本公开提供了一种光学传输结构及其制作方法、显示装置，属于显示技术领域。其中，光学传输结构，包括：光波导；位于所述光波导的第一表面上的耦入光栅和位于所述光波导的第二表面上的耦出光栅，所述耦入光栅用于将入射光线耦入所述光波导中；其中，所述第一表面与所述第二表面之间成预设角度，使得经所述耦入光栅传输到所述光波导内的零级衍射光束在所述光波导内产生全反射，所述耦出光栅用于将出射光线耦出所述光波导。本公开的技术方案能够提高光能利用率。光能利用率。光能利用率。
【技术实现步骤摘要】
光学传输结构及其制作方法、显示装置
[0001]本公开涉及显示
，特别是指一种光学传输结构及其制作方法、显示装置。
技术介绍
[0002]自“元宇宙”概念提出以来，虚拟现实(VR)和增强现实(AR)获得了更多的关注，诸多科技企业对其加大研发力度，希望早日能够开发出在消费者端应用的相关产品。而在AR领域关注度最高的便是AR眼镜，其实现方法一般分为几何光学和衍射光学方案。其中衍射光学方案由于产品更加轻薄透明而备受行业者青睐。衍射光学方案中，表面浮雕光栅(SRG)衍射光波导由于更具量产性，是目前关注度较高的一种方案。
[0003]SRG波导光栅主要包括矩形光栅、倾斜光栅和闪耀光栅，其中矩形光栅由于制备工艺难度最低，是目前市场产品中应用最广泛的光栅类型。但相关技术中，SRG波导光栅的光线利用率不高，导致最终进入人眼的图像亮度较低。
技术实现思路
[0004]本公开要解决的技术问题是提供一种光学传输结构及其制作方法、显示装置，能够提高光能利用率。
[0005]为解决上述技术问题，本公开的实施例提供技术方案如下：
[0006]一方面，提供一种光学传输结构，包括：
[0007]光波导；
[0008]位于所述光波导的第一表面上的耦入光栅和位于所述光波导的第二表面上的耦出光栅，所述耦入光栅用于将入射光线耦入所述光波导中；
[0009]其中，所述第一表面与所述第二表面之间成预设角度，使得经所述耦入光栅传输到所述光波导内的零级衍射光束在所述光波导内产生全反射，所述耦出光栅用于将出射光线耦出所述光波导。
[0010]一些实施例中，所述入射光线垂直于所述第一表面入射所述光学传输结构。
[0011]一些实施例中，所述入射光线为图像光线。
[0012]一些实施例中，所述耦入光栅和所述耦出光栅的光栅周期相同。
[0013]一些实施例中，所述耦入光栅和/或所述耦出光栅为矩形光栅，所述矩形光栅的周期为300
‑
600nm。
[0014]一些实施例中，所述矩形光栅的高度为30
‑
500nm。
[0015]一些实施例中，所述光波导包括：
[0016]光波导本体；
[0017]设置在所述光波导本体的第二表面上的棱镜部，所述棱镜部包括有凸出于所述光波导本体的所述第一表面。
[0018]一些实施例中，所述棱镜部的折射率为n1，所述光波导本体的折射率为n2，所述零级衍射光束入射所述光波导本体的入射角为θ1，折射角为θ2，θ1和θ2满足：
[0019]n1sinθ1＝n2sinθ2，其中，θ2≥θ
c
，θ
c
为所述光波导本体的全反射临界角。
[0020]一些实施例中，L为所述棱镜部在第一方向上的宽度，所述第一方向与所述第二表面平行且为从所述耦入光栅到所述耦出光栅的方向，S为所述零级衍射光束在所述光波导本体中的传输步长，S＝2dtanθ2，L和S满足：L＜S，其中，d为所述光波导本体的厚度。
[0021]一些实施例中，n1的取值范围为1.5～2.0；
[0022]n2的取值范围为1.5～2.0。
[0023]一些实施例中，n1与n2相等。
[0024]一些实施例中，所述光波导包括：
[0025]光波导本体，所述光波导本体的入光面与出光面之间成预设角度；其中，所述入光面为所述第一表面，所述出光面为所述第二表面，所述预设角度大于所述光波导本体的全反射临界角。
[0026]本公开实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的光学传输结构。
[0027]本公开实施例还提供了一种光学传输结构的制作方法，包括：
[0028]形成光波导；
[0029]在所述光波导的第一表面上形成耦入光栅，所述耦入光栅用于将入射光线耦入所述光波导中；
[0030]在位于所述光波导的第二表面上形成耦出光栅；
[0031]其中，所述第一表面与所述第二表面之间成预设角度，使得经所述耦入光栅传输到所述光波导内的零级衍射光束在所述光波导内产生全反射，所述耦出光栅用于将出射光线耦出所述光波导。
[0032]一些实施例中，形成所述光波导包括：
[0033]分别形成光波导本体和棱镜部；
[0034]将所述棱镜部贴附在所述光波导本体的第二表面上，使得所述棱镜部的所述第一表面凸出于所述光波导本体。
[0035]一些实施例中，形成所述光波导包括：
[0036]提供一波导基板；
[0037]对所述波导基板进行切削，形成光波导本体和位于所述光波导本体的第二表面上的棱镜部，所述棱镜部包括有凸出于所述光波导本体的所述第一表面。
[0038]一些实施例中，所述在所述光波导的第一表面上形成耦入光栅包括：
[0039]通过纳米压印方法在柔性基底上制作所述耦入光栅；
[0040]将承载有所述耦入光栅的柔性基底贴附在所述第一表面的波导耦入区上。
[0041]一些实施例中，在位于所述光波导的第二表面上形成耦出光栅包括：
[0042]通过纳米压印方法在柔性基底上制作所述耦出光栅；
[0043]将承载有所述耦出光栅的柔性基底贴附在所述第二表面的波导耦出区上。
[0044]一些实施例中，形成所述光波导包括：
[0045]提供一波导基板；
[0046]对所述波导基板进行切削，形成光波导本体，所述光波导本体的入光面与出光面之间成预设角度；其中，所述入光面为所述第一表面，所述出光面为所述第二表面，所述预设角度大于所述光波导本体的全反射临界角。
[0047]本公开的实施例具有以下有益效果：
[0048]上述方案中，将能量最高的零级衍射光束作为信息传输载体在光波导内全反射传输，能够提升光学传输结构整体的光能利用率。
附图说明
[0049]图1为现有矩形光栅衍射效率的分布示意图；
[0050]图2和图3为本公开一实施例光学传输结构的光线传播示意图；
[0051]图4为本公开另一实施例光学传输结构的光线传播示意图；
[0052]图5为本公开一实施例制作光学传输结构的流程示意图；
[0053]图6为本公开一实施例在硅基底上制作金属过渡结构的流程示意图；
[0054]图7为本公开一实施例制作压印模板的示意图；
[0055]图8为本公开一实施例在柔性基底上制作矩形光栅的示意图；
[0056]图9为本公开另一实施例制作光学传输结构的流程示意图；
[0057]图10为本公开一实施例制作棱镜部以及耦入光栅的流程示意图；
[0058]图11为本公开又一实施例中在硅基底上制作金属过渡结构的流程示意图；
[0059]图12为本公开又一实施例制作压印模板的示意图；
[0060]图13为本公开又一实施例制作光波导本体和耦出光栅的示意图；
[0061]图14为本公本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光学传输结构，其特征在于，包括：光波导；位于所述光波导的第一表面上的耦入光栅和位于所述光波导的第二表面上的耦出光栅，所述耦入光栅用于将入射光线耦入所述光波导中；其中，所述第一表面与所述第二表面之间成预设角度，使得经所述耦入光栅传输到所述光波导内的零级衍射光束在所述光波导内产生全反射，所述耦出光栅用于将出射光线耦出所述光波导。2.根据权利要求1所述的光学传输结构，其特征在于，所述入射光线垂直于所述第一表面入射所述光学传输结构。3.根据权利要求1所述的光学传输结构，其特征在于，所述入射光线为图像光线。4.根据权利要求1所述的光学传输结构，其特征在于，所述耦入光栅和所述耦出光栅的光栅周期相同。5.根据权利要求1所述的光学传输结构，其特征在于，所述耦入光栅和/或所述耦出光栅为矩形光栅，所述矩形光栅的周期为300
‑
600nm。6.根据权利要求5所述的光学传输结构，其特征在于，所述矩形光栅的高度为30
‑
500nm。7.根据权利要求1所述的光学传输结构，其特征在于，所述光波导包括：光波导本体；设置在所述光波导本体的第二表面上的棱镜部，所述棱镜部包括有凸出于所述光波导本体的所述第一表面。8.根据权利要求7所述的光学传输结构，其特征在于，所述棱镜部的折射率为n1，所述光波导本体的折射率为n2，所述零级衍射光束入射所述光波导本体的入射角为θ1，折射角为θ2，θ1和θ2满足：n1sinθ1＝n2sinθ2，其中，θ2≥θ
c
，θ
c
为所述光波导本体的全反射临界角。9.根据权利要求8所述的光学传输结构，其特征在于，L为所述棱镜部在第一方向上的宽度，所述第一方向与所述第二表面平行且为从所述耦入光栅到所述耦出光栅的方向，S为所述零级衍射光束在所述光波导本体中的传输步长，S＝2dtanθ2，L和S满足：L＜S，其中，d为所述光波导本体的厚度。10.根据权利要求8所述的光学传输结构，其特征在于，n1的取值范围为1.5～2.0；n2的取值范围为1.5～2.0。11.根据权利要求8所述的光学传输结构，其特征在于，n1与n2相等。12.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁广才，郭康，陈宏，谷新，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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