[发明专利]使用灰调光刻和倾斜蚀刻的深度调节倾斜光栅

说明书

披露一种具有光栅结构的设备和用于形成所述设备的方法。所述光栅结构包括：使用灰阶抗蚀剂和光刻在光栅层中形成楔形结构。多个通道形成于所述光栅层中，以在所述光栅层中界定倾斜光栅结构。所述楔形结构和所述倾斜光栅结构是通过使用选择性蚀刻工艺形成的。

本申请是申请日为2019年10月23日申请的申请号为201980073438.3，并且发明名称为“使用灰调光刻和倾斜蚀刻的深度调节倾斜光栅”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容的实施方式大体涉及一种在显示设备中使用的方法和设备。更详细而言，本公开内容涉及用于波导件(waveguide)或其他应用中的光栅(grating)结构。

背景技术

虚拟实境(virtual reality)通常被视为是计算机生成的模拟环境，在其中使用者有明显的实体存在。能够以3D形式生成虚拟实境体验，并且使用头戴式显示器(HMD)进行观看，所述显示器诸如眼镜或其他可穿戴式显示装置，这些装置具有近眼显示面板作为透镜，以显示取代真实环境的虚拟实境环境。

然而，扩增实境(augmented reality)实现了这样的体验：使用者能够可以通过眼镜或其他HMD装置的显示透镜，以观看周围环境，而且还看见为了显示而生成的虚拟物体的影像，且所述影像显示成环境的一部分。扩增实境能够包括任何类型的输入，诸如声音和触觉输入，以及增强或扩增使用者所体验的环境的虚拟影像、图形、和影音。作为新兴的技术，扩增实境存在许多挑战和设计上的限制。

一项这样的挑战是显示叠加在周围环境上的虚拟影像，所述虚拟影像具有从各使用者的观看角度来看足够清晰的影像。例如，如果使用者的眼睛未与显示的虚拟影像精确对准，则该使用者可能会看到变形、不清楚的影像，或者可能无法完整观看该影像。再者，从非最佳视角来看，该影像可能模糊并且具有低于期望的分辨率。

因此，需要制造扩增实境显示装置的改善方法。

发明内容

本公开内容大体涉及用于显示设备或其他应用中的方法和设备。更详细而言，本公开内容涉及通过使用灰阶(grayscale)光刻产生的波导件中所用的光栅结构。本文的方法也可形成用作纳米压印光刻的母模(master)的波导件结构。

在一个实施方式中，提供一种波导件结构。所述结构具有基板，所述基板上具有光栅层，其中通过灰阶光刻在光栅层中形成楔形结构。所述楔形结构具有第一端、第二端、和深度，其中所述深度从第一端至第二端改变。所述波导件结构也具有形成在所述光栅层中的多个通道，每一通道部分地界定多个光栅结构的一部分，其中所述多个光栅结构的深度从所述楔形结构的第一端至所述楔形结构的第二端改变。

在另一实施方式中，提供一种波导件结构。所述波导件结构包括基板，所述基板上有光栅层。所述波导件结构也包括楔形结构，所述楔形结构形成于所述光栅层中，其中所述楔形结构具有一深度，所述深度至少在第一方向和第二方向上改变而界定三维形状。所述波导件结构也包括形成在所述光栅层中的多个通道，每一通道部分地界定多个光栅结构的一部分，其中所述多个光栅结构的深度在所述第一方向和所述第二方向上改变，如由所述楔形结构所界定的。

在又一实施方式中，提供一种形成波导件结构的方法。所述方法包括，使用灰阶光刻在光栅层中形成楔形结构。所述方法也包括在所述光栅层之上形成硬掩模和光刻胶堆叠。所述方法进一步包括蚀刻所述光刻胶堆叠。所述方法也包括在所述光栅层中形成多个光栅结构。

附图说明

可以通过参照其中一些于附图中图解的实施方式来详细地理解本公开内容的上述特征以及上文简要概述的本公开内容的更具体的描述。然而，应注意，附图仅图解本公开内容的示例性实施方式，因此不应被认为是对本公开内容的范围的限制，因为本公开内容可以允许其他等效的实施方式。

图1是根据一个实施方式的波导件组合器的透视前视图。

图2是根据一个实施方式的深度调节倾斜光栅的说明图。