[发明专利]反射式纯相位液晶空间光调制器及其制备、盒厚测试方法

说明书

本发明提供一种反射式纯相位液晶空间光调制器及其制备、盒厚测试方法，解决现有反射式液晶空间光调制器存在靶面尺寸较小、封装容易出现盒厚不均、盒厚均一性较差的问题。该调制器中，上盖板玻璃、第二电极层、上取向层由上至下依次设置形成上基板；下取向层、第一电极层、像素电路层、下盖板玻璃由上至下依次设置形成下基板；透明支撑柱设置在液晶分子层中，排布在像素非开口区；像素电路层采用大面阵薄膜晶体管TFT‑LCD电路基板；第一电极层包括反射层和设置在反射层两侧的保护层，用于实现TFT‑LCD电路基板的反射式光路；液晶分子层设置在上基板和下基板之间，且液晶分子层的四周设置有周边框胶，透明支撑柱、周边框胶和液晶分子实现盒厚均一。

技术领域

本发明属于空间光调控器件领域，具体涉及一种反射式纯相位液晶空间光调制器及其制备、盒厚测试方法。

背景技术

液晶空间光调制器是一种基于液晶光电特性，对光场强度和相位分布进行二维调制的器件，其已广泛应用于教学、科研、光通讯、显示以及工业等领域。同时，液晶空间光调制器由于具有分辨率高、调制范围大、图案加载灵活等优点，在微显示、全息投影、光通讯等领域也被广泛关注。液晶光阀是液晶空间光调制器的核心器件，液晶分子在电场作用下发生偏转，改变液晶光阀的光学特性，从而实现对光场调制。液晶空间光调制器根据光路分为透射式和反射式，根据基板类型分为TFT和LCoS两类，TFT基板一般用于透射式液晶空间光调制器，LCoS基板一般用于反射式液晶空间光调制器。

图1a和图1b为现有LCOS型反射式纯相位液晶空间光调制器和TFT型透射式纯相位液晶空间光调制器的光调控器件液晶光阀的结构图。现有反射式纯相位液晶空间光调制器尺寸一般在0.26”～1.2”，尺寸较小，从图1a中可以看出盒厚主要通过周边封框胶和液晶分子支撑。现有透射式纯相位液晶空间光调制器尺寸一般在0.7”～1.8”，从图1b中可以看出盒厚主要通过封框胶和液晶分子以及喷涂的间隔球状离子支撑(部分产品甚至未设置球状间隔离子)。

现有反射式液晶空间光调制器均使用LCOS进行制作，虽然具有分辨率高、光利用率高等优势，但存在靶面尺寸较小、封装容易出现盒厚不均等问题。靶面过小，不适用于大面积应用场合，而拼接小靶面又存在拼接精度不足等问题。LCOS由于尺寸和像元较小，液晶封装时往往不添加间隔物Spacer，仅通过周边封框胶和盒内的液晶分子实现盒厚支撑作用，盒厚均一性较差，导致液晶空间光调制器光场调控时调控质量变差等问题。例如，像场画质不均、调制线性度不足等。现有透射式TFT-LCD型液晶空间光调制器相位调制能力弱，无法实现反射式效果。

发明内容

本发明的目的是解决现有反射式液晶空间光调制器存在靶面尺寸较小、封装容易出现盒厚不均、盒厚均一性较差以及透射式液晶空间光调制器相位调制能力弱的问题，提供一种反射式纯相位液晶空间光调制器及其制备、盒厚测试方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种反射式纯相位液晶空间光调制器，包括上盖板玻璃、第二电极层、上取向层、液晶分子层、下取向层、第一电极层、像素电路层、下盖板玻璃和透明支撑柱；所述上盖板玻璃、第二电极层、上取向层由上至下依次设置形成上基板，且上盖板玻璃上设置有遮光层；所述下取向层、第一电极层、像素电路层、下盖板玻璃由上至下依次设置形成下基板；所述透明支撑柱与第二电极层连接，其设置在液晶分子层中，排布在像素非开口区；所述像素电路层采用大面阵薄膜晶体管TFT-LCD电路基板；所述第一电极层包括反射层和设置在反射层两侧的保护层，用于实现TFT-LCD电路基板的反射式光路；所述液晶分子层设置在上基板和下基板之间，且液晶分子层的四周设置有周边框胶，所述透明支撑柱、周边框胶和液晶分子实现盒厚均一。

进一步地，所述反射层为Ag层或Al层，所述保护层为ITO层或Ti层。

进一步地，所述第一电极层包括依次设置的ITO层、Ag层和ITO层，或者依次设置的ITO层、Al层和ITO层，或者依次设置的Ti层、Ag层和Ti层。