波导片及显示设备的制作方法

本申请涉及光波导，尤其涉及一种波导片及显示设备。

背景技术：

1、波导片作为ar(增强现实)显示设备的主要部件，具有传输光信号功能及透光性良好，使得用户能够观看到在波导片上显示的图像的同时观看到现实环境。波导片中通常设有一维或二维光栅，以实现将在波导片内传播的光线耦出至人眼，而这类光栅具有显著的色散效应，在外界环境中灯光所产生的复色光照射到波导片中光栅所在区域时，部分衍射光会按波长在空间中分离，并折反进人眼，导致在人的视野中形成彩色条带状图像，产生光波导的彩虹纹效应。彩虹纹的存在会严重干扰用户视线，影响波导片的正常显示和用户对ar显示设备的使用体验。

技术实现思路

1、本申请提供一种波导片及显示设备，旨在减弱彩虹纹的光强度，从而减少彩虹纹对用户的影响，使得波导片能够正常显示图像并提升用户ar显示设备的使用体验。

2、第一方面，本申请提供一种波导片，包括光线耦入区域及光线耦出区域，光线耦入区域及光线耦出区域均设有衍射微结构器件，光线耦出区域设置的衍射微结构器件为二维光栅，二维光栅在任一周期方向上的光栅周期大于等于200纳米并小于等于350纳米；光线耦入区域设置的衍射微结构器件用于将光耦合进波导片；二维光栅用于对在波导片内传播的第一光线进行衍射得到第一衍射光线，二维光栅还用于对由波导片外部照射至二维光栅的第二光线进行衍射得到第二衍射光线，第二衍射光线以第一预设出射角度出射至波导片的外部。

3、在一实施例中，二维光栅的第一周期方向与二维光栅的第二周期方向之间夹角小于90°，二维光栅对由波导片外部照射至二维光栅的第二光线进行衍射得到第二衍射光线和第三衍射光线，第三衍射光线以第二预设出射角度出射至波导片的外部。

4、在一实施例中，二维光栅在第一周期方向上的光栅周期以及在第二周期方向上的光栅周期均大于等于200纳米并小于等于350纳米。

5、在一实施例中，光线耦入区域设置的衍射微结构器件为光栅，光栅的光栅周期大于等于250纳米并小于450纳米。

6、在一实施例中，光线耦入区域设置的光栅的周期方向与预设方向之间的夹角小于45°。

7、在一实施例中，光线耦出区域设置的衍射微结构器件还包括一维光栅，一维光栅与二维光栅相邻设置；二维光栅还用于对入射至二维光栅的第一光线进行二维扩瞳处理，一维光栅用于将二维扩瞳处理后的光线进行一维扩瞳处理。

8、在一实施例中，光线耦入区域及光线耦出区域设置的衍射微结构器件包括表面浮雕光栅、体全息光栅、超构表面中的至少一种。

9、在一实施例中，光线耦入区域的中心点到光线耦出区域沿预设方向上的任一边界切线的距离小于等于5毫米。

10、在一实施例中，波导片还包括光线转折区域；光线转折区域相邻设置于光线耦入区域及光线耦出区域，光线转折区域用于将从光线耦入区域耦入得到的第一光线传播至光线耦出区域。

11、第二方面，本申请还提供一种显示设备，显示设备包括光机及如第一方面提供的任一实施例中的波导片，波导片中的光线耦入区域用于将光机出射的光耦合进波导片，并通过波导片中的光线耦出区域将在波导片内传播的光线耦出至人眼。

12、本申请提供一种波导片及显示设备，通过在波导片的光线耦出区域中设置二维光栅，且设置的二维光栅在周期方向上的光栅周期大于等于200纳米并小于等于350纳米，使得二维光栅即使会对从波导片外部照射至二维光栅的第二光线进行衍射得到第二衍射光线，至少部分第二衍射光线以第一预设出射角度出射至波导片的外部，从而减少进入光线耦出区域的第二衍射光线或避免第二衍射光线进入人眼，实现减弱彩虹纹效应或避免彩虹纹效应的产生，从而减少彩虹纹对用户的影响，使得波导片能够正常显示图像并提升用户对设有该波导片的显示设备的使用体验。

技术特征：

1.一种波导片，其特征在于，所述波导片包括光线耦入区域及光线耦出区域，所述光线耦入区域及所述光线耦出区域均设有衍射微结构器件，所述光线耦出区域设置的衍射微结构器件为二维光栅，所述二维光栅在任一周期方向上的光栅周期大于等于200纳米并小于等于350纳米；

2.如权利要求1所述的波导片，其特征在于，所述二维光栅的第一周期方向与所述二维光栅的第二周期方向之间夹角小于90°，所述二维光栅对由所述波导片外部照射至所述二维光栅的第二光线进行衍射得到第二衍射光线和第三衍射光线，所述第三衍射光线以第二预设出射角度出射至所述波导片的外部。

3.如权利要求2所述的波导片，其特征在于，所述二维光栅在所述第一周期方向上的光栅周期以及在所述第二周期方向上的光栅周期均大于等于200纳米并小于等于350纳米。

4.如权利要求1所述的波导片，其特征在于，所述光线耦入区域设置的衍射微结构器件为光栅，所述光栅的光栅周期大于等于250纳米并小于等于450纳米。

5.如权利要求4所述的波导片，其特征在于，所述光线耦入区域设置的光栅的周期方向与预设方向之间的夹角小于等于45°。

6.如权利要求1-5任一项所述的波导片，其特征在于，所述光线耦出区域设置的衍射微结构器件还包括一维光栅，所述一维光栅与所述二维光栅相邻设置；所述二维光栅还用于对入射至所述二维光栅的第一光线进行二维扩瞳处理，所述一维光栅用于将二维扩瞳处理后的光线进行一维扩瞳处理。

7.如权利要求1所述的波导片，其特征在于，所述光线耦入区域及所述光线耦出区域设置的衍射微结构器件包括表面浮雕光栅、体全息光栅、超构表面中的至少一种。

8.如权利要求1-5任一项所述的波导片，其特征在于，所述光线耦入区域的中心点到所述光线耦出区域沿预设方向上的任一边界切线的距离小于等于5毫米。

9.如权利要求1-5任一项所述的波导片，其特征在于，所述波导片还包括光线转折区域；所述光线转折区域相邻设置于所述光线耦入区域及所述光线耦出区域，所述光线转折区域用于将从所述光线耦入区域耦入得到的第一光线传播至所述光线耦出区域。

10.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括光机及如权利要求1-9任一项所述的波导片，所述波导片中的光线耦入区域用于将所述光机出射的光耦合进所述波导片，并通过所述波导片中的光线耦出区域将在所述波导片内传播的光线耦出至人眼。

技术总结
本申请提供一种波导片及显示设备。波导片包括光线耦入区域及光线耦出区域，光线耦入区域及光线耦出区域均设有衍射微结构器件，光线耦出区域设置的衍射微结构器件为二维光栅，且二维光栅在任一周期方向上的光栅周期大于等于200纳米并小于等于350纳米；光线耦入区域设置的衍射微结构器件用于将光耦合进波导片；二维光栅用于对在波导片内传播的第一光线进行衍射得到第一衍射光线，二维光栅还用于对由波导片外部照射至二维光栅的第二光线进行衍射得到第二衍射光线，使得第二衍射光线以第一预设出射角度出射至波导片的外部，实现减弱彩虹纹效应或避免彩虹纹的产生，从而减少彩虹纹对用户的影响，使得波导片能够正常显示图像并提升用户的使用体验。

技术研发人员：兰富洋,邵陈荻,关健
受保护的技术使用者：珠海莫界科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22