金屬線柵偏光片與液晶顯示裝置的制作方法

本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬線柵偏光片與液晶顯示裝置。

背景技術(shù)：

隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于信息交流和傳遞等方面的依賴程度日益增加，而顯示器件特別是液晶顯示裝置(LCD，Liquid Crystal Display)作為信息交換和傳遞的主要載體和物質(zhì)基礎(chǔ)，已經(jīng)成為越來越多人關(guān)注的焦點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用在工作和生活的方方面面。

液晶顯示裝置的工作原理是利用液晶的雙折射性質(zhì)，通過電壓控制液晶的轉(zhuǎn)動(dòng)，使經(jīng)過下偏光片后的線偏振光隨之發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從上偏光片(與下偏光片的偏振方向垂直)射出，從而上、下偏光片加上液晶盒起到光開關(guān)(或光閥)的作用。背光源出射的光可以分解為垂直(p)和平行(s)下偏光片吸收軸的光分量，其中平行于吸收軸的光(s)被下偏光片吸收，垂直于吸收軸的光(p)穿過下偏光片，通過電壓控制液晶的轉(zhuǎn)動(dòng)，使經(jīng)過下偏光片的線偏振光(p)隨之發(fā)生旋轉(zhuǎn)，然后從上偏光片穿過，平行于吸收軸方向的光(s)被吸收。由于上、下偏光片的透過率分別為38％～48％，從而極大的降低了液晶顯示裝置的整體光透過率，在液晶顯示裝置的亮度、對(duì)比度和透過率等要求越來越高的趨勢下，傳統(tǒng)的吸收型偏光片不能充分利用入射光，大大地?fù)p失了光利用率，且大幅度增加了背光源的能耗。另外，現(xiàn)有碘分子或者染料系偏光片的制作需要多層保護(hù)膜等，不僅造成液晶顯示裝置整體厚度增加，成本提高，且信賴性較差，以上種種問題使傳統(tǒng)的吸收型偏光片在未來節(jié)能和薄型化、戶外顯示等液晶顯示裝置顯示領(lǐng)域的應(yīng)用大大受限。

與傳統(tǒng)的吸收型偏光片相比，金屬線柵偏光片能夠透過偏振方向垂直于線柵方向的入射光，而將偏振方向平行于線柵方向的入射光反射，通過增加防反射層等，納米線柵偏光片透過入射光的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的吸收型偏光片，透過率可達(dá)90％以上，而對(duì)比度也有10000：1之高，從而能夠大幅度提高液晶顯示裝置的光透過率和對(duì)比度，極大了滿足如今高透過率和高對(duì)比度液晶顯示裝置的市場需求。另外，由于金屬線柵偏光片可在高溫或高濕度環(huán)境中實(shí)現(xiàn)卓越的耐久性，所以金屬線柵偏光片在戶外等信賴性要求嚴(yán)苛的領(lǐng)域具有不可比擬的優(yōu)勢。

由于金屬線柵偏光片產(chǎn)生偏振光的基本原理來自于金屬表面的等離子體激元的模型，因此在制作金屬線柵偏光片時(shí)如果僅使用單一波長去模擬最佳適配的線柵周期，那么得到的線柵周期將為一特定值，具有單一線柵周期的金屬線柵偏光片同時(shí)對(duì)多種不同波長的光進(jìn)行偏振處理時(shí)，得到的偏振效果是一個(gè)折衷值，無法針對(duì)每種波長的光達(dá)到最佳偏振效果。雖然對(duì)于一般的顯示，單一光柵周期的金屬線柵偏光片產(chǎn)生的偏振效果已經(jīng)可以滿足一般的消費(fèi)需求，但隨著高對(duì)比度(High Contrast Ratio)的興盛，消費(fèi)者對(duì)于更高對(duì)比度的追求使得單一光柵周期的金屬線柵偏光片需要被改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種金屬線柵偏光片，具有多種不同的線柵周期，可保證不同顏色的入射光在同時(shí)穿過時(shí)均達(dá)到最佳的偏振效果。

本發(fā)明的目的還在于提供一種液晶顯示裝置，可保證不同顏色的像素區(qū)域的入射光在穿過金屬線柵偏光片時(shí)均達(dá)到最佳的偏振效果，從而提高顯示裝置的顯示品質(zhì)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先提供一種金屬線柵偏光片，包括襯底以及設(shè)于所述襯底上的金屬線柵層；

所述金屬線柵層包括呈陣列分布的數(shù)個(gè)線柵單元，每一線柵單元包括平行排列的數(shù)根金屬條及位于數(shù)根金屬條之間的數(shù)個(gè)條形凹槽，同一個(gè)線柵單元中，數(shù)根金屬條的寬度相同，數(shù)個(gè)條形凹槽的寬度相同；

所述金屬線柵偏光片用于對(duì)多種不同顏色的入射光同時(shí)進(jìn)行偏振處理，且所述不同顏色的入射光分別從不同的線柵單元中穿過，對(duì)應(yīng)不同顏色的入射光的線柵單元中，金屬條的寬度與條形凹槽的寬度的總和不同。

對(duì)應(yīng)不同顏色的入射光的線柵單元中，金屬條的寬度相同，條形凹槽的寬度不同。

所述金屬線柵偏光片用于對(duì)紅色、綠色、及藍(lán)色入射光同時(shí)進(jìn)行偏振處理，分別對(duì)應(yīng)紅色、綠色、及藍(lán)色入射光的線柵單元中，金屬條的寬度相同，對(duì)應(yīng)紅色入射光的線柵單元的條形凹槽的寬度大于對(duì)應(yīng)綠色入射光的線柵單元的條形凹槽的寬度，對(duì)應(yīng)綠色入射光的線柵單元的條形凹槽的寬度大于對(duì)應(yīng)藍(lán)色入射光的線柵單元的條形凹槽的寬度。

對(duì)應(yīng)同種顏色的入射光的線柵單元中，金屬條的寬度及厚度相同，條形凹槽的寬度相同。

所述金屬條的寬度與所述條形凹槽的寬度的總和為20nm-600nm；

所述金屬條的寬度為20nm-300nm；所述金屬條的厚度為50nm-300nm。

本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，包括相對(duì)設(shè)置的第一基板與第二基板、以及夾設(shè)于所述第一基板與第二基板之間的液晶層；所述液晶顯示裝置包括數(shù)個(gè)像素區(qū)域，所述數(shù)個(gè)像素區(qū)域包括多種不同顏色的像素區(qū)域；

還包括至少一個(gè)金屬線柵偏光片，所述至少一個(gè)金屬線柵偏光片設(shè)于所述第一基板內(nèi)部、所述第二基板內(nèi)部、所述第一基板朝向所述液晶層一側(cè)的外表面、所述第一基板遠(yuǎn)離所述液晶層一側(cè)的外表面、所述第二基板朝向所述液晶層一側(cè)的外表面、以及所述第二基板遠(yuǎn)離所述液晶層一側(cè)的外表面中的至少一處位置；

所述金屬線柵偏光片包括金屬線柵層，所述金屬線柵層包括呈陣列分布的數(shù)個(gè)線柵單元，每一線柵單元包括平行排列的數(shù)根金屬條及位于數(shù)根金屬條之間的數(shù)個(gè)條形凹槽，同一個(gè)線柵單元中，數(shù)根金屬條的寬度相同，數(shù)個(gè)條形凹槽的寬度相同；

所述金屬線柵層中的數(shù)個(gè)線柵單元分別對(duì)應(yīng)液晶顯示裝置中的數(shù)個(gè)像素區(qū)域，對(duì)應(yīng)不同顏色的像素區(qū)域的線柵單元中，金屬條的寬度與條形凹槽的寬度的總和不同。

對(duì)應(yīng)不同顏色的像素區(qū)域的線柵單元中，金屬條的寬度相同，條形凹槽的寬度不同。

所述液晶顯示裝置包括紅色像素區(qū)域、綠色像素區(qū)域、及藍(lán)色像素區(qū)域，對(duì)應(yīng)紅色像素區(qū)域、綠色像素區(qū)域、及藍(lán)色像素區(qū)域的線柵單元中，金屬條的寬度相同，對(duì)應(yīng)紅色像素區(qū)域的線柵單元的條形凹槽的寬度大于對(duì)應(yīng)綠色像素區(qū)域的線柵單元的條形凹槽的寬度，對(duì)應(yīng)綠色像素區(qū)域的線柵單元的條形凹槽的寬度大于對(duì)應(yīng)藍(lán)色像素區(qū)域的線柵單元的條形凹槽的寬度。

對(duì)應(yīng)同種顏色的像素區(qū)域的線柵單元中，金屬條的寬度及厚度相同，條形凹槽的寬度相同。

所述金屬條的寬度與所述條形凹槽的寬度的總和為20nm-600nm；

所述金屬條的寬度為20nm-300nm；所述金屬條的厚度為50nm-300nm。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的一種金屬線柵偏光片，針對(duì)不同顏色的入射光的穿過區(qū)域設(shè)置不同的線柵周期，與具有單一線柵周期的金屬線柵偏光片相比，可保證不同顏色的入射光在同時(shí)穿過金屬線柵偏光片時(shí)均達(dá)到最佳的偏振效果。本發(fā)明提供的一種液晶顯示裝置，通過采用具有多種線柵周期的金屬線柵偏光片代替具有單一線柵周期的金屬線柵偏光片，可保證不同顏色的像素區(qū)域的入射光在穿過金屬線柵偏光片時(shí)均達(dá)到最佳的偏振效果，從而提高顯示裝置的顯示品質(zhì)。

為了能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。

附圖說明

下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其它有益效果顯而易見。

附圖中，

圖1為本發(fā)明的金屬線柵偏光片的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例及其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。

通常評(píng)價(jià)金屬線柵偏光片的偏振效果的參數(shù)包括偏振方向垂直于線柵方向的入射光的穿透率以及偏振方向平行于線柵方向的入射光的穿透率，偏振方向垂直于線柵方向的入射光的穿透率越高，偏振方向平行于線柵方向的入射光的穿透率越低，則認(rèn)為金屬線柵偏光片的偏振效果越好。

由于使金屬線柵偏光片達(dá)到最佳偏振效果的線柵周期與透過的入射光的波長有直接關(guān)系，因此本發(fā)明針對(duì)多種不同波長的入射光對(duì)金屬線柵偏光片的多個(gè)區(qū)域設(shè)置不同的線柵周期，得到具有多種線柵周期的金屬線柵偏光片，可保證多種不同波長的入射光同時(shí)穿過時(shí)均能達(dá)到最佳的偏振效果。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供一種金屬線柵偏光片50，包括襯底10以及設(shè)于所述襯底10上的金屬線柵層20；

所述金屬線柵層20包括呈陣列分布的數(shù)個(gè)線柵單元21，每一線柵單元21包括平行排列的數(shù)根金屬條201及位于數(shù)根金屬條201之間的數(shù)個(gè)條形凹槽202，同一個(gè)線柵單元21中，數(shù)根金屬條201的寬度相同，數(shù)個(gè)條形凹槽202的寬度相同；

所述金屬線柵偏光片50用于對(duì)多種不同顏色的入射光同時(shí)進(jìn)行偏振處理，且所述不同顏色的入射光分別從不同的線柵單元21中穿過，對(duì)應(yīng)不同顏色的入射光的線柵單元21中，金屬條201的寬度與條形凹槽202的寬度的總和(即線柵周期)不同。

本發(fā)明按照不同顏色的入射光對(duì)線柵單元21的線柵周期進(jìn)行不同的設(shè)定，保證每種顏色的入射光在經(jīng)過對(duì)應(yīng)的線柵單元21時(shí)均能達(dá)到最佳的偏振效果。

優(yōu)選的，對(duì)應(yīng)不同顏色的入射光的線柵單元21中，金屬條201的寬度相同，條形凹槽202的寬度不同。

如圖1所示，當(dāng)所述金屬線柵偏光片50用于對(duì)紅色、綠色、及藍(lán)色入射光同時(shí)進(jìn)行偏振處理時(shí)，分別對(duì)應(yīng)紅色、綠色、及藍(lán)色入射光的線柵單元21中，金屬條201的寬度相同，對(duì)應(yīng)紅色入射光的線柵單元21的條形凹槽202的寬度大于對(duì)應(yīng)綠色入射光的線柵單元21的條形凹槽202的寬度，對(duì)應(yīng)綠色入射光的線柵單元21的條形凹槽202的寬度大于對(duì)應(yīng)藍(lán)色入射光的線柵單元21的條形凹槽202的寬度。這是由于紅光波長大于綠光波長，綠光波長大于藍(lán)光波長，因此對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)入射光的線柵單元21的周期(金屬條201的寬度與條形凹槽202的寬度的總和)依次減小，在金屬條201的寬度不變的情況下，條形凹槽202的寬度依次減小。

具體的，對(duì)應(yīng)不同顏色的入射光的線柵單元21中，金屬條201的厚度相同或不同。

優(yōu)選的，對(duì)應(yīng)同種顏色的入射光的線柵單元21中，金屬條201的寬度及厚度相同，條形凹槽202的寬度相同。

具體的，所述金屬條201的寬度與所述條形凹槽202的寬度的總和(即線柵周期)為20nm-600nm，優(yōu)選為50nm-400nm。

具體的，所述金屬條201的寬度為20nm-300nm，優(yōu)選為40nm-200nm。

具體的，所述金屬條201的厚度為50nm-300nm。

具體的，所述金屬條201的材料包括鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、及鎳(Ni)中的至少一種。

具體的，所述襯底10的材料包括玻璃、聚酰亞胺(PI)、及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的至少一種。

優(yōu)選的，所述金屬線柵偏光片50采用納米壓印技術(shù)制備而成。

上述金屬線柵偏光片，針對(duì)不同顏色的入射光的穿過區(qū)域設(shè)置不同的線柵周期，與具有單一線柵周期的金屬線柵偏光片相比，可保證不同顏色的入射光在同時(shí)穿過金屬線柵偏光片時(shí)均達(dá)到最佳的偏振效果。

請(qǐng)參閱圖2-4，同時(shí)參閱圖1，本發(fā)明還提供一種液晶顯示裝置，包括相對(duì)設(shè)置的第一基板60與第二基板70、以及夾設(shè)于所述第一基板60與第二基板70之間的液晶層80；所述液晶顯示裝置包括數(shù)個(gè)像素區(qū)域，所述數(shù)個(gè)像素區(qū)域包括多種不同顏色的像素區(qū)域；

還包括至少一個(gè)金屬線柵偏光片50，所述至少一個(gè)金屬線柵偏光片50設(shè)于所述第一基板60內(nèi)部、所述第二基板70內(nèi)部、所述第一基板60朝向所述液晶層80一側(cè)的外表面、所述第一基板60遠(yuǎn)離所述液晶層80一側(cè)的外表面、所述第二基板70朝向所述液晶層80一側(cè)的外表面、以及所述第二基板70遠(yuǎn)離所述液晶層80一側(cè)的外表面中的至少一處位置；

所述金屬線柵偏光片50包括金屬線柵層20，所述金屬線柵層20包括呈陣列分布的數(shù)個(gè)線柵單元21，每一線柵單元21包括平行排列的數(shù)根金屬條201及位于數(shù)根金屬條201之間的數(shù)個(gè)條形凹槽202，同一個(gè)線柵單元21中，數(shù)根金屬條201的寬度相同，數(shù)個(gè)條形凹槽202的寬度相同；

所述金屬線柵層20中的數(shù)個(gè)線柵單元21分別對(duì)應(yīng)液晶顯示裝置中的數(shù)個(gè)像素區(qū)域，對(duì)應(yīng)不同顏色的像素區(qū)域的線柵單元21中，金屬條201的寬度與條形凹槽202的寬度的總和(即線柵周期)不同。

具體的，如圖2所示，為本發(fā)明的液晶顯示裝置的第一實(shí)施例，該第一實(shí)施例中，所述液晶顯示裝置包括兩個(gè)金屬線柵偏光片50，所述兩個(gè)金屬線柵偏光片50分別設(shè)于所述第一基板60遠(yuǎn)離所述液晶層80一側(cè)的外表面、以及所述第二基板70遠(yuǎn)離所述液晶層80一側(cè)的外表面。

具體的，如圖3所示，為本發(fā)明的液晶顯示裝置的第二實(shí)施例，該第二實(shí)施例中，所述液晶顯示裝置包括兩個(gè)金屬線柵偏光片50，所述兩個(gè)金屬線柵偏光片50分別設(shè)于所述第一基板60朝向所述液晶層80一側(cè)的外表面、以及所述第二基板70朝向所述液晶層80一側(cè)的外表面。

具體的，如圖4所示，為本發(fā)明的液晶顯示裝置的第三實(shí)施例，該第三實(shí)施例中，所述液晶顯示裝置包括兩個(gè)金屬線柵偏光片50，所述兩個(gè)金屬線柵偏光片50分別設(shè)于所述第一基板60內(nèi)部與所述第二基板70內(nèi)部。

本發(fā)明的液晶顯示裝置采用的金屬線柵偏光片50，通過按照不同顏色的像素區(qū)域，對(duì)線柵單元21的線柵周期進(jìn)行不同的設(shè)定，保證對(duì)應(yīng)每種顏色的像素區(qū)域的入射光在經(jīng)過對(duì)應(yīng)的線柵單元21時(shí)均能達(dá)到最佳的偏振效果。

優(yōu)選的，對(duì)應(yīng)不同顏色的像素區(qū)域的線柵單元21中，金屬條201的寬度相同，條形凹槽202的寬度不同。

當(dāng)所述液晶顯示裝置包括紅色像素區(qū)域、綠色像素區(qū)域、及藍(lán)色像素區(qū)域時(shí)，對(duì)應(yīng)紅色像素區(qū)域、綠色像素區(qū)域、及藍(lán)色像素區(qū)域的線柵單元21中，金屬條201的寬度相同，對(duì)應(yīng)紅色像素區(qū)域的線柵單元21的條形凹槽202的寬度大于對(duì)應(yīng)綠色像素區(qū)域的線柵單元21的條形凹槽202的寬度，對(duì)應(yīng)綠色像素區(qū)域的線柵單元21的條形凹槽202的寬度大于對(duì)應(yīng)藍(lán)色像素區(qū)域的線柵單元21的條形凹槽202的寬度。

具體的，對(duì)應(yīng)不同顏色的像素區(qū)域的線柵單元21中，金屬條201的厚度相同或不同。

優(yōu)選的，對(duì)應(yīng)同種顏色的像素區(qū)域的線柵單元21中，金屬條201的寬度及厚度相同，條形凹槽202的寬度相同。

具體的，所述金屬條201的寬度與所述條形凹槽202的寬度的總和(即線柵周期)為20nm-600nm，優(yōu)選為50nm-400nm。

具體的，所述金屬條201的寬度為20nm-300nm，優(yōu)選為40nm-200nm。

具體的，所述金屬條201的厚度為50nm-300nm。

具體的，所述金屬條201的材料包括鋁(Al)、鉻(Cr)、金(Au)、及鎳(Ni)中的至少一種。

具體的，所述金屬線柵偏光片50還包括設(shè)于金屬線柵層20下方的襯底10，或者所述金屬線柵偏光片50采用第一基板60或第二基板70作為金屬線柵層20的襯底，從而省去單獨(dú)的襯底10的設(shè)置。

具體的，所述襯底10的材料包括玻璃、聚酰亞胺(PI)、及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中的至少一種。

優(yōu)選的，所述金屬線柵偏光片50采用納米壓印技術(shù)制備而成。

具體的，所述液晶顯示裝置可以為垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式、平面轉(zhuǎn)換(In-Plane Switching，IPS)模式、或者邊緣場開關(guān)(Fringe field switching，F(xiàn)FS)模式。

具體的，所述第一基板60為彩膜基板，所述第二基板70為薄膜晶體管陣列基板。

進(jìn)一步的，所述液晶顯示裝置還可以為彩色濾光片制作于薄膜晶體管陣列基板上(Color filter On Array，COA)的顯示裝置或者黑色矩陣制作于薄膜晶體管陣列基板上(Black Matrix On Array or Black Photo Spacer On Array，BOA)的顯示裝置。

上述液晶顯示裝置，通過采用具有多種線柵周期的金屬線柵偏光片代替具有單一線柵周期的金屬線柵偏光片，可保證不同顏色的像素區(qū)域的入射光在穿過金屬線柵偏光片時(shí)均達(dá)到最佳的偏振效果，從而提高顯示裝置的顯示品質(zhì)。

綜上所述，本發(fā)明提供一種金屬線柵偏光片與液晶顯示裝置。本發(fā)明的金屬線柵偏光片，針對(duì)不同顏色的入射光的穿過區(qū)域設(shè)置不同的線柵周期，與具有單一線柵周期的金屬線柵偏光片相比，可保證不同顏色的入射光在同時(shí)穿過金屬線柵偏光片時(shí)均達(dá)到最佳的偏振效果。本發(fā)明的液晶顯示裝置，通過采用具有多種線柵周期的金屬線柵偏光片代替具有單一線柵周期的金屬線柵偏光片，可保證不同顏色的像素區(qū)域的入射光在穿過金屬線柵偏光片時(shí)均達(dá)到最佳的偏振效果，從而提高顯示裝置的顯示品質(zhì)。

以上所述，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)構(gòu)思作出其他各種相應(yīng)的改變和變形，而所有這些改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。