[发明专利]一种高光能利用率漫射器件的制备方法

说明书

本发明公开了一种高光能利用率漫射器件的制备方法，该方法主要步骤为：(1)设计掩模板为随机分布的多边形；(2)利用高精度激光直写技术制备设计的掩模板；(3)在基材上蒸镀铬膜层；(4)在铬膜层表面旋涂光刻胶，并通过曝光、显影、定影等工艺将掩模板上的图案传递到光刻胶层；(5)基材置于去铬液中，将裸露在外的铬层去除，使得整体基片出现半透明状态；(6)最终将基片放入HF溶液中刻蚀，在多边形铬膜层的掩蔽下，HF溶液由多边形间隔渗透侵蚀玻璃基材表面，形成随机分布微透镜结构，完成折射型漫射器件的制备。制备折射型漫射器件的光能利用率高，节约了能源，同时制备的结构可用于宽波段，实用性价值高。

技术领域

本发明涉及激光投影显示领域，具体涉及一种高光能利用率漫射器件的制备方法。

背景技术

近年来，随着生活水平的提高，人们越来越追求视觉感官的感受，传统的光源投影显示系统渐渐无法满足大屏幕、高分辨率、高亮度、真色彩等要求，人们纷纷将目光投向了激光投影显示。

激光光源的优势明显：1、激光单色性好，色纯度高，使得激光投影显示具有色域范围大、色彩鲜艳逼真、高色纯度以及高饱和度的显像特征；2、激光亮度高，易获得高亮度的显示画面；3、激光光束准直性好，且光学扩展量小，有利于提高投影照明系统的能量利用率；4、寿命长、能耗低、且绿色环保。因此，激光光源被认为是下一代投影显示主流光源。结合当前的发展趋势来看，激光光源表现出极为重要的发展活力与潜力，因此，激光光源受到人们的极大关注，国内外科学家纷纷研究激光投影显示技术。

虽然激光光源具有大色域，高亮度、高能效、长寿命等优点，被认为是下一代数字投影显示系统的主流照明光源，但是激光作为投影光源仍需要解决一关键问题，那就是由激光的强相干性产生的激光散斑。当一束平行激光照射到一粗糙平面(相对光波长而言)上时，表面上各点都要向空间散射光，这些光的振幅和位相都无规分布。来自粗糙物体表面上各个小面积元射来的基元光波将相互干涉而产生颗粒状的图样，即激光散斑。激光散斑的存在极大的影响了成像质量，使图像的清晰度和分辨率下降，造成人眼的视觉疲劳，严重阻碍了当前激光投影显示的快速发展。国内外的科研工作者提出了很多减弱散斑影响的方法，绝大多数方法的基本原理都是通过叠加多幅散斑图样实现散斑抑制，比如旋转毛玻璃、振动屏幕、衍射元件、超声光栅、振动光纤等。其中旋转毛玻璃因其良好的散斑抑制效果已在干涉仪中得到了广泛的应用。但是毛玻璃是由一定尺寸大小的玻璃砂在光滑玻璃表面研磨而成，在激光照射到其表面时，在2π空间发散，具有较强的散射特性造成了很大一部分光能无法利用。因此旋转毛玻璃方法虽然散斑抑制效果好却一直没有在激光投影显示领域中得到实际应用。振动屏幕方式，是利用振动元件使屏幕在预定频谱内振动来抑制散斑。该技术需要投影屏幕是具有高弹性模量的基板，这使投影系统具有极大的局限性，需要专门设计配置屏幕，不能简单的投影到白色幕布或者墙面，限制了投影系统使用范围。衍射元件抑制散斑方法，只能针对单波长设计，对波长极为敏感，存在零级强点等问题。超声光栅技术通过引入压电晶体等装置，系统较为复杂，而振动光纤方法，只能针对通过光纤传输是光学系统。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服现有激光散斑抑制技术中光能利用率低、单波长设计、系统复杂、应用环境受限等不足，提出设计并制作一种高光能利用率、宽波段的折射型漫射器件，满足实用化的要求。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种高光能利用率漫射器件的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤(1)、设计掩模板为随机分布的多边形；

步骤(2)、利用高精度激光直写技术制备设计的掩模板；

步骤(3)、在基材上蒸镀铬膜层；

步骤(4)、在铬膜层表面旋涂光刻胶，并通过曝光、显影、定影工艺将掩模板上的图案传递到光刻胶层；