[发明专利]光波导光学元件以及形成光波导光学元件的方法

说明书

一种用于头戴式显示器中或在抬头显示器中的光波导光学元件，包含有机光学材料、抗反射堆叠以及有机光学盖。有机光学材料包含周边平面以及被周边平面所包围的多个凸出尖岭。抗反射堆叠顺应地覆盖多个凸出尖岭，有机光学盖对应地覆盖抗反射堆叠、周边平面与多个凸出尖岭。

技术领域

本发明大致上关于一种光波导光学元件(light wave-guide optical element)，和一种形成光波导光学元件的方法。尤其是，本发明系针对一种具有被周边平面所围绕的多个凸出尖岭的光波导光学元件，以及一种形成用于头戴式显示器中或在抬头显示器中的光波导光学元件的方法。

背景技术

头戴式显示器(HMD)，或是抬头显示器(HUD)，是一种能够产生相对大的视野的小型显示器。这些显示器显示数据，又无需要求使用者的眼光远离其通常的视线。例如，抬头显示器是投影到汽车挡风玻璃上的数字透明影像，能显示从仪表板上得到的相同信息。要不然，头戴式显示器是一种戴在头上的、或作为头盔的一部分的、并且位于一只眼睛(单眼HMD)前或位于每只眼睛(双眼HMD)前的小型显示光学器的显示装置。头戴式显示器和抬头显示器这两者都需要光波导光学元件，来将数字影像传送到观察者的眼睛中。

发明内容

有鉴于上述情况，本发明因此提出了一种具有简化的凸出堆叠结构的光波导光学元件，和简化的方法来形成光波导光学元件，以追求具有更好的产业利用性的扎实的头戴式显示器或抬头显示器。

在第一方面，本发明先提出一种用于头戴式显示器中或在抬头显示器中的新颖光波导光学元件。本发明的光波导光学元件，包含有机光学材料、抗反射堆叠以及有机光学盖。有机光学材料包含周边平面，以及被周边平面所包围的多个凸出尖岭。抗反射堆叠顺应地覆盖多个凸出尖岭与周边平面，有机光学盖对应地覆盖抗反射堆叠、周边平面与多个凸出尖岭。

在本发明的一实施方式中，有机光学材料与有机光学盖系独立地选自由丙烯酸材料与环氧材料所组成之光学透明材料群组。

在本发明的另一实施方式中，抗反射堆叠包含至少一层之氧化锆与氧化硅。较佳者，抗反射堆叠包含交错层排之氧化锆与氧化硅。

在本发明的另一实施方式中，凸出尖岭各自独立具有1:1-1:3.5之高宽比。

在本发明的另一实施方式中，凸出尖岭各自独立选自由三角形、矩形、梯形与平行四边形所组成之群组之几何结构。

在本发明的另一实施方式中，有机光学盖具有之残留厚度为0.5微米至60微米。

在本发明的另一实施方式中，光波导光学元件更进一步包含覆盖有机光学盖之顶玻璃片。

在本发明的另一实施方式中，光波导光学元件更进一步包含直接接触有机光学材料之底光学透明载体以支撑有机光学材料。

在第二方面，本发明又提出一种形成光波导光学元件的新颖方法。首先，形成位于光学透明基材上之平坦有机光学层。其次，使用模板来将图案转移至平坦有机光学层中，而获得图案化有机光学层。之后，在模板存在下熟化图案化有机光学层，而获得位于光学透明基材上之有机光学材料。继续，自有机光学材料来移除模板。接着，形成抗反射堆叠，以顺应地覆盖有机光学材料。再来，将有机光学盖层放在抗反射堆叠上，以覆盖抗反射堆叠。

在本发明的一实施方式中，形成光波导光学元件的方法更进一步包含先在塑模存在下进行模塑步骤以置放顶玻璃片，以覆盖有机光学盖层，之后在顶玻璃片存在下熟化有机光学盖层，以获得有机光学盖。

在本发明的另一实施方式中，形成光波导光学元件的方法更进一步包含自有机光学盖移除顶玻璃片。

在本发明的另一实施方式中，形成光波导光学元件的方法更进一步包含自有机光学材料来移除光学透明基材。