光波导及其制备方法以及增强现实显示装置与流程

本申请涉及光波导，具体地，涉及光波导及其制备方法以及增强现实显示装置。

背景技术：

1、近年来，增强现实显示装置作为下一代计算平台受到广泛的关注，目前光学显示技术主要包括阵列报道方案、体全息方案、birdbath方案以及自由曲面方案等，基于表面浮雕的衍射光波导方案由于其体积小、重量轻、通过率高、易于做成眼镜的形态且佩戴体验好，被视为增强显示显示整机产品的主流光学显示方案之一。衍射光波导技术主要分为一维架构与二维架构，一维方案包含耦入、转折及耦出光栅，二维方案仅包含耦入及耦出光栅，其基本原理为耦入光栅将光机的光耦入波导并在波导内部进行全发射向前传播，通过转折光栅或经耦出光栅扩瞳后耦出，将外界环境光与虚拟信息融合最后到达人眼起到增强现实的作用。在目前波导制备的过程中，通常在波导光栅的表面叠合一层玻璃盖板保护光栅，但是由于玻璃盖板及光波导本身不断的轻薄化，其刚性逐渐下降，使得光波导在受到外力的作用时，玻璃盖板与波导光栅的表面接触，光栅结构发生部分或者全部坍塌导致光波导性能急剧下降。因此，本申请旨在提出一种光波导，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、在本发明的一个方面，提出了一种光波导，包括：基底；光栅，所述光栅设置在所述基底的表面上且位于第一区域；支撑层，所述支撑层设置在所述基底的所述表面上且位于至少部分第二区域，所述支撑层背离所述基底的表面不低于所述光栅背离所述基底的表面；粘结层，所述粘结层设置在所述基底的所述表面上且位于第三区域；保护层，所述保护层与所述基底正对，所述保护层通过所述粘结层与所述基底连接，所述光栅、所述支撑层和所述粘接层均位于所述基底和所述保护层之间，其中，所述第二区域设置在所述第一区域的外围，所述第三区域设置在所述第二区域的外围。

3、本发明所涉及的光波导，在基板与保护层之间设置了支撑层，支撑层的厚度不低于光栅的厚度，提高了对保护层的支撑力度，当光波导受到外力的作用时，外力首先作用在支撑层上，避免保护层压迫光栅导致光栅结构发生坍塌，在一定程度上延长光波导的使用寿命。

4、根据本发明的一些实施例，所述支撑层的厚度小于等于所述粘结层的厚度。

5、根据本发明的一些实施例，所述光栅的厚度与所述粘结层的厚度相同，所述支撑层延伸方向的两端分别与所述光栅和所述粘结层连接设置，所述延伸方向与所述支撑层的厚度方向相交。

6、根据本发明的一些实施例，所述粘结层在所述第三区域连续不间断。

7、根据本发明的一些实施例，所述支撑层对可见光的透过率不小于80％。

8、根据本发明的一些实施例，形成所述支撑层的材料为无机材料，所述无机材料包括sinx、ito和sio2中的至少一种。

9、根据本发明的一些实施例，所述支撑层的厚度为1～500μm。

10、在本发明的另一个方面，提出了一种制备前述的光波导的方法，包括：提供基底；在所述基底的表面的第一区域形成光栅；提供保护层，在所述保护层表面的第二区域形成支撑层，所述支撑层的厚度不小于所述光栅的厚度；使用贴合工艺将所述基底和所述保护层通过粘结层贴合在一起，所述光栅和所述支撑层均位于所述基底和所述保护层之间，所述第一区域和所述第二区域没有重合部分。由此，该方法工艺简单，制备的光波导具有前述的光波导所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，至少具有保护层支撑力度更高、光波导使用寿命更长的优点。

11、根据本发明的一些实施例，形成所述支撑层的方法包括：在所述保护层的表面形成薄膜材料，所述薄膜材料完全覆盖所述基底；对所述薄膜材料进行图案化，以形成所述支撑层。

12、根据本发明的一些实施例，形成所述光栅的方法包括：在所述基底的表面形成压印胶材；对所述压印胶材进行压印处理以形成所述光栅。

13、根据本发明的一些实施例，所述粘结层形成在第三区域，所述第二区域设置在所述第一区域的外围，所述第三区域设置在所述第二区域的外围。

14、在本发明的又一个方面，提出了一种增强现实显示装置，包括前述的光波导。由此，该增强现实显示装置具有前述的光波导所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，至少具有寿命长、可靠性更高的优点。

技术特征：

1.一种光波导，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光波导，其特征在于，所述支撑层的厚度小于等于所述粘结层的厚度。

3.根据权利要求2所述的光波导，其特征在于，所述光栅的厚度与所述粘结层的厚度相同，所述支撑层延伸方向的两端分别与所述光栅和所述粘结层连接设置，所述延伸方向与所述支撑层的厚度方向相交。

4.根据权利要求3所述的光波导，其特征在于，所述粘结层在所述第三区域连续不间断。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光波导，其特征在于，所述支撑层对可见光的透过率不小于80％；

6.根据权利要求5所述的光波导，其特征在于，所述支撑层的厚度为1～500μm。

7.一种制备权利要求1～6中任一项所述的光波导的方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，形成所述支撑层的方法包括：

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，形成所述光栅的方法包括：

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粘结层形成在第三区域，所述第二区域设置在所述第一区域的外围，所述第三区域设置在所述第二区域的外围。

11.一种增强现实显示装置，其特征在于，包括权利要求1～6中任一项所述的光波导。

技术总结
本申请提出了一种光波导及其制备方法以及增强现实显示装置，光波导包括：基底；光栅，光栅设置在基底的表面上且位于第一区域；支撑层，支撑层设置在基底的表面上且位于至少部分第二区域，支撑层背离基底的表面不低于光栅背离基底的表面；粘结层，粘结层设置在基底的表面上且位于第三区域；保护层，保护层与基底正对，保护层通过粘结层与基底连接，光栅、支撑层和粘接层均位于基底和保护层之间。本发明所涉及的光波导，在基板与保护层之间设置了支撑层，提高了对保护层的支撑力度，当光波导受到外力的作用时，外力首先作用在支撑层上，避免保护层压迫光栅导致光栅结构发生坍塌，在一定程度上延长光波导的使用寿命。

技术研发人员：谭伟,唐浩,李晓凯
受保护的技术使用者：北京字跳网络技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/28