线栅偏振器件及其制作方法、显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003 ] 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。
[0004]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】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]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。
[0007](二)技术方案
[0008]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。
[0009]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。[00?0]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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:
[0018]在所述衬底基板上形成所述碳纳米管线栅；
[0019]在所述碳纳米管线栅上形成所述金属线栅。
[0020]优选地，在所述衬底基板上形成所述碳纳米管线栅包括:
[0021 ]在所述衬底基板上形成碳纳米管薄膜；
[0022]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。
[0023]优选地，对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理包括:
[0024]在所述碳纳米管薄膜上涂覆电子束光刻胶；
[0025]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；
[0026]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；
[0027]去除剩余的电子束光刻胶，形成所述碳纳米管线栅。
[0028]优选地，对所述碳纳米管薄膜进行图案化处理包括:
[0029]在所述碳纳米管薄膜上涂覆纳米压印用光刻胶；
[0030]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；
[0031]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；
[0032]去除剩余的纳米压印用光刻胶，形成所述碳纳米管线栅。
[0033]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。
[0034]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。
[0035](三)有益效果
[0036]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】
[0037]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；
[0038]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；
[0039]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；
[0040]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；
[0041]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；
[0042]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；
[0043]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；
[0044]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；
[0045]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；
[0046]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】
[0047]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。
[0048]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。
[0049]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。
[0050]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1nm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。
[0051]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；
[0052]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。
[0053]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；
[0054]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。
[0055]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的材料为招(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50歷，光栅周期？为10011111，占空比￥/?为0.5;
[0056]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dl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；
[0057]例如，固定dl为lOOnm，当d2的值分别为20nm、50nm、lOOnm、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(12的值为100