用于制造全息光学元件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造全息光学元件的方法，该方法通过以下步骤实现：提供记录堆栈，该记录堆栈包括在至少一个支承元件上层压的至少一个记录元件；在照射步骤中采用至少一个记录光束对所述记录堆栈的至少一部分进行照射，其中，在所述照射步骤期间，所述记录堆栈弯曲；提供针对所述记录堆栈的弯曲偏差阈值；以及调节至少一个第一处理参数，使得所述记录堆栈的期望最大弯曲偏差不超过所述弯曲偏差阈值，其中，所述至少一个第一处理参数在所述照射步骤期间影响所述记录堆栈的弯曲性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造全息光学元件的方法，其中，提供有记录堆栈，该记录堆栈包括层压到至少一个支承元件的至少一个记录元件，其中，该记录堆栈被至少一个记录光束照射。本专利技术还涉及通过该方法制造的全息光学元件，以及包括该全息光学元件的显示装置。
技术介绍
时下，液晶显示器经常被用于电子应用设备中。示例的应用设备包括移动装置、游戏计算机、平板计算机、监视器、电视装置、广告面板等。液晶显示器包括具有能够被电驱动的液晶单元的层或面板。具体地，可以根据向液晶单元施加的电压来对由显示器照亮的光的偏振进行控制。由于这些面板本身不产生光，所以必须提供背光单元来将面板照亮。因此，普遍关注的是提供一种具有高显示质量的液晶显示器。能使液晶显示器满足这些要求的背光单元是这样的背光单元：该背光单元包括全息光学元件，特别是光束成形全息光学元件。光束成形全息光学元件被配置为以均匀的方式照亮位于距该光束成形全息光学元件规定距离处的规定区域。例如，液晶显示面板、透镜、散光器等可以被布置在该规定区域处。具体地，通过记录包括具有期望图案的任何合适的记录材料的元件，可以制造光束成形全息光学元件。应当理解，还存在需要具有良好操纵品质的光束成形全息光学元件的多种其它应用，比如例如信号灯、投影系统或光学组合器。具体地，全息光学元件对于必须使比如在例如头上式显示器(HUD)和头戴式显示器(HMD)中以及在自动立体3D显示器(ASD)中的非常复杂的光学功能容易的细长光学器件而言是优选的选择。特别地，随着越来越多地使用发光二极管(LED)和激光二极管(LD)作为光源，全息光学元件的优势可以得到充分利用。为了制造全息光学元件，可以将记录元件层压在支承元件上。随后，记录元件可 以被至少一个记录光束照射达预定的曝光时间以用于生成具有期望图案的全息光学元件。通常，期望制造具有高质量的全息光学元件。具体地，目的在于制造具有均匀衍射效率的全息光学元件。然而，已知记录方案的问题在于所谓的条纹可能产生。条纹作为暗圈和亮圈出现在全息光学元件上。具体地，难以制造没有这种条纹的大面积全息光学元件。更具体地，条纹形成简单地破坏了全息光学元件的功能和质量。如果全息光学元件用于被观察，例如如果其用作视框，则条纹简单地可视为全息光学元件平面中的暗区域。如果全息光学元件被用来重建例如可以用作空间上很好限定的光源的散光器的实像，则条纹简单地降低了全息光学元件的衍射效率。
技术实现思路
实施方式涉及制造全息光学元件。记录堆栈包括在至少一个支承元件上层压的至少一个记录元件。在照射步骤中采用至少一个记录光束来照射所述记录堆栈的至少一部分。在照射步骤期间，所述记录堆栈弯曲。所述记录堆栈被配置为具有弯曲偏差阈值。至少一个第一处理参数被调节，使得所述记录堆栈的期望最大弯曲偏差不超过所述弯曲偏差阈值。所述至少一个第一处理参数在所述照射步骤期间影响所述记录堆栈的弯曲性能。附记1.一种用于制造全息光学元件的方法，该方法包括以下步骤：提供记录堆栈，所述记录堆栈包括在至少一个支承元件上层压的至少一个记录元件；在照射步骤中采用至少一个记录光束对所述记录堆栈的至少一部分进行照射，在所述照射步骤期间，所述记录堆栈弯曲；提供针对所述记录堆栈的弯曲偏差阈值；以及调节至少一个第一处理参数，使得所述记录堆栈的期望最大弯曲偏差ξmax不超过所述弯曲偏差阈值，其中，所述至少一个第一处理参数在所述照射步骤期间影响所述记录堆栈的弯曲性能。附记2.根据附记1所述的方法，其中，所述第一处理参数是所述记录堆栈的横向尺寸与所述记录堆栈的厚度的比Rdim、所述记录堆栈的热膨胀系数(CTE)、记录元件面积相对于支承元件面积的填充因子、在固定记录剂量E下的曝光时间texp或者 所述支承元件面积和所述曝光时间texp两者。附记3.根据附记1所述的方法，其中，如果固定装置被支承，则基于式ξmax＝A·[|dsup(ρ＝0,σ)|·|CTE|·R2dim·β(τexp)]并且如果所述固定装置被夹持，则基于式ξmax＝A·[|dcla(ρ＝0)|·|CTE|·R2dim·β(τexp)]来计算所述期望最大弯曲偏差ξmax，通过该计算在所述照射步骤之前确定所述期望最大弯曲偏差，其中，A是预定的比例因子，dsup或dcla是所述支承元件的标准化弯曲变形函数，ρ是标准化径向坐标，σ是记录堆栈的泊松比，CTE是所述记录堆栈的热膨胀系数，Rdim是所述记录堆栈的横向尺寸与所述记录堆栈的厚度的比，以及β(τexp)是取决于标准化曝光时间τexp的函数。附记4.根据附记1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：提供至少一个第二处理参数，所述弯曲偏差阈值取决于所述至少一个第二处理参数；以及根据所述至少一个第二处理参数来确定针对所述记录堆栈的所述弯曲偏差阈值。附记5.根据附记4所述的方法，其中，所述第二处理参数是倾斜角α、所述记录元件的光栅矢量K、所述记录元件的光栅间距Λ或者所述记录元件的参数和所述光栅间距两者。附记6.根据附记1所述的方法，其中，所述最大弯曲偏差ξmax等于或小于其中，KZ是光栅矢量在所述记录堆栈的厚度方向上的分量。附记7.根据附记1所述的方法，其中，所述记录堆栈在所述照射步骤中由参考光束和物体光束来照射。附记8.根据附记7所述的方法，其中，所述参考光束和所述物体光束中的至少一个由激光器、激光二极管或定向光源来生成。附记9.根据附记1所述的方法，其中，所述记录元件包括光刻胶材料、光致聚合物材料、卤化银材料、二铬酸盐明胶材料、光致变色材料或光折变材料。附记10.根据附记1所述的方法，其中，所述记录元件包括光致聚合物膜，所述光致聚合物膜包括交联矩阵和写入单体，且包括交联矩阵和基于丙烯酸酯的单体。附记11.根据附记1所述的方法，其中，所述支承元件是由硼硅玻璃、具有在阈值以下的热膨胀系数(CTE)的玻璃、陶瓷玻璃、熔融硅石熔融石英或浮法玻璃板制成的玻璃板。附记12.根据附记1所述的方法，其中，所述支承元件具有等于或小于7×10-6K-1 的热膨胀系数(CTE)的绝对值。 附记13.一种全息光学元件，该全息光学元件通过根据附记1的方法来制造。附记14.根据附记13所述的全息光学元件，其中，所述全息光学元件是反射式全息光学元件、透射式全息光学元件或侧光式全息光学元件或者它们的组合。附记15.一种显示装置，该显示装置包括全息光学元件，该全息光学元件通过根据附记1的方法来制造。附图说明附图被包括以提供对本专利技术的进一步理解，并且被并入本申请中且构成本申请的一部分，附图例示了本专利技术的实施方式，并且与本描述一起用于解释本专利技术的原理。在附图中：图1是具有条纹的示例性全息光学元件的示意图。图2a是根据本专利技术的用于执行用于制造全息光学元件的方法的布置的实施方式的示意图。图2b是图2a中所示的实施方式的示意性侧视图。图3是根据本专利技术的用于执行用于制造全息光学元件的方法的布置的另一实施方式的示意图。图4a是根据本专利技术的包括记录元件和支承元件的记录堆栈的实施方式的示意图，其中，该记录堆栈处于初始状态。图4b是图4a中所示的实施方式的示意性侧视图。图4c是在图4a和图4b中所示的实施方式的示意图，其中，该记录堆栈处于弯曲状态。图5是根据本专利技术的方法的实施方式的示例性示图。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造全息光学元件的方法，该方法包括以下步骤：提供记录堆栈，所述记录堆栈包括在至少一个支承元件上层压的至少一个记录元件；在照射步骤中利用至少一个记录光束对所述记录堆栈的至少一部分进行照射，在所述照射步骤期间，所述记录堆栈弯曲；提供针对所述记录堆栈的弯曲偏差阈值；以及调节至少一个第一处理参数，使得所述记录堆栈的期望最大弯曲偏差ξmax不超过所述弯曲偏差阈值，其中，所述至少一个第一处理参数在所述照射步骤期间影响所述记录堆栈的弯曲性能。

【技术特征摘要】
2015.04.24 US 14/695,6101.一种用于制造全息光学元件的方法，该方法包括以下步骤：提供记录堆栈，所述记录堆栈包括在至少一个支承元件上层压的至少一个记录元件；在照射步骤中利用至少一个记录光束对所述记录堆栈的至少一部分进行照射，在所述照射步骤期间，所述记录堆栈弯曲；提供针对所述记录堆栈的弯曲偏差阈值；以及调节至少一个第一处理参数，使得所述记录堆栈的期望最大弯曲偏差ξmax不超过所述弯曲偏差阈值，其中，所述至少一个第一处理参数在所述照射步骤期间影响所述记录堆栈的弯曲性能。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一处理参数是所述记录堆栈的横向尺寸与所述记录堆栈的厚度的比Rdim、所述记录堆栈的热膨胀系数CTE、记录元件面积相对于支承元件面积的填充因子、在固定记录剂量E下的曝光时间texp或者所述支承元件面积和所述曝光时间texp两者。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述照射步骤之前，如果固定装置被支承，则所述期望最大弯曲偏差ξmax是通过基于式ξmax＝A·[|dsup(ρ＝0,σ)|·|CTE|·R2dim·β(τexp)]来计算期望最大弯曲偏差ξmax而确定的，并且在所述照射步骤之前，如果所述固定装置被夹持，则所述期望最大弯曲偏差ξmax是通过基于式ξmax＝A·[|dcla(ρ＝0)|·|CTE|·R2...

【专利技术属性】
技术研发人员：方炯锡，林希珍，李根植，FK·布鲁德，T·P·费克，MS·魏泽尔，R·哈根，T·罗尔，H·贝恩斯，D·奥内尔，G·沃尔泽，
申请(专利权)人：乐金显示有限公司，科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR