[0001] 本申请涉及一种使用溶液法来制造偏振光分离元件的方法，以及由该方法制造的偏振光分离元件。

[0002] 偏振光分离元件，即一种传输入射到该元件的光中的一种类型的偏振光，而吸收或反射其他类型的偏振光的元件，可以用于多种用途。

[0003] 例如，偏振光分离元件可以用于形成液晶定向层。也就是说，使用能够通过光照射处理表面来排列液晶分子的光定向层(photo alignment layer)作为液晶定向层，所述光定向层可以通过例如用线性偏振光照射感光材料层，并定向排列感光材料来形成，而偏振光分离元件可以用于这种线性偏振光的形成。例如，专利文件1公开了一种使用铝制备的元件，作为上述的偏振光分离元件的一个实例。

[0004] 而且，例如，传输入射到该元件的光中的一种偏振光而反射另一种偏振光的一种类型的偏振光分离元件，也可以用于增亮膜。

[0005] [现有技术文件]

[0006] [专利文件1]韩国专利公告No.2002-0035587发明内容

[0007] 技术问题

[0008] 本申请提供一种偏振光分离元件的制造方法及偏振光分离元件。

[0009] 技术方案

[0010] 本申请涉及一种偏振光分离元件的制造方法。在本说明书中，术语“偏振光分离元件”可以表示能够从入射到该元件的光中提取出处于偏振状态的光的所有类型的元件。在上面的描述中，处于偏振状态的光可以是线性偏振的、圆偏振的或者椭圆偏振的光。在一个实施方案中，偏振光可以是线性偏振光。在上面的描述中，处于偏振状态的光也可以是紫外光或者可见光。在本说明书中，术语“紫外线”可以表示，例如，波长范围在约250nm到约350nm、约270nm到约330nm或者约290nm到约310nm的电磁波，以及术语“可见光”可以表示波长范围在约360nm到700nm或者约400nm到700nm的电磁波。

[0011] 一种示例性的分离元件可以包括基材层和形成在该基材层上的凸部。所述凸部可以为金属凸部。在本说明书中，术语“金属凸部”可以表示仅由金属形成或者包含金属作为主要组分的凸部。在上面的描述中，“包含金属作为主要组分”可以表示金属在凸部中的含量为70wt％以上、75wt％以上、80wt％以上、85wt％以上或90wt％以上。所述凸部可以具有条纹形状，并且可以在所述基材层上形成至少两个以上的凸部。条纹形的凸部可以相互基本平行地放置在基材层上。对在基材层上以条纹形状形成的凸部的数目不加以特别限制，2
并且例如，可以鉴于待分离的光的强度来选择。通常，在基材层上每1m 可以存在约2,000,
000到10,000,000个凸部。

[0012] 所述分离元件可以表现出对于较宽波长范围的光，例如较宽波长范围的紫外光或者可见光的优异的分离效率。分离元件的分离效率可以由传输到分离元件的光中垂直于条纹形凸部的偏振光的强度与平行于该凸部的偏振光的强度的比例来定义。也就是说，所述分离元件可以显示出传输具有垂直于凸部的矢量的光(称作P偏振光)而反射和分离具有平行于凸部的矢量的光(称作S偏振光)的性能，并且可以由P偏振光与S偏振光的比例来定义效率。

[0013] 例如，在所述分离元件中，由下面的表达式1计算的R可以为15以上、20以上、25以上、30以上、35以上、40以上或45以上。对由表达式1计算的R的上限不加以特别限制。也就是说，R越大，分离元件显示出越优异的效率。考虑到实用性，R可以为例如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。

[0014] [表达式1]

[0015] R＝TC/TP

[0016] 在表达式1中，TC为相对于偏振光分离元件以与条纹形状的金属凸部垂直的方向偏振的、具有250nm到350nm或360nm到700nm范围内的波长中的一种波长的光的透射率；TP为相对于偏振光分离元件平行于条纹形状的金属凸部偏振的、具有250nm到350nm或360nm到700nm范围内的波长中的一种波长的光的透射率。应用在表达式1中的光的波长可以在约270nm到约330nm或者约290nm到约310nm的范围内。

[0017] 图1为示意性地示出了示例性的偏振光分离元件的横截面的视图，并且图2为示意性地示出了示例性的偏振光分离元件的上面的视图。如图1和图2所示，所述偏振光分离元件可以包括基材层1和形成在基材层1上的凹-凸部2。

[0018] 形成凹-凸部2的凸部2a可以具有条纹形状并且可以平行排列。这里，凹部2b在凸部2a之间于凸部2a中形成，可以鉴于待分离的光的类型是紫外光还是可见光，并且考虑到分离性能，例如表达式1所述的R来调节凸部2a的间距、宽度以及高度。在本说明书中，术语“间距P”表示凸部2a的宽度W和凹部2b的宽度W的总和的距离(参见图2)，以及术语“高度H”表示凸部的高度H(图1)。当凸部的高度在凸部之间变化时，所述高度可以为最高的凸部的高度，或者可以为凸部高度的平均值。

[0019] 例如，当待分离的光为紫外光时，所述凸部的间距P可以在，例如，约80nm到400nm、约100nm到300nm或者约150nm到250nm的范围内。而且，所述凸部的宽度W与间距P之比W/P可以在约0.1到0.9或者约0.15到0.8的范围内。而且，所述凸部的高度H与间距P之比H/P可以在约0.3到1.5、0.5到1.4或者约0.6到1.3的范围内。所述高度可以在，例如，约20nm到450nm、约20nm到400nm或者约50nm到350nm的范围内。在上述间距和高度的范围内，分离元件可以表现出适当的紫外线和可见光的分光性能。

[0020] 在本申请中制造所述偏振光分离元件的示例性方法可以包括：使用包含金属前体的溶液来形成金属凸部。因此，当使用包含金属前体的溶液来形成金属凸部时，可以在没有昂贵设备的情况下，并且在相对良好的条件下通过简单工艺来制造所述偏振光分离元件，特别地，即使在形成大面积偏振光分离元件时，也可以容易地制造所述偏振光分离元件。

[0021] 对溶液法，即使用包含金属前体的溶液来形成金属凸部的方法，不加以特别限制。

[0022] 例如，所述方法可以包括将填充凹-凸层的凹部的、包含金属前体的溶液的金属前体转化为金属。上述方法，例如，可以包括在将一个表面具有凹-凸层的基底的凹-凸层的凹部用金属前体溶液进行填充后，将包含在该溶液中的金属前体转化为金属。

[0023] 图3或图4为示例性地示出了上述方法的视图。也就是说，如图3或图4所示，该方法可以使用一个表面具有凹-凸层的基底100来进行。在上面的描述中，任何公知的透光基底可以用来作为基底100，并不加以特别限制。例如，对在紫外光或可见光波段中包括的任一波长范围内的光具有70％以上的透射率的基底可以用作所述基底。

[0024] 例如，可以使用诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚醚砜(PES)或乙烯醋酸乙烯酯(EVA)等塑料基底，玻璃基底或石英基底等作为基底100。例如，可以使用对可见光和紫外光波长范围内的光显示出高的透射率，并且具有对紫外光或热等的良好耐受性的石英基底。

[0025] 凹-凸层可以形成在基底100的一个表面上。所述凹-凸层可以用作母层(master)来形成金属凸部25。因此，可以鉴于所需金属凸部的间距和高度来调节凹-凸层的间距或凹部与凸部的高度差等。例如，当分离元件应用于如上所述的紫外光时，金属凸部的间距可以形成在80到400nm的范围内，以及其高度可以形成在所述间距的0.2倍到1.5倍的范围内。为此，凹-凸层的间距也可以形成在约80nm到400nm、100nm到300nm或者150nm到250nm的范围内，以及与所述金属凸部的高度相对应的凹-凸层的凹部与凸部的高度差可以在所述间距的0.3倍到1.5倍、0.5倍到1.4倍或者0.7倍到1.3倍的范围内。当如上所述对凹-凸层进行调整时，可以形成对紫外光显示出优异的分离效率并且保持优异的光透射率等的偏振光分离元件。

[0026] 所述凹-凸层可以使用诸如蚀刻基底表面等公知方法或者在基底上使用聚合物材料等来形成。也就是说，例如，上面形成有凹-凸层的基底100可以包括：透光基底10；以及树脂层15，该树脂层15为形成在所述透光基底上的凹-凸层。作为所述凹-凸层的树脂层15，例如，可以使用诸如电子束光刻、干涉光刻、纳米压印法等形成凹-凸形状的公知方法来形成。对树脂层15的材料也不加以特别限制，并且例如，树脂层15可以使用诸如光固化聚烯烃、(甲基)丙烯酸酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、亚胺树脂等公知材料来形成。

[0027] 对用金属前体溶液20填充所述凹-凸层的凹部的方法不加以特别限制。例如，可以使用旋转涂布、浸沉涂布(deep coating)、喷雾涂布、棒式涂布等方法进行填充。另外，金属前体溶液20可以使用将基底沉浸在该前体溶液中并且发生反应的方法来填充，所述方法与浸沉涂布法类似。

[0028] 在填充所述金属前体溶液后，可以鉴于金属前体的类型，使用适当的方法将该溶液中的金属前体转化为金属。例如，所述金属前体可以通过加热处理该金属前体而转化为金属。当所述溶液包含溶剂等时，像溶剂等这些组分可以通过加热过程来去除，同时将金属前体转化为金属，所述金属等的结合程度在该过程中增加，从而可以形成金属凸部。

[0029] 加热过程的条件可以鉴于金属前体溶液20的组成，例如前体的含量、溶剂的类型等来进行调节。例如，当金属前体为铝前体等时，该加热过程可以在约20℃至300℃、60℃至300℃或80℃至250℃的温度范围内进行。在上述范围内，可以充分诱发使金属前体转化为金属并烧结，并且可以防止在金属凸部上生成气泡。对加热过程的时间不加以特别限制，并且可以鉴于金属前体的转化效率等，根据加热过程的温度来进行调整。

[0030] 通过上述过程，金属凸部25可以形成与基底100的一个表面上所形成的凹-凸层的凹部相对应的形状。例如，金属凸部25可以形成以具有在约80nm到400nm、100nm到300nm或者150nm到250nm范围内的间距以及在约20nm到450nm、20nm到400nm或者50nm到350nm范围内的高度。

[0031] 需要时，如图4所示，在形成金属凸部后，可以进一步进行从基底中去除凹-凸层的过程。可以在加热过程中随着金属前体转化为金属而去除所述凹-凸层，并且需要时，可以在加热过程之后，通过另外的过程来去除剩余的凹-凸层。另外，需要时，如图3所示，凹-凸层本身在不被去除的情况下可以用作偏振光分离元件。

[0032] 通过加热过程或者使用诸如干蚀刻、湿蚀刻等蚀刻方法，可以去除凹-凸层15。当通过加热过程来去除树脂层15时，加热过程的温度可以鉴于例如树脂层15的材料或所形成的金属凸部25的物理性质如晶体的外形等来进行选择。例如，所述加热过程可以在约250℃到900℃或约300℃到800℃的温度范围内进行。另外，加热过程的处理时间可以鉴于加热过程的温度或者树脂层的去除效率来调整到适当的范围。

[0033] 在另一个实施方案中，金属凸部的形成过程可以包括：在将一个表面具有包含金属前体的溶液层的第一基底和一个表面具有凹-凸层的第二基底进行层合以面向该包含金属前体的溶液层和该凹-凸层的状态下，将所述金属前体转变为金属。

[0034] 例如，如图5所示，上述过程可以包括：制备一个表面具有金属前体溶液层20的第一基底11和一个表面具有凹-凸层的第二基底200，层合两个基底11、200以使其面向金属前体溶液层20和所述第二基底的凹-凸层，将所述溶液层的金属前体转化为层合基底中的金属，从而形成金属凸部25。在该方法中，在上述过程之后，还可以进行从第二基底200中去除第一基底11的过程。

[0035] 在上述方法中，可以使用公知的材料作为所述第一基底或所述第二基底，而不加以特别限制，以及例如，可以选择与图3和图4中所示的实施方案中的基底10所应用的基底类型相同的基底。然而，第一基底11作为临时使用的基底，不必要为透光基底。

[0036] 通过将所述金属前体溶液应用在第一基底11上，可以形成一个表面具有金属前体溶液层20的第一基底11。对应用的方法不加以特别限制，并且可以包括旋转涂布法、浸沉涂布法、喷雾涂布法、棒式涂布法等。对第一基底11的层20的厚度不加以特别限制，并且可以调整到在第二基底200的凹部上转移并生长出适当金属凸部的程度。

[0037] 一个表面具有凹-凸层的第二基底200，例如，可以以与图3和图4中所示的实施方案中在基底100上形成凹-凸层相同的方式来形成。也就是说，在本实施方案中，第二基底200可以包括：透光基底12；以及树脂层15，该树脂层15为形成在所述透光基底上的凹-凸层。在上面的描述中，形成作为凹-凸层的树脂层15的方法、树脂层15的材料或间距值等如上所述相同地进行应用。

[0038] 在形成第一基底11和第二基底200之后，第一基底11可以层合在第二基底200上，使得该第一基底的层20面向该第二基底的凹-凸层。这里，对层合方法不加以特别限制，但当将在下面描述的溶胶-凝胶溶液用作所述溶液时，形成在第一基底11上的层20可以通过与空气中的水分进行水合和缩合反应而凝固，因此层合可以在水分最小化的条件下快速进行。

[0039] 通过在层合状态下将金属前体转化为金属，金属凸部25可以形成在基底200上。例如，所述转化可以通过上述加热过程来进行。因此，当在使基底层合的状态下进行所述加热过程时，金属凸部25可以形成在第二基底200上所形成的凹-凸层的凹部上。对进行加热过程的条件不加以特别限制，例如，图3和/或图4的实施方案中所描述的条件可以同样地进行应用，并且因此，所述金属凸部可以以与第二基底200的凹-凸层的凹部相对应的形状来形成。

[0040] 如图5所示，在金属凸部25形成在第二基底200上后，可以从第二基底200中去除第一基底11。需要时，在形成金属凸部之后，可以以与图4的实施方案中所述的相同方式，使用诸如干蚀刻或湿蚀刻等蚀刻方法，另外进行去除树脂层的过程，所述树脂层为在第二基底上所形成的凹-凸层。

[0041] 在如上所述的实施方案中，所述凹-凸层，例如图3或图4的实施方案中填充有金属前体溶液的凹-凸层的凹部，或者图5的实施方案中在第二基底上的凹-凸层的凹部，可以涂布有催化剂。所述金属凸部可以通过上述催化剂来有效地形成。图3和图5显示出，凹部涂布有催化剂30。

[0042] 可以鉴于金属前体的类型，使用能够有效支持金属前体转化为金属的任何催化剂作为所述催化剂。代表性地，所述催化剂的实例可以包括钛醇盐(titanium alkoxide)、钛卤化物(titanium halide)或其螯合物、铁醇盐(iron alkoxide)、卤化硅(silicon halide)、卤氧化钒(vanadium oxyhalide)、钛硼氢化物(titanium boron hydride)或其螯合物，或者金属或金属复合物等，并且例如当使用铝前体时，上述催化剂可以适合。在上述描述中，诸如钛醇盐、钛卤化物或其螯合物或者钛硼氢化物或其螯合物等钛类催化剂的实例可以包括Ti{OCH(CH3)2}4、TiCl3、TiCl4、Ti(O-n-C4H9)4、TiBr4、Ti(O-C2H5)4、TiCl42·(O(C2H5)2)、TiCl2·(O(C2H5)2)2、TiCl2·(OC3H7)2或Ti(BH4)2·2(O(C2H5)2)等，铁醇盐的实例可以包括Fe(OC2H5)2等，卤化硅的实例可以包括SiCl4等，以及卤氧化钒的实例可以包括VOCl3或VOCl2等。另外，所述金属或金属复合物的实例可以包括转化为诸如Ti、Pd、Pt、Al、Cu、Si、Au或Fe等过渡金属的金属层或粒子，由两种以上上述金属所形成的诸如Al3Ti等复合金属的层或粒子，但并不限于此。

[0043] 上述催化剂层，例如，可以使得金属前体通过加热过程而充分转移到凹-凸层的凹部并且生长。对形成所述催化剂层的方法不加以特别限制，并且可以使用公知的涂布方法来进行。

[0044] 对在上述方法中所应用的金属前体溶液中包含的金属前体的类型不加以特别限制。例如，所述金属前体可以为Al前体、Pt前体、Ag前体、Cu前体、Au前体、Ni前体、Pb前体、W前体、Ir前体、Mo前体、Fe前体、Ti前体、Cr前体或Co前体，例如可以为Al前体、Pt前体、Ag前体或Al前体。另外，所述金属前体可以是两种类型以上的前体的混合物。另外，例如，可以使用公知材料来作为所述金属前体而不加以特别限制，只要该材料可以通过上述加热过程而转化为金属即可。

[0045] 在本实施方案中，金属前体例如可以为金属氢化物。也就是说，每一种上述金属的氢化物都可以用作前述过程中的金属前体。

[0046] 例如，所述金属氢化物可以由下面的分子式1来表示。

[0047] [分子式1]

[0048] RnQ[X(A)m]p

[0049] 在分子式1中，R为氢或烷基，Q为Al、Pt或Ag，X为15族或16族元素或者不存在，A为卤原子、烷基或者具有氮原子和碳原子作为成环原子的杂环残基，n为1到4范围内的整数，m为1到8范围内的整数，p为1到2范围内的整数。

[0050] 在分子式1中，当存在一个R时，R为氢，而当存在多个R时，每个R可以相同或不同，但至少有一个R为氢。

[0051] 另外，在分子式1中，当存在多个[X(A)m]时，每个[X(A)m]可以相同或不同。

[0052] 另外，分子式1中X不存在的情况可以表示，可以为烷基、卤原子或杂环残基的A直接与铝相连接。

[0053] 另外，在分子式1中，所述杂环残基可以为具有氮和碳原子作为成环原子，并且具有仅包含一个氮原子的3到6个成环原子的杂环残基。

[0054] 另外，在分子式1中，X的实例可以包括氮原子或氧原子等，但不限于此。

[0055] 另外，在分子式1中，所述烷基例如可以为具有1到20个碳原子、1到16个碳原子、1至12个碳原子、1到8个碳原子或1到4个碳原子的直链、支链或环状烷基。

[0056] 所述金属前体的实例可以包括H3AlO(C4H9)2、C5H14NAl(三氢化铝N-甲基吡咯烷(methylpyrrolidine alane))、H3AlC2H5N(CH3)2或H2PtCl6(铂氯氢酸)等，但不限于此。

[0057] 如上所述的金属氢化物，例如，可以通过使诸如氯化铝的金属卤化物和诸如过氢化铝锂的金属氢化物等反应来制备。

[0058] 对所述金属前体溶液中的金属前体的比例不加以特别限制，并且可以鉴于所需的加工效率而在适当的范围内进行选择。例如，所述金属氢化物可以按约0.1wt％到30wt％、0.5wt％到25wt％或1wt％到20wt％的浓度包含在溶液中。

[0059] 可以使用例如醚或醇来作为所述金属前体溶液的溶剂，所述醚的实例可以包括二甲醚、二乙醚、二丙醚、二丁醚、二戊醚等。另外，作为具有1到20个碳原子、1到16个碳原子、1到12个碳原子、1到8个碳原子或1到4个碳原子的醇，所述醇的实例可以包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇或丁醇等。

[0060] 需要时，所述金属前体溶液可以进一步包含催化剂。例如，所述催化剂的实例可以包括酸性催化剂或金属粒子等，并且具体地，盐酸、硝酸、醋酸、氨、氢氧化钾或胺类化合物等可以用作所述酸性催化剂。另外，铂粒子或银粒子等可以用作所述金属粒子。

[0061] 对所述催化剂的量不加以特别限制，并且可以调整到适当的范围。

[0062] 另外，所述催化剂可以变成单晶粒子，该单晶粒子促进溶液中的反应，使得金属晶体在催化剂所施用的位置生长，换句话说，即晶种。在本说明书中，术语“晶种”可以表示当晶体在溶液中生长时成为核心的较小单晶粒子，并且具体地，在本申请中可以为诸如铝晶种、铂晶种或银晶种等材料。

[0063] 本申请还涉及一种偏振光分离元件。示例性的偏振光分离元件可以包括基材层以及在所述基材层上形成的金属凸部。上述偏振光分离元件的具体结构与上面所描述的结构相同。例如，所述偏振光分离元件的金属凸部的数目可以为两个以上，并且每个金属凸部可以具有条纹形状并且可以平行。所述金属凸部的间距和高度可以与上述间距和高度相同。

[0064] 所述偏振光分离元件可以显示出优异的偏振度，并且例如，根据下面的表达式2，可以具有0.8以上、0.82以上、0.85以上、0.87以上或0.9以上的偏振度D。对该偏振度D的上限不加以特别限制，并且例如可以小于1。

[0065] [表达式2]

[0066] D＝(TP-TC)/(TP+TC)

[0067] 在表达式2中，TP为相对于所述偏振光分离元件平行于具有条纹形状的金属凸部偏振的、具有400nm、550nm或800nm波长的光的透射率；TC为相对于该偏振光分离元件以与具有条纹形状的金属凸部垂直的方向偏振的、具有400nm、550nm或800nm波长的光的透射率。

[0068] 在所述偏振光分离元件中，所述金属凸部可以由金属前体，例如上面所描述的金属前体来形成。

[0069] 通过使用包含金属前体的溶液的溶液法，例如，通过上面所描述的制造所述偏振光分离元件的方法，可以制造如上所述具有优异的偏振光分离性能的偏振光分离元件。

[0070] 如上所述的偏振光分离元件，例如，可以用于液晶用光定向层的定向过程，或者可以用作增亮膜等。

[0071] 本申请还涉及一种包括所述偏振光分离元件的装置，例如光照射装置。示例性的装置可以包括能够固定所述偏振光分离元件和待照射目标物的设备。

[0072] 所述偏振光分离元件可以起到偏振板的作用。例如，所述元件可以用于从光源所辐射的光中生成线性偏振光。

[0073] 所述装置可以进一步包括位于固定有待照射目标物的设备与偏振光分离元件之间的光定向掩膜。

[0074] 在上述描述中，例如，所述掩膜可以进行安装以与由设备固定的待照射目标物的表面具有约50mm以下的距离。例如，所述距离可以为大于0mm、0.001mm以上、0.01mm以上、0.1mm以上或者1mm以上。另外，该距离可以为40mm以下、30mm以下、20mm以下或者10mm以下。
待照射目标物的表面与掩膜之间的距离可以根据上面所描述的上限和下限的不同组合来设计。

[0075] 对固定待照射目标物的设备的类型不加以特别限制，并且可以包括设计使得待照射目标物在辐射光时保持稳定的所有类型的设备。

[0076] 另外，所述装置可以另外包括光源，该光源能够将光，例如紫外光辐射到所述掩膜或偏振光分离元件上。根据用途，可以使用能够以所述掩膜或者偏振光分离元件的方向辐射光的任何光源，而不加以特别限制。例如，所述光源(作为可以辐射紫外光的光源)的实例可以包括高压汞紫外线灯、金属卤化物灯或镓紫外线灯等。

[0077] 所述装置可以进一步包括一个以上的集光板，该集光板用于调整由光源辐射的光量。例如，所述集光板可以包括在装置中，使得从光源辐射的光入射到该集光板而被收集，并将经收集到的光辐射到偏振光分离元件和掩膜上。可以使用在相关领域中通常使用的任何集光板，只要该集光板是形成用来收集从光源辐射的光即可。所述集光板的实例可以包括双凸透镜层等。

[0078] 例如，所述光照射装置包括依次固定有光源、集光板、偏振光分离元件、掩膜以及待照射目标物的设备。从光源辐射的光首先入射到集光板上并被收集，然后再入射到偏振板上。入射到偏振板的光可以生成线性偏振光，再入射到掩膜上，并且通过开口部分的引导而辐射到待照射目标物的表面上。

[0079] 本申请涉及一种辐射光的方法。使用上述光照射装置可以进行示例性的方法。例如，所述方法可以包括：将待照射目标物放置在能够固定该待照射目标物的装置中，以及用光经由偏振光分离元件和掩膜而照射该待照射目标物。

[0080] 在本实施方案中，所述待照射目标物可以是光定向层。这里，所述辐射光的方法可以为制造定向排列的(aligned)光定向层的方法。例如，表现出光定向性质的光定向层可以通过如下方法制造：在将光定向层通过装置固定的情况下，经由偏振光分离元件和掩膜而辐射线性偏振光等，以及使包含在所述光定向层中的感光材料在预定方向上定向排列。

[0081] 对可以应用在所述方法中的光定向层的类型不加以特别限制。作为包含感光残基的化合物，在相关领域中已知多种类型的能够用于形成光定向层的光定向化合物，并且所有上述已知的材料都可以用于形成光定向层。所述光定向化合物的实例可以包括，例如，通过光致顺反异构化而定向排列的化合物、通过诸如断链或光氧化等光裂解而定向排列的化合物、通过诸如[2+2]环加成或[4+4]环加成等光交联或光聚合而定向排列的化合物、通过光-弗赖斯(photo-Fries)重排反应而定向排列的化合物、通过开/闭环反应而定向排列的化合物等。例如，通过光致顺反异构化而定向排列的化合物的实例可以包括诸如磺化重氮染料或偶氮聚合物等偶氮化合物以及芪化合物等，以及通过光裂解而定向排列的化合物的实例可以包括环丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、芳香族聚硅烷、聚酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺等。另外，通过光交联或光聚合而定向排列的化合物的实例可以包括肉桂酸酯化合物、香豆素化合物、肉桂酰胺化合物、四氢酞酰亚胺化合物、马来酰亚胺化合物、苯甲酮化合物、二苯乙炔化合物、具有查耳酮基(chalconyl)残基作为感光残基的化合物(下文中，称作查耳酮化合物)、具有蒽基(anthracenyl)残基的化合物(下文中，称作蒽基化合物)等。通过光-弗赖斯重排反应而定向排列的化合物的实例可以包括诸如苯甲酸酯化合物、苯并酰胺化合物或甲基丙烯酰基酰氨基芳基甲基丙烯酸酯(methacrylamidoaryl methacrylate)化合物等芳香族化合物，以及通过开/闭环反应而定向排列的化合物的实例可以包括诸如螺吡喃化合物等通过[4+2]π电子体系的开/闭环反应而定向排列的化合物，但所述化合物不限于此。所述光定向层可以使用上述光定向化合物通过已知方法来形成。例如，所述光定向层可以使用上述化合物而形成在适当的支撑基底上，并且通过利用能够固定待照射目标物的装置(例如，利用辊)来进行转移，该光定向层可以应用在所述方法中。

[0082] 在所述方法中，用经过偏振光分离元件和掩膜的光照射的光定向层可以为第一定向处理的光定向层。通过在经由掩膜辐射光之前，用通过偏振光分离元件而以预定方向线性偏振的紫外光照射光定向层，例如光定向层的整个表面，可以进行所述第一定向处理。当经第一定向处理的光定向层用经过掩膜的光照射，但所照射的光以与第一定向处理时的方向不同的方向偏振时，则光仅辐射到该光定向层中与开口部分相对应的区域上，使得光定向化合物重新定向排列，从而可以制造使光定向化合物的定向方向图案化的光定向层。

[0083] 例如，当一次或多次辐射线性偏振紫外光以使光定向化合物定向排列时，光定向层的定向由最后所辐射的光的偏振方向来决定。因此，当用经过偏振光分离元件而以预定方向线性偏振的紫外光照射光定向层来进行第一定向处理，然后仅将该光定向层的预定部分暴露于经过掩膜而以与第一定向处理中所使用的光的方向不同的方向进行线性偏振的光下时，可以使该光定向层仅在用光照射的预定部分处的方向改变为与第一定向处理时的光的方向不同。因此，可以在所述光定向层上形成具有不同图案或定向方向的两种以上类型的定向区域，所述区域至少包括在第一定向处理方向上的第一定向区域，以及在与第一定向处理的方向不同的方向上的第二定向区域。

[0084] 在本实施方案中，由第一定向处理时所辐射的线性偏振紫外光的偏振轴和第二定向处理时所辐射的线性偏振紫外光的偏振轴所形成的角度可以是垂直的，所述第二定向处理在所述第一定向处理之后经过掩膜来进行。在上述描述中，所述垂直可以表示基本垂直。使用上述方法通过调整第一定向处理和第二定向处理时所辐射的光的偏振轴来制造的光定向层，例如，可以用作可实现立体图像的滤光器。

[0085] 例如，通过在如上所述形成的光定向层上形成液晶层，可以制造滤光器。对形成所述液晶层的方法不加以特别限制，并且例如，通过在光定向层上施用并定向排列可以通过光进行交联或聚合的液晶化合物，然后用光照射待交联或聚合的液晶化合物层，可以形成所述液晶层。通过上述过程，使液晶化合物层根据光定向层的定向而定向排列并固定，从而可以制备包括具有不同定向方向的两种以上类型的区域的液晶膜。

[0086] 对施用在所述光定向层上的液晶化合物的类型不加以特别限制，并且可以根据滤光器的用途来进行适当选择。例如，当滤光器为实现立体图像的滤光器时，所述液晶化合物可以根据下部的光定向层的定向图案而定向排列，并且可以是通过光交联或光聚合而显示出λ/4延迟特性的液晶化合物。术语“λ/4延迟特性”可以表示能够将入射光延迟该光波长的1/4倍的性质。例如，当使用上述液晶化合物时，可以制造出可将入射光分离成左旋圆偏振光和右旋圆偏振光的滤光器。

[0087] 对施用所述液晶化合物和进行定向处理，即根据下部光定向层的定向图案来定向排列液晶化合物的方法，或者使经定向排列的液晶化合物交联或聚合的方法不加以特别限制。例如，根据液晶化合物的类型，所述定向可以在化合物可显示出液晶性质的适当温度下进行。另外，根据液晶化合物的类型，所述交联或聚合可以通过用可诱发适当交联或聚合的光照射液晶层来进行。

[0088] 本申请还涉及一种包括所述偏振光分离元件的显示装置。在该装置中，偏振光分离元件可以用作，例如，用于增强亮度的反射偏振板。例如，已知将反射偏振板应用在液晶显示装置中以用于增强亮度的结构，在这种公知的结构中，所述偏振光分离元件可以用作反射偏振板。因此，例如，所述显示装置可以包括：液晶面板，该液晶面板的上部和下部装备有吸收型偏振板；以及光源，例如放置在装备于下部的吸收型偏振板下部的背光等，并且所述偏振光分离元件可以设置在所述装备于下部的吸收型偏振板与所述光源之间。

[0089] 有益效果

[0090] 在本申请中，可以提供一种通过简单而有效的过程来制造具有优异偏振光分离能力和光透射能力的偏振光分离元件的方法，以及所述具有优异偏振光分离能力和光透射能力的偏振光分离元件。附图说明

[0091] 图1和图2为示出了一种示例性的偏振光分离元件的视图；

[0092] 图3到图5为示出了一种制造所述偏振光分离元件的示例性方法的视图。

[0093] 下文中，将结合本申请所述的实施例等对本申请的内容进行进一步描述，但本申请的范围不限于下面所描述的实施例等。

[0094] 制备例1

[0095] 金属前体溶液的制备

[0096] 制备包含铝前体H3AlO(C4H9)2作为金属前体的溶液。将0.266g氯化铝(AlCl3)和0.224g过氢化铝锂(LiAlH4)放入烧瓶中，使用100ml二丁醚作为溶剂，在氩气的存在下，通过在70℃的温度下加热并搅拌1小时来进行反应，将反应后沉淀的LiCl通过过滤来去除，从而制备包含铝前体H3AlO(C4H9)2作为金属前体的溶液。

[0097] 实施例1

[0098] 偏振光分离元件A的制备

[0099] 将丙烯酸类抗蚀剂(产品名称：MR8010R；由Micro resist technology GmbH生产)施用在厚度为5mm的石英基底上，从而形成厚度为约100nm的抗蚀剂层。在与其上形成有预先准备的预定图案的压模接触的情况下，将所述抗蚀剂层在160℃的温度下加热并以40巴的压力压制约20分钟，从而将压模的图案转移到该抗蚀剂层上。然后，去除在经压印的图案凹部的剩余的层。如上所述制备的树脂层具有如图1和图2中所示的其上转移有凸部(2)形状的凹-凸形状，并且具有约150nm的间距(对应于图2中的“P”)、约75nm的凹部宽度(对应于图2中的“W”)以及约150nm的凹部深度(对应于图1中的“H”)。

[0100] 接下来，将上述制备的凹-凸层用异丙醇钛(Ti-异丙醇盐)经乙醇稀释到约0.001wt％的溶液以约2,000rpm进行旋转涂布，然后在60℃的温度下干燥3分钟。然后，将所述基底沉浸于加热到80℃的铝前体溶液中约1分钟，使得铝根据催化剂层均匀生长。通过上述过程，制备偏振光分离元件A，在该元件A上，铝凸部具有约75nm的宽度、约150nm的间距和约150nm的高度。

[0101] 实施例2

[0102] 偏振光分离元件B的制备

[0103] 将上述制备的铝前体溶液使用棒式涂布机涂布到第一基底上以具有约3μm到4μm范围内的厚度，然后对溶剂进行干燥。然后，以与实施例1相同的方式，以约2,000rpm用Ti-异丙醇盐经乙醇稀释到约0.001wt％的溶液对其上形成有凹-凸层的第二基底进行旋转涂布，然后在60℃的温度下干燥约3分钟。之后，将用所述铝前体溶液涂布的第一基底放置在提前加热到100℃的经催化涂布的第二基底上，使得第一基底面向第二基底，反应3分钟，使得铝根据催化剂层均匀生长，从而制备偏振光分离元件B。

[0104] 比较例

[0105] 将平均直径为60nm的铝纳米粒子按3wt％的含量分散在乙醇溶剂中，将0.05wt％的涂布增强剂Glide 410添加到该溶液中，从而制备其中分散有铝纳米粒子的涂布溶液。将所述溶液以1,000rpm涂布到其上形成有凹-凸层的基底上，并且在室温下进行干燥。通过磨擦过程去除在所述凹-凸层的上部上凸起的纳米粒子，从而制备填充有铝纳米粒子的偏振光分离元件。

[0106] 实验例：实施例和比较例的偏振光分离元件的性能分析

[0107] 使用偏振光透射和反射光谱测量仪器Axo-scan，测量实施例和比较例的偏振光分离元件对于波长为400nm、550nm和800nm的光的TP(S偏振光的透射率)和TC(P偏振光的透射率)，将其结果代入表达式2中以测量偏振度D，然后所述偏振度D的结果在下面的表1中进行描述。

[0108] [表1]

[0109]波长(nm) 实施例1 实施例2 比较例
400 0.91 0.91 0.69
550 0.92 0.92 0.76
800 0.95 0.95 0.57

[0110] [符号说明]

[0111] 2、2a：金属凸部

[0112] 2b：凹部

[0113] 1、10、11、12、100、200：基底、基材层

[0114] 15：树脂层

[0115] 20：金属前体溶液层

[0116] 25：金属凸部

[0117] 30：催化剂层