光波导结构、光波导结构的制备方法及头戴显示设备技术

本申请实施例提供了一种光波导结构、光波导结构的制备方法及头戴显示设备；其中，所述光波导结构包括层叠设置的至少一层光波导层，所述光波导层的材质为高分子材料，所述光波导层上设置有光栅结构；所述光波导层上覆盖有填充胶层，或者各个所述光波导层之间通过所述填充胶层胶合；所述光栅结构位于所述填充胶层之内；所述光栅结构的折射率大于所述填充胶层的折射率。折射率。折射率。

【技术实现步骤摘要】
光波导结构、光波导结构的制备方法及头戴显示设备


[0001]本公开实施例涉及光学系统
，更具体地，本公开实施例涉及一种光波导结构、光波导结构的制备方及头戴显示设备。

技术介绍

[0002]目前，光波导的主要形式包括几何光波导、表面浮雕光栅光波导以及全息光波导。上述形式的光波导大多都采用玻璃作为波导层和保护层的制作材料，而这导致整个光波导在重量上比较重，重量难以降低，这就会影响到形成的例如AR显示光学模组的重量，从而影响用户的使用体验感。
[0003]而且，现有光波导的制备方案都是先压印、再切割、最后叠合。因此，对叠合精度的要求很大，且一片一片进行叠合，这样极大地降低了叠合的速度，从而导致光波导的生产效率偏低。此外，现有的光波导在叠合之后，保护层与波导层之间通常存在空气间隙，这导致波导层上的光栅结构受保护的程度有限，进而造成整个光波导耐撞击的能力下降。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种光波导结构、光波导结构的制备方及头戴显示设备的新技术方案。
[0005]第一方面，本申请提供了一种光波导结构，所述光波导结构包括：
[0006]层叠设置的至少一层光波导层，所述光波导层的材质为高分子材料，所述光波导层上设置有光栅结构；
[0007]所述光波导层上覆盖有填充胶层，或者各个所述光波导层之间通过所述填充胶层胶合；
[0008]所述光栅结构位于所述填充胶层之内；
[0009]所述光栅结构的折射率大于所述填充胶层的折射率。
[0010]可选地，所述光波导层与所述光栅结构的折射率相匹配。
[0011]可选地，所述光波导结构还包括保护层，所述保护层的材质为高分子材料；
[0012]所述保护层覆盖在最上层的所述光波导层之上，所述保护层与最上层的所述光波导层之间通过所述填充胶层胶合。
[0013]可选地，所述光波导层的折射率大于所述保护层的折射率。
[0014]可选地，所述保护层具有第一表面和第二表面；
[0015]所述第一表面与所述填充胶层胶合，且所述第一表面设置为平面；
[0016]所述第二表面背离所述填充胶层，所述第二表面设置为平面、凹面和凸面中的任意一种。
[0017]可选地，所述光波导层上具有光入射区域和光出射区域；
[0018]所述光栅结构包括第一衍射光栅和第二衍射光栅；
[0019]所述第一衍射光栅设置于所述光入射区域，所述第一衍射光栅用于将入射光射入
所述光波导层内，并在所述光波导层中传输；
[0020]所述第二衍射光栅设置于所述光出射区域，所述第二衍射光栅用于接收所述入射光，并将其射出。
[0021]可选地，所述第一衍射光栅和所述第二衍射光栅中的至少一个为二元光栅、倾斜光栅、闪耀光栅、二维光栅和梯形光栅中的至少一种。
[0022]第二方面，本申请提供了一种如上所述的光波导结构的制备方法，该制备方法包括：
[0023]提供高分子材料制成至少一层光波导层；
[0024]在所述光波导层的一表面上形成压印层；
[0025]压印所述压印层，以在所述压印层上形成光栅结构；及
[0026]在所述光波导层上形成覆盖所述光栅结构的填充胶层，其中，所述光栅结构的折射率大于所述填充胶层的折射率。
[0027]可选地，所述制备方法还包括：
[0028]提供一高分子材料制成的保护层；
[0029]在所述保护层的一表面上涂覆低折射率的UV胶，所述低折射率的UV 胶的折射率小于所述光栅结构的折射率；
[0030]将所述光栅结构压印在所述低折射率UV胶内，待所述低折射率UV 胶固化之后，在所述保护层与所述光波导层之间形成所述填充胶层。
[0031]可选地，所述制备方法还包括：
[0032]在所述光波导层形成有所述光栅结构的表面上涂覆低折射率UV胶，所述低折射率的UV胶的折射率小于所述光栅结构的折射率，所述低折射率UV胶覆盖所述光栅结构；
[0033]提供一压平膜，用以对所述低折射率UV胶的表面进行匀压处理，其中，所述压平膜与所述低折射率UV胶相接触的表面具有抗粘层；
[0034]提供一高分子材料制成的保护层；及
[0035]将所述保护层压合在所述低折射率UV胶的表面上，待固化之后，在所述保护层与所述光波导层之间形成所述填充胶层。
[0036]可选地，所述光波导层包括多个光波导结构的晶圆，所述保护层包括多个保护结构的晶圆；
[0037]所述光波导结构的晶圆与所述保护结构的晶圆为一一对应设置；
[0038]在将所述保护层与所述光波导层胶合之前，将所述光波导结构的晶圆与所述保护结构的晶圆进行对位；
[0039]在将所述保护层与所述光波导层胶合之后，通过切割以获得多个独立的光波导结构。
[0040]第三方面，本申请提供了一种头戴显示设备，所述头戴显示设备包括：
[0041]壳体；及
[0042]如上所述的光波导结构，所述光波导结构设置于所述壳体内。
[0043]根据本申请实施例，为显示光学模组提供了一种新的光波导结构设计方案，其中利用高分子材料制作其中的光波导层，这有助于减轻形成的光波导结构的整体重量，同时可以提升光波导结构的耐摔、耐碰撞性能，进而提高了光波导结构的使用安全性；而且，利
用了低折射率的填充胶层包裹光波导层上的光栅结构，使得光栅结构的折射率与填充胶层的折射率存在差异，不仅能提高对光栅结构的保护效果，还能提升整个光波导结构的光学性能。
[0044]通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0045]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例，并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
[0046]图1为本申请实施例提供的光波导结构的结构示意图之一；
[0047]图2为本申请实施例提供的光波导结构的结构示意图之二；
[0048]图3为本申请实施例提供的光波导结构的结构示意图之三；
[0049]图4为本申请实施例提供的光波导结构的结构示意图之四；
[0050]图5为本申请实施例提供的光波导结构的结构示意图之五；
[0051]图6为本申请实施例提供的光波导结构的结构示意图之六；
[0052]图7为本申请实施例提供的光波导结构的结构示意图之七；
[0053]图8为本申请实施例提供的光波导结构的制备方法流程图；
[0054]图9为本申请实施例1提供的光波导结构的制备方法流程图；
[0055]图10为本申请实施例2提供的光波导结构的制备方法流程图。
[0056]附图标记说明：
[0057]100、光波导层；110、光栅结构；111、第一衍射光栅；112、第二衍射光栅；200、填充胶层；300、保护层；310、第一表面；32本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光波导结构，其特征在于，包括：层叠设置的至少一层光波导层(100)，所述光波导层(100)的材质为高分子材料，所述光波导层(100)上设置有光栅结构(110)；所述光波导层(100)上覆盖有填充胶层(200)，或者各个所述光波导层(100)之间通过所述填充胶层(200)胶合；所述光栅结构(110)位于所述填充胶层(200)之内；所述光栅结构(110)的折射率大于所述填充胶层(200)的折射率。2.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述光波导层(100)与所述光栅结构(110)的折射率相匹配。3.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述光波导结构还包括保护层(300)，所述保护层(300)的材质为高分子材料；所述保护层(300)覆盖在最上层的所述光波导层(100)之上，所述保护层(300)与最上层的所述光波导层(100)之间通过所述填充胶层(200)胶合。4.根据权利要求3所述的光波导结构，其特征在于，所述光波导层(100)的折射率大于所述保护层(300)的折射率。5.根据权利要求3所述的光波导结构，其特征在于，所述保护层(300)具有第一表面(310)和第二表面(320)；所述第一表面(310)与所述填充胶层(200)胶合，且所述第一表面(310)设置为平面；所述第二表面(320)背离所述填充胶层(200)，所述第二表面(320)设置为平面、凹面和凸面中的任意一种。6.根据权利要求1所述的光波导结构，其特征在于，所述光波导层(100)上具有光入射区域和光出射区域；所述光栅结构(110)包括第一衍射光栅(111)和第二衍射光栅(112)；所述第一衍射光栅(111)设置于所述光入射区域，所述第一衍射光栅(111)用于将入射光射入所述光波导层(100)内，并在所述光波导层(100)中传输；所述第二衍射光栅(112)设置于所述光出射区域，所述第二衍射光栅(112)用于接收所述入射光，并将其射出。7.根据权利要求6所述的光波导结构，其特征在于，所述第一衍射光栅(111)和所述第二衍射光栅(112)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：代杰，董立超，金成滨，程鑫，韩兴君，吾晓，饶轶，
申请(专利权)人：歌尔光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：