本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種金屬線柵偏光片與液晶顯示裝置。

背景技術：

隨著科技的發展和社會的進步，人們對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基礎，已經成為越來越多人關注的焦點，并廣泛應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，通過電壓控制液晶的轉動，使經過下偏光片后的線偏振光隨之發生旋轉，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(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動，使經過下偏光片的線偏振光(p)隨之發生旋轉，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、對比度和透過率等要求越來越高的趨勢下，傳統的吸收型偏光片不能充分利用入射光，大大地損失了光利用率，且大幅度增加了背光源的能耗。另外，現有碘分子或者染料系偏光片的制作需要多層保護膜等，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的吸收型偏光片在未來節能和薄型化、戶外顯示等液晶顯示裝置顯示領域的應用大大受限。

與傳統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遠大于傳統的吸收型偏光片，透過率可達90％以上，而對比度也有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比度，極大了滿足如今高透過率和高對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境中實現卓越的耐久性，所以金屬線柵偏光片在戶外等信賴性要求嚴苛的領域具有不可比擬的優勢。

由于金屬線柵偏光片產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對多種不同波長的光進行偏振處理時，得到的偏振效果是一個折衷值，無法針對每種波長的光達到最佳偏振效果。雖然對于一般的顯示，單一光柵周期的金屬線柵偏光片產生的偏振效果已經可以滿足一般的消費需求，但隨著高對比度(High Contrast Ratio)的興盛，消費者對于更高對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。

技術實現要素：

本發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穿過時均達到最佳的偏振效果。

本發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域的入射光在穿過金屬線柵偏光片時均達到最佳的偏振效果，從而提高顯示裝置的顯示品質。

為實現上述目的，本發明首先提供一種金屬線柵偏光片，包括襯底以及設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個線柵單元，每一線柵單元包括平行排列的數根金屬條及位于數根金屬條之間的數個條形凹槽，同一個線柵單元中，數根金屬條的寬度相同，數個條形凹槽的寬度相同；

所述金屬線柵偏光片用于對多種不同顏色的入射光同時進行偏振處理，且所述不同顏色的入射光分別從不同的線柵單元中穿過，對應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。

對應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紅色、綠色、及藍色入射光同時進行偏振處理，分別對應紅色、綠色、及藍色入射光的線柵單元中，金屬條的寬度相同，對應紅色入射光的線柵單元的條形凹槽的寬度大于對應綠色入射光的線柵單元的條形凹槽的寬度，對應綠色入射光的線柵單元的條形凹槽的寬度大于對應藍色入射光的線柵單元的條形凹槽的寬度。

對應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。

本發明還提供一種液晶顯示裝置，包括相對設置的第一基板與第二基板、以及夾設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個像素區域，所述數個像素區域包括多種不同顏色的像素區域；

還包括至少一個金屬線柵偏光片，所述至少一個金屬線柵偏光片設于所述第一基板內部、所述第二基板內部、所述第一基板朝向所述液晶層一側的外表面、所述第一基板遠離所述液晶層一側的外表面、所述第二基板朝向所述液晶層一側的外表面、以及所述第二基板遠離所述液晶層一側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個線柵單元，每一線柵單元包括平行排列的數根金屬條及位于數根金屬條之間的數個條形凹槽，同一個線柵單元中，數根金屬條的寬度相同，數個條形凹槽的寬度相同；

所述金屬線柵層中的數個線柵單元分別對應液晶顯示裝置中的數個像素區域，對應不同顏色的像素區域的線柵單元中，金屬條的寬度與條形凹槽的寬度的總和不同。

對應不同顏色的像素區域的線柵單元中，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域、綠色像素區域、及藍色像素區域，對應紅色像素區域、綠色像素區域、及藍色像素區域的線柵單元中，金屬條的寬度相同，對應紅色像素區域的線柵單元的條形凹槽的寬度大于對應綠色像素區域的線柵單元的條形凹槽的寬度，對應綠色像素區域的線柵單元的條形凹槽的寬度大于對應藍色像素區域的線柵單元的條形凹槽的寬度。

對應同種顏色的像素區域的線柵單元中，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。

本發明的有益效果：本發明提供的一種金屬線柵偏光片，針對不同顏色的入射光的穿過區域設置不同的線柵周期，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穿過金屬線柵偏光片時均達到最佳的偏振效果。本發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域的入射光在穿過金屬線柵偏光片時均達到最佳的偏振效果，從而提高顯示裝置的顯示品質。

為了能更進一步了解本發明的特征以及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。

附圖說明

下面結合附圖，通過對本發明的具體實施方式詳細描述，將使本發明的技術方案及其它有益效果顯而易見。

附圖中，

圖1為本發明的金屬線柵偏光片的一實施例的結構示意圖；

圖2為本發明的液晶顯示裝置的第一實施例的結構示意圖；

圖3為本發明的液晶顯示裝置的第二實施例的結構示意圖；

圖4為本發明的液晶顯示裝置的第三實施例的結構示意圖。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及其效果，以下結合本發明的優選實施例及其附圖進行詳細描述。

通常評價金屬線柵偏光片的偏振效果的參數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系，因此本發明針對多種不同波長的入射光對金屬線柵偏光片的多個區域設置不同的線柵周期，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穿過時均能達到最佳的偏振效果。

請參閱圖1，本發明提供一種金屬線柵偏光片50，包括襯底10以及設于所述襯底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個線柵單元21，每一線柵單元21包括平行排列的數根金屬條201及位于數根金屬條201之間的數個條形凹槽202，同一個線柵單元21中，數根金屬條201的寬度相同，數個條形凹槽202的寬度相同；

所述金屬線柵偏光片50用于對多種不同顏色的入射光同時進行偏振處理，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，對應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。

本發明按照不同顏色的入射光對線柵單元21的線柵周期進行不同的設定，保證每種顏色的入射光在經過對應的線柵單元21時均能達到最佳的偏振效果。

優選的，對應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，當所述金屬線柵偏光片50用于對紅色、綠色、及藍色入射光同時進行偏振處理時，分別對應紅色、綠色、及藍色入射光的線柵單元21中，金屬條201的寬度相同，對應紅色入射光的線柵單元21的條形凹槽202的寬度大于對應綠色入射光的線柵單元21的條形凹槽202的寬度，對應綠色入射光的線柵單元21的條形凹槽202的寬度大于對應藍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，綠光波長大于藍光波長，因此對應紅、綠、藍入射光的線柵單元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，對應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。

優選的，對應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，優選為50nm-400nm。

具體的，所述金屬條201的寬度為20nm-300nm，優選為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。

優選的，所述金屬線柵偏光片50采用納米壓印技術制備而成。

上述金屬線柵偏光片，針對不同顏色的入射光的穿過區域設置不同的線柵周期，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穿過金屬線柵偏光片時均達到最佳的偏振效果。

請參閱圖2-4，同時參閱圖1，本發明還提供一種液晶顯示裝置，包括相對設置的第一基板60與第二基板70、以及夾設于所述第一基板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個像素區域，所述數個像素區域包括多種不同顏色的像素區域；

還包括至少一個金屬線柵偏光片50，所述至少一個金屬線柵偏光片50設于所述第一基板60內部、所述第二基板70內部、所述第一基板60朝向所述液晶層80一側的外表面、所述第一基板60遠離所述液晶層80一側的外表面、所述第二基板70朝向所述液晶層80一側的外表面、以及所述第二基板70遠離所述液晶層80一側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個線柵單元21，每一線柵單元21包括平行排列的數根金屬條201及位于數根金屬條201之間的數個條形凹槽202，同一個線柵單元21中，數根金屬條201的寬度相同，數個條形凹槽202的寬度相同；

所述金屬線柵層20中的數個線柵單元21分別對應液晶顯示裝置中的數個像素區域，對應不同顏色的像素區域的線柵單元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，為本發明的液晶顯示裝置的第一實施例，該第一實施例中，所述液晶顯示裝置包括兩個金屬線柵偏光片50，所述兩個金屬線柵偏光片50分別設于所述第一基板60遠離所述液晶層80一側的外表面、以及所述第二基板70遠離所述液晶層80一側的外表面。

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

具體的，如圖4所示，為本發明的液晶顯示裝置的第三實施例，該第三實施例中，所述液晶顯示裝置包括兩個金屬線柵偏光片50，所述兩個金屬線柵偏光片50分別設于所述第一基板60內部與所述第二基板70內部。

本發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域，對線柵單元21的線柵周期進行不同的設定，保證對應每種顏色的像素區域的入射光在經過對應的線柵單元21時均能達到最佳的偏振效果。

優選的，對應不同顏色的像素區域的線柵單元21中，金屬條201的寬度相同，條形凹槽202的寬度不同。

當所述液晶顯示裝置包括紅色像素區域、綠色像素區域、及藍色像素區域時，對應紅色像素區域、綠色像素區域、及藍色像素區域的線柵單元21中，金屬條201的寬度相同，對應紅色像素區域的線柵單元21的條形凹槽202的寬度大于對應綠色像素區域的線柵單元21的條形凹槽202的寬度，對應綠色像素區域的線柵單元21的條形凹槽202的寬度大于對應藍色像素區域的線柵單元21的條形凹槽202的寬度。

具體的，對應不同顏色的像素區域的線柵單元21中，金屬條201的厚度相同或不同。

優選的，對應同種顏色的像素區域的線柵單元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，優選為50nm-400nm。

具體的，所述金屬條201的寬度為20nm-300nm，優選為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，從而省去單獨的襯底10的設置。

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。

優選的，所述金屬線柵偏光片50采用納米壓印技術制備而成。

具體的，所述液晶顯示裝置可以為垂直配向(Vertical Alignment，VA)模式、平面轉換(In-Plane Switching，IPS)模式、或者邊緣場開關(Fringe field switching，FFS)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域的入射光在穿過金屬線柵偏光片時均達到最佳的偏振效果，從而提高顯示裝置的顯示品質。

綜上所述，本發明提供一種金屬線柵偏光片與液晶顯示裝置。本發明的金屬線柵偏光片，針對不同顏色的入射光的穿過區域設置不同的線柵周期，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穿過金屬線柵偏光片時均達到最佳的偏振效果。本發明的液晶顯示裝置，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域的入射光在穿過金屬線柵偏光片時均達到最佳的偏振效果，從而提高顯示裝置的顯示品質。

以上所述，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術方案和技術構思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。