光学组件及显示装置的制作方法

1.本技术涉及增强现实和虚拟现实领域，具体而言，涉及光学组件及显示装置。


背景技术：

2.扩增实境(augmented reality，ar)中，将光耦合进入光波导的玻璃基底中，通过全反射原理将光传输到眼睛前方再释放影像信息。其中红绿蓝三色光需分别耦合到具有有机彩色滤光片的三层光波导中，使每一层光波导只针对某一个颜色耦合，改善出瞳位置的颜色均匀性，减小彩虹效应。
3.目前使用的有机彩色滤光片会因光源的光强度较大而随时间损耗裂解，加重光损；当有机彩色滤光片随时间逐渐裂解，为保持导光效果需使用光强更强的光源，导致功耗增大。


技术实现要素：

4.本技术第一方面提供一种光学组件，以解决有机滤光片随着使用过程逐渐裂解从而光波导功效降低的问题。所述光学组件包括第一透光基板、第一耦入光栅、第一耦出光栅以及第一滤光膜。所述第一透光基板用于传导第一波段的光。所述第一透光基板包括相对的第一表面以及第二表面，所述第二表面包括间隔设置的第一出光区和第二出光区。所述第一耦入光栅和所述第一耦出光栅间隔设置于所述第一表面，所述第一耦入光栅在所述第一透光基板上的投影落入所述第一出光区，所述第一耦出光栅在所述第一透光基板上的投影落入所述第二出光区。所述第一滤光膜设置于所述第一出光区，用于滤除所述第一波段的光。所述第一滤光膜包括多层无机膜。其中，自所述第一耦入光栅入射至所述第一透光基板的所述第一波段的光，传导至所述第一滤光膜后被滤除而无法在所述第一出光区出射，传导至所述第一耦出光栅后，经所述第一耦出光栅衍射并在所述第二出光区出射。
5.相比现有的有机高分子滤光片，所述第一滤光膜为多层无机膜，具有更高的裂解温度(裂解温度td》450℃)，裂解速度较慢，更为耐用；通过调整膜堆结构改变滤光范围，更容易调整光色；光谱特性更为陡峭，出光颜色更纯。
6.本技术第二方面提供一种显示装置，包括光源，以及如前所述的光学组件，所述光源设置于所述光学组件的一侧，所述光源发出的光经过所述光学组件后到达观察位置。
7.相比现有技术，所述显示装置提高出射光线颜色纯度，改善观察位置的颜色均匀性；透光率更高，平均透光率达到95％以上；在ar领域具有更广泛的适用性，光源可以为有机高分子滤光片不适用的光源，例如微型发光二极管光源、微型有机发光二极管光源和量子点发光二极管。光源也可以为有机高分子滤光片不适用的显示装置，例如数字光处理投影机、硅基液晶显示面板。
附图说明
8.图1为本技术实施例一的光学组件的结构示意图。
9.图2为本技术实施例一的第一滤光膜的透光率特性图。
10.图3为本技术实施例一的第二滤光膜的透光率特性图。
11.图4为本技术实施例二的光学组件的结构示意图。
12.图5为本技术实施例二的第三滤光膜的透光率特性图。
13.图6为本技术实施例二的第四滤光膜的透光率特性图。
14.图7为本技术实施例三的光学组件的结构示意图。
15.图8为本技术实施例三的第一滤光膜的透光率特性图。
16.图9为本技术实施例三的第二滤光膜的透光率特性图。
17.图10为本技术实施例四的光学组件的结构示意图。
18.图11为本技术实施例四的第三滤光膜的透光率特性图。
19.图12为本技术实施例四的第四滤光膜的透光率特性图。
20.图13为本技术一实施例的显示装置的结构示意图。
21.主要组件符号说明：
22.光学组件
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100、200、300、400
23.第一透光基板
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110、210、310、410
24.第二透光基板
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120、220、320、420
25.第三透光基板
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130、230、330、430
26.第一表面
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111、211、311、411
27.第二表面
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112、212、312、412
28.第一出光区
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113、213、313、413
29.第二出光区
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114、214、314、414
30.第一耦入光栅
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115、215、315、415
31.第一耦出光栅
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116、216、316、416
32.第一滤光膜
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117、217、317、417
33.第三表面
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121、221、321、421
34.第四表面
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122、222、322、422
35.第三出光区
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123、223、323、423
36.第四出光区
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124、224、324、424
37.第二耦入光栅
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125、225、325、425
38.第二耦出光栅
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126、226、326、426
39.第二滤光膜
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127、227、327、427
40.第五表面
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131、231、331、431
41.第六表面
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132、232、332、432
42.第五出光区
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133、233、333、433
43.第六出光区
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134、234、334、434
44.第三耦入光栅
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135、235、335、435
45.第三耦出光栅
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136、236、336、436
46.第三滤光膜
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218、418
47.第四滤光膜
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228、428
48.第一波段的光
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119、219、319、419
49.第二波段的光
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129、229、329、429
50.第三波段的光
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139、239、339、439
51.局部放大
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101
52.观察位置
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500
53.光源
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600
54.显示装置
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700
具体实施方式
55.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
56.在扩增实境(augmented reality，ar)和虚拟现实(virtual reality，vr)领域，从彩色光源发出的光经光学组件传导至人眼观察的位置。光学组件基于全内反射原理传导光线，利用滤光组件分离不同波段的光，以提高观察位置的颜色均匀性。这类光学组件也可以应用于穿戴装置，例如vr眼镜、ar眼镜。
57.本技术提供一种光学组件，其中以多层无机膜为滤光组件，提升了出光效果的同时延长了光学组件的使用寿命。
58.实施例一
59.请参阅图1，本实施例提供一种光学组件100。光学组件100包括第一透光基板110、第二透光基板120以及第三透光基板130。所述第一透光基板110用于传导第一波段的光119；所述第二透光基板120用于传导第二波段的光129；所述第三透光基板130用于传导第三波段的光139。所述第一波段、所述第二波段以及所述第三波段两两之间互不重叠。第一透光基板110、第二透光基板120以及第三透光基板130的材料例如为玻璃。
60.所述第一透光基板110包括相对的第一表面111以及第二表面112，所述第二表面112包括间隔设置的第一出光区113和第二出光区114。于所述第一表面111间隔设置有第一耦入光栅115和第一耦出光栅116。所述第一耦入光栅115在所述第一透光基板110上的投影落入所述第一出光区113。所述第一耦出光栅116在所述第一透光基板110上的投影落入所述第二出光区114。于所述第一出光区113设置有第一滤光膜117，用于滤除所述第一波段的光119。本实施例中，所述第一出光区113为所述第二表面112上略大于所述第一耦入光栅115的投影的区域。所述第二出光区114为所述第二表面112上略大于所述第一耦出光栅116的投影的区域。其他实施例中，所述第一出光区113可为所述第一耦入光栅115在所述第二表面112上的投影区域。所述第二出光区114可为所述第一耦出光栅116在所述第二表面112上的投影区域。
61.所述第二透光基板120包括相对的第三表面121以及第四表面122，所述第四表面122包括间隔设置的第三出光区123和第四出光区124。于所述第三表面121间隔设置有第二耦入光栅125和第二耦出光栅126。所述第二耦入光栅125在所述第二透光基板120上的投影落入所述第三出光区123。所述第二耦出光栅126在所述第二透光基板120上的投影落入所述第四出光区124。于所述第三出光区123设置有第二滤光膜127，用于滤除所述第二波段的光129。本实施例中，所述第三出光区123为所述第四表面122上略大于所述第二耦入光栅
125的投影的区域。所述第四出光区124为所述第四表面122上略大于所述第二耦出光栅126的投影的区域。其他实施例中，所述第三出光区123可为所述第二耦入光栅125在所述第四表面122上的投影区域。所述第四出光区124可为所述第二耦出光栅126在所述第四表面122上的投影区域。
62.所述第三透光基板130包括相对的第五表面131以及第六表面132，所述第六表面132包括间隔设置的第五出光区133和第六出光区134。于所述第五表面131间隔设置有第三耦入光栅135和第三耦出光栅136。所述第三耦入光栅135在所述第三透光基板130上的投影落入所述第五出光区133。所述第三耦出光栅136在所述第三透光基板130上的投影落入所述第六出光区134。本实施例中，所述第五出光区133为所述第六表面132上略大于所述第三耦入光栅135的投影的区域。所述第六出光区134为所述第六表面132上略大于所述第三耦出光栅136的投影的区域。其他实施例中，所述第五出光区133可为所述第三耦入光栅135在所述第六表面132上的投影区域。所述第六出光区134可为所述第三耦出光栅136在所述第六表面132上的投影区域。
63.来自光源600的光线经所述第一耦入光栅115衍射，入射至所述第一透光基板110，并在所述第一透光基板110内传播。当光线传导至所述第一出光区113后，由于所述第一滤光膜117的阻止作用，所述第一波段的光119被滤除而无法在所述第一出光区113出射。所述第一波段的光119传导至所述第一耦出光栅116，经所述第一耦出光栅116衍射并在所述第二出光区114出射，后到达观察位置500。自所述第一出光区113出射的光线经所述第二耦入光栅125衍射，入射至所述第二透光基板120，并在所述第二透光基板120内传播。当光线传导至所述第三出光区123后，由于所述第二滤光膜127的阻止作用，所述第二波段的光129被滤除而无法在所述第三出光区123出射。所述第二波段的光129传导至所述第二耦出光栅126，经所述第二耦出光栅126衍射并在所述第四出光区124出射，后到达所述观察位置500。自所述第三出光区123出射的光线经所述第三耦入光栅135衍射，入射至所述第三透光基板130，并在所述第三透光基板130内传播。当所述第三波段的光139传导至所述第三耦出光栅136，经所述第三耦出光栅136衍射并在所述第六出光区134出射后到达所述观察位置500。
64.所述第一波段的光119为蓝光，所述第二波段的光129为绿光，所述第三波段的光139为红光。优选地，所述第一波段为400nm～470nm，所述第二波段为500nm～550nm，所述第三波段为600nm～650nm。
65.图1示出了所述第一滤光膜117的局部放大101。所述第一滤光膜117包括多层无机膜。优选地，所述第一滤光膜117为多层介电质膜，由高折射率介电质膜与低折射率介电质膜交替设置，膜堆结构为：(0.5hl0.5h)m。其中，0.5h代表厚度为1/8波长的高折射率层，可以为zro2、tio2、nb2o5、zno、zns等。l代表厚度为1/4波长的低折射率层，可以为al2o3、sio2、si3n4、sion、na3alf6等。m代表周期数。本实施例中，h为tio2，l为sio2，m为7。所述第一滤光膜117设置于所述第一出光区113的方式不受限制，可以为热蒸镀、电子枪蒸镀、激光蒸镀、溅镀等方式。
66.请参阅图2，所述第一滤光膜117为长波通滤光膜，波长大于参考波长的光能通过，波长小于参考波长的光不能通过。所述第一滤光膜117对于波长》500nm的光，透光率大于90％；对于波长《450nm的光，透光率小于5％。因此，所述第二波段(500nm～550nm)和所述第三波段(600nm～650nm)的光能够通过所述第一滤光膜117，且具有90％以上的透光率。所述
第一波段(400nm～470nm)的光在所述第一滤光膜117中的透光率小于30％。特别地，波长在400nm～450nm的光在所述第一滤光膜117中的透光率小于5％。特别地，波长在400nm～410nm的光在第一滤光膜117中的透光率几乎为零。需要说明的是，本技术实施例中，所述第一滤光膜117用于滤除所述第一波段的光119，指的所述第一波段的光119在所述第一滤光膜117中的透过率小于特定值(如，30％)，并非指严格的完全不透过。
67.所述第二滤光膜127包括多层无机膜。优选地，所述第二滤光膜127为多层介电质膜，由高折射率介电质膜与低折射率介电质膜交替设置，膜堆结构为：(0.5hl0.5h))7。其中，0.5h代表厚度为1/8波长的高折射率层，可以为zro2、tio2、nb2o5、zno、zns等。l代表厚度为1/4波长的低折射率层，可以为al2o3、sio2、si3n4、sion、na3alf6等。本实施例中，h为zns，l为na3alf6，7为周期数。所述第二滤光膜127设置于所述第三出光区123的方式不受限制，可以为热蒸镀、电子枪蒸镀、激光蒸镀、溅镀等方式。
68.请参阅图3，所述第二滤光膜127为长波通滤光膜，波长大于参考波长的光能通过，波长小于参考波长的光不能通过。所述第二滤光膜127对于波长》600nm的光，透光率大于90％；对于波长《550nm的光，透光率小于5％。因此，所述第三波段(600nm～650nm)的光能够通过所述第二滤光膜127，且具有90％以上的透光率。所述第二波段(500nm～550nm)的光在所述第二滤光膜127中的透光率小于5％。所述第一波段(400nm～470nm)的光在所述第一滤光膜117中的透光率小于30％。特别地，波长在420nm～500nm的光在第二滤光膜127中的透光率几乎为零。需要说明的是，本技术实施例中，所述第二滤光膜127用于滤除所述第二波段的光129，指的所述第二波段的光129在所述第二滤光膜127中的透过率小于特定值(如，5％)，并非指严格的完全不透过。
69.在本实施例中，所述第一滤光膜117减少了从所述第一透光基板110出射的蓝光，减少了蓝光对绿光和红光的干扰。所述第二滤光膜127减少了从所述第二透光基板120出射的绿光，减少了对红光的干扰。所述光学组件100减少了三种光色之间的互相干扰，避免彩虹效应。相比有机高分子滤光片，所述第一滤光膜117以及所述第二滤光膜127为多层无机膜，具有更高的裂解温度(裂解温度td》450℃)，裂解速度较慢，更为耐用；通过选择第一滤光膜和/或第二滤光膜中的高折射率介电质膜与低折射率介电质膜的材料，即可改变滤光范围，更容易调整滤光光色；光谱特性更为陡峭，出光颜色更纯。
70.实施例二
71.请参阅图4，本实施例提供一种光学组件200，光学组件200包括第一透光基板210、第二透光基板220以及第三透光基板230。所述第一透光基板210包括相对的第一表面211以及第二表面212，所述第二表面212包括间隔设置的第一出光区213和第二出光区214。所述第二透光基板220包括相对的第三表面221以及第四表面222，所述第四表面222包括间隔设置的第三出光区223和第四出光区224。所述第三透光基板230包括相对的第五表面231以及第六表面232，所述第六表面232包括间隔设置的第五出光区233和第六出光区234。
72.光学组件200与实施例一的光学组件100的区别在于，所述第二出光区214设置有第三滤光膜218，所述第四出光区224设置有第四滤光膜228。所述第三滤光膜218用于滤除所述第二波段的光229以及所述第三波段的光239，所述第四滤光膜228用于滤除所述第三波段的光239。
73.来自光源600的光线经第一耦入光栅215衍射，入射至第一透光基板210，并在第一
透光基板210内传播。当光线传导至第一出光区213后，由于第一滤光膜217的阻止作用，第一波段的光219被滤除而无法在所述第一出光区213出射。所述第一波段的光219传导至第一耦出光栅216，经所述第一耦出光栅216衍射并在第二出光区214出射，后到达观察位置500。由于所述第三滤光膜218的阻止作用，仅有所述第一波段的光219从所述第二出光区214出射。自所述第一出光区213出射的光线经第二耦入光栅225衍射，入射至第二透光基板220，并在所述第二透光基板220内传播。当光线传导至所述第三出光区223后，由于第二滤光膜227的阻止作用，所述第二波段的光229被滤除而无法在所述第三出光区223出射。所述第二波段的光229传导至第二耦出光栅226，经所述第二耦出光栅226衍射并在第四出光区224出射，后到达所述观察位置500。由于所述第四滤光膜228的阻止作用，仅有所述第一波段的光219以及所述第二波段的光229从所述第四出光区224出射。自所述第三出光区223出射的光线经第三耦入光栅235衍射，入射至第三透光基板230，并在所述第三透光基板230内传播。当所述第三波段的光239传导至第三耦出光栅236，经所述第三耦出光栅236衍射并在所述第六出光区234出射，后到达所述观察位置500。
74.所述第一波段的光219为蓝光，所述第二波段的光229为绿光，所述第三波段的光239为红光。优选地，所述第一波段为400nm～470nm，所述第二波段为500nm～550nm，所述第三波段为600nm～650nm。
75.所述第三滤光膜218包括多层无机膜。优选地，所述第三滤光膜218为多层介电质膜，由高折射率介电质膜与低折射率介电质膜交替设置，膜堆结构为：1.5(0.5lh0.5l)8×
2.0(0.5lh0.5l)8×
(0.5hl0.5h)8。其中，0.5l代表厚度为1/8波长的低折射率层，可以为al2o3、sio2、si3n4、sion、na3alf6等。h代表厚度为1/4波长的高折射率层，可以为zro2、tio2、nb2o5、zno、zns等。在本实施例中，l为na3alf6，h为tio2，8为周期数，1.5以及2.0为调制倍数。所述第三滤光膜218设置于所述第二出光区214的方式不受限制，可以为热蒸镀、电子枪蒸镀、激光蒸镀、溅镀等方式。
76.请参阅图5，所述第三滤光膜218为带通滤光膜，波长在一定范围内的光能通过，波长在一定范围外的光不能通过。所述第三滤光膜218对于波长430nm～470nm的光，透过率大于90％，波长《420nm的光和波长》500nm的光，透光率小于5％。因此，所述第一波段(400nm～470nm)的光大部分能够通过所述第三滤光膜218，且具有90％以上的透光率。所述第二波段(500nm～550nm)的光以及所述第三波段(600nm～650nm)的光在所述第三滤光膜218中的透光率接近于零。需要说明的是，本技术实施例中，所述第三滤光膜218用于滤除所述第二波段的光229以及所述第三波段的光239，是指所述第二波段的光229以及所述第三波段的光239在所述第三滤光膜218中的透过率小于特定值(如，5％)，并非指严格的完全不透过。
77.所述第四滤光膜228包括多层无机膜。优选地，所述第四滤光膜228为多层介电质膜，由高折射率介电质膜与低折射率介电质膜交替设置，膜堆结构为：(0.5lh0.5l)7。其中，h代表厚度为1/4波长的高折射率层，可以为zro2、tio2、nb2o5、zno、zns等。0.5l代表厚度为1/8波长的低折射率层，可以为al2o3、sio2、si3n4、sion、na3alf6等。在本实施例中，l为na3alf6，h为tio2，7为周期数。所述第四滤光膜228设置于所述第四出光区224的方式不受限制，可以为热蒸镀、电子枪蒸镀、激光蒸镀、溅镀等方式。
78.请参阅图6，所述第四滤光膜228为短波通滤光膜，波长小于参考波长的光能通过，波长大于参考波长的光不能通过。所述第四滤光膜228对于波长《550nm的光，透过率大于
70％；对于波长》600nm的光，透过率小于5％。因此，所述第一波段(400nm～470nm)的光以及所述第二波段(500nm～550nm)的光能够通过所述第四滤光膜228，且具有70％以上的透光率。所述第三波段(600nm～650nm)的光在所述第四滤光膜228中的透光率接近于零。需要说明的是，本技术实施例中，所述第四滤光膜228用于滤除所述第三波段的光239，是指所述第三波段的光239在所述第四滤光膜228中的透过率小于特定值(如，5％)，并非指严格的完全不透过。
79.在本实施例中，所述第一滤光膜217减少了从所述第一透光基板210出射的蓝光，减少了蓝光对绿光和红光的干扰。所述第二滤光膜227减少了从所述第二透光基板220出射的绿光，减少了对红光的干扰。所述第三滤光膜218减少了从所述第一透光基板210出射的绿光和红光，使蓝光的出光颜色更纯。所述第四滤光膜228减少了从所述第二透光基板220出射的红光，使绿光的出光颜色更纯。所述光学组件200减少了三种光色之间的互相干扰，避免彩虹效应，增加了每一种光色的纯度，提高了成像效果。特别地，波长450nm的蓝光到达观察位置500时透光率达到92.5％；波长532nm的绿光到达观察位置500时透光率达到95.2％；波长628nm的红光到达观察位置500时透光率达到91.8％。相比有机高分子滤光片，所述第一滤光膜217、所述第二滤光膜227、所述第三滤光膜218以及所述第四滤光膜228为多层无机膜，具有更高的裂解温度(裂解温度td》450℃)，裂解速度较慢，更为耐用；通过选择第一滤光膜、第二滤光膜、第三滤光膜以及第四滤光膜中的高折射率介电质膜与低折射率介电质膜的材料，即可改变滤光范围，更容易调整滤光光色；光谱特性更为陡峭，出光颜色更纯。
80.实施例三
81.请参阅图7，本实施例提供一种光学组件300，包括第一透光基板310、第二透光基板320以及第三透光基板330。所述第一透光基板310包括相对的第一表面311以及第二表面312，所述第二表面312包括间隔设置的第一出光区313和第二出光区314。于所述第一表面311间隔设置有第一耦入光栅315和第一耦出光栅316。所述第一出光区313设置有第一滤光膜317。所述第二透光基板320包括相对的第三表面321以及第四表面322，所述第四表面322包括间隔设置的第三出光区323和第四出光区324。于所述第三表面321间隔设置有第二耦入光栅325和第二耦出光栅326。所述第三出光区323设置有第二滤光膜327。所述第三透光基板330包括相对的第五表面331以及第六表面332，所述第六表面332包括间隔设置的第五出光区333和第六出光区334。所述第五表面331间隔设置有第三耦入光栅335和第三耦出光栅336。
82.光学组件300与实施例一的光学组件100的区别在于，光学组件300中，第一滤光膜317以及第二滤光膜327为短波通滤光膜。所述第一滤光膜317用于滤除第一波段的光319，所述第二滤光膜327用于滤除第二波段的光329。所述第一波段的光319为红光，所述第二波段的光329为绿光，所述第三波段的光339为蓝光。优选地，所述第一波段为600nm～650nm，所述第二波段为500nm～550nm，所述第三波段为400nm～450nm。
83.所述第一滤光膜317包括多层无机膜。优选地，所述第一滤光膜317为多层介电质膜，由高折射率介电质膜与低折射率介电质膜交替设置，膜堆结构为：(0.5lh0.5l)7。其中，h代表厚度为1/4波长的高折射率层，可以为zro2、tio2、nb2o5、zno、zns等。0.5l代表厚度为1/8波长的低折射率层，可以为al2o3、sio2、si3n4、sion、na3alf6等。在本实施例中，l为
na3alf6，h为tio2，7为周期数。所述第一滤光膜317设置于所述第一出光区313的方式不受限制，可以为热蒸镀、电子枪蒸镀、激光蒸镀、溅镀等方式。
84.请参阅图8，所述第一滤光膜317对于波长《550nm的光，透过率大于70％；对于波长》600nm的光，透过率小于5％。因此，所述第三波段(400nm～470nm)的光以及所述第二波段(500nm～550nm)的光能够通过所述第一滤光膜317，且具有70％以上的透光率。所述第一波段(600nm～650nm)的光在所述第一滤光膜317中的透光率接近于零。需要说明的是，本技术实施例中，所述第一滤光膜317用于滤除所述第一波段的光319，是指所述第一波段的光319在所述第一滤光膜317中的透过率小于特定值(如，5％)，并非指严格的完全不透过。
85.所述第二滤光膜327包括多层无机膜。优选地，所述第二滤光膜327为多层介电质膜，由高折射率介电质膜与低折射率介电质膜交替设置，膜堆结构为：1.25(0.5lh0.5l)7(0.5lh0.5l)7。其中，h代表厚度为1/4波长的高折射率层，可以为zro2、tio2、nb2o5、zno、zns等。0.5l代表厚度为1/8波长的低折射率层，可以为al2o3、sio2、si3n4、sion、na3alf6等。在本实施例中，l为na3alf6，h为tio2，7为周期数，1.25为调制倍数。所述第二滤光膜327设置于所述第三出光区323的方式不受限制，可以为热蒸镀、电子枪蒸镀、激光蒸镀、溅镀等方式。
86.请参阅图9，所述第二滤光膜327对于波长《460nm的光，透过率大于90％；对于波长》475nm的光，透过率小于5％。因此，所述第三波段(400nm～470nm)的光大部分能够通过所述第二滤光膜327，且具有90％以上的透光率。所述第一波段(600nm～650nm)的光以及所述第二波段(500nm～550nm)的光在所述第二滤光膜327中的透光率接近于零。需要说明的是，本技术实施例中，所述第二滤光膜327用于滤除所述第二波段的光329，是指所述第二波段的光329在所述第二滤光膜327中的透过率小于特定值(如，5％)，并非指严格的完全不透过。
87.在本实施例中，所述第一滤光膜317减少了从所述第一透光基板310出射的红光，减少了红光对绿光和蓝光的干扰。所述第二滤光膜327减少了从所述第二透光基板320出射的绿光，减少了对蓝光的干扰。所述光学组件300减少了三种光色之间的互相干扰，避免彩虹效应。相比有机高分子滤光片，所述第一滤光膜317以及所述第二滤光膜327为多层无机膜，具有更高的裂解温度(裂解温度td》450℃)，裂解速度较慢，更为耐用；通过选择第一滤光膜和/或第二滤光膜中的高折射率介电质膜与低折射率介电质膜的材料，即可改变滤光范围，更容易调整滤光光色；光谱特性更为陡峭，出光颜色更纯。
88.实施例四
89.请参阅图10，本实施例提供一种光学组件400，光学组件400包括第一透光基板410、第二透光基板420以及第三透光基板430。所述第一透光基板410包括相对的第一表面411以及第二表面412，所述第二表面412包括间隔设置的第一出光区413和第二出光区414。所述第二透光基板420包括相对的第三表面421以及第四表面422，所述第四表面422包括间隔设置的第三出光区423和第四出光区424。所述第三透光基板430包括相对的第五表面431以及第六表面432，所述第六表面432包括间隔设置的第五出光区433和第六出光区434。
90.光学组件400与实施例三的光学组件300的区别在于，所述第二出光区414设置有第三滤光膜418，所述第四出光区424设置有第四滤光膜428。所述第三滤光膜418用于滤除所述第二波段的光429以及所述第三波段的光439，所述第四滤光膜428用于滤除所述第三波段的光439。
91.来自光源600的光线经第一耦入光栅415衍射，入射至第一透光基板410，并在所述第一透光基板410内传播。当光线传导至第一出光区413后，由于第一滤光膜417的阻止作用，第一波段的光419被滤除而无法在所述第一出光区413出射。所述第一波段的光419传导至第一耦出光栅416，经所述第一耦出光栅416衍射并在第二出光区414出射，后到达观察位置500。由于所述第三滤光膜418的阻止作用，仅有所述第一波段的光419从所述第二出光区414出射。自所述第一出光区413出射的光线经第二耦入光栅425衍射，入射至第二透光基板420，并在所述第二透光基板420内传播。当光线传导至所述第三出光区423后，由于所述第二滤光膜427的阻止作用，所述第二波段的光429被滤除而无法在所述第三出光区423出射。所述第二波段的光229传导至第二耦出光栅426，经所述第二耦出光栅426衍射并在所述第四出光区424出射，后到达所述观察位置500。由于所述第四滤光膜428的阻止作用，仅有所述第一波段的光419以及所述第二波段的光429从所述第四出光区424出射。自所述第三出光区423出射的光线经第三耦入光栅435衍射，入射至第三透光基板430，并在所述第三透光基板430内传播。当所述第三波段的光439传导至第三耦出光栅436，经所述第三耦出光栅436衍射并在所述第六出光区434出射，后到达所述观察位置500。
92.所述第一波段的光419为红光，所述第二波段的光429为绿光，所述第三波段的光439为蓝光。优选地，所述第一波段为600nm～650nm，所述第二波段为500nm～550nm，所述第三波段为400nm～450nm。
93.所述第三滤光膜418包括多层无机膜。优选地，所述第三滤光膜418为多层介电质膜，由高折射率介电质膜与低折射率介电质膜交替设置，膜堆结构为：1.5(0.5lh0.5l)8×
2.3(0.5lh0.5l)8×
(0.5hl0.5h)8。其中，0.5l代表厚度为1/8波长的低折射率层，可以为al2o3、sio2、si3n4、sion、na3alf6等。h代表厚度为1/4波长的高折射率层，可以为zro2、tio2、nb2o5、zno、zns等。在本实施例中，l为na3alf6，h为tio2，8为周期数，1.5以及2.3为调制倍数。所述第三滤光膜418设置于所述第二出光区414的方式不受限制，可以为热蒸镀、电子枪蒸镀、激光蒸镀、溅镀等方式。
94.请参阅图11，所述第三滤光膜418为带通滤光膜，波长在一定范围内的光能通过，波长在一定范围外的光不能通过。所述第三滤光膜418对于波长605nm～640nm的光，透过率大于90％，波长《580nm的光和波长》680nm的光，透光率小于5％。因此，所述第一波段(600nm～650nm)的光大部分能够通过所述第三滤光膜418，且具有90％以上的透光率。所述第二波段(500nm～550nm)的光以及所述第三波段(400nm～450nm)的光在所述第三滤光膜418中的透光率接近于零。需要说明的是，本技术实施例中，所述第三滤光膜418用于滤除所述第二波段的光429以及所述第三波段的光439，是指所述第二波段的光429以及所述第三波段的光439在所述第三滤光膜418中的透过率小于特定值(如，5％)，并非指严格的完全不透过。
95.所述第四滤光膜428包括多层无机膜。优选地，所述第四滤光膜428为多层介电质膜，由高折射率介电质膜与低折射率介电质膜交替设置，膜堆结构为：(0.5hl0.5h)7。其中，0.5h代表厚度为1/8波长的高折射率层，可以为zro2、tio2、nb2o5、zno、zns等。l代表厚度为1/4波长的低折射率层，可以为al2o3、sio2、si3n4、sion、na3alf6等。本实施例中，h为tio2，l为sio2，7为周期数。所述第四滤光膜428设置于所述第四出光区424的方式不受限制，可以为热蒸镀、电子枪蒸镀、激光蒸镀、溅镀等方式。
96.请参阅图12，所述第四滤光膜428为长波通滤光膜，波长大于参考波长的光能通
过，波长小于参考波长的光不能通过。所述第四滤光膜428对于波长》500nm的光，透光率大于90％；对于波长《450nm的光，透光率小于5％。因此，所述第二波段(500nm～550nm)和所述第一波段(600nm～650nm)的光能够通过所述第四滤光膜428，且具有90％以上的透光率。所述第三波段(400nm～470nm)的光在所述第四滤光膜428中的透光率小于30％。特别地，波长在400nm～450nm的光在所述第四滤光膜428中的透光率小于5％。需要说明的是，本技术实施例中，所述第四滤光膜428用于滤除所述第三波段的光439，指的所述第三波段的光439在所述第四滤光膜428中的透过率小于特定值(如，30％)，并非指严格的完全不透过。
97.在本实施例中，所述第一滤光膜417减少了从所述第一透光基板410出射的红光，减少了红光对绿光和蓝光的干扰。所述第二滤光膜427减少了从所述第二透光基板420出射的绿光，减少了对蓝光的干扰。所述第三滤光膜418减少了从所述第一透光基板410出射的绿光和蓝光，使红光的出光颜色更纯。所述第四滤光膜428减少了从所述第二透光基板420出射的蓝光，使绿光的出光颜色更纯。所述光学组件400减少了三种光色之间的互相干扰，避免彩虹效应，增加了每一种光色的纯度，提高了成像效果。特别地，波长450nm的蓝光到达观察位置500时透光率达到88.9％；波长532nm的绿光到达观察位置500时透光率达到95.2％；波长628nm的红光到达观察位置500时透光率达到92.5％。相比有机高分子滤光片，所述第一滤光膜417、所述第二滤光膜427、所述第三滤光膜418以及所述第四滤光膜428为多层无机膜，具有更高的裂解温度(裂解温度td》450℃)，裂解速度较慢，更为耐用；通过选择第一滤光膜、第二滤光膜、第三滤光膜以及第四滤光膜中的高折射率介电质膜与低折射率介电质膜的材料，即可改变滤光范围，更容易调整滤光光色；光谱特性更为陡峭，出光颜色更纯。
98.其他变形例
99.上述实施例一至实施例四，以光学组件包括层叠的三个透光基板为例进行说明，其他变形例中，光学组件中透光基板的数量可以为一个、两个或大于三个。例如，其他变形例中，透光基板的数量为一个，光学组件可只包括图1中的第一透光基板110、位于第一透光基板110的第一表面111上的第一耦入光栅115和第一耦出光栅116、及位于第二表面112上的第一滤光膜117。自第一耦入光栅115入射至第一透光基板110的第一波段的光119，传导至第一滤光膜117后被滤除而无法在第一出光区113出射。第一波段的光119传导至第一耦出光栅116后，经第一耦出光栅116衍射并在第二出光区114出射后，直接进入观察位置。
100.再一变形例中，透光基板的数量为两个，光学组件包括图1中的第一透光基板110、位于第一透光基板110的第一表面111上的第一耦入光栅115和第一耦出光栅116、位于第二表面112上的第一滤光膜117。光学组件还包括图1中的第三透光基板130、位于第三透光基板130的第五表面131上的第三耦入光栅135和第三耦出光栅136。从第一滤光膜117出射的光经第三耦入光栅135进入第三透光基板130传播至第三耦出光栅136后，在第六出光区134出射后到达观察位置500，从第二出光区114出射的光经第三耦出光栅136、第三透光基板130后，在第六出光区134出射后到达观察位置500。
101.请参阅图13，本技术一实施例提供一种显示装置700，包括光源600，以及如前所述的光学组件100(200、300、400)，所述光源600设置于所述光学组件100(200、300、400)的一侧，所述光源600发出的光经过所述光学组件100后到达观察位置500。其中，显示装置700中的，光学组件100(200、300、400)也可替换为其他变形例的光学组件。
102.所述显示装置700提高出射光线颜色纯度，改善观察位置的颜色均匀性；透光率更高，平均透光率达到95％以上；在ar/vr领域具有更广泛的适用性，光源600可以为有机高分子滤光片不适用的光源，例如微型发光二极管光源、微型有机发光二极管光源和量子点发光二极管。光源600也可以为有机高分子滤光片不适用的显示装置，例如数字光处理投影机、硅基液晶显示面板。所述显示装置700可以应用于穿戴装置，例如vr眼镜、ar眼镜。
103.以上实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本技术技术方案的精神和范围。