TW202030890A - 用於波導結合器之具有增加的占空比範圍的傾斜結構及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種製造傾斜結構之技術。在一實施例中，一種在材料層中製造傾斜表面浮雕結構的方法包含：於中間掩膜層上形成薄硬掩膜、使用薄硬掩膜以傾斜角度來蝕刻中間掩膜層以形成傾斜中間掩膜、使用傾斜中間掩膜以傾斜角度來蝕刻材料層，以在材料層中形成傾斜表面浮雕結構。中間掩膜層的特徵為中間掩膜層的蝕刻率大於材料層的蝕刻率。
Description
本發明約略涉及傾斜結構的製造技術。特別是用於蝕刻在各種材料上具有大範圍占空比的深傾斜結構。
例如為頭戴顯示器或抬頭顯示器系統的人工實境系統一般包含顯示器，此顯示器用以於虛擬環境中呈現物體的人造影像。如在虛擬實境(VR)、擴增實境(AR)或混合實境(MR)中的應用，此顯示器可顯示虛擬物體或將虛擬物體結合至現實物體。舉例來說，在擴境實境系統中，使用者可藉由透視透明顯示眼鏡或透鏡（通常被稱為光學透視）或可藉由觀看以相機所拍攝之周圍環境的顯示影像（通常被稱為影像透視）來一併觀看虛擬物體的影像（例如電腦生成影像(computer-generated image，CGI)）以及周圍環境。
光學透視擴增實境系統之一示例可使用基於波導的光學顯示器，其中投射影像的光可被導引至波導（例如基板）中，且在波導內傳播，並在波導的不同位置處被導引而出。在部份實施方式中，可使用例如為傾斜表面浮雕光柵的繞射光學元件將投射影像的光導引進波導或導引出波導。為了達成如高效率、低偽影以及角度選擇性等所需性能，可使用具有大傾斜角度與大範圍光柵占空比的深表面浮雕光柵。然而，以高製造速度與高產量的方式來製造具有所需輪廓的傾斜表面浮雕光柵仍然是富有挑戰的課題。
本發明在於提供一種傾斜結構的製造技術。更具體地說，但不限於，本發明揭露了用於蝕刻在各種無機或有機材料上具有大範圍占空比的深傾斜結構的技術，這些無機或有機材料例如為二氧化矽、氮化矽、二氧化鈦、礬土、聚合物等等。本發明描述了各種實施例，包含方法、系統、裝置等等。
在部份實施例中，在一材料層中製造一傾斜表面浮雕結構的一種方法可包含：於一中間掩膜層上形成一薄硬掩膜、使用薄硬掩膜以一傾斜角度來蝕刻中間掩膜層，以形成一傾斜中間掩膜、使用傾斜中間掩膜以傾斜角度來蝕刻材料層，以在材料層中形成傾斜表面浮雕結構。中間掩膜層的特徵為中間掩膜層的一蝕刻率大於材料層的一蝕刻率。
在部份實施例中，傾斜表面浮雕結構的一占空比可小於30%。在部份實施例中，傾斜表面浮雕結構可包含一傾斜表面浮雕光學光柵，傾斜表面浮雕光學光柵的特徵為一占空比在傾斜表面浮雕光學光柵的多個區域中變化，並且傾斜表面浮雕光學光柵的一最小占空比可約小於30%。在部份實施例中，相對於材料層的一表面法線，傾斜角度可大於30度。在部份實施例中，傾斜表面浮雕結構的一深度可大於100奈米。在部份實施例中，傾斜表面浮雕結構的一最大占空比可大於75%。
在部份實施例中，材料層可包含一個半導體基板、一個二氧化矽層、一個氮化矽材料層、一個礬土層、一個碳化矽層、一個矽氮氧化物層、一個非晶矽層、一個旋塗碳(SOC)層、一個非晶碳層(ACL)、一個類鑽碳(DLC)層、一個鈦氧化物層、一個鋁氧化物層、一個鉭氧化物層或一個鉿氧化物層。在部份實施例中，中間掩膜層可包含一有機材料。在部份實施例中，薄硬掩膜可包含一金屬或一金屬化合物。在部份實施例中，薄硬掩膜的一厚度小於20奈米。在部份實施例中，中間掩膜層與薄硬掩膜之間的一蝕刻選擇性可大於500:1。在部份實施例中，中間掩膜層的蝕刻率可大於材料層的蝕刻率的三倍。在部份實施例中，用於蝕刻中間掩膜層的多個蝕刻參數不同於用於蝕刻材料層的多個蝕刻參數。
在部份實施例中，此種方法亦可包含：將中間掩膜層塗覆於材料層上、於中間掩膜層上形成一薄硬掩膜層、蝕刻薄硬掩膜層以形成薄硬掩膜。
根據某些實施例，在一材料層中製造一傾斜表面浮雕結構的一種方法可包含：於一第一中間掩膜層上形成一薄硬掩膜、使用薄硬掩膜以一傾斜角度來蝕刻第一中間掩膜層，以形成一第一傾斜中間掩膜、使用第一傾斜中間掩膜以傾斜角度來蝕刻第一中間掩膜層下的一第二中間掩膜層，以形成一第二傾斜中間掩膜、使用第二傾斜中間掩膜以傾斜角度來蝕刻材料層，以在材料層中形成傾斜表面浮雕結構。第一中間掩膜層的特徵可為第一中間掩膜層的一第一蝕刻率大於材料層的一蝕刻率。第二中間掩膜層的特徵可為第二中間掩膜層的一第二蝕刻率大於第一中間掩膜層的第一蝕刻率。
在部份實施例中，傾斜表面浮雕結構的一最小占空比小於30%。在部份實施例中，相對於材料層的一表面法線，傾斜角度可大於45度。在部份實施例中，薄硬掩膜的一厚度可小於20奈米。
在部份實施例中，此種方法亦可包含：將第二中間掩膜層塗覆於材料層上、將第一中間掩膜層塗覆在第二中間掩膜層上、於第一中間掩膜層上形成一薄硬掩膜層、蝕刻薄硬掩膜層以形成薄硬掩膜。
根據某些實施例，適用於在一近眼顯示器系統中之一波導顯示器的傾斜表面浮雕結構可包含一基板以及形成於基板中的一傾斜表面浮雕光學光柵。傾斜表面浮雕光學光柵的最小占空比可小於30%。相對於基板之一表面法線，傾斜表面浮雕光學光柵的傾斜角度可大於45度。傾斜表面浮雕光學光柵的深度可大於100奈米。
本發明所揭露之技術約略涉及製造傾斜表面浮雕結構。更具體地說，但不限於，本申請涉及用於製造深傾斜表面浮雕結構的技術，其中此深傾斜表面浮雕結構具有大範圍占空比，且此大範圍占空比用於基於波導的顯示器。本發明所揭露之技術能用於製造傾斜表面浮雕光柵，此傾斜表面浮雕光柵在高製造速度與高產量下具有大傾斜角度、小臨界尺寸、大範圍光柵占空比與/或大深度。傾斜表面浮雕光柵能用做基於波導之顯示器中的波導結合器，以改善視場、增加亮度或能量效率、減少基於波導之顯示器的顯示偽影(display artifact)（如彩虹偽影）。
在部份實施例中，可預期得知：製造用於操控光與/或電行為的傾斜結構。傾斜結構的部份益處可包含高效率之光傳輸、大變化之折射率等等。亦可得知：平行傾斜（相對於被蝕刻之表面的表面法線）結構解決某些應用上特有的問題。如此一來，傾斜結構可用於多種光學或電子裝置中，以便為了操控光與/或電行為。舉例來說，傾斜光柵可用做基於波導之人工實境顯示器中的波導結合器。在部份應用中，為了將顯示光與環境光選擇性地導引到波導中並/或從波導中導引出並導引到使用者眼睛中，以改善視場、增加亮度效率、減少顯示偽影（如彩虹偽影）、及/或改善波導顯示器的其他性能，則可能需要具有大範圍光柵占空比（如，約0.1至約0.9）的傾斜表面浮雕光柵、大傾斜角度（如，大於30度、45度、60度或更大的角度）以及大深度（如，大於100奈米）。
使用奈米壓印(nanoimprint)技術或蝕刻技術以具有高製造精度與高產量的高製造速度來製造如此之傾斜結構係富有挑戰性的。舉例來說，在不破壞或損壞模具、印模或所壓印的深傾斜結構的至少部份光柵脊部的前提下來使用壓印技術，以製造這種具有大範圍占空比的深傾斜結構可能會面臨困難。為了蝕刻深表面浮雕結構，可能需要厚蝕刻掩膜層，以在長時間的蝕刻期間承受高能量的離子。然而，在傾斜蝕刻中，以相對於將被蝕刻的蝕刻掩膜層與材料層之表面法線的一大於0度之傾斜角度（如30度或更大的角度），將蝕刻劑入射到將被蝕刻的蝕刻掩膜層與材料層上（如蝕刻掩膜層下的基板），厚蝕刻掩膜層的遮蔽效應(shadowing effect)可能造成傾斜結構的線寬，從而占空比（可被定義為光柵線寬與光柵週期之間的比率），會遠大於蝕刻掩膜層上圖案的線寬（或占空比）。一般來說，蝕刻掩膜層越厚且傾斜角度越大，則遮蔽效應越高，因而益發增加光柵線寬或占空比。舉例來說，使用具有0.1占空比的厚蝕刻掩膜來蝕刻的傾斜結構的占空比可為0.4或更高的比率。
根據某些實施例，為了增加所蝕刻的深傾斜結構的占空比的範圍，可使用一或多個中間掩膜層以及薄硬掩膜層，以製造深傾斜結構。舉例來說，包含有機材料的厚中間掩膜層可形成於基板上以待被蝕刻。有機材料可相較於光柵材料（如石英、矽或氮化矽(Si3
N4
)）具有高出許多（如三倍或更高的倍率）的蝕刻率。有機材料亦可比薄硬掩膜層具有高出許多的蝕刻選擇性，例如500:1或更高。薄硬掩膜層（如包含鉻、銅、鈦、鋁等的金屬層）可形成於中間掩膜層上。首先可將薄硬掩膜層圖案化以形成直硬掩膜，然後在傾斜蝕刻製程中可以使用薄直硬掩膜對中間掩膜層圖案化以形成傾斜中間掩膜。由於中間掩膜層的有機材料相對於硬掩膜層具有高蝕刻率以及高蝕刻選擇性，所以蝕刻劑（如反應離子）的能量可以較低並且硬掩膜層可以為薄的。因為硬掩膜能夠為薄的，所以可減少在傾斜蝕刻中由硬掩膜所造成的遮蔽效應，並且厚傾斜中間掩膜相較於薄硬掩膜可在占空比中具有非常小的增加。
在第二傾斜蝕刻步驟中，可將厚傾斜中間掩膜做為掩膜使用，以蝕刻在厚中間掩膜層下方的下一材料層，例如待製造傾斜結構的基板或另一個中間掩膜層。因為厚中間掩膜為傾斜的，所以厚傾斜中間掩膜可在隨後的傾斜蝕刻中具有很少或幾乎沒有遮蔽效應。在部份實施例中，因為在隨後的傾斜蝕刻中可蝕刻厚傾斜中間掩膜的邊緣，所以在蝕刻期間可減少厚傾斜中間掩膜的占空比，形成於基板中的傾斜結構因而相對於厚傾斜中間掩膜的初始占空比（相似於硬掩膜的占空比）可具有較小的占空比。以這種方式，可達成具有低占空比（如約0.1或更低的比例）及大深度的傾斜結構。
在部份實施例中，兩個或更多蝕刻製程可以是不同的，例如使用不同的蝕刻劑或其他蝕刻參數。舉例來說，對於中間掩膜層而言，具有相較於硬掩膜層高出許多的蝕刻率與高出許多的蝕刻選擇性的第一蝕刻製程可用於蝕刻傾斜中間掩膜。在下一材料層（如待製造傾斜結構的基板）與中間掩膜層之間具有相對高的蝕刻率與蝕刻選擇性的第二蝕刻製程可藉由使用傾斜中間掩膜而用於蝕刻下一材料層。
在部份實施例中，可在材料層（如有機材料層，而非無機的基板）上製造傾斜結構，其中材料層相較於硬掩膜層具有更高的蝕刻率與蝕刻選擇性。如此一來，可減少硬掩膜層的厚度，從而減少傾斜結構之占空比的增加，其中此傾斜結構係由硬掩膜的遮蔽效應所造成的。此外，因為有機材料層可具有較高的蝕刻率，所以可以更快地蝕刻有機材料層以形成深傾斜結構。因此，可提升製造深傾斜結構的生產率或生產量。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
以下將描述說明具體細節，用以解釋並能透徹理解本發明之示例。然而，顯然地毋需這些具體細節仍能完成本發明之各種示例。舉例來說，可以由方塊圖的形式示出裝置、設備、結構、組件、方法以及其他元件，以避免在不必要的細節上過於複雜。在其他情況下，示出公知的裝置、程式、系統、結構以及技術時，可以省略必要細節以避免示例過於複雜。附圖與描述說明並非用以限定本發明。在本發明中所採用的術語與措詞係做為描述說明的用語所使用而其本身並非有所限制，此外這些術語與措詞非旨在排除所示出與所描述出之特徵的等效物或其部份。本發明之用詞「示例」係表示「用做舉例、實例或說明」。本發明所描述為「示例」之任何實施例或設計毋需被視為優選或優勢於其他實施例或設計。
圖1係為根據某些實施例之包含一近眼顯示器120之一示例性人工實境系統環境100的簡化方塊圖。圖1所示之人工實境系統環境100可包含一近眼顯示器120、可有可無的一外部成像裝置150以及可有可無的一輸入/輸出介面140，其中近眼顯示器120、外部成像裝置150以及輸入/輸出介面140可各自耦合至可有可無的一主機110。雖然圖1示出的示例性人工實境系統環境100包含一近眼顯示器120、一外部成像裝置150以及一輸入/輸出介面140，但是人工實境系統環境100可包含任何數量的這些部件或是可省略任何部件。舉例來說，可以存在多個近眼顯示器120，這些近眼顯示器120係由與主機110相通訊之一或多個外部成像裝置150所監控。在部份態樣中，人工實境系統環境100可不包含外部成像裝置150、可有可無的輸入/輸出介面140以及可有可無的主機。在其他態樣中，可以在人工實境系統環境100中包含不同的或額外的部件。
近眼顯示器120可為向使用者呈現內容的頭戴式顯示器。由近眼顯示器120所呈現的內容例如可包含一或多個影像、影片、音訊或上述之部份結合。在部份實施例中，音訊可透過一外部裝置（例如為喇叭與/或耳機）而呈現，其中外部裝置自近眼顯示器120與/或主機110接收音訊資訊，並基於此音訊資訊呈現音訊數據。近眼顯示器120可包含一或多個剛性體，且此一或多個剛性體可剛性地或非剛性地彼此連接。剛性體之間的剛性連接可使所連接的剛性體做為單一剛性實體。剛性體之間的非剛性連接可使剛性體相對於彼此移動。在各種實施例中，近眼顯示器120可以用任何適合的形因子(form factor)來實現，包含一副眼鏡。以下例如參照圖2至圖4以及圖18更進一步地描述近眼顯示器120的部份實施例。此外，在各種實施例中，本發明所述之功能可用於頭戴式裝置(headset)，此頭戴式裝置結合近眼顯示器120的外部環境影像以及人工實境內容（如電腦生成影像(computer-generated image，CGI)）。因此，近眼顯示器120可用所生成的內容（如影像、影片、音訊等等）來擴增近眼顯示器120外部的實體及現實環境的影像，以將擴增實境呈現給使用者。
在各種實施例中，近眼顯示器120可包含一或多個顯示電子元件122、顯示光學元件124以及一眼睛追蹤單元130。在部份實施例中，近眼顯示器120亦可包含一或多個定位器126、一或多個位置感測器128以及一慣性測量單元(inertial measurement unit，IMU) 132。近眼顯示器120可省略任何上述元件或包含各種實施例中的額外元件。此外，在部份實施例中，近眼顯示器120可包含與圖1關聯所述之各種元件的功能相結合的元件。
顯示電子元件122可根據例如由主機110所接收到的數據來顯示或促使影像顯示給使用者。在各種實施例中，顯示電子元件122可包含一或多個顯示面板，如液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、無機發光二極體(ILED)顯示器、微型發光二極體(mLED)顯示器、主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)顯示器、透明有機發光二極體(TOLED)顯示器或其他顯示器。舉例來說，在近眼顯示器120的一實施方式中，顯示電子元件122可包含一前TOLED面板、一後顯示面板以及在前TOLED面板與後顯示面板之間的一光學部件（如衰減器、偏振器、繞射膜或光譜膜）。顯示電子元件122可包含發射主要顏色的光的像素，主要顏色的光例如為紅光、綠光、藍光、白光或黃光。在部份實施方式中，顯示電子元件122可透過二維面板所產生的立體效果來顯示三維(3D)影像，以產生影像深度的主觀感知。舉例來說，顯示電子元件122可包含分別位於使用者左眼和右眼前方的左顯示器以及右顯示器。左顯示器與右顯示器可呈現相對於彼此水平移位的影像副本(copy)以產生立體效果（即觀看影像之使用者對影像深度的感知）。
在某些實施例中，顯示光學元件124可光學地顯示影像內容（如使用光學波導與耦合器）或放大由顯示電子元件122所接收的影像光，校正與影像光相關的光學誤差，並且呈現所校正的影像光給近眼顯示器120的使用者。在各種實施例中，顯示光學元件124可包含一或多個光學元件，例如基板、光學波導、光圈、菲涅耳透鏡(Fresnel lens)、凸透鏡、凹透鏡、濾光器、輸入/輸出耦合器或其他可影響由顯示電子元件122所發射之影像光之適合的光學元件。顯示光學元件124可包含不同光學元件的結合與機械耦合(mechanical coupling)，以保持結合中之光學元件的相對間隔與位向。在顯示光學元件124中的一或多個光學元件可具有光學塗層，例如抗反射塗層、反射塗層、濾光塗層或不同光學塗的結合。
由顯示光學元件124對影像光的放大可使顯示電子元件122相對較大的顯示器在實體上更小、更輕，並且消耗更少的能量。此外，此放大可增加所顯示之內容的視場。可藉由從顯示光學元件124調節、增加或移除光學元件來改變由顯示光學元件124對影像光的放大量。在部份實施例中，顯示光學元件124可將所顯示的影像投影到一或多個影像平面，其中此一或多個影像平面可較近眼顯示器120更遠離使用者的眼睛。
顯示光學元件124亦可被設計成校正一或多種類型的光學誤差，例如二維光學誤差、三維光學誤差或上述之結合。二維光學誤差可包含發生在二維中的光學像差(optical aberration)。二維光學誤差的示例性類型可包含桶形畸變(barrel distortion)、枕形畸變(pincushion distortion)、縱向色差(longitudinal chromatic aberration)以及橫向色差(transverse chromatic aberration)。三維光學誤差可包含發生在三維中的光學誤差。三維光學誤差的示例性類型可包含球面像差(spherical aberration)、彗形像差(comatic aberration)、像場彎曲(field curvature)以及像散(astigmatism)。
定位器126可為一實體，並且位於近眼顯示器120上相對於彼此並且相對於近眼顯示器120上參考點的特定位置。在部份實施方式中，主機110可識別由外部成像裝置150所獲取之影像中的定位器126，以判定人工實境頭戴式裝置的位置與/或位向。定位器126可為發光二極體(LED)、直角反射器(corner cube reflector)、反射標誌(reflective marker)、一種與近眼顯示器120操作的環境形成對比的光源類型或上述之部份結合。在定位器126為主動部件（如LED或其他類型的發光裝置）的實施例中，定位器126可發射可見光帶（如約380奈米至750奈米）中、紅外(IR)光帶（如約750奈米至1公釐）中、紫外光帶（如約10奈米至約380奈米）中、電磁波譜的另一部份中或電磁波譜中任何部份結合中的光。
外部成像裝置150可基於主機110所接收到的校準參數而生成慢校準數據(slow calibration data)。慢校準數據可包含一或多個影像，此一或多個影像示出可由外部成像裝置150偵測的定位器126的觀察位置。外部成像裝置150可包含一或多個照相機、一或多個錄相機(video camera)、能夠獲取包含一或多個定位器126的影像之任何其他裝置或上述之部份結合。此外，外部成像裝置150可包含一或多個濾波器（例如為了增加訊噪比）。外部成像裝置150可用以偵測在外部成像裝置150的視場中從定位器126所發射或反射的光。在定位器126包含被動元件（如復歸反射器(retroreflector)）的實施例中，外部成像裝置150可包含照射部份或全部定位器126的光源，這可將光反向反射(retro-reflect)到外部成像裝置150中的光源。慢校準數據可從外部成像裝置150傳送到主機110，並且外部成像裝置150可從主機110接收一或多個校準參數以調節一或多個成像參數（如焦距、焦點、幀率、感測器溫度、快門速度、光圈等等）。
位置感測器128可響應近眼顯示器120的運動而生成一或多個測量訊號。位置感測器128可例如包含加速規、陀螺儀、磁力計、其他運動偵測或誤差修正感測器或上述之部份結合。舉例來說，在部份實施例中，位置感測器128可包含多個加速規以測量平移運動（如，前/後、上/下、左/右）以及多個陀螺儀以測量旋轉運動（如，俯仰(pitch)、偏擺(yaw)、滾轉(roll)）。在部份實施例中，各種位置感測器可彼此正交地位向。
慣性測量單元132可為一電子裝置，其中此電子裝置基於由一或多個位置感測器128所接收到的測量訊號而生成快校準數據(fast calibration data)。位置感測器128可位於慣性測量單元132的外部、慣性測量單元132的內部或上述之部份結合。基於來自一或多個位置感測器128的一或多個測量訊號，慣性測量單元132可生成的快校準數據指出相對於近眼顯示器120之初始位置的近眼顯示器120之預估位置。舉例來說，慣性測量單元132可整合加速規隨著時間所接收的測量訊號以預估速度向量，並且隨著時間整合這些速度向量以判定近眼顯示器120上參考點的預估位置。或者，慣性測量單元132可提供取樣的測量訊號給主機110，而可決定快校準數據。雖然參考點一般可被定義為空間中的點，但在各種實施例中，參考點亦可被定義為近眼顯示器120內部的點（如慣性測量單元132的中心）。
眼睛追蹤單元130可包含一或多個眼睛追蹤系統。眼睛追蹤可涉及判定眼睛相對於近眼顯示器120的方位，包含眼睛的位向與位置。眼睛追蹤系統可包含對一或多個眼睛成像的成像系統，並且可包含可有可無的一光發射器，其中光發射器可生成被導向到眼睛的光，使得成像系統可獲取被眼睛反射的光。舉例來說，眼睛追蹤單元130可包含同調(coherent)（如雷射二極體）或非同調光源以及相機，其中同調或非同調光源發出可見光譜或紅外光譜中的光，而相機獲取被使用者眼睛反射的光。作為另一示例，眼睛追蹤單元130可獲取由微型雷達單元所射出的反射無線電波。眼睛追蹤單元130可使用低功率光發射器，此低功率光發射器以不傷及眼睛或導致身體不適的頻率和強度來發光。可佈置眼睛追蹤單元130以增加由眼睛追蹤單元130所獲取之眼睛在影像中的對比度，同時減少眼睛追蹤單元130所消耗的總能量（如減少包含在眼睛追蹤單元130中的光發射器與成像系統所消耗的能量）。舉例來說，在部份實施方式，眼睛追蹤單元130可消耗小於100毫瓦的能量。
近眼顯示器120可利用眼睛的位向來例如判定使用者的瞳間距離(inter-pupillary distance，IPD)、判定凝視方向(gaze direction)、推導深度線索(depth cue)（如在使用者的主視線之外的模糊影像）、收集在VR媒體中使用者互動上的經驗(heuristics)（例如，把在任何特定主題、物體或幀上所花費的時間做為外顯刺激(exposed stimuli)的結果）、部份地基於至少一個使用者眼睛的位向的其他功能或上述之部份結合。因為使用者雙眼的位向可得以被判定，所以眼睛追蹤單元130可判定使用者正在觀看的位置。舉例來說，判定使用者的凝視方向可包含基於判定使用者左眼與右眼的位向來判定會聚點(point of convergence)。會聚點可為使用者眼睛的兩個焦軸所相交的點。使用者的凝視方向可為通過會聚點與使用者雙眼瞳孔之間的中間點的連線方向。
輸入/輸出介面140可為允許使用者向主機110發送動作請求的裝置。動作請求可為執行特定動作的請求。舉例來說，動作請求可為開始或結束應用程式或於應用程式中執行特定動作。輸入/輸出介面140可包含一或多個輸入裝置。輸入裝置可例如包含鍵盤、滑鼠、遊戲控制器、手套、按鈕、觸控螢幕或任何其他適合接收動作請求並傳送所接收之動作請求給主機110的裝置。由輸入/輸出介面140所接收的動作請求可傳送到主機110，主機110可對應動作請求來執行動作。在部份實施例中，輸入/輸出介面140可根據從主機110所接收到的指令來向使用者提供觸覺回饋。舉例來說，在接收到動作請求的時候，或主機110執行了動作請求並傳送指令到輸入/輸出介面140的時候，輸入/輸出介面140可提供觸覺回饋。
主機110可根據一或多個外部成像裝置150、近眼顯示器120與輸入/輸出介面140所接收到的資訊而向近眼顯示器120提供內容來呈現給使用者。在圖1之示例中，主機110可包含一應用程式庫112、一頭戴式裝置追蹤模組114、一人工實境啟動器116以及一眼睛追蹤模組118。除了參照圖1所述的模組外，主機110的部份實施例可包含不同或額外的模組。下面進一步描述的功能可以用於與此所述相異的方式分布在主機110的部件中。
在部份實施例中，主機110可包含處理器以及非暫時性的電腦可讀儲存媒體，其中電腦可讀儲存媒體儲存可由處理器執行的指令。處理器可包含多個處理單元，這些處理單元可並行地執行指令。電腦可讀儲存媒體可為任意記憶體，如硬碟、可攜式記憶體(removable memory)或固態硬碟（如快閃記憶體(flash memory)或動態隨機存取記憶體(DRAM)）。在各種實施例中，參照圖1所述的主機110的模組可被編碼為非暫時性電腦可讀儲存媒體中的指令，其中當處理器執行此指令時，此指令可使處理器執行下面進一步描述的功能。
應用程式庫112可儲存一或多個應用程式以供主機110執行。應用程式可包含一組指令，當處理器執行此組指令時，此組指令可生成呈現給使用者的內容。應用程式所生成的內容可響應透過使用者眼睛的移動從使用者所接收的輸入或從輸入/輸出介面140所接收的輸入。應用程式可例如包含遊戲應用程式、會議應用程式、影像回放應用程式或其他適合的應用程式。
頭戴式裝置追蹤模組114可使用來自外部成像裝置150的慢校準數據來追蹤近眼顯示器120的移動。舉例來說，頭戴式裝置追蹤模組114可使用來自慢校準數據與近眼顯示器120之模型所觀察的定位器來判定近眼顯示器120之參考點的位置。頭戴式裝置追蹤模組114亦可使用來自快校準數據之位置資訊來判定近眼顯示器120之參考點的位置。此外，在部份實施例中，頭戴式裝置追蹤模組114可使用快校準數據的位置、慢校準數據的位置或上述之部份結合，來預測近眼顯示器120的未來位置。頭戴式裝置追蹤模組114可將所預估或所預測的近眼顯示器120之未來位置提供到人工實境啟動器116。
頭戴式裝置追蹤模組114可使用一或多個校準參數來校準人工實境系統環境100，並且可調節一或多個校準參數以減少在判定近眼顯示器120的位置時的誤差。舉例來說，頭戴式裝置追蹤模組114可調整外部成像裝置150的焦距，以獲取近眼顯示器120上所觀察到的定位器之更準確的位置。再者，由頭戴式裝置追蹤模組114所執行的校準亦可被視為從慣性測量單元132所接收到的資訊。此外，如果跟丟近眼顯示器120（例如，外部成像裝置150遺失至少臨界數量的定位器126之視線），則頭戴式裝置追蹤模組114可重新校準部份或全部的校準參數。
人工實境啟動器116可執行人工實境系統環境100內的應用程式，並且從頭戴式裝置追蹤模組114接收近眼顯示器120的位置資訊、近眼顯示器120的加速度資訊、近眼顯示器120的速度資訊、近眼顯示器120的未來預測位置或上述之部份結合。人工實境啟動器116亦可自眼睛追蹤模組118接收眼睛的預估位置與位向資訊。基於所接收到的訊息，人工實境啟動器116可決定提供給近眼顯示器120來呈現給使用者的內容。舉例來說，如果所接收到的資訊指出使用者已向左望，則人工實境啟動器116可對近眼顯示器120生成反映出在虛擬環境中使用者眼睛的移動位置的內容。此外，人工實境啟動器116可執行在主機110上運行的應用程式中的動作，以響應從輸入/輸出介面140所接收到的動作請求，並且提供回饋給使用者，以指出動作已被執行。所提供的回饋可為透過近眼顯示器120的視覺或聽覺回饋，或是透過輸入/輸出介面140的觸覺回饋。
眼睛追蹤模組118可接收來自眼睛追蹤單元130的眼睛追蹤數據，並且基於此眼睛追蹤數據來判定使用者的眼睛位置。此眼睛位置可包含相對於近眼顯示器120或其任何元件的眼睛的位向與/或位置。因為眼睛的旋轉軸線根據在眼窩裡的眼睛位置而改變，所以判定在眼窩裡的眼睛位置可使得眼睛追蹤模組118更準確地判定眼睛的位向。
在部份實施例中，眼睛追蹤模組118可儲存由眼睛追蹤單元130所獲取的影像與眼睛位置之間的對映(mapping)，以從眼睛追蹤單元130所獲取的影像來判定參考眼睛的位置。或者或更甚者，眼睛追蹤模組118可藉由比較從中判定參考眼睛位置的影像與從中判定更新眼睛位置的影像，來判定相對於參考眼睛位置的更新眼睛位置。眼睛追蹤模組118可使用來自不同影像裝置或其他感測器的測量來判定眼睛位置。舉例來說，眼睛追蹤模組118可使用來自慢眼睛追蹤系統(slow eye-tracking system)的測量來判定參考眼睛位置，然後從快眼睛追蹤系統(fast eye-tracking system)判定相對於參考眼睛位置的更新位置，直到下一個參考眼睛位置在基於來自慢眼睛追蹤系統的測量而被判定。
眼睛追蹤模組118亦可判定眼睛校準參數，以提升眼睛追蹤的精確度與準確度。眼睛校準參數可包含每當使用者穿戴或調整近眼顯示器120時可能被改變的參數。示例性的眼睛校準參數可包含在眼睛追蹤單元130的部件與眼睛之一或多個部份之間的預估距離，其中眼睛之一或多個部份例如為眼睛的中心、瞳孔、角膜邊界或眼睛表面上的點。其他示例性的眼睛校準參數對特定的使用者而言可為確切的，並且可包含預估的眼睛平均半徑、角膜平均半徑、鞏膜平均半徑、眼睛表面上的特徵像圖以及預估的眼睛表面輪廓。在來自近眼顯示器120外部的光可到達眼睛的實施例中（如在部份的擴增實境應用中），校準參數可包含用於平衡來自近眼顯示器120外部的光的變化所引起的強度與色彩的校正因子(correction factor)。眼睛追蹤模組118可使用眼睛校準參數來判定由眼睛追蹤單元130所獲取的測量是否使得眼睛追蹤模組118能判定準確的眼睛位置（於此亦可稱為「有效測量」）。使用者眨眼、調整頭戴式裝置、移除頭戴式裝置及/或由於外部光而使近眼顯示器120經歷大於臨界值的照明變化，可能造成無效測量，且眼睛追蹤模組118可能無法從無效測量中判定準確的眼睛位置。在部份實施例中，眼睛追蹤模組118至少部份的功能可藉由眼睛追蹤單元130所執行。
圖2係為以頭戴顯示器(HMD)裝置200的形式來實現本發明之部份示例的一示例性近眼顯示器的立體圖。頭戴顯示器裝置200可例如為虛擬實境(VR)系統、擴增實境(AR) 系統、混合實境(MR) 系統的一部份，或是上述之部份結合。頭戴顯示器裝置200可包含一主體220以及一頭帶230。圖2以立體圖示出主體220的頂側223、前側225以及右側227。頭帶230可具有可調整或可延伸的長度。在頭戴顯示器裝置200的主體220與頭帶230之間可有足夠的空間，以允許使用者將頭戴顯示器裝置200戴到使用者的頭上。在各種實施例中，頭戴顯示器裝置200可包含額外的、更少的或不同的部件。舉例來說，在部份實施例中，頭戴顯示器裝置200可例如包含於圖2中所示的眼鏡鏡架以及鏡架尾端，而非頭帶230。
頭戴顯示器裝置200可呈現給使用者的媒體包含具有電腦合成元件的實體或現實環境的虛擬與/或擴增視圖。由頭戴顯示器裝置200所呈現的媒體例如包含影像（如二維(2D)或三維(3D)影像）、影片（如2D或3D影片）、音訊或上述之部份結合。影像與影片可藉由封裝在頭戴顯示器裝置200之主體220內的一或多個顯示器組件（未繪示於圖2中）呈現給使用者的各個眼睛。在各種實施例中，此一或多個顯示器組件可包含單個電子顯示面板或多個電子顯示面板（例如，一個顯示面板各別對應使用者的一隻眼睛）。一或多個電子顯示面板例如可包含液晶顯示器(LCD)、有機發光二極體(OLED)顯示器、無機發光二極體(ILED) 顯示器、微型發光二極體(mLED) 顯示器、主動矩陣有機發光二極體(AMOLED) 顯示器、透明有機發光二極體(TOLED) 顯示器、其他顯示器或上述之部份結合。頭戴顯示器裝置200可包含兩個眼動範圍(eye box)區域。
在部份實施方式中，頭戴顯示器裝置200可包含各種感測器（未繪示），例如深度感測器、動作感測器、位置感測器以及眼睛追蹤感測器。這些感測器中的部份可使用結構光圖案(structured light pattern)來進行感測。在部份實施方式中，頭戴顯示器裝置200可包含用於與主機通訊的一輸入/輸出介面。在部份實施方式中，頭戴顯示器裝置200可包含虛擬實境啟動器（未繪示），此虛擬實境啟動器可執行在頭戴顯示器裝置200內的應用程式，並且接收來自各種感測器的頭戴顯示器裝置200的深度資訊、位置資訊、加速度資訊、速度資訊、預測的未來位置或上述之部份結合。在部份實施方式中，由虛擬實境啟動器所接收的資訊可用於產生訊號（如顯示器指令）至一或多個顯示器組件。在部份實施方式中，頭戴顯示器裝置200可包含多個定位器（未繪示，例如定位器126），這些定位器位於主體220上相對於另一定位器或參考點固定的位置。每個定位器可發射能由外部成像裝置所偵測到的光。
圖3係為以一副眼鏡的形式來實現本發明之部份示例的一示例性近眼顯示器300的立體圖。近眼顯示器300可為圖1之近眼顯示器120之特定實施方式，並且可用於做為虛擬實境顯示器、擴增實境顯示器及/或混合實境顯示器。近眼顯示器300可包含一框架305以及一顯示器310。顯示器310可用於呈現內容給使用者。在部份實施例中，顯示器310可包含顯示電子元件及/或顯示光學元件。舉例來說，參考如上所述之圖1的近眼顯示器120，顯示器310可包含液晶顯示器(LCD)顯示面板、發光二極體(LED)顯示面板或光學顯示面板（如波導顯示器組件）。
近眼顯示器300更可包含在框架305上或內的各種感測器350a、350b、350c、350d、350e。在部份實施例中，感測器350a至350e可包含一或多個深度感測器、動作感測器、位置感測器、慣性感測器或環境光感測器。在部份實施例中，感測器350a至350e可包含一或多個影像感測器，此一或多個影像感測器用於生成呈現不同方向上的不同視場的影像數據。在部份實施例中，感測器350a至350e可用於做為輸入裝置以控制或影響近眼顯示器300的顯示內容，且/或提供互動式VR/AR/MR體驗給近眼顯示器300的使用者。在部份實施例中，感測器350a至350e亦可用於立體成像。
在部份實施例中，近眼顯示器300更可包含一或多個照明器330，以投射光到現實環境中。所投射的光可相關於不同的頻帶（如可見光、紅外光、紫外光等等），並且可用於各種目的。舉例來說，一或多個照明器330可在黑暗的環境中（或在低強度紅外光、紫外光等的環境中）投射光，以在黑暗的環境中協助感測器350a至350e獲取不同物體的影像。在部份實施例中，一或多個照明器330可用於在環境中的物體上投射特定的光圖案。在部份實施例中，一或多個照明器330可用於做為定位器，例如參考如上所述之圖1的定位器126。
在部份實施例中，近眼顯示器300亦可包含高解晰度的相機340。相機340可獲取在視場中的現實環境影像。可例如藉由虛擬實境啟動器（如圖1之人工實境啟動器116）而處理所獲取的影像，以將虛擬物體增加到所獲取的影像或修正所獲取影像中的現實物體，並且處理過的影像可藉由顯示器310來顯示給使用者而用於AR或MR應用。
圖4係為根據某些實施例描繪使用波導顯示器之一示例性光學透視擴增實境系統400。擴增實境系統400可包含一投影儀410以及一結合器415。投影儀410可包含一光源或影像源412與投影儀光學元件414。在部份實施例中，影像源412可包含顯示虛擬物體的多個像素，例如液晶顯示器(LCD)顯示面板或發光二極體(LED)顯示面板。在部份實施例中，影像源412可包含生成同調或部份同調光的光源。舉例來說，影像源412可包含一雷射二極體、一垂直腔面發射雷射器(vertical cavity surface emitting laser)與/或一發光二極體。在部份實施例中，影像源412可包含多個光源，其中每個光源發出對應至一原色（例如紅色、綠色或藍色）的單色影像光。在部份實施例中，影像源412可包含光學圖案生成器，如空間光調制器(spatial light modulator)。投影儀光學元件414可包含一或多個光學部件，其中光學部件可例如以擴展、準直、掃描或投影的方式來將發自影像源412的光調節至結合器415。此一或多個光學部件可例如包含一或多個鏡片、液態鏡片、鏡子、光圈與/或光柵。在部份實施例中，投影儀光學元件414可包含具有多個電極的液態鏡片（如液晶鏡片）而得以掃描來自影像源412的光。
結合器415可包含一輸入耦合器430而將光從投影儀410導引至結合器415的基板420中。輸入耦合器430可包含一體積全像光柵(volume holographic grating)、一繞射光學元件(diffraction optical element, DOE)（如表面浮雕光柵）或一折射耦合器（如楔形物或稜柱物）。對於可見光，輸入耦合器430可具有大於30%、50%、75%、90%或更高的耦合效率(coupling efficiency)。於本說明書中所用之可見光可指波長在約380奈米(nm)至約750奈米之間的光。導引至基板420中的光可在基板420內例如透過全內反射(TIR)的方式來傳播。基板420可以為一副眼鏡之鏡片的形式。基板420可具有一平面或一曲面，並且可包含一或多個類型的介電材料，介電材料例如為玻璃、石英、塑膠、聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(poly(methyl methacrylate), PMMA)、水晶或陶瓷。基板420的厚度範圍例如可從約小於1公釐至約10公釐或更大。基板420對可見光可為透明的。如果光束可以用高透射率的方式穿透材料，例如大於50%、60%、75%、80%、90%、95%或更高，而小部份的光束（例如小於50%、40%、25%、20%、10%、5%或更低）可被材料所散射、反射或吸收，則材料對此光束可為「透明的」。透射率（即透射度）可由一波長範圍內的視覺加權(photopically weight)或非加權的平均透射率，或諸如可見光波長範圍的波長範圍內的最低透射率來表現。
基板420可包含或可耦合至多個輸出耦合器440，其中輸出耦合器440用以從基板420抽取至少一部份由基板420所導引且在基板420內傳播的光，並用以將所抽取的光460導向至擴增實境系統400之使用者的眼睛490。如同輸入耦合器430，輸出耦合器440可包含光柵耦合器（如體積全像光柵或表面浮雕光柵）、其他繞射光學元件(DOE)或稜柱等等。輸出耦合器440可在不同的位置具有不同的耦合（如繞射）效率。基板420亦可允許來自結合器415前方環境的光450以少量損耗或無損的方式通過。舉例來說，在部份實施方式中，輸出耦合器440可對於光450具有低繞射效率，使得光450可被折射或以少量損耗的方式通過輸出耦合器440，因而可具有較所抽取的光460較高的強度。在部份實施方式中，輸出耦合器440可對於光450具有高繞射效率，並且可以少量損耗的方式將光450繞射至某些所期望之方向（即繞射角）。如此一來，使用者可觀看結合器415前方環境與投影儀410所投影之虛擬物體的結合影像。
圖5係描繪在包含一波導510與一光柵耦合器520的一示例性波導顯示器500中入射顯示光540與外部光530的傳播。波導顯示器500可例如包含圖4之結合器415。波導510可為平面或曲面的透明基板，且波導510的折射率n2
大於真空折射率(free space refractive index) n1
（即1.0）。光柵耦合器520可例如為布拉格光柵(Bragg grating)或表面浮雕光柵。
入射顯示光540可例如藉由圖4之輸入耦合器430或其他上述之耦合器（例如稜柱或傾斜表面）而導引至波導510中。入射顯示光540可在波導510內例如藉由全內反射的方式來傳播。當入射顯示光540抵達光柵耦合器520時，入射顯示光540可藉由光柵耦合器520而被繞射成例如第0階繞射（即反射）光542以及第-1階繞射光544。第0階繞射光542可在波導510內持續傳播，並且可在不同位置藉由波導510的底面而朝向光柵耦合器520被反射。由於第-1階繞射光544之繞射角的關係，在波導510的底面可能不滿足全內反射的條件，所以第-1階繞射光544可朝向使用者眼睛而被導引（如折射）出波導510。
外部光530亦可藉由光柵耦合器520而被繞射成例如第0階繞射光532或第-1階繞射光534。第0階繞射光532或第-1階繞射光534皆可朝向使用者眼睛而被折射出波導510。因此，光柵耦合器520可做為輸入耦合器而用於將外部光530導引至波導510中，並且亦可做為輸出耦合器而用於將入射顯示光540導引出波導510。如此一來，光柵耦合器520可做為結合器而用於結合外部光530與入射顯示光540，並且發送所結合的光到使用者的眼睛。
為了在所期望的方向上朝使用者的眼睛繞射光，並且對於特定繞射階達到所期望的繞射效率，光柵耦合器520可包含閃耀光柵(blazed grating)或傾斜光柵(slanted grating)，例如為傾斜布拉格光柵(slanted Bragg grating)或表面浮雕光柵，其中光柵脊部與槽部可相對於光柵耦合器520或波導510的表面法線傾斜。
圖6係為根據某些實施例描繪在一示例性波導顯示器600中的一示例性傾斜光柵620。傾斜光柵620可為一示例性輸出耦合器440或光柵耦合器520。波導顯示器600可包含在波導610上的傾斜光柵620，波導610例如為基板420或波導510。傾斜光柵620可作為用於將光導引進或出波導610的光柵耦合器。在部份實施例中，傾斜光柵620可包含具有週期p
的週期性結構。舉例來說，傾斜光柵620可包含多個脊部622以及多個槽部624，其中這些槽部624介於這些脊部622之間。傾斜光柵620的每個週期可包含一脊部622以及一槽部624，其中槽部624可為空氣隙(air gap)或填滿具有折射率ng2
之材料的區域。脊部622的寬度d
與光柵週期p
之間的比率可稱為占空比(duty cycle)。傾斜光柵620可例如具有介於約10%到約90%或更大的占空比。在部份實施例中，占空比可在各週期間變化。在部份實施例中，傾斜光柵的週期p
可在傾斜光柵620上的各區域間變化，或是可在傾斜光柵620上的各週期間變化（即啁啾(chirp)）。
脊部622可由具有折射率為ng1
的材料所製成，此材料例如為含矽材料（如二氧化矽(SiO2
)、氮化矽(Si3
N4
)、碳化矽(SiC)、矽氮氧化物(SiOx
Ny
)或非晶矽(amorphous silicon)）、有機材料（如旋塗碳(spin on carbon, SOC)、非晶碳層(amorphous carbon layer, ACL)或類鑽碳(diamond like carbon, DLC)或無機金屬氧化層（如鈦氧化物(TiOx
)、鋁氧化物(AlOx
)、鉭氧化物(TaOx
)、鉿氧化物(HfOx
)等等）。各個脊部622可包含具有傾斜角度α的一前緣(leading edge) 630以及具有傾斜角度β的一後緣(trailing edge) 640。在部份實施例中，各個脊部622的前緣630與後緣640可相互平行。換句話說，傾斜角度α近似於傾斜角度β。在部份實施例中，傾斜角度α可不同於傾斜角度β。在部份實施例中，傾斜角度α可近似等於傾斜角度β。舉例來說，傾斜角度α與傾斜角度β之間的差異可小於20%、10%、5%、1%或更小。在部份實施例中，傾斜角度α與傾斜角度β的範圍可例如從約小於等於30度到約大於等於70度。
在部份實施方式中，在脊部622之間的槽部624可以具有折射率ng2
的材料來外塗覆(over-coat)或填滿，其中折射率ng2
高於或低於脊部622之材料的折射率。舉例來說，在部份實施例中，例如為氧化鉿(Hafnia)、氧化鈦(Titania)、氧化鉭(Tantalum oxide)、氧化鎢(Tungsten oxide)、氧化鋯(Zirconium oxide)、硫化鎵(Gallium sulfide)、氮化鎵(Gallium nitride)、磷化鎵(Gallium phosphide)、矽以及高折射率聚合物的高折射率材料可用於填滿槽部624。在部份實施例中，例如為氧化矽(silicon oxide)、礬土(alumina)、多孔性二氧化矽(porous silica)或氟化的低折射率單體(monomer)（或聚合物）等的低折射率材料可用於填滿槽部624。如此一來，脊部622之折射率與槽部624之折射率彼此的差值可大於0.1、0.2、0.3、0.5、1.0或更高。
傾斜光柵可由許多不同的奈米製造技術來製造而成。奈米製造技術一般包含圖案化製程以及後圖案化製程（例如為外塗覆(over-coat)製程）。圖案化製程可用於形成傾斜光柵的傾斜脊部。可有許多不同的奈米製造技術來形成傾斜脊部。舉例來說，在部份實施方式中，可使用包含傾斜蝕刻的微影(lithography)技術來製造傾斜光柵。在部份實施方式中，可使用奈米壓印微影(nanoimprint lithography, NIL)模製技術來製造傾斜光柵。後圖案化製程可用於外塗覆傾斜脊部與/或以折射率不同於傾斜脊部之折射率的材料來填充傾斜脊部之間的間隙。後圖案化製程可獨立於圖案化製程。因此，可在使用任何的圖案化技術所製造的傾斜光柵上使用相同的後圖案化製程。
對於製造下述之傾斜光柵的技術和製程僅用於說明目的而非旨於限制。本領域之技術人員將可理解而對下述之技術進行各種修改。舉例來說，在部份實施方式中，下述的部份操作可被省略。在部份實施方式中，可執行額外操作以製造光柵耦合器。於此所揭露的技術亦可用於在各種材料上製造其他傾斜結構。
圖7A至圖7C係為根據某些實施例描繪藉由傾斜蝕刻來製造一傾斜表面浮雕光柵的一示例性製程。圖7A示出經例如為光刻(photolithography)或電子束微影(electron beam lithography)製程的微影製程之後的一結構700。結構700可包含一基板710，其中基板710例如為玻璃或石英基板且可用於做為上述波導顯示器的波導。在部份實施例中，結構700亦可包含一光柵材料層720，例如為氮化矽(Si3
N4
)、二氧化矽(SiO2
)、鈦氧化物(titanium oxide)、礬土(alumina)等等。基板710可具有折射率nwg
，而光柵材料層720可具有折射率ng1
。在部份實施例中，光柵材料層720可為基板710之一部份。具有所期望之圖案的一掩膜層730可形成在的光柵材料層720上。掩膜層730可例如包含光阻材料(photoresist material)、金屬（如銅、鉻、鈦、鋁或鉬）、金屬間化合物(intermetallic compound)（如氮氧矽化鉬(MoSiON)）或有機材料（如聚合物）。掩膜層730可被稱為硬掩膜層。掩膜層730可例如藉由光學投影(optical projection)（使用光掩膜）或電子束微影製程、奈米壓印微影(NIL)製程、多光束干涉(multi-beam interference)製程等方式所形成。
圖7B示出經例如為乾式蝕刻製程（如反應離子蝕刻(reactive ion etching, RIE)、感應耦合電漿(inductively coupled plasma, ICP)、矽深蝕刻(deep silicon etching, DSE)、離子光束蝕刻(ion beam etching, IBE)或離子光束蝕刻的變化）的傾斜蝕刻製程之後的一結構740。傾斜蝕刻製程可包含一或多個子步驟。例如可藉由基於所期望之傾斜角度而以相對於蝕刻光束的方向來旋轉結構700，並且藉由蝕刻光束來蝕刻光柵材料層720，來執行傾斜蝕刻。經蝕刻之後，於光柵材料層720中可形成傾斜光柵750。
圖7C示出移除掩膜層730之後的一結構770。結構770可包含基板710、光柵材料層720以及傾斜光柵750。傾斜光柵750可包含多個脊部752以及多個槽部754。諸如電漿或濕式蝕刻的技術可用於以適當的化學方法來剝離掩膜層730。在部份實施方式中，掩膜層730可不被移除而用於做為傾斜光柵的一部份。各個脊部752的寬度可被稱為線寬。在部份實施例中，可使用製程來可靠地製造的掩膜層730之最小特徵尺寸或脊部752之最小線寬（可被稱為製程的臨界尺寸CD(critical dimension)）可能例如受限於：在光刻中使用的光的波長、光刻系統的光圈值(numerical aperture)以及其他相關於製程的因素（可以被稱為k1
因子）。
接著，在部份實施方式中，可執行後圖案化（如外塗覆）製程以用一材料來外塗覆傾斜光柵750，且此材料的折射率高於或低於脊部752之材料的折射率。舉例來說，如上所述，在部份實施例中，例如為氧化鉿(Hafnia)、氧化鈦(Titania)、氧化鎢(Tungsten oxide)、氧化鋯(Zirconium oxide)、硫化鎵(Gallium sulfide)、氮化鎵(Gallium nitride)、磷化鎵(Gallium phosphide)、矽以及高折射率聚合物的高折射率材料可用於外塗覆。在部份實施例中，例如為氧化矽(silicon oxide)、礬土(alumina)、多孔性二氧化矽(porous silica)或氟化的低折射率單體(monomer)（或聚合物）等的低折射率材料可用於外塗覆。如此一來，脊部752之折射率與在槽部754內之外塗層材料之折射率彼此的差值可大於0.1、0.2、0.3、0.5、1.0或更高。
如上所述，為了將顯示光與/或環境光選擇性地導引進且/或出波導並導引到使用者眼睛中、改善視場、增加亮度效率或能量效率、減少顯示偽影（如彩虹偽影）、及/或改善波導顯示器的其他性能，具有大範圍光柵占空比（如約0.1至約0.9）、大傾斜角度（如大於30度、45度、60度或更大的角度）以及高深度（如大於100奈米）的傾斜表面浮雕光柵可為所期望的。亦如上所述，以具有高製造精度與高產量的高製造速度來蝕刻如此之傾斜結構係可為富有挑戰性的。舉例來說，使用例如離子束或電漿來蝕刻深傾斜結構可能需要很高的離子能量與劑量，並且蝕刻時間可能會很長。因此，可能需要厚的蝕刻掩膜層，以在長時間的蝕刻期間承受高能量的離子。以相對於將被蝕刻的蝕刻掩膜層與材料層之表面法線大於0度之傾斜角度（如30度或更大的角度），使蝕刻劑入射到將被蝕刻的蝕刻掩膜層與材料層上（如，蝕刻掩膜層下的基板）的傾斜蝕刻中，厚蝕刻掩膜層的遮蔽效應(shadowing effect)可能造成傾斜結構的線寬，從而造成占空比，會遠大於蝕刻掩膜層上之圖案的線寬（或占空比）。
圖8A係根據某些實施例描繪使用硬掩膜來蝕刻傾斜表面浮雕光柵的一示例。如圖式所示，結構800可例如經微影製程之後而形成，其中微影製程例如為使用光掩膜之光刻製程、電子束微影製程或NIL製程。結構800可包含一基板810，在基板810中可形成有表面浮雕結構。可藉由微影製程在基板810上沉積並圖案化硬蝕刻掩膜層，以形成一硬蝕刻掩膜820。如上所述，硬蝕刻掩膜層可例如包含光阻材料、金屬（如銅、鉻、鈦、鋁或鉬）、金屬間化合物（如氮氧矽化鉬(MoSiON)）或有機材料（如聚合物）。硬蝕刻掩膜820可包含光柵結構，其中光柵脊部的寬度為尺寸d
，光柵結構的週期為p
（未繪示於圖8A），而硬蝕刻掩膜820的高度為H
。
圖8B係根據某些實施例描繪使用硬蝕刻掩膜來蝕刻深傾斜表面浮雕光柵的一示例。如圖8B所示，為了蝕刻具有傾斜角度α的表面浮雕光柵，可將離子束830相對於基板810之表面法線以角度α擊向結構800。舉例來說，在蝕刻系統中的支撐平板的基板810可相對離子束830之方向以角度α傾斜。由於硬蝕刻掩膜820的有限高度H
與傾斜蝕刻，硬蝕刻掩膜820可阻擋離子抵達硬蝕刻掩膜820下具有尺寸d’
的區域，其中藉由硬蝕刻掩膜820所遮蔽之區域的尺寸d’
可表示為：
因此，所製造的傾斜表面浮雕光柵的有效占空比可為：
圖8C係根據某些實施例描繪使用硬掩膜來蝕刻深傾斜表面浮雕光柵的一示例。在圖8C中，可將離子束840相對基板810之表面法線以角度α’擊向結構800，其中角度α’大於角度α。由於硬蝕刻掩膜的遮蔽效應，藉由硬蝕刻掩膜820所遮蔽之基板810之區域的尺寸d”
可大於圖8B中的尺寸d’
。
如上所示及由上方之等式所指出，蝕刻掩膜層越厚且傾斜角度越大，則遮蔽效應越高，因而益發增加傾斜結構的光柵線寬或占空比。舉例來說，使用具有0.1占空比的厚蝕刻掩膜來蝕刻的傾斜結構的占空比可為0.4或更高。在部份情況中（如，當光柵週期大時），降低厚蝕刻掩膜的特徵尺寸有助於降低傾斜結構的占空比。然而，如上所述，可使用製程來可靠地製造的厚蝕刻掩膜層之最小特徵尺寸（或用於製程的臨界尺寸）可能是有限的。因而，降低厚蝕刻掩膜的特徵尺寸可能不足以達成例如約0.1的低占空比。
根據某些實施例，為了增加蝕刻的深傾斜結構的占空比的範圍，可使用一或多個中間掩膜層以及薄硬掩膜層來製造深傾斜結構。在一示例中，包含有機材料的中間掩膜層可形成於將被蝕刻的基板上。有機材料可相較於光柵材料（如石英、矽或氮化矽(Si3
N4
)）具有高出許多（如三倍或更高的倍率）的蝕刻率。有機材料亦可比薄硬掩膜層具有高出許多的蝕刻選擇性，例如500:1或更高。薄硬掩膜層（如包含鉻、銅、鈦、鋁等的金屬層）可形成於中間掩膜層上。首先可使用諸如為光刻或電子束微影之微影製程將薄硬掩膜層圖案化，以形成直硬掩膜。
在第一傾斜蝕刻步驟中，可以使用薄直硬掩膜來將中間掩膜層圖案化以形成傾斜中間掩膜，其中離子束可以用一角度來擊向薄直硬掩膜與中間掩膜層，且此角度實質上等於待製造之傾斜表面浮雕結構之傾斜角度。因為中間掩膜層的有機材料相對於硬掩膜層具有高蝕刻率以及高蝕刻選擇性，所以蝕刻劑（如反應離子）的能量可以為較低的且硬掩膜層可以為薄的，例如約10奈米或更薄。因為硬掩膜為薄的，所以可減少在傾斜蝕刻中由硬掩膜所造成的遮蔽效應，並且厚傾斜中間掩膜相較於薄硬掩膜可在占空比中具有非常小的增加。
在第二傾斜蝕刻步驟中，可將厚傾斜中間掩膜當作用來蝕刻在厚中間掩膜層下方的下一材料層之掩膜，且下一材料層例如為待製造傾斜結構的基板或另一個中間掩膜層。因為厚中間掩膜以所期望之傾斜角度傾斜，所以厚傾斜中間掩膜可在隨後的傾斜蝕刻中具有輕微或幾乎沒有的遮蔽效應。在部份實施例中，因為在隨後的傾斜蝕刻期間可蝕刻厚傾斜中間掩膜的邊緣，所以可降低厚傾斜中間掩膜的占空比，且形成於基板中的傾斜結構因而相對於厚傾斜中間掩膜的初始占空比（可相似於硬掩膜的占空比）具有較小的占空比。如此一來，可達成具有小的最小占空比（如約0.1或更低）及大深度的傾斜結構。
圖9A至圖9C係為根據某些實施例描繪用於將掩膜層塗覆於基板上以於基板上蝕刻深傾斜表面浮雕光柵的一示例性製程。圖9A示出一基板910，在基板910中將製造深傾斜表面浮雕光柵。如上所述，基板910可例如包含二氧化矽(silicon dioxide)、氮化矽(silicon nitride)、二氧化鈦(titanium dioxide)、礬土(alumina)、聚合物、PMMA、陶瓷、碳化矽、矽氮氧化物、非晶矽層、旋塗碳層、非晶碳層、類鑽碳層、鈦氧化物、鋁氧化物、鉭氧化物、鉿氧化物等等。在一示例中，基板910可包含石英基板，且石英基板可包含平面或曲面。
圖9B描繪形成在基板910上的中間掩膜層920。如上所述，中間掩膜層920可包含相較於硬掩膜層具有高出許多的蝕刻率與高出許多的蝕刻選擇性的有機材料，例如包含金屬或金屬化合物的硬掩膜層。在一示例中，中間掩膜層920可包含光緻密(optical densifying)的有機材料層。在部份實施例中，可使用旋塗技術在基板910上形成中間掩膜層920。在部份實施例中，可例如藉由化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)來將中間掩膜層920沉積在基板910上。
圖9C描繪形成在中間掩膜層920上的薄硬掩膜層930。如上所述，薄硬掩膜層930可例如包含金屬（如銅、鉻、鈦、鋁或鉬）或金屬間化合物（如氮氧矽化鉬(MoSiON)）。在部份實施例中，薄硬掩膜層930的厚度可例如小於20奈米，例如約10奈米或更薄的厚度。具有一或多個中間掩膜層920與薄硬掩膜層930的基板910可以用如下詳細描述之兩個或更多的步驟來蝕刻，以製造深傾斜表面浮雕結構，例如具有固定或變動光柵參數的光柵，其中光柵參數例如包含線寬、光柵週期、占空比或深度。
圖10A至圖10C係為根據某些實施例描繪使用傾斜中間掩膜於基板內蝕刻深表面浮雕光柵的一示例性製程。可使用相關於圖10A至圖10C所述之製程來蝕刻塗覆有兩個或更多如圖9C所示之掩膜層的基板。
圖10A係根據某些實施例描繪圖案化的硬掩膜層（如硬掩膜層930）之一示例。如上所述，可使用各種微影技術來圖案化硬掩膜層930。舉例來說，可使用光刻製程來圖案化硬掩膜層930，其中可在硬掩膜層930上形成光阻層，並且可透過光掩膜將光阻層曝光。可顯影光阻層以移除光阻層中曝光或未曝光的區域（取決於光阻劑是陽性或陰性），並且可將光阻層做為掩膜來蝕刻硬掩膜層930。在此製程後，可以在硬掩膜層930上形成硬蝕刻掩膜1010。在部份其他實施例中，可使用離子束微影或NIL製程以形成硬蝕刻掩膜1010。如圖所示，硬蝕刻掩膜1010可包含具有特徵尺寸d
與週期p
的圖案。
圖10B係根據某些實施例描繪使用圖案化的硬蝕刻掩膜1010來蝕刻中間掩膜層（如中間掩膜層920）之一示例。如圖10B所示，可將離子束1005加速，以將其用所期望之傾斜角度擊向硬蝕刻掩膜1010與中間掩膜層920，進而蝕刻中間掩膜層920中的一傾斜中間掩膜1020。傾斜中間掩膜1020的週期可近似等於硬蝕刻掩膜1010的週期p
。因為硬蝕刻掩膜1010為薄的，例如小於約20奈米或10奈米，所以由硬蝕刻掩膜有限的厚度與傾斜蝕刻所導致的硬蝕刻掩膜1010的遮蔽效應可能很輕微。如此一來，傾斜中間掩膜1020的線寬尺寸d’
可近似等於硬蝕刻掩膜1010的特徵尺寸d
。因此，傾斜中間掩膜1020的占空比可近似等於硬蝕刻掩膜1010的占空比。離子束1005可例如包含氫離子、氦離子、氧離子以及反應性氣體（如，四氟甲烷(CF4
)、三氟甲烷(CHF3
)、二氟甲烷(CH2
F2
)、氟甲烷(CH3
F)、八氟環丁烷(C4
F8
)、六氟丁二烯(C4
F6
)、六氟乙烷(C2
F6
)、八氟丙烷(C2
F8
)、三氟化氮(NF3
)、三氟化氯(ClF3
)、一氧化二氮(N2
O)、氮、氧、二氧化硫(SO2
)、硫化碳醯(COS)、六氟化硫(SF6
)、氯、三氯化硼(BCl3
)、溴化氫(HBr)、氫、氬、氦、氖等當中的至少一者）。在各種實施例中，相較於硬蝕刻掩膜1010，用於蝕刻傾斜中間掩膜1020的蝕刻製程可對於中間掩膜層920具有高出許多的蝕刻率與蝕刻選擇性。舉例來說，可選擇適當的離子與/或反應性氣體（如，氧、一氧化碳、二氧化碳、一氧化二氮、氮、氨等等），以達成所期望之蝕刻率與選擇性。
圖10C係根據某些實施例描繪使用傾斜中間掩膜1020來蝕刻基板（如基板910）以在基板910中形成深傾斜表面浮雕光柵1030之一示例。如圖10C所示，可將離子束1015加速，以將其用所期望之傾斜角度擊向傾斜中間掩膜1020與基板910，進而蝕刻基板910中的深傾斜表面浮雕光柵1030。深傾斜表面浮雕光柵1030的週期可近似等於硬蝕刻掩膜1010的週期p
與傾斜中間掩膜1020的週期p
。因為傾斜中間掩膜1020以近似等於深傾斜表面浮雕光柵1030之所期望的傾斜角度之傾斜角度傾斜，所以傾斜中間掩膜1020的遮蔽效應可能會非常地輕微。此外，在部份實施例中，在基板910的傾斜蝕刻期間可能會蝕刻傾斜中間掩膜1020的邊緣，因而可減少傾斜中間掩膜1020的占空比。如此一來，形成在基板910中的深傾斜表面浮雕光柵1030可相對於傾斜中間掩膜1020之初始占空比具有較小的占空比（可以類似於或稍大於硬蝕刻掩膜1010的占空比）。如此一來，深傾斜表面浮雕光柵1030的線寬尺寸d”
可近似等於傾斜中間掩膜1020的線寬尺寸d’
與硬蝕刻掩膜1010的特徵尺寸d
。因此，深傾斜表面浮雕光柵1030的占空比可近似等於硬蝕刻掩膜1010的占空比。離子束1015可例如包含氫離子、氦離子、氧離子以及反應性氣體（如，四氟甲烷(CF4
)、三氟甲烷(CHF3
)、二氟甲烷(CH2
F2
)、氟甲烷(CH3
F)、八氟環丁烷(C4
F8
)、六氟丁二烯(C4
F6
)、六氟乙烷(C2
F6
)、八氟丙烷(C2
F8
)、三氟化氮(NF3
)、三氟化氯(ClF3
)、一氧化二氮(N2
O)、氮、氧、二氧化硫(SO2
)、硫化碳醯(COS)、六氟化硫(SF6
)、氯、三氯化硼(BCl3
)、溴化氫(HBr)、氫、氬、氦、氖等當中的至少一者）。在各種實施例中，相較於傾斜中間掩膜1020，用於蝕刻基板910的蝕刻製程可對於基板910具有相對高的蝕刻率與蝕刻選擇性。舉例來說，可選擇適當的離子與/或反應性氣體（如，氧、一氧化碳、二氧化碳、一氧化二氮、氮、氨等等），以達成蝕刻率與選擇性。
圖11A至圖11P係為根據某些實施例描繪使用本發明揭露之技術所製造的具有不同光柵占空比之示例擋傾斜表面浮雕光柵。圖11A至圖11P所示之示例性傾斜表面浮雕光柵中所設計的占空比介於約0.1至約0.8。舉例來說，圖11A所示之傾斜表面浮雕光柵中所設計的占空比約為0.1。
圖12係為根據某些實施例描繪使用本發明揭露之技術在一石英基板1210中所製造的一示例性傾斜表面浮雕光柵1220的顯微影像1200。從顯微影像1200可測量傾斜表面浮雕光柵1220的參數，例如光柵週期p
、光柵脊部1222的線寬尺寸d
、光柵脊部1222的深度以及光柵脊部1222之前緣與後緣的傾斜角度。在部份情況中，線寬尺寸d
在整個脊部1222的深度處可為不均勻的。舉例來說，光柵脊部1222的頂部可較光柵脊部1222的底部來得窄。在圖12所示的示例中，可在光柵脊部1222的中間測得線寬尺寸d
與/或光柵週期p
。
圖13係為根據某些實施例描繪使用包含本發明揭露之技術的各種技術所製造的具有不同光柵占空比之示例性傾斜表面浮雕光柵的占空比測量。如上所述，每個所製造的傾斜表面浮雕光柵的光柵脊部的光柵週期與線寬可例如從顯微影像中的光柵脊部之中間測得。所製造的傾斜表面浮雕光柵的占空比可接著基於所測量得到的光柵週期與線寬而被計算出來，並且可跟所設計的占空比做比較。對於使用傾斜中間掩膜的製程而言，每個傾斜中間掩膜之光柵脊部的光柵週期與線寬亦可從顯微影像中測得，並且用來計算中間掩膜的占空比。在圖表1300中，x軸對應到所設計的占空比，其可以是硬蝕刻掩膜的占空比，且硬蝕刻掩膜例如為掩膜層730、硬蝕刻掩膜820或硬蝕刻掩膜1010。y軸對應到所製造之結構中所測量到的占空比，其中所製造之結構例如為傾斜表面浮雕光柵或中間掩膜。
圖表1300包含一曲線1310，曲線1310示出在不使用中間掩膜的情況下所製造的傾斜表面浮雕光柵的測量結果，其中不使用中間掩膜的情況例如為圖7A至圖7C以及圖8A至圖8C中所描繪的製程。如圖所示，對於具有0.1占空比的硬蝕刻掩膜而言，使用硬蝕刻掩膜所製造的傾斜表面浮雕光柵至少部份地由於硬蝕刻掩膜（可能需要為厚的以蝕刻深傾斜表面浮雕光柵）的遮蔽效應，而可具有約為0.45之占空比。對於具有0.7占空比的硬蝕刻掩膜而言，使用硬蝕刻掩膜所製造的傾斜表面浮雕光柵可具有約為0.9之占空比。因此，在不使用中間掩膜的情況下所製造的傾斜表面浮雕光柵的占空比可介於約0.45到約0.9。
圖表1300亦包含曲線1320，曲線1320示出在使用薄硬蝕刻掩膜的情況下所製造的傾斜中間掩膜的測量結果，其中使用薄硬蝕刻掩膜的情況例如為如上相關於10B所述。圖表1300亦包含曲線1330，曲線1330示出在使用傾斜中間掩膜的情況下所製造的傾斜表面浮雕光柵的測量結果，其中使用傾斜中間掩膜的情況例如為如上相關於10C所述。如圖所示，對於具有0.1占空比的薄硬蝕刻掩膜而言，使用硬蝕刻掩膜所製造的傾斜中間掩膜可具有約為0.28之占空比，並且使用傾斜中間掩膜所製造的傾斜表面浮雕光柵可具有約為0.16之占空比。對於具有0.8占空比的硬蝕刻掩膜而言，使用硬蝕刻掩膜所製造的傾斜中間掩膜可具有接近1.0的占空比，並且使用傾斜中間掩膜所製造的傾斜表面浮雕光柵可具有約為0.88之占空比。藉由在傾斜表面浮雕光柵的蝕刻期間來蝕刻傾斜中間掩膜的邊緣，可使從傾斜中間掩膜所得之傾斜表面浮雕光柵之占空比減少。使用中間掩膜所製造的傾斜表面浮雕光柵的占空比可介於約0.16到約0.9。占空比的範圍已從如曲線1310所示的約0.45至約0.9顯著地增加到約0.16至約0.9。
圖14係為根據某些實施例描繪製造傾斜表面浮雕結構的一示例性方法的流程圖1400。在流程圖1400中所述之操作僅用於說明目的而非旨於限制。在各種實施方式中，可對流程圖1400進行修改以附加額外的操作、合併部份的操作、拆解部份的操作、重新排序部份的操作或省略部份的操作。
在可有可無的步驟1410中，可在基板上形成一或多個中間掩膜層。一或多個中間掩膜層可各別包含有機材料，如光緻密有機材料、聚合物材料等等。一或多個中間掩膜層中各具有的厚度可大於在基板中待蝕刻之傾斜表面浮雕結構的期望深度。可在基板上方例如藉由旋塗(spin coating)或沉積(deposition)（如化學氣相沉積(CVD)）來形成一或多個中間掩膜層。基板可例如包含半導體基板、二氧化矽層、氮化矽材料層、礬土層、碳化矽層、矽氮氧化物層、非晶矽層、旋塗碳(SOC)層、非晶碳層(ACL)、類鑽碳(DLC)層、鈦氧化物層、鋁氧化物層、鉭氧化物層或鉿氧化物層。藉由使用部份蝕刻技術，一或多個中間掩膜層可相較於基板具有較大的蝕刻率。舉例來說，一或多個中間掩膜層可較基板具有大於三倍的蝕刻率。
在可有可無的步驟1420中，可在一或多個中間掩膜層上形成硬掩膜層。硬掩膜層可包含金屬（如銅、鉻、鈦、鋁或鉬）或金屬化合物（如氮氧矽化鉬(MoSiON)）。在部份實施例中，硬掩膜層的厚度可小於約20奈米或小於約10奈米。在部份實施例中，一或多個中間掩膜層與硬掩膜層之間的蝕刻選擇性可大於500:1。
在步驟1430中，可使用各種微影技術來圖案化硬掩膜層以形成硬掩膜。舉例來說，可使用光刻製程來圖案化硬掩膜層，其中可在硬掩膜層上形成光阻層，並且可透過光掩膜將光阻層曝光。可以顯影(develop)光阻層以移除光阻層中曝光或未曝光的區域（取決於光阻劑是陽性或陰性），並且可將光阻層做為掩膜以蝕刻硬掩膜層而形成硬掩膜。在其他實施例中，可使用離子束微影或NIL製程以形成硬蝕刻掩膜。在部份實施例中，硬掩膜所具有的占空比可稍微低於傾斜表面浮雕結構的期望占空比，以補償隨後之傾斜蝕刻的遮蔽效應。
在步驟1440中，可使用硬掩膜在第一蝕刻製程中以傾斜角度來蝕刻第一中間掩膜層，進而形成第一傾斜中間掩膜。可例如使用RIE系統與各種化學物來執行第一蝕刻製程，其中各種化學物例如為氫離子、氦離子、氧離子以及反應性氣體（如，四氟甲烷(CF4
)、三氟甲烷(CHF3
)、二氟甲烷(CH2
F2
)、氟甲烷(CH3
F)、八氟環丁烷(C4
F8
)、六氟丁二烯(C4
F6
)、六氟乙烷(C2
F6
)、八氟丙烷(C2
F8
)、三氟化氮(NF3
)、三氟化氯(ClF3
)、一氧化二氮(N2
O)、氮、氧、二氧化硫(SO2
)、硫化碳醯(COS)、六氟化硫(SF6
)、氯、三氯化硼(BCl3
)、溴化氫(HBr)、氫、氬、氦、氖等當中的至少一者）。在部份實施例中，傾斜角度可大於30度、45度或60度。第一傾斜中間掩膜所具有的深度可大於在基板中待蝕刻之傾斜表面浮雕結構的期望深度。因為蝕刻的高選擇性與第一中間掩膜層的高蝕刻率，具有較低能量和較薄硬掩膜的蝕刻劑（如離子）可足以蝕刻第一傾斜中間掩膜。
在可有可無的步驟1450中，可使用第一傾斜中間掩膜在第二蝕刻製程中以傾斜角度來蝕刻第二中間掩膜層，進而形成第二傾斜中間掩膜。可使用RIE系統與各種化學物來執行第二蝕刻製程，其中各種化學物例如為氫離子、氦離子、氧離子以及反應性氣體（如，四氟甲烷(CF4
)、三氟甲烷(CHF3
)、二氟甲烷(CH2
F2
)、氟甲烷(CH3
F)、八氟環丁烷(C4
F8
)、六氟丁二烯(C4
F6
)、六氟乙烷(C2
F6
)、八氟丙烷(C2
F8
)、三氟化氮(NF3
)、三氟化氯(ClF3
)、一氧化二氮(N2
O)、氮、氧、二氧化硫(SO2
)、硫化碳醯(COS)、六氟化硫(SF6
)、氯、三氯化硼(BCl3
)、溴化氫(HBr)、氫、氬、氦、氖等當中的至少一者）。藉由使用第二蝕刻製程，第二中間掩膜層可相對第一中間掩膜層具有較大的蝕刻率。第二蝕刻製程可相對第一蝕刻製程具有不同的製程參數（如化學物或離子束能量）。在部份實施例中，由於在第二蝕刻製程期間蝕刻第一傾斜中間掩膜的邊緣，第二傾斜中間掩膜的占空比可稍微低於第一傾斜中間掩膜的占空比。在部份實施例中，可在多個步驟中使用超過兩個中間掩膜層來將所設計的圖案自硬掩膜轉移到基板。
在步驟1460中，可使用第一或第二傾斜中間掩膜在第三蝕刻製程中以傾斜角度來蝕刻基板，進而在基板中形成傾斜表面浮雕結構。可使用RIE系統與各種化學物來執行第三蝕刻製程，其中各種化學物例如為氫離子、氦離子、氧離子以及反應性氣體（如，四氟甲烷(CF4
)、三氟甲烷(CHF3
)、二氟甲烷(CH2
F2
)、氟甲烷(CH3
F)、八氟環丁烷(C4
F8
)、六氟丁二烯(C4
F6
)、六氟乙烷(C2
F6
)、八氟丙烷(C2
F8
)、三氟化氮(NF3
)、三氟化氯(ClF3
)、一氧化二氮(N2
O)、氮、氧、二氧化硫(SO2
)、硫化碳醯(COS)、六氟化硫(SF6
)、氯、三氯化硼(BCl3
)、溴化氫(HBr)、氫、氬、氦、氖等當中的至少一者）。
如上所述，因為中間掩膜層與硬掩膜層之間的高蝕刻選擇性以及中間掩膜層的高蝕刻率，所以硬掩膜層可為非常薄（如，小於約20或10奈米），因而在傾斜蝕刻期間由硬掩膜所造成的遮蔽效應可被最小化。此外，可在隨後的蝕刻製程期間蝕刻傾斜中間掩膜的邊緣。因此，可減少基板中的傾斜表面浮雕結構的占空比以達到較低的最小占空比，例如小於約30%、小於約20%、小於約10%或更小。如此一來，在基板中的傾斜表面浮雕結構的占空比範圍可介於約10%到約90%。
如上所述，由於相對低的蝕刻率，在無機基板中蝕刻傾斜表面浮雕結構可能是緩慢的流程，其中無機基板例如為二氧化矽、氮化矽、二氧化鈦、礬土、陶瓷、碳化矽、氮氧化矽、非晶矽、旋塗碳、非晶碳、類鑽碳、鈦氧化物、鋁氧化物、鉭氧化物、鉿氧化物等等。因此，用來蝕刻深傾斜表面浮雕結構的製造時間可能會很長，且/或可能需要很高的離子能量。如此一來，不僅因基板材料相對於掩膜來說蝕刻選擇性相對較低，而需要厚硬掩膜或中間掩膜，製造流程的生產率亦會非常低，並且製造深傾斜表面浮雕結構的成本可能會很高。
根據某些實施例，為了一併增加深傾斜表面浮雕光柵的占空比範圍與製造流程的生產率，相對於硬蝕刻掩膜來說具有較高蝕刻率與較高蝕刻選擇性的有機材料可用來做為光柵材料，其中有機材料例如上述在中間掩膜層920中所使用的有機材料。可調整有機材料以使其具有大於1.5的折射率，例如介於約1.5至約1.8之間。如上所述，有機材料可相對例如為石英之無機材料具有大於三倍的蝕刻率。因此，可顯著地提升蝕刻流程的生產率。此外，有機材料可相對於如上述之硬掩膜具有高蝕刻選擇性（如大於500:1），其中硬掩膜例如包含金屬或金屬化合物。如此一來，硬掩膜可以為薄的（如約為10奈米）並且可減輕或最小化遮蔽效應。
圖15A係描繪例如使用具有入射角度α的離子束1530且用於蝕刻於基板1510中之深傾斜表面浮雕光柵1512的一示例性厚硬掩膜1520。基板1510可包含如上所述之無機材料，其中蝕刻率可為相對慢的。舉例來說，在用於蝕刻於石英基板中之深傾斜表面浮雕光柵的示例性製程中，蝕刻率可約為每分鐘12奈米或更低。為了蝕刻具有深度D
的深傾斜表面浮雕光柵1512，可能需要長的蝕刻時間，並且硬掩膜1520可能需要如上所述般地厚而可具有高遮蔽效應，其中高遮蔽效應可顯著地增加深傾斜表面浮雕光柵1512之光柵脊部之最小線寬尺寸d
及減少占空比的可達成範圍。
圖15B係為根據某些實施例描繪例如使用具有入射角度α的離子束1570且用於蝕刻於有機材料層1550中具有小占空比之深傾斜表面浮雕光柵1552的一示例性薄硬掩膜1560。有機材料層1550可沉積在基板1540上，其中基板1540可為任何如上所述之基板。可使用旋塗技術、CVD技術或其他薄膜塗覆技術來執行上述沉積。有機材料層1550可具有大於約1.5的折射率，並且可具有大於深傾斜表面浮雕光柵1552之所期望之深度D
的深度。有機材料層1550可例如相較石英或氮化矽具有高出許多的蝕刻率。舉例來說，在用於蝕刻有機材料層中之深傾斜表面浮雕光柵的示例性製程中，蝕刻率可大於約每分鐘40奈米或更高。因此，可在相當短的時間內蝕刻深傾斜表面浮雕光柵1552。此外，有機材料可相對於硬掩膜1560具有高蝕刻選擇性（如大於500:1），其中硬掩膜1560例如包含金屬（例如為鉻）或金屬化合物。如此一來，硬掩膜1560相較於硬掩膜1520可以為薄的（如約為10奈米），因而可顯著地減輕或最小化遮蔽效應與深傾斜表面浮雕光柵1552的最小線寬尺寸d’
。透過此方式，可一併達成高生產率與大占空比範圍。
在部份實施例中，可在蝕刻製程之前或之後，例如藉由UV固化或熱處理來硬化有機材料層1550。在部份實施例中，相較於有機材料層具有更高機械強度或剛度的薄材料層，可例如使用原子層沉積製程(atomic layer deposition process)，而實質上均勻地沉積在所蝕刻的深傾斜表面浮雕光柵的表面上。
圖16A係為在基板1610中使用如上相關於圖15A所述之流程來蝕刻一示例性傾斜表面浮雕光柵1620的顯微圖1600。在圖16A所示的示例中，基板1610可包含石英基板，並且使用此製程之基板1610的蝕刻率可約為每分鐘12奈米或更低。傾斜表面浮雕光柵1620的深度約測量為165奈米。
圖16B係為根據某些實施例在有機材料層1640中蝕刻一示例性傾斜表面浮雕光柵1642的顯微圖1605。可在例如為石英基板之基板1630上形成有機材料層1640。可使用如上相關於圖15B所述之製程在有機材料層1640中蝕刻傾斜表面浮雕光柵1642。在圖16B所示的示例中，使用此製程之有機材料層1640的蝕刻率可約為每分鐘40奈米或更高。傾斜表面浮雕光柵1642的深度約測量為510奈米。
圖17係為根據某些實施例描繪製造深傾斜表面浮雕結構之一示例性方法的簡化流程圖1700。在流程圖1700中所述之操作僅用於說明目的而非旨於限制。在各種實施方式中，可對流程圖1700進行修改以附加額外的操作、合併部份的操作、拆解部份的操作、重新排序部份的操作或省略部份的操作。可例如使用反應離子蝕刻(RIE)系統來執行於流程圖1700中所述的操作。
在步驟1710中，可在基板上形成有機材料層。在部份實施例中，有機材料層可例如包含摻有高折射率奈米顆粒(nanoparticle) （如二氧化鈦(TiO2
)、磷化鎵(GaP)、二氧化鉿(HfO2
)、砷化鎵(GaAs)等等）的聚合物。在部份實施例中，有機材料層的折射率可大於1.5、1.6、1.7、1.8或更高。可例如藉由旋塗製程在基板上形成有機材料層。有機材料層的厚度可大於幾百奈米或大於幾微米。相對於諸如為石英或氮化矽之無機基板材料，有機材料層可具有高出許多的蝕刻率。
在步驟1720中，可在有機材料層上形成硬掩膜層。硬掩膜層可包含金屬（如銅、鉻、鈦、鋁或鉬）或金屬化合物（如氮氧矽化鉬(MoSiON)）。在部份實施例中，硬掩膜層的厚度可小於約20奈米或小於約10奈米。在部份實施例中，有機材料層與硬掩膜層之間的蝕刻選擇性可大於500:1。
在步驟1730中，可使用各種微影技術來圖案化硬掩膜層以形成硬掩膜。如上所述，可使用光刻製程來圖案化硬掩膜層，其中可在硬掩膜層上形成光阻層，並且可透過光掩膜將光阻層曝光。可以顯影光阻層以移除光阻層中曝光或未曝光的區域（取決於光阻劑是陽性或陰性），並且可將光阻層做為掩膜以蝕刻硬掩膜層而形成硬掩膜。在其他實施例中，可使用離子束微影或NIL製程以形成硬掩膜。在部份實施例中，硬掩膜所具有的占空比可稍微低於傾斜表面浮雕結構的期望占空比，以補償隨後之傾斜蝕刻的遮蔽效應。
在步驟1740中，可使用硬掩膜在蝕刻製程中以傾斜角度來蝕刻有機材料層，進而在有機材料層中形成傾斜表面浮雕結構。可例如使用RIE系統與各種化學物來執行蝕刻製程，其中各種化學物例如為氫離子、氦離子、氧離子以及反應性氣體（如，四氟甲烷(CF4
)、三氟甲烷(CHF3
)、二氟甲烷(CH2
F2
)、氟甲烷(CH3
F)、八氟環丁烷(C4
F8
)、六氟丁二烯(C4
F6
)、六氟乙烷(C2
F6
)、八氟丙烷(C2
F8
)、三氟化氮(NF3
)、三氟化氯(ClF3
)、一氧化二氮(N2
O)、氮、氧、二氧化硫(SO2
)、硫化碳醯(COS)、六氟化硫(SF6
)、氯、三氯化硼(BCl3
)、溴化氫(HBr)、氫、氬、氦、氖等當中的至少一者）。在部份實施例中，傾斜角度可大於30度、45度或60度。因為蝕刻的高選擇性與有機材料層的高蝕刻率，具有較低能量和較薄硬掩膜的蝕刻劑（如離子）可足以在有機材料層中蝕刻傾斜表面浮雕結構。如此一來，在傾斜蝕刻期間由硬掩膜所造成的遮蔽效應可被最小化。此外，可因為有機材料層的高蝕刻率而達成高生產率。
在可有可無的步驟1750中，可施加後處理(post-treatment)製程於有機材料層中的傾斜表面浮雕結構。舉例來說，在部份實施例中，可在蝕刻製程之後例如藉由UV固化或熱處理來硬化有機材料層。在部份實施例中，相較於有機材料層具有更高機械強度或剛度的薄材料層，可例如使用原子層沉積製程，而實質上均勻地沉積在所蝕刻的傾斜表面浮雕光柵的表面上。
本發明的實施例可包含人工實境系統，或可與人工實境系統結合而實施。人工實境係在呈現給使用者之前已經以某種方式調整而成的實境形式，且可包含例如一虛擬實境(VR)、一擴增實境(AR)、一混合實境(MR)、一併合實境(hybrid reality)或部份組合與/或其衍生品。人工實境內容可包含完全合成內容或與（例如從真實世界）所獲取內容相結合的合成內容。人工實境內容可包含影片、音訊、觸覺回饋或其部份結合，其中上述任一者可以在單一頻道或在多個頻道中呈現（例如向觀看者生成三維效果的立體影像）。另外，在部份實施例中，人工實境亦可與應用程式、產品、附件、服務或其部份結合相連結而例如用於在人工實境中創建內容且/或以其他方式在人工實境中使用（例如執行活動）。提供人工實境內容的人工實境系統可在各種平台上實現，包含連接到電腦主機系統的頭戴式顯示器(HMD)、可獨立運轉的HMD、手持裝置、電腦系統或任何能夠提供人工實境內容予一或多觀看者的硬體平台。
圖18係為用於實現本發明之部份示例的一示例性近眼顯示器（如HMD裝置）之一示例性電子系統1800的簡化方塊圖。電子系統1800可用於做為一HMD裝置或其他如上述之近眼顯示器的電子系統。在此示例中，電子系統1800可包含一或多個處理器1810以及一記憶體1820。處理器1810可用以執行用於在多個組件執行操作的指令，並且可例如為適於在一可攜式電子裝置內實現之通用處理器或微處理器。處理器1810可通訊地耦合至電子系統1800內的多個組件。為了實現此通信耦合，處理器1810可透過一匯流排1840與其他所描繪的組件相通訊。匯流排1840可為任何適於在電子系統1800內傳輸數據的子系統。匯流排1840可包含多個電腦匯流排與附加電路以傳輸數據。
記憶體1820可耦合至處理器1810。在部份實施例中，記憶體1820可提供短期和長期儲存並且可以分成好幾個單元。記憶體1820可為揮發性的(volatile)，例如靜態隨機存取記憶體(SRAM)與/或動態隨機存取記憶體(DRAM)，及/或非揮發性的，例如唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體(flash memory)等等。此外，記憶體1820可包含可攜式儲存裝置(removable storage device)，例如安全數位卡(SD card)。記憶體1820可為電子系統1800提供電腦可讀指令、數據結構、程式模組以及其他數據的儲存。在部份實施例中，記憶體1820可分布在不同的硬體模組中。一組指令與/或代碼可儲存在記憶體1820。指令可採用可由電子系統1800來執行之可執行代碼的形式，及/或可採用源件與/或可安裝代碼的形式，這在電子系統1800編譯與/或安裝上（如使用任何各種通常可用的編譯器、安裝程式、壓縮/解壓縮公用程式等等）可採用可執行代碼的形式。
在部份實施例中，記憶體1820可儲存多個應用程式模組1822至1824，其可包含任何數量的應用程式。應用程式可例如包含遊戲應用程式、會議應用程式、影像回放應用程式或其他適合的應用程式。應用程式可包含深度感測功能或眼睛追蹤功能。應用程式模組1822至1824可包含由處理器1810執行的特定指令。在部份實施例中，可由其他硬體模組1880來執行某些應用程式或應用程式模組1822至1824的一部份。在某些實施例中，記憶體1820可額外包含安全記憶體，安全記憶體可包含額外的安全管制以防止複製或其他未經授權的存取而保護資料。
在部份實施例中，記憶體1820可包含載入於其中的操作系統1825。操作系統1825可用於啟動由應用程式模組1822至1824所提供的指令的執行，且/或管理其他硬體模組1880與可包含一或多個無線收發器之無線通訊子系統1830的介面。操作系統1825可適於執行跨電子系統1800之組件的其他操作，包含執行緒(thread)、資源管理、數據儲存管制以及其他類似的功能。
無線通訊子系統1830可例如包含紅外線通訊裝置、無線通訊裝置、晶片組（如藍牙®裝置、IEEE 802.11裝置、Wi-Fi裝置、WiMax裝置、蜂巢式通訊設備等等）與/或類似的通訊介面。電子系統1800可包含用於無線通訊的一或多個天線1834，以做為無線通訊子系統1830的一部份或耦合至系統任何部份的單獨組件。取決於所期望之功能，無線通訊子系統1830可包含單獨的收發器，以與基地收發機站和其他無線裝置與存取點互相通訊，此通訊可包含與不同的數據網路與/或網路型態互相通訊，而數據網路與/或網路型態例如為無線廣域網路(WWAN)、無線區域網路(WLAN)或無線個人區域網路(WPAN)。WWAN可例如為WiMax (IEEE 802.16)網路。WLAN可例如為IEEE 802.11x網路。WPAN可例如為藍牙網路、IEEE 802.15x或其他形態的網路。本文所描述之技術亦可用於WWAN、WLAN與/或WPAN的任何結合。無線通訊子系統1830可允許與網路、其他電腦系統與/或本文所述的任何其他裝置互相交換資料。無線通訊子系統1830可包含使用天線1834與無線鏈(wireless link) 1832而用於發射或接收數據的手段，例如HMD裝置的識別符(identifier)、位置數據、地理地圖、熱圖(heat map)、照片或影片。無線通訊子系統1830、處理器1810以及記憶體1820可一同包含用於執行本文所揭露之部份功能的一或多個手段的至少一部份。
電子系統1800的實施例亦可包含一或多個感測器1890。感測器1890可例如包含影像感測器、加速規、壓力感測器、溫度感測器、近接感測器(proximity sensor)、磁力計(magnetometer)、陀螺儀、慣性感測器（如結合加速規與陀螺儀的模組）、環境光感測器，或例如為深度感測器或位置感測器之任何其他類似可操作以提供感官輸出與/或接收感官輸入的模組。舉例來說，在部份實施方式中，感測器1890可包含一或多個慣性測量單元(inertial measurement unit, IMU)與/或一或多個位置感測器。IMU可根據由一或多個位置感測器所接收到的測量訊號，而相對於HMD裝置的初始位置生成指出HMD裝置之預估位置的校準數據。位置感測器可響應HMD裝置的運動而生成一或多個測量訊號。位置感測器可例如包含，但不限於，一或多個加速規、一或多個陀螺儀、一或多個磁力計、其他適合偵測運動的感測器、用於校正IMU誤差的感測器或上述的部份結合。位置感測器可位於IMU的外部、IMU的內部或上述的部份結合。至少部份的感測器可使用結構化光圖案來進行感測。
電子系統1800可包含一顯示模組1860。顯示模組1860可為近眼顯示器，並且可以圖形呈現從電子系統1800到使用者的資訊，且資訊例如為影像、影片與各種指令。這樣的資訊可自下述而導出：一或多個應用程式模組1822至1824、虛擬實境引擎1826、一或多個其他硬體模組1880、上述之結合或任何其他適合用於解析圖形內容予使用者的手段（如藉由操作系統1825）。顯示模組1860可使用液晶顯示器(LCD)技術、發光二極體(LED)技術（包含例如有機發光二極體(OLED)、無機發光二極體(ILED)、微型發光二極體(mLED)、主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)、透明有機發光二極體(TOLED)等等）發光聚合物顯示器(LPD)技術或部份其他顯示技術。
電子系統1800可包含一使用者輸入/輸出模組1870。使用者輸入/輸出模組1870可允許使用者發送動作請求給電子系統1800。動作請求可為執行特定動作之請求。舉例來說，動作請求可為開始或結束應用程式，或於應用程式中執行特定動作。使用者輸入/輸出模組1870可包含一或多個輸入裝置。輸入裝置可例如包含觸控螢幕、觸控板、一或多個麥克風、一或多個按鈕、一或多個旋鈕、一或多個開關、鍵盤、滑鼠、遊戲控制器或任何其他適合接收動作請求，並傳送所接收之動作請求給電子系統1800的裝置。在部份實施例中，使用者輸入/輸出模組1870可根據從電子系統1800所接收到的指令，來向使用者提供觸覺回饋。舉例來說，在接收到或執行了動作請求時提供觸覺回饋。
電子系統1800可包含相機1850，相機1850可用於拍攝使用者的照片或影片，以例如用於追蹤使用者眼睛的位置。相機1850亦可用於拍攝環境的照片或影片，以例如用於VR、AR或MR應用。相機1850可例如包含具有數百萬或數千萬像素的互補式金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器。在部份實施方式中，相機1850可包含用於擷取3D影像的二或更多個的相機。
在部份實施例中，電子系統1800可包含多個其他硬體模組1880。每個其他硬體模組1880可為電子系統1800內的物理模組。雖然每個其他硬體模組1880可如結構般永久地配置，但部份的其他硬體模組1880可暫時地配置為執行特定功能或暫時地啟動。其他硬體模組1880可例如包含音訊輸出與/或輸入模組（如麥克風或喇叭）、近場通訊(NFC)模組、充電電池、電池管理系統、有線/無線電池充電系統等等。在部份實施例中，其他硬體模組1880的一或多個功能可在軟體中實現。
在部份實施例中，電子系統1800的記憶體1820亦可儲存一虛擬實境引擎1826。虛擬實境引擎1826可執行在電子系統1800內的應用程式並且從各種感測器接收HMD裝置的位置資訊、加速度資訊、速度資訊、所預測未來的位置或上述的部份結合。在部份實施例中，由虛擬實境引擎1826所接收到的資訊可用於產生訊號（如顯示指令）給顯示模組1860。舉例來說，如果所接收到的資訊指出使用者已向左望，則虛擬實境引擎1826可對HMD裝置生成反映出使用者在虛擬環境中移動的內容。此外，虛擬實境引擎1826可執行在應用程式中的動作，以響應從使用者輸入/輸出模組1870所接收到的動作請求，並且提供回饋給使用者。所提供的回饋可為視覺、聽覺或觸覺回饋。在部份實施方式中，處理器1810可包含可執行虛擬實境引擎1826的一或多個GPU。
在各種實施方式中，上述的硬體與模組可在單一裝置上實現，或在可用有線或無線連接方式而相互通訊的多個裝置上實現。舉例來說，在部份實施方式中，如GPU、虛擬實境引擎1826以及應用程式（如追蹤應用程式）的部份組件或模組可在與頭戴式顯示器所分離的主機上實現。在部份實施方式中，一主機可連接到或支援一個以上的HMD。
在替代的態樣中，電子系統1800可包含不同的與/或額外的組件。同樣地，一或多個組件的功能可由不同於上述的方式分布在組件之間。舉例來說，在部份實施例中，可修改電子系統1800以包含如AR系統環境與/或MR系統環境的其他其統環境。
以上所討論的方法、系統以及裝置僅為示例性。在各種實施例中可適當地省略、替換或添加各種程序或組件。舉例來說，在替代的配置中，可由與所述不同的順序而執行所述的方法，且/或可添加、省略與/或組合各種步驟。此外，可在各種其他實施例中組合相關於某些實施例的所述特徵。可由類似的方式組合實施例中不同的態樣與元件。並且，隨著技術發展，因而許多元件為示例性而不將本發明之範圍限制在該些特定的示例中。
在說明書中說明具體細節以對各種實施例提供透徹的理解。然而毋需這些具體細節仍可完成各種實施例。舉例來說，在示出公知的電路、製程、系統、結構以及技術時並無附帶說明不必要的細節，以避免在說明各種實施例時模糊焦點。這些描述僅提供示例性的實施例，並非旨於限制本發明的範圍、適用性或配置。更準確地來說，以上實施例中的描述說明能提供可行方案給本領域之技術人員以實現各種實施例。在不脫離本發明之範圍和精神的情況下，可以對元件的功能與佈置進行各種修改。
此外，部份實施例以流程圖或方塊圖的形式來描述步驟。儘管以順序的方式來描述操作流程，但許多操作流程可以並行或同時執行。此外，可重新排列操作流程的順序。操作流程可具有未包含在圖示中的額外步驟。此外，可藉由硬體、軟體、韌體、中介軟體、微碼、硬體描述語言或上述之任意組合來實現方法的實施例。當實現於軟體、韌體、中介軟體或微碼中時，執行相關任務的程式碼或程式碼段可儲存在如儲存媒體之電腦可讀的媒體中。虛理器可執行相關的任務。
顯然地對本領域之技術人員而言，可根懅特定的要求來進行基本變化。舉例來說，可使用客製化或專用硬體，且/或可在硬體與/或軟體（包含如小型應用程式等的免安裝軟體）中實現特定元件。此外，可連接到如網路輸入/輸出裝置之其他運算裝置。
參考附圖，包含記憶的組件可包含非暫時性的機器可讀媒體。於此使用的術語「機器可讀媒體」以及「電腦可讀媒體」可係指提供使機器以特定方式操作之數據的任何儲存媒體。在上文所提供的實施例中，各種機器可讀媒體可涉及向處理單元與/或其他裝置提供指令/代碼以供執行。或者或更甚者，機器可讀媒體可用於儲存與/或攜帶這些指令/代碼。在許多實施方式中，電腦可讀媒體為物理與/或有形的儲存媒體。這種媒體可採取許多形式，包含但不限於非揮發性的媒體、揮發性的媒體以及傳輸媒體。電腦可讀媒體的常見形式包含例如磁性媒體與/或光學媒體，如光碟(CD)或數位多功能光碟(DVD)、打孔卡、打孔紙帶、具有孔圖案之任何其他物理媒體、RAM、可程式化唯讀記憶體(PROM)、可擦除可規劃式唯讀記憶體(EPROM)、FLASH-EPROM、任何記憶體晶片或盒式磁帶、如下文所述之載波或可從中讀取指令與/或代碼之任何其他媒體。電腦程式產品可包含代碼與/或機器可執行指令，其可表示程序、功能、子程式、程式、常式、應用程式(APP)、子常式、模組、軟體套件、類別(class)或指令、數據結構或程式敘述的任意組合。
本領域技術人員將理解：可使用各種不同的技術與技藝來表示用於傳遞本文所述之消息的資訊與訊號。舉例來說，貫徹於以上描述所引用之數據、指令、命令、資訊、訊號、位元、符號以及晶片可藉由電壓、電流、電磁波、磁場、磁粒、光場、光粒或上述之任意組合來表示。
如本文所用之術語「與」、「及」、「且」、「或」可包含多種意義，在使用這些術語之內容時，至少有一部份可預期這些意義。典型地，如果在相關的列舉中使用「或」，如A、B或C，則意含A、B及C的意義，此處以包含性的含義來使用。此外，如本文所用之術語「一或多」可用於描述任何單一特徵、結構或特點，或可用於描述多個特徵、結構或特點的部份組合。然而，值得注意的是：示例僅為說明性質，並且所要求保護之項目並不限於該示例。再者，如用在相關的列舉中使用「至少一」，如A、B或C中的至少一個，則可解釋為A、B及/或C的任何組合，如A、AB、AC、BC、AA、ABC、AAB、AABBCCC等等。
再者，雖然已使用硬體與軟體的特定組合來描述某些實施例，但應認知到：硬體與軟體的其他組合亦為可行的。某些實施例可僅在硬體或僅在軟體中實現，抑或使用硬體或軟體之組合來實現。在一示例中，軟體可用電腦程式產品來實現，此電腦程式產品可儲存在非暫時性的電腦可讀媒體上並且包含藉由一或多個處理器所執行的電腦程式代碼或指令，此一或多個處理器用於執行本發明中所述之任何步驟、操作或流程。本文所述之各種流程可以任何組合形式在同一處理器或不同處理器上實現。
例如藉由設計電子電路以執行操作而完成所述之裝置、系統、組件或模組的配置而執行某些操作或功能，在此情況下，藉由編碼可程式設計的電子電路（如微處理器）來執行操作，該操作例如藉由執行電腦指令、電腦代碼、編碼過的處理器或編碼過的核心處理器來執行儲存在非暫時性記憶體媒體上的代碼、指令或其任意組合。這些流程可使用包含但不限於習知技術的各種技術而在各流程間進行通訊，並且不同的配對流程可使用不同的技術，或相同的配對流程可在不同的時間使用不同的技術。
因此，應將說明書和附圖視為說明性質而非限制性質。但顯然在不脫離較權利要求中所闡述者更為廣泛之精神與範圍的情況下，可對其進行添加、減少、刪除以及其他修改與改變。因此，儘管已描述特定的實施例，但並非旨於限制。各種修改與等同物皆屬以下權利要求的範圍內。
100:人工實境系統環境
110:主機
112:應用程式庫
114:頭戴式裝置追蹤模組
116:人工實境啟動器
118:眼睛追蹤模組
120:近眼顯示器
122:顯示電子元件
124:顯示光學元件
126:定位器
128:位置感測器
130:眼睛追蹤單元
132:慣性測量單元
140:輸入/輸出介面
150:外部成像裝置
200:頭戴顯示器裝置
220:主體
223:頂側
225:前側
227:右側
230:頭帶
300:近眼顯示器
305:框架
310:顯示器
330:照明器
340:相機
350a、350b、350c、350d、350e:感測器
400:擴增實境系統
410:投影儀
412:影像源
414:投影儀光學元件
415:結合器
420:基板
430:輸入耦合器
440:輸出耦合器
450:光
460:光
490:眼睛
500:波導顯示器
510:波導
520:光柵耦合器
530:外部光
532:第0階繞射光
534:第-1階繞射光
540:入射顯示光
542:第0階繞射光
544:第-1階繞射光
600:波導顯示器
610:波導
620:傾斜光柵
622:脊部
624:槽部
630:前緣
640:後緣
700:結構
710:基板
720:光柵材料層
730:掩膜層
740:結構
750:傾斜光柵
752:脊部
754:槽部
770:結構
800:結構
810:基板
820:硬蝕刻掩膜
830:離子束
840:離子束
910:基板
920:中間掩膜層
930:硬掩膜層
1005:離子束
1010:硬蝕刻掩膜
1015:離子束
1020:傾斜中間掩膜
1030:深傾斜表面浮雕光柵
1200:顯微影像
1210:石英基板
1220:傾斜表面浮雕光柵
1222:脊部
1300:圖表
1310、1320、1330:曲線
1400:流程圖
1410、1420、1430、1440、1450、1460:步驟
1510:基板
1512:深傾斜表面浮雕光柵
1520:硬掩膜
1530:離子束
1550:有機材料層
1552:深傾斜表面浮雕光柵
1540:基板
1560:硬掩膜
1570:離子束
1600:顯微圖
1605:顯微圖
1610:基板
1620:傾斜表面浮雕光柵
1630:基板
1640:有機材料層
1642:傾斜表面浮雕光柵
1700:流程圖
1710、1720、1730、1740、1750:步驟
1800:電子系統
1810:處理器
1820:記憶體
1822、1824:應用程式模組
1825:操作系統
1826:虛擬實境引擎
1830:無線通訊子系統
1832:無線鏈
1834:天線
1840:匯流排
1850:相機
1860:顯示模組
1870:使用者輸入/輸出模組
1880:其他硬體模組
1890:感測器p:週期d、d’、d”:尺寸H:高度D:深度
n1:折射率
n2:折射率
ng2:折射率
ng1:折射率為
nwg:折射率
α:角度
α’:角度
β:角度
以下將搭配附圖詳細描述說明各實施例。
圖1係為根據某些實施例之包含近眼顯示器之一示例性人工實境系統環境的簡化方塊圖。
圖2係為以頭戴顯示器的形式來實現本發明之部份示例的一示例性近眼顯示器的立體圖。
圖3係為以一副眼鏡的形式來實現本發明之部份示例的一簡化示例性近眼顯示器的立體圖。
圖4係為根據某些實施例描繪使用波導顯示器之一示例性光學透視擴增實境系統。
圖5係描繪在一示例性波導顯示器中顯示光與外部光的傳播。
圖6係為根據某些實施例描繪在波導顯示器中的一示例性傾斜光柵耦合器。
圖7A至圖7C係為根據某些實施例描繪藉由傾斜蝕刻來製造一傾斜表面浮雕結構的一示例性製程。
圖8A至圖8C係為根據某些實施例描繪使用硬掩膜來蝕刻深傾斜表面浮雕光柵的一示例。
圖9A至圖9C係為根據某些實施例描繪用於將掩膜層塗覆於基板上以於基板上蝕刻深傾斜表面浮雕光柵的一示例性製程。
圖10A至圖10C係為根據某些實施例描繪使用傾斜中間掩膜於基板上蝕刻深傾斜表面浮雕光柵的一示例性製程。圖10A係為根據某些實施例描繪圖案化的硬掩膜層的一示例。圖10B係為根據某些實施例描繪使用圖案化的硬掩膜來蝕刻中間掩膜層的一示例。圖10C係為根據某些實施例使用傾斜中間掩膜來蝕刻基板以於基板上形成深傾斜表面浮雕光柵的一示例。
圖11A至圖11P係為根據某些實施例描繪使用本發明揭露之技術所製造的具有不同光柵占空比與深度之示例性傾斜表面浮雕光柵。
圖12係為根據某些實施例描繪使用本發明揭露之技術所製造的一示例性傾斜表面浮雕光柵。
圖13係為根據某些實施例描繪使用包含本發明揭露之技術的各種技術所製造的具有不同光柵占空比之示例性傾斜表面浮雕光柵的占空比測量。
圖14係為根據某些實施例描繪製造傾斜表面浮雕結構的一示例性方法的流程圖。
圖15A係描繪用於蝕刻於基板中之深傾斜表面浮雕光柵的一示例性厚硬掩膜。
圖15B係為根據某些實施例描繪用於蝕刻於有機材料層中具有小占空比之深傾斜表面浮雕光柵的一示例性薄硬掩膜。
圖16A係為在石英基板中所蝕刻的一示例性傾斜表面浮雕光柵的顯微圖。
圖16B係為根據某些實施例在有機材料層中所蝕刻的一示例性傾斜表面浮雕光柵的顯微圖。
圖17係為根據某些實施例描繪製造深傾斜表面浮雕結構之一示例性方法的簡化流程圖。
圖18係為用於實現本發明之部份示例的一示例性近眼顯示器之一示例性電子系統的簡化方塊圖。
附圖僅用於描述說明本發明之實施例。在不脫離本發明的原理或益處之情況下，本領域之技術人員將可從以下描述說明中輕易理解並對所述之結構及方法採用替代的實施例。
在附圖中，類似的元件與/或特徵可具有相同的標號。此外，相同類型的各相似元件可以藉由標號後方的破折記號與第二標號來加以區分。若在說明書中僅使用第一標號，則適用於具有相同第一標號的任一元件，而無關乎第二標號。
1400:流程圖
1410、1420、1430、1440、1450、1460:步驟
Claims (20)
- 一種在一材料層中製造一傾斜表面浮雕結構的方法，該方法包含： 於一中間掩膜層上形成一薄硬掩膜；使用該薄硬掩膜以一傾斜角度來蝕刻該中間掩膜層，以形成一傾斜中間掩膜，其中該中間掩膜層的特徵為該中間掩膜層的一蝕刻率大於該材料層的一蝕刻率；以及使用該傾斜中間掩膜以該傾斜角度來蝕刻該材料層，以在該材料層中形成該傾斜表面浮雕結構。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該傾斜表面浮雕結構的一占空比小於30%。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該傾斜表面浮雕結構包含一傾斜表面浮雕光學光柵，該傾斜表面浮雕光學光柵的特徵為一占空比在該傾斜表面浮雕光學光柵的多個區域中變化，並且該傾斜表面浮雕光學光柵的一最小占空比小於30%。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該材料層包含一個半導體基板、一個二氧化矽(SiO2 )層、一個氮化矽(Si3 N4 )材料層、一個礬土(alumina)層、一個碳化矽(SiC)層、一個矽氮氧化物(SiOx Ny )層、一個非晶矽(amorphous silicon)層、一個旋塗碳(spin on carbon)層、一個非晶碳(amorphous carbon)層、一個類鑽碳(diamond like carbon)層、一個鈦氧化物(TiOx )層、一個鋁氧化物(AlOx )層、一個鉭氧化物(TaOx )層或一個鉿氧化物(HfOx )層。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該中間掩膜層包含一有機材料。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄硬掩膜包含一金屬或一金屬化合物。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該薄硬掩膜的一厚度小於20奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該中間掩膜層與該薄硬掩膜之間的一蝕刻選擇性大於500:1。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該中間掩膜層的該蝕刻率大於該材料層的該蝕刻率的三倍。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含： 將該中間掩膜層塗覆於該材料層上；於該中間掩膜層上形成一薄硬掩膜層；以及蝕刻該薄硬掩膜層以形成該薄硬掩膜。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中相對於該材料層的一表面法線，該傾斜角度大於30度。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該傾斜表面浮雕結構的一深度大於100奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該傾斜表面浮雕結構的一最大占空比大於75%。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中用於蝕刻該中間掩膜層的多個蝕刻參數不同於用於蝕刻該材料層的多個蝕刻參數。
- 一種在一材料層中製造一傾斜表面浮雕結構的方法，該方法包含： 於一第一中間掩膜層上形成一薄硬掩膜；使用該薄硬掩膜以一傾斜角度來蝕刻該第一中間掩膜層，以形成一第一傾斜中間掩膜，其中該第一中間掩膜層的特徵為該第一中間掩膜層的一第一蝕刻率大於該材料層的一蝕刻率；使用該第一傾斜中間掩膜以該傾斜角度來蝕刻該第一中間掩膜層下的一第二中間掩膜層，以形成一第二傾斜中間掩膜，其中該第二中間掩膜層的特徵為該第二中間掩膜層的一第二蝕刻率大於該第一中間掩膜層的該第一蝕刻率；以及使用該第二傾斜中間掩膜以該傾斜角度來蝕刻該材料層，以在該材料層中形成該傾斜表面浮雕結構。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該傾斜表面浮雕結構的一最小占空比小於30%。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中相對於該材料層的一表面法線，該傾斜角度大於45度。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該薄硬掩膜的一厚度小於20奈米。
- 如申請專利範圍第15項所述之方法，更包含： 將該第二中間掩膜層塗覆於該材料層上；將第一中間掩膜層塗覆於該第二中間掩膜層上；於該第一中間掩膜層上形成一薄硬掩膜層；以及蝕刻該薄硬掩膜層以形成該薄硬掩膜。
- 一種傾斜表面浮雕結構，適用於在一近眼顯示器系統中的一波導顯示器，該傾斜表面浮雕結構包含： 一基板；以及一傾斜表面浮雕光學光柵，形成於該基板中；其中該傾斜表面浮雕光學光柵的一最小占空比小於30%；其中相對於該基板之一表面法線，該傾斜表面浮雕光學光柵的一傾斜角度大於45度；並且其中該傾斜表面浮雕光學光柵的一深度大於100奈米。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11150394B2 (en) | 2019-01-31 | 2021-10-19 | Facebook Technologies, Llc | Duty cycle range increase for waveguide combiners |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11119405B2 (en) * | 2018-10-12 | 2021-09-14 | Applied Materials, Inc. | Techniques for forming angled structures |
| US11543584B2 (en) * | 2020-07-14 | 2023-01-03 | Meta Platforms Technologies, Llc | Inorganic matrix nanoimprint lithographs and methods of making thereof with reduced carbon |
| US20220317359A1 (en) * | 2020-10-23 | 2022-10-06 | Beijing Boe Display Technology Co., Ltd. | Light source module, method of manufacturing light source module, and display module |
| RU2763122C1 (ru) * | 2020-10-23 | 2021-12-27 | Дмитрий Сергеевич Москалев | Экран дополненной и совмещённой реальности |
| CN118215864A (zh) * | 2021-10-15 | 2024-06-18 | 应用材料公司 | 用于波导显示器的多层传输结构 |
| CN115403002A (zh) * | 2022-08-16 | 2022-11-29 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种倾斜微纳结构的制备方法 |
| WO2024123308A1 (en) * | 2022-12-05 | 2024-06-13 | Magic Leap, Inc. | Optically functional structures for augmented reality devices |
Family Cites Families (104)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4506949A (en) | 1983-05-27 | 1985-03-26 | Rca Corporation | Diffractive color separation filter |
| JPH0821576B2 (ja) * | 1988-03-11 | 1996-03-04 | 日本電気株式会社 | 半導体基板の傾斜端面形成法 |
| JP2979667B2 (ja) * | 1991-01-23 | 1999-11-15 | 株式会社ニコン | 反射型のｘ線露光用マスク |
| US5116461A (en) | 1991-04-22 | 1992-05-26 | Motorola, Inc. | Method for fabricating an angled diffraction grating |
| CA2197706A1 (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-14 | Peter Ehbets | Method of fabricating apodized phase mask |
| US6285813B1 (en) * | 1997-10-03 | 2001-09-04 | Georgia Tech Research Corporation | Diffractive grating coupler and method |
| US6238582B1 (en) | 1999-03-30 | 2001-05-29 | Veeco Instruments, Inc. | Reactive ion beam etching method and a thin film head fabricated using the method |
| US6762880B2 (en) * | 2001-02-21 | 2004-07-13 | Ibsen Photonics A/S | Grating structures and methods of making the grating structures |
| US7164532B2 (en) * | 2002-04-19 | 2007-01-16 | Ricoh Company, Ltd. | Diffraction grating, light source unit applying the same therein, and optical head device employing the same |
| US20040037503A1 (en) * | 2002-05-30 | 2004-02-26 | Hastings Jeffrey T. | Optical waveguide with non-uniform sidewall gratings |
| US7088441B2 (en) * | 2002-09-19 | 2006-08-08 | Mitutoyo Corporation | Method and apparatus for measuring wavelength changes in a high-resolution measurement system |
| KR101162135B1 (ko) * | 2003-03-13 | 2012-07-03 | 아사히 가라스 가부시키가이샤 | 회절 소자 및 광학 장치 |
| US7054065B2 (en) * | 2003-03-27 | 2006-05-30 | The Regents Of The University Of California | Durable silver thin film coating for diffraction gratings |
| US20060132914A1 (en) * | 2003-06-10 | 2006-06-22 | Victor Weiss | Method and system for displaying an informative image against a background image |
| JP2005004068A (ja) * | 2003-06-13 | 2005-01-06 | Dainippon Printing Co Ltd | スラント凹凸パターンの形成方法及びスラント凹凸パターンを有する基板 |
| US20050211547A1 (en) | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Applied Materials, Inc. | Reactive sputter deposition plasma reactor and process using plural ion shower grids |
| US7670758B2 (en) * | 2004-04-15 | 2010-03-02 | Api Nanofabrication And Research Corporation | Optical films and methods of making the same |
| ATE532203T1 (de) | 2004-08-27 | 2011-11-15 | Fei Co | Lokalisierte plasmabehandlung |
| US7619816B2 (en) * | 2004-12-15 | 2009-11-17 | Api Nanofabrication And Research Corp. | Structures for polarization and beam control |
| US20090128911A1 (en) * | 2005-09-14 | 2009-05-21 | Moti Itzkovitch | Diffraction Grating With a Spatially Varying Duty-Cycle |
| JP5266059B2 (ja) * | 2005-11-18 | 2013-08-21 | ナノコンプ オイ リミテッド | 回折格子の製造方法 |
| EP1952189B1 (en) * | 2005-11-21 | 2016-06-01 | Microvision, Inc. | Display with image-guiding substrate |
| US7643709B2 (en) * | 2006-05-12 | 2010-01-05 | Interuniversitair Microelektronica Centrum (Imec) | Slanted segmented coupler |
| US7935459B2 (en) | 2006-06-22 | 2011-05-03 | Georgia Tech Research Corporation | Photo-masks and methods of fabricating surface-relief grating diffractive devices |
| US8371215B2 (en) * | 2006-10-31 | 2013-02-12 | Modilis Holdings Llc | Method and arrangement for manufacturing optical products with complex three-dimensional forms |
| EP2082272B8 (en) * | 2006-11-16 | 2019-01-23 | Nanocomp Oy Ltd | An arrangement and a method for coupling light into a plate-like light guide |
| EP2095171A4 (en) * | 2006-12-14 | 2009-12-30 | Nokia Corp | DISPLAY DEVICE HAVING TWO OPERATING MODES |
| EP2118693A4 (en) * | 2007-02-23 | 2011-08-10 | Nanocomp Ltd | METHOD FOR THE DESIGN OF A BENDING GRID STRUCTURE AND A BENDING GRID STRUCTURE |
| US8303833B2 (en) | 2007-06-21 | 2012-11-06 | Fei Company | High resolution plasma etch |
| US8494229B2 (en) * | 2008-02-14 | 2013-07-23 | Nokia Corporation | Device and method for determining gaze direction |
| US8040607B2 (en) * | 2008-04-25 | 2011-10-18 | Jds Uniphase Corporation | Surface-relief diffraction grating |
| ES2368043B1 (es) * | 2008-04-29 | 2012-10-15 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas | Acoplador de red de difracción y sistema y procedimiento para la caracterización de un especimen mediante su acoplamiento lumínico a éste. |
| EP2300859B1 (en) * | 2008-05-05 | 2016-01-13 | Nanocomp Oy Ltd. | Light manipulation arrangement |
| KR101072204B1 (ko) * | 2009-03-31 | 2011-10-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 태양전지 및 이의 제조방법 |
| EP2422228B1 (en) * | 2009-04-20 | 2023-01-25 | BAE Systems PLC | Improvements in optical waveguides |
| CN101651098B (zh) * | 2009-06-12 | 2012-10-17 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 一种刻蚀方法 |
| US9348067B2 (en) * | 2009-06-16 | 2016-05-24 | Koninklijke Philips N.V. | Tilted gratings and method for production of tilted gratings |
| US8659826B1 (en) * | 2010-02-04 | 2014-02-25 | Rockwell Collins, Inc. | Worn display system and method without requiring real time tracking for boresight precision |
| US9529128B2 (en) * | 2010-04-26 | 2016-12-27 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Non-uniform grating |
| JP5724213B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2015-05-27 | セイコーエプソン株式会社 | 検出装置 |
| CN102446857B (zh) * | 2011-09-08 | 2013-12-04 | 上海华力微电子有限公司 | 一种用于提高半导体器件性能的硅化物掩模刻蚀方法 |
| US9715067B1 (en) * | 2011-09-30 | 2017-07-25 | Rockwell Collins, Inc. | Ultra-compact HUD utilizing waveguide pupil expander with surface relief gratings in high refractive index materials |
| US9366864B1 (en) * | 2011-09-30 | 2016-06-14 | Rockwell Collins, Inc. | System for and method of displaying information without need for a combiner alignment detector |
| JP5887833B2 (ja) * | 2011-10-28 | 2016-03-16 | 大日本印刷株式会社 | 光ファイバー加工用位相マスクおよびその製造方法 |
| CN103091747B (zh) * | 2011-10-28 | 2015-11-25 | 清华大学 | 一种光栅的制备方法 |
| CN102543687B (zh) * | 2011-11-30 | 2015-08-05 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 掩膜层的刻蚀方法、刻蚀装置及层间介质层的刻蚀方法 |
| WO2013167864A1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | Milan Momcilo Popovich | Apparatus for eye tracking |
| GB2502818A (en) | 2012-06-08 | 2013-12-11 | Nanogan Ltd | Epitaxial growth of semiconductor material such as Gallium Nitride on oblique angled nano or micro-structures |
| CN102866580A (zh) * | 2012-09-26 | 2013-01-09 | 清华大学 | 一种纳米光刻方法及装置 |
| EP3211299A1 (en) * | 2012-10-24 | 2017-08-30 | SeeReal Technologies S.A. | Illumination device |
| US9933684B2 (en) * | 2012-11-16 | 2018-04-03 | Rockwell Collins, Inc. | Transparent waveguide display providing upper and lower fields of view having a specific light output aperture configuration |
| CN103901516B (zh) * | 2012-12-26 | 2016-06-15 | 清华大学 | 光栅的制备方法 |
| US9674413B1 (en) * | 2013-04-17 | 2017-06-06 | Rockwell Collins, Inc. | Vision system and method having improved performance and solar mitigation |
| WO2014188149A1 (en) * | 2013-05-20 | 2014-11-27 | Milan Momcilo Popovich | Holographic waveguide eye tracker |
| US9519089B1 (en) * | 2014-01-30 | 2016-12-13 | Rockwell Collins, Inc. | High performance volume phase gratings |
| US20150279686A1 (en) | 2014-03-31 | 2015-10-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Semiconductor processing methods |
| US20160035539A1 (en) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | Lauri SAINIEMI | Microfabrication |
| US9304235B2 (en) * | 2014-07-30 | 2016-04-05 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Microfabrication |
| US20160033784A1 (en) | 2014-07-30 | 2016-02-04 | Tapani Levola | Optical Components |
| US9478435B2 (en) | 2014-08-07 | 2016-10-25 | Tokyo Electron Limited | Method for directed self-assembly and pattern curing |
| US10423222B2 (en) * | 2014-09-26 | 2019-09-24 | Digilens Inc. | Holographic waveguide optical tracker |
| CN107533137A (zh) * | 2015-01-20 | 2018-01-02 | 迪吉伦斯公司 | 全息波导激光雷达 |
| US9372347B1 (en) * | 2015-02-09 | 2016-06-21 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US9827209B2 (en) * | 2015-02-09 | 2017-11-28 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US9513480B2 (en) * | 2015-02-09 | 2016-12-06 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguide |
| US10317677B2 (en) * | 2015-02-09 | 2019-06-11 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US9535253B2 (en) * | 2015-02-09 | 2017-01-03 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Display system |
| US9429692B1 (en) * | 2015-02-09 | 2016-08-30 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Optical components |
| US9423360B1 (en) * | 2015-02-09 | 2016-08-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Optical components |
| US20160231567A1 (en) * | 2015-02-09 | 2016-08-11 | Pasi Saarikko | Display System |
| US9632226B2 (en) * | 2015-02-12 | 2017-04-25 | Digilens Inc. | Waveguide grating device |
| US10459145B2 (en) * | 2015-03-16 | 2019-10-29 | Digilens Inc. | Waveguide device incorporating a light pipe |
| CN107615136B (zh) * | 2015-04-08 | 2021-05-11 | 迪斯帕列斯有限公司 | 光学透视显示元件和使用这样的元件的设备 |
| US10365434B2 (en) * | 2015-06-12 | 2019-07-30 | Pacific Biosciences Of California, Inc. | Integrated target waveguide devices and systems for optical coupling |
| US9910276B2 (en) * | 2015-06-30 | 2018-03-06 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Diffractive optical elements with graded edges |
| US10670862B2 (en) * | 2015-07-02 | 2020-06-02 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Diffractive optical elements with asymmetric profiles |
| US10038840B2 (en) * | 2015-07-30 | 2018-07-31 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Diffractive optical element using crossed grating for pupil expansion |
| US9864208B2 (en) * | 2015-07-30 | 2018-01-09 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Diffractive optical elements with varying direction for depth modulation |
| US9706634B2 (en) | 2015-08-07 | 2017-07-11 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc | Apparatus and techniques to treat substrates using directional plasma and reactive gas |
| US10073278B2 (en) | 2015-08-27 | 2018-09-11 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Diffractive optical element using polarization rotation grating for in-coupling |
| WO2017060665A1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-13 | Milan Momcilo Popovich | Waveguide display |
| US10429645B2 (en) * | 2015-10-07 | 2019-10-01 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Diffractive optical element with integrated in-coupling, exit pupil expansion, and out-coupling |
| US10241332B2 (en) * | 2015-10-08 | 2019-03-26 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Reducing stray light transmission in near eye display using resonant grating filter |
| US10067346B2 (en) * | 2015-10-23 | 2018-09-04 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Holographic display |
| US9946072B2 (en) * | 2015-10-29 | 2018-04-17 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Diffractive optical element with uncoupled grating structures |
| US10234686B2 (en) * | 2015-11-16 | 2019-03-19 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Rainbow removal in near-eye display using polarization-sensitive grating |
| US9927614B2 (en) * | 2015-12-29 | 2018-03-27 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Augmented reality display system with variable focus |
| US10303246B2 (en) * | 2016-01-20 | 2019-05-28 | North Inc. | Systems, devices, and methods for proximity-based eye tracking |
| US9939647B2 (en) * | 2016-06-20 | 2018-04-10 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Extended field of view in near-eye display using optically stitched imaging |
| US20170373459A1 (en) * | 2016-06-27 | 2017-12-28 | University Of Central Florida Research Foundation, Inc. | Volume polarization grating, methods of making, and applications |
| KR102217789B1 (ko) * | 2016-08-22 | 2021-02-19 | 매직 립, 인코포레이티드 | 나노그레이팅 방법 및 장치 |
| US10545346B2 (en) * | 2017-01-05 | 2020-01-28 | Digilens Inc. | Wearable heads up displays |
| US10108014B2 (en) * | 2017-01-10 | 2018-10-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguide display with multiple focal depths |
| CA3051239C (en) * | 2017-01-23 | 2023-12-19 | Magic Leap, Inc. | Eyepiece for virtual, augmented, or mixed reality systems |
| US10969585B2 (en) * | 2017-04-06 | 2021-04-06 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Waveguide display with increased uniformity and reduced cross-coupling between colors |
| US10642045B2 (en) * | 2017-04-07 | 2020-05-05 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Scanner-illuminated LCOS projector for head mounted display |
| CN108802879B (zh) * | 2017-04-27 | 2020-08-11 | 清华大学 | 松树状金属纳米光栅的制备方法 |
| US9958684B1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-05-01 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Compact display engine with MEMS scanners |
| US10755481B2 (en) * | 2017-05-16 | 2020-08-25 | Magic Leap, Inc. | Systems and methods for mixed reality |
| US10175423B2 (en) * | 2017-05-31 | 2019-01-08 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Optical waveguide using overlapping optical elements |
| KR101930640B1 (ko) * | 2017-08-08 | 2018-12-18 | 아주대학교산학협력단 | 저반사 구조물과 이의 제조방법, 이를 포함하는 태양전지 및 광학 필름 |
| US10845596B2 (en) * | 2018-01-23 | 2020-11-24 | Facebook Technologies, Llc | Slanted surface relief grating for rainbow reduction in waveguide display |
| US11150394B2 (en) | 2019-01-31 | 2021-10-19 | Facebook Technologies, Llc | Duty cycle range increase for waveguide combiners |
| US10976483B2 (en) * | 2019-02-26 | 2021-04-13 | Facebook Technologies, Llc | Variable-etch-depth gratings |
-
2019
- 2019-01-31 US US16/264,245 patent/US11150394B2/en active Active
- 2019-02-01 WO PCT/US2019/016283 patent/WO2020159535A1/en unknown
- 2019-02-01 EP EP19913422.2A patent/EP3877788A4/en not_active Withdrawn
- 2019-02-01 CN CN201980089309.3A patent/CN113348386B/zh active Active
- 2019-02-13 TW TW108104823A patent/TWI776019B/zh not_active IP Right Cessation
-
2021
- 2021-09-22 US US17/482,071 patent/US20220075109A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11150394B2 (en) | 2019-01-31 | 2021-10-19 | Facebook Technologies, Llc | Duty cycle range increase for waveguide combiners |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US11150394B2 (en) | 2021-10-19 |
| EP3877788A4 (en) | 2022-04-20 |
| CN113348386A (zh) | 2021-09-03 |
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