线栅偏光片、显示面板和显示装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于显示【技术领域】，具体涉及一种线栅偏光片、显示面板和显示装置。该线栅偏光片，包括衬底，其中，所述衬底中间隔设置有呈阵列排布的线栅结构，所述线栅结构使得光能够从栅距透过，所述衬底除所述线栅结构以外的其他区域为连续不透光结构。该线栅偏光片具有间隔设置有呈阵列排布的线栅结构，因此可以形成局部透光区，更灵活地控制光线的出射；采用该线栅偏光片的显示面板能有效降低光吸收率，还能避免非亚像素区的周边漏光，防止像素自身漏光；相应的，采用该显示面板的显示装置提高了光利用率，具有较好的显示效果。
【专利说明】线栅偏光片、显示面板和显示装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于显示【技术领域】，具体涉及一种线栅偏光片、显示面板和显示装置。
【背景技术】
[0002]液晶显示装置(Liquid Crystal Display:简称IXD)是平板显示装置中的一种，液晶显示面板和背光源是其中的重要部件，通过在液晶显示面板的一侧设置背光源，形成液晶显不装置，从而实现图像显不。
[0003]液晶显示面板包括彩膜基板、阵列基板以及设置于二者之间的液晶层，背光源设置于靠近阵列基板的一侧。为了实现图像的显示，阵列基板中设置有薄膜晶体管(ThinFilm Transistor,简称TFT)，薄膜晶体管的控制端分别接收控制信号和显示信号，并根据控制信号和显示信号实现对薄膜晶体管开闭的控制，从而实现对液晶的驱动，最终控制液晶的偏转以达到对背光源的光线的控制；同时，为了实现显示图像的彩色化，彩膜基板中设置有彩膜层。
[0004]通常，液晶显示面板的两侧分别设置有偏光片，其中，上偏光片贴附在彩膜基板上，与彩膜层相背设置；下偏光片贴附在阵列基板上，与薄膜晶体管相背设置。通过上偏光片和下偏光片的设置，使得背光源光线中只能按特定方向振动的光线通过；在控制特定方向振动的光线通过的同时，下偏光片还对光存在吸收作用。通常情况下，下偏光片只能透过不超过50%的光，其余部分均被吸收，造成液晶显示装置光利用率低下。
[0005]可见，设计一种能提高光利用率的显示面板成为目前亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种线栅偏光片、显示面板和显示装置，该线栅偏光片具有间隔设置有呈阵列排布的线栅结构，该显示面板能有效降低光吸收率，还能避免非亚像素区的周边漏光，防止像素自身漏光。
[0007]解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该线栅偏光片，包括衬底，其中，所述衬底中间隔设置有呈阵列排布的线栅结构，所述线栅结构使得光能够从栅距透过，所述衬底除所述线栅结构以外的其他区域为连续不透光结构。
[0008]优选的是，所述线栅结构中，栅线宽度范围为25-250nm，栅距宽度范围为25_250nmo
[0009]优选的是，所述衬底采用金属材料形成，所述金属材料为银或铝。
[0010]优选的是，所述衬底的厚度范围为20-250nm。
[0011]一种显示面板，包括显示区和围绕在所述显示区周边的非显示区，所述显示区包括多个间隔排列的亚像素区，其中，所述显示面板对应所述显示区的区域设置有权利要求1-4任一项所述的线栅偏光片，所述线栅偏光片对应所述亚像素区的区域为线栅结构，其他区域为金属薄膜结构。
[0012]优选的是，所述显示面板包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板或所述第二基板对应所述亚像素区的区域设置有多个不同颜色的彩膜图案，所述线栅结构和所述彩膜图案对应。
[0013]优选的是，所述彩膜图案包括周期性设置的多个不同颜色的色阻层，多个不同颜色的所述色阻层对应的所述线栅结构的栅距相同。
[0014]优选的是，所述第二基板包括基底和薄膜晶体管阵列，所述薄膜晶体管阵列设置于所述基底朝向所述第一基板的一侧，所述线栅偏光片设置于所述基底背离所述第一基板的一侧；
[0015]或者，所述线栅偏光片设置于所述薄膜晶体管阵列与所述基底之间，且所述线栅偏光片与所述薄膜晶体管阵列之间设置有绝缘层。
[0016]优选的是，所述第一基板背离所述第二基板的一侧还设置有匹配偏光片，所述匹配偏光片的偏光轴与所述偏光片的偏光轴垂直设置。
[0017]一种显示装置，包括显示面板和背光源，其中，所述显示面板采用上述的显示面板。
[0018]本实用新型的有益效果是:该线栅偏光片具有间隔设置有呈阵列排布的线栅结构，因此可以形成局部透光区，更灵活地控制光线的出射；
[0019]采用该线栅偏光片的显示面板能有效降低光吸收率，还能避免非亚像素区的周边漏光，防止像素自身漏光，且该技术方案简单可行方案，易于实现；
[0020]相应的，米用该显不面板的显不装置提尚了光利用率，具有$父好的显不效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实施例1中线栅偏光片的结构示意图；
[0022]图2为本实用新型实施例2中显示面板的结构示意图；
[0023]图3为图2中显示面板的偏光片的结构示意图；
[0024]图4为本实用新型实施例3中显示面板的结构示意图；
[0025]图5为本实用新型实施例4中显示装置的结构示意图；
[0026]图中:
[0027]I 一衬底；2 —线栅结构；
[0028]10 一第一基板；11 一第一基底；12 —色阻层；13 —黑矩阵；
[0029]20 一液晶层；
[0030]30 —第二基板；31 —第二基底；32 —薄膜晶体管阵列；33 —绝缘层；
[0031]41 一偏光片；42 —匹配偏光片；
[0032]51 一显不区；52 —非显不区；53 —亚像素区；54 —非亚像素区；
[0033]60 —背光源。
【具体实施方式】
[0034]为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型线栅偏光片、显示面板和显示装置作进一步详细描述。
[0035]实施例1:
[0036]本实施例中提供一种线栅偏光片以及相应的线栅偏光片的制备方法，该线栅偏光片具有间隔排布的线栅结构，因此能形成局部透光区，从而更灵活地控制光线的出射。
[0037]如图1所示，该线栅偏光片包括衬底1，衬底I中间隔设置有呈阵列排布的线栅结构2，线栅结构2使得光能够透过，衬底I除线栅结构2以外的其他区域为连续不透光结构。
[0038]其中，衬底I的厚度范围为20-250nm。优选的是，线栅结构2中，栅线宽度范围为25-250nm，栅距宽度范围为25_250nm。
[0039]为了保证线栅偏光片的强度以及不透光区的光反射回收利用，衬底I采用金属材料形成，例如采用铝或银形成。
[0040]相应的，本实施例还提供一种线栅偏光片的制备方法，用于在衬底I中形成包括线栅结构2的图案，线栅结构2间隔设置且呈阵列排布，该方法具体包括如下步骤:
[0041]步骤SI):在基底上形成一层透明的支撑层。
[0042]在该步骤中，采用透明的玻璃材料或树脂材料作为基底，在基底上形成支撑层。形成支撑层的材料包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、环烯烃树脂或交联聚乙烯中的任一种，支撑层采用旋覆方式形成，支撑层的厚度范围为0.1-0.3 μπι。
[0043]步骤S2):对支撑层加热，使得支撑层的温度高于玻璃化相变点温度。
[0044]优选的是，在步骤SI)中，支撑层采用聚甲基丙烯酸甲酯形成，聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化相变点温度为105 °C;在该步骤中，支撑层的加热温度范围为180-220 °C，优选温度为 200。。。
[0045]步骤S3):将压制模板以设定压力压入支撑层，压制模版中预制有间隔设置的与线栅结构2中栅线图案相反的压制图案。
[0046]压制模版预先形成。在该步骤中，压制模版采用二氧化硅材料形成，压制模版中压制图案的栅线宽度范围为25-250nm，栅距宽度范围为25_250nm，栅线深度范围为20-250nm ;设定压力范围为12_14MPa，优选设定压力为13.1MPa0此时支撑层中聚甲基丙烯酸甲酯在高于其玻璃化相变点的温度之下，类似于黏性液体，并能在压力作用下流动。
[0047]步骤S4):保持设定压力，待支撑层温度降低到玻璃化相变点以下，去除压制模版。
[0048]在该步骤中，待支撑层的温度低于105°C，使得聚甲基丙烯酸甲酯低于玻璃化相变点温度而凝为固体后，去除压制模版。由于聚甲基丙烯酸甲酯的亲水性，不会与二氧化硅模板发生黏附，可以将压制模板抬起脱膜。
[0049]步骤S5):去除支撑层中对应着线栅结构2中栅线的低凹区域以暴露出对应区域的基底，从而在支撑层中形成与线栅结构2具有相同图案的掩膜图案。
[0050]在该步骤中，采用氧气反应离子刻蚀(Reactive 1n Etching，简称RIE)支撑层，直至支撑层中对应着线栅结构2中栅线的低凹区域以暴露出对应区域的基底，即在支撑层中得到了周期性的与线栅结构相同的图案。
[0051]步骤S6):采用用于形成包括有线栅结构图案的衬底I的金属材料，在支撑层上方形成金属材料层。
[0052]在该步骤中，金属材料包括铝或银，可以采用溅射沉积方式在支撑层上方形成铝层或银层。
[0053]步骤S7):去除支撑层以及附着在支撑层上方的金属材料，从而形成衬底I以及包括有线栅结构2的图案。
[0054]在该步骤中，通过溶脱方式，去除支撑层以及附着在支撑层上方的金属材料，例如在丙酮溶液内将支撑层中的聚甲基丙烯酸甲酯及其上方的铝材料去掉，从而形成衬底I以及包括有线栅结构2的图案。
[0055]本实施例中的线栅偏光片，由于具有间隔排布的线栅结构，可以根据需求灵活设计线栅结构的排布，从而可以形成局部透光区，以便更灵活地控制光线的出射。
[0056]实施例2:
[0057]本实施例中提供一种显示面板，该显示面板中包括实施例1中的线栅偏光片，该显示面板能有效降低光吸收率，还能避免非亚像素区的周边漏光，具有较好的显示效果。
[0058]如图3所示，该显示面板包括显示区51 (Active Area，简称AA区)和围绕在显示区周边的非显示区52，即显示区51被包围于非显示区52的内部；同时参考图2，显示面板对应着显示区51的区域设置有偏光片41，偏光片41为实施例1中的具有线栅结构(WireGrid，简称WG)的线栅偏光片。
[0059]其中，显示区51包括多个间隔排列的亚像素区53，偏光片41对应着亚像素区53的区域为线栅结构，而其他区域为金属薄膜结构，即在对应着非亚像素区54的区域为连续片状结构。其中，非亚像素区54即指显示区51内除亚像素区53以外的其他区域。采用实施例I中的线栅偏光片作为偏光片41，在该显示面板中形成了局部线栅结构，即在用于显示的亚像素区53对应的区域内形成线栅结构，而亚像素区53之间不用于显示的非亚像素区54的区域仍然保留整片金属。
[0060]如图2所示，显示面板包括相对设置的第一基板10、第二基板30，第一基板10或第二基板30对应亚像素区53的区域设置有多个不同颜色的彩膜图案，线栅结构和彩膜图案一一对应，使得从线栅结构的栅距透过的光线能透过彩膜图案。通过将偏光片41仅在对应着亚像素区53的区域才形成线栅结构，而非亚像素区54对应的区域保留整片结构，通过局部线栅结构的偏光片能解决光利用率低下的问题，且保证图像的正常显示。
[0061]在本实施例的显示面板中，相比将偏光片41设置为整片具有线栅结构的普通偏光片，由于普通线栅偏光片中一整片都是线栅结构，则在对应着亚像素区53和非亚像素区54的区域均为明暗交替的条状结构，将导致非亚像素区54出现周边漏光(light leak)，从而影响显示效果；而该显示面板采用局部线栅结构的偏光片，在降低光吸收率的同时，还能降低非亚像素区的周边漏光，有效防止像素自身漏光。
[0062]其中，彩膜图案包括周期性设置的多个不同颜色的色阻层12，多个不同颜色的色阻层12对应的线栅结构的栅距相同。即，本实施例中多个不同颜色的色阻层12对应的线栅周期(即形成一道栅线和栅距的宽度之和)相同，从而能简化偏光片41中线栅结构的制备工艺。
[0063]优选的是，偏光片41采用金属材料形成，例如采用铝或银形成。铝或银具有良好的反射率和良好的强度，采用铝或银形成具有线栅结构的偏光片41，不仅能进一步保证亚像素区的周边不漏光，还能保证偏光片41的强度；进一步的，上述显示面板中设置的局部线栅结构的偏光片，可以将部分未吸收的光反射回来，使得该偏光片吸收的光仅为10%左右，大大降低了光吸收率。
[0064]相应的，偏光片41中的线栅结构可以采用形成实施例1中线栅偏光片的光刻工艺和纳米压印工艺结合的方式形成，然后将偏光片41与显示基板形成为一体；或者，也可以直接采用构图工艺在第二基板的一侧形成。上述光刻工艺和纳米压印工艺结合的方式或构图工艺的方式比较成熟，在目前均具有较高的工艺水平，因此能保证偏光片41的良率。
[0065]优选的是，线栅结构的线栅周期范围为50-500nm，栅线的宽度范围为25_250nm，栅距的宽度范围为25-250nm。
[0066]优选的是，第一基板10背离第二基板30的一侧还设置有匹配偏光片42，匹配偏光片42的偏光轴与偏光片41的偏光轴垂直设置，以使得只能按特定方向振动的光线通过，实现图像显示。
[0067]在本实施例的显示面板中，第一基板10包括第一基底11，第一基底11上方在对应着非亚像素区54的区域设置有黑矩阵13，由于亚像素区53间隔排列成矩阵形状，因此本实施例的黑矩阵13形成网格形状，彩膜图案中不同颜色的色阻层12依次循环设置在网格内；相应的，第二基板30对应着黑矩阵13的区域设置有纵横交叉设置的扫描线和数据线(本实施例的附图中均未示出)，利用本实施例中的偏光片41中亚像素区53的片状结构，能配合黑矩阵13、扫描线和数据线，防止非亚像素区的周边漏光，进一步防止显示面板的漏光。
[0068]在本实施例的显示面板中，第一基板10和第二基板30之间设置有液晶层20，且第一基板10和第二基板30的内表面均分别制作有取向层(图2中未示出)，并且对盒(其间夹有液晶层20)。液晶层20的周边用封框胶密封，且通过设置隔垫物以控制第一基板10和第二基板30之间的间距。
[0069]在本实施例的显示面板中，第二基板30包括基底(即图2中的第二基底31)和薄膜晶体管阵列32，薄膜晶体管阵列32设置于基底朝向液晶层20的一侧，偏光片41设置于第二基底31远离液晶层20的一侧。即开设有线栅结构的偏光片41背离第一基板10，位于第二基板30的下方，该偏光片41仅将对应着亚像素区53的区域的金属层形成线栅结构，并使得线栅结构涉及到的面积大小与亚像素区53的面积大小相同；非亚像素区54对应的区域保留整片金属薄膜。其中，这里的薄膜晶体管阵列32中的薄膜晶体管可以为顶栅型或底栅型。
[0070]本实施例显示面板中的其余各层结构以及相应层结构的制备工艺与现有技术显示面板中的相应层结构以及相应层结构的制备工艺相同，这里不再赘述。
[0071]在显示面板的工作过程中，对应着亚像素区53的区域，光线可以从线栅结构射出，并到达第一基板10中对应着亚像素区53的多个不同颜色的色阻层12 ;非亚像素区54对应的区域由于保留片状金属薄膜，光线因被片状金属薄膜挡住而无法射出，因而射入的光线只有通过多次反射才能到达亚像素区53后得以射出，达到第一基板10中对应着亚像素区53的多个不同颜色的色阻层12，从而有效解决了光利用率低的技术问题，还同时避免了非亚像素区54的周边漏光，降低了像素自身的漏光，从根本上防止了漏光。
[0072]本实施例中的显示面板，其中靠近背光源侧的偏光片利用局部线栅结构，能有效降低光吸收率，同时避免非亚像素区的周边漏光以及像素自身漏光，且该技术方案简单可行方案，易于实现。
[0073]实施例3:
[0074]本实施例中提供一种显示面板，与实施例2相比，该显示面板中偏光片的设置位置与实施例2该显示面板中偏光片的设置位置不同。该显示面板能有效降低光吸收率，还能避免非亚像素区的周边漏光，具有较好的显示效果。
[0075]本实施例的显示面板中，偏光片位于阵列基板的相对上方。如图4所示，偏光片41设置于薄膜晶体管阵列32与第二基底31之间，且偏光片41与薄膜晶体管阵列32之间设置有绝缘层33。在偏光片41的上方形成一层绝缘层33，利用绝缘层33将偏光片41与薄膜晶体管阵列32隔开，以避免形成偏光片41的金属对薄膜晶体管阵列32的控制功能造成影响，这里的薄膜晶体管阵列32中的薄膜晶体管可以为顶栅型或底栅型。
[0076]本实施例显示面板中的其余各层结构以及相应层结构的制备工艺与实施例2显示面板中的相应层结构以及相应层结构的制备工艺相同，这里不再赘述。
[0077]本实施例显示面板的工作原理与实施例2中显示面板的工作原理相同，该显示面板能有效降低光吸收率，同时避免非亚像素区的周边漏光以及像素自身漏光，且该技术方案简单可行方案，易于实现。
[0078]实施例4:
[0079]本实施例提供一种显示装置，该显示装置包括显示面板和背光源，显示面板采用实施例2或实施例3中的显示面板。
[0080]在本实施例的显示装置中，背光源60采用直下式和侧入式均可，图5中以侧入式背光源60作为示例。其中的背光源60包括反射板、导光板、LED灯等多个部件，由于可直接采用现有技术中的背光源，因此这里不再赘述。
[0081]通常情况下，背光源中包括反射板或反射片，配合该反射板或反射片可将上述显示面板中偏光片41反射回来的部分光再次利用，减少了光的损失，提高了光利用率。
[0082]该显示装置可以为液晶面板、电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
[0083]该显示装置由于采用了上述具有低光吸收率、良好防漏光效果的显示面板，因此提高了光利用率，具有较好的显示效果；同时还具有成本低、厚度小的优点。
[0084]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种线栅偏光片，包括衬底，其特征在于，所述衬底中间隔设置有呈阵列排布的线栅结构，所述线栅结构使得光能够从栅距透过，所述衬底除所述线栅结构以外的其他区域为连续不透光结构。
2.根据权利要求1所述的线栅偏光片，其特征在于，所述线栅结构中，栅线宽度范围为25-25011111，栅距宽度范围为 25-25011111。
3.根据权利要求1所述的线栅偏光片，其特征在于，所述衬底采用金属材料形成，所述金属材料为银或铝。
4.根据权利要求1所述的线栅偏光片，其特征在于，所述衬底的厚度范围为20-250！^。
5.—种显示面板，包括显示区和围绕在所述显示区周边的非显示区，所述显示区包括多个间隔排列的亚像素区，其特征在于，所述显示面板对应所述显示区的区域设置有权利要求1-4任一项所述的线栅偏光片，所述线栅偏光片对应所述亚像素区的区域为线栅结构，其他区域为金属薄膜结构。
6.根据权利要求5所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板包括相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板或所述第二基板对应所述亚像素区的区域设置有多个不同颜色的彩膜图案，所述线栅结构和所述彩膜图案一一对应。
7.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述彩膜图案包括周期性设置的多个不同颜色的色阻层，多个不同颜色的所述色阻层对应的所述线栅结构的栅距相同。
8.根据权利要求7所述的显示面板，其特征在于，所述第二基板包括基底和薄膜晶体管阵列，所述薄膜晶体管阵列设置于所述基底朝向所述第一基板的一侧，所述线栅偏光片设置于所述基底背离所述第一基板的一侧； 或者，所述线栅偏光片设置于所述薄膜晶体管阵列与所述基底之间，且所述线栅偏光片与所述薄膜晶体管阵列之间设置有绝缘层。
9.根据权利要求8所述的显示面板，其特征在于，所述第一基板背离所述第二基板的一侧还设置有匹配偏光片，所述匹配偏光片的偏光轴与所述偏光片的偏光轴垂直设置。
10.一种显示装置，包括显示面板和背光源，其特征在于，所述显示面板采用权利要求5-9任一项所述的显示面板。
【文档编号】G02F1/1335GK204215062SQ201420760363
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】刘恺然, 武延兵, 李文波, 张翔燕 申请人:京东方科技集团股份有限公司