CN111025729A - 偏光片及其制备方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种偏光片及其制备方法、显示面板，所述偏光片包括透明基板以及设置于所述透明基板上的金属线栅层；所述金属线栅层包括间隔设置的至少两个线栅单元，每个线栅单元包括平行设置的多条金属线；其中，所述透明基板设置有透射区域以及发光区域，所述线栅单元的分布位置与所述发光区域的位置相对应。本发明实施例中，通过用设置有金属线栅的偏光片代替传统偏光片，可以使得传统偏光片上的透射区域留空，实现仅发光区域存在线栅单元，由于透射区域留空，透射区域的出光效率得以提升，进而可以大幅度提高整个显示装置的透光率。

Description

偏光片及其制备方法、显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种偏光片及其制备方法、显示面板。
背景技术
透明显示面板(Transparent Display)是近几年兴起的一种显示技术，因其独特的透明显示功能吸引了人们的广泛关注。透明显示技术大大扩展了显示应用的场景和范围，例如商业大楼、商品陈列柜、自动售货机、玻璃橱窗等。对于传统的液晶显示屏(LiquidCrystal Display，简称LCD)，可以通过以下方法实现透明显示：首先，采用透明度高的材料替代或者去除原来液晶显示屏中不透明的部分。例如，用环境光代替背光源、开发透明电极材料等；其次，将显示面板的单位像素点设计成允许光通过的透射区域以及显示图像的发光区域。
透明显示面板中发光区域的工作原理与普通LCD一样。阵列基板侧的偏光片与彩色滤光片侧的偏光片的偏光轴正交配置，环境光经过阵列基板侧的偏光片，平行于吸收轴方向的偏振光被吸收，平行于偏光轴方向的偏振光通过偏光片，经过偏光片的环境光变成了直线偏振光，接着偏振光通过电压驱动的液晶层，最后偏振光从彩色滤光片侧的偏光片射出。通过控制液晶偏转方向可以获得特定偏振方向的光束，结合上下偏光片的作用可以控制出射光的强度；彩色滤光片可以让特定颜色的光通过，从而显示不同色彩。
为了看清显示面板背后的景物，透明显示面板上透射区域需要有高的穿透率。然而，目前使用的偏光片会滤掉40％左右的环境光，导致透明显示面板整体透光率降低，导致通过显示屏去看后方的景物时，清晰度较低，不利于透明显示技术的应用。
发明内容
本发明实施例提供一种偏光片及其制备方法、显示面板，使偏光片具有提高透射区域的出光效率的作用，从而提高透明显示面板整体透光率。
为解决上述问题，第一方面，本申请提供一种偏光片，其包括：衬底以及设置于所述衬底上的金属线栅层；
所述金属线栅层包括间隔设置的至少两个线栅单元，每个线栅单元包括平行设置的多条金属线；
其中，所述衬底设置有透射区域以及发光区域，所述线栅单元的分布位置与所述发光区域的位置相对应。
根据本发明一些实施例，所述偏光片还包括透明封装层，所述透明封装层填充于所述至少两个线栅单元之间或所述多条金属线之间。
根据本发明一些实施例，每条所述金属线的宽度为50nm～150nm，高度为50nm～200nm，相邻两条所述金属线之间的距离为50nm～150nm。
根据本发明一些实施例，每个所述线栅单元的长度为500um～5000um，宽度为600um～1500um。
第二方面，本申请提供一种显示面板，其包括阵列基板、彩膜基板、设置在所述阵列基板上的第一偏光片、设置在所述彩膜基板上的第二偏光片，所述第一偏光片和第二偏光片为如上所述的偏光片。
根据本发明一些实施例，所述发光区域的位置与所述彩膜基板的红色、绿色、蓝色子像素区域对应，所述透射区域的位置与所述彩膜基板的白色子像素区域对应。
根据本发明一些实施例，所述显示面板还包括量子点彩色滤光片，所述量子点彩色滤光片设置于所述彩膜基板中。
第三方面，本申请还提供一种偏光片的制备方法，其包括以下步骤：
利用电子束曝光光刻技术制备出压印模板；在衬底表面依次形成层叠的金属层和光阻层；利用所述压印模板对所述光阻层进行压印处理，以形成光阻图案；以所述光阻图案为掩模对所述金属层进行刻蚀，形成金属线栅层，所述金属线栅层包括间隔设置的至少两个线栅单元，每个所述线栅单元包括平行设置的多条金属线；去除剩余的光阻残胶，用透明材料对所述金属线栅层进行封装；从而得到所述偏光片；其中，所述衬底设置有透射区域以及发光区域，所述线栅单元的分布位置与所述发光区域的位置相对应。
根据本发明一些实施例，制备压印模板包括：在基板上旋涂光阻材料并设计出纳米压印模板图案；利用电子束曝光设备在所述基板上对所述纳米压印模板图案进行选区曝光；利用显影液溶解所述曝光区域，得到光刻胶模板；对所述光刻胶模板进行刻蚀；清洗所述光刻胶模板得到所述纳米压印模板。
根据本发明一些实施例，所述光阻材料为热固化压印胶或紫外固化压印胶。
有益效果：本发明实施例与现有技术相比，通过用设置有金属线栅的偏光片代替传统偏光片，可以使传统偏光片上的透射区域留空，实现仅发光区域存在线栅单元，由于透射区域留空，透射区域的出光效率得以提升，进而可以大幅度提高整个显示面板的透光率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中偏光片的一个实施例侧视图；
图2是本发明实施例中偏光片的一个实施例俯视图；
图3是本发明实施例提供的显示面板的一种结构示意图；
图4是本发明实施例提供的第一偏光片的一种制备方法流程图；及
图5A～5D是本发明实施例提供的一种制备方法的分布结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
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。
设置有金属线栅的偏光片(Wire-grid Polarizer，WGP)能够选择性透过TM偏振光分量(偏振方向垂直于线栅方向，即p光)，反射掉TE偏振光分量(偏振方向平行于线栅方向，即s光)，从而起到偏振光的作用。
基于此，本发明实施例提供一种偏光片及其制备方法、显示面板。以下分别进行详细说明。
首先，本发明实施例提供一种偏光片，所述偏光片包括：衬底以及设置于所述衬底上的金属线栅层；所述金属线栅层包括间隔设置的至少两个线栅单元，每个线栅单元包括平行设置的多条金属线；其中，所述衬底设置有透射区域以及发光区域，所述线栅单元的分布位置与所述发光区域的位置相对应。
如图1所示，图1为本发明实施例中偏光片的一个实施例侧视图，所述偏光片包括：衬底10以及设置于所述衬底上的金属线栅层13，所述金属线栅层13包括间隔设置的至少两个线栅单元11；如图2所示，图2为本发明实施例中偏光片的一个实施例俯视图，所述金属线栅层13包括间隔设置的至少两个线栅单元11，每个线栅单元11包括平行设置的多条金属线；其中，所述衬底10设置有透射区域12以及发光区域，所述线栅单元11的分布位置与所述发光区域的位置相对应。
本发明实施例中，所述衬底10包括所述透射区域12以及所述发光区域，所述线栅单元11的分布位置与所述发光区域的位置相对应，一般情况下，为了显示装置的透光率，所述线栅单元11呈周期性的间隔设置于所述金属线栅层13，所述线栅单元11包括平行设置的多条金属线，所述线栅单元11具有偏光特性，用于将RGB射出的光经过偏振形成偏振光或者将所述偏振光经过偏振形成图像透射到屏幕上，所述透射区域12由于没有线栅单元，所述透射区域12的出光效率得以提升，进而可以提高整个显示装置的透光率。
在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，所述偏光片还包括透明封装层，所述透明封装层填充于所述至少两个线栅单元11之间或所述多条金属线之间，所述透明封装层需具有耐水氧的特性，起到隔绝水汽和氧气的作用，同时，所述透明封装层还需具有一定的硬度，起到保护金属线栅的作用，一般来说，所述透明封装层的材料为聚乙烯吡咯烷酮或聚甲基丙烯酸甲酯。
具体的，偏光片的偏光特性与线栅单元的结构相关，在本发明实施例中，为了取得更好的偏振效果，所述至少两个线栅单元中的每个线栅单元宽度优选为600～1500μm，所述至少两个线栅单元中的每个线栅单元长度优选为500～5000μm。
进一步的，偏光片的偏光特性与线栅单元中金属线的材料相关，在本发明实施例中，为了取得更好的偏振效果，所述金属线栅的材料为铝、铬、金和镍中的至少一种。
具体的，偏光片的偏光特性与线栅单元中金属线的结构相关，在本发明实施例中，所述多条金属线中的每条金属线的宽度优选为50～150nm，所述多条金属线中的每条金属线的高度优选50～200nm，所述多条金属线中的相邻两条金属线之间的距离优选为50～150nm。
为了更好实施本发明实施例中偏光片，在偏光片的基础之上，本发明实施例中还提供一种显示面板，所述显示面板包括阵列基板、彩膜基板、设置在所述阵列基板上的第一偏光片、设置在所述彩膜基板上的第二偏光片，所述第一偏光片和第二偏光片为如上述实施例中所述的偏光片。
如图3所示，为本发明实施例中显示面板的一个实施例结构示意图。所述显示面板包括阵列基板201、彩膜基板202、设置于所述阵列基板201上的第一偏光片203和设置于所述彩膜基板202上的第二偏光片204。
所述阵列基板201与所述彩膜基板202相对设置，所述第一偏光片203贴附于所述阵列基板201侧，所述第二偏光片204贴附于所述彩膜基板侧。所述第一偏光片203的金属线栅偏振方向与所述第二偏光片204的金属线栅偏振方向互相垂直。
所述第一偏光片203的所述发光区域2031或所述第二偏光片204的所述发光区域2041与所述彩膜基板202的红色、绿色、蓝色子像素区域对应，所述第一偏光片203的所述透射区域2032或所述第二偏光片204的所述透射区域2042与所述彩膜基板202的白色子像素区域对应。同时，如图所示，所述线栅单元11的分布位置与所述第一偏光片203的发光区域2031或所述第二偏光204的发光位置2041的位置相对应。
当然，本发明实施例中，也可以对显示面板的色域同时进行改进，因此，在上述实施例的基础上，在本发明的另一个实施例中，所述显示面板还包括量子点彩色滤光片，所述量子点彩色滤光片设置于所述彩膜基板202中。由于所述量子点彩色滤光片中的量子点发光材料具有更高效的发光效率，实现了不同颜色光的效率最大化，可以提高背光源的利用率，同时获得更高纯度的色光，因此，基于量子点彩色滤光片的显示面板能够实现高色域显示。
基于上述实施例，在本发明实施例中，如图4所示，图4为本发明实施例提供的第一偏光片的一种制备方法流程图：
401、利用电子束曝光光刻技术制备出压印模板。
具体地，如图5A所示，图5A为本发明实施例中压印模板30的侧视图，在本发明的实施例中，首先在基板上旋涂光阻材料并设计出具有特定线栅宽度、线栅深度、线栅周期结构的纳米压印模板图案；然后利用电子束曝光设备在所述基板上对所述纳米压印模板图案进行选区曝光，利用显影液溶解所述曝光区域，得到与所述设计的图案一致的光刻胶模板；再对光刻胶模板进行刻蚀，最后清洗所述光刻胶模板，洗去残余的光刻胶即可以得到含有所述设计图案的压印模板30。
402、在所述衬底表面依次形成层叠的金属层和光阻层。
具体地，如图5B所示，图5B为本发明实施例中待压印的膜层结构示意图，在本发明的实施例中，在所述衬底31表面采用物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)从下至上顺序地沉积金属层32和光阻层33，所述金属层32的材料为铝、铬、金和镍中的一种；所述光阻层33的材料为热固化压印胶或紫外固化压印胶。
403、利用所述压印模板对所述光阻层进行压印处理，以形成光阻图案。
具体地，如图5C所示，图5C为本发明实施例中对光阻层进行压印操作后的结构示意图，在本发明的实施例中，当所述光阻层32为热固化压印胶时，通过将温度升高到压印胶玻璃转化温度(Tg)之上使所述光阻层处于熔融状态，然后将所述压印模板30对准所述光阻层32施压，压印结束后降温使所述光阻层固化、脱模结束后即可形成光阻图案331；当所述光阻层32为紫外固化压印胶时，在所述压印模版30对准压入所述光阻层32并且照射紫外光使所述光阻层发生聚合反应硬化成形，然后脱模即可形成光阻图案331。
404、以所述光阻图案为掩模对所述金属层进行刻蚀，形成金属线栅层，所述金属线栅层包括间隔设置的至少两个线栅单元，每个所述线栅单元包括平行设置的多条金属线。
具体地，如图5D所示，图5D为本发明实施例中对压印残胶和金属层进行刻蚀处理后的结构示意图，在本发明的实施例中，使用CF4对压印残胶进行干刻蚀，使用Cl2和或BCl3等气体对所述金属层32进行干蚀刻，所述金属线栅层包括线栅单元321和剩余的光阻残胶332。
405、去除剩余的光阻残胶，用透明材料对所述金属线栅层进行封装；从而得到所述第一偏光片。
具体地，所述衬底10设置有透射区域12以及发光区域，所述线栅单元11的分布位置与所述发光区域的位置相对应。在本发明的实施例中，采用硫酸与双氧水混合溶液加热反应的方式去除剩余的光阻残胶。
可以理解的是，在所述第二衬底表面制备所述第二栅偏光片的方法与上述过程同理，此处不做赘述。
需要说明的是，上述显示面板实施例中仅描述了上述结构，可以理解的是，除了上述结构之外，本发明实施例显示面板中，还可以根据需要包括任何其他的必要结构，例如液晶层、薄膜晶体管、电极、配向膜、框胶、支撑物等，具体此处不作限定。
通过采用如上实施例中描述的偏光片，进一步提升了该显示面板的透光性。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。
具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
以上对本发明实施例所提供的一种偏光片及其制备方法、显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种偏光片，其特征在于，所述偏光片包括：衬底以及设置于所述衬底上的金属线栅层；
所述金属线栅层包括间隔设置的至少两个线栅单元，每个所述线栅单元包括平行设置的多条金属线；
其中，所述衬底设置有透射区域以及发光区域，所述线栅单元的分布位置与所述发光区域的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，所述偏光片还包括透明封装层，所述透明封装层填充于所述至少两个线栅单元之间和/或所述多条金属线之间。
3.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，每条所述金属线的宽度为50nm～150nm，高度为50nm～200nm，相邻两条所述金属线之间的距离为50nm～150nm。
4.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，每个所述线栅单元的长度为500um～5000um，宽度为600um～1500um。
5.一种显示面板，其特征在于，包括阵列基板、彩膜基板、设置在所述阵列基板上的第一偏光片、设置在所述彩膜基板上的第二偏光片，所述第一偏光片和第二偏光片为权利要求1至4中任意一项所述的偏光片。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述发光区域的位置与所述彩膜基板的红色、绿色、蓝色子像素区域对应，所述透射区域的位置与所述彩膜基板的白色子像素区域对应。
7.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板还包括量子点彩色滤光片，所述量子点彩色滤光片设置于所述彩膜基板中。
8.一种偏光片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用电子束曝光光刻技术制备出压印模板；
在衬底表面依次形成层叠的金属层和光阻层；
利用所述压印模板对所述光阻层进行压印处理，以形成光阻图案；
以所述光阻图案为掩模对所述金属层进行刻蚀，形成金属线栅层，所述金属线栅层包括间隔设置的至少两个线栅单元，每个所述线栅单元包括平行设置的多条金属线；
去除剩余的光阻残胶，用透明材料对所述金属线栅层进行封装；从而得到所述偏光片；
其中，所述衬底设置有透射区域以及发光区域，所述线栅单元的分布位置与所述发光区域的位置相对应。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，制备压印模板包括：
在基板上旋涂光阻材料并设计出纳米压印模板图案；
利用电子束曝光设备在所述基板上对所述纳米压印模板图案进行选区曝光；
利用显影液溶解所述曝光区域，得到光刻胶模板；
对所述光刻胶模板进行刻蚀；
清洗所述光刻胶模板得到所述纳米压印模板。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述光阻材料为热固化压印胶或紫外固化压印胶。
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