CN111201127B - 用于涂覆光学基板的涂覆系统，其方法和被涂覆的光学基板 - Google Patents

用于涂覆光学基板的涂覆系统，其方法和被涂覆的光学基板 Download PDF

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Abstract

一种用于涂覆光学基板的涂覆系统(10)，具有被配置用于识别光学基板的表面上的至少一个标记的朝向的识别装置(40)；被配置为通过雾化液滴形式的至少一种涂覆材料的受控沉积以预定图案将所述至少一种涂覆材料施加在光学基板的至少一部分上的涂覆装置(30)；以及被配置为将光学基板从识别装置(40)移动到涂覆装置(30)并基于所述至少一个标记的朝向将光学基板以相对于涂覆装置(30)的预定朝向定位的机器人放置臂(80)。涂覆系统(10)可以具有第二涂覆装置，诸如旋涂装置。

Description

用于涂覆光学基板的涂覆系统，其方法和被涂覆的光学基板
技术领域
本发明涉及用于涂覆光学制品的装置和方法。特别地，本发明涉及用于将涂层施加到光学制品上的喷墨涂覆机，以及使用该喷墨涂覆机涂覆光学制品的方法。
背景技术
喷墨涂覆工艺和一般被称为喷墨涂覆机的相关联的喷墨涂覆机械通常用于提供基板上的均匀的涂层。喷墨涂覆工艺已经用于形成被涂覆的基板，诸如透镜，包括光学透镜。对于某些光学透镜，关于光学透镜相对于涂覆机械的朝向必须采取特别的注意。例如，当将梯度涂层施加到具有有着不同焦距的零件的渐进光学透镜或具有完成的边缘的光学透镜时，透镜相对于施加梯度涂层的方向的朝向是重要的。梯度涂层效果提供了功能优势，其中光学透镜一般在透镜的顶部具有较高的颜色密度，以改进距离查看，而在透镜底部具有较小的颜色密度，并且提供了时尚和款式的美学效果。
期望开发一种具有喷墨涂覆机械的新涂覆系统，该喷墨涂覆机械可以将光学透镜定向在预定位置以将涂层施加到光学透镜。进一步期望开发使用这种涂覆系统来涂覆光学透镜的方法。
发明内容
根据本发明，可以提供用于涂覆光学基板的涂覆系统。涂覆系统可以具有被配置为用于识别光学基板的表面上的至少一个标记的朝向的识别装置、被配置为通过雾化液滴形式的至少一种涂覆材料的受控沉积以预定图案将至少一种涂覆材料施加在光学基板的至少一部分上的涂覆装置，以及被配置为将光学基板从识别装置移动到涂覆装置并基于至少一个标记的朝向将光学基板以相对于涂覆装置的预定朝向定位的机器人放置臂。
根据本发明，识别装置可以具有用于确定至少一个标记的朝向的至少一个传感器。至少一个传感器可以是光学传感器。识别装置可以具有背光台，机器人放置臂或识别站可以将光学基板移动到预定朝向。涂覆装置可以是压电喷墨涂覆装置或热喷墨打印装置。涂覆装置可以具有一个或多个填充有至少一种涂覆材料的料筒。涂覆系统可以具有至少一个固化站，其中每个固化站被独立地被配置为至少部分地固化施加到光学基板上的至少一种涂覆材料。每个固化站可以独立地具有以下至少之一：(i)热固化站；(ii)UV固化站；(iii)IR固化站；以及(iv)(i)、(ii)和(iii)中至少两个的组合。
根据本发明，涂覆系统可以具有清洗和干燥站。清洗和干燥站可以被配置为选择性地清洗和干燥每个光学基板，并且可以是可由机器人放置臂接近的。涂覆系统还可以具有被配置用于提高光学基板的润湿性以促进至少一种涂覆材料与光学基板的粘附的预处理站。预处理站可以是可由机器人放置臂接近的。预处理站可以是等离子体放电设备或电晕放电设备。涂覆系统可以具有第二涂覆装置，其中第二涂覆装置是旋涂装置。
根据本发明，一种用于涂覆光学基板的方法可以包括：使用识别装置识别光学基板的表面上的至少一个标记的朝向；将光学基板移动到涂覆装置并基于至少一个标记的朝向将光学基板定位在相对于涂覆装置的预定朝向，以及使用涂覆装置在光学基板的至少一部分上施加至少一种涂覆材料。可以通过雾化液滴形式的至少一种涂覆材料的受控沉积来以预定图案施加至少一种涂覆材料。根据这种方法，被涂覆的光学基板可以具有至少部分地涂覆有至少一种涂覆材料的至少一个表面。
权利要求中特别指出了表征本发明的特征，权利要求被附加到本公开中并构成本公开的一部分。通过下面的示出并描述本发明的非限制性示例的详细描述，将更充分地理解本发明的这些和其它特征、其操作优点以及通过其使用而获得的特定目的。
附图说明
图1是根据本发明一些示例的光学制品的代表性底部透视图；
图2是根据本发明一些示例的涂覆系统的代表性透视图；
图3是根据本发明一些示例的涂覆系统的代表性示意性平面图；
图4是图3的第二涂覆装置的修改示例的代表性示意性平面图；
图5是图4的第二涂覆装置的可转位的(indexable)涂料贮存器平台的代表性截面图，该平台包含多个涂料贮存器和分配单元；以及
图6是图4的第二涂覆装置的涂料贮存器的代表性截面图。
在图1-6中，除非另有说明，否则相同的字符是指相同的部件和元件(视情况而定)。
具体实施方式
如说明书和权利要求书中所使用的，单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指示物，除非上下文另外明确指出。
空间或方向性术语，诸如“左”、“右”、“内部”、“外部”、“上方”、“下方”等，不应理解为对本发明的限制。可以设想各种代替的朝向。
在所有情况下，在说明书和权利要求书中使用的所有数字都应当被理解为被术语“大约”修饰。术语“大约”是指所述值的加或减百分之十的范围。
除非另外指出，否则本文公开的所有范围或比率都应当被理解为涵盖其中包含的任何和所有子范围或子比率。例如，所述范围或比率“1到10”应当被认为包括最小值1和最大值10之间(包括1和10)的任何和所有子范围；即，以最小值1或更大的值开始并且以最大值10或更小的值结束的所有子范围或子比率，诸如但不限于1到6.1、3.5到7.8，以及5.5到10。
术语“第一”、“第二”等不旨在指任何特定的次序或时序(chronology)，而是指不同的条件、特性或元素。
本文所提到的所有文档都整体上“通过引用并入”。
术语“至少”是指“大于或等于”。术语“不大于”是指“小于或等于”。
术语“包含”与“包括”同义。
术语“光学”意味着与光和/或视觉有关或相关联。例如，根据本文公开的各种非限制性示例，光学元件、物品或设备可以选自：眼科元件、物品和设备，显示元件、物品和设备，护目镜，窗户以及镜子。
术语“眼科”意味着与眼睛和视觉有关或相关联。眼科物品或元件的非限制性示例包括矫正和非矫正透镜，包括单视或多视透镜，其可以是分段的或非分段的多视透镜(诸如但不限于双焦点透镜、三焦点透镜和渐进透镜)，以及用于矫正、保护或增强(化妆或其它方式)视力的其它元件，包括但不限于隐形眼镜、眼内透镜、放大镜以及保护镜或护目镜。
如本文中所使用的，术语“透镜”是指并且包括至少单独的透镜、透镜对、部分形成(或半成品)的透镜、完全形成(或成品)的透镜以及透镜毛坯。
如本文所使用的，术语“标记”是指一个或多个标记。
如本文所使用的，术语“光致变色”和类似术语(诸如“光致变色化合物”)是指具有用于响应于吸收至少光化辐射而变化的至少可见辐射的吸收光谱。另外，如本文所使用的，术语“光致变色材料”是指适于显示光致变色特性(即，适于具有用于响应于吸收至少光化辐射而变化的至少可见辐射的吸收光谱)并且包括至少一种光致变色化合物的任何物质。
如本文所使用的，术语“透明”(诸如与基板、膜、材料和/或涂层结合使用的)是指所指示的基板(诸如涂层、膜和/或或材料)具有透射光而没有明显散射从而使得位于其外的物体明显可见的特性。
如本文所使用的，术语“涂层”是指衍生自可流动涂覆材料的支撑膜，其可以可选地具有均匀的厚度，并且具体地排除聚合片。如本文所使用的，术语“层”和“膜”均涵盖涂层(诸如涂覆层或涂覆膜)和片材，并且层可以包括分离的层的组合，包括子层和/或覆盖层(over-layer)。根据一些示例，并且如本文所使用的，术语“涂覆”在适当的上下文中是指将一种或多种涂覆材料施加到基板上以形成涂层(或涂覆层)的过程。
如本文所使用的，术语“固化”、“固化的”和相关术语是指形成可固化组合物的可聚合和/或可交联组分的至少一部分被至少部分地被聚合和/或交联。根据一些示例，交联的程度可以在完全交联的5％至100％的范围内。根据一些其它示例，交联的程度可以在完全交联的30％至95％的范围内，诸如35％至95％、或50％至95％或50％至85％。交联的程度可以在所列举的这些下限值和上限值的任意组合之间的范围内，包括所列举的值。
如本文所使用的，术语“IR”是指红外线，诸如红外线辐射。
如本文所使用的，术语“UV”是指紫外线，诸如紫外线辐射。
本发明的讨论可以将某些特征描述为在某些限制内是“特别地”或“优选地”(例如，在某些限制内，“优选地”、“更优选”或“甚至更优选地”)。应该理解的是，本发明不限于这些特定或优选的限制，而是涵盖本公开的整个范围。
本发明包括以任意组合的本发明的以下示例、由以任意组合的本发明的以下示例组成或者基本上由以任意组合的本发明的以下示例组成。可以分别讨论本发明的各种示例。但是，应该理解的是，这仅仅是为了便于说明和讨论。在本发明的实践中，可以将在一个示例中描述的本发明的一个或多个方面与在一个或多个其它示例中描述的本发明的一个或多个方面组合。
涂覆系统
参考图2-3，示出了根据本发明一些示例的涂覆系统10。如本文所述，并且根据一些示例，涂覆系统10提供低成本、小规模(诸如每小时产生至多100个被涂覆的基板)的顶侧喷墨涂覆机械，其可以包括表面预处理站(诸如但不限于等离子体预处理站)，其清洗和(利用多种涂层中的一种或多种以及涂层的组合)涂覆，并利用几种不同的固化方法中的一种或多种(诸如UV、IR和/或热固化装置)或其组合。对于一些示例，本发明的涂覆系统10可以在形成最少的废物流和/或废物材料的情况下操作。
对于一些示例，本发明的涂覆系统10可以被用于生产光学基板，所述光学基板各自独立地具有施加在其上的相同或不同的涂覆材料。在一些示例中，本发明的涂覆系统10可以是至少部分自动化的，并且可选地结合到本领域公认的产品跟踪和控制系统中。
参考图2-3，涂覆系统10一般具有用于支撑定义涂覆系统10的各个站的壳体20。壳体20可以至少部分地被封闭或敞开。根据一些示例，涂覆系统10具有用于涂覆基板的涂覆装置30和用于确定基板的朝向的识别站40。提供固化站50以固化被涂覆的基板。可选地，涂覆系统10具有预处理站60和/或清洗和干燥站70。提供放置臂(诸如机器人放置臂80)用于在涂覆系统10的各个站之间移动光学基板。
光学基板
对于一些示例，涂覆系统10可以被用于涂覆各种基板，诸如但不限于光学基板。可以用本发明的涂覆系统10涂覆的光学基板的示例包括但不限于光学透镜、处方透镜，在每种情况下它们都可以是成品透镜、未完成的透镜或透镜毛坯。根据一些进一步的示例，用本发明的涂覆系统10涂覆的光学透镜具有50-85mm的直径，其具有变化的后曲率(诸如从1/2基数直到10基数)。作为参考，成品透镜是将具有(通常通过研磨和抛光)形成为期望轮廓的透镜的前和后表面的透镜，而半成品透镜将仅具有一个完成的(例如，顶部)表面。成品透镜和未完成的透镜都常常经历进一步处理，诸如用光致变色材料、硬涂层、着色层、平面化层(一般归类为提供光学、美学或保护特性的涂覆层)进行涂覆，以及磨边以适合期望形状或其它处理以耦合到框架或支撑结构。
参考图1，光学基板100具有前表面或顶表面102、后表面或底表面104以及在顶表面102和底表面104之间延伸的侧表面106。当光学基板100是眼科透镜时，底表面104与穿戴光学基板100的个人的眼睛相对，侧表面106通常位于支撑框架内，并且顶表面102面向入射(未示出)，入射的至少一部分穿过光学基板100并进入个人的眼睛。对于一些方面，顶表面102、底表面104和侧表面106中的至少一个可以是凸的、凹的或平坦的。
对于一些示例，用本发明的方法涂覆的光学基板100可以由有机材料、无机材料或其组合(例如，复合材料)形成并且相应地包括有机材料、无机材料或其组合。
可以用作根据本发明各种示例的光学基板100的有机材料的示例包括美国专利No.5,962,617和美国专利No.5,658,501中从第15栏第28行到第16栏第17行公开的单体和单体混合物制备的聚合材料(诸如均聚物和共聚物)。例如，此类聚合物材料可以是热塑性或热固性聚合物材料，可以是透明的或光学透明的，并且可以具有所需的任何折射率。此类单体和聚合物的示例包括：多元醇(碳酸烯丙酯)单体，例如烯丙基二甘醇碳酸酯，诸如二甘醇双(碳酸烯丙酯)，该单体由PPG Industries公司以商标CR-39出售；聚脲-聚氨酯(polyurea-polyurethane，polyurea-urethane)聚合物，其例如通过聚氨酯预聚物和二胺固化剂的反应制备，一种此类聚合物的组合物由PPG Industries公司以商标TRIIVEX出售；多元醇(甲基)丙烯酰基封端的碳酸酯单体；二甘醇二甲基丙烯酸酯单体；乙氧基化的甲基丙烯酸苯酚单体；二异丙烯基苯单体；乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体；乙二醇二甲基丙烯酸酯单体；聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯单体；氨基甲酸酯丙烯酸酯单体；聚(乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯)；聚(醋酸乙烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(氯乙烯)；聚(偏二氯乙烯)；聚乙烯；聚丙烯；聚氨酯；聚硫氨酯；热塑性聚碳酸酯，诸如由双酚A和光气衍生的碳酸酯连接的树脂，一种这样的材料以LEXAN商标出售；聚酯，诸如以商标MYLAR出售的材料；聚(对苯二甲酸)；聚乙烯醇缩丁醛；聚(甲基丙烯酸甲酯)，例如以商标PLEXIGLAS出售的材料，以及通过使多官能异氰酸酯与聚硫醇或聚环硫醚单体(与聚硫醇、聚异氰酸酯和聚异硫氰酸酯均聚或共聚和/或三聚)反应制得的聚合物；以及可选地烯键式不饱和单体或卤代含芳族的乙烯基单体。还考虑这些单体的共聚物以及所描述的聚合物和共聚物与其它聚合物的共混物，例如形成嵌段共聚物或互穿网络产品。
对于本发明的一些示例，光学基板100可以是眼科基板。适用于形成眼科基板的有机材料的示例包括本领域公认的可用作眼科基板的聚合物，诸如用于制备光学应用的光学透明铸件(诸如眼科透镜)的有机光学树脂。
对于本发明的一些示例，可以用作光学基板100的无机材料的示例包括玻璃、矿物、陶瓷和金属。对于一些示例，光学基板100可以包括玻璃。在其它示例中，光学基板100可以具有反射表面，例如，抛光的陶瓷基板、金属基板或矿物基板。在其它示例中，可以将反射涂层或层(例如，金属层，诸如银层)沉积或以其它方式施加到无机或有机基板的表面上，以使其具有反射性或增强其反射率。
可以与根据本发明一些示例的方法一起使用的光学基板100也可以包括未着色、着色、线性偏振、圆偏振、椭圆偏振、光致变色或着色光致变色的基板。如本文中关于光学基板100所使用的，术语“未着色的”是指基本上不含着色剂添加物(诸如常规染料)并且具有针对响应于光化辐射没有明显变化的可见辐射的吸收光谱的光学基板。另外，参考光学基板100，术语“着色的”是指具有着色剂添加物(诸如常规染料)和针对响应于光化辐射没有明显变化的可见辐射的吸收光谱的基板。
标记
继续参考图1，可以在光学基板100上提供至少一个记号，诸如至少一个标记110。在一些示例中，至少一个标记110可以被成型为定义光学参考标记，从业者可以将该光学参考标记用作在将光学基板100的光焦度与穿戴者的处方匹配时的参考点。在其它示例中，至少一个标记110可以是记号，诸如徽标。在一些示例中，涂覆系统10可以使用至少一个标记110来确定光学基板100相对于涂覆系统10的至少一个部件的朝向。在一些示例中，至少一个标记110可以是用于识别光学基板100的至少一个特征的位置/朝向的一对标记110，诸如光学基板100的渐进性(即，在具有不同焦距的光学基板100的部分之间的平滑过渡的位置)。当将梯度涂层施加到渐进光学基板100上时，必须特别注意使梯度涂层相对于光学基板100的不同焦距的位置定向。基于至少一个标记110的朝向，光学基板100可以以相对于涂覆系统10的至少一个部件的期望的朝向定位。
至少一个标记110可以在光学基板100的表面(诸如顶表面102、底表面104和/或侧表面106)上提供。在一些示例中，至少一个标记110被形成为可以从光学基板100的外表面突出的地形特征，或凹入光学基板100的外表面的地形特征。在一些示例中，至少一个标记110可以诸如例如通过模制整体地在光学基板100上形成。在其它示例中，可以通过蚀刻、雕刻或根据本领域技术人员已知的其它方法以将期望的至少一个标记110压印在光学基板100上而在光学基板100上形成至少一个标记110。
在一些示例中，至少一个标记110可以被施加到光学基板100的至少一个表面。例如，可以将至少一个标记110粘附地施加、打印、书写或以其它方式施加到光学基板100的至少一个表面。
在一些示例中，可以在与光学基板100分离的载体120上提供至少一个标记110。载体可以可移除地或不可移除地施加到光学基板100的至少一个表面。例如，载体120可以是胶带，该胶带可移除地施加到光学基板100的顶表面102、底表面104和/或侧表面106中的一个或多个。可以在涂覆过程期间将载体120施加到光学基板100的至少一个表面。在涂覆光学基板100之后，可以移除载体120。载体120可以是透明的或半透明的，使得可以容易地识别至少一个标记110。
至少一个标记110可以被形成为多个单独标记110的阵列，这些标记110一起定义标记110的边界。在光学基板100的外表面上提供多个标记110的情况下，可以在同一平面或不同平面中提供多个标记110。至少一个标记110可以是图案和设计的形式。图案和设计的示例包括但不限于来自一种或多种语言的字母和数字。在一些示例中，至少一个标记110为一维条形码和/或二维条形码的形式。
机器人放置臂
参考图3，光学基板100在涂覆系统10的各个站之间的移动可以利用机器人放置臂80自动进行。在一些示例中，可以提供多个机器人放置臂80。机器人放置臂80被配置为以维持光学基板100的已知中心位置(诸如在大约2mm以内)的方式接合光学基板100，并且在涂覆系统10的不同站之间移动光学基板100。由于机器人放置臂80的准确性和光学基板100的正确初始定位(诸如光学基板100的基于光学基板100上的至少一个标记110的朝向的定位)的组合，可以如此维持光学基板100的已知中心位置。
机器人放置臂80可以具有一个或多个可相对于机器人放置臂80的基座82独立地移动的部分80a、80b。一个或多个部分80a、80b相对于基座82可以是可旋转或可平移的。机器人放置臂80的一个或多个部分80a、80b定义封套，机器人放置臂80在封套中操作以将光学基板100放置在封套内的任何位置。理想地，机器人放置臂80被配置为使得涂覆系统10的所有站都在机器人放置臂80的封套内。与手动过程(诸如完全手动过程)相比，机器人放置臂80的使用允许涂覆系统10在机器人放置臂80的封套内是完全自动化的，并且将对诸如光学基板100的表面的标记的损坏最小化。
当被机器人放置臂80拾取时，光学基板100可以是湿的或干的。在一些示例中，当湿润时，光学基板100包括在其上的一个或多个不硬(诸如发粘和/或未固化)的湿涂覆层。在一些另外的示例中，当干燥时，光学基板100没有涂覆层或包括一个或多个硬(并且不发粘)(诸如被固化)的干涂覆层。在各种示例中，机器人放置臂80被配置用于通过接触光学基板的至少一个表面来拾取光学基板100。
根据一些示例，机器人放置臂80的夹持器元件84的下部和/或侧面部分在湿式拾取期间(当光学基板100是湿的时)接合并固定光学基板100的底表面104和/或侧表面106。对于一些进一步的示例，机器人放置臂80的夹持器元件84的上部和/或侧面部分在干式拾取期间(当光学基板100是干的时)接合并固定光学基板100的顶表面102和/或侧表面106。对于另外的示例，机器人放置臂80的夹持器元件84的下部和/或侧面部分在湿式或干式拾取期间接合并固定光学基板100的底表面104和/或侧表面106。光学基板100的底表面104可以具有粘合元件112，该粘合元件112被配置为将光学基板100固定到机器人放置臂80的夹持元件84。粘合元件112可以可移除地粘合到光学基板100的底表面104。例如，在涂覆系统10中的光学基板100的处理期间，粘合元件112可以粘合连接到光学基板100。在最终的处理步骤之后，可以从光学基板100的底表面104移除粘合元件112。
根据一些示例，机器人放置臂80可以被配置用于接合和固定载体86，该载体86被配置用于将光学基板100可移除地固定到其上。例如，机器人放置臂80的夹持器元件84接合并固定载体86，以在涂覆系统10的各个站之间运输载体86。载体86可以具有至少一个用于接合光学基板100的至少一个表面的承载表面88。
识别站
继续参考图3，涂覆系统10具有被配置用于识别光学基板100上的至少一个标记110的检查装置或检查站40。如本文所讨论的，至少一个标记110可以直接在光学基板100的表面上形成，或者可以在可移除或不可移除地连接到光学基板100的至少一个表面的载体120上形成。检查站40可以被用于识别光学基板100上的至少一个标记110的朝向。基于光学基板100上的至少一个标记110的朝向，光学基板100可以以相对于涂覆系统10的一个或多个站40的预定的朝向定位在一个或多个站40中。
在一些示例中，识别站40具有至少一个传感器42，用于识别光学基板100上的至少一个标记110。例如，至少一个传感器42可以是光学传感器，诸如相机。光学传感器42可以被配置为对光学基板100成像。识别算法可以被用于从由至少一个传感器42拍摄的光学基板100的图像中识别至少一个标记110。识别算法可以例如被用于识别至少一个标记110相对于检查站40上的已知标记45的朝向的朝向。至少一个传感器42可以相对于光学基板100可移动。例如，至少一个传感器42可以通过诸如在沿着笛卡尔坐标系的一个或多个轴(X，Y，Z轴)的方向上的平移或通过绕笛卡尔坐标系的一个或多个轴的旋转而相对于光学基板100移动，以将光学基板100定位在至少一个传感器42的视场内，其中至少一个标记110可以被至少一个传感器42清楚地检测到。
在一些示例中，识别站40可以具有用于在识别至少一个标记110期间支撑光学基板100的支撑表面44。支撑表面44可以是由光源46背光照明的透明或半透明支撑表面。对支撑表面44的背景进行背光照明有助于增加光学基板100与周围环境之间的对比度，以更容易地识别标记110。支撑表面44可以相对于至少一个传感器42可移动。例如，诸如通过在沿着笛卡尔坐标系的一个或多个轴的方向上的平移或者通过绕笛卡尔坐标系的一个或多个轴的旋转，可以相对于至少一个传感器42移动其上定位有光学基板100的支撑表面44，以将光学基板100定位在至少一个传感器42的视场内，其中至少一个标记110可以被至少一个传感器42清楚地检测到。在一些示例中，支撑表面44和至少一个传感器42均可以是可移动的，以将光学基板100定位在至少一个传感器42的视场内，其中至少一个标记110可以被至少一个传感器42清楚地检测到。
基于确定光学制品100的表面上的至少一个标记110的朝向，机器人放置臂80可以被用于以相对于涂覆系统10的一个或多个站的预定朝向将光学制品100移动到一个或多个站40。机器人放置臂80被配置为以维持光学基板100的已知朝向的方式接合光学基板100，并基于这个已知朝向在识别站40和涂覆系统10的至少另一个站之间移动光学基板100。由于机器人放置臂80的准确性和光学基板100的适当初始定位(诸如基于光学基板100上的至少一个标记110的朝向的光学基板100的定位)的组合，可以维持光学基板100的已知朝向。在一些示例中，机器人放置臂80可以旋转夹持元件84以基于至少一个标记110的位置使其自身定向成在光学基板100的相对于机器人放置臂80的预定位置拾取光学基板100。在其它示例中，识别站40的至少一部分(诸如旋转平台48)可以旋转，以基于至少一个标记110的朝向将光学基板100相对于机器人放置臂80定向在预定位置。在其它示例中，机器人放置臂80和旋转平台48均可以旋转，以基于至少一个标记110的朝向将光学基板100相对于机器人放置臂80定向在预定位置。
预处理站
继续参考图3，涂覆系统10具有预处理站60，诸如等离子体室62。在识别站40中检查光学基板100之后，机器人放置臂80接合光学基板100并将其移动到预处理站60。机器人放置臂80可以基于光学基板100上的至少一个标记110的朝向来将光学基板100可选地以相对于预处理站60的预定朝向定位在预处理站60中。
在室62内进行的等离子体表面处理可以选自一种或多种本领域公认的等离子体表面处理方法，包括但不限于电晕处理、大气等离子体处理、大气压处理、火焰等离子体处理和/或化学等离子体处理。对于一些示例，在室62中进行的表面处理是氧等离子体处理。对于一些示例，表面处理过程涉及对光学基板100的表面进行处理以促进润湿并增强随后施加到其上并在其上形成的涂层的附着力。对于一些示例，室62包括一系列边缘接合的光学基板保持器，以允许在室62中对光学基板100进行最大的表面处理。对于一些示例，室62在减少的气氛条件下操作，并且相应地，表面处理可以作为批处理进行。
等离子体处理(包括电晕处理)提供了更改光学基板100的表面特性(诸如粗糙化和/或化学更改其一个或多个表面，而不更改光学基板100的整体特性)的清洁且高效的方法。对于一些示例，一种或多种惰性气体(诸如但不限于氩气和/或氮气)和/或一种或多种反应性气体(诸如但不限于氧气、CO和/或CO2)可以被用作从其形成等离子体的室62中的气体。对于一些示例，惰性气体使光学基板100的表面变粗糙。对于一些示例，诸如氧之类的反应性气体可以通过例如在处理的表面上形成羟基和/或羧基基团来使暴露于等离子体的表面变粗糙并化学更改。
对于一些示例，在等离子体表面处理过程中使用氧气可以对光学基板100的表面提供有效程度的物理粗糙化和化学改性，从而可以提高粘合力，而不会不利地影响其它特性，诸如光学基板100的光学特性。大气也可以被用于形成等离子体气体，并且对于一些示例是反应性气体。对于一些示例，表面粗糙化和/或化学改性的程度随着等离子体气体和室62的操作条件(包括表面处理的时间长度)的变化而变化。对于一些示例，光学基板100诸如在室62中暴露于等离子体表面处理1至5分钟，这使得形成经表面处理的光学基板100，其在涂覆装置30中被进一步处理。室62内的光学基板100的表面处理还可以移除存在于其表面上的外来污染物。对于一些示例，某些表面污染物的存在会不期望地降低光学基板100的表面的表面能量。对于一些示例，移除表面污染物之后可以产生的高表面能量促进涂层润湿。
在室62中进行等离子体表面处理之后，将经表面处理的光学基板100移除，并可以在放置到加载单元64上之前可选地进行视觉和/或自动检查。光学基板100在加载单元64上沿着行进路径66前进，这可以通过传送器(诸如传送带)来实现。光学基板100沿着行进路径66前进，直到它们接合定位袋68。加载单元64使光学基板100排队，并在顺序地呈现每个个体的光学基板100并将其引入到定位袋68中的同时防止光学基板100彼此损坏(诸如由于彼此接合/摩擦/敲击)。定位袋68的边缘被构造为诸如成角度的，以相对于定位袋68的宽度将每个个体的光学基板100定位在预先选择的位置(诸如居中位置或地点)。对于一些示例，定位袋68还包括识别每个个体光学基板100的前缘和/或后缘的至少一个(诸如至少两个)接近传感器(诸如光束中断传感器69)，并且当感测并确定光学基板100被正确定位(诸如居中)在定位袋68内时使行进路径66停止。
清洗和干燥站
继续参考图3，涂覆系统10可选地具有清洗和干燥站70。在预处理站60中对光学基板100进行表面处理之后，机器人放置臂80接合光学基板100并将其移动到清洗和干燥站70。机器人放置臂80可以可选地基于光学基板100上的至少一个标记110的朝向将光学基板100以相对于清洗和干燥站70的预定的朝向定位在清洗和干燥站70中。
对于一些示例，清洗和干燥站70在清洗和干燥站70的壳体74内具有可旋转的卡盘72，该卡盘72对于一些示例可以是可旋转的真空卡盘。对于一些示例，可旋转的卡盘72可以以高速度旋转，诸如高达4000rpm。在将光学基板100固定到可旋转的卡盘72上之后，将盖子76移动到关闭位置并且在将光学基板100保持在旋转卡盘72上的情况下激活高压水喷嘴78。在一些示例中，高压水喷嘴78可以相对于光学基板100的表面成角度。以这种方式，对于一些示例，可以在升高的压力(诸如大约1000psi)的条件下诸如用去离子水清洁光学基板100的整个上表面和边缘。可旋转的卡盘72可以在喷雾清洗期间旋转以确保光学基板100的均匀清洁。清洗参数(诸如液体压力、清洗时间和旋转速度)可以是可编程的，并且可以基于诸如光学基板100的类型和/或尺寸、等离子处理和/或后续涂覆工艺之类的参数而变化。
在清洗之后，对于一些示例，光学基板100可以在清洗和干燥站70中通过一种或多种干燥方法进行干燥，所述一种或多种干燥方法包括但不限于可旋转的卡盘72的高速旋转和/或可以是经过滤的空气喷嘴79的(一个或多个)高速空气喷嘴79。对于一些示例，可以以类似于与清洗参数相关联的那些的方式来编程干燥参数。
涂覆装置
继续参考图3，涂覆装置30(诸如喷墨打印设备)被构造为以极细小液滴的形式在打印表面(诸如光学基板100的多个表面)上施加涂覆材料。在光学基板100的清洗和干燥之后，机器人放置臂80重新接合光学基板100并将其移动到涂覆装置30。机器人放置臂80可以基于光学基板100上的至少一个标记110的朝向以相对于涂覆装置30的预定朝向将光学基板100定位在涂覆装置30中。以这种方式，光学基板100可以相对于涂覆装置30以期望的朝向对准。在将光学基板100定位在涂覆装置30中之前，机器人放置臂80可以将光学基板100移动到识别站40，以便确定光学基板100的表面上的至少一个标记110的朝向，使得光学基板100可以基于至少一个标记110的朝向以相对于涂覆装置30的预定朝向定位。例如，光学基板100可以被布置为使得至少一个标记110相对于使用涂覆装置30将涂覆材料施加到光学基板100的方向基本上平行、垂直或以任何其它朝向布置。
与涂覆装置30相关联的排出装置(诸如一个或多个打印头)具有与之相关联的一个或多个喷嘴78。每个喷嘴78被构造为可控地连续或者按需排出单滴涂覆材料。在按需系统中，液滴的排出是由具有预定液滴排出轮廓的控制器39控制的。例如，控制器可以控制液滴的尺寸(涂覆材料的体积)以及液滴形成和递送的速度。在一些方面，一个或多个打印头可以设有一个或多个压电元件，这些压电元件提供用于形成液滴并将其从一个或多个打印头排出的机构。施加到一个或多个压电元件的电压(诸如由控制器39确定的控制电压)改变一个或多个压电元件的形状，从而在涂覆材料中生成压力脉冲，这迫使来自喷嘴78的涂覆材料的液滴。在其它方面，一个或多个打印头可以具有至少一个包括加热器的室62。当电压的脉冲(诸如由控制器39确定的控制电压)跨过加热器时，液滴从室中喷出。这种电压差使得室62中的涂覆材料快速汽化并形成气泡。气泡的形成造成室62内的压力差，从而将涂覆材料的液滴推到涂覆材料表面上。控制器39指引一个或多个打印头按需生成液滴。以这种方式，可以控制每单位打印表面面积递送的涂覆材料的定时、位置和体积。
从打印头的喷嘴78排出的每个液滴以单个点的形式沉积在光学基板100的表面上。因此，沉积的液滴的组装产生了使得能够形成图案的阵列。以这种方式，可以涂覆打印表面的全部或部分。当打印打印表面的一个或多个部分时，可以在打印表面上形成各种设计，诸如字符、数字、图像等。当打印整个打印表面时，沉积的液滴的组装在打印表面(诸如光学基板100)上形成涂覆材料的层。
继续参考图3，涂覆装置30具有基板保持器32和一个或多个打印头34。在一些示例中，基板保持器32可以被构造为在打印操作期间牢固地保持光学基板100。在一些示例中，基板保持器32可以被构造为保持具有光学基板100安装在其中的框架，例如眼镜框架。
基板保持器32可以附接到可移动基座36，该可移动基座36相对于一个或多个打印头34移动基板保持器32以及固定到其上的光学基板100。可移动基座36可以在一个、两个或三个轴上以线性方向可移动。附加地，或者可替代地，可移动基座36可以绕一个、两个或三个轴旋转。以这种方式，可移动基座36可以具有用于相对于一个或多个打印头34移动基板保持器32的至多六个自由度，以便将光学基板100相对于一个或多个打印头34定位在预定位置。可移动基座36可以被手动移动，或者其移动可以由一个或多个马达控制。
在其它示例中，基板保持器32可以是固定的，而一个或多个打印头34设有可移动基座36，以使一个或多个打印头34相对于基板保持器32移动。每个打印头34可以独立于任何其它打印头34可移动。与基板保持器32类似，一个或多个打印头34可以在至多六个方向上可移动(在三个轴平移并绕三个轴旋转)。在另外的示例中，基板保持器32和一个或多个打印头34都可以在可移动基座36上可移动。在另外的示例中，基板保持器32和一个或多个打印头34都可以是固定的。
在使用一个或多个打印头34涂覆光学基板100的表面之前，可以使用机器人放置臂80将未涂覆的光学基板100加载到基板保持器32中。然后可以使用机器人放置臂80将被涂覆的光学基板100从基板保持器32移除，以允许后续的未涂覆的光学基板100被加载。在一些示例中，可以在连续移动的可移动基座36上提供多个基板保持器32(未示出)，使得可以在连续过程中涂覆多个光学基板100。
每个打印头34与存储贮存器38流体连通。当涂覆装置30具有多于一个打印头34时，可以为每个打印头34提供单独的存储贮存器38。每个存储贮存器38被配置为存储待递送到一个或多个打印头34的涂覆材料。以这种方式，能够通过使用多个打印头34同时打印多种不同的涂覆材料，来生成各种涂层或不同涂覆材料的混合物。各种附加设备(诸如加热器、混合器等)可以与每个存储贮存器38相关联，以在递送到一个或多个打印头34之前准备涂覆材料。在一些示例中，可以诸如通过在将涂覆材料加载到存储贮存器38中之前增加或降低涂覆材料的粘度来控制涂覆材料的粘度。在一些示例中，在将涂覆材料递送到一个或多个打印头34之前，也可以使用在打印头歧管或贮存器38内的涂覆材料的加热来控制涂层粘度。
继续参考图3，可以将多个打印头34布置为阵列。多个打印头34可以在相对于光学基板100相对于打印头34移动的方向成角度的方向上彼此平行地布置。使打印头34相对于光学基板100相对于打印头34移动的方向成一定角度偏移允许完全覆盖各种形状和尺寸的光学基板100。在一些示例中，打印头34可以在基本平行于或垂直于光学基板100相对于打印头34移动的方向的方向上彼此线性相邻地布置。
在涂覆过程期间，可以单次将涂覆材料涂覆在光学基板100上，其中光学基板100保持静止并且一个或多个打印头34移动，或者其中光学基板100移动并且一个或多个打印头34保持静止，或者其中光学基板100和一个或多个打印头34均被移动或保持静止。可以使用单个打印头34或多个打印头34来执行单次。在一些示例中，可以以两次或更多次来将涂覆材料施加在光学基板100上，其中光学基板100保持静止并且一个或多个打印头34移动，或者其中光学基板100移动并且一个或多个打印头34保持静止，或者其中光学基板100和一个或多个打印头34都被移动或保持静止。可以使用单个打印头34或多个打印头34执行两次或更多次。
在各种示例中，可通过以雾化液滴形式的至少一种涂覆材料的受控沉积来控制一个或多个打印头34以施加预定图案。例如，可以控制一个或多个打印头34以在光学基板100上形成至少一个光影响区，从而定义梯度图案。如本文所使用的，术语“光影响区”是指具有当光接触或穿过光学基板100时显示一种或多种光学性质的能力的光学基板100的一部分。光影响特性的非限制性示例包括光致变色和/或光致变色二向色可逆变化、颜色/色调、偏振或其组合。一个或多个打印头34可以在光学基板100上施加涂层组合物以形成至少一个具有梯度颜色/色调的光影响区。如本文所使用的，“梯度颜色/色调”是指在整个至少一个光影响区域中颜色/色调的量值或程度的增加或减小。光学基板100可以形成有前述非限制性光影响区域和特性的任意组合。另外，光学基板100可以包括任何期望数量的光影响区，包括但不限于两个或更多个、三个或更多个或四个或更多个光影响区。可以基于光学基板100的期望用途来选择光影响区的数量和类型。
在各种示例中，可以控制一个或多个打印头34以施加均匀或不均匀厚度的被涂覆层。例如，一个或多个打印头34可以在光学基板100的整个被涂覆表面上施加具有基本均匀厚度的涂层。在一些示例中，可以在光学基板100的各个区域中控制涂覆材料的施加量，以解决涂覆材料在光学基板100的弯曲表面上的移动。例如，在凸形光学基板100上，在光学基板100的径向内部部分上的涂覆材料的施加量可以大于在光学基板100的径向外部部分上的涂覆材料的施加量，以便形成具有均匀厚度的涂层。在其它示例中，涂覆层在光学基板100的各个部分上的厚度可以不均匀。
继续参考图3，涂覆装置30可以具有用于控制涂覆装置30的操作的控制器39。控制器39可以被配置用于控制一个或多个打印头34的打印操作以及/或者光学基板10和/或一个或多个打印头34的移动操作。此外，控制器39可以被配置为控制在一个或多个存储贮存器38中的涂覆材料的填充和输送操作。
第二涂覆装置
在一些示例中，涂覆装置30可以是多个涂覆装置30。多个涂覆装置30可以是相同类型的涂覆装置(即，喷墨)，或者可以是不同类型的涂覆装置，诸如但不限于喷墨涂覆装置、旋涂装置和浸涂装置。参考图3，第二涂覆装置200(诸如在美国专利申请公开No.2016/0243579中描述的旋涂装置)可以被配置用于将涂覆材料施加到先前涂覆或未涂覆的光学基板100上去。在涂覆系统10的一个或多个站(诸如清洗和干燥站70或涂覆装置30)中对光学基板100进行处理之后，机器人放置臂80重新接合光学基板100并将其移动到第二涂覆装置200。虽然机器人放置臂80可以基于光学基板100上的至少一个标记110的朝向将光学基板100以相对于第二涂覆装置200的预定朝向定位在第二涂覆装置200中，但是这种操作在第二涂覆装置200是旋涂装置时可能不是必需的。
参考图4，第二涂覆装置200可以是具有涂覆机碗202的旋涂装置，对于一些实施例，该涂覆机碗202可以是可旋转的真空卡盘204。可旋转的卡盘204被构造为将光学基板100容纳在涂覆机碗202内并且被构造为在涂覆期间旋转光学基板100，其速度和定时可以取决于包括但不限于涂覆和光学基板100的参数而变化。
涂覆机碗202被构造为收集：从在其中被涂覆的光学基板100排出的过量涂覆材料；和/或在清扫贮存器206期间被排出的过量涂覆材料，如本文中进一步讨论的；和/或周期性地用于清洁(例如，在一周、一天或轮班结束时清洁)涂覆机碗202的清洁材料。对于一些实施例，本发明的第二涂覆装置200作为用于小规模生产的一次通过系统是有效的。一次通过系统意味着收集到的材料不需要再循环，因此可以通过未示出的排出口将来自涂覆机碗202的收集到的材料移除，不需要分离或处理以进行再利用。对于一些实施例，一次通过系统允许高效地更换不同的涂覆材料。
对于一些实施例，本发明的第二涂覆装置200包括可转位的涂料贮存器平台208，该涂料贮存器平台包含多个涂料贮存器206。可转位的涂材贮存器平台208被构造为将选择的涂料贮存器206转位到涂覆机碗202上方的分配位置中，因此如图5中所示，可以在分配位置处用分配单元210分配涂料贮存器206。分配单元210可在分配位置与所选择的涂覆材料贮存器206接合，以从接合并选择的涂料贮存器206分配选定(或预定)量的涂覆材料。
可转位的涂料贮存器平台208是具有不同圆周位置的可旋转圆盘传送器，其中每个不同的圆周位置可逆地接纳多个一次性涂料贮存器206中的一个。对于一些实施例，圆盘传送器可以包括八个或十个站。对于一些其它实施例，圆盘传送器可以具有用于贮存器206的其它数量的位置，诸如但不限于十八或二十个站。所示的旋转圆盘传送器表示用于形成和操作可转位的涂料贮存器平台208的高效实施例。但是，根据本发明的旋涂器，可以使用其它转位布置。出于非限制性说明的目的，线性移动的贮存器206的机架或线可以被用于形成平台208，而对在这种布置中可存在的不同贮存器206的数量没有限制。旋转平台208的马达可以利用多种本领域公认的对准机构，诸如弹簧偏置的止动器锁定机构，以确保所保持的贮存器206移动到精确的预定转位位置，使得贮存器206处于分配单元210下方的分配位置并与之对准。
图6是柔性第二涂覆装置200的单个涂料贮存器206的代表性截面图。每个涂料贮存器206包括细长的筒体212，该筒体包含用于从涂料贮存器206分配涂覆材料的可移动活塞214，并且其中在分配位置中的所选择的涂料贮存器206的可移动活塞214的前进从所选择的涂料贮存器206中分配涂覆材料。对于一些实施例，并进一步参考图6，每个涂覆材料贮存器206被形成为一次性塑料注射器，因此每个涂料贮存器206通过在筒体的远端处的无阀分配孔口216分配涂料。塑料注射器是可商购的，并且由于与之相关联的精确分配特性而特别适合于形成贮存器206。对于一些实施例，在后表面上并跨孔口86的盖子(未示出)可以被用于运输填充的贮存器206。对于一些进一步的实施例，也可以重新应用盖子，以移除和储存贮存器206。
贮存器206的狭窄孔口216(对于一些实施例，与可移动活塞214结合)允许涂覆材料被保持在贮存器206中并且在没有阀的情况下被分配。对于一些实施例，贮存器206的无阀分配器基本上消除了(除了单个清扫滴/液滴之外)其它旋涂器分配器必需的填装，并且大大减少了在第二涂覆装置200的操作期间形成的废物量。
分配单元210包括与在分配位置处的所选择的贮存器206对准的杆218，并被构造为选择性地使在分配位置处的所选择的涂料贮存器206的可移动活塞214前进以从接合的所选择的涂料贮存器206分配选定(或预定)单位量的涂覆材料。对于一些实施例，杆218是螺钉，诸如细长螺钉。对于一些实施例，分配的涂覆材料的选定(或预定)单位量是从0.2ml至4ml，或从0.2至1ml，或从0.2ml至0.6ml。单位量包括涂覆量和清扫量(诸如液滴)，并且可以取决于参数而变化，所述参数包括但不限于涂覆材料、基板特点、期望的涂层厚度和涂覆方案。
对于一些实施例，所选择的涂料贮存器206在其中具有的涂覆材料的量小于涂覆两个光学基板100所需的涂覆材料的量，但是大于涂覆单个光学基板100所需的涂覆材料的量(即，小于两个单位量)。对于一些实施例中，可以将涂覆材料的这个剩余量(即，小于两个单位量)(i)从涂料贮存器206中排出以进行处置，诸如排出到处置容器或排水管中；或(ii)从涂料贮存器206分配到单个光学基板100上。对于一些实施例，在排出或分配剩余量的涂覆材料之后，贮存器206是空的并且基本上没有涂覆材料，并且可以作为固体废物被处置。
对于一些实施例，分配单元210包括马达220，诸如线性步进马达等，用于精确地使所选择的涂料贮存器的可移动活塞214前进以从其中分配预定量的涂覆材料。对于一些实施例，分配单元210还在使用之前和之后经由杆218或其它设备来感测活塞214的位置，从而可以由第二涂覆装置200计算并跟踪每个特定贮存器206中存在的涂覆材料的量。对于一些实施例，分配单元210将杆218从筒体212中抬起，以允许平台208的圆盘传送器转位以选择不同的贮存器206。对于一些实施例，从分配位置移出的贮存器206将不会是空的，而是将在其中保留有涂覆材料以供以后选择使用。
根据本发明的一些实施例，杆218是静止杆，而马达沿着杆218是可移动的，诸如可垂直移动。马达可以包括与活塞214邻接地接合的延伸部(未示出)。对于一些实施例，马达沿着静止杆的可控移动(诸如垂直向下)用于将活塞214驱动到贮存器206中，这导致从孔口216分配选定(或预定)量的涂覆材料。
在操作中，可转位的涂料贮存器平台208、贮存器206和单元210作为单元可移动，如在222处示意性地示出的，至少在以下的位置之间可移动：(i)清扫位置，其中位于分配位置的所选择的涂料贮存器206在涂覆机碗202的上方，但不在光学基板100的上方；以及(ii)至少一个分配位置，其中在涂覆机碗上方的分配位置中的所选择的涂料贮存器在光学基板100上方。涂覆机碗202可以被构造为包括延伸到与清扫位置对准的点的槽或延伸部。在清扫位置，可移动活塞214由单元210的杆218推进，以分配涂覆材料的最小清扫液滴，从而清洁无阀贮存器206的孔口216处的涂覆材料的弯月面的外表面。在不使用给定贮存器206中的涂覆材料期间，弯月面的外表面可以暴露于空气中，这会导致弯月面的氧化和/或结垢，因此需要将其清除。对于一些实施例，通过从孔口216清除涂覆材料的可能不均匀的部分，只需单个液滴即可填装涂覆材料分配系统。在初始清扫液滴之后，可转位的涂料贮存器平台208、贮存器206和单元210可作为单个单元移动(如在222处示意性所示)到至少一个分配位置，在该位置，在涂覆机碗202上方的分配位置中的所选择的涂料贮存器206在光学基板100的上方。
所选择的分配贮存器206的移动222允许第二涂覆装置200容纳用于在涂覆机碗202内的可旋转的卡盘204上涂覆光学基板100的各种分配方案。对于一些实施例，来自选择的分配贮存器206的涂覆材料可以分配在光学基板100上的中心处和/或在跨光学基板100的表面的一个或多个选定位置处(诸如跨光学基板100的上表面/在光学基板100的上表面上成一直线、螺旋和/或同心圆)，然后接合可旋转的卡盘204以旋转所施加的涂覆材料以形成具有基本均匀厚度的涂覆层。根据一些另外的实施例，在旋转可旋转的卡盘204的同时，将来自所选择的分配贮存器206的涂覆材料分配在光学基板100上的中心处和/或在跨光学基板100的表面的一个或多个选定的位置处，以形成均匀的涂层。这些分配和自旋方案的任何期望组合可以与第二涂覆装置200一起使用。此外，对于一些实施例，分配速率和旋转速度也可以在整个过程中变化。对于一些实施例，可以使用真空卡盘204的间歇分配和/或旋转。对于一些实施例，分配方案基于参数，参数包括但不限于基板组成和/或其表面处理、所施加的涂覆材料和/或期望的最终涂层参数。
可转位的平台208允许第二涂覆装置200在光学基板100上施加单个或多个涂覆层，而无需从可旋转卡盘204移除透镜。对于一些实施例并且出于非限制性说明的目的，在第一阶段，使用一个所选择的贮存器206来施加第一涂覆层，然后对圆盘传送器进行转位，使得在第二阶段从不同/分开的贮存器206将第二涂覆材料施加在第一涂覆层上。圆盘传送器的转位可以在平台208移动远离贮存器206与光学基板100的对准的情况下完成，因此没有来自中间贮存器206的杂散液滴干扰期望的涂覆方案，因此在第二阶段在分配到光学基板100上之前，可以适当地清扫第二涂覆材料。具有两个或更多个涂覆阶段允许本发明的旋涂器施加并形成堆叠的涂覆层的多种组合，其中其每个涂覆层相对于相邻(或邻接)的涂覆层具有相同或不同的组成和/或相同或不同的厚度。
固化站
参考图3，涂覆系统10包括或已集成有至少一个不同的固化站50，以选择性地和独立地固化(诸如至少部分地固化)施加到光学基板100上的每个涂层。在将期望的涂覆材料施加到光学基板100的至少一个表面之后，机器人放置臂80重新接合被涂覆的光学基板100并将其移动到固化站50。机器人放置臂80可以可选地基于光学基板100上的至少一个标记110的朝向来将被涂覆的光学基板100以相对于固化站50的预定的朝向定位在固化站50中。
对于图3中所示的一些示例，固化站50包括以下至少之一：(i)热固化站50a；(ii)UV固化站50b；(iii)IR固化站50c；以及(iv)(i)、(ii)和(iii)中至少两个的组合。在一些示例中，涂覆系统10的UV固化站50b可以具有滑动抽屉，该滑动抽屉具有保持可旋转的卡盘52(诸如可旋转的真空卡盘)的工件，以选择性地接收要被固化的期望的光学基板100。凹面或成角度的反射镜可以围绕可旋转的卡盘52，以辅助或改进边缘固化。在UV固化站50b的可旋转卡盘52上具有涂覆的光学基板100的情况下，抽屉被关闭，并且遮板(shutter)被打开，以将被涂覆的光学基板100暴露于UV光(诸如来自汞或金属卤化物灯泡)。可旋转的卡盘52可以各种速度旋转，以确保均匀的固化。UV固化站50b内的固化时间可以取决于例如特定涂层而变化。IR固化站50c可以具有与UV固化站50b类似的构造，但是包括适当的IR源。IR固化站50c内的固化时间也可以根据例如特定涂层而变化。对于一些示例，每个固化站50可以在其中包括选自惰性气氛(诸如，但不限于氩气和/或氮气)和/或反应性气氛(诸如但不限于氧气、CO和/或CO2)的气氛。
对于一些示例，热固化站50a附带有通过量输送器54和排出或累积区域56。在热固化站50a中，待热固化的光学基板100被放置在输入输送器54上，诸如在输送器54上并排。选择输送器54的速度，使得被涂覆的光学基板100在热固化站50a内具有期望的温度暴露。对于一些示例，热固化站50a的烤箱可以是电烤箱和/或燃气烤箱(诸如天然气烤箱)。固化时间和温度分布(profile)可以取决于例如待固化的涂层而变化。对于一些示例，待涂覆的光学基板100在热固化站50a内暴露于115℃-135℃的温度20-40分钟，诸如在125℃下30分钟。在至少部分固化之后，使被涂覆的光学基板100前进到被设计为容纳期望数量的光学基板100且其间没有边缘接触的累积区域56(诸如，但不限于多达30个被涂覆的光学基板100)。
对于一些示例，与机器人放置臂80配合的输送器54被用于从IR固化站50c和/或UV固化站50b排出至少部分固化的涂覆的光学基板100。对于一些示例，为了将被涂覆的光学基板100递送到累积区域56，使用分离的出口输送器54(未示出)绕过热固化站50a。
对于一些附加的示例，可以将被涂覆并固化的光学基板100从固化站50返回到：(i)清洗和干燥站70；和/或(ii)涂覆装置30，用于向其施加后续涂覆材料。对于一些示例，可以将固化的光学基板100从累积区域56移动到最终检查区域或打包区域(未示出)。
已经参考本发明的特定示例的具体细节描述了本发明。除了在所附权利要求中包括的程度和范围外，这些细节无意被视为对本发明范围的限制。

Claims (14)

1.一种用于涂覆光学基板的涂覆系统，该涂覆系统包括：
识别装置，被配置为用于识别光学基板的顶表面或底表面上的至少一个标记的朝向；
第一涂覆装置，被配置为通过雾化液滴形式的至少一种涂覆材料的受控沉积以预定图案将所述至少一种涂覆材料施加在光学基板的顶表面的至少一部分上；
第二涂覆装置，其中第二涂覆装置是旋涂装置，以及
放置臂，被配置为将光学基板从识别装置移动到第一涂覆装置并基于所述至少一个标记的朝向将光学基板以相对于该涂覆装置的预定朝向定位，
其中，所述放置臂还被配置为将所述光学基板从识别装置移动到第二涂覆装置的可旋转卡盘。
2.如权利要求1所述的涂覆系统，其中识别装置包括用于确定所述至少一个标记的朝向的至少一个传感器。
3.如权利要求2所述的涂覆系统，其中所述至少一个传感器是光学传感器。
4.如权利要求1-3中的任一项所述的涂覆系统，其中识别装置包括背光台。
5.如权利要求1-3中的任一项所述的涂覆系统，其中放置臂将光学基板移动到预定朝向。
6.如权利要求1-3中的任一项所述的涂覆系统，其中识别装置将光学基板移动到预定朝向。
7.如权利要求1-3中的任一项所述的涂覆系统，其中第一涂覆装置是压电喷墨涂覆装置或热喷墨打印装置。
8.如权利要求1-3中的任一项所述的涂覆系统，其中第一涂覆装置包括一个或多个装有所述至少一种涂覆材料的料筒。
9.如权利要求1-3中的任一项所述的涂覆系统，还包括至少一个固化站，其中每个固化站被独立地被配置为至少部分地固化施加到光学基板上的至少一种涂覆材料。
10.如权利要求9所述的涂覆系统，其中每个固化站独立地包括以下中至少一个：(i)热固化站；(ii)UV固化站；(iii)IR固化站；以及(iv)(i)、(ii)和(iii)中至少两个的组合。
11.如权利要求1-3中的任一项所述的涂覆系统，还包括清洗和干燥站，其中清洗和干燥站被配置为选择性地清洗和干燥每个光学基板，并且其中清洗和干燥站能够由放置臂接近。
12.如权利要求1-3中的任一项所述的涂覆系统，还包括预处理站，其中预处理站被配置用于提高光学基板的润湿性以促进至少一种涂覆材料与光学基板的粘附，并且其中预处理站能够由放置臂接近。
13.一种用于涂覆光学基板的方法，该方法包括：
使用识别装置识别光学基板的顶表面或底表面上的至少一个标记的朝向；
将光学基板移动到第一涂覆装置和第二涂覆装置之一并基于所述至少一个标记的朝向将光学基板以相对于该涂覆装置的预定朝向定位；以及
使用涂覆装置在光学基板的顶表面的至少一部分上施加至少一种涂覆材料，其中通过雾化液滴形式的所述至少一种涂覆材料的受控沉积来以预定图案施加所述至少一种涂覆材料，
其中第二涂覆装置是旋涂装置。
14.一种被涂覆的光学基板，包括根据权利要求13所述的方法用至少一种涂覆材料至少部分地涂覆的至少一个表面。
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