[发明专利]大幅面光学偏振图案生成装置及生成方法

说明书

本发明公开了一种大幅面光学偏振图案生成装置，包括依次连接的照明部件、偏振图案生成部件、微缩成像部件、成像检测及拼接部件；照明部件，用于实现单一偏振准直均匀面光斑；偏振图案生成部件包括四分之一波片和相位调制器，用于输出偏振图案；微缩成像部件用于对偏振图案生成部件输出的偏振图案进行微缩，并写入到光敏材料中；成像检测及拼接部件包括成像检测子部件、焦距标定子部件；成像检测子部件包括双光路图案监测成像组件和图案拼接组件。本发明综合光学系统、运动控制系统及检测系统，具有单次曝光偏振图案高精度任意可控、效率高、可实现大面积光学偏振图案等优点。

技术领域

本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种大幅面光学偏振图案生成装置及生成方法。

背景技术

液晶在信息显示、光学及光子学器件等领域具有着广泛应用；液晶能够按照设计的取向排列进一步实现对光的振幅、相位以及偏振调制，在这些应用中发挥着重要的作用，因此液晶的取向排列控制方式成为了学术和工业生产的研究热点，目前公开的现有技术主要是摩擦取向技术和光控取向技术：

专利申请号CN201721714019.8公开了一种用于液晶显示屏生产的取向层摩擦装置；摩擦取向就是利用尼龙纤维或棉绒等材料按一定方向摩擦液晶显示器的取向膜，使薄膜表面状况发生改变，对液晶分子产生均一的锚定作用，从而使液晶分子在液晶显示器的两片玻璃板之间的某一区域内，以一定的预倾角呈现均匀一致的排列。但是存在以下问题：摩擦过程中容易产生静电，这会造成薄膜晶体管的击穿，由于摩擦过程产生绒毛尘埃，摩擦后必须增加清洗、干燥工序，降低了生产效率。

而光控取向是新近发展起来的一种非接触式的液晶取向方法，它利用光敏材料在紫外或蓝光偏光照射下发生定向光交联、异构化或光裂解反应而得到所需的排列，目前光控取向技术分为四种：掩模套刻偏振图案技术、利用全息干涉的方法获得的周期性的液晶取向技术、基于DMD的动态掩模光取向技术，还有基于空间调制器的偏振取向技术。

其中，掩模套刻偏振图案技术存在的问题是：套刻难度太大，效率低；精度低；难以制作大幅面；掩模与晶片上的感光胶层接触，引起损伤。

全息干涉的方法获得的周期性的液晶取向技术只能实现特定周期性偏振图案，无法实现任意偏振图案书写。

基于液晶空间调制器的偏振取向技术是一种能够对入射光的相位和振幅进行调制的可编程控制器件，单次投影取向可以实现不同选区液晶不同取向排列的图案记录，但是如果成像系统是放大系统，样品尺寸较大，像素单元尺寸也较大，无法输出高精度偏振图案。

因此，亟待一种在液晶显示领域新的能同时满足高精度和大幅面的输出偏振图案的装置和方法。

发明内容

为了解决现有技术的问题，一方面，本发明提供了一种大幅面光学偏振图案生成装置，包括依次连接的照明部件、偏振图案生成部件、微缩成像部件、成像检测及拼接部件；

照明部件，用于实现单一偏振准直均匀面光斑；

偏振图案生成部件包括四分之一波片和相位调制器，用于输出偏振图案；

微缩成像部件用于对偏振图案生成部件输出的偏振图案进行微缩，并写入到光敏材料中；

成像检测及拼接部件包括成像检测子部件和焦距标定子部件；

焦距标定子部件，包括感光材料不敏感的常开光源及垂直方向矫正组件，用于矫正运动产生的离焦现象；成像检测子部件包括双光路图案监测成像组件和图案拼接组件；所述图案拼接组件，用于将微缩后的偏振图案光场进行拼接。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述照明部件，包括激光器、准直组件和起偏器；

所述准直组件用于将从所述激光器发出的线光源或点光源调整为平行的面光源并输出至所述偏振图像生成部件；