金属线栅偏光片及其制作方法、液晶显示器与流程

本发明属于偏光片制作技术领域，具体地讲，涉及一种金属线栅偏光片及其制作方法、液晶显示器。

背景技术：

随着光电与半导体技术的演进，也带动了平板显示器(Flat Panel Display)的蓬勃发展，而在诸多平板显示器中，液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)因具有高空间利用效率、低消耗功率、无辐射以及低电磁干扰等诸多优越特性，已成为市场的主流。

目前，液晶显示器中使用的偏光片一般采用吸收模式，背光模块出射的背光通过吸收型偏光片后，背光的透过率只有43％左右，这将导致液晶显示器整体穿透率较低。金属线栅(Nano wire-grid polarizer)偏光片能够选择性透过TM偏振光分量(偏振方向垂直于线栅方向，即p光)，而反射掉TE偏振光分量(偏振方向平行于线栅方向，即s光)，基于这样的工作原理，通过多次反射光循环利用，可大幅提升背光的利用率，从而能大幅度提升液晶显示器的穿透率，并使液晶显示器保持较高的显示对比度。

针对金属线栅偏光片，金属栅条分布越致密，偏振效果越好，但受限于目前的制作工艺，无法将金属栅条之间的间隔进一步减小来提高金属栅条的分布密度，这样现有的制作工艺制作出的金属线栅偏光片的偏振效果有限。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种能提高金属栅条分布密度的金属线栅偏光片及其制作方法、液晶显示器。

根据本发明的一方面，提供了一种金属线栅偏光片，其包括：基片叠层设置于所述基片上的至少两个线栅结构，每个线栅结构包括多个金属栅条和设置于所述金属栅条上和所述金属栅条之间的透明绝缘平坦层，所述至少两个线栅结构的金属栅条在所述基片上的投影间隔设置。

进一步地，所述金属栅条由铝、铬、金和镍中的一种制成。

进一步地，所述线栅结构为两个，两个所述线栅结构包括第一线栅结构和第二线栅结构；所述第一线栅结构包括多个第一金属栅条和第一透明绝缘平坦层，所述多个第一金属栅条间隔设置于所述基片上，所述第一透明绝缘平坦层设置于所述第一金属栅条上且设置于所述第一金属栅条之间；所述第二线栅结构包括多个第二金属栅条和第二透明绝缘平坦层，所述多个第二金属栅条间隔设置于所述第一透明绝缘平坦层上，所述第二透明绝缘平坦层设置于所述第二金属栅条上且设置于所述第二金属栅条之间；所述多个第二金属栅条和所述多个第一金属栅条在所述基片上的投影间隔设置。

根据本发明的另一方面，还提供了一种金属线栅偏光片的制作方法，其包括：步骤一：在基片上形成多个金属栅条；步骤二：在所述金属栅条上和所述金属栅条之间形成透明绝缘平坦层，从而形成一线栅结构；步骤三：重复步骤一和步骤二至少一次，从而形成至少两个线栅结构，所述至少两个线栅结构叠层设置；其中，所有线栅结构的金属栅条在所述基片上的投影间隔设置。

进一步地，实现步骤一的方法包括：在基片上依序形成层叠的金属膜层和待压印膜层；对所述待压印膜层进行压印处理以形成多个压印条，所述压印条彼此间隔；将位于所述压印条之间的所述金属膜层去除；将所述压印条去除，以形成多个金属栅条。

进一步地，对所述待压印膜层进行压印处理以形成多个压印条的方法包括：采用纳米压印模板对所述待压印膜层进行纳米压印处理，以形成多个压印条和位于每相邻两个压印条之间的压印层；利用干法灰化的方法将每相邻两个压印条之间的压印层去除。

进一步地，将位于所述压印条之间的金属膜层去除的方法包括：利用干法刻蚀的方法将位于所述压印条之间的金属膜层刻蚀去除。

进一步地，利用铝在基片上形成金属膜层。

根据本发明的又一方面，又提供了一种液晶显示器，其包括：液晶盒；背光模块，与所述液晶盒相对设置；第一偏光片，设置于所述液晶盒的背向所述背光模块的一侧；第二偏光片，设置于所述液晶盒的朝向所述背光模块的一侧；其中，所述第一偏光片和/或所述第二偏光片为上述的金属线栅偏光片；或者所述第一偏光片和/或所述第二偏光片为利用上述的制作方法制成的偏光片。

进一步地，所述液晶盒包括：彩色滤光片基板，与所述背光模块相对设置，所述第一偏光片设置于所述彩色滤光片基板的背向所述背光模块的一侧；阵列基板，设置于所述彩色滤光片基板和所述背光模块之间，所述阵列基板与所述彩色滤光片基板对盒设置，所述第二偏光片设置于所述阵列基板和所述背光模块之间；液晶层，设置于所述彩色滤光片基板和所述阵列基板之间。

进一步地，所述背光模块为侧入式背光模块或者直下式背光模块。

本发明的有益效果：本发明通过制作层叠的多个线栅结构，并使所有线栅结构的金属栅条在基片上的投影间隔设置，从而提高了金属栅线的分布密度，进而提高了金属线栅偏光片的偏振效果。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1是根据本发明的实施例的金属线栅偏光片的结构示意图；

图2A至图2D是根据本发明的实施例的金属线栅偏光片的制程图；

图3A和图3D是根据本发明的实施例的对待压印膜层进行压印处理以形成多个压印条的制程图；

图4A和图4B是根据本发明的实施例的将位于压印条之间的第一金属膜层和第二金属膜层去除的制程图；

图5是根据本发明的实施例的液晶显示器的结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。相同的标号在说明书和附图中始终表示相同的元件。

图1是根据本发明的实施例的金属线栅偏光片的立体示意图。

参照图1，根据本发明的实施例的金属线栅偏光片100包括：基片110、第一线栅结构120和第二线栅结构130。

具体地，第一线栅结构120包括：多个第一金属栅条121和第一透明绝缘平坦层122。多个第一金属栅条121等间隔设置于基片110上，并且多个第一金属栅条121彼此平行设置。第一透明绝缘平坦层122设置于多个第一金属栅条121上且设置于每相邻的两个第一金属栅条121之间。

在本实施例中，第一金属栅条121由铝制成，但本发明并不限制于此，例如还可以由铬(Cr)、金(Au)、镍(Ni)等制成。此外，第一金属栅条121的厚度为50nm～300nm，第一金属栅条121的宽度为20nm～300nm，但本发明并不限制于此。

第二线栅结构130包括：多个第二金属栅条131和第二透明绝缘平坦层132。多个第二金属栅条131等间隔设置于基片110上，并且多个第二金属栅条131彼此平行设置。第二透明绝缘平坦层132设置于多个第二金属栅条131上且设置于每相邻的两个第二金属栅条131之间。

在本实施例中，第二金属栅条131由铝制成，但本发明并不限制于此。此外，第二金属栅条131的厚度为50nm～300nm，第二金属栅条131的宽度为20nm～300nm，但本发明并不限制于此。

进一步地，在本实施例中，多个第二金属栅条131和多个第一金属栅条121在基片110上的投影彼此间隔设置。如此，通过制作层叠的多个线栅结构，并使所有线栅结构的金属栅条在基片110上的投影间隔设置，从而提高了金属栅线的分布密度，进而提高了金属线栅偏光片的偏振效果。

此外，虽然在本实施例中示出了两个线栅结构，但本发明的线栅结构并不限制于此，其还可以是三个、四个或者更多个，但是不论线栅结构的数量为多少个，所有的线栅结构均叠层设置并且所有的线栅结构的金属栅条在基片上的投影彼此间隔设置。

以下对根据本发明的实施例的金属线栅偏光片100的制作方法进行详细描述。图2A至图2D是根据本发明的实施例的金属线栅偏光片的制程图。

根据本发明的实施例的金属线栅偏光片的制作方法包括步骤一至步骤四。

步骤一：参照图2A，在基片110上形成多个第一金属栅条121。

图3A至图3D是根据本发明的实施例的第一金属栅条的制程图。

首先，参照图3A，在基片110上形成第一金属膜层120A和待压印膜层140。这里，可以使用溅射或蒸镀沉积的方法在基片110上依序叠层沉积第一金属膜层120A和待压印膜层140。其中，第一金属膜层120A可以由铝制作，而待压印膜层140可以由亚克力系列有机材料、硅氧烷系列材料等制作但本发明并不限制于此。

其次，参照图3B，对待压印膜层140进行压印处理以形成多个压印条141，所述压印条141彼此间隔。

接着，参照图3C，将位于压印条141之间的第一金属膜层120A去除。进一步地，这里可采用干法刻蚀的方法将位于压印条141之间的第一金属膜层120A刻蚀去除，但本发明的并不限制于此。

最后，参照图3D，将压印条141去除，以形成多个第一金属栅条121。

进一步地，图4A和图4B是根据本发明的实施例的对待压印膜层进行压印处理以形成多个压印条的制程图。

首先，参照图4A，采用纳米压印模板对待压印膜层140进行纳米压印处理，以形成多个压印条141和位于每相邻两个压印条141之间的压印层142。

其次，参照图4B，利用干法灰化的方法将每相邻两个压印条141之间的压印层142去除。这里，多个压印条141构成栅状结构。

步骤二：参照图2B，在第一金属栅条121上和第一金属栅条121之间形成第一透明绝缘平坦层122，从而形成第一线栅结构120。

步骤三：参照图2C，在第一透明绝缘平坦层122上形成多个第二金属栅条131。实现步骤三的方法可以参照图3A至图3D所示的制作第一金属栅条121的过程，并且还可以参照图4A和图4B所示的对待压印膜层进行压印处理以形成多个压印条141的过程，在此不再赘述。

步骤四：参照图2D，在第二金属栅条131上和第二金属栅条131之间形成第二透明绝缘平坦层132，从而形成第二线栅结构130。这里，第二线栅结构130的第二金属栅条131在基片110上的投影和第一线栅结构120的第一金属栅条121在基片110上的投影彼此间隔设置。

此外，从步骤三和步骤四可以看出，步骤三和步骤四分别重复步骤一和步骤二。因此，当需要制作三个或者更多个线栅结构时，只需重复进行步骤一和步骤二即可。只是不论线栅结构的数量为多少个，所有的线栅结构均叠层设置并且所有的线栅结构的金属栅条在基片上的投影彼此间隔设置。

图5是根据本发明的实施例的液晶显示器的结构示意图。

参照图5，根据本发明的实施例的液晶显示器包括：背光模块200和液晶面板300。背光模块200和液晶面板300相对设置，从而背光模块200提供显示光线给液晶面板300，以使液晶面板300进行显示。

液晶面板300包括：由对盒组装的彩色滤光片基板301和阵列基板302以及夹设于彩色滤光片基板301和阵列基板302之间的液晶303构成的液晶盒；贴附于所述液晶盒的第一表面(即彩色滤光片基板301的背向阵列基板302的表面)上第一偏光片304；以及贴附于所述液晶盒的第二表面(即阵列基板302的背向彩色滤光片基板301的表面)上的第二偏光片305。其中，背光模块2000面向第二偏光片305。第一偏光片304和/或第二偏光片305可以为图1所示的金属线栅偏光片或者为由图2A至图2D所示的制作方法制作而成的金属线栅偏光片。

进一步地，背光模块200可例如是直下式背光模块或者侧入式背光模块，本发明并不具体限定。

综上所述，根据本发明的实施例，通过制作层叠的多个线栅结构，并使所有线栅结构的金属栅条在基片上的投影间隔设置，从而提高了金属栅线的分布密度，进而提高了金属线栅偏光片的偏振效果。

虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。