CN105572780B - 线栅偏振器件及其制作方法、显示装置 - Google Patents

线栅偏振器件及其制作方法、显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105572780B
CN105572780B CN201610076984.0A CN201610076984A CN105572780B CN 105572780 B CN105572780 B CN 105572780B CN 201610076984 A CN201610076984 A CN 201610076984A CN 105572780 B CN105572780 B CN 105572780B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbon nanotube
wiregrating
wire
grid polarization
wire grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610076984.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105572780A (zh
Inventor
邸云萍
王维
姚继开
祝明
谷新
刘震
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN201610076984.0A priority Critical patent/CN105572780B/zh
Publication of CN105572780A publication Critical patent/CN105572780A/zh
Priority to US15/260,751 priority patent/US20170219754A1/en
Application granted granted Critical
Publication of CN105572780B publication Critical patent/CN105572780B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3058—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state comprising electrically conductive elements, e.g. wire grids, conductive particles
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/58—After-treatment
    • C23C14/5873—Removal of material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G02F1/133548—Wire-grid polarisers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/734—Fullerenes, i.e. graphene-based structures, such as nanohorns, nanococoons, nanoscrolls or fullerene-like structures, e.g. WS2 or MoS2 chalcogenide nanotubes, planar C3N4, etc.
    • Y10S977/742—Carbon nanotubes, CNTs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/842—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure for carbon nanotubes or fullerenes
    • Y10S977/847—Surface modifications, e.g. functionalization, coating

Abstract

本发明提供了一种线栅偏振器件及其制作方法、显示装置，该线栅偏振器件包括衬底基板以及设置在所述衬底基板上的碳纳米管线栅和金属线栅，所述金属线栅与所述碳纳米管线栅层叠设置，所述碳纳米管线栅包括多个轴向方向相同的碳纳米管。本发明提供的线栅偏振器件，包括层叠设置的碳纳米管线栅和金属线栅，在制作该线栅偏振器件时，可以避免高膜厚金属的等离子体干刻工艺，从而降低了制作工艺难度，增强了工艺稳定性和线栅偏振器的化学稳定性。

Description

线栅偏振器件及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示领域，尤其涉及一种线栅偏振器件及其制作方法、显示装置。
背景技术
TFT-LCD(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管-液晶显示器)作为一种平板显示装置，因其具有体积小、功耗低、无辐射以及制作成本相对较低等特点，而越来越多地被应用于高性能显示领域当中。
TFT-LCD由阵列基板和彩膜基板构成，在阵列基板和彩膜基板之间设置有液晶层。此外，在彩膜基板的上表面设置有第一偏振片，在阵列基板和背光模组之间设置有第二偏振片。现有技术中，上述偏振片(第一偏振片和第二偏振片)可以采用聚乙烯醇(PVA)薄膜构成。会将自然光中的一个偏振分量透过，而另外一个偏振分量被偏振片吸收。这样一来，将造成光线的大量损失，使得光线的利用率大大降低。
为了解决上述问题，现有技术中还提供了一种由金属材料构成的线栅偏振片，然而，现有的金属线栅偏振器件通常采用等离子体干刻高膜厚金属制作而成，其工艺难度高，耗时耗能，且干刻工艺气体会污染金属线栅，导致金属线栅易被腐蚀。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种线栅偏振器件及其制作方法、显示装置，能够降低制作工艺难度。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明的技术方案提供了一种线栅偏振器件，包括衬底基板以及设置在所述衬底基板上的碳纳米管线栅和金属线栅，所述金属线栅与所述碳纳米管线栅层叠设置，所述碳纳米管线栅包括多个轴向方向相同的碳纳米管。
优选地，所述碳纳米管线栅、所述金属线栅依次设置在所述衬底基板的同一侧。
优选地，所述碳纳米管线栅的厚度为50纳米～300纳米，所述金属线栅的厚度为50纳米～200纳米。
优选地，所述多个轴向方向相同的碳纳米管的轴向方向与所述金属线栅的延伸方向一致。
优选地，所述碳纳米管线栅的材料包括沿同一方向高度取向的碳纳米管膜。
优选地，所述沿同一方向高度取向的碳纳米管膜包括超顺排碳纳米管膜。
优选地，所述金属线栅的材料包括以下的至少一种：铝、银、金、铜、钨。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种显示装置，包括上述的线栅偏振器件。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种线栅偏振器件的制作方法，包括：在衬底基板上形成碳纳米管线栅和金属线栅，所述金属线栅与所述碳纳米管线栅层叠设置，所述碳纳米管线栅包括多个轴向方向相同的碳纳米管。
优选地，所述在衬底基板上形成碳纳米管线栅和金属线栅包括：
在所述衬底基板上形成所述碳纳米管线栅；
在所述碳纳米管线栅上形成所述金属线栅。
优选地，在所述衬底基板上形成所述碳纳米管线栅包括：
在所述衬底基板上形成碳纳米管薄膜；
对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理，形成所述碳纳米管线栅。
优选地，对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理包括：
在所述碳纳米管薄膜上涂覆电子束光刻胶；
对电子束光刻胶进行曝光、显影，形成光刻胶图案，所述光刻胶图案包括光刻胶保留区和光刻胶去除区；
通过刻蚀工艺去除所述碳纳米管薄膜中位于所述光刻胶去除区的部分；
去除剩余的电子束光刻胶，形成所述碳纳米管线栅。
优选地，对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理包括：
在所述碳纳米管薄膜上涂覆纳米压印用光刻胶；
在对纳米压印用光刻胶进行压印的同时进行紫外固化，形成光刻胶图案，所述光刻胶图案包括凸起区和凹陷区；
通过刻蚀工艺去除所述碳纳米管薄膜中位于所述凹陷区的部分；
去除剩余的纳米压印用光刻胶，形成所述碳纳米管线栅。
优选地，所述碳纳米管薄膜的材料包括沿同一方向高度取向的碳纳米管膜。
优选地，所述沿同一方向高度取向的碳纳米管膜包括超顺排碳纳米管膜。
(三)有益效果
本发明提供的线栅偏振器件，包括层叠设置的碳纳米管线栅和金属线栅，在制作该线栅偏振器件时，可以避免高膜厚金属的等离子体干刻工艺，从而降低了制作工艺难度，增强了工艺稳定性和线栅偏振器的化学稳定性。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的一种线栅偏振器件的示意图；
图2是本发明实施方式提供的另一种线栅偏振器件的示意图；
图3是本发明实施方式提供的具有不同厚度金属线栅的线栅偏振器件在不同波长入射光下的TM透射率曲线示意图；
图4是本发明实施方式提供的具有不同厚度金属线栅的线栅偏振器件在不同波长入射光下的TE透射率曲线示意图；
图5是本发明实施方式提供的具有不同厚度金属线栅的线栅偏振器件在不同波长入射光下的偏振比曲线示意图；
图6是本发明实施方式提供的具有不同厚度碳纳米管线栅的线栅偏振器件在不同波长入射光下的TM透射率曲线示意图；
图7是本发明实施方式提供的具有不同厚度碳纳米管线栅的线栅偏振器件在不同波长入射光下的TE透射率曲线示意图；
图8是本发明实施方式提供的具有不同厚度碳纳米管线栅的线栅偏振器件在不同波长入射光下的偏振比曲线示意图；
图9～13是本发明实施方式提供的一种制作线栅偏振器件的示意图；
图14～18是本发明实施方式提供的另一种制作线栅偏振器件的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明实施方式提供了一种线栅偏振器件，该线栅偏振器件包括衬底基板以及设置在所述衬底基板上的碳纳米管线栅和金属线栅，所述金属线栅与所述碳纳米管线栅层叠设置，所述碳纳米管线栅包括多个轴向方向相同的碳纳米管。
本发明实施方式提供的线栅偏振器件，包括层叠设置的碳纳米管线栅和金属线栅，在制作该线栅偏振器件时，可以避免高膜厚金属的等离子体干刻工艺，从而降低了制作工艺难度，增强了工艺稳定性和线栅偏振器件的化学稳定性。
其中，本发明中，碳纳米管线栅可以为沿同一方向高度取向的碳纳米管薄膜材料，例如可以为超顺排碳纳米管薄膜材料，由于碳纳米管(CNT)在超顺排薄膜中沿抽拉方向单一取向，这将必然导致碳纳米管在光吸收和光发射行为中表现出偏振性，碳纳米管的直径仅有10nm左右，其中电子的运动被局限在碳纳米管的轴向方向，如果入射光子的偏振方向与碳纳米管的轴向一致，电子将在光子的电场作用下沿碳管的轴向运动，光子的能量被传送给电子，电子再通过与晶格的散射把能量消耗在晶格的热运动中，在这种情况下，光子完全被碳纳米管吸收掉，如果入射光子的偏振方向与碳纳米管的轴向垂直，由于碳纳米管的限域作用，电子不能跟随光子的光场运动，于是光子不能被碳纳米管吸收而顺利穿透碳纳米管薄膜，所以碳纳米管薄膜可以直接用作光学偏振片，并且由于碳纳米管具有广谱吸收的能力，所以由碳纳米管制作而成的偏振器件能够在从深紫外到远红外非常宽的波长范围内工作，且在高温、高湿环境中也能具有良好的偏光作用。
参见图1，图1是本发明实施方式提供的一种线栅偏振器件的示意图，该线栅偏振器件包括衬底基板100，所述衬底基板100的上表面依次设置有多条碳纳米管线栅200和多条金属线栅300，金属线栅300与碳纳米管线栅200的延伸方向相同，且两者层叠设置；
其中，碳纳米管线栅200包括多个轴向方向相同的碳纳米管，碳纳米管的轴向方向(即碳纳米管的延伸方向)与金属线栅300的延伸方向一致，例如，碳纳米管线栅的材料可以包括沿同一方向高度取向的碳纳米管膜，优选地，该沿同一方向高度取向的碳纳米管膜可以包括超顺排碳纳米管膜。
其中，金属线栅300的材料包括以下的至少一种：铝、银、金、铜、钨，优选地，金属线栅300的材料可以为铝；
优选地，碳纳米管线栅200的厚度可以为50纳米～300纳米，例如可以为100纳米、200纳米、250纳米等，金属线栅300的厚度可以为50纳米～200纳米，例如可以为100纳米、150纳米等。
本发明实施方式提供的线栅偏振器件，采用碳纳米管线栅和金属线栅的复合结构，碳纳米管线栅可以采用高度取向排列的碳纳米管膜形成，利用高度取向的碳纳米管膜的各向异性导电性和表面活性电子的等离子体激元特性，与金属线栅的表面电子的等离子体激元耦合共振，还能增强透射的偏振光，参见图2，图2是本发明实施方式提供的另一种线栅偏振器件的示意图，该线栅偏振器件包括衬底基板100，衬底基板100设置有多条线栅，每一条线栅包括一条碳纳米管线栅200以及一条金属线栅300，金属线栅300的材料为铝(Al)，碳纳米管线栅200、金属线栅300依次设置在衬底基板100的表面上，其中，线栅的宽度W为50nm，光栅周期P为100nm，占空比W/P为0.5；
采用入射波段为380nm-780nm的光测试上述线栅偏振器件在不同光栅深度(碳纳米管线栅的厚度d1和金属线栅的厚度d2之和)情况下的TM偏振光(电场方向平行入射面)的透射率、TE偏振光(电场方向垂直入射面)的透射率以及偏振比；
例如，固定d1为100nm，当d2的值分别为20nm、50nm、100nm、150nm、200nm时，TM偏振光的透射率如图3所示，TE偏振光的透射率如图4所示，其中，TM偏振光的透射率可达到70％～80％范围内，偏振比如图5所示，当d2的值为100nm、150nm、200nm时，偏振比可达到0.99；
例如，固定d2为100nm，当d1的值分别为50nm、100nm、150nm、200nm、250nm时，TM偏振光的透射率如图6所示，TE偏振光的透射率如图7所示，其中，TM偏振光的透射率可达到70％～80％范围内，偏振比如图8所示，偏振比可达到0.99。
此外，本发明实施方式还提供了一种显示装置，包括上述的线栅偏振器件。其中，本发明实施方式提供的显示装置可以是笔记本电脑显示屏、液晶显示器、液晶电视、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件。
本发明实施方式还提供了一种线栅偏振器件的制作方法，包括：在衬底基板上形成碳纳米管线栅和金属线栅，所述金属线栅与所述碳纳米管线栅层叠设置，所述碳纳米管线栅包括多个轴向方向相同的碳纳米管。
例如，所述在衬底基板上形成碳纳米管线栅和金属线栅包括：
在所述衬底基板上形成所述碳纳米管线栅；
在所述碳纳米管线栅上形成所述金属线栅。
其中，在所述衬底基板上形成所述碳纳米管线栅包括：
在所述衬底基板上形成碳纳米管薄膜；
对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理，形成所述碳纳米管线栅。
例如，可以采用电子束光刻胶制作碳纳米管线栅，该线栅偏振器件的制作方法包括：
S11：参见图9，首先在衬底基板(可以为玻璃基板)100上形成碳纳米管薄膜201；
其中，碳纳米管薄膜201的材料可以包括沿同一方向高度取向的碳纳米管膜，例如，可以首先对衬底基板100的表面进行预处理，然后采用液面排布转移技术在其上形成沿同一方向高度取向的碳纳米管膜，并通过多次转移工艺调整其厚度，从而得到所需厚度的碳纳米管薄膜；
优选地，该碳纳米管薄膜201可由超顺排碳纳米管膜通过拉丝成膜工艺形成，由于单层膜厚通常在几十纳米，可通过多次拉膜工艺得到所需厚度的碳纳米管薄膜；
S12：参见图10，在所述碳纳米管薄膜201上涂覆电子束光刻胶401；
S13：参见图11，对电子束光刻胶401进行曝光、显影，形成光刻胶图案400，所述光刻胶图案包括光刻胶保留区和光刻胶去除区；
S14：参见图12，通过刻蚀工艺去除所述碳纳米管薄膜中位于所述光刻胶去除区的部分；
S15：去除剩余的电子束光刻胶，如图13所示在衬底基板上形成碳纳米管线栅200；
S16：在碳纳米管线栅200上形成金属线栅，从而得到所需的线栅偏振器件，例如，可以在碳纳米管线栅200上采用热蒸发沉积工艺或磁控溅射工艺形成包覆金属膜，形成金属线栅，从而得到碳纳米管线栅和金属线栅复合的线栅偏振器件，其中，在上述制作过程中，由于衬底基板100已形成有碳纳米管线栅，因此在沉积工艺或者溅射工艺中，由于相邻两条碳纳米管线栅的间距较小(小于100纳米)，因此，沉积或溅射的金属材料会优先形成在碳纳米管线栅上，而相邻两条碳纳米管线栅之间(即衬底基板上未设置碳纳米管线栅的区域)形成较少甚至不形成金属材料，从而使得所形成的金属膜在碳纳米管线栅上的厚度远大于在相邻两条碳纳米管线栅之间的厚度，因此无需再对沉积或溅射的金属膜进行刻蚀即可在碳纳米管线栅形成金属线栅。
此外，还可以采用纳米压印用光刻胶制作碳纳米管线栅，该线栅偏振器件的制作方法包括：
S21：参见图14，首先在衬底基板100上形成碳纳米管薄膜201；
其中，碳纳米管薄膜201的材料可以包括沿同一方向高度取向的碳纳米管膜，例如，可以首先对衬底基板100的表面进行预处理，然后采用液面排布转移技术在其上形成沿同一方向高度取向的碳纳米管膜，并通过多次转移工艺调整其厚度，从而得到所需厚度的碳纳米管薄膜；
优选地，该碳纳米管薄膜201可由超顺排碳纳米管膜通过拉丝成膜工艺形成，由于单层膜厚通常在几十纳米，可通过多次拉膜工艺得到所需厚度的碳纳米管薄膜；
S22：参见图15，在所述碳纳米管薄膜201上涂覆纳米压印用光刻胶501；
S23：参见图16，采用纳米压印模板对光刻胶进行压印，同时进行紫外固化，形成光刻胶图案500，所述光刻胶图案包括凸起区和凹陷区；
S24：参见图17，通过刻蚀工艺去除凹陷区上残留的纳米压印用光刻胶以及碳纳米管薄膜中位于凹陷区的部分，例如，可以通过电感耦合等离子体干刻设备同时干刻凹陷区上残留的纳米压印用光刻胶以及碳纳米管薄膜中位于凹陷区的部分；
S25：去除剩余的纳米压印用光刻胶，如图18所示在衬底基板上形成碳纳米管线栅200；
S26：在碳纳米管线栅200上形成金属线栅，从而得到所需的线栅偏振器件，例如，可以在碳纳米管线栅200上采用热蒸发沉积工艺或磁控溅射工艺形成包覆金属膜，形成金属线栅，从而得到碳纳米管线栅和金属线栅复合的线栅偏振器件，其中，在上述制作过程中，由于衬底基板100已形成有碳纳米管线栅，因此在沉积工艺或者溅射工艺中，由于相邻两条碳纳米管线栅的间距较小(小于100纳米)，因此，沉积或溅射的金属材料会优先形成在碳纳米管线栅上，而相邻两条碳纳米管线栅之间(即衬底基板上未设置碳纳米管线栅的区域)形成较少甚至不形成金属材料，从而使得所形成的金属膜在碳纳米管线栅上的厚度远大于在相邻两条碳纳米管线栅之间的厚度，因此无需再对沉积或溅射的金属膜进行刻蚀即可在碳纳米管线栅形成金属线栅。
本发明实施方式提供的线栅偏振器件的制作方法，通过在衬底基板上预先形成由高度取向排列的碳纳米管膜制作的碳纳米管线栅，之后在碳纳米管线栅上沉积包覆金属膜，形成金属线栅，避免了高膜厚的金属膜的等离子体干刻工艺，并且由于碳纳米管膜耐酸耐碱，耐温耐湿，还能提高线栅偏振器件的化学稳定性。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (15)

1.一种线栅偏振器件，其特征在于，包括衬底基板以及设置在所述衬底基板上的多条碳纳米管线栅和多条金属线栅，所述金属线栅与所述碳纳米管线栅层叠设置，所述碳纳米管线栅包括多个轴向方向相同的碳纳米管；其中，所述金属线栅位于所述碳纳米管线栅远离所述衬底基板的一侧。
2.根据权利要求1所述的线栅偏振器件，其特征在于，所述碳纳米管线栅、所述金属线栅依次设置在所述衬底基板的同一侧。
3.根据权利要求1所述的线栅偏振器件，其特征在于，所述碳纳米管线栅的厚度为所述金属线栅的厚度为
4.根据权利要求1所述的线栅偏振器件，其特征在于，所述多个轴向方向相同的碳纳米管的轴向方向与所述金属线栅的延伸方向一致。
5.根据权利要求1-4任一所述的线栅偏振器件，其特征在于，所述碳纳米管线栅的材料包括沿同一方向高度取向的碳纳米管膜。
6.根据权利要求5所述的线栅偏振器件，其特征在于，所述沿同一方向高度取向的碳纳米管膜包括超顺排碳纳米管膜。
7.根据权利要求1-4任一所述的线栅偏振器件，其特征在于，所述金属线栅的材料包括以下的至少一种：铝、银、金、铜、钨。
8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的线栅偏振器件。
9.一种线栅偏振器件的制作方法，其特征在于，包括：在衬底基板上形成多条碳纳米管线栅和多条金属线栅，所述金属线栅与所述碳纳米管线栅层叠设置，所述碳纳米管线栅包括多个轴向方向相同的碳纳米管；其中，所述金属线栅位于所述碳纳米管线栅远离所述衬底基板的一侧。
10.根据权利要求9所述的线栅偏振器件的制作方法，其特征在于，所述在衬底基板上形成碳纳米管线栅和金属线栅包括：
在所述衬底基板上形成所述碳纳米管线栅；
在所述碳纳米管线栅上形成所述金属线栅。
11.根据权利要求10所述的线栅偏振器件的制作方法，其特征在于，在所述衬底基板上形成所述碳纳米管线栅包括：
在所述衬底基板上形成碳纳米管薄膜；
对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理，形成所述碳纳米管线栅。
12.根据权利要求11所述的线栅偏振器件的制作方法，其特征在于，对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理包括：
在所述碳纳米管薄膜上涂覆电子束光刻胶；
对电子束光刻胶进行曝光、显影，形成光刻胶图案，所述光刻胶图案包括光刻胶保留区和光刻胶去除区；
通过刻蚀工艺去除所述碳纳米管薄膜中位于所述光刻胶去除区的部分；
去除剩余的电子束光刻胶，形成所述碳纳米管线栅。
13.根据权利要求11所述的线栅偏振器件的制作方法，其特征在于，对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理包括：
在所述碳纳米管薄膜上涂覆纳米压印用光刻胶；
在对纳米压印用光刻胶进行压印的同时进行紫外固化，形成光刻胶图案，所述光刻胶图案包括凸起区和凹陷区；
通过刻蚀工艺去除所述碳纳米管薄膜中位于所述凹陷区的部分；
去除剩余的纳米压印用光刻胶，形成所述碳纳米管线栅。
14.根据权利要求11所述的线栅偏振器件的制作方法，其特征在于，所述碳纳米管薄膜的材料包括沿同一方向高度取向的碳纳米管膜。
15.根据权利要求14所述的线栅偏振器件的制作方法，其特征在于，所述沿同一方向高度取向的碳纳米管膜包括超顺排碳纳米管膜。
CN201610076984.0A 2016-02-03 2016-02-03 线栅偏振器件及其制作方法、显示装置 Active CN105572780B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610076984.0A CN105572780B (zh) 2016-02-03 2016-02-03 线栅偏振器件及其制作方法、显示装置
US15/260,751 US20170219754A1 (en) 2016-02-03 2016-09-09 Wire-grid polarizing element, manufacturing method thereof, and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610076984.0A CN105572780B (zh) 2016-02-03 2016-02-03 线栅偏振器件及其制作方法、显示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105572780A CN105572780A (zh) 2016-05-11
CN105572780B true CN105572780B (zh) 2018-09-11

Family

ID=55883117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610076984.0A Active CN105572780B (zh) 2016-02-03 2016-02-03 线栅偏振器件及其制作方法、显示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20170219754A1 (zh)
CN (1) CN105572780B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015219319A (ja) * 2014-05-15 2015-12-07 デクセリアルズ株式会社 無機偏光板及びその製造方法
CN104898328B (zh) * 2015-06-30 2019-04-09 厦门天马微电子有限公司 区域化偏光结构及其制作方法、液晶显示面板
CN104898327B (zh) * 2015-06-30 2019-01-22 厦门天马微电子有限公司 液晶显示屏、复合基板及制作方法
CN105911628B (zh) * 2016-06-07 2018-08-07 京东方科技集团股份有限公司 一种线栅偏振器结构、显示基板母板及制作方法
CN106199811B (zh) * 2016-08-29 2018-08-03 京东方科技集团股份有限公司 一种偏光膜的制备方法、显示基板及显示装置
CN107102394B (zh) * 2017-07-03 2020-05-22 京东方科技集团股份有限公司 一种线栅偏振器、其制作方法及显示面板
TWI641878B (zh) * 2017-09-22 2018-11-21 友達光電股份有限公司 線柵偏光器以及使用此線柵偏光器的顯示面板
CN108169950A (zh) * 2017-12-26 2018-06-15 深圳市华星光电技术有限公司 彩膜基板及其制作方法、液晶面板
CN110119033B (zh) * 2018-02-05 2020-08-11 清华大学 红外成像系统
CN110119032B (zh) * 2018-02-05 2020-09-08 清华大学 一种产生远红外偏振光的方法
CN110161613B (zh) * 2018-03-30 2020-12-08 京东方科技集团股份有限公司 背光模组及其制作方法、液晶显示装置
CN109270620B (zh) * 2018-11-16 2022-07-19 京东方科技集团股份有限公司 金属线栅偏振片的制作方法及显示面板
CN110646980B (zh) * 2019-09-29 2022-07-29 京东方科技集团股份有限公司 一种液晶显示器
CN112882146A (zh) * 2021-01-25 2021-06-01 中国科学院上海光学精密机械研究所 二维全斯托克斯偏振成像元件及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1818725A (zh) * 2005-02-10 2006-08-16 精工爱普生株式会社 光学元件的制造方法
CN1996067A (zh) * 2006-01-06 2007-07-11 第一毛织株式会社 偏振光学元件和使用了该偏振光学元件的液晶显示装置
CN101963681A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 偏光元件
CN102087377A (zh) * 2009-12-02 2011-06-08 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 偏振元件及其制作方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1281982C (zh) * 2002-09-10 2006-10-25 清华大学 一种偏光元件及其制造方法
WO2008147431A2 (en) * 2006-10-12 2008-12-04 Cambrios Technologies Corporation Functional films formed by highly oriented deposition of nanowires
WO2009134269A1 (en) * 2008-05-01 2009-11-05 Agoura Technologies, Inc. A wire grid polarizer for use on the front side of lcds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1818725A (zh) * 2005-02-10 2006-08-16 精工爱普生株式会社 光学元件的制造方法
CN1996067A (zh) * 2006-01-06 2007-07-11 第一毛织株式会社 偏振光学元件和使用了该偏振光学元件的液晶显示装置
CN101963681A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 偏光元件
CN102087377A (zh) * 2009-12-02 2011-06-08 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 偏振元件及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170219754A1 (en) 2017-08-03
CN105572780A (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105572780B (zh) 线栅偏振器件及其制作方法、显示装置
Zhao et al. Chiral 2D-perovskite nanowires for stokes photodetectors
CN101290446B (zh) Tft-lcd阵列基板及其制造方法
Hashemi et al. Enhanced absorption of graphene in the visible region by use of plasmonic nanostructures
US20120287506A1 (en) Color filter substrate capable of polarizing and manufacturing method thereof
WO2017084175A1 (zh) 液晶显示装置及其制作方法
US20120287362A1 (en) Plasmonic In-Cell Polarizer
US9158052B2 (en) Method for manufacturing a wire grid polarizer
Wu et al. Sub-15 nm linewidth gratings using roll-to-roll nanoimprinting and plasma trimming to fabricate flexible wire-grid polarizers with low colour shift
Kaplan et al. Multilayer pattern transfer for plasmonic color filter applications
CN105629365A (zh) 线栅偏振器、包括其的显示面板及其制造方法
JP2009046742A (ja) メタルワイヤーパタンの製造方法、バックライトシステム及びそれらを用いた液晶ディスプレイ
Lan et al. Enhanced Asymmetric Light‐Plasmon Coupling in Graphene Nanoribbons for High‐Efficiency Transmissive Infrared Modulation
JP2023503697A (ja) 光メタ表面膜
Singh et al. Large and tunable chiro-optical response with all dielectric helical nanomaterials
Liu et al. Realization of tellurium-based all dielectric optical metamaterials using a multi-cycle deposition-etch process
Kang et al. Metal transfer assisted nanolithography on rigid and flexible substrates
CN108680982B (zh) 一种偏光器件及其制备方法、显示基板和显示装置
Wu et al. Localized surface plasmon resonance in graphene nanomesh with Au nanostructures
Martella et al. Tailoring broadband light trapping of GaAs and Si substrates by self-organised nanopatterning
CN108132496B (zh) 金属栅偏光片及其制作方法、液晶面板及液晶显示器
CN107167863B (zh) 纳米线栅偏光片的制作方法
Oh et al. Polarized ultraviolet emitters with Al wire-grid polarizers fabricated by solvent-assisted nanotransfer process
Wu et al. Fabrication of flexible metallic wire grid polarizer using thermal NIL and lift-off processes
Li et al. Fabrication of nano metallic holes for color filters based on a controllable self-assembly of polystyrene spheres

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant