JP2023542929A - インクジェットプリンティング堆積による可変屈折率プロファイルを有する回折光学素子の作製 - Google Patents
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Abstract
本開示の実施形態は、概して光学デバイスに関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、基板の表面にわたって深さ又は屈折率の少なくとも一方が変化する光学デバイス構造を有する光学デバイス、及び光学デバイスの製造方法に関する。特定の実施形態によれば、インクジェットプロセスを使用して、体積が可変的な光学素子が堆積させられ、当該可変的な光学素子がエッチングされて、回折光学素子（ＤＯＥ）が形成される。体積的に可変的であることが、光学デバイスの厚さ、又は、組み合わせて堆積させられた２つ以上の回折材料の相対的体積に関係しうる。他の実施形態によれば、シングルプロファイルのＤＯＥが基板上に堆積しており、インクジェットプロセスが、体積的に可変的な有機材料をＤＯＥの上に堆積させる。ＤＯＥ及び有機材料がエッチングされて上記構造のプロファイルが変更され、その後、有機材料が除去されて、変更されたプロファイルのＤＯＥが得られる。【選択図】図３
Description
本開示の実施形態は、概して光学デバイスに関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、プロファイル及び又は屈折率が可変的な光学デバイス構造を有する光学デバイス、及び光学デバイスを製造する方法に関する。
回折光学素子（ＤＯＥ：Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔ）は、合波、集光、又は他の機能といった光を操作するソリューションのために使われる一般的な光学素子である。ＤＯＥの応用例として、ユーザの視野内の画像を拡張又は変える仮想現実及び拡張現実製品が挙げられる。仮想現実は、一般的に、コンピュータが生成したシミュレート環境であると考えられ、そこではユーザが物理的に存在しているように見える。仮想現実の経験は、３Ｄで生成可能であり、ユーザの視野内の実際の環境に視覚的に取って代わる仮想現実環境を表示するためのレンズとしてのニアアイディスプレイパネルを有する眼鏡又は他のウェアラブルディスプレイ装置といった、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ：ｈｅａｄ－ｍｏｕｎｔｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ）で見ることができる。
しかしながら、拡張現実では、ユーザが眼鏡又は他のＨＭＤデバイスの表示レンズを介して周囲環境を見ることができるが、表示のために生成され環境の一部として出現する仮想オブジェクトの画像も見ることができる経験が可能となる。拡張現実は、音声入力及び触覚入力といった任意の種類の入力、並びに、ユーザが経験する環境を強化又は拡張する仮想画像、グラフィックス及びビデオを含みうる。新たな技術として、拡張現実には多くの課題及び設計上の制約が存在する。
そのような課題の１つが、周囲環境に重ねて仮想画像を表示することである。拡張導波路コンバイナは、画像を重ねる際に補助するために使用される。生成された光は、拡張導波路コンバイナに入射し（ｉｎ－ｃｏｕｐｌｅ）、拡張導波路コンバイナを通って伝播し、拡張導波コンバイナから出射して（ｏｕｔ－ｃｏｕｐｌｅ）、周囲環境に重ね合わさる。光は、表面レリーフ格子を使用して、拡張導波コンバイナに入射し、及び拡張導波コンバイナから出射する。出射する光の回折効率及び指向性が、十分には制御できない虞がある。
したがって、当該技術分野で必要とされているものは、ＤＯＥ作製のための改良されたシステム及び方法である。
本開示の実施形態は、概して光学デバイスに関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、基板の表面にわたって深さ又は屈折率の少なくとも一方が変化する光学デバイス構造を有する光学デバイス、及び光学デバイスを製造する方法に関する。特定の実施形態によれば、インクジェットプロセスを使用して、体積が可変的な光学素子が堆積させられ、当該可変的な光学素子がエッチングされて、回折光学素子（ＤＯＥ）が形成される。体積的な可変性は、光学デバイスの厚さ、又は、組み合わせて堆積させられた２つ以上の回折材料の相対的体積に関係しうる。他の実施形態によれば、シングルプロファイルのＤＯＥが基板上に堆積しており、インクジェットプロセスが、体積的に可変的な有機材料をＤＯＥの上に堆積させる。ＤＯＥ及び有機材料がエッチングされて上記構造のプロファイルが変更され、その後、有機材料が除去されて、変更されたプロファイルのＤＯＥが得られる。
特定の実施形態によれば、回折光学素子（ＤＯＥ：ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｅｌｅｍｅｎｔ）を作製するためのシステムが開示され、本システムは、１つ以上のプロセッサであって、当該システムに、インクジェットプロセスを使用して、基板の一部分に、厚さを有する膜層を堆積させることであって、膜層が当該膜層の屈折特性を変えるために体積的に変えられる、膜層を堆積させることと、を行わせる１つ以上のプロセッサを備える。
特定の実施形態において、命令を格納する非一過性コンピュータ可読記憶媒体が開示され、命令は、処理システムのプロセッサによって実行されると、処理システムに、基板を受け取ることと、インクジェットプロセスを使用して、基板の一部分に、厚さを有する膜層を堆積させることであって、膜層が当該膜層の屈折特性を変えるために体積的に変えられる、膜層を堆積させることと、を行わせる。
特定の実施形態において、回折光学素子（ＤＯＥ：ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｅｌｅｍｅｎｔ）を作製するためのシステムが開示され、本システムは、１つ以上のプロセッサであって、当該システムに、均一なＤＯＥが設けられた基板を受け取ることと、インクジェットプロセスを使用して、厚さを有しかつ体積的に変えられる膜層をＤＯＥ上に堆積させて、封入された均一なＤＯＥを形成することを行わせる１つ以上のプロセッサを備える。
本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって行うことができ、そのいくつかを添付の図面に示す。しかしながら、添付図面は例示的な実施形態を示しているにすぎず、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、他の等しく有効な実施形態も許容されうることに注意されたい。
理解が容易になるよう、可能な場合には、各図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号を使用した。一実施形態の構成要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれ得ると想定されている。
本開示の実施形態は、概して光学デバイスに関する。より具体的には、本明細書に記載の実施形態は、基板の表面にわたって深さ又は屈折率の少なくとも一方が変化する光学デバイス構造を有する光学デバイス、及び光学デバイスを製造する方法に関する。特定の実施形態によれば、インクジェットプロセスを使用して、体積が可変的な光学素子が堆積させられ、当該可変的な光学素子がエッチングされて、回折光学素子（ＤＯＥ）が形成される。体積的な可変性は、光学デバイスの厚さ、又は、組み合わせて堆積させられた２つ以上の回折材料の相対的な体積に関係しうる。他の実施形態によれば、シングルプロファイルのＤＯＥが基板上に堆積しており、インクジェットプロセスが、体積的に可変的な有機材料をＤＯＥの上に堆積させる。ＤＯＥ及び有機物質がエッチングされて上記構造のプロファイルが変更され、その後、有機物質が除去されて、変更されたプロファイルのＤＯＥが得られる。
従来では、可変的な厚さプロファイルを有するＤＯＥは、オーバーコート（ｏｖｅｒｃｏａｔ）、フォトリソグラフィ、及びエッチングを含む、ＤＯＥの可変的なプロファイルを定めるための複数のステップを要する反復プロセスを介して開発されてきた。時間が掛かり高価であることに加えて、繰り返して堆積されてエッチングされた各層には、プロセスエラー、汚染、誤配置などを介して、エラーが追加的に導入されるリスクが伴う。
特定の実施形態によれば、従来のアプローチの欠点は、インクジェットプロセスを使用して可変プロファイル構造を基板上に堆積させ、当該構造をエッチングして所望の輪郭を描くＤＯＥを得ることで、少なくとも部分的に回避することができる。幾つかの実施形態において、可変プロファイル構造は、インクジェット堆積プロセスの可変的なフロー特性を使用して、堆積された構造のコースにわたって可変的な厚さを提供するために、体積的に可変である。他の実施形態において、可変プロファイル構造は、厚さを一定の厚さに維持しつつ、様々な屈折率（ＲＩ）特性を有する材料の可変的な体積を提供するために、体積的に可変である。いくつかの実施形態によれば、プロファイルは、様々なＲＩ特性を有する材料の可変的な組成に加えて、可変的な厚さを有しうる。
例示的なシステム
例示的なシステム
図１は、特定の実施形態に係る、可変屈折率（ＲＩ：ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ ｉｎｄｅｘ）プロファイルを有する回折光学素子（ＤＯＥ）を作製するためのシステム１００を示している。前処理システム１０４が、後述するインクジェット堆積システム１０８を使用して１つ以上の構造を堆積させる前に基板を処理するための１つ以上のシステムを含む。前処理システム１０４は、化学気相堆積（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、原子層堆積（ＡＬＤ：ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ：ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）といった、任意の種類の堆積プロセス、エピタキシベースの処理システムなど、又は、基板上に材料を堆積させることができ又は基板上での材料の蓄積を別様に提供することができる他のシステムを含みうる。前処理システム１０４は、単独で、又は堆積プロセスを実行できるシステムと組み合わせて、基板及び／又は当該基板上に堆積した材料をエッチングすることができる１つ以上のシステムをさらに含みうる。前処理システム１０４は、基板又は当該基板上に設けられた材料に所望のパターンを適用するための耐エッチングマスクといった、１つ以上の処理マスクを適用するためのシステムをさらに含みうる。例として、フォトレジストシステムが、スピンコーティングシステム、フォトリソグラフィシステム、上記のような堆積システム、又は、単独で、若しくは上述したような堆積及びエッチングのためのシステムと組み合わせて、処理マスクを適用することができる他のシステムを含みうる。当業者には分かるであろうが、研磨、洗浄、又は、インクジェット堆積システム１０８による堆積の前に必要となりうる他のプロセスなど、基板を前処理するための他のシステムが存在しうる。
前処理システム１０４の結果として、インクジェット堆積システム１０８によるさらなる処理のために、１つ以上のＤＯＥ構造を含みうる又はＤＯＥ構造を含まない可能性がある基板が、提供される。
インクジェット堆積システム１０８は、液体、液体と粒状物質の組み合わせ、又はこれら（集合的に「液体（ｆｌｕｉｄ）」）の１つ以上の組み合わせの所定の体積（ｖｏｌｕｍｅ）を提供することができるシステムであり、上記所定の体積は、ノズル内に堆積させられる液滴でまとめられている。インクジェット堆積システム１０８は、１つより多いノズルを含みうる。流体の例には、フォトレジストマスク有機膜に似た有機膜液、その屈折率（ＲＩ）特性のために選択された液体であって、ダイヤモンドといった粒子を含みうる液体、又は、高ＲＩ特性を有する他の材料が含まれる。有機膜の例は、紫外線硬化性エポキシ、熱硬化性エポキシ、及び／又はアクリレートを含み、屈折率材料の例は、ナノ粒子／ナノダイヤモンドインク、ゾルゲルインクといった無機薄膜材料を含む。ゾル－ゲル材料の例は、チタンイソプロポキシド、チタン（ＩＶ）ブトキシドを含む。ナノ粒子を含む材料の場合、このようなナノ粒子の例は、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２を含む。ここでいうインクジェット堆積システム１０８の一例が、ズース マイクロテック（ＳＵＳＳ ＭＩＣＲＯＴＥＣ）社のＬＰ５０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｋｊｅｔ Ｐｒｉｎｔｅｒを含む。
１つ以上のノズル及び関連するポンプは、各液滴において所定の体積の液体を提供し、単位時間当たりに堆積させる液滴の数を変えることができ、インクジェット堆積システム１０８が、基板上に堆積される材料の厚さを変えることを可能にする。単位時間あたりに堆積させる液滴の数を変えることで、ウェッジといった可変的なプロファイル形状の材料を、基板上に堆積させることができる。代替的又は追加的に、液滴に含まれる２つ以上の液体の相対的体積（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｖｏｌｕｍｅ）を変えることができ、線形的、指数関数的、幾何学的、又は可変的なレートで変化する可変屈折率の特性を有する一貫したプロファイル形状を、基板上に堆積させることが可能となる。いくつかの実施形態によれば、堆積させられる液体を構成する材料の相対的体積は、可変的な体積により堆積させることができ、堆積中に液体の相対的体積が変化するにつれて追加的に変化しうる可変プロファイル構造が可能となる。
システム１００は、インクジェット堆積システム１０８によって堆積された構造内にフォトレジストを堆積させるためのフォトレジストシステム１１２をさらに含む。堆積させられるフォトレジストは、ポジ又はネガトーンのフォトレジストといった有機フォトレジスト材料、金属含有ハードマスク、炭素含有ハードマスク、有機平坦化層、又は他の適切なフォトレジストマスクでありうる。堆積させられるフォトレジストマスクは、フォトレジストシステム１１２によって、フォトリソグラフィ、ＰＶＤ、ＣＶＤ、プラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ：ｐｌａｓｍａ ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）、流動性ＣＶＤ（ＦＣＶＤ：ｆｌｏｗａｂｌｅ ＣＶＤ）、ＡＬＤ、及びスピンオンプロセスのうちの１つ以上を含みうる適切なプロセスによって、さらにパターニングされうる。インクジェット堆積システム１０８内での堆積の後の特定の実施形態において、基板は、任意選択的に、以下に説明するような用途のためにフォトレジストシステム１１２を飛び越えて進むことができ、その場合に、インクジェット堆積システム１０８によって堆積された材料が、エッチングシステム１１６内で直接的にエッチングされる。
システム１００は、インクジェット堆積システム１０８及び（必要に応じて）フォトレジストシステム１１２による堆積の後に、基板をエッチングするためのエッチシステム１１６をさらに含む。好適なエッチングプロセスは、ウェットエッチング、ドライエッチング、反応性イオンエッチング、プラズマエッチングを含むが、これらに限定されない。特定の実施形態によれば、エッチングシステム１１６が、堆積させられたパターニングされたマスクに従って、インクジェット堆積した材料をエッチングして、可変ＲＩプロファイルを有する１つ以上のＤＯＥ構造を形成するために使用される。可変ＲＩプロファイルは、構造の形状にわたる可変的な厚さ、２つ以上の堆積した材料の可変的な相対的体積濃度、又はこれらの組み合わせに因り、可変的なＲＩ特性を有しうる。システム１００から得られる可変的なＲＩプロファイル構造については、以下でさらに説明する。エッチングシステム１１６は、破片を除去しかつエッチングプロセスがもたらした構造的異常を洗浄するための１つ以上の洗浄システムをさらに含む。
システム１００は、浸潤システム１２０をさらに含む。エッチングプロセス、及びシステム１００の他の部分に関連付けられたアニールプロセス（図示せず）の結果として、得られたＤＯＥ構造にボイド又は隙間が形成されることがある。特定の実施形態によれば、ＤＯＥとなる構造が堆積された後に、ＤＯＥを形成するためのエッチングの前又は後で、アニールプロセスが実施されうる。ＤＯＥの屈折特性への影響を緩和するために、基板上に形成されたＤＯＥは、任意選択的に、浸潤システム１２０に提供されうる。浸潤プロセスの例には、ＡＬＤ又は化学気相堆積（ＣＶＤ）が含まれ、浸潤前駆体の例には、［Ｔｉ（ＮＭｅ２）４］（ＴＤＭＡＴ）、ＴｉＣｌ４、及び［Ｔｉ（ｉＯＰｒ）４］（ＴＴＩＰ）が含まれる。ここでいう浸潤プロセスは、光学構造内の隙間を埋めるために、光学構造内に浸潤前駆体を提供する。特定の実施形態において、浸潤プロセスにより、光学構造の上に膜層が残ることがあり、これは除去することができる。
図２は、特定の実施形態に係る、可変屈折率プロファイルを有する回折光学素子の作製のためのフロー図２００を示している。ブロック２０４において、図３の工程３０８に示される基板３０４のような基板が、例えば、図１の前処理システム１０４によって処理される。ブロック２０８において、インクジェット堆積システム１０８が、図３の工程３１２に示されるように、インクジェットノズル３２４を使用して、可変的なＲＩ勾配を有する光学構造３１４を基板３０４上に堆積させる。可変的なＲＩ勾配は、堆積させられる液滴の体積を変えることで実現することができ、その結果、図３に描かれたウェッジといった可変的な厚さプロファイルを有する構造が得られる。
ブロック２１２において、フォトレジストシステム１１２が、図３の工程３１６に示されるように、光学構造３１４上にフォトレジストマスク３２８を施す。特定の実施形態によれば、フォトレジストマスク３２８は、パターン３３２を含みうる。
ブロック２１６において、エッチングシステム１１６が、図３の工程３２０に示されるように、光学構造３１４及びフォトレジストマスク３２８をエッチングし、その結果、光学構造３１４が、所望の可変的なＲＩプロファイルを有するＤＯＥとなる。この文脈では、エッチングシステム１１６は、イオンビームエッチングシステムを含みうるが、他の実施形態において、ドライエッチングシステムが利用される。ブロック２２０において、光学構造３１４及び基板３０４が洗浄され、幾つかの実施形態では、光学構造３１４に形成された隙間の緩和のために浸潤システム１２０に提供される。幾つかの実施形態において、洗浄プロセスがＯ２アッシング（灰化）プロセスを利用し、他の実施形態において、湿式洗浄プロセスが利用されうる。
代替的に、ブロック２０４において、図４の工程４０８に示される基板４０４のような基板が、例えば、図１の前処理システム１０４によって処理される。ブロック２０８において、インクジェット堆積システム１０８が、図４の工程４１２に示されるように、インクジェットノズル４２４Ａ及び４２４Ｂを使用して、可変的なＲＩ勾配を有する光学構造４１４を基板４０４上に堆積させる。
特定の実施形態によれば、インクジェットノズル４２４Ａは、第１の溶液を堆積させる。第１の溶液は、ゾル－ゲル溶液又はナノ粒子溶液であってもよい。第１の溶液は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、シリコンオキシカーバイド（ＳｉＯＣ）、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び／又は二酸化チタン（ＴｉＯ２）を含みうる。第１の溶液中のＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、ＺｒＯ２、及び／又はＴｉＯ２の比率は、第１の屈折率をもたらすように制御される。例えば、第１の溶液は、ＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、及び／又はＺｒＯ２に対して第１の比率のＴｉＯ２を含みうる。一実施形態において、ＳｉＯ２のゾル－ゲル前駆体は、オルトケイ酸テトラメチル（ＴＭＯＳ）、メチルトリメトキシシラン（ＭＴＭＳ）、及びオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）を含みうる。
特定の実施形態によれば、インクジェットノズル４２４Ｂは、第２の溶液を堆積させる。第２の溶液は、ゾルーゲル溶液又はナノ粒子溶液でありうる。第２の溶液は、ＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、ＺｒＯ２、及び／又はＴｉＯ２を含むことができる。第２の溶液中のＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、ＺｒＯ２、及び／又はＴｉＯ２の比率は、第２の屈折率をもたらすように制御される。第２の屈折率は、第１の屈折率とは異なっていてよい。例えば、第２の溶液は、第１の屈折率よりも高い屈折率となる第２の屈折率をもたらすように、ＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、及び／又はＺｒＯ２に対して、第１の比率よりも高い比率となる第２の比率のＴｉＯ２を含んでよく、或いは、第２の比率は、第１の屈折率よりも低い屈折率となる第２の屈折率をもたらすように、ＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、及び／又はＺｒＯ２に対して、第１の比率よりも低い比率のＴｉＯ２を有してもよい。
光学構造４１４の堆積中に、インクジェットノズル４２４Ａ及びインクジェットノズル４２４Ｂから堆積させられる液滴の相対的体積を変えて、各ノズルにより堆積させられる体積を調整することで各ノズルによって提供される材料のそれぞれの相対濃度を変えることによって、可変ＲＩ勾配を実現することができ、結果的に、図４に示すような可変的なＲＩ勾配プロファイルを有する構造が得られる。特定の実施形態によれば、可変的なＲＩ勾配は、図３及び４に示された技術を組み合わせることによって実現されうる。
代替的な例を続けると、ブロック２１２において、フォトレジストシステム１１２が、図４の工程４１６に示されるように、光学構造４１４上にフォトレジストマスク４２８を施す。特定の実施形態によれば、フォトレジストマスク４２８は、パターン４３２を含みうる。
代替的な例を続けると、ブロック２１６において、エッチングシステム１１６が、図４の工程４２０に示されるように、光学構造４１４及びフォトレジストマスク４２８をエッチングし、その結果、光学構造４１４が、所望の可変的なＲＩプロファイルを有するＤＯＥとなる。ブロック２２０において、光学構造４１４及び基板４０４が洗浄され、幾つかの実施形態において、光学構造４１４に形成された隙間の緩和のために浸潤システム１２０に提供される。
図５は、特定の実施形態に係る、可変屈折率プロファイルを有する回折光学素子の作製のための方法５００を示している。ブロック５０４において、インクジェット堆積システム１０８が、基板３０４を受け取る。
ブロック５０８において、インクジェット堆積システム１０８は、インクジェットプロセスを使用して、基板３０４の一部分又は基板４０４の上に、図３の光学構造３１４又は図４の光学構造４１４といった、厚さを有する光学構造を堆積させ、ここで、光学構造は、当該光学構造の屈折特性を変えるために体積的に変えられる。
図６は、特定の実施形態に係る、可変屈折率プロファイルを有する回折光学素子の作製のためのフロー図６００を示している。ブロック６０４において、図７に示される基板７０４のような基板が、前処理システム１０４内で処理され、ブロック６０８において、図７の工程７１０で示されるように、前処理システム１０４によってＤＯＥ７０８が堆積されている。
ブロック６１２において、インクジェット堆積システム１０８は、図７の工程７１６に示されるように、インクジェットノズル７１４を用いてＤＯＥ７０８上に有機膜７１２を堆積させて、封入されたＤＯＥを形成する。有機膜７１２は、ウェッジに似た不規則な形状（又は、基板７０４の上面又は下面に対して非平行な上面を有する他の形状）のプロファイルを有するが、可変的な厚さを有する任意の形状を、インクジェットノズル７１４によって堆積させることができる。例として、有機膜７１２は、三角形のプロファイル、又は４より多い辺を有する形状でありうる。特定の実施形態において、有機膜７１２は、矩形、又は方形などのプロファイルを有する。
ブロック６１６において、エッチングシステム１１６は、図７の工程７１８に示されるように、ＤＯＥ７０８及び有機膜７１２をエッチングして、ＤＯＥ７０８が、封入された輪郭を描く（ｐｒｏｆｉｌｅｄ）ＤＯＥを形成する可変屈折率プロファイルを有するようにする。
ブロック６２０において、図７の工程７２０に示されるように、基板７０４及びＤＯＥ７０８が洗浄されて、有機膜７１２が除去される。特定の実施形態によれば、基板７０４及びＤＯＥ７０８は、浸潤システム１２０によってさらに処理されうる。
図８は、特定の実施形態に係る、可変屈折率プロファイルを有する回折光学素子の作製のための方法８００を示している。
ブロック８０４において、インクジェット堆積システム１０８は、均一なＤＯＥが設けられた基板を受け取る。
ブロック８０８において、インクジェット堆積システム１０８は、インクジェットプロセスを使用して、厚さを有する膜層であって、体積的に変えられた膜層をＤＯＥ上に堆積させて、封入された均一なＤＯＥを形成する。
例示的な処理システム
例示的な処理システム
図９は、図１～図８に関して記載したような、特定の実施形態に係る、システム、並びに、可変屈折率プロファイルを有する回折光学素子を製造するための方法及びシステムを操作するために使用されうる例示的な処理システムを示している。
処理システム９００は、データバス９１６に接続された中央処理ユニット（ＣＰＵ）９０２を含む。ＣＰＵ９０２は、例えば、メモリ９０８又はストレージ９１０に格納されたコンピュータ実行可能な命令を処理して、処理システム９００に、例えば、図２、図５、図６、及び図８に関して本明細書に記載された方法を実行させるよう構成されている。ＣＰＵ９０２は、単一のＣＰＵ、複数のＣＰＵ、複数の処理コアを有する単一のＣＰＵ、及び、コンピュータ実行可能な命令を実行できる他の形態による処理アーキテクチャを代表するように、含まれている。
処理システム９００は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス９１２、及びインタフェース９０４をさらに含み、これにより、処理システム９００は、例えばキーボード、ディスプレイ、マウスデバイス、ペン入力、及び処理システム９００との相互作用を可能にする他のデバイスといった、入力／出力デバイス９１２と接続することが可能となる。処理システム９００は、物理的接続及び無線接続を介して、外部のＩ／Ｏデバイス（例えば、外部ディスプレイデバイス）と接続できることに注意されたい。
処理システム９００は、ネットワークインタフェース９０６をさらに含み、このネットワークインタフェース９０６は、処理システム９００に、外部ネットワーク９１４へのアクセス、及びこれにより外部の計算装置へのアクセスを提供する。
処理システム９００はメモリ９０８をさらに備え、メモリ９０８は、本例では、図２、図５、図６、及び図８に記載された動作を実行するための、受信コンポーネント９１８、堆積コンポーネント９２０、フォトレジストコンポーネント９２２、エッチングコンポーネント９２４、及び浸潤コンポーネント９２６を含む。
なお、図９では、簡略化のため単一のメモリ９０８として示されているが、メモリ９０８に格納される様々な態様は、処理システム９００から離れたメモリを含む様々な物理メモリに格納することができ、ＣＰＵ９０２はこれらすべてに、バス９１６といった内部データ接続を介してアクセスすることできる。
ストレージ９１０は、図１～図８に関連して説明されるような、基板データ９２８、光学構造データ９３０、体積データ９３２、ＤＯＥデータ９３４、堆積データ９３６、フォトレジストデータ９３８、エッチングデータ９４０、及び浸潤データ９４２をさらに含む。
図９には示されていないが、他のデータがストレージ９１０に含まれうる。
メモリ９０８のように、図９では、簡略化のために単一のストレージ９１０が示されているが、ストレージ９１０に格納される様々な態様が、様々な物理的ストレージに格納することができ、
ＣＰＵ９０２はこれらすべてに、バス９１６といった内部データ接続、又は、ネットワークインタフェース９０６といった外部接続を介してアクセスすることできる。当業者であれば、処理システム９００の１つ以上の要素が遠隔に位置することができ、ネットワーク９１４を介してアクセスできることが分かるであろう。
ＣＰＵ９０２はこれらすべてに、バス９１６といった内部データ接続、又は、ネットワークインタフェース９０６といった外部接続を介してアクセスすることできる。当業者であれば、処理システム９００の１つ以上の要素が遠隔に位置することができ、ネットワーク９１４を介してアクセスできることが分かるであろう。
先の記載は、当業者であれば誰でも、本明細書に記載された様々な実施形態を実践できるように提供されている。本明細書で述べた例は、特許請求の範囲に記載される範囲、利用可能性、又は実施形態を限定するものではない。これらの実施形態に対する様々な変更が、当業者には容易に分かり、本明細書で規定される包括的な原則は、他の実施形態に適用することができる。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、上述の要素の機能及び配置に対して変更を加えることができる。様々な実施例では、様々な手順又は構成要素を適宜省略し置換し、追加することができる。例えば、記載された方法は、記載されたものとは異なる順序で実行されてよく、及び／又は、様々なステップが追加され、省略され、又は組み合わされてよい。加えて、幾つかの例に関して記載された特徴を、幾つかの他の例において組み合わせることができる。例えば、本明細書に記載された任意の数の態様を使用して、装置を実現し、又は方法を実施することができる。加えて、本開示の範囲は、本明細書に記載された本開示の様々な態様に加えて又は当該態様とは別の他の構造、機能性、又は構造及び機能性を使用して実施されるこのような装置又は方法をカバーすることが意図される。本明細書に開示された本開示の任意の態様が、請求項の１つ以上の要素によって具現化されうると理解されたい。
本明細書では、「例示的な（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」という用語は、「例、事例、又は実例として機能する」という意味している。本明細書において「例示的」と記載された任意の態様は、必ずしも他の態様よりも好ましい又は有利であると解釈するべきではない。
本明細書では、項目のリストの「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」に言及する表現は、単一のメンバを含むこれらの項目の任意の組み合わせを指している。一例として、「ａ、ｂ、ｃのうち少なくとも１つ」は、ａ、ｂ、ｃ、ａ－ｂ、ａ－ｃ、ｂ－ｃ、ａ－ｂ－ｃのほか、同じ要素の倍数との組み合わせ（例えば、ａ－ａ、ａ－ａ、ａ－ａ－ｂ、ａ－ａ－ｃ、ａ－ｂ－ｂ、ａ－ｃ－ｃ、ｂ－ｂ、ｂ－ｂ－ｂ、ｂ－ｂ－ｃ、ｃ－ｃ、及びｃ－ｃ－ｃ、又はａ、ｂ及びｃの任意の他の順序）が意図されている。
本明細書では、「決定する（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」という用語は、多種多様な動作を包含する。例えば、「決定する」は、計算、演算、処理、導出、調査、ルックアップ（例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造でルックアップ）、確認等を含みうる。また、「決定する」には、受信（例えば、情報の受信）、アクセス（例えば、メモリ内のデータへのアクセス）等が含まれうる。また、「決定する」には、解決する、選択する、選ぶ、確立するなどが含まれうる。
本明細書に開示される方法は、方法を達成するための１つ以上のステップ又はアクションを含んでいる。方法のステップ及び／又はアクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく、互いに交換されうる。言い換えれば、特定の順序のステップ又はアクションが指定されていない限り、特定のステップ及び／又はアクションの順序及び／又は使用は、請求項の範囲から逸脱することなく変更することができる。さらに、上述した方法の様々な動作が、対応する機能を実行することができる任意の適切な手段によって実施されうる。上記手段は、回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、又はプロセッサを含むがこれらに限定されない、様々なハードウェア及び／又はソフトウェアコンポーネント及び／又はモジュールを含みうる。概して、図に示された動作がある場合に、これらの動作は、同様に付番された、対応するミーンズプラスファンクション（ｍｅａｎｓ－ｐｌｕｓ－ｆｕｎｃｔｉｏｎ）構成要素を有しうる。
以下の特許請求の範囲は、本明細書で示された実施形態に限定することを意図したものではなく、特許請求の範囲の文言と一致する全範囲を与えるものである。クレームでは、単数形の要素への言及は、特に明記されていない限り、「１つだけ（ｏｎｅ ａｎｄ ｏｎｌｙ ｏｎｅ）」という意味ではなく、「１つ以上（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」という意味を意図している。特に断りのない限り、「幾つか（ｓｏｍｅ）」という用語は、１つ以上のものを指している。クレーム要素は、その要素が「～のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という表現で明示的に記載されているか、又は方法クレームの場合は「～のためのステップ（ｓｔｅｐ ｆｏｒ）」という表現を使用して記載されていなければ、米国特許法１１２条（ｆ）の規定に基づいて解釈されることはないものとする。当業者にとって既知であるか又は後に既知となる、本開示を通じて記載される様々な態様の要素に対する構造的及び機能的同均等物は、参照により本明細書に明示的に組み込まれ、請求項に包含されることが意図されている。さらに、本明細書に開示されたものは、そのような開示が特許請求の範囲に明示的に記載されているどうかにかかわらず、公衆に捧げられることが意図されていない。
以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されてよく、本開示の範囲は、下記の特許請求の範囲によって規定される。
Claims (20)
- 回折光学素子（ＤＯＥ：ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｅｌｅｍｅｎｔ）を作製するためのシステムであって、
１つ以上のプロセッサであって、前記システムに、
基板を受け取ることと、
インクジェットプロセスを使用して、前記基板の一部分に、厚さを有する光学構造を堆積させることであって、前記光学構造が当該光学構造の屈折特性を変えるために体積的に変えられる、堆積させることと、
を行わせるよう構成された１つ以上のプロセッサ
を備える、システム。 - 前記１つ以上のプロセッサが、前記システムに、パターニングされたフォトレジスト層を前記光学構造の上に堆積させるようさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
- 前記１つ以上のプロセッサが、前記システムに、前記パターニングされたフォトレジスト層に基づいて前記光学構造をエッチングして、ＤＯＥを形成するようさらに構成される、請求項２に記載のシステム。
- 前記光学構造が、無機光学構造である、請求項３に記載のシステム。
- 前記光学構造の前記厚さを変えることで、前記光学構造が体積的に変えられる、請求項３に記載のシステム。
- 前記光学構造が、第１の屈折率を有する第１の材料と、第２の屈折率を有する第２の材料と、を含み、前記第１の材料及び前記第２の材料の体積を変えることで、前記光学構造が体積的に変えられる、請求項３に記載のシステム。
- 前記光学構造の前記厚さが一定である、請求項６に記載のシステム。
- 命令を格納する非一過性コンピュータ可読記憶媒体であって、
前記命令が、処理システムのプロセッサによって実行されると、前記処理システムに、
基板を受け取ることと、
インクジェットプロセスを使用して、前記基板の一部分に、厚さを有する光学構造を堆積させることであって、前記光学構造が当該光学構造の屈折特性を変えるために体積的に変えられる、堆積させることと、
を行わせる、非一過性コンピュータ可読記憶媒体。 - １つ以上の前記プロセッサが、前記システムに、パターニングされたフォトレジスト層を前記光学構造の上に堆積させるようさらに構成される、請求項８に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記１つ以上のプロセッサが、前記システムに、前記パターニングされたフォトレジスト層に基づいて前記光学構造をエッチングして、回折格子素子（ＤＯＥ）を形成させるようさらに構成される、請求項９に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記光学構造の前記厚さを変えることで、前記光学構造が体積的に変えられる、請求項１０に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記光学構造が、第１の屈折率を有する第１の材料と、第２の屈折率を有する第２の材料と、を含み、前記第１の材料及び前記第２の材料の体積を変えることで、前記光学構造が体積的に変えられる、請求項１０に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
- 前記光学構造の前記厚さが一定である、請求項１２に記載の非一過性コンピュータ可読記憶媒体。
- 回折光学素子（ＤＯＥ：ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ ｏｐｔｉｃｓ ｅｌｅｍｅｎｔ）を作製するためのシステムであって、
１つ以上のプロセッサであって、前記システムに、
均一なＤＯＥが設けられた基板を受け取ることと、
インクジェットプロセスを使用して、厚さを有しかつ体積的に変えられる膜層を前記ＤＯＥ上に堆積させて、封入された均一なＤＯＥを形成することと、
を行わせる１つ以上のプロセッサ
を備える、システム。 - 前記１つ以上のプロセッサが、前記システムに、前記封入された均一なＤＯＥをエッチングして、封入された輪郭を描くＤＯＥを形成するようさらに構成される、請求項１４に記載のシステム。
- 前記１つ以上のプロセッサが、前記システムに、前記膜層を除去させるようさらに構成される、請求項１５に記載のシステム。
- 前記膜層が、有機膜層である、請求項１６に記載のシステム。
- 前記膜層の前記厚さを変えることで、前記膜層が体積的に変えられる、請求項１６に記載のシステム。
- 前記膜層が、第１のエッチング選択性を有する第１の材料と、第２のエッチング選択性を有する第２の材料と、を含み、前記第１の材料及び前記第２の材料の体積を変えることで、前記膜層が体積的に変えられる、請求項１６に記載のシステム。
- 前記膜層の前記厚さが一定である、請求項１９に記載のシステム。
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