一种树脂全息波导镜片及其制备方法、及三维显示装置与流程

文档序号:12659620阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种树脂全息波导镜片,其特征在于,包括一片、两片、三片或三片以上树脂全息波导镜片单元;

所述树脂全息波导镜片单元包括聚合物衬底和功能性区域,所述功能性区域内设有纳米衍射光栅;所述纳米衍射光栅的底部到聚合物衬底表面之间的距离大于0;

所述功能性区域设于聚合物衬底上;

或,所述树脂全息波导镜片单元还包括功能性薄膜,所述功能性区域设于功能性薄膜上,所述功能性薄膜设于聚合物衬底上。

2.根据权利要求1所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述纳米衍射光栅表面设有增透膜。

3.根据权利要求1所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述功能性区域包括耦入功能性区域、中继功能性区域和出射功能性区域中的一种、两种或三种,所述耦入功能性区域、中继功能性区域和出射功能性区域内设置的纳米衍射光栅分别是将外部光束耦合入树脂全息波导镜片的耦入光栅、改变光束在树脂全息波导镜片内传播方向的中继光栅、将树脂全息波导镜片内传播过来的光束向树脂全息波导镜片外输出的出射光栅。

4.根据权利要求3所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述树脂全息波导镜片为投射式,所述纳米衍射光栅位于耦入面;或者树脂全息波导镜片为反射式,所述纳米衍射光栅位于耦入面的对面;反射式树脂波导镜片上设有的纳米衍射光栅的深度等于或接近透射式树脂全息波导镜片上设有的纳米衍射光栅的一半。

5.根据权利要求3所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述树脂全息波导镜片由两片、三片或三片以上树脂全息波导镜片单元叠加而成;不同树脂全息波导镜片单元上功能性区域内的纳米衍射光栅对应调控不同波长的光信号,即不同树脂全息波导镜片单元上功能性区域内的纳米衍射光栅的周期和排布不同。

6.根据权利要求5所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,对应调控蓝光的纳米衍射光栅,耦入光栅的周期在290nm到410nm之间,光栅深度在100nm到500nm之间;中继光栅周期在200nm到290nm之间,光栅深度在30nm到300nm之间;出射光栅周期和耦入光栅周期一致,深度在30nm到300nm之间。

7.根据权利要求5所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,对应调控绿光的纳米衍射光栅,耦入光栅的周期在350nm到480nm之间,光栅深度在100nm到600nm之间;中继光栅周期在250nm到335nm之间,光栅深度在30nm到350nm之间;出射光栅周期和耦入光栅周期一致,深度在30nm到400nm之间。

8.根据权利要求5所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,对应调制红光的纳米衍射光栅,耦入光栅的周期在415nm到550nm之间,光栅深度在100nm到800nm之间;中继光栅周期在295nm到390nm之间,光栅深度在40nm到400nm之间;出射光栅周期和耦入光栅周期一致,深度在30nm到400nm之间。

9.根据权利要求6所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述中继光栅采用正光栅,光栅深度自左到右,从20nm到70nm线性递增。

10.根据权利要求6所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述出射光栅采用正光栅,光栅深度自上到下,从20nm到100nm线性递增。

11.根据权利要求7所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述中继光栅采用正光栅,光栅深度自左到右,从30nm到90nm线性递增。

12.根据权利要求7所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述出射光栅采用正光栅,光栅深度自上到下,从30nm到130nm线性递增。

13.根据权利要求8所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述中继光栅采用正光栅,光栅深度自左到右,从40nm到100nm线性递增。

14.根据权利要求8所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述出射光栅采用正光栅,光栅深度自上到下,从40nm到150nm线性递增。

15.根据权利要求3到14任一所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,耦入光栅为倾斜光栅,倾斜角在5度到50度之间。

16.根据权利要求3到14任一所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,中继光栅为正光栅。

17.根据权利要求3到14任一所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,出射光栅为正光栅或者倾斜光栅;

耦入光栅光栅矢量和出射光栅光栅矢量夹角在80°到120°之间,中继光栅的光栅矢量位于耦入光栅矢量和出射光栅矢量的角平分线上。

18.根据权利要求1到14任一所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述聚合物衬底,为PMMA聚甲基丙烯酸甲酯、PC聚碳酸酯、CR39环氧树脂、PS聚苯乙烯、PEN聚萘二甲酸乙二醇酯、或环硫树脂,折射率在1.5到1.9之间,厚度在0.3mm到1.5mm。

19.根据权利要求1到14任一所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述功能性薄膜为光固化或热固化树脂,其折射率在1.5到1.9之间。

20.根据权利要求5到14任一所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,对应不同波长即不同颜色光的树脂全息波导镜片单元之间的间距为5微米到100微米。

21.根据权利要求5到14任一所述的树脂全息波导镜片,其特征在于,所述功能性薄膜中还含有在光子的作用下产生自由基,引发室温低聚物聚合和交联的光敏剂。

22.一种供制备树脂全息波导镜片的方法,其特征在于,

包含以下步骤:

S1:参数计算,根据需要调控的波长的光及AR光路成像视场角,确定耦入功能性区域、中继功能性区域、出射功能性区域内的纳米衍射光栅的周期、取向、深度分布,及树脂全息波导镜片的波导参数;

S2:模板制备,利用光刻工艺或机械精密加工制作模板;

S3:首先在聚合物衬底上涂覆功能性薄膜,通过纳米压印技术,将耦入功能性区域、中继功能性区域、出射功能性区域制作到功能性薄膜上。

23.根据权利要求22所述的供制备树脂全息波导镜片的方法,其特征在于,步骤S2为:在石英基片上旋涂光刻胶,以干涉光1和干涉光2双束干涉光进行光刻。

24.根据权利要求23所述的供制备树脂全息波导镜片的方法,其特征在于,步骤S2中,对应耦入功能性区域、中继功能性区域、出射功能性区域内的纳米衍射光栅模板的制备方法分别如下:

耦入功能性区域内的纳米衍射光栅模板的制备,在涂覆有光刻胶的石英基片上覆盖一个光掩膜版,只有耦入功能性区域位置透光,干涉光1和干涉光2位于石英基片法线同侧,干涉光1和石英基片法线成10°,干涉光2和石英基片法线成49.2°;

中继功能性区域内的纳米光衍射栅模板的制备,在涂覆有光刻胶的石英基片上覆盖一个光掩膜版,只有中继功能性区域位置透光,透光区域的透过率自左往右升高,对应光栅深度变化,干涉光1和干涉光2以石英基片法线对称,入射方向和法线成26.8°;

出射功能性区域内的纳米衍射光栅模板的制备,在涂覆有光刻胶的石英基片上覆盖一个光掩膜版,只有出射功能性区域位置透光,透光区域的透过率自上往下升高,对应光栅深度变化,干涉光1和干涉光2以石英基片法线对称,和法线的夹角为18.6°。

25.根据权利要求22-24任一所述的供制备树脂全息波导镜片的方法,其特征在于,步骤S3为:首先在环硫树脂衬底上滴涂作为功能性薄膜的环硫UV固化树脂,将步骤S2制备的模板压到环硫UV固化树脂上,利用滚筒对其施加压力,使环硫UV固化树脂均匀填满模板和聚合物衬底之间,再对环硫UV固化树脂进行固化,均匀曝光,固化后环硫UV固化树脂形成具有纳米衍射光栅的功能性薄膜,最后脱模。

26.根据权利要求25所述的供制备树脂全息波导镜片的方法,其特征在于,在步骤S3之后还包括步骤S4:在纳米压印后的纳米衍射光栅表面制作高折射率光学薄膜。

27.一种三维显示装置,其特征在于,包括如权利要求1-14任一所述的树脂全息波导镜片,或根据权利要求22-25任一方法制备的树脂全息波导镜片。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1