[实用新型]基于数字微反射镜的大幅面任意分布的光取向装置

说明书

本实用新型公开了一种基于数字微反射镜的大幅面图案化液晶光取向装置，包括依次设置的光源组件、动态掩模生成组件、成像检测组件、焦距伺服系统和运动控制部件；动态掩模生成组件包括数控微镜DMD、可电动调节偏振片和计算机控制系统，用于动态调控入射光偏振态；所述计算机控制系统的图像信号输至所述数控微镜DMD的信号输入端。本实用新型综合光学系统、运动控制系统及检测系统，可实现大面积复杂图案的光取向和偏振图案高精度任意可控、效率高的优点。

技术领域

本实用新型涉及液晶显示领域，尤其涉及一种基于数字微反射镜的大幅面任意分布的光取向装置。

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：

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。

基于DMD的动态掩模光取向技术，通过刷新DMD上的强度分布图，可以快速生成需要的掩膜板图形，而不需要物理地生产新的掩膜板，更容易实现各种形状的取向分布，但是仍然用机械旋转线性极化膜的方法来控制光的极化方向，因此仍然需要多次曝光才能完成复杂图案的光取向。

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。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型公开了一种基于数字微反射镜的大幅面任意分布的光取向装置，所述装置包括依次设置的光源组件、动态掩模生成组件、成像检测组件、焦距伺服系统和运动控制部件；

所述光源组件包括依次连接的紫外或蓝光光源、准直扩束系统和起偏器，所述起偏器与所述准直扩束系统相连，用于控制光的初始偏振方向，生成0-179 度范围内的任意偏振方向的面光源；

所述动态掩模生成组件包括数控微镜DMD、可电动调节偏振片和计算机控制系统，用于动态调控入射光偏振态；所述计算机控制系统的图像信号输至所述数控微镜DMD的信号输入端；

所述成像检测组件，用于对生成的图案成像进行检测；所述焦距伺服系统包括光偏振敏感材料不敏感的常开光源和垂直方向矫正组件，用于矫正运动产生的离焦现象；

所述运动控制部件，用于调整载有光偏振敏感材料的平台的空间位置，以实现光场拼接。

作为本实用新型实施方式的进一步改进，所述成像检测组件还包括微缩成像部件；