WO2019184047A1 - 具有遮光层的偏振光栅及其制作方法、显示面板 - Google Patents

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Abstract

一种具有遮光层的偏振光栅及其制作方法、显示面板。制作方法包括：在基板（10）上形成金属层（20）；在金属层（20）上形成遮挡层，其中，遮挡层包括遮光图案层（20）和偏振光栅图案层（31）；根据遮挡层对金属层（20）进行刻蚀，以形成偏振光栅，其中，偏振光栅包括偏振部（22）和直接连接于偏振部（22）的遮光部（21）。提高了显示面板的结构的紧凑性。

Description

具有遮光层的偏振光栅及其制作方法、显示面板 技术领域
本发明属于显示技术领域，具体地讲，涉及一种具有遮光层的偏振光栅及其制作方法、显示面板。
背景技术
液晶显示器作为人与信息的沟通界面，是当前主流的显示方式。它具有高空间利用率、低功耗、无辐射以及低电磁干扰等优越特性，在电视、手机、平板电脑等信息沟通工具中广泛使用。
液晶显示器是一种通过电场来调节液晶分子的排列状态，从而实现光通量调制的被动型显示器件。目前应用最广泛的液晶显示器件是扭曲向列型液晶显示器，它是将液晶夹在两片玻璃之间并使其分子沿玻璃表面平行排列，分子在两片玻璃之间连续扭曲一定角度，玻璃外面再配上偏振片。当显示部位施加上电压后，会引起液晶分子排列状态的改变，通过调制光通量从而达到显示的目的。
为了提高液晶显示器的明暗对比度和光通率，一般直接在阵列基板上设置偏光片。另外为进一步提高液晶显示器的对比度，还会在阵列基板的薄膜晶体管的下方设置遮光结构，减少外界光源对半导体层的激发，避免显示不良。然而，现有技术中光栅和遮光结构为独立的两层，降低了显示面板的结构紧凑性。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种提高显示面板的结构紧凑性的偏振光栅及其制作方法、显示面板。
为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种具有遮光层的偏振光栅的制作方法，包括：
在基板上形成金属层；
在所述金属层上形成遮挡层，其中，所述遮挡层包括遮光图案层和偏振光栅图案层；
根据所述遮挡层对所述金属层进行刻蚀，以形成所述偏振光栅，其中，所述偏振光栅包括偏振部和直接连接于所述偏振部的遮光部。
可选地，所述遮光图案层和偏振光栅图案层是在同一道工艺中形成的。
可选地，在所述金属层上形成所述遮挡层的方法具体包括：
在所述金属层上形成压印胶层；
采用具有与所述遮光图案层和所述偏振光栅图案层相对应的压印模板对所述压印胶层进行转印处理以形成所述遮挡层。
或者，在所述金属层上形成所述遮挡层的方法具体包括：
在所述金属层上形成光阻层；
采用与所述遮挡层相对应的掩模板对所述光阻层采用黄光工艺以形成所述遮挡层。
可选地，所述遮光部包括阵列排布的多个遮光块，相邻的两列遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的第一栅条，每列遮光块中的相邻的两所述遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的第二栅条，所述偏振部包括所述第一栅条和所述第二栅条。
可选地，所述遮光部包括阵列排布的多个遮光块，所述偏振部包括间隔设置的若干栅条，每一遮光块位于至少一所述栅条上。
本发明还公开了一种具有遮光层的偏振光栅，包括偏振部和直接连接于所述偏振部的遮光部。
可选地，所述遮光部包括阵列排布的多个遮光块，所述偏振部包括多条第 一栅条和第二栅条；其中，相邻的两列遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的第一栅条，每列遮光块中的相邻的两所述遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的所述第二栅条。
可选地，所述遮光部包括阵列排布的多个遮光块，所述偏振部包括间隔设置的若干栅条，每一遮光块位于至少一所述栅条上。
可选地，所述遮光部和所述偏振部是在同一道工艺中形成的。
可选地，所述遮光块呈长方体状，所述遮光部和所述偏振部为金属材料制成。
可选地，所述偏振部的厚度为20nm～3000nm，所述偏振部的栅条的宽度为30nm～100nm，相邻两条所述栅条之间的间距为30nm～100nm。
本发明还公开了一种阵列基板，包括利用上述任一项所述的制作方法制成的具有遮光层的偏振光栅，或者包括如上述任一项所述的具有遮光层的偏振光栅。
本发明还公开了一种显示面板，包括阵列基板和具有遮光层的偏振光栅，所述具有遮光层的偏振光栅设置于所述阵列基板上，所述遮光部与所述阵列基板的薄膜晶体管正对，所述具有遮光层的偏振光栅为利用任一种上述的制作方法制成的具有遮光层的偏振光栅，或者所述具有遮光层的偏振光栅为任一种上述的具有遮光层的偏振光栅。
本发明还公开了一种显示模组，包括利用上述任一项所述的制作方法制成的具有遮光层的偏振光栅，或者包括如上述任一项所述的具有遮光层的偏振光栅。
本发明还公开了一种终端，包括利用上述任一项所述的制作方法制成的具有遮光层的偏振光栅，或者包括如上述任一项所述的具有遮光层的偏振光栅。
有益效果：本发明公开的具有遮光层的偏振光栅的制作方法、具有遮光层的偏振光栅、阵列基板、显示面板、显示模组和终端，将偏振部和遮光部制作到一个部件上，提高了显示面板的结构的紧凑性。
附图说明
图1A至图1D为本发明的实施例一的具有遮光层的偏振光栅的制程图；
图2A至图2C为本发明的实施例一的遮挡层的制程图；
图3A至图3C为本发明的实施例二的遮挡层的制程图；
图4为本发明的实施例三的具有遮光层的偏振光栅的俯视图；
图5为本发明的实施例四的具有遮光层的偏振光栅的剖面图；
图6为本发明的实施例五的显示面板的剖面图；
图7为本发明的实施例五的另一显示面板的剖面图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
图1A至图1D示出了根据本发明的具有遮光层的偏振光栅的制程图，该具有遮光层的偏振光栅的制作方法包括步骤一至步骤四：
步骤一：参照图1A，在基板10上形成金属层20。
作为优选实施例，基板10优选为玻璃基板，金属层20的材料选为金属钼，采用沉积工艺在基板10的表面上生长一层钼薄膜。当然在其他实施方式中，金属层20的材料还可以选为铝，金属层20在材料的选择上要保证具有良好的遮光性。
步骤二：参照图1B，在金属层20上形成遮挡层，遮挡层包括遮光图案层31和偏振光栅图案层32。
其中，遮光图案层31和偏振光栅图案层32是在同一道工艺中形成的。作为优选实施方式，该步骤二具体包括步骤二一至步骤二三。
具体地，步骤二一：参照图2A，在金属层20上形成压印胶层30。
进一步地，压印胶层30的材料优选为聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)，采用涂覆的方式将聚酰亚胺均匀地涂布在金属层20上，以形成压印胶层30。当然在其他实施方式中，压印胶层30的材料还可以选为其他，另外还可利用旋涂机在金属层20上涂覆形成压印胶层30。
步骤二二：参照图2B，采用具有与遮光图案层31和偏振光栅图案层32相对应的压印模板40对压印胶层30进行转印处理以形成遮挡层。
具体地，压印模板40上设有与遮光图案层31对应的凹槽结构以及与偏振光栅图案层32对应的凹凸结构。进一步，将压印模板40对准压印胶层30后，直接对压印模板施力，使得压印胶层30的部分进入到凹槽结构内，压印胶层30的另一部分进入到凹凸结构内，且压印模板40抵接金属层20，这样压印胶层30被压印至凹槽结构和凹凸结构，且没有多余的残留层。
步骤二三：参照图2C，将压印模板40剥离。
具体地，将压印模板40压印至压印胶层30后，对压印胶层30进行固化处理，以使得压印胶层30上形成固定的遮光图案层31和偏振光栅图案层32。其中，优选采用紫外光照射压印胶层30以固化遮光图案层31和偏振光栅图案层32。固化处理后将压印模板40从压印胶层30上剥离。
当然在其他实施方式中，压印模板40还可以采用圆柱体形的模板，该压印模板40的侧壁上设有与遮光图案层31对应的凹槽结构以及与偏振光栅图案层32对应的凹凸结构。采用卷对卷的方式对压印胶层30进行压印，以在压印胶层30上形成遮光图案层31和偏振光栅图案层32。这样，可以通过一道工艺同时形成遮挡层。
步骤三：参照图1C，根据遮挡层对所述金属层20进行刻蚀，以形成偏振光栅，其中，所述偏振光栅包括偏振部22和直接连接于所述偏振部22的遮光部21。这样，可以一次形成所述偏振光栅。
具体地，优选采用干法刻蚀工艺，以遮挡层对金属层20进行刻蚀，以在金属层20上形成偏振光栅，偏振光栅包括偏振部22和直接连接于所述偏振部22的遮光部21。可选地，在俯视图上，偏振部22的栅条和遮光部21的遮光块在水平方向上间隔地排布。
进一步地，遮光部21和偏振部22的厚度相同，可保证遮光部21和偏振 部22整体结构更加平整。其中偏振部22起到偏光片的作用，遮光部21和偏振部22将经过其的自然光转换成偏振光，以更好地调控光通量。
具体地，如图4所示，偏振部22包括多条第一栅条22a和多条第二栅条22b，遮光部21包括阵列排布的多个遮光块21a。每相邻的两列遮光部21之间设有至少一条沿列方向延伸的第一栅条22a。每列遮光块中的相邻的两遮光块21a之间设置至少一条沿列方向延伸的第二栅条22b。遮光部21用于遮挡阵列基板下方的背光源照射至阵列基板上的薄膜晶体管，可避免背光源照射至薄膜晶体管的半导体层，防止光照影响半导体层的导电性能。偏振部22对应于阵列基板上方的像素电极，用于将背光源发出的光转换成偏振光，以提高显示对比度。
进一步地，偏振部22的厚度范围为20nm～3000nm，偏振部22的栅条的宽度为30nm～100nm，相邻两条栅条之间的间距为30nm～100nm。
步骤四：参照图1D，将遮挡层剥离。
具体地，采用光阻剥离机将遮挡层从金属层20上剥离即可。
本发明公开的具有遮光层的偏振光栅的制作方法，将偏振部和遮光部制作到一个部件上，提高了显示面板的结构的紧凑性。在制作遮光层的同时制作偏振光栅，减少了工艺步骤，降低了生产成本。另外遮光层和偏振光栅位于同一膜层上，使得阵列基板的整体厚度更小。
实施例二
图3A至3B示出了根据本发明的实施例二的遮挡层的制程图，在金属层20上形成遮挡层的具体步骤如下：
步骤二四：参照图3A，在金属层20上形成光阻层80；
具体地，采用涂布机在金属层20上涂覆感光材料以形成光阻层80。
步骤二五：参照图3B和图3C，采用与遮挡层相对应的掩模板90对光阻层80采用黄光工艺以形成所述遮挡层。
具体地，将具有与遮挡层相对应图案的掩模板90设置在光阻层80上，对光阻层80进行曝光，接着曝光后的光阻层80进行显影，并将显影液去除，以 形成遮挡层。这样，可以通过一道掩模板形成遮挡层，再通过遮挡层一次刻蚀而形成遮光部21和偏振部22，在制作遮光层的同时制作偏振光栅，减少了工艺步骤，降低了生产成本。另外遮光层和偏振光栅位于同一膜层上，使得阵列基板的整体厚度更小。
实施例三
如图4所示，本发明的实施例三提供了一种具有遮光层的偏振光栅，该具有遮光层的偏振光栅100包括用于遮挡阵列基板上的薄膜晶体管的遮光部21以及与遮光部21处于同一层的偏振部22。
具体地，偏振部22包括多条第一栅条22a和多条第二栅条22b，遮光部21包括阵列排布的多个遮光块21a。每相邻的两列遮光部21之间设有至少一条沿列方向延伸的第一栅条22a。每列遮光块中的相邻的两遮光块21a之间设置至少一条沿列方向延伸的第二栅条22b。遮光部21用于遮挡阵列基板下方的背光源照射至阵列基板上的薄膜晶体管，可避免背光源照射至薄膜晶体管的半导体层，防止光照影响半导体层的导电性能。偏振部22对应于阵列基板上方的像素电极，用于将背光源发出的光转换成偏振光，以提高显示对比度。这样，将偏振部22和遮光部21制作到一个部件上，提高了显示面板的结构的紧凑性。
进一步地，遮光部21和偏振部22在同一道工艺中形成，遮光部21和偏振部22为金属材料制成，遮光块21a呈长方体状。偏振部22的厚度范围为20nm～3000nm，偏振部22的栅条的宽度为30nm～100nm，相邻两条栅条之间的间距为30nm～100nm。
实施例四
如图5所示，本发明的实施例四的具有遮光层的偏振光栅100和实施例三的不同之处是：该偏振光栅100包括偏振部22和设置于偏振部22上的遮光部21，其中遮光部21包括阵列排布的多个遮光块21a，偏振部22包括间隔设置的若干栅条，每一遮光块21a位于至少一栅条上。这样，将偏振部22和遮光部21制作到一个部件上，提高了显示面板的结构的紧凑性。
实施例五
如图6所示，本发明的实施例五提供了一种显示面板，在本实施例中，所述显示面板为LCD面板，当然，所述显示面板的类型不限于此。该显示面板包括阵列基板200和上述的具有遮光层的偏振光栅100，具有遮光层的偏振光栅100设置于阵列基板200的衬底基板50上，遮光部21与阵列基板200的薄膜晶体管60正对，偏振部22与阵列基板200的像素电极70正对。这样通过遮光部21可遮挡背光源射到薄膜晶体管60上的光线，防止光照影响半导体层的导电性能。通过偏振部22可将背光源发出的自然光转换成偏振光后在入射到像素电极70上，不需要额外设置偏光片，降低了成本，同时减小了阵列基板200的厚度。
其中，如图6所示，具有遮光层的偏振光栅100设置于衬底基板50的朝向薄膜晶体管60的表面上。当然在其他实施方式中，如图7所示，具有遮光层的偏振光栅100设置于衬底基板50的背向薄膜晶体管60的表面上。
实施例六
本发明的实施例六提供了一种阵列基板，包括上述的偏振光栅100。在本实施例中，所述阵列基板可以应用于LCD面板，当然，所述阵列基板的用途不限于此。这样将偏振部22和遮光部21制作到一个部件上，提高了显示面板的结构的紧凑性。
实施例七
本发明的实施例七提供了一种显示模组。在本实施例中，所述显示模组包括LCD面板和背光模组，所述LCD面板包括上述的偏振光栅100。当然，所述显示模组的结构不限于此。这样将偏振部22和遮光部21制作到一个部件上，提高了显示面板的结构的紧凑性。
实施例八
本发明的实施例八提供了一种终端。终端可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广 播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、导航装置等等具有通信功能的终端。
在本实施例中，所述终端包括上述的偏振光栅100。当然，所述显示模组的结构不限于此。这样将偏振部22和遮光部21制作到一个部件上，提高了显示面板的结构的紧凑性。
上面对本发明的具体实施方式进行了详细描述，虽然已表示和描述了一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改和完善，这些修改和完善也应在本发明的保护范围内。

Claims (16)

  1. 一种具有遮光层的偏振光栅的制作方法，其中，包括：
    在基板上形成金属层；
    在所述金属层上形成遮挡层，其中，所述遮挡层包括遮光图案层和偏振光栅图案层；
    根据所述遮挡层对所述金属层进行刻蚀，以形成所述偏振光栅，其中，所述偏振光栅包括偏振部和直接连接于所述偏振部的遮光部。
  2. 根据权利要求1所述的具有遮光层的偏振光栅的制作方法，其中，所述遮光图案层和偏振光栅图案层是在同一道工艺中形成的。
  3. 根据权利要求2所述的具有遮光层的偏振光栅的制作方法，其中，在所述金属层上形成所述遮挡层的方法具体包括：
    在所述金属层上形成压印胶层；
    采用具有与所述遮光图案层和所述偏振光栅图案层相对应的压印模板对所述压印胶层进行转印处理以形成所述遮挡层。
  4. 根据权利要求2所述的具有遮光层的偏振光栅的制作方法，其中，在所述金属层上形成所述遮挡层的方法具体包括：
    在所述金属层上形成光阻层；
    采用与所述遮挡层相对应的掩模板对所述光阻层采用黄光工艺以形成所述遮挡层。
  5. 根据权利要求1所述的具有遮光层的偏振光栅的制作方法，其中，所述遮光部包括阵列排布的多个遮光块，相邻的两列遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的第一栅条，每列遮光块中的相邻的两所述遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的第二栅条，所述偏振部包括所述第一栅条和所述第二栅条。
  6. 一种具有遮光层的偏振光栅，其中，包括偏振部和直接连接于所述偏振部的遮光部。
  7. 根据权利要求6述的具有遮光层的偏振光栅，其中，所述遮光部包括阵列排布的多个遮光块，所述偏振部包括多条第一栅条和第二栅条；其中，相 邻的两列遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的第一栅条，每列遮光块中的相邻的两所述遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的所述第二栅条。
  8. 根据权利要求6所述的具有遮光层的偏振光栅，其中，所述遮光部包括阵列排布的多个遮光块，所述偏振部包括间隔设置的若干栅条，每一遮光块位于至少一所述栅条上。
  9. 根据权利要求6所述的具有遮光层的偏振光栅，其中，所述遮光部和所述偏振部是在同一道工艺中形成的。
  10. 根据权利要求6所述的具有遮光层的偏振光栅，其中，所述遮光块呈长方体状，所述遮光部和所述偏振部为金属材料制成。
  11. 根据权利要求6所述的具有遮光层的偏振光栅，其中，所述偏振部的厚度为20nm～3000nm，所述偏振部的栅条的宽度为30nm～100nm，相邻两条所述栅条之间的间距为30nm～100nm。
  12. 一种显示面板，其中，包括阵列基板和具有遮光层的偏振光栅，所述具有遮光层的偏振光栅设置于所述阵列基板上，所述遮光部与所述阵列基板的薄膜晶体管正对，所述具有遮光层的偏振光栅为利用权利要求1所述的制作方法制成的具有遮光层的偏振光栅。
  13. 根据权利要求12所述的显示面板，其中，所述遮光图案层和偏振光栅图案层是在同一道工艺中形成的。
  14. 根据权利要求13所述的显示面板，其中，在所述金属层上形成所述遮挡层的方法具体包括：
    在所述金属层上形成压印胶层；
    采用具有与所述遮光图案层和所述偏振光栅图案层相对应的压印模板对所述压印胶层进行转印处理以形成所述遮挡层。
  15. 根据权利要求13所述的显示面板，其中，在所述金属层上形成所述遮挡层的方法具体包括：
    在所述金属层上形成光阻层；
    采用与所述遮挡层相对应的掩模板对所述光阻层采用黄光工艺以形成所述遮挡层。
  16. 根据权利要求12所述的显示面板，其中，所述遮光部包括阵列排布的多个遮光块，相邻的两列遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的第一栅条，每列遮光块中的相邻的两所述遮光块之间设置至少一条沿列方向延伸的第二栅条，所述偏振部包括所述第一栅条和所述第二栅条。
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