偏光元件制造技术

本发明专利技术涉及一种偏光元件，其包括一支撑体及一由该支撑体支撑的偏光膜。该偏光膜包括一碳纳米管膜状结构，所述碳纳米管膜状结构包括多个碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列。该碳纳米管膜状结构具有两个相对的表面，其中一个表面设置有一金属层。该偏光元件在高温、高湿环境中也具有良好的偏光作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学器件，尤其涉及一种偏光元件。
技术介绍
偏光元件是一种重要的光学器件，被广泛应用于太阳镜、液晶显示器等光学元件 中。通常广泛应用的偏光元件，为一种可吸收偏光元件，即其可吸收一个偏振态的光，而另 一偏振态的光则通过该偏光元件。该种偏光元件通常是将二向色性分子溶于或吸收在高分 子物质中如聚乙烯醇，形成一薄膜，并将该薄膜以同一个方向拉伸以配列二向色性分子。此 时，二向色性分子就会沿拉伸方向有规则排列起来，形成一条条长链。在入射光波中，振动 方向平行于长链方向的光会被吸收，而垂直于长链方向的光则能透过该薄膜，从而使得透 过该薄膜的透射光成为线偏振光。当然，此种偏光元件也可以通过将二向色性分子吸收在 单轴拉伸的聚合物膜上的方法来生产。由于此种偏光元件的制造需要将二向色性分子结合高分子聚合物作为偏光膜，制 备过程较为复杂。而应用高分子聚合物作为偏光膜的偏光元件于50°C以上使用一段时间 后，偏光膜的偏光率减小，甚至失去偏光作用。而且此类偏光元件对湿度要求也较高，一旦 工作环境恶劣，湿度大，偏光元件将失去偏光作用。
技术实现思路
有鉴于此，确有必要提供一种偏光元件，该偏光元件在高温、高湿环境中也能具有 良好的偏光作用。一种偏光元件，其包括一支撑体及一由该支撑体支撑的偏光膜。该偏光膜包括一 碳纳米管膜状结构，所述碳纳米管膜状结构包括多个碳纳米管基本沿同一方向择优取向排 列。该碳纳米管膜状结构具有两个相对的表面，其中一个表面设置有一金属层。一种偏光元件，其包括一偏光膜，该偏光膜包括一碳纳米管膜状结构。所述碳纳米 管膜状结构由多个碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列组成。所述碳纳米管至少部分表 面设置有金属层。—种偏光元件，其包括一偏光膜，该偏光膜包括一碳纳米管复合膜状结构。所述碳 纳米管复合膜状结构包括多个碳纳米管及设置于碳纳米管表面的金属层。所述多个碳纳米 管基本相互平行且大致平行于所述碳纳米管复合膜状结构的表面。与现有技术比较，所述偏光元件的偏振膜由所述碳纳米管膜状结构及设置其上的 金属层形成，由于该碳纳米管膜状结构中的多个碳纳米管及金属在高温及高湿下均具有较 好的热稳定性，因此该偏光元件在高温、高湿环境中也能具有良好的偏光作用。附图说明图1是本专利技术实施例偏光元件的结构示意图。图2是图1中偏光元件中的碳纳米管膜的扫描电镜照片。图3是图1中偏光元件中的偏光膜与由纯碳纳米管制作的偏光膜的线偏振光透射 率曲线图。图4是图1中偏光元件中的偏光膜与由纯碳纳米管制作的偏光膜的吸光偏振度对 比曲线图。图5是表面设置有2纳米厚镍层时的碳纳米管的透射电镜照片。图6是表面设置有2纳米厚金层时的碳纳米管的透射电镜照片。图7是表面设置有2纳米厚钛层时的碳纳米管的透射电镜照片。图8是图1中偏光元件中的偏光膜分别由图5、图6及图7中的多个碳纳米管构成 时所得到的偏振度曲线图。图9是表面设置有20纳米厚金层时的碳纳米管的透射电镜照片。图10是图1中偏光元件中的偏光膜分别由多个表面设置有2纳米、10纳米及20 纳米厚金层的碳纳米管所构成时所得到偏振度曲线。具体实施例方式以下将结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。请参阅图1，本专利技术提供一种偏光元件100，该偏光元件100包括一支撑体110及 一由该支撑体110支撑的偏光膜120。该支撑体110可为一固定框架或一透明基板。该偏光膜120通过该支撑体110支 撑。具体地，该偏光膜120可直接设置于透明基板表面或通过固定框架部分悬空设置。所述偏光膜120包括一碳纳米管膜状结构及一金属层，所述碳纳米管膜状结构具 有两个相对的表面，所述金属层设置在其中一个表面。所述碳纳米管膜状结构包括至少一碳纳米管膜，其厚度在0. 5纳米 1毫米之间。 所述碳纳米管膜为一自支撑结构，其厚度在0.5纳米 100纳米之间。所谓“自支撑”即该 碳纳米管膜无需通过一支撑体支撑，也能保持自身一定的形状。请参阅图2，所述碳纳米管 膜包括多个碳纳米管基本相互平行且大致平行于所述碳纳米管膜表面，进一步地，所述多 个碳纳米管通过范德华力首尾相连且基本沿同一方向择优取向排列。该碳纳米管膜可通过 采用一拉伸工具自一碳纳米管阵列直接拉取而获得。所述碳纳米管膜的结构及其制备方法 请参见范守善等人于2007年2月9日申请的，于2008年8月13日公开的第CN101239712A 号大陆公开专利申请。为节省篇幅，仅引用于此，但所述申请所有技术揭露也应视为本专利技术 申请技术揭露的一部分。可以理解，所述自支撑的碳纳米管膜中的多个碳纳米管通过范德 华力相互吸引，从而使碳纳米管膜具有特定的形状。所述碳纳米管膜状结构还可以包括多层碳纳米管膜，所述多层碳纳米管膜层叠设 置形成一个厚度在0. 5纳米 1毫米之间的层状结构，且相邻的碳纳米管膜通过范德华力 结合。多个碳纳米管层叠设置时，相邻的碳纳米管膜中的碳纳米管之间具有一个交叉角度 α，且该交叉角度α大致等于0度，以保证所述碳纳米管膜状结构中的多个碳纳米管基本 沿同一方向择优取向排列，即使所述碳纳米管膜状结构中的多个碳纳米管大致平行且基本 沿同一方向定向排列。所述碳纳米管膜状结构的偏振度随着其包括的碳纳米管膜的层数的 增多而提高，但该碳纳米管膜状结构对电磁波的透射率则随着其包括的碳纳米管膜层数的 增多而下降，即所述偏振元件的偏振度随着所述碳纳米管膜状结构厚度的增大而增大。优选地，所述碳纳米管膜状结构包括10 30层碳纳米管膜。所述金属层设置在所述碳纳米管膜状结构的至少一个表面，其厚度在1纳米 50 纳米之间。所述金属层可通过化学方法或物理方法形成在所述碳纳米管膜状结构表面，具 体地，所述化学方法包括电镀或化学镀等，所述物理方法包括物理气相沉积法(PVD)、真空 蒸镀或离子溅射等。如，所述金属层通过将一金属材料用电子束蒸镀法或电子溅镀法形成 在所述碳纳米管膜状结构表面。而在蒸镀或溅镀过程中，通过控制金属材料与碳纳米管膜 状结构之间的角度，可达到使该金属层形成在所述碳纳米管膜状结构的一个表面或两个表 面。可以理解，所述碳纳米管膜状结构由多个碳纳米管构成且具有多个间隙。因此，在宏观 上，所述金属层设置在所述碳纳米管膜状结构表面，在微观上，该金属层设置在该碳纳米管 膜状结构暴露在碳纳米管膜状结构表面的碳纳米管管壁上，即，所述金属层形成在所述碳 纳米管至少部分表面上。由于所述碳纳米管之间存在间隙，金属蒸汽或金属离子可渗透到 碳纳米管膜状结构中，并附着在每一碳纳米管表面，当所述碳纳米管膜状结构的厚度较小 且该碳纳米管膜状结构两个表面均设置有金属层时，所述金属层可包覆每一碳纳米管。所述金属层的厚度在1纳米 50纳米之间。形成所述金属层的材料包括金、银、 铜、铁、钴、镍、钯、钛或其合金中的一种或多种。该金属层可为单层结构，也可为多层结构。 当所述金属层为多层结构时，其可以包括一润湿层和一改善层。所述润湿层和改善层依次 形成在所述碳纳米管或者碳纳米管膜状结构表面。所述润湿层用于改善碳纳米管与改善层 之间的润湿性，使该改善层与碳纳米管更好的结合。形成该润湿层的材料可以为铁、钴、镍、 钯或钛等与碳纳米管润湿性好的金属或它们的合金，该润湿层的厚度为1纳米 10纳米。 所述改善层用于利用不同金属材料对不同电磁波的偏振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏光元件，其包括一支撑体及一由该支撑体支撑的偏光膜，其特征在于，该偏光膜包括一碳纳米管膜状结构，该碳纳米管膜状结构包括多个碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列，该碳纳米管膜状结构具有两个相对的表面，其中一个表面设置有一金属层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯辰，姜开利，范守善，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：94