一种光波导及其制作方法、光波导器件和AR显示装置与流程

本技术实施例涉及显示器件，尤其涉及一种光波导及其制作方法、光波导器件和ar显示装置。

背景技术：

1、增强现实(augmented reality,ar)是将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，也是显示装置备受专注的一大发展趋势，其终端设备产品主要包括ar眼镜等。目前，ar眼镜等ar显示装置已经开始应用于军事、教育、医疗和消防等领域，具有非常广阔的发展前景。

2、目前ar显示装置，通常采用衍射光波导显示方案，利用衍射光波导中的波导光栅，对需要成像显示的图像光线进行耦入-耦出，将光源组件出射的图像传输并扩瞳到人眼，同时还可以用于通过真实世界的物体所反射的光线，使得用户在看到真实世界的同时观察到光源组件投出的虚拟图像。

3、需要说明的是，在上述背景技术区分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种光波导及其制作方法、光波导器件和ar显示装置，旨在实现光波导内部对第一偏振方向的偏振光的全反射，降低光波导对材料特性的要求。

2、在一方面，本技术实施例提供了一种光波导，包括：

3、导光基板；

4、多个波导光栅，位于所述导光基板的第一侧；

5、第一光栅，位于所述多个波导光栅之间；

6、第二光栅，位于所述导光基板的第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对；

7、其中，所述第一光栅和/或者所述第二光栅被配置为反射第一偏振方向的偏振光，并通过第二偏振方向的偏振光。

8、可选地，所述波导光栅设置于第一区域，所述第一光栅设置于第二区域，所述第二光栅设置于第三区域；

9、所述第三区域在所述导光基板上的正投影，覆盖所述第一区域以及所述第二区域在所述导光基板上的正投影。

10、可选地，所述波导光栅包括：耦入光栅、转折光栅和耦出光栅；

11、其中，所述第一光栅与耦入光栅、转折光栅以及耦出光栅中的任一者之间的距离小于预设距离。

12、可选地，所述第一光栅和/或者所述第二光栅的排列方向与所述耦出光栅的排列方向相同；

13、其中，所述第一光栅和/或者所述第二光栅的排列周期宽度小于所述波导光栅的排列周期宽度。

14、可选地，所述第一偏振方向与所述第一光栅和/或者所述第二光栅的排列方向相互垂直，所述第二偏振方向与所述第一光栅和/或者所述第二光栅的排列方向相同。

15、可选地，所述第一光栅和所述第二光栅的材质包括以下任一者：铝、镁、钼。

16、可选地，还包括：

17、第一保护基板，位于所述第一光栅以及所述波导光栅远离所述导光基板的一侧；

18、第二保护基板，位于所述第二光栅远离所述导光基板的一侧；

19、其中，所述第一保护基板与所述导光基板通过围绕所述第一光栅以及所述波导光栅的第一胶体粘接，所述第二保护基板与所述第二光栅通过第二胶体粘接。

20、可选地，所述导光基板的光折射率低于预设折射率阈值。

21、与现有技术相比，本技术实施例提供的光波导具有以下优点：

22、(1)本技术实施例提供的光波导，在导光基板的两侧分别设置第一光栅和第二光栅，被配置为反射第一偏振方向的偏振光，并通过第二偏振方向的偏振光，可以等效全反射第一偏振方向的偏振光，配合波导光栅对图像光线进行耦入-耦出，使得导光基板耦入的图像光线能够在导光基板内经过一次或者多次反射后能够被充分地耦出，保障光波导的图像投射效果，从而有助于保证ar显示装置的显示效果。

23、(2)第一光栅和/或者所述第二光栅还能阻挡部分环境光，降低环境光对波导成像的影响，提高光波导的显示质量，同时也能提升显示装置的视场角(fov)，增强显示装置的显示效果。

24、(3)由于本技术实施例通过第一光栅和/或者所述第二光栅进行反射偏振，实现对第一偏振方向的图像光线的全反射，可以在无需采用高折材料的导光基板的情况下，使光波导可以制备到折射率不受限制的具有普通折射率的玻璃或者树脂材质的导光基板之上，降低了对光波导材料特性的要求，有助于降低制作成本，而具有普通折射率的玻璃或者树脂材质的导光基板有利于低成本地实现大尺寸化，在同一片导光基板上可以排布更多数量的光波导，从而可以一次性从作为母板的光波导器件中裁切得到更多光波导，进一步降低光波导的制作成本，有助于实现光波导的批量制作效率。

25、在又一方面，本技术实施例还提供了一种光波导的制作方法，包括：

26、提供导光基板；

27、在所述导光基板的第一侧，制作得到多个波导光栅以及所述多个波导光栅之间的第一光栅；

28、在所述导光基板的第二侧，制作得到第二光栅，所述第二侧与所述第一侧相对；

29、其中，所述第一光栅和/或者所述第二光栅被配置为反射第一偏振方向的偏振光，并通过第二偏振方向的偏振光。

30、可选地，所述在所述导光基板的第一侧，制作排列的多个波导光栅以及所述波导光栅之间的第一光栅的步骤，包括：

31、在所述导光基板的第一侧，制作得到第一原始光栅；

32、去除第一区域的所述第一原始光栅，得到所述第一光栅；

33、在所述第一区域，制作得到所述多个波导光栅。

34、在又一方面，本技术实施例还提供了一种光波导的制作方法，包括：

35、提供第一保护基板和第二保护基板；

36、在所述第一保护基板的一侧表面制作得到多个波导光栅和所述多个波导光栅之间的第一光栅，并且，在所述第二保护基板的一侧表面制作得到第二光栅；

37、提供导光基板；

38、将所述第一保护基板制作有所述第一光栅的一侧与所述导光基板的第一侧贴合，并且，将所述第二保护基板制作有所述第二光栅的一侧与所述导光基板的第二侧贴合；

39、其中，所述第二侧与所述第一侧相对。

40、与现有技术相比，本技术实施例提供的光波导的制作方法具有以下优点：

41、(1)该制作方法得到的光波导具有上述任一项实施例中的光波导所具有的全部优点。

42、(2)该制作方法工艺简单，可以在导光基板或者保护基板上制作第一光栅和/或者第二光栅，使光波导可以制备到具有普通折射率的玻璃或者树脂材质的导光基板之上，降低了对光波导材料特性的要求，有助于降低制作成本，而具有普通折射率的玻璃或者树脂材质的导光基板有利于低成本地实现大尺寸化，在同一片导光基板上可以排布更多数量的光波导，从而可以一次性从作为母板的光波导器件中裁切得到更多光波导，进一步降低光波导的制作成本，有助于实现光波导的批量制作效率。

43、在又一方面，本技术实施例还提供了一种光波导器件，包括：多个上述任一实施例中的光波导或者多个利用如上述任一实施例中的光波导的制作方法制作得到的光波导。

44、其中，各所述光波导叠层设置，并且各所述光波导被配置为耦入具有不同波长的光。

45、在又一方面，本技术实施例还提供了一种光波导器件，包括：多个上述任一实施例中的光波导或者多个利用如上述任一实施例中的光波导的制作方法制作得到的光波导。

46、其中，各所述光波导沿一平面阵列排布并且共用所述导光基板。

47、在又一方面，本技术实施例还提供了一种ar显示装置，包括：如上述任一实施例中的光波导，或者利用如上述任一实施例中的光波导的制作方法制作得到的光波导。

48、本技术实施例提供的光波导器件或者ar显示装置，包括上述实施例中的光波导，也具有上述光波导的全部优点。