[发明专利]光学元件、光学装置以及光学元件的制作方法

权利要求书

1.一种光学元件，其特征在于，所述光学元件包括：

光学结构层(2)；以及

双折射率材料层(3)，接触设置在所述光学结构层(2)的一个表面上，所述双折射率材料层(3)包括双折射率材料，所述光学结构层(2)的与所述双折射率材料层(3)接触的表面具有多个沟槽(21)，多个所述沟槽(21)用于对所述双折射率材料的分子的取向进行配向。

2.根据权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述光学元件为柱状透镜阵列元件，所述光学结构层(2)为柱状透镜阵列层，所述柱状透镜阵列层具有透镜表面，所述透镜表面与所述双折射率材料层(3)接触，所述透镜表面由多个依次排列的微结构(20)构成，各所述微结构(20)具有多个间隔设置的所述沟槽(21)。

3.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述沟槽(21)沿所述微结构(20)的轴向延伸且沿所述微结构(20)的周向依次排列。

4.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，各所述沟槽(21)的表面由平面和/或曲面连接而成。

5.根据权利要求3所述的光学元件，其特征在于，所述双折射率材料的分子的直径为R，所述沟槽(21)垂直于所述微结构(20)的轴向的方向为宽度方向，各所述沟槽(21)的最大宽度为L，R＜L＜5μm。

6.根据权利要求5所述的光学元件，其特征在于，R＜L＜400nm。

7.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述柱状透镜阵列元件还包括：

第一导电层(12)，设置在所述柱状透镜阵列层的远离所述双折射率材料层(3)的表面上；以及

第二导电层(41)，设置在所述双折射率材料层(3)的远离所述柱状透镜阵列层的表面上，优选所述第一导电层(12)与所述第二导电层(41)均为透明导电层。

8.根据权利要求7所述的光学元件，其特征在于，所述柱状透镜阵列层由待压印层形成，所述柱状透镜阵列层的折射率为n，优选所述双折射率材料为液晶材料，所述液晶材料在2D模式下的折射率等于所述n；所述液晶材料在的3D模式下的折射率不等于所述n。

9.根据权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述柱状透镜阵列层中的柱状透镜为凸透镜或凹透镜。

10.一种光学装置，包括光学元件，其特征在于，所述光学元件为权利要求1至9中任一项所述的光学元件。

11.一种光学元件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

步骤S1，一次性形成表面具有多个沟槽的光学结构层；以及

步骤S2，在所述光学结构层的具有多个所述沟槽的表面上设置双折射率材料层。

12.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

在第一基底上设置待压印层，采用压印模具将所述压印模具中设置有匹配凸起的匹配微结构转印至所述待压印层上，形成所述光学结构层，其中，所述光学结构层的表面包括多个依次排列的微结构且各所述微结构具有多个间隔设置的所述沟槽，所述微结构与所述匹配微结构一一对应且形状互补，所述匹配凸起与所述沟槽一一对应且形状互补。

13.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述压印模具为刚性模具。

14.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述压印模具的形成过程包括：

采用第一预模具形成所述压印模具，其中，所述第一预模具为刚性模具，所述刚性模具的表面包括多个第一预微结构且各所述第一预微结构上设置有多个第一预匹配结构，所述第一预微结构与所述匹配微结构一一对应且形状相同或互补，所述第一预匹配结构与所述匹配凸起一一对应且形状相同或互补。

15.根据权利要求14所述的制作方法，其特征在于，所述压印模具为柔性模具，所述采用所述第一预模具形成所述压印模具的过程包括：

在第一预基底上设置第一预压印层，利用所述第一预模具对所述第一预压印层进行压印处理，使得所述第一预压印层中形成多个包括多个所述匹配凸起的所述匹配微结构，进而得到所述柔性模具。