[發明專利]一種具有傾斜納米結構的波導鏡片及其制作方法

在審

• 申請號: 202010724752.8
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN113970809A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 羅明輝;喬文;陳林森
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇大維格科技集團股份有限公司
• 主分類號: G02B6/136
• 分類號: G02B6/136;G02B6/13;G02B6/124;G02B27/01
• 代理公司: 上海波拓知識產權代理有限公司 31264
• 代理人: 周志中

本發明公開一種具有傾斜納米結構的波導鏡片的制作方法，該方法包括，提供一波導基底；在所述波導基底的表面選擇至少2個區域，在所述區域制備不連續的覆蓋層；采用傾斜刻蝕的方式對所述區域未被所述覆蓋層遮擋的部分進行蝕刻，在所述區域內形成多個傾斜納米結構；除去所述覆蓋層。本發明還公開了一種具有傾斜納米結構的波導鏡片，包括波導基底，在所述波導基底的表面至少設有2個區域，每一區域包括多個所述傾斜納米結構。該方法利用覆蓋層作為刻蝕掩模，實現傾斜納米結構制備，采用常規刻蝕材料，降低制備難度，且具備高可控度。

技術領域

本發明涉及增強現實顯示技術領域，特別是涉及一種具有傾斜納米結構的波導鏡片及其制作方法。

背景技術

增強現實(AR)技術，是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，不僅展現了真實世界的信息,而且將虛擬的信息同時顯示出來，兩種信息相互補充、疊加。在視覺化的增強現實中，用戶利用頭盔顯示器，把真實世界與電腦圖形重合成在一起，便可以看到真實的世界圍繞著它。目前主流的近眼式增強現實顯示設備大多采用光波導原理。納米尺度的傾斜光柵，有助于實現衍射光柵1級或-1級衍射效率的極大化，理論上可以達到90％以上，這對于光波導方法的增強現實領域有著極大的作用，不僅如此，傾斜光柵還具備波長選擇特性，通過調控傾斜光柵的傾角、周期、高度等參數，可以實現針對某一波段的極高衍射特性。這種特性，不僅有效提升了增強現實設備的能量轉換效率，縮短了電池能源的體積，提高輕便度，而且有助于減弱衍射光柵帶來的色差、彩虹紋等現象，提高顯示質量。現有制作傾斜光柵的方法大多是利用光刻膠制作出所需的圖形形貌，再進行傾斜蝕刻，由于光刻膠的刻蝕速率一般比波導基底的材質刻蝕速率大，因此對光刻膠圖案的高度要求比較高，加大了光刻膠圖形的制作難度，同時由于光刻膠圖案的高度比較高，在傾斜蝕刻時距離相近的光刻膠圖形會形成較寬的陰影，從而不利于制作寬深比比較高和傾斜角度比較大的結構。

前面的敘述在于提供一般的背景信息，并不一定構成現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種制備難度低且傾斜角度、深度可控的具有傾斜納米結構的波導鏡片及其制作方法。

本發明提供一種具有傾斜納米結構的波導鏡片的制作方法，該方法包括：

提供一波導基底；

在所述波導基底的表面至少選擇2個區域，在所述區域制備不連續的覆蓋層；

采用傾斜刻蝕的方式對所述區域未被所述覆蓋層遮擋的部分進行蝕刻，在所述區域內形成多個傾斜納米結構；

除去所述覆蓋層。

在其中一實施例中，制備所述覆蓋層的步驟包括：

采用旋涂或噴涂或刮涂的方式在所述波導基底上覆蓋一層光刻膠形成光刻膠層；

對所述光刻膠層進行圖形化處理，在所述區域獲得具備所需圖形形貌的圖形光刻膠，以及裸露所述波導基底表面的圖形凹槽；

采用鍍膜工藝對所述圖形光刻膠和所述圖形凹槽進行鍍膜；

除去覆蓋在所述圖形光刻膠上的鍍膜及所述圖形光刻膠，得到覆蓋所述圖形凹槽的所述覆蓋層。

在其中一實施例中，所述圖形化處理為對所述光刻膠層采用干涉光刻或全息曝光或套刻工藝以在所述波導基底上形成所述圖形光刻膠和所述圖形凹槽。

在其中一實施例中，所述鍍膜工藝包括蒸發鍍膜或濺射鍍膜或化學還原。

在其中一實施例中，所述波導基底的材質為可見光高透明的材料；所述覆蓋層材質為刻蝕速率與所述波導基底的材質刻蝕速率比小于1：2的材料，以保證所述波導基底的刻蝕深度。

本發明還提供一種具有傾斜納米結構的波導鏡片，包括波導基底，在所述波導基底的表面至少設有2個區域，每一區域包括多個所述傾斜納米結構。