CN114721076A - 视场控制装置的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视场控制装置的制造方法，视场控制装置的制造方法包括：将透光或不透光的第一基体放置在工作台面上；在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽；在所述第一安装槽内填充透光的第一物质或不透光的第二物质。由此，通过上述方法制造的视场控制装置可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

Description

视场控制装置的制造方法

技术领域

本发明涉及光学制造领域，尤其是涉及一种视场控制装置的制造方法。

背景技术

平板透镜全称为等效负折射率平板透镜，其利用两层周期性分布的阵列光波导相互正交，使光线在两层阵列光波导中各发生一次全反射，由于是相互正交的矩形结构，所以会使第一次全反射时的入射角和第二次全反射时的出射角相同。在光源光线发散角内的所有光线在经过平板透镜后会相应的收敛到以平板透镜为面对称的三维空间中，从而得到一个1：1的浮空实像。目前市面上大部分用于作为像源的显示器视场角较大，接近180度可视，在这种情况下，平板透镜成像特点为观察者观察到浮空实像的同时，会看到实像两侧各出现一个斜置的残像，当人眼位置偏离正视位置且偏离角度逐渐变大时，浮空实像会越来越模糊，而实像左右两侧的残像一个变得更加清晰，另一个变得模糊，残像的出现会严重影响用户对浮空实像的观看。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种视场控制装置的制造方法，该视场控制装置的制造方法制造出的视场控制装置可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

根据本发明的视场控制装置的制造方法，包括：将透光或不透光的第一基体放置在工作台面上；在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽；在所述第一安装槽内填充透光的第一物质或不透光的第二物质。

根据本发明的视场控制装置的制造方法，能够生产出视场控制装置，视场控制装置可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

在本发明的一些示例中，所述在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽，包括：在所述第一基体的远离所述工作台面的表面设置第二基体，所述第二基体为光刻胶，在所述第二基体的远离所述第一基体的一侧放置掩模板，所述掩模板设有多个依次平行且间隔开的缝隙，使用光线从所述掩模板远离所述第二基体的一侧朝向所述掩模板照射。

在本发明的一些示例中，所述光线与所述第二基体的远离所述第一基体的表面间的夹角为α，满足关系式：0°＜α＜180°。

在本发明的一些示例中，所述在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽，还包括：使用光线从所述掩模板远离所述第二基体的一侧朝向所述掩模板照射完成后，使用显影液将所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解以在所述第二基体形成第二安装槽。

在本发明的一些示例中，所述使用显影液将所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解包括：将所述第一基体和所述第二基体的整体结构浸泡在显影液中，使所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解以在所述第二基体形成所述第二安装槽。

在本发明的一些示例中，所述使用显影液将所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解包括：将显影液喷淋在所述光刻胶的远离所述第一基体的表面上，使所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解以在所述第二基体形成所述第二安装槽。

在本发明的一些示例中，所述在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽，还包括：在所述第一基体的与所述第二安装槽对应的位置刻蚀出所述第一安装槽。

在本发明的一些示例中，通过湿法刻蚀法或电子束刻蚀法或离子束刻蚀法在所述第一基体上刻蚀出所述第一安装槽。

在本发明的一些示例中，去除所述第一基体上的所述第二基体。

在本发明的一些示例中，所述第一基体的厚度为H1，所述第一安装槽的深度为H2，满足关系式：H2＜H1。

在本发明的一些示例中，所述第一基体为平板透镜。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的视场控制装置的制造方法的流程图。

图2是根据本发明实施例的视场控制装置的第一基体的示意图；

图3是在第一基体的双面镀增透膜示意图；

图4是在本发明实施例的第一基体上设置光刻胶的示意图；

图5是根据本发明实施例的掩模板的示意图；

图6是根据本发明实施例的第一基体、光刻胶和掩模板配合后的曝光示意图；

图7是将曝光完成的第一基体和光刻胶浸泡在显影液中示意图；

图8是向曝光完成的光刻胶喷显影液的示意图；

图9是刻蚀第一基板后的示意图；

图10是去除光刻胶之后的示意图；

图11是根据本发明实施例的第一基体填充第二物质的示意图；

图12是根据本发明实施例的视场控制装置的成品示意图。

附图标记：

第一基体201；增透膜202；光刻胶203；第二安装槽204；第一安装槽210；显影溶液池206；显影液207；显影液喷头213；掩模板305；视场控制装置306；条形微结构307；第二基体309，第二物质308。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图12描述根据本发明实施例的视场控制装置的制造方法，该制造方法用于生产视场控制装置306。

如图12所示，使用上述实施例中的制造方法，能够生产出视场控制装置306，视场控制装置306包括：基体302(即第一基体201)和多个遮光部303，遮光部303可以由第二物质形成，基体302具有透光性，多个遮光部303均可以设置于基体302上且多个遮光部303相互平行。进一步地，多个遮光部303可以沿基体302的左右方向依次设置，并且多个遮光部303中至少相邻的两个遮光部303间隔开以在相邻两个遮光部303间形成透光区。视场控制装置306还可以包括：第一保护片301和第二保护片304，基体302位于第一保护片301和第二保护片304之间，第一基体201可以为平板透镜，在基体302的厚度方向基体302具有相对的第一表面和第二表面，第一保护片301、第二保护片304可以分别设置于第一表面和第二表面，其中，第一保护片301和第二保护片304均具有透光性。需要解释的是，第一保护片301和第二保护片304可以对基体302和遮光部303起保护作用，第一保护片301和第二保护片304可以通过粘接的方式与基体302连接在一起。这样设置可以通过第一保护片301和第二保护片304对基体302和遮光部303进行保护，能够提高视场控制装置306整体结构的稳定性。

进一步地，视场控制装置306可以和平板透镜和显示器进行配合，视场控制装置306可以设置在平板透镜或显示器上，当视场控制装置306设置在平板透镜上时，显示器朝向平板透镜发射光线后，光线通过平板透镜后通过视场控制装置306，或者光线通过视场控制装置306后通过平板透镜，视场控制装置306改变视场角的大小后产生浮空实像，由此实现调节光学成像系统的视场角的大小的目的。

如图1-图12所示，根据本发明实施例的视场控制装置的制造方法包括以下步骤：

S1、将透光或不透光的第一基体放置在工作台面上；

S2、在第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽；

S3、在第一安装槽内填充透光的第一物质或不透光的第二物质。

需要说明的是，第一基体的长度范围可以设置为10mm-10000mm，第一基体的宽度范围可以设置为10mm-10000mm，可选地，第一基体的长度可以设置为100mm，第一基体的宽度可以设置为100mm，第一基体可以设置为透光基板或不透光基板，第一基体的整体厚度均匀性误差小于10μm，其中第一基体可以是具有透光性的玻璃、石英、透光树脂等高分子聚合物等材料。透光的第一物质可以采用可硬化的环氧树脂或丙烯酸树脂等材料，只要保证其具有良好的透光性即可。不透光的第二物质可以采用以吸收光线为原理的黑色吸光材料，也可以设置为以对光线高散射为原理的高雾值材料，只要保证其具有良好的遮光性即可。

其中，通过在第一安装槽内填充透光的第一物质或不透光的第二物质，具体地，第一基体为不透光物体时，第一安装槽在第一基体的厚度方向贯穿第一基体，应向第一安装槽内填充透光的第一物质，第一基体为透光物体时，应向第一安装槽内填充不透光的第二物质，不透光的第一基体和第二物质可以形成遮光部，透光的第一基体和第一物质可以形成为透光部。当光学成像系统中的光线射入视场控制装置时，入射光线符合预定角度时可顺利通过视场控制装置，当入射光线偏离预定路线超过一定的角度时，偏离的光线将会被遮光部所吸收或散射，从而可以实现减少光学成像系统的视场角大小的功能。此外，光学成像系统的视场角的大小可以通过调节多个遮光部之间的间隔大小和遮光部的高度进行控制。即，多个遮光部之间的间隔大小越小，其遮挡的光线更多，光线的射出角度越小，从而使光学成像系统的视场角越小；遮光部的高度越高，其遮挡的光线更多，光线的射出角度越小，从而使光学成像系统的视场角越小。

由此，通过本申请的制造方法生产的视场控制装置，其视场控制装置可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

在本发明的一些实施例中，在第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽包括：在第一基体的远离工作台面的表面设置第二基体，第二基体可以设置为光刻胶，在第二基体的远离第一基体的一侧放置掩模板，掩模板可以设置有多个依次平行且间隔开的缝隙，使用光线从掩模板远离第二基体的一侧朝向掩模板照射。需要说明的是，第二基体可以设置为正性光刻胶，光刻胶的厚度范围可以设置为0.1μm-10μm，可选地，光刻胶的厚度范围可以设置为2μm。这样设置可以使光刻胶的厚度范围设置合理，便于对光刻胶进一步地曝光处理。

进一步地，掩模板可以包括多个条形微结构，条形微结构的间隙等距间隔分布，多个条形微结构依次平行设置，相邻两个条形微结构间隔开形成间隙，多个条形微结构的间隙等距间隔分布，也可以理解为，多个依次平行且间隔开的缝隙间距相同，优选地，掩模板的材料可以设置为金属铬。掩膜板放置完成后，使用照射光线朝向掩模板照射。需要说明的是，使用照射光线朝向掩模板照射之前，先对第二基体进行烘干，烘干温度范围为60℃-90℃，烘烤时间可以设置为10min-40min。第二基体烘干完成后使用光线从掩模板远离第二基体的一侧朝向掩模板照射，在第二基体上光刻出掩模板的图形。

在本发明的一些实施例中，照射光线与第二基体的远离第一基体的表面间的夹角为α，满足关系式：0°＜α＜180°。需要说明的是，光线与第二基体的远离第一基体的表面间的夹角范围可以设置为0°-180°，可选的，α可以设置为90°，此时光线与第二基体垂直。通过将α范围设置为0°-180°，可以对第二基体进行合理的曝光，从而可以对第二基体的未被掩模板挡住的部分进行曝光处理。

在本发明的一些实施例中，在第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽，还包括：使用光线从掩模板远离第二基体的一侧朝向掩模板照射完成后，使用显影液将光刻胶的曝光区域或光刻胶的非曝光区域溶解以在第二基体形成第二安装槽。需要解释的是，当光刻胶为正性光刻胶时，利用显影液对光刻胶的曝光区域进行充分溶解；当光刻胶为负性光刻胶时，利用显影液对光刻胶的非曝光区域进行充分溶解，从而可以在第二基体上形成第二安装槽。

在本发明的一些实施例中，使用显影液将光刻胶的曝光区域或光刻胶的非曝光区域溶解包括：将第一基体和第二基体的整体结构浸泡在显影液中，使正性光刻胶的曝光区域或负性光刻胶的非曝光区域溶解以在第二基体形成第二安装槽。可以理解的是，在显影液充足的情况下，可以使用充足的显影液将第一基体和第二基体的整体结构浸泡在显影液中，使正性光刻胶的曝光区域或负性光刻胶的非曝光区域充分溶解，从而可以在第二基体形成第二安装槽，显影完成后取出第一基体和第二基体，使用去离子水去除第一基体和第二基体表面的剩余显影液，然后使用压缩空气或氮气吹干第一基体和第二基体表面的去离子水。即可以以浸泡的方式利用显影液对光刻胶的溶解以形成第二安装槽，利用显影液浸泡的方式溶解第二基体适用于小尺寸的第一基体和第二基体。

在本发明的一些实施例中，使用显影液将光刻胶的曝光区域或光刻胶的非曝光区域溶解包括：将显影液喷淋在光刻胶的远离第一基体的表面上，使正性光刻胶的曝光区域或负性光刻胶的非曝光区域溶解以在第二基体形成第二安装槽。可以理解的是，在显影液不足的情况下，可以使用少量显影液喷淋在光刻胶的远离第一基体的表面上，使正性光刻胶的曝光区域或负性光刻胶的非曝光区域充分溶解，从而可以在第二基体形成第二安装槽。显影完成后取出第一基体和第二基体，使用去离子水去除第一基体和第二基体表面的剩余显影液，使用压缩空气或氮气吹干第一基体和第二基体表面的去离子水，然后对第一基体和第二基体进行烘干处理，烘干温度范围为90℃-120℃，烘烤时间可以设置为10min-40min。即可以以喷淋的方式利用显影液对光刻胶的溶解以形成安装槽，利用显影液喷淋的方式溶解第二基体适用于大尺寸的第一基体和第二基体。

在本发明的一些实施例中，在第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽，还包括：在第一基体的与第二安装槽对应的位置刻蚀出第一安装槽。需要说明的是，可以使用刻蚀法在第一基体上的与第二安装槽对应的位置刻蚀出第一安装槽。如此设置可以利用刻蚀法对第一基体进行刻蚀以形成第二安装槽。

在本发明的一些实施例中，通过湿法刻蚀法或电子束刻蚀法或离子束刻蚀法在第一基体上刻蚀出第一安装槽。优选地，通过离子束刻蚀法在第一基体上刻蚀出第一安装槽，刻蚀深度的范围可以设置为间距0.1倍-10倍，可选地，刻蚀深度的范围可以设置为间距0.5倍，通过离子束刻蚀法在第一基体上刻蚀出第一安装槽，可以使刻蚀出的第一安装槽更加稳定。

在本发明的一些实施例中，去除第一基体上的第二基体。需要解释的是，在第一基体上成功刻蚀出第一安装槽后，需要将第二基体去除，可以使用去胶液通过上述喷淋或者浸泡的方法去除第一基体上的第二基体，成功将第二基体去除后，可以用水对第一基体进行冲洗以去除剩余的去胶液，最后对第一基体烘干水分，然后在第一安装槽内填充透光的第一物质或不透光的第二物质，从而可以形成多个遮光部，透光的第一物质可以设置为可硬化的环氧树脂或丙烯酸树脂，只要保证其具有良好的透光性即可，不透光的第二物质可以设置为以吸收光线为原理的黑色吸光材料，也可以设置为以对光线高散射为原理的高雾值材料，只要保证其具有良好的遮光性即可，最后再对第一基体进行研磨抛光处理，消除由于填充物质所造成的表面不平整，从而完成视场控制装置的制作。

进一步地，当光学成像系统中的光线射入视场控制装置时，入射到视场控制装置的光线偏离预定路线超过一定的角度时，偏离的光线将会被遮光部所吸收或散射，从而可以实现减少光学成像系统的视场角大小，视场角的大小可以通过调节多个遮光部的间隔大小和遮光部的高度进行控制，多个遮光部的间隔大小越小，其遮挡的光线更多，光线的射出角度越小，光学成像系统的视场角越小，遮光部的高度越高，其遮挡的光线更多，光线的射出角度越小，光学成像系统的视场角越小。这样设置可以成功制作出视场控制装置，该视场控制装置可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

在本发明的一些实施例中，第一基体的厚度可以设置为H1，第一安装槽的深度可以设置为H2，满足关系式：H2＜H1。其中，第一基体的厚度可以设置为0.2mm-4mm，需要说明的是，第一基体的厚度范围可以设置为0.2mm-4mm中的任意数值，可选地，第一基体的厚度可以设置为3mm。通过将第一基体的厚度设置为0.2mm-4mm之间的任意数值，可以使第一基体的厚度合理，从而可以保证第一基体的结构强度适宜。第二基体的厚度可以设置为0.1μm-10μm。需要说明的是，第二基体的厚度范围可以设置为0.1μm-10μm中的任意数值，可选地，第二基体的厚度可以设置为3μm。通过将第二基体的厚度设置为0.1μm-10μm之间的任意数值，可以使第二基体的厚度合理，便于在第二基体上形成第二安装槽。可以理解的是，第一安装槽的深度不得超过第一基体的厚度。这样设置可以避免填充在第一安装槽内的第一物质流出而导致视场控制装置制造失败的情况发生。

在本发明的一些实施例中，第一基体可以设置为平板透镜。该平板透镜可以减少光学成像系统的视场角大小，从而可以抑制光学成像系统中浮空实像两侧残像的产生，能够提高用户的观看体验。

在本发明的一些实施例中，如图1-图11所示，先取一块透光的第一基体201放置在工作台面上，在第一基体201的远离工作台面的表面设置第二基体309，其中，第二基体309可以设置为光刻胶203，光刻胶203为正性光刻胶。在第二基体的远离第一基体201的一侧放置掩模板305，掩模板305可以设置有多个依次平行且间隔开的缝隙，使用光线从掩模板305远离第二基体309的一侧朝向掩模板305照射，照射完成后，使用显影液207将光刻胶203的曝光区域溶解以在第二基体309上形成第二安装槽204，通过浸泡法或喷淋法对光刻胶203的曝光区域进行显影，形成光刻胶透光区域和光刻胶不透光区域，用水冲洗去除剩余的去胶液，烘干水分备用，然后在第一基体201的与第二安装槽204对应的位置刻蚀出第一安装槽210，最后在刻蚀出的第一安装槽210内填充不透光的第二物质308后，对第一基体201进行去胶工序，即去除第一基体201上的光刻胶203，最后完成视场控制装置306的制作。

其中，如图7所示，在光刻胶203为正性光刻胶时，浸泡法的具体操作流程为：在显影溶液池206内放置足够的显影液207，以使第一基体201和光刻胶203全部浸泡在显影液207中，以对光刻胶203的曝光区域进行显影，如图8所示，喷淋法的具体操作流程为：运用显影液喷头213将显影液207喷淋在第一基体201和光刻胶203上，以对光刻胶203的曝光区域进行显影。

在本发明的另一些实施例中，如图1-图11所示，先取一块透光的第一基体201放置在工作台面上，在第一基体201的远离工作台面的表面设置第二基体309，将第二基体309设置为光刻胶203，光刻胶203为负性光刻胶，在第二基体309的远离第一基体201的一侧放置掩模板305，掩模板305可以设置有多个依次平行且间隔开的缝隙，使用光线从掩模板305远离第二基体309的一侧朝向掩模板305照射，照射完成后，使用显影液207将光刻胶203的非曝光区域溶解以在第二基体形成第二安装槽204，通过浸泡法或喷淋法对光刻胶203的曝光区域进行显影，形成光刻胶透光区域和光刻胶不透光区域，用水冲洗去除剩余的去胶液，烘干水分备用，然后在第一基体201的与第二安装槽204对应的位置刻蚀出第一安装槽210，最后在刻蚀出的第一安装槽210内填充不透光的第二物质308后，对第一基体201进行去胶工序，即去除第一基体201上的光刻胶203，最后完成视场控制装置306的制作。

其中，如图7所示，在光刻胶203为负性光刻胶时，浸泡法的具体操作流程为：在显影溶液池206内放置足够的显影液207，以使第一基体201和光刻胶203全部浸泡在显影液207中，以对光刻胶203的非曝光区域进行显影，如图8所示，喷淋法的具体操作流程为：运用显影液喷头213将显影液207喷淋在第一基体201和光刻胶203上，以对光刻胶203的非曝光区域进行显影。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种视场控制装置的制造方法，其特征在于，包括：

将透光或不透光的第一基体放置在工作台面上；

在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽；

在所述第一安装槽内填充透光的第一物质或不透光的第二物质。

2.根据权利要求1所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，所述在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽，包括：在所述第一基体的远离所述工作台面的表面设置第二基体，所述第二基体为光刻胶，在所述第二基体的远离所述第一基体的一侧放置掩模板，所述掩模板设有多个依次平行且间隔开的缝隙，使用光线从所述掩模板远离所述第二基体的一侧朝向所述掩模板照射。

3.根据权利要求4所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，所述光线与所述第二基体的远离所述第一基体的表面间的夹角为α，满足关系式：0°＜α＜180°。

4.根据权利要求2所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，所述在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽，还包括：使用光线从所述掩模板远离所述第二基体的一侧朝向所述掩模板照射完成后，使用显影液将所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解以在所述第二基体形成第二安装槽。

5.根据权利要求4所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，所述使用显影液将所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解包括：将所述第一基体和所述第二基体的整体结构浸泡在显影液中，使所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解以在所述第二基体形成所述第二安装槽。

6.根据权利要求4所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，所述使用显影液将所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解包括：将显影液喷淋在所述光刻胶的远离所述第一基体的表面上，使所述光刻胶的曝光区域或所述光刻胶的非曝光区域溶解以在所述第二基体形成所述第二安装槽。

7.根据权利要求4所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，所述在所述第一基体上设置多个依次平行且间隔开的第一安装槽，还包括：在所述第一基体的与所述第二安装槽对应的位置刻蚀出所述第一安装槽。

8.根据权利要求7所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，通过湿法刻蚀法或电子束刻蚀法或离子束刻蚀法在所述第一基体上刻蚀出所述第一安装槽。

9.根据权利要求7所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，去除所述第一基体上的所述第二基体。

10.根据权利要求1所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，所述第一基体的厚度为H1，所述第一安装槽的深度为H2，满足关系式：H2＜H1。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的视场控制装置的制造方法，其特征在于，所述第一基体为平板透镜。

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