偏光片、液晶显示设备及偏光片的制备方法与流程
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种偏光片、液晶显示设备及偏光片的制备方法。
背景技术：
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-LCD，TFT-LCD)近年来得到了飞速的发展和广泛的应用，它被广泛用于便携式移动电子产品的显示设备，如手机，数码相机，掌上电脑，GPRS等移动产品。由于LCD的显示模组通过对背光源进行过滤后再进行显示，因此LCD的色域完全取决于背光的光谱。然而发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的光谱比较窄，导致采用LED作为背光的LCD显示器的色域比较低，显示的图像容易出现颜色失真。为了提高LCD显示器的显示效果，常使用量子点材料提高LCD显示器的色域。量子点(Quantum Dots，QDs)材料具有发光光谱集中，色纯度高等优点，将量子点材料设置于背光模组与显示模组之间可以大幅度提高LCD显示器的色域，提高LCD显示器的色彩还原能力。
现有技术中，将发光波段在红、绿、蓝的量子点混合封装于工程塑料薄膜(QD film)或玻璃管(QD tube)中，并将该结构置于背光与显示系统之间的位置，以传统白色背光激励量子点材料发出彩色光线以达到丰富色域的目的，但无论是QD film还是QD tube结构，存在色彩还原效果不佳，以及由于必须使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜及小孔径玻璃管进行保护与封装，在显示设备中增加额外的器件，存在生产及材料成本增高、制备难度加大以及材料依赖性的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种偏光片、液晶显示设备及偏光片的制备方法，用以解决现有技术中量子点塑料薄膜和量子点玻璃管存在色彩还原效果不佳，以及存在生产及材料成本增高、制备难度加大以及材料依赖性的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种偏光片，贴附于阵列基板面对背光模组的表面，所述偏光片包括依次层叠设置的第一保护层、偏光层及第二保护层，所述第一保护层与所述第二保护层用于防止所述偏光层被水解，所述第一保护层位于所述偏光层背离所述阵列基板的一侧，所述偏光片还包括量子点功能层，所述量子点功能层位于所述第一保护层与所述偏光层之间或所述第一保护层背离所述偏光层的一侧，所述量子点功能层用于将所述背光模组发出的单色背光转化为彩色光线。
进一步，所述量子点功能层包括多个聚电解质层与多个量子点层，所述聚电解质层与所述量子点层带有相异电性的电荷，所述聚电解质层与所述量子点层层叠设置于所述第一保护层面对所述偏光层一侧或背离所述偏光层一侧，所述聚电解质层与所述量子点层交替排列，并且每一个所述聚电解质层的相对的两侧各吸附一个所述量子点层，每一个所述量子点层的相对的两侧各吸附一个所述聚电解质层。
进一步，所述背光模组为发出蓝色背光的背光源，所述量子点层包括至少一个红色粒子层与至少一个绿色粒子层，所述红色粒子层用于将所述蓝色背光部分转化为红色光线，所述绿色粒子层用于将所述蓝色背光部分转化为绿色光线，一个所述红色粒子层与一个所述聚电解质层相互吸附形成一个第一粒子层，一个所述绿色粒子层与一个所述聚电解质层相互吸附形成一个第二粒子层，所述第一粒子层与所述第二粒子层交替排列，每两个相邻的所述第一粒子层之间包括一个所述第二粒子层，每两个相邻的所述第二粒子层之间包括一个所述第一粒子层。
进一步，所述红色粒子层包括多个红色量子点粒子，所述红色量子点粒子包括无机保护壳与包裹于所述无机保护壳之中的红色发光核；所述绿色粒子层包括多个绿色量子点粒子，所述绿色量子点粒子包括所述无机保护壳与包裹于所述无机保护壳之中的绿色发光核，所述无机保护壳用于保护所述红色发光核与所述绿色发光核。
进一步，所述无机保护壳为CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS、ZnO材料中的一种或多种的组合。
本发明还提供一种液晶显示设备，所述液晶显示设备包括背光模组、显示模组及以上任一项所述的偏光片，所述显示模组包括阵列基板，所述偏光片贴附于所述阵列基板面对所述背光模组的一侧，所述背光模组发出单色背光经过所述偏光片转化为彩色光线并穿过所述显示模组以显示彩色图像。
本发明还提供一种偏光片的制备方法，包括：
在基材表面涂覆三醋酸纤维素形成第二保护层；
在所述第二保护层背离所述基材的一侧表面涂覆聚乙烯醇形成偏光层；
在所述偏光层背离所述第二保护层的一侧表面制备量子点功能层，并在所述量子点功能层背离所述偏光层的一侧表面涂覆三醋酸纤维素形成第一保护层，
或者，在所述偏光层背离所述第二保护层的一侧表面涂覆三醋酸纤维素形成第一保护层，并在所述第一保护层背离所述偏光层的一侧表面制备量子点功能层。
进一步，所述“制备量子点功能层”的方法包括：
在所述偏光层背离所述第二保护层的一侧表面或所述第一保护层背离所述偏光层的一侧表面涂布带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵形成聚电解质层；
在所述聚电解质层表面涂布带负电荷的红色量子点粒子形成红色粒子层；
在所述红色粒子层表面涂布带正电荷的所述聚二烯丙基二甲基氯化铵再次形成所述聚电解质层；
在所述聚电解质层表面涂布带负电荷的绿色量子点粒子形成绿色粒子层，并重复以上过程。
进一步，涂布所述聚二烯丙基二甲基氯化铵、所述红色量子点粒子、所述绿色量子点粒子后均采用风刀吹干。
进一步，所述聚二烯丙基二甲基氯化铵的浓度为2mg/mL。
本发明的有益效果如下：背光模组发出的单色光线激发设置于偏光片中的量子点功能层发出彩色光线，以彩色光线作为背光源穿过显示模组以显示图像，量子点功能层发出的彩色光线的光谱宽，使LCD显示器显示图像的色域高，色彩还原效果好，同时，将量子点功能层制备于显示设备本身即具有的偏光片中，无需增加额外器件，且制程简单易实现，材料成本及生产成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，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明显变形方式。
图1为本发明实施例一提供的偏光片的结构示意图。
图2为本发明实施例一提供的偏光片的量子点功能层的结构示意图。
图3为本发明实施例一提供的偏光片的制备方法的流程图。
图4a～图4e为本发明实施例一提供的偏光片的制备方法的步骤S103的过程示意图。
图5为本发明实施例二提供的偏光片的结构示意图。
图6为本发明实施例二提供的偏光片的制备方法的流程图。
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，本领域普通技术人员在没有做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。
图1为本发明实施例一提供的偏光片的结构示意图，如图所示，偏光片包括依次层叠设置的第一保护层22、偏光层10及第二保护层24，第一保护层22与第二保护层24用于防止偏光层10被水解，第一保护层22位于偏光层10背离阵列基板70的一侧，偏光片还包括量子点功能层30，量子点功能层30位于第一保护层22与偏光层10之间，量子点功能层30用于将背光模组发出的单色背光转化为彩色光线。
背光模组发出的单色光线激发设置于偏光片中的量子点功能层30发出彩色光线，以彩色光线作为背光源穿过显示模组以显示图像，量子点功能层30发出的彩色光线的光谱宽，使LCD显示器显示图像的色域高，色彩还原效果好，同时，将量子点功能层30制备于显示设备本身即具有的偏光片中，无需增加额外器件，且制程简单易实现，材料成本及生产成本较低。
具体的，偏光层10为染色后的聚乙烯醇(PVA)，是偏光片中起到偏振功能的主要膜层，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的三醋酸纤维素(TAC)薄膜进行防护，即第一保护层22与第二保护层24。进一步的，偏光片还包括基材40，用于承载偏光片的各膜层。具体的，基材40包括相对设置的第一表面402与第二表面404，第一表面402依次层叠设置第二保护层24、偏光层10、量子点功能层30及第一保护层22，第二表面404涂复一定厚度的压敏胶层502(PSA film)，并复合上对压敏胶层502进行保护的隔离膜层504(Release film)。在LCD显示器的制造过程中，偏光片贴附于阵列基板70面对背光模组的一侧，具体的，剥离偏光片的隔离膜层504，并通过压紧压敏胶层502将偏光片贴合于阵列基板70上。偏光片结构简单且易于制备，且贴附于显示模组的方式简单易行。
进一步的，第一保护层22背离量子点功能层30的一侧表面还复合有保护膜60、反射膜、半透半反胶层膜等，可以适用于不同的产品类型和使用需求。
结合图2，本实施例中，量子点功能层30包括多个聚电解质层300与多个量子点层31，聚电解质层300与量子点层31带有相异电性的电荷，每一个聚电解质层300吸附一个量子点层31，并且聚电解质层300与量子点层31依次交错、层叠排列。具体的，聚电解质层300为带有正电荷的阳离子聚电解质形成，量子点层31为带有负电荷的量子点粒子形成，聚电解质层300与量子点层31以静电吸附力相互吸附。聚电解质层300与量子点层31层叠交错排列，进一步的，聚电解质层300与量子点层31层叠设置于第一保护层22面对偏光层10一侧或背离偏光层10一侧，具体的，聚电解质层300与量子点层31交替排列，第一保护层22表面按照一层聚电解质层300、一层量子点层31、一层聚电解质层300、一层量子点层31的顺序依次层叠多层聚电解质层300与量子点层31，即每一个聚电解质层300的相对的两侧各吸附一个量子点层31，每一个量子点层31的相对的两侧各吸附一个聚电解质层300。一种实施方式中，奇数层为聚电解质层300，偶数层为量子点层31。由于每一个量子点层31都需要一个聚电解质层300吸附固定，故聚电解质层300与量子点层31的层数相同，并且聚电解质层300与量子点层31的层数根据LCD显示器的实际显示需求决定。具体的，聚电解质层300作为吸附量子点层31并支撑量子点功能层30结构的物质，本身并不具有转化单色光线为彩色光线的能力，转化光线的能力由量子点层31完成，量子点层31的层数决定了量子点功能层30对单色背光的转化率，即量子点层31的层数越多，单色背光被转化的越多。另一方面，当量子点层31的层数固定时，调节单色背光的亮度，由于每一个量子点层31所能转化的单色背光的能力是固定的，单色背光亮度越大，除去量子点层31转化的部分单色背光，未被转化的单色背光越多，LCD显示设备显示的图像光线越偏向于单色背光的颜色。同时，同一个量子点层31对不同波长(颜色)的单色背光的转化能力也有区别，故通过改变量子点层31的层数，可以搭配不同颜色、不同亮度的单色背光控制调节色域的效果。
本实施例中，背光模组为发出蓝色背光的背光源，量子点层31包括至少一个红色粒子层302与至少一个绿色粒子层304，红色粒子层302用于将蓝色背光部分转化为红色光线，绿色粒子层304用于将蓝色背光部分转化为绿色光线，一个红色粒子层302与一个聚电解质层300相互吸附形成一个第一粒子层，一个绿色粒子层304与一个聚电解质层300相互吸附形成一个第二粒子层，第一粒子层与第二粒子层交错、层叠排列。具体的，第一粒子层和第二粒子层按照一层第一粒子层、一层第二粒子层、一层第一粒子层、一层第二粒子层的顺序依次排列，即每两个相邻的第一粒子层之间包括一个第二粒子层，每两个相邻的第二粒子层之间包括一个第一粒子层。进一步的，量子点功能层30中，各膜层按照聚电解质层300、红色粒子层302、聚电解质层300、绿色粒子层304依次循环层叠排列。层数相等的红色粒子层302与绿色粒子层304将蓝色背光部分转化等量的红色光线与绿色光线，同时搭配未被转化的蓝色背光，使穿过偏光片输出并进入显示模组的背光源为红、绿、蓝三原色组成的彩色光线，提高了背光源的色谱，从而增高了LCD显示设备的色域。
本实施例中，红色粒子层302包括多个红色量子点粒子，红色量子点粒子包括无机保护壳与包裹于无机保护壳之中的红色发光核；绿色粒子层304包括多个绿色量子点粒子，绿色量子点粒子包括无机保护壳与包裹于无机保护壳之中的绿色发光核，无机保护壳用于保护红色发光核与绿色发光核以保持红色发光核与绿色发光核的物理稳定性。
本实施例中，无机保护壳为CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS、ZnO材料中的一种或多种的组合，红光材料包括CdSe、Cd2SeTe、InAs、ZnCuInSxSey及CuInSx，绿光材料包括ZnCdSe2、InP、Cd2Sse、ZnCuInSxSey及CuInSx。
本实施例中，聚电解质层300为聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)材料形成，并且使用的聚二烯丙基二甲基氯化铵浓度为2mg/mL。聚二烯丙基二甲基氯化铵成本较低，不会较多增加材料成本。
背光模组发出的单色光线激发设置于偏光片中的量子点功能层30发出彩色光线，以彩色光线作为背光源穿过显示模组以显示图像，量子点功能层30发出的彩色光线的光谱宽，使LCD显示器显示图像的色域高，色彩还原效果好，同时，将量子点功能层30制备于显示设备本身即具有的偏光片中，无需增加额外器件，且制程简单易实现，材料成本及生产成本较低。
图3为本发明实施例一提供的偏光片的制备方法的流程图，如图所示，偏光片的制备步骤如下：
S101、在基材40表面涂覆三醋酸纤维素形成第二保护层24。
三醋酸纤维素具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的特点，适合用来保护易水解的材料以防止其水解。
S102、在第二保护层24背离基材40的一侧表面涂覆聚乙烯醇形成偏光层10。
聚乙烯醇在涂覆前已经过染色，具有偏振功能，但是聚乙烯醇极易水解，需要在聚乙烯醇的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的三醋酸纤维素薄膜进行防护。
S103、在偏光层10背离第二保护层24的一侧表面制备量子点功能层30。
具体的，请同时参阅图4a～图4e，S103包括如下子步骤：
在偏光层10背离第二保护层24的一侧表面涂布带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵形成聚电解质层300；
在聚电解质层300表面涂布带负电荷的红色量子点粒子形成红色粒子层302；
在红色粒子层302表面涂布带正电荷的所述聚二烯丙基二甲基氯化铵再次形成聚电解质层300；
在聚电解质层300表面涂布带负电荷的绿色量子点粒子形成绿色粒子层304，并重复以上过程。
进一步的，红色粒子层302与绿色粒子层304的层数相同，以将蓝色背光转化为相同强度的红色光线与绿色光线，同时结合未被转化而直接透过量子点功能层30的蓝色背光，形成彩色光线输出进入显示模组。
具体的，红色粒子层302与绿色粒子层304的层数根据蓝色背光的亮度设定，蓝色背光的亮度越大，为了达到红、绿、蓝颜色亮度均匀，需要转化的蓝色背光越多，红色粒子层302与绿色粒子层304的层数越多。
本实施例中，涂布聚二烯丙基二甲基氯化铵、红色量子点粒子、绿色量子点粒子后均采用风刀吹干。
本实施例中，聚二烯丙基二甲基氯化铵的浓度为2mg/mL。
本实施例中，红色粒子层302包括多个红色量子点粒子，红色量子点粒子包括无机保护壳与包裹于无机保护壳之中的红色发光核；绿色粒子层304包括多个绿色量子点粒子，绿色量子点粒子包括无机保护壳与包裹于无机保护壳之中的绿色发光核，无机保护壳用于保护红色发光核与绿色发光核以保持红色发光核与绿色发光核的物理稳定性。
进一步的，无机保护壳为CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS、ZnO材料中的一种或多种的组合，红光材料包括CdSe、Cd2SeTe、InAs、ZnCuInSxSey及CuInSx，绿光材料包括ZnCdSe2、InP、Cd2Sse、ZnCuInSxSey及CuInSx。
S104、在量子点功能层30背离偏光层10的一侧表面涂覆三醋酸纤维素形成第一保护层22。
第一保护层22与第二保护层24将量子点功能层30与偏光层10保护于其中，保持其物理特性。
背光模组发出的单色光线激发设置于偏光片中的量子点功能层30发出彩色光线，以彩色光线作为背光源穿过显示模组以显示图像，量子点功能层30发出的彩色光线的光谱宽，使LCD显示器显示图像的色域高，色彩还原效果好，同时，将量子点功能层30制备于显示设备本身即具有的偏光片中，无需增加额外器件，且制程简单易实现，材料成本及生产成本较低。
图5为本发明实施例二提供的偏光片的结构示意图，如图所示，本实施例与实施例一的区别在于，量子点功能层30位于第一保护层22背离所述偏光层10的一侧。背光模组发出的单色光线激发设置于偏光片中的量子点功能层30发出彩色光线，以彩色光线作为背光源穿过显示模组以显示图像，量子点功能层30发出的彩色光线的光谱宽，使LCD显示器显示图像的色域高，色彩还原效果好，同时，将量子点功能层30制备于显示设备本身即具有的偏光片中，无需增加额外器件，且制程简单易实现，材料成本及生产成本较低。
图6为本发明实施例二提供的偏光片的制备方法的流程图，如图所示，偏光片的制备步骤如下：
S201、在基材40表面涂覆三醋酸纤维素形成第二保护层24。
三醋酸纤维素具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的特点，适合用来保护易水解的材料以防止其水解。
S202、在第二保护层24背离基材40的一侧表面涂覆聚乙烯醇形成偏光层10。
聚乙烯醇在涂覆前已经过染色，具有偏振功能，但是聚乙烯醇极易水解，需要在聚乙烯醇的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性好又有一定机械强度的三醋酸纤维素薄膜进行防护。
S203、在偏光层10背离第二保护层24的一侧表面涂覆三醋酸纤维素形成第一保护层22。
第一保护层22与第二保护层24将量子点功能层30保护于其中，保持其物理特性。
S204、第一保护层22背离所述偏光层10的一侧表面制备量子点功能层30。
具体的，S204包括如下子步骤：
在第一保护层22背离偏光层10的一侧表面涂布带正电荷的聚二烯丙基二甲基氯化铵形成聚电解质层300；
在聚电解质层300表面涂布带负电荷的红色量子点粒子形成红色粒子层302；
在红色粒子层302表面涂布带正电荷的所述聚二烯丙基二甲基氯化铵再次形成聚电解质层300；
在聚电解质层300表面涂布带负电荷的绿色量子点粒子形成绿色粒子层304，并重复以上过程。
进一步的，红色粒子层302与绿色粒子层304的层数相同，以将蓝色背光转化为相同强度的红色光线与绿色光线，同时结合未被转化而直接透过量子点功能层30的蓝色背光，形成彩色光线输出进入显示模组。
具体的，红色粒子层302与绿色粒子层304的层数根据蓝色背光的亮度设定，蓝色背光的亮度越大，为了达到红、绿、蓝颜色亮度均匀，需要转化的蓝色背光越多，红色粒子层302与绿色粒子层304的层数越多。
本实施例中，涂布聚二烯丙基二甲基氯化铵、红色量子点粒子、绿色量子点粒子后均采用风刀吹干。
本实施例中，聚二烯丙基二甲基氯化铵的浓度为2mg/mL。
本实施例中，红色粒子层302包括多个红色量子点粒子，红色量子点粒子包括无机保护壳与包裹于无机保护壳之中的红色发光核；绿色粒子层304包括多个绿色量子点粒子，绿色量子点粒子包括无机保护壳与包裹于无机保护壳之中的绿色发光核，无机保护壳用于保护红色发光核与绿色发光核以保持红色发光核与绿色发光核的物理稳定性。
进一步的，无机保护壳为CdS、ZnSe、ZnCdS2、ZnS、ZnO材料中的一种或多种的组合，红光材料包括CdSe、Cd2SeTe、InAs、ZnCuInSxSey及CuInSx，绿光材料包括ZnCdSe2、InP、Cd2Sse、ZnCuInSxSey及CuInSx。
背光模组发出的单色光线激发设置于偏光片中的量子点功能层30发出彩色光线，以彩色光线作为背光源穿过显示模组以显示图像，量子点功能层30发出的彩色光线的光谱宽，使LCD显示器显示图像的色域高，色彩还原效果好，同时，将量子点功能层30制备于显示设备本身即具有的偏光片中，无需增加额外器件，且制程简单易实现，材料成本及生产成本较低。
本发明还提供一种液晶显示设备，包括背光模组、显示模组及以上所述的偏光片，显示模组包括阵列基板70，偏光片贴附于阵列基板70面对背光模组的一侧，背光模组发出单色背光经过偏光片转化为彩色光线并穿过显示模组以显示彩色图像。
背光模组发出的单色光线激发设置于偏光片中的量子点功能层30发出彩色光线，以彩色光线作为背光源穿过显示模组以显示图像，量子点功能层30发出的彩色光线的光谱宽，使LCD显示器显示图像的色域高，色彩还原效果好，同时，将量子点功能层30制备于显示设备本身即具有的偏光片中，无需增加额外器件，且制程简单易实现，材料成本及生产成本较低。
以上所揭露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
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