CN102791489B - 用于在基片上印刷产品特征的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种生产包括产品特征(3)的阵列的产品的方法和用于这种产品的生产的装置，产品特征(3)的阵列配置在基片(5)的表面上。在该方法中，可固化化合物(13)被填充到基体(8)的凹部中，预固化并且随后被印刷在基片(5)上，由此形成印刷产品特征(3)。这些印刷产品特征(3)和配置在基片(5)的相反侧的附加产品特征(2)可以分别形成合成成像装置的图像对象和聚焦元件。示例性地，浇注固化步骤可以用于形成附加产品特征(2)。优选地，产品的生产以连续的辊到辊处理进行。

Description

用于在基片上印刷产品特征的方法
技术领域
本发明涉及具有配置在基片的表面上的印刷产品特征的产品，并且特别地涉及用于生产该印刷产品特征的方法及装置。 
背景技术
在许多应用中，期望向观察者提供合成一体的、可能是三维的图像的光学装置。图1a和1b概略性地示出包括配置于透明的基片5的两相反侧的微透镜2的阵列及图像对象3的相关联阵列的这种光学装置。在图1a中，每个微透镜2（圆形）被配置成用于放大相关联的图像对象3（方形）上具有宽度w的小部4，使得在距微透镜2的阵列一定距离的位置处进行观察时，观察者感知到合成一体的图像10。可以用这种方式实现的该放大效果（在本领域内通常被称为“莫尔放大（moiré-magnification）”），取决于微透镜和图像对象的阵列的尺寸和重复周期，可以从几倍到几千倍。然而，为得到适当的一体的表象，微透镜与图像对象的对准是至关重要的。 
WO2009/085004公开了一种用于生产包括这种光学装置的微观结构产品的方法，用于对产品特征（例如微观结构产品的基片的两相反侧的微透镜和图像对象等）的相互对准进行调节的部件，及用于微观结构产品的连续的辊到辊处理的装置（其有助于避免错位）。图像对象通过在基片中模压腔或在基片的表面上进行印刷而形成。 
除了对准，图像对象的分辨率和尺寸精度对于图像质量来说很重要。例如，图像对象的任何边缘清晰度不足或其他尺寸偏差将在感知的合成图像中被放大。另外，图像对象可以着色 以得到黑白图像、灰度图像或彩色图像，或简单地提供适当的光学特性。这种着色可以通过利用墨填充上述种类的模压腔来得到，这是有挑战性的操作，特别是在例如使用上述辊到辊装置的大规模生产中，原因在于模压腔（在微米级腔至厘米级腔的范围内）都应该被同等程度地填充并且不能在中间表面残留墨。在中间表面上残留墨和不完全填充对于图像的感知质量而言可能是有害的。 
如上所述，作为模压及填充操作的替代，诸如胶版印刷、柔性版印刷、喷墨印刷等传统印刷方法可以用来直接在基片的表面上以任何颜色形成图像对象。然而，这些传统的印刷技术不容易提供对于合成图像配置或包括具有相同要求的产品特征的其他产品而言所必需的高分辨率对象。 
发明内容
本发明的一个目的是在基片的表面上印刷高精度产品特征。 
如独立权利要求中所限定的，在本发明的第一方面中，上述目的是通过生产包括产品特征的产品的方法来实现的，在本发明的第二方面中，上述目的是通过用于生产这种产品的装置来实现的，其中所述产品特征配置在基片的表面上。 
根据本发明的一种生产包括多个印刷产品特征的产品的方法，印刷产品特征配置在基片的表面上，所述方法包括以下步骤： 
-提供包括表面的基体，该表面具有多个凹部； 
-将可固化化合物施加于基体表面及凹部，以利用可固化化合物填充凹部； 
-增加可固化化合物的粘度； 
-从凹部外移除多余的可固化化合物； 
-通过使基体与基片的表面接触来将在凹部中的可固化化合物转印至基片的表面，由此可固化化合物在基片的表面上形成印刷产品特征。 
这些步骤基本上构成用于印刷的方法，然而此方法具有印刷对象（即印刷产品特征）的改善了的分辨率及尺寸精度。这些有利特性的一个原因在于，在填充凹部时可以使用比较低的粘度和在移除多余的可固化化合物时可以使用比较高的粘度，由此优化用于这些不同步骤的可固化化合物的粘度。比较高的粘度的另一个优势在于可固化化合物的粘合特性提高，使得可固化化合物可以更容易地从基体被转印至基片。 
可以通过至少部分地固化可固化化合物来实现粘度的增加。 
可以在使基片与基体辊开始滚动接触之前，通过在基片上沉积表面层来改善可固化化合物与基片的粘合力。表面层随后在转印可固化化合物的过程中起到粘合层的作用，或者改进基片的表面以增加粘合特性。粘合层优选地包括可选择地预固化的可固化化合物。表面层也可以用作允许沿产品的高度方向调节印刷产品特征的位置的补偿层。 
在印刷产品特征的印刷之前，可以在附加的步骤中提供附加产品特征，每个附加产品特征用于与在所述基片的相反侧的印刷产品特征相关联，所述印刷产品特征和所述附加产品特征分别形成用于合成成像装置的图像对象和聚焦元件。此外，也可以使用相同或不同的工艺步骤提供与这些产品特征相关联的附加产品特征或产品特征的组（如用作能够横向对准的定位结构的产品特征）。 
支撑结构可以用在凹部中以改善填充特性。对于合成成像 装置，这些支撑结构优选地以不规则的方式分布，以避免重现源自这些支撑结构的印刷产品特征中的任何可重复的痕迹。 
根据本发明的一种用于具有印刷产品特征的产品的连续生产的装置，印刷产品特征配置在基片的表面上，所述装置包括： 
-基体辊，其包括具有多个凹部的周面，基体辊被配置成用于与所述基片滚动接触； 
-施加器，其配置成用于将可固化化合物施加于基体辊上； 
-移除部件，其配置成用于在用施加器施加可固化化合物之后，将多余的可固化化合物从基体辊的周面移除；以及 
-固化部件，其配置成至少在所述施加器和所述移除部件之间，用于在移除多余的可固化化合物之前增加可固化化合物的粘度； 
配置成使得：填充凹部而留下的可固化化合物在滚动接触过程中被转印至基片。 
由于本发明，可在基片的表面上设置具有高尺寸精度、具有高可重复性以及在基片的中间表面上不留下残留物的印刷产品特征。 
本发明的一个优势是：通过印刷产品特征来代替对腔进行模压及随后用墨或类似物填充腔，可以避免额外的模压步骤。此外，当进行模压时，沿基片的厚度方向的模压产品特征的对准通常需要考虑与基片的厚度相对应的补偿。印刷有产品特征的基片的表面因此优选地大致平坦且光滑。通过将产品特征直接印刷在基片上，可以通过在印刷之前确定基片厚度来简单地确定在基片的两相反侧的产品特征的相对位置。如上所述，可选地，通过在印刷之前在基片上沉积补偿层，可以在生产过程中调节基片厚度。 
本发明进一步的优势是：提供用于具有印刷产品特征的所 述产品的连续处理的方法及装置，其中印刷产品特征配置在基片的表面上。 
还具有更进一步的优势：本发明的方法及装置提供具有改善的尺寸公差和较少的痕迹（如在产品特征中间的残余墨）的产品特征的产品，由此使莫尔放大成为可能、允许合成成像装置的产生及允许双凸透镜的使用。由于产品特征的使用意味着任何痕迹或尺寸偏差被放大并且可能被观察者感知，因此所有这些都需要精确印刷的产品特征。 
因此，关于三维中的横向分辨率、边缘清晰度及尺寸公差，本发明的方法及装置可以实现用传统印刷技术不能实现的在基片上印刷产品特征的印刷精度。 
本发明的实施方式在从属权利要求中限定。当考虑到与附图和权利要求结合时，从本发明的接下来的详细说明中，本发明的其他目的、优势及新特性将会变得清楚。 
附图说明
现在将参照附图说明本发明的优选实施方式，其中： 
图1a至b概略性地示出根据现有技术的莫尔型图像表象背后的原理； 
图2概略性地示出根据本发明的包括印刷图像对象阵列的产品； 
图3概略性地示出用于根据本发明的产品的生产的辊到辊装置的一个实施方式； 
图4概略性地示出用于根据本发明的产品的生产的辊到辊装置的另一实施方式； 
图5概略性地示出根据本发明的大凹部中的支撑结构；以及 
图6概略性地示出根据本发明的变化尺寸的印刷产品特征 的俯视图。 
图7a和7b示出根据本发明的用于印刷基片的生产的装置的另一示例。 
具体实施方式
根据本发明的产品包括在产品中或在中间产品中构成基片的主体，基片与在其垂直方向上的延伸相比具有有限厚度，并且具有配置在基片的一个或两个主表面上或中的产品特征。利用实施例的方式，所述产品的一个实施方式可以包括在基片的第一侧上的第一产品特征和在基片的相反侧上的第二产品特征，第一产品特征与第二产品特征相关联。所述产品的其他实施方式可以包括三组或更多组产品特征。在产品最基本的形式中，产品包括仅在一面上印刷有产品特征的基片。 
产品特征可以用于不同目的，例如在如上所述的合成成像装置中或在诸如光学装置、电子装置、微流体装置、显示装置、电气化学装置、电致变色装置、生物测定装置等其它装置中作为结构的和/或功能的元件，或简单地在印刷品中作为印刷墨。在大多数这些应用中，由于产品的功能特性与产品特征的尺寸和/或分布相关联，因此产品特征通常必须具有高分辨率和高尺寸公差。产品特征通常也必须小，以得到期望的效果。 
为了示例性目的，图2示出根据本发明的一个实施方式的产品，该产品包括分别配置在透明基片5的相反侧上的微透镜2的阵列和图像对象（image object）3的相关联阵列。本发明主要按照这种配置方式来描述，然而本发明不限于此。这与图1中现有技术的微观结构产品类似，但是在本发明中，在没有预先结构化基片5或表面层6以用于填充的情况下，将图像对象3直接地印刷在基片5的表面上或印刷在配置于基片5上的一个或多个表面层6(以第一虚线示出一个这样的层)上。微透镜可以通过对基片进行模压(embossing)或通过对基片5上的分离层(以第二虚线表示)进行浇注固化处理(cast cure process)来形成。尽管本发明的实施方式以微透镜进行示例，但是应该理解的是，可以使用能够在相关联的图像对象的一部分处聚焦和/或限制相关联的图像对象的视野的其他元件，以得到一体的表象(representation)。该聚焦元件的示例是微透镜、光圈及柱状透镜。 
一种根据本发明生产包括配置在基片5的表面上的多个印刷产品特征3的产品的方法，包括以下基本步骤： 
-提供包括具有多个凹部12的基体表面9的基体8； 
-将可固化化合物13施加于基体表面9和凹部12，以利用可固化化合物13填充凹部12； 
-从凹部12外移除多余的可固化化合物13；以及 
-通过使基体8与基片5的表面接触来将凹部12中的可固化化合物13转印至基片5的表面，使得当从基片5释放基体时可固化化合物13附着于基片5，以在基片5的表面上形成印刷产品特征3。 
这些步骤形成用于将多个产品特征3印刷在基片5的表面上的方法，并且该方法拥有与传统凹板印刷类似的某些类似处，但是由于凹板印刷不能容易地提供高分辨率和高精度的产品特征，因此根据本发明的方法显著地不同于凹板印刷。 
为了避免在基片的中间表面上(即在印刷产品特征之间和之外)印刷可固化化合物，移除基体8的基体表面9的凹部12外部的区域中的任何多余的可固化化合物13，使得被转印至基片5的可固化化合物13基本上源自凹部12。作为示例，可以使用刮板或类似物，以从基体表面擦除任何多余的可固化化合物13。 也可以通过抛光（polish）移除多余的可固化化合物13。用于移除多余的可固化化合物13的不同部件也可以组合。 
可固化化合物13优选地在产品处理的某阶段中至少部分地固化。可固化化合物13可以是宽范围的材料，因此可以通过不同的机理来实现固化。通常地，术语固化与聚合体材料的由照射（如紫外（UV）线照射和/或热辐射）所引致的聚合相关联。红外线照射、电子束照射及化学添加剂的添加是用于固化的手段的其他示例。可固化化合物13还可以包括不可固化成分。为了本申请的目的，术语固化还包括干燥。如在许多传统印刷技术中那样，不同种类的墨可以用作可固化化合物13。优选地使用具有染料的墨。由于颜料微粒的尺寸通常太大，因此当印刷小的产品特征时，颜料可能导致问题，这可能不利地影响印刷产品特征的分辨率和颜色密度。 
理想地，可固化化合物13最初具有低粘度，以能够填充小的凹部12。这种低粘度典型地在100mPas至600mPas之间。然而，当例如使用刮板或抛光部件来移除多余的可固化化合物时，由于作用于低粘度的可固化化合物的毛细作用力，可固化化合物13可能会从凹部12移除，尤其是在凹部相比于其深度具有比较大的开口面时。因此在移除多余的可固化化合物13时，期望可固化化合物具有较高粘度。当使用具有同等尺寸的凹部时，由于粘度可以适应凹部的尺寸，因此关于可固化化合物粘度的矛盾需求可以得到解决，但是当使用具有在宽范围内变化的尺寸的凹部时问题的难度会增加，特别是当基体8包括具有大开口面的凹部时，即大宽度或直径以及比较浅的深度时。因此，本发明的方法优选地包括在填充凹部12之后提高可固化化合物13的粘度的步骤，即填充过程中的粘度比移除多余的可固化化合物过程中的粘度低。优选地，在移除多余的可固化化合物之前， 提高可固化化合物的粘度，使得可固化化合物表现为不受毛细作用力显著影响的糊剂（paste）一样。 
通过至少部分地固化可固化化合物13，可以使被施加于基体8的可固化化合物13的粘度得到提高。也可以通过如降低可固化化合物13的温度等其他手段来控制粘度。 
可固化化合物13的固化程度也影响将凹部12中的可固化化合物13转印至基片5的能力，即从凹部12拉出可固化化合物13的能力。可以在移除之前控制固化的程度，但是在移除多余的可固化化合物之后，存留在凹部12内的可固化化合物13在与基片5接触之前和/或与基片5的接触过程中同样可以被进一步固化。在某些情况中，通过使可固化化合物13部分未固化（部分固化），会改善可固化化合物13与基片5的粘合性。 
在本发明的一个实施方式中，在使可固化化合物13与基片5开始接触之前，凹部中的可固化化合物13基本上完全地固化。 
如上所述，移除中间表面上的多余的可固化化合物的步骤可能受可固化化合物13的特性影响。移除步骤可以使用包括收集被移除的多余的可固化化合物的孔或空腔的抛光部件（如纤维布）来实现。当可固化化合物的粘度足够低以填充小凹部时，有可能在抛光期间毛细作用力从凹部中拉出部分可固化化合物13（这被称为“造窝”），这是不期望的。由于毛细作用力引起的拉出被消除了，所以根据本发明的在抛光之前的粘度提高能够实现准确的移除。此外，在预固化之后可固化化合物变得坚韧并且得到提高的刚度，可固化化合物能够据此更好地承受由抛光部件施加的力，并且因此可以使造窝缩到最小。使用刮板移除多余的可固化化合物的过程也可能受将可固化化合物从凹部拖曳到中间表面上的毛细作用力影响，并且可以通过采取用于得到适当高粘度的措施来避免这种影响。 
与当在现有技术产品中利用墨填充基片中的模压腔或浇注固化腔时进行的类似填充操作相比较，基体提供更高的刚性，因此提供关于移除多余的可固化化合物的新机会。在现有技术中使用的基片简直太弱以致在抛光过程中不能承受施加于基片上的力。 
在本发明的方法的一个实施方式中，通过在基片5中模压或者将涂层6施加于基片5的表面来将一个或多个附加产品特征2设置在基片5中或基片5上，每个附加产品特征2与在基片5的相反侧上的印刷产品特征3相关联，由此形成用于合成成像装置的聚焦元件2和图像对象3对。产品特征2、3可以以任何顺序设置，即印刷产品特征3紧跟着附加产品特征2，或者附加产品特征2紧跟着印刷产品特征3，或者产品特征2、3均在同一时间形成。 
更多的附加产品特征也可以用同一处理或不同处理与产品特征2、3独立地设置或与产品特征2、3配合设置。基片5也可以设置有预形成在基片5中或在基片5上的产品特征。 
在本发明的一个实施方式中，可固化化合物13重复地施加于基体8的表面9，可选择地伴随多余的可固化化合物13的中间移除过程，藉此可以弥补之前的施加和移除步骤中凹部12的任何填充不足。例如，比较小的凹部通常被一次性完全填充，当凹部12比较大时，通过仅一次重复施加和移除可固化化合物的步骤可能会不完全地填充凹部12。这种重复的一个目的是改善由产品特征和中间表面表现的图像中的感知对比度（perceived contrast）。 
可以通过在印刷之前的基片5的预处理来改善本发明的印刷工艺。在可固化化合物13的转印过程中，可固化化合物13和基片5之间的粘合力必须克服将可固化化合物13保持在凹部12中的力。可以通过预处理来改善转印步骤中可固化化合物13和基片5之间的粘合力，该预处理包括用于接收可固化化合物13的基片表面的表面改性和/或该基片表面上的表面层6的沉积。表面层6在转印的步骤中起到粘合层的作用。在转印之前预固化可固化化合物时，预处理具有极大的重要性，原因是这种处理典型地降低可固化化合物的固有粘合特性或至少降低可固化化合物的湿润特性。通过在印刷之前基片的适当的预处理可以改善这些粘合或湿润特性。
由于基片厚度至少部分地确定基片5的相反侧的产品特征在厚度方向上的对准，因此基片厚度是产品特性的一个重要方面。在预处理过程中，通过在基片5的一侧或两侧上沉积包括可固化材料的表面层6可以改变基片厚度，以在基片5上形成补偿层(offset layer)。该补偿层的厚度可以被控制，并且，如果需要的话，在生产过程中做出改变。 
表面层6优选地包括可固化材料并且在类似的处理中通常被称为漆。然而，可固化层6也可以附加地包括不可固化成分。图2用第一虚线概略性地示出固化的表面层6和基片5之间的分界。固化的表面层6可以由与基片5的材料大致相同的材料或不同的材料制成。第二虚线表示通过模压处理或浇注固化工艺来限定的层，该层用于形成附加产品特征，如在图2中的概略性地示出为微透镜的产品特征2。 
表面改性的步骤可以包括不同底漆或溶剂的沉积、刻蚀等，以改变基片5的表面特性，进而得到可固化化合物13至基片5的改善的粘合力。可以单独地施加表面改性，或者除了表面层6的沉积之外还施加表面改性，例如表面改性可以用于提高表面层6的粘合特性或提高与表面层6的粘合力。通过基片5的表面的表面能量的提高来典型地实现粘合力的提高。 
在本发明的一个实施方式中，包括可固化材料的表面层6 被施加到基片5的表面，在将可固化化合物13转印至基片5的表面时，基片5的表面将要面对着基体8。优选地，在使表面层6与基体8和凹部12中的可固化化合物13接触后，表面层6被固化。在表面层6与基体8接触之前，表面层6也可以附加地被预固化至某种程度，和/或在从基体8拉出之后被固化。 
在光学应用中，基片5的表面改性部和表面层6优选地为透明的。 
可固化化合物的填充和选择性移除可以通过控制基体8的表面特性、即通过具有比较亲水的凹部及在凹部之间比较疏水的中间表面来辅助。这可以通过例如具有带硅树脂填充的腔的镍基体、刻蚀凹部或具有疏水性聚四氟乙烯或类似物的中间表面的涂层来实现，其中的刻蚀凹部用以在凹部中获得如下表面质地：该表面质地提供比中间的自然表面更具亲水性的表面。 
参照图3，基体8优选地设置在辊上，并且至少可固化化合物13的转印在辊到辊处理中进行，其中至少印刷产品特征3连续地形成在与基体辊8滚动接触的基片5上。 
根据本发明，用于在沿基片5的连续处理中生产具有配置在基片5的表面上的印刷产品特征3的产品的装置(配置，arrangement)包括： 
-基体辊8，其配置成与基片5滚动接触，基体辊8包括具有多个凹部12的周面9； 
-施加器(applicator)21，其配置成用于将可固化化合物13施加于周面9和基体辊8的凹部12； 
-移除部件22a，其配置成用于在用施加器21施加可固化化合物13之后，将多余的可固化化合物13从基体辊8的周面9移除；以及 
-固化部件23a，其用于提高可固化化合物13的粘度； 
其中，在基体辊8和基片5之间的滚动接触的过程中，填充凹部而留下的可固化化合物13被转印至基片5，以形成印刷产品特征3。 
与上述原因相似，用于连续生产的装置可以理解为与用于印刷的装置类似。 
图3概略性地示出用于连续生产的这种装置的一个实施方式的截面图。用于施加可固化化合物的部件、用于使可固化化合物和/或基片5的粘合层固化的部件23a、用于移除多余的可固化化合物13的部件以及用于保持基片5与基体辊8滚动接触的部件均配置在基体辊8周围。施加器21和移除部件22a被图示为辊，但不限于此。在图3中，基片5优选地由加压辊24和剥离辊25引导。如本领域技术人员所知，辊、移除部件及固化部件的准确放置不限于图3所示的设置。此外，附加的辊、移除部件及固化部件可以被配置在基体辊周围和/或在基片处，以完成如上所述的方法的实施方式，例如附加的施加器和移除部件需要被配置在基体辊处以实现施加和移除步骤的重复。 
在操作中，基片5被提供并进给于加压辊24和基体辊8之间，并且随后到达剥离辊25和基体辊8之间，从而使基片5绕着基体辊8的周面9的一部分与基体辊8滚动接触。在基体辊8周围的第一位置，可固化化合物13被施加于基体辊8，从而基体辊的表面9中的凹部12至少部分地用可固化化合物13填充。优选地，可固化化合物的粘度适于使可固化化合物能够填充到最小的凹部中。在凹部外的多余的可固化化合物13由配置在基体辊8周围的第二位置的移除部件22a移除。在第三位置，基片5与基体辊8的表面9和凹部中的可固化化合物13开始接触。可固化化合物粘合于基片5。当基片5在剥离辊25处从基体辊8的周面9释放时，凹部12中的可固化化合物13从凹部被剥离，由此被转印至基片 5，以在基片5上形成产品特征。 
移除部件22a、22b包括刮板和/或抛光部件。抛光部件的一个示例是配置在被配置成与基体辊表面接触的辊上的纤维布。两个或两个以上的移除部件22a、22b可以顺次配置以高效地移除多余的可固化化合物，例如抛光部件在刮板的下游。由此可以使在中间表面上留下的多余的可固化化合物量缩减到最小，这改善了抛光。 
优选地，用于在移除多余的可固化化合物13之前提高可固化化合物13的粘度的固化部件23a至少配置在施加器21和移除部件22a之间。可选择地，移除部件22b配置在施加器21和固化部件23a之间的位置，以允许对多余的可固化化合物的粗略移除。例如，固化部件23a用于至少部分地固化可固化化合物13。由此可固化化合物13的粘度可以首先优化，用于将可固化化合物填充到凹部12，随后通过至少部分地固化来优化，以在不从凹部12内移除可固化化合物的情况下允许多余的可固化化合物13的高效移除。可固化化合物在此步骤不必完全固化，实际上在通过其他手段提高粘度时，可固化化合物根本不需要被固化。可以在后续步骤进行附加固化。取决于用于提高粘度的机理，可以使用诸如灯（紫外线、红外线等）、热源、冷却部件或电子束枪等不同固化部件。 
在本发明的一个实施方式中，固化部件23b与移除部件22a顺次被附加地配置在使基体辊8与基片5滚动接触之前的位置。在该位置，可固化化合物13可以被固化（或者，如果之前可固化化合物已经部分地固化，则进一步固化），但是不必被完全地固化。 
在将可固化化合物从凹部转印至基片5之前，配置在基体辊8与基片5滚动接触的位置的固化部件23c可用于对凹部中的可 固化化合物13附加地固化，或者如果之前没有固化，则用于对凹部中的可固化化合物13的第一次固化。此固化部件23c也可以用于使基片5上的表面层6固化。 
通过改变可固化化合物的温度来提高粘度的固化部件23a也可以与基体辊8结合为一体。 
本发明的一个实施方式中，用于连续生产的装置设置有用于在将可固化化合物13传递至基片5之前对基片5进行预处理的预处理用部件27。如图3所示，诸如施加器辊或喷涂部件等预处理用部件27配置在基片5处、位于使基片5与基体辊8滚动接触之前的位置处。 
如上所述，在生产过程中，通过在印刷之前在基片5上沉积补偿层可以控制、如果必要时可以调整基片厚度。这可以使用位于基片5离开基体辊8之后的位置处的、用于对配置在基片相反侧上的产品特征的相互对准进行调节的部件来实现。用于调节相互对准的这种部件的一个示例在WO2009/085004中公开。 
在图4中概略性地示出的本发明的另一实施方式中，装置还包括用于在基片的一侧或两侧上向基片5上设置附加产品特征2的部件28、29。用于设置附加产品特征的部件包括基于如不同类型的印刷、模压、连续浇注、表面涂布、层压或这些类型的组合的不同技术和工艺类型的部件。印刷技术的例子包括丝网印刷、胶版印刷、柔性版印刷、墨喷印刷以及根据本发明的方法的印刷。优选地，装置还包括用于使相关联的产品特征彼此对准的部件。 
图4概略性地示出根据本发明的装置的一个实施方式，其中除了基体辊和前述的用于施加、固化和移除可固化化合物的部件之外，还包括用于提供附加产品特征2的部件。基片5从进给辊30进给至用于设置附加产品特征2的第一部件28。例如，所述第一部件28为在基片5的一侧形成微透镜形式的附加产品特征2的模压辊或浇注固化工作站，然而，所述第一部件不限于此。接着，基片5被进给至用于形成附加产品特征的第二部件27。在该实施方式中，所述第二部件27用于在基片5进入加压辊24和基体辊8之间的辊隙之前、在基片5的附加产品特征2的相反侧上的表面上施加表面层6。如上所述，可固化化合物13通过施加器21施加于基体辊8的周面9，藉此使基体辊8的表面9中的凹部12被可固化化合物13填充。施加的可固化化合物13优选地由配置在施加器21和移除部件22之间的位置处的固化部件23至少部分地固化。在可固化化合物13的固化之后，移除部件22移除任何多余的可固化化合物13，特别是在凹部12之间的多余的可固化化合物13。如图4所示，施加器21和移除部件22a可以为辊的形式。例如，抛光辊可以用于最后的移除。优选地，如刮板等附加的移除部件22b紧邻施加器21地配置于施加器21之后，以粗略地移除多余的可固化化合物。在可固化化合物13的移除之后，通过迫使基片5朝向基体辊8的加压辊24使基体辊8的周面9与基片滚动接触，因此接触基片表面的粘合层6，保持滚动接触直到在配置于基体辊8的剥离辊25处释放。在基片5与基体辊8之间的滚动接触过程中，凹部12中的可固化化合物13与基片5的粘合层6粘合。在滚动接触中，固化部件23可选择地配置成固化凹部中的未固化或部分固化的可固化化合物13和/或基片5的表面层6。当基片在剥离辊处从与基体辊8的滚动接触中释放时，固化的化合物13从凹部12中拔出，并且印刷产品特征3被印刷在基片5的具有附加产品特征2的一侧的相反侧的表面上。该实施例用于示例性目的，应该理解的是，根据该方法和该装置的上述实施方式的变形是可以想到的。
基片至少在有助于产生合成一体图像的区域中是透明的或半透明的。其他区域可以是不透明的或具有减小的透明度。对于光学应用，透明度具有极大的重要性。基片可以包括纸、膜或如铝等金属。尽管上述实施方式主要是利用由单层构成的基片来说明，但不限于此。在根据本发明的产品特征的印刷之前，两个或两个以上的层可以利用本领域的公知技术接合，或者一个或更多表面层可以在基片的一侧或两侧沉积，以获得必要的表面特性。基片可以被浇注、压延、吹塑、挤出和/或双轴挤出。基片可以包括诸如从包括聚乙二醇对苯二甲酸酯（polythyleneterephthalate）、聚甲基丙稀酸甲酯（polymetylenemetacrylate）、聚丙烯膜（polypropylene propafilm）、聚氯乙烯、硬聚氯乙烯、纤维素、三醋酸脂纤维、醋酸聚苯乙烯、聚乙烯、尼龙、丙烯酸及聚醚酰亚胺板的组中选出的任一个或多个聚合物化合物。也可以使用由木浆、棉花或不含合成木质的纤维或类似物制成的纸。纸可以是涂层的、压延的或机械上釉的。 
包括基体或基体辊的用于提供产品特征的所述部件可以涉及印版。这种印版优选地使用诸如在微系统技术和微电子学领域中已经熟知的光刻技术等精密加工方法来制成。优选地使用激光印字机直接刻印。这使得非常高的分辨率成为可能，即比0.5μm更高的分辨率。主结构是印版的阴图底片并且可以被用于制造许多印刷版。主结构的图案可以以复制的方式转印至基体。镍（Ni）是用于被复制的印刷版的合适材料，由该材料制成的版被镀在主体上。用精密加工方法制造的印刷版通常不具有根据本发明的用于提供产品特征的部件所需的刚性。因此，印刷版优选地附接于提供必需刚度的载体上。在上述辊到辊处理中，印刷版可以附接于辊的表面以形成基体辊8。 
如上所述，本发明的方法具有与凹板印刷相似的相似处。在凹版印刷中，基体通常由铜(Cu)制成。在凹版印刷中，墨被施加于基体的表面并且使用刮板移除多余的墨。由于Ni比例如Cu更易于磨损，所以当使用Ni基体时，多余的墨(即可固化化合物)的最后的移除优选通过抛光来完成。由此改善了印刷版的寿命和产品特征的再现性。
可以通过诸如例如氮化钛(TiN)的薄耐磨性涂层的沉积和/或硬化等表面处理来改善基体辊的耐磨性。 
在本发明的一个实施方式中，支撑结构设置在基体8的凹部12中，以利用毛细作用力来改善大凹部的填充。 
图5概略性地示出根据本发明的利用可固化化合物13填充的两种凹部12a、12b。如柱或脊等的支撑结构设置在凹部12a、12b中。液体可固化化合物将小凹部12a和大凹部12b均填充。支撑结构的宽度优选地调整为如此之小，以致于当产品处于正常使用时，由支撑结构引起的印刷产品特征的几何形状中的痕迹不会被观察者感知。由于制造原因，支撑结构的高度典型地与凹部的深度相等，然而不限于此。支撑结构之间的距离适于使得毛细作用力可以对填入到凹部中的可固化化合物起作用，以使得凹部的完全填充成为可能。优选地，当印刷产品特征用在光学装置中时，支撑结构以无序的形式分布，以减少痕迹，如果支撑结构以规则的阵列配置，可能在正常使用中感知源自支撑结构的印刷产品特征的小的痕迹。 
图7a和7b示出根据本发明的用于印刷基片5的生产的装置的另一示例。该生产装置包括基体辊8，基体辊8具有形成在基体辊8的表面9上用于接收可固化化合物13(例如墨)的凹部12，凹部12具有与要被印刷的产品特征3的期望图案负对应的图案。通过施加器辊21，凹部被可固化化合物填充，施加器辊21被配置成从托盘32收集可固化化合物并且通过与基体表面直接接触而将可固化化合物转移至基体辊。由于可固化化合物的低粘度，可固化化合物容易并且完全地流入到基体表面上的凹部中。托盘还设置有被配置成刮掉基体表面的可固化化合物的刮板34，以移除在凹部之间的脊上的多余的可固化化合物，并且将至少一部分被移除的可固化化合物返回至托盘。生产装置还包括用于擦拭基体表面的任何残留的多余可固化化合物的擦拭装置22d，该擦拭装置将在下文中更详细地说明。固化部件23d使可固化化合物部分地固化，以提高可固化化合物的粘度。 
生产装置还包括进给辊30，进给辊30具有卷绕在该辊上的基片，且被配置成朝向两根预处理辊27进给基片材料，并且随后进一步将基片进给至基体辊。两根预处理辊将可固化粘性层施加于基片，其目的在于提高基片和基体辊上的可固化化合物之间的粘性。两根预处理辊之间的辊隙保证粘性层的适当厚度。随后通过加压辊24使基片与基体辊开始接触，其中粘性层与在凹部12中已部分固化的可固化化合物接触。第二固化部件38使可固化粘性层和可固化化合物一起固化以在基片上形成整合层。利用剥离辊25从基体辊移除基片，其中可固化化合物跟随基片并且从凹部中被拉出或被剥离。基片可以随后被输送至第二印刷或处理装置40处，或者第二基体辊处，用于进一步处理，如用于在基片的相反侧印刷附加产品特征，或用于将保护层施加于新形成的产品特征等。 
如参照图7a和7b所示的擦拭装置22d包括第一存储辊42，第一存储辊42具有卷绕在辊上的擦拭材料片44并且被配置成将该片朝向擦拭辊进给。第一擦拭辊46和第二擦拭辊48被定位成二者的表面均与基体表面9接触，但是二者彼此间隔开。因此，擦拭材料片会跟随基体表面的弯曲，并且在压力下轻轻地擦到 基体表面上，此压力很大程度上由擦拭辊之间的片长度与辊之间的实际距离的比决定。擦拭辊被配置成沿与基体辊的转动相反的方向转动，由此擦拭材料片会沿着与基体表面的运动方向相反的方向通过。这不但提高了由片擦拭掉的可固化化合物的量，而且确保在擦拭装置的末端干净的片部分是擦拭基体表面的最后部分。擦拭辊的转动速度被设置成足够高以确保横贯基体表面的足够的擦拭材料片的进给，同时被设置成足够低以确保片和基体之间足够低的接触压力、对于可固化化合物的吸收而言足够的时间以及留在凹部中的可固化化合物的低干扰程度。示例性进给速度为大约0.5至2cm/s。擦拭装置还包括用于卷起并存储用过的且变脏的擦拭材料片的第二存储辊50。 
擦拭辊设置有支撑擦拭材料片并用于将擦拭材料片压在基体表面上的支撑表面52。利用本发明已经实现的是，擦拭辊在基体上的压力应当非常轻以在保留凹部中的可固化化合物的同时擦拭掉多余的可固化化合物。因此支撑表面要制造地足够软以服从于基体表面的形状，如图7b中所示的辊隙的放大情形。支撑表面可用例如软质聚合物泡沫材料或任何具有类似材料特性的其他材料制成。另外，擦拭材料片也优选为软质的，并且优选为纤维的及多孔的以允许吸收。例如，擦拭材料可以是布、棉纸片、织物、非织物或类似物。此外，擦拭辊被压至基体表面上所用的压力应当非常低。因此，擦拭材料片跟随基体表面的弯曲而不会被推到凹部中，并因此避免拉起可固化化合物。 
擦拭辊的直径进一步地为基体辊的直径的至少15%，更优选为至少25%。在本实施例中，直径为基体辊的直径的三分之一左右。在擦拭处理结束时，这提供了擦拭材料片相对于基体辊表面的浅离开角的优势，这还减少了从凹部中拉起任何可固 化化合物的问题。 
关于三维中的横向分辨率、边缘清晰度及尺寸公差，本发明的方法及装置可以实现用传统印刷技术不能实现的在基片上印刷产品特征的印刷精度。此外，该方法和装置提供连续的处理，这使得该精度能够在大表面上得到。特别地，可以形成如下产品：该产品包括从0.5μm×0.5μm至厘米级范围的横向尺寸的、具有0.5μm到5μm的（优选为1到3μm）高度（因此产生从4:1（高度：宽度）至1:10000变化的高宽比）的印刷产品特征。最小的特征可以是例如与0.5μm×0.5μm×2μm或1μm×1μm×1μm一样小。图6概略性地示出根据本发明的变化尺寸的印刷产品特征的俯视图。最小的印刷产品特征为0.5μm×0.5μm。如上所述，当横向尺寸如此大地变化、并且产品包括μm级特征（即凹部）时，可固化化合物的填充是具有挑战性的。为了填充小的凹部，粘度需要比较低。由于毛细作用力在填充这些大结构时不起作用，因此使大凹部产生了问题。而表面张力可以扮演重要的角色。此外，本发明使在基片上的长距离的产品特征的准确对准成为可能。 
所有关于高度、宽度、厚度方向，横向等方向的参考仅为便于理解而引入，并且不应被理解为限制成具体方向。此外在附图中的结构的尺寸不必按照比例。例如，产品特征2、3的尺寸被很大程度地放大。 
尽管已经就目前被认为是最实用且最优选的实施方式对本发明进行了说明，但是应该理解的是，本发明不限于公开的实施方式，相反地，其目的在于覆盖在所附权利要求范围内的各种变形和等同配置。 

Claims (16)

1.一种生产包括印刷产品特征(3)的产品的方法，所述印刷产品特征(3)配置于基片(5)的表面，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
提供包括基体表面的基体，所述基体表面具有多个凹部(12)；
将可固化化合物(13)施加于所述基体表面和所述凹部(12)，以利用可固化化合物(13)填充所述凹部(12)；
增加所述可固化化合物(13)的粘度；
从所述凹部(12)外的所述基体表面移除多余的可固化化合物；
通过使所述基体与所述基片(5)的表面接触来将所述凹部(12)中的可固化化合物(13)转印至所述基片(5)的表面，从而所述可固化化合物(13)在所述基片(5)的表面上形成所述印刷产品特征(3)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，增加粘度的所述步骤包括在移除多余的可固化化合物之前至少部分地固化所述可固化化合物(13)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述移除步骤包括抛光。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可固化化合物(13)在所述基片(5)与所述基体接触的过程中被固化。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在将所述可固化化合物(13)转印至所述基片(5)之前，将表面层(6)施加于所述基片(5)的面向所述基体的表面上的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述表面层(6)包括用于改善所述可固化化合物(13)与所述基片(5)的粘合力的可固化化合物。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基体设置在基体辊上，并且至少所述可固化化合物(13)的转印是通过辊到辊处理来进行的。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括提供附加产品特征(2)，每个附加产品特征(2)与在所述基片(5)的相反侧的一印刷产品特征(3)相关联，所述印刷产品特征(3)和所述附加产品特征(2)分别形成用于合成成像装置的图像对象和聚焦元件。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述凹部(12)包括用于改善所述可固化化合物(13)的填充的支撑结构。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述基体表面移除多余的可固化化合物的所述步骤包括利用能够至少部分地吸收所述可固化化合物的软质擦拭材料片擦拭所述基体表面。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述擦拭包括从第一擦拭辊向第二擦拭辊输送擦拭材料片，两个擦拭辊均与所述基体表面接触。
12.一种用于具有印刷产品特征(3)的产品的连续生产的装置，所述印刷产品特征(3)配置于基片(5)的表面，所述装置包括：
基体辊，其包括具有多个凹部(12)的周面，所述基体辊被配置成用于与所述基片(5)滚动接触；
施加器(21)，其配置成用于将可固化化合物施加于所述基体辊；
移除部件(22a)，其配置成用于在用所述施加器(21)施加可固化化合物(13)之后，将多余的可固化化合物从所述基体辊的周面移除；以及
固化部件(23a)，其配置成至少在所述施加器(21)和所述移除部件(22a)之间，用于在移除多余的可固化化合物(13)之前增加所述可固化化合物(13)的粘度；
其中，填充所述凹部(12)而留下的可固化化合物在所述基片和所述基体辊滚动接触过程中被转印至所述基片(5)。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述固化部件被配置成通过至少部分地固化所述可固化化合物(13)来增加所述可固化化合物的粘度。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，还包括用于提供附加产品特征(2)的部件，每个附加产品特征(2)与在所述基片(5)的相反侧的一印刷产品特征(3)相关联，所述印刷产品特征(3)和所述附加产品特征(2)分别形成用于合成成像装置的图像对象和聚焦元件。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括第一擦拭辊和第二擦拭辊，所述第一擦拭辊和所述第二擦拭辊被配置成与所述周面接触，用于将擦拭材料片从所述第一擦拭辊输送至所述第二擦拭辊。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述擦拭辊包括用于支撑所述擦拭材料片的支撑表面，该支撑表面足够软以服从于所述周面的形状。
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