本發(fā)明涉及超構(gòu)光學(xué)元件(meta-optical?element)的制造方法、利用其制造的超構(gòu)光學(xué)元件以及包括超構(gòu)光學(xué)元件的光學(xué)裝置。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及提供視覺(jué)信息的光學(xué)裝置、所述光學(xué)裝置所包括的超構(gòu)光學(xué)元件以及所述超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法。

背景技術(shù)：

1、隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，作為使用者與信息間的連接媒介的顯示裝置其重要性正在增大。例如，如液晶顯示裝置(liquid?crystal?display?device，lcd)、有機(jī)發(fā)光顯示裝置(organic?light?emitting?display?device，oled)、等離子體顯示裝置(plasmadisplay?device，pdp)、量子點(diǎn)顯示裝置(quantum?dot?display?device)等這樣的顯示裝置的使用正在增加。

2、近幾年，正在要求所述顯示裝置的小型化。由此，一直在嘗試基于超構(gòu)(meta)表面實(shí)現(xiàn)平坦且厚度薄的光學(xué)元件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一目的在于，提供能夠?qū)崿F(xiàn)改善色像差的超構(gòu)光學(xué)元件的最佳化設(shè)計(jì)的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法。

2、本發(fā)明的其他目的在于，提供改善色像差的超構(gòu)光學(xué)元件。

3、本發(fā)明的又一目的在于，提供包括所述超構(gòu)光學(xué)元件的光學(xué)裝置。

4、但是，本發(fā)明的目的并不限于如上所述的目的，在不超出本發(fā)明的思想和領(lǐng)域的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種擴(kuò)展。

5、為了達(dá)成上述的本發(fā)明的一目的，本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法可以包括：朝向聚光面?zhèn)鞑ゾ哂腥我庀辔环植嫉墓獾牟襟E；通過(guò)仿真獲得所述聚光面中的所述光的仿真強(qiáng)度的步驟；基于作為所述光的所述仿真強(qiáng)度與所述光的異常強(qiáng)度之差的誤差數(shù)據(jù)生成誤差函數(shù)的步驟；適用梯度下降法獲得輸出所述誤差函數(shù)的最小函數(shù)值的所述光的最佳相位分布的步驟；以及形成能夠?qū)崿F(xiàn)所述最佳相位分布的超構(gòu)光學(xué)元件的步驟。

6、在一實(shí)施例中，可以是，適用所述梯度下降法獲得所述光的所述最佳相位分布的步驟包括：在所述誤差函數(shù)的輸出結(jié)果最小化函數(shù)值的方向上計(jì)算出傾斜度的步驟。

7、在一實(shí)施例中，可以是，在計(jì)算出所述傾斜度的步驟中，執(zhí)行將在預(yù)先計(jì)算出的傾斜度上相乘調(diào)節(jié)參數(shù)的值相加到所述誤差函數(shù)的變數(shù)來(lái)再次計(jì)算出傾斜度的誤差函數(shù)最佳化過(guò)程，直到輸出所述誤差函數(shù)的所述最小函數(shù)值為止反復(fù)執(zhí)行所述誤差函數(shù)最佳化過(guò)程。

8、在一實(shí)施例中，可以是，變更所述光的波長(zhǎng)來(lái)反復(fù)地執(zhí)行朝向所述聚光面?zhèn)鞑ニ龉獾牟襟E、獲得所述光的所述仿真強(qiáng)度的步驟、生成所述誤差函數(shù)的步驟以及獲得所述最佳相位分布的步驟。

9、在一實(shí)施例中，可以是，所述最佳相位分布是能夠按所述光的波長(zhǎng)輸出所述誤差函數(shù)的所述最小函數(shù)值的相位分布。

10、在一實(shí)施例中，可以是，所述光的波段為紅色波段的情況下的所述最佳相位分布、所述光的波段為綠色波段的情況下的所述最佳相位分布以及所述光的波段為藍(lán)色波段的情況下的所述最佳相位分布均相同。

11、在一實(shí)施例中，可以是，所述最佳相位分布是單一的相位分布。

12、在一實(shí)施例中，可以是，形成所述超構(gòu)光學(xué)元件的步驟包括：在基板上配置多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體以便形成幾何相位排列的步驟。

13、在一實(shí)施例中，可以是，所述幾何相位排列是pancharatnam-berry相位排列。

14、在一實(shí)施例中，可以是，所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體之中的任一個(gè)的排列方向不同于所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體之中的至少另一個(gè)的排列方向。

15、在一實(shí)施例中，可以是，所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體具有彼此相同的結(jié)構(gòu)。

16、在一實(shí)施例中，可以是，所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體由具有與所述基板的折射率不同的折射率的物質(zhì)形成。

17、為了達(dá)成上述的本發(fā)明的其他目的，本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的超構(gòu)光學(xué)元件可以包括：基板；以及多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體，配置在所述基板上以便形成幾何相位排列，具有彼此相同的結(jié)構(gòu)。

18、在一實(shí)施例中，可以是，所述幾何相位排列是pancharatnam-berry相位排列。

19、在一實(shí)施例中，可以是，所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體之中的任一個(gè)的排列方向不同于所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體之中的至少另一個(gè)的排列方向。

20、在一實(shí)施例中，可以是，所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體在所述基板上被排列成將紅色波段的光、綠色波段的光以及藍(lán)色波段的光均聚光到同一聚光面上。

21、在一實(shí)施例中，可以是，所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體各自的折射率不同于所述基板的折射率。

22、為了達(dá)成上述的本發(fā)明的又一目的，本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的光學(xué)裝置可以包括：光源部，射出光；以及超構(gòu)光學(xué)元件，配置在從所述光源部射出的光的路徑上，所述超構(gòu)光學(xué)元件包括：基板；以及多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體，配置在所述基板上以便形成幾何相位排列，具有彼此相同的結(jié)構(gòu)。

23、在一實(shí)施例中，可以是，所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體之中的任一個(gè)的排列方向不同于所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體之中的至少另一個(gè)的排列方向。

24、在一實(shí)施例中，可以是，所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體在所述基板上被排列成將紅色波段的光、綠色波段的光以及藍(lán)色波段的光均聚光到同一聚光面上。

25、在一實(shí)施例中，可以是，所述光源部包括：第一電極；第二電極，配置在所述第一電極上，與所述第一電極對(duì)置；以及發(fā)光層，配置在所述第一電極與所述第二電極之間，包括發(fā)光物質(zhì)。

26、(發(fā)明效果)

27、在本發(fā)明的實(shí)施例涉及的超構(gòu)光學(xué)元件中，所述超構(gòu)光學(xué)元件可以包括被配置成形成幾何相位排列且具有彼此相同的結(jié)構(gòu)的所述多個(gè)納米結(jié)構(gòu)體。由此，可以減少或防止通過(guò)的光與所述超構(gòu)光學(xué)元件的位置相關(guān)的特性差異。此外，所述超構(gòu)光學(xué)元件可以將紅色波段的光、綠色波段的光以及藍(lán)色波段的光實(shí)質(zhì)上均聚光到同一聚光面上。因此，可以改善色像差。

28、此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及的所述超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，可以利用梯度下降法，獲得針對(duì)各種波段的光同樣適用的單一的所述最佳相位分布，因此可以不要求按波長(zhǎng)獲得多種相位分布。因此，可以實(shí)現(xiàn)改善色像差的所述超構(gòu)光學(xué)元件的最佳化設(shè)計(jì)。

29、但是，本發(fā)明的效果并不限于所述的效果，在不超出本發(fā)明的思想和領(lǐng)域的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種擴(kuò)展。

技術(shù)特征：

1.一種超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法，其特征在于，

12.一種超構(gòu)光學(xué)元件，包括：

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超構(gòu)光學(xué)元件，其特征在于，

14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超構(gòu)光學(xué)元件，其特征在于，

15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超構(gòu)光學(xué)元件，其特征在于，

16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的超構(gòu)光學(xué)元件，其特征在于，

17.一種光學(xué)裝置，包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)裝置，其特征在于，

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)裝置，其特征在于，

20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的光學(xué)裝置，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
提供超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法、超構(gòu)光學(xué)元件和光學(xué)裝置。超構(gòu)光學(xué)元件的制造方法包括：朝向聚光面?zhèn)鞑ゾ哂腥我庀辔环植嫉墓獾牟襟E；通過(guò)仿真獲得聚光面中的光的仿真強(qiáng)度的步驟；基于作為光的仿真強(qiáng)度與光的異常強(qiáng)度之差的誤差數(shù)據(jù)生成誤差函數(shù)的步驟；適用梯度下降法獲得輸出誤差函數(shù)的最小函數(shù)值的光的最佳相位分布的步驟；以及形成能夠?qū)崿F(xiàn)最佳相位分布的超構(gòu)光學(xué)元件的步驟。

技術(shù)研發(fā)人員：劉在鎬,魯埈錫,金范植,金泳燦,蘇順愛(ài),吳同敎,李錫虎,李治憲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三星顯示有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2