專利名稱：具有減少莫爾條紋的表面的微復(fù)制物品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體涉及將材料連續(xù)流延(cast)到片材上，更具體地涉及 具有減少莫爾條紋的表面且在片材的相反面上流延的圖案之間具有較 高配準(zhǔn)度的物品的流延。
背景技術(shù)：
在從報(bào)紙印刷到復(fù)雜電子和光學(xué)裝置的制造的許多物品的制造 中，需要將一些至少暫時(shí)處于液態(tài)的材料涂布到基體的相反面上。通 常情況是以預(yù)訂圖案涂布將要涂布于基體上的材料；在例如印刷的情 況下，墨水以字母和圖片的圖案進(jìn)行涂布。在這些情況下，通常對(duì)于 在基體的相反面上的圖案之間的配準(zhǔn)，至少存在最低的要求。
當(dāng)該基體為電路板之類的不連續(xù)物品時(shí)，圖案的涂布器通?？梢?賴邊緣來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)配準(zhǔn)。但當(dāng)基體是片材，并且不可能依賴基體的邊 緣來(lái)在保持配準(zhǔn)中做周期性地參考時(shí)，該問(wèn)題變得比較困難。仍然， 即使在片材的情況下，當(dāng)配準(zhǔn)的要求不嚴(yán)格時(shí)，例如容許大于100微 米的完全配準(zhǔn)的偏移，用于將材料涂布控制到這種程度的機(jī)械臨時(shí)措 施是已知的。印刷領(lǐng)域充分供應(yīng)能夠滿足這種標(biāo)準(zhǔn)的裝置。
然而，在基體的相反面上具有圖案的一些產(chǎn)品中，要求圖案之間 更精確的配準(zhǔn)。在這種情況下，如果片材不處于連續(xù)移動(dòng)，則已知能 夠?qū)⒉牧贤坎歼_(dá)到這種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。而如果片材連續(xù)移動(dòng)，像在例如 一些類型的柔性電路中的那樣，如果容許每轉(zhuǎn)動(dòng)圖案輥，就重新設(shè)定 一次圖案輥以在100微米或者甚至5微米的完全配準(zhǔn)內(nèi)，則現(xiàn)有技術(shù) 仍然給出了有關(guān)如何處理的指導(dǎo)。
然而，在例如光學(xué)物品中，如增亮膜，對(duì)于涂布到基體的相反面 上的光學(xué)透明的聚合體中的圖案，要求基體相反面在工具轉(zhuǎn)動(dòng)中的任 意點(diǎn)處的失配準(zhǔn)僅僅達(dá)非常小的限度。迄今為止，現(xiàn)有技術(shù)并未記載 有關(guān)如何在連續(xù)運(yùn)動(dòng)的片材的相反面上流延圖案面，使得在100微米 內(nèi)的配準(zhǔn)中，圖案保持連續(xù)而不間斷。
在顯示器上使用薄膜的一個(gè)問(wèn)題是對(duì)于近距離觀看的顯示器，例 如計(jì)算機(jī)顯示器，其外觀要求(cosmetic requirement)非常高。這是因 為此類顯示器被較長(zhǎng)時(shí)間近距離觀看，所以甚至很小的缺陷都可被肉 眼發(fā)現(xiàn)，以至于引起觀看者的分心。對(duì)此類缺陷的去除將花費(fèi)大量的 檢驗(yàn)時(shí)間和材料。
缺陷具有幾種不同的表現(xiàn)形式。存在諸如斑點(diǎn)、絨毛(lint)、劃 傷、夾雜物等物理缺陷，以及光學(xué)現(xiàn)象的缺陷。最常見(jiàn)的光學(xué)現(xiàn)象是 莫爾條紋。莫爾條紋是當(dāng)兩個(gè)相似的網(wǎng)格狀圖案疊加時(shí)形成的干涉圖。 它們形成其自身的、不存在任何一個(gè)原始圖案中的圖案。結(jié)果是當(dāng)網(wǎng) 格彼此相對(duì)移動(dòng)時(shí)，改變形狀的一系列條紋圖案。
數(shù)種方法已經(jīng)被應(yīng)用于解決顯示器組件中的缺陷問(wèn)題。 一種方法 是簡(jiǎn)單地接受由傳統(tǒng)制造工藝制造的合格顯示器組件的較低產(chǎn)量。而
這在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中明顯是不可取的。第二種方法是采用非常潔凈和仔細(xì) 的制造工序，強(qiáng)加嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。盡管這可以提高產(chǎn)量，但增 加生產(chǎn)成本以代替清潔設(shè)備和檢驗(yàn)時(shí)的支出。另一種減少缺陷的方法 是在顯示器中引入漫射體，即面漫射體或體漫射體。此類漫射體可以 掩飾很多缺陷，并在低附加成本下增加產(chǎn)量。然而，該漫射體將光線 散射，降低觀察者感知的軸上光線的亮度，由此減弱了效果。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的一方面涉及具有減少莫爾條紋的表面的微復(fù)制物品。微 復(fù)制物品包括柔性基體，該基體具有第一和第二相反的表面，位于第
一表面上的第一涂布的微復(fù)制圖案，以及位于第二表面上的第二涂布 的微復(fù)制圖案。將第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案沿 加工方向和橫向配準(zhǔn)到IO微米范圍內(nèi)，并且第一涂布的微復(fù)制圖案和 第二涂布的微復(fù)制圖案形成多個(gè)透鏡部分。每個(gè)透鏡部分包括多個(gè)透 鏡元件。每個(gè)透鏡元件具有光軸，其中所有透鏡元件的光軸互相平行， 并且第一透鏡部分內(nèi)的透鏡元件具有從鄰近的第二透鏡部分內(nèi)的透鏡 元件的光軸偏移的光軸。
在一些實(shí)施例中，每個(gè)透鏡元件具有4個(gè)直線面，并且在10微米
范圍內(nèi)，對(duì)于每個(gè)透鏡元件4個(gè)面的每一個(gè)，將第一涂布的微復(fù)制圖
案和第二涂布的微復(fù)制圖案配準(zhǔn)。在一些實(shí)施例中，相鄰的透鏡部分
的透鏡元件光軸彼此偏移20微米或更小距離。每個(gè)透鏡部分的透鏡元 件光軸可彼此偏移固定距離、隨機(jī)距離或偽隨機(jī)距離。
還公開制造微復(fù)制物品的方法。這些方法包括以下步驟提供片 材形式、具有第一和第二相反的表面的基體，并使該基體通過(guò)巻軸式 流延設(shè)備，來(lái)在第一表面形成第一涂布的微復(fù)制圖案，以及在第二表 面形成第二涂布的微復(fù)制圖案。將第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布
的微復(fù)制圖案配準(zhǔn)到IO微米范圍內(nèi)，并且第一涂布的微復(fù)制圖案和第
二涂布的微復(fù)制圖案形成多個(gè)透鏡元件。每個(gè)透鏡元件包括多個(gè)透鏡 元件。每個(gè)透鏡元件具有光軸，其中所有透鏡元件的光軸互相平行， 并且在第一透鏡部分內(nèi)的透鏡單元具有從鄰近的第二透鏡部分內(nèi)的透 鏡單元的光軸偏移的光軸。
定義
在本公開的上下文中，"配準(zhǔn)"是指將片材的一個(gè)表面上的結(jié)構(gòu)以 限定的關(guān)系定位到同一片材的相反面上的其他結(jié)構(gòu)。
在本公開的上下文中，"片材"是指在一個(gè)方向具有固定尺寸而在 正交方向具有預(yù)定或不確定長(zhǎng)度的一片材料。
在本公開的上下文中，"連續(xù)配準(zhǔn)"是指在第一圖案輥和第二圖案 輥旋轉(zhuǎn)的期間的所有時(shí)間內(nèi)，輥上結(jié)構(gòu)之間的配準(zhǔn)度比特定的限度更 好。
在本公開的上下文中，"微復(fù)制的"或"微復(fù)制品"是指通過(guò)工藝制 造微結(jié)構(gòu)面，其中在制造期間，從產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)的表面特征保持 個(gè)體特征保真度，變化不大于約100微米。


在附圖中，相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記，并且-
圖1示出了說(shuō)明性顯示器的橫截面示意圖。
圖2示出了根據(jù)本公開的微復(fù)制膜的橫截面示意圖。
圖3示出了根據(jù)本公開的說(shuō)明性微復(fù)制膜的俯視圖。
圖4示出了沿線4一4獲得的圖3的說(shuō)明性微復(fù)制膜的橫截面示意圖。
圖5示出了系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，該實(shí)施例包括根據(jù)本公 開的系統(tǒng)。
圖6示出了根據(jù)本公開的圖5的一部分系統(tǒng)的特寫視圖。 圖7示出了根據(jù)本公開的圖5的系統(tǒng)的另一透視圖。 圖8示出了根據(jù)本公開的流延裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。 圖9示出了根據(jù)本公開的圖8的流延裝置的一部分的特寫視圖。 圖IO示出了根據(jù)本公開的輥安裝配置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。 圖11示出了根據(jù)本公開的一對(duì)圖案輥的安裝配置的一個(gè)實(shí)施例 的示意圖。
圖12示出了根據(jù)本公開的電機(jī)和輥配置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。 圖13示出了根據(jù)本公開的用于控制輥間配準(zhǔn)的裝置的一個(gè)實(shí)施 例的示意圖。
圖14示出了根據(jù)本公開的用于控制配準(zhǔn)的方法和裝置的一個(gè)實(shí) 施例的框圖。
具體實(shí)施例方式
總體而言，本公開涉及在兩面均涂布有微復(fù)制圖案結(jié)構(gòu)的柔性基 體。微復(fù)制物品相對(duì)彼此以高精度配準(zhǔn)。優(yōu)選地，在相反面上的結(jié)構(gòu) 聯(lián)合給物品所需的光學(xué)質(zhì)量，并且更優(yōu)選地，該結(jié)構(gòu)是多個(gè)包括減少 莫爾條紋的特征的透鏡。
圖1示出了說(shuō)明性顯示器1的橫截面示意圖。在圖示的實(shí)施例中，
顯示器1包括一個(gè)或多個(gè)光源10a、 10b，該光源可給光學(xué)膜14提供光 線。按照需要，顯示器1可包括一個(gè)或多個(gè)附加光學(xué)組件。附加光學(xué) 組件可包括，例如，置于一個(gè)或多個(gè)光源10a、 10b與光學(xué)膜14之間 的光導(dǎo)12，以及置于光學(xué)膜14附近的液晶盒16。該液晶盒16包括多 個(gè)至少與所選的透鏡元件的光軸平行的像素行。在一些實(shí)施例中，至 少所選的透鏡元件與像素行平行但不對(duì)準(zhǔn)。與像素行相關(guān)的交錯(cuò)鄰近 的透鏡元件可幫助減少莫爾條紋的出現(xiàn)。此處描述的光學(xué)膜14可根據(jù) 需要用于多種應(yīng)用中。
在一些實(shí)施例中，光學(xué)膜14可用于立體液晶顯示器中。"Dual Directional Backlight for Stereoscopic LCD," Sasagawa et al.s 1-3, SID 03 Digest, 2000描述了一個(gè)說(shuō)明性的立體液晶顯示器。如圖1所示，顯示 器1包括右眼光源10a和左眼光源10b。在圖示的實(shí)施例中，光源10a、 10b工作于場(chǎng)頻120Hz和幀率60Hz，由此當(dāng)右眼光源10a被點(diǎn)亮?xí)r， 視差圖像向右眼單獨(dú)顯示，而當(dāng)左眼光源10b被點(diǎn)亮?xí)r，則向左眼顯 示，造成感知到的圖像3維顯示。
圖2示出了根據(jù)本公開的說(shuō)明性的微復(fù)制光學(xué)膜14的橫截面示意 圖。光學(xué)膜14包括具有第一表面22和反向的第二表面24的片材基體 20。第一涂布微復(fù)制圖案或結(jié)構(gòu)25置于基體20的第一表面22上。第 二涂布微復(fù)制圖案35置于基體20的第二表面24上。在圖示的實(shí)施例 中，第一涂布微復(fù)制圖案或結(jié)構(gòu)25包括多個(gè)曲面透鏡或柱面透鏡，第
二涂布微復(fù)制圖案或結(jié)構(gòu)35包括多個(gè)棱鏡。
光學(xué)膜14可具有任意可用的尺寸。在一些實(shí)施例中，光學(xué)膜14
的厚度T為50 — 500微米，或75 — 400微米，或100 — 200微米。第一 涂布微復(fù)制圖案25和第二涂布微復(fù)制圖案35可具有相同重復(fù)節(jié)距或 周期P。在一些實(shí)施例中，重復(fù)節(jié)距或周期P可根據(jù)需要為25 — 200 微米，或50—150微米。重復(fù)節(jié)距或周期P可形成多個(gè)透鏡元件。每 個(gè)透鏡元件可在第一連接點(diǎn)26和第二連接點(diǎn)36連接鄰近的透鏡元件。 在一些實(shí)施例中，第一連接點(diǎn)26和第二連接點(diǎn)36鄰近基體20并被配 準(zhǔn)。在其它實(shí)施例中，第一連接點(diǎn)26和第二連接點(diǎn)36在限定的幾何 關(guān)系下被配準(zhǔn)，跨過(guò)(z方向)片材20可以不彼此鄰近。基體20可具 有任意可用的厚度Tp例如10—150微米，或25 — 125微米。第一微 復(fù)制圖案25可具有任意厚度T6，例如10 — 50微米，以及特征或結(jié)構(gòu) 的厚度丁3為5 — 50微米。第二微復(fù)制圖案35可具有任意可用厚度T5， 例如25 — 200微米，以及特征或結(jié)構(gòu)厚度T2 10—150微米。連接點(diǎn)厚 度T4可為任意可用值，例如10 — 200微米。曲面透鏡可具有任意可用 半徑R，例如25 — 150微米，或40 — 70微米。
在所示的示例性實(shí)施例中，反向的微復(fù)制特征25、 35聯(lián)合形成多 個(gè)透鏡元件。由于每個(gè)透鏡元件的性能是形成每個(gè)透鏡元件的反向特 征25、 35的對(duì)準(zhǔn)功能，所以透鏡特征的精確對(duì)準(zhǔn)或配準(zhǔn)是優(yōu)選的。
總體而言，本公開的光學(xué)膜14可通過(guò)下述系統(tǒng)和方法被制成，用 來(lái)制造在基體20的平面內(nèi)的x軸(加工方向"MD")和正交方向y 軸(橫向或跨過(guò)片材方向"TD")均配準(zhǔn)的雙面微復(fù)制結(jié)構(gòu)，其中每 個(gè)透鏡元件的配準(zhǔn)可好于IO微米，或好于5微米，或好于3微米，或 好于1微米。系統(tǒng)總體包括巻軸式流延組件，并包括第一圖案組件和 第二圖案組件。每個(gè)組件分別在具有第一表面和第二表面的片材的各 個(gè)面上產(chǎn)生微復(fù)制圖案。第一圖案產(chǎn)生于片材的第一表面，而第二圖 案產(chǎn)生于片材的第二表面。減少莫爾條紋的特征可包括有第一微復(fù)制
圖案和/或第二微復(fù)制圖案。圖3和圖4所示的減少莫爾條紋的特征包 括多個(gè)透鏡部分，該透鏡部分具有平行但偏移的光軸。
圖3示出了根據(jù)本公開的說(shuō)明性微復(fù)制膜14的俯視圖。圖4示出 了沿線4一4獲得的圖3的說(shuō)明性微復(fù)制膜的橫截面示意圖。所示的光 學(xué)膜14包括第一透鏡部分31，該第一透鏡部分包括沿x軸彼此相鄰布 置的4個(gè)透鏡元件31A， 31B， 31C， 31D，每個(gè)透鏡元件具有平行的 光軸30A。第二透鏡部分32置于與第一透鏡部分31相鄰。第二透鏡 部分包括沿x軸彼此相鄰布置的4個(gè)透鏡元件32A， 32B， 32C， 32D， 每個(gè)透鏡元件具有平行的光軸30B。第一透鏡部分31的透鏡元件31A， 31B， 31C， 31D的光軸30A平行于第二透鏡部分32的透鏡元件32A， 32B， 32C， 32D的光軸30B，但偏移距離A。第三透鏡部分32置于與 第二透鏡部分32相鄰。第三透鏡部分包括沿x軸彼此相鄰布置的4個(gè) 透鏡元件33A， 33B， 33C， 33D，每個(gè)透鏡元件具有平行的光軸30C。 第二透鏡部分32的透鏡元件32A， 32B， 32C， 32D的光軸30B平行于 第三透鏡部分33的透鏡元件33A， 33B， 33C， 33D的光軸30C，但偏 移距離B。距離A和距離B可為沿x軸正方向和/或負(fù)方向的固定值或 隨機(jī)值或偽隨機(jī)值。在一些實(shí)施例中，距離A和距離B在預(yù)定值范圍 內(nèi)，即0.5 — 50微米，或1一25微米，或3 — 20微米。
可以理解，盡管圖3和圖4只示出三個(gè)透鏡部分，但光學(xué)膜14能 夠包括任意數(shù)目的透鏡部分。每個(gè)透鏡部分的透鏡元件沿y軸可具有 任意寬度。在一些實(shí)施例中，透鏡部分和透鏡元件在y軸上的長(zhǎng)度等 于每個(gè)透鏡元件的節(jié)距P (沿x軸方向)的1一100倍或3 — 20倍。在 一些實(shí)施例中，透鏡部分和透鏡元件在y軸上的長(zhǎng)度在250—2000微 米，或500—1500微米范圍內(nèi)。
減少莫爾條紋的特征可為能夠由下述巻軸式流延設(shè)備和方法形成 的規(guī)則的或隨機(jī)的圖案。該減少莫爾條紋的特征可通過(guò)任意方法形成 在下述母片輥(master roll)上。在一個(gè)實(shí)施例中，該莫爾條紋特征利
用已知的金剛石切削技術(shù)形成于母片輥上。
此處描述的用于制造巻軸式流延光學(xué)膜的工具(輥)的母片可通 過(guò)已知的金剛石切削技術(shù)來(lái)制造。通常，通過(guò)在被稱為輥的柱面空白 上由金剛石切削來(lái)制成該工具。雖然也可以使用其它材料，但該輥的 表面通常是硬銅。微復(fù)制結(jié)構(gòu)在輥?zhàn)拥耐鈬纬蔀檫B續(xù)圖案。如果將 要被制造的結(jié)構(gòu)具有恒定節(jié)距，則該工具將以恒定速度移動(dòng)。典型的 金剛石切削機(jī)將獨(dú)立控制該工具刺入輥的深度、工具與輥之間的水平 角度和垂直角度以及該工具的橫向速度。為了制造本公開的減少莫爾 條紋的特征的微復(fù)制結(jié)構(gòu)，可將快速工具伺服執(zhí)行器添加到金剛石切 削設(shè)備。
US6，354，709描述了說(shuō)明性的快速工具伺服執(zhí)行器。該參考文獻(xiàn)描 述了由壓電疊層支撐的金剛石工具。在該壓電疊層被變化電信號(hào)激勵(lì) 時(shí)，將促使該金剛石工具被移動(dòng)，以使其從外殼伸出的長(zhǎng)度變化。壓 電疊層能夠由具有恒定或編程的頻率的信號(hào)激勵(lì)，但通常優(yōu)選的使用 隨機(jī)或偽隨機(jī)頻率。如此處所使用的，術(shù)語(yǔ)隨機(jī)可以理解為包括偽隨 機(jī)。然后，將如此制造的母片工具(輥?zhàn)?用于輥內(nèi)以進(jìn)行下述的巻軸 式流延和固化工藝，從而生產(chǎn)此處描述的光學(xué)膜。
上述的減少莫爾條紋的光學(xué)膜14可使用在片材的相反面上制造 精確對(duì)準(zhǔn)的微復(fù)制結(jié)構(gòu)的設(shè)備和方法來(lái)制造，下面將描述該設(shè)備和方 法。在一個(gè)實(shí)施例中，該片材或基體由聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)制 成，0.0049英寸厚。在其它實(shí)施例中，可使用其它片材材料，例如聚 碳酸酯。
第一微復(fù)制結(jié)構(gòu)可通過(guò)將可固化液體流延并固化在片材的第一面 上而被制成在第一圖案輥上。在一個(gè)實(shí)施例中,第一可固化液體可以是 光固化丙烯酸樹脂溶液，該光固化丙烯酸樹脂溶液包括從Cognis Corp.， Cincinnati, Ohio得到的Photomer 6010;均可從Satomer Co.， Expon,
Pennsylvania得到的SR385丙烯酸四氫呋喃酯(tetrahydrofurfuryl acrylate)和SR238 (70/15/15 %) 1，6-己二醇二丙烯酸酯(l，6-hexanediol diacrylate); 可從Hanford Research Inc., Stratford, Connecticut《尋至U的 樟腦酉昆(Camphorquinone)以及可從Aldrich Chemical Co., Milwaukee, Wisconsin得到的4- 二甲胺-苯甲酸乙酯(Ethyl-4-dimethylamino Benzoate) (0.75/0.5%)。第二微復(fù)制結(jié)構(gòu)可通過(guò)將可固化液體流延并固 化在片材的第二面上而被制成在第二圖案輥上。第二可固化液體可與 第一可固化液體相同。
在每個(gè)各自的結(jié)構(gòu)被流延成圖案之后，通過(guò)使用包括紫外光源的 固化光源，將每個(gè)各自的圖案固化。然后，可使用剝離輥，把微復(fù)制 物品從第二圖案輥上取下?？蛇x地，可使用脫模劑或涂料，從而協(xié)助將 圖案結(jié)構(gòu)從圖案工具上取下。
用來(lái)產(chǎn)生上述物品的說(shuō)明性工藝設(shè)置如下片材速度為約1.0英 尺/分鐘，并且進(jìn)入或脫離流延設(shè)備的片材張力為約2磅力。使用拉伸 比約為5%的剝離輥將該片材從第二圖案工具上拉離。約4磅力的夾捏 壓力。在第一圖案輥和第二圖案輥之間存在的間隙約0.010英寸?？衫?用滴管涂布設(shè)備將樹脂提供到片材的第一表面，并且可利用注射泵， 以約1.35毫升/分鐘的速率將樹脂提供到第二表面。
第一微復(fù)制結(jié)構(gòu)的固化可通過(guò)Oriel 200— 500W水銀弧光燈以最 大功率和FostecDCRII以最大功率完成，所有組件順序地被安裝。第 二微復(fù)制結(jié)構(gòu)的固化可通過(guò)Spectral Energy紫外光源、Fostec DCR II 以最大功率以及RSLIInc.光泵150MHS完成，所有組件順序地被安裝。
第一圖案輥包括一組負(fù)像，用來(lái)以75微米的節(jié)距形成柱面透鏡。 第二圖案輥包括一組負(fù)像，用來(lái)以75微米的節(jié)距形成多個(gè)對(duì)稱棱鏡。
每個(gè)圖案組件都包括用來(lái)涂布涂層部件、圖案部件以及固化部件的裝置。通常，圖案組件包括圖案輥以及用來(lái)保持和驅(qū)動(dòng)每個(gè)輥的支 撐結(jié)構(gòu)。第一圖案組件的涂布裝置將第一可固化涂層材料分配在片材 的第一表面上。第二圖案組件的涂布裝置將第二可固化涂層材料分配 在片材的第二表面上，其中第二表面與第一表面反向。通常，第一涂 層材料和第二涂層材料具有相同成分。但可以是所需要的不同材料。
在將第一涂層材料置于片材上之后，該片材通過(guò)第一圖案部件， 其中在第一涂層材料中產(chǎn)生圖案。然后，第一涂層材料被固化或被冷卻， 從而形成第一圖案。隨后，在將第二涂層材料置于片材上之后，該片 材通過(guò)第二圖案部件，其中在第二涂層材料中產(chǎn)生圖案。然后,第二涂 層材料被固化,從而以形成第二圖案。通常，每個(gè)圖案部件均為微復(fù)制 工具，并且通常每個(gè)工具都具有用來(lái)將材料固化的專用固化部件。然 而，可能具有將第一圖案材料和第二圖案材料都固化的簡(jiǎn)單固化件。 而且，也可將該涂料置于圖案工具上。
該系統(tǒng)還包括用于旋轉(zhuǎn)第一圖案輥和第二圖案輥的裝置，使得當(dāng) 片材連續(xù)移動(dòng)時(shí)，將圖案輥的圖案轉(zhuǎn)印到片材的相反面上，并且使所 述圖案在片材的所述相反面上保持在好于IO微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)。
本公開的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)具有在連續(xù)形成的片材的每個(gè)面上的微 復(fù)制結(jié)構(gòu)，同時(shí)使在相反面上的微復(fù)制結(jié)構(gòu)基本彼此配準(zhǔn)在IO微米范
圍內(nèi)，或者在5微米范圍內(nèi)，或者在20微米范圍內(nèi)，或者在3微米范 圍內(nèi)，或者在1微米范圍內(nèi)，能夠制造出在片材的每個(gè)相反面上具有 微復(fù)制結(jié)構(gòu)的片材。
現(xiàn)在參考圖5至圖6，示出的是包括巻軸式流延設(shè)備120的系統(tǒng) 110的一個(gè)實(shí)施例。在所描述的流延設(shè)備120中，片材122被從主展開 巻筒(未示出)提供至流延設(shè)備120。根據(jù)被制造的產(chǎn)品，片材122的 確切種類能夠廣泛地變化。然而，當(dāng)流延設(shè)備120用于光學(xué)物品的制 造時(shí)，通常該片材122方便是半透明的或透明的，從而允許通過(guò)該片
材122固化。該片材122圍繞不同的輥126被引導(dǎo)進(jìn)入流延設(shè)備120 內(nèi)。
片材122的精確張力控制在達(dá)到最佳結(jié)果方面是有利的，因此片 材122可被引導(dǎo)越過(guò)張力傳感設(shè)備(未示出)。在期望利用襯墊片材 來(lái)保護(hù)片材122的情況下，襯墊片材通常在展開巻筒處被分離開，并 且被引導(dǎo)在襯墊片材巻繞巻筒上(未示出)。片材122可經(jīng)由惰輥被 引導(dǎo)至張力調(diào)節(jié)輥(dancer roller)，用于精確張力控制。惰輥可將片 材122引導(dǎo)至壓送輥154和第一涂布機(jī)頭(coating head) 156之間的位 置。
可采用多種涂布方法。在所示的實(shí)施例中，第一涂布機(jī)頭156是 模涂布機(jī)頭(die coating head)。然后，片材122在壓送輥154和第一 圖案輥160之間穿過(guò)。第一圖案輥160具有圖案表面162，并且當(dāng)片材 122在壓送輥154和第一圖案輥160之間穿過(guò)時(shí)，使由第一涂布機(jī)頭 156分配至片材122上的材料成型為圖案表面162的負(fù)片。
當(dāng)片材122與第一圖案輥160接觸時(shí)，材料從第二涂布機(jī)頭164 分配至片材122的另一表面上。與上述關(guān)于第一涂布機(jī)頭156的討論 相同，第二涂布機(jī)頭164也是模涂布裝置，具有第二擠出機(jī)(extruder) (未示出)和第二涂布模頭(未示出)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)第一 涂布機(jī)頭156分配的材料是包括聚合物前體的合成物，并意圖利用施 加諸如紫外線的固化能量被固化成固體聚合物。
然后使得已經(jīng)通過(guò)第二涂布機(jī)頭164分配至片材122上的材料與 具有第二圖案的表面176的第二圖案輥174接觸。與上述相同，在一 些實(shí)施例中，通過(guò)第二涂布機(jī)頭164分配的材料是包括聚合物前體的 合成物，并且意圖利用施加諸如紫外線的固化能量被固化成固體聚合 物。
在此，片材122已經(jīng)具有涂布至兩面的圖案。剝離輥182可存在 以幫助將片材122從第二圖案輥174取下。在一些例子中，進(jìn)入和脫 離巻軸式流延設(shè)備的片材張力幾乎不變。
然后，將具有雙面的微復(fù)制圖案的片材122經(jīng)由各惰輥被引導(dǎo)至 巻繞巻筒(未示出)。如果要求間隔膜來(lái)保護(hù)片材122，則可由副展開 巻筒(未示出)來(lái)提供，并且片材和間隔膜以適當(dāng)?shù)膹埩σ黄饚喞@在 巻繞巻筒上。
參考圖5至圖7，第一圖案輥和第二圖案輥分別與第一電機(jī)組件 和第二電機(jī)組件210、220連接。通過(guò)將組件直接或間接安裝在框架230 上，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)組件210、 220的支撐。電機(jī)組件210、 220利用精確 的安裝配置連接至框架。在所示的實(shí)施例中，第一電機(jī)組件210被固 定安裝至框架230。當(dāng)片材122通過(guò)流延設(shè)備120時(shí)，被放置到位的第 二電機(jī)組件220可能需要在橫交方向和加工方向上重復(fù)定位，并由此 可移動(dòng)?；顒?dòng)電機(jī)裝置220可耦合至線性滑塊222，以幫助重復(fù)精確定 位，例如當(dāng)在輥上的圖案之間轉(zhuǎn)換時(shí)。第二電機(jī)裝置220還包括位于 框架230背面的第二安裝裝置225，該第二安裝裝置225用來(lái)將第二圖 案輥174相對(duì)于第一圖案輥160左右(side-to-side)定位。在一些情況 下，第二安裝裝置225包括允許在橫交加工方向上精確定位的線性滑 塊223 。
參考圖8，示出了流延設(shè)備420的實(shí)施例，該流延設(shè)備420用于 制造在相反表面上有已配準(zhǔn)的微復(fù)制結(jié)構(gòu)的雙面片材422。組件包括第 一涂布裝置和第二涂布裝置456、 464、壓送輥454以及第一圖案輥和 第二圖案輥460、 474。片材422位于第一涂布裝置456，在該例子中 為第一擠出模456。第一模456將第一可固化液體層涂料470分配至片 材422上。第一涂層470依靠壓送輥454被按壓至第一圖案輥460，該 壓送輥454通常為橡膠覆蓋的輥。當(dāng)在第一圖案輥460上時(shí)，使用外 部固化源480，例如具有合適波長(zhǎng)的光的燈，通常會(huì)是紫外光源，
料固化。
使用第二面的擠出模464將第二可固化液體層481涂布在片材422 的相反面上。將第二層481壓至第二圖案工具輥474上，并且對(duì)第二 涂料層481重復(fù)固化工藝。通過(guò)將工具輥460、 474彼此保持精確的角 度關(guān)系實(shí)現(xiàn)兩個(gè)涂層圖案的配準(zhǔn)，如將在下文中所描述的。
參考圖9，示出了第一圖案輥和第二圖案輥560、 574的一部分的 特寫視圖。第一圖案輥560具有用于形成微復(fù)制表面的第一圖案562。 第二圖案輥574具有第二微復(fù)制圖案576。在所示的實(shí)施例中，第一圖 案和第二圖案562、 576是相同的圖案，盡管這些圖案也可不同。在所 示出的實(shí)施例中，第一圖案562和第二圖案576被示出為棱鏡結(jié)構(gòu)， 然而，任意單個(gè)或多個(gè)有用的結(jié)構(gòu)均可形成第一圖案562和第二圖案 576。在圖示的實(shí)施例中，第一圖案562可為柱面透鏡結(jié)構(gòu)，第二圖案 576可為棱鏡結(jié)構(gòu)，或者相反。
隨著片材522通過(guò)第一輥560，第一表面524上的第一可固化液 體(未示出)在第一圖案輥560上的第一區(qū)域526附近的固化光源525 作用下被固化。當(dāng)液體被固化時(shí)，第一微復(fù)制圖案結(jié)構(gòu)590在片材522 的第一面524上形成。第一圖案結(jié)構(gòu)590是第一圖案輥560的圖案562 的負(fù)片。在形成第一圖案結(jié)構(gòu)590之后，將第二可固化液體581分配 至片材522的第二表面527上。為了確保第二液體581不會(huì)被過(guò)早地 固化，通過(guò)定位第一固化光525使其不落在第二液體581上，第二液 體581能夠與第一固化光525隔離。替代地，可在第一固化光525和 第二液體581之間放置屏蔽設(shè)備592。而且，可將固化光源定位于其各 自的圖案輥的內(nèi)部，此處不可能或很難穿過(guò)片材來(lái)固化。
在形成第一圖案的結(jié)構(gòu)5卯之后，片材522繼續(xù)沿著第一輥560 前進(jìn)，直到其進(jìn)入第一圖案輥和第二圖案輥560、 574之間的間隙區(qū)域 575。然后，第二液體581與第二圖案輥上的第二圖案576接合，并且 成型為第二微復(fù)制結(jié)構(gòu)，第二微復(fù)制結(jié)構(gòu)然后在第二固化光535作用 下固化。隨著片材522通過(guò)第一圖案輥和第二圖案輥560、 574之間的 間隙575，此時(shí)被基本固化且粘結(jié)至片材522上的第一圖案結(jié)構(gòu)590抑 制片材522滑動(dòng)，同時(shí)片材522開始移入間隙575，并且環(huán)繞第二圖案 輥574。這消除了片材拉伸和滑動(dòng)，該片材拉伸和滑動(dòng)是在片材上形成 的第一圖案結(jié)構(gòu)和第二圖案結(jié)構(gòu)之間的配準(zhǔn)的誤差源。
在第二液體581接觸到第二圖案輥574時(shí)，通過(guò)將片材522支撐 在第一圖案輥560上，形成在片材522的相反面524、 527上的第一微 復(fù)制結(jié)構(gòu)和第二微復(fù)制結(jié)構(gòu)590、 593之間的配準(zhǔn)度成為控制第一圖案 輥和第二圖案輥560、 574的表面之間的定位關(guān)系的函數(shù)。圍繞第一圖 案輥和第二圖案輥560、 574的以及由這些輥形成的間隙575之間的片 材的S形巻使張力、片材的拉伸變化、溫度、由夾捏片材的技工引起 的微滑動(dòng)以及橫向位置控制的影響降至最小。通常，盡管巻繞角可以 根據(jù)具體要求或大或小，但是該S形巻保持片材522與每個(gè)輥超過(guò)180 度的巻繞角接觸。
為了增加在片材的相反面上形成的圖案之間的配準(zhǔn)度，優(yōu)選的每 個(gè)輥的平均直徑周圍具有較低頻率的節(jié)距變化。通常，盡管未作要求， 圖案輥具有相同的平均直徑。選擇適當(dāng)?shù)妮佊糜谌我饩唧w應(yīng)用是在本
領(lǐng)域普通技術(shù)人員的技能和知識(shí)范圍內(nèi)。
參考圖IO，示出了電機(jī)安裝配置。用于驅(qū)動(dòng)工具或圖案輥662的 電機(jī)633安裝至機(jī)器框架650上，并且通過(guò)聯(lián)軸器640連接至圖案輥 662的轉(zhuǎn)軸601上。電機(jī)633連接至主編碼器630上。副編碼器651被 連接至工具以提供圖案輥662的精確的角度配準(zhǔn)控制。主編碼器630 和副編碼器651配合提供圖案輥662的控制，以保持其與第二圖案輥 配準(zhǔn)，如下文中將進(jìn)一步描述的。
由于軸共振是允許圖案定位控制于指定限定值內(nèi)的配準(zhǔn)誤差源，
所以軸共振的減小或消除是很重要的。使用電機(jī)633和軸650之間的、 比一般指定尺寸規(guī)格大的聯(lián)軸器，還將減小由更柔性聯(lián)軸器引起的軸 共振。軸承組件660被定位于不同的位置，以提供電機(jī)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐。
在所示的實(shí)施例中，工具輥662的直徑可小于其電機(jī)633的直徑。 為了容納該裝置，工具輥可以鏡像布置的方式成對(duì)地安置。在圖11中， 為了能夠一起帶動(dòng)兩個(gè)工具輥662和762，兩個(gè)工具輥組件610和710 被以鏡像方式安置。同樣參考圖3，第一電機(jī)裝置通常固定粘附至框架 上，且第二電機(jī)裝置通過(guò)使用光學(xué)特性的線性活動(dòng)滑塊定位。
工具輥組件710非常類似于工具輥組件610，且包括用于驅(qū)動(dòng)工 具或圖案輥762的電機(jī)733，該電機(jī)733被安裝至機(jī)器框架750上，且 通過(guò)聯(lián)軸器740連接至圖案輥762的旋轉(zhuǎn)軸701上。電機(jī)733連接至 主編碼器730。副編碼器751連接至該工具以提供圖案輥762的精確的 角度配準(zhǔn)控制。主編碼器730和副編碼器751配合提供圖案輥762的 控制，以保持其與第二圖案輥配準(zhǔn)，如下文中將進(jìn)一步描述的。
由于軸共振是允許圖案定位控制在指定限定值內(nèi)的配準(zhǔn)誤差源， 所以軸共振的減小或消除是很重要的。使用電機(jī)733和軸750之間的、 比一般指定尺寸規(guī)格大的聯(lián)軸器，還將減小由更柔性聯(lián)軸器引起的軸 共振。軸承組件760被定位于不同的位置，以提供電機(jī)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)支撐。
因?yàn)槠谕挥谄牡膬擅嫔系奈?fù)制結(jié)構(gòu)上的特征尺寸在彼此精 確配準(zhǔn)的范圍內(nèi)，從而需要以高精度控制圖案輥。通過(guò)應(yīng)用控制加工 方向的配準(zhǔn)中所使用的技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)這里所述的限定范圍內(nèi)的橫交 片材方向的配準(zhǔn)，如在下文中所述的。例如，為了在10英寸周長(zhǎng)的圖 案輥上獲得約IO微米的首尾相連的特征布置，各輥必須保持在每轉(zhuǎn)士 32弧秒的轉(zhuǎn)動(dòng)精度范圍內(nèi)。隨著片材穿過(guò)該系統(tǒng)的速度的增加，配準(zhǔn) 控制變得更加困難。
申請(qǐng)人已經(jīng)建立并論證了具有10英寸周長(zhǎng)的圖案輥的系統(tǒng)能夠 產(chǎn)生片材，該片材在該片材的相反表面上具有在2.5微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)的 圖案特征。在閱讀該公開并且運(yùn)用在此教導(dǎo)的原理后，本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員將會(huì)理解如何來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于其他微復(fù)制表面的配準(zhǔn)度。
參考圖12，示出的是電機(jī)裝置800的示意圖。電機(jī)裝置800包括 電機(jī)810，該電機(jī)810包括主編碼器830和驅(qū)動(dòng)軸820。驅(qū)動(dòng)軸820通 過(guò)聯(lián)軸器825連接至圖案輥860的驅(qū)動(dòng)軸840。副編碼器或加載編碼器 (load encoder) 850耦合至驅(qū)動(dòng)軸840。利用所述的電機(jī)裝置中的兩個(gè) 編碼器允許通過(guò)將測(cè)量設(shè)備(編碼器)850定位在圖案輥860附近來(lái)對(duì) 圖案輥的位置進(jìn)行更精確地測(cè)量，從而減小或消除電機(jī)裝置800工作 時(shí)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)的影響。
參考圖13，示出了被連接到若干控制組件時(shí)的圖12的電機(jī)裝置 的示意圖。在圖5-7中所示的實(shí)例設(shè)備中，相似的結(jié)構(gòu)將會(huì)控制每個(gè)電 機(jī)裝置210和220。因此，電機(jī)裝置900包括電機(jī)910，該電機(jī)910包 括主編碼器930和驅(qū)動(dòng)軸920。驅(qū)動(dòng)軸920通過(guò)聯(lián)軸器930連接至圖案 輥960的驅(qū)動(dòng)軸940。副編碼器或加載編碼器950連接至驅(qū)動(dòng)軸940。
電機(jī)裝置900與控制裝置965通信，以允許對(duì)圖案輥960進(jìn)行精 確控制?？刂蒲b置965包括驅(qū)動(dòng)模塊966和程序模塊975。程序模塊 975經(jīng)由例如SERCOS光纖網(wǎng)絡(luò)的線路977與驅(qū)動(dòng)模塊966通信。程 序模塊975用來(lái)向驅(qū)動(dòng)模塊966輸入諸如設(shè)置點(diǎn)之類的參數(shù)。驅(qū)動(dòng)模 塊966接收輸入電壓為480伏的3相電源915，將其整流為直流，并且 經(jīng)由電源接線973對(duì)其進(jìn)行分配，以控制電機(jī)910。電機(jī)編碼器912將 位置信號(hào)饋送給控制模塊966。圖案輥960上的副編碼器950經(jīng)由線路 971同樣將位置信號(hào)反饋給驅(qū)動(dòng)模塊966。驅(qū)動(dòng)模塊966利用該編碼信 號(hào)來(lái)精確定位圖案輥960。下面將詳細(xì)描述此用來(lái)獲得配準(zhǔn)度的控制設(shè) 計(jì)。
在所示的說(shuō)明性實(shí)施例中，各圖案輥由專用控制裝置來(lái)控制。專 用控制裝置配合以控制第一圖案輥和第二圖案輥之間的配準(zhǔn)。各驅(qū)動(dòng) 模塊與其各自的電機(jī)組件通信，并控制其各自的電機(jī)組件。
由申請(qǐng)人建立并論證了的系統(tǒng)中的控制裝置包括下列各項(xiàng)。為了 驅(qū)動(dòng)各個(gè)圖案輥，使用了具有高分辨率正弦編碼器反饋的高性能、低
齒槽轉(zhuǎn)矩電機(jī)(512正弦周期乘以4096驅(qū)動(dòng)插值遠(yuǎn)大于每轉(zhuǎn)2百萬(wàn)部 分)，該電機(jī)可從Bosch-Rexroth ( Indramat )得到，型號(hào)為 MHD090B-035-NGO-UN。該系統(tǒng)也包括可從Bosch-Rexroth (Indramat) 得到的型號(hào)MHD090B-035-NG0-UN的同步電機(jī)，也可以使用諸如異步 電機(jī)的其它類型電機(jī)。
各電機(jī)通過(guò)可從R/W Corporation得到的型號(hào)為BK5-300的極其堅(jiān) 硬的波紋管聯(lián)軸器直接連接(而沒(méi)有齒輪箱或齒輪減速裝置)。也可 使用替代性連接設(shè)計(jì)，但是波紋管式通常在提供高轉(zhuǎn)動(dòng)精度的同時(shí)結(jié) 合了硬度。各聯(lián)接器依大小排列以便選取與一般制造商說(shuō)明書推薦的 相比充分大的聯(lián)接器。
另外，聯(lián)接器與軸之間優(yōu)選的是零間隙機(jī)座套筒(zero backlash collets)或者壓縮型鎖定軸心(compressive stylelocking hubs)。各輥 軸通過(guò)可從Heidenhain Corp., Schaumburg, IL得到的型號(hào)為RON255C 的空心軸負(fù)載側(cè)編碼器安裝至編碼器。編碼器的選取應(yīng)該盡可能地具 有最高的精度和最高的分辨率，通常大于32弧秒精度。采用申請(qǐng)人的 設(shè)計(jì)，采用了每轉(zhuǎn)18000正弦周期，結(jié)合4096bit的分辨率驅(qū)動(dòng)插值， 該插值導(dǎo)致給出基本高于精確度的分辨率的、超過(guò)每轉(zhuǎn)5千萬(wàn)部分分 辨率。該負(fù)載側(cè)編碼器具有+/-2弧秒的精度；在傳輸單元內(nèi)的最大偏 差小于+/-1弧秒。
在一些例子中，各軸可被設(shè)計(jì)為具有盡可能大的直徑，并且盡可 能地短，以使硬度最大化，以獲得可能的最高共振頻率。期望所有轉(zhuǎn) 動(dòng)組件的精確對(duì)準(zhǔn)，以確保由此配準(zhǔn)誤差源引起的配準(zhǔn)誤差最小。
參考圖14，在申請(qǐng)人的系統(tǒng)中，相同的位置坐標(biāo)命令以2ms的更 新速度通過(guò)SERCOS光纖網(wǎng)絡(luò)同時(shí)傳遞給各軸。各軸以250微秒間隔 的位置回路更新速度，用三次樣條對(duì)該位置坐標(biāo)進(jìn)行插值。由于恒定 的速度導(dǎo)致簡(jiǎn)單而恒定的時(shí)間時(shí)間間隔通路，所以插值方法并非關(guān)鍵。 對(duì)于消除任何四舍五入(round off)或數(shù)字表示誤差，分辨率是關(guān)鍵的。 還必需處理軸的滾翻。在一些情況下，關(guān)鍵是使每個(gè)軸的控制周期在 當(dāng)前電流回路執(zhí)行速度(62微秒時(shí)間間隔)下同步。
頂部通路1151為控制的前饋區(qū)域。該控制策略包括位置回路 1110、速度回路1120以及電流回路1130。對(duì)位置坐標(biāo)1111進(jìn)行微分， 第一次微分產(chǎn)生速度前饋?lái)?xiàng)1152，而第二次微分產(chǎn)生加速度前饋?lái)?xiàng) 1155。前饋路徑1151補(bǔ)救線速度改變期間和動(dòng)力校正期間的功效。
從當(dāng)前位置1114減去位置命令1111，產(chǎn)生誤差信號(hào)1116。將誤 差1116應(yīng)用于比例控制器1115，產(chǎn)生速度命令坐標(biāo)1117。從命令1117 減去速度反饋1167，從而產(chǎn)生速度誤差信號(hào)1123，然后將該速度誤差 信號(hào)1123應(yīng)用于PID控制器。通過(guò)對(duì)電機(jī)編碼器位置信號(hào)1126進(jìn)行 微分而產(chǎn)生速度反饋1167。由于微分和數(shù)值分辨率限制，使用巴特沃 斯(Butterworth)低通濾波器1124從誤差信號(hào)1123去掉高頻噪聲分量。 窄阻帶(陷波)濾波器1129被用于電機(jī)一輥的共振頻率的中心。這使 得允許速度控制器1120施加基本較高的增益。增加的電機(jī)編碼器的分 辨率也將會(huì)提高性能?？刂茍D中濾波器的準(zhǔn)確位置并不重要；盡管調(diào) 諧參數(shù)取決于該位置，但均可接受正向或反向的通路。
PID控制器也可用于位置回路，但是積分器額外的相位滯后使得 更難獲得穩(wěn)定性。當(dāng)前回路是傳統(tǒng)的PI控制器；通過(guò)電機(jī)參數(shù)確定增
益。可能的最高寬帶電流回路將允許最佳性能。而且，期望最小的轉(zhuǎn) 矩波動(dòng)。
外界干擾的最小化對(duì)獲得最大配準(zhǔn)度很重要。這包括如先前所述 的電機(jī)構(gòu)造和電流回路換向，但是機(jī)械干擾的最小化也是很重要的。 實(shí)例包括在進(jìn)入和脫離片材跨度(web span)中的非常平穩(wěn)的張力控制、 一致的軸承和密封阻力(seal drag)、使從輥上剝離片材的張力擾動(dòng)最 小化、 一致的橡膠壓送輥。在當(dāng)前設(shè)計(jì)中，設(shè)有嚙合至工具輥的第三 軸，用作牽引輥，以幫助從該工具除去固化的結(jié)構(gòu)。
片材材料可以是能夠在其上產(chǎn)生微復(fù)制圖案結(jié)構(gòu)的任意適合的材 料。片材材料的實(shí)例是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，或聚甲基丙烯酸甲酯， 或聚碳酸脂。片材也可以是多層的。由于液體通常在與其上產(chǎn)生圖案 結(jié)構(gòu)的面相反的面上由固化源來(lái)固化，因此片材材料對(duì)于所使用的固 化源至少必須是部分半透明的。固化能量源的實(shí)例是紅外線輻射、紫 外線輻射、可見(jiàn)光輻射、微波或者電子束。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì) 理解的是，也可以使用其它固化源，并且特定片材材料/固化源組合的 選取將會(huì)取決于將要被制造的特定物品(具有配準(zhǔn)的微復(fù)制結(jié)構(gòu))。
用以固化通過(guò)片材的液體的替代方案是采用兩部分的反應(yīng)性固 化，例如環(huán)氧化物，該反應(yīng)性固化將對(duì)諸如金屬片材或具有金屬層的 片材之類的、難以固化通過(guò)的片材有用。通過(guò)在圖案輥的一部分上在 線混合若干組分或噴灑催化劑，可實(shí)現(xiàn)固化，當(dāng)涂料和催化劑接觸時(shí) 使液體固化從而形成微復(fù)制結(jié)構(gòu)。
由其產(chǎn)生微復(fù)制結(jié)構(gòu)的液體可以是可固化的光聚合材料，諸如可 通過(guò)紫外光固化的丙烯酸酯。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解的是，也 可使用其它涂層材料，并且材料的選取將會(huì)取決于微復(fù)制結(jié)構(gòu)所期望 的特定特性。類似地，所采用的特定固化方法在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 的技能和知識(shí)范圍內(nèi)。固化方法的實(shí)例是反應(yīng)性固化、熱固化或者輻
射固化。
對(duì)傳送和控制到片材上的液體有用的涂布裝置的實(shí)例是例如與 諸如注射泵或蠕動(dòng)泵的任何合適的泵相結(jié)合的模涂布或刮刀涂布。本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)理解，也可使用其它涂布裝置，并且具體裝置 的選取取決于被供應(yīng)給片材的液體的具體特性。
不脫離本公開的范圍和精神的本公開的各種修改和變型對(duì)本領(lǐng)域 技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯然的，并且應(yīng)該理解此公開并不局限于在此所闡明 的說(shuō)明性實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種微復(fù)制物品，包括具有第一和第二相反的表面的柔性基體；在所述第一表面上的第一涂布的微復(fù)制圖案；以及在所述第二表面上的第二涂布的微復(fù)制圖案；其中，所述第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案在加工方向和橫向中在10微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)，并且所述第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案形成多個(gè)透鏡部分，每個(gè)透鏡部分包括多個(gè)透鏡元件，每個(gè)透鏡元件具有光軸，其中所述透鏡元件的光軸全部互相平行，并且在第一透鏡部分內(nèi)的透鏡元件具有從相鄰的第二透鏡部分內(nèi)的透鏡元件的光軸偏移的光軸。
2. 如權(quán)利要求1所述的微復(fù)制物品，其中每個(gè)透鏡元件具有與加 工方向平行的兩個(gè)面，以及與橫向平行的兩個(gè)面，并且所述第一涂布 的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案在每個(gè)透鏡元件的平行于加工 方向的兩個(gè)面和平行于橫向的兩個(gè)面上在5微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的微復(fù)制物品，其中所述第一涂布的微 復(fù)制圖案包括多個(gè)棱鏡，并且所述第二涂布的微復(fù)制圖案包括多個(gè)柱 面鏡。
4. 如權(quán)利要求1到3所述的微復(fù)制物品，其中所述微復(fù)制物品具 有在75 — 400微米范圍內(nèi)的總高度。
5. 如權(quán)利要求1到4所述的微復(fù)制物品，其中所述第一涂布的微 復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案具有在50—150微米范圍內(nèi)的重復(fù) 周期。
6. 如權(quán)利要求1到5所述的微復(fù)制物品，其中所述相鄰的透鏡部 分的透鏡元件的光軸彼此偏移20微米或更小的距離。
7. 如權(quán)利要求1到6所述的微復(fù)制物品，其中所述每個(gè)透鏡部分 具有在250 — 2000微米范圍內(nèi)的長(zhǎng)度。
8. 如權(quán)利要求1到7所述的微復(fù)制物品，其中所述相鄰的透鏡部 分的透鏡元件的光軸彼此偏移選自預(yù)定距離范圍內(nèi)的隨機(jī)距離。
9. 如權(quán)利要求1到8所述的微復(fù)制物品，其中所述相鄰的透鏡部 分的透鏡元件的光軸彼此偏移固定的距離。
10. —種制造包括多個(gè)微復(fù)制透鏡特征的微復(fù)制物品的方法，所述 方法包含提供片材狀的、具有第一和第二相反的表面的基體； 將所述基體傳遞通過(guò)巻軸式流延設(shè)備，從而在第一表面上形成第 一涂布的微復(fù)制圖案，并且在第二表面上形成第二涂布的微復(fù)制圖案； 其中，所述第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案在加 工方向和橫向中在IO微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)，并且所述第一涂布的微復(fù)制圖 案和第二涂布的微復(fù)制圖案形成多個(gè)透鏡部分，每個(gè)透鏡部分包括多 個(gè)透鏡元件，每個(gè)透鏡元件具有光軸，其中所述透鏡元件的光軸全部 互相平行，并且在第一透鏡部分內(nèi)的透鏡元件具有從相鄰的第二透鏡 部分內(nèi)的透鏡元件的光軸偏移的光軸。
11. 如權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述傳遞步驟包含將所述 基體傳遞通過(guò)巻軸式流延設(shè)備，從而在所述第一表面上形成第一涂布 的微復(fù)制圖案，在所述第二表面上形成第二涂布的微復(fù)制圖案，并且 所述第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案在加工方向和橫 向中在IO微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)，以及所述第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂 布的微復(fù)制圖案形成多個(gè)透鏡部分，每個(gè)透鏡部分包括多個(gè)透鏡元件， 每個(gè)透鏡元件具有光軸，其中所述透鏡元件的光軸全部互相平行，并 且在第一透鏡部分內(nèi)的透鏡元件具有從相鄰的第二透鏡部分內(nèi)的透鏡 元件的光軸偏移20微米或更小距離的光軸。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中所述傳遞步驟包含將 所述基體傳遞通過(guò)巻軸式流延設(shè)備，從而在所述第一表面上形成第一 涂布的微復(fù)制圖案，在所述第二表面上形成第二涂布的微復(fù)制圖案， 并且所述第一涂布的微復(fù)制圖案包括多個(gè)棱鏡，而所述第二涂布的微 復(fù)制圖案包括多個(gè)柱面鏡。
13. 如權(quán)利要求10到12的方法，其中所述傳遞步驟包含將所述 基體傳遞通過(guò)巻軸式流延設(shè)備，從而在所述第一表面上形成第一涂布 的微復(fù)制圖案，在所述第二表面上形成第二涂布的微復(fù)制圖案，其中 所述第一涂布的微復(fù)制圖案和所述第二涂布的微復(fù)制圖案具有在50 — 150微米范圍內(nèi)的重復(fù)周期。
14. 一種光學(xué)顯示器，包括 光源；光學(xué)膜，包括具有第一和第二相反的表面的柔性基體； 在第一表面上的第一涂布的微復(fù)制圖案；以及 在第二表面上的第二涂布的微復(fù)制圖案；其中所述第一涂布的微復(fù)制圖案和所述第二涂布的微復(fù)制圖案在加工方向和橫向中在io微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)，并且所述第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù) 制圖案形成多個(gè)透鏡部分，每個(gè)透鏡部分包括多個(gè)透鏡元件，每個(gè)透 鏡元件具有光軸，其中所述透鏡元件的光軸全部互相平行，并且在第一透鏡部分內(nèi)的透鏡元件具有從相鄰的第二透鏡部分內(nèi)的透鏡元件的光軸偏移的光軸；以及具有與所述光學(xué)膜相對(duì)的面的光學(xué)組件，其中來(lái)自所述光源的光透 過(guò)所述光學(xué)膜和所述光學(xué)組件。
15. 如權(quán)利要求14所述的光學(xué)顯示器，其中所述光學(xué)組件包括液 晶顯示盒，所述液晶顯示盒被設(shè)置以接收來(lái)自所述光學(xué)膜的光。
16. 如權(quán)利要求15所述的光學(xué)顯示器，其中所述液晶顯示盒包括 與每個(gè)透鏡元件的光軸平行的多個(gè)像素行。
17. 如權(quán)利要求14到16的光學(xué)顯示器，其中每個(gè)透鏡元件具有與 加工方向平行的兩個(gè)面，以及與橫向平行的兩個(gè)面，并且所述第一涂 布的微復(fù)制圖案和所述第二涂布的微復(fù)制圖案在每個(gè)透鏡元件的平行 于加工方向的兩個(gè)面和平行于橫向的兩個(gè)面上在5微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)。
18. 如權(quán)利要求14到17的光學(xué)顯示器，其中所述第一涂布的微復(fù) 制圖案包括多個(gè)棱鏡，并且所述第二涂布的微復(fù)制圖案包括多個(gè)柱面鏡。
19. 如權(quán)利要求14到18的光學(xué)顯示器，其中所述微復(fù)制物品具有 在75 — 400微米范圍內(nèi)的總高度。
20. 如權(quán)利要求14到19的光學(xué)顯示器，其中所述第一涂布的微 復(fù)制圖案和所述第二涂布的微復(fù)制圖案具有50—150微米范圍內(nèi)的重 復(fù)周期。
全文摘要
公開了一種具有減少莫爾條紋的表面的微復(fù)制物品及其制造方法。該微復(fù)制物品包括含有第一和第二相反的表面的柔性基體、在第一表面上的第一涂布的微復(fù)制圖案、以及在第二表面上的第二涂布的微復(fù)制圖案。所述第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案在加工方向和橫向中在10微米范圍內(nèi)配準(zhǔn)，并且第一涂布的微復(fù)制圖案和第二涂布的微復(fù)制圖案形成多個(gè)透鏡部分。每個(gè)透鏡部分包括多個(gè)透鏡元件，每個(gè)透鏡元件具有光軸，其中所有透鏡元件的光軸互相平行，并且在第一透鏡部分內(nèi)的透鏡元件具有從鄰近的第二透鏡部分內(nèi)的透鏡元件的光軸偏移的光軸。
文檔編號(hào)G02B3/00GK101171532SQ200680014847
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月9日
發(fā)明者約翰·C·納爾遜, 詹姆斯·N·多布斯 申請(qǐng)人:3M創(chuàng)新有限公司