偏振結(jié)構(gòu)、其制備方法與包含其的顯示設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)偏振結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種偏振結(jié)構(gòu)、其制備方法與包含 其的顯示設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁波在垂直于傳播方向的平面內(nèi)具有隨機(jī)的振動(dòng)方向，經(jīng)過(guò)光學(xué)偏振結(jié)構(gòu)的偏 振后，光線在一個(gè)特定的方向上振動(dòng)，這就是偏振光。偏振光的這種特性被廣泛的應(yīng)用到顯 示設(shè)備中，光學(xué)偏振結(jié)構(gòu)應(yīng)用于諸如液晶顯示器件（LCD)、場(chǎng)致發(fā)光顯示器件（ELD)、等離 子體顯示板（PDP)等顯示設(shè)備，用來(lái)提高光學(xué)對(duì)比度。
[0003]目前最常用的偏振結(jié)構(gòu)是一種二向色偏振結(jié)構(gòu)，通過(guò)將碘或有機(jī)染料等二色性物 質(zhì)吸附在聚乙烯醇（PVA)類薄膜上，并在薄膜的兩面層疊三醋酸纖維素（TAC)作為保護(hù)膜 而制成。二向色型偏振結(jié)構(gòu)是一種吸收型的線性偏振結(jié)構(gòu)，它對(duì)入射光束不同振動(dòng)方向分 量具有不同的吸收系數(shù)，有的方向吸收系數(shù)低，有的方向吸收系數(shù)高，經(jīng)過(guò)偏振結(jié)構(gòu)的出射 光主要是沿吸收系數(shù)低的方向振動(dòng)的，進(jìn)而達(dá)到光的偏振效果。
[0004] 中國(guó)專利CN1409136.A公開了一種制造具有高透射率、高偏光光度的偏振結(jié)構(gòu)的 方法。該方法首先使用具有雙色性質(zhì)的碘的染色液對(duì)聚乙烯醇膜進(jìn)行染色，通過(guò)交聯(lián)劑對(duì) 其進(jìn)行交聯(lián)處理，并在上述過(guò)程中對(duì)聚乙烯醇膜進(jìn)行延伸處理；然后將經(jīng)過(guò)上述處理的薄 膜進(jìn)行干燥，在膜的一面或者兩面貼合TAC膜或?qū)Ρ蕉姿嵋叶减ィ≒ET)膜作為保護(hù)膜。 該方法的特別之處在于采用多次浴，并采用逐次提高延伸倍率的方式進(jìn)行延伸處理，由此 制備出具有高透射率、高偏光光度的偏振結(jié)構(gòu)。但是此方法的制程比較復(fù)雜，在操作過(guò)程中 需要準(zhǔn)確的控制溫度、每浴的延伸倍率，以防止薄膜染色不均的發(fā)生。
[0005] 二向色偏振結(jié)構(gòu)的碘系染料具有很強(qiáng)的吸濕性，該特性使得二向色偏振結(jié)構(gòu)容易 在高溫高濕或者低溫下產(chǎn)生收縮或發(fā)生漏光等問(wèn)題，對(duì)于大尺寸顯示設(shè)備，為了保護(hù)偏振 結(jié)構(gòu)避免受外部濕氣的影響，通常采用上述TAC膜作為保護(hù)膜，該膜的厚度達(dá)到80ym以 上，與近年來(lái)顯示設(shè)備朝著更輕更薄發(fā)展的趨勢(shì)相違背，另外，TAC膜是一種昂貴的組件，不 利于生產(chǎn)成本的控制。
[0006] 近年來(lái)，出現(xiàn)了納米金屬線光學(xué)偏振結(jié)構(gòu)，例如公開號(hào)為CN103984055A的中國(guó)專 利申請(qǐng)公開了一種納米金屬線光學(xué)偏振結(jié)構(gòu)的制備方法。該偏振結(jié)構(gòu)的偏光層將定向排列 的納米金屬線陣列置于透明介質(zhì)薄膜中，定向排列的納米金屬線陣列能與一定波長(zhǎng)的入射 光波發(fā)生等離子體共振，即金屬中傳導(dǎo)電子的振蕩吸收，稱為電子的等離子振蕩機(jī)制。從而 吸收與納米金屬線不平行的光波，通過(guò)與納米金屬線平行的光波，產(chǎn)生偏振效應(yīng)，使該結(jié)構(gòu) 具有偏光性能。通過(guò)改變納米金屬線的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及陣列密度可以調(diào)節(jié)該偏振結(jié)構(gòu)的吸 收系數(shù)，此外，增加納米金屬線陣列的層數(shù)，相當(dāng)于增加了納米金屬線的厚度，對(duì)應(yīng)地也就 增加了納米金屬線的吸光度，進(jìn)而可以提高偏光層的偏光度。
[0007] 納米金屬線光學(xué)偏振結(jié)構(gòu)不容易受外部環(huán)境的影響，高濕或者低溫下不容易產(chǎn) 生收縮發(fā)生漏光等問(wèn)題，所以具有此種偏振結(jié)構(gòu)的偏振片中的偏振層外側(cè)不需要貼合TAC 膜，使得該種偏振片的厚度較小，能夠滿足近年來(lái)顯示設(shè)備朝著更輕更薄發(fā)展的趨勢(shì)。但是 該結(jié)構(gòu)是通過(guò)將包含有納米金屬線的透明介質(zhì)溶液涂布在透明基底上，然后進(jìn)行氮?dú)鈹U(kuò)散 或拉伸處理形成定向排列的納米金屬線陣列，并且納米金屬線是通過(guò)多次化學(xué)反應(yīng)，采用 聚乙烯吡咯烷酮誘導(dǎo)工藝形成納米金屬線得到的，這就必然會(huì)導(dǎo)致該工藝制備的偏振結(jié)構(gòu) 存在穩(wěn)定性和均勻性差的缺點(diǎn)。
[0008] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)中納米金屬線光學(xué)偏振結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和均勻性差的問(wèn)題，亟需一 種能夠制備出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和均勻性較好的納米金屬線偏振結(jié)構(gòu)的制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種偏振結(jié)構(gòu)、其制備方法與包含其的顯示設(shè)備，以 解決現(xiàn)有技術(shù)中納米金屬線光學(xué)偏振結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和均勻性差的問(wèn)題。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種偏振結(jié)構(gòu)的制備方法，該 制備方法包括：步驟Sl，在透明基底的表面上設(shè)置金屬基底層；步驟S2,在上述金屬基底層 的遠(yuǎn)離上述透明基底的表面上設(shè)置遮擋層，上述遮擋層為柵狀結(jié)構(gòu)，上述柵狀結(jié)構(gòu)包括間 隔排列的柵條和間隙；步驟S3,在裸露的上述金屬基底層的表面上設(shè)置金屬層；步驟S4,去 除上述遮擋層；以及步驟S5,去除裸露的上述金屬基底層，形成納米金屬線陣列。
[0011] 進(jìn)一步地，述步驟Si中采用濺射法或化學(xué)溶液反應(yīng)沉積法設(shè)置上述金屬基底層， 當(dāng)采用化學(xué)溶液反應(yīng)沉積法設(shè)置上述金屬基底層時(shí)，上述步驟Sl包括：步驟S11，采用化學(xué) 溶液反應(yīng)沉積法設(shè)置上述金屬基底層，所采用的溶液中金屬的離子濃度在8~25g/L之間， 金屬的沉積速率在20~70nm/min之間，沉積的時(shí)間在1~25min之間；以及步驟S12,烘干 上述金屬基底層與上述透明基底，烘干溫度在40~80°C之間，當(dāng)采用濺射法設(shè)置上述金屬 基底層時(shí)，上述步驟Sl包括：步驟SlT，采用濺射法設(shè)置金屬基底層，濺射的速率在30~ 80nm/min之間，派射的時(shí)間在2~16min之間；以及步驟S12'，烘干金屬基底層與透明基 底，烘干溫度在40~80°C之間。
[0012] 進(jìn)一步地，上述金屬基底層的厚度為50~500nm。
[0013] 進(jìn)一步地，上述步驟S2包括：步驟S21，在上述金屬基底層的遠(yuǎn)離上述透明基底的 表面上設(shè)置光刻膠層；步驟S22,采用具有上述柵狀結(jié)構(gòu)的圖形的光刻掩膜版對(duì)上述光刻 膠進(jìn)行曝光；以及步驟S23,對(duì)上述光刻膠進(jìn)行顯影，形成上述遮擋層。
[0014] 進(jìn)一步地，上述步驟S3采用電化學(xué)沉積法設(shè)置上述金屬層，上述步驟S3中的電化 學(xué)沉積法所采用的電鍍?nèi)芤褐猩鲜鼋饘匐x子的濃度在25~100g/L之間，上述金屬的沉積 速率在0. 5~2ym/min之間，沉積的時(shí)間在5~60min之間。
[0015] 進(jìn)一步地，上述步驟S4包括：步驟S41，采用濕法刻蝕方法去除上述遮擋層；以及 步驟S42,采用濕法刻蝕法去除裸露的上述金屬基底層。
[0016] 進(jìn)一步地，上述步驟S41在采用濕法刻蝕方法去除上述遮擋層后還包括：烘干上 述金屬基底層、上述金屬層與上述透明基底，優(yōu)選烘干溫度在40~80°C之間，進(jìn)一步優(yōu)選 上述步驟S42在采用濕法刻蝕方法去除裸露的上述金屬基底層后還包括：烘干上述金屬層 與上述透明基底，更進(jìn)一步優(yōu)選烘干溫度在40~80 °C之間。
[0017] 進(jìn)一步地，上述步驟S42中的上述濕法刻蝕法為采用閃蝕水去除裸露的上述金屬 基底層。
[0018] 進(jìn)一步地，在完成步驟S5之后，上述制備方法還包括：步驟S6,在上述金屬層與裸 露的上述透明基底的表面上設(shè)置保護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0019] 進(jìn)一步地，上述步驟S6包括：步驟S61，在上述金屬層與裸露的上述透明基底的表 面上設(shè)置保護(hù)層，優(yōu)選采用紫外燈對(duì)紫外膠進(jìn)行照射形成上述保護(hù)層，進(jìn)一步優(yōu)選上述紫 外燈的照射功率為400~600mJ;以及步驟S62,在上述保護(hù)層的遠(yuǎn)離上述透明基底的表面 上設(shè)置保護(hù)基板。
[0020] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種偏振結(jié)構(gòu)，上述偏振結(jié)構(gòu) 采用上述的制備方法制備而成。
[0021] 進(jìn)一步地，上述偏振結(jié)構(gòu)中金屬基底層和金屬層形成納米金屬線陣列，上述納米 金屬線陣列的金屬線的寬度為50~400nm。
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