[發(fā)明專利]近眼顯示設(shè)備和光學(xué)結(jié)構(gòu)及其晶圓級別的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010675483.0
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN113933992A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向恩來;趙瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波舜宇光電信息有限公司
• 主分類號: G02B27/01
• 分類號: G02B27/01;G02B6/10;G02B5/18
• 代理公司: 北京唐頌永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11755
• 代理人: 匡霖

公開了一種近眼顯示設(shè)備、光學(xué)結(jié)構(gòu)及其晶圓級別的制備方法。所述方法包括：提供一第一波導(dǎo)基片，所述第一波導(dǎo)基片具有按照預(yù)設(shè)周期排布的多個第一衍射光柵結(jié)構(gòu)和用于定位的多個第一基準(zhǔn)點(diǎn)；基于所述第一基準(zhǔn)點(diǎn)和所述第一衍射光柵結(jié)構(gòu)的周期分布規(guī)律，在所述第一波導(dǎo)基片的表面上布設(shè)黏著劑；提供一第二波導(dǎo)基片，所述第二波導(dǎo)基片具有與所述第一波導(dǎo)基片相同的周期排布的多個第二衍射光柵結(jié)構(gòu)和用于定位的多個第二基準(zhǔn)點(diǎn)；對齊地疊置所述第二波導(dǎo)基片于所述第一波導(dǎo)基片以形成光學(xué)結(jié)構(gòu)拼版結(jié)構(gòu)；以及，分割所述光學(xué)結(jié)構(gòu)拼版結(jié)構(gòu)，以獲得多個適用于近眼顯示設(shè)備的光學(xué)結(jié)構(gòu)。這樣，采用晶圓級別的制備方法制得所述光學(xué)結(jié)構(gòu)，制備效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及近眼顯示設(shè)備，尤其涉及近眼顯示設(shè)備、適用于近眼顯示設(shè)備的光學(xué)結(jié)構(gòu)及其晶圓級別的制備方法。

背景技術(shù)

近年來，近眼顯示設(shè)備(例如，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備)受到越來越多的關(guān)注。相較于虛擬現(xiàn)實(shí)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備能基于物理環(huán)境構(gòu)建虛擬景象，帶給使用者全新體驗。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括兩種技術(shù)方向：傳統(tǒng)的Birdbath方案，以及，投影儀加波導(dǎo)片方案。傳統(tǒng)的Birdbath方案由于體積較大、視場角難以進(jìn)一步提升，相對差的體驗難以受到消費(fèi)者的青睞，而使用波導(dǎo)片的方案相對而言更為小巧美觀，用戶體驗更佳。

波導(dǎo)片可以通過衍射光柵或者半透半反透表面將光線沿著波導(dǎo)片擴(kuò)散，從而觀看者可以在波導(dǎo)片的整個可視區(qū)域觀察到圖像。然而，不管是衍射光柵結(jié)構(gòu)還是半透半反表面都具有波長選擇性，不同波長的光線的衍射效率不一樣，不同波長光線在半反半透表面的透過率也不一樣，導(dǎo)致觀看者在波導(dǎo)片的出瞳處觀察到的圖像會存在一定程度的偏色。并且，由于不同波長光線的衍射角不一樣，導(dǎo)致波導(dǎo)片展示圖像的視場角受到限制，同時，圖像也容易出現(xiàn)失真。

為了解決上述技術(shù)問題，中國專利(專利號：CN210243962U，其引用基礎(chǔ)為英國專利，專利號為：GB2573793)提出使用多個波導(dǎo)片來分別傳輸不同波長的光線。然而，這種由多層波導(dǎo)片構(gòu)造成的光學(xué)結(jié)構(gòu)在具體實(shí)施中(例如，生產(chǎn)制備過程中)，卻存在諸多技術(shù)問題。

首先，如果兩個波導(dǎo)片直接貼附在一起(即，兩者之間沒有間隙)或部分存在接觸，就會破壞光線在波導(dǎo)片內(nèi)的全內(nèi)反射傳輸。對于多層波導(dǎo)片構(gòu)成光學(xué)結(jié)構(gòu)而言，如果在其安裝過程中出現(xiàn)諸如定位誤差和/或組裝誤差之類的誤差，將導(dǎo)致最終的光學(xué)結(jié)構(gòu)存在配合誤差，使得輸出的圖像重影。也就是，多層波導(dǎo)片構(gòu)成的光學(xué)結(jié)構(gòu)，配合精度要求較高，這對制造組裝工藝提出較大難題。

其次，不同波導(dǎo)片之間的一致性很難保證，這無疑增加了制備難度。

還有，波導(dǎo)片自身在進(jìn)行光柵制造時也存在誤差，如納米壓印的母版與波導(dǎo)材料未完全平行，導(dǎo)致多層波導(dǎo)片在進(jìn)行安裝時即使具有相對較高的平行度也會存在光學(xué)偏差。

還有，現(xiàn)有的制備方法通過效率低下，難以實(shí)現(xiàn)大批量工業(yè)生產(chǎn)。

因此，需要一種優(yōu)化的適用于近眼顯示設(shè)備的光學(xué)結(jié)構(gòu)的制備工藝，以制備出滿足要求的光學(xué)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的一優(yōu)勢在于提供一種近眼顯示設(shè)備和光學(xué)結(jié)構(gòu)及其晶圓級別的制備方法，其中，采用晶圓級別的制備方法制得所述光學(xué)結(jié)構(gòu)，制備效率高，適用于由多層光波導(dǎo)構(gòu)成的光學(xué)結(jié)構(gòu)的大批量生產(chǎn)。

本申請的另一優(yōu)勢在于提供一種近眼顯示設(shè)備和光學(xué)結(jié)構(gòu)及其晶圓級別的制備方法，其中，由晶圓級別的制備方法制的所述光學(xué)結(jié)構(gòu)具有較高的配合精度和可靠性。

本申請的另一優(yōu)勢在于提供一種近眼顯示設(shè)備和光學(xué)結(jié)構(gòu)及其晶圓級別的制備方法，其中，由晶圓級別的制備方法制的所述光學(xué)結(jié)構(gòu)中各層光波導(dǎo)之間的一致性較高。

通過下面的描述，本申請的其它優(yōu)勢和特征將會變得顯而易見，并可以通過權(quán)利要求書中特別指出的手段和組合得到實(shí)現(xiàn)。

為實(shí)現(xiàn)上述至少一優(yōu)勢，本申請?zhí)峁┮环N適用于近眼顯示設(shè)備的光學(xué)結(jié)構(gòu)的晶圓級別的制備方法，其包括：