TWI666782B - 投影系統、小尺寸的直角稜柱體反射鏡以及製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法 - Google Patents

投影系統、小尺寸的直角稜柱體反射鏡以及製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供了一種製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法、投影系統以及用半導體製程製造的小尺寸的直角稜柱體反射鏡。該方法包含有：在一玻璃基板的一頂表面上塗佈一反射層；在該玻璃基板的一底表面上形成一光學膠層；利用一模具在該光學膠層上形成一3D形狀；曝光具有該3D形狀的該光學膠層以固化具有該3D形狀的該光學膠層，並結合具有該反射層的該玻璃基板和具有該3D形狀的該光學膠層；去除該模具以形成一小尺寸稜柱體陣列；以及切割該小尺寸稜柱體陣列以產生多個小尺寸的直角稜柱體反射鏡。

Description

投影系統、小尺寸的直角稜柱體反射鏡以及製造小尺寸 的直角稜柱體反射鏡的方法
本發明係有關於一種用於製造直角稜柱體反射鏡的方法，尤指一種製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法、投影系統以及用半導體製程製造的小尺寸的直角稜柱體反射鏡。
一般而言，製造直角稜柱體反射鏡的傳統方法是通過切割，拋光和研磨玻璃表面來獲得所需的光學品質。然而，當諸如小投影系統(例如可攜式投影設備)的光學系統需要非常小的反射表面時，傳統方法非常難以製造具有非常小尺寸和高光學品質而又不用高成本的直角稜柱體反射鏡。
因此，本發明的目的之一是提供一種製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法、投影系統以及用半導體製程製造的小尺寸的直角稜柱體反射鏡，以解決上述問題。
依據本發明之申請專利範圍，其係揭露一種製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法，該方法包含有：在一玻璃基板的一頂表面上 塗佈一反射層；在該玻璃基板的一底表面上形成一光學膠層；利用一模具在該光學膠層上形成一3D形狀；曝光具有該3D形狀的該光學膠層以固化具有該3D形狀的該光學膠層，並結合具有該反射層的該玻璃基板和具有該3D形狀的該光學膠層；去除該模具以形成一小尺寸稜柱體陣列；以及切割該小尺寸稜柱體陣列以產生多個小尺寸的直角稜柱體反射鏡。
依據本發明之申請專利範圍，其係揭露一種小尺寸的直角稜柱體反射鏡，其包含有：一固化的光學膠層、一玻璃基板以及一反射層。該固化的光學膠層具有一3D形狀，且該3D形狀具有一底表面以用於固定在一電子系統的一基板上；該玻璃基板設置在該固化的光學膠層上；以及該反射層設置在該玻璃基板上，用於反射來自一光源的一光束。
依據本發明之申請專利範圍，其係揭露一種製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法，該方法包含有：在一玻璃基板上形成一光學膠層；利用一模具在該光學膠層上形成一3D形狀；曝光具有該3D形狀的該光學膠層以固化具有該3D形狀的該光學膠層；去除該模具以形成一小尺寸稜柱體陣列；在該小尺寸稜柱體陣列的一頂表面上塗佈反射層；以及切割具有反射層的該小尺寸稜柱體陣列以產生多個小尺寸的直角稜柱體反射鏡。
依據本發明之申請專利範圍，其係揭露一種小尺寸的直角稜柱體反射鏡，其包含有：一玻璃基板、一固化的光學膠層以及一反射 層。該玻璃基板用於固定在一電子系統的一基板上；該固化的光學膠層設置在該玻璃基板上，具有一3D形狀；以及該反射層設置在該固化的光學膠層的一頂表面上，具有一特定斜面以用於反射來自一光源的一光束。
依據本發明之申請專利範圍，其係揭露一種投影系統，其包含有：一基板、一光源以及一小尺寸的直角稜柱體反射鏡。該光源設置在基板上，用於發射一光束；以及該小尺寸的直角稜柱體反射鏡設置在基板上，包含有一固化的光學膠層、一玻璃基板以及一反射層。
綜上所述，本發明可以使用諸如壓印製程的半導體製程來製造具有非常小尺寸和高品質而沒有高成本的直角稜柱體反射鏡，並且在投影系統中應用小尺寸的直角稜柱體反射鏡。
100‧‧‧玻璃基板
102‧‧‧反射層
104‧‧‧光學膠層
106‧‧‧模具
108‧‧‧小尺寸稜柱體陣列
110‧‧‧直角稜柱體反射鏡
200‧‧‧玻璃基板
202‧‧‧光學膠層
204‧‧‧模具
206‧‧‧小尺寸稜柱體陣列
208‧‧‧反射層
210‧‧‧直角稜柱體反射鏡
300、400‧‧‧投影系統
302、402‧‧‧基板
304、404‧‧‧光源
306、406‧‧‧粘合層
第1-6圖所繪示的係為依據本發明之一第一實施例的用於製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的順序過程的截面示意圖。
第7圖所繪示的係為依據本發明之一實施例如何切割第5-6圖中的小尺寸稜柱體陣列並放置小尺寸的直角稜柱體反射鏡的示意圖。
第8-13圖所繪示的係為依據本發明之一第二實施例的用於製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的順序過程的截面示意圖。
第14圖所繪示的係為依據本發明之一實施例如何切割第12-13圖中具有反射層的小尺寸稜柱體陣列並放置小尺寸的直角稜柱體反射鏡的示 意圖。
第15圖繪示的係為依據本發明之一實施例的投影系統的簡化示意圖。
第16圖繪示的係為依據本發明之另一實施例的投影系統的簡化示意圖。
在本說明書以及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件，而所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件，本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則，在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含有」係為一開放式的用語，故應解釋成「包含有但不限定於」。
請參考第1-6圖，第1-6圖所繪示的係為依據本發明之一第一實施例的用於製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的順序過程的截面示意圖，其中小尺寸的直角稜柱體反射鏡可用於小型投影機(例如可攜式投影設備)等電子系統中。如第1圖所示，本發明方法的第一步是在一玻璃基板100的上表面塗佈一反射層102，其中玻璃基板100可以為一光學晶圓，反射層102可以為一鏡面層。
接下來，如第2圖所示，本發明方法的第二步是翻轉玻璃基板100，在玻璃基板100的一底表面上形成一光學膠層104，並提供一模具106，其中模具106可以是一軟模具。
接下來，如第3圖所示，本發明方法的第三步是利用模具106在光學膠層104上形成一3D形狀，並利用紫外線(UV)曝光具有該3D形狀的光學膠層104，以固化具有該3D形狀的光學膠層104並結合具有反射層102的玻璃基板100和具有該3D形狀的光學膠層104，其中光學膠層包含有一紫外線膠材料。另外，該3D形狀可以包含有多個三角稜柱體(prism)或多個錐體(pyramid)，其中該些錐體可以是三角錐體、四角錐體、五角錐體、或六角錐體等。
接下來，如第4圖所示，本發明方法的第四步是去除模具106以形成一小尺寸稜柱體陣列108。接下來，如第5圖所示，本發明方法的第五步是將小尺寸稜柱體陣列108切割成多個小尺寸的直角稜柱體反射鏡110。最後，如第6圖所示，可以挑選與放置這些小尺寸的直角稜柱體反射鏡110用於組裝諸如小型投影儀的電子系統。
另外，請參照第7圖，第7圖所繪示的係為依據本發明之一實施例如何切割小尺寸稜柱體陣列108並放置小尺寸的直角稜柱體反射鏡110的示意圖。如此一來，本發明可以使用諸如壓印(imprint)製程的半導體製程來製造具有非常小的尺寸和高品質而不需高成本的直角稜柱體反射鏡。此外，在此請注意，上述的實施例僅作為本發明的舉例說明，而不是本發明的限制條件。舉例來說，光學膠層104的三維形狀以及小尺寸的直角稜柱體反射鏡110的數量可以根據不同的設計要求進行變化。
請參考第8-13圖，第8-13圖所繪示的係為依據本發明之一第 二實施例的用於製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的順序過程的截面示意圖，其中小尺寸的直角稜柱體反射鏡可用於小型投影機(例如可攜式投影設備)等電子系統中。如第8圖所示，本發明方法的第一步是在一玻璃基板200上形成一光學膠層202，並提供一模具204，其中玻璃基板200可以為一光學晶圓，並且模具204可以是一軟模具。
接下來，如第9圖所示，本發明方法的第二步是利用模具204在光學膠層202上形成一3D形狀，並利用紫外線曝光具有該3D形狀的光學膠層202以固化具有該3D形狀的光學膠層202並結合玻璃基板200和具有該3D形狀的光學膠層202，其中光學膠層202包含有一紫外線膠材。另外，該3D形狀可以包含有多個三角稜柱體(prism)或多個錐體(pyramid)，其中該些錐體可以是三角錐體、四角錐體、五角錐體、或六角錐體等。
接下來，如第10圖所示，本發明方法的第三步是去除模具204以形成一小尺寸稜柱體陣列206。如第11圖所示，本發明方法的第四步是在小尺寸稜柱體陣列206的上表面塗佈一反射層208，其中反射層208可以為一鏡面層。
接下來，如第12圖所示，本發明方法的第五步是將具有反射層208的小尺寸稜柱體陣列206切割成多個小尺寸的直角稜柱體反射鏡210。最後，如第13圖所示，可以挑選與放置這些小尺寸的直角稜柱體反射鏡210用於組裝諸如小型投影儀的電子系統。
另外，請參照第14圖，第14圖所繪示的係為依據本發明之一實施例如何切割具有反射層208的小尺寸稜柱體陣列206並放置小尺寸的直角稜柱體反射鏡210的示意圖。如此一來，本發明可以使用諸如壓印(imprint)製程的半導體製程來製造具有非常小的尺寸和高品質而不需高成本的直角稜柱體反射鏡。此外，在此請注意，上述的實施例僅作為本發明的舉例說明，而不是本發明的限制條件。舉例來說，光學膠層202的三維形狀以及小尺寸的直角稜柱體反射鏡210的數量可以根據不同的設計要求進行變化。
請參考第15-16圖，第15圖繪示的係為依據本發明之一實施例的投影系統300的簡化示意圖，第16圖繪示的係為依據本發明之另一實施例的投影系統400的簡化示意圖，其中投影系統300和400可以是小型投影機(例如可攜式投影設備)。如第15圖所示，投影系統300包含有：一基板302、一光源304和上述之小尺寸的直角稜柱體反射鏡110。光源304設置在基板302上，用於發射一光束，其中光源304可以是一雷射(laser)。小尺寸的直角稜柱體反射鏡110設置在基板302上。小尺寸的直角稜柱體反射鏡110包含有：一固化的光學膠層104、一玻璃基板100以及一反射層102。固化光學膠層104具有一3D形狀，且該3D形狀具有一底表面以用於固定在基板302上，其中在該3D形狀的底表面與基板302之間可以具有一粘合層306，玻璃基板100設置在固化的光學膠層104上，以及反射層102設置在玻璃基板100上，用於反射來自光源304的光束。
如第16圖所示，投影系統400包含有：一基板402、一光源404 和上述之小尺寸的直角稜柱體反射鏡210。光源404設置在基板402上，用於發射一光束，其中光源404可以是一雷射。小尺寸的直角稜柱體反射鏡210設置在基板402上。小尺寸的直角稜柱體反射鏡210包含有一玻璃基板200、一固化的光學膠層202以及一反射層208。玻璃基板200用於固定在基板402上，其中玻璃基板200與基板402之間可具有一粘合層406。固化的光學膠層202設置於玻璃基板200上，且具有一3D形狀。反射層208設置於固化光學膠層202的上表面，且具有一特定斜面以用於反射來自光源404的光束。
綜上所述，本發明可以使用諸如壓印製程的半導體製程來製造具有非常小尺寸和高品質而沒有高成本的直角稜柱體反射鏡，並且在投影系統中應用小尺寸的直角稜柱體反射鏡。以上該僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (20)

  1. 一種製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法，包含有：在一玻璃基板的一頂表面上塗佈一反射層；在該玻璃基板的一底表面上形成一光學膠層；利用一模具在該光學膠層上形成一3D形狀，其中該3D形狀具有一底表面以用於固定在一電子系統的一基板上；曝光具有該3D形狀的該光學膠層以固化具有該3D形狀的該光學膠層，並結合具有該反射層的該玻璃基板和具有該3D形狀的該光學膠層；去除該模具以形成一小尺寸稜柱體陣列；以及切割該小尺寸稜柱體陣列以產生多個小尺寸的直角稜柱體反射鏡。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該玻璃基板是一光學晶圓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該光學膠層包含有一紫外線(UV)膠材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該3D形狀包含有多個三角稜柱體或多個錐體。
  5. 一種小尺寸的直角稜柱體反射鏡，包含有：一固化的光學膠層，具有一3D形狀，且該3D形狀具有一底表面以用於固定在一電子系統的一基板上；一玻璃基板，設置在該固化的光學膠層上；以及一反射層，設置在該玻璃基板上，用於反射來自一光源的一光束。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的直角稜柱體反射鏡，其中該玻璃基板是一光學晶圓。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的直角稜柱體反射鏡，其中該光學膠層包含有一紫外線膠材料。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的直角稜柱體反射鏡，其中該3D形狀包含有多個三角稜柱體或多個錐體。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的直角稜柱體反射鏡，其中該電子系統是一投影儀。
  10. 一種製造小尺寸的直角稜柱體反射鏡的方法，包含有：在一玻璃基板上形成一光學膠層；利用一模具在該光學膠層上形成一3D形狀；曝光具有該3D形狀的該光學膠層以固化具有該3D形狀的該光學膠層；去除該模具以形成一小尺寸稜柱體陣列；在該小尺寸稜柱體陣列的一頂表面上塗佈反射層；以及切割具有反射層的該小尺寸稜柱體陣列以產生多個小尺寸的直角稜柱體反射鏡。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該玻璃基板是一光學晶圓。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該光學膠層包含有一紫外線膠材料。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中該3D形狀包含有多個三角稜柱體或多個錐體。
  14. 一種小尺寸的直角稜柱體反射鏡，包含有：一玻璃基板，用於固定在一電子系統的一基板上；一固化的光學膠層，設置在該玻璃基板上，具有一3D形狀；以及一反射層，設置在該固化的光學膠層的一頂表面上，具有一特定斜面以用於反射來自一光源的一光束。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的直角稜柱體反射鏡，其中該玻璃基板是一光學晶圓。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的直角稜柱體反射鏡，其中該光學膠層包含有一紫外線膠材料。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的直角稜柱體反射鏡，其中該3D形狀包含有多個三角稜柱體或多個錐體。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的直角稜柱體反射鏡，其中該電子系統是一投影機。
  19. 一種投影系統，包含有：一基板；一光源，設置在基板上，用於發射一光束；以及一小尺寸的直角稜柱體反射鏡，設置在基板上，包含有一固化的光學膠層、一玻璃基板以及一反射層；其中該固化光學膠層具有一3D形狀，且該3D形狀具有一底表面以用於固定在該基板上，該玻璃基板設置於該固化光學膠層上，該反射層設置於該玻璃基板上，用於反射來自該光源的該光束。
  20. 一種投影系統，包含有：一基板；一光源，設置在基板上，用於發射一光束；以及一小尺寸的直角稜柱體反射鏡，設置在基板上，包含有一固化的光學膠層、一玻璃基板以及一反射層；其特徵在於，該玻璃基板固定在該基板上，該固化的光學膠層設置在該玻璃基板上並具有一3D形狀，該反射層設置在該固化的光學膠層一頂表面上，並具有一特定斜面以用於反射來自該光源的該光束。
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