[发明专利]偏振分光器件及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及分光器件领域，尤其涉及偏振分光器件及其形成方法。

背景技术

成像技术不断发展，像素越来越高，我们能够在更大的屏幕上看到更清晰明亮、色彩丰富的视频和图形，但它们始终有一个限制，即它们是二维的。我们眼睛所看到的真实世界不只是简单的平面图像，而是具有景深的立体三维，这种感知三维的能力是视网膜不一致(或称为左右眼看一个物体位置的轻微偏移)的一个副功能。因此如果要设计一个立体投影装置，它必须要模拟人类在观看物体时视网膜成像的这种视差。这种感觉暗示我们，看到的就是真实的(或几乎是真实的)，而不是平面的二维的。

立体投影是可以通过光的偏振原理来实现的，立体投影光学系统产生两种偏振方向互相垂直的偏振光投影到屏幕上。而偏振光投射到投影幕上再反射到观众位置时偏振光方向须不改变，观众通过偏光眼镜每只眼睛只能看到相应的偏振光图像，从而在视觉神经装置中产生立体感觉。

现有技术的立体投影系统中，利用偏振片产生两种不同偏振方向的偏振光，即P光和S光，但是不能同时产生P光和相等量的S光。图1为现有技术的偏振分光器件的立体图，图2为图1所示的偏振分光器件沿a-a方向的剖面结构示意图，结合参考图1和图2，现有技术的偏振分光器件包括玻璃基底10以及位于玻璃基底10上的多个铝条11，相邻的铝条11之间为空隙。参考图2，入射至该偏振分光器件的自然光12经该偏振分光器件后，分成反射光13和透射光14，反射光13和透射光14分别为P光和S光。现有技术的偏振分光器件反射光13和透射光14的强度差别较大，因此在应用于立体投影光学系统时，立体投影光学系统的成像效果不佳。针对现有的偏振分光器件的缺点，期望可以找到一种反射光和透射光的强度大致相等的偏振分光器件。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术的偏振分光器件反射光和透射光的强度差别较大的问题。

为解决以上技术问题，本发明提供一种偏振分光器件，包括：

透明基底；

位于所述透明基底上的偏振光栅，所述偏振光栅包括多条相互间隔平行排列的透光部和不透光部；

位于所述偏振光栅上的透明层。

可选的，所述不透光部的横截面为矩形类梯形，所述类梯形靠近所述透明基底的底边长度大于相对的顶边的长度。

可选的，所述不透光部的材料为铝；

还包括：另一偏振光栅和另一透明层，所述另一偏振光栅与所述偏振光栅的结构相同；

所述另一偏振光栅位于所述透明层上，并且和所述偏振光栅的位置对应，所述另一透明层位于所述另一偏振光栅上。

可选的，所述不透光部的宽度为32-80nm，所述不透光部和透光部的厚度为65-150nm，透光部的宽度为120nm-150nm。

可选的，所述不透光部的材料为铜、铝、金、银、钛、钴、镍、钨中其中一种或它们的任意组合。

可选的，所述透明基底、透光部和所述透明层的材料为氧化硅、正硅酸乙酯其中之一或它们的组合。

可选的，所述透明基底、透光部和所述透明层、另一透明介质层的材料为氧化硅、正硅酸乙酯其中之一或它们的组合。

本发明还提供一种偏振分光器件的形成方法，包括：

提供透明基底；

在所述透明基底上形成具有沟槽阵列的透明介质层，所述沟槽阵列包括多个相互平行、呈长条状的沟槽；

在所述沟槽内填充不透光材料形成不透光部，所述不透光材料和相邻不透光材料之间的透明介质层为透光部，所述不透光部和透光部形成偏振光栅；

在所述偏振光栅上形成透明层。

可选的，所述沟槽的横截面为矩形或类梯形，所述类梯形靠近所述透明基底的底边长度大于相对的顶边的长度。

可选的，在所述透明基底上形成具有沟槽阵列的透明介质层包括：

在所述透明基底上形成第一透明介质层；

在所述第一透明介质层上形成第二透明介质层；

刻蚀所述第二透明介质层，在所述第二透明介质层中形成沟槽阵列，所述沟槽底部暴露出所述第一透明介质层，所述透明介质层包括第一透明介质层和第二透明介质层。

可选的，在所述透明基底上形成第一透明介质层之后，在所述第一透明介质层上形成第二透明介质层之前；还包括：在所述第一透明介质层上形成刻蚀停止层，所述刻蚀停止层位于所述沟槽下方。

可选的，所述刻蚀停止层的材料为氮化硅。