CN117916699A - 光学结构和用于制造光学结构的方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学结构和用于制造光学结构的方法，光学结构包括：基底层(1)；第一隔离层(2)，其在基底层(1)上并且在远离基底层(1)的一侧具有第一开口(21)；第二隔离层(3)，其在第一隔离层(2)上且在远离基底层(1)的一侧具有第二开口(31)，其中，第一开口(21)在基底层(1)上的投影与第二开口(31)在基底层(1)上的投影至少部分重叠，并且其中，第一隔离层(2)的折射率与第二隔离层(3)的折射率的比值在0.95～1.05之间；第一导电部(4)，其在第二隔离层(3)中并且至少填充第二开口(31)。
Description
本发明涉及光学领域。更具体地，涉及一种光学结构和一种用于制造光学结构的方法。
在互联网+与大数据5G时代，可穿戴设备、可折叠设备、智能家居、教育教学等领域发展迅速，传统的ITO薄膜不能实现弯曲、折叠应用，导电性能差，而且ITO属于不可再生资源。因此，ITO的替代技术迎来机遇。
发明内容
本发明的实施例提供了一种光学结构。所述光学结构包括：
基底层；
第一隔离层，其在所述基底层上并且在远离所述基底层的一侧具有第一开口；
第二隔离层，其在所述第一隔离层上且在远离所述基底层的一侧具有第二开口，其中，所述第一开口在所述基底层上的投影与所述第二开口在所述基底层上的投影至少部分重叠，并且其中，所述第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值在0.95～1.05之间；第一导电部，其在所述第二隔离层中并且至少填充所述第二开口。
在一些实施例中，所述第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值为1。
在一些实施例中，所述第二隔离层延伸到所述第一隔离层的所述第一开口中且覆盖所述第一隔离层的被所述第一开口暴露的表面部分，并且其中，所述第二开口在所述基底层上的投影在所述第一开口在所述基底层上的投影之内。
在一些实施例中，所述第二开口抵达所述第一开口，所述第二开口在 所述基底层上的投影与所述第一开口在所述基底层上的投影相重叠，并且其中，所述第一导电部进一步填充所述第一开口。
在一些实施例中，所述光学结构进一步包括：
第三隔离层，其在所述第二隔离层上且覆盖所述第一导电部的远离所述基底层的表面，其中，所述第三隔离层具有第三开口；
第四隔离层，其在所述第三隔离层上且具有第四开口，其中，所述第三开口在所述基底层上的投影与所述第四开口在所述基底层上的投影至少部分重叠；第二导电部，其在所述第四隔离层中并且至少填充所述第四开口，
其中，所述第一导电部在平行于所述基底层的平面上的第一延伸方向与所述第二导电部在平行于所述基底层的平面上的第二延伸方向不同，并且其中，所述第一导电部在所述基底层的投影与所述第二导电部在所述基底层上的投影有重叠。
在一些实施例中，所述光学结构包括多个所述第一导电部、与所述多个第一导电部一一对应的多个所述第一开口和多个所述第二开口、多个所述第二导电部以及与多个所述第二导电部一一对应的多个所述第三开口和多个所述第四开口，其中，多个所述第一导电部彼此平行，并且其中，多个所述第二导电部彼此平行。
在一些实施例中，所述光学结构进一步包括：
在所述第二导电部的远离所述基底层的一侧上的纳米金属粒子；
在所述第一导电部和所述第二导电部之间的介电弹性体。
在一些实施例中，所述基底层具有第一侧和与所述第一侧邻近的第二侧，其中，所述第一侧的延伸方向与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向都不同，并且所述第二侧的延伸方向与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向都不同。
在一些实施例中，所述介电弹性体包括下列中的至少一种：聚丙烯酸酯和硅橡胶；
所述纳米金属粒子包括纳米银粒子；
所述基底层包括柔性基底层；
所述第一隔离层包括SOC；
所述第二隔离层包括SiON。
在一些实施例中，所述第一导电部和所述第二导电部满足下列中的至少一者：
所述第一导电部在平行于所述基底层上的宽度在1.5微米以内；以及
所述第二导电部在平行于所述基底层上的宽度在1.5微米以内。
在一些实施例中，所述第一开口和所述第三开口满足下列中的至少一者：
所述第一开口的深度小于所述第一隔离层的厚度；以及
所述第三开口的深度小于所述第三隔离层的深度。
本发明的实施例还提供了一种用于制造光学结构的方法，包括：
在基底层上形成第一隔离层，其中，所述第一隔离层在远离所述基底层的一侧具有第一开口；
在所述第一隔离层上形成第二隔离层，其中，所述第二隔离层在远离所述基底层的一侧具有第二开口，其中，所述第一开口在所述基底层上的投影与所述第二开口在所述基底层上的投影至少部分重叠，并且其中，其中，所述第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值在0.95～1.05之间；
在所述第二隔离层中形成填充所述第二开口的第一导电层。
在一些实施例中，所述第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值为1。
在一些实施例中，形成所述第一隔离层和所述第二隔离层包括：
在所述基底层上形成第一隔离材料层；
在所述第一隔离材料层上形成第二隔离材料层；
对所述第一隔离材料层和所述第二隔离材料层进行构图，以形成具有所述第一开口的所述第一隔离层和被刻蚀的第二隔离材料层，其中，所述被刻蚀的第二隔离材料层具有被保留的第一子部分和第一镂空部分，所述 第一镂空部分在所述基底层上的投影与所述第一开口在所述基底层上的投影相重叠；
至少在所述第一开口中生长第二隔离材料，以形成所述第二隔离层。
在一些实施例中，至少在所述第一开口中生长第二隔离材料包括：采用化学气相沉积工艺来生长第二隔离材料。
在一些实施例中，形成所述第一隔离层和所述第二隔离层包括：
在所述基底层上形成第一隔离材料层；
在所述第一隔离材料层上形成第二隔离材料层；
对所述第一隔离材料层和所述第二隔离材料层进行构图，以形成具有所述第一开口的所述第一隔离层和具有所述第二开口的所述第二隔离层。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：
在所述第二隔离层上形成第三隔离层，其中，所述第三隔离层覆盖所述第一导电部的远离所述基底层的表面并且具有第三开口，并且其中，所述第三开口在所述基底层上的投影与所述第四开口在所述基底层上的投影至少部分重叠；
在所述第三隔离层上形成第四隔离层，所述第四隔离层具有第四开口；
在所述第四隔离层中形成第二导电部，其在所述第四隔离层中并且至少填充所述第四开口，
其中，所述第一导电部在平行于所述基底层的平面上的第一延伸方向与所述第二导电部在平行于所述基底层的平面上的第二延伸方向不同，并且其中，所述第一导电部在所述基底层的投影与所述第二导电部在所述基底层上的投影有重叠。
在一些实施例中，形成所述第三隔离层和所述第三隔离层包括下列中的一者：
(i)在所述第二隔离层上形成第三隔离材料层；
在所述第三隔离材料层上形成第四隔离材料层；
对所述第三隔离材料层和所述第四隔离材料层进行构图，以形成具有所述第三开口的所述第三隔离层和被刻蚀的第四隔离材料层，其中，所述 被刻蚀的第四隔离材料层具有被保留的第二子部分和第二镂空部分，所述第二镂空部分在所述基底层上的投影与所述第三开口在所述基底层上的投影相重叠；
至少在所述第三开口中生长第四隔离材料，以形成所述第四隔离层；
或者
(ii)在所述第二隔离层上形成第三隔离材料层；
在所述第三隔离材料层上形成第四隔离材料层；
对所述第三隔离材料层和所述第四隔离材料层进行构图，以形成具有所述第三开口的所述第三隔离层和具有所述第四开口的所述第四隔离层。
在一些实施例中，所述第一开口和所述第三开口满足下列中的至少一者：
所述第一开口的深度小于所述第一隔离层的厚度；以及
所述第三开口的深度小于所述第三隔离层的深度。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：
在所述第一导电部上形成介电弹性体；
在所述第二导电部上形成纳米金属粒子。
在一些实施例中，所述基底层具有第一侧和与所述第一侧邻近的第二侧，其中，所述第一侧的延伸方向与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向都不同，并且所述第二侧的延伸方向与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向都不同。
在一些实施例中，所述介电弹性体包括下列中的至少一种：聚丙烯酸酯和硅橡胶；
所述纳米金属粒子包括纳米银粒子；
所述基底层包括柔性基底层。
为了更清楚地说明本公开文本的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本公开文本的 一些实施例，而非对本公开文本的限制，其中：
图1为根据本发明的实施例的光学结构的截面示意图；
图2为根据本发明的实施例的光学结构的截面示意图；
图3A-3C为根据本发明的实施例的光学结构的示意图；
图4为根据本发明的实施例的光学结构应用的一个示例；
图5为根据本发明的实施例的双层导电结构的在间距为10um情况下的电场分布的仿真图；
图6A-6C为根据本发明的实施例的光学结构的示意图；
图7为随着电压变化光学结构所吸收的光的变化的示意图；
图8为根据本发明的实施例的光学结构的俯视示意图；
图9为根据本发明的实施例的光学结构的光学特性的仿真图；
图10为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的流程示意图；
图11A-11L为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的流程示意图；
图12为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的示意图；
图13A-13J为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的示意图；
图14为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的示意图；
图15为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的示意图；
图16为本发明的实施例的光学结构的双层导电结构的微波传输示意图。
为了使本公开的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将接合附图，对本公开的实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得 的所有其他实施例，也都属于本公开保护的范围。
当介绍本公开的元素及其实施例时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或者多个要素。用语“包含”、“包括”、“含有”和“具有”旨在包括性的并且表示可以存在除所列要素之外的另外的要素。
出于下文表面描述的目的，如其在附图中被标定方向那样，术语“上”、“下”、“左”、“右”“垂直”、“水平”、“顶”、“底”及其派生词应涉及发明。术语“上覆”、“在……顶上”、“定位在……上”或者“定位在……顶上”意味着诸如第一结构的第一要素存在于诸如第二结构的第二要素上，其中，在第一要素和第二要素之间可存在诸如界面结构的中间要素。术语“接触”意味着连接诸如第一结构的第一要素和诸如第二结构的第二要素，而在两个要素的界面处可以有或者没有其它要素。
图1为根据本发明的实施例的光学结构的截面示意图。如图1所示，根据本发明的实施例的光学结构可以包括：基底层1、第一隔离层2、第二隔离层3、第一导电部4。如图1所示，第一隔离层2在基底层1上，并且其在远离基底层的一侧具有第一开口21。第二隔离层3在第一隔离层2上，并且其在远离基底层1的一侧具有第二开口31。其中，第一开口21在基底层1上的投影与第二开口31在基底1上的投影至少部分重叠。第一隔离层2的折射率与第二隔离层3的折射率的比值在0.95～1.05之间。例如，比值可以为0.98、1.02。通过这样的设置，在尤其被应用于显示领域时，能够在实现窄线宽的导电网格(例如，金属网格)的同时，还能够消除第一隔离层和第二隔离层的折射率不匹配引起的色彩彩色条纹问题，并且能解决传统半导体工艺受限制的问题。
在一些实施例中，第一隔离层的折射率与第二隔离层的折射率的比值可以约为1。这样能实现更好的折射率匹配，获得更佳的光学效果。例如，第一隔离层可以包括SOC，第二隔离层可以包括SiON。
第二隔离层3可以延伸到第一隔离层2的所第一开口21中且覆盖第一隔离层2的被第一开口暴露的表面部分，并且其中，第二开口31在基底层1上的投影在第一开口21在基底层1上的投影之内。通过这样的设置， 可以保护基底层在制造流程中不受破坏。
图2为根据本发明的实施例的光学结构的截面示意图。如图2所示，第二开口31可以抵达第一开口21，第二开口在基底层1上的投影与第一开口在基底层上的投影相重叠，并且其中，第一导电部进一步填充第一开口。
图3A-3C为根据本发明的实施例的光学结构的示意图。其中，图3A为根据本发明的俯视示意图。图3B为根据不同实施例的图1的光学结构沿着AA’的截面示意图。
如图3A-3C所示，光学结构300还可以进一步包括：第三隔离层5，其在第二隔离层3上且覆盖第一导电部4的远离基底层1的表面，其中，第三隔离层具有第三开口51；第四隔离层6，其在第三隔离层5上且具有第四开口61，其中，第三开口51在基底层1上的投影与第四开口61在基底层1上的投影至少部分重叠；第二导电部7，其在第四隔离层6中并且至少填充第四开口61。其中，所述第一导电部4在平行于所述基底层的平面上的第一延伸方向D1与所述第二导电部7在平行于所述基底层的平面上的第二延伸方向D2不同，并且其中，所述第一导电部在所述基底层的投影与所述第二导电部在所述基底层上的投影有重叠。
如图3A-3C所示，光学结构可以包括多个第一导电部4、与多个第一导电部4一一对应的多个第一开口和多个第二开口、多个第二导电部以及与多个第二导电部一一对应的多个第三开口和多个所述第四开口。其中，多个第一导电部4彼此平行，并且其中，多个第二导电部7彼此平行。
第一导电部和第二导电部的材料可以选自金属。例如，其可以选择下列中的至少一者：Au、Ag、Al及其组合物。通过这样，可以在实现窄线宽的金属网格(metal mesh)的同时，还能够消除第一隔离层和第二隔离层的折射率不匹配引起的色彩彩色条纹问题。
图4为根据本发明的实施例的光学结构应用的一个示例。如图4所示，可以将根据本发明的实施例的光学结构用作车膜而贴附于车窗玻璃表面。图4的右侧为使用了本发明的光学结构来进行车窗玻璃除雾和/或除冰的 效果示意图，图4的左侧是未采用这样的光学结构或者将该光学结构关闭时的效果图。
由于根据本发明的实施例的光学结构的导电部可以实现窄线宽，人眼将不会看到任何导电部的线条(例如，金属线条)。这样的车膜的整体透过率90％以上，满足车规要求。通过加电，诸如金属线的导电部由于电阻将会产生热量，从而快速消除玻璃表面的冰或者雾，该设计响应速度非常快，不需要额外空调热风，从而更环保。膜层可以非常方便地集成在刚性(例如，玻璃)或者柔性基材上(例如，塑料)，并且可以灵活调控。此外，由于未来汽车的智能化发展，车体内的电子器件数目将会大幅增加，根据本发明的实施例的光学结构能够实现车窗的电磁屏蔽功能，这将会提升电子元件的抗电磁干扰功能，保证电子器件正常稳定工作。
根据本发明的实施例的光学结构的微波吸收原理如下：
图16为本发明的实施例的光学结构的双层导电结构的微波传输示意图。对于本发明的实施例的双层导电部结构(例如，metal mesh的金属线)来说，当上下通电时，可以将下层的导电部(例如，金属线)作为地，上层的导电部(例如，金属线)可以理解为导线，从而能在导电部(例如，金属)表面形成面电流J，结合麦克斯韦方程可以产生磁场H。此外，两排导电部(例如，金属导线)可以形成电容，即导线间还会形成电场E。
假设以两层导电部中的一层为地(Ground)并为z轴的起点，另一层导部的距离为d＝3um，沿着Ground的入射电场为Ei，在Ground上的反射电场为Er，将两条导线间的合成电场为E
1，而辐射电场为E
2，如果完美吸收器的话，辐射能量将几乎为0。
入射电场E
i(z)与磁场H
i(z)分别如下：
E
i(z)＝a
xE
i0e
-jβz，其中，α
x为电场强度系数，β为传输系数，z为传输方向，E
i0为初始电场强度。
其中，α
y为磁场强度系数，β为传输系数，z为传 输方向，H
i0为初始磁场强度。
在Ground表面由于相位180°翻转，反射电场E
r(z)如下：
E
r(z)＝a
xE
i0e
jβz。
在双层导电部之间的导线间的合成电场E
1(z)如下：
E
1(z)＝a
x(E
r0e
jβz+E
i0e
-jβz)＝-a
xj2E
i0sinβz，其中，j为虚数。
由于在上导线位置的电场连续，如下
E
1(d)＝E
2(d)。
利用坡印廷量，从而得出从双层导电结构所辐射出的辐射能量如下：
其中，η为阻抗、n为双层导电之间的等效折射率。
从以上公式可以看出，当d<<λ时，辐射能量几乎为0，所有的电磁场能量将会被局域在两条导线中间区域。对于d＝3um，微波区域为300MHz-30GHz之间，最小的波长为10mm，该波长远大于导线之间的距离，从而实现完美微波吸收的效果。
图5为根据本发明的实施例的双层导电结构的在间距为10um情况下的电场分布的仿真图。如图5所示，可以发现电场被完全局域在金属中间部分，电磁波被完全吸收。
图6A-6C为根据本发明的实施例的光学结构的示意图。其中，图6A为根据本发明的实施例的光学结构的俯视示意图。图6B、图6C为根据不同实施例的光学结构的沿着线AA’的截面示意图。
如图6A-6C所示，根据本发明的实施例的光学结构还可以包括：在第二导电部7的远离基底层1的一侧上的纳米金属粒子8；在第一导电部4和所述第二导电部7之间的介电弹性体9。通过将加电压改变介电弹性体的厚度，能够改变纳米粒子所吸收波长，从而实现该光学结构的颜色调控。
介电弹性体可以包括下列中的至少一种：聚丙烯酸酯(polyacrylate)和硅橡胶(Silicone rubbers)。纳米金属粒子可以包括纳米银粒子。基底层可以包括柔性基底层，例如，可以为COP层。第一导电部和第二导电部可以为下列中的至少一者：Cu、Au、Al和其混合物。也可以根据需要，将第一导电部和第二导电部中的至少一者设置为包括透明导电氧化物。例如，可以将第二导电部设置为包括ITO。
图7为随着电压变化光学结构所吸收的光的变化的示意图。如图7所示，随着电压变大，介电弹性体的厚度变小，光学结构所吸收的光逐渐从蓝光变为绿光再变为红光。
可以结合电路设计对不同位置进行动态施加不同电压从而改变电弹性体的厚度从而吸收不同波长。可以向第一导电部和第二导电部中的一者输入高电平，向第一导电部和第二导电部中的另一者输入低电平，以限定多个像素单元。可以将四个像素单元设置为一个像素，来更佳地实现颜色显示控制。
图8为根据本发明的实施例的光学结构的俯视示意图。如图8所示，基底层1具有第一侧S1和与第一侧S1邻近的第二侧S2。其中，第一侧S1的延伸方向与第一导电部4的第一延伸方向和第二导电部7的第二延伸方向都不同，并且第二侧S2的延伸方向与第一导电部4的第一延伸方向和第二导电部7的第二延伸方向都不同。通过这样的设置能够消除摩尔纹的问题，从而提升显示效果。在一些实施例中，可以将第一导电部的第一延伸方向设置为与第一侧的延伸方向成45°或者成66°，来消除摩尔纹的问题。
图9为根据本发明的实施例的光学结构的光学特性的仿真图。如图9所示，当向第一导电部和第二导电部施加电压时，单一纳米粒子与基底构成的结构具有完美吸收特性，电场分布如右图所示，能量被完全局域在纳米粒子与基底中间的介质层中。像素电极均被完全的Mesh化，为了保证显示的透明性以及金属纳米粒子与电弹性体进行更好地接触。图9中基于金属纳米粒子的高度与宽度进行变化(高度在50-80nm，正方形粒子宽度 为45-65nm之间)，仿真计算的反射率变化趋势图，R＝1-T-A(其中，R为反射系数、T为透射系数、A为吸收系数)，由于金属基底的强反射特性(玻璃上的金属基底可以为Ag、Al或者Au)以及无透射特性，因此，通过反射率的变化可以间接获得吸收谱图，从反射效果图可以看出，吸收效果可以达到100％。图9中对于不同入射角度下的反射率变化趋势图。对于入射角度从0°(垂直入射)到±60°倾斜角的情况下，吸收率基本保持不变，并且一直接近完美吸收，刚设计完美匹配高效热光光谱仪的设计。通过计算不同纳米粒子与基底之间的间隔与反射率的变化趋势图可以发现间距对吸收波长的影响呈现线性变化趋势，并且从4nm-20nm之间可以实现400nm-650nm波长范围的连续调谐变化。通过设计电弹性体，通过对电弹性体的上下进行加电，从而实现对电弹性体的压缩即厚度发生变化，通过厚度的变化可以调谐吸收不同波长，从而实现不同颜色的显示。
图10为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的流程示意图。如图10所示，根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法可以包括：
S1.在基底层上形成第一隔离层，其中，第一隔离层在远离基底层的一侧具有第一开口；
S3.在第一隔离层上形成第二隔离层，其中，第二隔离层在远离基底层的一侧具有第二开口，其中，第一开口在基底层上的投影与第二开口在基底层上的投影至少部分重叠，并且其中，第一隔离层的折射率与第二隔离层的折射率的比值在0.95～1.05之间；
S5.在第二隔离层中形成填充所述第二开口的第一导电层。
在一些实施例中，第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值可以为1。
图11A-11L为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的流程示意图。如图11A-11L所示，根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法可以包括：
S11.如图11A所示，在基底层1上形成第一隔离材料层2’。基底层 可以为柔性基底(例如，包括COP),或者可以为刚性基底(例如，包括玻璃)。可以通过狭缝涂布(Slit Coating)涂覆有机胶材(例如，SOC)来形成第一隔离材料层。可选地，有机胶材的粘度被设置为10cps以下。对于第一隔离材料包括SOC的情况，为了保证有机膜层SOC的均一性，可以利用烘烤和紫外曝光对其进行固化。
S13.如图11B所示，在第一隔离材料层2’上形成第二隔离材料层3’。例如，可以在第一隔离材料层2’上沉积(例如，通过TFT-CVD)无机层(例如，SiON)来形成成第二隔离材料层3’，以作为后续工艺中的硬掩模。
S15.如图11D所示，对第一隔离材料层2’和所述第二隔离材料层3’进行构图(例如，一次构图)，以形成具有第一开口21的第一隔离层2和被刻蚀的第二隔离材料层3’，其中，所述被刻蚀的第二隔离材料层具有被保留的第一子部分和31’第一镂空部分32’。该第一镂空部分32’在基底层上的投影与第一开口21在基底层上的投影相重叠。具体地，如图11C所示，可以在所述第二隔离材料层3’上涂覆(例如，旋涂)光刻胶10，然后进行曝光和显影，再刻蚀(例如，干法刻蚀)第一隔离材料层2’和第二隔离材料层3’，然后再(例如，通过RIE strip工艺)来剥离光刻胶。
需要说明，图11D中，以第一隔离层2的第一开口未抵达基底层为示例，也可以根据需要，将第一间隔层2的第一开口设置为抵达基底层。在第一隔离层的第一开口未抵达基底层的例子中，这样可以保护基底层免于受到后续刻蚀工艺的影响。
S17.如图11E所示，至少在所述第一开口中生长第二隔离材料，以形成第二隔离层3。根据需要，也可以还在第一镂空部分中生长第二隔离材料。可以采用外延生长(例如，TFE-CVD)来生长第二隔离材料。这样能够以较低成本的方式实现陡直槽。由于法向和切向沉积的厚度的速率不同，通过认真计算外延层的沉积厚度，能够保证第二隔离层的第二开口的宽度小于1.5um，从而实现窄线宽来保证整体90％以上的透过率。并且，由于将第一隔离层和第二隔离层的折射率设置为匹配的，还能够实现无色散。
S19.形成设置在第二开口中的第一导电部4’。具体地，可以如图11F- 11G所示，在第二隔离层3上设置第一导电材料层。例如，可以在第二隔离层上溅射金属材料。然后再通过湿法刻蚀，来形成设置在第二开口中的第一导电部。通过本发明的实施例的方法，可以将第一导电部在平行于所述基底层上的宽度设置为在1.5微米以内，从而能实现窄线宽，实现对人眼的透明视觉效果。
S21.在第二隔离层上形成第三隔离层，其中，第三隔离层覆盖所述第一导电部的远离基底层的表面并且具有第三开口，并且其中，第三开口在所述基底层上的投影与所述第四开口在所述基底层上的投影至少部分重叠；在第三隔离层上形成第四隔离层，第四隔离层具有第四开口；在第四隔离层中形成第二导电部，其在第四隔离层中并且至少填充所述第四开口，其中，第一导电部在平行于基底层的平面上的第一延伸方向与第二导电部在平行于基底层的平面上的第二延伸方向不同，并且其中，第一导电部在基底层的投影与第二导电部在基底层上的投影有重叠。
具体地，可以如图11H-11L所示，类似于第一隔离层、第二隔离层和第一导电部的制造，可以采用如下方法来形成第三隔离层、第四隔离层和第二导电部：
如图11H所示，在第二隔离材料层3上形成第三隔离材料层5，在第三隔离材料层5上形成第四隔离材料层6，第三隔离材料层和第四隔离材料层的形成工艺可以分别参考前面所描述的第一隔离材料层和第二隔离材料层的形成工艺，这里不再冗述。在第四隔离材料层6上进一步涂覆光刻胶11，然后进行曝光和显影。
如图11I所示，刻蚀(例如，干法刻蚀)第三隔离材料层5’和第四隔离材料层6’，以形成具有第三开口51的第三隔离层5和被刻蚀的第四隔离材料层6’，其中，所述被刻蚀的第四隔离材料层具有被保留的第一子部分和61’第一镂空部分62’，该第一镂空部分62’在基底层上的投影与第三开口51在基底层上的投影相重叠。然后再(例如，通过RIE strip工艺)来剥离光刻胶。需要说明，这里为了尽可能同时显示上下窄导电部(例如，金属)线宽的加工方式，截面图将上下导电层原本相垂直修改成平行显示 (换而言之，区域i和ii对应于不同的截面)，这与真实的结构截面有所区别。
需要说明，图11I中，以第三隔离层的第三开口的深度小于第三隔离层的的厚度为示例，也可以根据示例，将第三间隔层的第三开口设置为等于第三隔离层的厚度。在第三隔离层的第三开口小于第三隔离层的例子中，这样可以保护其下面的层免受到刻蚀工艺的影响。
如图11J所示，至少在第三开口中生长第三隔离材料，以形成第四隔离层3。根据需要，也可以还在第三镂空部分中生长第四隔离材料。可以采用外延生长(例如，TFE-CVD)来生长第四隔离材料。这样能够以较低成本的方式实现陡直槽。由于法向和切向沉积的厚度的速率不同，通过认真计算外延层的沉积厚度，能够保证第四隔离层的第四开口的宽度小于1.5um，从而实现窄线宽来保证整体90％以上的透过率。并且，由于将第三隔离层和第四隔离层的折射率设置为匹配的，还能够实现无色散。
根据本发明地方实施例的方法进一步包括形成设置在第四开口中的第二导电部。具体地，可以如图11K-11L所示，在第二隔离层3上设置第二导电材料层7’。例如，可以在第四隔离层上溅射金属材料。然后再通过湿法刻蚀，来形成设置在第四开口中的第二导电部。通过本发明的实施例的方法，可以将第二导电部在平行于所述基底层上的宽度设置为在1.5微米以内，从而能实现窄线宽，实现对人眼的透明视觉效果。
图12为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的示意图。如图12中的(A)所示，在进行图11A所示的步骤之前，该方法还可以提供诸如玻璃的衬底基板20，通过OCA30将基底层1设置在衬底基板20上，然后再进行在图11所示的步骤得到图12(B)所示的结构。然后再通过利用Delamin用于将OCA和衬底基板与其上的结构分开。
图13A-13J为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的示意图。如图13A-13J所示，根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法可以包括：
如图13A所示，在基底层1上形成第一隔离材料层2’。基底层可以为 柔性基底(例如，包括COP),或者可以为刚性基底(例如，包括玻璃)。可以通过狭缝涂布(Slit Coating)涂覆有机胶材(例如，SOC)来形成第一隔离材料层。可选地，有机胶材的粘度被设置为10cps以下。对于第一隔离材料包括SOC的情况，为了保证有机膜层SOC的均一性，可以利用烘烤和紫外曝光对其进行固化。
如图13B所示，在第一隔离材料层2’上形成第二隔离材料层3’。例如，可以在第一隔离材料层2’上沉积(例如，通过TFT-CVD)无机层(例如，SiON)来形成成第二隔离材料层3’，以作为后续工艺中的硬掩模。
如图13C-13D所示，可以在所述第二隔离材料层3’上涂覆(例如，旋涂)光刻胶10，然后利用高精度曝光机进行曝光和显影，再刻蚀(例如，干法刻蚀)第一隔离材料层2’和第二隔离材料层3’，然后再(例如，通过ICP strip工艺)来剥离光刻胶。这样可以节省一步TFE-CVD的步骤，实现流程上的简化。
需要说明，图13D中以第一隔离层2的第一开口的深度小于第一隔离层的厚度为示例，也可以根据需要，将第一间隔层2的第一开口的设置为其深度等于第一间隔层的厚度。在第一隔离层的第一开口未抵达基底层的例子中，这样可以保护基底层免于受到后续刻蚀工艺的影响。
如图13E所示，在第二隔离层3上设置第一导电材料层4’。例如，可以在第二隔离层上溅射金属材料。
如图13F所示，例如可以通过湿法刻蚀，来形成设置在第二开口中的第一导电部。通过本发明的实施例的方法，可以将第一导电部在平行于所述基底层上的宽度设置为在1.5微米以内，从而能实现窄线宽，实现对人眼的透明视觉效果。
类似于第一隔离层、第二隔离层和第一导电部的制造，可以采用如下方法来形成第三隔离层、第四隔离层和第二导电部：
如图13G-13H所示，在第二隔离材料层3上形成第三隔离材料层5’，在第三隔离材料层5’上形成第四隔离材料层6’，第三隔离材料层和第四隔离材料层的形成工艺可以分别参考前面所描述的第一隔离材料层和第 二隔离材料层的形成工艺，这里不再冗述。可以在所述第四隔离材料层6’上涂覆(例如，旋涂)光刻胶11，然后利用高精度曝光机进行曝光和显影，再刻蚀(例如，干法刻蚀)第三隔离材料层5’和第四隔离材料层6’，以形成第三隔离层5和第四隔离层6，然后再(例如，通过ICP strip工艺)来剥离光刻胶。这样可以节省一步TFE-CVD的步骤，实现流程上的简化。
图13H中，以第三隔离层的第三开口的深度小于第三隔离层的厚度为示例，也可以根据示例，将第三间隔层的第三开口设置为等于第三隔离层的厚度。在第三隔离层的第三开口小于第三隔离层的例子中，这样可以保护其下面的层免受到刻蚀工艺的影响。
如图13I所示，在第四隔离层6上设置第二导电材料层7’。例如，可以在第四隔离层上溅射金属材料。
如图13J所示，例如可以通过湿法刻蚀，来形成设置在第四开口中的第一导电部。通过本发明的实施例的方法，可以将第一导电部在平行于所述基底层上的宽度设置为在1.5微米以内，从而能实现窄线宽，实现对人眼的透明视觉效果。
图14为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的示意图。如图14中的(A)所示，在进行图13A所示的步骤之前，该方法还可以提供诸如玻璃的衬底基板20，通过OCA30将基底层1设置在衬底基板20上，然后再进行在图11所示的步骤得到图14(B)所示的结构。然后再通过利用Delamin用于将OCA和衬底基板与其上的结构分开。
图15为根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法的示意图。如图15所示，根据本发明的实施例的用于制造光学结构的方法还可以包括：在形成第一导电部(例如，参见图11A-11G或者图13A-13F)之后，在第一导电部上形成介电弹性体9。介电弹性体可以采用纳米自组装工艺形成。在形成第二导电部之后，在第二导电部和第四隔离层上形成纳米金属粒子8。可以含有纳米粒子的液体进行稀释，滴涂方式在第二导电部和第四隔离层的表面，然后在N
2环境环境中进行干燥，以形成纳米金属粒子。然后可以将衬底基板10和OCA30剥离，以形成光学结构。
已经描述了某特定实施例，这些实施例仅通过举例的方式展现，而且不旨在限制本公开的范围。事实上，本文所描述的新颖实施例可以以各种其它形式来实施；此外，可在不脱离本公开的精神下，做出以本文所描述的实施例的形式的各种省略、替代和改变。所附权利要求以及它们的等价物旨在覆盖落在本公开范围和精神内的此类形式或者修改。
Claims (22)
- 一种光学结构，包括：基底层；第一隔离层，其在所述基底层上并且在远离所述基底层的一侧具有第一开口；第二隔离层，其在所述第一隔离层上且在远离所述基底层的一侧具有第二开口，其中，所述第一开口在所述基底层上的投影与所述第二开口在所述基底层上的投影至少部分重叠，并且其中，所述第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值在0.95～1.05之间；第一导电部，其在所述第二隔离层中并且至少填充所述第二开口。
- 根据权利要求1所述的光学结构，其中，所述第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值为1。
- 根据权利要求1所述的光学结构，其中，所述第二隔离层延伸到所述第一隔离层的所述第一开口中且覆盖所述第一隔离层的被所述第一开口暴露的表面部分，并且其中，所述第二开口在所述基底层上的投影在所述第一开口在所述基底层上的投影之内。
- 根据权利要求1所述的光学结构，其中，所述第二开口抵达所述第一开口，所述第二开口在所述基底层上的投影与所述第一开口在所述基底层上的投影相重叠，并且其中，所述第一导电部进一步填充所述第一开口。
- 根据权利要求3或4所述的光学结构，进一步包括：第三隔离层，其在所述第二隔离层上且覆盖所述第一导电部的远离所述基底层的表面，其中，所述第三隔离层具有第三开口；第四隔离层，其在所述第三隔离层上且具有第四开口，其中，所述第三开口在所述基底层上的投影与所述第四开口在所述基底层上的投影至少部分重叠；第二导电部，其在所述第四隔离层中并且至少填充所述第四开口，其中，所述第一导电部在平行于所述基底层的平面上的第一延伸方向与所述第二导电部在平行于所述基底层的平面上的第二延伸方向不同，并 且其中，所述第一导电部在所述基底层的投影与所述第二导电部在所述基底层上的投影有重叠。
- 根据权利要求5所述的光学结构，其中，所述光学结构包括多个所述第一导电部、与所述多个第一导电部一一对应的多个所述第一开口和多个所述第二开口、多个所述第二导电部以及与多个所述第二导电部一一对应的多个所述第三开口和多个所述第四开口，其中，多个所述第一导电部彼此平行，并且其中，多个所述第二导电部彼此平行。
- 根据权利要求5或6所述的光学结构，进一步包括：在所述第二导电部的远离所述基底层的一侧上的纳米金属粒子；在所述第一导电部和所述第二导电部之间的介电弹性体。
- 根据权利要求7所述的光学结构，其中，所述基底层具有第一侧和与所述第一侧邻近的第二侧，其中，所述第一侧的延伸方向与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向都不同，并且所述第二侧的延伸方向与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向都不同。
- 根据权利要求7或8所述的光学结构，其中，所述介电弹性体包括下列中的至少一种：聚丙烯酸酯和硅橡胶；所述纳米金属粒子包括纳米银粒子；所述基底层包括柔性基底层；所述第一隔离层包括SOC；所述第二隔离层包括SiON。
- 根据权利要求5或6所述的光学结构，其中，所述第一导电部和所述第二导电部满足下列中的至少一者：所述第一导电部在平行于所述基底层上的宽度在1.5微米以内；以及所述第二导电部在平行于所述基底层上的宽度在1.5微米以内。
- 根据权利要求5或6所述的光学结构，其中，所述第一开口和所述第三开口满足下列中的至少一者：所述第一开口的深度小于所述第一隔离层的厚度；以及所述第三开口的深度小于所述第三隔离层的深度。
- 一种用于制造光学结构的方法，包括：在基底层上形成第一隔离层，其中，所述第一隔离层在远离所述基底层的一侧具有第一开口；在所述第一隔离层上形成第二隔离层，其中，所述第二隔离层在远离所述基底层的一侧具有第二开口，其中，所述第一开口在所述基底层上的投影与所述第二开口在所述基底层上的投影至少部分重叠，并且其中，其中，所述第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值在0.95～1.05之间；在所述第二隔离层中形成填充所述第二开口的第一导电层。
- 根据权利要求12所述的用于制造光学结构的方法，其中，所述第一隔离层的折射率与所述第二隔离层的折射率的比值为1。
- 根据权利要求12所述的用于制造光学结构的方法，其中，形成所述第一隔离层和所述第二隔离层包括：在所述基底层上形成第一隔离材料层；在所述第一隔离材料层上形成第二隔离材料层；对所述第一隔离材料层和所述第二隔离材料层进行构图，以形成具有所述第一开口的所述第一隔离层和被刻蚀的第二隔离材料层，其中，所述被刻蚀的第二隔离材料层具有被保留的第一子部分和第一镂空部分，所述第一镂空部分在所述基底层上的投影与所述第一开口在所述基底层上的投影相重叠；至少在所述第一开口中生长第二隔离材料，以形成所述第二隔离层。
- 根据权利要求14所述的用于制造光学结构的方法，其中，至少在所述第一开口中生长第二隔离材料包括：采用化学气相沉积工艺来生长第二隔离材料。
- 根据权利要求12所述的用于制造光学结构的方法，其中，形成所述第一隔离层和所述第二隔离层包括：在所述基底层上形成第一隔离材料层；在所述第一隔离材料层上形成第二隔离材料层；对所述第一隔离材料层和所述第二隔离材料层进行构图，以形成具有所述第一开口的所述第一隔离层和具有所述第二开口的所述第二隔离层。
- 根据权利要求12所述的用于制造光学结构的方法，进一步包括：在所述第二隔离层上形成第三隔离层，其中，所述第三隔离层覆盖所述第一导电部的远离所述基底层的表面并且具有第三开口，并且其中，所述第三开口在所述基底层上的投影与所述第四开口在所述基底层上的投影至少部分重叠；在所述第三隔离层上形成第四隔离层，所述第四隔离层具有第四开口；在所述第四隔离层中形成第二导电部，其在所述第四隔离层中并且至少填充所述第四开口，其中，所述第一导电部在平行于所述基底层的平面上的第一延伸方向与所述第二导电部在平行于所述基底层的平面上的第二延伸方向不同，并且其中，所述第一导电部在所述基底层的投影与所述第二导电部在所述基底层上的投影有重叠。
- 根据权利要求17所述的用于制造光学结构的方法，其中，形成所述第三隔离层和所述第三隔离层包括下列中的一者：(i)在所述第二隔离层上形成第三隔离材料层；在所述第三隔离材料层上形成第四隔离材料层；对所述第三隔离材料层和所述第四隔离材料层进行构图，以形成具有所述第三开口的所述第三隔离层和被刻蚀的第四隔离材料层，其中，所述被刻蚀的第四隔离材料层具有被保留的第二子部分和第二镂空部分，所述第二镂空部分在所述基底层上的投影与所述第三开口在所述基底层上的投影相重叠；至少在所述第三开口中生长第四隔离材料，以形成所述第四隔离层；或者(ii)在所述第二隔离层上形成第三隔离材料层；在所述第三隔离材料层上形成第四隔离材料层；对所述第三隔离材料层和所述第四隔离材料层进行构图，以形成具有 所述第三开口的所述第三隔离层和具有所述第四开口的所述第四隔离层。
- 根据权利要求18所述的用于制造光学结构的方法，其中，所述第一开口和所述第三开口满足下列中的至少一者：所述第一开口的深度小于所述第一隔离层的厚度；以及所述第三开口的深度小于所述第三隔离层的深度。
- 根据权利要求12所述的用于制造光学结构的方法，进一步包括：在所述第一导电部上形成介电弹性体；在所述第二导电部上形成纳米金属粒子。
- 根据权利要求20所述的用于制造光学结构的方法，其中，所述基底层具有第一侧和与所述第一侧邻近的第二侧，其中，所述第一侧的延伸方向与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向都不同，并且所述第二侧的延伸方向与所述第一延伸方向和所述第二延伸方向都不同。
- 根据权利要求20或21所述的用于制造光学结构的方法，其中，所述介电弹性体包括下列中的至少一种：聚丙烯酸酯和硅橡胶；所述纳米金属粒子包括纳米银粒子；所述基底层包括柔性基底层。
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| PB01 | Publication | ||
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