亞波長光柵偏光片及其制作方法
【專利摘要】本發明提供一種亞波長光柵偏光片及其制作方法，該亞波長光柵偏光片包括一層金屬線柵和一層半導體線柵，通過增加半導體線柵能夠在實現偏光功能的同時過濾紫外波段的光線，將該亞波長光柵偏光片應用于顯示設備之中取代普通的偏光片，能夠保護用戶的視力。
【專利說明】
亞波長光柵偏光片及其制作方法
技術領域
[0001]本發明涉及顯示技術領域，尤其涉及一種亞波長光柵偏光片及其制作方法。
【背景技術】
[0002]納米壓印(Nano-1mprint Lithography，NIL)技術突破了傳統光刻在特征尺寸減小過程中的難題，具有分辨率高、低成本、高產率的特點。自1995年提出以來，納米壓印已經演變出了多種壓印技術，廣泛應用于半導體制造、微機電系統(Microe IectromechanicalSyStemS，MEMS)、生物芯片、生物醫學等領域。NIL技術的基本思想是通過模版，將圖形轉移到相應的襯底上，轉移的媒介通常是一層很薄的聚合物膜，通過熱壓或者輻照等方法使其結構硬化從而保留下轉移的圖形。整個過程包括壓印和圖形轉移兩個過程。根據壓印方法的不同，NIL主要可分為熱塑(Hot embossing)、紫外(UV)固化和微接觸(Micro contactprinting，uCP)三種光刻技術。
[0003]對于需要使用偏光片的各類器件，例如LCD、0LED等，傳統的偏光片是由多層膜組合而成的，其中最核心的部分是偏光層，通常為含有具有偏光作用的碘分子的聚乙烯醇(PVA)層，其次是分別位于偏光層兩側的保護層，通常為透明的三醋酸纖維素(TAC)層，主要是為了維持偏光層中偏光子的被拉伸狀態，避免偏光子水分的流失，保護其不受外界影響，該偏光片通過二向碘分子的吸收作用來產生偏振光。
[0004]隨著納米壓印技術的發展，人們已經開始制備亞波長光柵結構，來達到對可見光波長范圍的光的偏振作用，所謂亞波長光柵是指光柵周期遠小于入射光波長的光柵，亞波長光棚■結構對于橫向磁場(Transverse Magnetic，TM)和橫向電場(Transverse Electric，TE)態光場具有很高的消光比，能夠顯著地透過垂直于金屬線排列方向的TM光而反射平行于金屬線排列方向的TE光，使得其可以作為高透過率的偏光片結構使用。
[0005]顯示器件中發出的短波藍光，其具有僅次于紫外線的能量，能夠輕易的穿透眼球，直達視網膜，因此對人眼具有一定的損害，出于保護視力的目的，很多時候短波藍光和紫外光會被希望在顯示器件中被過濾掉。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種亞波長光柵偏光片，該亞波長光柵偏光片不僅具有偏光作用，還具有濾光作用。
[0007]本發明的目的還在于提供一種亞波長光柵偏光片的制作方法，該方法制作的亞波長光柵偏光片不僅具有偏光作用，還具有濾光作用。
[0008]為實現上述目的，本發明提供了一種亞波長光柵偏光片，包括:透明的襯底、設于所述襯底上的第一線柵、設于所述第一線柵上的第二線柵；
[0009]所述第一線柵的材料為金屬材料與半導體材料中的一種，所述第二線柵的材料為金屬材料與半導體材料中不同于第一線柵的材料的另一種。
[0010]所述第一線柵與所述第二線柵的線柵周期相同。[0011 ]所述第一線柵與所述第二線柵的線柵周期不同。
[0012]當所述第一線柵材料為半導體材料時，所述第一線柵的線寬小于或等于200nm;
[0013]當所述第二線柵材料為半導體材料時，所述第二線柵的線寬小于或等于200nm。
[0014]所述半導體材料為多晶硅，所述金屬材料為鋁、銀、或金。
[0015]本發明還提供一種亞波長光柵偏光片的制作方法，包括如下步驟:
[0016]步驟1、提供一透明的襯底、金屬材料以及半導體材料；
[0017]步驟2、利用金屬材料和半導體材料在所述襯底上通過沉積及圖案化工藝，分別形成位于所述襯底上的第一線柵、及位于所述第一線柵上的第二線柵，所述第一線柵和第二線柵的材料不同。
[0018]所述步驟2具體包括:
[0019]步驟21、在所述襯底依次沉積形成第一線柵材料層、以及第二線柵材料層，在所述第二線柵材料層上涂布光阻材料，形成光阻薄膜；
[0020]步驟22、圖案化所述光阻薄膜，形成光阻層，所述光阻層的圖案與待形成的第一線柵和第二線柵的圖案相同；
[0021]步驟23、利用所述光阻層做遮擋同時對所述第一線柵材料層、以及第二線柵材料層進行蝕刻，蝕刻完成后去除光阻層，得到位于所述襯底上的第一線柵、及位于所述第一線柵上的第二線柵；
[0022]所述第一線柵與所述第二線柵的線柵周期相同。
[0023]所述步驟2具體包括:
[0024]步驟21，、在所述襯底沉積形成第一線柵材料層，在所述第一線柵材料層上涂布光阻，形成第一光阻薄膜；
[0025]步驟22’、圖案化所述第一光阻薄膜，形成第一光阻層，所述第一光阻層的圖案與待形成的第一線柵的圖案相同；
[0026]步驟23’、利用所述第一光阻層做遮擋對所述第一線柵材料層進行蝕刻，蝕刻完成后去除第一光阻層，形成位于所述襯底上的第一線柵；
[0027]步驟24’、在所述第一線柵上沉積形成第二線柵材料層，在所述第二線柵材料層上再次涂布光阻，形成第二光阻薄膜；
[0028]步驟25’、圖案化所述第二光阻薄膜，形成第二光阻層，所述第二光阻層的圖案與待形成的第二線柵的圖案相同；
[0029]步驟26’、利用所述第二光阻層做遮擋對所述第二線柵材料層進行蝕刻，蝕刻完成后去除第二光阻層，形成位于所述第一線柵上的第二線柵；
[0030]所述第一線柵與第二線柵的線柵周期相同或不同。
[0031]當所述第一線柵材料為半導體材料時，所述第一線柵的線寬小于或等于200nm;
[0032]當所述第二線柵材料為半導體材料時，所述第二線柵的線寬小于或等于200nm。
[0033]所述半導體材料為多晶硅，所述金屬材料為鋁、銀、或金。
[0034]本發明的有益效果:本發明提供了一種亞波長光柵偏光片，該亞波長光柵偏光片包括一層金屬線柵和一層半導體線柵，通過增加半導體線柵能夠在實現偏光功能的同時過濾紫外波段的光線，將該亞波長光柵偏光片應用于顯示設備之中取代普通的偏光片，能夠保護用戶的視力。本發明提供了一種亞波長光柵偏光片的制作方法，該方法制作的亞波長光柵偏光片包括一層金屬線柵和一層半導體線柵，通過增加半導體線柵能夠在實現偏光功能的同時過濾紫外波段的光線，將該亞波長光柵偏光片應用于顯示設備之中取代普通的偏光片，能夠保護用戶的視力，并且該方法制備金屬線柵和半導體線柵的線柵周期可以相同也可以不同。
【附圖說明】
[0035]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。
[0036]附圖中，
[0037]圖1為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第一實施例的步驟21的示意圖；
[0038]圖2為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第一實施例的步驟22的示意圖；
[0039]圖3為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第一實施例的步驟23的示意圖暨本發明的亞波長光柵偏光片的第一實施例的結構不意圖；
[0040]圖4為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第二實施例的步驟21’的示意圖；
[0041]圖5為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第二實施例的步驟22’的示意圖；
[0042]圖6為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第二實施例的步驟23’的示意圖；
[0043]圖7為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第二實施例的步驟24’的示意圖；。
[0044]圖8為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第二實施例的步驟25’的示意圖；
[0045]圖9為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的第二實施例的步驟26’的示意圖暨本發明的亞波長光柵偏光片的第二實施例的結構示意圖；
[0046]圖10為本發明的亞波長光柵偏光片的制作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0047]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。
[0048]請參閱圖3或圖9，本發明首先提供一種亞波長光柵偏光片，包括:透明的襯底1、設于所述襯底I上的第一線柵2、設于所述第一線柵2上的第二線柵3;
[0049]所述第一線柵2的材料為金屬材料與半導體材料中的一種，所述第二線柵3的材料為金屬材料與半導體材料中不同于第一線柵2的材料的另一種。
[0050]也就是說，該亞波長光柵偏光片包括層疊設置一金屬線柵和一半導體線柵，所述金屬線柵和半導體線柵的層疊順序不作限制，既可以金屬線柵在上半導體線柵在下，也可以半導體線柵在上金屬線柵在下。具體地，所述金屬線柵包括多條周期性間隔排列的金屬線，所述半導體線柵包括多條周期性間隔排列的半導體線。
[0051]具體地，根據設計需要，所述第一線柵2與所述第二線柵3的線柵周期可以相同也可以不同，如圖3所示，在本發明的第一實施例中，所述第一線柵2與所述第二線柵3的線柵周期相同，如圖9所示，在本發明的第二實施例中，所述第一線柵2與所述第二線柵3的線柵周期不同。
[0052]特別地，當所述第一線柵材料為半導體材料時，所述第一線柵2的線寬小于或等于200nm，當所述第二線柵材料為半導體材料時，所述第二線柵3的線寬小于或等于200nmo
[0053]具體地，所述第一線柵2和第二線柵3的光柵常數、與光柵高度可以根據需要進行自由設計，只要能夠實現偏光和濾光的功能即可。
[0054]優選地，所述半導體材料為多晶硅，所述金屬材料為鋁、銀、或金。
[0055]值得一提的是，由于半導體線柵在低波長段其TM光透過率低于金屬光柵，從而可以利用半導體線柵來過濾紫外波段(小于400nm)的光線，以實現護眼的目的。
[0056]請參閱圖10，本發明還提供一種亞波長光柵偏光片的制作方法，包括如下步驟:
[0057]步驟1、提供一透明的襯底1、金屬材料及半導體材料。
[0058]優選地，所述半導體材料為多晶硅，所述金屬材料為鋁、銀、或金。
[0059]步驟2、利用第一線柵材料和第二線柵材料在所述襯底I上通過沉積及圖案化工藝，分別形成位于所述襯底I上的第一線柵2、及位于所述第一線柵2上的第二線柵3，所述第一線柵2與第二線柵3的材料不同。
[0060]需要說明的是，依據上述方法制得的亞波長光柵偏光片包括層疊設置的一金屬線柵和一半導體線柵，所述金屬線柵和半導體線柵的層疊順序不作限制，既可以金屬線柵在上半導體線柵在下，也可以半導體線柵在上金屬線柵在下。具體地，所述金屬線柵包括多條周期性間隔排列的金屬線，所述半導體線柵包括多條周期性間隔排列的半導體線。
[0061]特別地，當所述第一線柵材料為半導體材料時，所述第一線柵2的線寬小于或等于200nm，當所述第二線柵材料為半導體材料時，所述第二線柵3的線寬小于或等于200nmo
[0062]具體地，所述第一線柵2和第二線柵3的光柵常數、與光柵高度可以根據需要進行自由設計，只要能夠實現偏光和濾光的功能即可。
[0063]值得一提的是，由于半導體線柵在低波長段其TM光透過率低于金屬光柵，從而可以利用半導體線柵來過濾紫外波段(小于400nm)的光線，以實現護眼的目的。
[0064]具體地，根據設計需要，所述第一線柵2與所述第二線柵3的線柵周期可以相同也可以不同。
[0065]具體地，在本發明的第一實施例中，所述步驟2中制得的第一線柵2和第二線柵3的線柵周期相同，該第一線柵2和第二線柵3的通過同一道圖案化制程制得，具體過程為:
[0066]步驟21、請參閱圖1，在所述襯底I依次沉積形成第一線柵材料層2’、以及第二線柵材料層3’，在所述第二線柵材料層3’上涂布光阻材料，形成光阻薄膜4’ ；
[0067]步驟22、請參閱圖2，圖案化所述光阻薄膜4’，形成光阻層4，所述光阻層4的圖案與待形成的第一線柵2和第二線柵3的圖案相同；
[0068]步驟23、請參閱圖3，利用所述光阻層4做遮擋同時對所述第一線柵材料層2’、以及第二線柵材料層3’進行蝕刻，蝕刻完成后去除光阻層4，得到位于所述襯底I上的第一線柵
2、及位于所述第一線柵2上的第二線柵3。
[0069]具體地，在本發明的第二實施例中，所述步驟2中制得的第一線柵2和第二線柵3的線柵周期可以相同也可以不同，該第一線柵2和第二線柵3的分別通過兩道圖案化制程制得，具體過程為:
[0070]步驟21’、請參閱圖4，在所述襯底I沉積形成第一線柵材料層2’，在所述第一線柵材料層2’上涂布光阻，形成第一光阻薄膜41’ ；
[0071]步驟22’、請參閱圖5，圖案化所述第一光阻薄膜41’，形成第一光阻層41，所述第一光阻層41的圖案與待形成的第一線柵2的圖案相同；
[0072]步驟23’、請參閱圖6，利用所述第一光阻層41做遮擋對所述第一線柵材料層2’進行蝕刻，蝕刻完成后去除第一光阻層41，形成位于所述襯底I上的第一線柵2;
[0073]步驟24’、請參閱圖7，在所述第一線柵2上沉積形成第二線柵材料層3’，在所述第二線柵材料層3 ’上再次涂布光阻，形成第二光阻薄膜42 ’ ；
[0074]步驟25’、請參閱圖8，圖案化所述第二光阻薄膜42’，形成第二光阻層42，所述第二光阻層42的圖案與待形成的第二線柵3的圖案相同；
[0075]步驟26’、請參閱圖9，利用所述第二光阻層42做遮擋對所述第二線柵材料層3’進行蝕刻，蝕刻完成后去除第二光阻層42，形成位于所述第一線柵2上的第二線柵3。
[0076]綜上所述，本發明提供了一種亞波長光柵偏光片，該亞波長光柵偏光片包括一層金屬線柵和一層半導體線柵，通過增加半導體線柵能夠在實現偏光功能的同時過濾紫外波段的光線，將該亞波長光柵偏光片應用于顯示設備之中取代普通的偏光片，能夠保護用戶的視力。本發明還提供亞波長光柵偏光片的制作方法，該方法制作的亞波長光柵偏光片包括一層金屬線柵和一層半導體線柵，通過增加半導體線柵能夠在實現偏光功能的同時過濾紫外波段的光線，將該亞波長光柵偏光片應用于顯示設備之中取代普通的偏光片，能夠保護用戶的視力，并且該方法制備金屬線柵和半導體線柵的線柵周期可以相同也可以不同。
[0077]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。
【主權項】
1.一種亞波長光柵偏光片，其特征在于，包括:透明的襯底(I)、設于所述襯底(I)上的第一線柵(2)、設于所述第一線柵(2)上的第二線柵(3); 所述第一線柵(2)的材料為金屬材料與半導體材料中的一種，所述第二線柵(3)的材料為金屬材料與半導體材料中不同于第一線柵(2)的材料的另一種。2.如權利要求1所述的亞波長光柵偏光片，其特征在于，所述第一線柵(2)與所述第二線柵(3)的線柵周期相同。3.如權利要求1所述的亞波長光柵偏光片，其特征在于，所述第一線柵(2)與所述第二線柵(3)的線柵周期不同。4.如權利要求1所述的亞波長光柵偏光片，其特征在于，當所述第一線柵材料為半導體材料時，所述第一線柵(2)的線寬小于或等于200nm; 當所述第二線柵材料為半導體材料時，所述第二線柵(3)的線寬小于或等于200nm。5.如權利要求1所述的亞波長光柵偏光片，其特征在于，所述半導體材料為多晶硅，所述金屬材料為鋁、銀、或金。6.—種亞波長光柵偏光片的制作方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1、提供一透明的襯底(I)、金屬材料與半導體材料； 步驟2、利用金屬材料與半導體材料在所述襯底(I)上通過沉積及圖案化工藝，分別形成位于所述襯底(I)上的第一線柵(2)、及位于所述第一線柵(2)上的第二線柵(3)，所述第一線柵(2)與第二線柵(3)的材料不同。7.如權利要求6所述的亞波長光柵偏光片的制作方法，其特征在于，所述步驟2具體包括: 步驟21、在所述襯底(I)依次沉積形成第一線柵材料層(2’)、以及第二線柵材料層(3’)，在所述第二線柵材料層(3’)上涂布光阻材料，形成光阻薄膜(4’); 步驟22、圖案化所述光阻薄膜(4’)，形成光阻層(4)，所述光阻層(4)的圖案與待形成的第一線柵(2)和第二線柵(3)的圖案相同； 步驟23、利用所述光阻層(4)做遮擋同時對所述第一線柵材料層(2’)、以及第二線柵材料層(3’)進行蝕刻，蝕刻完成后去除光阻層(4)，得到位于所述襯底(I)上的第一線柵(2)、及位于所述第一線柵(2)上的第二線柵(3); 所述第一線柵(2)與所述第二線柵(3)的線柵周期相同。8.如權利要求6所述的亞波長光柵偏光片的制作方法，其特征在于，所述步驟2具體包括: 步驟21’、在所述襯底(I)沉積形成第一線柵材料層(2’)，在所述第一線柵材料層(2’)上涂布光阻，形成第一光阻薄膜(41’)； 步驟22’、圖案化所述第一光阻薄膜(41’)，形成第一光阻層(41)，所述第一光阻層(41)的圖案與待形成的第一線柵(2)的圖案相同； 步驟23’、利用所述第一光阻層(41)做遮擋對所述第一線柵材料層(2’)進行蝕刻，蝕刻完成后去除第一光阻層(41)，形成位于所述襯底(I)上的第一線柵(2); 步驟24’、在所述第一線柵(2)上沉積形成第二線柵材料層(3’)，在所述第二線柵材料層(3’)上再次涂布光阻，形成第二光阻薄膜(42’)； 步驟25’、圖案化所述第二光阻薄膜(42’)，形成第二光阻層(42)，所述第二光阻層(42)的圖案與待形成的第二線柵(3)的圖案相同； 步驟26’、利用所述第二光阻層(42)做遮擋對所述第二線柵材料層(3’)進行蝕刻，蝕刻完成后去除第二光阻層(42)，形成位于所述第一線柵(2)上的第二線柵(3); 所述第一線柵(2)與第二線柵(3)的線柵周期相同或不同。9.如權利要求6所述的亞波長光柵偏光片的制作方法，其特征在于，當所述第一線柵材料為半導體材料時，所述第一線柵(2)的線寬小于或等于200nm; 當所述第二線柵材料為半導體材料時，所述第二線柵(3)的線寬小于或等于200nm。10.如權利要求6所述的亞波長光柵偏光片的制作方法，其特征在于，所述半導體材料為多晶硅，所述金屬材料為鋁、銀、或金。
【文檔編號】G02B5/30GK105938214SQ201610518383
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】陳黎暄, 李泳銳
【申請人】深圳市華星光電技術有限公司