CN117684131A - 一种树脂光波导基底的镀膜方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种树脂光波导基底的镀膜方法，包括：在树脂光波导基底的第一表面上设置第一刚性支撑件；将所述树脂光波导基底置于镀膜设备中的晶圆支撑槽内，在所述树脂光波导基底的与所述第一表面相对的第二表面蒸镀形成第一镀膜层；去除所述第一刚性支撑件，获得单面镀膜的树脂光波导基底。本发明的技术方案中，采用在高温环境下不会发生变形的刚性支撑件对树脂光波导基底进行支撑固定再进行镀膜，由此可以防止树脂光波导基底在蒸镀镀膜时发生翘曲，由此提高树脂光波导的品质，提高显示质量。
Description
技术领域
本发明属于光学显示技术领域，具体涉及一种树脂光波导基底的镀膜方法。
背景技术
增强现实(Augmented reality，AR)、混合现实(Mixedreality，MR)等近眼显示装置的光学模块通常由光引擎和光组合器两部分构成。其中，光引擎主要由图像源和投影镜头组成，图像源用于生成待显示的图像，投影镜头用于将图像源所显示的图像投影到无穷远或指定距离处，投影镜头主要由光学镜片和镜筒组成。光组合器是将光引擎出射的信号光定向传输至人眼，在视网膜上形成待显示的图像；光组合器对于真实世界的环境光具有良好的透过性，透过光组合器，人眼能够同时看清真实世界的景物(真实图像)和光引擎投影的图像(虚拟图像)。
在现有的各种光组合器的类型中，光波导因其厚度薄、重量轻、透光性好的特点，成为光组合器的优选方案。相比玻璃基底的衍射光波导，树脂基底衍射光波导(简称树脂光波导)由于材料密度轻、抗机械冲击性好等特点而具有重量轻、安全性高的显著优势。为了提高树脂光波导的透过率，需要对树脂基底进行镀膜，目前常用的手段是蒸镀。
参阅图1，现有技术中，在树脂光波导基底上镀膜的工艺过程包括：将树脂光波导基底1置于镀膜设备中的晶圆支撑槽2内，将树脂光波导基底1的下表面朝向蒸镀材料源进行蒸镀。由于树脂光波导基底1的厚度较小，并且进行蒸镀工艺时蒸镀腔室内的工艺温度高，因此，在高温烘烤以及树脂光波导基底1的自身重力作用下，树脂光波导基底1会发生中间向下而两端向上的翘曲(如图1中虚线示出的状态)，该翘曲形成后不易消除，导致衍射光波导显示清晰度显著下降。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种树脂光波导基底的镀膜方法，以解决如何避免树脂光波导基底在蒸镀镀膜时发生翘曲的问题。
为了达到以上目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种树脂光波导基底的镀膜方法，包括：
在树脂光波导基底的第一表面上设置第一刚性支撑件；
将所述树脂光波导基底置于镀膜设备中的晶圆支撑槽内，在所述树脂光波导基底的与所述第一表面相对的第二表面蒸镀形成第一镀膜层；
去除所述第一刚性支撑件，获得单面镀膜的树脂光波导基底。
优选地，所述第一刚性支撑件为刚性背板；
所述在树脂光波导基底的第一表面上设置第一刚性支撑件包括：通过设置一粘结层将所述刚性背板连接到所述树脂光波导基底的第一表面上；
所述去除所述第一刚性支撑件包括：去除所述粘结层，将所述刚性背板从所述树脂光波导基底的第一表面上剥离。
优选地，所述粘结层为设置在所述树脂光波导基底和所述刚性背板之间的一个完整膜层结构；或者是，所述粘结层为包括位于所述树脂光波导基底和所述刚性背板之间的相互间隔设置的多个子粘结层。
优选地，所述粘结层的材料为片状固体胶或者是可进行紫外固化或热固化的液态粘合胶。
优选地，所述粘结层的材料为具有紫外光照射去粘功能的固体胶。
优选地，所述粘结层为两个相对的表面涂覆有粘结剂的薄膜材料层。
优选地，所述第一刚性支撑件包括具有粘性的薄膜和固定套环；
所述在树脂光波导基底的第一表面上设置第一刚性支撑件包括：将所述树脂光波导基底的第一表面与所述薄膜连接，对所述薄膜进行扩膜张紧处理，并使用所述固定套环夹持所述薄膜使其保持张紧状态；
所述去除所述第一刚性支撑件包括：拆除所述固定套环，将所述薄膜从所述树脂光波导基底的第一表面上剥离。
优选地，所述固定套环包括具有圆环状凹槽的支撑圆环和与所述圆环状凹槽相互嵌合的卡扣圆环，所述支撑圆环的外周形状与所述晶圆支撑槽相适配；
所述使用所述固定套环夹持所述薄膜使其保持张紧状态包括：将扩膜张紧的所述薄膜放置于所述支撑圆环上，将所述卡扣圆环从所述薄膜的上方嵌入至所述圆环状凹槽中，所述支撑圆环和所述卡扣圆环夹持所述薄膜使得所述薄膜保持张紧状态。
优选地，在去除所述第一刚性支撑件之后，还进行以下步骤：
在所述第一镀膜层的表面上设置第二刚性支撑件；
将所述树脂光波导基底置于镀膜设备中的晶圆支撑槽内，在所述树脂光波导基底的所述第一表面蒸镀形成第二镀膜层；
去除所述第二刚性支撑件，获得双面镀膜的树脂光波导基底。
优选地，所述第二刚性支撑件为与如上所述的第一刚性支撑件相同的结构。
本发明实施例提供的树脂光波导基底的镀膜方法，在对树脂光波导基底进行蒸镀镀膜的工艺过程中，首先在树脂光波导基底上设置刚性支撑件，然后再对树脂光波导基底进行蒸镀镀膜，镀膜完成后再将刚性支撑件和树脂光波导基底相互分离。采用在高温环境下不会发生变形的刚性支撑件对树脂光波导基底进行支撑固定，由此可以防止树脂光波导基底在蒸镀镀膜时发生翘曲，进而提高树脂光波导的镀膜品质，提高显示质量。
附图说明
图1现有技术中树脂光波导基底进行蒸镀镀膜时发生翘曲的示例性图示；
图2是本发明实施例中的树脂光波导基底的镀膜方法的工艺流程图；
图3是本发明第一实施例中的树脂光波导基底的镀膜方法的工艺过程图示；
图4是本发明第一实施例中的另一种可选的粘结层结构的示意图；
图5是本发明第二实施例中的固定套环的俯视结构示意图；
图6是本发明第二实施例中的树脂光波导基底的镀膜方法的工艺过程图示；
图7是本发明第三实施例中的树脂光波导基底的镀膜方法的工艺过程图示。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
需说明的是，当部件被称为“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。
还需说明的是，本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明实施例提供一种树脂光波导基底的镀膜方法，参阅图2，所述镀膜方法包括以下步骤：
(1)、在树脂光波导基底的第一表面上设置第一刚性支撑件。
(2)、将所述树脂光波导基底置于镀膜设备中的晶圆支撑槽内，在所述树脂光波导基底的与所述第一表面相对的第二表面蒸镀形成第一镀膜层。
(3)去除第一刚性支撑件，获得单面镀膜的树脂光波导基底。
如上的镀膜方法，首先在树脂光波导基底上设置刚性支撑件，然后再对树脂光波导基底进行蒸镀镀膜，镀膜完成后再将刚性支撑件和树脂光波导基底相互分离。采用在高温环境下不会发生变形的刚性支撑件对树脂光波导基底进行支撑固定，由此可以防止树脂光波导基底在蒸镀镀膜时发生翘曲，进而提高树脂光波导的镀膜品质，提高显示质量。
在第一个具体实施例中，所述第一刚性支撑件为刚性背板。参阅图3，本实施例镀膜方法具体包括以下步骤：
步骤S11、如图3-(a)，通过设置一粘结层20将所述刚性背板30连接到所述树脂光波导基底10的第一表面11上。
步骤S12、如图3-(b)，将所述树脂光波导基底10置于镀膜设备中的晶圆支撑槽100内，在所述树脂光波导基底10的与所述第一表面11相对的第二表面12蒸镀形成第一镀膜层40。
步骤S13、如图3-(c)，去除所述粘结层20，将所述刚性背板30从所述树脂光波导基底10的第一表面11上剥离，由此完成镀膜工艺，在所述树脂光波导基底10的第二表面12上获得第一镀膜层40，获得单面镀膜的树脂光波导基底10。
其中，步骤S11中，所述刚性背板30和所述粘结层20的材料选择为良好的耐温性的材料。高温镀膜过程中，镀膜腔体内的温度不会造成刚性背板30或粘结层20因受热膨胀或收缩而产生翘曲形变。
本实施例中，所述刚性背板30选择为玻璃材质的背板。在另外的一些实施例中，所述刚性背板30选择为硅或金属材质的背板或者是其它受热不膨胀变形的复合材料。
其中，所述树脂光波导基底10的形状为圆形或方形或者是其他一些异形形状。所述刚性背板30优选设置为与所述树脂光波导基底10的第一表面11具有相同的形状。
其中，所述粘结层30的材料为片状固体胶或者是可进行紫外固化或热固化的液态粘合胶。或者是，所述粘结层30为两个相对的表面涂覆有粘结剂的薄膜材料层。
采用液态粘合胶时，将其涂覆在刚性背板30或树脂光波导基底10的第一表面11上，采用UV或热固化的方式固化，从而将刚性背板30连接到树脂光波导基底10的第一表面11。此时步骤S3中，镀膜完成后去除粘结层20时，采用配套的去胶液将固化的粘合胶层溶解，实现刚性背板30与树脂光波导基底10的分离。所选择的去胶液，需要具有如下特性：不能破坏树脂光波导基底10或刚性背板30、不能破坏镀好的第一镀膜层40。所选择的液态粘合胶，在UV或热固化过程中，应避免产生明显的胶缩而造成待镀膜的树脂光波导基底10产生内应力。
采用片状固体胶时则无需固化，直接将刚性背板30与树脂光波导基底10的第一表面11通过片状固体相互贴附即可。镀膜完成后去除粘结层20时，采用配套的去胶液将固化的粘合胶层溶解，实现刚性背板30与树脂光波导基底10的分离。所选择的去胶液，需要具有如下特性：不能破坏树脂光波导基底10或刚性背板30、不能破坏镀好的第一镀膜层40。在最为优选的方案中，所述粘结层20的材料为具有紫外光照射去粘功能的固体胶，此时无需使用去胶液即可去除粘结层20。
在一些具体的实施方案中，为了使得在步骤S13中更易于去除所述粘结层20，所述刚性背板30设置有贯穿其上下两个相对表面的一个或多个通孔，所述通孔的形状可以是圆形或方形等规则形状，也可以是其它不规则的形状。当所述粘结层20是需要去胶液溶解去除时，去胶液可以通过所述通孔与所述粘结层20接触，由此可以更加快速地溶解去除所述粘结层20；当所述粘结层20是需要紫外光照射去除时，紫外光也可以是通过所述通孔直接照射到所述粘结层20上，使得所述粘结层20更加快速地失去粘性而剥离去除。
需要说明的是，如图3所示，本实施例中的粘结层20是设置在树脂光波导基底10和刚性背板30之间的一个完整膜层结构。在另一些可选的实施例中，粘结层20也可以是不完整膜层结构，如图4所示，所述粘结层20包括位于树脂光波导基底10和刚性背板30之间的相互间隔设置的多个子粘结层21。
例如：在一些具体方案中，多个子粘结层21通过点胶的方式实现，在树脂光波导基底10和刚性背板30之间设置均匀分布或非均匀分布的多个点胶结构；或采用固体胶或两个相对的表面涂覆有粘结剂的薄膜材料层，此时可以采用激光切割或冲压、在固体胶或两个相对的表面涂覆有粘结剂的薄膜材料层上制作出来多个点状胶结构，并保存在离型膜上。具体地，将点状胶结构的多个子粘结层21与离型膜一起一侧粘贴在刚性背板30或树脂光波导基底10表面，然后揭掉离型膜，再将树脂光波导基底10或刚性背板30粘上，完成两者的粘合连接。
进一步地，多个子粘结层21除了如上所述的点状胶结构，在另一些具体方案中，多个子粘结层21还可以设置为小面积的片状结构，或者是设置为直线或曲线的线状结构，或者是设置为圆环状结构。
其中，步骤S12中，镀膜设备是蒸镀腔室中设置有用于支撑待镀膜树脂光波导基底10的蒸镀伞具，蒸镀伞具位于蒸镀材料源上方，蒸镀伞具上开设有多个所述晶圆支撑槽100，将待镀膜树脂光波导基底10放置于所述晶圆支撑槽100内，并且所述树脂光波导基底10的第二表面12朝向蒸镀材料源。
其中，步骤S13中，镀膜工艺完成后，将所述树脂光波导基底10从镀膜设备中取出，然后再去除所述粘结层20以将所述刚性背板30与所述树脂光波导基底10的相互分离。进一步地，还可以对镀膜后的所述树脂光波导基底10进行清洗以避免所述粘结层20出现残留。
如上第一个实施例提供的树脂光波导基底的镀膜方法，基于所述步骤S11至步骤S13的工艺过程，可以实现树脂光波导基底的单面镀膜。
在第二个具体实施例中，所述第一刚性支撑件包括具有粘性的薄膜和固定套环。其中，参阅图5和图6，所述固定套环200包括具有圆环状凹槽203的支撑圆环201和与所述圆环状凹槽203相互嵌合的卡扣圆环202，所述支撑圆环201的外周形状与所述晶圆支撑槽100相适配。其中，所述圆环状凹槽203的宽度与深度可根据具有粘性的薄膜300的张紧程度设置，不做具体限定，例如宽度可以为3mm～4mm、深度可以为1mm～2mm。
参阅图6，本实施例的镀膜方法具体包括以下步骤：
步骤S21、首先，如图6-(a)，将所述树脂光波导基底10的第一表面11与所述具有粘性的薄膜300连接。然后，如图6-(b)，对所述具有粘性的薄膜300进行扩膜张紧处理，并使用所述固定套环200夹持所述薄膜300使其保持张紧状态。其中，可以通过扩膜机对所述具有粘性的薄膜300进行扩膜张紧处理。
具体地，步骤S21中，使用所述固定套环200夹持所述薄膜300使其保持张紧状态包括：将扩膜张紧的所述薄膜300放置于所述支撑圆环201上，将所述卡扣圆环202从所述薄膜300的上方嵌入至所述圆环状凹槽203中，所述支撑圆环201和所述卡扣圆环202夹持所述薄膜300使得所述薄膜300保持张紧状态，由此对所述树脂光波导基底10提供张紧支撑力。
步骤S22、如图6-(c)，将所述树脂光波导基底10置于镀膜设备中的晶圆支撑槽100内，在所述树脂光波导基底10的与所述第一表面11相对的第二表面12蒸镀形成第一镀膜层40。
步骤S23、如图6-(d)，拆除所述固定套环200，将所述薄膜300从所述树脂光波导基底10的第一表面11上剥离，由此完成镀膜工艺，在所述树脂光波导基底10的第二表面12上获得第一镀膜层40，获得单面镀膜的树脂光波导基底10。
以上第二个实施例，刚性支撑件使用具有粘性的薄膜和固定套环，使用扩膜张紧的薄膜进行支撑，刚性支撑件去除工序更加简便，更好地避免残胶。
如上第二个实施例提供的树脂光波导基底的镀膜方法，基于所述步骤S21至步骤S23的工艺过程，可以实现树脂光波导基底的单面镀膜。
在第三个具体实施例中，在以上第一个具体实施例或第二个具体实施例的基础上，还进行如下的工艺步骤以实现树脂光波导基底的双面镀膜：在所述第一镀膜层的表面上设置第二刚性支撑件；将所述树脂光波导基底置于镀膜设备中的晶圆支撑槽内，在所述树脂光波导基底的所述第一表面蒸镀形成第二镀膜层；去除所述第二刚性支撑件，获得双面镀膜的树脂光波导基底。
其中，所述第二刚性支撑件为与如上所述的第一刚性支撑件相同的结构，可以选择为与第一个具体实施例的第一刚性支撑件相同，也可以选择为与第二个具体实施例的第一刚性支撑件相同。
本实施例中，以在以上第一个具体实施例的基础上进行后续镀膜工艺为例，在进行第一个具体实施例的步骤S11至步骤S13的工艺过程之后，参阅图7，所述镀膜方法还包括以下步骤：
步骤S14、如图7-(a)，通过设置一粘结层50将刚性背板60连接到所述第一镀膜层40的表面上。
步骤S15、如图7-(b)，将所述树脂光波导基底10置于镀膜设备中的晶圆支撑槽100内，在所述树脂光波导基底10的所述第一表面11蒸镀形成第二镀膜层70。
步骤S16、如图7-(c)，去除所述粘结层50，将所述刚性背板60从所述第一镀膜层40上剥离，由此在树脂光波导基底10的第一表面11上获得第二镀膜层70，并且加上第二表面12上的第一镀膜层40，实现双面镀膜。
需要说明的是，所述刚性背板60和所述粘结层50的材料选择均可参照前述关于所述刚性背板30以及所述粘结层20的材料进行选取。
综上所述，本发明实施例提供的树脂光波导基底的镀膜方法，采用在高温环境下不会发生变形的刚性支撑件对树脂光波导基底进行支撑固定，由此可以防止树脂光波导基底在蒸镀镀膜时发生翘曲，进而提高树脂光波导的镀膜品质，提高显示质量。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。
Claims (10)
1.一种树脂光波导基底的镀膜方法，其特征在于，包括：
在树脂光波导基底的第一表面上设置第一刚性支撑件；
将所述树脂光波导基底置于镀膜设备中的晶圆支撑槽内，在所述树脂光波导基底的与所述第一表面相对的第二表面蒸镀形成第一镀膜层；
去除所述第一刚性支撑件，获得单面镀膜的树脂光波导基底。
2.根据权利要求1所述的镀膜方法，其特征在于，所述第一刚性支撑件为刚性背板；
所述在树脂光波导基底的第一表面上设置第一刚性支撑件包括：通过设置一粘结层将所述刚性背板连接到所述树脂光波导基底的第一表面上；
所述去除所述第一刚性支撑件包括：去除所述粘结层，将所述刚性背板从所述树脂光波导基底的第一表面上剥离。
3.根据权利要求2所述的镀膜方法，其特征在于，所述粘结层为设置在所述树脂光波导基底和所述刚性背板之间的一个完整膜层结构；或者是，所述粘结层为包括位于所述树脂光波导基底和所述刚性背板之间的相互间隔设置的多个子粘结层。
4.根据权利要求3所述的镀膜方法，其特征在于，所述粘结层的材料为片状固体胶或者是可进行紫外固化或热固化的液态粘合胶。
5.根据权利要求4所述的镀膜方法，其特征在于，所述粘结层的材料为具有紫外光照射去粘功能的固体胶。
6.根据权利要求3所述的镀膜方法，其特征在于，所述粘结层为两个相对的表面涂覆有粘结剂的薄膜材料层。
7.根据权利要求1所述的镀膜方法，其特征在于，所述第一刚性支撑件包括具有粘性的薄膜和固定套环；
所述在树脂光波导基底的第一表面上设置第一刚性支撑件包括：将所述树脂光波导基底的第一表面与所述薄膜连接，对所述薄膜进行扩膜张紧处理，并使用所述固定套环夹持所述薄膜使其保持张紧状态；
所述去除所述第一刚性支撑件包括：拆除所述固定套环，将所述薄膜从所述树脂光波导基底的第一表面上剥离。
8.根据权利要求7所述的镀膜方法，其特征在于，所述固定套环包括具有圆环状凹槽的支撑圆环和与所述圆环状凹槽相互嵌合的卡扣圆环，所述支撑圆环的外周形状与所述晶圆支撑槽相适配；
所述使用所述固定套环夹持所述薄膜使其保持张紧状态包括：将扩膜张紧的所述薄膜放置于所述支撑圆环上，将所述卡扣圆环从所述薄膜的上方嵌入至所述圆环状凹槽中，所述支撑圆环和所述卡扣圆环夹持所述薄膜使得所述薄膜保持张紧状态。
9.根据权利要求1-8任一项所述的镀膜方法，其特征在于，在去除所述第一刚性支撑件之后，还进行以下步骤：
在所述第一镀膜层的表面上设置第二刚性支撑件；
将所述树脂光波导基底置于镀膜设备中的晶圆支撑槽内，在所述树脂光波导基底的所述第一表面蒸镀形成第二镀膜层；
去除所述第二刚性支撑件，获得双面镀膜的树脂光波导基底。
10.根据权利要求9所述的镀膜方法，其特征在于，所述第二刚性支撑件为与权利要求2所述的第一刚性支撑件相同的结构或者是与权利要求7所述的第一刚性支撑件相同的结构。
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