一种批量制作增强现实光栅波导的方法技术

本发明专利技术提供一种批量制作增强现实光栅波导的方法，该方法包括：制备具有预设图案的压印母版；在所述压印母版上涂覆压印胶，并通过纳米压印工艺将光栅波导图案转印到软膜衬底上，得到具有光栅波导图案的软膜；将具有光栅波导图案的软膜直接贴到波导衬底上，得到增强现实光栅波导。本发明专利技术将两次纳米压印缩减为一次纳米压印，使单片光栅波导生产效率得到提升，便于批量快速生产；另一方面，粘贴到波导衬底上的软膜衬底或压印胶均是柔性材料，使得具有光栅波导图案的软膜或压印胶既可以粘贴在平整的波导衬底上，也可以粘贴在弯曲的曲面上，从而得到各种不同曲率的光栅波导，更容易得到符合人体工程学的光栅波导。

A method of batch fabrication of grating waveguide for augmented reality

【技术实现步骤摘要】
一种批量制作增强现实光栅波导的方法
本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种批量制作增强现实光栅波导的方法。
技术介绍
增强现实是一种把虚拟世界的图像和现实世界的场景有机融合在一起的技术，具有极为广阔的应用场景。增强现实既要看到真实的外部世界，也要看到虚拟信息，所以成像系统不能挡在视线前方，因此需要多加一个或一组光学组合器，通过“层叠”的形式，将虚拟信息和真实场景融为一体，互相补充，互相增强。光栅波导是一种增强现实显示方案，这种技术通过光学衍射效应突破传统光学的束缚，可以做到极致轻薄。目前，光栅波导可以采用纳米压印工艺进行批量制备，但是现有技术中目前纳米压印制备光栅波导的工艺中需要进行两次结构转印，即先将母版上的结构转印至软膜，再将软膜上的结构转印至波导衬底。两次转印都需要进行匀胶、压印、固化、脱模的过程，会造成不必要的时间和材料的浪费，生产效率还有进一步提升的空间。此外，现有技术中使用的是平面对平面的压印方式，使用这种方式制作曲面的光栅波导会存填充率变低、填充不均匀等一系列问题。上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了解决现有技术的上述问题，本专利技术提供一种批量制作增强现实光栅波导的方法，解决现有技术中批量加工增强现实光栅波导时因多次转印造成加工效率低以及较难在曲面上制作光栅波导结构的问题。(二)技术方案为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：本专利技术提供一种批量制作增强现实光栅波导的方法，包括：S1：制备具有预设图案的压印母版；S2：在所述压印母版上涂覆压印胶，并通过纳米压印工艺将光栅波导图案转印到软膜衬底上，得到具有光栅波导图案的软膜；S3：将具有光栅波导图案的软膜直接贴到波导衬底上，得到增强现实光栅波导。在本专利技术的一种示例性实施例中，步骤S1中的所述预设图案与增强现实光栅波导上的光栅波导图案的凹凸相反。在本专利技术的一种示例性实施例中，步骤S1包括：S11：在母版衬底上均匀涂覆光刻胶；S12：采用曝光工艺对母版衬底上的光刻胶进行曝光、显影，在母版衬底上形成具有预设图案的光刻胶；S13：根据所述具有预设图案的光刻胶对所述母版衬底进行部分刻蚀，在母版衬底形成预设图案；S14：去除光刻胶，得到具有预设图案的压印母版。在本专利技术的一种示例性实施例中，步骤S1中压印母版的材料为硅、石英或玻璃其中之一。在本专利技术的一种示例性实施例中，步骤S2中纳米压印为紫外压印或热压印或其他压印方式中的一种。在本专利技术的一种示例性实施例中，步骤S2包括：S21：在所述压印母版上均匀旋涂压印胶；S22：将软膜衬底与压印母版贴合，施加压力使得压印胶填充至所述压印母版的所述光栅波导图案中；S23：利用紫外光或热固化、脱模，将具有光栅波导图案的压印胶转移到所述软膜衬底上，得到具有光栅波导图案的软膜。在本专利技术的一种示例性实施例中，步骤S2中所述软膜衬底的材料为PET材料、PDMS材料或者氟塑料材料其中之一，所述压印胶为柔性材料。在本专利技术的一种示例性实施例中，步骤S3包括：S31：利用紫外线照射所述具有光栅波导图案的软膜，在与所述波导衬底贴合的表面进行等离子氧化；S32：将软膜等离子氧化后的表面与所述波导衬底进行粘贴，得到增强现实光栅波导。在本专利技术的一种示例性实施例中，所述具有光栅波导图案的软膜包括软膜衬底和具有光栅波导图案的压印胶，步骤S3包括：S31’：将固化后具有光栅波导图案的压印胶从所述软膜衬底上剥离；S32’：将剥离后具有光栅波导图案的压印胶直接粘贴到所述波导衬底上，得到增强现实光栅波导。在本专利技术的一种示例性实施例中，所述波导衬底为平面衬底或曲面衬底。(三)有益效果本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例提供的批量制作增强现实光栅波导的方法，一方面，将两次纳米压印缩减为一次纳米压印，使单片光栅波导生产效率得到提升，便于批量快速生产；另一方面，粘贴到波导衬底上的软膜衬底或压印胶均是柔性材料，使得具有光栅波导图案的软膜或压印胶既可以粘贴在平整的波导衬底上，也可以粘贴在弯曲的曲面上，从而得到各种不同曲率的光栅波导，更容易得到符合人体工程学的光栅波导。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种批量制作增强现实光栅波导的方法的步骤流程图；图2为本专利技术实施例中光栅波导的一种结构示意图；图3为本专利技术实施例中步骤S1的流程图；图4为本专利技术实施例中步骤S1制作过程示意图；图5为本专利技术实施例中步骤S2的流程图；图6为本专利技术实施例中步骤S2制作过程示意图；图7为本专利技术实施例中步骤S3一种加工方式的流程图；图8为本专利技术实施例中步骤S3一种加工方式的制作过程示意图；图9为本专利技术实施例中步骤S3另一种加工方式的流程图；图10为本专利技术实施例中步骤S3另一种加工方式的制作过程示意图。附图标记说明：21：耦入光栅；22：耦出光栅。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本专利技术作详细描述。本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。在本专利技术相关实施例中采用纳米压印工艺进行批量制备光栅的方法包括以下步骤：步骤1：制备具有预设图案的压印母版。步骤2：将压印母版的光栅波导图案通过纳米压印工艺转印至软膜，在软膜上得到具有光栅波导图案的反图案。步骤3：将软膜上的光栅波导图案的反图案再次通过纳米压印工艺转印至波导衬底，最终得到光栅波导产品。其中压印母版的材质往往是硅或石英等硬性材料，先将母版上的光栅波导结构转印到柔性的软膜上是为了保护硬性母版，避免母版在脱模过程中发生结构损坏，从而增加母版的使用次数。但是经过两次结构转印，时间较长，生成效率有待提高，且还会造成加工材料的浪费。另一方面，由于现在的压印方式是面压印，如果基底材料是曲面，现有的压印方式会导致填充率降低、填充不均匀等一系列问题。基于上述，本专利技术提供一种批量制作增强现实光栅波导的方法，图1为本专利技术实施例提供的一种批量制作增强现实光栅波导的方法的步骤流程图，如图1所示，具体包括如下步骤：步骤S1：制备具有预设图案的压印母版；步骤S2：在所述压印母版上涂覆压印胶，并通过纳米压印工艺将光栅波导图案转印到软膜衬底上，得到具有光栅波导图案的软膜；步骤S3：将具有光栅波导图案的软膜直接贴到波导衬底上，得到增强现实光栅波导。基于上述制备方法，适用于批量快速生产增强现实光栅波导的场景，可以省略软膜结构向波导衬底上再次转印的步骤，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种批量制作增强现实光栅波导的方法，其特征在于，包括：/nS1：制备具有预设图案的压印母版；/nS2：在所述压印母版上涂覆压印胶，并通过纳米压印工艺将光栅波导图案转印到软膜衬底上，得到具有光栅波导图案的软膜；/nS3：将具有光栅波导图案的软膜直接贴到波导衬底上，得到增强现实光栅波导。/n

【技术特征摘要】
1.一种批量制作增强现实光栅波导的方法，其特征在于，包括：
S1：制备具有预设图案的压印母版；
S2：在所述压印母版上涂覆压印胶，并通过纳米压印工艺将光栅波导图案转印到软膜衬底上，得到具有光栅波导图案的软膜；
S3：将具有光栅波导图案的软膜直接贴到波导衬底上，得到增强现实光栅波导。


2.如权利要求1所述的批量制作增强现实光栅波导的方法，其特征在于，步骤S1中的所述预设图案与增强现实光栅波导上的光栅波导图案的凹凸相反。


3.如权利要求1所述的批量制作增强现实光栅波导的方法，其特征在于，步骤S1包括：
S11：在母版衬底上均匀涂覆光刻胶；
S12：采用曝光工艺对母版衬底上的光刻胶进行曝光、显影，在母版衬底上形成具有预设图案的光刻胶；
S13：根据所述具有预设图案的光刻胶对所述母版衬底进行部分刻蚀，在母版衬底形成预设图案；
S14：去除光刻胶，得到具有预设图案的压印母版。


4.如权利要求1所述的批量制作增强现实光栅波导的方法，其特征在于，步骤S1中压印母版的材料为硅、石英或玻璃其中之一。


5.如权利要求1所述的批量制作增强现实光栅波导的方法，其特征在于，步骤S2中纳米压印为紫外压印或热压印或二者的混合工艺。


6.如权利要求1所述的批量制作增强现实光栅波导的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宇暄，孟祥峰，冒新宇，徐军，
申请(专利权)人：北京至格科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11