偏振紫外線分離元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及偏振紫外線分離元件及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 用于使液晶分子在特定方向上定向排列的液晶定向?qū)诱龖?yīng)用于多種領(lǐng)域。光定向 層具有經(jīng)光輻射處理的表面作為液晶定向?qū)?，由此使得相鄰的液晶分子定向排列。通常?言，光定向?qū)涌梢酝ㄟ^(guò)用光（例如線性偏振光）照射光敏材料層而使光敏材料在特定方向 上定向排列來(lái)制備。
[0003] 為了用線性偏振光來(lái)照射光定向?qū)樱梢允褂枚喾N偏振紫外線分離元件。
[0004] 例如，在下面的專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了一種使用鋁的偏振紫外線分離元件。
[0005] [引用文獻(xiàn)]
[0006] [專利文獻(xiàn)]
[0007] (專利文獻(xiàn)1)韓國(guó)公開(kāi)No. 2002-0035587

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 技術(shù)問(wèn)題
[0009] 本發(fā)明的一個(gè)目的為提供一種偏振紫外線分離元件及其應(yīng)用。
[0010] 技術(shù)方案
[0011] 本發(fā)明的示例性實(shí)施方案涉及一種偏振紫外線分離元件。在整個(gè)本說(shuō)明書(shū)中，術(shù) 語(yǔ)"偏振紫外線分離元件"可以是指為從入射至元件的光中提取出偏振紫外線而配置的各 種元件。此處，所述偏振光可以是線性偏振光、圓偏振光或橢圓偏振光。在一些示例性實(shí)施 方案中，偏振光可以為線性偏振光。本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)"紫外線"，例如，可以是指在約 250至350nm、約270至330nm或約290至310nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁波。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的偏振紫外線分離元件可以包括基底層和在所述 基底層上形成的凸部。所述凸部可以包含鈦金屬?gòu)?fù)合氧化物。所述凸部可以具有條紋形狀， 并且可以在基底層上形成至少兩個(gè)凸部?？梢詫l紋形狀的凸部基本上平行地設(shè)置在基底 層上。對(duì)于在基底層上的條紋形狀的凸部的數(shù)量沒(méi)有特別限制，并且可以鑒于例如待分離 紫外線的強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行選擇。通常而言，所述凸部可以以約5至20條線/ ym存在于所述基 底層上。
[0013] 對(duì)于較寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，例如較寬波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外線，所述偏振紫外線分離 元件可以具有優(yōu)異的分光效率。偏振紫外線分離元件的分光效率可以由偏振消光比來(lái)定 義。本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)"偏振消光比"可以是指在穿過(guò)偏振紫外線分離元件的光中，矢 量垂直于凸部的偏振光的強(qiáng)度與矢量平行于凸部的偏振光的強(qiáng)度之比。即，所述偏振紫外 線分離元件可以通過(guò)透射矢量垂直于凸部的光（稱作P偏振光）并反射矢量平行于凸部的 光（稱作S偏振光）而顯不出分光特性。所述分光效率可以由P偏振光與S偏振光的比例 來(lái)定義。
[0014] 例如，在所述偏振紫外線分離元件中，由下面等式1計(jì)算的R可以為2以上、15以 上、20以上、25以上、30以上、35以上、40以上或45以上。對(duì)由等式1計(jì)算的R的上限沒(méi) 有特別限制。即，R越大，說(shuō)明分光效率越高。就實(shí)用性而言，R可以為，例如2, 000以下、 1,500以下、1,000以下、900以下、800以下、700以下、600以下、500以下、400以下、300以 下、200以下或150以下。
[0015] [等式 1]
[0016] R = Tc/Tp
[0017] 在等式1中，Tc表示相對(duì)于偏振紫外線分離元件以與條紋形狀的凸部垂直的方向 偏振且波長(zhǎng)約為250至350nm的光的透射率，Tp表示相對(duì)于偏振紫外線分離元件以與條紋 形狀的凸部平行的方向偏振且波長(zhǎng)約為250至350nm的光的透射率。在其它實(shí)施方案中， 應(yīng)用于等式1的光的波長(zhǎng)可以約為270至330nm或約290至310nm。
[0018] 另外，所述偏振紫外線分離元件可以顯示出優(yōu)異的透射率。術(shù)語(yǔ)"透射率"可以是 指在輻射至偏振紫外線分離元件的光（例如紫外線）中，透射過(guò)該偏振紫外線分離元件且 矢量垂直于凸部的光（P偏振光）的強(qiáng)度。
[0019] 例如，在所述偏振紫外線分離元件中，由下面等式2計(jì)算的P可以為0. 2至0. 5。
[0020] [等式 2]
[0021] P = Tc/T
[0022] 在等式2中，T表示輻射至偏振紫外線分離元件且波長(zhǎng)約為250至350nm的光的 強(qiáng)度，Tc表示所輻射的光中透射過(guò)偏振紫外線分離元件的、以與條紋形狀的凸部垂直的方 向偏振且波長(zhǎng)約為250至350nm的光的強(qiáng)度。在其它實(shí)施方案中，應(yīng)用于等式2的光的波 長(zhǎng)可以約為270至330nm或約290至310nm。
[0023] 圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的偏振紫外線分離元件的橫 截面，圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的偏振紫外線分離元件的頂視 圖。如圖1和圖2中所示，所述偏振紫外線分離元件可以包括基底層1，以及在基底層1上 形成的凹-凸圖案2。
[0024] 如圖2中所示，構(gòu)成凹-凸圖案2的凸部2a可以以條紋形狀平行地排列。在這種 情況下，在凸部2a之間，可以由凸部2a形成凹部2b?？梢詫?duì)凸部2a的間距、寬度和高度進(jìn) 行調(diào)節(jié)以滿足對(duì)于紫外線的分離性能，例如偏振消光比和透射率。在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)"間 距P"是指通過(guò)將凸部2a的寬度W與凹部2b的寬度加和而求得的長(zhǎng)度（見(jiàn)圖2)，術(shù)語(yǔ)"高 度"是指凸部2a的高度H(見(jiàn)圖1)。當(dāng)凸部2a的高度H彼此不同時(shí)，所述高度為最高凸部 的高度或者凸部2a的平均高度。
[0025] 在所述偏振紫外線分離元件中，凸部2a可以包含鈦金屬?gòu)?fù)合氧化物。所述復(fù)合氧 化物可以包括，例如，摻雜的二氧化鈦。所述復(fù)合氧化物在350nm波長(zhǎng)下的透射率可以為小 于10%、小于5%、小于3%、小于2%、小于1%、小于0. 2%或小于0. 1%，其下限可以為但 不限于約0. 01 %或0. 001 %。在一些實(shí)施方案中，透射率可以通過(guò)使用常規(guī)的透射率測(cè)量 儀器測(cè)量厚度為l〇〇nm的偏振紫外線分離元件來(lái)獲得。當(dāng)將復(fù)合氧化物配置為具有上述透 射率時(shí)，可以在比采用現(xiàn)有的二氧化鈦或鋁時(shí)更寬的紫外波長(zhǎng)范圍內(nèi)確保分光效率。
[0026] 在所述復(fù)合氧化物中包含金屬的種類和含量可以以使該復(fù)合氧化物具有上述透 射率的方式來(lái)進(jìn)行選擇，并且只要以這種方式來(lái)選擇，則對(duì)于在復(fù)合氧化物中包含金屬的 種類和含量可以沒(méi)有特別限制。例如，所述鈦金屬?gòu)?fù)合氧化物可以包含鈦以及選自Ni、Cr、 Cu、Fe、B、V、Nb、Sb、Sn、Si和A1中的一種或多種第二金屬。在其它實(shí)施方案中，第二金屬 可以為Ni或Cr。
[0027] 另外，所述第二金屬在所述復(fù)合氧化物中的比例可以鑒于上述透射率來(lái)進(jìn)行選 擇，例如 1 至 20mol %、2 至 18mol %或 3 至 15mol %。
[0028] 在其它實(shí)施方案中，復(fù)合氧化物可以由下面的化學(xué)式表示。
[0029] [化學(xué)式1]
[0030] TixMy02
[0031] 在化學(xué)式1中，M為選自Ni、Cr、Cu、Fe、B、V、Nb、Sb、Sn、Si或A1的一種或多種金 屬，y為0.01至0.2,（x+y)為1。在其它實(shí)施方案中，M可以為Ni或Cr。在又及的實(shí)施方 案中，y可以為〇. 05至0. 15或0. 07至1. 13。
[0032] 所述凸部，即基本上平行排列的條紋形狀的凸部的間距P可以為，例如，50至 200nm、100 至 180nm、110 至 150nm、120 至 150nm、130 至 150nm 或 140 至 150nm。當(dāng)間距 P 超過(guò)200nm時(shí)，可能無(wú)法確保合適的分光效率。
[0033] 在一些實(shí)施方案中，介電材料可以存在于由凸部2a所形成的凹部2b中。根據(jù)本 發(fā)明的示例性實(shí)施方案，介電材料對(duì)于波長(zhǎng)范圍為250至350nm的光的折射率可以為1至 5。對(duì)于所述介電材料沒(méi)有特別限制，只要該介電材料具有上述范圍的折射率即可。例如， 所述介電材料可以為氧化硅、氟化鎂、四氮化三硅或空氣。在一些實(shí)施方案中，當(dāng)介電材料 為空氣時(shí)，凹-凸圖案2的凹部2b可以基本上為空白的空間。
[0034] 在一些實(shí)施方案中，紫外線偏振紫外線分離元件可以具有在0. 74至10范圍內(nèi)的 a和在0.