CN1991419A - 偏光片的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种偏光片的制造方法，其包括以下步骤：(1)提供一片由具有光学各向异性性质材料制成的透光基板；(2)在该透光基板的至少一个表面上形成多个凹槽，以使自然光入射至该具多个凹槽的表面后，可变成单一偏振态的线偏振光从该透光基板另一个与该具多个凹槽的表面相对的表面出射。所述偏光片的制造方法制程简单及制造成本低，所得到偏光片的透光率约为70％并且能得到单一偏振态的线偏振光。

Description

偏光片的制造方法
【技术领域】
本发明涉及一种偏光片的制造方法。
【背景技术】
近年来，由于液晶显示装置具轻、薄、耗电小等优点，所以被广泛应用于笔记本计算机、行动电话、个人数字助理等现代化信息设备。由于液晶显示装置是一种被动组件，其本身并不能发光，因而需利用一光源***作为液晶显示装置的光源，如背光***。常见的背光***包括导光板和光源。自背光***出射的光线进入液晶单元时必须为偏振光，因而于液晶单元两侧贴上偏光片以整合液晶的偏振态。
现有偏光片有吸收式偏光片和反射式偏光片。吸收式偏光片一般为碘系偏光片或染料系偏光片。由于背光***出射的光线为自然光，任意自然光均可认为是任意两偏振方向相互垂直的线偏振光相互结合作用的结果，即可将任意自然光拆解为任意两个偏振方向相互垂直的线偏振光，则背光***出射的任意光线均可认为是偏振方向平行于偏光片光轴方向的线偏振光与偏振方向垂直于偏光片光轴方向的线偏振光相互作用的结果。故，背光***出射的光线进入偏光片后，偏振方向平行于偏光片光轴方向的线偏振光通过偏光片直接出射，而偏振方向垂直于偏光片光轴方向的线偏振光被偏光片吸收，造成光线浪费。由上述可知，该种偏光片最大光透过率理论上为50％，实际上仅能达到40％多，光利用率较低。而且制造上述偏光片，需通过染色、延伸、贴合、干燥等多个步骤，其制程复杂。
现有的反射式偏光片的作用是使偏振方向平行于偏光片光轴方向的线偏振光通过偏光片直接出射，而将偏振方向垂直于偏光片光轴方向的线偏振光反射，反射光通过两个1/4波片或一个1/2波片后相位延迟1/2个波长，因而偏振方向垂直于偏光片光轴方向的线偏振光相位延迟1/2个波长后变成偏振方向平行于偏光片光轴方向的线偏振光，再经过偏光片出射。这种偏光装置光最大透过率理论上可达到100％，实际上一般为70％左右。但利用此种偏光装置其结构较为复杂，需要增加两个1/4波片或一个1/2个波片和一反射膜，成本也比较高。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种透光率高及制造成本低的偏光片的制造方法。
一种偏光片的制造方法，其包括以下步骤：
(1)提供一片由具有光学各向异性性质材料制成的透光基板；
(2)在该透光基板的至少一个表面上形成多个凹槽，以使自然光入射至该具多个凹槽的表面后，可变成单一偏振态的线偏振光从该透光基板另一个与该具多个凹槽的表面相对的表面出射。
相较于现有技术，所述的偏光片的制造方法，通过在透光基板一个表面上形成多个凹槽而制成偏光片，其制程简单及制造成本低，所得到偏光片的透光率约为70％并且能得到单一偏振态的线偏振光。
【附图说明】
图1为本发明实施例提供的一种偏光片的制造方法的流程图。
图2为本发明实施例提供的一种偏光片用于液晶显示装置的结构示意图。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。
请参阅图1，本发明实施例提供的一种偏光片的制造方法，其包括以下步骤：
步骤100：提供一片由具有光学各向异性性质材料制成的透光基板，该透光基板至少可让可见光(波长范围约为390～760纳米)穿透，其厚度为1～10毫米，较佳为2～5毫米。本实施例中，该透光基板的材料为方解石，方解石可让波长范围为350～2300纳米的光穿透。当然，该透光基板也可选自三氧化二铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)或钒酸钇(YVO4)等其他各向异性材料。
步骤200：在该透光基板的其中一个表面上形成多个凹槽。该凹槽为椭圆形凹槽。该椭圆形凹槽的深度为2～100微米，较佳为5～50微米。该椭圆形凹槽的短轴的尺寸小于入射光的波长，较佳为入射光波长的一半，该椭圆形凹槽的长轴的尺寸等于或大于入射光的波长，较佳为入射光波长的两倍且沿该透光基板的表面。该多个椭圆形凹槽的长轴方向是沿同一方向，且该方向与该透光基板表面平行。该椭圆形凹槽的长短轴尺寸比为2～100，较佳为5～20。该步骤200可采用激光加工方法在该透光基板的表面上形成该多个凹槽。
本发明实施例的制造方法进一步包括一个步骤300：在该透光基板具多个凹槽的表面形成一层抗反射膜层(Antireflective Coating)。该抗反射膜层至少可让可见光(波长范围约为390～760纳米)穿透。该抗反射膜层自凹槽表面向上分别包括四层子膜层：一层二氧化钛(TiO2)层，其厚度为10～16纳米，折射率约为2.35左右；一层二氧化硅(SiO2)层，其厚度为26～32纳米，折射率约为1.46左右；一层二氧化钛(TiO2)层，其厚度为80～120纳米；一层二氧化硅(SiO2)层，其厚度为78～86纳米。该抗反射膜层是利用多重膜间的干涉原理以减少偏光片对入射光的反射，而达到抗反射的效果。
该步骤300可采用真空镀膜法在该透光基板带多个凹槽的表面上形成该透光层。真空镀膜法可包括电子束蒸镀法(Electron-Beam Evaporation)、离子束蒸镀法(Ion-Beam Evaporation)、磁控溅镀法(Magnetron Sputtering)及电子自旋共振沉积法(Electron Spin Resonance Deposition)等。
本发明实施例提供的偏光片的制造方法，通过在透光基板一个表面上形成多个凹槽而制成偏光片，其制程简单及制造成本低。经上述方法制得的偏光片，其中一个表面带有多个椭圆形凹槽。请参阅图2，为本发明液晶显示装置10的结构示意图。该液晶显示装置10包括一片上基板104，一片与上基板104相对设置的下基板108，一层液晶层106，该液晶层106设置于上基板104与下基板108之间，一片上偏光片102、一片下偏光片110和一背光模组112。该两片偏光片102、110是采用本发明实施例提供的制造方法制造，其分别设置于上基板104与下基板108的外侧面。背光模组112发出的自然光可看成两个振幅相同且振动方向相互垂直的非相干的线偏振光的叠加。背光模组112发出的自然光入射至下偏光片110带有多个凹槽的表面后，由于下偏光片110具有光学各向异性，入射光做正交将线偏振光分离出来，从而使偏光片出射的光为单一偏振态的线偏振光。而且每片偏光片的透光率约为70％，因而该液晶显示装置10透光率可达到普通液晶显示装置的3倍左右，另外也不需增加光学膜片，制造成本较低且可使偏光片对入射光的反射率降至1％左右。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种偏光片的制造方法，其包括以下步骤：
(1)提供一片由具有光学各向异性性质材料制成的透光基板；
(2)在该透光基板的至少一个表面上形成多个凹槽，以使自然光入射至该具多个凹槽的表面后，可变成单一偏振态的线偏振光从该透光基板另一个与该具多个凹槽的表面相对的表面出射。
2.如权利要求1所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的透光基板的材料为方解石、二氧化硅、三氧化二铝和钒酸钇晶体中的一种。
3.如权利要求1所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的透光基板的厚度为1～10毫米。
4.如权利要求1所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的凹槽为椭圆形凹槽。
5.如权利要求1所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的凹槽的深度为2～100微米。
6.如权利要求4所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的椭圆形凹槽的长短轴长度比为2～100。
7.如权利要求1所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的步骤(2)采用激光加工方法在该透光基板的表面上形成该多个凹槽。
8.如权利要求1所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的偏光片的制造方法进一步包括一个步骤(3)：在该透光基板具多个凹槽的表面形成一层抗反射膜层，以减少偏光片对入射自然光的反射。
9.如权利要求8所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的抗反射膜层自凹槽表面向上分别包括四层子膜层：一层二氧化钛层，厚度为10～16纳米；一层二氧化硅层，厚度为26～32纳米；一层二氧化钛层，厚度为80～120纳米；一层二氧化硅层，厚度为78～86纳米。
10.如权利要求8所述的偏光片的制造方法，其特征在于所述的步骤(3)采用真空镀膜法形成该抗反射膜层。
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