特許 6967593 多重導波管明視野ディスプレイ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6967593

(24)【登録日】2021年10月27日

(45)【発行日】2021年11月17日

(54)【発明の名称】多重導波管明視野ディスプレイ

(51)【国際特許分類】

   G09F 19/12 20060101AFI20211108BHJP

   G02B 5/18 20060101ALI20211108BHJP

【ＦＩ】

   G09F19/12 Z

   G02B5/18

【請求項の数】18

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-528690(P2019-528690)

(86)(22)【出願日】2017年9月15日

(65)【公表番号】特表2020-507793(P2020-507793A)

(43)【公表日】2020年3月12日

(86)【国際出願番号】US2017051796

(87)【国際公開番号】WO2018102005

(87)【国際公開日】20180607

【審査請求日】2020年9月14日

(31)【優先権主張番号】62/428,193

(32)【優先日】2016年11月30日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】317000625

【氏名又は名称】モレキュラー インプリンツ， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｉｍｐｒｉｎｔｓ，Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】シュー， フランク ワイ．

(72)【発明者】

【氏名】ミラー， マイケル ネビン

(72)【発明者】

【氏名】ルオ， カン

(72)【発明者】

【氏名】シン， ビクラムジット

(72)【発明者】

【氏名】クルグ， マイケル

【審査官】 渡邉 勇

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０１１６７３９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１１８２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２１６４１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１８４５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１３２３２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１４８６１９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｆ １９／００ − ２７／００

Ｇ０２Ｂ ５／１８

Ｇ０２Ｂ ２７／００ − ３０／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多重導波管光学構造であって、前記多重導波管光学構造は、
各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を備え、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、
第１の接着層と、
第１の屈折率を有する基板と、
パターン化層と
を備え、
前記パターン化層は、前記第１の接着層が前記パターン化層と前記基板との間にあるように位置付けられ、前記第１の接着層は、前記パターン化層と前記基板との間の接着を提供し、前記パターン化層は、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、前記パターン化層は、回折格子を画定し、前記導波管に関連付けられた視野は、前記第１および前記第２の屈折率に基づき、
前記各導波管は、第２の接着層をさらに備え、前記第２の接着層は、前記基板が前記第１の接着層と前記第２の接着層との間にあるように位置付けられており、各導波管は、前記基板と前記第２の接着層との間に位置付けられた反射防止層をさらに備えている、多重導波管光学構造。

【請求項2】

前記複数の導波管の各導波管を接続し、位置付ける導波管支持部をさらに備え、各導波管の前記第１および第２の接着層のうちの少なくとも１つが、前記導波管支持部に接着している、請求項１に記載の多重導波管光学構造。

【請求項3】

各導波管は、追加のパターン化層をさらに備え、前記追加のパターン化層は、前記第２の接着層が前記基板と前記追加のパターン化層との間に位置付けられるように位置付けられている、請求項１に記載の多重導波管光学構造。

【請求項4】

前記基板は、ガラスまたはサファイアから作製されている、請求項１に記載の多重導波管光学構造。

【請求項5】

各導波管の前記視野は、少なくとも５０度である、請求項１に記載の多重導波管光学構造。

【請求項6】

前記第２の屈折率は、約１．５であり、前記第１の屈折率は、少なくとも１．７である、請求項１に記載の多重導波管光学構造。

【請求項7】

前記パターン化層は、５０ナノメートルより小さい残留層厚を含む、請求項１に記載の多重導波管光学構造。

【請求項8】

多重導波管光学構造であって、前記多重導波管光学構造は、
各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を備え、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、
第１の接着層と、
反射防止層と、
前記第１の接着層と前記反射防止層との間に位置付けられた基板であって、前記基板は、第１の屈折率を有する、基板と、
第１のパターン化層であって、前記第１のパターン化層は、前記第１の接着層が前記第１のパターン化層と前記基板との間にあるように位置付けられ、前記第１の接着層は、前記第１のパターン化層と前記基板との間の接着を提供し、前記第１のパターン化層は、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、前記第１のパターン化層は、回折格子を画定し、前記導波管に関連付けられた視野は、前記第１および前記第２の屈折率に基づく、第１のパターン化層と、
第２の接着層と、
第２のパターン化層と
を備え、
前記第２のパターン化層は、前記第２の接着層が前記反射防止層と前記第２のパターン化層との間に位置付けられるように位置付けられ、前記第２の接着層は、前記第２のパターン化層と前記反射防止層との間の接着を提供し、
前記反射防止層は、前記基板と前記第２の接着層との間に位置付けられている、多重導波管光学構造。

【請求項9】

前記基板は、ガラスまたはサファイアから作製されている、請求項８に記載の多重導波管光学構造。

【請求項10】

前記各導波管の視野は、少なくとも５０度である、請求項８に記載の多重導波管光学構造。

【請求項11】

前記第２の屈折率は、約１．５であり、前記第１の屈折率は、少なくとも１．７である、請求項８に記載の多重導波管光学構造。

【請求項12】

前記第１のパターン化層は、５０ナノメートルより小さい残留層厚を含む、請求項８に記載の多重導波管光学構造。

【請求項13】

多重導波管光学構造であって、前記多重導波管光学構造は、
各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を備え、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、
第１の接着層と、
反射防止層と、
前記第１の接着層と前記反射防止層との間に位置付けられた基板であって、前記基板は、第１の屈折率を有する、基板と、
パターン化層であって、前記パターン化層は、前記第１の接着層が前記パターン化層と前記基板との間にあるように位置付けられ、前記第１の接着層は、前記パターン化層と前記基板との間の接着を提供し、前記パターン化層は、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、前記パターン化層は、回折格子を画定し、前記導波管に関連付けられた視野は、前記第１および前記第２の屈折率に基づく、パターン化層と、
第２の接着層であって、前記第２の接着層は、前記反射防止層が前記第２の接着層と前記基板との間に位置付けられるように位置付けられている、第２の接着層と、
前記複数の導波管の各導波管を接続し、位置付ける導波管支持部と
を備え、
各導波管の前記第１および第２の接着層のうちの少なくとも１つが、前記導波管支持部に接着している、多重導波管光学構造。

【請求項14】

前記基板は、ガラスまたはサファイアから作製されている、請求項１３に記載の多重導波管光学構造。

【請求項15】

前記各導波管の視野は、少なくとも５０度である、請求項１３に記載の多重導波管光学構造。

【請求項16】

前記第２の屈折率は、約１．５であり、前記第１の屈折率は、少なくとも１．７である、請求項１３に記載の多重導波管光学構造。

【請求項17】

前記第１のパターン化層は、５０ナノメートルより小さい残留層厚を含む、請求項１３に記載の多重導波管光学構造。

【請求項18】

前記第１のパターン化層の少なくとも一部は、残留層を含まない、請求項１３に記載の多重導波管光学構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６２／４２８，１３９号（２０１６年１１月３０日出願）の出願日の利益を主張する。米国仮出願第６２／４２８，１３９号の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。

【0002】

（発明の技術分野）
本発明は、導波管ディスプレイおよび多重導波管光学構造に関する。

【背景技術】

【0003】

（発明の背景）
回折格子は、異なる方向に進行するいくつかのビームに光を分割し、それを回折することができる周期的構造を伴う光学構成要素である。これらのビームの方向は、格子の間隔および光の波長に依存する。いくつかの例では、回折格子は、光の波長より幅広い間隔を伴うスロットの組から構成され、回折をもたらす。光が格子と相互作用した後、回折された光は、格子内の各スロットから発出する干渉波の総和から構成される。スロットの深度は、各スロットまでの波の経路長に影響を及ぼし、故に、それは、スロットの各々からの波の位相に影響を及ぼし、したがって、スロットの回折効率に影響を及ぼす。スロットが、均一な深度を有する場合、格子内のスロットは、均一な回折効率を有し得る。スロットが、不均一な深度を有する場合、格子内のスロットは、不均一な回折効率を有し得る。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0004】

（発明の要約）
本明細書に説明される主題の革新的側面は、多重導波管光学構造であって、多重導波管光学構造は、各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を含み得、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、第１の接着層と、第１の屈折率を有する基板と、パターン化層とを含み、パターン化層は、第１の接着層が、パターン化層と基板との間にあるように位置付けられ、第１の接着層は、パターン化層と基板との間の接着を提供し、パターン化層は、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、パターン化層は、回折格子を画定し、導波管に関連付けられた視野は、第１および第２の屈折率に基づく。

【0005】

これらおよび他の実施形態の各々は、随意に、以下の特徴のうちの１つ以上のものを含み得る。例えば、各導波管は、基板が第１の接着層と第２の接着層との間にあるように位置付けられている第２の接着層をさらに備えている。導波管支持部は、複数の導波管の各々を接続し、位置付け、各導波管の第１および第２の接着層のうちの少なくとも１つが、導波管支持部に接着している。各導波管は、基板と第２の接着層との間に位置付けられた反射防止層をさらに備えている。各導波管は、追加のパターン化層をさらに備え、第２の接着層が、基板と追加のパターン化層との間に位置付けられるように位置付けられている。基板は、ガラスまたはサファイアから作製される。各導波管の視野は、少なくとも５０度である。第１の屈折率は、約１．５であり、第２の屈折率は、少なくとも１．７である。パターン化層は、５０ナノメートルより小さい残留層厚を含む。

【0006】

本明細書に説明される主題の革新的側面は、多重導波管光学構造であって、多重導波管光学構造は、各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を含み得、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、第１の接着層と、反射防止層と、第１の接着層と反射防止層との間に位置付けられた基板であって、基板は、第１の屈折率を有する、基板と、第１のパターン化層であって、第１の接着層が、第１のパターン化層と基板との間にあるように位置付けられ、第１の接着層は、第１のパターン化層と基板との間の接着を提供し、第１のパターン化層は、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、第１のパターン化層は、回折格子を画定し、導波管に関連付けられた視野は、第１および第２の屈折率に基づく、第１のパターン化層と、第２の接着層と、第２のパターン化層とを含み、第２の接着層は、反射防止層と第２のパターン化層との間にあるように位置付けられ、第２の接着層は、第２のパターン化層と反射防止層との間の接着を提供する。

【0007】

本明細書に説明される主題の革新的側面は、多重導波管を含み得、多重導波管は、各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられ、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、第１の接着層と、反射防止層と、第１の接着層と反射防止層との間に位置付けられた基板であって、基板は、第１の屈折率を有する、基板と、パターン化層であって、第１の接着層が、パターン化層と基板との間にあるように位置付けられ、第１の接着層は、パターン化層と基板との間の接着を提供し、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、パターン化層は、回折格子を画定し、導波管に関連付けられた視野は、第１および第２の屈折率に基づく、第１のパターン化層と、第２の接着層であって、第２の接着層は、反射防止層が第２の接着層と基板との間にあるように位置付けられている、第２の接着層と、複数の導波管の各々を接続し、位置付ける導波管支持部とを含み、各導波管の第１および第２の接着層のうちの少なくとも１つが、導波管支持部に接着している。

【0008】

本明細書に説明される主題の特定の実装は、以下の利点のうちの１つ以上のものを実現するように実装されることができる。本開示の実装は、回折格子を形成するためのガラス（またはサファイア）基板のエッチングの必要性を排除し得る。そのような排除によって、本開示は、多重導波管明視野ディスプレイを構築するための工場される環境安定性および利点をも示す非常に効率的な回折導波管ディスプレイのより単純かつより多くの大量加工を可能にしながら、製造コストを低減させる。さらに、本開示は、伝統的な成形方法に対して、光学的に効率的かつより低いコストの両方である導波管の複合材料構造の形成を提供する。

【0009】

本明細書に説明される主題の１つ以上の実施形態の詳細が、添付図面および下記の説明に記載される。本主題の他の潜在的特徴、側面、および利点も、説明、図面、ならびに請求項から明白となるであろう。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
多重導波管光学構造であって、前記多重導波管光学構造は、
各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を備え、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、
第１の接着層と、
第１の屈折率を有する基板と、
パターン化層と
を備え、
前記パターン化層は、前記第１の接着層が前記パターン化層と前記基板との間にあるように位置付けられ、前記第１の接着層は、前記パターン化層と前記基板との間の接着を提供し、前記パターン化層は、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、前記パターン化層は、回折格子を画定し、前記導波管に関連付けられた視野は、前記第１および前記第２の屈折率に基づく、多重導波管光学構造。
（項目２）
各導波管は、第２の接着層をさらに備え、前記第２の接着層は、前記基板が前記第１の接着層と前記第２の接着層との間にあるように位置付けられている、項目１に記載の多重導波管光学構造。
（項目３）
前記複数の導波管の各々を接続し、位置付ける導波管支持部をさらに備え、各導波管の前記第１および第２の接着層のうちの少なくとも１つが、前記導波管支持部に接着している、項目２に記載の多重導波管光学構造。
（項目４）
各導波管は、前記基板と前記第２の接着層との間に位置付けられた反射防止層をさらに備えている、項目２に記載の多重導波管光学構造。
（項目５）
各導波管は、追加のパターン化層をさらに備え、前記追加のパターン化層は、前記第２の接着層が前記基板と前記追加のパターン化層との間に位置付けられるように位置付けられている、項目２に記載の多重導波管光学構造。
（項目６）
前記基板は、ガラスまたはサファイアから作製されている、項目１に記載の多重導波管光学構造。
（項目７）
各導波管の前記視野は、少なくとも５０度である、項目１に記載の多重導波管光学構造。
（項目８）
前記第１の屈折率は、約１．５であり、前記第２の屈折率は、少なくとも１．７である、項目１に記載の多重導波管光学構造。
（項目９）
前記パターン化層は、５０ナノメートルより小さい残留層厚を含む、項目１に記載の多重導波管光学構造。
（項目１０）
多重導波管光学構造であって、前記多重導波管光学構造は、
各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を備え、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、
第１の接着層と、
反射防止層と、
前記第１の接着層と前記反射防止層との間に位置付けられた基板であって、前記基板は、第１の屈折率を有する、基板と、
第１のパターン化層であって、前記第１のパターン化層は、前記第１の接着層が前記第１のパターン化層と前記基板との間にあるように位置付けられ、前記第１の接着層は、前記第１のパターン化層と前記基板との間の接着を提供し、前記第１のパターン化層は、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、前記第１のパターン化層は、回折格子を画定し、前記導波管に関連付けられた視野は、前記第１および前記第２の屈折率に基づく、第１のパターン化層と、
第２の接着層と、
第２のパターン化層と
を備え、
前記第２のパターン化層は、前記第２の接着層が前記反射防止層と前記第２のパターン化層との間にあるように位置付けられ、前記第２の接着層は、前記第２のパターン化層と前記反射防止層との間の接着を提供する、多重導波管光学構造。
（項目１１）
前記基板は、ガラスまたはサファイアから作製されている、項目１０に記載の多重導波管光学構造。
（項目１２）
前記各導波管の視野は、少なくとも５０度である、項目１０に記載の多重導波管光学構造。
（項目１３）
前記第１の屈折率は、約１．５であり、前記第２の屈折率は、少なくとも１．７である、項目１０に記載の多重導波管光学構造
（項目１４）
前記第１のパターン化層は、５０ナノメートルより小さい残留層厚を含む、項目１０に記載の多重導波管光学構造。
（項目１５）
多重導波管光学構造であって、前記多重導波管光学構造は、
各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を備え、各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられており、各導波管は、
第１の接着層と、
反射防止層と、
前記第１の接着層と前記反射防止層との間に位置付けられた基板であって、前記基板は、第１の屈折率を有する、基板と、
パターン化層であって、前記パターン化層は、前記第１の接着層が前記パターン化層と前記基板との間にあるように位置付けられ、前記第１の接着層は、前記パターン化層と前記基板との間の接着を提供し、前記パターン化層は、前記第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、前記パターン化層は、回折格子を画定し、前記導波管に関連付けられた視野は、前記第１および前記第２の屈折率に基づく、パターン化層と、
第２の接着層であって、前記第２の接着層は、前記反射防止層が前記第２の接着層と前記基板との間にあるように位置付けられている、第２の接着層と、
前記複数の導波管の各々を接続し、位置付ける導波管支持部と
を備え、
各導波管の前記第１および第２の接着層のうちの少なくとも１つが、前記導波管支持部に接着している、多重導波管光学構造。
（項目１６）
前記基板は、ガラスまたはサファイアから作製されている、項目１５に記載の多重導波管光学構造。
（項目１７）
前記各導波管の視野は、少なくとも５０度である、項目１５に記載の多重導波管光学構造。
（項目１８）
前記第１の屈折率は、約１．５であり、前記第２の屈折率は、少なくとも１．７である、項目１５に記載の多重導波管光学構造。
（項目１９）
前記第１のパターン化層は、５０ナノメートルより小さい残留層厚を含む、項目１５に記載の多重導波管光学構造。
（項目２０）
前記第１のパターン化層の少なくとも一部は、残留層を含まない、項目１５に記載の多重導波管光学構造。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施形態による、リソグラフィシステムの概略側面図を図示する。

【図2】図２は、その上に位置付けられたパターン化層を有する基板の概略側面図を図示する。

【図3】図３、５、および６は、導波管を図示する。

【図4】図４は、多重導波管光学構造を図示する。

【図5】図３、５、および６は、導波管を図示する。

【図6】図３、５、および６は、導波管を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（詳細な説明）
本書は、多重導波管光学構造を説明する。具体的には、多重導波管光学構造は、各導波管を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管を含む。各導波管は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられる。さらに、各導波管は、第１の接着層と、第１の屈折率を有する基板と、パターン化層とに関連付けられ、パターン化層は、第１の接着層がパターン化層と基板との間にあるように位置付けられる。第１の接着層は、パターン化層と基板との間の接着を提供する。パターン化層は、第１の屈折率より小さい第２の屈折率を有し、回折格子を画定する。導波管に関連付けられた視野は、第１および第２の屈折率に基づく。

【0012】

図１は、基板１０２上にレリーフパターンを形成するインプリントリソグラフィシステム１００を図示する。基板１０２は、基板チャック１０４に結合され得る。いくつかの例では、基板チャック１０４は、真空チャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、電磁チャック等を含み得る。いくつかの例では、基板１０２および基板チャック１０４は、空気ベアリング１０６上にさらに位置付けられ得る。空気ベアリング１０６は、ｘ軸、ｙ軸、および／またはｚ軸の周りの運動を提供する。いくつかの例では、基板１０２および基板チャック１０４は、段上に位置付けられる。空気ベアリング１０６、基板１０２、および基板チャック１０４は、基部１０８上にも位置付けられ得る。いくつかの例では、ロボットシステム１１０が、基板１０２を基板チャック１０４上に位置付ける。

【0013】

インプリントリソグラフィシステム１００は、設計考慮事項に応じて、１つ以上のローラ１１４に結合されるインプリントリソグラフィ可撓テンプレート１１２をさらに含む。ローラ１１４は、可撓なテンプレート１１２の少なくとも一部の移動を提供する。そのような移動は、基板１０２と重なり合う可撓なテンプレート１１２の異なる部分を選択的に提供し得る。いくつかの例では、可撓なテンプレート１１２は、複数の特徴、例えば、間隔を置かれる陥凹部および突出部を含むパターン化表面を含む。しかしながら、いくつかの例では、特徴の他の構成も、可能である。パターン化表面は、基板１０２上に形成されるべきパターンの基礎を形成する任意の原パターンを画定し得る。いくつかの例では、可撓なテンプレート１１２は、テンプレートチャック、例えば、真空チャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、電磁チャック等に結合され得る。

【0014】

インプリントリソグラフィシステム１００は、流体分注システム１２０をさらに備え得る。流体分注システム１２０は、基板１０２上に重合性材料を堆積させるために使用され得る。重合性材料は、液滴分注、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着等の技法を使用して基板１０２上に位置付けられ得る。いくつかの例では、重合性材料は、複数の液滴として基板１０２上に位置付けられる。

【0015】

図１および２を参照すると、インプリントリソグラフィシステム１００は、基板１０２に向かってエネルギーを向かわせるように結合されるエネルギー源１２２をさらに備えている。いくつかの例では、ローラ１１４および空気ベアリング１０６は、可撓なテンプレート１１２と基板１０２の所望される部分とを所望される位置に位置付けるように構成される。インプリントリソグラフィシステム１００は、空気ベアリング１０６、ローラ１１４、流体分注システム１２０、および／またはエネルギー源１２２と通信するプロセッサによって調整され得、メモリ内に記憶されるコンピュータ読み取り可能なプログラムに基づいて動作し得る。

【0016】

いくつかの例では、ローラ１１４、空気ベアリング１０６、または両方は、可撓なテンプレート１１２と基板１０２との間の距離を変動させ、それらの間に、重合性材料によって充填される所望される容積を画定する。例えば、可撓なテンプレート１１２は、重合性材料に接触する。所望される容積が重合性材料によって充填された後、エネルギー源１２２が、エネルギー、例えば、広帯域紫外線放射を生成し、重合性材料が凝固し、および／または架橋結合し、基板１０２の表面と可撓なテンプレート１２２のパターン化表面の一部との形状に適合し、基板１０２上にパターン化された層１５０を画定することも生じさせる。いくつかの例では、パターン化された層１５０は、残留層１５２と、突出部１５４および陥凹部１５６として示される複数の構造とを備え得る。

【0017】

図３は、インプリントリソグラフィシステム１００を利用して形成され得る導波管３００を図示する。手短に言えば、導波管３００は、例えば、光（光ビーム）の源からそれを通過する光を捕捉し、光の全内部屈折を提供する。いくつかの例では、導波管３００は、仮想コンテンツディスプレイの生成を促進する。導波管３００は、パターン化層３０２と、第１の接着層３０４と、基板３０６と、反射防止層３０８と、第２の接着層３１０とを含む多層構造である。

【0018】

基板３０６が、第１の接着層３０４と反射防止層３０８との間に位置付けられる。基板３０６は、第１の屈折率に関連付けられ、いくつかの例では、ガラスまたはサファイアから作製される。いくつかの例では、第１の屈折率は、少なくとも１．７またはそれを上回る。第１の接着層３０４は、パターン化層３０２と基板３０６との間の接着を提供する。第１の接着層３０４は、アクリル樹脂のような材料から作製されることができる。

【0019】

パターン化層３０２は、第１の接着層３０４が、パターン化層３０２と基板３０６との間にあるように位置付けられる。パターン化層３０２は、光硬化アクリルポリマー層を含み得る。パターン化層３０２は、第２の屈折率に関連付けられる。いくつかの例では、第１の屈折率は、第２の屈折率を上回る。いくつかの例では、第２の屈折率は、約１．５である。パターン化層３０２は、回折格子３１２と、残留層３１４とをさらに含む。いくつかの例では、残留層３１４は、１００ナノメートルより小さい厚さを有し、さらに、いくつかの例では、５０ナノメートルより小さい厚さを有する。回折格子３１２は、インプリントリソグラフィを含むそのような方法によって形成されることができ、約１００ナノメートルの限界寸法を含むことができる。

【0020】

その目的のために、基板３０６と回折格子３１２との間に位置付けられる残留層３１４を含む導波管３００の結果として、導波管３００は、回折ベースの導波管ディスプレイを画定することができる。特に、パターン化層３０２と基板３０６との組み合わせ、具体的には、第２の屈折率（例えば、約１．５）に関連付けられたパターン化層３０２と、第１の屈折率（例えば、１．７を上回る）に関連付けられた基板３０６との組み合わせが、回折ベースの導波管ディスプレイを提供する。さらに、回折ベースの導波管ディスプレイは、第２の屈折率（例えば、約１．５）に関連付けられたパターン化層３０２と、第１の屈折率（例えば、１．７を上回る）に関連付けられた基板３０６との組み合わせに基づいて回折ベースの導波管ディスプレイを形成することの結果として、基板３０６内に回折格子を形成することなく提供される。したがって、基板３０６をドライエッチングする（例えば、高屈折率ガラスまたはサファイアをドライエッチングする）必要性が、排除される。しかしながら、いくつかの例では、基板３０６が、残留層１３４を除去するために、および／または、基板３０６の表面上に残留層３１４の一部を維持しながら、パターンを基板３０６の中に移すために、部分的にエッチングされること（例えば、大気または低圧力条件下のプラズマプロセス）ができる。

【0021】

いくつかの例では、１００ナノメートル未満、または５０ナノメートルより小さい厚さを有する残留層３１４の結果として、パターン化層３０２と基板３０６との間での屈折率整合が低減させられ、または最小化される。

【0022】

導波管３００は、第１および第２の屈折率に基づく視野に関連付けられる。すなわち、導波管３００の視野は、パターン化層３０２に関連付けられた第２の屈折率と、基板３０６に関連付けられた第１の屈折率との組み合わせに基づく。いくつかの例では、導波管３００の視野は、少なくとも５０度である。すなわち、パターン化層３０２に関連付けられた第２の屈折率が約１．５であり、基板３０６に関連付けられた第１の屈折率が１．７を上回るとき、導波管３００に関連付けられた視野は、少なくとも５０度である。

【0023】

反射防止層３０８は、基板３０６と第２の接着層３１０との間に位置付けられる。いくつかの例では、反射防止層３０８は、無機性である。反射防止層３０８および／またはパターン化層３０２は、基板３０６に環境保護／安定性を提供する。具体的には、基板３０６が高屈折率（例えば、１．７を上回る）を伴うガラス（またはサファイア）を含むとき、基板３０６は、環境にさらされると、基板３０６の表面に沈殿剤を形成し得る。結果として、薄霧汚染層が、形成し得（例えば、基板３０６の表面上に）、基板３０２の腐食が、生じ得、および／または、導波管３００に関連付けられた散乱光が、増加し得る。その目的のために、反射防止層３０８および／またはパターン化層３０２は、基板３０６のイオン性表面（例えば、ガラス基板のイオン性表面）を隔離し、基板３０６の環境保護／安定性を提供する。

【0024】

第２の接着層３１０は、反射防止層３０８と基板３０６との間の接着を提供する。いくつかの例では、第２の接着層３１０は、蒸着され、基板３０６（例えば、ガラス）に接合される。第２の接着層３１０は、アクリル樹脂のような材質から作製されることができる。

【0025】

図４は、導波管４０２を連続的に通過する光を捕捉するために積み重ねられた複数の導波管４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃ（集合的に導波管４０２と称される）を含む多重導波管光学構造４００を図示する。導波管４０２の各々は、図３の導波管３０２に類似し得る。いくつかの例では、導波管４０２の各々は、平面の異なる色および異なる深度に関連付けられた。すなわち、光が導波管４０２の各々を通過するにつれて、導波管４０２の各々は、異なるように光と相互作用し、導波管４０２の各退出光は、仮想コンテンツディスプレイに関連付けられた平面の異なる色および異なる深度に基づく。いくつかの例では、多重導波管光学構造４００は、６個または９個の導波管４０２を含む４個以上の導波管４０２を含む。いくつかの例では、多重導波管光学構造４００の導波管４０２の各々は、空気によって分離される。

【0026】

多重導波管光学構造４００は、導波管支持部４０４ａ、４０４ｂ（集合的に導波管支持部４０４と称される）を含む。導波管支持部４０４は、複数の導波管４０２を多重導波管光学構造４００の内に接続かつ位置付ける。その目的のために、導波管４０２の各々の第１の接着層３０４および第２の接着層３１０は、それぞれの導波管４０２と導波管支持部４０４との間の接着を提供する。導波管支持部４０４は、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂のような材料から作製されることができる。いくつかの例では、パターン化層３０２は、それぞれの導波管４０２と導波管支持部４０４との間の追加の接合を提供する。

【0027】

図５は、追加のパターン化層を含む導波管５００を図示する。具体的には、導波管５００は、第１のパターン化層５０２と、第１の接着層５０４と、基板５０６と、反射防止層５０８と、第２の接着層５１０と、第２のパターン化層５１２とを含む。第１のパターン化層５０２、第１の接着層５０４、基板５０６、反射防止層５０８、および第２の接着層５１０は、図３の導波管３００のパターン化層３０２、第１の接着層３０４、基板３０６、反射防止層３０８、および第２の接着層３１０とほぼ類似する。

【0028】

さらに、第２のパターン化層５１２は、第２の接着層５１０が反射防止層５０８と第２のパターン化層５１２との間にあるように位置付けられる。第２の接着層５１０は、第２のパターン化層５１２と基板５０６との間の接着を提供する。いくつかの例では、図６に示されるように、導波管５００’は、反射防止層５０８を欠き、したがって、第２の接着層５１０が、基板５０６と第２のパターン化層５１２との間に位置付けられるように第２のパターン化層５１２を含む。

【0029】

第２のパターン化層５１２は、図３のパターン化層３０２にほぼ類似する。具体的には、第２のパターン化層５１２は、第３の屈折率に関連付けられる。いくつかの例では、基板５０６に関連付けられた第１の屈折率は、第２のパターン化層５１２に関連付けられた第３の屈折率を上回る。いくつかの例では、第３の屈折率は、約１．５である。第２のパターン化層５１２は、回折格子５１４と、５０ナノメートルより小さい厚さを有する残留層５１６とをさらに含む。回折格子５１４は、インプリントリソグラフィを含むそのような方法によって形成されることができ、約１００ナノメートルの限界寸法を含むことができる。

【0030】

その目的のために、基板５０６と回折格子５１４との間に位置付けられる残留層５１６を含む導波管５００の結果として、導波管５００は、回折ベースの導波管ディスプレイを画定することができる。特に、第２のパターン化層５１２と基板５０６との組み合わせ、具体的には、第３の屈折率（例えば、約１．５）に関連付けられた２のパターン化層５１２と、第１の屈折率（例えば、１．７を上回る）に関連付けられた基板５０６との組み合わせが、回折ベースの導波管ディスプレイを提供する。そのうえ、回折ベースの導波管ディスプレイは、第３の屈折率（例えば、約１．５）に関連付けられた第２のパターン化層５１２と、第１の屈折率（例えば、１．７を上回る）に関連付けられた基板５０６との組み合わせに基づく回折ベースの導波管ディスプレイの形成の結果として、基板５０６内に回折格子を形成することなく、提供される。したがって、基板５０６をドライエッチングする（例えば、高屈折率ガラスまたはサファイアをドライエッチングする）必要性が、排除される。

【0031】

いくつかの例では、第１のパターン化層５０２、第２のパターン化層５１２、および基板５０６の組み合わせ、具体的には、第１の屈折率（例えば、約１．５）に関連付けられた第１のパターン化層５０２と、第３の屈折率（例えば、約１．５）に関連付けられた第２のパターン化層５１２と、第１の屈折率（例えば、１．７を上回る）に関連付けられた基板５０６との組み合わせが、回折ベースの導波管ディスプレイを提供する。

【0032】

導波管５００は、第１および第３の屈折率に基づく視野に関連付けられる。すなわち、導波管５００の視野は、第２のパターン化層５１２に関連付けられた第３の屈折率と、基板５０６に関連付けられた第１の屈折率との組み合わせに基づく。いくつかの例では、導波管５００の視野は、少なくとも５０度である。すなわち、第２のパターン化層５１２に関連付けられた第３の屈折率が、約１．５であり、かつ基板５０６に関連付けられた第１の屈折率が、１．７を上回るとき、導波管５００に関連付けられた視野は、少なくとも５０度である。いくつかの例では、導波管５００の視野は、第１のパターン化層５０２に関連付けられた第２の屈折率と、第２のパターン化層５１２に関連付けられた第３の屈折率と、基板５０６に関連付けられた第１の屈折率との組み合わせに基づく。

【0033】

いくつかの例では、図４の多重導波管光学構造４００の導波管４０２の各々は、図５の導波管５００および／または図６の導波管５００’に類似し得る。いくつかの例では、多重導波管光学構造４００の導波管４０２は、図３の導波管３００と、図５の導波管５００と、図６の導波管５００’との任意の組み合わせに類似し得る。

【0034】

図１のインプリントリソグラフィシステム１００は、導波管３０２、４０２、５００、５００’、および／または多重導波管光学構造４００のうちのいずれかを形成するために使用されることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】