CN1650192A - 母板及其复制品制作法 - Google Patents

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    • G02B5/122Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type
    • G02B5/124Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type plural reflecting elements forming part of a unitary plate or sheet

Abstract

本发明涉及制作母板及其复制品包括压印图案与回射片的方法,还涉及相应的母板、压印图案尤其是回射片。该方法包括在基板(如金属板)内形成V形槽,其中三条槽的交叉线构成立体角元件,立体角元件在整个阵列中几乎为同尺寸。在整个阵列中,母板及相应的压印图案与片的平均槽距较佳为0.0005英寸(0.0127mm)~0.007英寸(0.1778mm),更佳为小于0.004英寸(0.1016mm)。

Description

母板及其复制品制作法
技术领域
本发明涉及制作母板及其复制品包括压印图案与回射片的方法,还涉及相应的母板、压印图案,尤其是回射片。本方法包括在基板(如金属板)中形成V形槽,其中三条槽的交叉线形成立体角元件,而立体角元件在整个阵列中基本上为同尺寸。在整个阵列中,母板及相应的压印图案与片的平均槽距较佳为0.0005英寸(0.0127mm)~0.007英寸(0.1778mm),更佳地小于0.004英寸(0.1016mm)。
背景技术
回射性立体角片常用于各种装饰与安全目的。考虑到其高回射亮度,立体角片通常适用于交通标志、路面标志、车辆标志与个人安全物件。自从其创建以来,已作过各种改进,如涉及到立体角回射片的专利文献所描述的那样。
例如,最近美国专利No.6,206,525教授的回射片,在阵列中形成反射光围绕由小金属支持的立体角棱镜构成的0.5度观察角的定向自由的锥体,阵列中央的棱镜尺寸为0.005~0.003英寸。该阵列通过将透明塑料棱镜注入模具制成,而模具通过划出三组以某一角度相交的槽构成,槽在中央的间距为0.0005~0.003英寸。在形成的前或后,对棱镜涂上金属等反射材料。极小棱镜的主要缺点是很难在大面积内在中央棱镜上划出0.002″的阵列,因为划切金刚钻会磨损。但是极小型棱镜也有优点,包括灵活性大。
发明内容
本发明者发现,当极小型立体角棱镜用V形交叉槽精密定位的母板构成时,回射母板及其回射复制件如回射片会显现出莫尔条纹状图案。出现这种莫尔条纹状图案估计是相邻立方体(即成组入射光相干的立方体)间的光学干扰引起的。片内有这种莫尔条纹状图案有损于包含这种回射片的回射物品的外观,尤其会使含这种片的交通标志的清晰度下降。
本发明者发现了制作母板和相应的压印图案与回射片的方法,从而减小并消除莫尔条纹状图案。
在诸较佳实施例中,该方法包括在基板中形成三组V形槽,使交叉线形成一立体角元件阵列。每组槽的平均槽距为0.0005英寸(0.0127mm)~0.0070英寸(0.1778mm),槽形成为至少一组里的至少第10条槽的槽位置与相邻平行槽的变化幅度为50nm到平均槽距的1/10。
还揭示了若干母板制作法,在形成的每组槽中,在10条连续槽距离内,槽位置精密度为±10nm~±500nm,三组中至少一组的至少第10条槽与相邻平行槽的变化幅度为15nm到平均槽距的1/10。
还揭示了含立体角元件的母板的制作方法,其中诸元件在整个阵列中的平面图横向尺度为0.0005英寸(0.0127mm)~0.0070英寸(0.1778mm),而在形成的相邻立方体中,至少有10%的立方体随机地相位偏移至少可见光波长的1/10。在诸较佳实施例中,更高百分比的相邻立方体都相位偏移,而且/或者相位偏幅度更大。
槽位置变化幅度一般小于平均槽距的1/15,较佳小于1/20,更佳小于1/50还要佳小于1/75,而最佳小于1/100或以下。当槽位置最小变化幅度至少为200nm时,槽被形成得精密度至少为±100nm,对于槽位置最小变化幅度至少为400nm的实施例,则槽精密度至少为±200nm。槽位置的变化频度一般至少每隔7条槽,较佳至少每隔5条槽,更佳至少每隔3条槽,而最佳为每个槽位置在整个阵列中都变化。
较佳地用一种随机或伪随机的工艺产生槽位置变化幅度。槽位置通过改变槽距和/或槽深而变化。立体角元件可以倾斜或不倾斜。槽角精密度一般至少为±2弧分,较佳为至少±1弧分,更佳为至少±1/2弧分。对母板为回射性的实施例,母板几乎无莫尔条纹状图案。
还揭示了回射片的制作方法,包括提供导致出现莫尔条纹状图案的压印图案,并对一个或多个压印图案贴饰片,仅每块饰片至少在一个尺度小于1/4英寸(6.35mm)。
还揭示了压印图案制作法,包括制备任一种这样的母板,电镀母板而形成负性压印图案,从母板中取出压印图案,选择性电镀负性压印图案而形成正性压印图案,再选择性电镀正性或负性压印图案而形成多代压印图案。
还揭示了回射片的制作方法,包括制备这种有微棱镜表面的压印图案,在压印图案微棱镜面上浇注流体树脂成分,让该成分硬化成片,再取出该压印图案。在一替代实施例中,回射片的构成方法是:制备有微棱镜表面的压印图案,制备模制基板,使压印图案微棱镜表面接触基板而把微棱镜表面的复制品传到基板上,再取出压印图案。树脂成分或模制基板一般呈透明,诸如聚碳酸酯。该法还可包括对硬化树脂或模制基板复制品加反射层。
在其它方面,本发明涉及的回射片包含带立体角元件阵列的聚合物片,元件由交叉的V形槽构成,槽的平均槽距较佳为0.0005英寸(0.0127mm)~0.007英寸(0.1778mm),该片几乎无莫尔条纹状图案,较佳地用连接的接合层连接诸元件。
附图说明
图1表示一种母板的放大平面图,包括三组V形平行槽。槽距为0.004英尺(0.1016mm)的实用6英寸见方(15.24厘米见方)母板,在整个面积总计为200万个元件内沿宽度有1500个立体角元件。该图还示出一部分回射片的放大平面图,该回射片用母板的负性复制品压印图案构成。
图2示出压印图案的照片,它是母板的负性复制品,在整个阵列中具有小于0.003500英寸(0.088900mm)的恒定槽距,槽切割精度至少为±100nm。照片用带闪光的Olympus C700数码相机拍摄,距离约10英寸(3米)。
图3示出压印图案的照片,它是母板的负性复制品,其中槽的切割精度至少为±100nm,90%的槽距随机变化,平均槽距与图2中相同,变化幅度在平均槽距的±1/100内。
具体实施方式
本发明涉及母板及其复制品包括压印图案与回射片的制作方法,还涉及相应的母板、压印图案尤其是回射片。出现在回射母板、压印图案或片内的莫尔条纹状图案显著减少了,较佳被减至最少,更佳在回射片中被消除。这里的“几乎无莫尔条纹状图案”指相比图2而类似于图3的观察结果,评估时,使位于观察者眼部附件靠近鼻子位置的普通闪光点发光,与回射母板或仿制品的距离约20英尺照射回射母板或复制品,与其平面接近垂直。
母板较佳地用应用直接机加工技术的开槽机制造,包括形成相互交叉槽图案以构成立体角元件。开槽基板称为母板,用它形成一系列复制品。直接机加工技术的例子包括美国专利No.4,588,258(Houpman)和3,712,706(Stamm)所描述的快速切削、铣削、研磨与划线,这些专利揭示的单通道或多通道型机床有两个相对的切割表面,可在基板内开槽而形成立体角光学面。
本发明的母板制作方法可应用任一种适合直接形成机加工槽组的基板,合适的基板应该机加工光洁无毛口,延性小且粒状小,成槽后保持尺寸精度。可应用各种能机加工的塑料或金属,合适的塑料包括热塑或热固材料如丙烯酸或其它材料,金属包括铝、黄铜、无电镍合金与铜,较佳的金属包括无铁金属。为尽量减小切割工具在开槽时的磨损,一般选用较佳的机加工材料。
适合直接机加工槽组的金刚钻工具是优质的金刚钻工具,可向K&YDiamoud(Mooers,NY)或Chardon,Tool(Chardon,OH)购买。尤其是合适的金刚钻工具在尖端10密耳内无刮痕,可用2000倍白光显微镜检查。一般,金刚钻尖端的平坦部尺寸为0.00003英寸(0.000762mm)~0.00005英寸(0.001270mm)。再者,金刚钻具的表面光洁度具有平均小于3nm粗糙度和小于10nm的峰-谷粗糙度。评估表面光洁度时,可在机加工基板中形成一试验切口,再用微干扰仪作评估算,这种微干扰仪例如可向Veeco的分部Wyko(Tucson,AZ)购买。
虽然本发明的母板制作法针对直接机加工法,但是也可用其它方法制造的母板造出压印图案与回射片,而在这类其它方法中,若不用本发明,则精密形成的回射立体角元件将出现这种莫尔条纹状图案。以平面看来得出的立体角元件具有其它非三角形的形状,包括但不限于梯形、矩形、四边形、五边形或六边形。
在本发明的母板制作法中,在基板(如金属板)内形成许多V形槽。这里的“切角”指槽组间的相对定向。“槽距”指槽与相邻的平行槽的最低点之间的距离(如沿x方向),最低点即是槽的最低点。“槽深”指基板(如板)顶面与槽最低点间的距离(如沿y方向)。“槽位置”指槽相对于母板表面的二维位置(如x,y坐标)。槽第三维(如z方向)一般不变,从母板外沿延伸到相对的外沿。因此,改变槽距、槽深或它们的组合,可改变槽位置。“槽半角”指V形槽任一侧形成的角度,槽半角相对于参照面测量,而参照面对准切割方向并与基板平面垂直。“槽角”是其用同一最低点的相邻半角之和。
通常将第一组平行槽形成在图1中槽1、1~1、20所示的平面内;第二组平行槽以相对于第一组某个切角形成在该平面内,如图1中槽2、1~2、31所示;第三组平行槽以相对于第一组某个切角形成在该平面内,如图1中槽3、1~3、31所示。每组都包括许多相邻的平行槽。“相邻平行槽”指同组任一侧的槽,例如相对槽1、2的相邻平行槽就是槽1、1或1、3。
一组里的每条槽和每组槽一般以共同深度形成,切角通常约60°,在45~75°范围内特地选成规定的角度。各槽组交叉的槽角选成使二面角约为90°,形成立体角元件。在不倾斜立方体情况下,标称的槽角对三组都一样。也可使立体角元件倾斜,把槽角与切角选成使元件的光轴倾斜。美国专利No.4,588,258(Hoopman)描述了一例正向倾斜的情况。另为了控制回射光的扩散,可将倾斜或不倾斜的立方体形成得使槽角略微不同(如±10弧分)。如图1所示,三组交叉的槽形成立体角元件以均一图案排列的阵列,该阵列较佳地在立体角元件单位面积内几乎具有最大数量的元件。
V形槽用金刚钻机床形成,该机床能以精良的精密度形成每条槽。MooreSpecial Tool公司(Brideport,CT)、Precitech,Keene,NH和Aerotech公司(Pittsburg,PA)都产生用于此目的的这种机床。这类机床一般包括激光干扰仪定位装置。合适的精密转台可向AA Gage(Sterling Heights,MI)购买,合适的微干扰仪可向Zygo公司(Middlefield,CT)和Veeco的Wyko(Tucson,AZ)分部购买。槽距与槽深的精密度(即点间定位)较佳至少为±500nm,更佳至少为±250nm,最佳至少为±100nm。槽角精密度至少为±2弧分(±0.033度),更佳至少为±1弧分(±0.017度),最佳至少为±1/2弧分(±0.0083度)。另外,分辨度(即开槽机检测当前轴向位置的能力)一般至少为精密度的10%。对于±100nm精密度,分辨度至少为±10nm。在短距离内(即10条相邻平行槽),精密度近似为分辨度。
为在一段时间内一致地形成多条如此精度的槽,加工温度要保持在±0.1℃内,最好在±0.01℃内。另为了保持槽角容差,母板内的所有槽较佳地先粗切到约10微米深,浅于最终深度,再以交替方向细切。如图1所示,第一槽1、1(即第一组第一槽)作细切,再跳过第二槽以同样方法细切第三槽1、3,但方向相反。跳过第四槽,沿第一方向细切第五槽1、5,如此一直到切完板底部的最后一条槽。接着,以同样方式自下而上细切交替的(即跳过的偶数)槽。然后以同样方式切割第二与第三组槽。
申请人发现,当以这种精密度在母板中形成小立方体时,其回射复制品(即压印图案与片)呈现出莫尔条纹状图案。对于用合适的基板构成母板而使其本身呈回射型(如透明塑料)的情况,母板也会呈现这种莫尔条纹状图案。对于由母板形成压印图案的实施例,在制造压印图案时可复制出该图案。另外,在用这种压印图案组成回射片时,就再复制出该图案。因而对使用负拷贝工具形成正拷贝回射片面性的实施例,回射片表面几乎与其派生出来的母板一样。
不受理论的束缚,推断这种莫尔条纹状图案的出现是入射光照射相邻立方体并从其反射的相干性所引起的干扰效应。光在其上相干的面积限定了邻居的大小,且大于立方体的孔径尺寸。限定邻居的立方体聚合同样都影响着入射光。相邻的立方体在小部分可见光波长内具有相同的重复的几何结构。光反射的电场被推理为只是立方体位置的差异,各别立方体的电场之和导致所观察到的莫尔条纹状图案。
鉴于尚未完全清楚的原因,例如在槽距0.01英寸(0.254mm)的较大立方体中,出现这莫尔条纹状图案并不明显。因此,本发明的方法与制品主要针对平均槽距(即节距)为0.0005英寸(0.0127mm)~0.007英寸(0.1778mm)的较小立方体。另还推断,出现莫尔条纹状图案的严重性随节距减小而增加。因此,本发明最适于制作平均槽距小于0.004英寸(0.1016mm)较佳地小于0.0035英寸(0.0889mm)的母板与相应制品的方法。
不考虑制作回射元件所用的技术,元件的横向尺度(即相对侧或特征间测得的元件尺寸)较佳为0.0005英寸(0.0127mm)~0.007英寸(0.1778mm)。元件横向尺度较佳地小于0.004英寸(0.1016mm),更佳小于0.0035英寸(0.0889mm)。
申请人发现,通过对制作可变度有意受控的母板的方法引入一定幅度与频度的槽位置可变度,能减少或消除这种图案的出现。这样,就能尽量减少或消除莫尔条纹状图案而不牺牲回射亮度。改变槽距、槽深或其组合能改变槽位置。
与形成尺寸完全不同的立体角元件例如美国专利No.6,168,275所述的方法相对照,本发明的变化较小,使得母板的立体角元件、压印图案与片在整个阵列中基本上为同尺寸,意味着最小的立方体至少为最大立方体尺寸的85%,较佳为至少90%。另一方面,各立方体的有效孔径基本上与类似片中相应的立方体一样,主要差别只是类似片在整个阵列中应用了恒定的槽位置。例如,在类似片中,槽在整个阵列中具有共同的深度与恒定的间距(如0.003500英寸(0.088900mm),而本发明的片具有0.003500英尺(0.088900mm)的平均槽距,实际槽距与该平均值变化±0.000035英寸(0.000889mm)。本发明中,变化的立体角元件(如槽1,2;2,20与3,2交叉形成的立方体)的有效孔径基本上与槽位置恒定的类似片同样的交叉线所形成的同一立体角元件的有效孔径一样。单一或各别立体角元件的有效面积(即有效孔径)取决于并等于三个立方角表面在垂直于折射入射光的平面上投射的拓朴学交叉,第三次反射的图像表面投射在同一平面上。例如,Eckhard曾讨论过一种测定有效孔径的方法(Applied Optics,v.10n.7,July1971,pp.1559~1566);Straubel的美国专利No.835,648也讨论过有效面积或孔径的理念。
槽位置变化幅度从大于开槽机精密度(即±分辨度)到该槽组的平均槽距的约1/10,因而这里描述的有意义的变化幅度大于机加工容差造成的变化,不过该变化远远小于用来形成尺寸完全不同的立体角元件的变化。为了保证该变化大得足以将反射光偏移得异相而能被肉眼看出,变化幅度至少为15nm,较佳地至少为25nm,更佳至少为50nm,最佳至少为100nm。对于不很精密的开槽机,最小变化幅度一般至少为200nm,较佳为400nm。变化大于目标平均槽距的1/10时,立体角元件在尺寸和几何形状方面就不再基本相同了。另外,槽的至少一侧的立体角元件具有明显减小的有效孔径,会减小某些角度的回射亮度,在槽位置高频度变化诸如整个阵列中的槽距随机变化时尤其如此。但槽位置变化幅度一般小于槽距的1/15,较佳小于1/20,更佳小于1/50,还要佳小于1/75,最佳小于1/100或以下,以有效地消除莫尔条纹状图案而不明显影响回射亮度。
为了明显地减少莫尔条纹状图案,三组中至少一组至少每隔10米槽按上述幅度变化,这意味着整个阵列中某一槽组里不超过9条连续平行槽具有相同的深度【如0.001500英寸(0.0381mm)】和恒定的槽距【如0.003200英寸(0.08128mm)】±精密度。为作进一步减少,则要变化至少一组中的至少第8条槽,更佳地变化至少一组中的至少第6条槽,和更佳地变化至少一组中至少第6条槽。但要取得明显减少,就要变化至少一组中的至少第5条槽,较佳为至少第4条槽,更佳为至少第3条槽。要实现基本上减少,则变化频度要改变条槽或每条槽的位置。
在至少两组中按上述频度改变槽位置,估计比只在单一槽组中作变化更佳,而所有三组都作这样的变化则最佳。因此,本发明描述了槽位置变化频度的1000种组合。
引入充分的变化后,大部分相邻立方体被相位偏移,使受影响的部分不再同样地影响入射光。一般至少有10%的相邻立方体在光运行的媒体中作随机的相移。在光通过微棱镜基板时,媒体与微棱镜基板为同一块。对于光从基板微结构表面回射的其他结构,媒体就是邻近微结构表面的材料。相移较佳为随机性,因为以规则图案使相邻立方体相移会造成不同的光学干扰图案。作相移的立方体百分比与引入的槽位置变化频度相关。由于较高的槽位置变化频度有利于明显减少莫尔条纹状图案,因而最好形成至少20%,较佳至少30%,更佳至少40%,最佳至少50%的相邻立方体,从而使诸立方体作相移。为了消除莫尔条纹状图案,最好对相邻立方体的至少60%,较佳70%,更佳80%,最佳90%或以上作相移。
尽管变化幅度能以重复方式引入,但是变化幅度最好以随机或伪随机过程产生。各种计算机软件程序都适合在规定的范围内生成随机数,诸如品牌为“Microsoft Excel97SR-2”的计算机软件商品。下列一般公式可在特定数值范围内产生随机数:
                      RND*(UL-LL)+LL;
其中RND是0与此同时1之间的随机数,UL为该范围的上限,LL为该范围的下限。例如对于0.00320000英寸(0.081280mm)的目标恒定槽距,上限是0.000032英寸(0.00082mm,即目标槽距的1/100),下限为-0.000032英寸,故该式写成RND*(0.000032--0.000032)+-0.000032,即RND*(0.000064)-0.000032。
通常在基板中用金刚钻具开槽,使每条槽的槽距、槽深与槽角都均匀,故整个槽的槽位置变化幅度相同。但槽也可按随机或重复的方式作粗切或不规则的切割,使各立方体的槽位置不同或沿单个立方体边界变化。或者,造成回射片具有莫尔条纹状图案的母板开好的槽也可按上述的幅度与频度改变,例如槽作重切割,修正槽位置。然后,考虑到额外的机加工,这样做并不可取。
根据开槽的基板,诸如在合适的透明塑料基板中开槽,把母板自身用作回射制品是有利的。但在把金属板用作基板时,母板本身一般不回射。为形成尺度适合形成回射片的母板工具,以如下方法形成多个压印图案(也称为饰面):把母板的有槽表面电镀成负性复制件,接着把负性复制件电镀成正性复制件,把正性复制件电镀成第二代负性复制件,等等。电镀技术一般都知道,诸如授与Pricone等人的美国专利No.4,478,769和5,156,863所描述。这些压印图案贴在一起可组装成所需尺寸的母板工具。
显然,该装贴工艺还适合在接合饰面的界面引入槽位置变化,但饰面尺寸一般较大,装贴引起的槽位置变化难得减少莫尔条纹状图案。不过只要饰面足够小,即小于1/4″(0.635cm),装贴也能减少莫尔条纹状图案。由于这种“微”装贴需要附加的制造时间,故不大使用该方法。另外,装贴造成的槽位置变化不影响饰面(即子阵列)内出现莫尔条纹状图案。
较佳地将回射片制成整块材料,即在整个模具尺寸内,诸立体角元件互连在一连续层内,其间的各别元件与连结包括同一材料。与微棱镜表面相对的片表面通常呈平滑状,也称为“接合层”,其厚度一般为0.001英寸(25微米)~0.006英寸(150微米)。较佳是至少0.002英寸(50微米)~0.003英寸(75微米)这种片一般以下述方法制造:把流体树脂成分浇注在母板工具上,让该成分硬化成片。
或者如JP8-309851和美国专利No.4,601,861(Pricone)所述,可将有槽母板或其正性复制件作为压印工具来形成回射制品。另按PCT申请No.WO95/11464和美国专利No.3,684,3481的教授,通过对预制膜浇注立体角元件,或把预制膜迭加到预制的立体角元件上,把回射片制成一种分层制品。这样,可用该预制膜互连各个立体角元件。此外,元件与膜一般含不同的材料。
适合本发明回射片的树脂成分优选尺寸稳定、耐用、耐气候、容易制成所需结构的透明材料。几例合适的材料包括:折射率为1.5的丙烯酸,如Rohm andHaas公司制造的Plexiglas牌树脂;折射率为1.59聚碳酸酯;活性材料,如热固丙烯酸酯与环氧烯酸酯;聚乙烯基离聚物,诸如E.I.Dupont de Nemours andCo,公司出售的SURLYN牌产品;聚乙烯共丙烯酸;聚酯;聚氨酯;和乙酸丁酸纤维素。聚碳酸酯尤为适合,因其韧度与较高的折射率一般有助于在更宽的入射角范围内提高回射性能。这些材料还包括染料、着色剂、颜料、UV稳定剂或其它添加料。诸如金属涂层之类的镜面反射涂层,可以置于立体角元件背面,金属涂层用已知的技术施涂,如对铝、银或镍等金属作蒸发淀积或化学淀积。立体角元件背面涂一底层有利于与金属涂层粘合。除了金属涂层或代替金属涂层,还可对立体角元件背面施涂密封膜,如参见美国专利No.4,025,159和5,117,304。密封膜在立方体背面保持一空气界面,能在该界面形成全内反射并阻止污物和/或潮气进入。
为使立方角回射片固定于基板,可在立体角元件或密封膜后面设一粘层。合适的基板包括木头、铝片、电镀钢、聚合材料(如有机玻璃、聚酯、聚酰胺、聚氟乙烯、聚碳酸脂、聚氯乙烯、聚氨酯)以及用这些与其它材料制作的各种层压板。
回射片具有高回射亮度,适合各种应用,诸如交通标志、路面标志、车辆标志与人身安全制品。按CIE公报No.54推荐的测量法,在-4°入射角、0°定向与0.2°观察角情况下,回射系统RA通常至少为100烛光/勒克斯/米2,较佳为300烛光/勒克斯/米2,更佳为800烛光/勒克斯/米2。在便于制造方面,该片比立方体较大的立体角片更优越。
以下实例进一步示明了本发明诸目的与优点,但实例所提到的具体材料及其用量以及其它条件与细节并不限制本发明。
实例
比较例A
用9英寸(22.86cm)直径乘1英寸厚由机加工金属构成的块料制备母板,块料加工成具有4.75英寸(12.06cm)见方部分,增高0.005英寸(0.127mm)。块料在开槽机上定位,开槽机的槽空间与槽深精密度(即点对点定位)至少为±100nm,分辨度(即激光干扰仪定位装置检测当前轴位置的能力)至少为±10nm。
检验若干买自K&Y Diamond(Mooers,NY)或Ch-ardon Tool(chardon,OH)的金刚钻具,保证都适用。用2000倍白光显微镜评估各金刚钻具,确保在钻尖10密耳(250微米)内表面无刮痕。各钻具的表面光洁度也要检验,即在机加工基板上作试切,用购自Wyko的RST品牌的微干扰仪评估试切,确保粗度平均值小于3nm,峰谷粗度小于10nm。钻尖的平坦部尺寸为0.00003英寸(0.00076mm)~0.00005英寸(0.001270mm)。将合适的钻具固定于开槽机,对块料凸起的中央部分开出V形槽。在试块与母板块形成每条槽时,开槽机、块料与钻具的温度保持于20℃±0.01℃。切割1英寸立方体试块时,调整钻具。切割试块时要反复调整钻具,把槽角调到±30弧秒(0.008度)容差,并在精密转台与微干扰仪上测量得出的角度,以光学方法参照槽面的平面。合适的精密转台购自AA Gage(Sterling Heights,MI);微干扰仪购自Zygo公司(Middlefield,CT)和Veeco的Wyko(Tucson,AZ)分部。
为对母板保持槽角容差,用比最小目标槽角约小1°的钻具连续粗切所有三组的每条槽。各槽经来回粗切,深度比目标深度浅10微米,峰谷表面光洁度为0.000002英寸(0.000051mm)。为尽量减少钻的磨损,在母板中以交替方向切割细槽,峰谷表面光洁度达0.000001英寸(0.000025mm)。第一槽沿第一方向细切,跳过第二槽,以反方向同样细切第三槽,跳过第四槽,沿第一方向细切第五槽,如此一直到完成板底部的最后一条槽。然后如前所述那样检查钻具的磨损,保证平均表面粗度连续不大于3nm,槽角变化不大于30弧秒(0.008度)。接着,以同样方法自下而上细切交替的(即跳过的偶数)槽。以同样方法切割第二与第三组槽,在切交替槽前先检查一下钻具。此外,在每组槽之后,利用试块调换与调整钻具。
对每一比较例,在整个阵列的每一组里以恒定的槽距开槽。对比较例A,在母板中切第一组槽,节距(即槽距)为0.003200英寸(0.081280mm),槽角为67.301度,切角为0度。在节距为0.003102英寸(0.078791mm)、槽角为72.081度与切角为+61度(相对第一方向)的母板中,切割第二组槽。第三组槽切成节距、槽角与切角分别为0.003102英寸(0.078791mm)、72.081度与-61度(相对第一方向)。选择第一至第三方向的槽深,使各立方体的高度达0.001476英寸(0.037490mm)。
从开槽机上取下母板,如美国专利No.4,478,769和5,156,863所述,母板经镍电铸而构成压印图案。形成多代正负拷贝,使工具具有精密度基本上与母板一样的立方体结构。使用电铸的负性工具把其图案印到聚碳酸脂膜上,该膜厚约200微米,折射率为1.59。负性工具有一莫尔条纹状图案,如图2所示。该工具用于压模压机,压制温度为375°F(191℃)~385°F(196℃),压力为1600psi,保压时间为20秒。然后,将模制的聚碳酸脂冷却到200°F(100℃)历时5分钟。得到的片具有结构性表面,包括多个立体角元件,槽距恒定,诸元件底部整体地连接在连续的接合层的同一表面上,此接合层反向表面基本上是平滑的,故其不损害该片的回射特性。
用离开观察者鼻部伸出的普通闪光点发出的光照射与其平面垂直的回射片,评估槽距恒定地小于0.003500英寸(0.088900mm)的回射片。该回射片以比较例A的同样方法制备。观察者从2英寸距离观看时,回射片回射的光有莫尔条纹状图案。当用CIE标准IlluminanCA规定的光代替闪光点时,观察者也看到该莫尔条纹状图案。在100英尺的距离,该图案清晰可见。根据CIE公报No.54推荐的方法,在-4°入射角、0°定向、0.2°观察角下测量回射系数RA。整个样品区内9个光斑读数的平均值为764烛光/勒克斯/米2,标准偏差为36烛光/勒克斯/米2
比较例B
比较例A的回射片立体角表面用蒸发淀积法涂上厚约950埃的铝。
得到的回射片以比较例A同样的方法评估,观察到从片回射的光有莫尔条纹状图案。根据CIE公报No.54推荐的方法,在-4°入射角、0°定向与0.2°观察角下,测量回射系数RA。整个样品区内9个光斑读数的平均值为1085烛光/勒克斯/米2,标准偏差为37烛光/勒克斯/米2
比较例C
以比较例A同样的方法制作母板,用正性拷贝的压印图案构成片,该负拷贝片的立体角结构表面用蒸发淀积法涂铝。
得到的回射片以比较例A的方法评估,观察到片回射光有莫尔条纹状图案。根据CIE公报No.54推荐的方法,在-4°入射角、0°定向与0.2°观察角下,测量回射系数RA。整个样品区9个光斑读数的平均值为1950烛光/勒克斯/米2,标准偏差为98烛光/勒克斯/米2
实例1
用比较例A中同样的切角、槽角与槽深制作三组槽,唯一差别是槽距有精细变化。用随机数生成计算机软件组件在规定范围内产生槽距变化幅度,该组件购自微软的,Microsoft Excel97SR-2。应用下面的公式:=IF(MOD(A3,10)=0,0(RAND()*(0.00003-(-0.00003))+(-0.00003))*25.4)
该函数作用于来自单元“A3”的输入。若A3可被10整除,输出为零;若A3不能被10整除,则输出为0.00003~-0.00003内的随机数。乘数25.4把随机数转换成毫米计的位置。该函数生成随机数表,下面的表I~IV列出前1260个随机数。
奇数列示出该入该公式MOD函数的标引(即公式中单元A3),偶数列是公式生成的随机数。选用该公式使所有三组中每第10条槽具有“完美的”交叉线而不是随机变化的槽交叉线。这样,为便于验证实际槽距为预定的槽距,可用显微镜检验母板。
                              表I~IV
                                                                   表I
    序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#
    1   -0.00023     64   0.00066     127   0.00074     190   0     253   -0.00019
    2   0.00002     65   0.00028     128   0.00024     191   -0.00019     254   0.00031
    3   -0.00076     66   -0.00028     129   0.00046     192   -0.0007     255   0.00042
    4   -0.00001     67   -0.00008     130   0     193   -0.00043     256   -0.00015
    5   -0.00006     68   -0.00056     131   0.00064     194   0.00028     257   0.00052
    6   0.00028     69   0.00052     132   0.00039     195   -0.00017     258   -0.0003
    7   -0.0001     70   0     133   -0.00032     196   -0.00067     259   0.00044
    8   -0.00028     71   0.00035     134   -0.00039     197   -0.00002     260   0
    9   0.00011     72   0.00062     135   0.00053     198   -0.00064     261   0.00045
    10   0     73   -0.00002     136   -0.00075     199   -0.0002     262   -0.0004
    11   0.00005     74   0.00054     137   -0.00008     200   0     263   -0.00031
    12   -0.00036     75   0.00055     138   0.00066     201   0.00037     264   -0.00042
    13   -0.00016     76   0.00021     139   0.00032     202   -0.00056     265   -0.00075
    14   -0.00004     77   0.00035     140   0     203   0.00054     266   -0.00034
    15   -0.00051     78   0.00035     141   0.00045     204   -0.00031     267   -0.00039
    16   -0.00074     79   0.00014     142   -0.00057     205   0.00056     268   -0.00001
    17   0.00031     80   0     143   0.00009     206   -0.00039     269   0.0006
    18   -0.00074     81   0.0006     144   0.00057     207   0.00075     270   0
    19   -0.00039     82   -0.00034     145   0.00024     208   0.00051     271   -0.00026
    20   0     83   -0.00036     146   -0.00073     209   0.00008     272   0.00005
    21   -0.00049     84   -0.00069     147   -0.00059     210   0     273   0.0006
    22   0.000004     85   0.00042     148   0.00022     211   -0.00072     274   0.00011
    23   0.00027     86   -0.00048     149   0.00026     212   0.00056     275   -0.00069
    24   -0.00054     87   -0.00064     150   0     213   0.00011     276   -0.00056
    25   0.00048     88   -0.00001     151   0.00026     214   0.00069     277   0.00041
    26   -0.00053     89   0.00023     152   0.00004     215   0.0003     278   -0.00061
    27   -0.00047     90   0     153   -0.00067     216   0.00017     279   0.00039
    28   0.00066     91   0.00038     154   0.00029     217   0.00051     280   0
    29   0.00001     92   -0.00062     155   -0.00075     218   0.00059     281   0.00059
    30   0     93   -0.0006     156   -0.00075     219   0.00072     282   0.00038
    31   -0.00019     94   0.00005     157   0.00004     220   0     283   -0.00064
    32   -0.00026     95   -0.0001     158   0.00009     221   -0.00048     284   0.00073
    33   0.00051     96   -0.00061     159   0.00013     222   -0.00011     285   0.0002
    34   0.00057     97   0.00038     160   0     223   0.0001     286   -0.00013
    35   -0.00018     98   0.00068     161   -0.00023     224   0.00003     287   0.00053
    36   -0.00023     99   -0.00036     162   0.00068     225   -0.00014     288   0.00046
    37   0.00011     100   0     163   -0.00037     226   -0.00031     289   -0.00026
    38   -0.00028     101   -0.00037     164   -0.00056     227   0.00004     290   0
    39   -0.00043     102   0.00028     165   0.00002     228   0.00044     291   0.00032
    40   0     103   -0.00022     166   -0.00013     229   0.00002     292   0.00027
    41   -0.00026     104   0.00064     167   0.00053     230   0     293   -0.00049
    42   -0.00075     105   0.00014     168   0.00055     231   -0.00057     294   0.00021
    43   -0.00062     106   0.00021     169   -0.0004     232   0.00059     295   0.00008
    44   -0.00004     107   -0.00071     170   0     233   0.00047     296   0.00049
    45   -0.00005     108   0.00055     171   -0.00044     234   0.00022     297   -0.0005
    46   -0.00053     109   0.00069     172   -0.00066     235   -0.00012     298   -0.002
    47   -0.0005     110   0     173   0.00057     236   0.0003     299   -0.00039
    48   -0.00058     111   -0.00033     174   -0.00044     237   -0.00001     300   0
    49   -0.00003     112   0.00022     175   0.00046     238   -0.00028     301   0.00012
    50   0     113   -0.00017     176   0.00033     239   0.0006     302   -0.00044
    51   0.00016     114   -0.00024     177   0.00015     240   0     303   -0.00012
    52   -0.00022     115   0.00019     178   0.00008     241   0.00034     304   0.0001
    53   0.00053     116   0.00003     179   -0.00003     242   0.00059     305   0.00049
    54   0.00048     117   -0.00014     180   0     243   0.0002     306   0.00023
    55   -0.00024     118   0.00074     181   0.00025     244   -0.00034     307   -0.00017
    56   -0.00025     119   -0.00075     182   -0.00034     245   -0.00035     308   0.00026
    57   0.00058     120   0     183   0.0007     246   -0.00069     309   -0.00031
    58   0.00057     121   0.00008     184   0.00039     247   -0.00062     310   0
    59   0.0006     122   0     185   0.00074     248   -0.00018     311   0.00076
    60   0     123   -0.00014     186   0.00006     249   -0.00053     312   -0.00029
    61   -0.0001     124   0.00025     187   0.0007     250   0     313   -0.00074
    62   0.00025     125   -0.00026     188   0.00066     251   -0.00063     314   -0.00016
    63   -0.00047     126   -0.0006     189   0.00042     252   0.00052     315   0.00001
                                                                    表II
  序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#
  316   0.00067     379   -0.0007     442   -0.00061     505   0.0006     568   -0.00054
  317   -0.0003     380   0     443   0.00025     506   -0.00069     569   -0.00005
  318   -0.00028     381   -0.00009     444   0     507   -0.00015     570   0
  319   0.00061     382   0.00052     445   -0.00075     508   -0.00047     571   0.00065
  320   0     383   0.00024     446   -0.00049     509   0.00066     572   0.00063
  321   -0.00008     384   0.00044     447   0.00058     510   0     573   -0.00065
  322   -0.00034     385   -0.00041     448   0.00038     511   -0.00026     574   0.00038
  323   -0.0004     386   0.0002     449   -0.00046     512   0.00036     575   -0.00047
  324   0.00031     387   0.00042     450   0     513   -0.00056     576   0.00001
  325   -0.00053     388   0.00066     451   -0.00059     514   -0.00043     577   -0.0002
  326   -0.00035     389   0.00001     452   -0.00035     515   0.00045     578   -0.00029
  327   0.00002     390   0     453   -0.00063     516   -0.00021     579   -0.00025
  328   0.00013     391   0.00013     454   0.00066     517   0.00033     580   0
  329   -0.00044     392   -0.00072     455   0.00004     518   -0.00019     581   -0.00002
  330   0     393   -0.00003     456   -0.00031     519   0.00045     582   -0.00016
  331   -0.00026     394   0.00016     457   -0.00038     520   0     583   -0.00022
  332   0.00038     395   0.00047     458   0.00063     521   0.00071     584   -0.00003
  333   0.00046     396   -0.00022     459   -0.00023     522   -0.00016     585   0.00013
  334   -0.0006     397   0.0001     460   0     523   -0.00027     586   -0.00014
  335   0.00017     398   0.00053     461   0.00015     524   -0.00011     587   0.00018
  336   0.00053     399   0.00027     462   0.00033     525   0.00013     588   0.00055
  337   -0.0002     400   0     463   0     526   -0.0001     589   0.00026
  338   0.00067     401   0.00032     464   0.00055     527   -0.00038     590   0
  339   0.0005     402   0.00074     465   -0.00012     528   0.00045     591   0.00032
  340   0     403   -0.00025     466   -0.00056     529   -0.00034     592   0.00035
  341   -0.00044     404   0.00062     467   -0.00075     530   0     593   0.00056
  342   -0.0002     405   -0.00017     468   -0.00045     531   -0.00025     594   -0.00008
  343   0.00009     406   0.00057     469   0.00045     532   0.00049     595   -0.00038
  344   -0.00022     407   -0.00047     470   0     533   -0.00019     596   0.00011
  345   -0.00022     408   0.00067     471   -0.00002     534   -0.00059     597   -0.00054
  346   -0.00065     409   0.00057     472   -0.00037     535   0.00057     598   -0.00052
  347   -0.00072     410   0     473   0.0001     536   0.00037     599   0.00029
  348   -0.00011     411   -0.00063     474   0.00075     537   0.00071     600   0
  349   0.00006     412   -0.00014     475   -0.00002     538   0.00048     601   0.00015
  350   0     413   0.00071     476   -0.00014     539   -0.00045     602   -0.00045
  351   0.00033     414   -0.00041     477   -0.00021     540   0     603   -0.00013
  352   -0.00012     415   -0.0004     478   0.00067     541   0.00008     604   -0.00026
  353   -0.00033     416   -0.00014     479   0.00068     542   -0.00016     605   -0.00064
  354   0.00051     417   0.00052     480   0     543   -0.00072     606   -0.00051
  355   -0.00023     418   -0.00051     481   0.00045     544   -0.0005     607   0.00029
  356   -0.00017     419   0.0004     482   0.0006     545   0.00004     608   0.00003
  357   -0.00007     420   0     483   0.00063     546   0.00029     609   -0.00021
  358   -0.00039     421   0.00047     484   -0.00057     547   0.00056     610   0
  359   0.00068     422   0.00071     485   0.00018     548   0.00025     611   0.00001
  360   0     423   0.00049     486   0.00056     549   -0.00044     612   -0.0007
  361   0.00039     424   0.00067     487   -0.00076     550   0     613   0.00055
  362   -0.00042     425   -0.00071     488   -0.00024     551   0.00018     614   0.00042
  363   -0.00045     426   0.00052     489   -0.00024     552   0.00015     615   -0.00062
  364   -0.00026     427   0.00011     490   0     553   0     616   -0.00025
  365   -0.00058     428   0.00033     491   0.00014     554   -0.00035     617   0.00068
  366   -0.00027     429   -0.00036     492   -0.00037     555   0.00028     618   -0.00073
  367   -0.00033     430   0     493   0.00042     556   -0.00058     619   -0.00005
  368   0.00035     431   -0.00056     494   0.0003     557   0.00016     620   0
  369   -0.00033     432   0.00068     495   0.00049     558   -0.00053     621   -0.00048
  370   0     433   -0.00066     496   -0.00042     559   0.00037     622   0.00055
  371   -0.00056     434   -0.00058     497   -0.00036     560   0     623   0.00075
  372   0.00061     435   -0.00042     498   -0.00048     561   -0.00025     624   0.00006
  373   0.00008     436   0.00064     499   0.00025     562   -0.00041     625   -0.00042
  374   -0.00024     437   0.00071     500   0     563   0.00031     626   0.00052
  375   0.00038     438   0.00005     501   0.00034     564   0.00029     627   0.00076
  376   0.00001     439   0.00035     502   0.00056     565   -0.0005     628   -0.00075
  377   0.00016     440   0     503   -0.00058     566   -0.00042     629   0.00076
  378   0.00046     441   0.00023     504   -0.00066     567   0.00074     630   0
                                                                     表III
    序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#
    631   0.00024     694   0.00046     757   0.0007     820   0     883   0.00042
    632   -0.00043     695   -0.00043     758   0.0002     821   0.00054     884   -0.00054
    633   0.00075     696   0.00053     759   -0.00018     822   -0.00017     885   -0.00001
    634   -0.00056     697   -0.00046     760   0     823   -0.00073     886   0.0003
    635   -0.00051     698   0.00046     761   0.00009     824   0.00012     887   0.00018
    636   0.00028     699   -0.00022     762   -0.00054     825   -0.00021     888   -0.00008
    637   -0.00033     700   0     763   0.0006     826   -0.00057     889   -0.00029
    638   0.00026     701   -0.00016     764   0.00065     827   -0.00037     890   0
    639   -0.0002     702   -0.00071     765   -0.00032     828   -0.00022     891   -0.00006
    640   0     703   -0.0001     766   0.00055     829   -0.00027     892   -0.00059
    64l   -0.00032     704   0.00015     767   -0.00028     830   0     893   -0.00049
    642   -0.00042     705   0.00015     768   0.00045     831   0.00057     894   -0.0001
    643   -0.00059     706   0.00049     769   -0.00002     832   0.00016     895   -0.00025
    644   -0.00058     707   0.00036     770   0     833   0.00009     896   -0.00008
    645   -0.00057     708   0.00022     771   0     834   0.00072     897   0.0002
    646   -0.00068     709   0.00035     772   -0.00075     835   -0.00053     898   -0.00014
    647   0.00035     710   0     773   0.00023     836   0.00071     899   -0.00044
    648   -0.00025     711   -0.00075     774   0.00048     837   -0.00024     900   0
    649   0.00015     712   -0.00075     775   0.00047     838   0.00019     901   0.00042
    650   0     713   0.00058     776   -0.00022     839   -0.0001     902   -0.00036
    651   -0.00001     714   0.00037     777   -0.00015     840   0     903   -0.00057
    652   -0.00033     715   -0.00055     778   0.00052     841   0.00026     904   -0.00023
    653   0.00048     716   -0.00056     779   0.00035     842   0.00036     905   0.00058
    654   -0.00052     717   -0.00057     780   0     843   -0.00036     903   -0.00022
    655   -0.00003     718   -0.00022     781   -0.00049     844   -0.00005     907   -0.0007
    656   0.00026     719   0.00038     782   -0.00071     845   -0.00059     908   0.00062
    657   0.00033     720   0     783   0.00019     846   0.00049     909   0.00012
    658   0.00073     721   -0.00062     784   0.00064     847   -0.00055     910   0
    659   -0.00071     722   -0.00045     785   0.00076     848   -0.00059     911   -0.00037
    660   0     723   -0.00005     786   -0.00033     849   0.00035     912   -0.00067
    661   0.00011     724   0.00004     787   0.00003     850   0     913   0.00031
    662   -0.00014     725   -0.00041     788   -0.00053     851   -0.00029     914   -0.00055
    663   0.00011     726   -0.00016     789   -0.00062     852   0.00043     915   0.00019
    664   0.00006     727   0.00033     790   0     853   0.00035     916   -0.00003
    665   -0.0012     728   0.00075     791   0.00071     854   0.00071     917   0.00022
    666   -0.00061     729   0.00072     792   -0.00046     855   0.00045     918   -0.00015
    667   -0.0002     730   0     793   0.00005     856   0.00004     919   -0.00019
    668   0.00062     731   0.00016     794   0.00074     857   -0.00003     920   0
    669   0.00015     732   -0.00071     795   0.00034     858   -0.00038     921   -0.00065
    670   0     733   -0.0004     796   -0.00057     859   -0.00031     922   0.00062
    67l   0.00051     734   -0.00034     797   -0.00009     860   0     923   -0.00005
    672   -0.00021     735   -0.00021     798   -0.00018     861   0.00036     924   -0.00063
    673   -0.00058     736   -0.00028     799   0.00021     862   0.0006     925   -0.0007
    674   0.00015     737   -0.00028     800   0     863   0.00045     926   0.0004
    675   -0.00056     738   0.00068     801   -0.00055     864   0.00055     927   -0.00059
    676   0.00009     739   0.00046     802   -0.00063     865   -0.00007     928   0.00069
    677   -0.00043     740   0     803   0.00058     866   -0.00074     929   0.00008
    678   0.00006     741   0.00018     804   -0.00008     867   0.00031     930   0
    679   0.00076     742   0.00059     805   0.00074     868   0.0004     931   -0.0007
    680   0     743   0.00024     806   -0.00037     869   0.00039     932   -0.00066
    68l   0.00008     744   -0.00037     807   -0.00009     870   0     933   0.00072
    682   0.00066     745   0.00008     808   -0.00009     871   0.00002     934   -0.00015
    683   -0.00038     746   -0.00029     809   0.00033     872   0.00036     935   -0.00031
    684   -0.00054     747   -0.00011     810   0     873   -0.0003     936   0.00062
    685   -0.0002     748   -0.00054     811   0.00046     874   -0.00059     937   -0.00062
    686   0.00002     749   0.00024     812   -0.00063     875   0.00063     938   0.00027
    687   -0.00041     750   0     813   0.00065     876   -0.00028     939   -0.00029
    688   -0.00066     75l   0.0005     814   -0.00036     877   -0.00057     940   0
    689   0.00048     752   0.00023     815   0.00005     878   -0.00037     941   0.00074
    690   0     753   -0.00035     816   -0.00076     879   0.00014     942   -0.00057
    691   -0.00046     754   0.0003     817   -0.00002     880   0     943   0.00075
    692   -0.00036     755   0.00049     818   0.00055     881   0.00047     944   -0.00019
    693   -0.00057     756   -0.00015     819   0.00048     882   -0.00011     945   -0.0007
                                                                     表IV
    序号   随机数#     序号   随机数#     序号   随机数#   序号   随机数#   序号   随机数#
    946   0.00036     1009   -0.00058     1072   -0.00012   1135   -0.00028   1198   0.00046
    947   0.00014     1010   0     1073   0.00003   1136   0.00031   1199   0.00055
    948   0.00034     1011   -0.00019     1074   -0.00025   1137   -0.00051   1200   0
    949   0.00044     1012   -0.00058     1075   0.00067   1138   0.00046   1201   -0.00014
    950   0     1013   0.00011     1076   0   1139   0.00076   1201   0.0001
    951   0.00065     1014   -0.0003     1077   0.00059   1140   0   1203   -0.00013
    952   0.00066     1015   0.00013     1078   -0.00039   1141   0.00019   1204   -0.00061
    953   0.00004     1016   -0.0002     1079   -0.00074   1142   -0.00064   1205   -0.00011
    954   0.00057     1017   0.0007     1080   0   1143   -0.0003   1206   -0.00018
    955   -0.00033     1018   0.00067     1081   -0.00045   1144   0.0003   1207   -0.00064
    956   -0.00016     1019   0.00001     1082   -0.00016   1145   -0.00039   1208   -0.00039
    957   -0.00004     1020   0     1083   0.00064   1146   -0.00022   1209   0.00018
    958   0.00031     1021   -0.00056     1084   -0.00069   1147   0.00015   1210   0
    959   0.00002     1022   -0.00043     1085   0.00046   1148   0.00001   1211   0.00037
    960   0     1023   -0.00038     1086   -0.00031   1149   0.00075   1212   -0.00021
    961   0.00045     1024   0.00066     1087   -0.00045   1150   0   1213   -0.00006
    962   -0.00027     1025   -0.00029     1088   -0.00027   1151   -0.00043   1214   -0.00022
    963   -0.00061     1026   -0.00071     1089   0.00013   1152   0.00021   1215   0.00019
    964   -0.00041     1027   0.00064     1090   0   1153   0.00024   1216   -0.00076
    965   0.00026     1028   0.00066     1091   -0.00057   1154   0.00025   1217   0.00019
    966   0.00063     1029   -0.00034     1092   -0.00048   1155   0.00076   1218   -0.00013
    967   -0.00071     1030   0     1093   -0.00069   1156   -0.0003   1219   0.0001
    968   0.00067     1031   -0.0001     1094   0.00056   1157   -0.00055   1220   0
    969   0.00031     1032   0.0002     1095   0.00017   1158   -0.00066   1221   -0.00012
    970   0     1033   -0.0004     1096   -0.00037   1159   0.00056   1222   -0.00026
    971   0.00023     1034   0.00071     1097   -0.0002   1160   0   1223   -0.00009
    972   -0.00012     1035   -0.00025     1098   0.00038   1161   0.00051   1224   -0.00028
    973   0.00034     1036   0.00018     1099   0.00026   1162   -0.00046   1225   -0.00035
    974   0.00066     1037   0.00069     1100   0   1163   0.00006   1226   0.00055
    975   -0.00069     1038   0.000071     1101   0.00043   1164   -0.00051   1227   0.00036
    976   0.00067     1039   -0.0002     1102   -0.00012   1165   -0.00015   1228   -0.00036
    977   -0.00001     1040   0     1103   -0.00013   1166   0.00063   1229   -0.00033
    978   -0.00026     1041   -0.00006     1104   -0.00045   1167   0.00048   1230   0
    979   -0.00015     1042   -0.00056     1105   0.00057   1168   0.00007   1231   -0.00058
    980   0     1043   0.0003     1106   -0.00047   1169   0.00021   1232   -0.00018
    981   -0.00069     1044   0.00074     1107   0.00021   1170   0   1233   0.00023
    982   -0.00036     1045   -0.00058     1108   0.0005   1171   -0.00028   1234   -0.00065
    983   -0.00053     1046   0.00003     1109   0.0005   1172   0.00047   1235   -0.00036
    984   0.00058     1047   0.00041     1110   0   1173   0.00075   1236   -0.00056
    985   -0.00032     1048   0.0003     1111   -0.00011   1174   -0.0004   1237   0.00033
    986   -0.00068     1049   0.00029     1112   -0.00068   1175   0.00072   1238   0.00022
    987   0.00011     1050   0     1113   0.00024   1176   -0.00021   1239   -0.00044
    988   -0.00067     1051   0.00045     1114   0.0007   1177   0.00066   1240   0
    989   -0.00036     1052   -0.00006     1115   0.00016   1178   -0.00015   1241   0.00004
    990   0     1053   -0.00054     1116   -0.00041   1179   0.0005   1242   -0.00002
    991   -0.00003     1054   0.00002     1117   0.00019   1180   0   1243   0.00032
    992   -0.00058     1055   0.00025     1118   0.00034   1181   -0.00041   1244   0.00072
    993   0.00018     1056   -0.00003     1119   0.00038   1182   0.00005   1245   0.0002
    994   0.00059     1057   -0.00047     1120   0   1183   0.00014   1246   -0.00011
    995   0.00056     1058   -0.00008     1121   -0.00033   1184   -0.00044   1247   -0.00005
    996   -0.00029     1059   0.00023     1122   -0.00057   1185   0.00022   1248   0.00019
    997   -0.00057     1060   0     1123   0.00006   1186   -0.00009   1249   -0.00015
    998   -0.00071     1061   0.00011     1124   -0.00003   1187   0.00025   1250   0
    999   0.00021     1062   0     1125   -0.00056   1188   -0.00058   1251   -0.00064
    1000   0     1063   -0.00029     1126   0.00005   1189   0.00001   1252   -0.00005
    1001   0.00014     1064   -0.0004     1127   -0.0002   1190   0   1253   0.00046
    1002   -0.00053     1065   -0.00012     1128   -0.00054   1191   -0.00009   1254   0.00075
    1003   -0.00002     1066   0.00046     1129   -0.00056   1192   0.00045   1255   -0.00038
    1004   0.00065     1067   0.00019     1130   0   1193   -0.00043   1256   0.00005
    1005   0.0005     1068   0.00058     1131   0.00062   1194   0.00006   1257   -0.00037
    1006   -0.00035     1069   0.00045     1132   -0.00002   1195   -0.00036   1258   0.00052
    1007   -0.00031     1070   0     1133   0.00018   1196   0.00038   1259   -0.00052
    1008   0.0007     1071   0.00046     1134   -0.00073   1197   0.00007   1260   0
母板如前所述粗切后,以比较例A的方法沿交替方向细切槽。对第一组槽,各槽的槽距变化幅度对应于标引20~743的偶数列所示的随机数。此时第一槽的槽距为0.003200英寸(0.081280mm),变化为0,第三槽的槽距为0.003200英寸(0.081280mm)-0.00049000mm=0.003181英寸(0.080797mm),第五槽的槽距为0.003200英寸(0.081280mm)+0.00004000mm=0.003202英寸(0.813308mm),如此下去。在细切了板底第743槽之后,运用表中示引20~743的偶数列指示的随机数,以同样方法自下而上地细切诸交替的(即跳过的偶数)槽。第二和第三细槽以同样方法切割,各槽的槽距变化幅度对应于标引21~1041的偶数列指示的随机数。
从开槽机上取出母板,以比较例A的方法用母板制作压印图案,负性工具看不出莫尔条纹状图案,如图3所示。然后以比较例A的方法,用该压印图案制备立体角片,再以比较例A的方法评估得到的片。按CIE公报No.54推荐的方法测量回射系数RA,入射角为-4°,定向0°,观察角0.2°。整个样品区9个光斑读数的平均值为995烛光/勒克斯/米2,标准偏差为7烛光/勒克斯/米2。与比较例A比较RA之差,部分由干扰回射的莫尔条纹状图案造成,部分由于比较例A具有不同平均槽距的立方体所造成。与实例1相比,比较例A的标准偏差较大,估计是干扰回射测量能力的莫尔条纹状图案引起的。
实例2
用蒸发淀积法对实例1的回射片立体角表面涂铝,得到的回射片用比较例A的方法评估,从片回射的光看不出有莫尔条纹状图案。按CIE公报No.54推荐的方法,在-4°入射角、0°定向与0.2°观察角下,测量回射系数RA。整个样品区内9个光斑读数的平均值为1679烛光/勒克斯/米2,标准偏差为7烛光/勒克斯/米2
实例3
以实例1的方法制作母板,按比较例A的方法用正性拷贝压印图案形成片,按比较例B的同样方法用蒸发淀积法对负拷贝的立体角结构型表面涂铝,并用比较例A的方法评估得到的回射片。从片回射的光看不出有莫尔条纹状图案。按CIE公报推荐的方法,在-4°入射角、0°定向与0.2°观察角下,测量回射系数RA。整个样品区内9个光斑读数的平均值为2075烛光/勒克斯/米2,标准偏差为11烛光/勒克斯/米2

Claims (75)

1.一种在基片内形成三组V形槽而使交叉线构成立体角元件阵列的母板制作法,其特征在于,每组槽形成于某一位置,其平均槽距为0.0005英寸(0.0127mm)~0.0070英寸(0.1778mm),槽被形成得使至少一组中至少每第10条槽的槽位置与相邻平行槽变化幅度为从15nm到平均槽距的1/10。
2.如权利要求1的方法,其中幅度小于平均槽距的1/15。
3.如权利要求1的方法,其中幅度小于平均槽距的1/20。
4.如权利要求1的方法,其中幅度小于平均槽距的1/50。
5.如权利要求1的方法,其中幅度小于平均槽距的1/75。
6.如权利要求1的方法,其中幅度为平均槽距的1/100或以下。
7.如权利要求1的方法,其中在10条连续槽的距离内,形成的槽具有至少为±10nm的槽位置精密度。
8.如权利要求1的方法,其中槽位置变化幅度至少为200nm。
9.如权利要求8的方法,其中形成的槽具有至少为±100nm的槽位置精密度。
10.如权利要求1的方法,其中槽位置变化幅度至少为400nm。
11.如权利要求10的方法,其中形成的槽具有至少为±200nm的槽位置精密度。
12.一种在基板内形成三组V形槽而使交叉线构成一立体角元件阵列的母板制作法,其特征在于,形成的每组槽在10条连续槽距离内的槽位置精密度为±10nm~±500nm,三组中至少一组中的至少每第10条槽与相邻平行槽的变化幅度从15nm到平均槽距的1/10。
13.如权利要求12的方法,其中幅度小于平均槽距的1/15。
14.如权利要求12的方法,其中幅度小于平均槽距的1/20。
15.如权利要求12的方法,其中幅度小于平均槽距的1/50。
16.如权利要求12的方法,其中幅度小于平均槽距的1/75。
17.如权利要求12的方法,其中幅度为平均槽距的1/100或以下。
18.如权利要求12的方法,其中槽位置变化幅度至少为200nm。
19.如权利要求12的方法,其中槽位置变化幅度至少为400nm。
20.如权利要求1~19的方法,其中至少每第7条槽位置变化。
21.如权利要求1~19的方法,其中至少每第5条槽位置变化。
22.如权利要求1~19的方法,其中至少每第3条槽位置变化。
23.如权利要求1~19的方法,其中几乎所有槽位置都变化。
24.如权利要求20的方法,其中至少两组有变化。
25.如权利要求21的方法,其中至少两组有变化。
26.如权利要求22的方法,其中至少两组有变化。
27.如权利要求23的方法,其中至少两组有变化。
28.如权利要求20的方法,其中三组都变化。
29.如权利要求21的方法,其中三组都变化。
30.如权利要求22的方法,其中三组都变化。
31.如权利要求23的方法,其中三组都变化。
32.如权利要求1~19的方法,其中由随机或伪随机过程产生幅度。
33.如权利要求1~19的方法,其中变化的槽位置具有恒定的槽深与变化的槽距。
34.如权利要求1~19的方法,其中变化的槽位置具有恒定的槽距与变化的槽深。
35.如权利要求1~19的方法,其中变化的槽位置具有变化的槽距与变化的槽深。
36.如权利要求1~19的方法,其中立体角元件不倾斜。
37.如权利要求1~19的方法,其中至少一部分立体角元件倾斜。
38.如权利要求1~19的方法,其中形成的槽的槽角精密度至少为±2弧分。
39.如权利要求1~19的方法,其中形成的槽的槽角精密度至少为±1弧分。
40.如权利要求1~19的方法,其中形成的槽的槽角精密度至少为±1/2弧分。
41.如权利要求1~19的方法,其中母板呈回射性。
42.如权利要求41的方法,其中母板反射的光几乎无莫尔条纹状图案。
43.一种通过形成立体角元件的母板制作法,其特征在于,整个阵列中诸元件的平面图横向尺寸为0.0005英寸(0.0127mm)~0.007英寸(0.1778mm),形成的至少10%的相邻立方体使诸立方体随机偏移,使立方体回射的光移相至少为可见光波长的1/10。
44.如权利要求43的方法,其中形成的至少50%的相邻立方体使诸立方体偏移,从而立方体回射的光相移至少为可见光波长的1/10。
45.如权利要求43的方法,其中形成的至少80%的相邻立方体使诸立方体偏移,从而立方体回射的光相移至少为可见光波长的1/10。
46.如权利要求43~45的方法,其中形成的相邻立方体使诸立方体偏移,从而立方体回射的光相移至少为可见光波长的1/4。
47.一种压印图案制作法,其特征在于,包括:
按如权利要求1~19、24~31与42~45制备一母板;
对母板电镀而形成负性压印图案;
从母板上取下压印图案;和
对负性压印图案至少作一次选择性电镀,形成至少一种正性压印图案;
对正性或负性压印图案作选择性电镀,形成多代压印图案。
48.一种回射片制作法,其特征在于包括:
按如权利要求47制备有微棱镜表面的压印图案;
在压印图案微棱镜表面上浇注流体树脂成分;
让所述成分硬化成片;和
取下压印图案。
49.如权利要求48的方法,其中树脂成分呈透明。
50.如权利要求48的方法,其中树脂成分是聚碳酸酯。
51.一种回射片制作法,其特征在于包括:
按如权利要求48制备有微棱镜表面的压印图案;
制备可模制基板;
使压印图案的微棱镜表面接触基板,在基板上印出微棱镜表面的复制品;和
取下压印图案。
52.如权利要求51的方法,其中可模制基板呈透明。
53.如权利要求52的方法,其中可模制基板是聚碳酸酯。
54.如权利要求48~52的方法,其特征在于还包括对基板加一回射涂层。
55.一种反射片制作法,其特征在于包括:
a)制备一会出现莫尔条纹状图案的压印图案;
b)使一块或多块压印图案倾斜,每一倾斜至少在一个尺度上小于1/4英寸(6.35mm)。
56.包括聚合物片的回射片,聚合物片有一立体角元件阵列,所述元件由三组平行交叉的V形槽构成。其特征在于,每组槽形成于某一位置,其平均槽距为0.0005英寸(0.0127mm)~0.007英寸(0.1778mm),三组中至少一组里至少每第10条槽的槽位置与相邻平行槽相差幅度为50nm到平均槽距的1/10。
57.如权利要求56的回射片,其中所述幅度小于平均槽距的1/15。
58.如权利要求56的回射片,其中所述幅度小于平均槽距的1/20。
59.如权利要求56的回射片,其中所述幅度小于平均槽距的1/50。
60.如权利要求56的回射片,其中所述幅度小于平均槽距的1/75。
61.如权利要求56的回射片,其中所述幅度小于平均槽距的1/100。
62.如权利要求56的回射片,其中槽位置变化幅度至少为200nm。
63.如权利要求56的回射片,其中槽位置变化幅度至少为400nm。
64.如权利要求56~63的回射片,其中至少每第7个槽位置有变化。
65.如权利要求56~63的回射片,其中至少每第5个槽位置有变化。
66.如权利要求56~63的回射片,其中至少每第3个槽位置有变化。
67.如权利要求56~63的回射片,其中所有槽位置几乎都变化。
68.如权利要求56~63的回射片,其中槽位置具有恒定槽深和不同的槽距。
69.如权利要求56~63的回射片,其中槽位置具有恒定槽距和不同的槽深。
70.如权利要求56~63的回射片,其中槽位置具有不同的槽距和不同的槽深。
71.如权利要求56~63的回射片,其中立体角元件不倾斜。
72.如权利要求56~63的回射片,其中至少一部分立体角元件倾斜。
73.如权利要求56~63的回射片,其中所述片几乎无莫尔条纹状图案。
74.包括聚合物片的回射片,聚合物片有一立体角元件用连续接合层互连的阵列,所述元件由交叉的V形槽构成。其特征在于,槽的平均槽距为0.0005英寸(0.0127mm)~0.007英寸(0.1778mm),片几乎无莫尔条纹状图案。
75.如权利要求74的回射片,其中立体角元件在整个阵列中几乎为同尺寸。
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