JP2024507280A - ダイヤモンド・ディスプレイガラス上にモノリシックに集積した導波路センサーシステムと方法 - Google Patents

Abstract

【要約】透明ディスプレイは、透明基板と、少なくとも一部がダイヤモンド導波路を画定するように前記透明基板上に形成されたパターン化ダイヤモンド層とを含むディスプレイを含む。前記ダイヤモンド導波路によって少なくとも２つの電子機器を接続することができ、センサー、変換器、または通信、制御、またはデータ処理電子回路を含む電子回路を含むことができる。【選択図】 図１

Description

本開示は、２０２０年１２月２９日に出願された米国仮出願第６３／１３１、５４１号の優先権の利益を主張する非仮特許出願の一部であり、参照によりその全体が組み込まれる。

本開示は、透明ダイヤモンド・オプトエレクトロニクスをサポートする材料およびコーティングの分野に関する。より具体的には、電子機器に使用できるような多層ダイヤモンド・ディスプレイ・システムにセンサーを統合するためのシステムおよび方法が記載されている。

ダイヤモンドは光学的、機械的、半導体的に有利な性能特性を有しており、ディスプレイやレンズ材料などの民生用電子部品や材料に関連するものを含め、透明エレクトロニクスやオプトエレクトロニクスを実現する可能性がある。これらの用途では、硬度、耐傷性、耐水性の向上など、厳しい設計要件が含まれることが多い。また、このような用途では、例えば、熱、生物学的、化学的等のセンサー部品が必要とされる。ダイヤモンドは、こうした厳しい設計要件や機能性への対応に適しているが、民生用電子機器への実用的な応用は、製造コストや製造工程の制約により制限されてきた。このような問題を軽減または解消する材料、構造、工程が必要とされている。

本開示の非限定的かつ非網羅的な実施形態が、以下の図を参照して説明され、ここで、同様の参照数字は、特に指定されない限り、様々な図を通して同様の部品を指す。
図１は、センサーを集積するための集積光導波路構造を有する例示的なディスプレイガラス・システムの概略図である。 図２は、センサー内蔵用ダイヤモンド導波路を有するディスプレイガラス・システムの製造方法の一実施形態である。 図３は、多結晶ダイヤモンドおよび／またはナノ結晶ダイヤモンドコーティングを施した光導波路を有するディスプレイ用ガラス・システムの製造方法の一実施形態である。

民生用電子機器や産業用電子機器は、ユーザーの体験を向上させるために、多種多様なセンサーや変換器を搭載するようになってきている。一例として、最近の携帯電話には、温度（回路の保護など）、医療（心拍数など）、化学（水などの液体など）目的のセンサーが組み込まれていることが多い。センサーを広範囲に組み込んだ他の電子機器としては、バーチャルリアリティヘッドセット、保護フェイスシールド、ヘッドアップ表示装置、カメラ、テレビなどがあるが、これらに限定されるものではない。携帯電話やその他の機器に組み込まれている、あるいは組み込まれることが想定されている環境センサーや変換器の例としては、可視光、赤外線、温度、検出された化学物質、近接、圧力に反応するものを挙げることができる。生物学的センサーの例としては、心拍数、血中酸素、血圧、指紋、ガルバニック皮膚反応、ＥＥＧ／ＥＫＧ、脳波などの監視を挙げることができる。電気機械式センサーや変換器の例としては、スピーカー、マイク、ジャイロスコープ、加速度計、無線電力、光電力、量子セキュリティ部品などがある。

これらのセンサーや変換器の多くは、パッシブまたはユーザー対話型ディスプレイに埋め込むことができる。同様に、センサー、変換器、外部回路間の通信リンクもディスプレイに埋め込むことができる。質の高いユーザー体験を維持するために、これらのセンサー、変換器、および通信リンク間は可視光に対して透明にすることができる。ディスプレイ・システムに組み込まれた透明光導波路は、これらの通信リンクを容易にすることができ、またそのように期待されている。

有利なことに、ダイヤモンドは可視光スペクトルにわたって広い光透過性を有するため、ディスプレイガラスの保護膜として使用することができる。ダイヤモンドは、非常に高い硬度や熱伝導性などの有用な物理的特性を持つことが知られており、ディスプレイガラスの耐傷性や温度管理を改善することができる。疎水性や化学的・生物学的不活性といったダイヤモンドの他の特性も、ディスプレイガラスの保護膜として非常に望ましい。ダイヤモンドと、他の炭素化合物を含む他の材料を多層に組み合わせることで、これらの特性をさらに高めることができる。

本開示は、最新のディスプレイ・システムにセンサーや変換器を統合するための透明な光導波路を可能にするダイヤモンドの使用について説明する。本発明において、ダイヤモンドは、光導波路、ガラス光導波路の保護コーティング、および／またはディスプレイ・システムの表面保護剤として使用される。本明細書に開示されるのは、ダイヤモンドコーティングされた光学的に透明なディスプレイガラスシステムにセンサーを統合するための新規かつ改良されたシステムおよび方法である。本アプローチの一態様によれば、センサーを内蔵した光学的に透明なディスプレイガラスシステムは、光学的に透明な単層（例えば、アルミノケイ酸塩）または多層ガラス基板を含むことができる。一実施形態では、多結晶ダイヤモンド、ナノ結晶ダイヤモンド（すなわち、粒径が約１００ｎｍ未満）、または多結晶ダイヤモンドとナノ結晶ダイヤモンドの組み合わせを、ガラス基板をコーティングするダイヤモンド膜、およびダイヤモンド膜コーティングに形成される光導波路に含めることができる。事実上、低コストで、耐久性があり、有用なディスプレイ構造は、センサー、変換器、または通信、制御、またはデータ処理電子回路を含む電子回路のうちの少なくとも１つである少なくとも２つの電子機器を含むことができる。前記電子機器は、ダイヤモンド導波路透明基板と、ダイヤモンド導波路を少なくとも部分的に画定するために透明基板上に形成されたパターン化ダイヤモンド層とによって接続することができる。

本アプローチの別の態様によれば、光学的に透明なディスプレイガラスシステムを製造する方法は、（１）単層または多層ガラス基板を選択する工程と、（２）前記基板を洗浄し、シードする工程と、（３）メタン、水素、およびアルゴンの原料ガスが添加されるリアクターを有する化学蒸着システムを使用して、前記ガラス基板上に多結晶ダイヤモンドおよび／またはナノ結晶ダイヤモンドを含むダイヤモンド膜を形成する工程と、（４）半導体リソグラフィーを使用して光導波路構造をパターニングする工程と、（５）反応性イオンエッチングを使用して前記ダイヤモンドに光導波路構造を形成する工程と、を含む。

別の実施形態では、導波路を組み込んだ透明ディスプレイを形成する方法は、透明基板を提供する工程と、透明基板上に多結晶ダイヤモンドおよび／またはナノ結晶ダイヤモンドを含むダイヤモンド薄膜を形成する工程とを含む。前記ダイヤモンド薄膜中の光導波路構造もまた、多結晶ダイヤモンドおよび／またはナノ結晶ダイヤモンドを含むことができ、エッチングによってパターニングすることができ、前記光導波路構造は少なくとも２つの電子機器を相互接続することができる。

米国特許第１０、２５４、４４５号および第１０、２２４、５１４号は参照により組み込まれ、記載されたシステムおよび方法と組み合わせて使用するのに適した、ガラス上へのダイヤモンドの使用および蒸着に関する情報を含む。米国特許出願１７／０３１、７６２も参照により組み込まれ、記載されたシステムおよび方法との併用に適したダイヤモンドおよびフッ素化グラフェン酸化物の蒸着に関する情報を含む。

本明細書に開示されたシステムおよび方法の他のシステム、方法、態様、特徴、実施形態、および利点は、以下の図面および詳細な説明を検討することにより、当業者に明らかになるか、または明らかになるであろう。このような追加のシステム、方法、態様、特徴、実施形態、および利点はすべて、本明細書内に含まれ、添付の特許請求の範囲内にあることが意図される。

図１は、センサーを統合するための統合光導波路構造を有する例示的なディスプレイ・ガラス・システム１００を示す。この例では、前記ディスプレイ・ガラス・システムは携帯電話機に組み込まれる。前記ディスプレイ・ガラス・システム１００は、ダイヤモンド層１１２を含む単層または多層基板１１０を含むことができる。オプションとして、前記ディスプレイの表面特性を向上させる１若しくはそれ以上の追加層を前記ダイヤモンド層１１２の上または下に含めることができ、これらの層はすべて可視光に対して透明である。前記ディスプレイ・ガラス・システム１００は、前記システムの前記透明層の中、上、または下に埋め込まれたセンサーおよび変換器１２０、１２２、１２４、１２６を含むことができる。前記ディスプレイ・ガラス・システム１００はまた、前記埋め込まれたセンサーおよび変換１２０、１２２、１２４、１２６と、前記ディスプレイ・システムの外部にある任意の関連する光電子回路とを相互接続する透明光導波路１３０、１３２、１３４、１３６を含むことができる。前記基板、ダイヤモンド層１１２、およびオプションの強化層は、曲面の輪郭に沿う導波路を介した「回り込み」通信を容易にするために、端部が湾曲していてもよい。

前記単層または多層基板は、アルミノケイ酸塩（化学的にまたは非化学的に硬化）、ケイ酸塩、ソーダ石灰、ホウケイ酸塩、ゲルマネート、リン酸塩、フッ化物、またはカルコゲニドガラス、ディスプレイ用プラスチック、または当業者に公知の他の透明材料を含むガラスで構成することができる。前記基盤層には、前述の材料のいずれか、およびそれらの組み合わせを含めることができる。

いくつかの実施形態では、前記ダイヤモンド層１１２は、様々なダイヤモンド、ダイヤモンド状、またはダイヤモンドを含む材料およびダイヤモンド構造のコーティングを含むことができる。本開示の目的上、ダイヤモンドは、ｓｐ３結合として知られる四面体配位の格子内で他の炭素原子に結合した炭素原子の結晶構造を指す。各炭素原子は、前記正四面体の先端に位置する４つの他の炭素原子に囲まれ、結合することができる。いくつかの実施形態では、前記炭素原子の四面体結合配置は、前記ダイヤモンド層１１２の少なくとも一部の体積について不規則であるか、歪んでいるか、または他の方法で上記のようなダイヤモンドの前記標準的な四面体配置から逸脱することができる。このような歪みは、一般的に、いくつかの結合を長くし、他の結合を短くし、また結合間の結合角を変化させる。いくつかの実施形態では、前記四面体の歪みは、ｓｐ３配置で結合した炭素（ダイヤモンドなど）とｓｐ２配置で結合した炭素（グラファイトなど）の特性の中間に位置するように、前記炭素の特性や性質を効果的に変化させる。歪んだ四面体結合で結合した炭素原子を有する材料の一例は、非晶質ダイヤモンドである。他のダイヤモンド膜の実施形態では、ダイヤモンド状炭素は、炭素原子を大多数の元素として有する炭素質材料として形成することができ、そのような炭素原子のある量は、歪んだ四面体配位で結合している。ダイヤモンド膜は、不純物として、またはドーパントとして、限定されないが、水素、硫黄、リン、ホウ素、窒素、ケイ素、またはタングステンを含む様々な他の元素を含むことができる。これは、例えば、電気的または化学的なダイヤモンド膜の特性を変更するのに有用である。

ダイヤモンド蒸着は、化学蒸着（ＣＶＤ）や物理蒸着（ＰＶＤ）などの任意の工程によって行うことができるが、これらに限定されるものではない。多種多様な蒸着法を使用することができる。蒸着法の例としては、熱フィラメントＣＶＤ、ｒｆ－ＣＶＤ、レーザーＣＶＤ（ＬＣＶＤ）、レーザー切断、共形ダイヤモンドコーティング加工、有機金属ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）、スパッタリング、熱蒸発ＰＶＤ、イオン化金属ＰＶＤ（ＩＭＰＶＤ）、電子ビームＰＶＤ（ＥＢＰＶＤ）、反応性ＰＶＤ、陰極アークなどが挙げられる。

いくつかの実施形態では、プラズマ、アルゴンガス、およびメタンのような炭素源のような活性化媒体を用いて、摂氏５７０度未満の比較的低い温度でダイヤモンド薄膜を堆積させることができる。他の実施形態では、摂氏３７５～５００度の温度で堆積させることができる。有利なことに、ダイヤモンド膜成長のための従来の摂氏７００～８００度の温度と比較して、このような低温は、基板もしくは他の適用されたコーティング、または関連する電子機器もしくはオプトエレクトロニクスの熱反りを大幅に低減する。他の実施形態では、前記ダイヤモンド層１１２は、基板ガラス、埋め込まれた電子機器、または埋め込まれたオプトエレクトロニクスの劣化を排除または最小化するために、例えば摂氏４５０度未満の低温で堆積された薄膜多結晶ダイヤモンドとすることができる。一実施形態では、前記ダイヤモンド層は、層内の光導波路の製造をサポートするために、約５００ｎｍの厚さとすることができる。別の実施形態では、前記ダイヤモンド層は、下層のガラス層およびそこに作製された光導波路の表面保護材として機能するために、約１００ｎｍの厚さとすることができる。

いくつかの実施形態では、蒸着ガスが点火され、ウエハー上で成長する小さなダイヤモンドを形成し、連続的で薄く、共形な層を生成する。被覆されるダイヤモンドの種類と構造は、使用されるシード法に依存する。粒径の大きなシードでは、硬度の高い微結晶ダイヤモンドが得られる。ナノ結晶ダイヤモンドは、粒径が小さく（通常１００ｎｍ以下）、表面粗さが低くなる。

ダイヤモンド膜の特性は、ラマン分光法を用いて測定し、評価することができる。立方晶ダイヤモンドは、ブリユアン領域の中心に単一のラマン活性一次フォノンモードを有する。鋭いラマン線が存在するため、立方晶ダイヤモンドは、グラファイトや他の炭素結晶を背景として認識することができる。バンド波数のわずかなシフトは、ダイヤモンドの組成や特性を示す。いくつかの実施形態では、本開示に示されるように前記形成されたダイヤモンド膜のラマン特性評価から得られる半値全幅（ＦＷＨＭ）は、５～１０である。

ある実施形態では、前記ダイヤモンド膜は、表面上に連続層として共形に蒸着させることができる。あるいは、マスキング、エッチング、適切な成長促進または成長低減技術を使用して、選択された領域のみにダイヤモンド膜を設けることもできる。ある実施形態では、ダイヤモンド膜の厚さは表面全体で一定であるが、他の実施形態では、厚さは位置によって変化する。

ある実施形態では、ダイヤモンド膜の厚さは表面全体で一定であり得るが、他の実施形態では、厚さは位置によって変化し得る。ダイヤモンドの厚さは、１０ナノメートルから１００ミクロンの間である。いくつかの実施形態では、粒径は２００ミクロンから３００ミクロンの間である。いくつかの実施形態では、前記粒子の少なくとも９５％が２００ミクロンから３００ミクロンの間の大きさである。さらに他の実施形態では、少なくとも９９％の粒子が２００ミクロンと３００ミクロンの間の大きさである。

ディスプレイの表面特性（疎水性など）をさらに高めるために、前記ダイヤモンド層上に追加の薄膜材料（フッ素化グラフェン酸化物など）を含めることもできる。この追加層は、炭素系化合物または他の材料であってもよい。

前記ディスプレイシステム１００の透明層の中、上、または下に埋め込まれた前記センサーおよび変換器１２０、１２２、１２４、１２６は、オプトエレクトロニクス回路で作製することができる。前記回路は、電気的特性を変更するドープ領域を有する半導体ダイヤモンド層１１２に作製することができる。前記センサーおよび変換器１２０、１２２、１２４、１２６は、前記ディスプレイシステム１００の前記ダイヤモンド層１１２または基板層に埋め込まれた前記光導波路構造を介して、光受信および／または光送信インターフェースを介して通信することができる。センサーおよび変換器１２０、１２２、１２４、１２６のインターフェースは、制御信号の受信、データの送信、電力の受信、またはセンサー、変換器、コンピュータ、制御装置、前記装置内の他の回路、および外部回路間の他の通信を容易にするために使用することができる。

前記光導波路１３０、１３２、１３４、１３６は、前記薄膜ダイヤモンドコーティング層中、またはその後に保護ダイヤモンド薄膜でコーティングされる下地ガラス層中に形成することができる。前記導波路構造は、低赤外域での光通信を容易にするために、例えば寸法が１ｕｍ未満の断面矩形とすることができる。前記導波路構造は、直線または曲線の経路をたどることができる。また、導波路は、前記ディスプレイシステムの前記湾曲したエッジを「回り込む」こともでき、下層または隣接する外部オプトエレクトロニクスとの通信を容易にする。前記光導波路の曲げ半径は、過剰な伝送損失を引き起こすことなく、例えば０．５ｍｍ以下とすることができる。

図２は、ガラス基板上にダイヤモンド光導波路を製造するための工程２００の一実施形態を示している。前記多層構造の製造は、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、電子ビームまたは光リソグラフィーであるリソグラフィー、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などの技術の組み合わせを利用することによって実現することができる。

前記ガラス基板は、用途や使用環境に応じて、アルミノケイ酸塩（化学硬化および非化学硬化）、石英ガラス、ケイ酸塩ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、ゲルマネートガラス、リン酸塩ガラス、フッ化物ガラス、カルコゲナイドガラス、フィルター&アッテネーターガラス、クラウン&フリントガラス、折りたたみ式プラスチックなど、どのような種類のガラスでも使用できる。

選択されたガラス基板は、（４：１ Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２、５：１：１ Ｈ２Ｏ／Ｈ２Ｏ２／ＨＣＩ）のような酸洗浄混合物および緩衝酸化物エッチングにさらすことによって洗浄され、表面の汚染物質および酸化物を除去することができる。さらに、前記基板をアルコールベースの超音波洗浄にかける。次の工程では、ナノシード溶液混合物で前記ガラス基板をシーディングし、アルコール溶液中で超音波処理を行い、核形成と膜の凝集を促進する。

工程２００の層構造２１０を形成するために、メタン、水素、アルゴンの混合ガスを含むホットフィラメント化学蒸着（ＨＦ－ＣＶＤ）またはマイクロ波プラズマＣＶＤ成長工程を用いて、多結晶ダイヤモンドをガラス上に成長させる。前記ダイヤモンド成長が目標膜厚を超えた場合、アルゴンと酸素の混合ガスによる反応性イオンエッチング、および／またはイオンミリングにより、バルクで平坦化された均一なダイヤモンド膜が形成される。また、前記ダイヤモンド表面を研磨して表面粗さを最小にし、その後に形成されるダイヤモンド導波路の透過率を向上させることもできる。

ダイヤモンド上に光導波路を作製するための工程２００の層構造２２０を形成するために、まず、スパッタリング法または蒸着法により１５ｎｍのＡＩ層を被覆する。次に、ネガ型電子ビームレジストである水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を前記ＡＩ層上にスピンコートし、工程２００の層構造２３０を形成する。工程２００の層構造２４０を形成するために、電子ビームリソグラフィーが実行され、前記光導波路をパターニングするために開発される。前記導波路の幅は１００～７００ｎｍである。前記ＨＳＱは、酸素とアルゴンプラズマを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて、前記多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）をエッチングするためのマスクとして機能する。４００ｎｍのＰＣＤが制御された方法でエッチングされ、前記導波路が形成されるとともに、残りの１００ｎｍのダイヤモンド層が確実に存在し、リブ導波路構造が形成される。前記ＨＳＱおよびＡＩ層は、プラズマエッチングまたはウェットエッチング法（例えば、緩衝酸化物エッチングを使用）のいずれかのエッチング技術を用いて除去することができる。

ディスプレイの表面特性（疎水性など）をさらに高めるために、前記ダイヤモンド層上に追加の薄膜材料（フッ素化グラフェン酸化物など）を含めることもできる。この追加層は、炭素系化合物または他の材料であってもよい。この層の成膜方法については、先に参照として組み込まれた特許出願ＵＳ１７／０３１、７６２に記載されており、記載されたシステムおよび方法と組み合わせて使用するのに適したダイヤモンドおよびフッ素化グラフェン酸化物の成膜に関する情報が含まれている。

いくつかの実施形態では、多層ガラス、ダイヤモンド、ダイヤモンド導波路、およびＦＧＯ構造全体を熱曲げ工程にかけて、例えば約８８度の曲げ角度を持つウォーターフォール型スクリーンを形成することができる。

図３は、ダイヤモンド光導波路を製造するための工程３００の一実施形態を示す。前記多層構造の製造は、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、電子ビームまたは光リソグラフィが可能なリソグラフィ、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などの技術の組み合わせを利用することによって実現することができる。

前記ガラス基板は、用途や使用環境に応じて、アルミノケイ酸塩（化学硬化および非化学硬化）、石英ガラス、ケイ酸塩ガラス、ソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、ゲルマネートガラス、リン酸塩ガラス、フッ化物ガラス、カルコゲナイドガラス、フィルター&アッテネーターガラス、クラウン&フリントガラス、折りたたみ式プラスチックなど、どのような種類のガラスでも使用できる。

工程３００は、選択された基板を酸洗浄混合物、例えば（４：１ Ｈ２ＳＯ４／Ｈ２Ｏ２、５：１：１ Ｈ２Ｏ／Ｈ２Ｏ２／ＨＣＩ）および緩衝酸化物エッチングにさらし、表面の汚染物質および酸化物を除去することを含むことができる。さらに、前記基板をアルコールベースの超音波洗浄にかける。

ガラス上の光導波路の製造に有用な工程３００の層構造３１０を形成するために、まず、前記導波路をパターニングするためのマスクとして機能する５０ｎｍのＣｒ層をスパッタリングまたは蒸着技術によって堆積する。工程３００の層構造３２０を形成するために、水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）または同様のネガ型電子ビームレジストを前記Ｃｒ層上にスピンコートする。工程３００の層構造３３０を形成するために、電子ビームリソグラフィなどのリソグラフィを行い、前記光導波路をパターニングする。前記導波路の幅は１００～７００ｎｍの間で変化する。前記Ｃｒは、ＣＦ４／ＣＨＦ３プラズマを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いてガラスをエッチングするためのマスクとして機能する。４００ｎｍのガラスが制御された方法でエッチングされ、リブ導波路構造が形成される。工程３００の層構造３４０を形成するために、プラズマエッチングまたはウェットエッチング法（例えば、緩衝酸化物エッチングを使用）のいずれかのエッチング技術を使用して、残留ＨＳＱ層およびＣｒ層を除去することができる。

工程３００の層構造３５０を形成するために、次の工程では、ナノシード溶液混合物で前記基板をシーディングし、アルコール溶液中で超音波処理を行い、核形成と膜凝集を促進する。多結晶ダイヤモンド３５２は、メタン、水素、アルゴンの混合ガスを含むホットフィラメント化学蒸着（ＨＦ－ＣＶＤ）またはマイクロ波プラズマＣＶＤ成長工程を用いてガラス上に成長させる。

ディスプレイの表面特性（疎水性など）をさらに高めるために、前記ダイヤモンド層上に追加の薄膜材料（フッ素化グラフェン酸化物など）を含めることもできる。この追加層は、炭素系化合物または他の材料であってもよい。この層の成膜方法については、先に参照として組み込まれた特許出願ＵＳ１７／０３１、７６２に記載されており、記載されたシステムおよび方法と組み合わせて使用するのに適したダイヤモンドおよびフッ素化グラフェン酸化物の成膜に関する情報が含まれている。

いくつかの実施形態では、多層ガラス、ダイヤモンド、ダイヤモンド導波路、およびＦＧＯ構造全体を熱曲げ工程にかけて、例えば約８８度の曲げ角度を持つウォーターフォール型スクリーンを形成することができる。

前述の説明において、その一部を構成する添付図面を参照し、その図面には、本開示を実施することができる特定の例示的な実施形態が例示として示されている。これらの実施形態は、当業者が本明細書に開示された概念を実践できるように十分詳細に記載されており、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な開示された実施形態に変更を加えることができ、他の実施形態を利用することができることを理解されたい。したがって、前述の詳細な説明は、限定的な意味で捉えられるものではない。

本明細書全体を通して、「一実施形態」、「一実施形態」、「一実施例」、または「一例」への言及は、実施形態または一例に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書を通じて様々な場所で「一実施形態において」、「一実施形態において」、「一例」、または「一例」という表現が現れるが、必ずしもすべてが同じ実施形態または一例を指すわけではない。さらに、特定の特徴、構造、データベース、または特性は、１若しくはそれ以上の実施形態または実施例において、任意の適切な組み合わせおよび／またはサブ組み合わせで組み合わせることができる。加えて、本明細書で提供される図は、当業者に対する説明のためのものであり、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。

本発明の多くの変更および他の実施形態は、前述の説明および関連する図面に提示された教示の利益を有する当業者に思い浮かぶであろう。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、修正および実施形態は、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることが理解される。また、本明細書に具体的に開示されていない要素／工程がない場合、本発明の他の実施形態が実施され得ることも理解される。

Claims (14)

1. 透明ディスプレイであって、
   透明基板と、少なくとも一部がダイヤモンド導波路を画定するように前記透明基板上に形成されたパターン化ダイヤモンド層とを含むディスプレイと、
   前記ダイヤモンド導波路によって接続された少なくとも２つの電子機器と
   を有する、透明ディスプレイ。
2. 請求項１記載の透明ディスプレイにおいて、前記少なくとも２つの電子機器は、センサー、変換器、または通信、制御、またはデータ処理電子回路を含む電子回路のうちの少なくとも１つである、透明ディスプレイ。
3. 請求項１記載の透明ディスプレイにおいて、前記透明基盤は、ガラスである、透明ディスプレイ。
4. 請求項１記載の透明ディスプレイにおいて、前記パターン化ダイヤモンド層は、摂氏５７０度以下の温度で形成される、透明ディスプレイ。
5. 請求項１記載の透明ディスプレイにおいて、前記パターン化ダイヤモンド層は、前記ディスプレイを連続的に覆うように形成される、透明ディスプレイ。
6. 請求項１記載の透明ディスプレイにおいて、前記パターン化ダイヤモンド層は、５００ミクロン未満の厚さを有する、透明ディスプレイ。
7. 請求項１記載の透明ディスプレイにおいて、前記ディスプレイは、斜めに湾曲している、透明ディスプレイ。
8. 導波路を組み込んだ透明ディスプレイを形成する方法であって、
   透明基板を提供する工程と、
   前記透明基板上に多結晶ダイヤモンドおよび／またはナノ結晶ダイヤモンドを含むダイヤモンド膜を形成する工程と、
   エッチングにより前記ダイヤモンド膜に光導波路構造をパターニングする工程であって、前記光導波路構造が少なくとも２つの電子機器を相互接続できるように構築された、パターニングする工程と
   を有する、方法。
9. 請求項８記載の方法において、前記少なくとも２つの電子機器は、センサー、変換器、または通信、制御、またはデータ処理電子回路を含む電子回路のうちの少なくとも１つである、方法。
10. 請求項８記載の方法において、前記透明基盤は、ガラスである、方法。
11. 請求項８記載の方法において、前記ダイヤモンド膜は、摂氏５７０度以下で形成される、方法。
12. 請求項８記載の方法において、前記ダイヤモンド膜は、前記ディスプレイを連続的に覆うように形成される、方法。
13. 請求項８記載の方法において、前記ダイヤモンド膜は、５００ミクロン未満の厚さを有する、方法。
14. 請求項８記載の方法において、導波路を組み込んだ前記透明ディスプレイは、斜めに湾曲している、方法。

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