一种反射型偏光片及其制作方法和显示面板与流程

本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种反射型偏光片及其制作方法和显示面板。

背景技术：

偏光片，作为现代生活中不可或缺的材料，在显示器领域发挥着至关重要的作用。tft-lcd(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay，液晶显示器)有两张偏光片分别贴在玻璃基板两侧，下偏光片用于将背光源产生的光束转换为偏振光，上偏光片用于解析经液晶电调制后的偏振光，产生明暗对比，从而产生显示画面。有机发光二极管(organiclight-emittingdiode,oled)显示器为了防止环境光照射到金属电极上时会被反射回来，并在显示屏表面造成光干扰而降低了显示屏的对比度，也会制作偏光片和四分之一波片来防止环境光的反射，使屏幕保持较高的对比度。偏光片包括反射型和透过型等多种类型，其中反射型偏光片(wire-gratingpolarizer，wgp)是一种新型内置偏光片，具有耐候性强、光透过率高、可折叠等优点，由衬底及位于衬底下方的金属光栅组成，对从光源射出的电场在与金属光栅平行的方向上振动的光进行反射，同时针对电场在与金属光栅垂直的方向上振动的光进行透射，从而将光源射出的光转换为偏振光。

然而，反射型偏光片很难将相邻两个金属光栅之间的间距做的足够小，因此透过率较差。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种反射型偏光片及其制作方法和显示面板，可以简单地制作出间距足够小的金属光栅。

本申请公开了一种反射型偏光片，包括：对向设置的第一衬底和第二衬底，间隔分布地固定在所述第一衬底上的多个第一金属光栅，间隔分布地固定在所述第二衬底上的多个第二金属光栅，所述第一金属光栅设置在相邻两个所述第二金属光栅之间。

可选的，所述第一金属光栅和所述第二金属光栅都设置在所述第一衬底和所述第二衬底之间。

可选的，所述第一金属光栅和所述第二金属光栅厚度相同。

可选的，所述第一金属光栅宽度与所述第二金属光栅宽度相同，且所述第一金属光栅都设置在相邻两个第二金属光栅的中间位置。

可选的，所述第一衬底与所述第二衬底通过透明材质的粘合剂固定。

可选的，所述第一衬底为玻璃衬底，所述第二衬底为柔性薄膜衬底。

本申请还公开了一种反射型偏光片的制作方法，包括步骤：

在第一衬底上形成多个间隔分布的第一金属光栅；

在第二衬底上形成多个间隔分布的第二金属光栅；以及

将所述第一衬底与所述第二衬底对向设置并固定，使每个所述第一金属光栅都设置在相邻两个所述第二金属光栅之间。

可选的，每个所述第一金属光栅都设置在相邻两个所述第二金属光栅的中间位置。

可选的，所述第一衬底与所述第二衬底通过粘合剂固定。

本申请还公开了一种显示面板，包括如上所述的反射型偏光片。

本申请先在两个衬底上固定第一金属光栅和第二金属光栅，然后通过精准对位将第一金属光栅和第二金属光栅交错分布，使得每个第一金属光栅都设置在相邻两个第二金属光栅之间；原本反射型偏光片中金属光栅之间的间距是相邻两个第一金属光栅之间的间距或相邻两个第二金属光栅之间的间距，现在反射型偏光片中金属光栅之间的间距是相邻第一金属光栅和第二金属光栅之间的间距；相对于原来的反射型偏光片，现在的反射型偏光片中金属光栅之间的间距更小，从而提高了反射型偏光片的透过率和选择透过比；另外通过分开制作间距较大的金属光栅结构，再利用精准对位贴合技术制作间距较小的金属光栅结构。可以大大降低高透过率反射型偏光片的制作难度，加速推动反射型偏光片在大尺寸显示器上的应用。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是一种显示面板的示意图；

图2是一种偏光片结构的示意图；

图3是一种反射型偏光片的示意图；

图4是本申请的一实施例的一种反射型偏光片的示意图；

图5是本申请的一实施例的一种反射型偏光片制作方法的流程图；

图6是本申请的一实施例的一种金属光栅制作方法的流程图；

图7是本申请的一实施例的一种反射型偏光片制作过程的示意图；

图8是本申请的另一实施例的一种显示面板示意图；

图9是本申请的另一实施例的另一种显示面板示意图。

其中，100、显示面板；110、第一偏光片；120、阵列基板；130、液晶层；140、彩膜基板；150、第二偏光片；111、pva膜；112、tac膜；113、保护膜；114、压敏胶；115、离型膜；160、反射型偏光片；161、第一衬底；162、第二衬底；163、第一金属光栅；164、第二金属光栅；165、第一金属层；166、第二金属层；171、纳米压印模板；172、光阻层；173、金属层；181、反射层；182、发光层；183、1/4波片；190、衬底；191、金属光栅。

具体实施方式

需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，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该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指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申请的限制。

此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1所示，是一种传统显示面板100的示意图，包括依次堆叠的第一偏光片110、阵列基板120、液晶层130、彩膜基板140和第二偏光片150。偏光片的工作原理是控制特定光束的偏振方向，自然光在通过偏光片时，震动方向与偏光片透过轴垂直的光将被吸收，透过光只剩下振动方向与偏光片透过轴平行的偏振光；由于第一偏光片110和第二偏光片150在显示面板100中所处的位置不同，因此作用也不相同，其中第一偏光片110(即下偏光片)的作用是将背光源产生的光束转换成偏振光，第二偏光片150(即上偏光片)的作用是用于解析经液晶电调制后的偏振光，产生明暗对比，从而产生显示画面。如图2所示，是一种偏光片结构的示意图，不论是第一偏光片110还是第二偏光片150，其结构都相同。偏光片主要由最中间的pva(polyvinylalcohol，聚乙烯醇)膜，pva膜111两侧各一个的tac(triacetylcellulose，三醋酸纤维素)膜，位于其中一个tac膜112外侧的保护膜113，位于另一个tac膜112外侧的压敏胶114和离型膜115，其中起偏振作用的是pva膜111。

随着技术的发展，人们已经可以尝试制备小尺寸的金属光栅191结构，来达到对可见光波长范围的光的偏振作用，由于金属光栅191结构本身对光的吸收很小，通过反射自然光的一个偏振而让另外一个偏振通过，可以使被反射的光通过偏振旋转再次被回收利用，因此在液晶显示中具有很大的潜力，这种新型的偏光片被称为(wire-gratingpolarizer，wgp)反射型偏光片160或金属线栅偏光片，如图3所示，其结构包括衬底190以及设置在衬底190上的金属光栅191，具有耐候性强、光透过率高、可折叠等优点。但是这种新型偏光片在制作上有很大的难点，因为如果要使该反射型偏光片160实现高透过率，那么该反射型偏光片160中金属光栅191的宽度、周期和间距要足够小，然而在生产上很难达到这一效果，因此制约了反射型偏振片的生产和应用。基于上述问题，本申请结合反射型偏光片160的制作工艺和贴合工艺，使得反射型偏光片160能够通过简单的制程被制作出来，且其中金属光栅191之间的间距足够小，从而使得该反射型偏光片160能够被广泛的应用。

下面参考附图和可选的实施例对本申请作进一步说明。

如图4所示，本申请实施例公开了一种反射型偏光片160，包括对向设置的第一衬底161和第二衬底162，间隔分布地固定在所述第一衬底161上的多个第一金属光栅163，间隔分布地固定在所述第二衬底162上的多个第二金属光栅164，所述第一金属光栅163设置在相邻两个所述第二金属光栅164之间。本申请先在两个衬底190上分别制作第一金属光栅163和第二金属光栅164，然后通过精准对位将第一金属光栅163和第二金属光栅164交错分布，使得每个第一金属光栅163都设置在相邻两个第二金属光栅164之间；原本反射型偏光片160中金属光栅191之间的间距是相邻两个第一金属光栅163之间的间距或相邻两个第二金属光栅164之间的间距，现在反射型偏光片160中金属光栅191之间的间距是相邻第一金属光栅163和第二金属光栅164之间的间距；相对于原来的反射型偏光片160，现在的反射型偏光片160中金属光栅191之间的间距更小，条纹周期更小(由于所述反射型偏光片160中的第一金属光栅163和第二金属光栅164间隔分布，且每个所述第一金属光栅163都设置在相邻两个第二金属光栅164的中间位置，因此相邻的第一金属光栅163和第二金属光栅164之间存在间隙，也就是相邻的第一金属光栅163和第二金属光栅164之间的间距，图中用x表示间隙宽度。反射型偏光片160中的条纹周期，就是金属光栅191的宽度与相邻的一个间隙宽度之和，即第一金属光栅163宽度与间隙距离之和，或第二金属光栅164宽度与间隙之和，图中用y表示)。从而提高了反射型偏光片160的透过率和选择透过比；另外通过分开制作间距较大的金属光栅191结构，再利用精准对位贴合技术制作间距较小的金属光栅191结构。可以大大降低高透过率反射型偏光片160的制作难度，加速推动反射型偏光片160在大尺寸显示器上的应用。

而且，所述第一金属光栅163和所述第二金属光栅164都设置在所述第一衬底161和所述第二衬底162之间。这样所述反射型偏光片160两个衬底190对外的表面都是平滑的，容易固定到其它薄膜上，方便安装。另外，所述第一金属光栅163和所述第二金属光栅164的厚度相同，这样形成的反射型偏光片160表面平整，不会出现高低不平的情况。且相邻第一金属光栅163和第二金属光栅164之间的缝隙是封闭的，不会跟相邻的缝隙连通，避免相邻两个缝隙产生串扰，影响画面显示。当然，第一金属光栅163和第二金属光栅164还可以分别做到反射型偏光片160的外侧，这样第一衬底161与第二衬底162相贴；还可以出现第一金属光栅163设置在第一衬底161与第二衬底162之间，第二金属光栅164设置在反射型偏光片160外侧的情况。

在所述反射型偏光片160中，所述第一金属光栅163与所述第二金属光栅164宽度相同，且每个所述第一金属光栅163都设置在相邻两个第二金属光栅164的中间位置。这样的话整个反射型偏光片160中的所有金属光栅191宽度都是相同的，且间隔均匀分布，使得透过所述反射型偏光片160的光线分散均匀，不会出现亮度不均匀的情况，因此能提高显示效果。其中，第一金属光栅163和第二金属光栅164的宽度在80-150nm之间，进一步可以将宽度做到100nm；第一金属光栅163和第二金属光栅164的高度在100-150nm之间，进一步可以将高度做到150nm；相邻第一金属光栅163和第二金属光栅164之间的间距在80-150nm之间，进一步可以将相邻第一金属光栅163和第二金属光栅164之间的间距做到100nm。本申请中的条纹周期在200-300nm之间，进一步可以将条纹周期做到200nm，而且，所述反射型偏光片160的占空比为0.5。

在所述反射型偏光片160中，所述第一金属光栅163与所述第二金属光栅164宽度相同，且每个所述第一金属光栅163都设置在相邻两个第二金属光栅164的中间位置。这样的话整个反射型偏光片160中的所有金属光栅191宽度都是相同的，且间隔均匀分布，使得透过所述反射型偏光片160的光线分散均匀，不会出现亮度不均匀的情况，因此能提高显示效果。其中，第一金属光栅163和第二金属光栅164的宽度在80-150nm之间，进一步可以将宽度做到100nm；第一金属光栅163和第二金属光栅164的高度在100-150nm之间，进一步可以将高度做到150nm；相邻第一金属光栅163和第二金属光栅164之间的间距在80-150nm之间，更具体的，将相邻第一金属光栅163和第二金属光栅164之间的间距做到100nm。本申请中的条纹周期在200-300nm之间，进一步可以将条纹周期做到200nm，而且，所述反射型偏光片160的占空比为0.5。

本申请中反射型偏光片160的第一衬底161和第二衬底162是通过粘合剂固定的，防止第一衬底161与第二衬底162脱落；另外，粘合剂是透明材质，这样不会影响反射型偏光片160中的光透过率；而且粘合剂还包括防紫外线材料，可以防止显示器内部材料受到紫外线的破坏而影响其寿命。

本申请实施例还公开了一种反射型偏光片160，包括对向设置的第一衬底161和第二衬底162，所述第一衬底161和第二衬底162之间设置有多个第一金属光栅163和多个第二金属光栅164，所述第一金属光栅163固定到所述第一衬底161上，所述第二金属光栅164固定到所述第二衬底162上，所述第一金属光栅163和所述第二金属光栅164间隔交错设置，即一个第一金属光栅163设置在两个所述第二金属光栅164之间；所述第一金属光栅163与所述第二金属光栅164的宽度、间距和厚度都相同；所述第一衬底161与所述第二衬底162通过粘合剂固定，所述粘合剂为透明的防紫外线材料。

如图5所示，本申请实施例还公开了一种反射型偏光片160的制作方法，包括步骤：

s1：在第一衬底上形成多个间隔分布的第一金属光栅；

s2：在第二衬底上形成多个间隔分布的第二金属光栅；

s3：将所述第一衬底与所述第二衬底对向设置并固定，使每个所述第一金属光栅都设置在相邻两个所述第二金属光栅之间。

具体地，第一衬底161上的第一金属光栅163和第二衬底162上的第二金属光栅164尺寸和材质相同，相邻第一金属光栅163之间的间距与相邻第二金属光栅164之间的间距相同，第一衬底161与第二衬底162配合后，每个第一金属光栅163都位于相邻两个第二金属光栅164的中间位置，这样在反射型偏光片160中，所有的金属光栅191都是分布均匀的，反射型偏光片160的透光效果好。

如图6所示，在s1步骤中，包括步骤：

s11：形成第一衬底；

s12：在所述第一衬底上形成第一金属层；

s13：在所述第一金属层上形成光阻层；

s14：将所述光阻层形成间隔分布的光阻层图案；

s15：将第一金属层蚀刻成间隔分布的第一金属光栅；

s16：剥离光阻层图案。

本申请提供一种具体的金属光栅191制作方法，不管是s1步骤中第一衬底161上的第一金属光栅163制作，还是s2步骤中第二衬底162上的第二金属光栅164制作，都可采用该方法。更具体的，在s14步骤中，包括步骤：

s141：利用纳米压印模板将所述光阻层压印成高低间隔分布的光阻层；

s142：利用紫外线照射固化光阻层；

s143：剥离纳米压印模板；

s144：蚀刻掉光阻层中较低的部分，形成光阻层图案。

这里选用纳米压印技术，是因为最终色阻层要形成由一个个间隔色阻构成的色阻层图案，由于反射型偏光片160中的金属光栅191尺寸和间距较小，因此色阻的尺寸和间隔都比较小，使用蚀刻方法很难达到这一要求；而且蚀刻方法在蚀刻时普遍存在着各向异性，会导致色阻表面不平整，而纳米压印模板171在制作的时候，表面都是平整的，因此将色阻层压印后，形成的色阻表面也是平整的，这样在对金属层173金属蚀刻时，形成的金属光栅191不会出现参差不齐的情况，这样反射型偏光片160的透光效果会更好。另外，光阻层172经过纳米压印模板171压印后，会出现高低分布的图案，较高部分的为色阻，用来对充当金属层173上的阻挡层，防止下方的金属层173被蚀刻，而位于光阻之间交底的光阻层172部分，会阻挡对金属层173的蚀刻，所以需要蚀刻掉。至于先将光阻层172压印再用紫外线固化，是因为光阻在固化前并未凝固，容易对其进行形状改变；但是当光阻层172固化后，就不能再将光阻层172压印了。

图7为反射型偏光片160制作过程的示意图，从图7中可以直观地看到反射型偏光片160在每一阶段的变化，在第一衬底161上通过蒸镀的方法形成第一金属层165，然后在第一金属层165上涂布光阻层172，接着用纳米压印模板171在光阻层172上形成高低分布的压印图案；用紫外光(uv光)隔着纳米压印模板171对光阻层172照射，令光阻层172固化；接着剥离纳米压印模板171，用干蚀刻工艺去掉光阻层172中较低的部分，虽然较高的光阻层172部分也会被蚀刻，但只要控制好蚀刻时间，就能保证光阻层172中较低的部分被蚀刻完，光阻层172中较高的部分仍能保留较多；然后对第一金属层165进行湿蚀刻，这时光阻层172充当遮挡作用，时第一金属层165蚀刻完后的图案和光阻层172的图案相同，剥离光阻层172；用同样的方法在第二衬底162上将第二金属层166蚀刻成第二金属光栅164，然后将第一衬底161和第二衬底162配合固定，形成反射型偏光片160。

本申请中第一金属光栅163和第二金属光栅164的宽度在80-150nm之间，高度在100-150nm之间，间距在240-450nm之间；因此色阻层图案中色阻的宽度在80-150nm之间，高度在100-150nm之间，间距在240-450nm之间；纳米压印模板171中每个凹槽部分的宽度在80-150nm之间，深度在100-150nm之间，间距在240-450nm之间。

在s3步骤中，包括步骤：

s31：在所述第一衬底中与所述第一金属光栅相贴的表面上加入粘合剂；

s32：将所述第二衬底中与所述第二金属光栅相贴的表面，与所述第一衬底中与所述第一金属光栅相贴的表面对向设置，使得每个第一金属光栅位于相邻两个第二金属光栅的中间位置。

由于本申请中反射型偏光片160是由两块基板及其上面的第一金属光栅163和第二金属光栅164构成，因此需要用粘合剂将两块基板粘接起来，这样才能形成一块完整的反射型偏光片160。至于粘合剂的涂放位置，既可以涂在第一衬底161上，也可以涂在第二衬底162上，还可以在第一衬底161和第二衬底162上都涂有粘合剂；粘合剂还可以涂在第一金属光栅163或第二金属光栅164上，或者涂在第一金属光栅163与第二金属光栅164之间，在此不做限定。

第一衬底161和第二衬底162尺寸相同，且对向设置，配合后，两个衬底190的正投影重合；由于第一金属光栅163和第二金属光栅164交错设置，因此第一金属光栅163在第一衬底161上的分布，与第二金属光栅164在第二衬底162上的分布是不同的，如果两种金属光栅191的分布都相同，会导致第一衬底161和第二衬底162配合时第一金属光栅163和第二金属光栅164叠加设置。在通过上述金属光栅191的制作方法形成第一金属光栅163后，可以换用另外的纳米压印模板171通过相同的步骤形成第二金属光栅164；还可以继续使用原来的纳米压印模板171，只是在使用时，需要将该模板位移两个金属光栅191间距一般的距离。

由于反射型偏光片160需要光线通过，因此除了第一金属光栅163和第二金属光栅164外，衬底190和粘合剂都是透明材料，防止影响显示面板100的亮度。而且在粘合剂中可以加入防紫外线材料，防止显示器内部材料受到紫外线的破坏而影响其寿命。

如图8和图9所示，作为本申请的另一实施例，公开了一种显示面板100，包括上述的反射型偏光片160。该显示面板100可以为液晶显示面板100(liquidcrystaldisplay，lcd)，所述显示面板100包括阵列基板120、彩膜基板140、设置在阵列基板120和彩膜基板140之间的液晶层130，以及分别设置在阵列基板120外侧和彩膜基板140外侧的反射型偏光片160，如图8所示，反射型偏光片160也可使用在液晶显示面板100和背光之间增加背光的利用率。该显示面板100还可以为有机发光二极管显示面板100(organiclight-emittingdiode,oled)，所述显示面板100包括依次堆叠的反射层181、发光层182、1/4波片183和反射型偏光片160，如图9所示，反射型偏光片160利用到oled产品上，可以大大提高其光线透过率，增加oled的寿命。反射型偏光片160还可以使用在量子点材料的色阻和液晶之间提高显示器的色域和视角。

需要说明的是，本方案中涉及到的各步骤的限定，在不影响具体方案实施的前提下，并不认定为对步骤先后顺序做出限定，写在前面的步骤可以是在先执行的，也可以是在后执行的，甚至也可以是同时执行的，只要能实施本方案，都应当视为属于本申请的保护范围。

本申请的技术方案可以广泛用于各种显示面板，如扭曲向列型(twistednematic，tn)显示面板、平面转换型(in-planeswitching，ips)显示面板、垂直配向型(verticalalignment，va)显示面板、多象限垂直配向型(multi-domainverticalalignment，mva)显示面板，当然，也可以是其他类型的显示面板，如有机发光二极管(organiclight-emittingdiode，oled)显示面板，均可适用上述方案。

以上内容是结合具体的可选的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。