CN109031498B - 自组装法制备超薄偏光片的方法、超薄偏光片及显示面板 - Google Patents

自组装法制备超薄偏光片的方法、超薄偏光片及显示面板 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种自组装法制备超薄偏光片的方法、超薄偏光片及显示面板，该方法包括以下步骤：通过仿真软件模拟得到可实现偏光功能的纳米粒子阵列的特征信息，所述特征信息包括纳米粒子的形状信息、尺寸信息、粒子排布信息以及阵列周期；根据所述特征信息计算出凹槽阵列的结构参数，并根据该结构参数在基板上形成具有特定形状的凹槽阵列；将纳米粒子的胶体滴加到设置有该凹槽阵列的基板上，形成图案化的纳米粒子阵列；该粘性胶与凹槽内的纳米粒子接触并相互结合，随后将粘性胶固化形成粘性胶薄膜；将粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜与带凹槽阵列的基板分离，在粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜的另一侧贴附粘性胶层，进而形成密闭的纳米粒子阵列。

Description

自组装法制备超薄偏光片的方法、超薄偏光片及显示面板
技术领域
本发明光学器件领域，具体涉及一种自组装法制备超薄偏光片的方法及超薄偏光片。
背景技术
随着科技发展以及人们对产品要求的提高，显示装置不再局限于平面显示，曲面显示是追求更高端的可弯折的全柔形式技术。而全柔形式技术要求显示屏幕各个构件的厚度要进一步的下降，其中包括显示屏幕中的重要构件(偏光片)。目前OLED器件中常用的偏光片主要为拉伸的PVA薄膜，厚度在几十微米量级，限制了OLED器件用于动态的柔性显示。为实现OLED器件的动态柔性显示，需在器件中引入厚度更薄的偏光片。
超表面为亚波长电磁结构单元在空间上周期排列得到的一类微结构光子材料。由于结构单元独特的光学响应和相互耦合，超表面可对电磁波的振幅、相位和偏振等进行调控。由于结构单元材料或形状的各向异性，超表面在不同方向上具有不同的相位延迟，即超表面具有双折射效应。入射光经过超表面时可分解为两个正交的分量，通过控制两个光分量经过超表面后的相位延迟可实现对光的偏振状态的控制。近年来，超表面因其超薄的结构和高工作效率等优点在光偏振调制领域受到广泛地关注。但现行的具有偏振调制功能的超表面主要是物理刻蚀手段制备的，这些加工手段具有加工周期长、加工范围小、不适用复杂结构单元的制备、加工昂贵等问题，进而阻碍了超表面在实际的偏光片领域的应用。
因此，现有技术存在缺陷，急需改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种自组装法制备超薄偏光片的方法及超薄偏光片，具有降低成本的有益效果。
本发明实施例提供一种自组装法制备超薄偏光片的方法，包括以下步骤：
通过仿真软件模拟得到可实现偏光功能的纳米粒子阵列的特征信息，所述特征信息包括纳米粒子的形状信息、尺寸信息、粒子排布信息以及阵列周期；
根据所述特征信息计算出凹槽阵列的结构参数，并根据该结构参数在基板上形成具有特定形状的凹槽阵列；
将纳米粒子的胶体滴加到设置有该凹槽阵列的基板上，使得该纳米粒子均匀地自组装到凹槽阵列的各个凹槽里，形成图案化的纳米粒子阵列；
在自组装有纳米粒子阵列的凹槽基底上涂布粘性胶，该粘性胶与凹槽内的纳米粒子接触并相互结合，随后将粘性胶固化形成粘性胶薄膜；
将粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜与带凹槽阵列的基板分离，在粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜的另一侧贴附粘性胶层，进而形成密闭的纳米粒子阵列。
在本发明所述的自组装法制备超薄偏光片的方法中，所述纳米粒子的形状为立方体、圆柱体、线、三角板或球形。
在本发明所述的自组装法制备超薄偏光片的方法中所述凹槽为矩形、圆形或三角形。
在本发明所述的自组装法制备超薄偏光片的方法中，在所述根据该结构参数在基板上形成具有特定形状的凹槽阵列的步骤中,通过光刻或物理刻蚀形成该凹槽阵列。
在本发明所述的自组装法制备超薄偏光片的方法中，所述纳米粒子阵列的排布形状为十字形、圆形或者矩形。
一种超薄偏光片，包括：
粘性胶薄膜；
纳米粒子阵列，所述纳米粒子阵列设置在所述粘性胶薄膜表面上；
粘性胶层，所述粘性胶层设置在所述粘性胶薄膜表面上，并覆盖所述纳米粒子阵列。
在本发明所述的超薄偏光片中，所述纳米粒子的形状为立方体、圆柱体、线、三角板或球形。
在本发明所述的超薄偏光片中，所述纳米粒子阵列的排布形状为十字形、圆形或者矩形。
一种显示面板包括：显示基板以及设置在所述显示基板上的偏光片；其中，所述偏光片包括：
粘性胶薄膜；
纳米粒子阵列，所述纳米粒子阵列设置在所述粘性胶薄膜表面上；
粘性胶层，所述粘性胶层设置在所述粘性胶薄膜表面上，并覆盖所述纳米粒子阵列。
由上可知，本发明通过仿真软件模拟得到可实现偏光功能的纳米粒子阵列的特征信息，所述特征信息包括纳米粒子的形状信息、尺寸信息、粒子排布信息以及阵列周期；根据所述特征信息计算出凹槽阵列的结构参数，并根据该结构参数在基板上形成具有特定形状的凹槽阵列；将纳米粒子的胶体滴加到设置有该凹槽阵列的基板上，使得该纳米粒子均匀地自组装到凹槽阵列的各个凹槽里，形成图案化的纳米粒子阵列；在自组装有纳米粒子阵列的凹槽基底上涂布粘性胶，该粘性胶与凹槽内的纳米粒子接触并相互结合，随后将粘性胶固化形成粘性胶薄膜；将粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜与带凹槽阵列的基板分离，在粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜的另一侧贴附粘性胶层，进而形成密闭的纳米粒子阵列；具有降低成本，提高光学特性的有益效果。
附图说明
图1为本发明实施例中的自组装法制备超薄偏光片的方法的流程构示意图。
图2为本发明实施例中的超薄偏光片的结构图。
图3为本发明实施例中的显示面板的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参照图1，图1为本发明实施例中的自组装法制备超薄偏光片的方法的流程构示意图，该方法包括以下步骤：
S101、通过仿真软件模拟得到可实现偏光功能的纳米粒子阵列的特征信息，所述特征信息包括纳米粒子的形状信息、尺寸信息、粒子排布信息以及阵列周期。
其中，在该步骤中，纳米粒子的形状为立方体、圆柱体、线、三角板或球形。纳米粒子呈圆柱状或者球形时，该纳米粒子的直径为20nm-500nm。
纳米粒子的排布形状为十字形、圆形或者矩形等对称图形，也可以为非对称图形。该纳米粒子排布的阵列周期为200nm至300um。
S102、根据所述特征信息计算出凹槽阵列的结构参数，并根据该结构参数在基板上形成具有特定形状的凹槽阵列。
在该步骤中，可以通过光刻或物理刻蚀形成该凹槽阵列。
S103、将纳米粒子的胶体滴加到设置有该凹槽阵列的基板上，使得该纳米粒子均匀地自组装到凹槽阵列的各个凹槽里，形成图案化的纳米粒子阵列。
S104、在自组装有纳米粒子阵列的凹槽基底上涂布粘性胶，该粘性胶与凹槽内的纳米粒子接触并相互结合，随后将粘性胶固化形成粘性胶薄膜。
S105、将粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜与带凹槽阵列的基板分离，在粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜的另一侧贴附粘性胶层，进而形成密闭的纳米粒子阵列。
新贴附的粘性胶在起到粘附功能的同时，还可保护纳米粒子阵列不受物理或化学损伤。光照射上述制备的薄膜时，薄膜内的纳米粒子发生相互作用，导致薄膜在不同方向上具有不同的相位延迟。通过选择合适的结构参数，薄膜内的纳米粒子相互作用导致薄膜的相位延迟(即薄膜的等效折射率)具有各向异性，薄膜不同方向上的相位延迟达到特定值，进而实现对输入光偏振状态的调控，即实现偏光片功能。由于纳米粒子的厚度在纳米量级，故该偏光片的厚度依赖于粘性胶薄膜的厚度，通过控制粘性胶薄膜的厚度，可得到足够薄的偏光片。
由上可知，本发明通过仿真软件模拟得到可实现偏光功能的纳米粒子阵列的特征信息，所述特征信息包括纳米粒子的形状信息、尺寸信息、粒子排布信息以及阵列周期；根据所述特征信息计算出凹槽阵列的结构参数，并根据该结构参数在基板上形成具有特定形状的凹槽阵列；将纳米粒子的胶体滴加到设置有该凹槽阵列的基板上，使得该纳米粒子均匀地自组装到凹槽阵列的各个凹槽里，形成图案化的纳米粒子阵列；在自组装有纳米粒子阵列的凹槽基底上涂布粘性胶，该粘性胶与凹槽内的纳米粒子接触并相互结合，随后将粘性胶固化形成粘性胶薄膜；将粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜与带凹槽阵列的基板分离，在粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜的另一侧贴附粘性胶层，进而形成密闭的纳米粒子阵列；具有降低成本，提高光学特性的有益效果。
请参照图2，图2为本发明实施例中的超薄偏光片的结构图，包括粘性胶层201、粘性胶薄膜203以及纳米粒子阵列202。
其中，纳米粒子阵列202设置在粘性胶薄膜203表面上；粘性胶层201设置在粘性胶薄膜203表面上，并覆盖纳米粒子阵列202。
请参照图3，图3为本发明实施例中的显示面板的结构图，包括：显示基板204以及设置在显示基板204上的偏光片；其中，偏光片包括：
粘性胶薄膜203；
纳米粒子阵列202，纳米粒子阵列202设置在粘性胶薄膜203表面上；
粘性胶层201，粘性胶层201设置在粘性胶薄膜203表面上，并覆盖纳米粒子阵列202。
由于用作偏光片的超表面是用OCA封装的，故该偏光片不需要贴附额外的光学胶便可用到实际显示器件的贴附中。即超表面上下均为OCA，故可贴附在TP和CG上，避免了现在制程中在偏光片上OCA的贴附。现有偏光片的厚度为几十微米，限制了显示屏的厚度，使其不能用于动态的柔性显示(包括可折叠、可卷曲等)。而对于这种新型偏光片，其起偏光功能的超表面的厚度在纳米量级(远小于1微米)，可有效地降低显示屏的厚度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种自组装法制备超薄偏光片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过仿真软件模拟得到实现偏光功能的纳米粒子阵列的特征信息，所述特征信息包括纳米粒子的形状信息、尺寸信息、粒子排布信息以及阵列周期；
根据所述特征信息计算出凹槽阵列的结构参数，并根据该结构参数在基板上形成具有特定形状的凹槽阵列；
将纳米粒子的胶体滴加到设置有该凹槽阵列的基板上，使得该纳米粒子均匀地自组装到凹槽阵列的各个凹槽里，形成图案化的纳米粒子阵列；
在自组装有纳米粒子阵列的凹槽基底上涂布粘性胶，该粘性胶与凹槽内的纳米粒子接触并相互结合，随后将粘性胶固化形成粘性胶薄膜；
将粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜与带凹槽阵列的基板分离，在粘附有纳米粒子阵列的粘性胶薄膜的一侧贴附粘性胶层，并覆盖所述纳米粒子阵列，进而形成密闭的纳米粒子阵列。
2.根据权利要求1所述的自组装法制备超薄偏光片的方法，其特征在于，所述纳米粒子的形状为立方体、圆柱体、线、三角板或球形。
3.根据权利要求1所述的自组装法制备超薄偏光片的方法，其特征在于，所述凹槽为矩形、圆形或三角形。
4.根据权利要求1所述的自组装法制备超薄偏光片的方法，其特征在于，在所述根据该结构参数在基板上形成具有特定形状的凹槽阵列的步骤中,通过光刻或物理刻蚀形成该凹槽阵列。
5.根据权利要求1所述的自组装法制备超薄偏光片的方法，其特征在于，所述纳米粒子阵列的排布形状为十字形、圆形或者矩形。
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