CN110018536B - 投影系统、小尺寸的直角棱柱体反射镜以及制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法 - Google Patents

投影系统、小尺寸的直角棱柱体反射镜以及制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法、投影系统以及用半导体制程制造的小尺寸的直角棱柱体反射镜。该方法包含有：在一玻璃基板的一顶表面上涂布一反射层；在该玻璃基板的一底表面上形成一光学胶层；利用一模具在该光学胶层上形成一3D形状；曝光具有该3D形状的该光学胶层以固化具有该3D形状的该光学胶层，并结合具有该反射层的该玻璃基板和具有该3D形状的该光学胶层；去除该模具以形成一小尺寸棱柱体阵列；以及切割该小尺寸棱柱体阵列以产生多个小尺寸的直角棱柱体反射镜。

Description

投影系统、小尺寸的直角棱柱体反射镜以及制造小尺寸的直 角棱柱体反射镜的方法
技术领域
本发明有关于一种用于制造直角棱柱体反射镜的方法，尤指一种制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法、投影系统以及用半导体制程制造的小尺寸的直角棱柱体反射镜。
背景技术
一般而言，制造直角棱柱体反射镜的传统方法是通过切割，抛光和研磨玻璃表面来获得所需的光学品质。然而，当诸如小投影系统(例如可携式投影设备)的光学系统需要非常小的反射表面时，传统方法非常难以制造具有非常小尺寸和高光学品质而又不用高成本的直角棱柱体反射镜。
发明内容
因此，本发明的目的之一是提供一种制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法、投影系统以及用半导体制程制造的小尺寸的直角棱柱体反射镜，以解决上述问题。
依据本发明的权利要求，其揭露一种制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法，该方法包含有：在一玻璃基板的一顶表面上涂布一反射层；在该玻璃基板的一底表面上形成一光学胶层；利用一模具在该光学胶层上形成一3D形状；曝光具有该3D形状的该光学胶层以固化具有该3D形状的该光学胶层，并结合具有该反射层的该玻璃基板和具有该3D形状的该光学胶层；去除该模具以形成一小尺寸棱柱体阵列；以及切割该小尺寸棱柱体阵列以产生多个小尺寸的直角棱柱体反射镜。
依据本发明的权利要求，其揭露一种小尺寸的直角棱柱体反射镜，其包含有：一固化的光学胶层、一玻璃基板以及一反射层。该固化的光学胶层具有一3D形状，且该3D形状具有一底表面以用于固定在一电子系统的一基板上；该玻璃基板设置在该固化的光学胶层上；以及该反射层设置在该玻璃基板上，用于反射来自一光源的一光束。
依据本发明的权利要求，其揭露一种制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法，该方法包含有：在一玻璃基板上形成一光学胶层；利用一模具在该光学胶层上形成一3D形状；曝光具有该3D形状的该光学胶层以固化具有该3D形状的该光学胶层；去除该模具以形成一小尺寸棱柱体阵列；在该小尺寸棱柱体阵列的一顶表面上涂布反射层；以及切割具有反射层的该小尺寸棱柱体阵列以产生多个小尺寸的直角棱柱体反射镜。
依据本发明的权利要求，其揭露一种小尺寸的直角棱柱体反射镜，其包含有：一玻璃基板、一固化的光学胶层以及一反射层。该玻璃基板用于固定在一电子系统的一基板上；该固化的光学胶层设置在该玻璃基板上，具有一3D形状；以及该反射层设置在该固化的光学胶层的一顶表面上，具有一特定斜面以用于反射来自一光源的一光束。
依据本发明的权利要求，其揭露一种投影系统，其包含有：一基板、一光源以及一小尺寸的直角棱柱体反射镜。该光源设置在基板上，用于发射一光束；以及该小尺寸的直角棱柱体反射镜设置在基板上，包含有一固化的光学胶层、一玻璃基板以及一反射层。
综上所述，本发明可以使用诸如压印制程的半导体制程来制造具有非常小尺寸和高品质而没有高成本的直角棱柱体反射镜，并且在投影系统中应用小尺寸的直角棱柱体反射镜。
附图说明
图1至图6所绘示的为依据本发明的第一实施例的用于制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的顺序过程的截面示意图。
图7所绘示的为依据本发明的一实施例如何切割图5至图6中的小尺寸棱柱体阵列并放置小尺寸的直角棱柱体反射镜的示意图。
图8至图13所绘示的为依据本发明的第二实施例的用于制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的顺序过程的截面示意图。
图14所绘示的为依据本发明的一实施例如何切割图12至图13中具有反射层的小尺寸棱柱体阵列并放置小尺寸的直角棱柱体反射镜的示意图。
图15绘示的为依据本发明的一实施例的投影系统的简化示意图。
图16绘示的为依据本发明的另一实施例的投影系统的简化示意图。
【附图标记说明】
100：玻璃基板
102：反射层
104：光学胶层
106：模具
108：小尺寸棱柱体阵列
110：直角棱柱体反射镜
200：玻璃基板
202：光学胶层
204：模具
206：小尺寸棱柱体阵列
208：反射层
210：直角棱柱体反射镜
300、400：投影系统
302、402：基板
304、404：光源
306、406：粘合层
具体实施方式
在本说明书以及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件，而所属领域中具有通常知识者应可理解，硬体制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件，本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则，在通篇说明书及后续的权利要求当中所提及的“包含有”为一开放式的用语，故应解释成“包含有但不限定于”。
请参考图1至图6，图1至图6所绘示的为依据本发明的第一实施例的用于制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的顺序过程的截面示意图，其中小尺寸的直角棱柱体反射镜可用于小型投影机(例如可携式投影设备)等电子系统中。如图1所示，本发明方法的第一步是在一玻璃基板100的上表面涂布一反射层102，其中玻璃基板100可以为一光学晶圆，反射层102可以为一镜面层。
接下来，如图2所示，本发明方法的第二步是翻转玻璃基板100，在玻璃基板100的一底表面上形成一光学胶层104，并提供一模具106，其中模具106可以是一软模具。
接下来，如图3所示，本发明方法的第三步是利用模具106在光学胶层104上形成一3D形状，并利用紫外线(UV)曝光具有该3D形状的光学胶层104，以固化具有该3D形状的光学胶层104并结合具有反射层102的玻璃基板100和具有该3D形状的光学胶层104，其中光学胶层包含有一紫外线胶材料。另外，该3D形状可以包含有多个三角棱柱体(prism)或多个锥体(pyramid)，其中该些锥体可以是三角锥体、四角锥体、五角锥体、或六角锥体等。
接下来，如图4所示，本发明方法的第四步是去除模具106以形成一小尺寸棱柱体阵列108。接下来，如图5所示，本发明方法的第五步是将小尺寸棱柱体阵列108切割成多个小尺寸的直角棱柱体反射镜110。最后，如图6所示，可以挑选与放置这些小尺寸的直角棱柱体反射镜110用于组装诸如小型投影仪的电子系统。
另外，请参照图7，图7所绘示的为依据本发明的一实施例如何切割小尺寸棱柱体阵列108并放置小尺寸的直角棱柱体反射镜110的示意图。如此一来，本发明可以使用诸如压印(imprint)制程的半导体制程来制造具有非常小的尺寸和高品质而不需高成本的直角棱柱体反射镜。此外，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件。举例来说，光学胶层104的三维形状以及小尺寸的直角棱柱体反射镜110的数量可以根据不同的设计要求进行变化。
请参考图8至图13，图8至图13所绘示的为依据本发明的第二实施例的用于制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的顺序过程的截面示意图，其中小尺寸的直角棱柱体反射镜可用于小型投影机(例如可携式投影设备)等电子系统中。如图8所示，本发明方法的第一步是在一玻璃基板200上形成一光学胶层202，并提供一模具204，其中玻璃基板200可以为一光学晶圆，并且模具204可以是一软模具。
接下来，如图9所示，本发明方法的第二步是利用模具204在光学胶层202上形成一3D形状，并利用紫外线曝光具有该3D形状的光学胶层202以固化具有该3D形状的光学胶层202并结合玻璃基板200和具有该3D形状的光学胶层202，其中光学胶层202包含有一紫外线胶材。另外，该3D形状可以包含有多个三角棱柱体(prism)或多个锥体(pyramid)，其中该些锥体可以是三角锥体、四角锥体、五角锥体、或六角锥体等。
接下来，如图10所示，本发明方法的第三步是去除模具204以形成一小尺寸棱柱体阵列206。如图11所示，本发明方法的第四步是在小尺寸棱柱体阵列206的上表面涂布一反射层208，其中反射层208可以为一镜面层。
接下来，如图12所示，本发明方法的第五步是将具有反射层208的小尺寸棱柱体阵列206切割成多个小尺寸的直角棱柱体反射镜210。最后，如图13所示，可以挑选与放置这些小尺寸的直角棱柱体反射镜210用于组装诸如小型投影仪的电子系统。
另外，请参照图14，图14所绘示的为依据本发明的一实施例如何切割具有反射层208的小尺寸棱柱体阵列206并放置小尺寸的直角棱柱体反射镜210的示意图。如此一来，本发明可以使用诸如压印(imprint)制程的半导体制程来制造具有非常小的尺寸和高品质而不需高成本的直角棱柱体反射镜。此外，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件。举例来说，光学胶层202的三维形状以及小尺寸的直角棱柱体反射镜210的数量可以根据不同的设计要求进行变化。
请参考图15至图16，图15绘示的为依据本发明的一实施例的投影系统300的简化示意图，图16绘示的为依据本发明的另一实施例的投影系统400的简化示意图，其中投影系统300和400可以是小型投影机(例如可携式投影设备)。如图15所示，投影系统300包含有：一基板302、一光源304和上述小尺寸的直角棱柱体反射镜110。光源304设置在基板302上，用于发射一光束，其中光源304可以是一雷射(laser)。小尺寸的直角棱柱体反射镜110设置在基板302上。小尺寸的直角棱柱体反射镜110包含有：一固化的光学胶层104、一玻璃基板100以及一反射层102。固化光学胶层104具有一3D形状，且该3D形状具有一底表面以用于固定在基板302上，其中在该3D形状的底表面与基板302之间可以具有一粘合层306，玻璃基板100设置在固化的光学胶层104上，以及反射层102设置在玻璃基板100上，用于反射来自光源304的光束。
如图16所示，投影系统400包含有：一基板402、一光源404和上述小尺寸的直角棱柱体反射镜210。光源404设置在基板402上，用于发射一光束，其中光源404可以是一雷射。小尺寸的直角棱柱体反射镜210设置在基板402上。小尺寸的直角棱柱体反射镜210包含有一玻璃基板200、一固化的光学胶层202以及一反射层208。玻璃基板200用于固定在基板402上，其中玻璃基板200与基板402之间可具有一粘合层406。固化的光学胶层202设置于玻璃基板200上，且具有一3D形状。反射层208设置于固化光学胶层202的上表面，且具有一特定斜面以用于反射来自光源404的光束。
综上所述，本发明可以使用诸如压印制程的半导体制程来制造具有非常小尺寸和高品质而没有高成本的直角棱柱体反射镜，并且在投影系统中应用小尺寸的直角棱柱体反射镜。
以上仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法，包含有：
在一玻璃基板的一顶表面上涂布一反射层；
在所述玻璃基板的一底表面上形成一光学胶层；
利用一模具在所述光学胶层上形成一3D形状；
曝光具有所述3D形状的所述光学胶层以固化具有所述3D形状的所述光学胶层，并结合具有所述反射层的所述玻璃基板和具有所述3D形状的所述光学胶层；
去除所述模具以形成一小尺寸棱柱体阵列；以及
切割所述小尺寸棱柱体阵列以产生多个小尺寸的直角棱柱体反射镜，
其中所述3D形状包含有多个三角棱柱体或多个锥体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃基板是一光学晶圆。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学胶层包含有一紫外线(UV)胶材料。
4.一种小尺寸的直角棱柱体反射镜，包含有：
一固化的光学胶层，具有一3D形状，且所述3D形状具有一底表面以用于固定在一电子系统的一基板上，其中所述3D形状包含有多个三角棱柱体或多个锥体；
一玻璃基板，设置在所述固化的光学胶层上；以及
一反射层，设置在所述玻璃基板上，用于反射来自一光源的一光束。
5.如权利要求4所述的直角棱柱体反射镜，其特征在于，所述玻璃基板是一光学晶圆。
6.如权利要求4所述的直角棱柱体反射镜，其特征在于，所述光学胶层包含有一紫外线胶材料。
7.如权利要求4所述的直角棱柱体反射镜，其特征在于，所述电子系统是一投影仪。
8.一种制造小尺寸的直角棱柱体反射镜的方法，包含有：
在一玻璃基板上形成一光学胶层；
利用一模具在所述光学胶层上形成一3D形状；
曝光具有所述3D形状的所述光学胶层以固化具有所述3D形状的所述光学胶层；
去除所述模具以形成一小尺寸棱柱体阵列；
在所述小尺寸棱柱体阵列的一顶表面上涂布反射层；以及
切割具有反射层的所述小尺寸棱柱体阵列以产生多个小尺寸的直角棱柱体反射镜，
其中所述3D形状包含有多个三角棱柱体或多个锥体。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述玻璃基板是一光学晶圆。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述光学胶层包含有一紫外线胶材料。
11.一种小尺寸的直角棱柱体反射镜，包含有：
一玻璃基板，用于固定在一电子系统的一基板上；
一固化的光学胶层，设置在所述玻璃基板上，具有一3D形状，其中所述3D形状包含有多个三角棱柱体或多个锥体；以及
一反射层，设置在所述固化的光学胶层的一顶表面上，具有一特定斜面以用于反射来自一光源的一光束。
12.如权利要求11所述的直角棱柱体反射镜，其特征在于，所述玻璃基板是一光学晶圆。
13.如权利要求11所述的直角棱柱体反射镜，其特征在于，所述光学胶层包含有一紫外线胶材料。
14.如权利要求11所述的直角棱柱体反射镜，其特征在于，所述电子系统是一投影机。
15.一种投影系统，包含有：
一基板；
一光源，设置在基板上，用于发射一光束；以及
根据权利要求4-7和11-14中任一项所述的小尺寸的直角棱柱体反射镜，设置在基板上。
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