偏振立方体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种偏振立方体及其制造方法，其中偏振立方体包括：薄复合板，包括直线平面阵列，所述直线平面阵列由反射材料制造，沿平行方向空间分离并由第一透射材料围绕覆盖；以及一对对称的三棱镜，由第二透射材料制造成，分别结合于所述薄复合板的相对面上，并夹设所述薄复合板；其中所述薄复合板和所述一对对称的三棱镜均相对于所述偏振立方体的对角面光对称。本发明专利技术可以提高投影显示应用中的系统集成度和稳固性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种投影显示应用中使用的光偏振核心，尤其涉及一种微显示投影应用中使用的偏振立方体，用作光引擎核心，其中包含具有平面对角结构的集成线栅偏振器。
技术介绍
线栅偏振器(Wire Grid Polarizer,简称WGP)不仅被用在偏振光系统中，而且还 被有效地用作分束器，尤其还被应用于基于液晶的微显示投影应用中。这种分束器工作在 相当宽的可见光频谱范围内，其反向一路线性偏振光并使其他的光透射，在众多优点中具 有相当高的对比度和光效率。 偏振线栅设置于设置于透光基板(如玻璃)的外表面。如汉森(Hansen)的美国 专利号6， 243， 199中所公开的那样，传统的线栅偏振器基本包括延伸用空间分离的线栅， 由纳米级的反射材料(如铝)制成，采用平面阵列粘合在平板玻璃面板上。很显然，这种结 构在恶劣的组装和应用条件下容易损坏，在这种条件下，在这些纤细的金属栅格上极易发 生物理及化学损伤。基于薄板的传统结构，有很多物理结构上的改进，以提高稳固性并保持 和加强所设计的偏振光性能及分束性能。 图la为现有技术中传统线栅偏振面板10的示意图。这种线栅偏振面板10的结 构包括布设于玻璃板1上的延伸反射单元阵列2。当进行制造和处理时，这些陈列对于外部 损害非常脆弱。图lb显示了一种简易的光引擎5，用于投影显示。其中应用一线栅偏振面 板10，与反射成像器90及光源95相关联。该线栅偏振面板10对处于一种偏振态P的入射 光进行反射，使反射光照射到反射成像器90用于形成投影显示，另外，让具有其他偏振态S 的入射光通过。 即便在这种简易结构中，也有必要改进光引擎5及其核心组件(如线栅偏振面板 10和反射成像器90)的集成度和稳固性稳固性。其中两个关键组件线栅偏振面板10和反 射成像器90要具有更佳的集成度和对准性，而使他们之间的光误差达到最小。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种，用以提高投影显示应用中的系 统集成度和稳固性。 本专利技术实施例提供了一种偏振立方体，其中包括 薄复合板，包括直线平面阵列，所述直线平面阵列由反射材料制造，沿平行方向空 间分离并由第一透射材料围绕覆盖；以及 —对对称的三棱镜，由第二透射材料制造成，分别结合于所述薄复合板的相对面 上，并夹设所述薄复合板； 其中所述薄复合板和所述一对对称的三棱镜均相对于所述偏振立方体的对角面 光对称。 本专利技术另一实施例提供了一种制造上述偏振立方体的方法，其中包括4 设置由第一透射材料覆盖的第一基板； 将由反射材料制成的片状膜沉积于第一基板上； 对所述片状膜进行光刻以形成直线平面阵列，所述直线平面阵列沿平行方向空间 分离并由一组空隙分隔； 沉积由第一透射材料制成的覆盖膜，将所述空隙完全填充并覆盖所述直线平面阵 列； 对所述覆盖膜进行削薄，使削薄后的覆盖膜在所述直线平面阵列之上具有第一厚 度； 将由第二透射材料制成的具有第二厚度的第一厚基板结合于所述削薄后的覆盖 膜表面上； 将承载有所述第一厚基板的所述第一基板削薄为所述第一厚度； 将由第二透射材料制成的具有第二厚度的第二厚基板结合到削薄后的第一基板上，与所述第一厚基板相对，以形成包含所述第一厚基板、薄复合板及第二厚基板的厚复合板； 沿四个四联垂直面切割所述厚复合板，每个所述四联垂直面与被夹设的薄复合板 成45度角，以形成延伸立体棒，该延伸立体棒具有第一组相对面和第二组相对面，且相对 于薄复合板对称；以及 沿一对截平面对所述延伸立体棒进行切割，所述一对截平面垂直于所述薄复合板 及所述第一组相对面和第二组相对面。 本专利技术实施例可以提高投影显示应用中的系统集成度和稳固性。 附图说明 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图la为现有技术中传统线栅偏振面板10的示意图； 图lb为现有技术中使用传统线栅偏振面板10作为偏振分束器并具有反射成像器 90和光源95的简易光引擎5的截面视图； 图2a为集成有直线平面阵列110的偏振立方体100的侧视图，该偏振立方体100 在本专利技术一实施例中用作线栅偏振器和分束器； 图2b显示了图2a所示偏振立方体100—角的分解放大图； 图3a、3b及3c显示本专利技术所述偏振立方体100的制造方法实施例各阶段的截面 视图； 图4a、4b、4c、4d及4e显示本专利技术所述偏振立方体100的制造方法另一实施例各 阶段的截面视图； 图5为从厚复合板108中最终机械加工出偏振立方体100的示意图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 图2a为本专利技术一实施例所述用作线栅偏振器和分束器的偏振立方体100的侧视 图，其中集成有直线平面阵列110，图2b显示了该偏振立方体100—角的分解放大图。该 偏振立方体100相对于对角面140物理对称，在该对角面140上对称布设有直线平面阵列 110，并由于一对对称的三棱镜(即上三棱镜150和下三棱镜160)进行夹设。下三棱镜160 的一个四联垂直面，即光接收面195，用于接收如图lb所示的处于一种偏振态的入射光，并 让其通过并到达直线平面阵列110。该直线平面阵列IIO将处于这种偏振态的入射光反射到 三棱镜160的成像器安装面190上，在该成像器安装面190上可以安装反射成像器90(图lb)。 在本专利技术一实施例中，偏振立方体100包括两个对称的三棱镜(即上三棱镜150 和下三棱镜160)及包含直线平面阵列110的薄复合板105，其中，该薄复合板10由上述对 称的三棱镜150和160进行夹设，并相对于对角面140对称。如图2b所示，直线平面阵列 110中的每一条直线均沿其中线相对于对角面140对称。位于复合板105中的所述直线平 面阵列110由第一透射材料围绕，而所述对称的三棱镜150和160由第二透射材料制成。第 一透射材料和第二透射材料之一或二者可以为二氧化硅，并且进一步地，第一透射材料和 第二透射材料可以具有相同的成分。 在本专利技术另一实施例中，偏振立方体100中与薄复合板105共享一个边缘的四个 面，如面190、 192、 193和195，这些面上可以涂敷抗反射涂层，以减小表面反射损耗，从而改 进光效率及光引擎的性能。该偏振立方体100可在用在类似于图1所示结构中，用以进行 投影显示。 同时，也可以在垂直于薄复合板105的两个面180和185涂敷光吸收材料，以减小 给投影应用中的正常光路带来的不需要的闪耀效果。可选地，垂直薄复合板105的两个面 180和185中任一个面上可以附着有光电面板，用于将散射的光转换为电荷以备存储和再 用。 在实际情况中，直线平面阵列110可以由包括银、铝、钛和金等反射金属中的之一 或任意组成制成。 图3a、3b及3c显示本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种偏振立方体，其特征在于包括：薄复合板，包括直线平面阵列，所述直线平面阵列由反射材料制造，沿平行方向空间分离并由第一透射材料围绕覆盖；以及一对对称的三棱镜，由第二透射材料制造成，分别结合于所述薄复合板的相对面上，并夹设所述薄复合板；其中所述薄复合板和所述一对对称的三棱镜均相对于所述偏振立方体的对角面光对称。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：河H黄，
申请(专利权)人：河H黄，
类型：发明
国别省市：US[美国]