【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及显示，特别是涉及一种偏振薄膜及其制作方法、光波导镜片、显示装置。
技术介绍
1、偏振薄膜是液晶显示、光学测量和光通信等系统中使用的一种非常重要的光学组件，非常适用于需要高对比度偏振的应用，例如微型投影机、偏振分光棱镜以及平视显示器等显示装置。这些系统中要求偏振薄膜具有高消光比、宽广的入射角度范围和非常紧凑的体积。偏振薄膜设计用于传输所需的偏振状态同时又可反射不需要的状态，同时可在高达45°的入射角中实现频谱平坦性能，因此广泛作为偏振分光棱镜使用。此外，基于金属线栅的偏振反射薄膜可在高温或高湿度环境中实现耐久性，同时也可在400nm至1200nm的可见与近红外光谱范围中提供出色偏振分束性能。
2、然而，传统的偏振薄膜无法兼顾低吸收损耗、高消光比和广入射角度等光学性能，不利于广泛应用。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对如何兼顾低吸收损耗、高消光比和广入射角度的光学性能的问题，提供一种能够兼顾低吸收损耗、高消光比和广入射角度的光学性能的偏振薄膜及其制作方法、光波导镜片、显示装置。
2、一种偏振薄膜，所述偏振薄膜包括：
3、透明基底；
4、光栅层，位于所述透明基底上，所述光栅层包括沿平行于所述透明基底表面的方向周期性间隔设置的介质光栅和金属层；以及
5、保护层，覆盖所述光栅层。
6、在一个可行的实现方式中，所述介质光栅的周期为50nm～150nm，所述介质光栅的占空比为0.25～0.75，所述介质光栅
7、在一个可行的实现方式中，所述介质光栅的材质为树脂类固化胶，所述介质光栅和所述金属层的厚度相同。
8、在一个可行的实现方式中，所述透明基底的折射率为1.4～2，所述介质光栅的折射率为1.4～2。
9、在一个可行的实现方式中，所述透明基底为柔性基底。
10、在一个可行的实现方式中，所述柔性基底的材质选自聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯和三醋酸纤维素中的至少一种。
11、在一个可行的实现方式中，所述透明基底的厚度为0.01mm～1mm。
12、在一个可行的实现方式中，所述保护层的折射率为1.3～1.8，所述保护层的厚度为50nm～200nm。
13、在一个可行的实现方式中，所述保护层的材质选自sio2、mgf2和sion中的至少一种。
14、在一个可行的实现方式中，所述金属层的材质选自金、银、铜、铝和钨中的至少一种。
15、本专利技术提供了一种新型结构的偏振薄膜，通过对光栅层和保护层的结构进行上述优化设计，其光栅结构为介质光栅和金属层交替设置，由于介质光栅和金属层不同的折射率，导致s光和p光的等效折射率的值不一样，当s光照射光栅结构时，金属层的电子在栅线方向形成增强自由振荡，使得s光形成增强反射；当p光照射时，电子振荡通过栅线方向受到阻碍，此时p光透射增强，因而本专利技术的偏振薄膜具备降低吸收损耗，提高消光比的光学性能。此外本专利技术设计的偏振薄膜具备较大的角度宽容性，这对于大角度的应用场景具备很好的适用性。因此能够兼顾低吸收损耗、高消光比和广入射角度的光学性能，有利于广泛应用。
16、本专利技术还提供一种偏振薄膜的制作方法，包括如下步骤：
17、在透明基底上形成光栅层，所述光栅层包括沿平行于所述透明基底表面的方向周期性间隔设置的介质光栅和金属层，所述介质光栅和所述金属层的厚度相同；以及
18、在所述光栅层上上形成保护层，得到偏振薄膜。
19、在一个可行的实现方式中，在透明基底上形成光栅层的操作为：
20、通过纳米压印法在透明基底上形成沿平行于所述透明基底表面的方向间隔设置的介质光栅，相邻两个介质光栅之间为沟槽；
21、通过镀膜工艺在所述介质光栅上形成金属层前体，之后去除所述介质光栅远离所述透明基底一侧的金属层前体，并保留所述沟槽内的金属层前体，得到金属层。
22、在一个可行的实现方式中，通过纳米压印法在透明基底上形成沿平行于所述透明基底表面的方向间隔设置的介质光栅的操作为：将透明基底与压印模板贴合，所述透明基底与所述压印模板之间涂覆有压印胶，之后挤压所述透明基底与所述压印模板，待所述压印胶固化之后将所述压印模板从所述压印胶上脱模，即在所述透明基底上形成沿平行于所述透明基底表面的方向间隔设置的介质光栅。
23、在一个可行的实现方式中，在所述介质光栅和所述金属层上形成保护层的操作为：通过镀膜工艺在所述介质光栅和所述金属层上形成保护层。
24、采用上述偏振薄膜的制作方法能够制作得到本专利技术新型结构的偏振薄膜，经过试验验证，上述偏振薄膜能够兼顾低吸收损耗、高消光比和广入射角度的光学性能，有利于广泛应用。
25、一种显示装置，包括上述任一的偏振薄膜。
26、在一个可行的实现方式中，所述显示装置为投影机、偏振分光棱镜或者平视显示器。
27、一种光波导镜片，包括：
28、光波导，所述光波导具有用以接收光线的受光面和位于所述受光面另一侧的背光面；以及
29、上述任一的偏振薄膜，所述偏振薄膜位于所述光波导的背光面上，且所述偏振薄膜的透明基底远离所述光波导设置；
30、其中，所述光波导与所述偏振薄膜之间具有空隙。
31、在一个可行的实现方式中，所述偏振薄膜对s偏振光的透过率小于5％，所述偏振薄膜对p偏振光的透过率大于等于60％。
32、在一个可行的实现方式中，所述光波导与所述偏振薄膜之间的距离为1μm～5cm。
33、在一个可行的实现方式中，所述偏振薄膜通过粘结胶固定于所述光波导上，所述粘结胶位于所述偏振薄膜和所述光波导的边缘位置。
34、在一个可行的实现方式中，所述光波导镜片还包括用以支撑所述偏振薄膜的刚性衬底，所述刚性衬底贴合于所述偏振薄膜远离所述光波导的一侧。
35、经过试验验证，上述偏振薄膜能够兼顾更低吸收损耗、更高消光比和广入射角度的光学性能，从而提升了采用上述偏振薄膜的显示装置和光波导镜片的性能，使得上述显示装置和光波导镜片有利于广泛应用。
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1.一种偏振薄膜，其特征在于，所述偏振薄膜包括：
2.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述介质光栅的周期为50nm～150nm，所述介质光栅的占空比为0.25～0.75，所述介质光栅的厚度为60nm～200nm。
3.根据权利要求2所述的偏振薄膜，其特征在于，所述介质光栅的材质为树脂类固化胶，所述介质光栅和所述金属层的厚度相同。
4.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述透明基底的折射率为1.4～2，所述介质光栅的折射率为1.4～2。
5.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述透明基底为柔性基底。
6.根据权利要求5所述的偏振薄膜，其特征在于，所述柔性基底的材质选自聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯和三醋酸纤维素中的至少一种。
7.根据权利要求1、4～6中任一项所述的偏振薄膜，其特征在于，所述透明基底的厚度为0.01mm～1mm。
8.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述保护层的折射率为1.3～1.8，所述保护层的厚度为50nm～
9.根据权利要求1或8所述的偏振薄膜，其特征在于，所述保护层的材质选自SiO2、MgF2和SiON中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述金属层的材质选自金、银、铜、铝和钨中的至少一种。
11.一种偏振薄膜的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
12.根据权利要求11所述的偏振薄膜的制作方法，其特征在于，在透明基底上形成光栅层的操作为：
13.根据权利要求12所述的偏振薄膜的制作方法，其特征在于，通过纳米压印法在透明基底上形成沿平行于所述透明基底表面的方向间隔设置的介质光栅的操作为：将透明基底与压印模板贴合，所述透明基底与所述压印模板之间涂覆有压印胶，之后挤压所述透明基底与所述压印模板，待所述压印胶固化之后将所述压印模板从所述压印胶上脱模，即在所述透明基底上形成沿平行于所述透明基底表面的方向间隔设置的介质光栅。
14.根据权利要求11所述的偏振薄膜的制作方法，其特征在于，在所述介质光栅和所述金属层上形成保护层的操作为：通过镀膜工艺在所述介质光栅和所述金属层上形成保护层。
15.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～10中任一项所述的偏振薄膜。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置为投影机、偏振分光棱镜或者平视显示器。
17.一种光波导镜片，其特征在于，所述光波导镜片包括：
18.根据权利要求17所述的光波导镜片，其特征在于，所述偏振薄膜对S偏振光的透过率小于5％，所述偏振薄膜对P偏振光的透过率大于等于60％。
19.根据权利要求17所述的光波导镜片，其特征在于，所述光波导与所述偏振薄膜之间的距离为1μm～5cm。
20.根据权利要求17所述的光波导镜片，其特征在于，所述偏振薄膜通过粘结胶固定于所述光波导上，所述粘结胶位于所述偏振薄膜和所述光波导的边缘位置。
21.根据权利要求17所述的光波导镜片，其特征在于，所述光波导镜片还包括用以支撑所述偏振薄膜的刚性衬底，所述刚性衬底贴合于所述偏振薄膜远离所述光波导的一侧。
...【技术特征摘要】
1.一种偏振薄膜，其特征在于，所述偏振薄膜包括：
2.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述介质光栅的周期为50nm～150nm，所述介质光栅的占空比为0.25～0.75，所述介质光栅的厚度为60nm～200nm。
3.根据权利要求2所述的偏振薄膜，其特征在于，所述介质光栅的材质为树脂类固化胶，所述介质光栅和所述金属层的厚度相同。
4.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述透明基底的折射率为1.4～2，所述介质光栅的折射率为1.4～2。
5.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述透明基底为柔性基底。
6.根据权利要求5所述的偏振薄膜，其特征在于，所述柔性基底的材质选自聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯和三醋酸纤维素中的至少一种。
7.根据权利要求1、4～6中任一项所述的偏振薄膜，其特征在于，所述透明基底的厚度为0.01mm～1mm。
8.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述保护层的折射率为1.3～1.8，所述保护层的厚度为50nm～200nm。
9.根据权利要求1或8所述的偏振薄膜，其特征在于，所述保护层的材质选自sio2、mgf2和sion中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的偏振薄膜，其特征在于，所述金属层的材质选自金、银、铜、铝和钨中的至少一种。
11.一种偏振薄膜的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
12.根据权利要求11所述的偏振薄膜的制作方法，其特征在于，在透明基底上形成光栅层的操作为：
...【专利技术属性】
技术研发人员：罗明辉，周振，乔文，陈林森，
申请(专利权)人：苏州苏大维格科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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