一种偏振光输出光学扩散板的制作方法

本实用新型涉及扩散板技术领域，尤其涉及一种偏振光输出光学扩散板。

背景技术：

传统扩散板一般在材料中添加与材料本体折射率有差异的扩散粒子，当光线在材料本体中传播时遇到扩散粒子后产生多次折射和反射现象，从而达到光学扩散的效果。光线在材料本体中的多次折射和反射现象的完全随机和无序的，同时材料本体和扩散粒子对于光线的偏振性是各向同性的，因此，即使入射光线1＇是线偏振光，入射至光学扩散材料后，经多次反射、折射，往往输出光线2＇的偏振性也会极大削弱，变成部分偏振光或者类似于自然光的非偏振光，如图5所示。

对于一些需要偏振光均匀照明的应用场景，比如利用偏振光照明进行视觉检验应用、lcd液晶用背光模组等应用，传统光学扩散板直接输出的光线的偏振性会比较差，只能在光学扩散板后加入偏振片作为起偏器，来吸收掉其他偏振方向的光线。但这种方法会损失大部分(>50％)光线能量，如需达到较高亮度的照明效果，则需要提高发光器件的功率来进行补偿，导致很大的能量损耗。

技术实现要素：

基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种偏振光输出光学扩散板，通过优化扩散板结构，舍去起偏器的使用，方便输出偏振光。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种偏振光输出光学扩散板，其包括至少两个功能层，一个功能层为扩散层，扩散层上设置有偏振控制层，偏振控制层由第一材料和第二材料交替铺设而成，第一材料的折射率各向同性，第二材料的折射率各向异性，入射光线沿材料平面第一方向偏振的光线经偏振控制层透射从而形成偏振光，沿与第一方向正交的第二方向偏振的光线经偏振控制层反射回扩散层或者扩散层的下表面。

特别地，第一材料在第二方向的折射率大于其在第一方向的折射率，且第一材料在第一方向的折射率与第二材料的各向折射率相同。

特别地，第一材料和第二材料的折射率均为1.2～2.0。

特别地，扩散层为透明光学材料，且其中添加有扩散粒子。

特别地，扩散粒子的直径为0.5～50μm。

综上，本实用新型的有益效果为，与现有技术相比，所述偏振光输出光学扩散板中由两种材料周期性堆叠构成的偏振控制层如同形成了一个反射型的偏振片，将此偏振控制层集成于传统扩散板上，可实现其对某一偏振方向光线的透射，同时对正交偏振方向光线的反射，从而输出该方向偏振光，将此扩散板与led、导光板、反射片等光学组件集成，可应用于偏振光照明、lcd液晶显示背光模组等场合中。

附图说明

图1是本实用新型实施例1提供的偏振光输出光学扩散板的应用示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的偏振光输出光学扩散板中偏振控制层的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1提供的偏振光输出光学扩散板中光线传播示意图；

图4是本实用新型实施例2提供的偏振光输出光学扩散板的应用示意图；

图5是现有扩散板中光线传播示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

请参阅图1至3所示，本实施例提供一种偏振光输出光学扩散板，其包括至少两个功能层，一个功能层为扩散层1，扩散层1上设置有偏振控制层2。

扩散层1为透明光学材料(如pmma、ps、pc、pp、玻璃等)，且其中添加有扩散粒子11，扩散粒子11的直径优选为0.5～50μm。

偏振控制层2由第一材料21和第二材料22交替铺设而成，第一材料21的折射率各向同性，第二材料22的折射率各向异性，这两种折射率均设置为1.2～2.0。

所谓各向同性，即第一材料21沿材料平面x方向的折射率n1x和y方向的折射率n1y是相同的，本实施例设定n1x＝n1y＝1.6；所谓各向异性，即第二材料22沿材料平面x方向的折射率n2x和y方向的折射率n2y是不同的，且有n2y>n2x，同时为了使光线透射率最大化，n1x＝n2x，设定n2x＝1.6，n2y＝1.8。

则沿x方向偏振的可见光光线经过偏振控制层2后可以实现较高的透射率(>80％)，而沿y方向偏振的可见光光线透射率较低(<5％),绝大部分y方向偏振的可见光光线被偏振控制层2反射。

由此，第一材料21和第二材料22的周期性堆叠结构，实际形成了一个反射型的偏振片，对沿x方向偏振光线的反射和透射率和沿y方向偏振光线的反射和透射率产生不同的效果。

本实施例以直下式光源结构为例，发光部件设置于该扩散板的下表面，发光部件包括反射膜3和led芯片4，led芯片4发出的无序偏振光(p偏振方向和s偏振方向上均存在偏振)直射入扩散板，且通过扩散板的扩散层1后形成各角度入射光线，到达偏振控制层2，下面配合图3进一步说明。

该入射光线a是同时含有p偏振方向和s偏振方向的光线，光线b为从偏振控制层2反射回扩散层1的光线，光线c为从偏振控制层2透射的光线，由于偏振控制层2对不同偏振方向的光线的反射率和透射率不同，光线c为p偏振方向的偏振光，光线b为部分偏振光，其中s偏振方向的光线多于p偏振方向的光线。光线b经过扩散层1后，在扩散层1下界面又有部分光线d反射回偏振控制层2，另一部分光线e透射出扩散层1。光线d经过了扩散层1中多次与扩散粒子11的反射和折射，部分s偏振的光线转换成p偏振，其中一部分光线f经过偏振控制层2后输出，其余部分光线g被重新反射回扩散层1。

因此入射光线经过扩散板和偏振控制层2后，经过多次的作用，输出光线基本变成了单一偏振方向(p偏振方向)的偏振光。对比于传统的吸收型偏振片，自然光经过偏振片后只有一个偏振方向(比如p偏振方向)的光线得到输出，另外一个偏振方向(s偏振方向)的光线被完全吸收掉，只能实现最多50％的光线输出。而此光学扩散板中的扩散层1及扩散层1下部发光部件可以对偏振控制层2反射的s偏振方向的光线进行偏振杂化和回反射，可以部分改变另外s偏振方向的光线的偏振方向至p偏振方向并进一步通过偏振控制层2输出，减少了光线的能量损失，实现超过50％以上的光线输出。

实施例2：

请参阅图4所示，本实施例以侧入式光源结构为例，发光部件设置于该扩散板的下表面，发光部件包括导光板5、反射膜3和led芯片4，扩散板、导光板5、反射膜3依次贴靠，led芯片4设置于导光板5的侧面，从而进入扩散板的光线的入射角度倾斜，然而由于此扩散板的结构，不受光线入射角度影响，仍然可以正常输出偏振光，且能量损耗低。

综上，该偏振光输出光学扩散板中由两种材料周期性堆叠构成的偏振控制层如同形成了一个反射型的偏振片，将此偏振控制层集成于传统扩散板上，可实现其对某一偏振方向光线的透射，同时对正交偏振方向光线的反射，从而输出该方向偏振光，将此扩散板与led、导光板、反射片等光学组件集成，可应用于偏振光照明、lcd液晶显示背光模组等场合中。

以上实施例只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述事例限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。