用于透明的电活性换能器的抗反射涂层制造技术

抗反射涂层可以包括设置在基底上的光学透明的导电层和设置在导电层上的介电层。基底可以包括电活性材料。光学元件可以包括这样的抗反射涂层，其中初级抗反射涂层可以被设置在电活性层的第一表面上，并且次级抗反射涂层可以被设置在电活性层的与第一表面相对的第二表面上。表面上。表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于透明的电活性换能器的抗反射涂层
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年3月26日提交的美国申请第16/364,228号的优先权，该美国申请的内容出于所有目的通过引用以其整体并入本文。
[0003]背景
[0004]聚合物材料和其他介电材料可以被并入到多种光学装置和电光装置架构中，包括有源光学装置和无源光学装置以及电活性装置。例如，电活性材料，包括电活性聚合物(EAP)材料，可以在电场的影响下改变它们的形状。EAP材料已经被研究用于多种技术，包括致动、传感和/或能量收集。重量轻且适形的电活性聚合物可以被并入到诸如触觉装置的可佩戴装置中，并且是用于新兴技术的有吸引力的候选物，所述新兴技术包括其中期望舒适的、可调节的形状因子的虚拟现实装置/增强现实装置。
[0005]虚拟现实和增强现实眼镜装置(eyewear device)或头戴装置可以使用户能够体验事件，例如在计算机生成的三维世界模拟中与人的交互或者观看叠加在真实世界视图上的数据。虚拟现实/增强现实眼镜装置和头戴装置还可以用于除了娱乐以外的目的。例如，政府可以使用这样的装置用于军事训练，医疗专业人员可以使用这样的装置来模拟手术，并且工程师可以使用这样的装置作为设计可视化辅助。
[0006]这些应用和其他应用可以利用薄膜电活性材料的一种或更多种特性，包括泊松比，来产生横向变形(例如，横向膨胀或收缩)，作为对导电电极(conductive electrode)之间的压缩的响应。包含电活性层的示例性的虚拟现实/增强现实组件可以包括可变形的光学器件(deformable optics)，诸如镜子、透镜或自适应光学器件(adaptive optics)。电活性聚合物的变形可以被用于致动光学组件中的光学元件，诸如透镜系统。
[0007]虽然许多电活性聚合物和压电陶瓷的薄层可以是固有地透明的，但是关于它们并入到光学组件或光学装置中，在这样的材料和邻近的层诸如空气之间的折射率的变化可能导致光散射和光学质量或性能的相应劣化。因此，尽管最近有所发展，但提供具有改善的致动特性的聚合物材料或其他介电材料将是有利的，所述致动特性包括在光学透明包装中的可控且稳健的变形响应。
[0008]概述
[0009]如下文将更详细地描述的，本公开内容涉及可致动且透明的光学元件以及用于形成这样的光学元件的方法。光学元件可以包括抗反射涂层，该抗反射涂层改善了光学元件的光学清晰度(optical clarity)，同时在多个致动循环(actuation cycle)中表现出机械稳定性，例如应变和/或疲劳耐受性。
[0010]光学元件可以包括夹在导电电极之间的电活性材料层。电活性层可以包括例如聚合物或陶瓷材料，而电极可以各自包括一层或更多层任何合适的导电材料，诸如透明导电氧化物(例如，诸如ITO的TCO)、石墨烯等。根据多种实施方案，光学元件的光学透射率(optical transmissivity)可以通过将抗反射涂层(ARC)并入到光学元件的几何结构中来改善。例如，抗反射涂层的层可以被设置在任一个电极或两个电极上，并且可以包括一个或更多个用于降低在电极和邻近的介质之间的折射率的梯度的材料层。
[0011]可以构成ARC涂层的一部分的电极可以用于影响大规模变形，即经由全区域覆盖来影响大规模变形，或者电极可以被图案化以提供空间上局部化的应力/应变概况(stress/strain profile)。在特定的实施方案中，可变形的光学元件和电活性层可以被共同集成，由此可变形的光学元件本身可以是可致动的。此外，公开了形成光学元件的多种方法，包括基于溶液的沉积技术和固态沉积技术。
[0012]根据某些实施方案，包括设置在透明电极之间的电活性层并且还包括抗反射涂层(ARC)的光学元件可以被并入到多种装置架构中，其中在电活性层中实现的电容致动和伴随的应变(即，在施加的电场的方向上的横向膨胀和压缩)可以在装置内的一个或更多个邻近的活性层中引起变形，并且因此改变活性层的光学性能。横向变形可以在锚定的薄膜的情况下基本上是一维的，或者是二维的。在一些实施方案中，通过相反地施加的电压被交替地置于膨胀和压缩中的两个或更多个电活性层的工程化变形可以被用于在装置堆叠(device stack)中引起弯曲或曲率变化，这可以被用于提供光学调谐，诸如聚焦或像差控制。
[0013]根据多种实施方案，光学元件可以包括被设置在基底上的抗反射涂层。根据本公开内容的一个方面，这样的抗反射涂层可以包括被设置在基底上的光学透明且导电的层，即电极，以及被设置在导电层(electrically conductive layer)上的介电层。如将理解的，基底可以包括电活性材料。
[0014]抗反射涂层可以是光学透明的，并且因此表现出小于10％的雾度(haze)和在可见光谱内的至少50％的透射率。例如，抗反射涂层可以被配置成在106个致动循环内保持至少50％的透射率以及高达约1％的诱导工程应变(induced engineering strain)。在一些实施方案中，抗反射涂层可以表现出在可见光谱内小于约3％的反射率。
[0015]在一些实施方案中，导电层，即电极，可以被设置在基底的一部分上，并且可以包括诸如透明导电氧化物(例如，ITO)、石墨烯、纳米线或碳纳米管的材料。导电层的折射率可以是恒定的，或者可以沿着其至少一个维度而变化，例如，导电层的折射率可以作为其厚度的函数而变化。在一些实施方案中，介电层可以包括纹理化的表面(textured surface)。在一些实施方案中，导电网可以被设置成邻近导电层。导电网可以比导电层较不透明，但是具有比导电层大的电导率。
[0016]介电层可以包括任何合适的介电材料，包括二氧化硅、氧化锌、氧化铝和/或氟化镁，尽管还预期另外的介电材料。在一些实施方案中，介电层可以被配置成多层堆叠或者可以包括多层堆叠。举例来说，多层堆叠可以包括直接设置在导电层上的氧化锌层和设置在氧化锌层上的二氧化硅层。可以使用另外的层，诸如在包括第一介电材料和第二介电材料的交替层的架构中使用另外的层。根据一些实施方案，独立于介电层的数目，介电层的折射率可以小于导电层的折射率，而导电层的折射率又可以小于基底的折射率。
[0017]还公开了一种光学元件，所述光学元件可以包括透明的电活性层、设置在电活性层的第一表面上的初级抗反射涂层(primary anti
‑
reflective coating)以及设置在电活性层的与第一表面相对的第二表面上的次级抗反射涂层(secondary anti
‑
reflective coating)。初级抗反射涂层可以包括直接设置在电活性层的第一表面上的初级导电层(primary conductive layer)和设置在初级导电层上的初级介电层(primary dielectric layer)，而次级抗反射涂层可以包括直接设置在电活性层的第二表面上的次级导电层
(secondary conductiv本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种抗反射涂层，包括：光学透明的导电层，所述导电层被设置在基底上；以及介电层，所述介电层被设置在所述导电层上，其中所述基底包括电活性材料。2.根据权利要求1所述的抗反射涂层，其中所述抗反射涂层包括：小于10％的雾度，和在可见光谱内的至少50％的透射率。3.根据权利要求1所述的抗反射涂层，其中所述抗反射涂层包括在可见光谱内的小于3％的反射率；和/或其中所述抗反射涂层适于在106个致动循环内保持至少50％的透射率和高达1％的诱导工程应变。4.根据权利要求1所述的抗反射涂层，其中所述导电层包括选自由透明导电氧化物、石墨烯、纳米线和碳纳米管组成的组的材料。5.根据权利要求1所述的抗反射涂层，其中所述导电层的折射率沿着所述导电层的至少一个维度变化；和/或其中所述导电层的折射率小于所述基底的折射率并且大于所述介电层的折射率。6.根据权利要求1所述的抗反射涂层，其中所述介电层包括纹理化的表面。7.根据权利要求1所述的抗反射涂层，其中所述介电层包括选自由二氧化硅、氧化锌、氧化铝和氟化镁组成的组的材料。8.根据权利要求1所述的抗反射涂层，其中所述介电层包括多层堆叠；并且，任选地其中所述多层堆叠包括直接设置在所述导电层上的氧化锌层和设置在所述氧化锌层上的二氧化硅层；和/或其中所述多层堆叠包括第一介电材料和第二介电材料的交替层。9.根据权利要求1所述的抗反射涂层，还包括被设置成邻...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯宾塞，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：