【技术实现步骤摘要】
本公开属于显示，具体涉及一种超表面透镜结构及其制备方法、显示装置。
技术介绍
1、近眼显示设备，例如虚拟现实(virtual reality，vr)和增强现实(augmentedreality，ar)设备已逐步应用到显示、游戏、医疗等多个领域，用于实现vr/ar的近眼显示技术也受到越来越多的关注和研究。近眼显示设备通常通过运用目镜组，对显示面板上的图像进行成像(通常成像于入眼1米外距离，成放大虚像)，人眼观看到放大虚像而产生沉浸感观看效果，或叠加现实场景实现具有具体指向性信息提示等。
技术实现思路
1、本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种超表面透镜结构及其制备方法、显示装置。
2、第一方面，本公开实施例提供了一种超表面透镜结构，其中，所述超表面透镜结构包括：多个相位调制单元；各个所述相位调制单元的相位值分布满足第一相位公式；所述第一相位公式为：
3、
4、其中，ψ为每个所述相位调制单元的相位值，λ为入射光的波长，x、y为以所述超表面透镜结构的几何中心为圆心，各个所述相位调制单元在所述超表面透镜结构中的坐标，f为所述超表面透镜结构的焦距，u为所述相位调制单元的归一化半径坐标，为所述相位调制单元相应位置的旋转角坐标，l、ε为螺旋相位参数。
5、在一些实施例中，所述相位调制单元包括：基板、位于所述基板上的柱体；
6、所述柱体的折射率大于所述基板的折射率。
7、在一些实施例中，所述柱体的折射率与所
8、在一些实施例中，所述基板的材料包括：氧化硅；所述柱体的材料包括：氮化硅、氧化钛、氮化镓中的至少一种。
9、在一些实施例中，所述柱体的相位值满足第二相位公式；所述第二相位公式为：
10、其中，为所述柱体的相位值，neff为等效折射率，h为所述柱体的高度，λ为入射光的波长。
11、在一些实施例中，所述柱体的高度为500nm至800nm。
12、在一些实施例中，所述柱体为圆柱体，所述圆柱体的半径为20nm至120nm。
13、在一些实施例中，所述柱体的周期为200nm至300nm。
14、在一些实施例中，所述相位调制单元还包括：位于所述基板上相邻所述柱体之间的填充材料；
15、所述填充材料的折射率小于所述基板的折射率且小于所述柱体的折射率。
16、在一些实施例中，所述填充材料的折射率为1.0至1.3。
17、第二方面，本公开实施例提供了一种显示装置，其中，所述显示装置包括如上述提供的超表面透镜结构。
18、在一些实施例中，所述显示装置还包括：显示面板；
19、所述显示面板位于所述超表面透镜结构的入光侧，且分时或分区显示对应不同深度的图像。
20、在一些实施例中，所述超表面透镜结构与所述显示面板之间的距离小于所述超表面透镜结构的焦距。
21、在一些实施例中，所述超表面透镜结构与所述显示面板之间的距离在所述超表面透镜结构的一倍焦距与二倍焦距之间。
22、在一些实施例中，所述显示装置还包括：目镜组；
23、所述目镜组位于所述超表面透镜结构远离所述显示面板的一侧。
24、第三方面，本公开实施例提供了一种超表面透镜结构的制备方法，其中，所述超表面透镜结构的制备方法包括：
25、在基板上依次沉积形成相位调制材料层和硬掩模层；
26、在所述硬掩模层上涂覆刻蚀胶层；
27、利用电子束曝光工艺，在所述刻蚀胶层上形成构图图案；
28、利用干刻工艺，将构图图案转移至所述硬掩模层和所述相位调制材料层；
29、去除所述硬掩模层，形成多个相位调制单元；各个所述相位调制单元的相位值分布满足第一相位公式；所述第一相位公式为：
30、
31、其中，ψ为每个所述相位调制单元的相位值，λ为入射光的波长，x、y为以所述超表面透镜结构的几何中心为圆心，各个所述相位调制单元在所述超表面透镜结构中的坐标，f为所述超表面透镜结构的焦距，u为所述相位调制单元的归一化半径坐标，为所述相位调制单元相应位置的旋转角坐标，l、ε为螺旋相位参数。
32、在一些实施例中，所述去除所述硬掩模层，形成多个柱体，以形成多个相位调制单元，之后还包括：
33、在所述基板上相邻的所述柱体之间形成填充材料。
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1.一种超表面透镜结构，其中，所述超表面透镜结构包括：多个相位调制单元；各个所述相位调制单元的相位值分布满足第一相位公式；所述第一相位公式为：
2.根据权利要求1所述的超表面透镜结构，其中，所述相位调制单元包括：基板、位于所述基板上的柱体；
3.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体的折射率与所述基板的折射率之间的差值大于或等于0.5。
4.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述基板的材料包括：氧化硅；所述柱体的材料包括：氮化硅、氧化钛、氮化镓中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体的相位值满足第二相位公式；所述第二相位公式为：
6.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体的高度为500nm至800nm。
7.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体为圆柱体，所述圆柱体的半径为20nm至120nm。
8.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体的周期为200nm至300nm。
9.根据权利要求2所述的超表面
10.根据权利要求9所述的超表面透镜结构，其中，所述填充材料的折射率为1.0至1.3。
11.一种显示装置，其中，所述显示装置包括如权利要求1至10任一项所述的超表面透镜结构。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述显示装置还包括：显示面板；
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述超表面透镜结构与所述显示面板之间的距离小于所述超表面透镜结构的焦距。
14.根据权利要求12所述的显示装置，其中，所述超表面透镜结构与所述显示面板之间的距离在所述超表面透镜结构的一倍焦距与二倍焦距之间。
15.根据权利要求13或14所述的显示装置，其中，所述显示装置还包括：目镜组；
16.一种超表面透镜结构的制备方法，其中，所述超表面透镜结构的制备方法包括：
17.根据权利要求16所述的超表面透镜结构的制备方法，其中，所述去除所述硬掩模层，形成多个柱体，以形成多个相位调制单元，之后还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超表面透镜结构，其中，所述超表面透镜结构包括：多个相位调制单元；各个所述相位调制单元的相位值分布满足第一相位公式；所述第一相位公式为：
2.根据权利要求1所述的超表面透镜结构，其中，所述相位调制单元包括：基板、位于所述基板上的柱体；
3.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体的折射率与所述基板的折射率之间的差值大于或等于0.5。
4.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述基板的材料包括：氧化硅；所述柱体的材料包括：氮化硅、氧化钛、氮化镓中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体的相位值满足第二相位公式；所述第二相位公式为：
6.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体的高度为500nm至800nm。
7.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体为圆柱体，所述圆柱体的半径为20nm至120nm。
8.根据权利要求2所述的超表面透镜结构，其中，所述柱体的周期为200nm至300nm。
9.根据权利要求2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭玮婷，赖芸，王维，凌秋雨，程芳，
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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