JP2020530593A - 複数パターン領域を有するモジュールの製造方法、その製造方法による複数パターン領域を有するモジュール、および回折格子モジュールまたは回折格子モジュール用モールドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明の実施形態は、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法、その製造方法による複数パターン領域を有するモジュール、および回折格子モジュールまたは回折格子モジュール用モールドの製造方法を提供する。
Description
本発明の実施形態は、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法、その製造方法による複数パターン領域を有するモジュール、および回折格子モジュールまたは回折格子モジュール用モールドの製造方法に関する。
最近、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）装置のうちの一例として、外光はそのまま透過するが、マイクロ光源出力素子を介して出力された光が複数の回折格子素子を介して光導波路上で伝播し再び使用者の瞳孔に到達できるシースルーディスプレイ（Ｓｅｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ Ｄｉｓｐｌａｙ）乃至拡張現実用（ＡＲ）ディスプレイ装置の研究が活発に行われている。
このような複数の回折格子素子は可視光波長領域の光を効果的に回折させるためにサブマイクロ周期の精巧なパターンを有し、各々の回折格子の形状、構造および配向角度などが精密に設計され、それに従って製造されなければならない。
このために、従来には、複数の回折格子素子ごとの一連の複雑な電子ビームリソグラフィまたはフォトリソグラフィ、そしてエッチング工程などが繰り返し伴わなければならなかったため、多くの時間がかかり、難易度の高い工程が必要であった。
そして、複数の回折格子素子のうち一部に対して設計変更をしようとしても、複雑で難易度の高い工程のために、その時間および費用の消耗が相当に大きかった。
本発明の実施形態は、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法、その製造方法による複数パターン領域を有するモジュール、および回折格子モジュールまたは回折格子モジュール用モールドの製造方法を提供する。
なお、本発明が解決しようとする課題は以上で言及した課題に制限されず、言及していないまた他の課題は下記の記載によって当業者に明らかに理解できるものである。
本発明の一側面は、互いに異なる回折格子パターンを有する第１回折格子素子および第２回折格子素子を含む回折格子モジュールを製造するために複数パターン領域を有するモジュールを製造する方法であって、（ａ）第１パターンが形成された第１基材をベース基材に配置するステップ、（ｂ）第１回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウトの第１カットラインを前記第１基材に形成するステップ、（ｃ）第２回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウトの第２カットラインを前記第１基材に形成するステップ、（ｄ）前記第１カットラインにより定義される第１領域および前記第２カットラインにより定義される第２領域のいずれか一つを前記第１基材から除去するステップ、（ｅ）第１パターンとは異なる第２パターンが形成されており、前記第１基材から除去された除去領域に対応するレイアウトを有する第２基材を前記除去領域に配置するステップ、および（ｆ）前記第１領域および第２領域を残して前記第１基材をベース基材から除去するステップを含む、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の一側面は、前記回折格子モジュール内で前記第１回折格子素子および第２回折格子素子の相互間には整列関係が定められており、前記（ｂ）および（ｃ）ステップにおいては前記整列関係に対応するように第１カットラインまたは第２カットラインを形成する、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の一側面は、前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトと一致する像であり、前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトと一致する像である、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の一側面は、前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトに対して逆像であり、前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトに対して逆像である、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の一側面は、前記回折格子モジュールは、前記第１回折格子素子および第２回折格子素子のうち少なくとも一つとは異なる回折格子パターンを有する第３回折格子素子を含み、前記製造方法は、（ｇ）第３素子のレイアウトに対応するレイアウトの第３カットラインを前記第１基材に形成するステップをさらに含み、前記第３カットラインにより第３領域が定義され、前記（ｆ）ステップは、前記第１領域、第２領域および第３領域を残して前記第１基材を前記ベース基材から除去する、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の一側面は、前記回折格子モジュール内で前記第１回折格子素子、第２回折格子素子および第３回折格子素子の相互間には整列関係が定められており、前記（ｂ）、（ｃ）および（ｇ）ステップにおいては前記整列関係に対応するように第１カットライン、第２カットラインまたは第３カットラインを形成する、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の一側面は、前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトと一致する像であり、前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトと一致する像であり、前記第３カットラインのレイアウトは前記第３回折格子素子のレイアウトと一致する像である、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の一側面は、前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトに対して逆像であり、前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトに対して逆像であり、前記第３カットラインのレイアウトは前記第３回折格子素子のレイアウトに対して逆像である、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の一側面は、前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトに対して逆像であり、前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトに対して逆像であり、前記第３カットラインのレイアウトは前記第３回折格子素子のレイアウトに対して逆像である、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法を提供する。
本発明の他の側面は、本発明の一側面による製造方法により製造された複数パターン領域を有するモジュールを提供する。
本発明の他の側面は、前記複数パターン領域を有するモジュールは、互いに異なる回折格子パターンを有する第１回折格子素子および第２回折格子素子を含む回折格子モジュールを製造するための回折格子モジュール用モールドである、複数パターン領域を有するモジュールを提供する。
本発明のまた他の側面は、複数パターン領域を有するモジュールを準備するステップ、前記複数パターン領域を有するモジュール上に樹脂組成物を塗布するステップ、前記樹脂組成物を硬化して前記複数パターン領域に対応する対応パターン領域を形成するステップ、および前記複数パターン領域を有するモジュールと前記対応パターン領域を互いに分離するステップを含む、回折格子モジュールまたは回折格子モジュール用モールドの製造方法を提供する。
本発明の一側面による製造方法によれば、複数のパターンが形成されたモジュールを領域別に容易にモジュール化して製造することができる。
本発明の一側面による製造方法により製造された複数のパターンが形成されたモジュールは、インプリント工程に利用できるモールドとして用いることができるため、モールドにより製造できる対象品の複製が容易で且つ大量に行われることができる。
また、製造しようとする回折格子モジュールにおける回折格子素子のレイアウト、整列関係および回折格子パターンの周期などのうち少なくとも一つを変えなければならない状況であれば、本発明の一側面による製造方法の利用時、前記変えなければならない因子に対応するカットラインのレイアウト、整列関係および／または既存の基材とはパターンが異なる基材への変更を実行さえすれば、既存の因子が変更された回折格子モジュールを製造するための回折格子モジュール用モールドを容易に製造することができる。
勿論、このような効果によって本発明の実施形態の範囲が限定されるものではない。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳しく説明する。添付された図面は本発明の例示的な形態を示すものであって、これは本発明を詳しく説明するために提供されるものに過ぎず、これによって本発明の技術的な範囲が限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面上、要素の形状および大きさなどはより明らかな説明のために誇張されることがある。
本発明の説明において、ある部材が他の部材「上に」位置しているという記載は、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
本発明の説明において、ある部分がある構成要素を「含む」という記載は、特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。
図１は、回折格子モジュールを含むディスプレイ装置および光の移動経路を概念的に示す斜視図である。
回折格子モジュールを含むディスプレイ装置は、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）装置であってもよく、その中でも、外光はそのまま透過するが、マイクロ光源出力素子を介して出力された光が複数の回折格子素子を介して光導波路上で伝播し再び使用者の瞳孔に到達できるシースルーディスプレイ（Ｓｅｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ Ｄｉｓｐｌａｙ）乃至拡張現実用（ＡＲ）ディスプレイ装置であってもよい。
図１を参照すれば、回折格子モジュール１０は、互いに異なる周期を有する数百ナノメートルスケールのパターンからなる回折格子パターンを有する第１回折格子素子（ＤＯＥ１：例えば、マイクロ光源出力素子１を介して出力された光が入射する素子）および第２回折格子素子（例えば、マイクロ光源出力素子１を介して出力された光の集合体である小型光イメージが使用者の瞳孔においては拡張した形態になるように、いわゆる「射出瞳拡大」機能をする素子）を含むことができる。さらに、回折格子モジュール１０は、第１回折格子素子ＤＯＥ１および第２回折格子素子ＤＯＥ２のうち少なくとも一つとは異なる回折格子パターンを有する第３回折格子素子（ＤＯＥ３：例えば、光を出射させてその光が瞳孔内に到達および入射させる素子）をさらに含むことができる。
回折格子素子が有する回折格子パターンは、回折格子素子に到達する光が光導波路上で全反射するように回折させるために備えられる。
回折格子パターンは、深さを持って長く形成された溝がその溝の長さ方向と直交する方向に沿って繰り返し現れる溝パターンであってもよい。ここで、一つの回折格子素子が有する回折格子パターンの深さは、回折格子パターンが繰り返し現れる長さ方向に沿って一定しているかまたは変化してもよい。ここで、一つの回折格子素子が有する回折格子パターンの周期は一定した値を有することができる。
第１回折格子素子ＤＯＥ１は、第１回折格子パターンＰ１を有し、第１回折格子パターンＰ１を通じてマイクロ光源出力素子から出力される光を回折させて光導波路上に誘導させることができる。第１回折格子素子ＤＯＥ１の光導波路上に誘導された光は全反射しつつ第２回折格子素子ＤＯＥ２に伝播するようになる。
第２回折格子素子ＤＯＥ２は、第２回折格子パターンＰ２を有し、第２回折格子パターンＰ２を通じて第１回折格子素子ＤＯＥ１から伝播した光を回折させて光導波路上に誘導させることができる。第２回折格子素子ＤＯＥ２の光導波路上に誘導された光は全反射しつつ第３回折格子素子ＤＯＥ３に伝播するようになる。ここで、第２回折格子パターンＰ２は、第１回折格子素子ＤＯＥ１から伝播した光を回折させて光導波路上に誘導させると同時に第３回折格子素子ＤＯＥ３側に光が伝播できるようにし、また、マイクロ光源出力素子１を介して出力された光により形成された画像がより広く形成（射出瞳拡大：ｅｘｉｔ ｐｕｐｉｌ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）されるように第１回折格子パターンＰ１とは異なる溝パターンであってもよい。例えば、第２回折格子パターンＰ２は、第１回折格子パターンとはその周期および／または溝パターンの長さ方向が互いに異なってもよい。
第３回折格子素子ＤＯＥ３は、第３回折格子パターンＰ３を有し、第３回折格子パターンＰ３を通じて第２回折格子素子ＤＯＥ２から伝播した光を回折させて光導波路上に誘導させることができる。第３回折格子素子ＤＯＥ３の光導波路上に誘導された光は全反射しつつ使用者の瞳孔Ｅ側に伝播するようになる。ここで、第３回折格子パターンＰ３は、第２回折格子素子ＤＯＥ２から伝播した光を回折させて光導波路上に誘導させると同時に使用者の瞳孔側に光が伝播できるように第１回折格子パターンＰ１および第２回折格子パターンＰ２のうち少なくとも一つとは異なる溝パターンであってもよい。例えば、第３回折格子パターンＰ３は、第２回折格子パターンＰ２とはその周期および／または溝パターンの長さ方向が互いに異なってもよい。ここで、第３回折格子パターンＰ３は第１回折格子パターンＰ１とその周期および／または溝パターンの長さ方向が互いに同一であってもよいが、第１回折格子素子ＤＯＥ１に入射する光の入射角、各回折格子素子の屈折率および回折格子パターンのパターン周期、整列角度に応じて回折格子素子内にガイドされる光の角度などのような各因子および各因子間の相互作用を考慮した回折格子素子の光学設計に応じて異なりうるため、必ずしもこれに限定されるものではない。
図２は、本発明の第１側面による複数パターン領域を有するモジュールを概念的に示す斜視図である。
本発明の第１側面による複数パターン領域を有するモジュールは、回折格子モジュール１０（図１参照）を製造するための回折格子モジュール用モールドであってもよい。
回折格子モジュール１０は、互いに異なる回折格子パターンを有する第１回折格子素子ＤＯＥ１および第２回折格子素子ＤＯＥ２を含むことができる。ここで、回折格子モジュール１０内では、前記第１回折格子素子ＤＯＥ１および第２回折格子素子ＤＯＥ２の相互間には整列関係が定められている。すなわち、各回折格子素子ＤＯＥ１、ＤＯＥ２の形状および大きさだけでなく、第１回折格子素子ＤＯＥ１のレイアウトに対する第２回折格子素子ＤＯＥ２のレイアウトの隔離距離、配置される角度などが、意図する幾何／回折光学設計基準に従って決定されて定められている。
さらに、回折格子モジュール１０は、第１回折格子素子ＤＯＥ１および第２回折格子素子ＤＯＥ２のうち少なくとも一つとは異なる回折格子パターンを有する第３回折格子素子ＤＯＥ３をさらに含むことができる。この場合、回折格子モジュール１０内では、第１回折格子素子ＤＯＥ１、第２回折格子素子ＤＯＥ２および第３回折格子素子ＤＯＥ３の相互間には整列関係が定められている。すなわち、各回折格子素子ＤＯＥ１、ＤＯＥ２、ＤＯＥ３の形状および大きさだけでなく、第１回折格子素子ＤＯＥ１のレイアウトに対する第２回折格子素子ＤＯＥ２、第３回折格子素子ＤＯＥ３の各々のレイアウトの隔離距離、配置される角度などが、意図する幾何／回折光学設計基準に従って決定されて定められている。
回折格子モジュール１０の一例として、第１回折格子素子ＤＯＥ１および第３回折格子素子ＤＯＥ３の回折格子パターンの周期はいずれも４０５ｎｍであり、第１回折格子パターンＰ１および第２回折格子パターンＰ２は平行しており、第３回折格子素子ＤＯＥ３の回折格子パターンの周期は３５５ｎｍであり、第１回折格子パターンＰ１または第２回折格子パターンＰ２と第３回折格子パターンＰ３がなす角度は５５°であってもよい。
回折格子モジュール用モールドは、インプリント工程により回折格子モジュールの複数パターン（例えば、第１回折格子パターン、第２回折格子パターン）をパターニングできる１次パターンを備える回折格子モジュール用１次モールドと、インプリント工程により回折格子モジュールの複数パターンの逆像である複数逆像パターン（例えば、第１回折格子パターンの逆像であるパターン、第２回折格子パターンの逆像であるパターン）をパターニングできる２次パターンを備える回折格子モジュール用２次モールドに区分することができる。
回折格子モジュール用１次モールドの１次パターンは、回折格子モジュールの複数パターンの逆像であってもよい。回折格子モジュール用１次モールドを用いてインプリント工程を実行すれば、回折格子モジュールの複数パターンを直ちにパターニングすることができる。
回折格子モジュール用２次モールドの２次パターンは、回折格子モジュールの複数パターンと一致する像であってもよい。回折格子モジュール用２次モールドを用いてインプリント工程を実行またはインプリント工程とエッチング工程を順次に実行すれば、回折格子モジュールの複数パターンの逆像がパターニングされた回折格子モジュール用マスターモールドを製造することができる。このような回折格子モジュール用マスターモールドは、回折格子用１次モールドであってもよい。
回折格子モジュール用２次モールドを用いてインプリント工程またはインプリント工程／エッチング工程を複数回実行すれば、複数の回折格子モジュール用１次モールドを製造することができ、このように製造された複数の回折格子モジュール用１次モールドを一つの基板に整列した後にインプリント工程を実行すれば、単一の回折格子モジュール用１次モールドを用いてインプリント工程を実行する場合より工程回数を減らし、且つ、大量の回折格子モジュールの複数パターンをパターニングできるという長所がある。
図２は本発明の第１側面による複数パターン領域を有するモジュールの一実施形態であって、図２の複数パターン領域を有するモジュールは、説明の便宜上、前述したものによる回折格子モジュール用２次モールド２００と仮定する。例えば、図１に示されたような回折格子モジュール１０の複数パターンをインプリント工程によりパターニングしようとすれば、回折格子モジュール１０の複数パターン領域の逆像である複数パターン領域を有する回折格子モジュール用１次モールド１００が必要であり、一実施形態による回折格子モジュール用２次モールド２００は、インプリント工程またはインプリント工程／エッチングを通じて、このような回折格子モジュール用１次モールド１００の複数パターン領域をパターニングできる回折格子モジュール用モールドである。
このような回折格子モジュール用モールドは、ベース基材２１０、およびベース基材２１０上に各々配置される第１領域部ＤＯＥ１’、第２領域部ＤＯＥ２’および第３領域部ＤＯＥ３’を含むことができる。
第１領域部ＤＯＥ１’は回折格子モジュール１０の第１回折格子パターンＰ１と関わりのあるパターンを有する部分であり、第２領域部ＤＯＥ２’は回折格子モジュール１０の第２回折格子パターンＰ２と関わりのあるパターンを有する部分であり、第３領域部ＤＯＥ３’は回折格子モジュール１０の第３回折格子パターンＰ３と関わりのあるパターンを有する部分であってもよい。
図３は、本発明の第２側面による複数パターン領域を有するモジュールを製造する方法を概念的に説明するための図である。
先ず、本発明の第２側面による一実施形態は、互いに異なる回折格子パターンを有する第１回折格子素子ＤＯＥ１および第２回折格子素子ＤＯＥ２を含む回折格子モジュール１０を製造するための回折格子モジュール用２次モールド２００を製造する方法を基準に説明することにする。
本発明の第２側面による一実施形態は、（ａ）第１パターンが形成された第１基材をベース基材に配置するステップ、（ｂ）第１回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウトの第１カットラインを第１基材に形成するステップ、（ｃ）第２回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウトの第２カットラインを第１基材に形成するステップ、（ｄ）第１カットラインにより定義される第１領域および第２カットラインにより定義される第２領域のいずれか一つを前記第１基材から除去するステップ、（ｅ）第１パターンとは異なる第２パターンが形成されており、第１基材から除去された除去領域に対応するレイアウトを有する第２基材を除去領域に配置するステップ、および（ｆ）第１領域および第２領域を残して第１基材をベース基材から除去するステップを含むことができる。ここで、各ステップの実施順は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）などの順に限定されない。
先ず、（ａ）第１パターンＰ１’が形成された第１基材２２０をベース基材２１０に配置するステップについて説明する（図３（ａ）および図３（ｂ）参照）。
ベース基材２１０は、回折格子モジュール用モールドの第１領域部ＤＯＥ１’および第２領域部ＤＯＥ２’が配置されるようにする構造物であってもよい。さらに、ベース基材２１０は、回折格子モジュール用モールドの第３領域部ＤＯＥ３’も配置されるようにする構造物であってもよい。
ここで、ベース基材２１０は、粘着特性（ｔａｃｋｙ）を有する粘着性保有層２１１を含むことが好ましい。本発明の実施形態による回折格子モジュール用モールドを製造する方法において各回折格子素子に対応する基材のカットを通じてカットされた領域をベース基材２１０から選択的に除去する工程および／またはそのカットされた領域をベース基材２１０上に配置する工程が伴い、前記選択的に除去する工程においてはベース基材２１０からの脱去が容易でなければならず、前記配置する工程においてはベース基材２１０との固定力が所定の範囲内で必要であるためである。それにより、カットされた領域を選択的に除去する工程および／またはカットされた領域を配置する工程において、作業者が意図した設計のとおりにそのカットされた領域の整列正確度を確保できるようになる。このような粘着性保有層２１１は、シリコン層とアクリル系および／またはウレタン系粘着層とを含むことができる。粘着性保有層２１１は、製造される回折格子モジュール用モールドを用いるインプリント工程においてインプリント領域（例えば、第１領域部ＤＯＥ１’、第２領域部ＤＯＥ２’、第３領域部ＤＯＥ３’）ごとに作用する圧力の均一性を通じたパターンの均一性を確保するために緩衝特性を有するＰＤＭＳ（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）層を含むこともできる。
ベース基材２１０は、製造される回折格子モジュール用モールドを用いるインプリント工程において垂れまたは形状変形に応じたインプリント工程不良を防止するために、モジュラスの多少高い複数層が積層された構造が好ましい。すなわち、粘着性保有層２１１の垂れまたは形状変形を最小化するために機械的物性を付与できるＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎ Ｔｅｒｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＣＯＰ（Ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）のうち少なくとも一つを含む補強層２１２を含むことができる。
ベース基材２１０は、製造される回折格子モジュール用モールドを用いるインプリント工程においてパターニングされるパターンの均一性をさらに確保するために緩衝層２１３を含むことができる。例えば、緩衝層２１３は、発泡ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）のような多孔層であってもよい。
ここで、第１基材２２０はプラスチックフィルムであってもよい。例えば、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）層２２１と、ＰＣ層上に配置され、パターンが形成されたウレタンアクリレート（ｕｒｅｔｈａｎｅ ａｃｒｙｌａｔｅ）層２２２であってもよい。
ここで、第１パターンＰ１’は、インプリント工程により第１基材２２０上に配置され、実施形態によっては、第１回折格子素子ＤＯＥ１の第１回折格子パターンＰ１と一致する溝パターンであってもよく、第１回折格子パターンＰ１に対して逆像である溝パターンであってもよい。本発明の第２側面による一実施形態は回折格子モジュール用２次モールド２００を製造する方法であるため、ここでの第１パターンＰ１’は第１回折格子パターンＰ１と一致する溝パターンである。仮に本発明の第２側面による実施形態が回折格子モジュール用１次モールドを製造する方法であれば、ここでの第１パターンは第１回折格子パターンに対して逆像である溝パターンになる。
次に、（ｂ）第１回折格子素子ＤＯＥ１のレイアウトに対応するレイアウトの第１カットラインＣ１を第１基材２２０に形成するステップについて説明する（図３（ｃ）参照）。
本発明の説明において、カットラインを形成するとは、ベース基材は切断せず、またはベース基材は切断しても完全に切断する深さに切断せず、第１基材を切断するハーフカットを意味する。そして、カットラインの形成手段としてはナイフの刃またはレーザが用いられ、閉曲線であるレイアウトに沿ってカットラインを形成しなければならないため、レーザを用いることがより好ましい。
ここで、「第１回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウト」は、実施形態によっては、「第１回折格子素子のレイアウトと一致する像のレイアウト」の意味であってもよく、「第１回折格子素子のレイアウトに対して逆像であるレイアウト」の意味であってもよい。本発明の第２側面による一実施形態は回折格子モジュール用２次モールド２００を製造する方法であるため、ここでの第１カットラインＣ１のレイアウトは第１回折格子素子ＤＯＥ１のレイアウトと一致する像である。仮に本発明の第２側面による実施形態が回折格子モジュール用１次モールドを製造する方法であれば、ここでの第１カットラインのレイアウトは第１回折格子素子のレイアウトに対して逆像であってもよい。
次に、（ｃ）第２回折格子素子ＤＯＥ２のレイアウトに対応するレイアウトの第２カットラインＣ２を第１基材２２０に形成するステップについて説明する（図３（ｃ）参照）。
ここで、「第２回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウト」は、実施形態によっては、「第２回折格子素子のレイアウトと一致する像のレイアウト」の意味であってもよく、「第２回折格子素子のレイアウトに対して逆像であるレイアウト」の意味であってもよい。本発明の第２側面による一実施形態は回折格子モジュール用２次モールド２００を製造する方法であるため、ここでの第２カットラインＣ２のレイアウトは第２回折格子素子ＤＯＥ２のレイアウトと一致する像である。仮に本発明の第２側面による実施形態が回折格子モジュール用１次モールドを製造する方法であれば、ここでの第２カットラインのレイアウトは第２回折格子素子のレイアウトに対して逆像であってもよい。
次に、（ｄ）第１カットラインＣ１により定義される第１領域および第２カットラインＣ２により定義される第２領域のいずれか一つを第１基材２２０から除去するステップについて説明する（図３（ｄ）参照）。
本発明の第２側面による一実施形態において、第１パターンＰ１’は、第１回折格子素子ＤＯＥ１の第１回折格子パターンＰ１と同一な周期の溝パターンであり、第２回折格子素子ＤＯＥ２の第２回折格子パターンＰ２とは異なる周期の溝パターンであってもよい。
したがって、第２カットラインＣ２により定義される第２領域を第１基材２２０から除去することが好ましい。
前記（ｂ）および（ｃ）ステップにおいては、回折格子モジュール１０内で第１回折格子素子ＤＯＥ１および第２回折格子素子ＤＯＥ２の相互間に定められている整列関係に対応するように第１カットラインＣ１、第２カットラインＣ２を形成することができる。
次に、（ｅ）第１パターンＰ１’とは異なる第２パターンＰ２’が形成されており、第１基材２２０から除去された除去領域Ｒに対応するレイアウトを有する第２基材２３０を除去領域Ｒに配置するステップについて説明する（図３（ｅ）参照）。
ここで、第２基材２３０は、第１基材２２０と同様にプラスチックフィルムであってもよい。例えば、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）層２３１と、ＰＣ層上に配置され、パターンが形成されたウレタンアクリレート（ｕｒｅｔｈａｎｅ ａｃｒｙｌａｔｅ）層２３２であってもよい。
ここで、第２パターンＰ２’はインプリント工程により第２基材２３０上に配置され、実施形態によっては、第２回折格子素子の第２回折格子パターンと一致する溝パターンであってもよく、第２回折格子パターンに対して逆像である溝パターンであってもよい。本発明の第２側面による一実施形態は回折格子モジュール用２次モールド２００を製造する方法であるため、ここでの第２パターンＰ２’は第２回折格子パターンＰ２と一致する溝パターンである。仮に本発明の第２側面による実施形態が回折格子モジュール用１次モールドを製造する方法であれば、ここでの第２パターンは第２回折格子パターンに対して逆像である溝パターンになる。
ここで、第２基材を「除去領域に配置する」とは、除去領域のレイアウトに挿入させることを意味する。このような除去領域Ｒのレイアウトにより第２基材２３０の整列が容易であるという長所がある。
次に、（ｆ）第１領域および第２領域を残して第１基材をベース基材から除去するステップについて説明する（図３（ｆ）参照）。
ここで、「第２領域を残す」とは、「前記除去領域Ｒに配置された第２基材２３０を残す」という意味である。
それにより、ベース基材２１０上には、第１パターンＰ１’を持って第１領域を占める第１基材ＤＯＥ１’（以下、「第１領域部」とも称する）および第２パターンＰ２’を持って第２領域を占める第２基材ＤＯＥ２’（以下、「第２領域部」とも称する）が配置される構造の複数パターン領域を有するモジュール（本実施形態においては、回折格子モジュール用２次モールド）が製造される。
回折格子モジュール用２次モールド２００において、第１領域部ＤＯＥ１’は、インプリント工程をまたはインプリント工程／エッチング工程により回折格子モジュール用１次モールド２００’における「第１回折格子パターンの逆像であるパターン」を形成するためのものである。また、回折格子モジュール用２次モールド２００において、第２領域部ＤＯＥ２’は、インプリント工程またはインプリント工程／エッチング工程により回折格子モジュール用１次モールド２００’における「第２回折格子パターンの逆像であるパターン」を形成するためのものである。
本発明の第２側面による第２実施形態は、回折格子モジュール１０が第１回折格子素子ＤＯＥ１および第２回折格子素子ＤＯＥ２のうち少なくとも一つとは異なる回折格子パターンを有する第３回折格子素子ＤＯＥ３を含む場合に、その回折格子モジュール１０を製造するための回折格子モジュール用２次モールド２００を製造する方法であってもよい。
本発明の第２側面による第２実施形態は、前記第２側面による一実施形態と比較して、（ｇ）第３回折格子素子ＤＯＥ３のレイアウトに対応するレイアウトの第３カットラインＣ３を第１基材２２０に形成するステップをさらに含むことができる（図３（ｃ）参照）。
（ｇ）ステップでの「第３回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウト」とは、実施形態によっては、「第３回折格子素子のレイアウトと一致する像のレイアウト」の意味であってもよく、「第３回折格子素子のレイアウトに対して逆像であるレイアウト」の意味であってもよい。本発明の第２側面による第２実施形態は回折格子モジュール用２次モールド２００を製造する方法であるため、ここでの第３カットラインＣ３のレイアウトは第３回折格子素子ＤＯＥ３のレイアウトと一致する像である。仮に本発明の第２側面による実施形態が回折格子モジュール用１次モールドを製造する方法であれば、ここでの第３カットラインのレイアウトは第３回折格子素子のレイアウトに対して逆像であってもよい。
前記（ｂ）、（ｃ）および（ｇ）ステップにおいては、回折格子モジュール１０内で第１回折格子素子ＤＯＥ１、第２回折格子素子ＤＯＥ２および第３回折格子素子ＤＯＥ３の相互間に定められている整列関係に対応するように第１カットラインＣ１、第２カットラインＣ２および第３カットラインＣ３を形成することができる。
一方、第３カットラインＣ３によっては第３領域が定義できる。
本発明の第２側面による第２実施形態において、第１パターンＰ１’は、第３回折格子素子ＤＯＥ３の第３回折格子パターンＰ３と同一な周期の溝パターンであってもよく、第２回折格子素子ＤＯＥ２の第２回折格子パターンＰ２とは異なる周期の溝パターンであってもよい。
この場合、前記（ｆ）ステップは、第１領域、第２領域および第３領域を残して第１基材をベース基材から除去することができる（図３（ｆ）参照）。
それにより、ベース基材２１０上には、第１パターンＰ１’を有する第１領域を占める第１基材ＤＯＥ１’（以下、「第１領域部」とも称する）、第２パターンＰ２’を有する第２領域を占める第２基材ＤＯＥ２’（以下、「第２領域部」とも称する）および第１パターンを有する第３領域を占める第１基材ＤＯＥ３（以下、「第３領域部」とも称する）が配置される構造の複数パターン領域を有するモジュール（本実施形態においては、回折格子モジュール用２次モールド）が製造される。
回折格子モジュール用２次モールド２００において、第１領域部ＤＯＥ１’は、インプリント工程またはインプリント工程／エッチング工程により回折格子モジュール用１次モールド２００’における「第１回折格子パターンの逆像であるパターン」を形成するためのものである。また、回折格子モジュール用２次モールド２００において、第２領域部ＤＯＥ２’は、インプリント工程またはインプリント工程／エッチング工程により回折格子モジュール用１次モールドにおける「第２回折格子パターンの逆像であるパターン」を形成するためのものである。さらに、回折格子モジュール用２次モールド２００において、第３領域部ＤＯＥ３’は、インプリント工程またはインプリント工程／エッチング工程により回折格子モジュール用１次モールドにおける「第３回折格子パターンの逆像であるパターン」を形成するためのものである。
仮に製造しようとする回折格子モジュールにおける回折格子素子のレイアウト、整列関係および回折格子パターンの周期などのうち少なくとも一つを変えなければならない設計変更が必要な状況であれば、本発明の第２側面による製造方法の利用時、変更が必要でない因子に対してはそのままにしておき、前記変えなければならない因子に対応するカットラインのレイアウト、整列関係および／または既存の基材とはパターンが異なる基材への変更を実行すれば、容易に変更される回折格子モジュールを製造するための回折格子モジュール用モールドを製造することができる。
図４および図５は、本発明の第３側面による回折格子モジュールまたは回折格子モジュール用モールドの製造方法を概念的に説明するための図である。
本発明の第３側面による製造方法は、本発明の第２側面により製造された複数パターン領域を有するモジュールを準備するステップ、複数パターン領域を有するモジュール上に樹脂組成物を塗布するステップ、樹脂組成物を硬化して複数パターン領域に対応する対応パターン領域を形成するステップ、および複数パターン領域を有するモジュールと対応パターン領域を互いに分離するステップを含むことができる。
仮に第２側面により製造された複数パターン領域を有するモジュールが回折格子モジュール用２次モールである場合を仮定するのであれば、本発明の第３側面による製造方法の一実施形態は、回折格子モジュール用１次モールドを製造するための方法に該当することができる。
先ず、図４（ａ）に示すように、複数パターン領域を有するモジュールである回折格子モジュール用２次モールドを準備する。図４（ａ）は、説明の便宜上、第１領域部ＤＯＥ１’の図示を省略し、第２領域部ＤＯＥ２’のパターン、第３領域部ＤＯＥ３’のパターンはその周期が互いに異なり、各パターンの整列も平行しなくてもよいが、これに対する表現は省略した。ここで、回折格子モジュール用２次モールドの複数パターン領域部ＤＯＥ１’、ＤＯＥ２’、ＤＯＥ３’は、回折格子モジュール１０の回折格子素子ＤＯＥ１、ＤＯＥ２、ＤＯＥ３に対して一致する像である。
そして、回折格子モジュール用２次モールド２００上にインプリント用樹脂組成物を塗布する。この場合、回折格子モジュール用２次モールド２００の複数パターン領域部ＤＯＥ１’、ＤＯＥ２’、ＤＯＥ３’と対向するようにインプリント用ベース基材３１０を配置した後に回折格子モジュール用２次モールド２００とインプリント用樹脂組成物を供給することができる。この時、熱または紫外線を加えてインプリント用樹脂組成物が回折格子モジュール用２次モールド２００の複数パターン領域部ＤＯＥ１’、ＤＯＥ２’、ＤＯＥ３’上の溝パターンを全て埋めるようにすることができる。インプリント用樹脂組成物は、例えば、ジルコニア（ＺｒＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）のナノスケール粒子をＤＰＨＡ（ｄｉｐｅｎｔａｅｒｙｔｈｒｉｏｌ ｈｅｘａ ａｃｒｙｌａｔｅ）またはウレタンアクリレートに所定の比率でＰＧＭＥＡ、ＭＥＫ、ＭＩＢＫのような溶剤を用いて希釈および混合分散させて製造された樹脂であってもよい。さらに、少量の光開始剤をさらに含有して製造することができる。
その後、インプリント用樹脂組成物を硬化して複数パターン領域部ＤＯＥ１’、ＤＯＥ２’、ＤＯＥ３’に対応する第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’を形成する。それにより、インプリント用ベース基材３１０上に第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’が形成されたインプリント用レジスト層３２０が配置される。ここで、インプリント用レジスト層３２０の第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’は、回折格子モジュール１０の回折格子素子ＤＯＥ１、ＤＯＥ２、ＤＯＥ３に対して逆像である。
そして、回折格子モジュール用２次モールド２００と、インプリント用レジスト層３２０を互いに分離する。
このようにインプリント用ベース基材３１０とインプリント用レジスト層３２０とを含む構造物は、回折格子モジュール用１次モールドとして直ちに用いることができる（図４（ｂ）参照）。
その代わりに、耐久性などを補うためにインプリント用レジスト層３２０に形成された第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’を用いてインプリント用ベース基材３１０にエッチングを行うことによって、第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’に対応する第２対応パターン領域部ＤＯＥ１’’’、ＤＯＥ２’’’、ＤＯＥ３’’’が形成されたベース基材３１０を回折格子モジュール用１次モールドとして用いることもできる。この場合、インプリント用ベース基材３１０は、第１エッチング層３１１および第２エッチング層３１２を含むことができる。第１エッチング層３１１はアルミニウム（Ａｌ）を含む層であってもよく、第２エッチング層３１２はシリコンオキシド（ＳｉＯ２）を含む層であってもよい。インプリント用レジスト層３２０に形成された第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’パターンのとおりにその下部に位置する第１エッチング層３１１にエッチングを所定の深さで行った後、そしてインプリント用レジスト層３２０を除去する（図４（ｃ）参照）。第１エッチング層３１１にエッチングされたパターンのとおりにその下部に位置する第２エッチング層３１２にエッチングを所定の深さで行う（図４（ｄ）参照）。そして第１エッチング層３１１を除去する（図４（ｅ）参照）。それにより、インプリント用ベース基材３１０には、詳細にはインプリント用ベース基材３１０上で第２エッチング層３１２には、第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’に対応する第２対応パターン領域部ＤＯＥ１’’’、ＤＯＥ２’’’、ＤＯＥ３’’’が形成される。ここで、第２対応パターン領域部ＤＯＥ１’’’、ＤＯＥ２’’’、ＤＯＥ３’’’は第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’のパターンのとおりにエッチングされてパターニングされるため、第１対応パターン領域部ＤＯＥ１’’、ＤＯＥ２’’、ＤＯＥ３’’と同様に回折格子モジュール１０の回折格子素子ＤＯＥ１、ＤＯＥ２、ＤＯＥ３に対して逆像である。このように製造されたインプリント用ベース基材３１０の第２エッチング層３１２は、回折格子用１次モールド４００として用いられることができる。
図６は、図４（ｃ）に示されたステップまで工程を行った結果を撮影したイメージである。
図７は、図４（ｅ）に示されたステップまで工程を行って製造された回折格子モジュール用１次モールド４００に光を照射した結果を撮影したイメージである。
製造しようとする回折格子モジュール１０の第１回折格子素子ＤＯＥ１に対応する第２対応パターン第１領域部ＤＯＥ１’’’に光を照射した結果、第１領域部ＤＯＥ１’’’上で回折して回折格子モジュール１０の第２回折格子素子ＤＯＥ２に対応する第２対応パターン第２領域部ＤＯＥ２’’’に向かって光が進行し、第２領域部ＤＯＥ’’’上では光が下方に向かって拡張した状態で回折格子モジュール１０の第３回折格子素子ＤＯＥ３に対応する第２対応パターン第３領域部ＤＯＥ３’’’に向かって進行し、第３領域部ＤＯＥ３’’’上では光が回折して最初入射した一面の反対側に進行するのを確認することができた。回折格子モジュール用１次モールド４００を用いて光が所望の経路に進行するのを確認することができたため、回折格子モジュール用１次モールド４００を用いてインプリント工程により製造される回折格子モジュール１０も意図したとおりに光を回折させると共に射出瞳拡大も可能であり、使用者の瞳孔に到達させることも可能であろう。
回折格子モジュール用１次モールド４００を用いて、インプリント工程により回折格子モジュール１０を製造する方法について説明する。
先ず、回折格子モジュール用１次モールド４００上にインプリント用樹脂組成物を塗布する。この場合、回折格子モジュール用１次モールド４００の第２対応パターン領域部ＤＯＥ１’’’、ＤＯＥ２’’’、ＤＯＥ３’’’と対向するように回折格子モジュールベース基材５１０を配置した後に回折格子モジュール用１次モールド４００とインプリント用樹脂組成物を供給することができる。この時、熱または紫外線を加えてインプリント用樹脂組成物が回折格子モジュール用１次モールド４００の第２対応パターン領域部ＤＯＥ１’’’、ＤＯＥ２’’’、ＤＯＥ３’’’上の溝パターンを全て埋めるようにすることができる。
その後、インプリント用樹脂組成物を硬化して第２対応パターン領域部ＤＯＥ１’’’、ＤＯＥ２’’’、ＤＯＥ３’’’に対応する回折格子パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を形成する。それにより、回折格子モジュールベース基材５１０上に回折格子パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３が形成された高屈折樹脂層５２０が配置される（図４（ｆ）参照）。
ここで、インプリント用樹脂組成物は、回折格子モジュール１０上に入射する光が光導波路上で全反射するようにその入射する光を回折させるための回折格子パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を形成する層の素材として用いられるものであるため、シースルー（Ｓｅｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ）光学系を通して瞳孔に入射する虚像イメージの大きさおよび視野角を広げるために高屈折特性を有する樹脂であることが好ましい。一方、回折格子パターンを形成する層の屈折率は、回折格子パターンのナノスケール周期と共にマイクロ光源出力素子から出力された光が回折格子モジュール、第１回折格子パターンＰ１に入射できる光の許容入射角と関連した値である。したがって、回折格子パターンを形成する層の高い屈折率は、前記光の許容入射角の範囲が広く形成されるようにするだけでなく、その入射した光が回折格子パターンにより意図する方向に回折および屈折する光の比率を高めるのに寄与できる。このような回折格子パターンを形成する層の素材としては、例えば、チオール（ｔｈｉｏｌ）系の硫黄化合物が含まれた芳香族基が置換されて形成する硬化性アクリレート系樹脂、ジアリールイソフタレートに２価アルコールが付加されたジアリールイソフタレートおよびジエチレングリコールビスアリールカーボネートの共重合体；キシレンジイソシアネートと１，２−ビスメルカプトエチル−３−メルカプトプロパン、ポリメチルメタクリレート共重合体のうち少なくとも一つを用いた樹脂が好ましい。より高い屈折率を得るためには、無機物ベースのハイブリッド樹脂を用いることが好ましい。ハイブリッド樹脂は、硬化性樹脂をマトリクス（ｍａｔｒｉｘ）にして５０ｎｍ以下の金属酸化物（ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物、タングステン酸化物、ハフニウム酸化物、アルミニウム酸化物）ナノ粒子を一定の比率で混合して得ることができる。それにより、硬化性高分子マトリクス特性としてはインプリント工程の加工性を容易にし、無機物ナノ粒子特性としては屈折率の調節を容易にする。ここで、工程によっては、紫外線または熱による硬化反応のために、各々、光反応性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ）物質または熱硬化のための硬化剤を少量添加することができる。
ここで、回折格子モジュールベース基材５１０は、回折格子モジュール１０の回折格子パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を通じて回折する光が全反射して進行する光導波路の役割をする部分であるため、広い視野角を確保するために回折格子パターンと同一な屈折率を有する透明ガラスまたはプラスチック素材であることが好ましい。例えば、回折格子モジュールベース基材に用いられるプラスチック素材としては、チオール（ｔｈｉｏｌ）系の硫黄化合物が含まれた芳香族基が置換されて形成する硬化性アクリレート系樹脂、ジアリールイソフタレートに２価アルコールが付加されたジアリールイソフタレートおよびジエチレングリコールビスアリールカーボネートの共重合体；キシレンジイソシアネートと１，２−ビスメルカプトエチル−３−メルカプトプロパン、ポリメチルメタクリレート共重合体のうち少なくとも一つを用いた樹脂を熱硬化しフィルムキャスティングおよび研磨により得られる高屈折特性の基材が用いられることができる。より高い屈折率を得るためには、ＴｉＯ２、ＢａＯ２、ＬａＯ２およびＢｉ２Ｏ３からなる群より選択された高屈折酸化物；およびＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２ＯおよびＳｒＯからなる群より選択された１種以上の添加剤が含まれた高屈折ガラス基板が用いられることができ、可視光領域５５０ｎｍ波長において１．６以上２．０以下の屈折率であることが好ましい。
そして、回折格子モジュール用１次モールド４００、高屈折樹脂層５２０および回折格子モジュールベース基材５１０を互いに分離する。
このように製造された高屈折樹脂層５２０および回折格子モジュールベース基材５１０を含む構造物は、回折格子素子ＤＯＥ１、ＤＯＥ２、ＤＯＥ３を含む回折格子モジュール１０であってもよい（図４（ｇ）参照）。
一方、第２側面により製造された複数パターン領域を有するモジュールが回折格子モジュール用１次モールドである場合を仮定すれば、本発明の第３側面による製造方法の一実施形態は、回折格子モジュールを製造するための方法に該当することができる。
先ず、図５（ａ）に示すように、複数パターン領域を有するモジュールである回折格子モジュール用１次モールド６００を準備する。図５（ａ）は、説明の便宜上、第１領域部ＤＯＥ１’の図示を省略し、第２領域部ＤＯＥ２’のパターン、第３領域部ＤＯＥ３’のパターンはその周期が互いに異なり、各パターンの整列も平行しなくてもよいが、これに対する表現は省略した。ここで、回折格子モジュール用１次モールドの複数パターン領域部ＤＯＥ１’、ＤＯＥ２’、ＤＯＥ３’は、回折格子モジュール１０の回折格子素子ＤＯＥ１、ＤＯＥ２、ＤＯＥ３とは逆像である。
そして、回折格子モジュール用１次モールド６００上にインプリント用樹脂組成物を塗布する。この場合、回折格子モジュール用１次モールド６００の複数パターン領域部ＤＯＥ１’、ＤＯＥ２’、ＤＯＥ３’と対向するように回折格子モジュールベース基材７１０を配置した後に回折格子モジュール用１次モールド６００とインプリント用樹脂組成物を供給することができる。この時、熱または紫外線を加えてインプリント用樹脂組成物が回折格子モジュール用１次モールド６００の複数パターン領域部ＤＯＥ１’、ＤＯＥ２’、ＤＯＥ３’上の溝パターンを全て埋めるようにすることができる。
その後、インプリント用樹脂組成物を硬化して回折格子モジュール用１次モールド６００の複数パターン領域部ＤＯＥ１’、ＤＯＥ２’、ＤＯＥ３’に対応する対応パターン領域である回折格子パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を形成する。それにより、回折格子モジュールベース基材７１０上に回折格子パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３が形成された高屈折樹脂層７２０が配置される。ここで、インプリント用樹脂組成物は、回折格子モジュール１０上に入射する光が光導波路上で全反射するようにその入射する光を回折させるための回折格子パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を形成する層の素材として用いられるものであるため、シースルー（Ｓｅｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ）光学系を通して瞳孔に入射する虚像イメージの大きさおよび視野角を広げるために高屈折特性を有する樹脂であることが好ましい。一方、回折格子パターンを形成する層の屈折率は、回折格子パターンのナノスケール周期と共にマイクロ光源出力素子から出力された光が回折格子モジュール、第１回折格子パターンＰ１に入射できる光の許容入射角と関連した値である。したがって、回折格子パターンを形成する層の高い屈折率は、前記光の許容入射角の範囲が広く形成されるようにするだけでなく、その入射した光が回折格子パターンにより意図する方向に回折および屈折する光の比率を高めるのに寄与できる。このような回折格子パターンを形成する層の素材としては、例えば、チオール（ｔｈｉｏｌ）系の硫黄化合物が含まれた芳香族基が置換されて形成する硬化性アクリレート系樹脂、ジアリールイソフタレートに２価アルコールが付加されたジアリールイソフタレートおよびジエチレングリコールビスアリールカーボネートの共重合体；キシレンジイソシアネートと１，２−ビスメルカプトエチル−３−メルカプトプロパン、ポリメチルメタクリレート共重合体のうち少なくとも一つを用いた樹脂が好ましい。より高い屈折率を得るためには、無機物ベースのハイブリッド樹脂を用いることが好ましい。ハイブリッド樹脂は、硬化性樹脂をマトリクス（ｍａｔｒｉｘ）にして５０ｎｍ以下の金属酸化物（ジルコニウム酸化物、チタニウム酸化物、タングステン酸化物、ハフニウム酸化物、アルミニウム酸化物）ナノ粒子を一定の比率で混合して得ることができる。それにより、硬化性高分子マトリクス特性としてはインプリント工程の加工性を容易にし、無機物ナノ粒子特性としては屈折率の調節を容易にする。ここで、工程によっては、紫外線または熱による硬化反応のために、各々、光反応性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒ）物質または熱硬化のための硬化剤を少量添加することができる。
ここで、回折格子モジュールベース基材７１０は、回折格子モジュール１０の回折格子パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３を通じて回折する光が全反射して進行する光導波路の役割をする部分であるため、広い視野角を確保するために回折格子パターンと同一な屈折率を有する透明ガラスまたはプラスチック素材であることが好ましい。例えば、回折格子モジュールベース基材に用いられるプラスチック素材としては、チオール（ｔｈｉｏｌ）系の硫黄化合物が含まれた芳香族基が置換されて形成する硬化性アクリレート系樹脂、ジアリールイソフタレートに２価アルコールが付加されたジアリールイソフタレートおよびジエチレングリコールビスアリールカーボネートの共重合体；キシレンジイソシアネートと１，２−ビスメルカプトエチル−３−メルカプトプロパン、ポリメチルメタクリレート共重合体のうち少なくとも一つを用いた樹脂を熱硬化しフィルムキャスティングおよび研磨により得られる高屈折特性の基材が用いられることができる。より高い屈折率を得るためには、ＴｉＯ２、ＢａＯ２、ＬａＯ２およびＢｉ２Ｏ３からなる群より選択された高屈折酸化物；およびＭｇＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２ＯおよびＳｒＯからなる群より選択された１種以上の添加剤が含まれた高屈折ガラス基板が用いられることができ、可視光領域５５０ｎｍ波長において１．６以上２．０以下の屈折率であることが好ましい。
そして、回折格子モジュール用１次モールド６００、高屈折樹脂層７２０および回折格子モジュールベース基材７１０を互いに分離する。
このように製造された高屈折樹脂層７２０および回折格子モジュールベース基材７１０を含む構造物は、回折格子素子ＤＯＥ１、ＤＯＥ２、ＤＯＥ３を含む回折格子モジュール１０であってもよい（図５（ｂ）参照）。
以上で説明された実施形態は、本技術思想の一部の例を説明したものに過ぎず、本技術思想の範囲は、説明された実施形態に限定されるものではなく、該分野の通常の技術者によって本技術思想の範囲内で様々な変更、変形または置換が可能である。例えば、特定の実施形態において共に説明された構成乃至特徴は互いに分散して実施されてもよく、互いに異なる実施形態の各々で説明された構成乃至特徴は互いに結合した形態で実施されてもよい。それと同様に、各請求項に記載された構成乃至特徴も互いに分散して実施されてもよく、互いに結合して実施されてもよい。そして、上記のような実施は全て本技術思想の範囲に属するとみなすべきである。
１０ ・・・回折格子モジュール
２００ ・・・回折格子モジュール用２次モールド
２１０ ・・・ベース基材
２２０ ・・・第１基材
２３０ ・・・第２基材
Ｐ１’ ・・・第１パターン
Ｐ２’ ・・・第２パターン
Ｐ３’ ・・・第３パターン
Ｃ１ ・・・第１カットライン
Ｃ２ ・・・第２カットライン
Ｃ３ ・・・第３カットライン
ＤＯＥ１ ・・・第１回折格子素子
ＤＯＥ２ ・・・第２回折格子素子
ＤＯＥ３ ・・・第３回折格子素子
ＤＯＥ１’ ・・・第１領域部
ＤＯＥ２’ ・・・第２領域部
ＤＯＥ３’ ・・・第３領域部
２００ ・・・回折格子モジュール用２次モールド
２１０ ・・・ベース基材
２２０ ・・・第１基材
２３０ ・・・第２基材
Ｐ１’ ・・・第１パターン
Ｐ２’ ・・・第２パターン
Ｐ３’ ・・・第３パターン
Ｃ１ ・・・第１カットライン
Ｃ２ ・・・第２カットライン
Ｃ３ ・・・第３カットライン
ＤＯＥ１ ・・・第１回折格子素子
ＤＯＥ２ ・・・第２回折格子素子
ＤＯＥ３ ・・・第３回折格子素子
ＤＯＥ１’ ・・・第１領域部
ＤＯＥ２’ ・・・第２領域部
ＤＯＥ３’ ・・・第３領域部
Claims (11)
- 互いに異なる回折格子パターンを有する第１回折格子素子および第２回折格子素子を含む回折格子モジュールを製造するために複数パターン領域を有するモジュールを製造する方法であって、
（ａ）第１パターンが形成された第１基材をベース基材に配置するステップ、
（ｂ）第１回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウトの第１カットラインを前記第１基材に形成するステップ、
（ｃ）第２回折格子素子のレイアウトに対応するレイアウトの第２カットラインを前記第１基材に形成するステップ、
（ｄ）前記第１カットラインにより定義される第１領域および前記第２カットラインにより定義される第２領域のいずれか一つを前記第１基材から除去するステップ、
（ｅ）第１パターンとは異なる第２パターンが形成されており、前記第１基材から除去された除去領域に対応するレイアウトを有する第２基材を前記除去領域に配置するステップ、および
（ｆ）前記第１領域および第２領域を残して前記第１基材を前記ベース基材から除去するステップ
を含む、複数パターン領域を有するモジュールの製造方法。 - 前記回折格子モジュール内で前記第１回折格子素子および第２回折格子素子の相互間には整列関係が定められており、
前記（ｂ）および（ｃ）ステップにおいては前記整列関係に対応するように第１カットラインまたは第２カットラインを形成する、請求項１に記載の複数パターン領域を有するモジュールの製造方法。 - 前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトと一致する像であり、
前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトと一致する像である、請求項１に記載の複数パターン領域を有するモジュールの製造方法。 - 前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトに対して逆像であり、
前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトに対して逆像である、請求項１に記載の複数パターン領域を有するモジュールの製造方法。 - 前記回折格子モジュールは、前記第１回折格子素子および第２回折格子素子のうち少なくとも一つとは異なる回折格子パターンを有する第３回折格子素子を含み、
前記製造方法は、
（ｇ）第３素子のレイアウトに対応するレイアウトの第３カットラインを前記第１基材に形成するステップをさらに含み、
前記第３カットラインにより第３領域が定義され、
前記（ｆ）ステップは、前記第１領域、第２領域および第３領域を残して前記第１基材を前記ベース基材から除去する、請求項１に記載の複数パターン領域を有するモジュールの製造方法。 - 前記回折格子モジュール内で前記第１回折格子素子、第２回折格子素子および第３回折格子素子の相互間には整列関係が定められており、
前記（ｂ）、（ｃ）および（ｇ）ステップにおいては前記整列関係に対応するように第１カットライン、第２カットラインまたは第３カットラインを形成する、請求項５に記載の複数パターン領域を有するモジュールの製造方法。 - 前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトと一致する像であり、
前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトと一致する像であり、
前記第３カットラインのレイアウトは前記第３回折格子素子のレイアウトと一致する像である、請求項５に記載の複数パターン領域を有するモジュールの製造方法。 - 前記第１カットラインのレイアウトは前記第１回折格子素子のレイアウトに対して逆像であり、
前記第２カットラインのレイアウトは前記第２回折格子素子のレイアウトに対して逆像であり、
前記第３カットラインのレイアウトは前記第３回折格子素子のレイアウトに対して逆像である、請求項５に記載の複数パターン領域を有するモジュールの製造方法。 - 請求項１〜８のいずれか１項に記載の製造方法により製造された複数パターン領域を有するモジュール。
- 前記複数パターン領域を有するモジュールは、互いに異なる回折格子パターンを有する第１回折格子素子および第２回折格子素子を含む回折格子モジュールを製造するための回折格子モジュール用モールドである、請求項９に記載の複数パターン領域を有するモジュール。
- 請求項９に記載の複数パターン領域を有するモジュールを準備するステップ、
前記複数パターン領域を有するモジュール上に樹脂組成物を塗布するステップ、
前記樹脂組成物を硬化して前記複数パターン領域に対応する対応パターン領域を形成するステップ、および
前記複数パターン領域を有するモジュールと前記対応パターン領域を互いに分離するステップ
を含む、回折格子モジュールまたは回折格子モジュール用モールドの製造方法。
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