[发明专利]光波导显示模组中的光栅制备方法及AR显示装置

说明书

本发明公开了一种光波导显示模组中的光栅制备方法及AR显示装置，该方法包括：S1、在石英母版的印模上滴少量PUA，使PUA填充印模；S2、将PET贴合在石英母版上，固化PUA；S3、顺着光栅条的方向揭下PET，形成PUA/PET中间柔性印模；S4、在波导衬底上旋涂树脂，进行预热；S5、将PUA/PET中间柔性印模贴合到树脂上，然后在PUA/PET中间柔性印模上依次放入擦镜纸，聚二甲基硅烷软垫，擦镜纸，玻璃平板及重物；S6、保持预热温度不变，压印设定时长一，然后升温至树脂的软化温度，压印设定时长二；S7、冷却至室温后，依次去下重物、揭下PUA/PET印模，得到树脂光栅。在纳米压印方法中引入中间柔性印模，将紫外固化纳米压印和热纳米压印结合在一起，解决了脱模困难及压印均匀的问题。

技术领域

本发明属于增强现实技术领域，提供了一种光波导显示模组中的光栅制备方法及AR显示装置。

背景技术

增强现实(AR)技术，是借助计算机图形技术和可视化技术产生物理世界中不存在的虚拟对象，并将其准确“放置”在物理世界中，呈现给用户一个感知效果更丰富的新环境。在诸多领域，例如工业制造和维修领域、医疗领域、军事领域、娱乐游戏领域、教育领域等，有着巨大的潜在应用价值。

波导镜片为AR显示装置中的核心部件，其主要由三部分组成：波导衬底及设于波导衬底上的耦合入射光栅区域及耦合出射光栅区域，耦合入射光栅区域及耦合出射光栅的光栅大多是通过纳米压印工艺制备而成，在采用纳米压印工艺来进行光栅的制备之前，需要制作母版，现有的母版大多为石英母版，采用石英母版制备光栅存在如下两个问题：一是脱模困难，将面积较大的石英光栅母版与基底的分离比较难，容易造成基底的破碎和母版的损坏，二是压印的均匀性难以得到保证。

发明内容

本发明提供了一种光波导显示模组中的光栅制备方法，将紫外固化纳米压印和热纳米压印结合在一起，解决了脱模困难及压印均匀的问题。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种光波导显示模组中的光栅制备方法，用于制备耦合入射光栅和/或耦合出射光栅，所述方法具体包括如下步骤：

S1、在石英母版的印模上滴少量PUA，静置，使PUA充分填充印模；

S2、将PET从一侧开始慢慢贴合在石英母版上，之后利用紫外光照射固化PUA；

S3、待PUA固化之后，顺着光栅条的方向揭下PET，形成PUA/PET中间柔性印模；

S4、在波导衬底上旋涂树脂，将涂有树脂的波导衬底放在预热台上进行预热，预热温度为PUA/PET中间柔性印模的软化温度；

S5、将PUA/PET中间柔性印模从一侧开始慢慢贴合到树脂上，然后在PUA/PET中间柔性印模上依次放入擦镜纸，聚二甲基硅烷软垫，擦镜纸，玻璃平板及重物；

S6、预热台的预热温度保持不变，压印设定时长一，然后升温至树脂的软化温度，压印设定时长二；

S7、进行冷却，冷却至室温后，依次去下重物、顺着光栅线条方向，揭下PUA/PET印模，得到树脂光栅即为耦合入射光栅和/或耦合出射光栅。

进一步的，在步骤S1之前还包括：

S8、对石英母版进行清洗，依次包括去离子水冲洗，丙酮擦拭和120℃烘干。

进一步的，若PUA/PET中间柔性印模与树脂贴合时存在气泡，用圆柱滚子顺着光栅条方向滚压降气泡赶走。

本发明采取的技术方案为：一种AR显示装置，所述装置包括：

波导衬底及设于波导衬底上的耦合入射光栅区域及耦合出射光栅区域，光信号自耦合入射光栅区域摄入，在波导衬底内反射，自耦合出射光栅区域射出，其中，耦合入射光栅区域和/或耦合射出光栅区域内的光栅采用上述光波导显示模组中的光栅制备方法来制备。