本發(fā)明涉及一種光學(xué)器件的制造方法，尤其涉及一種平面波導(dǎo)裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

大屏幕顯示器廣泛應(yīng)用在各種商業(yè)和日用領(lǐng)域中。例如，在本案申請(qǐng)人已提出的中國(guó)專利申請(qǐng)第201210172215.2號(hào)中報(bào)道了一種平面波導(dǎo)顯示器面板，如圖8所示。該平面波導(dǎo)顯示器面板800主要包括平直波導(dǎo)，來(lái)自投影系統(tǒng)803的光入射到該平直波導(dǎo)一端的光線以全反射的方式進(jìn)行傳播，沿光從傳導(dǎo)區(qū)域801進(jìn)入屏幕區(qū)域802的光路的方向在屏幕區(qū)域802中劃分出多個(gè)區(qū)段(例如圖8中的區(qū)段1、2、3、4)；傳播到被選中的像素點(diǎn)后，該像素點(diǎn)將該平直波導(dǎo)內(nèi)的光線從該位置發(fā)射出去，但，這類平直波導(dǎo)顯示器面板的問(wèn)題在于：其表面各區(qū)段制造較為困難，區(qū)段交接處易出現(xiàn)接縫影響顯示效果，或工藝復(fù)雜，不利于大批量生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)障礙，本案發(fā)明人創(chuàng)新地在平面波導(dǎo)裝置上應(yīng)用了光刻技術(shù)來(lái)制造波導(dǎo)表面上涂布多區(qū)段膜層的平面波導(dǎo)裝置。

具體地，本發(fā)明提供了一種平面波導(dǎo)裝置的制造方法，包括以下步驟：

a.在波導(dǎo)的表面上形成第一組膜層區(qū)段，該第一組膜層區(qū)段中的相鄰區(qū)段之間彼此隔開(kāi)；

b.使用掩膜對(duì)該第一組膜層區(qū)段進(jìn)行曝光，以固化該第一組膜層區(qū)段的所需部分；

c.去除該第一組膜層區(qū)段中未經(jīng)固化的邊緣部分；

d.在該第一組膜層區(qū)段中的至少部分相鄰區(qū)段之間形成第二組膜層區(qū)段；以 及

e.使用掩膜對(duì)該第二組膜層區(qū)段進(jìn)行曝光，以固化該第二組膜層區(qū)段。

較佳地，在上述的制造方法中，在該步驟e之后還包括：

f.去除該第一組膜層區(qū)段和該第二組膜層區(qū)段的交接處的突出部分。

較佳地，在上述的制造方法中，在該步驟f之后，該制造方法還包括：

在該第一組膜層區(qū)段中的其余相鄰區(qū)段之間形成至少一組附加膜層區(qū)段，以使該第一組膜層區(qū)段、該第二組膜層區(qū)段和該至少一組附加膜層區(qū)段構(gòu)成第一層膜層；

使用掩膜對(duì)該至少一組附加膜層區(qū)段進(jìn)行曝光，以固化該至少一組附加膜層區(qū)段；以及

去除該至少一組附加膜層區(qū)段兩側(cè)的交接處的突出部分。

較佳地，在上述的制造方法中，在該步驟a和步驟d中的形成包括：

直接粘貼固態(tài)的膜層材料；

利用提拉法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、蒸渡法或?yàn)R射法涂覆液態(tài)的膜層材料；或者

通過(guò)印刷的方式印刷膜層材料于該波導(dǎo)的表面上。

較佳地，在上述的制造方法中，在該步驟a中的第一組膜層區(qū)段中的不同區(qū)段是分批形成的，且在該步驟d中的第二組或至少一組附加膜層區(qū)段中的不同區(qū)段是分批形成的。

較佳地，在上述的制造方法中，在該步驟a之前還包括：在波導(dǎo)表面制作一初始膜層的步驟，該步驟進(jìn)一步包括：直接粘貼固態(tài)的初始膜層材料；利用提拉法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、蒸渡法或?yàn)R射法涂覆液態(tài)或固態(tài)的初始膜層材料；或者通過(guò)印刷的方式印刷初始膜層材料于該波導(dǎo)的表面上。

較佳地，在上述的制造方法中，在該步驟f之后還包括：

g.在該第一層膜層上形成第二層膜層，其中在該步驟g中的形成包括：

直接粘貼固態(tài)的膜層材料；

利用提拉法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、蒸渡法或?yàn)R射法涂覆液態(tài)的膜層材料；或者

通過(guò)印刷的方式印刷膜層材料于該波導(dǎo)的表面上。

較佳地，在上述的制造方法中，在該第一層膜層上進(jìn)一步制造增透膜，且該制造方法進(jìn)一步包括在該增透膜上進(jìn)一步黏貼或涂覆擴(kuò)散膜、微棱鏡膜和/或光增強(qiáng)膜。

較佳地，在上述的制造方法中，在該步驟b和步驟e中，該曝光的曝光光線相對(duì)于該波導(dǎo)的表面呈一預(yù)設(shè)角度。

較佳地，在上述的制造方法中，在該步驟b和步驟e進(jìn)一步包括：在曝光的同時(shí)通過(guò)壓印在該第一組膜層區(qū)段、該第二組膜層區(qū)段或該至少一組附加膜層區(qū)段上形成微結(jié)構(gòu)，其中該壓印包括將透明壓印模具壓印于該第一組膜層區(qū)段、該第二組膜層區(qū)段或該至少一組附加膜層區(qū)段上，同時(shí)將曝光光線照射至該第一組膜層區(qū)段、該第二組膜層區(qū)段或該至少一組附加膜層區(qū)段。

較佳地，在上述的制造方法中，該壓印模具和該掩模是一體的。

較佳地，在上述的制造方法中，在形成該微結(jié)構(gòu)的同時(shí)或者之后，還包括將具有散射或反射功能的功能材料或膜層直接注入或者粘貼至該微結(jié)構(gòu)上。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明以上的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都是示例性和說(shuō)明性的，并且旨在為如權(quán)利要求所述的本發(fā)明提供進(jìn)一步的解釋。

附圖說(shuō)明

包括附圖是為提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，它們被收錄并構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施例，并與本說(shuō)明書(shū)一起起到解釋本發(fā)明原理的作用。附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的只有兩組膜層區(qū)段的平面波導(dǎo)裝置的制造方法的基本步驟的流程圖。

圖2a-圖2h示出了根據(jù)圖1所示的制造方法的各個(gè)階段的結(jié)構(gòu)示圖。

圖3示出了涂布兩層增透膜的實(shí)施例。

圖4示出了本發(fā)明的平面波導(dǎo)裝置的另一實(shí)施例。

圖5a-圖5b示出了在膜層區(qū)段上形成微結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。

圖6a-圖6b示出了在膜層區(qū)段上形成微結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。

圖7a-圖7c示出了在微結(jié)構(gòu)上形成功能膜層的過(guò)程。

圖8示出了適于采用本發(fā)明的制造方法的平面波導(dǎo)裝置。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例?，F(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其示例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標(biāo)記來(lái)表示相同或相似的部分。此外，盡管本發(fā)明中所使用的術(shù)語(yǔ)是從公知公用的術(shù)語(yǔ)中選擇的，但是本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中所提及的一些術(shù)語(yǔ)可能是申請(qǐng)人按他或她的判斷來(lái)選擇的，其詳細(xì)含義在本文的描述的相關(guān)部分中說(shuō)明。此外，要求不僅僅通過(guò)所使用的實(shí)際術(shù)語(yǔ)，而是還要通過(guò)每個(gè)術(shù)語(yǔ)所蘊(yùn)含的意義來(lái)理解本發(fā)明。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的只有兩組膜層區(qū)段的平面波導(dǎo)裝置的制造方法的基本步驟的流程圖。以下結(jié)合圖2a-圖2h來(lái)詳細(xì)討論圖1所示的該平面波導(dǎo)裝置的制造方法100。

首先，根據(jù)步驟101，在圖2a所示的波導(dǎo)201的表面上形成第一組膜層區(qū)段202。其中，該第一組膜層區(qū)段202中的相鄰區(qū)段(例如圖2a中的區(qū)段0、區(qū)段2和區(qū)段4)之間彼此隔開(kāi)。較佳地，可以用刮涂刀203將第一組膜層區(qū)段202涂布于波導(dǎo)201的表面。例如，可以使用專用刮涂機(jī)，包含數(shù)把刮涂刀，每把刮涂刀裝有不同介質(zhì)材料，負(fù)責(zé)在不同區(qū)段同時(shí)涂覆不同介質(zhì)(一般刮涂的介質(zhì)厚度在0.5-50um之間視具體應(yīng)用確定)。

較佳地，步驟101中的第一組膜層區(qū)段202可以通過(guò)在波導(dǎo)201的表面上直接粘貼固態(tài)的膜層材料的方式，利用提拉法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、蒸渡法或?yàn)R射法涂覆液態(tài)或非液態(tài)的膜層材料的方式，或者通過(guò)印刷(例如絲網(wǎng)印刷)的方式印刷膜層材料于該波導(dǎo)的表面上的方式而形成。

接著，根據(jù)步驟102，使用掩膜204對(duì)該第一組膜層區(qū)段202進(jìn)行曝光，以固化該第一組膜層區(qū)段202的所需部分205，如圖2b和圖2c所示。

根據(jù)步驟103，去除該第一組膜層區(qū)段202中未經(jīng)固化的邊緣部分206，如圖2c所示，以得到圖2d所示的結(jié)構(gòu)。

接著，根據(jù)步驟104，在圖2d所示的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步在該第一組膜層區(qū)段202中的相鄰區(qū)段之間形成第二組膜層區(qū)段207，諸如圖2d中的區(qū)段1和區(qū)段3。例如，在圖2e所示的優(yōu)選實(shí)施例中，可以使用刮涂刀203將第二組膜層區(qū)段207涂布于波導(dǎo)201的表面。

與以上第一組膜層區(qū)段202相類似的，步驟104中的第二組膜層區(qū)段207也可以通過(guò)在波導(dǎo)201的表面上直接粘貼固態(tài)的膜層材料的方式，利用提拉法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、蒸渡法或?yàn)R射法涂覆液態(tài)或非液態(tài)的膜層材料的方式，或者通過(guò)印刷(例如絲網(wǎng)印刷)的方式印刷膜層材料于該波導(dǎo)的表面上的方式而形成。

另一方面，在上述的步驟101中，第一組膜層區(qū)段202中的不同區(qū)段(例如區(qū)段0、區(qū)段2、區(qū)段4)可以是同步形成，也可以是分批形成的。步驟104中的第二組膜層區(qū)段207中的不同區(qū)段也是如此。

最后，根據(jù)步驟105，使用掩膜208對(duì)該第二組膜層區(qū)段207進(jìn)行曝光，以固化該第二組膜層區(qū)段207，如圖2f所示。最終得到的如圖2g或圖2h所示的結(jié)構(gòu)。其中，圖2h所示即為本發(fā)明所期望制造的平面波導(dǎo)裝置的結(jié)構(gòu)。而，實(shí)際操作中也可能由于加工環(huán)境或者工藝控制的問(wèn)題形成圖2g所示的結(jié)構(gòu)，即在第一組膜層區(qū)段202和第二組膜層區(qū)段207的交接處形成不期望的突出部分209。對(duì)于這種情況，由于該突出部分209同樣未經(jīng)過(guò)步驟105的曝光固化，因此可以比較容易地去除，例如刮除或者洗去，以最終得到圖2h所示的剖面結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明并不限于以上圖2所示的實(shí)施例。特別是，本發(fā)明可以不限于圖2所示的兩組膜層區(qū)段(即第一層膜層僅由第一組膜層區(qū)段和第二組膜層區(qū)段構(gòu)成)的實(shí)現(xiàn)方式。特別是，在有更多區(qū)段的膜層(比如合計(jì)10以上個(gè)區(qū)段)的應(yīng)用中，可以分別形成n組膜層區(qū)段。在這種實(shí)施例中，可以先在第一組膜層區(qū)段中的部分相鄰區(qū)段之間形成第二組膜層區(qū)段，隨后用掩膜曝光固化以及去除突出部分；隨后，在第一組膜層區(qū)段中的其余相鄰區(qū)段之間形成至少一組附加膜層區(qū)段(比如第三組、第四組…第n組附加膜層區(qū)段)，然后同樣的實(shí)施掩膜曝光固化以及去除突出部分等處理步驟，以使該第一組膜層區(qū)段、該第二組膜層區(qū)段和該至少一組附加膜層區(qū)段共同構(gòu)成第一層膜層。

另一方面，在上述圖1至圖2h所示的實(shí)施例中，可以在步驟101之前還包括： 在波導(dǎo)的表面上制作一初始膜層的步驟。該步驟可以進(jìn)一步包括：直接粘貼固態(tài)的初始膜層材料；利用提拉法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、蒸渡法或?yàn)R射法涂覆液態(tài)或非液態(tài)的初始膜層材料；或者通過(guò)印刷(如絲網(wǎng)印刷)的方式印刷初始膜層材料于該波導(dǎo)的表面上。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，該圖示出了涂布兩層膜層的實(shí)施例。其中，第一層膜層包括有區(qū)段1、區(qū)段2、區(qū)段3和區(qū)段4，例如上述圖2所示實(shí)施例中的第一組膜層區(qū)段和第二組膜層區(qū)段所構(gòu)成的第一層膜層，該第一層膜層上可以再增加制造一層增透膜，制造增透膜的目的是增加光從波導(dǎo)進(jìn)入上層介質(zhì)層區(qū)段時(shí)的透射率。增透膜可以使用提拉法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、蒸渡法或?yàn)R射法等方法制造。這些區(qū)段1-4可以用上述實(shí)施例中的制造方法來(lái)形成，但上述制造方法中的用于限位的區(qū)段0已被去除。在此之后，在區(qū)段1、區(qū)段2、區(qū)段3和區(qū)段4的上表面上進(jìn)一步成第二層膜層210，即圖3中的區(qū)段5。該第二層膜層210的形成可以包括：直接粘貼固態(tài)的膜層材料；利用提拉法、旋涂法、噴涂法、刮涂法、蒸渡法或?yàn)R射法涂覆液態(tài)的膜層材料；或者通過(guò)印刷(例如絲網(wǎng)印刷)的方式印刷膜層材料于該波導(dǎo)的表面上。較佳地，該第二層膜層210可以是擴(kuò)散膜、微棱鏡膜和/或光增強(qiáng)膜。

根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，如圖4所示，第一組膜層區(qū)段202的所需部分的至少一個(gè)側(cè)邊相對(duì)于波導(dǎo)201的表面成一預(yù)設(shè)角度。這種結(jié)構(gòu)是通過(guò)在上述的曝光步驟(例如步驟102和步驟105)中使得曝光光線相對(duì)于波導(dǎo)201的表面呈一預(yù)設(shè)角度而得到的。使得相鄰區(qū)段的交界處互相形成一定角度可以消除可能產(chǎn)生于該交界處的圖像斷帶。

圖5a-圖5b示出了在膜層區(qū)段上形成微結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。如圖所示，可以在上述的步驟102和步驟105中進(jìn)一步包括以下步驟：在曝光的同時(shí)通過(guò)壓印在該第一組膜層區(qū)段(圖5a)或該第二組膜層區(qū)段(圖5b)上形成微結(jié)構(gòu)212(例如用于實(shí)現(xiàn)部分或全部上層膜層的功能的微棱鏡結(jié)構(gòu))，其中該壓印包括將透明壓印模具211壓印于該第一組膜層區(qū)段202或該第二組膜層區(qū)段207上，同時(shí)將曝光光線(圖中的箭頭表示曝光光線的照射方向)照射至該第一組膜層區(qū)段202和該第二組膜層區(qū)段207。

圖6a-圖6b示出了在膜層區(qū)段上形成微結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例。與圖5a-圖5b所 示的實(shí)施例相比，圖6a-圖6b所示的實(shí)施例更優(yōu)選地將透明壓印模具211同掩膜204形成為一體，以進(jìn)一步提高處理效率和操作精度。

較佳地，如圖7a-圖7c所示，還可以在微結(jié)構(gòu)212上形成功能膜層213的過(guò)程。該功能膜層213可以在形成該微結(jié)構(gòu)212的同時(shí)或者之后通過(guò)直接注入的方式(參考圖7a)或者粘貼的方式(參考圖7b)形成于該微結(jié)構(gòu)212上。

以下描述一個(gè)制造示例以便于更清楚地理解本發(fā)明。首先，使用19mm厚浮法玻璃作為波導(dǎo)材料，使用蒸鍍的方法在波導(dǎo)表面鍍上多層增透膜層使波導(dǎo)中進(jìn)入介質(zhì)層的光的透射率大于95％。該波導(dǎo)在傳送帶或滾筒上依次傳送至相應(yīng)工序。介質(zhì)層分為5個(gè)區(qū)段，在第一道工序中，由刮涂刀0、2、4分別在第一組區(qū)段0、2、4上涂覆液態(tài)光敏介質(zhì)0、2、4，使其形成厚度約5um介質(zhì)層。在第二道工序中，波導(dǎo)傳送至曝光機(jī)，進(jìn)行自動(dòng)定位后掩膜遮蔽區(qū)段1、3，使用320-400nm的平行光進(jìn)行曝光，固化區(qū)段0、2、4。固化后傳送至第三道工序，清洗掉區(qū)段0、2、4邊緣未固化的多余液態(tài)介質(zhì)，干燥后傳送至第四道工序，使用刮涂刀1、3分別在第二組區(qū)段1、3上涂覆液態(tài)光敏介質(zhì)1、3使其形成厚度約5um的介質(zhì)層。第五道工序中波導(dǎo)傳送至曝光機(jī)，進(jìn)行自動(dòng)定位后掩膜遮蔽區(qū)段0、2、4，使用320-400nm的平行光進(jìn)行曝光，固化區(qū)段1、3。固化后傳送至第三道工序，清洗掉波導(dǎo)表面未固化的多余液態(tài)介質(zhì)。在通過(guò)傳送帶傳送至3和4中相關(guān)涂覆增透膜和上層膜層的工藝。上述的流水線可以使用封閉環(huán)境，并可實(shí)現(xiàn)一些介質(zhì)材料在涂覆及曝光過(guò)程中的一些特殊環(huán)境要求，如溫度要求，無(wú)氧環(huán)境(沖氮?dú)?等。

此外，根據(jù)中國(guó)專利申請(qǐng)第201210172215.2號(hào)，本發(fā)明的制造方法也可用于單獨(dú)制造屏幕區(qū)域，通過(guò)光換向部件將另外制造的傳導(dǎo)區(qū)域折疊至屏幕背后。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可顯見(jiàn)，可對(duì)本發(fā)明的上述示例性實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。因此，旨在使本發(fā)明覆蓋落在所附權(quán)利要求書(shū)及其等效技術(shù)方案范圍內(nèi)的對(duì)本發(fā)明的修改和變型。