TWI747256B - 製造繞射背光件的方法 - Google Patents

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馬明
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Abstract

本發明關於使用通用光柵製作繞射背光件；以及使用反射島選擇通用光柵的一部分以界定光柵元件，繞射背光件的反射繞射光柵元件包含光柵元件以及反射島。本發明關於一種製造繞射背光件的方法，該方法包含形成通用光柵；形成反射島；以及使用反射島選擇通用光柵的一部分以界定光柵元件。製造繞射背光件的方法可以包含在導光體表面上形成反射島；以及在反射島上形成通用光柵。或者，製造繞射背光件的方法可以包含在導光體表面上形成通用光柵；以及在通用光柵上形成反射島。

Description

製造繞射背光件的方法
本發明係關於一種製造方法，特別是製造繞射背光件的方法。
對於種類廣泛的裝置及產品的使用者而言，電子顯示器是一個幾乎無處不在的媒介，用於傳遞資訊給使用者。其中最常見的電子顯示器為陰極射線管（cathode ray tube, CRT）、電漿顯示面板（plasma display panels, PDP）、液晶顯示器（liquid crystal displays, LCD）、電致發光顯示器（electroluminescent displays, EL）、有機發光二極體（organic light emitting diode, OLED）、和主動式矩陣有機發光二極體（active matrix OLEDs, AMOLED）顯示器、電泳顯示器（electrophoretic displays, EP），以及各種採用機電或電流體光調變（例如，數位微鏡裝置、電潤溼顯示器等等）的顯示器。一般而言，電子顯示器可以分為主動顯示器（即，會發光的顯示器）或被動顯示器（即，調變由另一個光源提供的光的顯示器）的其中一者。在主動顯示器的分類中，最明顯的示例是CRTs、PDPs、及OLEDs/AMOLEDs。在上述以發射光進行分類的情況下，LCDs及EP顯示器一般是被歸類在被動顯示器的分類中。被動顯示器雖然經常表現出包括但不限於如固有的低功率消耗等具有吸引力的性能特徵，但由於其缺乏發光的能力，在許多實際應用中被動顯示器可能有使用上的限制。
為了克服被動顯示器與射出光相關聯的使用限制，許多被動顯示器係與一外部光源耦合。耦合光源可使這些被動顯示器發光，並使這些被動顯示器基本上發揮主動顯示器的功能。背光件即為這種耦合光源的示例之一。背光件是放在被動顯示器後面以照亮被動顯示器的光源（通常是面板）。舉例來說，背光件可以與LCD顯示器或EP顯示器耦合。背光件會發出可以穿過LCD顯示器或EP顯示器的光。所發射的光會由LCD顯示器或EP顯示器調變，且經調變後的光會隨後依序地由LCD顯示器或EP顯示器射出。
為了實現這些與其他優點並且根據本發明的目的，如本文所體現和廣泛描述的，提供有一種製造繞射背光件的方法，該方法包括：在一導光體基板上形成一通用光柵；在該導光體基板上形成一反射島；以及使用該反射島選擇該通用光柵之一部分以界定一光柵元件，其中，該繞射背光件之一反射繞射光柵元件包括該光柵元件與該反射島之組合。
根據本發明一實施例，所述在該導光體基板上形成該通用光柵包括：使用一奈米壓印模具將該通用光柵奈米壓印在該導光體基板之一奈米壓印接收層中。
根據本發明一實施例，所述形成該反射島包括：圖案化一反射材料層以界定該反射島，該反射材料層包括一金屬、一金屬聚合物、和一高折射係數介電質其中之一以上。
根據本發明一實施例，該通用光柵位於該導光體基板之一表面上，該反射島形成在該通用光柵上。
根據本發明一實施例，所述形成該反射島包括：在該通用光柵上沉積一反射材料層；以及使用圖案化的一光阻蝕刻該反射材料層以移除該反射材料層之一部分並且界定該反射島。
根據本發明一實施例，所述使用該反射島選擇該通用光柵之該部分以界定該光柵元件包括：藉由蝕刻一暴露的部分以移除該通用光柵未被該反射島覆蓋的該暴露的部分。
根據本發明一實施例，所述使用該反射島選擇該通用光柵之該部分以界定該光柵元件包括：使用一光學材料層覆蓋該通用光柵和該反射島，該光學材料層與該通用光柵係折射係數匹配的。
根據本發明一實施例，該反射島位於該導光體基板之一表面上，該通用光柵形成在該反射島上。
根據本發明一實施例，製造繞射背光件的方法，進一步包括在該反射島與該通用光柵之間提供一光學材料層，其中，該光學材料層與該導光體基板之材料係折射係數匹配的，該通用光柵形成在該光學材料層上。
根據本發明一實施例，所述選擇該通用光柵之該部分包括：施加一光阻以覆蓋該通用光柵；以及使用一準直光源對該光阻進行曝光，以從該導光體基板之與該反射島所在的一側面相對的一側面照射該光阻，該光阻為一正性光阻，而且該反射島作為一光罩，以界定在該光阻顯影之後留下的該光阻之一部分，其中，所述選擇該通用光柵的該部分以界定該光柵元件包括：移除未被留下的該光阻覆蓋的該通用光柵之暴露的部分。
根據本發明一實施例，所述移除該通用光柵之該暴露的部分包括：蝕刻該暴露的部分以移除未被該光阻覆蓋的該通用光柵之材料。
根據本發明一實施例，製造繞射背光件的方法，進一步包括：施加一負性光阻以覆蓋反射島和該光柵元件；使用一準直光源對該負性光阻進行曝光，以照射該負性光阻並且在該光柵元件上方的該光阻中界定一開口；以及通過該光阻中的該開口將一反射材料沉積在該光柵元件上，其中，該反射材料僅覆蓋該光柵元件。
根據本發明一實施例，製造繞射背光件的方法，進一步包括在該導光體基板上沉積一光學材料層，該光學材料層埋置該光柵元件、該反射島、和覆蓋該光柵元件的該反射材料，其中，所述移除該通用光柵之該暴露的部分包括：該暴露的部分被該光學材料層覆蓋。
在本發明之另一態樣中，提供有一種製造繞射背光件的方法，該方法包括：在一導光體之一表面上形成一反射島，該反射島包括一金屬、一金屬聚合物、和一高折射係數介電質其中之一以上；在該導光體上沉積一光學材料層以覆蓋該反射島，該光學材料與該導光體之材料係折射係數匹配的；使用奈米壓印微影製程在該光學材料層上形成一通用光柵；以及使用該反射島選擇該通用光柵之一部分以界定一光柵元件，其中，該繞射背光件之一反射繞射光柵元件包括該光柵元件與該反射島之組合。
根據本發明一實施例，所述選擇該通用光柵之該部分包括：施加一光阻以覆蓋該通用光柵；以及使用一準直光源對該光阻進行曝光，以從該導光體之與該反射島所在的一側面相對的一側面照射該光阻，該反射島作為一光罩，以界定在該光阻顯影之後留下的該光阻之一部分，其中，所述選擇該通用光柵之該部分以界定該光柵元件包括：蝕刻未被留下的該光阻覆蓋的該通用光柵之一暴露的部分、及用該光學材料層覆蓋該通用光柵之該暴露的部分其中之一。
根據本發明一實施例，製造繞射背光件的方法，進一步包括在該光柵元件上沉積一反射材料層，而且進一步用該光學材料層覆蓋沉積的該反射材料層。
在本發明之另一態樣中，提供有一種製造繞射背光件的方法，該方法包括：藉由使用一奈米壓印模具奈米壓印一通用光柵，以在一導光體之表面上形成該通用光柵；在該通用光柵上形成一反射島；以及使用該反射島選擇該通用光柵之一部分以界定一光柵元件，其中，該繞射背光件的一反射繞射光柵元件包括該光柵元件與該反射島之組合。
根據本發明一實施例，所述使用該反射島選擇該通用光柵之該部分以界定該光柵元件包括：藉由蝕刻該通用光柵之未被該反射島覆蓋的一暴露的部分以移除該暴露的部分、及用一光學材料層覆蓋該通用光柵和該反射島其中之一，該光學材料層與該通用光柵係折射係數匹配的。
根據本發明一實施例，該通用光柵包括在該通用光柵中的開口，該方法進一步包括在該開口中沉積一反射材料層，以提供不包含在該反射繞射光柵元件中的反射島。
根據本發明一實施例，所述在該通用光柵上形成該反射島包括：圖案化一反射材料層以界定該反射島，該反射材料層包括一金屬、一金屬聚合物、和一高折射係數介電質其中之一以上。
根據本文描述的原理的示例和實施例的製造繞射背光件的方法應用於各種類型的電子顯示器。具體來說，根據本文描述的原理的各種製造繞射背光件的方法採用通用光柵（universal grating）、由反射島（reflective island）選擇通用光柵的部分以界定光柵元件（grating element）。選擇通用光柵的部分以使用反射島界定光柵元件，可以提供反射島和光柵元件的自動對準，其一起提供了繞射背光件的反射繞射光柵元件（reflective diffraction grating element）。根據各個實施例，除了光柵元件和反射島的自動對準之外，本文所述的製造繞射背光件的方法可以進一步在繞射背光件的範圍內容忍反射繞射光柵元件之間的平移和拉伸，並且可以促使電子顯示器應用的大面積繞射背光件的製造。可以採用根據本文所述方法製造的繞射背光件的電子顯示器可以包含但不限於多視像顯示器和其他類似顯示器，例如裸視立體或「裸眼」的三維（3D）顯示器。
在本文中，「二維顯示器」或「2D顯示器」被定義為被配置以提供影像的顯示器，而不論該影像是從甚麼方向觀看的（亦即，在預定視角內或在2D顯示器的預定範圍內），該影像的視像基本上是相同的。在許多智慧型手機和電腦螢幕中找到的傳統液晶顯示器（LCD）是2D顯示器的示例。與此相反，「多視像顯示器」定義為被配置以在不同的視像方向（view direction）上或從不同的視像方向提供多視像影像（multiview image）的不同的視像（different views）的電子顯示器或顯示系統。具體來說，不同的視像可以表示多視像影像的場景或物體的不同立體圖。本文所述的單側背光件和單側多視像顯示器的用途，包含但不限於，行動電話（例如，智慧型手機）、手錶、平板電腦，行動電腦（例如，膝上型電腦）、個人電腦和電腦螢幕、汽車顯示控制台、相機顯示器、以及其他各種行動顯示器以及基本上非行動顯示器的應用程序和裝置。
圖1A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器10的立體圖。如圖1A中所示的，多視像顯示器10包含螢幕12，其用於顯示要被觀看的多視像影像。舉例而言，螢幕12可以是電話（例如手機、智慧型手機等等）、平板電腦、筆記型電腦、桌上型電腦的電腦顯示器、相機顯示器、或基本上顯示任何其他裝置的電子顯示器的顯示螢幕。
多視像顯示器10在相對於螢幕12的不同的視像方向16上提供多視像影像的不同的視像14。視像方向16如箭頭所示，從螢幕12以各種不同的主要角度方向延伸；不同的視像14在箭頭（亦即，表示視像方向16的箭頭）的終止處顯示為較暗的複數個多邊形框；並且僅示出了四個視像14和四個視像方向16，這全都是作為示例而非限制。應注意，雖然不同的視像14在圖1A中被顯示為在螢幕12上方，但是當多視像影像被顯示在多視像顯示器10上時，視像14實際上出現在螢幕12上或附近。在螢幕12上方描繪視像14僅是為了簡化說明，並且意圖表示從對應於特定視像14的相應的一個視像方向16觀看多視像顯示器10。除了將2D顯示器通常被配置為提供所顯示影像的單一視像（例如，類似於視像14的一個視像）之外，2D顯示器可以與多視像顯示器10基本相似，這與多視像顯示器10提供多視像影像的複數個不同的視像14相反。
根據本文的定義，視像方向或等效地具有與多視像顯示器的視像方向對應方向的光束，通常具有由角度分量｛θ, ϕ｝給出的主要角度方向。角度分量θ在本文中被稱為光束的「仰角分量」或「仰角」。角度分量ϕ被稱為光束的「方位角分量」或「方位角」。根據本文的定義，仰角θ為是在垂直平面（例如，垂直於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度，而方位角ϕ是在水平面（例如，平行於多視像顯示器螢幕的平面）內的角度。
圖1B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中具有與多視像顯示器的視像方向（例如，圖1A中的視像方向16）相對應的特定主要角度方向的光束20的角度分量｛θ, ϕ｝的示意圖。此外，根據本文的定義，光束20從特定點被發射或發出。也就是說，根據定義，光束20具有與多視像顯示器內的特定原點相關聯的中心射線。圖1B進一步顯示了原點O的光束（或視像方向）。
在本文中，「導光體」被定義為使用全內反射在結構內引導光的結構。具體來說，導光體可以包含在導光體的工作波長處基本上透明的核心。「導光體」一詞一般指的是介電材料的光波導，其係利用全內反射在導光體的介電材料和圍繞導光體的物質或介質之間的界面引導光。根據定義，全內反射的條件是導光體的折射係數大於與導光體材料的表面鄰接的周圍介質的折射係數。在一些實施例中，導光體可以在利用上述的折射係數差異之外額外包含塗層，或者利用塗層取代前述的折射係數差異，藉此進一步促成全內反射。舉例來說，該塗層可以是反射塗層。導光體可以是數種導光體中的任何一種，包含但不限於平板或厚平板導光體和條狀導光體其中之一或之二。
根據各個實施例，導光體本身可以包含光學透明材料，其被配置為藉由全內反射以引導光。可以在導光體中使用各種光學透明材料中的任何一種，其包含但不限於，各種形式的玻璃中的一種以上玻璃（例如，石英玻璃（silica glass）、鹼性鋁矽酸鹽玻璃（alkali-aluminosilicate glass）、硼矽酸鹽玻璃（borosilicate glass）等）以及基本上光學透明的塑膠或聚合物（例如，聚（甲基丙烯酸甲酯）（poly（methyl methacrylate））或「丙烯酸玻璃（acrylic glass）」、聚碳酸酯（polycarbonate）等）。
在此進一步，術語「平板（plate）」（如在「平板導光體」中一樣）應用於導光體時，定義為片段地（piecewise）或微分地（differentially）平坦的層或片，有時也稱為「厚平板（slab）」導光體。具體來說，平板導光體被定義為導光體，導光體被配置以在由導光體的頂部表面和底部表面（亦即，相對的表面）界定的兩個基本正交的方向上引導光。此外，根據本文的定義，頂部表面和底部表面都互相分開，並且至少在微分的意義上可以基本互相平行。也就是說，在平板導光體的任何微分地小的部分內，頂部表面和底部表面大致上為平行或共平面的。
在一些實施例中，平板導光體可以是基本上平坦的（亦即，侷限為平面），並且因此平板導光體是平面的導光體。在其他實施例中，平板導光體可以在一個或兩個正交維度上彎曲。舉例而言，平板導光體可以在單個維度上彎曲以形成圓柱形的平板導光體。然而，任何曲率都具有足夠大的曲率半徑，以確保在平板導光體內保持全內反射以引導光。根據本文的定義，「導光體基板」是包含諸如平板導光體的導光體的基板。
本文中，「繞射光柵」一般而言被定義為設置成提供入射在繞射光柵上的光的繞射的複數個特徵（feature）（亦即，繞射特徵）。在一些示例中，複數個特徵可以由周期性或準週期性的方式排列。舉例而言，繞射光柵可以包含排列在一維（one-dimensional, 1D）陣列之中的複數個結構（例如，在材料表面中的複數凹槽或凸脊）。在其他示例中，繞射光柵可以是特徵的二維（two-dimensional, 2D）陣列。舉例而言，繞射光柵可以是材料表面上的凸部或材料表面中的孔洞的2D陣列。
如此，根據本文的定義，「繞射光柵」是提供入射在繞射光柵上的光的繞射的結構。如果光從導光體入射在繞射光柵上，則所提供的繞射或繞射地散射可以導致並且因此被稱為「繞射地耦合」，因為繞射光柵可以透過繞射將光耦合出導光體。繞射光柵也藉由繞射（亦即，以繞射角）重定向或改變光的角度。具體來說，由於繞射，離開繞射光柵的光通常具有與入射在繞射光柵上的光（亦即，入射光）的傳導方向不同的傳導方向。藉由繞射產生之光的傳導方向上的變化於本文中被稱為「繞射地重定向」。因此，繞射光柵可被理解為包含繞射特徵的結構，其將入射在繞射光柵上的光繞射地重定向，以及，如果光是由導光體射出，繞射光柵也可將來自導光體的光繞射地耦合出。
此外，根據本文的定義，繞射光柵的特徵被稱為「繞射特徵」，並且可以是在材料表面（亦即，兩種材料之間的邊界）處、之中、和之上的其中的一個以上。舉例而言，所述表面可以是導光體的表面。繞射特徵可以包含繞射光的各種結構中的任何一種，包含但不限於在表面處、表面中、或表面上的凹槽、脊部、孔洞、和凸部其中的一個以上。例如，繞射光柵可以包含在材料表面內的複數個基本上平行的凹槽。在另一個示例中，繞射光柵可以包含從材料表面上突出的複數個平行的凸脊。繞射特徵（例如：凹槽、凸脊、孔洞、凸部等等）可以具有提供繞射的各種剖面形狀或輪廓中的任何一種，包含但不限於正弦曲線輪廓、矩形輪廓（例如，二元繞射光柵）、三角形輪廓、和鋸齒輪廓（例如，炫耀光柵（blazed grating））之中的一個以上。
根據本發明中所描述的各個示例，繞射光柵（例如，多光束元件的繞射光柵，如下文所述）可以被用於將光繞射地散射，或者將光耦合出導光體（例如，平板導光體）以成為光束。具體來說，局部週期性繞射光柵的繞射角θm 或由局部週期性繞射光柵提供的繞射角θm 可藉由方程式（1）給定如：
Figure 02_image001
(1) 其中λ是光的波長，m是繞射階數，n是導光體的折射係數，d是繞射光柵的特徵之間的距離或間隔，θi 是繞射光柵上的光的入射角。為了簡單起見，方程式（1）假設繞射光柵與導光體的表面鄰接並且導光體外部的材料的折射係數等於1（亦即，nout = 1）。通常，繞射階數m給定為整數。由繞射光柵產生的光束的繞射角θm 可以由方程式（1）給定，其中繞射階數為正（例如，m＞0）。舉例而言，當繞射階數m等於1（亦即，m＝1）時，提供一階繞射。
圖2係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的繞射光柵30的剖面圖。舉例而言，繞射光柵30可以位於導光體40的表面上。另外，圖2示出了以入射角θi 入射在繞射光柵30上的光束50。光束50是導光體40內的引導光束。在圖2中還示出了由於入射光束50的繞射，而由繞射光柵30繞射地產生並耦合出的方向性光束60。方向性光束60具有如方程式（1）所示的繞射角θm （或者，在本文中，「主要角度方向」）。舉例而言，繞射角θm 可以對應於繞射光柵30的繞射階數「m」。
根據本文的定義，「通用光柵 （universal grating）」或等效的「通用繞射光柵 （universal diffraction grating）」被定義為基本上覆蓋或具有與基板（例如，導光體基板）範圍相當的範圍的繞射光柵，例如，導光體基板。例如，根據定義，通用光柵的長度可以大約等於導光體基板的長度，並且其寬度也可以大約等於基板的寬度。在一些實施例中，通用光柵的範圍可以排除沿著基板的一個以上邊緣的邊界區域或地帶。在其他實施例中，「通用光柵」可以定義為繞射光柵僅延伸到，在一些實施例中為遠超出，由或使用通用光柵形成的光柵元件的邊界之外。在一些實施例中，通用繞射光柵可以是或包括亞波長繞射光柵，其具有繞射特徵尺寸和小於被繞射光柵繞射的光的波長λ的繞射特徵間隔其中之一或之二。
在一些實施例中，通用光柵可以是均勻的繞射光柵，或者在通用光柵的整個範圍內具有均勻或基本均勻的繞射特徵間隔（亦即，光柵間距離）。例如，均勻繞射光柵可以包含複數個繞射特徵，複數個繞射特徵中的每一個繞射特徵具有與相鄰繞射特徵相似的尺寸並且與相鄰繞射特徵具有相似的間隔。
在其他實施例中，通用光柵可以包含複數個子光柵。在一些實施例中，複數個子光柵中的不同子光柵可以具有彼此不同的特性。例如，複數個子光柵可以包含與複數個子光柵中的其他子光柵不同的繞射特徵間隔和不同的繞射特徵方向其中之一或之二。在一些實施例中，子光柵的繞射特徵可能是彎曲的，例如，繞射特徵可以包含彎曲的凹槽或凸脊其中之一或之二。
在一些實施例中，複數個子光柵中的子光柵可以排列為陣列。根據各個實施例，該陣列可以為一維（1D）陣列或二維（2D）陣列。此外，在一些實施例中，通用光柵可以包含在整個通用光柵的範圍上重複的複數個子光柵陣列。在其他實施例中，複數個子光柵的不同子光柵可以在通用光柵的範圍內基本上隨機分佈。
在其他實施例中，通用光柵可以包含繞射光柵或者甚至繞射光柵的陣列。根據定義，「啁啾式」繞射光柵是一種繞射光柵，其表現或具有在啁啾式繞射光柵的範圍或長度上變化的繞射特徵的繞射間隔。在一些實施例中，啁啾式繞射光柵可以具有或表現出隨距離線性變化的繞射特徵間隔的啁啾。因此，根據定義，啁啾式繞射光柵為「線性啁啾式」繞射光柵。在其他實施例中，啁啾式繞射光柵可表現出繞射特徵間隔的非線性啁啾。可以使用各種非線性啁啾，包含但不限於指數啁啾、對數啁啾、或基本上不均勻或隨機但仍然單調的方式變化的啁啾。本發明的非單調式的啁啾可以使用諸如正弦啁啾、三角啁啾或鋸齒啁啾，但其並不受限於此。在一些實施例中，通用光柵的子光柵可以包含繞射光柵。
在本文中，「準直器」被定義為基本上被配置以準直光的任何光學裝置或元件。根據各個實施例，由準直器提供的準直量可以預定程度或大小在實施例間變化。進一步地，準直器可被配置以在兩個正交方向（例如，垂直方向以及水平方向）其中之一或之二上提供準直。也就是，根據一些實施例，準直器可包含用於提供光準直的兩個正交方向其中之一或之二的形狀。
本文中，「準直因子」定義為光的準直程度。具體來說，根據本文的定義，準直因子定義準直光束中的光線的角展度。例如，準直因子σ可以指定一束準直光中的大部分光線在特定的角展度內（例如，相對於準直光束的中心或主要角度方向的+/− σ度）。根據一些示例，準直光束的光線在角度方面具有高斯分布（Gaussian distribution），並且角展度可以是由準直光束的峰值強度的一半所確定的角度。
在本文中，「光源」被定義為發出光的源頭（例如，被配置以產生光和發射光的光學發射器）。舉例而言，光源可以包含光學發射器，例如，發光二極體（light emitting diode, LED），其在被啟動或開啟時發光。具體來說，在本文中光源基本上可為任何一種來源的光或包含基本上任何光學發射器，其包含但不限於，發光二極體（LED）、雷射、有機發光二極體（organic light emitting diode, OLED）、聚合物發光二極體、電漿光學發射器、日光燈、白熾燈，以及實質上任何的光源之中的一個以上。由光源所產生的光可以具有一顏色（亦即，可包含特定波長的光），或者可以具有一定範圍的波長（例如，白光）。在一些實施例中，光源可以包含複數個光學發射器。舉例而言，光源可以包含光學發射器的集合或群組，其中至少一個光學發射器產生具有一顏色或等同的一波長的光，所述顏色或等同的波長不同於由所述集合或所述群組的至少一個其它光學發射器產生的光所具有的一顏色或一波長。舉例而言，該等不同的顏色可包含原色（例如，紅、綠、藍）。
在本文中，「奈米壓印微影製程（nanoimprint lithography）」定義為使用模具或圖案化工具藉由或使用壓印工藝將圖案轉移到基板的可壓印表面上，其中，模具或圖案中表示的特徵包含奈米級尺寸或奈米級公差。在一些示例中，可壓印表面可以包含基板本身的材料，其比模具相對軟。在另一個示例中，可壓印表面可以包含沉積或施加在基板表面上的相對較軟的一層材料。在任一種情況下，可壓印表面的相對較軟的材料被配置以在移除模具之後以及在進一步處理期間接收並保持壓印圖案。在壓印期間接收模具的較軟質的材料的表面在本文中稱為「接收層（receiving layer）」或「接收表面（receiving surface）」。
在一些實施例中，相對較軟的材料可以在壓印過程中固化或硬化以促進壓印圖案的保留。固化過程實質上會「凍結」或固定接收層，使其處於模具確定的形狀或圖案。例如，光固化材料層，例如但不限於，當暴露於光（例如紅外光、可見光或紫外光（ultraviolet，UV））時變硬的光活化單體、低聚物或聚合物（例如，光阻）可用作接收層。在固化之前，光固化材料是柔軟的（例如液體或半液體）並且易於接受模具壓印圖案。暴露在光線下時，光固化材料會在模具周圍固化。接收層的固化的可光固化材料保留了模具的壓印圖案。
在另一個示例中，用作層或膜的熱塑材料可以用作接收層。在壓印之前，將熱塑性材料層加熱到材料的玻璃化轉變溫度左右，從而軟化材料。將模具壓入軟化的材料中，然後將材料冷卻至低於玻璃化轉變溫度，從而使材料在被壓入的模具周圍硬化或固化。壓印圖案被固化的熱塑性材料定位。用作接收層的熱塑性聚合物的示例，包含但不限於，聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯（poly(methyl methacrylate)，PMMA）、和甲基丙烯酸甲酯（methyl methacrylate，MMA）。
在一些實施例中，例如，形成在軟質材料層中的壓印圖案可以通過光刻和蝕刻進一步「轉印」為基板，以作為模具的正像（positive image）。轉印的圖案進一步處理以在基板中形成特徵。這些特徵通常為奈米級的尺寸。藉由使用乾式蝕刻技術該特徵可以為透明，例如但不限為，反應離子蝕刻（reactive ion etching，RIE）和電漿蝕刻或溼式化學蝕刻技術以選擇地移除基板材料並且形成特徵。根據一些實施例，模具接收層也可以使用乾式蝕刻和溼式蝕刻技術其中之一或之二被蝕刻甚至移除。
此外，如本文所使用的，冠詞「一」旨在具有其在專利領域中的通常含義，亦即「一個以上」。例如，「一反射島」是指一個以上反射島，因此，「該反射島」在本文中是指「該（些）反射島」。此外，本文中對「頂部」、「底部」、「上」、「下」、「向上」、「向下」、「前」、「後」、「第一」、「第二」、「左」、或「右」並非意使其成為任何限制。本文中，當應用到一個值時，除非有另外特別說明，「大約（about）」一詞在應用於某個值時通常意味著在用於產生該值的設備的公差範圍內，或者可以表示加減10％、或加減5％、或加減1％。此外，本文所使用「基本上（substantially）」一詞是指大部分、或幾乎全部、或全部、或在約51％至約100％的範圍內的量。再者，本發明中的示例僅僅是說明性的，並且是為了討論的目的而不是為了限制。
根據本發明所描述的原理的一些實施例，本發明提供一種製造繞射背光件的方法。圖3係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的製造繞射背光件的方法100的流程圖。如圖所示，製造繞射背光件的方法100包括在導光體基板上形成通用光柵的步驟110。在一些實施例中，形成通用光柵的步驟110可以在導光體基板的表面上或附近提供通用光柵。在其他實施例中，通用光柵可以設置在光學材料層的表面上，該光學材料層又設置在導光體基板的表面上。
根據各個實施例，形成通用光柵的步驟110可以採用各種不同的圖案成形方法中的任何一種，其包含但不限於，光刻、聚焦離子束光刻、電子束光刻和奈米壓印微影製程（NIL）。具體來說，在一些實施例中，在導光體基板上形成通用光柵的步驟110可以包含使用奈米壓印模具將通用光柵奈米壓印在導光體基板的奈米壓印接收層中的步驟。在一些實施例中，奈米壓印接收層可以包含導光體基板的材料，例如，導光體基板本身的表面。在其他實施例中，奈米壓印接收層可以包含沉積或設置在導光體基板的表面上的層或材料。例如，該層可以是可以根據奈米壓印光刻法形成的光學材料層，其折射係數與導光體基板的折射係數匹配，例如，在玻璃或PMMA導光體基板的表面上有一層聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。
圖3所示的製造繞射背光件的方法100進一步包括在導光體基板上形成反射島的步驟120。根據一些實施例，形成反射島的步驟120包括圖案化反射材料層以界定反射島。根據各個實施例，反射材料層可以包含金屬、金屬聚合物（例如，聚合物鋁）、和高折射係數介電質其中的一種以上。例如，反射材料層可以藉由或使用蒸鍍沉積、濺鍍沉積或等同物其中一種以上以沉積。然後，可以使用例如光刻或壓印光刻以對反射材料層進行圖案化。在另一示例中，步驟120可以形成反射島，其包括油墨壓印、絲網印刷、或類似的印刷程序。在又一示例中，形成反射島的步驟120可以採用預成形沉積，其中預成形反射島。
在一些實施例中，通用光柵位於導光體基板的表面上，並且反射島形成在通用光柵上方的步驟120。如此，在形成反射島的步驟120之前執行形成通用光柵的步驟110。具體來說，在一些實施例中，形成反射島的步驟120包含在通用光柵上方沉積反射材料層，然後使用圖案化的光阻蝕刻反射材料層以移除反射材料層的部分並界定反射島。
在其他實施例中，形成反射島的步驟120是在形成通用光柵的步驟110之前執行的。舉例而言，藉由步驟120反射島可以形成在導光體基板的表面上，然後，藉由步驟110通用光柵可以形成在設置在反射島上的接收層中。因此，反射島可以位於導光體基板的表面上，然後藉由步驟110在反射島上形成通用光柵。
如圖3所示，製造繞射背光件的方法100進一步包含使用反射島選擇通用光柵的部分以界定光柵元件的步驟130。藉由步驟130選擇所界定的光柵元件表示繞射光柵，其包含原始通用光柵的相對較小的部分。此外，所界定的光柵元件在導光體基板上具有藉由反射島所確定的尺寸和位置。例如，作為步驟130選擇通用光柵的部分的結果，光柵元件可以與反射島在尺寸上基本相似，並且也可以基本上並置或對齊。根據各個實施例，繞射背光件的反射繞射光柵元件包含光柵元件和反射島的組合。
在一些實施例中，使用反射島藉由步驟130選擇通用光柵的部分以界定光柵元件包括藉由蝕刻暴露的部分以移除通用光柵的未被反射島覆蓋的暴露的部分。具體來說，選擇的步驟130可以採用反射島作為光罩以光刻地界定光柵元件。
舉例而言，步驟130選擇的通用光柵的部分可以包括設置光阻以覆蓋通用光柵的步驟。然後，使用準直光源對光阻進行曝光，以從導光體基板的與反射島所在的一側面相對的一側面照亮光阻。根據各個實施例，光阻可以是正性光阻，並且反射島可以用作光罩以界定在光阻顯影之後留下的光阻的部分。步驟130選擇通用光柵的部分以界定光柵元件，然後進一步包含移除通用光柵的未被留下的光阻覆蓋的暴露的部分。例如，移除通用光柵的暴露的部分可能包含蝕刻暴露的部分以移除未被光阻覆蓋的通用光柵材料。
在其他實施例中，選擇的步驟130可以採用蝕刻或類似程序以移除通用光柵的部分或一些部分以界定光柵元件，其中反射島被用作蝕刻遮罩。在其他實施例中，選擇的通用光柵的部分的步驟130使用反射島以界定光柵元件，包含使光學材料層覆蓋通用光柵和反射島的步驟，該光學材料層與通用光柵的折射係數匹配。
在一些實施例中（圖3中未顯示），製造繞射背光件的方法100進一步包含設置負性光阻以覆蓋反射島和光柵元件。設置之後，可以使用準直光源曝光負性光阻，以照射負性光阻並在光柵元件上方的光阻中界定一開口。然後，可以藉由光阻中的開口將反射材料沉積在光柵元件上。結果，反射材料可以僅覆蓋光柵元件。
在一些實施例中，可以在導光體基板上沉積一層光學材料，使得該光學材料層埋置光柵元件、反射島、和覆蓋光柵元件的反射材料。通用光柵的被移除的暴露的部分是被光學材料層覆蓋的暴露的部分。
圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的製造繞射背光件的方法200的流程圖。如圖4所示，製造繞射背光件的方法200包括在導光體的表面上形成反射島的步驟210。在各個實施例中，反射島可以包含但不限於金屬、金屬聚合物、和高折射係數介電質其中一種以上。在一些實施例中，形成反射島的步驟210可以基本上類似於上文關於製造繞射背光件的方法100所述的形成反射島的步驟120。例如，步驟210可以使用反射材料的沉積層的光刻圖案化加工以形成反射島。此外，在一些實施例中，導光體可以基本上類似於上述製造繞射背光件的方法100的導光體基板。
如圖4所示，製造繞射背光件的方法200進一步包含在導光體上沉積光學材料層的步驟220以覆蓋反射島。在各個實施例中，光學材料與導光體的材料係折射係數匹配的（index-matched）。例如，導光體可以包含玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），並且光學材料可以包括PMMA，兩者皆具有約1.5的折射係數。
圖4所示的製造繞射背光件的方法200進一步包含在光學材料層上形成通用光柵的步驟230。在一些實施例中，如上文關於製造繞射背光件的方法100所描述的，形成通用光柵的步驟230可以基本上類似於形成通用光柵的步驟110。例如，在一些實施例中，形成通用光柵的步驟230可以使用奈米壓印微影製程。
根據各個實施例，製造繞射背光件的方法200進一步包含使用反射島選擇通用光柵的部分以界定光柵元件的步驟240。在各個實施例中，繞射背光件的反射繞射光柵元件包含光柵元件和反射島的組合。在一些實施例中，選擇通用光柵的一部分的步驟240可以基本上類似上述製造繞射背光件的方法100中選擇通用光柵的部分的步驟130。例如，步驟240的選擇可以包含設置光阻以覆蓋通用光柵，並且使用準直光源曝光光阻，以從導光體的與反射島所在的側面相對的側面照射光阻，其中，反射島作為光罩。此外，舉例而言，選擇通用光柵的部分以界定光柵元件的步驟240可以包含蝕刻通用光柵的未被留下的光阻覆蓋的暴露的部分的步驟、或者用一層光學材料覆蓋通用光柵的暴露的部分的步驟其中之一。
圖5係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的製造繞射背光件的方法300的流程圖。如圖5所示，製造繞射背光件的方法300包含藉由使用奈米壓印模具進行奈米壓印通用光柵，在導光體的表面上形成通用光柵的步驟310。在一些實施例中，如上所述，形成通用光柵的步驟310可以基本上類似於製造繞射背光件的方法100的形成通用光柵的步驟110。
圖5所示的製造繞射背光件的方法300進一步包含在通用光柵上方形成反射島的步驟320、以及使用反射島選擇通用光柵的部分以界定光柵元件的步驟330。如上所述，繞射背光件的反射繞射光柵元件可以包含光柵元件和反射島的組合。在一些實施例中，形成反射島的步驟320以及選擇通用光柵的部分的步驟330其中之一或之二，可以分別基本上類似於上述形成反射島的步驟120以及形成通用光柵的步驟110。例如，在通用光柵上方形成反射島的步驟320可以包含圖案化反射材料層以界定反射島的步驟，該反射材料層包含金屬、金屬聚合物和高折射係數介電質其中的一種以上。
在一些實施例中，使用反射島藉由步驟330選擇通用光柵的部分以界定光柵元件包含藉由蝕刻暴露的部分以移除通用光柵的未被反射島覆蓋的暴露的部分。在其他實施例中，選擇的通用光柵的部分的步驟330，包含使光學材料層覆蓋通用光柵和反射島的步驟，光學材料層與通用光柵的折射係數匹配。
在一些實施例中，通用光柵可以包含通用光柵中的開口。例如，可以藉由光刻處理（例如，蝕刻通用光柵）以提供開口。在這些實施例中，方法300可以進一步包含在開口中沉積一層反射材料，以提供不是反射繞射光柵元件的反射島。 [示例]
下文將顯示根據上述方法100、200、300其中一種以上的繞射背光件製造的幾個示例。這些示例以示例而非限制的方式顯示了採用上述方法的結果。
圖6A至圖6G係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的繞射背光件400的製造步驟的剖面圖。具體來說，圖6A至6C顯示了包含導光體基板410的繞射背光件400。在一些實施例中，導光體基板410可以基本上類似於上文關於製造繞射背光件的方法100、200、300所述的導光體基板或導光體。具體來說，根據各個實施例，繞射背光件400的導光體可以包含導光體基板410。
如圖6A所示，在導光體基板410的表面上設置有通用光柵420。通用光柵420通常在導光體基板410的整個表面或基本整個表面上延伸。在一些實施例中，通用光柵420可以基本上類似於藉由形成通用光柵的步驟110以提供的通用光柵，其已描述在上文關於製造繞射背光件的方法100、300中。舉例而言，可以使用奈米壓印微影製程將通用光柵420設置在導光體基板410的表面上。
圖6B顯示了形成在通用光柵420的部分422上方並且覆蓋通用光柵420的部分422的反射島430。此外，如圖6B所示，通用光柵420的另一部分424為暴露的並且未被通用光柵420覆蓋。根據一些實施例，反射島430可以基本上類似於如上文藉由製造繞射背光件的方法100、300的形成反射島的步驟120、320所提供的反射島。
在各個實施例中，可以移除暴露的部分424以界定繞射背光件400的光柵元件426。具體來說，在一些實施例中，如圖6C所示，可以藉由光學材料層440覆蓋通用光柵420和反射島430以移除暴露的部分424，光學材料層440的折射係數與通用光柵420的材料匹配。如上所述，光學材料440的折射係數與通用光柵420的折射係數基本相似，從而覆蓋通用光柵420有效地消除在暴露的部分424中的任何繞射特徵。在其他實施例中，如圖6D所示，藉由使用反射島430作為蝕刻遮罩以蝕刻暴露的部分424，可以移除通用光柵420的暴露的部分424。
暴露的部分424的移除選擇通用光柵的部分422作為光柵元件426。根據一些實施例，如關於製造繞射背光件的方法100、300所述的，移除暴露的部分424可以表示使用反射島430以步驟130、步驟330選擇通用光柵420的部分以界定光柵元件。舉例而言，在圖6C中，當設置光學材料層時，反射島430有效地保護被覆蓋的部分422以選擇並界定光柵元件426，而在圖6D中，反射島430藉由充當抗蝕劑以選擇並界定光柵元件426，以防止被覆蓋的部分422被蝕刻掉。
一旦定義後，光柵元件426與反射島430一起可以表示繞射背光件400的反射繞射光柵元件402。在一些實施例中（例如，圖6C），反射繞射光柵元件402嵌入導光體中，其包含導光體基板410和光學材料層440。在其他實施例中（例如，圖6D），反射繞射光柵元件402可以在導光體基板410的表面上或位於表面，其作為繞射背光件400的導光體。
在一些實施例中，通用光柵420可以包含通用光柵420中的開口。另外，在一些實施例中，可以在開口中沉積一層反射材料，以提供不屬於反射繞射光柵元件的一部分或不包含在反射繞射光柵元件中的反射島。圖6E顯示繞射背光件400的俯視圖，並且圖6F顯示繞射背光件400的側視圖，其顯示通用光柵420中的複數個開口428。作為示例而非限制，進一步顯示位於複數個開口的每一個開口428內的反射島432。如圖6F所示，開口428內的反射島432不覆蓋任何通用光柵420，因此不是反射繞射光柵元件的一部分。另一方面，如圖6G所示，在選擇和界定光柵元件426之後，反射島430和光柵元件426（包含通用光柵的被覆蓋部分）為反射繞射光柵元件402的一部分。
圖7A至圖7F係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的繞射背光件400的製造步驟的剖面圖。如圖6A至圖6F所示，圖7A至圖7F所示的繞射背光件400包含導光體基板410。此外，圖7A顯示了形成在導光體基板410的表面上的反射島430。根據一些實施例，反射島430及其形成可以基本上相似於藉由在上述製造繞射背光件的方法100、200的導光體基板或導光體上形成反射島的步驟120、210而提供的反射島。
圖7B顯示了繞射背光件400的導光體基板410和反射島430，其被沉積在導光體基板410上和反射島430上方的光學材料層440。如圖所示，光學材料440可以與導光體基板410折射係數匹配，亦即，光學材料440可以具有與導光體基板410的折射係數基本相似的折射係數。在一些實施例中，根據上述製造繞射背光件的方法200沉積材料層的步驟220，可以在導光體基板410上沉積一層該光學材料440。
圖7C顯示了提供或形成在光學材料440的接收層中的通用光柵420。在一些實施例中，光學材料層440的表面可以用作接收層。在其他實施例中（圖中未顯示），可以在光學材料表面上設置或設置到光學材料表面上的另一層材料用作接收層。如上所述，通用光柵420可以根據製造繞射背光件的方法100、200、300的形成通用光柵的步驟110、230、310以提供或形成。
圖7D顯示了施加在通用光柵420上的正性光阻450。圖中也顯示了表示正性光阻450的曝光的箭頭，使用準直光源從導光體基板410的與反射島430所在的側面相對的側面照射正性光阻450以曝光。如圖所示，反射島430用作光罩，以界定正性光阻450的部分452，該部分在顯影正性光阻450之後會留下。藉由顯影正性光阻450以移除光阻的另一部分454。具體來說，如圖7D所示，反射島430阻擋來自準直光源的一些光（箭頭），防止阻擋光到達並照射（亦即，曝光）正性光阻450的在反射島430正上方的部分452。如圖所示，正性光阻450的另一部分454暴露於來自光源的光，從而在正性光阻顯影期間移除另一部分454。
圖7E顯示了在正性光阻450顯影之後留下的正性光阻450的部分452。留下的部分452覆蓋並保護通用光柵420的一部分422，而通用光柵420的其他部分424不受保護，因此為暴露的部分424。根據各個實施例，通用光柵420的部分422可以被選擇，或更具體地，進一步被選擇，以藉由移除未被正性光阻450的留下的部分452覆蓋的通用光柵420的暴露的部分424而界定光柵元件426。舉例而言，可以藉由蝕刻移除通用光柵420的暴露的部分424。
圖7F顯示了在移除正性光阻的留下的部分之後的繞射背光件400。如圖7F所示，反射繞射光柵元件402包含在光柵元件426下方並且與光柵元件426對齊的反射島430。
圖8A至圖8G係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的繞射背光件400的剖面圖。如圖6A至圖6F和圖7A至圖7F所示，圖8A至圖8G所示的繞射背光件400包含導光體基板410。此外，圖8A顯示了形成在導光體基板410的表面上的反射島430。可以如上所述提供反射島430。例如，可以使用施加到導光體基板表面的反射材料層的光刻圖案化以形成反射島430。
圖8B顯示了設置在導光體基板410的表面上的反射島430上方的通用光柵420。如上文所述，可以使用奈米壓印微影製程將通用光柵420設置在導光體基板410表面上。例如，包含光學材料層（例如，折射係數匹配的光學材料440的層）的接收層，其可以沉積在導光體基板410表面上和反射島上方。然後，舉例而言，可以使用奈米壓印模具對通用光柵420進行奈米壓印。
如圖8C所示，可以在通用光柵420上設置正性光阻450，並且反射島430可以作為光罩，以界定正性光阻450的部分452，其在正性光阻顯影之後留下。舉例而言，圖8C顯示了表示正性光阻450的曝光的箭頭，使用準直光源從導光體基板410的與反射島430所在的側面相對的側面照射正性光阻450以曝光，例如，如上文關於圖7D所述。同樣地，如前文所述，藉由顯影正性光阻450除去光阻的另一部分454以保留留下的部分452。此外，如上文所述，留下的部分452選擇通用光柵420的部分422以界定光柵元件426。
圖8D顯示了在移除通用光柵420的暴露的部分之後的光柵元件426，該暴露的部分在光阻顯影之後未被正性光阻450的留下的部分452覆蓋。如圖所示，可以使用蝕刻以移除暴露的部分，以在反射島430上提供光柵元件426。
根據一些實施例，光柵元件426可以塗覆反射材料層。根據各個實施例，反射材料層可以相對較薄，使得光柵元件426的塗層在反射材料層中保留光柵元件426的繞射光柵。
圖8E顯示了使用負性光阻460，其如上所述使用準直光曝光，隨後沉積反射材料470以在光柵元件426上提供反射材料層塗層。具體來說，在使用反射島430作為光罩之後使負性光阻460顯影，以使光柵元件426暴露。然後可以使用濺鍍沉積、蒸鍍沉積或類似方法沉積反射材料470，以塗覆負性光阻460的暴露的部分462和暴露的光柵元件426。
如圖8F所示，移除負性光阻460的暴露的部分462，並隨之剝離沒有覆蓋光柵元件426的反射材料470，在反射島430和光柵元件426上留下反射材料470的塗層。根據各個實施例，可以選擇負性光阻460的厚度以支持在負性光阻460的暴露的部分462上剝離反射材料470。
根據一些實施例，圖8G顯示了在沉積折射係數匹配的光學材料440以覆蓋反射島430和塗覆有反射材料的光柵元件426之後的繞射背光件400。如圖所示，繞射背光件400的導光體包含折射係數匹配的光學材料440和導光體基板410的組合。此外，繞射背光件400的反射繞射光柵元件402包含反射島430和對齊的光柵元件426，其具有反射材料470的塗層。
圖9A至圖9E係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的繞射背光件400的剖面圖。圖9A顯示了被通用光柵420覆蓋的繞射背光件400的導光體基板410和反射島430，例如，如上文關於圖8A至圖8B所描述的。如上所述，通用光柵420可以根據製造繞射背光件的方法100、200、300的形成通用光柵的步驟110、230、310以提供或形成。具體來說，舉例而言，使用奈米壓印模具的奈米壓印微影製程可以用於形成通用光柵420。
圖9B顯示了已經施加在通用光柵420上的負性光阻460。圖中也顯示了表示負性光阻460的曝光的箭頭，使用準直光源從導光體基板410的與反射島430所在的側面相對的側面照射負性光阻460以曝光。如圖所示，反射島430用作光罩，以界定在負性光阻460顯影之後剩餘的暴露的部分462。藉由顯影負性光阻460以移除負性光阻460的另一部分464，以暴露出與反射島430對齊的通用光柵420的一部分422。因此，反射島430用於選擇部分422以及界定光柵元件426。
圖9C顯示了沉積在負性光阻460和通用光柵420的覆蓋的部分422上的一層反射材料470。如上文所述，反射材料470可以足夠薄以在沉積的反射材料層中保留通用光柵的繞射光柵。
圖9D顯示了在移除負性光阻460的暴露的部分462之後，反射材料層的部分472保留在通用光柵420上，並且伴隨著反射材料470的剝離。如圖所示，反射材料層的其餘部分472與反射島對齊並且有效地界定了光柵元件426。亦即，使用反射島430作為光罩對於負性光阻460進行曝光，然後沉積和剝離反射材料層，選擇了通用光柵420的部分422，並界定了光柵元件426。
圖9E顯示了在沉積折射係數匹配的光學材料440以覆蓋反射島430和塗覆有反射材料的光柵元件426之後的繞射背光件400。如圖所示，繞射背光件400的導光體包含折射係數匹配的光學材料440和導光體基板410的組合。此外，繞射背光件400的反射繞射光柵元件402包含反射島430和對齊的光柵元件426，其具有反射材料470的塗層。
因此，本發明已經描述了製造繞射背光件的幾種方法的示例和實施例，其採用反射島以選擇通用光柵的一部分作為或界定光柵元件，其中，反射島和光柵元件包含繞射背光件的反射繞射光柵元件。應該理解的是，上述示例僅僅是說明代表本文所描述的原理的許多具體示例中的一些示例。顯然，所屬技術領域中具有通常知識者可以很容易地設計出許多其他的配置，而不偏離本發明的申請專利範圍所界定的範疇。
本申請案主張於2019年4月28日提交的美國臨時專利申請案第62/839,736號 以及2020年4月25日提交的國際專利申請第PCT/US2020/029986號的優先權，兩者的全部內容藉由引用併入本文。
10:多視像顯示器 12:螢幕 14:視像 16:視像方向 20:光束 30:繞射光柵 40:導光體 50:光束、入射光束 60:方向性光束 100:方法 110:步驟 120:步驟 130:步驟 200:方法 210:步驟 220:步驟 230:步驟 240:步驟 300:方法 310:步驟 320:步驟 330:步驟 400:繞射背光件 402:反射繞射光柵元件 410:導光體基板 420:通用光柵 422:部分、覆蓋的部分 424:部分、暴露的部分 426:光柵元件 428:開口 430:反射島 432:反射島 440:光學材料、光學材料層 450:正性光阻 452:部分 454:部分 460:負性光阻 462:暴露的部分 464:部分 470:反射材料 472:部分 θ:角度分量、仰角 θi:入射角 θm:繞射角 σ:準直因子 ϕ:角度分量、方位角
根據在本文所描述的原理的示例和實施例的各種特徵可以參考以下結合附圖的詳細描述而更容易地理解，其中相同的元件符號表示相同的結構元件，並且其中： 圖1A係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的多視像顯示器的立體圖。 圖1B係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的具有與多視像顯示器的視像方向相對應的特定主要角度方向的光束的角度分量的示意圖。 圖2係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的繞射光柵的剖面圖。 圖3係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的製造繞射背光件的方法的流程圖。 圖4係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的製造繞射背光件的方法的流程圖。 圖5係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的製造繞射背光件的方法的流程圖。 圖6A至圖6G係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示示例中的繞射背光件的製造步驟的剖面圖。 圖7A至圖7F係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的繞射背光件的製造步驟的剖面圖。 圖8A至圖8G係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的繞射背光件的製造的剖面圖。 圖9A至圖9E係根據與在此所描述的原理一致的一實施例，顯示另一示例中的繞射背光件的製造步驟的剖面圖。 一些示例和實施例具有除了上述參考附圖中所示的特徵之外的其他特徵，或代替以上參考附圖中所示的特徵的其他特徵。下文將參照上文所述附圖，詳細描述這些和其他特徵。
100:方法
110:步驟
120:步驟
130:步驟

Claims (20)

  1. 一種製造繞射背光件的方法，該方法包括： 在一導光體基板上形成一通用光柵； 在該導光體基板上形成一反射島；以及 使用該反射島選擇該通用光柵之一部分以界定一光柵元件， 其中，該繞射背光件之一反射繞射光柵元件包括該光柵元件與該反射島之組合。
  2. 如請求項1之製造繞射背光件的方法，其中，所述在該導光體基板上形成該通用光柵包括：使用一奈米壓印模具將該通用光柵奈米壓印在該導光體基板之一奈米壓印接收層中。
  3. 如請求項1之製造繞射背光件的方法，其中，所述形成該反射島包括：圖案化一反射材料層以界定該反射島，該反射材料層包括一金屬、一金屬聚合物、和一高折射係數介電質其中之一以上。
  4. 如請求項1之製造繞射背光件的方法，其中，該通用光柵位於該導光體基板之一表面上，該反射島形成在該通用光柵上。
  5. 如請求項4之製造繞射背光件的方法，其中，所述形成該反射島包括： 在該通用光柵上沉積一反射材料層；以及 使用圖案化的一光阻蝕刻該反射材料層以移除該反射材料層之一部分並且界定該反射島。
  6. 如請求項4之製造繞射背光件的方法，其中，所述使用該反射島選擇該通用光柵之該部分以界定該光柵元件包括：藉由蝕刻一暴露的部分以移除該通用光柵未被該反射島覆蓋的該暴露的部分。
  7. 如請求項4之製造繞射背光件的方法，其中，所述使用該反射島選擇該通用光柵之該部分以界定該光柵元件包括：使用一光學材料層覆蓋該通用光柵和該反射島，該光學材料層與該通用光柵係折射係數匹配的。
  8. 如請求項1之製造繞射背光件的方法，其中，該反射島位於該導光體基板之一表面上，該通用光柵形成在該反射島上。
  9. 如請求項8之製造繞射背光件的方法，進一步包括在該反射島與該通用光柵之間提供一光學材料層，其中，該光學材料層與該導光體基板之材料係折射係數匹配的，該通用光柵形成在該光學材料層上。
  10. 如請求項8之製造繞射背光件的方法，其中，所述選擇該通用光柵之該部分包括： 施加一光阻以覆蓋該通用光柵；以及 使用一準直光源對該光阻進行曝光，以從該導光體基板之與該反射島所在的一側面相對的一側面照射該光阻，該光阻為一正性光阻，而且該反射島作為一光罩，以界定在該光阻顯影之後留下的該光阻之一部分， 其中，所述選擇該通用光柵的該部分以界定該光柵元件包括：移除未被留下的該光阻覆蓋的該通用光柵之暴露的部分。
  11. 如請求項10之製造繞射背光件的方法，其中，所述移除該通用光柵之該暴露的部分包括：蝕刻該暴露的部分以移除未被該光阻覆蓋的該通用光柵之材料。
  12. 如請求項10之製造繞射背光件的方法，進一步包括： 施加一負性光阻以覆蓋該反射島和該光柵元件； 使用一準直光源對該負性光阻進行曝光，以照射該負性光阻並且在該光柵元件上方的該光阻中界定一開口；以及 通過該光阻中的該開口將一反射材料沉積在該光柵元件上， 其中，該反射材料僅覆蓋該光柵元件。
  13. 如請求項12之製造繞射背光件的方法，進一步包括在該導光體基板上沉積一光學材料層，該光學材料層埋置該光柵元件、該反射島、和覆蓋該光柵元件的該反射材料，其中，所述移除該通用光柵之該暴露的部分包括：該暴露的部分被該光學材料層覆蓋。
  14. 一種製造繞射背光件的方法，該方法包括： 在一導光體之一表面上形成一反射島，該反射島包括一金屬、一金屬聚合物、和一高折射係數介電質其中之一以上；在該導光體上沉積一光學材料層以覆蓋該反射島，該光學材料與該導光體之材料係折射係數匹配的；使用奈米壓印微影製程在該光學材料層上形成一通用光柵；以及使用該反射島界定該通用光柵之一對應的部分為一光柵元件，其中，該繞射背光件之一反射繞射光柵元件包括該光柵元件與該反射島之組合。
  15. 如請求項14之製造繞射背光件的方法，其中，所述選擇該通用光柵之該部分包括：施加一光阻以覆蓋該通用光柵；以及使用一準直光源對該光阻進行曝光，以從該導光體之與該反射島所在的一側面相對的一側面照射該光阻，該反射島作為一光罩，以界定在該光阻顯影之後留下的該光阻之一部分，其中，所述選擇該通用光柵之該部分以界定該光柵元件包括：蝕刻未被留下的該光阻覆蓋的該通用光柵之一暴露的部分、及用該光學材料層覆蓋該通用光柵之該暴露的部分其中之一。
  16. 如請求項15之製造繞射背光件的方法，進一步包括在該光柵元件上沉積一反射材料層，而且進一步用該光學材料層覆蓋沉積的該反射材料層。
  17. 一種製造繞射背光件的方法，該方法包括：藉由使用一奈米壓印模具奈米壓印一通用光柵，以在一導光體之表面上形成該通用光柵；在該通用光柵上形成一反射島；以及使用該反射島選擇該通用光柵之一部分以界定一光柵元件，其中，該繞射背光件的一反射繞射光柵元件包括該光柵元件與該反射島之組合。
  18. 如請求項17之製造繞射背光件的方法，其中，所述使用該反射島選擇該通用光柵之該部分以界定該光柵元件包括：藉由蝕刻該通用光柵之未被該反射島覆蓋的一暴露的部分以移除該暴露的部分、及用一光學材料層覆蓋該通用光柵和該反射島其中之一，該光學材料層與該通用光柵係折射係數匹配的。
  19. 如請求項17之製造繞射背光件的方法，其中，該通用光柵包括在該通用光柵中的開口，該方法進一步包括在該開口中沉積一反射材料層，以提供不包含在該反射繞射光柵元件中的反射島。
  20. 如請求項17之製造繞射背光件的方法，其中，所述在該通用光柵上形成該反射島包括：圖案化一反射材料層以界定該反射島，該反射材料層包括一金屬、一金屬聚合物、和一高折射係數介電質其中之一以上。
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