CN108680982B - 一种偏光器件及其制备方法、显示基板和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偏光器件及其制备方法、显示基板和显示装置，涉及显示技术领域，其中，该偏光器件包括：衬底基板、金属线栅和减反层，所述金属线栅设置在所述衬底基板上，所述减反层设置在所述金属线栅的上表面，所述减反层为碳膜层。该碳膜层可以吸收照射在金属线栅表面的至少部分环境光，从而可以减少偏光器件中金属线栅对环境光的反射。当该偏光器件应用于显示装置上时，可以提高显示对比度，进而提高显示效果。

Description

一种偏光器件及其制备方法、显示基板和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种偏光器件及其制备方法、显示基板和显示装置。
背景技术
液晶显示的工作原理是利用液晶的双折射性质，通过电压控制液晶的转动，使经过下偏光片后的线偏振光随之发生旋转，从上偏光片(与下偏光片的偏振方向垂直)射出，从而上、下偏光片加上液晶盒起到光开关(或光阀)的作用。与传统的吸收型偏光片相比，金属线栅偏光片能够透过偏振方向垂直于线栅方向的入射光，而将偏振方向平行于线栅方向的入射光反射，金属线栅偏光片透过入射光的能力远远大于传统的吸收型偏光片。
然而，金属线栅偏光片由于采用金属材料制成，因而会反射环境光，影响显示效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种偏光器件及其制备方法、显示基板和显示装置，用于解决金属线栅反射环境光影响显示效果的问题。
为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供一种偏光器件，包括：衬底基板、金属线栅和减反层，所述金属线栅设置在所述衬底基板上，所述减反层设置在所述金属线栅的上表面，所述减反层为碳膜层。
优选地，所述碳膜层的表面凹凸不平。
优选地，所述碳膜层的材料为碳或者含碳聚合物。
优选地，还包括：绝缘层和平坦化层，所述绝缘层覆盖在所述减反层上，所述平坦化层覆盖所述绝缘层、所述减反层、所述金属线栅和所述衬底基板。
第二方面，本发明还提供一种显示基板，包括上述任一种偏光器件；所述偏光器件的衬底基板与所述显示基板的衬底基板复用。
第三方面，本发明还提供一种显示装置，包括上述任一种偏光器件，或者，包括上述的显示基板。
第四方面，本发明还提供一种偏光器件的制备方法，用于制备上述任一种偏光器件，包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成金属线栅，并在所述金属线栅的上表面形成减反层，所述减反层为碳膜层。
优选地，所述在所述衬底基板上形成金属线栅，并在所述金属线栅的上表面形成减反层的步骤包括：
在所述衬底基板上形成金属层；
在所述金属层上涂覆光阻胶；
将所述光阻胶图案化，形成光阻胶图形；
对未被所述光阻胶图形覆盖的所述金属层进行刻蚀，形成金属线栅；
对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，形成所述减反层。
优选地，采用干法刻蚀工艺或高温退火工艺对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理。
优选地，所述对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，形成所述减反层的步骤包括：
将形成有金属线栅和所述光阻胶图形的所述衬底基板置于干刻设备中，所述干刻设备中通有氧气与六氟化硫的混合气体；
激发所述混合气体产生等离子体，轰击所述光阻胶图形，使得所述光阻胶图形脱氢碳化形成所述减反层。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
本发明实施例中，在金属线栅上设置碳膜层作为减反层，该碳膜层可以吸收照射在金属线栅表面的至少部分环境光，从而可以减少偏光器件中金属线栅对环境光的反射。当该偏光器件应用于显示装置上时，可以提高显示对比度，进而提高显示效果。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种偏光器件结构示意图；
图2为本发明实施例五提供的一种偏光器件的制备方法的流程示意图；
图3和图4为本发明实施例中的偏光器件的部分碳膜层在扫描电子显微镜下的照片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
请参阅图1，图1是本发明实施例一提供的一种偏光器件结构示意图，该偏光器件包括：衬底基板1、金属线栅2和减反层3，所述金属线栅2设置在所述衬底基板1上，所述减反层3设置在所述金属线栅2的上表面，所述减反层3为碳膜层。
本发明实施例中，在金属线栅2上设置碳膜层作为减反层3，该碳膜层可以吸收照射在金属线栅2表面的至少部分环境光，从而可以减少偏光器件中金属线栅2的光反射。当该偏光器件应用于显示装置上时，可以提高显示对比度，进而提高显示效果。
下面举例说明上述偏光器件的具体结构。
其中，上述碳膜层的表面可以为平整的，所述碳膜层的表面也可以为凹凸不平。凹凸不平的表面可以起到漫散射作用，因此将碳膜层的表面设置为凹凸不平可以进一步增加减反效果。
具体地，所述碳膜层的材料为碳或含碳聚合物。该碳膜层可以是通过对制作金属线栅2时，使用的光阻胶进行脱氢碳化处理得到的，因此得到的碳膜层可能只含有碳也可能是含碳聚合物。
另外，所述衬底基板1的材料可以为玻璃或者树脂，金属线栅2的材料可以为铝、铜等金属，金属线栅2的厚度可以为100-200nm。
本发明的优选实施例中，该偏光器件还包括绝缘层和平坦化层，所述绝缘层覆盖在所述减反层3上，所述平坦化层覆盖所述绝缘层、所述减反层、所述金属线栅和所述衬底基板上。
本实施例中，沉积在减反层3上的绝缘层可以进一步增加粗糙度，也即覆盖在减反层3上的绝缘层的表面粗糙度大于减反层3的表面粗糙度，因此可以进一步提高该偏光器件的减反效果。另外，本发明实施例还在该绝缘层上涂覆平坦化层，涂覆完成后的平坦化层覆盖所述绝缘层、所述减反层、所述金属线栅和所述衬底基板，从而使该偏光器件的表面变平整，该平坦化层可选用高透过率树脂。
本发明实施例二提供一种显示基板，该显示基板包括上述实施例一中所述的任一种偏光器件；所述偏光器件的衬底基板与所述显示基板的衬底基板复用。
也就是说，本发明实施例中，偏光器件是集成在显示基板上的，该种设置方式，不需要将单独制备的偏光器件贴覆在显示基板上，从而可以降低包含该显示基板的显示装置的厚度。
本发明实施例中的显示基板可以是应用于液晶显示装置的显示基板，所述显示基板可以是阵列基板，也可以是与阵列基板对盒的对向基板。
本发明实施例中，当显示基板为阵列基板时，金属线栅设置于显示基板的衬底基板的内侧(即衬底基板设置功能膜层的一侧)。当显示基板为对向基板时，金属线栅设置于显示基板的衬底基板的外侧(即靠近环境光的一侧)。
该显示基板的偏光器件的具体实现方式以及产生的有益效果详见上述实施例一，此处不再赘述。
本发明实施例三提供一种显示装置，该显示装置包括上述实施例一中的偏光器件，该显示装置还包括阵列基板和与阵列基板对盒的对向基板。
即，所述偏光器件作为显示装置的一个独立部件，可以作为下偏光片贴附在所述阵列基板上，也可以作为上偏光片贴附在所述对向基板上。
本发明实施例四提供一种显示装置，包括上述实施例二中的显示基板。
即，偏光器件集成在所述显示装置的阵列基板和/或对向基板上。
通过共用衬底基板的方式将偏光器件集成在显示装置的显示基板上，可以降低显示装置的整体厚度。具体的集成方式请参阅上述实施例二。
请参阅图2，图2是本发明实施例五提供的一种偏光器件的制备方法的流程示意图，该偏光器件的制备方法用于制备上述实施例一中所述的偏光器件，包括：
步骤11：提供一衬底基板1；
步骤12：在所述衬底基板1上形成金属线栅2，并在所述金属线栅2的上表面形成减反层3，所述减反层3为碳膜层。
本发明实施例中，通过在金属线栅2的表面形成碳膜层来吸收照射在金属线栅2表面的至少部分环境光，从而可以减少偏光器件中金属线栅2对环境光的反射。当制备出的偏光器件应用于显示装置上时，可以提高显示对比度，进而提高显示效果。
具体地，上述衬底基板1的材料可以为玻璃或树脂。
下面举例说明偏光器件的具体制备方法。
作为其中一个优选的实施方式，上述步骤12，也即所述在所述衬底基板上形成金属线栅，并在所述金属线栅的上表面形成减反层的步骤包括：
步骤121：在所述衬底基板1上形成金属层；
具体的，可以采用沉积工艺形成金属层，该金属层的材料可选用铝，金属层厚度为100-200nm；
步骤122：在所述金属层上涂覆光阻胶；
步骤123：将所述光阻胶图案化，形成光阻胶图形(也即光阻线栅)，具体可采用光刻方法或压印方法将所述光阻胶图案化；
步骤124：对未被所述光阻胶图形覆盖的所述金属层进行刻蚀，形成金属线栅2；
步骤125：对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，形成所述减反层3。
本发明实施例中，在利用光阻胶图形刻蚀出金属线栅2之后，通过对残留的光阻胶图形进行脱氢碳化处理形成凹凸不平的碳膜层，该凹凸不平的碳膜层的一方面可以吸收至少部分环境光，另一方面凹凸不平的结构可以起到漫散射作用，从而实现减反目的。同时，由于碳膜层利用制作金属线栅的光阻胶形成，制作工艺简单，节省材料。
具体地，可采用干法刻蚀工艺或高温退火工艺对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理。
本实施例中，优选采用干法刻蚀工艺对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，上述对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，形成所述减反层的步骤具体包括：
将形成有金属线栅2和所述光阻胶图形的所述衬底基板置于干刻设备中，所述干刻设备中通有氧气与六氟化硫的混合气体；
激发所述混合气体产生等离子体，长时间高功率轰击所述光阻胶图形，使得所述光阻胶图形脱氢碳化形成所述减反层，该减反层3(即碳膜层)在扫描电子显微镜(SEM)下的照片如图3和图4所示，其具有高粗糙度表面。
在其他的实施方式中，上述对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，形成所述减反层的步骤之后，还包括：
在所述减反层上沉积绝缘层，沉积完成的绝缘层的表面粗糙度大于减反层的表面粗糙度，可以进一步增加减反效果；
在所述绝缘层上涂覆平坦化层。本实施例，为了进行后续工艺，需要在绝缘层上涂覆平坦化层，涂覆完成后的平坦化层覆盖所述绝缘层、所述减反层、所述金属线栅和所述衬底基板，从而使该偏光器件的表面变平整，该平坦化层可选用高透过率树脂。
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)

1.一种偏光器件，其特征在于，包括：衬底基板、金属线栅和减反层，所述金属线栅设置在所述衬底基板上，所述减反层设置在所述金属线栅的上表面，所述减反层为碳膜层，所述碳膜层是由形成所述金属线栅之后残留的光阻胶图形经脱氢碳化处理得到；
还包括：覆盖在所述减反层上的绝缘层，且所述绝缘层的表面粗糙度大于所述减反层的表面粗糙度。
2.根据权利要求1所述的偏光器件，其特征在于，所述碳膜层的表面凹凸不平。
3.根据权利要求1所述的偏光器件，其特征在于，所述碳膜层的材料为碳或者含碳聚合物。
4.根据权利要求1所述的偏光器件，其特征在于，还包括：平坦化层，所述平坦化层覆盖所述绝缘层、所述减反层、所述金属线栅和所述衬底基板。
5.一种显示基板，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的偏光器件；所述偏光器件的衬底基板与所述显示基板的衬底基板复用。
6.一种显示装置，包括如权利要求1-4中任一项所述的偏光器件，或者，包括如权利要求5所述的显示基板。
7.一种偏光器件的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-4中任一项所述的偏光器件，包括：
提供一衬底基板；
在所述衬底基板上形成金属线栅，并在所述金属线栅的上表面形成减反层，所述减反层为碳膜层；
所述在所述衬底基板上形成金属线栅，并在所述金属线栅的上表面形成减反层的步骤包括：
在所述衬底基板上形成金属层；
在所述金属层上涂覆光阻胶；
将所述光阻胶图案化，形成光阻胶图形；
对未被所述光阻胶图形覆盖的所述金属层进行刻蚀，形成金属线栅；
对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，形成所述减反层；
所述对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，形成所述减反层的步骤之后，还包括：
在所述减反层上沉积绝缘层，沉积完成的绝缘层的表面粗糙度大于减反层的表面粗糙度。
8.根据权利要求7所述的偏光器件的制备方法，其特征在于，采用干法刻蚀工艺或高温退火工艺对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理。
9.根据权利要求7或8所述的偏光器件的制备方法，其特征在于，所述对所述光阻胶图形进行脱氢碳化处理，形成所述减反层的步骤包括：
将形成有金属线栅和所述光阻胶图形的所述衬底基板置于干刻设备中，所述干刻设备中通有氧气与六氟化硫的混合气体；
激发所述混合气体产生等离子体，轰击所述光阻胶图形，使得所述光阻胶图形脱氢碳化形成所述减反层。
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