[发明专利]金属线栅偏振器及其制作方法、显示装置

说明书

本发明涉及显示技术领域，公开了一种金属线栅偏振器制作方法，包括步骤：S1：在衬底基板上制作出间距为P，宽度为W的辅助线栅；S2：利用原子层沉积方式在辅助线栅上覆盖一层厚度大于P/2‑W的金属薄膜；S3：刻蚀辅助线栅顶部和沟槽对应区域的金属薄膜；S4：去掉辅助线栅，形成间距为P/2，宽度为P/2‑W的金属线栅，以形成金属线栅偏振器。还公开了一种金属线栅偏振器及显示装置。本发明的金属线栅偏振器制作方法制作的偏振器的金属线栅之间的间距可以为现有方法制作的偏振器的金属线栅的间距的一半，因此本发明的金属线栅偏振器的整体偏振性能得到了大大的提升。

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种金属线栅偏振器及其制作方法、显示装置。

背景技术

偏振器件在现代光学系统中有着举足轻重的作用，LCD显示器中必不可少的起偏器和检偏器，OLED面板中偏振片用来减少环境反射光对显示的影响，摄影镜头前加上偏振镜来消除反射光。

而传统的偏振器件，如晶体偏振器尺寸大、价格昂贵且角度入射性能不好。而金属光栅是基于金属栅条表面的电子在入射光作用下沿栅条方向自由振荡，在垂直于栅条方向上受限制，从而表现出强烈的偏振特性，可作为偏振器或偏振分束器。相比传统的偏振器件，如偏振片等，金属线栅偏振器在入射光角度变化很大时也有很好的偏振效果、价格便宜、温度适应性好，尺寸很小，便于应用于微系统中。所以，金属线栅偏振器具有传统偏振器件无法比拟的优势。

目前制作金属线栅偏振器的主要方法包括：纳米压印技术、电子书直写曝光技术、X射线光刻技术和全息光刻技术。但上述方法制作出的金属线栅偏振器的相邻两线栅之间的最小间隔距离P较大，导致偏振光透过率较低，消光比也较低，即整体偏振性能较差。

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：如何减小相邻两线栅之间的间隔距离，以提高整体偏振性能。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属线栅偏振器制作方法，包括步骤：

S1：在衬底基板上制作出间距为P，宽度为W的辅助线栅；

S2：利用原子层沉积方式在辅助线栅上覆盖一层厚度大于P/2-W的金属薄膜；

S3：刻蚀辅助线栅顶部和沟槽对应区域的金属薄膜；

S4：去掉辅助线栅，形成间距为P/2，宽度为P/2-W的金属线栅，以形成金属线栅偏振器。

其中，所述步骤S1包括：

在所述衬底基板上依次形成光刻胶、金属掩膜薄膜及电致抗蚀剂；

利用电子束曝光方式经过曝光显影制作出间距为P，宽度为W的电致抗蚀剂线栅图形；

以电致抗蚀剂线栅图形为掩膜板刻蚀金属掩膜薄膜，制作出间距为P，宽度为W的金属掩膜线栅图形。

以所述金属掩膜线栅图形为掩膜板刻蚀暴露出的光刻胶，制作出间距为P，宽度为W的光刻胶辅助线栅。

其中，所述金属掩膜薄膜材料为金属Cr，采用反应气体为Cl₂的感应耦合等离子体方式刻蚀Cr薄膜。

其中，所述步骤S1和S4中，采用反应气体为O₂的感应耦合等离子体方式刻蚀光刻胶。

其中，所述步骤S1包括：采用纳米压印技术制作出间距为P，宽度为W的光刻胶或聚合物的辅助线栅。

其中，所述步骤S3包括：以Ar为反应气体，垂直于所述衬底基板方向，采用离子束刻蚀技术将辅助线栅顶部和沟槽对应区域的金属薄膜刻蚀掉，刻蚀过程中实时对刻蚀工艺参数进行调整，使所述金属线栅宽度为P/2-W。