衍射波导结构以及显示设备的制作方法

本发明涉及显示设备，具体涉及一种衍射波导结构以及显示设备。

背景技术：

1、现有的光波导方案多为单一的耦入区域，受限于本身的物理性质，其fov(fieldof view)大小难以突破；其余的扩大fov的方案，一种是采用额外的转折光栅区域构成butterfly(蝴蝶)结构，使得整体所占区域面积过大，另一种为采用双面光栅作为耦入，这又无疑加大了工艺制备难度。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种衍射波导结构以及显示设备，旨在解决现有的为了扩大fov的光波导方案使得占用区域过大以及工艺制备难度大的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的一种衍射波导结构，包括：

3、光波导基板，所述光波导基板的侧表面设置有耦入区和耦出区；

4、至少两个耦入光栅，设于所述耦入区，所述两个耦入光栅用以将入射光线耦入至所述光波导基板上，且经过所述两个耦入光栅耦入的光线角度范围不完全重叠；以及，

5、耦出光栅，设置在所述耦出区，用以将经过所述两个耦入光栅耦入至所述光波导基板内的光线耦出；

6、其中，各所述耦入光栅和所述耦出光栅的光栅种类包括一维光栅。

7、可选地，所述两个耦入光栅的光栅纹路呈夹角设置，以使得经过所述两个耦入光栅耦入的光线角度范围不完全重叠。

8、可选地，所述耦出光栅包括至少两个，两个所述耦出光栅的光栅纹路呈夹角设置，以将耦入至所述光波导基板的光线耦出。

9、可选地，两个所述耦入光栅的光栅矢量分别记为a1和a2，a1和a2的矢量和的方向朝向所述耦出光栅设置。

10、可选地，两个所述耦入光栅的光栅矢量与两个所述耦出光栅的光栅矢量的矢量和为零。

11、可选地，两个所述耦入光栅并排设置，且两个所述耦入光栅的光栅纹路对称设置。

12、可选地，所述光波导基板的两侧表面均设有耦入区和耦出区，一侧面的所述耦入区在另一侧面的投影与另一侧面的所述耦入区并排设置，两个所述耦入光栅分别一一对应置于两侧表面的两个所述耦入区；

13、一侧面的所述耦出区在另一侧面的投影与另一侧面的所述耦出区并排设置，两个所述耦出光栅分别一一对应置于两侧表面的两个所述耦出区。

14、可选地，两个所述耦入光栅至少部分重叠设置；和/或，

15、两个所述耦出光栅至少部分重叠设置。

16、可选地，所述光波导基板的两侧表面设置有耦入区和耦出区；

17、所述耦入光栅设置为四个，其中两个所述耦入光栅设于一侧面的耦入区，另外两个所述耦入光栅设于另一侧面的耦入区，且位于两侧表面的两个所述耦入光栅一一相对设置；

18、所述耦出光栅设置为四个，其中两个所述耦出光栅设于一侧面的耦出区，另外两个所述耦出光栅设于另一侧面的耦出区，且位于两侧表面的两个所述耦出光栅一一相对设置。

19、可选地，所述耦入光栅和所述耦出光栅的光栅种类还包括二维光栅。

20、本发明还提出一种显示设备，包括所述衍射波导结构，所述衍射波导结构包括：

21、光波导基板，所述光波导基板的侧表面设置有耦入区和耦出区；

22、至少两个耦入光栅，设于所述耦入区，所述两个耦入光栅用以将入射光线耦入至所述光波导基板上，且经过所述两个耦入光栅耦入的光线角度不等；以及，

23、耦出光栅，设置在所述耦出区，用以将经过所述两个耦入光栅耦入至所述光波导基板内的光线耦出。

24、本发明的技术方案中，已知所述耦入光栅能够将一定范围内的角度的入射光线耦入至所述波导中，且将从所述耦入光栅耦入的入射光线的一定范围内的角度称作视场角(fov)；通过两个所述耦入光栅将入射光线耦入至所述光波导基板中，且经过两个所述耦入光栅耦入的光线角度范围不完全重叠，也就是说两个所述耦入光栅耦入的光线角度范围之间至少部分重叠，经过所述两个耦入光栅的入射光线的一定范围内的角度不同，从而能够将两个视场角的光线耦入至所述光波导基板中，再通过所述耦出光栅将经过所述两个耦入光栅耦入至所述光波导基板内的光线耦出，将两个视场角拼凑成一个整体视场角以显示图像，此时两个视场角合成的整体视场角相较于一个视场角形成的整体视场角来讲有较大提升，从而能够在不改变波导物理性质的基础上，通过增加所述耦入光栅以增大耦入部分的视场角，完成整体视场角的增大；且所述耦入光栅和所述耦出光栅设置为一维光栅，工艺制备难度低，容易设置。

技术特征：

1.一种衍射波导结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的衍射波导结构，其特征在于，所述两个耦入光栅的光栅纹路呈夹角设置，以使得经过所述两个耦入光栅耦入的光线角度范围不完全重叠。

3.如权利要求1或2所述的衍射波导结构，其特征在于，所述耦出光栅包括至少两个，两个所述耦出光栅的光栅纹路呈夹角设置，以将耦入至所述光波导基板的光线耦出。

4.如权利要求3所述的衍射波导结构，其特征在于，两个所述耦入光栅的光栅矢量分别记为a1和a2，a1和a2的矢量和的方向朝向所述耦出光栅设置。

5.如权利要求4所述的衍射波导结构，其特征在于，两个所述耦入光栅的光栅矢量与两个所述耦出光栅的光栅矢量的矢量和为零。

6.如权利要求1所述的衍射波导结构，其特征在于，两个所述耦入光栅并排设置，且两个所述耦入光栅的光栅纹路对称设置。

7.如权利要求3所述的衍射波导结构，其特征在于，所述光波导基板的两侧表面均设有耦入区和耦出区，一侧面的所述耦入区在另一侧面的投影与另一侧面的所述耦入区并排设置，两个所述耦入光栅分别一一对应置于两侧表面的两个所述耦入区；

8.如权利要求3或7所述的衍射波导结构，其特征在于，两个所述耦入光栅至少部分重叠设置；和/或，

9.如权利要求1所述的衍射波导结构，其特征在于，所述光波导基板的两侧表面设置有耦入区和耦出区；

10.如权利要求1所述的衍射波导结构，其特征在于，所述耦入光栅和所述耦出光栅的光栅种类还包括二维光栅。

11.一种显示设备，其特征在于，包括如权利要求1-10任意一项所述的衍射波导结构。

技术总结
本发明公开一种衍射波导结构以及显示设备，衍射波导结构包括光波导基板、至少两个耦入光栅以及耦出光栅，光波导基板的侧表面设有耦入区和耦出区；两个耦入光栅设于耦入区，两个耦入光栅用以将入射光线耦入至光波导基板，且经过两个耦入光栅耦入的光线角度范围不完全重叠；耦出光栅设置在耦出区，用以将耦入至光波导基板内的光线耦出；从而将两个视场角的光线耦入，再由耦出光栅耦出，将两个视场角拼凑呈一个整体视场角以显示图像，相较于一个耦入光栅形成的整体视场角有较大提升，从而在不改变波导物理性质，完成整体视场角的增大；且各所述耦入光栅和所述耦出光栅的光栅种类包括一维光栅，工艺简单，容易制作。

技术研发人员：程鑫,饶轶
受保护的技术使用者：歌尔股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13