KR102550742B1 - 표면 정렬 패턴들의 소프트-임프린트 복제를 이용한 액정들의 패터닝 - Google Patents

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Abstract

재사용 가능한 정렬 템플릿과의 접촉을 통해 액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 소프트-임프린트 정렬 프로세스들이 본원에서 설명된다. 예시적인 소프트-임프린트 정렬 프로세스는, 액정 중합체 층과 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계를 포함하며, 이 재사용 가능한 정렬 템플릿은 원하는 표면 정렬 패턴을 가져서, 액정 중합체의 액정 분자들이 화학적, 입체적(steric) 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 표면 정렬 패턴에 정렬되게 한다. 그 후, 패터닝된 액정 중합체 층은 중합되고 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 분리될 수 있다. 이 프로세스는 여러 번 반복될 수 있다. 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조를 포함하지 않는 광-정렬 층 및 이 광-정렬 층 위의 릴리즈 층을 포함할 수 있다. 재사용 가능한 정렬 템플릿 및 이를 제조하는 방법들이 또한 개시된다.

Description

표면 정렬 패턴들의 소프트-임프린트 복제를 이용한 액정들의 패터닝
[0001] 본 출원은, 하기의 특허 출원들, 2014년 11월 27일에 출원된 미국 출원 번호 제14/555,585호; 2015년 4월 18일에 출원된 미국 출원 번호 제14/690,401호; 2014년 3월 14일에 출원된 미국 출원 번호 제14/212,961호; 2014년 7월 14일에 출원된 미국 출원 번호 제14/331,218호; 및 2016년 3월 16일에 출원된 미국 출원 번호 제15/072,290호 각각의 전체를, 인용으로 포함한다.
[0002] 본 개시내용은 디스플레이 시스템들에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 액정들의 패터닝 및 정렬에 관한 것이다.
[0003] 현대 컴퓨팅 및 디스플레이 기술들은 소위 "가상 현실" 또는 "증강 현실" 경험들을 위한 시스템들의 개발을 용이하게 했으며, 여기서 디지털방식으로 재생된 이미지들 또는 이미지들의 부분들은, 그들이 실제인 것으로 보이거나, 실제로서 지각될 수 있는 방식으로 사용자에게 제시된다. 가상 현실, 또는 "VR" 시나리오는 통상적으로 다른 실제 실세계 시각적 입력에 대한 투명성(transparency) 없는 디지털 또는 가상 이미지 정보의 프리젠테이션(presentation)을 수반하고; 증강 현실, 또는 "AR" 시나리오는 통상적으로 사용자 주위 실제 세계의 시각화에 대한 증강으로서 디지털 또는 가상 이미지 정보의 프리젠테이션을 수반한다. 혼합 현실, 또는 "MR" 시나리오는 AR 시나리오의 타입이고 통상적으로 자연 세계에 통합되고 이에 응답하는 가상 객체들을 수반한다. 예컨대, MR 시나리오에서, AR 이미지 콘텐츠는 실제 세계의 객체들에 의해 차단되거나, 그렇지 않으면, 실제 세계의 객체들과 상호작용하는 것으로 지각될 수 있다.
[0004] 도 1을 참조하면, 증강 현실 장면(scene)(1)이 도시되며, 여기서 AR 기술의 사용자는 배경에 있는 사람들, 나무들, 빌딩들, 및 콘크리트 플랫폼(1120)을 특징으로 하는 실세계 공원-형 세팅(1100)을 본다. 이들 아이템들에 더하여, AR 기술의 사용자는 또한, 그가 "가상 콘텐츠", 이를테면, 실세계 플랫폼(1120) 상에 서 있는 로봇 동상(1110), 및 호박벌의 의인화인 것으로 보여지는 날고 있는 만화-형 아바타 캐릭터(1130)를 "보는 것"을 지각하지만, 이들 엘리먼트들(1130, 1110)은 실세계에 존재하지 않는다. 인간 시각 지각 시스템은 복잡하기 때문에, 다른 가상 또는 실세계 이미저리 엘리먼트들 사이에서 가상 이미지 엘리먼트들의 편안하고, 자연스럽고, 풍부한 프리젠테이션을 용이하게 하는 AR 기술을 생성하는 것은 난제이다.
[0005] 본원에서 개시된 시스템들 및 방법들은 AR 및 VR 기술에 관련된 다양한 난제들을 해결한다.
[0006] 일부 실시예들에 따라, 액정 중합체 층들을 패터닝하기 위한 프로세스들이 본원에서 설명된다. 일부 실시예들에서, 프로세스는, 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계 ― 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적(steric) 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ; 액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계를 포함하고, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함한다.
[0007] 일부 실시예들에서, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조(surface relief structure)들을 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층을 중합시키는 단계는 액정 중합체의 액정들을 원하는 정렬로 고정시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계는 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층을 증착하는 단계는 액정 중합체 층을 제트 증착(jet deposit)하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층을 증착하는 단계는 액정 중합체 층을 스핀-코팅(spin-coating)하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계는, 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅(delaminate)하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층은 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅하기 전에 기판에 고정된다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계는, 액정 중합체 층의 표면이 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면과 접촉하도록 액정 중합체 층 및/또는 재사용 가능한 정렬 템플릿을 물리적으로 이동시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층은 재사용 가능한 정렬 템플릿과 접촉하기 전에 기판의 표면 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계는, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 서로 멀어지게 물리적으로 이동시키는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 기판은 광학적으로 투과성이다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은, 광-정렬 층과 릴리즈 층 사이에 배치된 액정 중합체 층을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함한다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 액정 디바이스의 정렬 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 구조들을 포함한다. 일부 실시예들에서, PBPE 구조들은 회절 격자를 포함한다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 물결무늬 패턴(undulating pattern을 포함하며, 물결무늬들은 약 1 nm 내지 약 1 미크론만큼 이격된다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 약 1nm 미만의 RMS 표면 거칠기를 포함한다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 서브-마스터 정렬 템플릿(sub-master alignment template)을 포함한다.
[0008] 일부 실시예들에 따라, 액정 중합체 층들을 패터닝하기 위한 프로세스들이 본원에서 설명된다. 일부 실시예들에서, 프로세스는, 재사용 가능한 정렬 템플릿 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계 ― 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ; 액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅하는 단계를 포함하고, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조를 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다.
[0009] 일부 실시예들에 따라, 액정 중합체 층들을 패터닝하기 위한 프로세스들이 본원에서 설명된다. 일부 실시예들에서, 프로세스는, 기판의 표면 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계; 증착된 액정 중합체 층을 재사용 가능한 정렬 템플릿과 접촉시키는 단계 ― 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ; 액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및 재사용 가능한 정렬 템플릿 및 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 분리하는 단계를 포함하고, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함한다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다.
[0010] 일부 실시예들에 따라, 액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스들에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿이 본원에서 설명된다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은, 기판, 및 기판 위에 놓이는 광-정렬 층을 포함하고, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴을 포함하고, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다.
[0011] 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 광-정렬 층 위에 놓이는 배치된 릴리즈 층을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은, 광-정렬 층과 릴리즈 층 사이에 배치된 액정 중합체 층을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들의 반전(inverse)을 포함한다. 일부 실시예들에서, PBPE 특징들은 회절 격자 패턴을 포함한다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함한다.
[0012] 일부 실시예들에 따라, 액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스들이 본원에서 설명된다. 일부 실시예들에서, 프로세스는, 기판의 표면 상에 광-정렬 층을 증착하는 단계; 및 원하는 표면 정렬 패턴을 내부에 형성하도록 광-정렬 층을 광-패터닝(photo-patterning)하는 단계를 포함하고, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 프로세스는 광-패터닝된 광-정렬 층 위에 릴리즈 층을 증착하는 단계를 더 포함한다.
[0013] 일부 실시예들에서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 프로세스는 광-패터닝된 광-정렬 층 위에 릴리즈 층을 증착하기 전에 광-패터닝된 광-정렬 층 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들의 반전을 포함한다. 일부 실시예들에서, PBPE 특징들은 회절 격자 패턴을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함한다. 일부 실시예들에서, 상기 광-정렬 층은 실질적으로 광학적으로 투과성이거나 투명하다. 일부 실시예들에서, 상기 광-정렬 층은 실질적으로 광학적으로 투과성이거나 투명하다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층은 상기 광-정렬 층을 통해 광을 통과시킴으로써 중합된다.
[0014] 본 개시내용의 시스템들, 방법들, 및 디바이스들 각각은 여러 혁신적인 양상들을 가지며, 그 양상들 중 어떠한 단일 양상도 본원에서 개시된 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지 않는다.
[0015] 본 명세서에 설명된 청구대상의 하나 이상의 실시예들의 세부사항들은 첨부한 도면들 및 아래의 설명에서 기재된다. 다른 특징들, 양상들, 및 이점들은 설명, 도면들, 및 청구항들로부터 명백해질 것이다. 다음 도면들의 상대적 치수들은 실척대로 그려지지 않을 수 있다는 것에 주의한다.
[0016] 따라서, 다양한 예시적인 프로세스들 및 구조들이 본원에서 설명된다.
[0017] 예들
1. 액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스로서, 이 프로세스는,
액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계 ― 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적(steric) 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ;
액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및
패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계를 포함하고,
재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함한다.
2. 예 1의 프로세스에 있어서, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다.
3. 예 1 또는 예 2의 프로세스에 있어서, 액정 중합체 층을 중합시키는 단계는 액정 중합체의 액정들을 원하는 정렬로 고정시키는 단계를 포함한다.
4. 예 1 내지 예 3 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계는 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계를 포함한다.
5. 예 4의 프로세스에 있어서, 액정 중합체 층을 증착하는 단계는 액정 중합체 층을 제트 증착(jet deposit)하는 단계를 포함한다.
6. 예 4의 프로세스에 있어서, 액정 중합체 층을 증착하는 단계는 액정 중합체 층을 스핀-코팅(spin-coating)하는 단계를 포함한다.
7. 예 4 내지 예 6 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계는, 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅하는 단계를 포함한다.
8. 예 7의 프로세스에 있어서, 액정 중합체 층은 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅하기 전에 기판에 고정된다.
9. 예 1 내지 예 3 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계는, 액정 중합체 층의 표면이 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면과 접촉하도록 액정 중합체 층 및/또는 재사용 가능한 정렬 템플릿을 물리적으로 이동시키는 단계를 포함한다.
10. 예 9의 프로세스에 있어서, 액정 중합체 층은 재사용 가능한 정렬 템플릿과 접촉하기 전에 기판의 표면 상에 배치된다.
11. 예 9 또는 예 10의 프로세스에 있어서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계는, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 서로 멀어지게 물리적으로 이동시키는 단계를 포함한다.
12. 예 8, 예 10 또는 예 11 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 기판은 광학적으로 투과성이다.
13. 예 1 내지 예 12 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층을 더 포함한다.
14. 예 13의 프로세스에 있어서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다.
15. 예 13 또는 예 14의 프로세스에 있어서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은, 광-정렬 층과 릴리즈 층 사이에 배치된 액정 중합체 층을 더 포함한다.
16. 예 1 내지 예 15 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함한다.
17. 예 1 내지 예 16 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 액정 디바이스의 정렬 층을 포함한다.
18. 예 1 내지 예 17 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 구조들을 포함한다.
19. 예 18의 프로세스에 있어서, PBPE 구조들은 회절 격자를 포함한다.
20. 예 1 내지 예 19 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 물결무늬 패턴(undulating pattern을 포함하며, 물결무늬들은 약 1 nm 내지 약 1 미크론만큼 이격된다.
21. 예 1 내지 예 20 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 약 1nm 미만의 RMS 표면 거칠기를 포함한다.
22. 예 1 내지 예 21 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 서브-마스터 정렬 템플릿(sub-master alignment template)을 포함한다.
23. 액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스로서, 이 프로세스는,
재사용 가능한 정렬 템플릿 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계 ― 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ;
액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및
재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅하는 단계를 포함하고,
재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함한다.
24. 예 23의 프로세스에 있어서, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조를 포함하지 않는다.
25. 예 23 또는 예 24의 프로세스에 있어서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층을 더 포함한다.
26. 예 25의 프로세스에 있어서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다.
27. 액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스로서, 이 프로세스는,
기판의 표면 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계;
증착된 액정 중합체 층을 재사용 가능한 정렬 템플릿과 접촉시키는 단계 ― 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ;
액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및
재사용 가능한 정렬 템플릿 및 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 분리하는 단계를 포함하고,
재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함한다.
28. 예 27의 프로세스에 있어서, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다.
29. 예 27 또는 예 28의 프로세스에 있어서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층을 더 포함한다.
30. 예 29의 프로세스에 있어서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다.
31. 액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿으로서, 이 재사용 가능한 정렬 템플릿은,
기판; 및
기판 위에 놓이는 광-정렬 층을 포함하고,
광-정렬 층은 표면 정렬 패턴을 포함하고,
광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다.
32. 예 31의 재사용 가능한 정렬 템플릿은, 광-정렬 층 위에 놓이는 릴리즈 층을 더 포함한다.
33. 예 32의 재사용 가능한 정렬 템플릿에 있어서, 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다.
34. 예 32 또는 예 33의 재사용 가능한 정렬 템플릿은, 광-정렬 층과 릴리즈 층 사이에 배치된 액정 중합체 층을 더 포함한다.
35. 예 31 내지 예 34 중 어느 한 예의 재사용 가능한 정렬 템플릿에 있어서, 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들을 포함한다.
36. 예 31 내지 예 34 중 어느 한 예의 재사용 가능한 정렬 템플릿에 있어서, 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들의 반전을 포함한다.
37. 예 35 또는 예 36의 재사용 가능한 정렬 템플릿에 있어서, PBPE 특징들은 회절 격자 패턴을 포함한다.
38. 예 31 내지 예 37 중 어느 한 예의 재사용 가능한 정렬 템플릿에 있어서, 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함한다.
39. 액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스로서, 이 프로세스는,
기판의 표면 상에 광-정렬 층을 증착하는 단계; 및
원하는 표면 정렬 패턴을 내부에 형성하도록 광-정렬 층을 광-패터닝(photo-patterning)하는 단계를 포함하고,
광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다.
40. 예 39의 프로세스에 있어서,
광-패터닝된 광-정렬 층 위에 릴리즈 층을 증착하는 단계를 더 포함한다.
41. 예 40의 프로세스에 있어서,
릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함한다.
42. 예 40 또는 예 41의 프로세스는, 광-패터닝된 광-정렬 층 위에 릴리즈 층을 증착하기 전에 광-패터닝된 광-정렬 층 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계를 더 포함한다.
43. 예 39 내지 예 42 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서,
표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들을 포함한다.
44. 예 39 내지 예 42 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서,
표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들의 반전을 포함한다.
45. 예 43 또는 예 44의 프로세스에 있어서, PBPE 특징들은 회절 격자 패턴을 포함한다.
46. 예 39 내지 예 45 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함한다.
47. 예 1 내지 예 46 중 어느 한 예의 프로세스에 있어서, 상기 광-정렬 층은 실질적으로 광학적으로 투과성이거나 투명하다.
48. 예 1 내지 예 47 중 어느 한 예의 프로세스 또는 재사용 가능한 정렬 템플릿에 있어서, 상기 광-정렬 층은 실질적으로 광학적으로 투과성이거나 투명하다.
49. 예 48의 프로세스 또는 재사용 가능한 정렬 템플릿에 있어서, 액정 중합체 층은 상기 광-정렬 층을 통해 광을 통과시킴으로써 중합된다.
[0018] 도 1은 AR(augmented reality) 디바이스를 통한 AR의 사용자의 뷰를 예시한다.
[0019] 도 2는 웨어러블 디스플레이 시스템의 예를 예시한다.
[0020] 도 3은 사용자에 대한 3차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 종래의 디스플레이 시스템을 예시한다.
[0021] 도 4는 다중 깊이 평면들을 사용하여 3-차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 접근법의 양상들을 예시한다.
[0022] 도 5a 내지 도 5c는 곡률의 반경과 초점 반경 간의 관계들을 예시한다.
[0023] 도 6은 이미지 정보를 사용자에게 출력하기 위한 도파관 스택의 예를 예시한다.
[0024] 도 7은 도파관에 의해 출력된 출사 빔들의 예를 예시한다.
[0025] 도 8은 각각의 깊이 평면이 다수의 상이한 컴포넌트 컬러들을 사용하여 형성된 이미지들을 포함하는 스택된 도파관 어셈블리의 예를 예시한다.
[0026] 도 9a는 인커플링 광학 엘리먼트를 각각 포함하는 스택된 도파관들의 세트의 예의 측 단면도를 예시한다.
[0027] 도 9b는 도 9a의 복수의 스택된 도파관들의 예의 사시도를 예시한다.
[0028] 도 9c는 도 9a 및 도 9b의 복수의 스택된 도파관들의 예의 하향식 평면도를 예시한다.
[0029] 도 10은 일부 실시예들에 따라 재사용 가능한 정렬 템플릿을 사용하여 액정 중합체 층의 소프트-임프린트 정렬을 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도이다.
[0030] 도 11은 일부 실시예들에 따라 액정 중합체 층들의 소프트-임프린트 정렬을 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 형성하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도이다.
[0031] 도 12는 일부 실시예들에 따라 액정 중합체 층들의 소프트-임프린트 정렬을 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 형성하기 위한 다른 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도이다.
[0032] 도 13은 일부 실시예들에 따라 그리고 재사용 가능한 정렬 템플릿 상의 액정 중합체 층의 직접 증착을 사용하여 액정 표면 정렬 패턴의 소프트-임프린트 복제를 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도이다.
[0033] 도 14는 일부 실시예들에 따라 그리고 액정 중합체 층과 재사용 가능한 정렬 템플릿 사이의 접촉을 통해 액정 표면 정렬 패턴의 소프트-임프린트 복제를 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도이다.
[0034] 도 15는 소프트-임프린트 정렬 프로세스를 통해 일부 실시예들에 따라 형성된 서브-마스터 정렬 템플릿의 개략도이다.
[0035] 도면들은 예시적인 실시예들을 예시하기 위해 제공되며 본 개시내용의 범위를 제한하려는 의도는 아니다.
[0036] 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층의 액정 분자들은 액정 중합체 층에서 소프트-임프린트 복제(soft-imprint replication)로서 지칭되는 접촉 복제 또는 마스터 정렬 템플릿(master alignment template)으로서 또한 지칭되는, 정렬 템플릿의 표면 패턴을 복제할 수 있는 소프트-임프린트 정렬의 형태를 통해 원하는 정렬 패턴으로 정렬될 수 있다. 이러한 프로세스는 원하는 표면 정렬 패턴을 갖는 액정 중합체 층들을 생성하는 데 사용될 수 있다. 정렬된 액정 중합체 층은 광학 엘리먼트, 예컨대 인커플링 엘리먼트와 같은 본원에서 설명된 광학 엘리먼트에 유용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 원하는 정렬 패턴을 포함하는 액정 중합체 층은 액정 편광 격자, 액정 회절 격자 및/또는 다른 액정 광학 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 액정 중합체 층은 입사광의 위상, 진폭 및/또는 편광을 조작하는 데 사용될 수 있는 액정 재료들의 공간-변형 나노-스케일 패턴들을 포함할 수 있고, 액정 메타표면(metasurface), 액정 메타재료들 및/또는 액정 기반 PBPE(Pancharatnam-Berry phase optical element)들을 포함할 수 있다.
[0037] 일부 실시예들에서, 정렬 패턴은, 액정 중합체 층, 및 액정 중합체 층의 원하는 정렬 패턴에 대응하는 원하는 표면 정렬 패턴을 포함하는 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 것을 포함하는 소프트-임프린트 프로세스에 의해, 액정 중합체 층, 예컨대 액정 중합체 층의 표면에 형성될 수 있다. 액정 중합체 층의 액정들은 주로, 정렬 템플릿과의 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 표면 정렬 패턴에 정렬된다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층은 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시킨 후에 중합될 수 있다. 중합이 발생한 후에, 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿은 분리되고 그리하여 원하는 정렬 패턴을 갖는 중합된 액정 중합체 층을 형성할 수 있다. 이러한 방식으로, 정렬 템플릿의 표면 정렬 패턴이 중합된 액정 중합체 층에서 복제된다. 액정 분자 정렬이, 주로 정렬 템플릿과의 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 발생하는 이러한 프로세스는 또한 소프트-임프린트 정렬 프로세스 또는 소프트-임프린트 복제 프로세스로서 지칭될 수 있다. 또한, 정렬 템플릿이 재사용 가능하기 때문에, 이러한 프로세스는 각각의 액정 중합체 층마다 별개의 정렬 층들을 프로세싱할 필요 없이 여러 번 반복될 수 있다. 유리하게는, 이는 예컨대, 패터닝된 액정 중합체 층을 포함하는 광학 디바이스와 같이 패터닝된 액정 중합체를 포함하는 디바이스들의 제조 프로세스들을 간략화하도록 허용한다.
[0038] 일부 실시예들에서, 소프트-임프린트 복제 프로세스는 증착된 액정 중합체 층의 액정 분자들이 재사용 가능한 정렬 템플릿의 정렬 패턴에 정렬되도록 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 상에 액정 중합체 층을 형성 또는 증착하는 것을 포함할 수 있다. 그 후, 증착 및 정렬된 액정 중합체 층은 중합되고 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 분리 또는 디라미네이팅될 수 있다. 패터닝된 액정 중합체 층은 액정 디바이스를 형성하기 위해 추가의 프로세싱, 예컨대, 그 위에 부가적인 액정 중합체 층들의 증착을 거칠 수 있다.
[0039] 일부 다른 실시예들에서, 액정 중합체 층은 기판의 표면 상에 형성되거나 증착될 수 있고, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 증착된 액정 중합체 층의 액정 분자들이 재사용 가능한 정렬 템플릿의 정렬 패턴에 정렬되도록 증착된 액정 중합체 층과 접촉하게 될 수 있다. 그 후, 액정 중합체 층은 중합될 수 있고 재사용 가능한 정렬 템플릿은 기판 상에 남아있는 중합된 액정 중합체 층으로부터 제거될 수 있다. 패터닝된 액정 중합체 층은 액정 디바이스를 형성하기 위해 추가의 프로세싱, 예컨대, 그 위에 부가적인 액정 중합체 층들의 증착을 거칠 수 있다.
[0040] 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 기판 상에 배치된 광-정렬 층을 포함한다. 광-정렬 층은 광 패터닝 프로세스를 통해 원하는 표면 정렬 패턴으로 패터닝될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 광-정렬 층은 광-활성화 화학 종들을 포함할 수 있고, 패터닝은 광-정렬 층을 원하는 패턴의 광에 노출시킴으로써 달성될 수 있다. 일반적으로, 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다. 즉, 광-정렬 층은 액정 중합체 층을 표면 정렬 패턴으로 임프린트하거나 이와 정렬시키도록 구성된 표면 릴리프 특징들을 포함하지 않는다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴의 상부에 증착되거나 형성되는 릴리즈 층을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층은 재사용 가능한 정렬 템플릿의 하부 정렬 패턴과 접촉된 액정 중합체 층들 사이의 강한 정렬 조건들을 허용한다. 즉, 릴리즈 층은 광-정렬 층과 액정 중합체 층의 액정 분자들 사이의 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 반응들을 실질적으로 방해하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층은 또한 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 정렬 패턴 또는 액정 중합체 층에 대한 실질적인 손상 없이 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터, 접촉 및 정렬된 액정 중합체 층의 분리를 허용한다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿은, 광-정렬 층과 릴리즈 층 사이에 배치된 액정 중합체 층을 더 포함할 수 있다. 유리하게는, 이 액정 중합체 층은 정렬 패턴의 광 및 열 안정성을 개선할 수 있고, 액정 중합체 층의 소프트-임프린트 정렬 동안 보다 강한 액정 분자 앵커링(anchoring)을 제공하기 위해 정렬 조건들을 개선할 수 있다.
[0041] 따라서, 소프트-임프린트 정렬 프로세스들 또는 소프트-임프린트 복제 프로세스들에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스가 본원에서 설명된다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스는 기판 상에 광-정렬 층을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 광-정렬 층은 원하는 표면 정렬 패턴으로 광-패터닝될 수 있다. 광-정렬 층의 표면 정렬 패턴은 소프트-임프린트 정렬 프로세스에 처해지는 액정 중합체 층들의 원하는 정렬 패턴에 대응한다.
[0042] 위에서 설명된 바와 같은 릴리즈 층은 그 후, 재사용 가능한 정렬 템플릿을 형성하기 위해 패터닝된 광-정렬 층 위에 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층은 위에서 설명된 바와 같이, 액정 중합체 층이 광-정렬 층과 릴리즈 층 사이에 배치되도록 릴리즈 층 이전에, 패터닝된 광-정렬 층 상에 증착된다.
[0043] 이제 유사한 참조 번호들이 전반에 걸쳐 유사한 부분들을 지칭하는 도면들에 대한 참조가 이루어질 것이다.
[0044] 도 2는 웨어러블 디스플레이 시스템(80)의 예를 예시한다. 디스플레이 시스템(80)은 디스플레이(62), 및 그 디스플레이(62)의 기능을 지원하기 위한 다양한 기계 및 전자 모듈들 및 시스템들을 포함한다. 디스플레이(62)는, 디스플레이 시스템 사용자 또는 뷰어(60)에 의해 착용 가능하고 사용자(60)의 눈들의 전방에 디스플레이(62)를 포지셔닝하도록 구성된 프레임(64)에 커플링될 수 있다. 디스플레이(62)는 일부 실시예들에서, 안경류(eyewear)로 고려될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스피커(66)는 프레임(64)에 커플링되고 사용자(60)의 외이도에 인접하게 포지셔닝된다(일부 실시예들에서, 도시되지 않은 다른 스피커가 사용자의 다른 외이도에 인접하게 포지셔닝되어 스테레오/형상화가능(shapeable) 사운드 제어를 제공함). 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템은 또한 하나 이상의 마이크로폰들(67) 또는 사운드를 검출하기 위한 다른 디바이스들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 마이크로폰은 사용자가 시스템(80)에 입력들 또는 커맨드들(예컨대, 음성 메뉴 커맨드들의 선택, 자연어 질문 등)을 제공할 수 있도록 구성되고, 그리고/또는 다른 사람들(예컨대, 유사한 디스플레이 시스템들의 다른 사용자들)과의 오디오 통신을 허용할 수 있다. 마이크로폰은 또한, 오디오 데이터를 계속해서 수집하기 위해(예컨대, 사용자 및/또는 환경으로부터 수동적으로 수집하기 위해) 주변 센서로서 구성될 수 있다. 이러한 오디오 데이터는 사용자 사운드들, 이를테면, 거친 숨, 또는 환경 사운드들, 이를테면, 근처의 이벤트를 나타내는 큰 굉음(loud bang)을 포함할 수 있다. 디스플레이 시스템은 또한, 프레임(64)과 별개이고 사용자(60)의 신체(예컨대, 사용자(60)의 머리, 몸통, 손발(extremity) 등)에 부착될 수 있는 주변 센서(30a)를 포함할 수 있다. 주변 센서(30a)는 본원에서 추가로 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 사용자(60)의 생리적인 상태를 특징화하는 데이터를 취득하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 센서(30a)는 전극일 수 있다.
[0045] 도 2를 계속 참조하면, 디스플레이(62)는, 다양한 구성들로 장착될 수 있는, 예컨대, 프레임(64)에 고정적으로 부착되거나, 사용자에 의해 착용된 헬멧 또는 모자에 고정적으로 부착되거나, 헤드폰들에 임베딩되거나, 그렇지 않으면 사용자(60)에게 제거 가능하게 부착되는(예컨대, 백팩(backpack)-스타일 구성으로, 벨트-커플링 스타일 구성으로) 로컬 데이터 프로세싱 모듈(70)에 통신 링크(68)에 의해, 예컨대, 유선 리드 또는 무선 연결성에 의해, 동작 가능하게 커플링된다. 유사하게, 센서(30a)는 통신 링크(30b), 예컨대, 유선 리드 또는 무선 연결성에 의해 로컬 프로세서 및 데이터 모듈(70)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 하드웨어 프로세서뿐 아니라, 디지털 메모리 예컨대, 비-휘발성 메모리(예컨대, 플래시 메모리 또는 하드 디스크 드라이브들)를 포함할 수 있고, 이 둘 모두는 데이터의 프로세싱, 캐싱(caching) 및 저장을 보조하기 위해 활용될 수 있다. 데이터는 a) 센서들(예컨대 프레임(64)에 동작 가능하게 커플링되거나 그렇지 않으면 사용자(60)에게 부착될 수 있음), 예컨대, 이미지 캡처 디바이스들(예컨대, 카메라들), 마이크로폰들, 관성 측정 유닛들, 가속도계들, 컴파스(compass)들, GPS 유닛들, 라디오 디바이스들, 자이로(gyro)들 및/또는 본원에서 개시된 다른 센서들로부터 캡처되고; 및/또는 b) 원격 프로세싱 모듈(72) 및/또는 원격 데이터 리포지토리(repository)(74)(가상 콘텐츠에 관련된 데이터를 포함함)를 사용하여 취득 및/또는 프로세싱되는 (어쩌면, 이러한 프로세싱 또는 리트리벌(retrieval) 후 디스플레이(62)에 전달하기 위한) 데이터를 포함한다. 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 통신 링크들(76, 78)에 의해, 예컨대, 유선 또는 무선 통신 링크들을 통하여, 원격 프로세싱 모듈(72) 및 원격 데이터 리포지토리(74)에 동작 가능하게 커플링될 수 있어서, 이들 원격 모듈들(72, 74)은 서로 동작 가능하게 커플링되고 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)에 대한 자원들로서 이용 가능하다. 일부 실시예들에서, 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)은 이미지 캡처 디바이스들, 마이크로폰들, 관성 측정 유닛들, 가속도계들, 컴퍼스들, GPS 유닛들, 라디오 디바이스들 및/또는 자이로들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 이들 센서들 중 하나 이상은 프레임(64)에 부착될 수 있거나, 또는 유선 또는 무선 통신 통로들에 의해 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70)과 통신하는 자립형 구조들일 수 있다.
[0046] 도 2를 계속 참조하면, 일부 실시예들에서, 원격 프로세싱 모듈(72)은 데이터 및/또는 이미지 정보를 분석 및 프로세싱하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 데이터 리포지토리(74)는 "클라우드" 자원 구성에서 인터넷 또는 다른 네트워킹 구성을 통하여 이용 가능할 수 있는 디지털 데이터 저장 설비를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 원격 데이터 리포지토리(74)는 정보, 예컨대, 증강 현실 콘텐츠를 생성하기 위한 정보를 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈(70) 및/또는 원격 프로세싱 모듈(72)에 제공하는 하나 이상의 원격 서버들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모든 데이터는 저장되고 모든 컴퓨테이션들은 로컬 프로세싱 및 데이터 모듈에서 수행되어, 원격 모듈로부터 완전히 자율적인 사용을 허용한다.
[0047] "3-차원" 또는 "3-D"인 것으로서 이미지의 지각은 뷰어의 각각의 눈에 이미지의 약간 상이한 프리젠테이션들을 제공함으로써 달성될 수 있다. 도 3은 사용자에 대한 3차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 종래의 디스플레이 시스템을 예시한다. 2개의 별개의 이미지들(5 및 7)(각각의 눈(4 및 6)에 대해 하나씩)이 사용자에게 출력된다. 이미지들(5, 7)은 뷰어의 시선과 평행한 광학 또는 z-축을 따라 거리(10) 만큼 눈들(4, 6)로부터 이격된다. 이미지들(5, 7)은 편평하고, 눈들(4, 6)은 단일 원근조절된 상태를 취함으로써 이미지들에 포커싱될 수 있다. 그러한 시스템들은 조합된 이미지에 대한 스케일 및/또는 깊이의 지각을 제공하기 위하여 이미지들(5, 7)을 조합하는데 인간 시각 시스템에 의존한다.
[0048] 그러나, 인간 시각 시스템은 더 복잡하고 현실적인 깊이의 지각을 제공하는 것이 더 어렵다는 것이 인지될 것이다. 예컨대, 종래의 3-D 디스플레이 시스템들의 많은 뷰어들은 그런 시스템들이 불편하다는 것을 발견하거나, 깊이감을 전혀 지각하지 못할 수 있다. 이론에 의해 제한됨이 없이, 객체의 뷰어들은 이접운동 및 원근조절의 조합으로 인해 객체를 3-차원인 것으로 지각할 수 있다고 여겨진다. 서로에 대한 두 눈들의 이접운동(vergence) 움직임들(즉, 동공들이 객체를 응시하기 위해 눈들의 시선들을 수렴하도록 서로를 향해 또는 서로 멀어지게 움직이도록 하는 눈들의 회전)은 눈들의 동공들 및 렌즈들의 포커싱(또는 원근조절)과 밀접하게 연관된다. 정상 조건들하에서, 하나의 객체로부터 상이한 거리에 있는 다른 객체로 포커스를 변화시키기 위하여, 눈들의 렌즈들의 포커스를 변화시키거나, 또는 눈들을 원근조절하는 것은 "원근조절-이접운동 반사(accommodation-vergence reflex)"로서 알려진 관계하에서, 동일한 거리에 대한 이접운동에서의 매칭하는 변화는 물론 동공 팽창 및 수축을 자동으로 유발할 것이다. 마찬가지로, 이접운동에서의 변경은 정상 조건들하에서, 렌즈 형상 및 동공 사이즈의, 원근조절에서의 매칭하는 변경을 트리거할 것이다. 본원에서 언급되는 바와 같이, 다수의 입체 또는 "3-D" 디스플레이 시스템들은, 3-차원 관점이 이 인간 시각 시스템에 의해 지각되도록 각각의 눈에 약간 상이한 프리젠테이션들(그리고 따라서, 약간 상이한 이미지들)을 사용하여 장면을 디스플레이한다. 그러나, 그러한 시스템들은 많은 뷰어들에게 불편한데, 그 이유는 다른 것들 중에서, 그러한 시스템들이 단순히 장면의 상이한 프리젠테이션을 제공하지만, 눈들이 단일 원근조절된 상태에서 모든 이미지 정보를 보고, 그리고 원근조절-이접운동 반사에 반하여 작동하기 때문이다. 원근조절과 이접운동 사이의 더 양호한 매칭을 제공하는 디스플레이 시스템들은, 증가된 착용 지속기간 및 결국, 진단 및 치료 프로토콜들에 대한 준수에 기여하는, 3-차원 이미저리의 더 현실적이고 편안한 시뮬레이션들을 형성할 수 있다.
[0049] 도 4는 다중 깊이 평면들을 사용하여 3-차원 이미저리를 시뮬레이팅하기 위한 접근법의 양상들을 예시한다. 도 4를 참조하면, z-축 상에서 눈들(4, 6)로부터의 다양한 거리들에 있는 객체들은, 이들 객체들이 인 포커싱(in focus)되도록 눈들(4, 6)에 의해 원근조절된다. 눈들(4 및 6)은 z-축을 따라 상이한 거리들에 있는 객체들에 포커싱을 맞추게 하는 특정 원근조절된 상태들을 취한다. 결과적으로, 특정 원근조절된 상태는 연관된 초점 거리를 갖는 깊이 평면들(14) 중 특정한 하나의 깊이 평면과 연관되는 것으로 말할 수 있어서, 특정 깊이 평면의 객체들 또는 객체들의 부분들은, 눈이 해당 깊이 평면에 대해 원근조절된 상태에 있을 때 인 포커싱된다. 일부 실시예들에서, 3-차원 이미저리는 눈들(4, 6) 각각에 대해 이미지의 상이한 프리젠테이션들을 제공함으로써, 그리고 또한 깊이 평면들 각각에 대응하는 이미지의 상이한 프리젠테이션들을 제공함으로써 시뮬레이팅될 수 있다. 예시의 명확성을 위해 별개인 것으로 도시되지만, 눈들(4, 6)의 시야들은 예컨대, z-축을 따른 거리가 증가함에 따라 겹쳐질 수 있다는 것이 인지될 것이다. 게다가, 예시의 용이함을 위해 평평한 것으로 도시되지만, 깊이 평면의 윤곽들은 물리적 공간에서 만곡될 수 있어서, 깊이 평면의 모든 특징들은 특정 원근조절된 상태에서 눈과 인 포커싱된다는 것이 인지될 것이다.
[0050] 객체와 눈(4 또는 6) 간의 거리는 또한, 그 눈으로 볼 때, 그 객체로부터 광의 발산(divergence)의 양을 변화시킬 수 있다. 도 5a 내지 도 5c는 광선들의 거리와 발산 간의 관계들을 예시한다. 객체와 눈(4) 간의 거리는, 거리가 감소하는 순서로 R1, R2 및 R3에 의해 표현된다. 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 광선들은, 객체에 대한 거리가 감소함에 따라 더 많이 발산하게 된다. 거리가 증가함에 따라, 광선들은 더욱 시준된다. 다른 말로 하면, 포인트(객체 또는 객체의 일부)에 의해 생성된 광 필드가 구체 파면 곡률을 가지는 것으로 말해질 수 있고, 구체 파면 곡률은, 포인트가 사용자의 눈으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지의 함수이다. 곡률은 객체와 눈(4) 간의 거리가 감소함에 따라 증가한다. 결과적으로, 상이한 깊이 평면들에서, 광선들의 발산 정도는 또한 상이하고, 발산 정도는, 깊이 평면들과 뷰어의 눈(4) 간의 거리가 감소함에 따라 증가한다. 단지 하나의 눈(4)이 도 5a 내지 도 5c 및 본원의 다른 도면들에서 예시의 명확성을 위해 예시되지만, 눈(4)에 대한 논의들이 뷰어의 양쪽 눈들(4 및 6)에 적용될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[0051] 이론에 의해 제한됨이 없이, 인간 눈이 통상적으로 깊이 지각을 제공하기 위하여 유한 수의 깊이 평면들을 해석할 수 있다고 여겨진다. 결과적으로, 지각된 깊이의 매우 그럴듯한 시뮬레이션은, 눈에, 이들 제한된 수의 깊이 평면들 각각에 대응하는 이미지의 상이한 프리젠테이션들을 제공함으로써 달성될 수 있다. 상이한 프리젠테이션들이 뷰어의 눈들에 의해 별개로 포커싱될 수 있고, 그리하여, 상이한 깊이 평면 상에 로케이팅되는 장면에 대한 상이한 이미지 특징들에 포커스를 맞추도록 요구되는 눈의 원근조절에 기초하여 그리고/또는 상이한 깊이 평면들 상의 상이한 이미지 특징들이 아웃 포커스(out of focus)되는 것을 관찰하는 것에 기초하여 깊이 단서들을 사용자에게 제공하는 것을 돕는다.
[0052] 도 6은 이미지 정보를 사용자에게 출력하기 위한 도파관 스택의 예를 예시한다. 디스플레이 시스템(1000)은 복수의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)을 사용하여 3-차원 지각을 눈/뇌에 제공하기 위하여 활용될 수 있는 도파관들의 스택, 또는 스택된 도파관 어셈블리(178)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(1000)은 도 2의 시스템(80)이고, 도 6은 그 시스템(80)의 일부 부분들을 더 상세히 개략적으로 보여준다. 예컨대, 도파관 어셈블리(178)는 도 2의 디스플레이(62)의 부분일 수 있다. 디스플레이 시스템(1000)은 일부 실시예들에서 광 필드(light field) 디스플레이로서 간주될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[0053] 도 6을 계속 참조하면, 도파관 어셈블리(178)는 또한 도파관들 사이에 복수의 특징들(198, 196, 194, 192)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 특징들(198, 196, 194, 192)은 하나 이상의 렌즈들일 수 있다. 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 및/또는 복수의 렌즈들(198, 196, 194, 192)은 다양한 레벨들의 파면 곡률 또는 광선 발산으로 이미지 정보를 눈에 전송하도록 구성될 수 있다. 각각의 도파관 레벨은 특정 깊이 평면과 연관될 수 있고 그 깊이 평면에 대응하는 이미지 정보를 출력하도록 구성될 수 있다. 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)은 도파관들에 대한 광의 소스로서 기능할 수 있고, 이미지 정보를 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)에 주입하기 위하여 활용될 수 있으며, 도파관들 각각은, 본원에 설명된 바와 같이, 눈(4)을 향하여 출력하기 위해 각각의 개별 도파관에 걸쳐 인입 광을 분산시키도록 구성될 수 있다. 광은 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)의 출력 표면(300, 302, 304, 306, 308)을 나가고 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 대응하는 입력 표면(382, 384, 386, 388, 390)에 주입된다. 일부 실시예들에서, 입력 표면들(382, 384, 386, 388, 390) 각각은 대응하는 도파관의 에지일 수 있거나, 또는 대응하는 도파관의 주 표면의 일부일 수 있다 (즉, 도파관 표면들 중 하나는 직접적으로 세계(144) 또는 뷰어의 눈(4)을 향함). 일부 실시예들에서, 단일 광 빔(예컨대, 시준된 빔)은 특정 도파관과 연관된 깊이 평면에 대응하는 특정 각도들(및 발산의 양들)로 눈(4)을 향하여 지향되는 시준된 클론 빔(cloned collimated beam)들의 전체 필드를 출력하기 위하여 각각의 도파관으로 주입될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208) 중 하나의 이미지 주입 디바이스가 복수(예컨대, 3개)의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)과 연관되고 그에 광을 주입할 수 있다.
[0054] 일부 실시예들에서, 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)은 각각 대응하는 도파관(182, 184, 186, 188, 190)에 주입을 위한 이미지 정보를 각각 생성하는 이산 디스플레이들이다. 일부 다른 실시예들에서, 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)은 예컨대, 이미지 정보를 하나 이상의 광학 도관들(예컨대, 광섬유 케이블들)을 통하여 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208) 각각에 파이핑(pipe)할 수 있는 단일 멀티플렉싱된 디스플레이의 출력 단부들이다. 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)에 의해 제공되는 이미지 정보는 상이한 파장들 또는 컬러들(예컨대, 본원에서 논의된 바와 같이 상이한 컴포넌트 컬러들)의 광을 포함할 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[0055] 일부 실시예들에서, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)로 주입된 광은 LED(light emitting diode)와 같은 광 이미터를 포함할 수 있는 광 모듈(2040)을 포함하는 광 프로젝터 시스템(2000)에 의해 제공된다. 광 모듈(2040)로부터의 광은 빔 분할기(2050)를 통해 광 변조기(2030), 예컨대, 공간 광 변조기에 지향되고 그에 의해 수정될 수 있다. 광 변조기(2030)는 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 내로 주입되는 광의 지각된 세기를 변화시키도록 구성될 수 있다. 공간 광 변조기들의 예들은, LCOS(liquid crystal on silicon) 디스플레이들을 포함하는 LCD(liquid crystal display)들을 포함한다.
[0056] 일부 실시예들에서, 디스플레이 시스템(1000)은 광을 다양한 패턴들(예컨대, 래스터 스캔, 나선형 스캔, 리사주(Lissajous) 패턴 등)로 하나 이상의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 내로 그리고 궁극적으로 뷰어의 눈(4)으로 프로젝팅하도록 구성된 하나 이상의 스캐닝 섬유들을 포함하는 스캐닝 섬유 디스플레이일 수 있다. 일부 실시예들에서, 예시된 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)은 하나 또는 복수의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 내로 광을 주입하도록 구성된 단일 스캐닝 섬유 또는 스캐닝 섬유들의 번들(bundle)들을 개략적으로 표현할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 예시된 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)은 복수의 스캐닝 섬유들 또는 스캐닝 섬유들의 복수의 번들들을 개략적으로 표현할 수 있으며, 이들 각각은 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 중 연관된 하나 내로 광을 주입하도록 구성된다. 하나 이상의 광섬유들이 광 모듈(2040)로부터 하나 이상의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)로 광을 송신하도록 구성될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 예컨대, 스캐닝 섬유에서 나오는 광을 하나 이상의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)로 재지향시키도록, 스캐닝 섬유 또는 섬유들과 하나 이상의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 사이에 하나 이상의 개재된 광학 구조들이 제공될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[0057] 제어기(210)는 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208), 광원(2040) 및 광 변조기(2030)의 동작을 포함한, 스택된 도파관 어셈블리(178)의 하나 이상의 도파관들의 동작을 제어한다. 일부 실시예들에서, 제어기(210)는 로컬 데이터 프로세싱 모듈(70)의 부분이다. 제어기(210)는 예컨대, 본원에 개시된 다양한 방식들 중 임의의 방식에 따라 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)에 대한 이미지 정보의 타이밍 및 제공을 조절하는 프로그래밍(예컨대, 비-일시적 매체의 명령들)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제어기는 단일 통합 디바이스, 또는 유선 또는 무선 통신 채널들에 의해 연결되는 분산 시스템일 수 있다. 제어기(210)는 일부 실시예들에서, 프로세싱 모듈들(70 또는 72)(도 1)의 부분일 수 있다.
[0058] 도 6을 계속 참조하면, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 TIR(total internal reflection)에 의해 각각의 개별 도파관 내에서 광을 전파시키도록 구성될 수 있다. 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 각각 평면형이거나 다른 형상(예컨대, 곡선)을 가질 수 있으며, 주 최상부 및 최하부 표면들 및 이들 주 최상부와 최하부 표면들 사이에서 연장되는 에지들을 갖는다. 예시된 구성에서, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 이미지 정보를 눈(4)에 출력하기 위해 각각의 개별 도파관 내에서 전파되는 광을 도파관 밖으로 재지향시킴으로써 도파관 밖으로 광을 추출하도록 구성된 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)을 각각 포함할 수 있다. 추출된 광은 아웃커플링된 광으로서 또한 지칭될 수 있고, 아웃커플링 광학 엘리먼트들은 또한 광 추출 광학 엘리먼트들로서 지칭될 수 있다. 추출된 광 빔은, 도파관 내에서 전파되는 광이 광 추출 광학 엘리먼트에 부딪치는 위치들에서 도파관에 의해 출력된다. 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 예컨대, 본원에서 추가로 논의되는 바와 같이, 회절성 광학 특징들을 포함하는 격자들일 수 있다. 설명의 용이함 및 도면 명확성을 위하여 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 최하부 주 표면들에 배치된 것으로 예시되지만, 일부 실시예들에서, 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 본원에서 추가로 논의되는 바와 같이, 최상부 및/또는 최하부 주 표면들에 배치될 수 있고, 그리고/또는 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 볼륨에 직접 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)을 형성하기 위해 투명 기판에 부착된 재료 층에 형성될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 재료의 모놀리식 피스(piece)일 수 있고 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 재료의 해당 피스의 표면 상에 그리고/또는 그 내부에 형성될 수 있다.
[0059] 도 6을 계속 참조하면, 본원에 논의된 바와 같이, 각각의 도파관(182, 184, 186, 188, 190)은 특정 깊이 평면에 대응하는 이미지를 형성하기 위해 광을 출력하도록 구성된다. 예컨대, 눈에 가장 가까운 도파관(182)은, 그러한 도파관(182)에 주입된 시준된 광을 눈(4)에 전달하도록 구성될 수 있다. 시준된 광은 광학 무한대 초점 평면을 나타낼 수 있다. 위의 다음 도파관(184)은, 시준된 광이 눈(4)에 도달할 수 있기 전에 제1 렌즈(192)(예컨대, 네거티브 렌즈)를 통과하는 시준된 광을 전송하도록 구성될 수 있고; 그러한 제1 렌즈(192)는 약간 볼록한 파면 곡률을 생성하도록 구성될 수 있어서, 눈/뇌는 위의 다음 도파관(184)으로부터 오는 광을, 광학적 무한대로부터 눈(4)을 향하여 안쪽으로 더 가까운 제1 초점 평면으로부터 오는 것으로 해석한다. 유사하게, 위의 제3 도파관(186)은 자신의 출력 광을 눈(4)에 도달하기 전에 제1 (192) 및 제2 (194) 렌즈들 둘 모두를 통과시키고; 제1 (192) 및 제2 (194) 렌즈들의 조합된 광 파워는 다른 증분 양의 파면 곡률을 생성하도록 구성될 수 있어서, 눈/뇌는 제3 도파관(186)으로부터 오는 광을, 위의 다음 도파관(184)으로부터의 광보다는 광학적 무한대로부터 사람을 향하여 안쪽으로 훨씬 더 가까운 제2 초점 평면으로부터 오는 것으로 해석한다.
[0060] 다른 도파관 층들(188, 190) 및 렌즈들(196, 198)은 유사하게 구성되는데, 스택에서 가장 높은 도파관(190)은 자신의 출력을, 사람과 가장 가까운 초점 평면을 나타내는 어그리게이트 초점 전력에 대해 자신과 눈 사이의 렌즈들 모두를 통하여 전송한다. 스택된 도파관 어셈블리(178)의 다른 측 상에서 세계(144)로부터 오는 광을 보거나/해석할 때 렌즈들(198, 196, 194, 192)의 스택을 보상하기 위하여, 보상 렌즈 층(180)은 아래의 렌즈 스택(198, 196, 194, 192)의 어그리게이트 전력을 보상하기 위하여 스택의 최상부에 배치될 수 있다. 이러한 구성은 이용 가능한 도파관/렌즈 쌍들이 존재하는 만큼 많은 지각된 초점 평면들을 제공한다. 도파관들의 아웃커플링 광학 엘리먼트들 및 렌즈들의 포커싱 양상들 둘 모두는 정적(즉, 동적이거나 전자-활성이지 않음)일 수 있다. 일부 대안적인 실시예들에서, 어느 하나 또는 둘 모두는 전자-활성 특징들을 사용하여 동적일 수 있다.
[0061] 일부 실시예들에서, 도파관들(182, 184, 186, 188, 190) 중 둘 또는 그 초과는 동일한 연관된 깊이 평면을 가질 수 있다. 예컨대, 다수의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)은 동일한 깊이 평면으로 세팅된 이미지들을 출력하도록 구성될 수 있거나, 또는 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 다수의 서브세트들은 동일한 복수의 깊이 평면들로 세팅된 이미지들(각각의 깊이 평면에 대해 하나의 이미지가 세팅됨)을 출력하도록 구성될 수 있다. 이는 그러한 깊이 평면들에서 확장된 시야를 제공하기 위해 타일 이미지(tiled image)를 형성하는 이점들을 제공할 수 있다.
[0062] 도 6을 계속 참조하면, 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 자신의 개별 도파관들 밖으로 광을 재지향시키고 그리고 또한 도파관과 연관된 특정 깊이 평면에 대해 적절한 양의 발산 또는 시준으로 이 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 결과로서, 상이한 연관된 깊이 평면들을 가진 도파관들은 상이한 구성들의 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)을 가질 수 있고, 이러한 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 연관된 깊이 평면에 따라 상이한 양의 발산으로 광을 출력한다. 일부 실시예들에서, 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 특정 각도들로 광을 출력하도록 구성될 수 있는 볼류메트릭(volumetric) 또는 표면 특징들일 수 있다. 예컨대, 광 추출 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 볼륨 홀로그램들, 표면 홀로그램들, 및/또는 회절 격자들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 특징들(198, 196, 194, 192)은 렌즈들이 아닐 수 있고; 오히려, 이들은 단순히 스페이서들(예컨대, 공기 갭들을 형성하기 위한 클래딩(cladding) 층들 및/또는 구조들)일 수 있다.
[0063] 일부 실시예들에서, 아웃커플링 광학 엘리먼트들(282, 284, 286, 288, 290)은 회절 패턴 또는 회절 광학 엘리먼트(또한 본원에서 DOE 로서 지칭됨)를 형성하는 회절 특징들이다. 바람직하게는, DOE들은 충분히 낮은 회절 효율을 가져서, 단지 빔의 광의 일부만이 DOE의 각각의 교차로 인해 눈(4)을 향하여 편향되지만, 나머지는 TIR(total internal reflection)을 통하여 도파관을 통해 계속 이동한다. 따라서, 이미지 정보를 전달하는 광은 다수의 위치들에서 도파관을 나가는 다수의 관련된 출사 빔들로 분할되고 그 결과는 이런 특정 시준된 빔이 도파관 내에서 이리저리 바운싱되기 때문에 눈(4)을 향하는 상당히 균일한 출사 방출 패턴이다.
[0064] 일부 실시예들에서, 하나 이상의 DOE들은, 그것들을 활발하게 회절시키는 "온" 상태들과 그것들을 크게 회절시키지 않는 "오프" 상태들 간에 스위칭 가능할 수 있다. 예컨대, 스위칭 가능 DOE는, 마이크로액적들이 호스트 매질에서 회절 패턴을 포함하는 중합체 분산형 액정 층을 포함할 수 있고, 마이크로액적들의 굴절률은 호스트 매질의 굴절률에 실질적으로 매칭하도록 스위칭될 수 있거나(이 경우에 패턴은 입사광을 현저하게 회절시키지 않음) 또는 마이크로액적은 호스트 매질의 인덱스에 매칭하지 않는 인덱스로 스위칭될 수 있다(이 경우 패턴은 입사광을 활발하게 회절시킴).
[0065] 일부 실시예들에서, 예컨대, 사용자 입력들을 검출하고 그리고/또는 사용자의 생리적인 상태를 모니터링하기 위해 눈(4) 및/또는 눈(4) 주위 조직의 이미지들을 캡처하도록 카메라 어셈블리(500)(예컨대, 가시광 및 적외선 카메라들을 포함하는 디지털 카메라)가 제공될 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 카메라는 임의의 이미지 캡처 디바이스일 수 있다. 일부 실시예들에서, 카메라 어셈블리(500)는 이미지 캡처 디바이스 및 눈에 광(예컨대, 적외선)을 프로젝팅하기 위한 광원을 포함할 수 있으며, 이 광은 그 후 눈에 의해 반사되고 이미지 캡처 디바이스에 의해 검출될 수 있다. 일부 실시예들에서, 카메라 어셈블리(500)는 프레임(64)(도 2)에 부착될 수 있고, 예컨대, 본원에서 논의된 바와 같이 사용자의 생리적인 상태에 관한 다양한 결정들을 내리기 위해 카메라 어셈블리(500)로부터의 이미지 정보를 프로세싱할 수 있는 프로세싱 모듈들(70 및/또는 72)과 전기 통신할 수 있다. 사용자의 생리적인 상태에 관한 정보는 사용자의 행동 또는 감정 상태를 결정하는 데 사용될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 이러한 정보의 예들은 사용자의 움직임들 및/또는 사용자의 얼굴 표정들을 포함한다. 사용자의 행동 또는 감정 상태는 그 후, 행동 또는 감정 상태, 생리적인 상태 및 환경적 또는 가상적 콘텐츠 데이터 간의 관계들을 결정하도록 수집된 환경적 및/또는 가상 콘텐츠 데이터로 삼각측량될 수 있다. 일부 실시예들에서, 하나의 카메라 어셈블리(500)가 각각의 눈을 별개로 모니터링하기 위해 각각의 눈에 대해 활용될 수 있다.
[0066] 이제 도 7을 참조하면, 도파관에 의해 출력된 출사 빔들의 예가 도시된다. 하나의 도파관이 예시되지만, 도파관 어셈블리(178)(도 6) 내의 다른 도파관들이 유사하게 기능할 수 있다는 것이 인지될 것이며, 여기서 도파관 어셈블리(178)는 다수의 도파관들을 포함한다. 광(400)은 도파관(182)의 입력 표면(382)에서 도파관(182)으로 주입되고 TIR에 의해 도파관(182) 내에서 전파된다. 광(400)이 DOE(282)에 충돌하는 포인트들에서, 광의 일부는 출사 빔들(402)로서 도파관을 나간다. 출사 빔들(402)은 실질적으로 평행한 것으로 예시되지만, 본원에 논의된 바와 같이, 이들 출사 빔들은 또한 도파관(182)과 연관된 깊이 평면에 따라, 임의의 각도로 눈(4)으로 전파되도록 재지향될 수 있다(예컨대, 발산하는 출사 빔들을 형성함). 실질적으로 평행한 출사 빔들은, 눈(4)으로부터 먼 거리(예컨대, 광학적 무한대)에 있는 깊이 평면 상에 세팅된 것으로 보이는 이미지들을 형성하도록 광을 아웃커플링하는 아웃커플링 광학 엘리먼트들을 갖는 도파관을 나타낼 수 있다는 것이 인지될 것이다. 다른 도파관들 또는 아웃커플링 광학 엘리먼트들의 다른 세트들은 더 발산하는 출사 빔 패턴을 출력할 수 있고, 이는 눈(4)이 망막 상에 포커싱을 맞추게 하기 위해 더 가까운 거리로 원근조절하는 것을 요구할 것이고 광학적 무한대보다 눈(4)에 더 가까운 거리로부터의 광으로서 뇌에 의해 해석될 것이다.
[0067] 일부 실시예들에서, 풀(full) 컬러 이미지는 컴포넌트 컬러들, 예컨대, 3개 또는 그 초과의 컴포넌트 컬러들 각각에 이미지들을 오버레이시킴으로써 각각의 깊이 평면에 형성될 수 있다. 도 8은 각각의 깊이 평면이 다수의 상이한 컴포넌트 컬러들을 사용하여 형성된 이미지들을 포함하는 스택된 도파관 어셈블리의 예를 예시한다. 예시된 실시예는 깊이 평면들(14a-14f)을 도시하지만, 더 많거나 더 적은 깊이들이 또한 고려될 수 있다. 각각의 깊이 평면은, 자신과 연관된 3개의 컴포넌트 컬러 이미지들, 즉 제1 컬러(G)의 제1 이미지; 제2 컬러(R)의 제2 이미지; 및 제3 컬러(B)의 제3 이미지를 가질 수 있다. 상이한 깊이 평면들은 G, R 및 B 문자들 다음에 오는 디옵터들(dpt)에 대한 상이한 숫자들에 의해 도면에 표시된다. 단지 예들로서, 이들 문자들 각각 다음에 오는 숫자들은 디옵터들(1/m) 또는 뷰어로부터의 깊이 평면의 역 거리(inverse distance)를 표시하며, 도면들에서 각각의 박스는 개별 컴포넌트 컬러 이미지를 나타낸다. 일부 실시예들에서, 상이한 파장들의 광의 눈의 포커싱에서의 차이를 참작하기 위해, 상이한 컴포넌트 컬러들에 대한 깊이 평면들의 정확한 배치는 변동될 수 있다. 예컨대, 주어진 깊이 평면에 대한 상이한 컴포넌트 컬러 이미지들은 사용자로부터의 상이한 거리들에 대응하는 깊이 평면들 상에 배치될 수 있다. 이러한 어레인지먼트는 시력 및 사용자의 편안함을 증가시킬 수 있고 그리고/또는 색수차들을 감소시킬 수 있다.
[0068] 일부 실시예들에서, 각각의 컴포넌트 컬러의 광은 하나의 전용 도파관에 의해 출력될 수 있고, 결과적으로, 각각의 깊이 평면은 그것과 연관된 다수의 도파관들을 가질 수 있다. 이러한 실시예들에서, 문자들 G, R 또는 B를 포함하는 도면들 내의 각각의 박스는 개별 도파관을 나타내는 것으로 이해될 수 있고, 3개의 도파관들이 깊이 평면 당 제공될 수 있으며, 여기서 3개의 컴포넌트 컬러 이미지들이 깊이 평면 당 제공된다. 각각의 깊이 평면과 연관된 도파관들이 설명의 용이함을 위해 이 도면에서 서로 인접한 것으로 도시되지만, 물리적 디바이스에서, 도파관들은 모두 레벨 당 하나의 도파관을 갖는 스택으로 배열될 수 있다는 것이 인지될 것이다. 일부 다른 실시예들에서, 다수의 컴포넌트 컬러들이 동일한 도파관에 의해 출력될 수 있어서, 예컨대, 단지 단일 도파관이 깊이 평면 당 제공될 수 있다.
[0069] 도 8을 계속 참조하면, 일부 실시예들에서, G는 녹색 컬러이고, R은 적색 컬러이고, B는 청색 컬러이다. 일부 다른 실시예들에서, 마젠타 및 시안을 포함하는, 다른 광의 파장들과 연관되는 다른 컬러들이 적색, 녹색 또는 청색 중 하나 이상을 대체할 수 있거나, 또는 이에 추가로 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 특징들(198, 196, 194 및 192)은 주위 환경으로부터 시청자의 눈들로의 광을 선택적으로 차단하도록 구성된 능동 또는 수동 광학 필터들일 수 있다.
[0070] 본 개시내용 전반에 걸쳐 주어진 컬러의 광에 대한 참조는 그 주어진 컬러인 것으로서 뷰어에 의해 지각되는 광의 파장들의 범위 내의 하나 이상의 파장들의 광을 포함하는 것으로 이해될 것이란 점이 인지될 것이다. 예컨대, 적색 광은 약 620-780nm 범위의 하나 이상의 파장들의 광을 포함할 수 있고, 녹색 광은 약 492-577nm 범위의 하나 이상의 파장들의 광을 포함할 수 있으며, 청색 광은 약 435-493nm 범위의 하나 이상의 파장들의 광을 포함할 수 있다.
[0071] 일부 실시예들에서, 광원(2040)(도 6)은 뷰어의 시각적 지각 범위 밖의 하나 이상의 파장들, 예컨대, 적외선 및/또는 자외선 파장들의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 또한, 디스플레이(1000)의 도파관들의 인커플링, 아웃커플링 및 다른 광 재지향 구조들은 예컨대, 이미징 및/또는 사용자 자극 애플리케이션들을 위해 사용자의 눈(4)을 향하여 디스플레이 밖으로 이 광을 지향 및 방출하도록 구성될 수 있다.
[0072] 이제 도 9a를 참조하면, 일부 실시예들에서, 도파관에 충돌하는 광은 도파관 내로 그 광을 인커플링하기 위해 재지향될 필요가 있을 수 있다. 인커플링 광학 엘리먼트는 광을 그의 대응하는 도파관으로 재지향 및 인커플링하는 데 사용될 수 있다. 도 9a는 인커플링 광학 엘리먼트를 각각 포함하는 복수의 스택된 도파관들 또는 스택된 도파관들의 세트(1200)의 예의 측 단면도를 예시한다. 도파관들은 각각 하나 이상의 상이한 파장들, 또는 하나 이상의 상이한 파장들의 범위들의 광을 출력하도록 구성될 수 있다. 스택(1200)은 스택(178)(도 6)에 대응할 수 있고, 스택(1200)의 예시된 도파관들은, 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208) 중 하나 이상으로부터의 광이 인커플링을 위해 광이 재지향되도록 요구하는 포지션으로부터 도파관들로 주입되는 것을 제외하면, 복수의 도파관들(182, 184, 186, 188, 190)의 부분에 대응할 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[0073] 스택된 도파관들의 예시된 세트(1200)는 도파관들(1210, 1220, 및 1230)을 포함한다. 각각의 도파관은, (도파관 상의 광 입력 영역으로서 또한 지칭될 수 있는) 연관된 인커플링 광학 엘리먼트를 포함하며, 예컨대, 인커플링 광학 엘리먼트(1212)는 도파관(1210)의 주 표면(예컨대, 상위 주 표면) 상에 배치되고, 인커플링 광학 엘리먼트(1224)는 도파관(1220)의 주 표면(예컨대, 상위 주 표면) 상에 배치되며, 인커플링 광학 엘리먼트(1232)는 도파관(1230)의 주 표면(예컨대, 상위 주 표면) 상에 배치된다. 일부 실시예들에서, 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232) 중 하나 이상은 각각의 도파관(1210, 1220, 1230)의 최하부 주 표면 상에 배치될 수 있다(특히, 하나 이상의 인커플링 광학 엘리먼트들은 반사성 편향 광학 엘리먼트들인 경우). 예시된 바와 같이, 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은, 특히 이러한 인커플링 광학 엘리먼트들이 투과성 편향 광학 엘리먼트들인 경우, 그의 각각의 도파관(1210, 1220, 1230)의 상위 주 표면(또는 다음 하위 도파관의 최상부) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은 각각의 도파관(1210, 1220, 1230)의 바디에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에서 논의된 바와 같이, 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은 파장 선택적이어서, 이들은 하나 이상의 광 파장들을 선택적으로 재지향시키면서 다른 광 파장들을 투과시킨다. 그의 각각의 도파관(1210, 1220, 1230)의 한 측 또는 코너 상에서 예시되지만, 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은 일부 실시예들에서, 그의 각각의 도파관(1210, 1220, 1230)의 다른 영역들에 배치될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[0074] 예시된 바와 같이, 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은 서로 측방향으로 오프셋될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 인커플링 광학 엘리먼트는, 광이 다른 인커플링 광학 엘리먼트를 통과하지 않고 자신이 그 광을 수신하도록 오프셋될 수 있다. 예컨대, 각각의 인커플링 광학 엘리먼트(1212, 1222, 1232)는 도 6에 도시된 바와 같이 상이한 이미지 주입 디바이스(200, 202, 204, 206, 및 208)로부터 광을 수신하도록 구성될 수 있고, 다른 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)로부터 분리(예컨대, 측방향으로 이격)될 수 있어서, 그것은 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232) 중 다른 것들로부터의 광을 실질적으로 수신하지 않는다.
[0075] 각각의 도파관은 또한 연관된 광 분배 엘리먼트들을 포함하며, 예컨대, 광 분배 엘리먼트들(1214)은 도파관(1210)의 주 표면(예컨대, 최상부 주 표면) 상에 배치되고, 광 분배 엘리먼트들(1224)은 도파관(1220)의 주 표면(예컨대, 최상부 주 표면) 상에 배치되며, 광 분배 엘리먼트들(1234)은 도파관(1230)의 주 표면(예컨대, 최상부 주 표면) 상에 배치된다. 일부 다른 실시예들에서, 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)은 연관된 도파관들(1210, 1220, 1230)의 최하부 주 표면 상에 각각 배치될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)은 연관된 도파관들(1210, 1220, 1230)의 최상부 및 최하부 주 표면 둘 모두 상에 각각 배치될 수 있거나; 또는 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)은 상이한 연관된 도파관들(1210, 1220, 1230)의 최상부 및 최하부 주 표면들 중 상이한 것들 상에 각각 배치될 수 있다.
[0076] 도파관들(1210, 1220, 1230)은 예컨대, 기체, 액체 및/또는 고체 재료 층들에 의해 이격되고 분리될 수 있다. 예컨대, 예시된 바와 같이, 층(1218a)은 도파관들(1210, 1220)을 분리할 수 있고; 층(1218b)은 도파관(1220 및 1230)을 분리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 층들(1218a 및 1218b)은 저 굴절률 재료들(즉, 도파관들(1210, 1220, 1230) 중 바로 인접한 하나를 형성하는 재료보다 낮은 굴절률을 갖는 재료들)로 형성된다. 바람직하게는, 층들(1218a, 1218b)을 형성하는 재료의 굴절률은 도파관들(1210, 1220, 1230)을 형성하는 재료의 굴절률보다 0.05 이상으로 작거나 또는 0.10 이상으로 작다. 유리하게는, 더 낮은 굴절률 층들(1218a, 1218b)은 도파관들(1210, 1220, 1230)을 통한 광의 TIR(total internal reflection)(예컨대, 각각의 도파관의 최상부 및 최하부 주 표면들 사이의 TIR)을 용이하게 하는 클래딩 층들로서 기능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 층들(1218a, 1218b)은 공기로 형성된다. 예시되지는 않았지만, 예시된 도파관들의 세트(1200)의 최상부 및 최하부는 바로 이웃한 클래딩 층들을 포함할 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[0077] 바람직하게는, 제조의 용이함 및 다른 고려사항들을 위해, 도파관들(1210, 1220, 1230)을 형성하는 재료는 유사하거나 동일하며, 층들(1218a, 1218b)을 형성하는 재료는 유사하거나 동일하다. 일부 실시예들에서, 도파관들(1210, 1220, 1230)을 형성하는 재료는 하나 이상의 도파관들 간에 상이할 수 있고, 그리고/또는 층들(1218a, 1218b)을 형성하는 재료는 여전히 위에서 언급된 다양한 굴절률 관계들을 유지하면서 상이할 수 있다.
[0078] 도 9a를 계속 참조하여, 광선들(1240, 1242, 1244)이 도파관들의 세트(1200) 상에 입사된다. 광선들(1240, 1242, 1244)은 하나 이상의 이미지 주입 디바이스들(200, 202, 204, 206, 208)(도 6)에 의해 도파관들(1210, 1220, 1230) 내로 주입될 수 있다는 것이 인지될 것이다.
[0079] 일부 실시예들에서, 광선들(1240, 1242, 1244)은 상이한 성질들, 예컨대, 상이한 파장들 또는 상이한 파장들의 범위들을 가지며, 이는 상이한 컬러들에 대응할 수 있다. 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 122, 1232)은 각각, 입사광이 TIR에 의해 도파관들(1210, 1220, 1230) 중 각각의 하나를 통해 전파되도록 광을 편향시킨다.
[0080] 예컨대, 인커플링 광학 엘리먼트(1212)는 제1 파장 또는 파장들의 범위를 갖는 광선(1240)을 편향시키도록 구성될 수 있다. 유사하게, 투과된 광선(1242)은 제2 파장 또는 파장들의 범위의 광을 편향시키도록 구성된 인커플링 광학 엘리먼트(1222)에 충돌하고 그에 의해 편향된다. 마찬가지로, 광선(1244)은 제3 파장 또는 파장들의 범위의 광을 선택적으로 편향시키도록 구성된 인커플링 광학 엘리먼트(1232)에 의해 편향된다.
[0081] 도 9a를 계속 참조하면, 편향된 광선들(1240, 1242, 1244)은, 이들이 대응하는 도파관(1210, 1220, 1230)을 통해 전파되도록 편향되는데; 즉, 각각의 도파관의 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은 해당 대응하는 도파관(1210, 1220, 1230) 내로 광을 인커플링하도록 해당 대응하는 도파관 내로 광을 편향시킨다. 광선들(1240, 1242, 1244)은 광이 TIR에 의해 각각의 도파관(1210, 1220, 1230)을 통해 전파되게 하는 각도들로 편향된다. 광선들(1240, 1242, 1244)은, 도파관의 대응하는 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)에 충돌할 때까지 TIR에 의해 각각의 도파관(1210, 1220, 1230)을 통해 전파된다.
[0082] 이제 도 9b를 참조하면, 도 9a의 복수의 스택된 도파관들의 예의 사시도를 예시한다. 위에서 언급된 바와 같이, 인커플링된 광선들(1240, 1242, 1244)은 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)에 의해 각각 편향되고, 그 후 도파관들(1210, 1220, 1230) 내에서 TIR에 의해 각각 전파된다. 그 후, 광선들(1240, 1242, 1244)은 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)에 각각 충돌한다. 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)은, 광선들(1240, 1242, 1244)이 아웃커플링 광학 엘리먼트(1250, 1252, 1254)를 향해 각각 전파되도록 이들을 편향시킨다.
[0083] 일부 실시예들에서, 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)은 OPE(orthogonal pupil expander)들이다. 일부 실시예들에서, OPE들은 아웃커플링 광학 엘리먼트들(1250, 1252, 1254)로 광을 편향시키거나 분배하고, 광이 아웃커플링 광학 엘리먼트들로 전파될 때 이 광의 빔 또는 스폿 크기를 또한 증가시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 예컨대, 빔 크기가 이미 원하는 크기인 경우, 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)은 생략될 수 있고, 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은 아웃커플링 광학 엘리먼트들(1250, 1252, 1254)에 광을 직접 편향시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 9a를 참조하면, 광 분배 엘리먼트들(1214, 1224, 1234)은 아웃커플링 광학 엘리먼트(1250, 1252, 1254)로 각각 대체될 수 있다. 일부 실시예들에서, 아웃커플링 광학 엘리먼트들(1250, 1252, 1254)은 뷰어의 눈(4)(도 7)에 광을 지향시키는 EP(exit pupil)들 또는 EPE(exit pupil expander)들이다.
[0084] 따라서, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 일부 실시예들에서, 도파관들의 세트(1200)는 각각의 컴포넌트 컬러에 대해 도파관들(1210, 1220, 1230; 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232); 광 분배 엘리먼트(예컨대, OPE들)(1214, 1224, 1234); 및 아웃커플링 광학 엘리먼트들(예컨대, EP들)(1250, 1252, 1254)을 포함한다. 도파관들(1210, 1220, 1230)은 각각의 도파관 사이에 에어 갭/클래딩 층을 갖도록 스택될 수 있다. 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은 (상이한 인커플링 광학 엘리먼트들이 상이한 파장들의 광을 수신하므로) 입사광을 자신의 도파관으로 재지향 또는 편향시킨다. 그 후, 광은 각각의 도파관(1210, 1220, 1230) 내에서 TIR을 초래할 각도로 전파된다. 도시된 예에서, 광선(1240)(예컨대, 청색 광)은 제1 인커플링 광학 엘리먼트(1212)에 의해 편향되고, 그 후 도파관을 따라 계속 바운싱(bounce)하여, 앞서 설명된 방식으로, 광 분배 엘리먼트(예컨대, OPE들)(1214) 및 그 후 아웃커플링 광학 엘리먼트(예컨대, EP들)(1250)와 상호작용한다. 광선들(1242 및 1244)(예컨대, 각각 녹색 및 적색 광)은 도파관(1210)을 통과할 것이고, 광선(1242)은 인커플링 광학 엘리먼트(1222)에 충돌하고 그에 의해 편향된다. 그 후, 광선(1242)은 TIR을 통해 도파관(1220)을 따라 바운싱되어, 자신의 광 분배 엘리먼트(예컨대, OPE들)(1224)로 그리고 그 후 아웃커플링 광학 엘리먼트(예컨대, EP들)(1252)로 진행된다. 마지막으로, 광선(1244)(예컨대, 적색 광)은 도파관(1220)을 통과하여 도파관(1230)의 광 인커플링 광학 엘리먼트들(1232)에 충돌한다. 광 인커플링 광학 엘리먼트들(1232)은, 광선(1244)이 TIR에 의해 광 분배 엘리먼트(예컨대, OPE들)(1234)로, 그리고 그 후 TIR에 의해 아웃커플링 광학 엘리먼트(예컨대, EP들)(1254)로 전파되도록 그 광선을 편향시킨다. 그 후, 아웃커플링 광학 엘리먼트(1254)는 최종적으로 광선(1244)을 뷰어에 아웃커플링하며, 이 뷰어는 또한 다른 도파관들(1210, 1220)로부터 아웃커플링된 광을 수신한다.
[0085] 도 9c는 도 9a 및 도 9b의 복수의 스택된 도파관들의 예의 하향식 평면도를 예시한다. 예시된 바와 같이, 각각의 도파관의 연관된 광 분배 엘리먼트(1214, 1224, 1234) 및 연관된 아웃커플링 광학 엘리먼트(1250, 1252, 1254)와 함께, 도파관들(1210, 1220, 1230)은 수직으로 정렬될 수 있다. 그러나, 본원에서 논의된 바와 같이, 인커플링 광학 엘리먼트들(1212, 1222, 1232)은 수직으로 정렬되지 않고; 오히려, 인커플링 광학 엘리먼트들은 바람직하게는, 중첩되지 않는다(예컨대, 하향식도에서 보여지는 바와 같이 측방향으로 이격됨). 본원에서 추가로 논의되는 바와 같이, 이러한 중첩되지 않는 공간적 어레인지먼트는 일대일 기반으로 상이한 자원들로부터 상이한 도파관으로의 광의 주입을 용이하게 하고, 그리하여 특정 광 소스가 특정 도파관에 고유하게 커플링되도록 허용한다. 일부 실시예들에서, 중첩되지 않는 공간적으로-분리된 인커플링 광학 엘리먼트들을 포함하는 어레인지먼트들은 시프트된 동공 시스템으로서 지칭될 수 있고, 이러한 어레인지먼트들의 인커플링 광학 엘리먼트들은 서브 동공들에 대응할 수 있다.
[0086] 도 10을 참조하면, 재사용 가능한 정렬 템플릿을 사용하여 액정 중합체 층의 소프트-임프린트 정렬을 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도가 일부 실시예들에 따라 예시된다. 우선, 액정 중합체 층(1320)이 기판(1310)의 표면 상에 형성되거나 증착된다. 일부 실시예들에서, 기판(1310)은 광학적으로 투과성일 수 있다. 일부 실시예들에서, 기판(1310)은 하나 이상의 도파관들을 포함할 수 있다. 기판(1310)에 적합한 재료들의 예들은, 유리, 석영, 사파이어, ITO(indium tin oxide), 또는 폴리카보네이트, 폴리아세테이트 및 아크릴을 포함하는 중합 재료들을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)한다. 일부 실시예들에서, 기판(1310)은 가시광 파장들에 대해 투과성일 수 있다.
[0087] 액정 중합체 층(1320)은 당 분야에 알려진 또는 미래에 개발되는 임의의 증착 기술을 통해 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1320)은, 예컨대, 제트 증착 프로세스(예컨대, 잉크젯 기술)에 의해, 또는 기판(1310) 상에 액정 재료를 스핀 코팅함으로써 증착될 수 있다. 제트 증착이 사용되는 일부 실시예들에서, 액정 재료의 제트 또는 스트림은 비교적 균일한 액정 중합체 층을 형성하기 위해 노즐(1301)에 의해 기판(1310) 상으로 지향된다. 증착된 액정 중합체 층은 예컨대, 약 10 nm 내지 1 미크론, 또는 약 10 nm 내지 약 10 미크론의 두께를 가질 수 있다.
[0088] 일부 실시예들에서, 액정 재료는 네마틱 액정 또는 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 재료는 아조-함유 중합체(azo-containing polymer)를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 재료는 중합 가능 액정 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 재료는 반응성 메소겐(reactive mesogen)들을 포함할 수 있다.
[0089] 일부 실시예들에서, 증착된 액정 중합체 층(1320)은 본원에서 설명된 바와 같이 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)과 접촉된다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)은 기판(1320) 상의 액정 중합체 층(1320)과 접촉하도록 하강될 수 있다. 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)이 액정 중합체 층(1320)과 접촉함에 따라, 액정 분자들은 그 자신들을 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)의 표면 정렬 패턴에 자연스럽게 정렬하고, 그리하여 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)의 표면 정렬 패턴을 복제한다. 일부 실시예들에서, 이러한 정렬은, 정렬이 주로 물리적 임프린팅(physical imprinting) 예컨대, 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하는 정렬 템플릿으로 임프린팅함으로써 발생할 수 있는 프로세스와 대조적으로, 주로 액정 중합체의 액정 분자들과 광-정렬 층 사이의 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용으로 인해 발생한다. 즉, 일부 실시예들에서, 광-정렬 층은 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 특징들을 포함하지 않고, 액정 분자들이 그 자신들을 광-정렬 층의 정렬 패턴에 정렬시키도록 액정 중합체 층의 액정 분자들 상에 분자간 힘(intermolecular force)을 가할 수 있다. 그 후, 액정 중합체 층(1320)의 액정 분자들은, 액정 중합체 층(1320)을 중합시켜 패터닝된 액정 중합체 층(1321)을 형성함으로써 원하는 정렬 조건으로 고정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 주로, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)의 표면 정렬 패턴과의 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)에 형성된 정렬 패턴은 회절 격자, 메타표면 또는 PBPE 구조들을 포함할 수 있다.
[0090] 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1320)은 미래에 개발되는 당 분야에 알려진 임의의 프로세스에 의해 중합될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1320)은 UV 광, 열 또는 둘 모두에 대한 노출을 포함하는 경화 프로세스에 의해 중합될 수 있다. 중합된 액정 중합체 층(1321)은 그 후에 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)의 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 정렬 패턴을 포함한다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)은 가시광의 파장보다 작은 크기를 갖는 액정 특징들 및/또는 패턴들을 포함할 수 있고, PBPE(Pancharatnam-Berry Phase Effect) 구조들, 메타표면들, 또는 메타재료들로서 지칭된 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)은 액정 패턴 또는 정렬된 액정 분자들을 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 이들 특징들에서의 액정 패턴들은 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들 없이 완전히 연속적일 수 있다. 일부 실시예들에서, 표면 정렬 패턴은 예컨대, 정렬된 액정 분자들의 형태로 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321) 내에 레코딩되며, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)의 표면은 실질적으로 편평할 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 액정 중합체 층(1321)의 RMS 거칠기는 약 0.1 nm 내지 약 1 nm, 약 0.5 nm 내지 약 1 nm, 약 1 nm 내지 약 3 nm, 약 2 nm 내지 약 5 nm, 또는 약 3 nm 내지 약 10 nm일 수 있다. 일부 경우들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)의 작은 패터닝된 특징들은 약 1 nm 내지 약 100 nm의 치수들을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)은 약 1nm 내지 약 100nm 또는 약 1nm 내지 약 1 미크론의 주기로, 주기적인 액정 특징들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)은 무결무늬 또는 파형 정렬 패턴을 포함할 수 있으며, 여기서 물결무늬들은 약 1 nm 내지 약 100 nm 또는 약 1 nm 내지 약 1 미크론만큼 이격된다. 일부 경우들에서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)의 작은 패터닝된 특징들은 약 1 nm 내지 약 1 미크론의 치수들을 가질 수 있다. 따라서, 패터닝된 중합된 액정 중합체 층(1321)은 입사광의 위상, 진폭 및/또는 편광을 조작하는 데 사용될 수 있는 액정 재료들의 공간-변형 나노-스케일 패턴들을 포함할 수 있고, 액정 메타표면(metasurface), 액정 메타재료들 및/또는 액정 기반 PBPE(Pancharatnam-Berry phase optical element)들을 포함할 수 있다.
[0091] 따라서, 일부 실시예들에서, 패터닝된 액정 중합체 층(1321)은 광을 조작하기 위한 액정 격자 또는 다른 구조를 포함할 수 있다. 빔 스티어링, 파면 성형, 파장들 및/또는 편광들의 분리, 및 상이한 파장들 및/또는 편광들의 결합과 같은 광을 조작하기 위한 구조들은 메타표면들을 갖는 액정 격자들, 액정 재료들 또는 PBPE(Pancharatnam-Berry Phase Effect) 구조들 또는 특징들을 갖는 액정 격자들을 포함할 수 있다. PBPE 구조들 및 다른 메타표면들을 갖는 액정 격자들 및 메타재료들은 높은 회절 효율 및 낮은 감도를 액정 격자들의 입사각에 결합할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 액정 중합체 층은 입사광의 위상, 진폭 및/또는 편광을 조작하는 데 사용될 수 있는 액정 재료들의 공간-변형 나노-스케일 패턴들을 포함한다.
[0092] 액정 중합체 층(1320)을 중합하여 중합된 패터닝된 액정 중합체 층(1321)을 형성한 후에, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)이 액정 중합체 층(1321)으로부터 분리될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1330)은 기판(1310) 상에 남아있는 액정 중합체 층(1321)과 접촉하지 않게 이동될 수 있다. 패터닝된 액정 중합체 층(1321)은 그 후 예컨대, 인커플링 광학 엘리먼트와 같은 본원에서 설명된 바와 같은 광학 엘리먼트를 형성하기 위한 추가의 프로세싱에 처해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 액정 중합체 층(1321)은 미국 가특허 출원 번호 제62/424,305호, 제62/424,310호, 제62/424,293호 및 미국 특허 출원 번호 제15/182511호(이들은 그 전체가 인용에 의해 본원에 포함됨)에 설명된 바와 같이 액정 디바이스들을 형성하기 위해 그 위 증착된 부가적인 액정 중합체 층들에 대한 정렬 층으로서 역할을 할 수 있다. 다른 액정 층이 그 위에 형성될 수 있고 이를테면, 부가적인 재사용 가능한 정렬 템플릿들 상에서 부가적인 정렬 층을 사용하여 상이하게 정렬될 수 있다.
[0093] 이제 도 11을 참조하면, 소프트-임프린트 정렬 또는 소프트-임프린트 복제 프로세스에서 액정 중합체 층들의 정렬을 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿(1401)을 형성하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도가 일부 실시예들에 따라 예시된다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층(1420)이 기판(1410) 상에 형성되거나 증착된다. 일부 실시예들에서, 기판(1410)은 광학적으로 투과성이다. 기판(1410)에 적합한 재료들의 예들은, 유리, 석영, 사파이어, ITO(indium tin oxide), 또는 폴리카보네이트, 폴리아세테이트 및 아크릴을 포함하는 중합 재료들을 포함(그러나 이에 제한되지 않음)한다. 일부 실시예들에서, 기판(1410)은 가시광 파장들에 대해 투과성일 수 있다.
[0094] 일부 실시예들에서, 광-정렬 층(1420)은 중합체 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층(1420)은 광-패터닝될 수 있는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층(1420)은, 주로 물리적 상호작용을 통해 액정 분자들을 정렬시킬 수 있는 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하는 정렬 층과는 대조적으로, 액정 분자들로 하여금, 주로 액정 분자들과의 입체적 상호작용, 액정 분자들과의 화학적 상호작용 및/또는 광-정렬 층(1420)에 의해 액정 분자에 가해진 앵커링 에너지로 인해 특정 배향 또는 패턴을 취하게 하는 층일 수 있다. 광-정렬 층(1420)의 재료들의 예들은 레지스트(예컨대, 포토레지스트), 중합체들 및 수지들을 포함한다. 예로서, 광-정렬 층(1420)은 포토-정렬 층들의 예들은 폴리이미드, LPP(linear-polarization photopolymerizable polymer), 아조(Azo)-함유 중합체들, 쿠마린(Courmarine)-함유 중합체들 및 신나메이트-함유 중합체들을 포함할 수 있다.
[0095] 광-정렬 층(1420)은 당 분야에 알려진 또는 미래에 개발되는 임의의 증착 기술을 통해 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층(1420)은, 예컨대, 제트 증착 프로세스(예컨대, 잉크젯 기술)에 의해, 또는 기판(1410) 상에 재료를 스핀 코팅함으로써 증착될 수 있다. 제트 증착이 사용되는 일부 실시예들에서, 재료의 제트 또는 스트림은 비교적 균일한 광-정렬 층을 형성하기 위해 노즐에 의해 기판(1410) 상으로 지향된다. 증착된 광-정렬 층(1420)은 예컨대, 약 10nm 내지 약 100nm 또는 약 10nm 내지 약 300nm의 두께를 가질 수 있다.
[0096] 광-정렬 층(1420)은 패터닝된 광-정렬 층(1421)을 형성하도록 패터닝될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-패터닝 프로세스는 당 분야에 알려진 또는 미래에 개발되는 임의의 광-패터닝 프로세스일 수 있다. 패턴은 복제될 액정 편광 격자의 원하는 격자 또는 정렬 패턴에 대응할 수 있다(예컨대, 패턴은 원하는 패턴과 동일할 수 있거나, 또는 원하는 격자 패턴의 반전일 수 있음). 일부 실시예들에서, 광-정렬 층(1420)은 광-활성화 화학 종들을 포함할 수 있고, 패터닝은 이러한 화학 종들을 활성화하기 위한 적절한 파장을 갖는 광에 광-정렬 층(1420)을 노출시킴으로써 달성될 수 있다. 예컨대, 편광 간섭 패턴은 2개의 직교 원형 편광된 광 빔들(예컨대, 좌향(left handed) 원형 편광된 광 빔 및 우향(right handed) 원형 편광된 광 빔)을 생성하고 선형 편광 광-중합 가능 중합체 재료에 의해 형성될 수 있는 광-정렬 층(1420)에 이러한 광 빔들을 지향시킴으로써 광-정렬 층(1420)에 레코딩될 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 광-정렬 층(1421)은 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 광-정렬 층(1421)은 완전히 또는 실질적으로 연속적일 수 있고, 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 광-정렬 층(1421)은 약 0.1 nm 내지 약 1 nm, 약 0.5 nm 내지 약 1 nm, 약 1 nm 내지 약 3 nm, 약 2 nm 내지 약 5 nm, 또는 약 3 nm 내지 약 10 nm의 RMS 표면 거칠기를 가질 수 있다.
[0097] 릴리즈 층(1430)은 재사용 가능한 정렬 템플릿(1401)을 형성하기 위해 패터닝된 광-정렬 층(1421) 위에 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 본원에서 설명된 바와 같이, 릴리즈 층(1430)은 재사용 가능한 정렬 템플릿(1401)의 사용 동안 패터닝된 광-정렬 층(1421)의 하부 정렬 패턴과 접촉된 액정 중합체 층들 사이의 강한 정렬 조건들을 허용한다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층(1430)은 또한 재사용 가능한 정렬 템플릿(1401)의 정렬 패턴 또는 액정 중합체 층에 대한 실질적인 손상 없이, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1401)으로부터 접촉된 액정 중합체 층들의 분리를 허용한다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층(1430)은 실리콘-함유 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층은 플루오로실란을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층(1430)은 실록산을 포함할 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 릴리즈 층(1430)은 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 릴리즈 층(1430)은 약 10nm 미만의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 소프트-임프린트 정렬 프로세스 동안, 이 릴리즈 층(1430)은 액정 중합체 층과 패터닝된 광-정렬 층(1421) 사이의 공간을 점유할 수 있고, 이에 따라, 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 패터닝된 광-정렬 층(1421)의 표면 정렬 패턴을 복제하는 재사용 가능한 정렬 템플릿(1401)의 능력을 방해하거나 실질적으로 저하시키지 않는다. 즉, 릴리즈 층(1430)은 액정 중합체 층의 액정들과 패터닝된 광-정렬 층(1421) 사이의 입체적, 화학적 또는 다른 분자간 상호작용을 허용한다.
[0098] 이제 도 12를 참조하면, 소프트-임프린트 정렬 또는 소프트-임프린트 복제 프로세스에서 액정 중합체 층들의 정렬을 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿(1501)을 형성하기 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도가 일부 다른 실시예들에 따라 예시된다. 초기에, 도 11과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 광-정렬 층(1520)이 기판(1510) 상에 형성되거나 증착된다. 그 후, 재차 도 11과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 광-정렬 층(1520)은 패터닝된 광-정렬 층(1521)을 형성하도록 패터닝된다.
[0099] 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1540)은 릴리즈 층(1530)의 증착 이전에 패터닝된 광-정렬 층(1521) 위에 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1540)은 네마틱 액정 또는 콜레스테릭 액정을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1540)은 아조-함유 중합체를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1540)은 중합 가능 액정 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1540)은 반응성 메소겐(reactive mesogen)들을 포함할 수 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1540)은 표면 정렬 패턴의 광 및 열 안정성을 개선할 수 있고, 액정 중합체 층의 소프트-임프린트 정렬 동안 보다 강한 액정 분자 고정을 제공하기 위해 정렬 조건들을 개선할 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1540)의 액정 분자들은 그 자신들을 주로 광-정렬 층(1521)과의 입체적, 화학적 또는 다른 분자간 상호작용들을 통해 패터닝된 광-정렬 층(1521)의 표면 정렬 패턴에 정렬시킬 수 있다. 따라서, 액정 중합체 층(1540)은 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 표면 정렬 패턴을 복제하는 재사용 가능한 정렬 템플릿(1501)의 능력을 방해하거나 실질적으로 저하시키지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 11의 릴리즈 층(1430)과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 릴리즈 층(1530)이 액정 중합체 층(1540) 위에 증착될 수 있다.
[0100] 이제 도 13을 참조하면, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601) 상의 액정 중합체 층(1640)의 직접 증착을 사용하여 액정 표면 정렬 패턴의 복제를 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도가 일부 실시예들에 따라 예시된다. 이 프로세스는 소프트-임프린트 복제 프로세스 또는 소프트-임프린트 정렬 프로세스로서 지칭될 수 있다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)은, 예컨대 도 11과 관련하여 본원에서 설명된 바와 같이, 기판(1610), 패터닝된 정렬 층(1621) 및 릴리즈 층(1630)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)은, 예컨대 도 12과 관련하여 본원에서 설명된 바와 같이, 기판(1610), 패터닝된 정렬 층(1621), 액정 중합체 층(도시되지 않음) 및 릴리즈 층(1630)을 포함할 수 있다.
[0101] 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1640)은 예컨대, 도 10과 관련하여 본원에서 설명된 바와 같이 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601) 상에 증착될 수 있다. 액정 중합체 층(1640)이 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601) 상에 증착되고 이와 접촉하게 될 때, 액정 중합체(1640)의 액정 분자들은 그 자신들을 주로 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용들을 통해 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)의 표면 정렬 패턴과 정렬시킨다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1640)의 액정들은 주로, 재사용 가능한 정렬 템플릿의 액정 중합체 층 및/또는 릴리즈 층(1630) 아래의 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)의 광-정렬 층(1621)과의 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용들을 통해 정렬될 수 있다.
[0102] 그 후, 액정 중합체 층(1640)은 중합되어 원하는 정렬 패턴을 고정하고 그리하여 본원에서 설명된 바와 같은 패터닝된 액정 중합체 층(1641)을 형성한다. 중합 후에, 패터닝된 액정 중합체 층(1641)은 예컨대, 디라미네이션(delamination)에 의해 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)으로부터 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 액정 중합체 층(1641)은 기판(1650)에 고정되거나 부착될 수 있으며, 이는 그 후 예컨대, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1640)으로부터 멀어지게 액정 중합체 층(1641) 및 기판(1650)을 물리적으로 이동시킴으로써, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)으로부터 패터닝된 액정 중합체 층(1641)을 분리하기 위해 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)으로부터 공간적으로 분리된다. 본원에서 설명된 바와 같이, 결과적인 패터닝된 액정 중합체 층(1641) 및 기판(1650)은 예컨대, 액정 디바이스를 형성하기 위한 추가의 프로세싱에 처해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 패터닝된 액정 중합체 층(1641)은 예컨대, 액정 디바이스에서 부가적인 액정 중합체 층에 대한 정렬 층으로서 역할을 할 수 있다.
[0103] 위에서 설명된 소프트-임프린트 복제 또는 정렬 프로세스는 다수의 패터닝된 액정 중합체 층들을 생성하기 위해 여러 번 반복될 수 있다. 유리하게는, 이는 복잡한 공간 정렬 패턴들로 액정 중합체 층들을 패터닝하기 위한 다른 알려진 프로세스들과 비교하여, 패터닝된 액정 중합체 층을 포함하는 디바이스들에 대한 제조 프로세스 간략화할 수 있다. 일부 실시예들에서, 위에서 설명된 소프트-임프린트 복제 프로세스는 원하는 만큼 여러 번 반복될 수 있다. 일부 실시예들에서, 소프트-임프린트 복제 프로세스는 동일한 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)을 사용하여 약 100 내지 약 1000 번 또는 약 1000 내지 약 10,000 번 반복될 수 있다.
[0104] 이제 도 14를 참조하면, 일부 실시예들에 따라 그리고 재사용 가능한 정렬 템플릿과의 접촉을 사용하여 표면 정렬 패턴의 소프트-임프린트 복제를 위한 예시적인 프로세스 흐름을 도시하는 개략도가 예시된다. 예컨대, 도 10과 관련하여 본원에서 설명된 바와 같이, 액정 중합체 층(1740)이 기판(1750) 상에 형성되거나 증착된다. 기판(1750) 상의 액정 중합체 층(1740)은 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)과 물리적으로 접촉하게 된다. 일부 실시예들에서, 패터닝될 액정 중합체 층(1740)의 실질적으로 모든 표면은 표면 정렬 패턴을 포함하는 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)의 표면과 접촉한다. 일부 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1601)의 표면은 실질적으로 연속적이며, 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는다.
[0105] 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1740) 및 기판(1740)은 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)과 접촉하도록 물리적으로 하강될 수 있거나, 또는 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)이 액정 중합체 층(1740)과 접촉하도록 물리적으로 상승될 수 있다. 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)이 액정 중합체 층(1740) 아래에 있는 것으로 예시되지만, 일부 다른 실시예들에서, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)은 액정 중합체 층(1740) 위에 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1740) 및 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)은,, 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)의 표면 정렬 패턴이 액정 중합체 층(1740) 상에 복제되도록 액정 중합체 층(1740) 및 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)이 서로 접촉할 수 있는 한 임의의 배향으로 제공될 수 있다. 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)은 예컨대, 도 11 및/또는 도 12와 관련하여 본원에서 설명된 바와 같은 재사용 가능한 정렬 템플릿일 수 있다.
[0106] 액정 중합체 층(1740)이 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)과 접촉하게 될 때, 액정 중합체 층(1740)의 액정 분자들은 표면 정렬 패턴과의 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용들을 통해 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)의 표면 정렬 패턴에 정렬된다. 일부 실시예들에서, 액정 중합체 층(1740)의 액정은 방출 층(1730) 아래의 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)의 광-정렬 층(1721) 또는 액정 중합체 층과의 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 정렬될 수 있다.
[0107] 그 후, 액정 중합체 층(1740)은 중합되어 원하는 정렬 패턴을 고정하고 그리하여 본원에서 설명된 바와 같은 패터닝된 액정 중합체 층(1741)을 형성한다. 중합 후에, 패터닝된 액정 중합체 층(1741)은 패터닝된 액정 중합체 층(1741) 및 그것이 고정되거나 부착되는 기판(1750)을 물리적으로 분리함으로써 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)으로부터 제거될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 기판(1750) 및 패터닝된 액정 중합체 층(1741)은 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)으로부터 물리적으로 제거될 수 있다. 본원에서 설명된 바와 같이, 결과적인 패터닝된 액정 중합체 층(1741) 및 기판(1750)은 예컨대, 액정 디바이스를 형성하기 위해 추가의 프로세싱에 처해질 수 있다.
[0108] 위에서 설명된 소프트-임프린트 복제 프로세스는 다수의 패터닝된 액정 중합체 층들을 생성하기 위해 여러 번 반복될 수 있다. 유리하게는, 이는 복잡한 공간 정렬 패턴들로 액정 중합체 층들을 패터닝하기 위한 다른 알려진 프로세스들과 비교하여, 패터닝된 액정 중합체 층을 포함하는 디바이스들에 대한 제조 프로세스 간략화할 수 있다. 일부 실시예들에서, 위에서 설명된 소프트-임프린트 복제 프로세스는 원하는 만큼 여러 번 반복될 수 있다. 일부 실시예들에서, 소프트-임프린트 복제 프로세스는 동일한 재사용 가능한 정렬 템플릿(1701)을 사용하여 약 100 내지 약 1000 번 또는 약 1000 내지 약 10,000 번 반복될 수 있다.
[0109] 이제 도 15를 참조하면, 일부 실시예들에 따라 형성된 서브-마스터 정렬 템플릿의 개략도가 예시된다. 일부 실시예들에서, 예컨대 도 10, 도 13 및/또는 도 14와 관련하여 본원에서 설명된 소프트-임프린트 정렬 프로세스들에 따라 형성된 기판(1810) 상의 패터닝된 액정 중합체 층(1821)이 서브-마스터 정렬 템플릿으로서 사용될 수 있다. 즉, 패터닝된 액정 중합체 층(1821)은 본원에서 설명된 바와 같은 재사용 가능한 정렬 템플릿을 사용한 소프트-임프린트 복제 프로세싱에 의해 형성된 후에 정렬 템플릿(1801)으로서 사용될 수 있다.
[0110] 일부 실시예들에서, 서브-마스터 정렬 템플릿(1801)은 예컨대, 도 10, 도 13 및/또는 도 14와 관련하여 본원에서 설명된 바와 같이 기판(1810)의 상부에 패터닝된 액정 중합체 층(1821)을 형성함으로써 제조된다. 후속적으로, 릴리즈 층(1830)이, 도 11 및/또는 도 12의 릴리즈 층들(1430, 1530)에 관하여 위에서 설명된 것과 유사한 방식으로 패터닝된 액정 중합체 층(1821) 위에 증착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 릴리즈 층(1830)은 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 표면 정렬 패턴을 복제하는 서브-마스터 정렬 템플릿(1801)의 능력 방해하거나 실질적으로 저하시키지 않는다. 일부 실시예들에서, 서브-마스터 정렬 템플릿(1801)은 본원에서 설명된 바와 같이 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 재사용 가능한 정렬 템플릿과 실질적으로 유사한 기능을 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 서브-마스터 정렬 템플릿(1801)은 재사용 가능한 정렬 템플릿일 수 있다.
[0111] 위의 명세서에서, 다양한 특정 실시예들이 설명되었다. 그러나, 본 발명의 더 넓은 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 수정들 및 변경들이 본 발명에 대해 행해질 수 있다는 것은 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주될 것이다.
[0112] 실제로, 본 개시내용의 시스템들 및 방법들 각각은 여러 개의 혁신적인 양상들을 가지며, 그 양상들 중 어떠한 단일 양상도 본원에서 개시된 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지 않거나, 이 속성들을 위해 요구되진 않는다는 것이 인지될 것이다. 위에서 설명된 다양한 특징들 및 프로세스들은 서로 독립적으로 사용될 수 있거나, 또는 다양한 방식들로 조합될 수 있다. 모든 가능한 조합들 및 서브조합들은 본 개시내용의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다.
[0113] 별개의 실시예들의 맥락에서 본 명세서에 설명된 소정의 특징들은 또한, 단일 실시예의 결합으로 구현될 수 있다. 대조적으로, 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징들은 또한, 별개로 다수의 실시예들로 또는 임의의 적절한 서브조합으로 구현될 수 있다. 더욱이, 특징들이 소정의 조합들로 작용하는 것으로 위에서 설명되고 심지어 초기에 이와 같이 청구될 수 있지만, 일부 경우들에서, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 그 조합으로부터 제거될 수 있고, 청구된 조합은 서브조합 또는 서브조합의 변동에 관련될 수 있다. 단일 특징 또는 특징들의 그룹이 각각의 그리고 모든 각각의 실시예에 필요하거나 필수적인 것은 아니다.
[0114] 구체적으로 달리 언급되지 않거나 또는 사용된 맥락 내에서 달리 이해되지 않으면, 본원에서 사용된 조건부 언어, 이를테면, 다른 것들 중에서도, "할 수 있다(can, could, might, may)", "예컨대" 등은 일반적으로, 소정의 실시예들은 소정의 특징들, 엘리먼트들, 및/또는 단계들을, 포함하지만 다른 실시예들은 이들을 포함하지 않는다는 것을 전달하도록 의도된다는 것이 인지될 것이다. 따라서, 그러한 조건어는 일반적으로, 특징들, 엘리먼트들, 및/또는 단계들이 하나 이상의 실시예들을 위해 어떤 식으로든 요구된다는 것을, 또는 하나 이상의 실시예들이, 저자 입력 또는 프롬프팅(prompting)을 이용하거나 또는 그러한 것을 이용함이 없이, 이들 특징들, 엘리먼트들, 및/또는 단계들이 임의의 특정 실시예에 포함되는지 또는 임의의 특정 실시예들에서 수행되어야 하는지를 판단하기 위한 로직을 반드시 포함한다는 것을 암시하도록 의도되진 않는다. "포함하는 (comprising, including), "갖는 (having)" 등의 용어들은 동의어이며, 오픈-엔디드(open-ended) 방식으로 포괄적으로 사용되며, 부가적인 엘리먼트들, 특징들, 행동들, 동작들 등을 배제하지 않는다. 또한, "또는"이라는 용어는 (그의 배타적인 의미가 아니라) 그의 포괄적인 의미로 사용되어서, 예컨대, 리스트의 엘리먼트들을 연결하기 위해 사용될 때, "또는"이라는 용어는 리스트 내의 엘리먼트들 중 하나, 일부, 또는 전부를 의미한다. 또한, 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 바와 같은 단수 표현은 달리 특정되지 않는 한 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석될 것이다. 유사하게, 동작들이 특정한 순서로 도면들에 도시될 수 있지만, 원하는 결과들을 달성하기 위해, 그러한 동작들이 도시된 특정한 순서 또는 순차적인 순서로 수행될 필요가 없거나, 모든 예시된 동작들이 수행될 필요가 없다는 것이 인지될 것이다. 추가로, 도면들은 흐름도의 형태로 둘 이상의 예시적인 프로세스들을 개략적으로 도시할 수 있다. 그러나, 도시되지 않은 다른 동작들이, 개략적으로 예시된 예시적인 방법들 및 프로세스들에 통합될 수 있다. 예컨대, 하나 이상의 부가적인 동작들은, 예시된 동작들 중 임의의 동작 이전에, 이후에, 동시에, 또는 그 중간에 수행될 수 있다. 부가적으로, 동작들은 다른 실시예들에서 재배열되거나 재순서화될 수 있다. 소정의 환경들에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 위에서 설명된 실시예들에서의 다양한 시스템 컴포넌트들의 분리는 모든 실시예들에서 그러한 분리를 요구하는 것으로서 이해되지는 않아야 하며, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들이 일반적으로, 단일 소프트웨어 제품에 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품들에 패키징될 수 있음 이해되어야 한다. 부가적으로, 다른 실시예들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다. 일부 경우들에서, 청구항들에서 열거된 액션들은, 상이한 순서로 수행될 수 있으며, 그럼에도 불구하고 원하는 결과들을 달성할 수 있다.
[0115] 따라서, 청구항들은 본 명세서에 도시된 실시예들로 제한되도록 의도되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 본 개시내용, 원리들 및 신규한 특성들과 일치하는 가장 넓은 범위에 부합할 것이다.

Claims (49)

  1. 액정 중합체 층 및 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계 ― 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 상기 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적(steric) 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿의 상기 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ;
    상기 액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및
    패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 상기 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함하고,
    상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 상기 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층 및 상기 광-정렬 층과 상기 릴리즈 층 사이에 배치된 제2 액정 중합체 층을 더 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광-정렬 층은 상기 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조(surface relief structure)들을 포함하지 않는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 중합체 층을 중합시키는 단계는 상기 액정 중합체의 액정들을 원하는 정렬로 고정시키는 단계를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 중합체 층 및 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계는 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면 상에 상기 액정 중합체 층을 증착하는 단계를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 액정 중합체 층을 증착하는 단계는 상기 액정 중합체 층을 제트 증착(jet deposit)하는 단계를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 액정 중합체 층을 증착하는 단계는 상기 액정 중합체 층을 스핀-코팅(spin-coating)하는 단계를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계는, 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅(delaminate)하는 단계를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 액정 중합체 층은 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅하기 전에 기판에 고정되는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 액정 중합체 층 및 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿을 접촉시키는 단계는, 상기 액정 중합체 층의 표면이 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿의 표면과 접촉하도록 상기 액정 중합체 층 및/또는 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿을 물리적으로 이동시키는 단계를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 액정 중합체 층은 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿과 접촉하기 전에 기판의 표면 상에 배치되는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿을 분리하는 단계는, 상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층 및 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿을 서로 멀어지게 물리적으로 이동시키는 단계를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 기판은 광학적으로 투과성인,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  13. 삭제
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  15. 삭제
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 액정 디바이스의 정렬 층을 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 구조들을 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 PBPE 구조들은 회절 격자를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 물결무늬 패턴(undulating pattern을 포함하며, 물결무늬들은 약 1 nm 내지 약 1 미크론만큼 이격되는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  21. 제1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 약 1nm 미만의 RMS 표면 거칠기를 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  22. 제1 항에 있어서,
    상기 패터닝된 중합된 액정 중합체 층은 서브-마스터 정렬 템플릿(sub-master alignment template)을 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  23. 재사용 가능한 정렬 템플릿 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계 ― 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 상기 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿의 상기 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ;
    상기 액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및
    상기 재사용 가능한 정렬 템플릿으로부터 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 디라미네이팅하는 단계를 포함하고,
    상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 상기 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함하고,
    상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 상기 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층 및 상기 광-정렬 층과 상기 릴리즈 층 사이에 배치된 제2 액정 중합체 층을 더 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 광-정렬 층은 상기 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조를 포함하지 않는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  25. 삭제
  26. 제23 항에 있어서,
    상기 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  27. 기판의 표면 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계;
    상기 증착된 액정 중합체 층을 재사용 가능한 정렬 템플릿과 접촉시키는 단계 ― 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 표면 정렬 패턴을 포함하여서, 상기 액정 중합체 층의 액정 분자들이 주로 화학적, 입체적 또는 다른 분자간 상호작용을 통해 상기 재사용 가능한 정렬 템플릿의 상기 표면 정렬 패턴에 정렬되게 함 ― ;
    상기 액정 중합체 층을 중합시키는 단계; 및
    상기 재사용 가능한 정렬 템플릿 및 패터닝된 중합된 액정 중합체 층을 분리하는 단계를 포함하고,
    상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 상기 표면 정렬 패턴을 포함하는 광-정렬 층을 포함하고,
    상기 재사용 가능한 정렬 템플릿은 상기 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층 및 상기 광-정렬 층과 상기 릴리즈 층 사이에 배치된 제2 액정 중합체 층을 더 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  28. 제27 항에 있어서,
    상기 광-정렬 층은 상기 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  29. 삭제
  30. 제27 항에 있어서,
    상기 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함하는,
    액정 중합체 층을 패터닝하기 위한 프로세스.
  31. 액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿으로서,
    기판;
    상기 기판 위에 놓이는 광-정렬 층;
    상기 광-정렬 층 위에 배치된 릴리즈 층; 및
    상기 광-정렬 층과 상기 릴리즈 층 사이에 배치된 액정 중합체 층
    을 포함하고,
    상기 광-정렬 층은 표면 정렬 패턴을 포함하고,
    상기 광-정렬 층은 상기 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿.
  32. 삭제
  33. 제31 항에 있어서,
    상기 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿.
  34. 삭제
  35. 제31 항에 있어서,
    상기 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들을 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿.
  36. 제31 항에 있어서,
    상기 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들의 반전(inverse)을 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿.
  37. 제35 항에 있어서,
    상기 PBPE 특징들은 회절 격자 패턴을 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿.
  38. 제31 항에 있어서,
    상기 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿.
  39. 액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스로서,
    기판의 표면 상에 광-정렬 층을 증착하는 단계;
    원하는 표면 정렬 패턴을 내부에 형성하도록 상기 광-정렬 층을 광-패터닝(photo-patterning)하는 단계;
    상기 광-패터닝된 광-정렬 층 상에 액정 중합체 층을 증착하는 단계; 및
    상기 액정 중합체 층이 상기 광-정렬 층 및 릴리즈 층 사이에 배치되도록, 상기 광-패터닝된 광-정렬 층 위에 상기 릴리즈 층을 증착하는 단계
    를 포함하고,
    상기 광-정렬 층은 상기 표면 정렬 패턴에 대응하는 표면 릴리프 구조들을 포함하지 않는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스.
  40. 삭제
  41. 제39 항에 있어서,
    상기 릴리즈 층은 플루오로실란 또는 PDMS(polydimethylsiloxane)을 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스.
  42. 삭제
  43. 제39 항에 있어서,
    상기 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들을 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스.
  44. 제39 항에 있어서,
    상기 표면 정렬 패턴은 PBPE(Pancharatnam-Berry phase effect) 특징들의 반전을 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스.
  45. 제43 항에 있어서,
    상기 PBPE 특징들은 회절 격자 패턴을 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스.
  46. 제39 항에 있어서,
    상기 광-정렬 층은 포토레지스트를 포함하는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿을 제조하기 위한 프로세스.
  47. 제1 항 내지 제12 항, 제14 항, 제16 항 내지 제24 항, 제26 항 내지 제28항, 제30 항, 제39 항, 제41 항 및 제43 항 내지 제46 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광-정렬 층은 실질적으로 광학적으로 투과성이거나 투명한,
    프로세스.
  48. 제31 항, 제33 항 및 제35 항 내지 제38 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광-정렬 층은 실질적으로 광학적으로 투과성이거나 투명한,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿.
  49. 제48 항에 있어서,
    상기 액정 중합체 층은 상기 광-정렬 층을 통해 광을 통과시킴으로써 중합되는,
    액정 소프트-임프린트 정렬 프로세스에서 사용하기 위한 재사용 가능한 정렬 템플릿.
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