偏振结构、其制备方法与包含其的显示设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学偏振结构领域，具体而言，涉及一种偏振结构、其制备方法与包含 其的显示设备。
【背景技术】
[0002] 电磁波在垂直于传播方向的平面内具有随机的振动方向，经过光学偏振结构的偏 振后，光线在一个特定的方向上振动，这就是偏振光。偏振光的这种特性被广泛的应用到显 示设备中，光学偏振结构应用于诸如液晶显示器件（LCD)、场致发光显示器件（ELD)、等离 子体显示板（PDP)等显示设备，用来提高光学对比度。
[0003]目前最常用的偏振结构是一种二向色偏振结构，通过将碘或有机染料等二色性物 质吸附在聚乙烯醇（PVA)类薄膜上，并在薄膜的两面层叠三醋酸纤维素（TAC)作为保护膜 而制成。二向色型偏振结构是一种吸收型的线性偏振结构，它对入射光束不同振动方向分 量具有不同的吸收系数，有的方向吸收系数低，有的方向吸收系数高，经过偏振结构的出射 光主要是沿吸收系数低的方向振动的，进而达到光的偏振效果。
[0004] 中国专利CN1409136.A公开了一种制造具有高透射率、高偏光光度的偏振结构的 方法。该方法首先使用具有双色性质的碘的染色液对聚乙烯醇膜进行染色，通过交联剂对 其进行交联处理，并在上述过程中对聚乙烯醇膜进行延伸处理；然后将经过上述处理的薄 膜进行干燥，在膜的一面或者两面贴合TAC膜或对苯二甲酸乙二醇酯（PET)膜作为保护膜。 该方法的特别之处在于采用多次浴，并采用逐次提高延伸倍率的方式进行延伸处理，由此 制备出具有高透射率、高偏光光度的偏振结构。但是此方法的制程比较复杂，在操作过程中 需要准确的控制温度、每浴的延伸倍率，以防止薄膜染色不均的发生。
[0005] 二向色偏振结构的碘系染料具有很强的吸湿性，该特性使得二向色偏振结构容易 在高温高湿或者低温下产生收缩或发生漏光等问题，对于大尺寸显示设备，为了保护偏振 结构避免受外部湿气的影响，通常采用上述TAC膜作为保护膜，该膜的厚度达到80ym以 上，与近年来显示设备朝着更轻更薄发展的趋势相违背，另外，TAC膜是一种昂贵的组件，不 利于生产成本的控制。
[0006] 近年来，出现了纳米金属线光学偏振结构，例如公开号为CN103984055A的中国专 利申请公开了一种纳米金属线光学偏振结构的制备方法。该偏振结构的偏光层将定向排列 的纳米金属线阵列置于透明介质薄膜中，定向排列的纳米金属线阵列能与一定波长的入射 光波发生等离子体共振，即金属中传导电子的振荡吸收，称为电子的等离子振荡机制。从而 吸收与纳米金属线不平行的光波，通过与纳米金属线平行的光波，产生偏振效应，使该结构 具有偏光性能。通过改变纳米金属线的材质、结构以及阵列密度可以调节该偏振结构的吸 收系数，此外，增加纳米金属线阵列的层数，相当于增加了纳米金属线的厚度，对应地也就 增加了纳米金属线的吸光度，进而可以提高偏光层的偏光度。
[0007] 纳米金属线光学偏振结构不容易受外部环境的影响，高湿或者低温下不容易产 生收缩发生漏光等问题，所以具有此种偏振结构的偏振片中的偏振层外侧不需要贴合TAC 膜，使得该种偏振片的厚度较小，能够满足近年来显示设备朝着更轻更薄发展的趋势。但是 该结构是通过将包含有纳米金属线的透明介质溶液涂布在透明基底上，然后进行氮气扩散 或拉伸处理形成定向排列的纳米金属线阵列，并且纳米金属线是通过多次化学反应，采用 聚乙烯吡咯烷酮诱导工艺形成纳米金属线得到的，这就必然会导致该工艺制备的偏振结构 存在稳定性和均匀性差的缺点。
[0008] 为了克服现有技术中纳米金属线光学偏振结构稳定性和均匀性差的问题，亟需一 种能够制备出结构稳定和均匀性较好的纳米金属线偏振结构的制备方法。
【发明内容】
[0009] 本发明的主要目的在于提供一种偏振结构、其制备方法与包含其的显示设备，以 解决现有技术中纳米金属线光学偏振结构稳定性和均匀性差的问题。
[0010] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种偏振结构的制备方法，该 制备方法包括：步骤Sl，在透明基底的表面上设置金属基底层；步骤S2,在上述金属基底层 的远离上述透明基底的表面上设置遮挡层，上述遮挡层为栅状结构，上述栅状结构包括间 隔排列的栅条和间隙；步骤S3,在裸露的上述金属基底层的表面上设置金属层；步骤S4,去 除上述遮挡层；以及步骤S5,去除裸露的上述金属基底层，形成纳米金属线阵列。
[0011] 进一步地，述步骤Si中采用溅射法或化学溶液反应沉积法设置上述金属基底层， 当采用化学溶液反应沉积法设置上述金属基底层时，上述步骤Sl包括：步骤S11，采用化学 溶液反应沉积法设置上述金属基底层，所采用的溶液中金属的离子浓度在8~25g/L之间， 金属的沉积速率在20~70nm/min之间，沉积的时间在1~25min之间；以及步骤S12,烘干 上述金属基底层与上述透明基底，烘干温度在40~80°C之间，当采用溅射法设置上述金属 基底层时，上述步骤Sl包括：步骤SlT，采用溅射法设置金属基底层，溅射的速率在30~ 80nm/min之间，派射的时间在2~16min之间；以及步骤S12'，烘干金属基底层与透明基 底，烘干温度在40~80°C之间。
[0012] 进一步地，上述金属基底层的厚度为50~500nm。
[0013] 进一步地，上述步骤S2包括：步骤S21，在上述金属基底层的远离上述透明基底的 表面上设置光刻胶层；步骤S22,采用具有上述栅状结构的图形的光刻掩膜版对上述光刻 胶进行曝光；以及步骤S23,对上述光刻胶进行显影，形成上述遮挡层。
[0014] 进一步地，上述步骤S3采用电化学沉积法设置上述金属层，上述步骤S3中的电化 学沉积法所采用的电镀溶液中上述金属离子的浓度在25~100g/L之间，上述金属的沉积 速率在0. 5~2ym/min之间，沉积的时间在5~60min之间。
[0015] 进一步地，上述步骤S4包括：步骤S41，采用湿法刻蚀方法去除上述遮挡层；以及 步骤S42,采用湿法刻蚀法去除裸露的上述金属基底层。
[0016] 进一步地，上述步骤S41在采用湿法刻蚀方法去除上述遮挡层后还包括：烘干上 述金属基底层、上述金属层与上述透明基底，优选烘干温度在40~80°C之间，进一步优选 上述步骤S42在采用湿法刻蚀方法去除裸露的上述金属基底层后还包括：烘干上述金属层 与上述透明基底，更进一步优选烘干温度在40~80 °C之间。
[0017] 进一步地，上述步骤S42中的上述湿法刻蚀法为采用闪蚀水去除裸露的上述金属 基底层。
[0018] 进一步地，在完成步骤S5之后，上述制备方法还包括：步骤S6,在上述金属层与裸 露的上述透明基底的表面上设置保护结构。
[0019] 进一步地，上述步骤S6包括：步骤S61，在上述金属层与裸露的上述透明基底的表 面上设置保护层，优选采用紫外灯对紫外胶进行照射形成上述保护层，进一步优选上述紫 外灯的照射功率为400~600mJ;以及步骤S62,在上述保护层的远离上述透明基底的表面 上设置保护基板。
[0020] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种偏振结构，上述偏振结构 采用上述的制备方法制备而成。
[0021] 进一步地，上述偏振结构中金属基底层和金属层形成纳米金属线阵列，上述纳米 金属线阵列的金属线的宽度为50~400nm。
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