[發明專利]一種平板光波導和顯示裝置

在審

• 申請號: 201710781446.6
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107340567A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 隆弢
• 申請（專利權）人: 上海譽沛光電科技有限公司
• 主分類號: G02B6/122
• 分類號: G02B6/122;G02B6/124;G02B27/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種平板光波導，其特征在于包括：

若干個第一矩形棒和若干個第二矩形棒，第一矩形棒和第二矩形棒沿水平方向交替密接排列，形成平板結構；

第一矩形棒的折射率為n1，第二矩形棒的折射率為n2，n1>n2>1，第一矩形棒用來全反射傳輸光線，第二矩形棒為第一矩形棒的包層，用以形成第一矩形棒在水平方向的全反射條件。

2.根據權利要求1所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導中的第一矩形棒與第二矩形棒具有相同的軸向長度；第一矩形棒與第二矩形棒具有相同的高度，其高度為平板光波導的厚度，為3mm以下；第一矩形棒的寬度大于第二矩形棒的寬度，第一矩形棒的寬度不大于300um，第二矩形棒的寬度不大于20um。

3.根據權利要求1所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導中的第一矩形棒為可見光波段透明材質，如玻璃，PMMA等，第一矩形棒的折射率n1的取值范圍是1.4-2.0,第二矩形棒的折射率n2的取值范圍為1.2-1.5。

4.根據權利要求1所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導中的矩形棒的端面可以垂直于矩形棒的軸向，也可以與矩形棒傾斜成一定夾角，所述矩形棒的端面構成平板光波導的光線入射面，光線從第一矩形棒的端面入射，沿第一矩形棒軸向傳播。

5.根據權利要求1所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導包括相對平行設置的兩個表面，平板光波導中的矩形棒的軸向與水平方向構成一平面，所述相對平行設置的兩個表面與一平面平行，其中至少一個表面具有微結構，用于改變第一矩形棒內光線的傳播方向，將光線從第一矩形棒耦合輸出。

6.根據權利要求5所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導表面的微結構為納米衍射光柵或微棱鏡。

7.根據權利要求6所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導表面的納米衍射光柵為具有相同光柵周期的一組納米衍射光柵，納米衍射光柵的光柵周期范圍是250nm-900nm；所述平板光波導表面的不同微棱鏡的結構為相同。

8.根據權利要求6所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導表面的納米衍射光柵包括若干組不同光柵周期的納米衍射光柵，沿第一矩形棒的軸向方向，不同納米光柵組的納米光柵的光柵周期大小為逐漸增大或逐漸減小；所述平板光波導表面的不同微棱鏡的結構為不相同。

9.根據權利要求1所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導的第一矩形棒內包含多個部分反射表面，用于改變第一矩形棒內光線傳播方向，將光線從第一矩形棒耦合輸出。

10.根據權利要求1所述的平板光波導，其特征在于：

所述平板光波導的第二矩形棒中摻雜有光吸收材料，用于吸收從第一矩形棒的側面射出的光線。

11.一種懸浮顯示裝置，其特征在于包括：

光引擎，權利要求1至10之一所述的平板光波導；

所述光引擎包括顯示芯片和準直光學單元；顯示芯片用于產生圖像，準直光學單元用于將顯示芯片不同像素點發出的光準直成不同角度的平行光入射到所述平板光波導內；

所述平板光波導將所述光線經全反射傳輸形成擴束光線并輸出。

12.根據權利要求11所述的懸浮顯示裝置，其特征在于：

所述光引擎的顯示芯片放置于準直光學單元的焦平面處；所述準直光學單元為凸透鏡或凹面鏡。

13.根據權利要求11所述的懸浮顯示裝置，其特征在于：

所述光引擎的顯示芯片為Micro-Led,OLED，DMD,LCD,LCOS,HTPS等各種平板顯示器。

14.根據權利要求11所述的懸浮顯示裝置，其特征在于：

所述光引擎中的準直光學單元為一維準直光學單元，用于將顯示芯片一個方向上不同像素點發出的光準直成不同角度的平行光。