降低纳米压印光刻中光栅的边缘处的脱模应力制造技术

纳米结构包括在纳米结构的边缘处的外部区域。由距纳米结构的边缘的距离界定的外部区域的宽度小于100μm。在外部区域中纳米结构的深度在纳米结构的最大深度的0％和至少50％之间逐渐变化。一种方法包括在基底上形成蚀刻掩模，以及使用离子束蚀刻具有蚀刻掩模的基底，以在基底中形成纳米结构。蚀刻掩模包括在蚀刻掩模的边缘附近的外部区域。由距蚀刻掩模的边缘的距离界定的外部区域的宽度小于100μm。在外部区域中蚀刻掩模的占空比在至少10％和至少90％之间逐渐变化。少90％之间逐渐变化。少90％之间逐渐变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】降低纳米压印光刻中光栅的边缘处的脱模应力
[0001]背景
[0002]诸如头戴式显示器(HMD)或平视显示器(HUD)系统的人工现实系统通常包括被配置成呈现描绘虚拟环境中的对象的人工图像的显示器。显示器可以显示虚拟对象或者将现实对象与虚拟对象组合，如在虚拟现实(VR)应用、增强现实(AR)应用或混合现实(MR)应用中。例如，在AR系统中，用户可以通过例如透过透明的显示眼镜或透镜(通常被称为光学透视(optical see
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through)或者通过观看由照相机捕获的周围环境的显示图像(通常被称为视频透视)，来观看虚拟对象的图像(例如，计算机生成的图像(CGI))和周围环境两者。
[0003]一个示例的光学透视AR系统可以使用基于波导的光学显示器，其中投射的图像的光可以被耦合到波导(例如，基底)中，在波导内传播，并且在不同的位置处从波导耦合出去。在一些实施方式中，可以使用衍射光学元件诸如光栅将光从波导耦合出去。光栅可以衍射所投射的图像的光和来自周围环境的光(例如，来自光源诸如灯的光)两者。来自周围环境的衍射光对于AR系统的用户来说可能表现为重影图像。此外，由于光栅的波长依赖性的特性，不同颜色的重影图像可以出现在不同的位置或角度。这些重影图像可能负面地影响使用人工现实系统的用户体验。
[0004]概述
[0005]本公开内容总体上涉及基于波导的近眼显示系统。更具体地，本公开内容涉及用于制造表面浮雕结构(surface
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relief structure)的纳米压印光刻(nanoimprint lithography)(NIL)模制技术，所述表面浮雕结构诸如在近眼显示系统中使用的直的表面浮雕光栅或倾斜的表面浮雕光栅。
[0006]在NIL模制中，NIL模具(例如，软印模或任何其他具有纳米结构的工作印模)可以被压靠在NIL树脂层上，用于在NIL树脂层中模制纳米结构(例如，光栅)。为了在脱模期间限制NIL模具和压印的树脂层的纳米结构的损坏，在一些实施方案中，NIL模具的纳米结构的深度可以在NIL模具的边缘处逐渐改变。具有逐渐深度变化的边缘区域可以是小的，以便减小压印的纳米结构中的逐渐深度变化对压印的纳米结构的性能的影响。
[0007]在一些实施方案中，反应性离子蚀刻(RIE)滞后效应可以被用于在纳米结构的边缘附近的小区域中(例如，在母体模具(master mold)中)蚀刻具有大的逐渐深度变化的纳米结构。用于在母体模具中蚀刻纳米结构的蚀刻掩模可以被修改为在小区域中包括占空比(duty cycle)的大的逐渐变化，使得由于RIE滞后效应，可以实现在母体模具中蚀刻的纳米结构中的小区域中的蚀刻深度的大的变化。然后，母体模具可以被用于产生具有纳米结构的软印模和/或表面浮雕结构，所述纳米结构在小区域中具有大的深度变化。
[0008]在一些实施方案中，纳米结构可以包括在纳米结构的边缘处的外部区域。由距纳米结构的边缘的距离界定的外部区域的宽度可以小于100μm。在外部区域中纳米结构的深度可以在纳米结构的最大深度的0％和至少50％之间逐渐变化。
[0009]在一些实施方案中，在外部区域中的纳米结构的深度可以朝向纳米结构的边缘逐渐减小。在一些实施方案中，纳米结构的最大深度可以是至少100nm。在一些实施方案中，在外部区域中的纳米结构的深度可以从400nm或更小到5nm或更小逐渐变化。
[0010]在一些实施方案中，纳米结构可以包括多于一个脊和多于一个槽，多于一个槽各自由两个相邻的脊界定。纳米结构的深度可以由多于一个槽中的每一个的深度界定。多于一个槽中的至少一个槽的深度可以在外部区域中在至少一个槽的最大深度的0％和至少50％之间逐渐变化。在一些实施方案中，多于一个脊中的至少一个可以具有大于30
°
、大于45
°
或大于60
°
的倾斜角。
[0011]在一些实施方案中，纳米结构可以包括表面浮雕光栅，该表面浮雕光栅被配置成将光耦合到基底中和/或从基底中耦合出，并且其中表面浮雕光栅可以包含树脂。在一些实施方案中，纳米结构可以包括用于纳米压印光刻的模具，并且模具可以包含树脂。在一些实施方案中，纳米结构可以包括用于纳米压印光刻的模具，并且模具可以包含半导体、氧化物或金属。
[0012]在一些实施方案中，在外部区域中的纳米结构的占空比可以在至少10％和至少90％之间逐渐变化。在一些实施方案中，纳米结构的占空比可以朝向纳米结构的边缘逐渐增加。在一些实施方案中，外部区域包围纳米结构的不到整个周边。
[0013]在一些实施方案中，方法可以包括在基底上形成蚀刻掩模，以及使用离子束蚀刻具有蚀刻掩模的基底，以在基底中形成纳米结构。蚀刻掩模可以包括在蚀刻掩模的边缘附近的外部区域。由距蚀刻掩模的边缘的距离界定的外部区域的宽度可以小于100μm。在外部区域中的蚀刻掩模的占空比可以在至少10％和至少90％之间逐渐变化。
[0014]在一些实施方案中，蚀刻掩模的占空比可以朝向蚀刻掩模的边缘逐渐增加。在一些实施方案中，在基底中的蚀刻深度可以朝向纳米结构的边缘逐渐减小。在一些实施方案中，蚀刻深度可以朝向纳米结构的边缘从400nm或更小减小到5nm。
[0015]在一些实施方案中，基底可以包括半导体、氧化物或金属。该方法还可以包括使用基底中的纳米结构形成印模，并且印模可以包含树脂。在一些实施方案中，该方法还可以包括使用印模形成表面浮雕光栅。表面浮雕光栅的深度可以朝向表面浮雕光栅的边缘逐渐减小。在一些实施方案中，表面浮雕光栅可以包括多于一个脊和多于一个槽，多于一个槽各自由两个相邻的脊界定。表面浮雕光栅的深度可以由多于一个槽中的每一个的深度界定。多于一个槽中的至少一个槽的深度可以在外部区域中从至少一个槽的最大深度的至少50％到0％逐渐减小。在一些实施方案中，多于一个脊中的至少一个可以具有大于30
°
、大于45
°
或大于60
°
的倾斜角。
[0016]本概述既不意图标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不意图孤立地用于确定所要求保护的主题的范围。应当参照本公开内容的整个说明书的适当部分、任何或所有附图以及每项权利要求来理解主题。下面将在以下说明书、权利要求书和附图中更详细地描述前述内容以及其他特征和实例。
[0017]附图简述
[0018]下面参照以下附图详细地描述说明性的实施方案。
[0019]图1是根据某些实施方案的示例性的近眼显示器的简化图。
[0020]图2是根据某些实施方案的示例性的近眼显示器的横截面视图。
[0021]图3是根据某些实施方案的示例性的波导显示器的等轴视图。
[0022]图4是根据某些实施方案的示例性的波导显示器的横截面视图。
[0023]图5是包括波导显示器的示例性的人工现实系统的简化框图。
[0024]图6示出了根据某些实施方案的使用波导显示器的示例性的光学透视增强现实系统。
[0025]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纳米结构，包括：在所述纳米结构的边缘处的外部区域，其中：由距所述纳米结构的所述边缘的距离界定的所述外部区域的宽度小于100μm；并且在所述外部区域中所述纳米结构的深度在所述纳米结构的最大深度的0％和至少50％之间逐渐变化。2.根据权利要求1所述的纳米结构，其中在所述外部区域中所述纳米结构的所述深度朝向所述纳米结构的所述边缘逐渐减小。3.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述纳米结构的所述最大深度是至少100nm。4.根据权利要求1所述的纳米结构，其中在所述外部区域中所述纳米结构的所述深度从400nm或更小逐渐变化到5nm或更小。5.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述纳米结构包括：多于一个脊；和多于一个槽，所述多于一个槽各自由两个相邻的脊界定，其中：所述纳米结构的所述深度由所述多于一个槽中的每一个的深度界定；并且所述多于一个槽中的至少一个槽的深度在所述外部区域中在所述至少一个槽的最大深度的0％和至少50％之间逐渐变化。6.根据权利要求5所述的纳米结构，其中所述多于一个脊中的至少一个具有大于30
°
、大于45
°
或大于60
°
的倾斜角。7.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述纳米结构包括表面浮雕光栅，所述表面浮雕光栅被配置为将光耦合到基底中和/或从基底中耦合出，并且其中所述表面浮雕光栅包含树脂。8.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述纳米结构包括用于纳米压印光刻的模具，并且其中所述模具包含树脂。9.根据权利要求1所述的纳米结构，其中所述纳米结构包括用于纳米压印光刻的模具，并且其中所述模具包含半导体、氧化物或金属。10.根据权利要求1所述的纳米结构，其中在所述外部区域中所述纳米结构的占空比在至少10％和至少90％之间逐渐变化。11.根据权利要求10所述的纳米结构，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱塞佩，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：