改善鬼像的光机结构及其制作方法、显示波导装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种改善鬼像的光机结构及其制作方法、显示波导装置。改善鬼像的光机结构包括：显示面板，显示面板上设置有多个像素，多个像素之间存在间隙；填充层，填充层设置在显示面板具有多个像素的一侧表面上，且仅多个像素之间的间隙处填充设置有填充层，填充层至少包括反射层和吸光层。本发明专利技术解决了现有技术中的光机结构存在鬼像改善困难的问题。中的光机结构存在鬼像改善困难的问题。中的光机结构存在鬼像改善困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
改善鬼像的光机结构及其制作方法、显示波导装置


[0001]本专利技术涉及近眼显示设备
，具体而言，涉及一种改善鬼像的光机结构及其制作方法、显示波导装置。

技术介绍

[0002]随着光学显示领域的不断发展，市场对近眼显示设备的需求逐年增加，尤其在显示波导装置方面。显示波导装置的类型多种多样，以AR穿戴式设备为例，AR穿戴式设备由于其的小型化被大众所关注和熟知，Micro LED光机结构和光波导结构的组合逐渐成为轻量化成像方案的主流选择。
[0003]但是由于Micro LED光机结构的显示面板和光波导结构的耦入光栅位置处具有较高的反射率，使得在耦入光栅和光机结构的光学透镜的表面所形成的反射光线(图1中的第一反射光线1和第二反射光线2)都会再次到达Micro LED的显示面板进行二次或者多次成像，进而第一反射光线1和第二反射光线2或通过光波导结构的全内反射传输到达人眼形成鬼像。传统消除鬼像的方法主要包括以下两种(如图2所示)：
[0004]1、在Micro LED光机结构的光学透镜上添加AR增透膜层，AR增透膜层尽可能减少第二反射光线2的强度，但是由于AR增透膜层具有一定的角度和波长选择性，因此只能在一定波长范围和发光角度范围内工作，对于光学透镜表面上的某些大角度和长波段/短波段范围内的反射光线并不能进行消除，所以还是会有鬼像光线的产生；
[0005]2、将光机结构倾斜一定角度，让从光机结构中发出的投射光线具有一定角度，使其在光波导结构的耦入光栅表面的第一反射光线1不进入光机结构内部参与二次成像，但是这种方式会对整机产品的结构设计产生较大的影响，同时会加大光机结构与光波导结构之间的组装和测试难度。
[0006]也就是说，现有技术中的光机结构存在鬼像改善困难的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于提供一种改善鬼像的光机结构及其制作方法、显示波导装置，以解决现有技术中的光机结构存在鬼像改善困难的问题。
[0008]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种改善鬼像的光机结构，包括：显示面板，显示面板上设置有多个像素，多个像素之间存在间隙；填充层，填充层设置在显示面板具有多个像素的一侧表面上，且仅多个像素之间的间隙处填充设置有填充层，填充层至少包括反射层和吸光层。
[0009]进一步地，吸光层位于反射层远离显示面板的一侧表面上。
[0010]进一步地，反射层远离显示面板的一侧凸出于像素远离显示面板的一侧表面设置，且反射层凸出于像素的部分在显示面板上的投影与像素在显示面板上的投影至少部分重合。
[0011]进一步地，反射层包括第一层和第二层，第一层与显示面板连接并填充间隙，第二
层与第一层远离显示面板的一侧表面连接，且第二层与显示面板之间的距离大于像素远离显示面板的一侧表面到显示面板之间的距离，第二层在显示面板上的投影面积大于第一层在显示面板上的投影面积。
[0012]进一步地，吸光层在显示面板上的投影面积与第二层在显示面板上的投影面积大小一致。
[0013]进一步地，第一层的厚度大于像素的厚度，第二层的厚度与吸光层的厚度之和小于等于第一层的厚度的一半。
[0014]进一步地，反射层为金属层，金属层的材料包括金、银、铝、铂和铑中的一种；和/或吸光层的材料包括黑色碳基、黑色低价态氧化钛和苯胺黑中的一种。
[0015]根据本专利技术的另一方面，提供了一种显示波导装置，包括：上述的改善鬼像的光机结构；光波导结构，光波导结构包括波导片和设置在波导片上的耦入光栅和耦出光栅，光机结构用于向光波导结构发射图像光。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种改善鬼像的光机结构的制作方法，制作方法用于制作上述的改善鬼像的光机结构，制作方法包括：步骤S1：获取光机结构的多个像素的发光波长范围；步骤S2：根据多个像素的发光波长范围获取与之匹配的吸光层的材料；步骤S3：获取光机结构的显示面板，根据显示面板上的多个像素的高度、多个像素之间的间隙大小和多个像素与显示面板的边缘的尺寸得到反射层的尺寸；步骤S4：采用沉积或者涂布的图形化工艺在显示面板具有像素的一侧表面上生成反射层；步骤S5：采用沉积或者涂布的图形化工艺在反射层远离显示面板的一侧表面上生成吸光层。
[0017]进一步地，制作方法还包括位于步骤S5后的步骤S6：获取白色光源，采用白色光源照射吸光层，判断吸光层的吸光性能是否满足要求。
[0018]进一步地，在步骤S6的判断吸光层的吸光性能是否满足要求的过程中，当吸光层的吸光性能满足要求时，制作方法还包括位于步骤S6后的步骤S7，其中，步骤S7包括点亮多个像素；当吸光层的吸光性能不满足要求时，重复步骤S2至步骤S6。
[0019]进一步地，步骤S7还包括：判断多个像素的发散角是否满足预设要求；当多个像素的发散角不满足预设要求时，重复步骤S3至步骤S7；当多个像素的发散角满足预设要求时，制作方法结束。
[0020]应用本专利技术的技术方案，改善鬼像的光机结构包括显示面板和填充层，显示面板上设置有多个像素，多个像素之间存在间隙；填充层设置在显示面板具有多个像素的一侧表面上，且仅多个像素之间的间隙处填充设置有填充层，填充层至少包括反射层和吸光层。
[0021]通过在多个像素之间的间隙处填充设置有填充层，填充层至少包括反射层和吸光层，一方面使得填充层能够有效吸收光学透镜的表面反射的第二反射光线和光波导结构的耦入光栅反射回的第一反射光线，从而消除鬼相光线，达到改善鬼像的目的；另一方面通过将填充层设置在多个像素之间的间隙处，使得填充层能够有效收缩像素的发散角，从而增加光机结构的效率，由于AR头戴设备的光机结构的体积重量被限制，一般其内部的光学透镜的直径都较小，因此光学透镜参与成像的光线角度范围是固定的，如果像素的发光角度越大，从像素到光机结构的出瞳的光线利用率也会比较低，光效低，这样设置就有效增加了像素的光线利用率，增加了光机结构的光效。
附图说明
[0022]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1示出了现有技术中的显示波导装置的鬼像来源示意图；
[0024]图2示出了现有技术中的消除显示波导装置的鬼像的结构示意图；
[0025]图3示出了本专利技术的一个可选实施例的改善鬼像的光机结构的部分结构的示意图；
[0026]图4示出了显示面板填充设置填充层前后的俯视图；
[0027]图5示出了图3中的填充层的示意图；
[0028]图6示出了本专利技术的一个可选实施例的显示波导装置的光路图；
[0029]图7示出了本专利技术的改善鬼像的光机结构的像素的光路图；
[0030]图8示出了本专利技术的改善鬼像的光机结构的像素与光学透镜配合的光路图；
[0031]图9示出了本专利技术的一个可选实施例的改善鬼像的光机结构的制作方法的流程图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善鬼像的光机结构，其特征在于，包括：显示面板(10)，所述显示面板(10)上设置有多个像素(20)，多个所述像素(20)之间存在间隙；填充层，所述填充层设置在所述显示面板(10)具有多个所述像素(20)的一侧表面上，且仅多个所述像素(20)之间的间隙处填充设置有所述填充层，所述填充层至少包括反射层(31)和吸光层(32)。2.根据权利要求1所述的改善鬼像的光机结构，其特征在于，所述吸光层(32)位于所述反射层(31)远离所述显示面板(10)的一侧表面上。3.根据权利要求2所述的改善鬼像的光机结构，其特征在于，所述反射层(31)远离所述显示面板(10)的一侧凸出于所述像素(20)远离所述显示面板(10)的一侧表面设置，且所述反射层(31)凸出于所述像素(20)的部分在所述显示面板(10)上的投影与所述像素(20)在所述显示面板(10)上的投影至少部分重合。4.根据权利要求2所述的改善鬼像的光机结构，其特征在于，所述反射层(31)包括第一层(311)和第二层(312)，所述第一层(311)与所述显示面板(10)连接并填充所述间隙，所述第二层(312)与所述第一层(311)远离所述显示面板(10)的一侧表面连接，且所述第二层(312)与所述显示面板(10)之间的距离大于所述像素(20)远离所述显示面板(10)的一侧表面到所述显示面板(10)之间的距离，所述第二层(312)在所述显示面板(10)上的投影面积大于所述第一层(311)在所述显示面板(10)上的投影面积。5.根据权利要求4所述的改善鬼像的光机结构，其特征在于，所述吸光层(32)在所述显示面板(10)上的投影面积与所述第二层(312)在所述显示面板(10)上的投影面积大小一致。6.根据权利要求4所述的改善鬼像的光机结构，其特征在于，所述第一层(311)的厚度大...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈健，兰顺，陈远，
申请(专利权)人：舜宇奥来半导体光电上海有限公司，
类型：发明
国别省市：