KR20100108517A

KR20100108517A - 오목부 또는 볼록부를 갖는 물품 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100108517A
Application number: KR1020107013040A
Authority: KR
Inventors: 아쯔시 도요따; 쇼이찌 마스다
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2010-10-07
Also published as: JP5539894B2; EP2214881A2; KR20100091215A; US20100290250A1; CN101910873A; US20100323184A1; WO2009067308A1; JP2011503660A; CN101909841A; EP2212723A1; CN101910873B; JP2011504607A; US8088325B2; WO2009067442A2; EP2214881A4; WO2009067442A3; EP2212723A4

Abstract

적어도 하나의 볼록부 또는 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품 및 그의 제조 방법이 설명된다. 적어도 하나의 오목부를 갖는 제1 물품은 적어도 하나의 기포를 포함하는 성형 표면을 사용하여 제조된다. 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품이 제1 물품을 주형으로 사용하여 제조된다.

Description

오목부 또는 볼록부를 갖는 물품 및 그의 제조 방법{ARTICLES AND METHODS OF MAKING ARTICLES HAVING A CONCAVITY OR CONVEXITY}

본 발명은 적어도 하나의 오목부 또는 볼록부를 갖는 물품 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

오목 표면 또는 볼록 표면을 구비한 구성요소를 갖는 물품, 또는 다수의 오목 표면 또는 볼록 표면이 위에 배열되어 있는 물품이 다양한 산업 분야에서 사용될 수 있다. 일부 응용에서, 오목 또는 볼록 표면은 렌즈로서 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 다수의 오목 표면 또는 볼록 표면이 위에 배열되어 있는 시트형 물품이 마이크로렌즈의 어레이(즉, 마이크로렌즈 어레이)와 같은 렌즈의 어레이로서 기능을 할 수 있다. 마이크로렌즈 어레이로서 사용될 수 있는 그러한 시트형 물품은 최근에 많은 관심을 받고 있다. 마이크로렌즈 어레이는, 예를 들어 디스플레이, 반도체 레이저, 및 광섬유를 포함한 다양한 광학 응용에 적합할 수 있다.

일본 특허 출원 공개 H11-142609호는 만입 방법을 사용하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법을 설명한다. 이러한 제조 방법에 따르면, 많은 만입부가 프레싱 공구를 사용하여 주형의 표면 상에 형성된다. 상이한 크기의 구면 형상의 헤드를 갖는 프레싱 공구는 규칙적인 간격으로 주형의 표면 상에 반복적으로 프레싱된다. 그 다음, 만입부가 위에 형성되어 있는 주형을 사용하여 아크릴 중합체와 같은 광학 등급 플라스틱을 압축 성형함으로써 마이크로렌즈 어레이가 제조될 수 있다. 그러나, 이러한 만입 방법을 사용하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법은 많은 만입부를 구비한 주형을 형성하기 위해 필요한 작업량 때문에 상당한 시간 및 비용을 요구한다.

일본 특허 출원 공개 H05-134103호는 전자 빔 리소그래피 방법을 사용하는 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법을 설명한다. 이러한 제조 방법에서, 많은 마이크로렌즈가 전자 빔을 사용하여 기부 시트 상에 형성될 수 있다. 마이크로렌즈 어레이를 제조하기 위한 만입 방법처럼, 이러한 방법은 상당한 시간 및 비용을 요구한다. 예를 들어, 각각이 약 100 마이크로미터(㎛)의 직경을 갖는 만 초과 내지 수십만 개의 마이크로렌즈를 제조하기 위해 수십 내지 수백 일이 걸릴 수 있다.

일본 특허 출원 공개 S62-260104호는 레이저 화학 증착(CVD) 방법을 사용하는 마이크로렌즈의 제조 방법을 설명한다. 이러한 제조 방법에서, 기판이 혼합 기체 조성물로 충전된 용기 내에 설치되고, 레이저 빔이 기판 상으로 조사되어 기체 조성물을 분해하고, 렌즈 재료가 기판 상에 침착되어 마이크로렌즈를 형성한다. 원하는 형상이 기판 상에 침착되는 재료의 양을 변화시키도록 레이저 빔의 에너지 분포를 변화시킴으로써 얻어질 수 있다. 그러나, 각각의 마이크로렌즈가 레이저 빔의 에너지 분포를 미세하게 변화시킴으로써 개별적으로 형성되기 때문에, 이러한 제조 방법은 느리고 비용이 많이 든다.

일본 특허 출원 공개 H05-134103호는 격자 프레임을 제조하는 단계, 격자 프레임 내에 수지를 위치시키는 단계, 및 용융된 수지의 표면 장력에 의해 마이크로렌즈에 적합한 만곡된 표면을 형성하도록 수지를 용융시키는 단계를 포함하는 마이크로렌즈의 제조 방법을 설명한다. 볼록 표면을 갖는 물품이 전술한 전자 빔 리소그래피 방법 및 레이저 화학 증착 방법에 비해 이러한 제조 방법으로 비교적 용이하게 제조될 수 있지만, 마이크로렌즈를 형성하기 전에 포토레지스트를 사용하여 격자 프레임을 제조하는 것이 필요하다. 격자 프레임을 제조하는 방법은 복잡할 수 있다. 그러므로, 이러한 방법을 사용하여 마이크로렌즈 어레이를 제조하는 전체 단계들은 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들 수 있다. 더욱이, 이러한 제조 방법이 포토레지스트 또는 수지 재료를 용융시키는 단계를 포함하기 때문에, 사용될 수 있는 적합한 재료의 범위가 제한된다. 적합한 광학 특성은 물론 적합한 용융 특성을 갖는 재료를 찾기가 어려울 수 있다.

씨. 와이. 창(C.Y. Chang) 등은 문헌[Infrared Physics & Technology, 48, pp. 163-173 (2006)]에서 수지 재료로 제조된 마이크로렌즈 어레이의 제조 방법을 보고하였다. 이러한 제조 방법에서, 수지 필름이 폐쇄된 챔버 내에 배치된 주형 상에 설치된 다음 가열된다. 높은 기체 압력이 사용되어 수지 필름을 주형의 딤플(dimple) 내로 압출하여 볼록 표면을 형성한다. 그러나, 형성될 수 있는 볼록 표면의 크기 및 형상은, 경질화된 수지 필름이 마이크로렌즈를 형성하기 위해 재가열되어야 하기 때문에, 제한된다. 추가로, 이러한 방법이 높은 온도 및 높은 기체 압력을 수반하므로, 제조 비용이 높을 수 있다.

표면 상에 적어도 하나의 오목부 또는 적어도 하나의 볼록부를 갖는 물품을 제조하기 위한 더 쉬운 방법이 요구된다. 특히, 표면 상에 적어도 하나의 미세 오목부 또는 적어도 하나의 미세 볼록부를 갖는 물품을 제조하기 위한 더 쉬운 방법이 요구된다.

본 발명은 적어도 하나의 오목부 또는 볼록부를 갖는 물품 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품이 적어도 하나의 기포를 포함하는 성형 표면을 사용하여 제조된다. 그 다음, 적어도 하나의 오목부를 갖는 이러한 물품은 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 형성하기 위한 제2 주형으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 태양은 적어도 하나의 오목부를 포함하는 표면을 갖는 물품을 제조하는 방법이다. 본 방법은 물품의 표면에 적어도 하나의 오목부를 부여하기 위해 의도적으로 도입된 적어도 하나의 기포를 사용하는 단계를 포함한다.

이러한 방법의 일부 실시 형태에서, 일정 패턴으로 배열된 다수의 기포가 물품의 표면에 오목부의 배열된 패턴을 부여하기 위해 사용된다.

본 발명의 다른 태양은 적어도 하나의 볼록부를 포함하는 표면을 갖는 제2 물품을 제조하는 방법이다. 본 방법은 제2 물품의 표면에 적어도 하나의 볼록부를 부여하기 위해 제2 주형으로 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품을 사용하는 단계를 포함한다. 이러한 방법의 일부 실시 형태에서, 제2 주형으로 사용되는 제1 물품은 오목부의 배열된 패턴을 갖고, 제2 물품은 볼록부의 배열된 패턴을 갖는다.

본 발명의 또 다른 태양은 오목부의 배열된 패턴을 포함하는 표면을 갖는 물품이고, 기포가 물품의 제조 중에 물품의 표면에 오목부의 배열된 패턴을 부여한다.

본 발명의 또 다른 태양은 볼록부의 배열된 패턴을 포함하는 표면을 갖는 제2 물품이다. 볼록부의 배열된 패턴은 제2 주형의 오목부의 배열된 패턴의 역상이고, 기포가 제2 주형의 제조 중에 제2 주형의 표면에 오목부의 배열된 패턴을 부여한다.

다른 실시 형태에서, 성형 표면은 격자 패턴을 형성하는 복수의 기포를 포함한다. 일부 경우에, 기포는 오목부 또는 볼록부를 포함한다. 일부 경우에, 기포는 선형 측벽을 갖는다. 일부 경우에, 격자 패턴은 행(row) 패턴, 또는 지그재그(zigzag) 패턴, 또는 방사상 패턴을 포함한다.

다른 실시 형태에서, 표면은 오목부 또는 볼록부의 제1 격자 패턴 및 프리즘의 제2 격자 패턴을 포함한다. 일부 경우에, 제1 격자 패턴의 오목부 또는 볼록부 및 제2 격자 패턴의 프리즘은 교호한다. 일부 경우에, 오목부 또는 볼록부는 구면 또는 실질적으로 구면인 표면을 갖는다. 일부 경우에, 오목부 또는 볼록부는 동일한 형상을 갖는다. 일부 경우에, 오목부 또는 볼록부는 동일한 크기를 갖는다. 일부 경우에, 오목부 또는 볼록부는 기포와 직접 접촉한다. 일부 경우에, 오목부 또는 볼록부는 경질화 가능 유체와 직접 접촉한다. 일부 경우에, 오목부 또는 볼록부는 경질화된 유체와 직접 접촉한다.

다른 실시 형태에서, 물품은 각각이 벽에 의해 둘러싸인 복수의 오목부를 포함하다. 일부 경우에, 오목부는 소정 위치에 배열된다. 일부 경우에, 오목부는 격자 패턴을 형성한다. 일부 경우에, 벽은 프리즘 부분을 갖는다. 일부 경우에, 물품은 또한 경질화된 유체를 포함한다.

다른 실시 형태에서, 물품은 각각이 홈에 의해 둘러싸인 복수의 볼록부를 포함한다. 일부 경우에, 볼록부는 소정 위치에 배열된다. 일부 경우에, 볼록부는 격자 패턴을 형성한다. 일부 경우에, 홈은 프리즘 부분을 갖는다. 일부 경우에, 물품은 또한 경질화된 유체를 포함한다.

다른 실시 형태에서, 물품은 구조화된 표면을 포함하는 경질화된 유체를 포함한다. 구조화된 표면은 볼록부 또는 오목부의 격자 패턴을 포함한다. 물품은 경질화된 유체에 인접한 경질화 가능 유체를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 경질화 가능 유체는 구조화된 표면을 포함한다.

다른 실시 형태에서, 물품은 복수의 만입부를 포함하는 주형 및 주형을 덮는 유체를 포함한다. 물품은 각 만입부 내의 하나 이상의 기포를 추가로 포함한다. 하나 이상의 기포는 유체 내에 오목부를 형성한다. 일부 경우에, 복수의 만입부는 격자 패턴을 형성한다. 일부 경우에, 복수의 만입부의 각각은 뾰족한 바닥을 갖는다. 일부 경우에, 복수의 만입부의 각각은 바닥에 에지 라인을 갖는다. 일부 경우에, 복수의 만입부의 각각은 피라미드 부분을 갖는다. 일부 경우에, 복수의 만입부의 각각은 하나 이상의 평면을 포함한다. 일부 경우에, 복수의 만입부의 각각은 테이퍼진 형상을 갖는다. 일부 경우에, 각 만입부 내의 하나 이상의 기포는 측벽을 포함한다. 일부 경우에, 유체 내의 오목부는 돌출 부분(over-hang portion)을 포함한다.

다른 실시 형태에서, 디스플레이 장치가 광을 방출하는 백라이트 및 이미지를 표시하는 디스플레이 패널을 포함한다. 디스플레이 장치는 백라이트와 디스플레이 패널 사이에 배치된 광학 필름을 추가로 포함한다. 일부 경우에, 광학 필름은 적어도 1.2의 광학 이득을 갖는다. 광학 필름은 복수의 이산된 구조체를 포함하는 구조화된 주 표면을 갖는다. 각각의 이산된 구조체는 오목부 또는 볼록부 및 측벽을 포함한다. 일부 경우에, 측벽은 프리즘 부분을 포함한다. 일부 경우에, 광학 필름의 광학 이득은 적어도 1.3이다. 일부 경우에, 광학 필름의 광학 이득은 적어도 1.4이다. 일부 경우에, 광학 필름의 광학 이득은 적어도 1.5이다. 일부 경우에, 광학 필름의 구조화된 주 표면은 백라이트를 대면한다. 일부 경우에, 광학 필름의 구조화된 주 표면은 디스플레이 패널을 대면한다. 일부 경우에, 오목부 또는 볼록부는 실질적으로 구면인 오목부 또는 볼록부를 포함한다.

다른 실시 형태에서, 물품은 복수의 만입부를 분리하는 복수의 벽을 포함하는 제1 구조화된 표면을 갖는 주형을 포함한다. 물품은 주형의 제1 구조화된 표면을 덮고 적어도 복수의 벽과 접촉하는 경질화 가능 유체를 추가로 포함한다. 유체가 경화되어 주형으로부터 제거되면, 제거된 경질화된 유체는 제1 구조화된 표면의 역상과 실질적으로 상이한 제2 구조화된 표면을 갖는다. 일부 경우에, 제1이 아닌 제2 구조화된 표면은 복수의 오목부 또는 볼록부를 갖는다.

<도 1a 내지 도 1d>
도 1a 내지 도 1d는 적어도 하나의 오목부를 갖는 제1 물품을 제조하는 방법의 일 실시 형태를 예시하는 개략 단면도.
<도 1e 내지 도 1g>
도 1e 내지 도 1g는 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 제조하는 방법의 일 실시 형태를 예시하는 개략 단면도.
<도 2a>
도 2a는 다수의 만입부를 갖는 주형의 일 실시 형태를 예시하는 개략도.
<도 2b>
도 2b는 다수의 만입부를 갖는 주형의 다른 실시 형태를 예시하는 개략도.
<도 3a>
도 3a는 적어도 하나의 오목부를 갖는 제1 물품을 제조하는 방법의 다른 실시 형태를 예시하는 개략 단면도.
<도 3b>
도 3b는 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 제조하는 방법의 다른 실시 형태를 예시하는 개략 단면도.
<도 4>
도 4는 주형의 표면에서 만입부 내에 존재하는 기포(즉, 기포는 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이에 위치됨)에 대한 상태를 도시하는 개략 단면도.
<도 5>
도 5는 주형의 만입부 내에서의 기포의 위치를 도시하는 예시적인 도면.
<도 6a 내지 도 6d>
도 6a 내지 도 6d는 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 제조하는 방법의 다른 실시 형태를 예시하는 개략 단면도.
<도 7a 내지 도 7d>
도 7a 내지 도 7d는 적어도 하나의 오목부를 갖는 제1 물품을 제조하는 방법의 다른 실시 형태를 예시하는 개략 단면도.
<도 7e 내지 도 7g>
도 7e 내지 도 7g는 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 제조하는 방법의 다른 실시 형태를 예시하는 개략 단면도.
<도 8>
도 8은 격자 패턴으로 배열된 오목부를 갖는 물품의 일 예를 도시하는 개략 사시도.
<도 9>
도 9는 격자 패턴으로 배열된 볼록부를 갖는 제2 물품의 일 예를 도시하는 주사 전자 현미경 사진.
<도 10a 및 도 10b>
도 10a 및 도 10b는 격자 패턴으로 배열된 다수의 만입부를 갖는 주형의 예를 도시하는 개략 평면도.
<도 11>
도 11은 격자 패턴으로 배열된 다수의 오목부를 갖는 물품의 다른 예를 도시하는 개략 사시도.
<도 12>
도 12는 격자 패턴으로 배열된 다수의 볼록부를 갖는 제2 물품의 다른 예를 도시하는 주사 전자 현미경 사진.
<도 13>
도 13은 격자 패턴으로 배열된 오목부를 갖는 물품의 또 다른 예를 도시하는 개략 사시도.
<도 14>
도 14는 격자 패턴으로 배열된 볼록부를 갖는 제2 물품의 또 다른 예를 도시하는 개략 사시도.
<도 15a 및 도 15b>
도 15a 및 도 15b는 처리된 성형 표면 및 미처리된 성형 표면을 사용하여 각각 제조된 물품의 주사 전자 현미경 사진.
<도 16>
도 16은 직하형 백라이트를 포함하는 디스플레이 장치의 도면.
<도 17>
도 17은 에지형 백라이트의 도면.
<도 18a 및 도 18b>
도 18a 및 도 18b는 프리즘이 볼록부 또는 오목부를 분리한 물품의 개략 단면도.

적어도 하나의 오목부 또는 적어도 하나의 볼록부를 갖는 물품이 제공된다. 이러한 물품을 제조하는 방법이 또한 제공된다. 물품의 적어도 하나의 볼록부 또는 오목부는, 예를 들어 렌즈 또는 렌즈의 어레이로서 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 물품의 적어도 하나의 볼록부 또는 오목부는 마이크로렌즈 또는 마이크로렌즈의 어레이(즉, 마이크로렌즈 어레이)로서 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "마이크로렌즈"라는 용어는 약 0.1 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터 범위의 직경과 같은 치수를 갖는 렌즈를 말한다. 마이크로렌즈는 물품의 표면 상의 미세 볼록부 또는 미세 오목부에 대응한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "미세 오목부" 및 "미세 볼록부"라는 용어는 약 0.1 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터 범위의 직경을 갖는 오목부 또는 볼록부를 각각 말한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "직경"이라는 용어는 오목부 또는 볼록부를 말할 때, 최대 단면 치수에 대응한다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 오목부를 포함하는 표면을 갖는 물품이 제조될 수 있다. 제조 중에, 적어도 하나의 기포가 물품의 표면에 적어도 하나의 오목부를 부여하기 위해 의도적으로 도입된다. 특히, 물품은 적어도 하나의 기포를 포함하는 성형 표면을 사용하여 제조된다. 즉, 물품은 (a) 경질화 가능 유체를 제공하는 단계; 및 (b) 기포의 외부 표면의 적어도 일 부분을 포함하는 성형 표면을 사용하여 경질화 가능 유체로부터 물품을 성형하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

오목부의 배열된 패턴과 같은 다수의 오목부가 성형 표면 상의 상이한 위치에 위치된 복수의 기포를 포함하는 성형 표면을 사용하여 물품의 표면 상에 형성될 수 있다. 즉, 오목부의 배열된 패턴을 구비한 물품은 (a) 경질화 가능 유체를 제공하는 단계; 및 (b) 다수의 기포의 외부 표면의 적어도 일 부분을 포함하는 성형 표면을 사용하여 - 다수의 기포는 성형 표면 상에 패턴으로 배열됨 - 경질화 가능 유체로부터 물품을 성형하는 단계를 포함하는 방법을 사용하여 제조될 수 있다.

기포의 매끄러운 볼록 표면의 일 부분의 역상인 매끄러운 오목 표면이 물품에 부여될 수 있다. 이러한 상대적으로 용이한 제조 방법과 대조적으로, 유사한 표면이 종래에는 복잡한 제조 공정을 사용하여 형성되었다.

용어 부정관사("a", "an") 및 정관사("the")는 설명되는 요소의 하나 이상을 의미하도록 "적어도 하나"와 상호교환적으로 사용된다.

"적어도 하나의 오목부"라는 용어는 단일 오목 표면 또는 다수의 오목 표면을 말한다. 단일 또는 다수의 오목 표면은 성형 표면 상의 단일 위치에 도입된 단일 기포를 사용하여 또는 성형 표면 상의 복수의 위치에 도입된 다수의 기포를 사용하여 물품에 부여될 수 있다. 다수의 오목부는 물품의 표면 상에서 무작위적인 또는 임의의 위치에 위치 또는 배열되거나 또는 일정 패턴으로 배열될 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "의도적으로 도입함"이라는 용어는 기포를 물품 제조 공정에서 실질적인 공구로서 사용할 목적으로 기포를 도입하는 것을 의미한다. 즉, 기포는 물품의 표면에 적어도 하나의 오목부를 부여하는 데 사용되는 성형 표면의 일부이다. 일부 실시 형태에서, 의도적으로 도입함이라는 용어는 이미 존재할 수 있는 임의의 기포를 제거 또는 포획하지 않는 것을 의미한다. 예를 들어, 의도적으로 도입함은 경질화 가능 유체를 주형의 일 부분에 적용하는 중에 주형의 하나 이상의 만입부 내에 위치될 수 있는 임의의 기포를 제거하지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, '의도적으로 도입함'은 경질화 가능 유체를 주형의 일 부분에 적용하기 이전에 주형의 만입부 내에 기포를 포획하는 것을 의미할 수 있다. 포획된 기포는 경질화 가능 유체와 접촉하는 성형 표면의 일부이다.

일부 실시 형태에서, 오목부의 배열된 패턴을 포함하는 표면을 갖는 물품이 제조될 수 있다. 제조 중에, 기포는 물품의 표면에 오목부의 배열된 패턴을 부여하기 위해 복수의 위치에 공급된다. 더 구체적으로, 물품은 물품에 부여되는 오목부의 패턴에 대응하는 패턴으로 배열된 복수의 기포를 포함하는 성형 표면을 사용하여 제조된다. 오목부의 배열된 패턴을 갖는 물품이 용이하게 제조될 수 있다.

"오목부의 배열된 패턴"은 소정의 위치에 배열되거나, 어느 정도 규칙적으로 배열되거나, 임의의 원하는 방식으로 배열된 복수의 오목부의 패턴이다. 예를 들어, 오목부의 배열된 패턴은 배열된 행 패턴, 배열된 정사각형 격자 패턴과 같은 배열된 격자 패턴, 배열된 지그재그 패턴, 또는 배열된 방사상 패턴을 포함할 수 있다. 오목부의 배열된 패턴은 전체 물품 상에 균등하게 형성될 필요가 없고, 물품의 일 부분 내에만 형성될 수 있다. 오목부의 패턴은 물품의 임의의 부분에 걸쳐 변하거나 동일하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 유사하거나 상이한 패턴들이 동일한 평면 내에서 사용될 수 있다. 패턴 내의 오목부들은 동일한 크기 및 형상일 수 있거나, 상이한 크기 및 형상을 가질 수 있다.

임의의 적합한 기체가 물품의 표면에 오목부를 부여하는 기포를 형성하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 기체는 공기, 또는 질소 및 아르곤을 포함한 불활성 기체일 수 있다. 물품을 형성하기 위해 사용되는 성형 표면은 적어도 하나의 기포의 외부 표면의 일 부분을 포함한다. 경질화 가능 유체와 접촉하는, 성형 표면 내에 포함된 기포의 외부 형상은 물품에 역상으로 전사될 수 있다. 수 나노미터 내지 수 센티미터 이상의 범위의 직경을 갖는 다양한 형상 및 크기를 갖는 기포가 성형 표면 내에 포함될 수 있으므로, 광범위한 형상 및 크기를 구비한 오목부를 형성하는 것이 가능하다. 더욱이, 다수의 오목부가 물품 내에 형성될 때, 다수의 오목부는 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있거나, 상이한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 즉, 성형 표면은 상이한 크기 및 형상 또는 동일한 크기 및 형상을 갖는 다수의 기포를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 오목부를 포함하는 표면을 갖는 물품의 일 실시 형태는 다음의 공정, 즉 (a) 주형 표면을 갖는 주형을 제공하는 단계; (b) 주형 표면의 적어도 일 부분 상으로 경질화 가능 유체를 적용하는 단계; (c) 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이에 적어도 하나의 기포를 의도적으로 도입하는 단계; 및 (d) 경질화 가능 유체를 경질화하여, 표면 상에서 기포에 의해 부여된 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품을 형성하는 단계에 따라 제조될 수 있다. 물품은 전형적으로 주형으로부터 제거된다.

이러한 방법은 물품의 표면 상에 단일 오목부를 또는 물품의 표면 상에 복수의 오목부를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 다수의 오목부가 형성되면, 이러한 다수의 오목부는 물품의 표면 상에 임의의 방식으로 위치될 수 있다. 다수의 오목부가 형성되는 일부 예에서, 다수의 오목부는 일정 패턴으로 배열된다.

오목부의 배열된 패턴을 포함하는 표면을 갖는 물품은 다음의 공정, 즉 (a) 주형 표면을 갖는 주형을 제공하는 단계; (b) 주형 표면의 적어도 일 부분 상으로 경질화 가능 유체를 적용하는 단계; (c) 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이의 다수의 분리된 위치에 - 분리된 위치들은 배열된 패턴에 기초하여 선택됨 - 기포를 제공하는 단계; 및 (d) 경질화 가능 유체를 경질화하여, 표면 상에서 기포에 의해 부여된 오목부의 배열된 패턴을 갖는 물품을 형성하는 단계에 따라 제조될 수 있다. 물품은 전형적으로 주형으로부터 제거된다.

"주형 표면"은 주형의 실제 표면이다. 기포가 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이에 도입될 때, 경질화 가능 유체는 적어도 하나의 위치에서 주형의 실제 표면과 그리고 적어도 하나의 다른 위치에서 기포와 직접 접촉한다. 실제 주형 표면과 적어도 기포의 표면의 조합은 성형 표면을 제공한다. 즉, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "성형 표면"이라는 용어는 경질화 가능 유체와 직접 접촉하는 표면을 말한다. 성형 표면의 형상(구체적으로, 성형 표면의 역전 형상)은 경질화 가능 유체가 경질화될 때 형성되는 물품의 표면에 부여될 수 있다. 물품의 표면 상의 오목부는 경질화 가능 유체가 경질화 공정 중에 기포와 접촉하는 위치에 대응한다. 따라서, 기포의 경질화 가능 유체와 접촉하는 부분의 형상 및 크기는 경질화된 물품에 부여되어 하나 이상의 오목부를 제공할 수 있다.

임의의 적합한 유기 재료, 무기 재료, 또는 유기-무기 복합 재료가 주형을 위한 재료로서 사용될 수 있다. 주형을 위한 일부 예시적인 재료는 수지(예컨대, 중합체 수지), 금속, 유리, 세라믹, 또는 점토를 포함한다. 주형은 하나 이상의 편부로 구성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 편부를 갖는 주형이 적어도 하나의 개구를 갖는 제1 층 및 제1 층에 라미네이팅된 제2 층으로 구성될 수 있다.

주형은 전형적으로 만입부를 갖는다. 이들 만입부는 다수의 편부를 갖는 주형의 제1 층의 개구 또는 개구의 패턴에 대응할 수 있거나, 단일 편부인 주형의 일부일 수 있다. 만입부는 종종 성형 표면의 일부인 적어도 하나의 기포를 제공하도록 사용된다. 예를 들어, 적어도 하나의 기포는 경질화 가능 유체가 주형 표면의 일 부분에 적용될 때 만입부 내에 포획될 수 있다.

주형의 만입부가 적어도 하나의 기포를 포획하기 위하여 사용될 때, 적어도 하나의 오목부를 포함하는 표면을 갖는 물품은 다음의 공정, 즉 (a) 만입부를 구비한 주형 표면을 갖는 주형을 제공하는 단계; (b) 주형 표면의 적어도 일 부분 상으로 경질화 가능 유체를 적용하는 단계; (c) 주형 표면과 만입부 내의 경질화 가능 유체 사이에 기포를 포획하는 단계; (d) 경질화 가능 유체를 경질화하여 표면 상에 만입부 내의 기포에 의해 부여된 오목부를 갖는 물품을 형성하는 단계에 따라 제조될 수 있다. 물품은 전형적으로 주형으로부터 제거된다.

주형이 기포를 포획하도록 사용될 수 있는 복수의 만입부를 가질 때, 만입부는 일정 패턴으로 배열될 수 있다. 오목부의 배열된 패턴을 갖는 물품이 다음의 공정, 즉 (a) 일정 패턴으로 배열된 다수의 만입부를 구비한 주형 표면을 갖는 주형을 제공하는 단계; (b) 주형 표면의 적어도 일 부분 상으로 경질화 가능 유체를 적용하는 단계; (c) 주형 표면과 다수의 만입부 내의 경질화 가능 유체 사이에 다수의 기포를 포획하는 단계;

(d) 경질화 가능 유체를 경질화하여 표면 상에 다수의 만입부 내의 다수의 기포에 의해 부여된 오목부의 배열된 패턴을 갖는 물품을 형성하는 단계에 따라 제조될 수 있다. 물품은 전형적으로 주형으로부터 제거된다.

"경질화 가능 유체"는 주형에 적용되기에 충분한 유동성을 가지며 경질화 방법에 관계없이 경질화될 수 있는 유체이다. 적합한 경질화 가능 유체는, 예를 들어 겔, 페이스트, 또는 액체의 형태인, 유기 재료, 무기 재료, 또는 유기-무기 복합 재료를 포함한다. 다른 적합한 경질화 가능 유체는 유기 재료, 무기 재료, 또는 유기-무기 복합 재료를 적합한 용제(즉, 유기 용제 또는 수성 기반 용제)로 희석함으로써 얻어진 용액, 분산액, 현탁액 등을 포함한다. 여기서, "경질화"는 경질화 가능 유체를 성형 표면에 의해 부여된 형상을 유지하기에 충분히 단단하게 만드는 공정을 말한다. 더 구체적으로, 경질화 가능 유체는 성형 표면의 일부인 적어도 하나의 기포에 의해 부여된 형상을 유지하기에 충분히 단단해지고; 생성된 "경질화된 층"은 적어도 하나의 오목부를 갖는다. 경질화된 층은 경질화 가능 유체의 경질화 시에 형성되는 생성물이다.

유기 재료가 경질화 가능 유체 내에 포함될 때, 수지 재료 또는 수지 재료의 전구체가 사용될 수 있다. 경질화 가능 유체는, 예를 들어, 경질화될 때 중합, 경화, 또는 가교 결합되는 단량체 또는 중합체를 포함할 수 있다. "경질화 방법"으로서, 중합 가능 수지의 중합, 열가소성 수지의 적어도 연화 온도로의 냉각, 또는 용제의 건조를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 적합한 방법이 사용될 수 있다. 예시적인 수지 재료는 방사선(예컨대, 자외선, 가시광선, 또는 전자 빔)으로 조사될 때 중합에 의해 경질화될 수 있는 광 경화성 수지와 같은 반응성 수지, 열 위주의(heat-oriented) 중합에 의해 경질화되는 열경화성 수지, 산화 위주의 중합에 의해 경질화될 수 있는 반응성 수지, 환원 위주의 중합에 의해 경질화될 수 있는 반응성 수지, 또는 적어도 연화 온도로 냉각될 때 경질화될 수 있는 열가소성 수지 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

일부 응용에서, 가용성 수지가 경질화 가능 유체로서 사용될 수 있다. 적합한 가용성 수지는 물에 용해되는 수용성 수지, 유기 용제에 용해되는 유기 용제-가용성 수지 등을 포함한다. 이들 가용성 수지가 제2 물품을 형성하기 위한 주형으로 사용되면, 이들은 종종 용해에 의해 제2 물품으로부터 제거될 수 있다.

무기 재료가 경질화 가능 유체로서 사용될 때, 유리, 콘크리트, 플라스터, 시멘트, 몰타르, 세라믹, 점토, 및 금속과 같은 다양한 무기 재료가 사용될 수 있다. 이들 재료는 종종 가열하거나 물을 제거함으로써 경질화될 수 있다. 전술한 유기 재료 및 무기 재료 중 임의의 것의 복합재일 수 있는 유기-무기 복합 재료를 경질화 가능 유체로서 사용하는 것이 또한 가능하다.

주형 표면의 적어도 일 부분 상으로 경질화 가능 유체를 적용하는 단계는 임의의 공지된 방법에 의해 달성될 수 있다. 경질화 가능 유체를 적용하는 일부 방법에서, 만입부를 갖는 주형이 사용되고, 경질화 가능 유체는 만입부가 충전되지 않거나 부분적으로만 충전되도록 적용된다. 일부 적합한 적용 방법은 주형 표면의 적어도 일 부분 상으로 경질화 가능 유체를 코팅, 분무, 분사, 브러싱, 또는 주입하는 것을 포함한다. 코팅은, 예를 들어 표면에 경질화 가능 유체를 부가하고 그 표면의 적어도 일 부분 위에 경질화 가능 유체를 확산시키는 것을 포함한다. 많은 예에서, 적용 방법은 코팅을 포함하고, 임의의 적합한 코팅 방법이 사용될 수 있다. 일부 코팅 방법에서, 경질화 가능 유체는 나이프 코팅 방법을 사용하여 적용된다. 최적의 적용 방법이 경질화 가능 유체의 유형, 물품의 원하는 형상, 물품의 원하는 크기 등에 기초하여 선택될 수 있다.

경질화 가능 유체는 기포가 제공되기 전에 또는 기포가 제공됨과 동시에 주형 표면 상으로 적용될 수 있다. 많은 실시 형태에서, 적어도 하나의 기포는 주형 표면에 경질화 가능 유체를 적용하는 동안 존재한다. 예를 들어, 기포는 주형 상의 만입부 내에 존재할 수 있다. 기포는 주형 표면에 경질화 가능 유체를 적용하는 중에 만입부 내에 포획될 수 있다. 제공되는 기포의 크기, 형상 및 위치는 종종 선택 및 변경될 수 있다. 예를 들어, 기포가 주형 내의 만입부를 사용하여 제공되면, 이들 만입부의 크기, 형상 및 위치가 변경될 수 있다.

경질화 가능 유체는 성형 표면과 접촉한다. 즉, 경질화 가능 유체는 적어도 하나의 위치에서 적어도 하나의 기포와 그리고 적어도 하나의 다른 위치에서 주형 표면과 접촉한다. 경질화 가능 유체가 경질화될 때, 적어도 하나의 오목부는 성형 표면의 일부인 적어도 하나의 기포와 접촉한 경질화된 층의 부분 내에 형성된다. 경질화 가능 유체가 경질화될 때, 적어도 하나의 기포의 위치는 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이의 소정의 위치에 위치되도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 기포는 주형의 만입부 내에 구속될 수 있다. 만입부의 크기 및 형상은 경질화된 층 내의 생성된 오목부의 크기 및 형상은 물론 기포의 크기 및 형상에 영향을 줄 수 있다. 만입부의 크기 및 형상은 상이한 크기 및 형상의 오목부를 제공하도록 변경될 수 있다. 다수의 기포가, 예를 들어 다수의 만입부를 포함하는 주형을 사용함으로써 제공될 수 있다. 다수의 기포가 제공되면, 각각의 기포의 크기 및 형상은 동일하거나 상이할 수 있다.

물품을 제조하기 위한 전술한 공정은 공기 중에서 수행될 수 있다. 본 실시 형태에서, 적어도 하나의 오목부 또는 오목부의 배열된 패턴을 갖는 물품이 환경 챔버와 같은 특정 장치를 요구하지 않는 단순한 장치 구성으로 제조될 수 있다. 적어도 하나의 기포는, 예를 들어 주형의 적어도 하나의 만입부 내에서의 포획에 의해 제공될 수 있다.

기포는 종종 그의 형상에 영향을 미칠 수 있는 모든 힘의 균형에 기초하여 구면 표면을 형성하는 경향이 있다. 이들 힘은 기포와 경질화 가능 유체 사이의 계면 에너지, 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이의 계면 에너지, 및 주형 표면과 기포 사이의 계면 에너지의 합을 포함한다. 이들 힘에 더하여, 예를 들어, 부력, 중력, 및 경질화 가능 유체의 점성과 같은, 기포가 경질화 가능 유체와 접촉하는 영역 주변의 다른 공정 변수가 기포의 형상에 영향을 줄 수 있다. 대체로 균일한 힘이 기포의 표면에 인가되거나 대체로 대칭인 힘이 기포의 상부에 인가될 때, 기포는 변형되지 않고, 비교적 균일하고 매끄러운 볼록 표면을 갖는다. 이러한 형상은 종종 렌즈 등에 순응할 수 있는 실질적으로 구면인 볼록 표면이다. 실질적으로 구면인 표면을 갖는 기포의 외부 형상은 성형 표면으로부터 경질화 가능 유체를 경질화함으로써 제조된 물품으로 역전사될 수 있다. 그러므로, 경질화 가능 유체와 접촉하는 기포의 부분에 의해 부여된 오목부는 실질적인 구면인 표면을 적어도 부분적으로 갖는 오목부를 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "구면 표면"이라는 용어는 표면이 구의 일 부분인 것으로 간주될 수 있거나 표면이 구면 곡률을 갖는 것을 의미한다. 일부 구면 표면은 돔형 또는 반구면인 것으로 간주될 수 있다. 다른 구면 표면은 반구보다 더 작거나 더 큰 구의 부분을 덮을 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실질적으로 구면인 표면"이라는 용어는 표면이 대체로 구의 일 부분인 것으로 간주될 수 있지만 완벽한 구면 표면과는 다소 상이할 수 있는 것을 의미한다. 모든 실질적으로 구면인 표면은 동일하거나 상이한 곡률을 가질 수 있고, 곡률이 위치에 따라 연속적으로 변화하는 구면 표면들의 혼합을 포함할 수 있다.

일부 오목 표면은 대칭형 구면 표면이기 보다는 비대칭 표면이다. 비대칭 형상을 구비한 오목 표면은 비대칭 형상을 갖는 기포의 외부 표면을 사용하여 물품에 부여될 수 있다. 비대칭 형상의 기포는 기포의 볼록 표면에 불균일한 힘을 인가함으로써 또는 기포의 볼록 표면의 상부에 비대칭 분포를 갖는 힘을 인가함으로써 형성될 수 있다.

적어도 하나의 오목부를 갖는 물품은 비교적 간단한 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 단일 오목부가 물품의 표면 상에 형성될 수 있거나, 무작위로 또는 일정 패턴으로 배열될 수 있는 복수의 오목부가 형성될 수 있다. 적어도 하나의 오목부는 구면 또는 실질적으로 구면일 수 있고, 렌즈로서 사용될 수 있다. 미세 오목부와 같은 오목부의 배열된 패턴을 갖는 물품이 유사한 물품을 제조하기 위한 다른 공지된 공정보다 시간 및 비용이 덜 드는 간단한 공정으로 제조될 수 있다. 더욱이, 제조 공정이 연속 방식으로 수행될 수 있으며 임의의 원하는 크기의 물품이 제조될 수 있도록 제조 공정을 수정하는 것이 가능하다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 주형은 적어도 하나의 만입부를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 기포는 주형 표면에 경질화 가능 유체를 적용하는 동안 주형의 적어도 하나의 만입부 내에 기포를 포획함으로써 성형 표면에 의도적으로 도입된다. 즉, 기포는 주형의 만입부 내에 포획되고, 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이에 위치된다. 경질화 가능 유체와 접촉하는 성형 표면은 주형 표면(즉, 실제 주형 표면)과 적어도 하나의 기포의 조합을 포함한다.

예를 들어, 주형은 다수의 만입부의 배열된 패턴을 포함할 수 있고, 복수의 기포가 성형 표면에 경질화 가능 유체를 적용하는 동안 주형의 다수의 만입부의 배열된 패턴 내에 기포를 포획함으로써 성형 표면에 의도적으로 도입될 수 있다. 즉, 다수의 기포는 일정 패턴으로 배열된 주형의 복수의 만입부 내에 포획될 수 있다. 다수의 기포 각각은 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이에서 주형의 만입부 내에 포획될 수 있다. 경질화 가능 유체와 접촉하는 성형 표면은 주형 표면(즉, 실제 주형 표면)과 일정 패턴으로 배열된 다수의 기포의 조합을 포함한다.

이들 실시 형태에서, 적어도 하나의 만입부 또는 만입부의 배열된 패턴이 미리 주형 내에 제공되므로, 기포는 성형 표면에 경질화 가능 유체를 적용하는 동안 주형의 적어도 하나의 만입부 내에 포획될 수 있다. 적어도 하나의 만입부의 위치는 성형 표면의 일부인 적어도 하나의 기포의 위치에 대응한다. 적어도 하나의 기포의 위치는 성형 표면과 접촉하는 경질화 가능 유체를 경질화함으로써 제조되는 물품에 부여되는 오목부의 위치에 대응한다. 그러므로, 적어도 하나의 오목부는 물품 상의 소정의 위치에 확실하고 용이하게 위치될 수 있다. 추가로, 오목부가 물품 내에 형성되는 위치에 만입부의 위치가 대응하기 때문에, 높은 위치 정확성을 갖는 다수의 오목부가 물품 상에 형성될 수 있다.

주형 내의 만입부의 체적은 경질화 가능 유체와 주형 표면 사이에서 만입부 내에 포획될 수 있는 기체의 양에 영향을 준다. 다수의 만입부가 있는 경우, 다수의 만입부의 체적들은 유사할 수 있거나, 다수의 만입부 중 임의의 일부가 유사할 수 있다. 임의의 오목부의 크기는 그러한 특정 오목부를 생성하는 그러한 기포를 포획하는 만입부의 체적을 변화시킴으로써 변경될 수 있다. 예를 들어, 오목부의 제1 군은 제2 크기를 갖는 오목부의 제2 군과 상이한 제1 크기를 가질 수 있다.

만입부의 임의의 원하는 패턴이 주형 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 만입부의 배열된 패턴은 배열된 행 패턴, 정사각형 격자 패턴과 같은 배열된 격자 패턴(즉, 격자 패턴은 다수의 행, 다수의 열, 또는 이들 둘 모두를 구비한 패턴임), 배열된 지그재그 패턴, 또는 배열된 방사상 패턴을 포함할 수 있다. 패턴 내의 만입부들은 동일한 크기 및 형상일 수 있거나, 상이할 수 있다.

전술한 실시 형태에 따르면, 기포는 주형 표면의 적어도 일 부분에 경질화 가능 유체를 적용하는 동안 주형의 만입부 내에 기포를 포획함으로써 주형 표면과 경질화 가능 유체 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 주형 둘레에 존재하는 총 기체(예컨대, 공기)의 일 부분이 경질화 가능 유체가 코팅 또는 분사에 의해 주형에 적용되는 동안 경질화 가능 유체와 주형 표면 사이의 공간 내에 포획될 수 있다. 포획된 기포는 성형 표면의 일부가 될 수 있거나, 경질화된 층에 오목부를 부여할 수 있다. 이러한 경우에, 코팅이 적용되면, 예를 들어, 나이프 코팅기, 바 코팅기, 블레이드 코팅기, 및 롤 코팅기와 같은 다양한 코팅 장치가 사용될 수 있다.

적어도 하나의 기포를 포획하는 것은, 예를 들어 경질화 가능 유체의 점성과, 코팅 속도와, 경질화 가능 유체, 기체 및 주형 사이의 다양한 계면 장력 관계 등과 같은 인자를 조정함으로써 제어될 수 있다. 크기, 형상 및 위치와 같은 포획된 기포의 상태가 또한, 예를 들어 주형 내의 만입부의 크기, 형상 및 위치와 같은 전술한 기포를 포획하기 위한 유사한 인자에 의해 제어될 수 있다. 전체 공정은 대기압 하에서 수행될 수 있고, 소기(evacuation)는 필요치 않다.

본 발명의 다른 태양은 전술한 제조 방법에 따라 제조된 오목부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 오목부를 포함하는 표면을 갖는 물품이다. 제조 중에, 하나 이상의 기포가 물품의 표면에 오목부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 오목부를 부여한다.

물품의 일 실시 형태에서, 적어도 하나의 매끄러운 오목 표면이 적어도 하나의 기포를 포함하는 성형 표면을 사용하여 형성될 수 있다. 다수의 오목부가 형성되면, 이러한 다수의 오목부는 무작위로 또는 일정 패턴으로 배열될 수 있다. 오목부의 배열된 패턴은 기포의 배열된 패턴을 포함하는 성형 표면을 사용하여 형성될 수 있다. 기포의 이러한 배열된 패턴은 종종 주형 내의 만입부의 배열된 패턴에 대응한다. 생성된 각각의 매끄러운 오목 표면은 성형 표면의 일부인 기포의 외부 표면의 일 부분의 역상이다. 많은 예에서, 기포는 실질적으로 구면인 표면을 갖고, 물품에 부여된 생성된 오목부는 실질적으로 구면인 표면을 갖는다.

다수의 오목부가 물품의 표면 상에 일정 패턴으로 배열되면, 패턴은 임의의 설계일 수 있다. 예를 들어, 배열된 패턴은 배열된 행 패턴, 배열된 격자 패턴, 배열된 지그재그 패턴 또는 배열된 방사상 패턴일 수 있다. 오목부들은 모두 유사한 크기 및 형상일 수 있거나, 오목부 중 임의의 일부가 유사한 크기 및 형상일 수 있다. 오목부의 배열된 패턴을 갖는 일부 물품에서, 오목부 중 일부 또는 전부가 실질적으로 구면인 표면을 갖는다.

추가로, 종래의 기계 가공을 사용하여 형성하기가 어려운 돌출 형상(예컨대, 도 3a의 32a 참조)을 갖는 오목부가 물품의 표면 상에 형성될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 물품은 다양한 분야 및 응용에서 사용될 수 있다. 특히, 물품의 표면 상의 적어도 하나의 오목부가 가시광선에 대해 실질적으로 투명하거나 반투명이며 실질적으로 구면인 표면을 가지면, 물품은 다양한 광학 응용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 오목부는 마이크로렌즈와 같은 렌즈로서 기능을 할 수 있다. 가시광선에 대해 투명하거나 반투명이며 실질적으로 구면인 표면을 갖는 다수의 오목부의 배열이 마이크로렌즈와 같은 렌즈의 어레이로서 사용될 수 있다.

오목부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 오목부를 포함하는 표면을 갖는 제1 물품이 표면 상에 볼록부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 생성하기 위해 주형(즉, 제2 주형)으로 사용될 수 있다. 제2 물품 상의 적어도 하나의 볼록부는 제2 주형으로 사용된 제1 물품 상에 존재하는 적어도 하나의 오목부의 역상이다. 즉, 제1 물품에 존재하는 임의의 오목부가 볼록부로서 제2 물품에 부여될 수 있다.

"적어도 하나의 볼록부"라는 용어는 단일 볼록 표면 또는 다수의 볼록 표면을 말한다. 적어도 하나의 볼록 표면은 적어도 하나의 오목 표면을 구비한 주형을 사용하여 물품에 부여될 수 있다. "볼록부의 배열된 패턴"은 소정의 위치에 배열되거나, 어느 정도 규칙적으로 배열되거나, 또는 임의의 원하는 방식으로 배열된 복수의 볼록부의 패턴이다. 예를 들어, 볼록부의 배열된 패턴은 배열된 행 패턴, 배열된 정사각형 격자 패턴과 같은 배열된 격자 패턴, 배열된 지그재그 패턴, 또는 배열된 방사상 패턴을 포함할 수 있다. 볼록부의 배열된 패턴은 전체 물품 상에 균등하게 형성될 필요가 없고, 물품의 일 부분 내에만 형성될 수 있다. 볼록부의 패턴은 물품의 임의의 부분에 걸쳐 변하거나 동일하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 유사하거나 상이한 패턴들이 동일한 평면 내에서 사용될 수 있다. 패턴 내의 볼록부는 동일한 크기 및 형상일 수 있거나, 상이한 크기 및 형상을 가질 수 있다.

제2 물품을 형성하기 위해 제2 주형으로 제1 물품을 사용함으로써, 볼록부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품은 유사한 물품을 형성하는 다른 종래의 방법에 비해 상대적으로 간단한 공정 및 상대적으로 짧은 제조 시간을 사용하여 형성될 수 있다. 더 구체적으로, 볼록 표면의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 실질적으로 구면인 볼록 표면을 갖는 제2 물품이 적어도 하나의 실질적으로 구면인 오목 표면을 갖는 제1 물품을 사용하여 형성될 수 있다. 제2 물품 내에 형성된 적어도 하나의 볼록 표면은, 예를 들어 미세 볼록부일 수 있다.

따라서, 본 발명의 다른 태양은 볼록부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 볼록부를 포함하는 표면을 갖는 제2 물품이다. 본 방법은 제2 물품의 표면에 볼록부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 볼록부를 부여하기 위해 제2 주형으로 전술한 제조 방법에 의해 제조된 제1 물품을 사용하는 단계를 포함한다.

제2 물품은 코팅 또는 분사와 같은 적용 방법을 사용하여 제1 물품에 제2 경질화 가능 유체를 적용함으로써 제조될 수 있다. 제2 경질화 가능 유체는 적어도 하나의 오목부를 포함하는 제1 물품의 표면에 적용된다. 적합한 제2 경질화 가능 유체는 종종 적어도 하나의 오목부를 구비한 제1 물품을 제조하기 위해 사용될 수 있는 전술한 경질화 가능 유체와 동일한 유형이다. 제2 경질화 가능 유체는 전형적으로 제2 주형으로 사용되는 제1 물품과 양립 가능하도록 선택된다. 더 구체적으로, 제2 경질화 가능 유체는 종종 용해되지 않거나 제2 주형의 형상 및 치수를 변경하지 않도록 선택된다. 제2 경질화 가능 유체는 겔, 페이스트, 액체, 분산액, 현탁액 등의 형태인, 유기 재료, 무기 재료, 또는 유기-무기 복합 재료를 포함할 수 있다. 경질화 가능 유체가 제2 주형에 적용되지만, 경질화되기 전에, 탈기 공정이 제2 주형의 표면과 제2 경질화 가능 유체 사이의 포획된 기포와 같은 포획된 기포를 제거하기 위해 추가될 수 있다. 일부 경우에, 포획된 기포의 존재는 제2 물품 내에 결함을 일으킬 수 있다.

일부 예에서, 적어도 하나의 볼록부는 실질적으로 구면인 표면을 갖고, 공정은 실질적으로 구면인 표면을 구비한 적어도 하나의 오목부를 갖는 제2 주형의 사용을 포함한다. 제2 주형 내의 적어도 하나의 오목부는 종종 1000 마이크로미터 미만, 100 마이크로미터 미만, 또는 10 마이크로미터 미만의 직경을 갖는다. 제2 물품 내에 형성된 적어도 하나의 볼록부는 제2 주형 내에 존재하는 적어도 하나의 오목부의 직경에 상응하는 직경을 갖는다. 제2 주형은 제2 주형의 표면에 오목부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 오목부를 부여하는 성형 표면 내의 기포의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 기포를 사용하여 제조된다.

일부 예시적인 제2 물품에서, 적어도 하나의 볼록부는 실질적으로 구면인 표면을 갖는다. 이러한 적어도 하나의 볼록부가 가시 영역 내에서 실질적으로 투명하거나 반투명이면, 제2 물품은 다양한 광학 분야에서 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 적어도 하나의 볼록부는 마이크로렌즈와 같은 렌즈로서 사용될 수 있고, 볼록부의 배열된 패턴은 마이크로렌즈 어레이와 같은 렌즈의 어레이로서 사용될 수 있다.

제2 물품의 표면 상에 하나 초과의 볼록부가 있으면, 볼록부의 전부 또는 임의의 부분이 유사할 수 있다. 예를 들어, 실질적인 유사성을 갖는 볼록부의 제1 군 및 실질적인 유사성을 갖지만 볼록부의 제1 군과 상이한 볼록부의 제2 군이 있을 수 있다.

제2 물품의 표면이 제2 주형으로서 역할을 하는 제1 물품으로 덮일 수 있다. 이러한 경우, 제2 물품은 제조 공정 중에 제1 물품으로부터 제거되지 않는다. 제1 물품 및 제2 물품 둘 모두로 구성된 그러한 조합된 물품은 다양한 분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 상이한 굴절률을 갖는 재료가 제1 물품 및 제2 물품을 제조하기 위해 사용될 때, 조합된 물품은 조합된 물품이 편평한 표면을 갖더라도 렌즈로서 기능을 할 수 있다.

적어도 하나의 오목부를 갖는 제1 물품 및 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 제조하기 위한 하나의 예시적인 공정이 도 1a 내지 도 1g에 개략적으로 도시되어 있다. 더 구체적으로, 도 1a 내지 도 1d는 오목부의 배열된 패턴과 같은 다수의 오목부를 포함하는 표면을 갖는 물품을 제조하기 위한 제조 방법의 일 실시 형태를 개략적으로 도시한다. 도 1e 내지 도 1g는 볼록부의 배열된 패턴과 같은 다수의 볼록부를 포함하는 표면을 갖는 제2 물품을 제조하기 위한 제조 방법의 일 실시 형태를 개략적으로 도시한다.

도 1a 내지 도 1d는 복수의 오목 표면(32)을 갖는 물품(31)을 제조하기 위해 사용될 수 있는 하나의 예시적인 제조 공정을 개략적으로 도시한다. 도 1a는 복수의 만입부(11)를 갖는 주형(10)을 제공하는 단계를 도시한다. 도 1b는 주형(10)에 경질화 가능 유체를 적용하고 기포(50)를 제공하는 단계를 도시한다. 기포(50)는 만입부(11) 내에 포획되고, 주형 표면(12, 13)과 경질화 가능 유체(30) 사이에 위치된다. 도 1c는 표면 상에 기포(50)에 의해 부여된 오목부(32)의 배열된 패턴을 갖는 물품(31)을 형성하기 위해 경질화 가능 유체(30)를 경질화하는 단계를 도시한다. 도 1d는 주형(10)으로부터 물품(31)을 제거하는 단계를 도시한다. 물품(31)은 3개의 오목부(32)와 함께 도시되어 있지만, 임의의 원하는 수의 오목부가 형성될 수 있다. 오목 표면(32)은 주형 내의 만입부(11) 및 포획된 기포(50)의 위치에 대응하는 위치에 형성된다. 기포(50)의 외부 형상은 물품(31)에 부여되어 오목부(32)를 생성한다. 도 1a 내지 도 1d의 제조 공정의 각각은 주형(10)이 주변 조건 하에 있는 동안 수행될 수 있다. 물품(31)을 제조하기 위해 사용되는 성형 공정은 특정 환경 챔버 내에 위치될 필요가 없다.

기포(50)는 코팅 장치(40)에 의해 주형 표면에 경질화 가능 유체(30)를 적용하는 동안 포획된다. 많은 실시 형태에서, 경질화 가능 유체(30)는 경질화 가능 수지를 포함한다. 경질화 가능 유체(30)는 바람직하게는 다수의 만입부가 경질화 가능 유체(30)로 충전되지 않는 방식으로 주형 내의 만입부 위에 적용된다. 즉, 경질화 가능 유체(30)는 바람직하게는 주형 표면(13)과 접촉하지 않는다. 그러나, 기포(50)는 만입부(11) 위에 위치된 경질화 가능 유체(30)의 일 부분은 물론 주형 표면(12, 13)과 접촉한다. 성형 표면은 경질화 가능 유체(30)와 접촉하는 표면이고, 경질화 가능 유체(30)와 직접 접촉하는 기포(50)의 외부 표면 및 경질화 가능 유체(30)와 직접 접촉하는 주형 표면의 임의의 부분 둘 모두를 포함한다. 예를 들어, 주형의 만입부(11)들 사이의 부분은 경질화 가능 유체(30)와 직접 접촉한다. 경질화 가능 유체(30)를 적용하고 기포(50)를 포획한 후에, 경질화 가능 유체(30)는 경질화되어 주형(10)으로부터 제거된다. 생성된 물품(31)은 기포(50)의 외부 형상의 일 부분이 부여된 복수의 오목 표면(32)을 갖는다.

도 1b에 도시된 구성 또는 물품은 주형(10)을 포함하고, 주형은 복수의 만입부(11)와, 주형(10)을 덮는 경질화 가능 유체(30)와 같은 유체(30)를 포함한다. 구성 또는 물품은 또한 각 만입부(11) 내의 하나 이상의 기포(50)를 포함한다. 각 만입부 내의 하나 이상의 기포(50)는 유체(30) 내에 오목부(32)를 형성한다. 복수의 만입부(11)는 일정 응용에 바람직할 수 있는 임의의 형태로 배열될 수 있다. 예를 들어, 만입부(11)는 무작위로 배열될 수 있다. 다른 예로서, 만입부(11)는 소정 위치에 배열될 수 있고, 예를 들어 격자 패턴을 형성할 수 있다.

일부 경우에, 예를 들어 만입부(11)가 피라미드형인 경우, 만입부는 뾰족한 바닥을 가질 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 도 2b에 도시된 주형(10)의 경우에, 만입부는 바닥에 에지 라인을 가질 수 있다. 일부 경우에, 만입부(11)는 피라미드 부분을 가질 수 있고, 예를 들어, 절두체일 수 있다. 일부 경우에, 만입부(11)는 하나 이상의 평면을 가질 수 있다. 일부 경우에, 만입부(11)는 테이퍼진 형상을 가질 수 있다. 일반적으로, 만입부(11)는 일정 응용에 바람직할 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 형상은 입방체, 피라미드, 오벨리스크(obelisk), 쐐기, 반구와 같은 구의 일부, 타원체의 일부, 커티노이드(catenoid), 직원기둥과 같은 실린더, 또는 원추를 포함한다.

일부 경우에, 예를 들어 도 1c에 도시된 경우에서, 각 만입부 내의 기포(50)는 측벽 및 볼록 또는 오목 상부를 포함한다. 일부 경우에, 예를 들어 도 3a에 도시된 경우에, 유체 내의 오목부는 돌출 부분(32A)과 같은 돌출 부분을 포함할 수 있다.

도 1c에 도시된 구성 또는 물품은 복수의 만입부(11)를 분리하는 복수의 벽(220)을 포함하는 도 1a에 도시된 제1 구조화된 상부 표면을 갖는 주형(10)을 포함하고, 여기서 벽(220)과 만입부(11)는 교호한다. 도 1c의 구성 또는 물품은 주형의 제1 구조화된 표면을 덮는 경질화 가능 유체(31)를 추가로 포함한다. 유체(31)는 또한 적어도 복수의 벽(220)과 접촉한다. 일부 경우에, 예를 들어 도 1c에 도시된 경우에서, 유체는 또한 각 만입부의 일 부분과 접촉한다. 기포(50)는 유체(31)가 각 만입부의 전체 표면과 접촉하는 것을 방지하여, 유체(31)가 구조화된 바닥 표면(210)을 갖도록 한다. 유체(31)가 경질화되어 주형으로부터 제거되면, 제거된 경질화된 유체는 제1 구조화된 표면(주형(10) 내의 구조화된 상부 표면)의 역상과 실질적으로 상이한 제2 구조화된 표면(210)(도 1d에 층(31)의 구조화된 바닥 표면으로도 또한 도시됨)을 갖는다. 도 1d에 도시된 예시적인 구성에서, 제1이 아닌 제2 구조화된 표면은 복수의 볼록부 또는 오목부(32)를 갖는다.

주형이 다수의 만입부(11)를 포함하면, 이러한 다수의 만입부는 무작위로 배열되거나 임의의 원하는 패턴으로 배열될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 복수의 만입부(11)가 단일 행 또는 격자 패턴으로 배열될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 만입부의 격자 패턴을 갖는 주형은 주형 내에 만입부(11)의 적어도 2개의 행, 적어도 2개의 열, 또는 적어도 2개의 행 및 적어도 2개의 열이 있다는 것을 의미한다. 예를 들어, 일부 격자 패턴은 행의 개수가 열의 개수와 동일한 정사각형 격자 패턴이다. 다른 실시 형태에서, 만입부는 지그재그 패턴 또는 방사상 패턴과 같은 패턴으로 배열될 수 있다.

도 1a에 도시된 공정에서, 복수의 만입부(11)를 갖는 주형(10)이 제공된다. 복수의 만입부(11)는 생성된 물품의 용도에 기초하여 무작위로 배열되거나 임의의 원하는 패턴으로 배열될 수 있다. 만입부(11)의 위치는 물품의 표면에 적어도 하나의 오목부를 부여하는 포획된 기포(50)의 위치를 결정한다. 물품(31)의 표면 상의 오목부(32)의 위치는 주형(10) 상의 만입부(11)의 배열에 의해 선택될 수 있다.

임의의 적합한 재료가 주형(10)을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 일부 예시적인 방법에서, 유기 수지 재료, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 또는 폴리-사이클로-올레핀이 주형(10)을 위해 사용될 수 있다. 다른 예시적인 방법에서, 다른 적합한 유기 재료, 무기 재료, 예를 들어 금속(예컨대, 니켈, 구리, 또는 청동), 유리 또는 세라믹 재료, 또는 유기-무기 복합 재료가 사용될 수 있다. 주형(10)은 가요성이거나 강성일 수 있다. 가요성 주형(10)은 종종 더 용이하게 취급될 수 있다. 그러나, 금속 또는 결정화된 중합체와 같은 경질 재료로 제조된 주형(10)이 종종 개선된 치수 정확성을 제공할 수 있다. 주형(10)은 임의의 적합한 크기일 수 있지만, 크기는 종종 코팅 장치(40)의 치수에 기초하여 선택된다. 일부 예시적인 주형(10)은 1 내지 수천 밀리미터 범위의 수직 치수, 1 내지 수천 밀리미터 범위의 수평 치수, 및 10 마이크로미터 내지 10 밀리미터 초과의 범위의 두께 치수를 갖는다.

만입부(11)는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 만입부(11) 위로부터 관찰된 평면 형상은, 예를 들어 원형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, 타원형, 평행사변형, 오각형, 육각형 또는 십자형일 수 있다. 예를 들어, 만입부(11)는 도 1a에 도시된 바와 같은 정사각형 또는 직사각형 단면을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 만입부의 측부 표면(12) 및 바닥 표면(13)은 선형 형상 또는 만곡된 형상으로 구성될 수 있다. 만입부(11)의 형상과 기포(50)의 형상 사이의 관계가 이후에 상세하게 설명될 것이다.

도 2a는 직사각형 평면 형상의 측면을 구비한 다수의 사각형 피라미드 만입부(11)를 갖는 다른 예시적인 주형(10)을 도시하는 위로부터 관찰한 개략도이다. 도 2a의 피라미드 각각은 뾰족한 바닥을 갖는다. 도 2b는 삼각 평면 형상의 측면을 구비한 다수의 사각형 피라미드 만입부(11)를 갖는 또 다른 예시적인 주형(10)을 도시하는 위로부터 관찰한 개략도이다. 도 2b의 피라미드 각각은 바닥에서 에지 라인을 갖는다.

다른 예에서, 만입부(11)는 삼각형 단면을 가질 수 있고, 이러한 단면 형상은 상부측으로부터 바닥측을 향해 좁아진다. 측부 표면은 선형 형상 또는 만곡된 형상으로 구성될 수 있다. 주형 표면의 일부인 만입부(11)의 바닥 부분은, 예를 들어 도 1a에 도시된 바와 같은 편평 형상, 뾰족한 형상, 선형 형상, 또는 라운딩된 형상으로 구성될 수 있다. 또 다른 예에서, 만입부(11)는 평행사변형 단면 형상을 가질 수 있고, 단면 폭은 상부로부터 바닥을 향해 좁아질 수 있거나 상부로부터 바닥을 향해 넓어질 수 있다. 측부 표면 및 바닥 표면은 선형 형상으로 또는 만곡된 형상으로 구성될 수 있다. 만입부(11)에 대한 임의의 다른 적합한 형상이 사용될 수 있다.

만입부(11)는 임의의 적합한 치수를 가질 수 있다. 만입부(11)의 크기의 예로서, 깊이는 0.1 ㎛ 이상, 1 ㎛ 이상, 또는 10 ㎛ 이상일 수 있다. 깊이는 종종 100 ㎜ 이하, 10 ㎜ 이하, 또는 1 ㎜ 이하일 수 있다. 만입부 개구의 단면적은 0.01 ㎛² 이상, 0.1 ㎛² 이상, 또는 1 ㎛² 이상일 수 있다. 단면적은 종종 1000 ㎟ 이하, 100 ㎟ 이하, 또는 10 ㎟ 이하일 수 있다. 그러나, 치수는 이들 값으로 제한되지 않는다.

도 1b에 도시된 공정에서, 코팅 장치(40)가 주형(10)에 인접하여 설치된다. 코팅 조성물이 코팅 장치(40)에 의해 주형(10)의 적어도 일 부분 상에 코팅되어, 경질화 가능 유체 층(30)을 형성한다. 경질화 가능 유체 층(30)은 만입부(11)를 충전하지 않는다. 즉, 경질화 가능 유체(30)는 주형 표면(13)과 접촉하지 않는다. 동시에, 기포(50)가 주형(10)의 만입부(11) 내에 제공된다. 코팅 공정은 정상 분위기 조건 하에서 공기 중에서 수행될 수 있다.

도 1b에 도시된 코팅 공정의 일부 실시 형태에서, 경질화 가능 유체는 경질화 가능 중합체 수지를 포함한다. 임의의 적합한 중합체 수지가 단독으로 또는 다른 중합체 수지와 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 경질화 가능 유체는 광 경화성 수지(예컨대, UV 경화성 수지) 또는 가용성 수지(예컨대, 물 또는 유기 용제 가용성 수지)와 같은 중합체 수지의 용액일 수 있다. 주형(10)이 충분한 내열성을 가지면, 중합체 수지는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지일 수 있다. 중합체 수지 중 임의의 것은 증점제, 경화제, 가교결합제, 개시제, 산화 억제제, 정전기 방지제, 희석제, 세척제, 안료, 또는 염료와 같은 다양한 첨가제를 함유할 수 있다.

예시적인 광 경화성 수지는 광중합성 단량체, 올리고머, 또는 이들의 혼합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 광중합성 단량체는 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 및 에폭시계 단량체를 포함한다. 광중합성 올리고머는 아크릴레이트계 올리고머, 메타크릴레이트계 올리고머, 우레탄 아크릴레이트계 올리고머, 에폭시계 올리고머, 에폭시 아크릴레이트계 올리고머, 및 에스테르 아크릴레이트계 올리고머를 포함한다. 광개시제가 통상 광 경화성 수지에 첨가된다. UV 경화성 수지가 사용될 때, 수지는 통상 주형 등을 고온에 노출시키지 않고서 자외 방사선을 사용하여 신속하게 경질화될 수 있다.

경질화 가능 유체 내에 포함될 수 있는 예시적인 열경화성 수지는 아크릴레이트계 수지, 메타크릴레이트계 수지, 에폭시계 수지, 페놀계 수지, 멜라민계 수지, 우레아계 수지, 불포화 에스테르계 수지, 알킬계 수지, 우레탄계 수지, 또는 에보나이트계 수지를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 중합 개시제가 전형적으로 열경화성 수지에 첨가된다. 생성된 경화된 중합체 재료는 우수한 내열성 및 내용제성을 가질 수 있다. 추가로, 충전재가 첨가되면, 생성된 경화된 중합체 재료는 상당히 강할 수 있다.

경질화 가능 유체 내에 포함될 수 있는 예시적인 열가소성 수지는 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐클로라이드 수지, 폴리아미드 수지, 또는 폴리에스테르 수지를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.

경질화 가능 유체 내에 포함될 수 있는 예시적인 가용성 수지는 수용성 수지 및 유기 용제 가용성 수지를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 적합한 수용성 수지는, 예를 들어 폴리비닐 알코올, 폴리아크릴산, 폴리아크릴 아미드, 및 폴리에틸렌 옥사이드를 포함한다.

임의의 적합한 경질화 방법이 사용될 수 있다. 경질화 방법은 전형적으로 경질화 가능 유체의 조성에 기초하여 선택된다. 일부 경질화 방법은 물 또는 유기 용제를 제거하기 위해 건조 공정을 포함한다. 다른 경질화 방법은 UV 방사선과 같은 화학 방사선에 경질화 가능 유체를 노출시키는 것을 포함한다. 또 다른 경질화 방법은 경질화 가능 유체를 열에 노출시키거나 경질화 가능 유체를 냉각시키는 것을 포함한다.

임의의 적합한 코팅 장치(40)가 주형(10)의 적어도 일 부분에 경질화 가능 유체 층(30)을 적용하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 코팅 장치(40)는 나이프 코팅기이다. 예를 들어, 열가소성 수지가 경질화 가능 유체 수지로서 사용될 때, 수지가 충분한 유동성을 갖는 온도로 가열되는 가열식 나이프 코팅기가 사용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 코팅 장치(40)는 바 코팅기, 블레이드 코팅기, 또는 롤 코팅기일 수 있다.

주형(10)의 적어도 일 부분에 경질화 가능 유체 층(30)을 적용하기 위해, 코팅 장치(40) 또는 주형이 이동될 수 있다. 일부 예에서, 주형이 고정되고, 코팅 장치가 주형(10)에 인접하여 이동된다. 다른 예에서, 코팅 장치(40)가 고정되고, 주형(10)이 코팅 장치(40)를 지나가는 롤로부터 제공될 수 있다. 이들 예에서, 연속 제조 라인이 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품을 형성하도록 설계될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 코팅 장치(40)가 (좌측으로부터 우측으로) 화살표(A)의 방향으로 이동함에 따라, 경질화 가능 유체 층(30)이 주형(10) 상에 코팅된다. 도 1b가 코팅에 의해 경질화 가능 유체 층(30)을 주형(10)에 적용하는 것을 도시하지만, 예를 들어 분사와 같은 다른 적용 방법이 기포(50)를 포획할 수 있는 한 사용될 수 있다.

경질화 가능 유체 층(30)의 평균 두께는 임의의 원하는 두께일 수 있고, 원하는 물품에 따라 변경될 수 있다. 일부 예에서, 경질화 가능 유체 층(30)의 평균 두께는 약 10 ㎛ 내지 100 ㎜ 또는 10 ㎛ 내지 10 ㎜이다. 경질화 가능 유체 층(30)이 주형(10)에 적용됨에 따라, 주형(10) 둘레에 존재하는 공기의 일 부분이 화살표(B)에 의해 표시된 바와 같이 주형(10) 둘레의 공간으로부터 밀려 나갈 수 있고, 공기의 다른 부분은 만입부(11) 내에 포획될 수 있다. 만입부(11) 내에 포획된 공기는 기포(50)로서 만입부(11)의 주형 표면(12, 13)과 접촉할 수 있다.

만입부(11) 내의 기포(50)의 포획은, 예를 들어 경질화 가능 유체(30)의 점성과, 코팅 속도와, 그리고 경질화 가능 유체(30), 기포(50), 및 주형(10) 사이의 계면 장력 관계와 같은 인자를 조정함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 코팅 속도가 주형의 만입부의 표면 상에서의 경질화 가능 유체의 자연 유속보다 더 빠르면, 기포는 주형의 각각의 만입부 내에 포획될 수 있다. 자연 유속은 주형 상에 위치되었을 때의 경질화 가능 유체의 유속을 의미하고, 예를 들어, 경질화 가능 유체의 점성과, 그리고 경질화 가능 유체, 기체, 및 주형 사이의 계면 장력 관계에 의해 영향을 받을 수 있다. 경질화 가능 유체의 점성이 낮으면, 기포(50)는 코팅 속도를 증가시킴으로써 또는 주형의 재료를 변화시킴으로써 포획될 수 있다.

공정은 주형(10) 내에 포획된 기체(공기)의 제어된 변위이고, 유리하게는 기포(50)가 주형 만입부(11) 내에 포획되어 이들이 성형 표면의 일부로서 사용될 수 있게 한다. 기포(50)의 크기 및 위치는 코팅 장치(40)의 이동 속도를 포함한 공정 변수를 조정함으로써 제어될 수 있다.

기포(50)가 도 1b 및 도 1c에서 만입부(11) 내부에 위치되지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 기포(50)의 외부 표면은 만입부(11) 외부에 있을 수 있다. 예를 들어, 기포(50)의 상부 부분(즉, 상부 표면)은 도 4의 단면도에 도시된 바와 같이 주형(10)의 상부 표면을 넘어 연장될 수 있다. 단일 기포(50)가 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이 단일 만입부(11) 내에 존재할 수 있지만, 하나 초과의 기포가 단일 만입부(11) 내에 존재할 수 있다.

도 1c를 참조하면, 기포(50) 및 주형(10)의 상부 표면은 층(31)의 바닥 표면에 구조체를 부여하는 성형 표면(210)을 한정 또는 형성한다. 성형 표면(210)은 행 패턴, 열(column) 패턴, 지그재그 패턴, 또는 방사상 패턴, 또는 이러한 패턴의 조합을 포함할 수 있는 격자 패턴, 또는 일정 응용에 바람직할 수 있는 임의의 다른 패턴을 형성하는 복수의 기포(50)를 포함한다. 예시적인 성형 표면(210)에서, 기포는 오목부를 층(31)에 부여하는 볼록부를 포함한다. 일반적으로, 기포(50)는 일정 응용에 바람직할 수 있는 임의의 형상, 예를 들어 오목부, 볼록부, 또는 평면 부분, 예를 들어 도 1b 또는 도 1c에 도시된 기포(50)의 평면 부분을 포함할 수 있다.

도 1b 및 도 1c에 도시된 예시적인 구성에서, 기포(50)는 선형 또는 평면 측벽을 갖는다. 일부 경우에, 예를 들어 만입부(11)가 만곡된 측벽을 갖는 경우, 기포(50)는 만곡된 측벽을 가질 수 있다.

도 1c에 도시된 공정에서, 경질화 가능 유체 층(30)이 경질화되어 경질화된 층(31)을 형성한다. 경질화 유체(30)와 양립 가능한 임의의 적합한 경질화 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 경질화 가능 유체가 UV 경화성 수지일 때, 경질화된 층(31)은 UV 광원으로 경질화 가능 유체 층(30)을 조사하여 수지를 중합시킴으로써 형성될 수 있다. 경질화 가능 유체 층이 가용성 수지를 함유할 때, 경질화된 층(31)은 용제를 제거하기 위한 건조에 의해 형성될 수 있다. 경질화 가능 유체가 열가소성 수지일 때, 경질화된 층(31)은 열가소성 수지를 적어도 연화 온도로 냉각시킴으로써 형성될 수 있다. 경질화 가능 유체가 열경화성 수지일 때, 경질화된 층(31)은 열경화성 수지를 적어도 경화 온도로 가열함으로써 형성될 수 있다.

도 1c에 도시된 바와 같은 경질화된 층(31)은 경질화 중에 기포(50)의 외부 표면과의 접촉으로부터 생성된 복수의 오목 표면(32)을 갖는다. 즉, 실질적으로 구면인 표면을 가질 수 있는 기포(50)의 외부 형상은 경질화된 층(31)에 역전사된다. 즉, 기포(50)의 외부 형상은 경질화 가능 유체(30)와 접촉하는 성형 표면의 일부이다. 경질화된 층(31)은 성형 표면의 역 형상을 갖는다.

기포(50)는 경질화 가능 유체(30)와 접촉하는 작업 표면인 성형 표면의 일부이다. 기포(50)가 성형 표면의 일부이며 기포(50)가 종종 실질적으로 구면인 볼록 외부 표면을 갖기 때문에, 경질화된 층(31)은 종종 실질적으로 구면인 오목 표면을 갖는다. 경질화된 층(31) 내에 형성된 오목부는 미세 오목부일 수 있다.

도 1d에 도시된 공정에서, 복수의 미세 오목부와 같은 복수의 오목 표면(32)을 갖는 물품(31)(즉, 경질화된 층)이 주형(10)으로부터 경질화된 층(31)을 제거 또는 분리함으로써 얻어질 수 있다. 일부 실시 형태에서, 주형(10)은 다른 경질화된 층(31)을 형성하도록 사용될 수 있다. 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품(31)은 렌즈 또는 렌즈의 어레이와 같은 광학 물품으로 사용될 수 있거나, 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 제조하기 위해 사용될 수 있다.

물품(31)의 일부 실시 형태에서, 물품의 제1 표면은 다수의 오목부를 갖고, 제1 표면에 대향한 제2 표면은 편평하다. 편평 표면은 무광 또는 광택 마감을 가질 수 있다. 각 표면의 표면 조도는, 예를 들어 100 나노미터 미만, 50 나노미터 미만, 10 나노미터 미만, 또는 5 나노미터 미만일 수 있다. 표면 조도는 케이엘에이-텐코 코포레이션(KLA-Tencor Corporation)으로부터의 서피스 프로파일러 시스템(Surface Profiler System) P-16과 같은 조도계(profilometer)를 사용하여 측정될 수 있다.

도 1a 내지 도 1d에 도시된 공정은 오목부의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품(31)을 제공하기 위해 연속 방식으로 수행될 수 있다. 오목부의 임의의 패턴이 경질화 가능 유체(30)와 접촉하는 성형 표면으로부터 물품에 부여될 수 있다. 성형 표면은 적어도 하나의 기포(50)의 적어도 일 부분을 포함한다. 생성된 경질화된 층 내의 오목부는 적어도 하나의 기포(50)의 외부 표면이 경질화 가능 유체(30)와 접촉한 곳에서 형성된다.

도 1a 내지 도 1d의 단계의 공정을 통해 제조된 물품(31)은 물품을 형성하기 위해 사용된 성형 표면의 역상인 표면을 갖는다. 특히, 물품(31)은 기포(50)의 외부 표면의 일부에 의해 부여된 오목부를 갖는다. 종종, 오목부(32)의 형상은 기포(50)의 크기에 의해 결정된 곡률을 갖는 실질적으로 구면인 표면의 역상이다. 오목부는 물품(31)의 용도에 따라 임의의 적합한 크기를 가질 수 있다. 일부 예시적인 오목부는 약 0.01 ㎛² 이상, 0.1 ㎛² 이상, 또는 1 ㎛² 이상인 바닥 부분 내의 단면적을 갖는다. 이러한 단면적은 종종 100 ㎟ 이하, 10 ㎟ 이하, 또는 1 ㎟ 이하이다. 오목부(32)의 높이는 종종 0.1 ㎛ 이상, 10 ㎛ 이상, 또는 10 ㎛ 이상이다. 이러한 높이는, 예를 들어 100 ㎜ 이하, 10 ㎜ 이하, 또는 1 ㎜ 이하일 수 있다.

도 3a는 도 1d에 도시된 공정에 대응하는 다른 제조 공정을 도시한다. 도 3a는 돌출 부분(32A)을 구비한 오목 표면(32)을 갖는 물품(31)을 얻기 위해 사용될 수 있는 공정을 도시한다. 돌출 부분은 종종 삼각형 피라미드, 정사각형 피라미드, 원추 등과 같은 송곳 형상을 구비한 만입부(즉, 하나의 점으로 테이퍼지는 형상을 갖는 만입부)를 갖는 주형을 사용하여 형성될 수 있다. 추가로, 돌출 부분은 날카롭거나 뾰족한 에지를 가질 수 있다. 돌출 부분을 포함하는 오목 표면을 구비한 물품이 용이하게 제조될 수 있고, 이러한 유형의 구조는 기계 가공 등과 같은 방법을 사용해서는 형성하기가 매우 어려울 수 있다.

도 3a 및 도 1d는 어떻게 만입부의 형상이 물품의 표면 상에 형성된 적어도 하나의 오목부의 형상을 바꾸도록 선택될 수 있는지를 도시한다. 만입부(11)의 형상에 더하여, 경질화 가능 유체(30)가 물품(31)으로 경질화될 때 형성되는 오목부의 형상을 바꾸도록 다른 변수가 사용될 수 있다. 즉, 경질화 가능 유체(30)와 접촉하는 성형 표면은 만입부의 크기 및 형상과 다른 공정 변수를 바꿈으로써 변경될 수 있다.

오목 표면(32)이 주형(10) 내에 배열된 각각의 만입부(11) 내에 기포(50)를 포획함으로써 형성되므로, 만입부들이 실질적으로 동일한 형상을 가지면 복수의 오목 표면(32)은 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 즉, 오목 표면을 제조하는 공정의 재현성이 포획된 기포를 제어함으로써 제어될 수 있다. 특히, 포획된 기포(50)의 크기, 형상, 및 위치를 제어함으로써, 오목 표면(32)의 크기, 곡률, 및 위치가 제어될 수 있다.

기포(50)의 크기(예컨대, 체적, 직경, 또는 단면적)는, 예를 들어 (a) 주형(10)의 만입부(11)의 크기 및 형상을 조정하고, (b) 주형(10)에 적용되는 경질화 가능 유체(30)의 점성을 조정하고, (c) 주형(10)에 경질화 가능 유체(30)를 적용하는 속도를 조정하고, (d) 경질화 가능 유체(30), 주형(10), 및 기포(50) 사이의 계면 장력을 조정하고, (e) 경질화 가능 유체(30)의 코팅으로부터 그의 경질화까지의 시간을 조정하고, (f) 기포(50)의 온도를 조정하고, (h) 기포(50)에 인가되는 압력을 조정함으로써 제어될 수 있다. 전술한 방식으로 조정 가능한 기포(50)의 특정 크기는, 예를 들어 0.1 ㎛ 내지 100 ㎜ 범위의 직경을 가질 수 있다. 각각의 조정은 하기에서 추가로 설명된다.

만입부(11)의 크기 및 형상은 기포(50)의 크기를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 만입부(11) 내의 기포(50)는 기포(50)가 경질화 가능 유체(30)와 접촉하는 영역 내에서의 기포(50)와 경질화 가능 유체(30) 사이의 계면 장력에 의해 현저하게 영향을 받는다. 기포(50)가 경질화 가능 유체와 접촉하는 영역의 주변에서, 기포(50)는 또한 기포(50)와 만입부(11)의 주형 표면 사이의 계면 장력 및 경질화 가능 유체와 만입부(11)의 주형 표면 사이의 계면 장력에 의해 영향을 받는다. 기포(50)는 종종 기포(50)가 경질화 가능 유체와 접촉하는 영역 내에서 매끄러운 실질적으로 구면인 볼록 표면을 형성하는 한편, 볼록 표면의 곡률 및 형상은 만입부(11)의 크기 및 형상에 의해 영향을 받는다.

만입부(11)의 크기 및 구성은 기포(50)의 곡률 및 형상에 영향을 미치고, 이어서 기포의 곡률 및 형상은 성형되는 물품에 부여된다. 만입부(11)가 다양한 평면 형상을 취할 수 있지만, 만일 생성된 오목부가 렌즈로서 사용될 것이면, 만입부(11)의 평면 형상은 대칭 형상(점 대칭 또는 선 대칭) 또는 대칭 형상과 유사한 형상인 것이 종종 바람직하다. 즉, 기포(50)의 볼록 표면의 정점이 대체로 대칭인 평면 형상의 중심이 되는 방식으로 만입부(11)가 배열될 때, 기포(50)는 변형이 거의 없는 매끄러운 볼록 표면을 가질 수 있다. 주형(10)이 수평으로 위치되면, 부력 및 중력이 볼록 표면에 균일하게 인가될 수 있어서, 기포(50)는 실질적으로 구면인 볼록 표면을 가질 수 있다.

경질화 가능 유체의 점성은 기포(50)의 크기를 제어하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 도 1b에 개략적으로 도시된 공정에서, 포획된 기포(50)의 크기는 주형(10)에 적용되는 경질화 가능 유체(30)의 점성을 조정함으로써 제어될 수 있다. 구체적으로, 기포(50)의 크기는 경질화 가능 유체의 점성을 증가시킴으로써 증가될 수 있고, 기포(50)의 크기는 경질화 가능 유체의 점성을 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 경질화 가능 유체의 점성은 제한되지 않지만, 종종 1 mPa-sec 이상, 10 mPa-sec 이상, 또는 100 mPa-sec 이상이다. 경질화 가능 유체의 점성은 100000 mPa-sec 이하, 10000 mPa-sec 이하, 또는 1000 mPas 이하일 수 있다. 점성의 조정은 경질화 가능 유체의 농도를 조정함으로써 (용제가 첨가 또는 제거될 수 있음) 또는 증점제를 첨가함으로써 수행될 수 있다.

코팅 속도는 기포(50)의 크기를 제어하도록 조정될 수 있다. 도 1b에 개략적으로 도시된 공정에서, 포획된 기포(50)의 크기는 주형(10)에 경질화 가능 유체(30)를 코팅하는 속도를 조정함으로써 제어될 수 있다. 주형이 고정되면, 코팅 장치(40)를 이동시키는 속도가 조정될 수 있다. 대안적으로, 코팅 장치(40)가 고정되면, 주형을 이동시키는 속도가 조정될 수 있다. 도 1b에 예시된 바와 같이, 코팅 장치(40)의 이동은 화살표(A)에 의해 표시되어 있다. 나이프 코팅기가 코팅 장치(40)로서 사용되면, 코팅 속도는 나이프 에지를 이동시키는 속도에 의해 한정될 수 있다. 구체적으로, 기포(50)의 크기는 코팅 속도를 증가시킴으로써 증가될 수 있고, 기포(50)의 크기는 코팅 속도를 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 임의의 적합한 코팅 속도가 사용될 수 있지만, 일부 예시적인 코팅 속도는 0.01 내지 1000 ㎝/sec의 범위, 0.5 내지 100 ㎝/sec의 범위, 1 내지 50 ㎝/sec의 범위, 또는 1 내지 25 ㎝/sec의 범위 내이다.

도 1b에 도시된 공정에서, 포획된 기포(50)의 크기는 또한 경질화 가능 유체(30)와 주형(10)의 성형 표면 사이의 계면 장력, 경질화 가능 유체(30)와 기포(50) 사이의 계면 장력, 및 기포(50)와 주형(10)의 표면 사이의 계면 장력을 조정함으로써 제어될 수도 있다. 구체적으로, 예를 들어, 기포(50)의 크기는 경질화 가능 유체(30)와 주형(10)의 표면 사이의 접촉각을 증가시킴으로써 (습윤도를 감소시킴으로써) 증가될 수 있는 한편, 기포(50)의 크기는 경질화 가능 유체(30)와 주형(10)의 표면 사이의 접촉각을 감소시킴으로써 (습윤도를 증가시킴으로써) 감소될 수 있다.

일부 경우에, 접촉각은 주형(10)의 성형 표면을 처리함으로써 변경될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 성형 표면은 예를 들어, 플라즈마 처리, 증기 처리, 액체 처리, 또는 접촉각을 변경시킬 수 있는 임의의 다른 처리를 사용하여 처리될 수 있다. 예를 들어, 성형 표면은 불소 또는 불소계 재료를 포함하는 플라즈마에서 처리될 수 있다. 다른 예로서, 성형 표면은 쓰리엠(3M)(미국 미네소타주 세인트 폴 소재)으로부터 입수가능한 노벡(Novec)(등록 상표) EGC-1720 전자 코팅 용액의 용액으로 처리될 수 있다. EGC-1720은 플루오로실란 중합체의 투명한 저점도 용액이고, 일부 경우에, 접촉각을 증가시킬 수 있다.

도 1b 및 도 1c에 도시된 공정에서, 포획된 기포(50)의 크기는 경질화 가능 유체(30)의 코팅으로부터 그의 경질화까지의 시간을 조정함으로써 제어될 수 있다. 구체적으로, 기포(50)의 크기는 경질화 가능 유체(30)의 코팅으로부터 그의 경질화까지의 시간을 단축시킴으로써 증가될 수 있고, 기포(50)의 크기는 경질화 가능 유체(30)의 코팅으로부터 그의 경질화까지의 시간을 연장함으로써 감소될 수 있다.

도 1b 및 도 1c에 도시된 공정에서, 포획된 기포(50)의 크기는 또한, 경질화 가능 유체(30)를 코팅한 후 그러나 경질화 가능 유체(30)의 경질화 이전 또는 그 동안에, 기포의 온도를 조정함으로써 제어될 수도 있다. 구체적으로, 기포(50)의 크기는 기포(50)의 온도를 상승시킴으로써 증가될 수 있고, 기포(50)의 크기는 기포(50)의 온도를 강하시킴으로써 감소될 수 있다. 기포(50)의 온도의 조정은 기포(50)가 포획된 후에 기포(50)의 크기를 변화시킬 수 있는 제어 방법 중 하나이다.

포획된 기포(50)의 크기는, 경질화 가능 유체(30)를 코팅한 후 그러나 경질화 가능 유체(30)의 경질화 이전 또는 그 동안에, 기포(50)에 인가되는 압력을 조정함으로써 제어될 수 있다. 구체적으로, 기포(50)의 크기는 기포(50)에 인가되는 압력을 증가시킴으로써 증가될 수 있고, 기포(50)의 크기는 기포(50)에 인가되는 압력을 감소시킴으로써 감소될 수 있다. 기포(50)의 압력의 조정은 기포(50)가 포획된 후에 기포(50)의 크기를 변화시킬 수 있는 다른 제어 방법이다.

기포(50)의 위치는, 예를 들어 액체 수지와 주형(10)의 성형 표면 사이의 계면 장력을 조정함으로써 제어될 수 있다. 위치는 또한 액체 수지의 점성 및 경질화 가능 유체의 코팅으로부터 그의 경질화까지의 시간의 길이를 조정함으로써 제어될 수 있다.

도 1b에 도시된 공정에서, 기포(50)는 액체 수지가 기포(50)의 포획 후에 경질화될 때까지 기포(50)가 만입부(11)의 표면(12, 13)과 접촉하는 위치에 유지되어야 한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기포(50)가 만입부 내의 주형 표면과 접촉하여 유지되는지의 여부는 경질화 가능 유체(30)와 주형(10)의 주형 표면(12) 사이의 계면 장력(f1), 경질화 가능 유체(30)와 기포(50) 사이의 계면 장력(f2), 및 기포(50)와 주형(10)의 주형 표면(12) 사이의 계면 장력(f3)에 의해 영향을 받을 수 있다. 만입부 내에서의 기포의 위치는 또한 중력 및 부력에 의해 영향을 받을 수 있다.

그러한 공정 변수들 중에서, 기포(50)의 위치 및 형상은 특히 경질화 가능 유체와 주형(10)의 주형 표면(12) 사이의 계면 장력(f1)을 조정함으로써 제어될 수 있다. 경질화 가능 유체(30)와 주형 사이의 접촉각이 비교적 높더라도, 기포(50)는 경질화 가능 유체(30)의 점성이 충분히 높으면 만입부(11) 내에 유지될 수 있다. 유사하게, 경질화 가능 유체(30)와 주형 사이의 접촉각이 비교적 높더라도, 경질화 가능 유체(30)가 신속하게 경질화될 때 (예컨대, UV 경화성 수지가 코팅 직후에 고강도 UV 방사선으로 조사될 수 있을 때), 기포(50)는 성형 표면의 일부로서 기능을 하기에 충분히 길게 제 위치에 유지될 수 있고, 생성된 경질화된 층에 그의 형상을 부여할 수 있다.

기포의 형상을 제어하기 위한 본 기술 분야에 공지된 임의의 다른 수단이 사용될 수 있다. 예를 들어, 중력, 전자기, 또는 (초음파 진동을 포함한) 진동과 같은 수단이 기포의 형상을 제어하기 위해 사용될 수 있다.

다른 태양에서, 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품으로부터 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 적어도 하나의 오목부를 갖는 물품은 제2 물품을 형성하기 위한 주형(제2 주형)으로 사용된다. 도 1e 내지 도 1g는 제2 물품의 제조 방법의 일 실시 형태를 도시한다. 본 실시 형태에서, 도 1a 내지 도 1d에 도시된 바와 같이 제조된 물품(31)이 제2 주형으로 사용될 수 있다. 제2 경질화 가능 유체(60)가 제2 주형(31)에 적용되고 경질화되어, 복수의 볼록 표면(62)을 갖는 제2 물품(61)을 형성한다. 도 1e 내지 도 1g는 복수의 볼록 표면(62)을 갖는 제2 물품(61)을 제조하기 위한 개별 제조 공정을 도시하는 개략 단면도이다.

도 1a 내지 도 1d에 개략적으로 도시된 제조 공정과 같이, 도 1e 내지 도 1g에 도시된 제조 공정도 또한 공기 중에서 수행될 수 있다. 도 1e에서, 복수의 오목 표면(32)을 갖는 제2 주형(31)이 제공된다. 도 1f에서, 제2 경질화 가능 유체(60)가 제2 주형(31)에 적용된다. 제2 경질화 가능 유체(60)는 제2 경질화된 층(61)으로 경화된다. 도 1g에서, 제2 경질화된 층(61)은 제2 주형(31)으로부터 제거되어 복수의 볼록 표면(62)을 갖는 제2 물품을 얻는다. 볼록부(62)의 형상은 제2 주형(31)에 오목부를 부여하기 위해 사용된 기포(50)의 형상에 대응한다.

도 1e에서, 도 1a 내지 도 1d에 개략적으로 도시된 공정을 사용하여 제조될 수 있는 제2 주형(31)(제1 물품)이 제공된다. 일부 실시 형태에서, 제2 주형(31)은, 예를 들어 UV 경화성 수지, 가용성 수지, 열가소성 수지, 열경화성 수지 등으로부터 선택된 경질화 가능 유체(30)로 제조된다. 전술한 경질화 가능 유체 중 임의의 것이 경질화되어 제2 주형(31)을 형성할 수 있다.

도 1f에서, 제2 경질화 가능 유체(60)가 제2 주형(31)에 적용된다. 임의의 적합한 적용 방법이 사용될 수 있지만, 경질화 가능 유체(60)는 종종 코팅 공정을 사용하여 제2 주형(31)에 적용된다. 그러나, 도 1b에 개략적으로 도시된 공정과 대조적으로, 기포는 전형적으로 도 1f에 도시된 공정 중에 의도적으로 포획되지 않는다. 도 1b의 공정에서 사용하기 어려울 수 있는 방법이 도 1f의 공정에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 분사, 열 프레싱, 또는 전기 성형과 같은 공정이 제2 주형(31)에 제2 경질화 가능 유체(60)를 적용하기 위해 사용될 수 있다.

제2 경질화 가능 유체(60)는 경질화 가능 유체(30)로서 사용하기 위한 전술한 임의의 재료일 수 있다. 일부 예에서, 제2 경질화 가능 유체(60)는 UV 경화성 수지 또는 가용성 수지인 것으로 선택될 수 있다. 제2 주형(31)이 충분한 내열성을 가질 때, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지도 또한 제2 경질화 가능 유체(60)를 위해 사용될 수 있다. 제2 경질화 가능 유체(60)는, 예를 들어 증점제, 경화제, 가교결합제, 개시제, 산화 억제제, 정전기 방지제, 희석제, 세척제, 안료, 또는 염료와 같은 첨가제를 함유할 수 있다.

적어도 하나의 볼록부가 렌즈로서 사용될 것과 같은 일부 응용에서, 제2 경질화 가능 유체(60)는 우수한 광학 특성을 갖는 경질화된 층을 형성할 중합체 수지이다. 예를 들어, 중합체 수지는 폴리카르보네이트, 아크릴 수지, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리올레핀, 또는 (실리콘 폴리우레아와 같은 개질된 실리콘을 포함한) 실리콘을 포함하는 중합체 수지, 또는 유사한 재료일 수 있다.

경질화 가능 유체(60)는 종종 코팅 방법을 사용하여 제2 주형(31)에 적용되지만, 다른 적합한 적용 방법이 사용될 수 있다. 적합한 코팅 장치는 나이프 코팅기, 바 코팅기, 블레이드 코팅기, 및 롤 코팅기를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 코팅 방법이 사용되면, 탈기 공정이 제2 물품 내에서 결함을 일으킬 수 있는 임의의 기포 또는 공기를 제거하기 위해 제2 경질화 가능 유체(60)를 코팅하기 전 또는 후에 추가될 수 있다. 적합한 탈기 공정은 종종 소기 단계를 포함한다. 탈기 공정은 종종 제2 경질화 가능 유체(60) 내의 또는 제2 경질화 가능 유체(60)와 제2 주형(31) 사이에 위치된 기포 또는 공기를 제거할 수 있다.

제2 경질화 가능 유체(60)는 경질화되어 제2 경질화된 층(61)을 형성한다. 제2 경질화 가능 유체가 UV 경화성 수지일 때, 제2 경질화된 층(61)은 자외선으로 조사함으로써 형성될 수 있다. 제2 경질화 가능 유체(60)가 가용성 수지의 용액일 때, 제2 경질화된 층(61)은, 예를 들어 건조에 의해 용제를 제거함으로써 형성될 수 있다. 제2 경질화 가능 유체(60)가 열가소성 수지일 때, 제2 경질화된 층(61)은 수지를 적어도 연화 온도로 냉각함으로써 형성될 수 있다. 제2 경질화 가능 유체(60)가 열경화성 수지일 때, 제2 경질화된 층(61)은 수지를 적어도 경질화 온도로 가열함으로써 형성될 수 있다.

도 1f에 도시된 공정을 통해, 복수의 볼록 표면(62)을 갖는 제2 경질화된 층(61)이 형성될 수 있다. 볼록 표면(62)은 제2 주형(31)의 오목 표면(32)의 외부 형상의 역상이다. 구체적으로, 제2 경질화된 층(61) 상에 형성된 볼록 표면(62)은 제2 주형(31)에 오목부를 부여하기 위해 사용된 기포(50)의 외부 형상과 유사한 실질적으로 구면인 볼록 표면일 수 있다. 따라서, 실질적으로 구면인 볼록 표면의 배열된 패턴과 같은 적어도 하나의 실질적으로 구면인 볼록 표면을 갖는 제2 물품이 제조될 수 있다.

물품(61)의 일부 실시 형태에서, 물품의 제1 표면은 다수의 볼록부를 갖고, 제1 표면에 대향한 제2 표면은 편평하다. 편평 표면은 무광 또는 광택 마감을 가질 수 있다. 각 표면의 표면 조도는, 예를 들어 100 나노미터 미만, 50 나노미터 미만, 10 나노미터 미만, 또는 5 나노미터 미만일 수 있다.

도 1g에 도시된 공정에서, 복수의 볼록 표면(62)을 갖는 제2 물품(61)이 제2 주형(31)으로부터 도 1f에 도시된 공정에서 형성된 경질화된 층(61)을 제거함으로써 얻어질 수 있다. 제조된 제2 물품(61)의 볼록 표면(62) 상에 다른 수지 재료 등을 코팅하는 것도 또한 가능하다.

제2 물품은 연속 제조 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 코팅 장치에 추가의 제2 주형(31)을 반복적으로 제공함으로써, 제2 경질화 가능 유체(60)는 각각의 추가의 제2 주형(31)에 반복적으로 적용될 수 있다. 각각의 추가의 경질화 가능 유체(60)는 경질화되어 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품(61)을 형성할 수 있다. 도 1a 내지 도 1d에 도시된 공정 및 도 1e 내지 도 1g에 도시된 공정을 반복함으로써, 각각이 복수의 오목 표면(32)을 갖는 물품(31) 및 각각이 복수의 볼록 표면(62)을 갖는 제2 물품(61)이 연속적으로 제조될 수 있다.

도 1a 내지 도 1g에 도시된 것과 유사한 공정이 제1 표면 및 제1 표면에 대향한 제2 표면 상에 적어도 하나의 볼록부를 갖는 물품을 제공하도록 사용될 수 있다. 하나의 그러한 공정에서, 적어도 하나의 볼록부를 갖는 제2 물품이 제조될 수 있다. 그 다음, 제3 물품이 제2 물품을 경질화 가능 유체 층과 접촉시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 완성된 제2 물품은 도 1f에 도시된 경질화 가능 유체 층(60)에 라미네이팅될 수 있다. 즉, 경질화 가능 유체 층(60)은 완성된 제2 물품과 제2 주형 사이에 위치될 수 있다. 경질화 가능 유체 층(60)이 경질화될 때, 제2 물품이 접착할 것이고, 생성된 제3 물품은 2개의 대향 표면 상에서 볼록부를 가질 수 있다. 그 다음, 제2 주형은 제거되어 제3 물품을 제공할 수 있다. 다른 공정에서, 2개의 완성된 제2 물품이 2개의 제2 물품 사이에 위치된 경질화된 유체 층(60)을 사용하여 라미네이팅될 수 있다. 경질화된 유체 층은 2개의 제2 물품의 편평 표면과 대면할 것이다.

대안적으로, 경질화 가능 유체 층은 2개의 제2 주형(31) 사이에 위치될 수 있다. 경질화 가능 유체 층은 2개의 제2 주형의 편평 표면과 대면할 것이다. 경질화 가능 유체 층의 경질화 시에, 생성된 제3 물품은 2개의 대향 표면 상에서 오목부를 가질 것이다.

접착 층이 제1 물품과 제2 물품 사이에, 제1 물품과 다른 제1 물품 사이에, 또는 제2 물품과 다른 제2 물품 사이에 위치되어, 다수의 표면 상에 오목부 또는 볼록부를 갖는 물품을 제공할 수 있다. 이들 실시 형태에서, 접착 층은 제1 물품의 편평 표면 및 제2 물품의 편평 표면과 대면할 것이다.

도 1f 및 도 1g에 도시된 공정에 대해, 다른 종래의 성형 공정이 사용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,761,607호 또는 미국 특허 제6,758,992호에 설명된 성형 공정이 사용될 수 있다.

도 3b는 도 1g에 도시된 공정과 유사한 공정을 도시한다. 도 3b는 도 1g에 도시된 대응하는 오목부에 비해 더 예리한 에지형의 돌출 부분(32a)을 구비한 오목부(32)를 갖는 제2 주형(31)으로부터 제2 경질화된 층(61)을 제거함으로써 볼록 표면(62)을 갖는 제2 물품(61)을 얻는 데 사용될 수 있는 예시적인 공정을 도시한다. 제2 주형(31) 및 제2 경질화된 층(61)이 모두 도 3b에 예시된 공정에서 경질이면, 경질화된 층(61)을 손상시키지 않고서 제2 주형(31)을 분리하는 것이 어려울 수 있다.

경질화된 층(61)을 손상시키는 제거 공정은 도 6a 및 도 6b의 단면도에서 사례 1로서 도시되어 있다. 도 6a의 제2 주형은 물 또는 유기 용제 내에서 용이하게 용해되지 않는 재료로 제조된다. 경질화된 층(61)이 제2 주형(31)으로부터 제거될 때, 경질화된 층(61)은 제2 주형(31)의 돌출 부분(32a)과 간섭한다. 경질화된 층(61)과 제2 주형(31)이 둘 모두 경질이며 가요성이지 않으면, 손상이 예상된다. 도 6b는 경질화된 층(61)과 제2 주형(31)이 둘 모두가 손상될 수 있는 것을 도시한다. 돌출 부분(32b)은 제2 주형(31)에서 떨어져 나온다.

경질화된 층(61)을 손상시키지 않고서 제2 주형(31)으로부터 경질화된 층(61)을 제거하는 한 가지 방법이 사례 2에 대한 도 6c 및 도 6d의 단면도에서 사례 2로서 도시되어 있다. 도 6c에서, 제2 주형은 수용성 수지와 같은 가용성 재료로 형성된다. 도 6d에서, 제2 주형은 용해에 의해 제거된다. 제2 주형(31)이 물에 의해 용해되므로, 경질화된 코팅 층(61)은 제2 주형(31)으로부터 손상되지 않고서 제거된다. 도 6c의 제2 주형(31)이 수용성 수지이지만, 유사한 공정이 유기 용제 또는 산 또는 염기를 함유하는 용액과 같은 다른 유형의 용제로 용해될 수 있는 임의의 다른 주형 재료와 함께 사용될 수 있다. 다른 예에서, 제2 주형(31)은 열경화성 수지가 경질화된 층(61)을 위해 사용되고 열가소성 수지가 제2 주형(31)을 위해 사용될 때, 경질화된 층(61)으로부터 용이하게 분리될 수 있다. 제2 주형은 적어도 연화 온도로 가열되어, 경질화된 층(61)을 손상시키지 않고서 경질화된 층(61)으로부터 제2 주형을 즉시 제거할 수 있다.

제조된 제2 물품(61)은 적어도 하나의 볼록 표면(62)을 갖는 물품이다. 일부 제2 물품은 격자 패턴과 같은 볼록부의 배열된 패턴을 갖는다. 볼록 표면(62)은 종종 제2 주형(31) 내에 오목부를 형성하기 위해 사용된 기포(50)의 외부 표면에 대응하는 실질적으로 구면인 볼록 표면이다. 볼록 표면(62)의 크기는, 기부의 단면적에 의해 측정될 때, 종종 0.01 ㎛² 내지 1000 ㎟의 범위 내에 있다. 볼록 표면(62)의 높이는 종종 0.1 ㎛ 내지 100 ㎜의 범위이다. 이러한 범위 밖의 볼록부도 또한 제조될 수 있고, 크기는 물품에 대해 선택된 특정 용도에 의존한다.

일부 제2 물품(61)에서, 일정 패턴으로 배열된 복수의 볼록부가 있다. 일부 배열된 패턴은 배열된 정사각형 격자 패턴과 같은 격자 패턴으로 배열된다. 추가로, 물품 중 일부는 실질적으로 동일한 볼록 표면(62)을 갖는다. 볼록 표면(62)이 구면이고 실질적으로 투명하거나 반투명할 때, 볼록 표면은 렌즈 또는 렌즈의 어레이로서 사용될 수 있다. 볼록부(62) 중 일부는 마이크로렌즈 또는 마이크로렌즈 어레이로서 사용될 수 있다.

추가로, 제2 물품(61)은 볼록 표면(62) 상에 코팅된 재료의 다른 층을 가질 수 있다. 이러한 경우에, 볼록 표면(62)이 렌즈로서 사용되면, 코팅 층은 보호 층으로 사용될 수 있거나, 굴절률을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 넓은 범위의 굴절률을 갖는 렌즈가 다양한 굴절률을 갖는 재료를 렌즈의 최외층으로서 코팅함으로써 얻어질 수 있다.

제1 물품(31)을 주형으로 사용하여 제2 물품(61)을 형성할 때, 제1 물품(31)은 제2 물품(61)으로부터 제거될 필요가 없다. 즉, 제1 물품(31)은 제2 물품(61)에 인접하여 유지될 수 있고; 예를 들어, 제2 물품(61)은 제1 물품(31)에 라미네이팅될 수 있다. 다른 단일 코팅 층 또는 다수의 코팅 층이 제2 물품(61) 상에 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 제2 물품(61) 상에 잔류하는 제1 물품(31) 또는 임의의 추가의 코팅 층은 제2 물품(61)에 대한 보호 층으로, 또는 제2 물품(61)의 광학 특징을 조정하기 위한 층으로 사용될 수 있다.

도 1g에 도시된 바와 같이, 제조된 제2 물품(61)은 각각의 볼록 표면(62)이 수평 벽(63)에 의해 둘러싸인 형상을 가질 수 있고, 이는 각각의 오목 표면(32)이 홈형 부분(33)에 의해 둘러싸인 형상을 제2 주형(31)이 갖기 때문이다. 제2 물품(61)의 형상이 물품(31)의 역상이기 때문에, 제2 물품(61)은 제2 주형(31)의 홈형 부분(33)에 대응하는 수평 벽(63)을 갖는다. 예시적인 3차원 물품(31)을 개략적으로 도시하는 도 8 및 예시적인 3차원 물품(61)을 도시하는 도 9 참조. 각각의 볼록 표면(62)이 수평 벽(63)에 의해 둘러싸인 형상을 갖는 제2 물품(61)을 취급하는 한 가지 방법은 수평 벽(63)을 프리즘과 같은 광학 구성요소로서 능동적으로 이용하는 것이다. 2개의 예시적인 그러한 물품이 도 18a 및 도 18b에 도시되어 있다. 도 18a는 구조화된 상부 표면 및 평면인 또는 편평한 바닥 표면을 포함하는 물품(1850)의 개략 단면도이다. 구조화된 상부 표면은 외부를 향하는 복수의 볼록부(1810) 및 복수의 프리즘(1820)을 포함하는데, 이는 각 프리즘의 정점이 바닥 표면으로부터 멀리 향하는 것을 의미한다. 예시적인 물품(1850)에서, 볼록부(1810) 및 프리즘(1820)은 교호한다. 일반적으로, 프리즘 및 볼록부는 교호 배열을 형성할 수 있다.

도 18b는 구조화된 상부 표면 및 평면인 또는 편평한 바닥 표면을 포함하는 물품(1860)의 개략 단면도이다. 구조화된 상부 표면은 내부를 향하는 복수의 오목부(1830) 및 복수의 프리즘(1840)을 포함하는데, 이는 각 프리즘의 정점이 바닥 표면을 향하는 것을 의미한다. 예시적인 물품(1860)에서, 오목부(1810) 및 프리즘(1820)은 교호한다. 일반적으로, 프리즘 및 오목부는 교호 배열을 형성할 수 있다.

도 18a 및 도 18b에서, 물품(1850, 1860)의 구조화된 상부 표면은 오목부(1830) 또는 볼록부(1810)의 격자 패턴 및 프리즘(1820) 또는 프리즘(1840)의 격자 패턴을 포함한다. 일부 경우에, 오목부(1830) 또는 볼록부(1810)는 구면 표면 또는 실질적으로 구면인 표면이거나 또는 이러한 표면을 포함한다. 일부 경우에, 오목부(1830)는 동일한 형상을 갖고 볼록부(1810)는 동일한 형상을 갖는다. 일부 경우에, 오목부(1830)는 동일한 크기를 갖고 볼록부(1810)는 동일한 크기를 갖는다.

일부 경우에, 예를 들어 물품(1850, 1860)이, 예를 들어 도 1a 내지 도 1g에 도시된 공정 단계를 사용하여 형성될 때, 오목부(1830) 또는 볼록부(1810)는 기포(50)와 같은 기포와 직접 접촉한다.

일부 경우에, 예를 들어 물품(1850, 1860)의 구조화된 상부 표면이 성형 표면일 때, 오목부(1830) 또는 볼록부(1810)는 유체가 경화되기 전인 경질화 가능 유체, 예를 들어 도 1b의 층(30)과 직접 접촉하거나, 또는 경질화된 유체, 예를 들어 도 1c의 층(31)과 직접 접촉한다.

일부 경우에, 물품(1850, 1860)은 광학 필름일 수 있고, 디스플레이 시스템, 예를 들어 액정 기반 디스플레이 시스템에 사용될 수 있다. 이러한 경우, 광학 필름(1850, 1860)은 실질적으로 광학 투명일 수 있다. 예를 들어, 이러한 경우, 광학 필름(1850, 1860)의 총 (경면 및 확산) 광 투과도는 적어도 70%, 또는 적어도 80%, 또는 적어도 90%이다. 일부 경우에, 광학 필름(1850, 1860)은 액정 기반 디스플레이 시스템에서 광학 이득 확산기일 수 있다. 이러한 경우, 오목부(1830), 볼록부(1810), 프리즘(1820) 및 프리즘(1840)은 광을 확산 및/또는 방향전환시킬 수 있어서 축방향과 같은 바람직한 방향을 따른 증가된 휘도와, 그리고/또는 증가된 시야각 및/또는 향상된 광 강도 균일성을 가져올 수 있는 증가된 확산을 가져올 수 있다.

다른 실시 형태에서, 제2 물품(61)은 볼록부(62)들 사이에 수평 벽(63)을 갖지 않는다. 수평 벽(63)은 제조된 제2 물품(61)으로부터 후처리에 의해 제거될 수 있다. 수평 벽(63)이 형성되지만 필요치 않으면, 수평 벽은 임의의 적합한 기계적, 물리적, 또는 화학적 수단을 사용하여 제거될 수 있다. 볼록 표면(62)을 갖는 제2 물품(61)이 렌즈 부재로 구성될 때, 예를 들어, 제2 물품(61)의 인접한 볼록 표면(62)들 사이에 형성된 수평 벽(63)을 제거함으로써, 구면 표면을 갖는 렌즈 부분이 시트 상에 배열된 마이크로렌즈를 제공하는 것이 가능하다. 추가로, 곡률은 또한 볼록 표면(62)의 만곡된 표면 부분을 추가로 처리함으로써 바뀔 수 있다. 부분 절결된 볼록 표면이 복수의 볼록 표면(62) 각각의 주어진 부분을 절삭함으로써 형성된 물품이 제조될 수 있다.

대안적으로, 제2 물품은 수평 벽(63)을 형성하지 않는 주형을 사용하여 제조될 수 있다. 특히, 홈형 부분은 제2 주형의 인접한 오목 표면들 사이에서 제거될 수 있다. 하나의 그러한 제2 주형(31)은, 예를 들어 도 7a 내지 도 7d에 개략적으로 도시된 바와 같이 제조될 수 있다. 각각의 볼록 표면(162)이 벽에 의해 둘러싸이지 않은 형상을 갖는 제2 물품(161)이 도 7e 내지 도 7g에 도시된 바와 같이 제조된다. 도 11은 물품(131'A)에 대응하는 3차원 실시예를 도시하고, 도 12는 제2 주형(161)에 대응하는 3차원을 도시한다.

도 7a 내지 도 7d에 도시된 제조 공정은 도 1a 내지 도 1d에 도시된 공정과 유사하지만, 하나의 편부로 된 주형이 아닌 두 개의 편부로 된 주형이 사용된다. 주형의 제1 편부는 개구의 패턴과 같은 적어도 하나의 개구를 갖는 제1 층이다. 주형의 제2 편부는 제1 층에 대한 라미네이트이다. 생성된 두 개의 편부로 된 주형은 제1 층의 개구 및 제2 층의 표면으로 구성된 만입부를 가질 수 있다.

도 7a의 두 개의 편부로 된 주형(110)은 전술한 제1 층에 대응하는 측벽 부분(110a) 및 전술한 제2 층에 대응하는 바닥 부분(110b)을 갖는다. 제1 층 및 제2 층은 서로 분리 가능하고, 결과적으로, 도 7d에 도시된 바와 같이, 측벽 부분(110a)은 경질화된 층(131)과 함께 바닥 부분(110b)으로부터 제거될 수 있다.

두 개의 편부로 된 주형(110)은 주형(10)을 위한 전술한 임의의 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 폴리이미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리스티렌 또는 폴리-사이클로-올레핀과 같은 유기 수지 재료가 사용될 수 있다. 대안적으로, 다른 유기 재료나, 니켈, 구리 또는 청동과 같은 금속, 유리 또는 세라믹을 포함하는 무기 재료나, 또는 유기-무기 복합 재료가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 측벽 부분(110a)(제1 층)을 위해 선택되는 재료가 바닥 부분(110b)(제2 층)을 위해 선택되는 재료와 상이하다. 예를 들어, 유기 수지 재료가 측벽 부분(110a)을 위해 사용될 수 있고, 금속, 유리 또는 세라믹과 같은 무기 재료가 바닥 부분(110b)을 위해 사용될 수 있다.

두 개의 편부로 된 주형은 다음의 공정에 의해 제조될 수 있다. 먼저, 제1 층 및 제1 층 상에 라미네이팅된 제2 층을 갖는 층상화된 시트가 제조될 수 있다. 그 다음, 개구가 임의의 적합한 방법을 사용하여 제1 층에 형성될 수 있다. 개구를 형성하는 일부 방법에서, 레이저 제거와 같은 건식 에칭 방법이나 마스크를 사용하는 습식 에칭 방법이 사용될 수 있다. 제1 층 재료가 제2 층 재료와 상이하면, 개구 패턴은 제1 층에만 형성될 수 있다.

적합한 층상화된 시트는 상업적으로 구입할 수 있지만, 다음의 공정에 의해 또한 제조될 수도 있다. 제1 층이 제조될 수 있고, 그 다음 제2 층이 제1 층과 접촉하도록 제공될 수 있다. 제2 층은, 예를 들어 코팅, 침착, 전기 성형 등을 포함한 임의의 방법을 사용하여 제1 층 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 중합체 수지 시트가 제1 층으로서 제조될 수 있다. 그 다음, 제2 층은 금속을 화학 침착, 물리 침착, 또는 전기 성형함으로써 제1 층 상에 형성될 수 있다.

도 7d에 도시된 공정에서, 도 7c에 도시된 공정에 의해 형성된 경질화된 층(131) 및 측벽 부분(110a)은 주형(110)의 바닥 부분(110b)으로부터 제거된다. 주형의 바닥 부분(110b)으로부터의 제거 시에, 경질화된 층(131)과 측벽 부분(110a)은 서로 연결되어 물품(131')을 얻는다. 물품(131')은 각각의 오목 표면(132)이 측벽 부분(110a)에 의해 둘러싸이도록 구성된다. 바꾸어 말하면, 임의의 홈형 부분이 인접한 오목 표면(132)들 사이에 존재하지 않는다.

도 7d에 도시된 제거 공정은 주형(110)의 바닥 부분(110b)의 선택적 에칭에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 바닥 부분(110b)이 구리 또는 니켈과 같은 금속으로 제조되고 측벽 부분(110a)이 폴리이미드와 같은 중합체 수지로 제조되면, 바닥 부분(110b)은 그러한 선택적 에칭에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 금속은 산성 용액에 의해 용해될 수 있다.

도 7e 내지 도 7g에 도시된 제조 공정은 도 1e 내지 도 1g에 도시된 공정과 유사하다. 그러나, 제2 물품(161)은 임의의 홈형 부분이 인접한 오목 표면(132)들 사이에 존재하지 않는 형상을 갖는 제2 주형(131')을 사용하여 제조된다. 결과적으로, 도 7g에 도시된 바와 같이, 각각의 볼록 표면(162)이 수평 벽에 의해 둘러싸이지 않은 형상을 갖는 제2 물품(161)이 제조된다. 다른 점에서, 도 7e 내지 도 7g에 도시된 공정은 도 1e 내지 도 1g에 도시된 공정과 유사하다.

각각의 볼록 표면(162)이 수평 벽에 의해 둘러싸이지 않은 제2 물품(161)은 홈형 부분이 인접한 오목 표면(132)들 사이에 존재하지 않는 제2 주형(131')을 사용함으로써 얻어질 수 있다. 볼록 표면(162)이 수평 벽에 의해 둘러싸이지 않은 제2 물품(161)이 렌즈 부재로 구성될 때, 예를 들어, 제2 물품은 프리즘 또는 리브 부분이 없는 구성을 갖는다. 그러한 물품은 마이크로렌즈와 같은 렌즈에 대해 매우 적합한데, 이는 제2 물품(161)의 (렌즈 부분에 상응하는) 인접한 볼록 표면(162)들 사이에 수평 벽이 없기 때문이다. 제2 주형(131'B)의 3차원 도면에 대한 도 13 및 제2 물품(161B)의 3차원 도면에 대한 도 14 참조.

제1 물품 또는 제2 물품을 렌즈 또는 렌즈의 어레이로서 사용하는 것에 더하여, 제1 물품 또는 제2 물품은 주형으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 물품 또는 제2 물품은 금속 스탬퍼(stamper)를 제조하기 위해 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 공정에서, 크롬 또는 구리와 같은 제1 금속 층은 제1 물품의 표면 또는 제2 물품의 표면 상에 침착될 수 있다. 그 다음, 니켈 금속 층과 같은 제2 금속 층이 제1 금속 층 상에 침착될 수 있다. 그 다음, 제2 금속 층은 제거되어, 제1 물품 또는 제2 물품과 동일한 형상을 갖는 니켈 금속 스탬퍼와 같은 제2 금속 스탬퍼를 생성할 수 있다.

적어도 하나의 오목부 또는 오목부의 배열된 패턴을 포함하는 표면을 갖는 제1 물품을 제조하는 방법의 실시 형태와, 제1 물품을 제2 주형으로 사용하여 제2 물품을 제조하는 방법과, 제1 물품과, 제2 물품은 전술한 것으로 제한되지 않고, 다양한 다른 실시 형태가 본 발명의 범주 내에 있다.

[실시예]

이들 실시예는 예시적인 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위의 범주를 제한하려는 의도는 아니다. 제1 및 제2 물품의 실시예를 제조하고 시험하였다. 이들 실시예는 첨부 도면을 참조하여 설명된다.

실시예 1-1 내지 1-9

경질화 가능 유체와 주형 표면 사이의 계면 장력의 영향을 조사하였다. 편평 표면을 구비한 9종의 시험 플레이트를 제조하였고, 시험 플레이트의 편평 표면 상의 경질화 가능 유체(예컨대, 액체 수지)의 접촉각을 측정하였다. 아울러, 시험 물품을 도 1a 내지 도 1d에 도시된 제조 공정에 따라 각각 시험 주형의 동일한 재료로 제조된 9종의 시험 주형을 사용하여 제조하였다.

액체 수지:

UV 경화성 수지를 경질화 가능 유체로서 사용하였다. UV 경화성 수지의 조성은 (다이셀-사이텍 컴퍼니, 엘티디.(DAICEL CYTEC Co., Ltd.)로부터 에베크릴(EBECRYL) 8402라는 상표명으로 구매가능한) 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트인 90 중량부(pbw: part by weight)의 UV 경질화 가능 아크릴레이트와, (다이셀 케미칼 인더스트리즈, 엘티디.(Daicel Chemical Industries, Ltd.)로부터 플라셀(PLACEL) FA2D라는 상표명으로 구매가능한) 10 pbw의 불포화 지방산 하이드록실알킬에스테르 개질제 ε-카프롤락톤와, (시바 스페셜티 케미칼즈 인크.(Ciba Specialty Chemicals Inc.)로부터 이르가큐어(Irgacure) 2959라는 상표명으로 구매가능한) 1 pbw의 광중합 개시제를 함유하였다.

시험 플레이트:

9개의 시험 플레이트 각각은 편평 표면을 가졌다. 시험 플레이트를 위해 사용된 재료는 아래에서 설명된다.

시험 주형:

모든 시험 주형은 50 ㎛의 깊이, 90도의 정점각, 및 정사각형 바닥 형상을 갖는 사각 피라미드 형상의 만입부를 가졌다. 정사각형 바닥의 각 변은 100 ㎛였다. 만입부를 100 ㎛의 피치를 갖는 정사각형 격자 패턴으로 배열하였다. 시험 주형을 위해 사용되는 재료는 아래에서 설명된다.

시험 플레이트 및 시험 주형을 위한 재료:

시험 플레이트 1 및 시험 주형 1은 와커 아사히카세이 실리콘 컴퍼니, 엘티디.(Wacker Asahikasei Silicone Co., Ltd.)로부터 엘라스토실(ELASTOSIL) RT 601이라는 상표명으로 구매가능한 2성분 실온 가황(RTV: room temperature vulcanizable) 규소 고무로 제조하였다.

시험 플레이트 2 및 시험 주형 2는 와커 아사히카세이 실리콘 컴퍼니, 엘티디.로부터 엘라스토실 M4470이라는 상표명으로 구매가능한 2성분 RTV 규소 고무로 제조하였다.

시험 플레이트 3 및 시험 주형 3은 재팬 폴리프로필렌 컴퍼니, 엘티디.(Japan Polypropylene Co., Ltd.)로부터 노바텍(NOVATEC) MA-3이라는 상표명으로 구매가능한 폴리프로필렌으로 제조하였다.

시험 플레이트 4 및 시험 주형 4는 재팬 폴리스티렌 인크.(Japan Polystyrene Inc.)로부터 GPPS G9401이라는 상표명으로 구매가능한 폴리스티렌으로 제조하였다.

시험 플레이트 5 및 시험 주형 5는 재팬 폴리에틸렌 컴퍼니, 엘티디.(Japan Polyethylene Co., Ltd.)로부터 HY-430이라는 상표명으로 구매가능한 폴리에틸렌으로 제조하였다.

시험 플레이트 6 및 시험 주형 6은 미츠비시 엔지니어링-플라스틱스 컴퍼니, 엘티디.(Mitsubishi Engineering-Plastics Co., Ltd.)로부터 이우필론(IUPILON) H-3000R이라는 상표명으로 구매가능한 폴리카르보네이트로 제조하였다.

시험 플레이트 7 및 시험 주형 7은 엑손 모빌 컴퍼니(Exxon Mobil Co.)로부터 폴리프로(POLYPRO) 3445라는 상표명으로 구매가능한 폴리프로필렌으로 제조하였다.

시험 플레이트 8 및 시험 주형 8은 스미토모 케미칼 컴퍼니, 엘티디.(Sumitomo Chemical Co., Ltd.)로부터 LG35라는 상표명으로 구매가능한 폴리메틸메타크릴레이트로 제조하였다.

시험 플레이트 9 및 시험 주형 9는 전기 성형을 사용하여 제조된 니켈 플레이트로 제조하였다.

UV 경화성 수지인 경질화 가능 유체를 나이프 코팅기를 사용하여 각각의 시험 주형의 표면 상에 코팅하여 코팅 층을 형성하였다. 코팅 장치는 150 ㎜ 폭을 갖는 나이프 코팅기였다. PET 필름을 UV 경화성 수지가 시험 플레이트와 PET 필름 사이에 있도록 UV 경화성 수지 위에 위치시켰다. UV 경화성 수지의 코팅 두께는 150 ㎛였다. 코팅 층을 우시오, 인크.(Ushio Inc.)로부터 입수한 UV 램프로부터의 3450 mJ/㎠의 자외 방사선을 사용하여 코팅 후에 경화시켰다. 그 다음, 경질화된 수지를 시험 주형으로부터 제거하였다.

[표 1]

상기 시험 조건 하에서, UV 수지와 주형 사이의 접촉각은 시험 플레이트의 재료를 변화시킴으로써 변화되었다. 시험 주형 만입부 내에 포획된 기포(50)의 위치 및 형상과 (UV 수지와 시험 플레이트 사이의) 접촉각 사이의 관계를 고찰하였다. 표 1은 액체 수지(UV 경화성 수지)와 시험 플레이트 사이의 접촉각의 측정된 값의 평균 값을 보여준다. 10개 측정치의 평균 값이 표 1에 주어져 있다.

정적 접촉각은 교와 인터페이스 컴퍼니, 엘티디.(Kyowa Interface Co., Ltd.)로부터 드롭마스터(DROPMASTER) 700이라는 상표명으로 구매가능한 기기를 사용하여 측정하였고, 정적 접촉각은 실온에서 고착 적하 방법에 의해 측정하였다.

도 5는 주형 만입부 내의 기포의 위치 및 형상과 접촉각 사이의 관계를 예시하는 도면이다. 특히, 도 5는 시험 주형을 사용하는 제조 공정에 의해 제조된 오목부의 3개의 대표적인 유형 A 내지 C를 도시한다. 도 5에서, 제조된 물품의 사시도(좌측), 측단면도(중앙), 및 평면도(우측)가 도시되어 있다.

60도 초과의 접촉각에 대응하는, 시험 주형 1 및 2를 사용하여 제조된 물품이 기포가 만입부 내에 머무르지 않는 유형 A였다. 즉, 기포가 만입부 내에 잔류하지 않았다. 시험 주형 3 및 7을 사용하여 제조된 물품이 유형 B였다. 기포가 사각 피라미드 만입부의 상부에 잔류하였고, 기포의 볼록 표면의 곡률은 상대적으로 작았다(직경이 상대적으로 컸다). 기포의 외부 형상은 사각 피라미드의 상부 또는 바닥 면으로부터 보았을 때 대체로 구면이었다. 시험 주형 4 내지 6, 8, 및 9를 사용하여 제조된 물품이 유형 C였다. 기포는 사각 피라미드 만입부의 상부 부분에 잔류하였고, 기포의 볼록 표면의 곡률은 유형 B보다 컸다(직경이 유형 B보다 작다). 기포의 외부 형상은 사각 피라미드의 상부 또는 바닥 면으로부터 보았을 때 거의 4엽 형상(four-leaved shape)이 되었다.

시험 결과에 따르면, 기포의 위치 및 형상은 UV 수지와 주형 표면 사이의 계면 장력(접촉각)을 조정함으로써 적어도 부분적으로 제어될 수 있었다. UV 수지의 점성 및 UV 수지의 코팅으로부터 경질화까지의 시간과 같은 다양한 다른 변수가 기포의 위치 및 형상에 또한 영향을 미칠 수도 있다. 예를 들어, UV 수지와 주형 사이의 접촉각이 60도를 초과하더라도, 기포는 UV 수지의 점성이 충분히 높은 경우 만입부 내에 잔류할 수 있다. 유사하게, 액체 수지와 주형 사이의 접촉각이 60도를 초과하더라도, UV 수지가 코팅 후 짧은 기간 내에 고강도 자외 방사선에 의해 경질화될 때, 기포는 UV 수지가 경질화되기에 충분한 시간 동안 잔류할 수 있다.

실시예 1-10

본 실시예에서, 주형 재료는 폴리플라스틱스 컴퍼니(Polyplastics Co.)(독일 프랑크푸르트 소재)으로부터 입수한 환형 올레핀 공중합체(COC) 8007F-04였다. 주형(COC-1)을 EGC-1720로 처리하였고 60도의 오븐에서 30분 동안 건조시켰다. 건조된 주형(COC-1)을 사용하기 위하여 하룻밤 동안 실온으로 유지시켰다. 비교를 목적으로, 유사하게 제조하였지만 미처리된 주형(COC-2)을 또한 사용하였다. COC-1 및 COC-2 주형은 실시예 1-1 내지 1-9에 사용된 주형의 형상과 유사한 동일한 형상을 가졌다. 특히, 각 주형은 50 ㎛의 깊이, 90도의 정점각, 및 정사각형 형상의 바닥을 갖는 사각 피라미드 형상의 만입부를 가졌다. 정사각형 바닥의 각 변은 100 ㎛였다. 만입부를 행 및 열을 따라 100 ㎛의 피치를 갖는 2차원 격자 패턴으로 배열하였다.

드롭마스터 700 기기를 사용하여, COC-1 및 COC-2 상에서 탈이온수의 측정된 정적 접촉각은 각각 105도 및 87.2도였다. 다음으로, 각각의 주형을 16 ㎝/sec의 코팅 속도로 150 마이크로미터의 코팅 갭을 갖는 코팅 나이프를 사용하여 UV 수지로 코팅하였다. 이어서, UV 수지 코팅을 3450 mJ/㎠으로 UV 방사선을 이용하여 경화시켰다. 경화 후에, 경화된 샘플을 주형으로부터 제거하여, 주형(COC-1, COC-2)에 각각 대응하는 샘플(COC-A, COC-B)을 얻었다. 도 15a 및 도 15b는 각각 샘플(COC-A, COC-B)의 주사 전자 현미경 사진이다. 샘플(COC-A) 내의 볼록부는 샘플(COC-B)의 볼록부보다 더 큰 곡률 반경을 갖는다.

실시예 2-1

실시예 2-1에서, 폴리프로필렌 주형을 제조하였다. 먼저, 만입부를 절삭 기계를 사용하여 구리 플레이트의 표면 상에 제조하였다. 그 다음, 산화제 내에 구리 플레이트를 침지함으로써 구리 플레이트의 표면을 산화시켰다. 니켈 층을 전해 도금에 의해 구리 플레이트의 산화된 표면 상에 형성하였다. 전해 도금 후에, 니켈 층을 구리 플레이트로부터 제거하였다. 엑손 모빌 컴퍼니로부터 폴리프로 3445라는 상표명으로 구매가능한 폴리프로필렌을 200 내지 250℃에서 니켈 주형 내로 용융시켰고, 그 다음 실온 (20 내지 25℃)으로 냉각시켰다. 경질화된 폴리프로필렌 주형을 니켈 주형으로부터 제거하였다. 생성된 주형(시트)은 만입부의 정사각형 격자 패턴을 가졌다. 만입부는 50 ㎛의 깊이, 90도의 정점각, 및 정사각형 바닥 형상을 갖는 사각 피라미드 오목부였다. 정사각형 바닥의 각 변은 100 ㎛였고, 피라미드는 100 ㎛의 피치로 배열되었다. 사각 피라미드 만입부의 형상은 도 2a의 평면도에 예시되어 있다.

폴리프로필렌 주형(시트)을 절단하여 50 ㎛의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름(15 ㎝ 폭 및 30 ㎝ 길이) 상으로 접착되는 편부(8 ㎝ 폭 및 10 ㎝ 길이)를 제조하여, 시트 주형을 제조하였다. PET 필름은 테이진 듀폰 필름즈 재팬 리미티드(Teijin Dupon Films Japan Limited)로부터 "테이진 테트론 필름 A31"이라는 상표명으로 구매가능하다. 폴리프로필렌 주형(시트)을 쓰리엠으로부터 쓰리엠 스카치 테이프라는 상표명으로 구매가능한 양면 접착 테이프를 사용하여 PET 필름에 접착하였다.

수십 ㎛의 두께를 갖는 다른 PET 필름(15 ㎝ 폭 및 30 ㎝ 길이)을 투명 커버 시트로서 제조하였다. PET 필름은 전술한 바와 동일하였다.

약 10 cc의 UV 경화성 수지를 시트 주형의 표면 상에 적하시켰고, 이때 UV 경화성 수지는 만입부를 갖는 영역의 일 면을 따라 제공하였다. 본 실시예에서 사용된 UV 경화성 수지는 실시예 1에서 사용된 UV 수지와 동일하고, 그의 점성은 (B-유형 점도계에 의해 측정된) 약 10,000 mPas였다.

커버 시트의 일 면을 시트 주형 상에 놓았지만, 커버 시트의 나머지는 시트 주형으로부터 멀리 유지하였다. 다음으로, 시트 주형 및 커버 시트의 세트("시트의 세트")의 일 면을 150 ㎜ 폭의 나이프 에지를 갖는 나이프 코팅기 상에 위치시켰다. 그 다음 시트의 세트를 16 ㎝/sec의 속도("코팅 속도") 로 나이프 에지 하에서 이동시켰고, UV 경화성 수지를 주형 둘레의 공기가 각각의 만입부에 포획되어 있는 동안, 200 ㎛의 두께로 시트들 사이로 확산시키고 시트 주형의 만입부 위에 코팅하였다. 코팅 공정은 실온(약 20 내지 25℃)에서 공기 중에서 수행하였다.

그 다음, 자외광(우시오 인크.)을 사용하여 3450 mJ/㎠의 자외선으로 투명한 PET 커버 시트를 통해 주형 시트 상의 UV 경화성 수지를 조사하였다. 방사선 강도는 자외광 계측기(오알씨 매뉴팩처링 컴퍼니, 엘티디.(ORC Manufacturing Co., Ltd.)로부터의 UV-350)를 사용하여 UV 수지 층의 표면에서 측정하였다. UV 경화성 수지가 중합되어 경질화된 층을 형성하였다. 중합 후에, 투명한 PET 커버 시트를 주형 시트로부터 떼어냈다. 경질화된 층을 폴리프로필렌 주형으로부터 손으로 제거하였다. 이러한 방식으로, 오목 표면을 갖는 물품(오목부의 배열된 격자 패턴을 갖는 물품)을 UV 경화성 수지로부터 얻었다.

실시예 2-2

경질화 가능 유체는 수용성 수지로서 폴리비닐 알코올(쿠라리 컴퍼니, 엘티디.(Kurary Co., Ltd.)로부터 쿠라리 포발(POVAL) PVA-217이라는 상표명으로 구매가능함) 20 중량% 및 증류수 80 중량%를 함유하였다. 즉, 경질화 가능 유체는 수성 혼합물 내에서 20 중량%의 PVA-217을 함유하였다. 실시예 2-1에서 제조된 오목 표면을 갖는 물품을 제2 주형으로 사용하여, 경질화 가능 유체를 제2 주형 상으로 적하시켜서 오목부를 덮고, 그 다음 탈기 공정을 사용하여 기포 결함의 형성을 방지하였다. 분위기 압력을 15분 동안 1000 Pa 미만으로 감소시켰다. 탈기 후에, 경질화 가능 유체를 확산시키고, 나이프 코팅기를 사용하여 200 마이크로미터의 두께로 정착시켰다. 그 다음, 경질화된 층을 60℃의 오븐 내에서 2시간 동안 코팅 층을 건조시킴으로써 얻었고, 그 다음 실온에서 하룻밤 방치하였다. 건조 후에, 경질화된 층을 제2 주형으로부터 제거하였다. 폴리비닐 알코올 수지로 제조된 생성된 물품은 볼록 표면을 가졌다(물품은 볼록부의 배열된 격자 패턴을 가짐).

실시예 2-3

실시예 2-1에서 사용된 것과 유사한 제조 방법을 사용하여, 오목 표면을 갖는 물품을 UV 경화성 수지의 코팅으로부터 그의 경질화까지의 시간을 변경함으로써 얻었다. 코팅과 경질화 사이의 시간의 길이인 경질화 시작 시간은 0 분, 30 분, 또는 60 분이었다. 코팅과 경질화 사이의 임의의 시간 중에, 샘플을 주변 광 하에 보관하였다.

오목 표면을 갖는 생성된 물품을 주사 전자 현미경(SEM)(VE-7800, 케이언스 컴퍼니, 엘티디(Keyence Co., Ltd))을 사용하여 촬영하였고, 얻어진 이미지는 이하에서 "SEM 이미지"로 불린다. 실질적으로 수직 상방에서 관찰한 오목 표면 부분의 SEM 이미지에서, 오목 표면 부분의 최대 직경을 5개의 위치에서 측정하였다. 측정치들의 평균 값을 오목 표면의 평균 직경으로 결정하였다.

다음의 표 2는 코팅으로부터 경질화까지의 시간과 본 실시예에 대한 오목 표면의 평균 직경 사이의 관계를 보여준다.

[표 2]

실시예 2-4

주형이 변경된 것을 제외하고는 실시예 2-1에서 설명된 바와 같이 물품을 제조하였다. 특히, 니켈 주형을 사용하였고, 주형 내에 제공된 만입부의 형상을 사각 피라미드로부터 정사각형 실린더로 변화시켰다. 정사각형 실린더는 각각 정사각형 바닥 형상을 가졌고, 정사각형의 각 변은 115 ㎛였다. 만입부를 140 ㎛의 피치로 정사각형 격자 패턴으로 배열하였다. 이러한 니켈 주형은 구리 플레이트로 제조하였다. 만입부를 절삭 기계를 사용하여 구리 플레이트의 표면 상에 제조하였다. 그 다음, 산화제 내에 구리 플레이트를 침지함으로써 구리 플레이트의 표면을 산화시켰다. 그 다음, 니켈 층을 전해 도금에 의해 구리 플레이트의 산화된 표면 상에 형성하였다. 전해 도금 후에, 니켈 층을 구리 플레이트로부터 제거하였다.

도 8은 오목 표면(32A)을 갖는 얻어진 물품(31A)의 사시도를 도시한다. 물품(31A)은 오목부의 배열된 패턴을 가졌다. 각각의 오목 표면은 실질적으로 동일한 형상을 가졌고, 홈형 부분에 의해 둘러싸였다.

볼록 표면을 갖는 물품을 실시예 2-2의 것과 동일한 조건 하에서 오목 표면을 갖는 얻어진 물품(31A)을 제2 주형으로 사용하여 얻었다. 도 9는 볼록 표면(62A)을 갖는 얻어진 물품(61A)(볼록부의 배열된 패턴을 갖는 물품)의 사시도를 도시한다. 각각의 볼록 표면은 실질적으로 동일한 형상을 갖고, 벽(63A)에 의해 둘러싸인다.

도 9의 물품(61A)은 복수의 볼록부(62A)를 포함한다. 각각의 볼록부(62A)는 벽(63A)에 의해 둘러싸인다. 볼록부(62A)는 소정의 위치에 배열되고 격자 패턴을 형성한다. 일부 경우에, 벽(63A)은, 예를 들어 벽의 상부 상에 위치된 프리즘 부분을 가질 수 있어서, 도 18a에 도시된 물품(1850)과 유사한 물품을 생성할 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 물품(61A)이 도 1c에 도시된 공정 단계를 사용하여 제조될 때, 물품(61A)은 경질화된 유체일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.

예시적인 물품(61A)에서, 만곡된 부분은 벽에 의해 둘러싸인 볼록부이다. 일부 경우에, 물품, 예를 들어 도 1d의 물품(31) 또는 도 18b의 물품(1860)은 각각이 홈, 예를 들어 도 1d의 홈(33) 또는 도 18b의 홈(1840)에 의해 둘러싸이는 복수의 오목부를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 예를 들어 물품(1860)의 경우에서, 오목부는 소정의 위치에 배열되어 격자 패턴을 형성한다. 일부 경우에, 예를 들어 물품(1860)의 경우에서, 오목부는 프리즘 부분인 또는 프리즘 부분을 포함하는 홈에 의해 둘러싸인다. 일부 경우에, 예를 들어 물품(1860)이 도 1a 내지 도 1g에 약술된 공정 단계를 사용하여 제조될 때, 물품(1860)은 경질화된 유체일 수 있거나 경질화된 유체를 포함할 수 있다.

실시예 2-5

오목 표면을 갖는 물품을 상이한 주형을 제외하고는 실시예 2-1을 제조하기 위해 사용된 것과 유사한 공정을 사용하여 제조하였다. 주형 내의 만입부를 사각 피라미드로부터 사각 각뿔대로 변화시켰다. 주형의 재료는 와커 아사히카세이 실리콘 컴퍼니, 엘티디.로부터의 엘라스트실(ELASTSIL) M4470으로 제조한 실리콘 수지였다. 사각 각뿔대 만입부의 각각은 각 변이 25 ㎛인 정사각형의 바닥 형상과, 각 변이 50 ㎛인 정사각형의 상부 형상을 가졌다. 만입부를 50 ㎛의 피치를 갖는 정사각형 격자 패턴으로 배열하였다. 오목 표면을 갖는 물품(오목부의 배열된 격자 패턴을 갖는 물품)을 제조하였다.

그 다음 이러한 물품을, 제2 경질화 가능 수지가 상이한 것을 제외하고는, 실시예 2-2에서 사용된 것과 유사한 조건 하에서 제2 주형으로 사용하였다. 본 실시예에 대해, 수용성 수지로서 폴리비닐 알코올(쿠라리 포발™ PVA-205, 쿠라리 컴퍼니, 엘티디.) 15 중량% 및 증류수 85 중량%를 혼합하였다. 이러한 15 중량%의 PVA-205 수성 혼합물을 제2 주형 상에 코팅하였다. 볼록 표면을 갖는 폴리비닐 알코올 수지로 제조된 물품(볼록부의 배열된 패턴을 갖는 물품)을 제조하였다.

비교예 1

UV 경화성 수지의 코팅 후에 UV 경화성 수지를 코팅 시에 포획된 기포를 제거하기 위해 15분 동안 진공 하에 방치한 것을 제외하고는 실시예 2-1과 유사한 공정을 수행함으로써 물품을 얻었다. 기포의 외부 형상은 생성된 물품에 부여되지 않았다. 오히려, (만입부를 포함한) 주형 표면의 형상이 물품에 부여되었다.

실시예 3-1

경질화 가능 유체는 쿠라리 컴퍼니, 엘티디.로부터 쿠라리 포발 PVA-205라는 상표명으로 구매가능한 폴리비닐 알코올 20 중량% 및 증류수 80 중량%를 함유하였다. 이러한 경질화 가능 유체는 수용성 수지였다. 실시예 2-1에서 사용된 시트와 동일한 폴리프로필렌 시트를 주형으로 사용하였다.

코팅 공정을 액체 수지를 제외하고는 실시예 2-1에서 설명된 바와 같이 수행하였다. 더 구체적으로, 수용성 수지를 나이프 코팅기를 사용하여 주형 상에 코팅하여, 200 ㎛ 두께의 코팅 층을 형성하였다. 코팅 속도는 16 ㎝/sec였고, 공기가 주형 둘레에 포획되었다.

이어서 코팅 층을 60℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시켰다. 코팅 층을 실온에서 하룻밤 동안 추가로 건조시켜서 경질화된 층을 형성하였다. 경질화된 층을 폴리프로필렌 주형으로부터 제거하여, 수용성 수지로 제조된 오목 표면을 갖는 물품을 얻었다(물품은 오목부의 배열된 패턴을 가짐). 오목 표면의 곡률은 실시예 2-1의 것보다 작았다.

실시예 3-2

실시예 3-1에서 제조된 오목 표면을 갖는 물품을 제2 주형으로 사용하여, 실시예 2-1에서 사용된 것과 동일한 UV 경화성 수지를 200 ㎛의 두께로 제2 주형 상에 코팅하였다. UV 경화성 수지 층을 50 ㎛ PET 필름과 접촉하도록 위치시켰다. 탈기 공정을 실시예 2-2와 동일한 방식으로 분위기 압력을 감소시킴으로써 수행하였다. 그 다음, 실시예 2-1에서 사용된 동일한 자외선 램프를 사용하여 3450 mJ/㎠의 자외선으로 PET 필름 측으로부터 UV 경화성 수지를 조사함으로써 경질화된 층을 형성하였다. 중합 후에, 경질화된 층을 제2 주형으로부터 제거하여 볼록 표면을 갖는 UV 경화성 수지로 제조된 물품을 얻었다(물품은 볼록부의 배열된 패턴을 가짐).

실시예 3-3

실시예 3-1에서 설명된 것과 유사하지만 경질화 가능 유체 내의 폴리비닐 알코올의 농도가 상이한 공정을 사용하여 물품을 제조하였다. 폴리비닐 알코올은 쿠라리 컴퍼니, 엘티디.로부터 쿠라레이 포발 PVA-205라는 상표명으로 구매가능하다. 증류수를 폴리비닐 알코올과 혼합하여 5 중량%의 PVA-205, 10 중량%의 PVA-205, 15 중량%의 PVA-205, 25 중량%의 PVA-205, 및 30 중량%의 PVA-205를 각각 갖는 수성 혼합물을 제조하였다. 경질화 가능 유체 조성물의 제조 후에, 각각의 샘플을 16 ㎝/sec의 코팅 속도를 사용하여 200 ㎛의 두께로 도 2a에 도시된 폴리프로필렌 주형 상에 코팅하였다.

각각의 코팅 층을 60℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시키고, 실온(약 25℃)에서 하룻밤 동안 추가로 건조시켜서 경질화된 층을 형성하였다. 그 후에, 각각의 경질화된 층을 폴리프로필렌 주형으로부터 제거하여, 폴리비닐 알코올로 제조된 오목 표면을 구비한 물품을 얻었다.

오목 표면 위에서 실질적으로 수직으로 관찰한 SEM 이미지에서, 오목 표면 부분의 최대 직경을 5개의 위치에서 측정하였다. 측정치들의 평균 값을 오목 표면의 평균 직경으로 결정하였다.

표 3은 본 실시 형태에 대한 수용성 수지의 점성(농도)과 오목 표면의 평균 직경 사이의 관계를 보여준다.

[표 3]

실시예 3-4

실시예 3-1에 대해 설명된 것과 유사한 제조 공정을 사용하였다. 폴리비닐 알코올 수용성 수지(쿠라리 컴퍼니, 엘티디.로부터의 쿠라리 포발 PVA-205)의 20 중량% 수성 혼합물을 제조하였다. 실시예 2-1에서 설명된 바와 같은 폴리프로필렌 주형을 사용하여, 6개의 샘플을 200 ㎛의 두께로 그리고 16 ㎝/sec의 코팅 속도로 주형 상에 수용성 수지를 코팅함으로써 제조하였다.

제1 샘플은 25℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시켰고, 제2 샘플은 60℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시켰고, 제3 샘플은 80℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시켰고, 제4 샘플은 100℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시켰고, 제5 샘플은 120℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시켰고, 제6 샘플은 140℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시켰다. 그 다음, 6개의 샘플을 실온에서 하룻밤 동안 건조시켜서, 경질화된 층을 형성하였다. 그 후에, 경질화된 층을 폴리프로필렌 주형으로부터 제거하여, 수용성 수지로 제조된 오목 표면을 갖는 6개의 물품을 얻었다.

실질적으로 수직 상방에서 관찰한 오목 표면 부분의 SEM 이미지에서, 오목 표면 부분의 최대 직경(120℃ 이상의 온도에서 건조된 샘플의 경우에 대각선 거리)을 5개의 위치에서 측정하였다. 측정치들의 평균 값을 오목 표면의 평균 직경으로 결정하였다.

표 4는 본 발명의 일 실시 형태에서의 건조 온도와 오목 표면의 평균 직경 사이의 관계를 보여준다.

[표 4]

실시예 3-5

실시예 3-1에서와 같이, 수용성 수지로서 폴리비닐 알코올(쿠라리 컴퍼니, 엘티디.로부터의 쿠라리 포발 PVA-205)의 20 중량% 수성 혼합물을 제조하였다. 그 다음, 용액을 1.44 ㎝/sec, 4.03 ㎝/sec 및 23.36 ㎝/sec의 코팅 속도로 주형 둘레에 공기를 포획하면서 주형 상에 코팅하였다.

그 다음, 3개의 코팅 층을 60℃의 오븐 내에서 2시간 동안 건조시켰고, 실온에서 하룻밤 동안 추가로 건조시켜서, 경질화된 층을 형성하였다. 그 후에, 모든 경질화된 층을 폴리프로필렌 주형으로부터 제거하여, 수용성 수지로 제조된 오목 표면을 갖는 물품(오목부의 배열된 패턴을 갖는 물품)을 얻었다.

실질적으로 수직 상방에서 관찰한 오목 표면 부분의 SEM 이미지에서, 오목 표면 부분의 최대 직경을 5개의 위치에서 측정하였다. 측정치들의 평균 값을 오목 표면의 평균 직경으로 결정하였다.

표 5는 본 발명의 일 실시 형태에서의 수용성 수지 혼합물에 대한 코팅 속도와 오목 표면의 평균 직경 사이의 관계를 보여준다.

[표 5]

실시예 4-1

본 실시예의 경질화 가능 유체로서, 열가소성 수지를 사용하였다. 더 구체적으로, 열가소성 수지는 이스트만 케미칼 재팬 컴퍼니, 엘티디.(Eastman Chemical Japan Co., Ltd.)로부터 LDEPEC13이라는 상표명으로 구매가능한 폴리에틸렌이었다. 사각 피라미드 만입부의 정사각형 격자 패턴을 갖는 니켈 시트를 주형으로 사용하였다. 이러한 사각 피라미드 만입부는 깊이가 25 ㎛였으며, 90도의 정점각 및 정사각형 바닥 형상을 가졌다. 정사각형 바닥의 각 변은 50 ㎛였고, 볼록부는 50 ㎛의 피치로 배열되었다. 니켈 시트를 실시예 2-4에서 설명된 바와 같이 제조하였다.

열가소성 수지를 가열식 나이프 코팅기를 사용하여 주형 상에 코팅하여, 코팅 층을 형성하였다. 더 구체적으로, 열가소성 수지를 수지가 충분한 유동성을 가질 온도(140℃)로 가열하였고, 주형 둘레에 공기를 포획하면서 200 ㎛의 두께로 16 ㎝/sec의 코팅 속도에서 주형 상에 코팅하였다.

그 다음, 코팅 층을 실온으로 냉각시켜서, 경질화된 층을 형성하였다. 그 후에, 경질화된 층을 니켈 주형으로부터 제거하여, 열가소성 수지로 제조된 오목 표면을 갖는 물품을 얻었다(물품은 오목부의 배열된 패턴을 가짐).

실시예 4-2

실시예 4-1에서 제조된 오목 표면을 갖는 물품을 제2 주형으로 사용하여, 실시예 2-1에서 사용된 것과 동일한 UV 경화성 수지를 200 ㎛의 두께로 제2 주형 상에 코팅하였다. 50 ㎛ PET 필름을 UV 경화성 수지와 접촉하도록 위치시키고, 롤러로 가압하였다. 탈기 공정을 실시예 2-2와 동일한 방식으로 분위기 압력을 감소시킴으로써 수행하였다. 그 다음, 실시예 2-1에서 사용된 바와 동일한 자외선 램프를 사용하여 3450 mJ/㎠의 자외선으로 PET 필름 측으로부터 UV 수지를 조사하였다. UV 경화성 수지를 중합시켜서 경질화된 층을 형성하였다. 중합 후에, 경질화된 층을 제2 주형으로부터 제거하여, 볼록 표면을 갖는 UV 경화성 수지로 제조된 물품을 얻었다(물품은 볼록부의 배열된 패턴을 가짐).

실시예 5-1

75 ㎛ 두께의 폴리이미드 시트 상에서 5 ㎛ 두께의 구리 층을 갖는 다층 필름을 제공하였다. 필름은 재팬 인터커넥션 시스템즈 리미티드(Japan Interconnection Systems Limited)로부터 투 레이어 코퍼 클래드 서브스트레이트(TWO LAYER COPPER CLAD SUBSTRATE)이라는 상표명으로 구매가능하다. 레이저 빔을 생성된 다층 필름의 폴리이미드 면 상에 조사하여 만입부를 형성하여, 주형을 제조하였다. 폴리이미드 층은 측벽 부분(제1 층(110a))에 대응하고, 구리 층은 도 7a의 바닥 부분(제2 층(110b))에 대응한다.

더 구체적으로, 빔, 인크.(Beam, Inc.)(일본 도쿄)가 폴리이미드 층에 개구를 제조하였다. 엑시머 레이저 빔을 마스크를 사용하여 폴리이미드 층 면 상에 조사하여, 폴리이미드 층에만 개구 어레이 패턴을 형성하였고, 구리 층의 표면을 각각의 개구의 바닥에서 노출시켜서, 정사각형 격자 패턴으로 배열된 만입부를 갖는 주형을 제조하였다. 각각의 만입부는 원통형 오목부를 가졌다. 이러한 경우, 표 6에 보여지는 바와 같이 상이한 배열된 패턴을 갖는 주형 #1 및 주형 #2는 두 종류의 마스크에 의해 제조되었다.

[표 6]

주형 #1은 250 ㎛의 피치로 형성된 원통형 오목부 형태의 100개의 만입부(10 × 10 격자)를 가졌고, 각각의 원통형 오목부는 상부 표면 측에 151.63 ㎛의 직경 그리고 바닥 표면 측(구리 층 측)에 137.01 ㎛의 직경을 구비한 단면 형상을 가졌다. 주형 #2는 80 ㎛의 피치로 형성된 원통형 오목부 형태의 100개의 만입부(10 × 10 격자)를 갖고, 각각의 원통형 오목부는 상부 표면 측에 50.54 ㎛의 직경 그리고 바닥 표면 측(구리 층 측)에 36.34 ㎛의 직경을 구비한 단면 형상을 갖는다.

도 10a는 개구(115A)를 갖는 주형 #1(110A)을 도시하는 상부로부터의 평면도이고, 도 10b는 개구(115B)를 갖는 주형 #2(110B)을 도시하는 상부로부터의 평면도이다.

실시예 5-2

오목 표면을 갖는 물품을 전술한 주형 #1을 사용하여 제조하였다. 본 실시예에 대한 경질화 가능 유체로서, UV 경화성 수지를 90 중량부의 UV 경화성 올리고머, 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트(다이셀-사이텍 컴퍼니, 엘티디.로부터 에베크릴 8402라는 상표명으로 구매가능함), 10 중량부의 불포화 지방산 하이드록실알킬에스테르 개질제 ε-카프롤락톤(다이셀 케미칼 인더스트리즈, 엘티디.로부터 플라셀 FA2D라는 상표명으로 구매가능함), 및 1 중량부의 광 중합 개시제(시바 시페셜티 케미칼즈 인크.로부터 이르가큐어 2959라는 상표명으로 구매가능함)를 혼합함으로써 제조하였다.

경질화된 코팅 층을 형성한 후에 구리 층을 제거하기 위한 에칭제를 6.4 중량부의 과산화수소, 18 중량부의 농축 황산, 33 중량부의 황산구리, 및 42.6 중량부의 증류수를 혼합함으로써 제조하였다.

UV 경화성 수지를 나이프 코팅기를 사용하여 주형 상에 코팅하여, 코팅 층을 형성하였다. 더 구체적으로, UV 경화성 수지를 실시예 2-1과 동일한 방식으로 16 ㎝/sec의 코팅 속도로 주형 둘레에 공기를 포획하면서 200 ㎛의 두께로 주형 상에 코팅하였다. 그 다음, UV 경화성 수지를 실시예 2-1의 자외선 램프를 사용하여 3450 mJ/㎠의 자외선으로 조사하였다. UV 경화성 수지를 경질화시켰다(예컨대, 중합 및 경화시켰다).

경질화 후에, 구리 층(바닥 부분)을 45℃로 가열된 에칭제를 사용하여 제거하였다. 생성된 물품을 증류수로 헹궜다. 물품은 오목 표면을 가졌다(물품은 오목부의 배열된 패턴을 가짐). 도 11은 오목 표면(132A)을 갖는 얻어진 물품(131'A)의 사시도를 도시한다.

폴리이미드 부분이 물품 내에 정사각형 격자 패턴으로 배열된 인접한 오목 표면들 사이에 존재하지 않으므로, 임의의 홈형 부분이 인접한 오목 표면들 사이에 존재하지 않는 오목 표면을 갖는 물품을 얻을 수 있었다.

볼록 표면을 갖는 물품을 오목 표면을 구비하여 제조된 물품을 사용하여 제조하였다. 경화성 수지는 수용성 수지로서 폴리비닐 알코올(쿠라리 컴퍼니, 엘티디.로부터 쿠라리 포발 PVA-217이라는 상표명으로 구매가능함) 20 중량% 및 증류수 80 중량%를 함유하는 혼합물이었다. 실시예 5-1에서 제조된 오목 표면을 갖는 물품을 제2 주형으로 사용하여, 20 중량%의 PVA-217 수성 혼합물을 나이프 코팅기를 사용하여 200 ㎛의 두께로 제2 주형 상에 코팅하였다. 탈기 공정을 실시예 2-2와 동일한 방식으로 분위기 압력을 감소시킴으로써 수행하였다.

코팅 층을 60℃의 오븐 내에서 2시간 동안 그리고 실온(약 25℃)에서 하룻밤 동안 건조시킴으로써 경질화된 층을 얻었다. 건조 후에, 경질화된 층을 제2 주형으로부터 제거하여, 볼록 표면을 갖는 폴리비닐 알코올 수지로 제조된 물품을 얻었다(물품은 볼록부의 배열된 패턴을 가짐). 도 12는 볼록 표면(162A)을 갖는 얻어진 물품(161A)의 사시도를 도시한다.

물품의 각각의 볼록 표면은 홈형 부분에 의해 둘러싸이지 않았다. 즉, 수평 벽에 의해 둘러싸이지 않은 볼록 표면을 갖는 제2 물품을 얻었다.

실시예 5-3

오목 표면을 갖는 물품을 주형 #1 대신에 주형 #2를 사용하여 제조하였다. 이러한 경우에, 물품은 주형을 제외하고는 실시예 5-2와 동일한 조건을 사용하여 제조하였다.

도 13은 오목 표면(132B)을 갖는 얻어진 물품(131'B)의 사시도를 도시한다. 실시예 5-2에서 제조된 물품에서와 같이, 인접한 오목 표면들 사이에 홈형 부분이 없이 오목 표면을 갖는 물품이 얻어졌다.

볼록 표면을 갖는 물품을 전술한 바와 같이 제조된 물품을 제2 주형으로 사용하여 제조하였다. 이러한 경우에, 제2 물품은 제2 주형을 제외하고는 전술한 실시예 5-2와 동일한 조건 상에서 제조하였다.

도 14는 볼록 표면(162B)을 갖는 얻어진 물품(161B)의 사시도를 도시한다. 제2 주형의 각각의 오목 표면이 홈형 부분에 의해 둘러싸이지 않으므로, 제2 물품은 수평 벽에 의해 둘러싸이지 않는 볼록 표면을 갖는다.

도 16은 픽셀화된 액정 패널(1610)과, 구조화된 주 표면(1630)을 포함하는 광학 필름(1620)과, 백라이트(1640)를 포함하는 디스플레이 장치(1600)의 개략 측면도이다. 백라이트(1640)는 직하형 백라이트이고, 광 확산기 플레이트(1670), 다수의 광원(1650) 및 후면 반사기(1660)를 포함한다.

광학 필름(1620)의 구조화된 주 표면(1620)은 본 명세서에 개시된 임의의 구조화된 표면일 수 있거나 또는 이를 포함할 수 있다. 예를 들어, 구조화된 표면(1620)은 각각의 구조체가 볼록부 및 측벽을 포함하는 도 14에 도시된 구조화된 표면일 수 있다. 다른 예로서, 구조화된 표면(1620)은 각각의 구조체가 오목부 및 측벽을 포함하는 도 13에 도시된 구조화된 표면일 수 있으며, 여기에서, 일부 경우에, 측벽은, 예를 들어 이득을 제공할 수 있고 그리고/또는 원하는 방향으로 광을 방향전환할 수 있는 프리즘 부분을 가질 수 있다. 다른 예로서, 구조화된 표면(1620)은 각각의 구조체가 측벽이 아닌 오목부 또는 볼록부를 포함하는 도 11에 도시된 구조화된 표면과 유사할 수 있다. 또 다른 예로서, 구조화된 표면(1620)은 도 9에 도시된 구조화된 표면일 수 있고, 각각이 벽에 의해 둘러싸인 복수의 오목부를 포함할 수 있다.

광학 필름(1620)은 적어도 1.0, 또는 적어도 1.1, 또는 적어도 1.1, 또는 적어도 1.2, 또는 적어도 1.3, 또는 적어도 1.4, 또는 적어도 1.5, 또는 적어도 1.6의 광학 이득을 갖는다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 광학 필름(1620)의 "광학 이득"은 디스플레이 장치(1600)와 같은 광학 필름을 갖는 광학 시스템의 축방향 출력 휘도 대 광학 필름이 없는 동일한 광학 시스템의 축방향 출력 휘도의 비로 정의된다.

예시적인 디스플레이 장치(1600)에서, 구조화된 주 표면(1630)은 픽셀화된 액정 패널(1610)을 대면한다. 일부 경우에, 구조화된 주 표면(1630)은 백라이트(1640)를 대면할 수 있다.

예시적인 디스플레이 장치(1600)에서, 백라이트(1640)는 직하형 백라이트이다. 일부 경우에, 백라이트(1640)는 에지형 백라이트일 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 백라이트(1640)는 개략 측면도가 도 17에 도시된 에지형 백라이트(1740)로 대체될 수 있다. 백라이트(1740)는 도광부(1750), 후면 반사기(1780), 도광부(1750)의 측면(1745)을 따라 배치된 광원(1720), 및 측면 반사기(1730)를 포함한다.

Claims

격자 패턴을 형성하는 복수의 기포를 포함하는 성형 표면.
제1항에 있어서, 기포는 오목부 또는 볼록부를 포함하는 성형 표면.
제1항에 있어서, 기포는 선형 측벽을 포함하는 성형 표면.
제1항에 있어서, 격자 패턴은 행 패턴을 포함하는 성형 표면.
제1항에 있어서, 격자 패턴은 지그재그 패턴을 포함하는 성형 표면.
제1항에 있어서, 격자 패턴은 방사상 패턴을 포함하는 성형 표면.
오목부 또는 볼록부의 격자 패턴 및 프리즘의 격자 패턴을 포함하는 표면.
제7항에 있어서, 오목부 또는 볼록부는 실질적으로 구면인 표면을 포함하는 표면.
제7항에 있어서, 오목부 또는 볼록부는 동일한 형상을 갖는 표면.
제7항에 있어서, 오목부 또는 볼록부는 동일한 크기를 갖는 표면.
제7항에 있어서, 오목부 또는 볼록부는 기포와 직접 접촉하는 표면.
제7항에 있어서, 오목부 또는 볼록부는 경질화 가능 유체와 직접 접촉하는 표면.
제7항에 있어서, 오목부 또는 볼록부는 경질화된 유체와 직접 접촉하는 표면.
각각이 홈에 의해 둘러싸인 복수의 오목부를 포함하는 물품.
제14항에 있어서, 오목부는 소정의 위치에 배열된 물품.
제14항에 있어서, 오목부는 격자 패턴을 형성하는 물품.
제14항에 있어서, 홈은 프리즘 부분을 포함하는 물품.
제14항에 있어서, 경질화된 유체를 추가로 포함하는 물품.
각각이 벽에 의해 둘러싸인 복수의 볼록부를 포함하는 물품.
제19항에 있어서, 볼록부는 소정의 위치에 배열된 물품.
제19항에 있어서, 볼록부는 격자 패턴을 형성하는 물품.
제19항에 있어서, 벽은 프리즘 부분을 포함하는 물품.
제19항에 있어서, 경질화된 유체를 추가로 포함하는 물품.
복수의 만입부를 분리하는 복수의 벽을 포함하는 제1 구조화된 표면을 포함하는 주형과;
경질화 가능 유체를 포함하고, 경질화 가능 유체는 주형의 제1 구조화된 표면을 덮고 적어도 복수의 벽과 접촉하여, 유체가 경질화되어 주형으로부터 제거되는 경우, 제거된 경질화된 유체는 제1 구조화된 표면의 역상과 실질적으로 상이한 제2 구조화된 표면을 포함하는 물품.
제24항에 있어서, 제1이 아닌 제2 구조화된 표면은 복수의 오목부 또는 볼록부를 갖는 물품.
복수의 만입부를 포함하는 주형과;
주형을 덮는 유체와;
각 만입부 내의 하나 이상의 기포를 포함하고, 하나 이상의 기포는 유체에 오목부를 형성하는 물품.
제26항에 있어서, 복수의 만입부는 격자 패턴을 형성하는 물품.
제26항에 있어서, 복수의 만입부의 각각은 뾰족한 바닥을 갖는 물품.
제26항에 있어서, 복수의 만입부의 각각은 바닥에서 에지 라인을 갖는 물품.
제26항에 있어서, 복수의 만입부의 각각은 피라미드 부분을 포함하는 물품.
제26항에 있어서, 복수의 만입부의 각각은 하나 이상의 평면을 포함하는 물품.
제26항에 있어서, 복수의 만입부의 각각은 테이퍼진 형상을 갖는 물품.
제26항에 있어서, 각 만입부 내의 하나 이상의 기포는 측벽을 포함하는 물품.
제26항에 있어서, 유체 내의 오목부는 돌출 부분(over-hang portion)을 포함하는 물품.
광을 방출하는 백라이트와;
이미지를 표시하는 디스플레이 패널과;
백라이트와 디스플레이 패널 사이에 배치되고, 적어도 1.2의 광학 이득을 갖고, 복수의 이산된 구조체를 포함하는 구조화된 주 표면을 포함하는 광학 필름을 포함하고, 각각의 구조체는
오목부 또는 볼록부와,
측벽을 포함하는 디스플레이 장치.
제35항에 있어서, 측벽은 프리즘 부분을 포함하는 디스플레이 장치.
제35항에 있어서, 광학 필름의 구조화된 주 표면은 백라이트를 대면하는 디스플레이 장치.
제35항에 있어서, 광학 필름의 구조화된 주 표면은 디스플레이 패널을 대면하는 디스플레이 장치.
제35항에 있어서, 오목부 또는 볼록부는 실질적으로 구면인 오목부 또는 볼록부를 포함하는 디스플레이 장치.