[发明专利]偏振片及其制造方法、液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术，尤其涉及一种能减少偏振片成本、提高光能利用率的偏振片及其制造方法、液晶显示装置。

背景技术

近年来，随着显示技术的迅速发展，彩色液晶显示装置在人们的日常生活和生产中得到越来越广泛的应用，尤其是小尺寸的彩色液晶显示装置，在手机、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、全球定位系统(GPS)、电子书、数码相机等领域更是得到了飞速的发展。其中，彩色液晶显示装置的亮度、对比度以及视角等特性都是备受关注的显示指标。

在亮度方面，由于液晶材料本身不发光，因此现有的液晶显示装置均是通过背光源来提供光。

现有技术中，液晶显示装置如图1所示，包括：彩膜基板1、薄膜晶体管阵列基板2、设置在彩膜基板1和薄膜晶体管阵列基板之间的液晶层350、偏振片3以及背光源4。其中，彩膜基板1包括：玻璃基板380、彩色像素层370、透明导电层360；背光源4包括：光源310、背光板300、反射膜390、导光板320、扩散片330和选择透过膜340。

偏振片3包括：含碘或其他二向色性染料的聚乙烯醇(PVA)膜、附在PVA膜两侧的三醋酸纤维(TAC)膜、贴装在PVA膜前表面的表面保护膜、加在PVA膜另一表面的粘接层和离型膜。其中，PVA膜是偏振片3起偏振作用的主要功能膜层；由于PVA膜要经过拉伸工艺，通常机械性质会降低，变得容易碎裂，因此，当偏振基质延展成膜后，两侧通常会附上一层TAC膜，起到保护及防止PVA膜回缩的作用；表面保护膜用来防止PVA膜污染和划伤；粘接层和离型膜用于后续贴装工艺以及保存及运送保护。另外还可根据需要在TAC膜的外面加贴广视角膜等功能性膜层。

液晶显示装置中，背光源4射出的光经过偏振片3、薄膜晶体管阵列基板2、液晶层350和彩膜基板1后，大部分被吸收，光的最终利用率不到5％。其中，光透过偏振片3至少要损失掉50％的光能量，这是因为：根据光的波动理论，任意的非偏振光均分解为两个振动方向相互垂直的偏振分量，入射的自然光中的一个偏振分量通过偏振片3，而另一个偏振分量则被偏振片3吸收，这个过程即造成50％的光能量损失，使得光能量的利用率大大降低。

制造偏振片3的方法具体包括：

前处理：主要针对TAC膜，进行化学处理，使其对PVA的粘着力增强；

拉伸：首先把一张柔性并具有化学活性的透明基板(通常用PVA)浸渍在含碘分子(I₂)的KI水溶液中，几秒钟之内，许多碘离子扩散渗入PVA板的内层；低温加热后用人工或机械拉伸，直到数倍长度；PVA板变长的同时也变得又窄又薄。PVA分子本来是任意角度无规则性分布的，受力拉伸后就逐渐一致地偏转于作用力的方向，附着在PVA板上的碘离子也随之产生方向性，形成碘分子的长链。因为碘离子有很好的二色向性，它可以吸收平行于其排列方向的光束电场分量，只让垂直方向的光束电场分量通过，形成偏振功能。将PVA膜在含碘的溶液中染色后，与完成前处理的TAC膜进行贴合。

贴膜：将离型膜表面涂覆与玻璃粘接的粘着剂，并与拉伸工序的产品贴合。

裁切：将完成贴膜工艺的产品裁切成客户需要的尺寸。

检查：对裁切完成的产品进行尺寸、特性和外观检查。

现有的制造偏振片方法复杂，且获得的偏振片主要成分为PVA和TAC，占偏振片制造过程中所用原材料成本的70％以上，成本较高。

发明内容

本发明的一目的在于提出一种偏振片及液晶显示装置，以减少偏振片及液晶显示装置的成本，并提高光能的利用率。

本发明的另一目的在于提出一种制造偏振片的方法，以简化偏振片的制造工艺，减少偏振片的制造成本。

为实现上述第一目的，本发明提供了一种偏振片，包括：玻璃基板及设置于所述玻璃基板上的金属线栅。

所述金属线栅中，金属线的线宽均可小于等于入射光波长的三分之一；线宽均可为50nm～150nm，周期可为100nm～300nm；线高均可为100nm～200nm。所述金属线栅可由铜或铝制成。

为实现上述第一目的，本发明还提供了一种设置有上述任一偏振片的液晶显示装置，包括薄膜晶体管阵列基板及背光源，其中，所述偏振片设置于所述薄膜晶体管阵列基板与背光源之间，所述偏振片的玻璃基板与所述薄膜晶体管阵列基板相接。

所述液晶显示装置的彩膜基板上还可设置有另一偏振片，该另一偏振片的金属线栅与所述薄膜晶体管阵列基板与背光源之间的偏振片上的金属线栅排列方向垂直。