，从而具有偏光性能，由于本发明的偏光结构不是碘系染料拉伸制成，因而能够解决现有的偏光片在高温高湿或者低温下容易产生收缩发生漏光等问题。
附图说明
图1为现有技术中的液晶显示面板的结构示意图。
图2为本发明实施例的偏光结构的结构示意图。
图3为图2中的偏光层的结构示意图。
图4为通过图2中的偏光结构的光线的光路示意图。
图5为本发明实施例的显示面板的结构示意图。
图6为通过ADS(或FFS)模式的显示面板的光线的光路示意图。
图7为通过TN模式的显示面板的光线的光路示意图。
具体实施方式
首先对纳米金属线的起偏特性进行说明。
纳米金属线的起偏特性是由于金属中传导电子的振荡吸收，即电子的等离子振荡机制。可简单理解为：光子与金属外层电子作用将光能转化为热能。
纳米金属线的吸光方向与纳米金属线的排列方向有关，吸收与纳米金属线长轴方向平行的光波，通过与纳米金属线长轴方向垂直的光波，以产生偏振效应，从而具有偏光性能。吸光系数与纳米金属线的比例或者密度、金属线结构以及金属材质、入射光波长有关。
本发明的偏光结构即是利用纳米金属线的起偏特性。
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例提供一种偏光结构，包括：
一偏光层，所述偏光层包括：
透明介质膜；以及
分布于所述透明介质层膜中的定向排列的纳米金属线阵列。
其中，所述透明介质膜可以由二氧化硅、树脂或其他透明介质形成，所述树脂可以为环氧树脂或其他类型的树脂材料。
所述纳米金属线可以为纳米银(Ag)线、纳米铝(Al)线或者其他类型的纳米金属线。
本实施例提供一种新的偏光结构，该偏光结构的偏光层具有定向排列的纳米金属线阵列，定向排列的纳米金属线阵列由于能与一定波长的入射光波发生等离子体共振，吸收与纳米金属线长轴方向平行的光波，通过与纳米金属线长轴方向垂直的光波，以产生偏振效应，从而具有偏光性能，由于本发明的偏光结构不是碘系染料拉伸制成，因而能够解决现有的偏光片在高温高湿或者低温下容易产生收缩发生漏光等问题。
本发明实施例的纳米金属线阵列可以分一层设置也可以分多层设置。
当纳米金属线阵列分多层设置时，相等于增加了纳米金属线的厚度或层数，相应的也就增加了纳米金属线的吸光度，从而可以提高偏光层的偏光度。
优选地，当纳米金属线阵列分多层设置时，每一层包括多条定向设置的纳米金属线，相邻层的纳米金属线对应设置。
本发明实施例的偏光层可以单独制作，然后贴覆在彩膜基板或阵列基板上，也可以作为彩膜基板或阵列基板的一层，与彩膜基板或阵列基板同时形成。
当所述偏光层单独制作时，所述偏光结构还可以包括一基板，所述偏光层设置于所述基板上，所述基板为衬底基板，所述衬底基板作为所述偏光层的支撑结构。所述衬底基板可以为玻璃基板等。
当所述偏光层作为彩膜基板或阵列基板的一层，与彩膜基板或阵列基板同时形成时，所述偏光结构还可以包括一基板，所述偏光层设置于所述基板上，所述基板为阵列基板或彩膜基板。
优选的，当基板为阵列基板时，所述偏光层可以直接形成于所述阵列基板的衬底基板上，位于所述阵列基板的衬底基板与薄膜晶体管(TFT)功能层之间。当基板为彩膜基板时，所述偏光层可以直接形成于所述彩膜基板的衬底基板上，所述偏光层可以位所述彩膜基板的衬底基板与CF功能层之间。
当然，所述偏光层也可以设置于阵列基板或彩膜基板的其他位置，例如阵列基板或彩膜基板的外表面。
为了防止所述偏光层与阵列基板或彩膜基板的其他导电材料层之间产生不利影响，优选的，所述偏光层中的透明介质膜为绝缘的透明介质膜。
当然，所述透明介质膜也可以为非绝缘的透明介质膜。
偏光层作为阵列基板或彩膜基板的一层时，由于偏光层与阵列基板或彩膜基板是同时制作，因而能够降低生产成本，且能够避免单独制作偏光片造成的相关不良。
请参考图2，图2为本发明实施例的偏光结构的结构示意图。所述偏光结构包括：基板201，以及形成于基板201上的偏光层202。
请参考图3，图3为图2中的偏光层的结构示意图，所述偏光层包括：透明介质膜2021以及分布于所述透明绝缘介质层膜2021中的定向排列的纳米金属线阵列2022，其中，所述纳米金属线阵列2022分多层设置，其中，不同层纳米金属线阵列的排列结构相同，本发明实施例中，位于同一行的纳米金属线之间的间距相等，位于同一列的纳米金属线之间的间距相等。
图3中，2a为纳米金属线的直径，b为纳米金属线之间的间距，c为纳米金属线长度。通过调节参数a、b、c的值可以调整偏光结构射出的偏振光的波长的范围。
请参考图4，图4为通过图2中的偏光结构的光线的光路示意图，从图4中可以看出，入射光301经本发明实施的偏光结构后，偏振方向与纳米金属线长轴方向平行的光线被吸收，通过偏振方向与纳米金属线长轴方向垂直的偏振光302。
本发明实施例还提供一种显示面板，包括相对设置的上述实施例中所述的偏光结构，其中，第一个偏光结构的偏光层和第二个偏光结构的偏光层的吸收轴正交。
优选的，所述第一偏光结构为阵列基板，第二偏光结构为彩膜基板。
请参考图5，图5为本发明实施例的显示面板的结构示意图。所述显示面板包括：阵列基板500、彩膜基板600以及设置在阵列基板500和彩膜基板600之间的液晶层700。
所述阵列基板500包括：衬底基板501、偏光层502以及TFT功能层503，其中，所述偏光层502位于衬底基板501与TFT功能层503之间。所述TFT功能层503主要包括：栅金属层、栅绝缘层、有源层、源漏金属层、钝化层及像素电极层等，但不限定于此。
所述彩膜基板600包括：衬底基板601、偏光层602以及CF功能层603，其中，所述偏光层602位于衬底基板601与CF功能层603之间。所述CF功能层603主要包括：彩色树脂层。
请参考图6，图6为通过ADS(或FFS)模式的显示面板的光线的光路示意图，ADS(或FFS)模式的显示面板中，位于最上层的液晶分子701和最下层的液晶分子702的长轴方向与图中X轴方向平行，背光源发出的入射光经过阵列基板的偏光层502时，偏光层502吸收与其上的纳米金属线的长轴方向平行的光线，通过与纳米金属线长轴方向垂直的光线(第一偏振光)，第一偏振光的偏振方向与最下层液晶分子702长轴方向平行，所述第一偏振光经过液晶层700之后，转变为方向与最上层液晶分子701长轴方向平行的第二偏振光，所述第二偏振光经过彩膜基板的偏光层602之后，偏光层602吸收与其上的纳米金属线的长轴方向平行的光线，通过与纳米金属线长轴方向垂直的光线(第三偏振光)，第三偏振光的方向与最上层液晶分子701长轴方向垂直。
请参考图7，图7为通过TN模式的显示面板的光线的光路示意图，TN模式的显示面板中，位于最下层的液晶分子702的长轴方向与图中X轴方向呈45度夹角，位于最上层的液晶分子701的长轴方向与图中X轴方向呈135度夹角，背光源发出的入射光经过阵列基板的偏光层502之后，偏光层502吸收与其上的纳米金属线的长轴方向平行的光线，通过与纳米金属线长轴方向垂直的光线(第一偏振光)，第一偏振光的方向与最下层液晶分子702长轴方向平行，该第一偏振光经过液晶层之后，转变为方向与最上层液晶分子701长轴方向平行的第二偏振光，所述第二偏振光经过彩膜基板的偏光层602之后，偏光层602吸收与其上的纳米金属线的长轴方向平行的光线，通过与纳米金属线长轴方向垂直的光线(第三偏振光)，第三偏振光的方向与最上层液晶分子701长轴方向垂直。
本发明所述的显示面板可以为，液晶显示面板、液晶电视、液晶显示器、手机、电子纸或掌上电脑等装置。
本发明实施例还提供一种偏光结构的制作方法，包括：
步骤S11：提供一基板；
步骤S12：在所述基板上形成偏光层，所述偏光层包括：透明介质膜以及分布于所述透明绝缘介质层膜中的定向排列的纳米金属线阵列。
本发明实施例中，可以采用构图工艺形成所述偏光层。
具体的，形成偏光层的步骤可以包括：
步骤S111：采用构图工艺形成纳米金属线阵列；
步骤S112：在所述纳米金属线阵列上形成透明介质膜；
当需要形成分多层设置的纳米金属线阵列时，重复并依次执行步骤11和步骤12，直至形成多层设置的纳米金属线阵列。
所述构图工艺具体包括：
形成纳米金属线薄膜；
在所述纳米金属线薄膜上涂覆光刻胶；
对所述光刻胶进行曝光和显影，形成光刻胶保留区域及光刻胶去除区域；
采用刻蚀工艺去除所述光刻胶去除区域的纳米金属线薄膜；
剥离剩余的光刻胶，形成定向排列的纳米金属线阵列。
本发明实施例中，还可以采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)诱导工艺形成所述偏光层。
其中，所述形成偏光层的步骤具体包括：
采用聚乙烯吡咯烷酮诱导工艺形成纳米金属线；
将所述纳米金属线分散到所述透明介质溶液中；
将包含有所述纳米金属线的透明介质溶液涂布在所述衬底基板上，并进行氮气吹散或拉伸处理，形成定向排列的纳米金属线阵列。
氮气扩散类似于空气刀沿着一个方向吹散纳米金属线，使得纳米金属线定向排列。
拉伸处理和普通偏光片PVA拉伸类似，只是将纳米金属线分散在环氧树脂类似的介质中。
其中，采用聚乙烯吡咯烷酮诱导工艺形成纳米金属线的步骤具体包括：
将金属硝酸物融入乙二醇溶液得到第一溶液；
将聚乙烯吡咯烷酮融入乙二醇溶液得到第二溶液；
将所述第一溶液和所述第二溶液滴注到第一温度的乙二醇溶液中，在搅拌下反应，形成纳米银线，所述第一温度大于或等于160度。
其中，所述金属硝酸物可以为硝酸银，所述纳米金属线为纳米银。
当所述纳米金属线为纳米银线时，所述第一溶液的溶度可以为0.25mol/L，所述第二溶液的溶度可以为0.19mol/L；所述第一温度可以为160度。
本发明实施例的纳米金属线的直径在100～300nm之间，长度在几微米到几十微米之间。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种偏光结构，其特征在于，包括偏光层，所述偏光层包括：
透明介质膜；以及
分布于所述透明介质膜中的定向排列的纳米金属线阵列。
2.根据权利要求1所述的偏光结构，其特征在于，所述纳米金属线阵列分多层设置，每一层包括多条定向设置的纳米金属线，相邻层的纳米金属线对应设置。
3.根据权利要求1所述的偏光结构，其特征在于，所述透明介质膜由二氧化硅或树脂形成。
4.根据权利要求1所述的偏光结构，其特征在于，还包括：
基板，所述偏光层设置于所述基板上，所述基板为衬底基板、阵列基板或彩膜基板。
5.一种显示面板，其特征在于，包括相对设置的如权利要求1-4任一项所述的偏光结构，其中，第一个偏光结构的偏光层和第二个偏光结构的偏光层的光线吸收轴正交。
6.一种偏光结构的制作方法，其特征在于，包括：
形成偏光层的步骤，所述偏光层包括：透明介质膜以及分布于所述透明介质层膜中的定向排列的纳米金属线阵列。
7.根据权利要求6所述的偏光结构的制作方法，其特征在于，所述形成偏光层的步骤具体包括：
步骤S111：采用构图工艺形成纳米金属线阵列；
步骤S112：在所述纳米金属线阵列上形成透明介质膜；
当需要形成分多层设置的纳米金属线阵列时，重复并依次执行步骤S111和步骤S112，直至形成多层设置的纳米金属线阵列。
8.根据权利要求6所述的偏光结构的制作方法，其特征在于，所述形成偏光层的步骤具体包括：
采用聚乙烯吡咯烷酮诱导工艺形成纳米金属线；
将所述纳米金属线分散到所述透明介质溶液中；
将包含有所述纳米金属线的透明介质溶液涂布在所述衬底基板上，并进行氮气扩散或拉伸处理，形成定向排列的纳米金属线阵列。
9.根据权利要求8所述的偏光结构的制作方法，其特征在于，采用聚乙烯吡咯烷酮诱导工艺形成纳米金属线的步骤具体包括：
将金属硝酸物融入乙二醇溶液得到第一溶液；
将聚乙烯吡咯烷酮融入乙二醇溶液得到第二溶液；
将所述第一溶液和所述第二溶液滴注到第一温度的乙二醇溶液中，在搅拌下反应，形成纳米银线，所述第一温度大于或等于160度。
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