导光器件以及光学显示设备的制作方法

本申请实施例涉及光学显示，更具体地，本申请实施例涉及一种导光器件以及光学显示设备。

背景技术：

1、随着增强现实(ar)技术的不断发展，导光器件如衍射光波导作为实现图像显示的关键组件，在ar领域中的应用越来越广泛。衍射光波导通过特定的光学设计，能够将光线经耦入区域耦合进衍射光波导内部，并进行全反射传播，最终通过耦出区域将光线投射至用户眼中形成虚拟图像。

2、传统的衍射光波导设计中存在一些问题。由于衍射光波导具有一定的厚度，并且光线在其内部全反射时，其传播角度(即全反射角度)是固定的，这导致光线在耦出区域的分布密度受到限制。例如，当光线以某一特定角度α在衍射光波导内部全反射传播时，其横向距离(即相邻两根光线在耦出区域的间距)由衍射光波导的厚度d、折射率n及全反射角度α共同决定，可表达为l＝2dtan(α)。这种设计使得每根光线在耦出区域的耦出密度较小，进而导致形成的图像出现不均匀的现象，影响了用户的视觉体验。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种导光器件以及光学显示设备的新技术方案。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种导光器件，所述导光器件包括导光层及第一膜层；

3、所述导光层包括耦入区域及耦出区域，所述耦入区域用于接收图像光线并将所述图像光线耦合进所述导光层，所述耦出区域用于接收来自所述耦入区域的图像光线并将所述图像光线耦出至人眼进行成像；

4、所述第一膜层层叠设置于所述导光层设有所述耦入区域及所述耦出区域的一侧，所述第一膜层的厚度为d1，d1＞λ；其中，λ为入射光的波长。

5、可选地，所述导光器件还包括第二膜层，所述第二膜层层叠设于所述导光层背离所述第一膜层的一侧，所述第二膜层的厚度为d2，d2＞λ。

6、可选地，所述第一膜层的折射率为n1，所述导光层的折射率为n0、厚度为d0，在所述第一膜层的折射率n1大于所述导光层的折射率n0的情况下，所述第一膜层的厚度d1与所述导光层的厚度d0之间满足以下关系：

7、

8、可选地，所述第二膜层与所述第一膜层的厚度及折射率均相同。

9、可选地，所述第二膜层的折射率为n2，所述导光层的折射率为n0、厚度为d0，在所述第二膜层的折射率n2大于所述导光层的折射率n0的情况下，所述第二膜层的厚度d2与所述导光层的厚度d0之间满足以下关系：

10、

11、可选地，所述第一膜层至少部分覆盖所述导光层设有所述耦入区域及所述耦出区域的一侧表面。

12、可选地，所述第一膜层上对应所述耦入区域的位置形成镂空区域。

13、可选地，所述导光层还包括转折区域，所述转折区域位于所述耦入区域与所述耦出区域之间，所述转折区域用于接收来自所述耦入区域的图像光线并进行扩瞳及将图像光线转向传输至所述耦出区域；

14、所述第一膜层覆盖所述转折区域及所述耦出区域。

15、可选地，所述第二膜层覆盖在所述导光层背离所述第一膜层的一侧表面。

16、可选地，所述耦入区域、所述耦出区域及所述转折区域为衍射光学结构。

17、第二方面，本申请实施例提供了一种光学显示设备，所述光学显示设备包括：

18、光机；及

19、如第一方面所述的导光器件。

20、本申请的有益效果为：

21、本申请实施例提出了一种导光器件，其独特之处在于结合了导光层和第一膜层的双层结构，该第一膜层叠设于导光层设有耦入区域及耦出区域的一侧，且厚度d1设计为大于入射光的波长λ，这使光线在第一膜层与导光层的界面可以发生额外的折射并能够将折射光线反射回导光层中传输，这种作用可以增加导光层中全反射光线的传播路径，进而在耦出区域能够形成更为密集的分布，从而提高了耦出密度。随着耦出密度的提升，图像光线在耦出区域的分布更加均匀，避免了传统设计中因耦出密度不足而导致的图像不均匀问题，这种均匀的图像光线分布为用户提供了更为清晰的视觉体验。

22、通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述，本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种导光器件，其特征在于，包括导光层(3)及第一膜层(1)；

2.根据权利要求1所述的导光器件，其特征在于，所述导光器件还包括第二膜层(2)，所述第二膜层(2)层叠设于所述导光层(3)背离所述第一膜层(1)的一侧，所述第二膜层(2)的厚度为d2，d2＞λ。

3.根据权利要求1所述的导光器件，其特征在于，所述第一膜层(1)的折射率为n1，所述导光层(3)的折射率为n0、厚度为d0，在所述第一膜层(1)的折射率n1大于所述导光层(3)的折射率n0的情况下，所述第一膜层(1)的厚度d1与所述导光层(3)的厚度d0之间满足以下关系：

4.根据权利要求2所述的导光器件，其特征在于，所述第二膜层(2)与所述第一膜层(1)的厚度及折射率均相同。

5.根据权利要求2所述的导光器件，其特征在于，所述第二膜层(2)的折射率为n2，所述导光层(3)的折射率为n0、厚度为d0，在所述第二膜层(2)的折射率n2大于所述导光层(3)的折射率n0的情况下，所述第二膜层(2)的厚度d2与所述导光层(3)的厚度d0之间满足以下关系：

6.根据权利要求2所述的导光器件，其特征在于，所述第一膜层(1)至少部分覆盖所述导光层(3)设有所述耦入区域(4)及所述耦出区域(5)的一侧表面。

7.根据权利要求6所述的导光器件，其特征在于，所述第一膜层(1)上对应所述耦入区域(4)的位置形成镂空区域。

8.根据权利要求6所述的导光器件，其特征在于，所述导光层(3)还包括转折区域(6)，所述转折区域(6)位于所述耦入区域(4)与所述耦出区域(5)之间，所述转折区域(6)用于接收来自所述耦入区域(4)的图像光线并进行扩瞳及将图像光线转向传输至所述耦出区域(5)；

9.根据权利要求6-8中任一项所述的导光器件，其特征在于，所述第二膜层(2)覆盖在所述导光层(3)背离所述第一膜层(1)的一侧表面。

10.根据权利要求8所述的导光器件，其特征在于，所述耦入区域(4)、所述耦出区域(5)及所述转折区域(6)为衍射光学结构。

11.一种光学显示设备，其特征在于，包括：

技术总结本申请实施例提供了一种导光器件以及光学显示设备；其中，所述导光器件包括导光层及第一膜层；所述导光层包括耦入区域及耦出区域，所述耦入区域用于接收图像光线并将所述图像光线耦合进所述导光层，所述耦出区域用于接收来自所述耦入区域的图像光线并将所述图像光线耦出至人眼进行成像；所述第一膜层层叠设置于所述导光层设有所述耦入区域及所述耦出区域的一侧，所述第一膜层的厚度为d<subgt;1</subgt;，d<subgt;1</subgt;＞λ；其中，λ为入射光的波长。技术研发人员：饶轶,代杰,魏如东受保护的技术使用者：歌尔光学科技（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10