(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学層を構成するインプリントリソグラフィ方法であって、前記インプリントリソグラフィ方法は、
液滴の第１の組が基板上に形成された機能的パターンに接触しないような様式で、前記基板の側面の上に前記液滴の第１の組を堆積させることと、
前記液滴の第１の組を硬化させ、前記基板の前記側面に関連付けられたスペーサ層の第１の部分を形成することと、
前記液滴の第１の組が硬化させられた後、前記基板の前記側面の上に液滴の第２の組を堆積させることであって、それにより、前記液滴の第２の組のうちの各液滴は、それぞれ、前記液滴の第１の組のうちの液滴の上に直接分注される、ことと、
前記液滴の第１の組の上に直接、前記液滴の第２の組を硬化させ、前記スペーサ層の高さを増加させる前記スペーサ層の第２の部分を形成することであって、それにより、前記スペーサ層は、前記基板に隣接し、かつ前記機能的パターンから間隔を置かれた位置で前記液滴の第１および第２の組に及ぶ表面を支持できる、ことと
を含み、
前記液滴の第１の組における液滴の第１の数は、前記スペーサ層の高さが可変であるように、前記液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しくない、インプリントリソグラフィ方法。
【請求項２】
前記液滴の第１および第２の組のうちの各液滴は、約１ｐＬ〜約１００ｐＬの体積を有する、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項３】
前記基板の前記側面の上に前記液滴の第１の組を堆積させることは、前記基板の前記側面の上方に印刷スクリーンを位置付けることと、前記印刷スクリーンの上面にわたって前記液滴の第１の組を堆積させることとを含み、前記液滴の第１の組を硬化させることは、前記印刷スクリーンを前記基板から移動させることを含み、前記基板の前記側面の上に前記液滴の第２の組を堆積させることは、前記基板の前記側面の上方に前記印刷スクリーンを位置付けることと、前記印刷スクリーンの前記上面にわたって前記液滴の第２の組を堆積させることとを含み、前記液滴の第２の組を硬化させることは、前記印刷スクリーンを前記基板から移動させることを含む、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項４】
前記基板上に前記機能的パターンをインプリントすることをさらに含む、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項５】
前記基板の前記側面の上に前記液滴の第１および第２の組を堆積させることは、前記基板の前記側面の上に重合性物質の液滴体積を分注することを含む、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項６】
前記基板の前記側面の上に直接、前記液滴の第１の組のうちの各液滴を堆積させることと、
前記基板の前記側面の上に直接、前記液滴の第１の組を硬化させることと
をさらに含む、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項７】
前記液滴の第１の組のうちの各液滴は、約０．５μｍ〜約２０．０μｍの硬化高さを有する、請求項６に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項８】
前記スペーサ層は、楔形状を有する、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項９】
前記機能的パターンは、前記基板の前記側面上にインプリントされる、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１０】
前記機能的パターンは、前記基板の前記側面の内部領域に沿ってインプリントされ、前記インプリントリソグラフィ方法は、前記基板の前記側面の周辺縁に沿って前記液滴の第１および第２の組を堆積させることをさらに含む、請求項９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１１】
前記基板の前記側面は、前記基板の第１の側面であり、前記機能的パターンは、前記基板の前記第１の側面の反対側である前記基板の第２の側面上にインプリントされる、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１２】
前記基板の前記第１の側面の全体にわたって前記液滴の第１および第２の組を堆積させることをさらに含む、請求項１１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１３】
前記スペーサ層が前記基板と前記表面との間に間隙を形成するように、前記基板を前記液滴の第２の組において前記基板に隣接する前記表面に取り付けることをさらに含む、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１４】
前記間隙は、１の屈折率を有する空気を備える領域を提供する、請求項１３に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１５】
１．３〜１．６の範囲の屈折率を有する重合性材料で前記間隙を充填することをさらに含む、請求項１３に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１６】
重合性物質は、約０．５ｃＰ〜約５００．０ｃＰの範囲の粘度を有し、それにより、前記液滴の第１の組の上にそれぞれに堆積させられた前記液滴の第２の組から形成されたスペーサは、楕円体半円である形状を有する、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１７】
前記スペーサ層は、三日月形を有する、請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１８】
光学層であって、前記光学層は、
基板と、
前記基板上に形成された機能的パターンと、
前記基板の側面上に配置され、前記機能的パターンから間隔を置かれたスペーサの組と
を備え、
前記スペーサの組は、前記基板の前記側面に関連付けられたスペーサ層を形成し、前記スペーサ層は、前記スペーサ層が、前記基板に隣接し、かつ前記機能的パターンから間隔を置かれた位置で液滴の硬化させられた組に及ぶ表面を支持できるように選択された高さを有し、
前記スペーサの組は、
硬化させられた液滴の第１の組と、
前記硬化させられた液滴の第１の組の上に堆積させられた硬化させられた液滴の第２の組であって、それにより、前記液滴の第２の組のうちの各液滴は、それぞれ、前記液滴の第１の組のうちの液滴の上に直接支持されている、硬化させられた液滴の第２の組と
を備え、
前記硬化させられた液滴の第１の組における液滴の第１の数は、前記スペーサ層の高さが可変であるように、前記硬化させられた液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しくない、光学層。
【請求項１９】
光学層を構成するインプリントリソグラフィ方法であって、前記インプリントリソグラフィ方法は、
液滴の組が、基板に接触するが、前記基板上に形成された機能的パターンに接触しないような様式で、前記基板の側面に沿って前記基板の上に前記液滴の組を堆積させることと、
前記液滴の組を硬化させ、前記基板の前記側面に関連付けられたスペーサ層を形成することであって、前記スペーサ層は、前記スペーサ層が、前記基板に隣接し、かつ前記機能的パターンから間隔を置かれた位置で前記液滴の組に及ぶ表面を支持できるように選択された高さを有する、ことと
を含み、
前記液滴の組は、液滴の第１の組であり、前記インプリントリソグラフィ方法は、
前記基板の前記側面の上に直接、前記液滴の第１の組のうちの各滴を堆積させることと、
前記基板の前記側面の上に直接、前記液滴の第１の組を硬化させることと、
前記基板の前記側面の上に液滴の第２の組を堆積させることであって、それにより、前記液滴の第２の組のうちの各液滴は、それぞれ、前記液滴の第１の組のうちの液滴の上に直接分注される、ことと、
前記液滴の第１の組の上に直接、前記液滴の第２の組を硬化させ、前記スペーサ層の高さを増加させることと
をさらに含み、
前記液滴の第１の組における液滴の第１の数は、前記スペーサ層が可変高さを有するように、前記液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しくない、インプリントリソグラフィ方法。
【請求項２０】
前記液滴の組のうちの各液滴は、約１ｐＬ〜約１００ｐＬの体積を有する、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２１】
前記基板の前記側面の上に前記液滴の第１の組を堆積させることは、前記基板の前記側面の上方に印刷スクリーンを位置付けることと、前記印刷スクリーンの上面にわたって前記液滴の第１の組を堆積させることとを含み、前記液滴の第１の組を硬化させることは、前記印刷スクリーンを前記基板から移動させることを含み、前記基板の前記側面の上に前記液滴の第２の組を堆積させることは、前記基板の前記側面の上方に前記印刷スクリーンを位置付けることと、前記印刷スクリーンの前記上面にわたって前記液滴の第２の組を堆積させることとを含み、前記液滴の第２の組を硬化させることは、前記印刷スクリーンを前記基板から移動させることを含む、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２２】
前記基板上に前記機能的パターンをインプリントすることをさらに含む、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２３】
前記基板上に前記液滴の組を堆積させることは、前記基板の前記側面の上に、前記基板上に直接、重合性物質の液滴体積を分注することを含む、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２４】
前記液滴の第１の組のうちの各液滴は、約０．５μｍ〜約２０．０μｍの硬化高さを有する、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２５】
前記スペーサ層は、楔形状を有する、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２６】
前記機能的パターンは、前記基板の前記側面上にインプリントされる、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２７】
前記機能的パターンは、前記基板の前記側面の内部領域に沿ってインプリントされ、前記インプリントリソグラフィ方法は、前記基板の前記側面の周辺縁に沿って前記液滴の組を堆積させることをさらに含む、請求項２６に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２８】
前記基板の前記側面は、前記基板の第１の側面であり、前記機能的パターンは、前記基板の前記第１の側面の反対側である前記基板の第２の側面上にインプリントされる、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２９】
前記基板の前記第１の側面の全体にわたって前記液滴の組を堆積させることをさらに含む、請求項２８に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項３０】
前記スペーサ層が前記基板と前記表面との間に間隙を形成するように、前記基板を前記液滴の組において前記基板に隣接する前記表面に取り付けることをさらに含む、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項３１】
前記間隙は、約１．０〜約１．２の範囲の屈折率を有する低屈折率領域を提供する、請求項１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項３２】
前記低屈折率領域は、空気を備えている、請求項３１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項３３】
前記低屈折率領域は、１の屈折率を有する、請求項３１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項３４】
光学層であって、前記光学層は、
基板と、
前記基板上に形成された機能的パターンと、
前記基板の側面に沿って前記基板上に配置された液滴の第１の硬化させられた組であって、それにより、前記液滴の第１の硬化させられた組は、前記基板に接触し、前記機能的パターンから間隔を置かれており、前記液滴の第１の硬化させられた組は、前記基板の前記側面に関連付けられたスペーサ層を形成し、前記スペーサ層は、前記スペーサ層が、前記基板に隣接し、前記機能的パターンから間隔を置かれた位置で前記液滴の第１の硬化させられた組に及ぶ表面を支持できるように選択された高さを有する、液滴の第１の硬化させられた組と、
前記基板の前記側面上の液滴の第２の硬化させられた組であって、それにより、前記液滴の第２の硬化させられた組のうちの各液滴は、前記液滴の第１の硬化させられた組のうちの硬化させられた液滴の上に直接にあり、それによって前記液滴の第１の硬化させられた組に対して前記スペーサ層の高さを増加させる、液滴の第２の硬化させられた組と
を備え、
前記硬化させられた液滴の第１の組における液滴の数は、前記スペーサ層が可変高さを有するように、前記液滴の第２の硬化させられた組における液滴の第２の数に等しくない、光学層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、米国仮出願第６２／４５３，２４９号（２０１７年２月１日出願）の出願日の利益を主張する。米国仮出願第６２／４５３，２４９号の内容は、その全体が参照により本明細書に引用される。
（技術分野）
【０００２】
本発明は、インプリントリソグラフィプロセスにおいて光学層を構成することに関し、より具体的には、ドロップオンデマンド分注技法を介して基板上にスペーサを形成することに関する。
【背景技術】
【０００３】
ナノ加工（例えば、ナノインプリントリソグラフィ）は、約１００ナノメートル以下の特徴を有する非常に小さい構造の加工を含み得る。ナノ加工が有意な影響を及ぼしている１つの用途は、集積回路の処理におけるものである。半導体処理産業は、より大きい生成収率を求めて努力しながら、基板の単位面積あたりの基板上に形成される回路数を増加させ続けている。この目標を達成するために、半導体処理産業における所望される結果を達成するナノ加工が、ますます重要になりつつある。ナノ加工は、より優れたプロセス制御を提供しながら、基板上に形成される構造の最小特徴寸法の継続した低減を可能にする。ナノ加工が採用されている開発の他の分野は、バイオテクノロジー、光学技術、機械システム等を含む。いくつかの例では、ナノ加工は、光学デバイスを形成するために組み立てられる基板上での構造の加工を含む。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、基板上にスペーサ層を形成することにおける改良が、正確度および精度を増加させ、そのようなスペーサ層の機械的完全性を改良しながら、積み重ねられた層を含むデバイスの光学透明度に影響を及ぼすことなく、世界側のオブジェクトを明確に見るために、光学的機能層を積み重ねるためのそのようなスペーサ層の生成に関連付けられた費用および複雑性を削減し得る実現を伴う。この点に関して、開示されるインプリントリソグラフィ方法の種々の側面は、他の技法を介して生成されるスペーサ層と比較して、スペーサをより正確に位置付け、望ましいプラットフォーム面積を伴うスペーサをより精密にサイズを決定し、積み重ねられた層を含むデバイスを通した光可視性を改良し、スペーサの機械的完全性を改良する様式で、基板上に形成されるスペーサ層をもたらし得る。例えば、重合性の高度透過性物質（例えば、空気中の可視光の９０％を上回る透過）が、機能的パターンに接触することなく、したがって、機能的パターンの光学完全性に干渉することなく、機能的パターンがインプリントされる同一の側面上の基板の周辺縁に沿ってプログラムされたドロップオンデマンドマッピング方式に従って、液滴として正確に分注されることができる。他の例では、重合性の高度透過性物質（例えば、空気中の可視光の９０％を上回る透過）が、所望の光学的効果を生成するように、または構造的支持を提供するように、機能的パターンがインプリントされる側面の反対側である基板の側面全体にわたって、液滴として正確に分注されることができる。そのような分注された液滴は、硬化（すなわち、重合）すると、非常に透過性である。加えて、部分的にそれらの小さいサイズにより、液滴は、（例えば、眼の近点（例えば、２５ｍｍ）の近くに位置するデバイスを用いて）デバイスが意図された通りに覗き込まれるとき、裸眼には見えない。さらに、重合性物質の性質、ならびに重合性物質の精密な分注体積は、基板のエリア中でわずか５％高さが変動する精密に形成されたスペーサを生じさせることができる。加えて、硬化状態時のそのようなスペーサの弾性は、基板の内部領域に沿った撓みまたは反りを防止する様式で、隣り合い、隣接する基板を支持するために十分である機械的完全性をスペーサに提供する。
【０００５】
本発明の一側面は、光学層を構成するインプリントリソグラフィ方法を特徴とする。インプリントリソグラフィ方法は、液滴の組が基板上に形成された機能的パターンに接触しないような様式で、基板の側面の上に液滴の組を堆積させることを含む。インプリントリソグラフィ方法は、液滴の組を硬化させ、基板の側面に関連付けられたスペーサ層を形成することをさらに含み、スペーサ層は、スペーサ層が、基板に隣接し、機能的パターンから間隔を置かれた位置で液滴の組に及ぶ表面を支持し得るように選択された高さを有する。
【０００６】
いくつかの実施形態では、液滴の組のうちの各液滴は、約１ｐＬ〜約１００ｐＬの体積を有する。
【０００７】
いくつかの実施形態では、液滴の組のうちの各液滴は、透明である。
【０００８】
ある実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、ドロップオンデマンドプログラミング方式を生成することをさらに含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、印刷スクリーンを提供することをさらに含む。
【００１０】
ある実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、基板上に機能的パターンをインプリントすることをさらに含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、基板の側面の上に液滴の組を堆積させることは、基板の側面の上に重合性物質の液滴体積を分注することを含む。
【００１２】
ある実施形態では、液滴の組は、液滴の第１の組であり、インプリントリソグラフィ方法は、基板の側面の上に直接、液滴の第１の組のうちの各滴を堆積させることと、基板の側面の上に直接、液滴の第１の組を硬化させることとをさらに含む。
【００１３】
いくつかの実施形態では、液滴の第１の組のうちの各液滴は、約０．５μｍ〜約２０．０μｍの硬化高さを有する。
【００１４】
ある実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、液滴の第１の組が硬化させられた後、液滴の第２の組のうちの各液滴が、それぞれ、液滴の第１の組のうちのある液滴の上に直接分注されるように、基板の側面の上に液滴の第２の組を堆積させることと、液滴の第１の組の上に直接、液滴の第２の組を硬化させ、スペーサ層の高さを増加させることとをさらに含む。
【００１５】
いくつかの実施形態では、液滴の第１の組における液滴の第１の数は、スペーサ層が一様な高さを有するように、液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しい。
【００１６】
ある実施形態では、液滴の第１の組における液滴の第１の数は、スペーサ層が可変高さを有するように、液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しくない。
【００１７】
いくつかの実施形態では、スペーサ層は、楔形状を有する。
【００１８】
ある実施形態では、機能的パターンは、基板の側面上にインプリントされる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、機能的パターンは、基板の側面の内部領域に沿ってインプリントされ、インプリントリソグラフィ方法は、基板の側面の周辺縁に沿って液滴の組を堆積させることをさらに含む。
【００２０】
ある実施形態では、基板の側面は、基板の第１の側面であり、機能的パターンは、基板の第１の側面の反対側である基板の第２の側面上にインプリントされる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、基板の第１の側面の全体にわたって液滴の組を堆積させることをさらに含む。
【００２２】
ある実施形態では、インプリントリソグラフィ方法は、スペーサ層が基板と表面との間に間隙を形成するように、基板を液滴の組において基板に隣接する表面に取り付けることをさらに含む。
【００２３】
いくつかの実施形態では、間隙は、低屈折率領域を提供する。
【００２４】
ある実施形態では、低屈折率領域は、１の屈折率を有する空気を含む。
【００２５】
いくつかの実施形態では、方法は、１．３〜１．６の範囲内の屈折率を有する重合性材料で間隙を充填することをさらに含む。
【００２６】
ある実施形態では、重合性材料は、スペーサ層を形成する硬化させられた液滴の組の屈折率に等しい屈折率を有する。
【００２７】
本発明の別の側面は、基板と、基板上に形成された機能的パターンと、基板の側面上に配置され、機能的パターンから間隔を置かれた硬化させられた液滴の組とを含む光学層を特徴とする。硬化させられた液滴の組は、基板の側面に関連付けられたスペーサ層を形成し、スペーサ層は、スペーサ層が、基板に隣接し、機能的パターンから間隔を置かれた位置で硬化させられた液滴の組に及ぶ表面を支持し得るように選択された高さを有する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、画定された曲率半径が、所定の種々の高さの滴を用いてスペーサ層を形成することによって、積み重ねられた光学層に与えられることができる。種々の高さを伴うそのような滴は、異なる体積を伴う同一の材料の滴を分注し、個々の滴の体積および表面張力が滴の最終目的高さを画定するように、異なる材料の滴を分注し、互いの上に同一の材料または異なる材料の滴を分注し、高さの所望の変動を達成することによって、形成されることができる。種々の高さを伴うそのような滴は、限定ではないが、分注された滴の体積、表面張力、および表面エネルギーを選択的に改変し、硬化に応じて滴の高さに影響を及ぼすための伝導、対流、および／または放射滴体積蒸発方式を含む技法を使用して、形成されることもできる。
【００２９】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細が、添付図面および下記の説明に記載される。本発明の他の特徴、側面、および利点も、説明、図面、および請求項から明白となるであろう。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
光学層を構成するインプリントリソグラフィ方法であって、前記インプリントリソグラフィ方法は、
液滴の組が基板上に形成された機能的パターンに接触しないような様式で、前記基板の側面の上に液滴の組を堆積させることと、
前記液滴の組を硬化させ、前記基板の側面に関連付けられたスペーサ層を形成することと
を含み、
前記スペーサ層は、前記スペーサ層が、前記基板に隣接し、前記機能的パターンから間隔を置かれた位置で前記液滴の組に及ぶ表面を支持できるように選択された高さを有する、インプリントリソグラフィ方法。
（項目２）
前記液滴の組のうちの各液滴は、約１ｐＬ〜約１００ｐＬの体積を有する、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目３）
ドロップオンデマンドプログラミング方式を生成することをさらに含む、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目４）
印刷スクリーンを提供することをさらに含む、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目５）
前記基板上に前記機能的パターンをインプリントすることをさらに含む、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目６）
前記基板の前記側面の上に前記液滴の組を堆積させることは、前記基板の前記側面の上に重合性物質の液滴体積を分注することを含む、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目７）
前記液滴の組は、液滴の第１の組であり、前記インプリントリソグラフィ方法は、
前記基板の側面の上に直接、前記液滴の第１の組のうちの各滴を堆積させることと、
前記基板の側面の上に直接、前記液滴の第１の組を硬化させることと
をさらに含む、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目８）
前記液滴の第１の組のうちの各液滴は、約０．５μｍ〜約２０．０μｍの硬化高さを有する、項目７に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目９）
前記液滴の第１の組が硬化させられた後、
前記基板の前記側面の上に液滴の第２の組を堆積させることであって、前記液滴の第２の組のうちの各液滴は、それぞれ、前記液滴の第１の組のうちの液滴の上に直接分注される、ことと、
前記液滴の第１の組の上に直接、前記液滴の第２の組を硬化させ、前記スペーサ層の高さを増加させることと
をさらに含む、項目７に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１０）
前記液滴の第１の組における液滴の第１の数は、前記スペーサ層が一様な高さを有するように、前記液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しい、項目９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１１）
前記液滴の第１の組における液滴の第１の数は、前記スペーサ層が可変高さを有するように、前記液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しくない、項目９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１２）
前記スペーサ層は、楔形状を有する、項目１１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１３）
前記機能的パターンは、前記基板の前記側面上にインプリントされる、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１４）
前記機能的パターンは、前記基板の前記側面の内部領域に沿ってインプリントされ、前記インプリントリソグラフィ方法は、前記基板の前記側面の周辺縁に沿って前記液滴の組を堆積させることをさらに含む、項目１３に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１５）
前記基板の前記側面は、前記基板の第１の側面であり、前記機能的パターンは、前記基板の前記第１の側面の反対側である前記基板の第２の側面上にインプリントされる、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１６）
前記基板の第１の側面の全体にわたって前記液滴の組を堆積させることをさらに含む、項目１５に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１７）
前記スペーサ層が前記基板と前記表面との間に間隙を形成するように、前記基板を前記液滴の組において前記基板に隣接する前記表面に取り付けることをさらに含む、項目１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１８）
前記間隙は、低屈折率領域を提供する、項目１７に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目１９）
前記低屈折率領域は、１の屈折率を有する空気を備えている、項目１８に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目２０）
１．３〜１．６の範囲の屈折率を有する重合性材料で前記間隙を充填することをさらに含む、項目１７に記載のインプリントリソグラフィ方法。
（項目２１）
光学層であって、前記光学層は、
基板と、
前記基板上に形成された機能的パターンと、
前記基板の側面上に配置され、前記機能的パターンから間隔を置かれた硬化させられた液滴の組と
を備え、
前記硬化させられた液滴の組は、前記基板の前記側面に関連付けられたスペーサ層を形成し、前記スペーサ層は、前記スペーサ層が、前記基板に隣接し、前記機能的パターンから間隔を置かれた位置で前記硬化させられた液滴の組に及ぶ表面を支持できるように選択された高さを有する、光学層。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、インプリントリソグラフィシステムの略図である。
【００３１】
【図２】図２は、図１のインプリントリソグラフィシステムによって形成されたパターン化された層の略図である。
【００３２】
【図３】図３は、光学層の上面図である。
【００３３】
【図４】図４は、図３の光学層の側面図である。
【００３４】
【図５】図５は、スペーサの側面図のＳＥＭ画像である。
【００３５】
【図６】図６は、スペーサの側面図のＳＥＭ画像である。
【００３６】
【図７】図７は、図３の光学層を含む光学デバイスの一部の側面図である。
【００３７】
【図８】図８は、図３に示される光学層の構成と異なる構成を伴う光学層の底面図である。
【００３８】
【図９】図９は、図８の光学層の側面図である。
【００３９】
【図１０】図１０は、図８の光学層を含む光学デバイスの一部の側面図である。
【００４０】
【図１１】図１１は、ドロップオンデマンドプログラミング方式を介して可変厚さのスペーサ層を生成するための一連のステップを図示する略図である。
【００４１】
【図１２】図１２は、スクリーン印刷プロセスを介して一様な厚さのスペーサ層を生成するための一連のステップを図示する略図である。
【００４２】
【図１３】図１３は、スクリーン印刷プロセスを介して生成される可変厚さのスペーサ層の上面図および側面断面図である。
【００４３】
【図１４】図１４は、インプリントリソグラフィプロセスにおいて光学層を構成するための例示的プロセスのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
種々の図における同様の参照記号は、同様の要素を示す。
【００４５】
いくつかの例では、図面に示される図は、縮尺通りに描かれていない場合がある。
【００４６】
光学層を構成するためのインプリントリソグラフィプロセスが、下で説明される。インプリントリソグラフィプロセスは、基板上にスペーサ層を形成することを伴う。そのようなプロセスは、正確度および精度を増加させ、そのようなスペーサ層の機械的完全性を改良しながら、多層光学デバイスを作成するためにそのようなスペーサ層を生成することに関連付けられた費用および複雑性を削減することができる。
【００４７】
図１は、基板１０１（例えば、ウエハ）の上面１０３上にレリーフパターンを形成するように動作可能であるインプリントリソグラフィシステム１００を図示する。インプリントリソグラフィシステム１００は、基板１０１を支持し、運搬する支持アセンブリ１０２と、基板１０１の上面１０３上にレリーフパターンを形成するインプリントアセンブリ１０４と、基板１０１の上面１０３上に重合性物質を堆積させる流体ディスペンサ１０６と、支持アセンブリ１０２上に基板１０１を設置するロボット１０８とを含む。インプリントリソグラフィシステム１００は、メモリ内に記憶されたコンピュータ読み取り可能なプログラムに基づいて動作することができ、支持アセンブリ１０２、インプリントアセンブリ１０４、流体ディスペンサ１０６、およびロボット１０８と通信し、それらを制御するようにプログラムされた１つ以上のプロセッサ１２８を含む。
【００４８】
基板１０１は、典型的には、シリコン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、サファイア、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、シリコンおよびゲルマニウムの合金、リン化インジウム（ＩｎＰ）、または他の例示的材料を含む１つ以上の材料から作製される、実質的に平面状の薄いスライスである。基板１０１は、典型的には、実質的に円形または長方形の形状を有する。基板１０１は、典型的には、約５０ｍｍ〜約２００ｍｍ（例えば、約６５ｍｍ、約１５０ｍｍ、または約２００ｍｍ）の範囲内の直径、または、約５０ｍｍ〜約２００ｍｍ（例えば、約６５ｍｍ、約１５０ｍｍ、または約２００ｍｍ）の範囲内の長さおよび幅を有する。基板１０１は、典型的には、約０．２ｍｍ〜約１．０ｍｍの範囲内の厚さを有する。基板１０１の厚さは、基板１０１の至る所でほぼ一様（例えば、一定）である。レリーフパターンが、下でより詳細に議論されるであろうように、基板１０１の上面１０３上の重合性物質における構造的特徴（例えば、突出部および陥凹部）の組として形成される。
【００４９】
支持アセンブリ１０２は、基板１０１を支持し、固定するチャック１１０と、チャック１１０を支持する空気ベアリング１１２と、空気ベアリング１１２を支持する基部１１４とを含む。基部１１４は、固定された位置に位置する一方、空気ベアリング１１２は、最大３つの方向（例えば、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向）に移動し、チャック１１０をロボット１０８、流体ディスペンサ１０６、および、インプリントアセンブリ１０４から、およびそれらまで運搬する（例えば、いくつかの事例では、基板１０１を搬送する）ことができる。いくつかの実施形態では、チャック１１０は、真空チャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、電磁チャック、または別のタイプのチャックである。
【００５０】
依然として図１を参照すると、インプリントアセンブリ１０４は、原パターンを画定するパターン化表面を伴う可撓なテンプレート１１６を含み、原パターンから、レリーフパターンが、基板１０１の上面１０３上に相補的に形成される。故に、可撓なテンプレート１１６のパターン化表面は、突出部および陥凹部等の構造的特徴を含む。インプリントアセンブリ１０４は、種々の直径の複数のローラ１１８、１２０、１２２も含み、それらは、可撓なテンプレート１１６の１つ以上の部分がインプリントリソグラフィシステム１００の処理領域１３０内でｘ方向に移動させられることを可能にするように回転し、可撓なテンプレート１１６の選択された部分が処理領域１３０に沿って基板１０１と整列させらせる（例えば、重ねられる）ようにする。ローラ１１８、１２０、１２２のうちの１つ以上のものは、インプリントアセンブリ１０４の処理領域１３０における可撓なテンプレート１１６の垂直位置を変動させるように、個々に、または一緒に垂直方向（例えば、ｚ方向）に移動可能である。故に、可撓なテンプレート１１６は、処理領域１３０内の基板１０１を下方に押し、基板１０１上にインプリントを形成することができる。ローラ１１８、１２０、１２２の配列および数は、インプリントリソグラフィシステム１００の種々の設計パラメータに応じて変動することができる。いくつかの実施形態では、可撓なテンプレート１１６は、真空チャック、ピンタイプチャック、溝タイプチャック、電磁チャック、または別のタイプのチャックに結合される（例えば、それらによって支持または固定される）。
【００５１】
インプリントリソグラフィシステム１００の動作時、可撓なテンプレート１１６および基板１０１は、それぞれ、ローラ１１８、１２０、１２２と空気ベアリング１１２とによって、所望される垂直および横の位置に整列させられる。そのような位置付けが、可撓なテンプレート１１６と基板１０１との間の処理領域１３０内に容積を画定する。容積は、重合性物質が、流体ディスペンサ１０６によって基板１０１の上面１０３上に堆積させられると、重合性物質によって充填されることができ、（例えば、基板１０１を搬送する）チャック１１０は、続いて、空気ベアリング１１２によって処理領域１３０に移動させられる。故に、可撓なテンプレート１１６および基板１０１の上面１０３の両方は、インプリントリソグラフィシステム１００の処理領域１３０内の重合性物質と接触することができる。例示的重合性物質は、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸ｎ−ヘキシル、ジアクリル酸エチレングリコール、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、（２−メチル−２−エチル−１，３−ジオキソラン−４−イル）メチルアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノン、ジフェニル（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン、および種々の界面活性剤等の１つ以上の物質から調合され得る。それによって重合性物質が流体ディスペンサ１０６によって基板１０１上に堆積させられ得る例示的技法は、ドロップ分注、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着、および他の技法を含む。いくつかの例では、重合性物質は、複数の液滴で基板１０１上に堆積させられる。
【００５２】
プリントシステム１０４は、エネルギー（例えば、広帯域の紫外線照射）を処理領域１３０内の基板１０１上の重合性物質に導く、エネルギー源１２６を含む。エネルギー源１２６から放射されるエネルギーは、重合性物質に凝固および／または架橋結合させ、それによって、処理領域１３０内の重合性物質と接触している可撓なテンプレート１１６の一部の形状に適合するパターン化された層をもたらす。
【００５３】
図２は、インプリントリソグラフィシステム１００によって基板１０１上に形成された例示的なパターン化された層１０５を図示する。パターン化された層１０５は、残留層１０７と、複数の特徴とを含み、複数の特徴は、残留層１０７から延びている突出部１０９と、隣接する突出部１０９と残留層１０７とによって形成された陥凹部１１１とを含む。
【００５４】
インプリントリソグラフィシステム１００は、ロールツープレートまたはプレートツーロールシステムとして説明され、図示されるが、異なる構成のインプリントリソグラフィシステムも、下で議論される例示的なパターン化された層１０５および例示的パターンを生成するために使用されることができる。そのようなインプリントリソグラフィシステムは、ロールツーロールまたはプレートツープレート構成を有し得る。
【００５５】
いくつかの実施形態では、基板（例えば、インプリントリソグラフィシステム１００の基板１０１）は、多層光学デバイスの光学層（例えば、ディスプレイにおいて使用されるもの等のウェアラブル接眼レンズ、光学センサ、または光学フィルム）を形成するように処理される（例えば、片側もしくは両側にインプリントされ、追加の特徴（例えば、スペーサ構成要素）を供給され、および／または、成形するために切り取られる）。例えば、図３および４は、それぞれ、光学層２００の上面図および側面図を図示し、光学層２００は、基板２０２、基板２０２上にインプリントされた機能的パターン２０４、および基板２０２上に堆積させられたスペーサ層２０６を含む。基板２０２は、より大きい基板（例えば、基板１０１）からレーザ切断され得、基板１０１に関して上で説明される種々の材料調合に従って、１つ以上の有機もしくは無機金属から作製される透明または半透明のプラスチック（例えば、可撓性材料）、またはガラス（例えば、堅い材料）の層として提供される。基板２０２は、約１０ｍｍ〜約１５０ｍｍ（例えば、約５０ｍｍ）の長さと、約１０ｍｍ〜約１５０ｍｍ（例えば、約５０ｍｍ）の幅と、約０．１ｍｍ〜約１０．０ｍｍ（例えば、約０．５ｍｍ）の厚さとを有し得る。基板２０２は、約１．６〜約１．９の範囲の比較的に高い屈折率と、約８０％〜約９５％の範囲の透過率とを有する。
【００５６】
機能的パターン２０４が、基板２０２の上側面２０８上にインプリントされ、機能的パターン２０４は、基板２０２の周辺縁２１６に対して内部の領域２１８に沿って位置する。機能的パターン２０４は、光学層２００の基本的作業機能性を提供する複数の回折格子から形成された導波管パターンである。回折格子は、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲内の寸法を有する。回折格子は、特定の範囲内の波長の光を投影し、特定の深度平面に仮想画像を集束させるように構成される。集束光は、近位光学層を通して投影される集束光と一緒に、１つ以上の深度平面の上に多色の仮想画像を形成する。投影光は、約５６０ｎｍ〜約６４０ｎｍの範囲の波長を伴う赤色光、約４９０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲の波長を伴う緑色光、または約３９０ｎｍ〜約４７０ｎｍの範囲の波長を伴う青色光であり得る。回折格子は、所望の光学的効果を一緒になって提供する突出部および陥凹部（例えば、突出部１０９および陥凹部１１１等）の複数の組み合わせおよび配列を含むことができる。回折格子は、内部結合格子を含み、直交瞳拡大器領域および射出瞳拡大器領域を形成する。機能的パターン２０４は、約１０ｍｍ〜約１５０ｍｍの全長と、約１０ｍｍ〜約１５０ｍｍの全幅とを有し得る。
【００５７】
スペーサ層２０６は、機能的パターン２０４が基板２０２の上側面２０８の上にインプリントされた後、ドロップオンデマンドマッピング方式に従って基板２０２の上側面２０８の上に分注された層である。例えば、スペーサ層２０６は、メモリの中に記憶されたドロップオンデマンドマッピング方式に従って、インプリントリソグラフィシステム１００のプロセッサ１２８によって制御されるように、流体ディスペンサ１０６を用いて基板２０２の上に堆積させられ得る。いくつかの実装では、そのような技法を介したスペーサ２１２の分注は、裸眼にはほぼ見えない。スペーサ層２０６は、基板の周辺縁２１６に沿って配置され、機能的パターン２０４の光学性能に干渉しないように機能的パターン２０４を包囲する。スペーサ層２０６は、図７および１０に関して下でより詳細に議論されるであろうように、（例えば、高さを）サイズを決定される複数のスペーサ２１２を含み、複数のスペーサ２１２は、２つの光学層が互いに接着させられると、光学層２００と、多積層光学デバイスの一部を一緒に形成する隣接する光学層との間に、間隙（例えば、空気の層）を生成する。スペーサ２１２は、周辺縁２１６に沿って配列され、基板２０２およびスペーサ２１２と接触している隣接する光学層のための構造的支持を提供する。
【００５８】
スペーサ２１２は、基板２０２の上に略半球形（例えば、ドーム形）を達成するように広がる重合性物質の滴として、または一連の複数の滴（例えば、最大約５つの滴）として分注される。故に、スペーサ２１２は、略円形または楕円形であるｘｙ断面形状を有する。スペーサ２１２を生成するために使用される例示的重合性物質は、インプリントリソグラフィシステム１００に関して上で議論される種々の重合性物質に加えて、アクリレートおよびエポキシを含む。そのような重合性物質は、溶媒への暴露に基づいて、熱の存在のもと下で、または、所望される場合に光学層２００が除去、置換、または再整列させられ得るようにスペーサ２１２が基板２０２から剥離し得るような他の技法を使用して、再加工可能である。
【００５９】
スペーサ２１２は、透明または半透明であり、基板２０２上の非常に小さい面積を占有する。例えば、スペーサ２１２は、約５μｍ〜約１，０００μｍの範囲の最大直径または幅（例えば、基板２０２と接触しているスペーサ２１２の基部における）と、約０．５μｍ〜約１００．０μｍの範囲の高さとを有し得る。いくつかの例では、スペーサ２１２は、基板２０２を横断して位置するスペーサ２１２の高さがわずか５％の変動を有するように、良好な精度で本明細書に開示される実装に従って生成されることができる。各スペーサ２１２は、別の隣接するスペーサ２１２から、または機能的パターン２０４から約５μｍ〜約５０，０００μｍに位置し得る。いくつかの実施形態では、（例えば、硬化状態において）スペーサ２１２は、１ＧＰａを上回る弾性率（例えば、約０．１ＧＰａ〜約５．０ＧＰａの範囲）を有する。
【００６０】
上で議論されるように、スペーサ２１２は、互いの上に分注される一連の複数の滴から形成されることができる。例えば、図５は、連続的に硬化させられる２つの分注された滴から形成された例示的スペーサ３００の側面図の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。各滴は、約１ｐＬ〜約１００ｐＬ（例えば、約５ｐＬ）の分注量を有する。滴が形成される重合性物質は、約０．５ｃＰ〜約５００．０ｃＰの範囲の粘度を有し得る。比較的低い粘度を伴う物質が基板２０２に接触すると、広がり、図５に示されるように、望ましい接触角を伴って（例えば、高さよりも大きい幅を伴う）楕円体半円形を形成する傾向がある滴をもたらすであろう。例えば、スペーサ３００は、約３５．１°の接触角を有する。加えて、チキソトロピックまたは剪断減粘性であるより高い粘度の流体が、本明細書に説明されるスペーサを生成するために使用されることができる。そのような流体は、（例えば、流体ディスペンサ内の圧電要素を介して）力がそれらに加えられると、低減した粘度を有するが、基板と接触すると移動しない。他の例では、比較的高い表面張力を伴う物質が、比較的低い表面エネルギーを有する基板２０２に接触すると、最小限にのみ広がり、したがって、比較的高い接触角を伴って形状がより略半球形である滴を基板２０２の上に形成するであろう。他方では、比較的低い表面張力を伴う物質が、比較的高い表面エネルギーを有する基板２０２に接触すると、より広範囲に広がり、したがって、比較的低い接触角を伴って形状がより略楕円体半球形である滴を基板２０２の上に形成するであろう。
【００６１】
スペーサ３００を形成するために、第１の滴が、分注され、硬化することを可能にされることができる。硬化サイクルは、放射照度エネルギーおよび材料の光反応性または安定性に応じて、約１秒〜約１００秒持続し得る。第１の単一の分注された滴は、広がって半球形を形成し、重合性物質の粘度に応じて（例えば、滴が基板２０２に接触したときに広がる程度に応じて）、約０．５μｍ〜約２０．０μｍ（例えば、約３．０μｍ）の高さ（例えば、硬化高さ）と、約５μｍ〜約２００μｍ（例えば、約５０μｍ）の幅（例えば、硬化幅）とを有する。第１の滴が硬化すると、第２の滴が、第１の滴の上に分注され、硬化することを可能にされることができる。第１の滴に接触すると、第２の滴は、第１の滴の表面中に広がり、それによって、スペーサ３００の高さを約１．０μｍ〜約４０．０μｍ（例えば、約１６．７μｍ）まで増加させ、スペーサ３００の幅を約１０．０μｍ〜約４００．０μｍ（例えば、約９０．６μｍ）まで増加させる。一般に、各連続的に堆積させられた滴は、半球形スペーサの高さを約０．５μｍ〜約２０．０μｍ増加させ、半球形スペーサの幅を約５μｍ〜約２００μｍ増加させ得る。概して、スペーサの形状は、滴が基板の上に分注される接触角が増加するにつれて、より球形になり、あまり半球形ではなくなる。逆に、スペーサの形状は、滴が基板の上に分注される接触角が減少するにつれて、より半球形になり、あまり球形ではなくなる。
【００６２】
図６は、連続的に硬化させられた５つの分注された滴から形成された例示的スペーサ４００の側面図のＳＥＭ画像である。スペーサ４００は、スペーサ３００に関して上で説明されるように生成され得る。より多数の滴は、スペーサ３００のそれと比較して異なる曲率半径を伴うスペーサ４００の楕円体半球形の外形を提供する。例えば、いくつかの事例では、スペーサ４００は、スペーサ４００の下側部分の曲率半径より小さい曲率半径を伴う上側部分を含む。
【００６３】
スペーサ４００は、約１μｍ〜約１００μｍ（例えば、約２８μｍ）の高さと、約１０μｍ〜約１，０００μｍ（例えば、約１２５μｍ）の幅とを有する。
【００６４】
図７は、複数の光学層を含む光学デバイス５００（例えば、ウェアラブル接眼レンズ）の一部の側面図を図示し、例示的光学層２００のうちの２つと、基板２０２および機能的パターン２０４を含む例示的光学層５４０とを含む。光学デバイス５００は、示されていない追加の光学層も含む。光学デバイス５００は、光学層２００、５４０を互いに整列させ、スペーサ層２０６のスペーサ２１２の上に分注される接着性滴を用いて光学層２００、５４０を互いに接着させることによって形成される。いくつかの実施形態では、隣接する光学層２００、５４０は、代替として、または加えて、硬化させられたスペーサ２１２の上に分注される、未硬化または部分的硬化滴を用いて、互いに接着させられる。そのような未硬化または部分的硬化滴は、硬化させられると、隣接する光学層２００、５４０をしっかりと接合する、結合剤としての機能を果たすことができる。未硬化または部分的硬化滴は、スペーサ２１２を形成する同一の物質であり得る。接着剤および／または未硬化もしくは部分的硬化滴に加えて、光学層２００、５４０は、続いて、さらに、光学層２００、５４０の周辺縁２１６の全てが接合される取り付け機構としての役割を果たすシール（例えば、周辺または縁シール）を用いて、互いに接着させられる。光学デバイス５００は、光学層２００および他の光学層のうちの複数のものを含むことができ、合計で３〜２０個の光学層を含むことができる。
【００６５】
光学デバイス５００の各スペーサ層２０６は、隣接する光学層２００、５４０の間に空気の層を画定する間隙５３０を作成する。スペーサ層２０６によって画定される空気の層は、約１．０〜約１．２の範囲の低屈折率を有する。空気の低屈折率層は、高屈折率光学層２００、５４０と交互し、３Ｄ可視化を増進し、隣接する光学層２００、５４０の間の光の結合を低減または排除する。スペーサ層２０６のスペーサ２１２の配列によって形成される支持構造は、光学層２００、５４０が異なる技法（内部の中または基板２０２の周辺縁２１６に沿って接着剤の滴を分注すること等）を介して接着させられた場合、そうでなければ生じ得る基板２０２の反りを防止または低減させる方法で、スペーサ２１２が取り付けられる基板２０２と隣接する基板２０２とを支持する。
【００６６】
スペーサ層および／または機能的パターンの他の配列も、可能である。例えば、図８および９は、それぞれ、光学層６００の底面図および側面図を図示し、光学層２００の基板２０２および機能的パターン２０４と、スペーサ層６０６とを含む。機能的パターン２０４は、光学層２００におけるように、基板２０２の上層２０８上にインプリントされる。スペーサ層６０６は、スペーサ層６０６が基板２０２の下側面２１４上に堆積させられていることと、スペーサ層６０６のスペーサ２１２の配列が基板２０２の周辺縁２１６に沿って延びているだけでなく、基板２０２の内部領域２１８中でも延びていることを除き、スペーサ層２０６と構造および機能が実質的に類似する。スペーサ層６０６は、機能的パターン２０４が基板の上側面２０８の上にインプリントされた後、基板の下側面２１４の上に分注される。スペーサ層６０６および機能的パターン２０４が基板２０２の異なる（例えば、反対）側に配置されるので、スペーサ層６０６は、機能的パターン２０４の光学性能に干渉しない。
【００６７】
光学層２００、６００は、基板２０２の片側上にスペーサ層２０６、６０６を含むものとして説明され、図示されているが、いくつかの例では、スペーサ層は、基板の両側上に形成されることができる。例えば、光学層は、基板２０２と、基板２０２の上側面２０８上に分注されたスペーサ層２０６と、基板２０２の下側面２１４上に分注されたスペーサ層３０６とを含み得る。
【００６８】
光学層２００、６００は、機能的パターン２０４に接触しないスペーサ層を含むものとして説明され、図示されているが、いくつかの例では、スペーサ層は、回折光の建設的干渉を増進し、破壊的干渉を軽減するために等、ある光学的効果を生成するように機能的パターンの上に直接形成されることができる。
【００６９】
図１０は、複数の光学層を含む光学デバイス７００（例えば、ウェアラブル接眼レンズ）の一部の側面図を図示し、例示的光学層６００のうちの２つを含み、そして、光学デバイス５００の例示的光学層５４０も含む。光学デバイス７００は、示されていない追加の光学層も含む。光学デバイス７００は、光学層６００、５４０を互いに整列させることによって、スペーサ層６０６のスペーサ２１２の上に分注される接着性滴を用いて、または代替として、もしくは加えて、硬化させられたスペーサ２１２の上に分注される未硬化または部分的硬化滴を用いて、光学層６００、５４０を互いに接着させることによって、および光学デバイス５００に関して上で議論されるように、光学層を周辺または縁シールにさらに取り付けることによって、形成される。光学デバイス７００は、光学層６００および他の光学層のうちの複数のものを含むことができ、合計で３〜２０個の光学層を含むことができる。
【００７０】
光学デバイス７００の各スペーサ層６０６は、隣接する光学層６００、５４０の間に空気の層を画定する間隙７３０を作成する。スペーサ層６０６によって画定される空気の層は、約１．０〜約１．２の範囲の低屈折率を有する。空気の低屈折率層は、高屈折率層６００、５４０と交互し、３Ｄ可視化を増進し、隣接する光学層６００、５４０の間の光の結合を低減または排除する。スペーサ層６０６のスペーサ２１２の配列によって形成される支持構造は、光学層６００、５４０が異なる技法（基板２０２の内部内または周辺縁２１６に沿って接着剤の滴を分注すること等）を介して接着させられた場合、そうでなければ生じ得る基板２０２の反りを防止または低減させる方法で、スペーサ２１２がインプリントされる基板２０２および隣接する基板２０２を支持する。
【００７１】
図１０の例では、第１の基板２０２の片側上に配列されたスペーサ２１２（例えば、硬化状態時のスペーサ層６０６）は、隣接する基板５４０の光学性能に干渉することなく、隣接する基板５４０の片側上にインプリントされた機能的パターン２０４に接触することができる。いくつかの例では、そのような構成は、回折光の建設的干渉を増進するために、および破壊的干渉を軽減するために等、近傍の機能的パターン２０４の１つ以上の意図的な所望の光学的効果のために選択される。そのような光学的効果は、隣接する基板上にインプリントされ、スペーサ層６０６に接触している機能的パターン２０４に対して、またはスペーサ層６０６が配置される基板２０２の反対側上にインプリントされる機能的パターン２０４に対して、生成または増進され得る。
【００７２】
いくつかの実施形態では、画定された曲率半径が、所定の種々の高さの滴を有するスペーサ層を形成することによって、積み重ねられた光学層に与えられることができる。種々の高さを伴うそのような滴は、異なる体積を伴う同一の材料の滴を分注し、個々の滴の体積および表面張力が滴の最終目的高さを画定するように異なる材料の滴を分注し、互いの上に同一の材料または異なる材料の滴を分注し、高さの所望の変動を達成することによって、形成されることができる。種々の高さを伴うそのような滴は、限定ではないが、分注される滴の体積、表面張力、および表面エネルギーを選択的に改変し、硬化に応じて滴の高さに影響を及ぼすための伝導、対流、および／または放射滴体積蒸発方式を含む技法を使用して、形成されることができる。
【００７３】
いくつかの実施形態では、可変高さのスペーサは、スペーサ層が非対称形状（例えば、楔形、三日月形等）を有するように、基板の側面を横断してスペーサによって画定される間隙の厚さを変動させるように基板上に形成され得る。そのような可変間隙厚さは、光学スタック内のすぐ近く層が外側光反射体としての機能を果たす状況で望ましくあり得る。ユーザの視野内の不要な反射画像を低減させるために、間隙厚さ、したがって、そのような反射層のための反射面を変化させる必要性があり得る。例えば、図１１は、可変厚さのスペーサ層８００（例えば、楔形状を伴うスペーサ層）を生成するための一連のステップを描く上面図および対応する側面断面図を図示する。
【００７４】
スペーサ層８００を生成するための第１のステップ（ａ）では、滴の第１の組８５０が、基板８０２の上にドロップオンデマンドマッピング方式に従って分注され、硬化することを可能にされる。滴の第１の組８５０は、３つの単一滴８５０の３つの列８５２、８５４、８５６に配列され、隣接する基板８０２の間に一様な厚さの間隙８５８を画定する。間隙８５８は、約０．５μｍ〜約１００．０μｍ（例えば、約２０．０μｍ）の厚さを有し得る。スペーサ層８００を生成するための次のステップ（ｂ）では、滴の第２の組８６０が、基板８０２の上に分注され、硬化することを可能にされる。滴の第２の組８６０は、それぞれ、列８５４、８５６に配列される滴８５０の上に堆積させられる。故に、スペーサ８６２（滴８５０および滴８６０から形成される）は、滴８５０と比較して、より大きい高さおよびより大きい幅を有する。スペーサ層８００を生成するための次のステップ（ｃ）では、滴の第３の組８７０が、基板８０２の上に分注され、硬化することを可能にされる。滴の第３の組８７０は、それぞれ、隣接する基板８０２の間に可変厚さの間隙８７８を生成する（例えば、有意な楔形状を伴う間隙を形成する）ように、列８５６に配列される滴８６０の上に堆積させられる。故に、スペーサ８７２（滴８５０、滴８６０、および滴８７０から形成される）は、滴８６０と比較して、より大きい高さおよびより大きい幅を有する。間隙８７８は、間隙８５８の厚さのそれに等しい最小厚さ（例えば、滴８５０によって画定される）を有し得る。間隙８７８は、約１μｍ〜約１００μｍ（例えば、約４０μｍ）の最大厚さ（例えば、滴８６０および滴８５０の上の滴８７０によって画定される）を有し得る。
【００７５】
いくつかの実施形態では、スペーサ層が、ドロップオンデマンド分注以外の技法を介して形成され得る。例えば、図１２は、スクリーン印刷技法を介してスペーサ層９００を生成するための一連のステップを描く上面図および対応する側面断面図を図示する。スペーサ層９００を生成するための第１のステップ（ａ）では、スクリーン９４０が、上方に位置付けられ、基板９０２と整列させられる（例えば、中心整列または別様に整列させられる）。スクリーン９４０は、４つの異なる形状（例えば、１つの円および３つの異なる四角形）を伴うパターンを形成する４つの切り抜きを画定する。スクリーン９４０は、基板９４０の約０．０５ｍｍ〜約１０．００ｍｍ（例えば、約０．５０ｍｍ）上方に位置付けられ得る。スペーサ層９００を生成するための次のステップ（ｂ）では、重合性物質が、スクリーン９４０の上面中に堆積させられ、それによって、重合性物質が、スクリーン９４０のパターンに従って切り抜きを通過し、基板９０２の上に堆積し、スペーサ９１２を形成する。スペーサ層９００を生成するための次のステップ（ｃ）では、スクリーン９４０は、基板９０２から離れるように移動させられ、堆積させられた物質をエネルギー源（例えば、エネルギー源１２６）にさらし、スペーサ９１２を硬化させる。硬化させられたスペーサ９１２は、２つの隣接する基板９０２の間に間隙９３０を画定するスペーサ層９００を形成する。重合性物質が基板９０２上に配置される機能的パターンの上に直接堆積させられないような様式で、スクリーン９４０内の切り抜きが、位置し得、スクリーン９４０が、基板９０２と整列させられ得る。
【００７６】
別の例では、図１３は、スクリーン印刷プロセスを介して生成される（例えば、楔形状を伴う）可変厚さのスペーサ層１０００の上面図および対応する側面断面図を図示する。スペーサ層１０００は、スクリーン（図示せず）に通される物質堆積物の第１の組１０５０および物質堆積物の第２の組１０６０から基板１００２の上に形成される。物質堆積物の第１の組１０５０は、１列あたり２つの物質堆積物１０５０の第１の列１０５２および第２の列１０５４に配列される。物質堆積物の第１の組１０５０は、物質堆積物の第２の組１０６０が基板１００２に適用されることに先立って、硬化することを可能にされる。物質堆積物の第２の組１０６０は、物質堆積質１０５０の上に第２の列１０５４に配列され、それによって、それぞれ、物質堆積物１０５０および物質堆積物１０６０を含むスペーサ１０８２を形成する。スペーサ１０８２は、スペーサ層１０００が可変厚さの間隙１０７８を画定するように、第１の列１０５２に配列される物質堆積物の第１の組１０５０よりも高い。堆積物１０５０およびスペーサ１０８２は、基板１００２上に配置される機能的パターンに重ならないこともある。
【００７７】
図１４は、インプリントリソグラフィプロセスにおいて光学層（例えば、光学層２００、６００）を構成するための例示的プロセス１１００のフローチャートを表示する。液滴の組（例えば、未硬化状態時のスペーサまたは滴２１２、３００、４００、８５０、８６０、８７０、９１２、１０１２、１０８２）は、液滴の組が基板上に形成された機能的パターン（例えば、機能的パターン２０４）に接触しないような様式で、基板（例えば、基板２０２、８０２、９０２、１００２）の側面（例えば、上側面２０８または下側面２１４）の上に堆積させられる（１１０２）。いくつかの例では、液滴の組のうちの各液滴は、約１ｐＬ〜約１００ｐＬの体積を有する。いくつかの実施形態では、プロセスは、ドロップオンデマンドプログラミング方式を生成することをさらに含む。いくつかの例では、プロセスは、印刷スクリーン（例えば、スクリーン９４０またはスペーサ層１０００を生成するために使用されるスクリーン）を提供することをさらに含む。いくつかの実施形態では、プロセスは、基板上に機能的パターンをインプリントすることをさらに含む。
【００７８】
液滴の組は、基板の側面に関連付けられ、選択された高さのスペーサ層（例えば、スペーサ層２０６、６０６、８００、９００、１０００）を形成するように硬化させられ、それによって、スペーサ層は、機能的パターンから間隔を置かれた位置で、基板に隣接し、液滴の組に及ぶ表面（例えば、基板２０２、８０２、９０２、１００２、または光学層５４０の表面）を支持できる。いくつかの実施形態では、基板の側面の上に液滴の組を堆積させることは、基板の側面の上に重合性物質の液滴体積を分注することを含む。いくつかの例では、液滴の組は、第１の規模の（例えば、マイクロスケールの）硬化高さを有する。いくつかの例では、機能的パターンは、第２の規模の（例えば、ナノスケール）の高さを有する。
【００７９】
いくつかの例では、液滴の組は、液滴の第１の組（例えば、滴または堆積物８５０、１０５０）であり、プロセスは、基板の側面の上に直接、液滴の第１の組のうちの各滴を堆積させることと、基板の側面の上に直接、液滴の第１の組を硬化させることとをさらに含む。いくつかの例では、液滴の第１の組のうちの各液滴は、約０．５μｍ〜約２０．０μｍの硬化させられた高さを有する。いくつかの実施形態では、液滴の第１の組が硬化させられた後、プロセスは、液滴の第２の組が、それぞれ、液滴の第１の組のうちの液滴の上に直接分注されるように、基板の側面の上に液滴の第２の組（例えば、滴または堆積物８６０、８７０、１０６０）を堆積させることと、液滴の第１の組の上に直接、液滴の第２の組を硬化させ、スペーサ層（例えば、スペーサ層８００、１０００）の高さを増加させることとをさらに含む。いくつかの例では、液滴の第１の組における液滴の第１の数は、スペーサ層（例えば、スペーサ層２０６、６０６、９００）が一様な高さ（例えば、厚さ）を有するように、液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しい。いくつかの例では、液滴の第１の組における液滴の第１の数は、スペーサ層（例えば、スペーサ層８００、１０００）が可変高さ（例えば、厚さ）を有するように、液滴の第２の組における液滴の第２の数に等しくない。例えば、可変厚さのスペーサ層は、楔形状を有し得る。
【００８０】
いくつかの実施形態では、機能的パターンは、基板の側面（例えば、上側面２０８）上にインプリントされる。いくつかの実施形態では、機能的パターンは、基板の側面の内部領域（例えば、内部領域２１８）に沿ってインプリントされ、プロセスは、基板の側面の周辺縁（例えば、周辺縁２１６）に沿って液滴の組を堆積させることをさらに含む。いくつかの実施形態では、基板の側面（例えば、下側面２１４）は、基板の第１の側面であり、機能的パターンは、基板の第１の側面の反対側である基板の第２の側面上にインプリントされる。いくつかの実施形態では、プロセスは、基板の第１の側面の全体にわたって液滴の組を堆積させることをさらに含む。
【００８１】
いくつかの実施形態では、プロセスは、スペーサ層が基板と表面との間に間隙（例えば、間隙５３０、７３０、８５８、８７８、９３０、１０３０）を形成するように、基板を液滴の組の位置で基板に隣接する表面に取り付けることをさらに含む。いくつかの例では、間隙は、低屈折率領域を提供する。いくつかの例では、低屈折率領域は、１の屈折率を有する空気である。
【００８２】
有利なこととして、プロセス１１００は、ポリマー材料の連続ペーストを適用するために管またはノズルを使用すること等の他の技法を介して生成されるスペーサ層と比較して、スペーサをより正確に位置付け、スペーサをより精密にサイズを決定し、スペーサの機械的完全性を改良する様式で、基板上にスペーサ層を生成するために使用されることができる。例えば、重合性物質が、機能的パターンに接触することなく、したがって、機能的パターンの光学完全性に干渉することなく、機能的パターンがインプリントされる同一の側面上の基板の周辺縁に沿ってプログラムされたドロップオンデマンドマッピング方式に従って、液滴として正確に分注されることができる。他の例では、重合性物質が、所望の光学的効果を生成するように、または構造的支持を提供するように、機能的パターンがインプリントされる側面の反対側である基板の側面全体にわたって、液滴として正確に分注されることができる。さらに、重合性物質の性質、ならびに重合性物質の精密な分注体積は、基板のエリア中でわずか５％だけ高さが変動する精密に形成されたスペーサを生じさせることができる。これは、間隙厚さの精密な制御を可能にする。さらに、ドロップオンドロップ積層に起因して、間隙厚さは、所望に応じて変更され、または非一様な厚さの間隙を生成するようにカスタマイズされることができる。加えて、硬化状態時のそのようなスペーサの弾性は、基板の内部領域に沿った撓みまたは反りを防止する様式で、隣り合い、隣接する基板を支持するために十分である機械的完全性を伴うスペーサを提供する。
【００８３】
上で議論されるスペーサ層および光学デバイスが、空気で充填される間隙を画定するものとして説明され、図示されているが、いくつかの実施形態では、上で議論されるスペーサ層または光学デバイスのうちのいずれかと構造および機能が別様に類似するスペーサ層または光学デバイスが、重合性材料で充填される間隙を画定し得る。いくつかの実施形態では、重合性材料は、１．３〜１．６の範囲の屈折率を有する。いくつかの実施形態では、重合性材料は、スペーサ層を形成する硬化させられた液滴の組の屈折率に等しい屈折率を有する。
【００８４】
いくつかの実施形態が、例証の目的のために説明されているが、前述の説明は、添付の請求項の範囲によって定義される本発明の範囲を限定することを意図していない。以下の請求項の範囲内の他の例、修正、および組み合わせも、存在するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１１（ｃ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１２（ｃ）】
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【図１３】
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【図１４】
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