TW200914253A - Optical film - Google Patents

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200914253 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於具有抗疊紋及抗濕潤特徵之光學膜、用於 製作具有抗疊紋及抗濕潤特徵之光學臈的系統及方法。 【先前技術】 使用具有稜鏡結構之光學膜來改善顯示器之外觀。顯示 裝置可使用幾種不同類型之膜來藉由沿_較佳視角引導來 自顯示器光源之光來增強顯示器亮度。 光學膜提高合意之顯示器特性，例如亮度及反差，但亦 可引入不合意之特性。舉例而言，將多個光學膜重疊於一 …員示器中可造成因吸附及/或疊紋效應而引起之可觀察到 的瑕疵t。 存在一對提高顯示器之合意之特性同時減少令觀察者分 心之瑕疵之光學膜的需要。本發明滿足此等及其他需要， 並達成相對於先前技術的其他優點。 【發明内容】 本發明各實施例係關於具有抗疊紋及抗濕潤特徵的光學 膜、及用於製作具有抗疊紋及抗濕潤特徵之光學膜的系統 及方法。 本發明之一實施例係—種用於修改一表面以產生一用於 製作光學膜的母板。該系統包括一用於往該母板之該表面 中切削凹槽的切削工具。一驅動機構達成該切削工具與該 表面之間的相對運動。—單軸致動器經耦合以使該切削工 具沿一與該表面平面外執道移動。該軌道具有一與該表面 133497.doc 200914253 垂直之非零χ分量及一與該表面平 订之非零z分置。在該切 削工具與該表面之間的該相對運動 %助期間沿該軌道移動該切 具往該表面中切削具有可變深度及可變間距之凹槽。 在一些組態中，該表面呈圓柱形。在此等組態中，該驅動 機構經架構成藉由旋轉該圓柱形表面來達成該切削工具與 該表面之間的該相對運動。 根據-態樣，該系統包括一控制器，該控制器經架構成 Ο c,,** 產卜用以形成該切削工具之非隨機、隨機或僞隨機移動 的信號。 該致動m單㈣電致動器，其相對於該表面定向 以使該致動器之-運作方向沿該軌道。該軌道可相對於該 表面之平面呈-處於一約i度至約89度範圍内或處於一約 91度至約179度範圍内之角卜在-波長為約5微米至約 500微米之情形下，間距變化及/或深度變化可在一約〇5微 米至約50微米之範圍内。也許可調整該軌道之該χ及Z分量 以達成該財之-所期望之抗濕潤及抗疊紋特徵數量。 在一波長為約500,000微米之情形了，該馬區動機構可緩 佈置以移動該切削工具以產生約〇 5微米至約5〇微米之低 頻凹槽間距變化。在此佈置中’該低頻間距變化疊加於因 «玄切削工具沿該軌道之移動而引起之變化上。另外或另一 選擇係’在-波長為約2，_，000微米之情形下，該驅動機 構可經佈置以移動該切削工具以產生一約〇 5微米至約 微米之低頻凹槽深度變化。該低頻深度變化疊加於因該切 削工具沿該軌道之移動而引起之變化上。 133497.doc 200914253 、根據本發明之一態樣，該系統可包括一經架構成將該切 削工具穴柒幾何形狀相對於該表面定向成一角度的機構。 舉例而s ’該切削工具尖端幾何形狀可定向成與該表面大 + 在—組態中’ 一間隔件設置於該致動器與該切削 工具之間以達成所期望之定向。 本發明之另一實施例係關於一種用於修改一表面以產生 用於製作光學膜之母板的方法。當跨一表面移動一切削

^ 亦沿一具有一與該表面垂直之非零X分量及一與 該表面平行之非零Z分量之軌道前後移動該切削工具。該 切肖]工具相對於該表面之移動往該表面中切削具有可變間 距及可變深度之凹槽。在一構建形式中，該表面呈圓柱形 且跨該表面移動該X具包括往該圓柱形表面中螺紋切削該 等凹槽。 在一些構建形式中，該切削工具移動切削疊加於因該切 削工具沿該軌道移動而產生之變化上的低頻凹槽間距及/ 或凹槽深度變化。 本發明之再一實施例係關於一種用於製作光學膜之母 板。該母板包括一其中具有凹槽的表面。該等凹槽具有可 爻間距及彳變冰度。纟一波長為約5微米至約微米之情 形下，該間距變化具有一約0.5微米至5〇微米之範圍且在 一波長為約5微米至約500微米之情形下，該深度變化具有 該間距變化取決於該深 一約0.5微米至約50微米之範圍 度變化。 對較低頻率間距變化及 該間距及深度變化可疊加於—相 133497.doc 200914253 -相對較低頻率深度變化中之一者或兩者上。 :發明之另一實施例係關於一種稜鏡光學膜，該膜之稜 ’兄之母-者皆具有間距變化及高度變化。在—波長為約 勺5GG微来之情形下’該間距變化及高度變化處於 約〇·5微米至約5〇微米之範圍内。該間距變化取決於該高 度變化。該等稜鏡之該間距及高度變化可疊加於一相對較 低頻率棱鏡高度變化及—相對較低頻率稜鏡間距變化中之 一者或兩者上。 _在某些中，料稜鏡可係大致線性的及/或大致平 行的或該等稜鏡可係相《的。―第一經稜鏡可與一第二組 稜鏡交錯，該第-組具有額^大於㈣二組稜鏡之高度。 一具有較更大之間距的第—組棱鏡可與H且複鏡交 錯。舉例而言，該交錯可呈1對1或可根據另一圖案。 本發明之另一實施例係關於一種包括一大致平坦表面及 —第二表面的光學膜，該第二表面具有一包含一與—第二 群組交錯之第一群組稜鏡的棱鏡陣列。一第一群組中之該 等稜鏡中之每一I皆具有大致相同的高度且在一波長為約 5微米至約50微米之情形下，具有在一約〇5微米至約5〇微 米之範圍内之間距變化。該第二群組該等棱鏡之具有相對 大於該第一群組該等稜鏡之高度。該等稜鏡可交錯呈一對 一圖案或可交錯呈任一其他圖案。該第一群組稜鏡之該間 距變化可係隨機、僞隨機或非隨機的。該第二群組稜鏡亦 可具有間距及/或高度變化。 本發明之再一實施例係關於一種用於修改一表面以產生 133497.doc -9- 200914253 用於製作光學膜之母板的系統。一機器驅動機構經架構 成達成-切削工具與該表面之間的相對運動。該機器驅動 機構亦經架構成使該切削工具與該表面垂直移動從而在該 表面令切削具有一約0.5微米至約5〇微米之低頻深度變化 的凹槽1系統包括-致動器’該致動器經架構成使該切 削工具與該表面平行移動從而切削該等凹槽之高頻間距變 化該鬲頻間距變化具有一約〇·5微米至約50微米之範圍 及約5微米至約500微米之波長。該間距變化可係隨機、 僞隨機或非隨機的。 本發明之另一實施例係關於—種用於修改一表面以形成 用於製作光學膜之母板的方法。以低頻移動一切削工具 以在該表面中切削凹槽。該等凹槽切削具有一處於約〇5 微米至約50微米之範圍内的低頻深度變化。以高頻移動該 切削工具以切削該等凹槽之間距變化。在一波長為約5微 米至約500微米之情形下，該高頻間距變化具有一約〇 5微 米至約50微米之範圍。該高頻間距變化可係隨機、僞隨機 或非隨機的。該母板可用於在一膜上形成稜鏡。 在本發明之另一實施例中，—用於製作一光學膜的母板 包括一其中具有凹槽的表面。在一波長為約5至約5〇〇微米 之情形下，每一凹槽皆具有一在一〇5微米至5〇微米之範 圍内之问頻間距變化及一在一 〇 5微米至5〇微米之範圍内 之低頻深度變化。 另一實施例係關於一種具有—大致平坦表面及一第二稜 鏡表面的光學膜。該第二表面之該等稜鏡具有處於一與該 133497.doc •10- 200914253 2表面大致平行之平面中的稜鏡尖頂。在-波長為約5 ㈣至約_微米之情形下，—第—群組該等稜鏡中之每 稜鏡具有-在_約〇 5微米至約5〇微米之範圍内之高頻 間距蜒化。在—波長為約5微米至約500微米之情形下，一 第一群組5亥等稜鏡中之每—稜鏡具有一在一 微米至兄 微米，範圍内之高頻高度變化。根據一態樣1第一群組

中之该等稜鏡與該第二群組中之該等稜鏡交錯其中該交 錯圖案可係一對一或另一圖案。 本發明之上述概述並非意欲闡釋本發明之每一實施例或 所有構建形式。藉由結合隨附®式參考下文之詳細闡述及 申請專利範圍’將瞭解及知曉本發明之優點及成就、連同 對本發明之更完整理解。 【實施方式】 在下文對所例示實施例之描述中，參照了構成本發明之 -部分的隨附圖式，該等圖式以圖解方式顯示可用以實施 本發明之各實施例。應瞭解，可使用其它實施例並可進行 結構及功能改變，而此並不背離本發明之範疇。 將膜用於顯示器係衆所周知的。舉例而言，在背光照明 顯示器-巾，亮度增強膜使用一稜鏡結構來沿觀察轴線引導 光，從而增強觀察者所察覺之光的亮度。作為另一實例， 一背光照明電腦顯示屏幕可使用多個不同的膜以產生一具 有咼反差及咼總焭度的屏幕，同時沿某些選定方向保持 高、均勻亮度而沿其他方向保持較低亮度。此等屏幕結人 一稜鏡膜或一透鏡膜使用幾種類型的膜，包括漫射膜。 133497.doc 200914253 八將臈用於顯示器之一問題在於對旨在用於靠近觀察之顯 土 °° (例如一電腦顯示器）之整飾要求極高。此乃因長時間 靠近觀察此等顯示器，且因此甚至極小的瑕巍亦可被偵測 到且使觀察者分心。消除此等瑕疵可能在檢驗時間方面及 在材料方面代價很大。 瑕疲係以幾種不同方式顯現。存在物理瑕疵，例如斑 占纖維屑、劃痕、夹雜物等，且亦存在呈光學現象之瑕 Γ 疵濕潤及牛頓之環屬最常見光學現象之列。"濕潤”出 現在兩個表面彼此光學接觸，從而有效地消除自一個臈傳 播至下-個膜之光的折射率變化時。此尤其對於使用—社 構化表面來達成其光學效應之膜會成問題，此乃因使該^ 構化表面之折射屬性無效。"濕潤”效應係形成屏幕之斑點 狀及變化外觀。牛頓之環係緩慢改變兩個膜之間的空氣 隙t結果牛頓之環可以透射方式或以反射方式形成。牛頓 之％的結果在於觀察者察贅 幕上之一可令人分心的輪廓 圖案。莫耳紋效應係由可在重疊兩個或兩個以上具有大致 相等間距之線性稜鏡之膜時 町m現之先學干涉圖案而引起。 上文所述瑕症賦予顯千_了人* ㈣于』不不合意且令觀察者分心的不均 勻、斑點狀或不平坦的外觀。 已遵循幾種方法夾古0E夕& 夕重膜顯示器總成中之瑕疵問 逋。一種方法係完全接受習 -T- ^ ^ ^ ^ ^ ^ 裂以過私所產生之可接受顯 不器〜成之低良率。此顯然 认 略_仏 肌f市％中係無法接受 的。一第二種方法係採用 ㊉'月，絜及仔細的製造程序，计 利用剛性品質控制標準h缸序並 慑s此可提高良率’但增加生產 133497.doc -12· 200914253 成本認涵蓋清潔設備及檢驗成本。 。。用以減少瑕疫之另一種方向係將一散射器(一表面散射 益或塊狀散射器)引入至顯示器。此等散射器可遮罩許 多瑕疫，且以低額外成本來提高製造良率。然而，該散射 器散射光且減弱觀察者所察覺之光的同軸亮度，從而降低 效能。仍存在一對減小瑕疲在顯示器中之出現，以便可以 極少額外成本來提高製造良率同時保持效能的需要。 本發明各實施例係關於減少可觀察瑕疵在納含膜之顯示 器中之出現的稜鏡膜、及用於製作此等膜之方法及系統。 根據本文所述方法形成之棱鏡膜藉由改變棱鏡之高度及間 距來提供抗疊紋及抗濕潤兩種特徵。稜鏡間距變化減少莫 耳紋干涉圖案之出現。稜鏡高度變化減少濕潤區域之出 現。 本文所述之稜鏡膜尤其適用於液晶顯示器且亦適用於各 種類型之投影屏幕，包括頭頂及背投影屏幕。根據本文所 述各組態具有抗疊紋及抗濕潤特徵之稜鏡膜產生多個意外 及有利結果。舉例而言，出現在最大振幅處之抗濕潤特徵 可有利地彼此等距離定位，以為膜提供更均勻的支援。保 持減少瑕疵及疊紋反差之能力，此乃因在縮進尖頂中保持 稜鏡間距變化。 在一些實施例中，使用一單軸平面外運動來同時在一額 定處於平面中之表面上的稜鏡母板中形成尖頂及深度變 化。由具有此等特徵之母板製作而成之膜產生抗濕潤能之 戲劇性結果。 133497.doc •13· 200914253 用於製造稜鏡膜之母板具有以負突起形式切入母板之表 面中的稜鏡特徵。在製作母板之後，母板可用於藉由（例 如）壓印、澆铸及硬化、及/或其他過程來製造稜鏡膜。 稜鏡膜通常係具有呈所期望稜鏡形狀之負片之凹槽的圓 柱形輥。凹槽可藉由金剛石車削切入母板中。母板之表面 通常為硬銅，但亦可使用其他材料，例如鋁、鎳、鋼或塑 膠（例如，丙烯酸聚合物）。可在母板輥之周邊周圍切削若 干同心凹槽。母板輥可藉由一種稱作螺紋切削（其中在沿 一與旋轉母板輥之表面平行之方向移動金剛石工具的同時 在輥中進行一單個、連續切削）或切入式切削（其中在工作 中個別地形成複數個同心槽）的技術加工而成。 一金剛石車削機通常包括一控制器，該控制器控制一用 於在母板中切削凹槽之切削工具的移動。該金剛石車削機 可獨立地控制切削工具透入母板之深度及工具沿母板之表 面之側向運動。另外，金剛石車削機可獨立地控制圓柱形 母板之旋轉速度。 圖1中圖解闡釋一金剛石車削機，其經架構成製造一用 於製造稜鏡膜之母板輥。一圓柱形母板100藉由一鼓形驅 動器104以一軸線1〇2旋轉。儘管在此實例中母板ι〇〇顯示 呈圓柱形形式’但在替代組態中，母板可係平坦的。一抗 濕潤、抗疊紋表面圖案可藉由切入式切削同心凹槽或藉由 在母板100上螺紋切削一淺凹槽110來切入母板1 00中，亦 即’沿z方向平移切削工具108同時切入母板100之表面。 由於母板100之表面形成膜之互補表面，因此當製作膜時 133497.doc •14- 200914253 母板表面上之局部最小點對應於膜表面上之局部最大點。 通常，一控制器106沿z方向側向驅動切削工具安裝架 1 09以使切削工具1 〇8沿旋轉母板i 〇〇移動從而製作一連 續、螺紋式切口、或不連續同心切口。控制器1〇6控制鼓 形驅動器104之速度且可監控母板1〇〇之斜角位置诅。 控制器106控制切削工具安裝架1〇9之移動以產生切削工 具沿與母板表面平行之2方向的低頻振幅，並產生切削工 具沿與母板之表面垂直之乂方向的低頻振幅。控制器1〇6亦 可藉由一個或多個快速伺服致動器138來控制切削工具1〇8 之移動以產生切削工具的高頻振幅。亦可控制切削工具 108與母板表面100之間的角度β。根據欲使用母板1〇〇來 製造之膜的特定類型來選擇切削工具108之大小及形狀。 使用該一個或多個致動器138之移動來產生切削工具108 之短、快速振幅，同時使用切削工具安裝架109之移動來 產生切削工具108之較長、較慢振幅。安裝架之低頻運動 可用來使母板100中之表面切口變化達一大於快速伺服致 動器138之行程長度的量。控制器1〇6產生控制信號來控制 切削工具108之高頻及低頻移動。控制信號可包括一指向 切削工具安裝架1〇9之低頻分量及一指向致動器138之高頻 分量。 控制信號之高頻及/或低頻分量可同步至母板丨〇〇之旋轉 且可係一週期、隨機、非隨機或僞隨機的。舉例而言，該 個或多個致動器138之移動可經控制以在安裝架1〇9之移 動期間達到切削工具108之小、快速移動，而安裝架1〇9經 133497.doc •15- 200914253 控制以達到切削工具108之更大、更慢移動。因此，致動 器138所產生之切削工具138之較高頻率移動疊加於安裝架 109所產生之切削工具108之較低頻率移動上。安裝架 及/或致動器丨38之移動可係隨機、僞隨機或非隨機if。偽 隨機移動可藉由電腦產生隨機性達成。可較佳針對每一親 工具重複相同之隨機信號，以使其含有相同之所 性且所得結構輥到輥相同。在一些實施例中，致動器⑶

Ο 及/或工具安裝架109之移動可係大致非隨機的，例如一週 期性或正弦式圖案，其藉由一致使凹槽丨1〇之間距或深度 圖案中之一相移之偶發性隨機移動來加以隨機化。 & 該一個或多個致動器138運作以在正常無法藉由切削工 具女裝架107之移動獲得之南頻下移動切削工具。每一 致動器138皆包含一單軸快速工具伺服系統，該單軸快速 工具伺服系統具有一例如一壓電換能器（ρζτ)的換能器、 或用於將來自控制器106之電信號轉換成最終控制切削工 具108之運動之致動器138之移動的其他換能器。快速伺服 致動器之響應之頻率上限可處於從幾千赫至數十千赫不等 之範圍内’而切削工具安裝架之頻率響應通常不超過5 Hz。舉例而言，工具安裝架109之移動可在一約5〇〇,〇〇〇微 米之距離（波長）内達成一約0.5微米至約5〇微米之低頻凹槽 間距變化。在一波長為約2,000,000微米之情形下，工具安 裝架109之移動可達成一約0.5微米至約5〇微米之低頻凹槽 深度變化。 在一波長為約5微米至約500微米之情形下，致動器138 133497.doc -16- 200914253 產生之行程之長度可（例如）小於50微米，或在一約〇 5微米 至約50微米之範圍内。此較高頻率變化範圍可用來提供增 強之瑕疵隱藏及光散射。在其中需要一寬視角之實施例 中’更精細之間距使顯示器之切除角變柔和及平滑。應瞭 解’可存在行程長度與上頻率響應之間的一折衷。 切削於母板100之表面上之所得凹槽i 1〇具有—處於輥周 邊周圍之局部X及/或z振幅之間的平均間隔，該平均間隔 取决於相對於切削工具1 08之表面速度及切削工具1 之 振幅之間的平均時間週期。舉例而言’ 一具有一12英吋之 直徑的鼓形物可以每分鐘2〇〇轉旋轉，同時致動器138以約 20 Khz正弦地驅動一工具。所得波長將在該致動向量之平 面中為160微米。 圖2提供一用於將一切削工具236及致動器218、216安裝 至一金剛石車削機之工具安裝總成2〇〇之一部分的俯視 圖。工具安裝總成200包括一能夠固持一單軸χ方向致動器 218、一單軸ζ方向致動器216及切削工具236之主體Μ] 在此實例中，致動器216、218係ΡΖΤ堆疊。ΡΖΤ堆疊218、 216經佈置以分別沿χ方向及ζ方向移動切削工具236。 堆疊218、216牢固地安裝至工具安裝總成212以達到為切 削工具236之精確受控移動所需之穩定性ρζτ堆疊 包括用於自控制器接收信號之電連接23〇、234。 切削工具尖端235可與母板輥之表面垂直定向。當母板 旋轉時切削工具在_致動器218控制下之移動致使:有可 變深度之平行凹槽切人母板巾1母板棍旋轉時切削工具 133497.doc -17· 200914253 在Z方向致動器216控制下之移動致使具有可變間距之凹槽 切入母板輥中。在一些組態中，凹槽可至少在一定距離上 係大致線性的及大致平行的。在一些實施例中，凹槽可相 交。 種用於製作稜鏡膜之具有獨立之乂及z移動的切削工具 闡述於共同擁有之美國專利公開申請案2〇〇7/〇1〇7568中， 該分開申請案以引用方式倂入本文中。 本發明之一實施例係關於用於製作一使用僅一個單軸致 動裔來控制切削工具之移動之稜鏡膜母板的系統及方法。 使用單軸致動器可用來切削具有相互依賴之乂及2分量的 凹槽。 切削工具相對於母板定向以使單軸致動器之運作致使切 削工具沿一具有一 X分量及一 z分量兩者之軌道移動以產生 與母板之表面不在同一平面的切削工具運動。切削工具 之平面外移動在母板輥中切削具有凹槽深度及間距兩者之 變化的凹槽。當使用母板輥來製作稜鏡膜時，母板中之亦 可變間距、可變深度凹槽轉化成可變間距、可變高度棱 鏡。如先前所述，可變間距、可變高度稜鏡達成稜鏡膜中 之抗疊紋及抗濕潤特徵。 一個單軸致動器之移動可產生切削工具之線性運動以切 削具有深度及間距變化之凹槽。使用一單軸致動器減少所 需之分量數m具安裝架之構造、簡化控制器電子元 件、增大可藉以產生結構化膜的速度、並製作具有抗疊紋 及抗濕潤兩種特徵的母板工具。在一波長為約5至約5:〇微 133497.doc -18- 200914253 米之it形下，可使用單軸致動器達成之間距變化小於約 〇_5至約50微米之間距變化。在一波長為約5至約微米 之情形下，可使用單軸致動器達成之深度變化小於約0.5 至約50微米之深度變化。 圖3A顯示一經架構成將一切削工具31〇及一單軸致動器 320安裝至一金剛石車削機之工具安裝架之一部分。切 肖J工具3 1 〇及致動器32〇經定向以使致動器32〇(例如一 pzt致動器）之運作產生切削工具31〇之離軸運動。致 動器3 2 0之運作使切削工具3 i 〇沿一具有X及ζ分量兩者且與 母板325之表面離軸之軌道移動。 圖3B圖解闡釋在圖3A中所示之單軸致動器佈置之情況 下切削工具310在又_¥平面中的軌道35〇。切削工具沿軌 道350础後移動以在母板中切削可變深度及可變間距凹 槽。執道350可根據所期望之,分量及z分量之大小來針對 一單軸致動器㈣。最大斜邊長度取決於該單軸致動器行 程能力。 ^例而言，若一 PZT堆疊可具有2〇微米之行程’則該致 動裔可旋轉成需要3微米之&濕潤變化（χ軸分量）。在該雄 分董等於3微米’且該斜邊等於2〇微米的情況下則該致 力器相對於母板表面定向成_8 6度之角灯。使用畢達哥 拉斯定理’沿該ζ軸之抗疊紋分量計算為⑴微米。 切削工具31G之尖端可與母板之表面垂直定向或可與母 板表面定向成-角度。卫具㈣定向可以許多種方式達 成如圖3C中所不，一定向間隔件37〇可用於致動器 133497.doc •19· 200914253 320與工具柄360之間。々園 _ Π如圖3D中所不，工具柄365可直接 匕括所期望之幾何形妝。 ^狀 具3 10可在柄366上定向成所期 汝圖3A中所不。工具尖端3〇5可經磨光或形成以 含有所期望之定向，如圖珏中所示。 圖4係一圖解闡釋一根據本發明各實施例用於切削一用 於製作k ®紋、抗濕潤稜鏡膜之母板之方法的流程圖。切 削工具相對母板之表面移動41〇以在表面中切削凹槽。切

削工具相對於表面之移動可產生在母板之表面中螺紋切削 一凹槽或切削同心凹槽。當切削工具相對於表面移動時， 其亦藉由一單軸快速伺服致動器沿一具有非零χ&ζ分量且 與表面不在同一平面之執道前後移動420。切削工具沿該 軌道之移動致使表面中所切削之凹槽皆具有可變間距及可 變深度兩者。 一具有抗疊紋及抗濕潤特徵之稜鏡膜可藉由在一對間隔 開特疋尺寸之輥之間進行澆鑄來形成，如圖5中所示。 在圖5中，一膜5〇2經由一管芯500自一貯存器5〇丨拉取。膜 502陷於一軋輥504與一帶有係所期望稜鏡結構之負片之凹 槽507的母板輥506之間。母板輥5〇6往膜5〇2之上表面上形 成k鏡圖案508。在穿過軺;504與506之間之後，膜502(例 如）在一冷卻器520中冷卻並保持由輥504及506壓印於其上 之圖案。 在一稜鏡膜實施例中’母板輥506帶有藉由切削工具沿 一與母板輥之表面不在同一平面之具有非零χ&ζ分量之轨 道之南頻振幅切削而成的凹槽507。母板親506所形成之稜 133497.doc -20· 200914253 鏡可具有提供抗疊紋特徵之隨機、僞隨機或非隨機間距變 化及/或u提供特徵之對應隨機、僞隨機 隨機高度變化。舉例而t ’在-波長為約500微米之情形 下’該稜鏡高度及間距變化可具有一約〇 5微米至約5〇微 米之範圍。

圖6A圖解闡釋-稜鏡膜_，稜鏡膜_係使用—由沿— 平面外執道㈣形成之具有…軸振幅之母板㈣成嗜 示於6A 6C所示稜鏡膜上的線旨在更清楚地圖解闡釋稜鏡 之高度變化。稜鏡膜600包括稜鏡61〇，稜鏡61〇具有抗疊 紋稜鏡間距/7變化及抗濕潤稜鏡高度6變化兩者。圖6B係一 圖解闡釋該等稜鏡高度及間距變化之圖6人所示棱鏡6〇〇之 稜鏡尖頂6 1 0的剖視圖。為了比較，圖6C係一具有若干僅 具有間距變化而不具有高度變化之稜鏡之稜鏡膜65〇之一 剖視圖。 在另一棱鏡膜實施例中，母板輥帶有藉由切削工具在— 個與切削工具之低頻X軸運動耗合之單軸快速飼服致動器 控制下之高頻運動切削而成的凹槽。該單轴致動器可係一 Z軸致動器或一如圖3A中所示提供平面外X及z運動之單軸 致動。該稜鏡膜包括若干具有提供抗疊紋特徵之高頻間 距變化的稜鏡，其中該等稜鏡中之一些棱鏡具有大於提供 抗疊紋特徵之鄰近稜鏡之標稱高度。藉由圖7A及7B分別 所示之俯視圖及剖視圖來圖解闡釋此種類型之稜鏡膜之一 實例。在圖7A中，棱鏡70 1 -708呈現稜鏡間距變化。稜鏡 702及706之標稱高度大於稜鏡701、703-705、707及708之 133497.doc •21 200914253 標稱高度。繪示於圖7A及7B所示稜鏡膜上的線旨在更清 楚地圖解闡釋稜鏡之高度變化。 在再一稜鏡膜實施例中，母板輥帶有一第一組藉由切削 工具在z軸致動器控制下之高頻z軸運動切削而成的凹槽。 第組凹槽與藉由切削工具在X軸致動器控制下之高頻運 動切削而成之第二組凹槽交錯。舉例而言，母板輥可具有 ⑺個具有Z軸變化之凹槽，該讲個具有z軸變化之凹槽與衫個 具有X軸變化之凹槽交錯。圖8圖解闡釋一使用此種母板輥 形成之稜鏡膜’其中所及„ = i。稜鏡8〇1、8〇3、8〇5、807 具有提供抗濕潤之高頻高度變化。抗濕潤棱鏡8〇丨、8〇3、 805 ' 807與具有提供抗疊紋特徵之高頻間距變化之稜鏡 802 ' 804、806、808 交錯。 在再一稜鏡膜實施例中，切入母板輥中之凹槽包括疊加 於由一達成沿一與母板輥表面不在同一平面之軌道之切削 工具移動的單軸致動器形成之高頻間距及深度變化上之低 頻稜鏡-稜鏡間距變化。圖9圖解闡釋一使用此種類型之母 板輥形成之稜鏡膜9〇〇。稜鏡91 〇之標稱間距在稜鏡間逐漸 變化，以使一些稜鏡之間的間距。小於其他稜鏡之間的間 距6。每一稜鏡910亦包括對應於藉由切削工具沿與母板 表面不在同一平φ之軌道之快速運動士刀肖4而成的間距及深 度變化之高頻高度及間距變化。關於可變間距稜鏡膜及用 於製作此等臈之方法及系統的額外細節闡述於共同擁有之 美國專利5,919,551中’該專利以引用方式倂人本文令。 根據本發明製作之膜較佳係由一大致透明材料製成。根 133497.doc -22- 200914253 據本發明，塊狀擴散材料可納含於一 联甲，但在許多情況 下此可使光學膜之效能劣化。另外，一 Γ 早個膜中可包括多 個膜及材料層以產生一特定光學效應，例如一反向偏振。 丙烯酸聚合物及聚碳酸醋係膜資料之較佳候選物：此二 該膜可係—兩部分構造，其該結構化表面_並固化於一 基板上。舉例而言，可使用澆鑄於聚酯基板上之經紫外光 固化之丙烯酸聚合物。已證明聚乙烯對苯二曱酸酯輝) 膜適用於作為可在其上固化結構之基板。φ已證明聚蔡二 甲酸乙二醋（ΡΕΝ)適用力作為一用於製造光學膜之聚合物 材料。 口

使用具有一抗濕潤、抗疊紋表面之膜之設備之一實 例圖解闡釋於圖Η)中之-分解圖中。一液晶顯示器（lcd) 照射模組1000使用一螢光燈1002及一反射器1〇〇3作為一光 源來將光引導至一光引導裝置聰中。光引導裝置1004可 在下表面1007上具有若干漫射反射擷取點1〇〇6。_寬頻、 漫射反射器1008定位於光引導裝置1〇〇4下面以反射自引導 裝置1004上面的任何組件再循環之任何光。來自螢光燈 1〇〇2之光進入光引導裝置1004之側且藉由引導裝置ι〇〇4之 表面處之内部反射沿光引導裝置1〇〇4引導。一入射於擷取 點1006中之一者上的光線1〇1〇被漫射反射以產生多個漫射 光線1012。 自擷取點1006向上傳播之光透過引導裝置1〇〇4之上表面 1013。一漫射器1014可定位於光引導裝置1〇〇4上面以進一 v /又射自引導裝置1 〇〇4擷取之光，且因此使一 [CD顯示器 133497.doc •23· 200914253 1024之後續映射更均勻。 然後’沿一向上方向繼續之光可透過一上及下稜鏡膜 1018、1016’上及下稜鏡膜1018、1016中之每一者皆在一 上表面上具有一類似於本文所述之稜鏡結構之稜鏡結構。 膜1018、101 6經佈置以將上膜101 8之稜鏡軸線相對於下膜 1 016之稜鏡軸線定向成一角度，例如約90度。光藉由欲由 反射器1008反射之上或下稜鏡膜1〇18、1016再循環。該對 父叉模1016、1018用來沿一較佳觀察轴線引導光輸出。 一反射偏振膜1020定位於上膜1〇18上面。反射偏振器 1020透射具有一個偏振之光並反射具有一正交偏振之光。 因此，偏振透過偏振膜1020之光。被偏振膜1〇2〇反射之光 可藉由反射器1008再循環。 一 LCD矩陣1024定位於偏振膜1020上面。藉助隨後傳輸 之資訊（例如一影像）來對透過該LCD矩陣之經偏振光進行 空間調變。模組1000中可包括其他組件，例如一位於上膜 1018與偏振膜1020之間的蓋片。 圖10中所示之背光照明顯示器可納含於各種裝置中，包 括（舉例而言）電視機、電腦監視器、可攜式博弈裝置及蜂 巢式電話。 圖11A-11C提供根據本文所述過程形成之棱鏡膜之顯微 照片。圖UA及11B分別圖解__稜鏡膜之俯視及剖視 圖’該棱鏡膜係由-藉由結合圖3及4所述之軌道切削過程 所產生之母板而形成。圖11A及nB顯示具有高度及間距 變化之大致線性、大致平行稜鏡。圖nc顯示藉由軌道切 133497.doc -24. 200914253 一藉由軌道切削過程 削過程形成之相交稜鏡。圖〗1D顯示 製成之相交稜鏡膜之另一組態。 上文已闡釋包括具有抗疊紋間距變化及抗㈣高度變化 之棱鏡之膜的各種組態。應瞭解，所述之各種棱鏡結構可 以任何組合形式用來達成瑕疵減少的膜。舉例而言高頻 X及/或Z變化可與低頻认/或2變化以任何組合形式用來達 成提供抗疊紋、抗濕潤膜的稜鏡臈。

ϋ 本文出於Μ述及描述之目的提供上述對本發明各種實施 例之闡釋。並非旨在為窮盡性或將本發明限定至所揭示之 具體形式。依據上述教示’可做出衆多修改及改變。旨在 本發明之範圍；I； m細說明限制而僅受附隨巾請專利範 圍限制。 【圖式簡單說明】 圖1圖解闡釋一根據本發明各實施例之金剛石車削機系 統，該金剛石車削機系統經架構成製造一用於製作具有抗 疊紋及抗濕潤特徵之稜鏡膜的母板輥； 圖2提供一工具安裝總成之一部分的俯視圖，該工具安 裝總成經架構成將一切削工具及雙重單軸致動器安裝至一 金剛石車削機以產生一母板輥； 圖3A顯示一根據本發明各實施例之工具安裂架之一部 刀°亥工具女裝架經架構成將一切削工具及一單軸致動琴 安裝至一金剛石車削機； 圖3B圖解闡釋在圖3A中所示之單轴致動器佈置之情況 下切削工具在χ-Υ平面中的軌道； 133497.doc -25- 200914253 圖3C圖解闡釋一根據本發明各實施例的間隔件，該間隔 件安裝於該致動器與該切削工具之間以用來使該切削工具 尖端之角度與該母板輥之表面保持大致垂直； 圖3D圖解闡釋一根據本發明各實施例之工具柄，該工具 柄用於安裝一切削工具以使該切削工具尖端之角度與該母 板輥之表面保持大致垂直； 圖3E圖解闡釋一根據本發明各實施例之切削工具，該切 削工具經磨光以提供一與該母板輥之表面大致垂直的切削 工具尖端； 圖4係一圖解闡釋一根據本發明各實施例用於切削一用 於製作抗璺紋、抗濕潤稜鏡膜之母板之方法的流程圖； 圖5圖解闡釋一根據本發明各實施例用於使用該母板輥 來製作一具有抗疊紋及抗濕潤特徵之稜鏡膜的系統； 圖6A及6B分別係透視及剖視圖，其圖解闡釋一根據本 發明各實施例使用一具有藉由沿一平面外軌道切削而形成 之X及z軸線振幅之母板輥製作而成的稜鏡膜； 圖6C係一僅具有間距變化而不具有高度變化之稜鏡膜的 剖視圖； 圖7A及7B —根據本發明各實施例之稜鏡膜之透視及剖 視圖，該棱鏡膜具有高頻間距變化以提供抗疊紋特徵，盆 中一些棱鏡具有大於鄰近棱鏡之額定高度以提供抗濕潤特 徵； 圖8圖解闡釋一根據本發明各實施例之稜鏡，該稜鏡具 有若干具有高頻高度變化以提供抗濕潤之稜鏡，該等稜鏡 133497.doc •26- 200914253 鏡交錯； ，該稜鏡 距之高頻 與若干具有高頻間距變化以提供抗疊紋特徵之萨 圖9圖解闡釋-根據本發明各實施例之棱鏡: 膜具有該標稱間距之逐漸變化連同稜鏡高度及間 變化； 圖10顯示一根據本發明各實施例使用—具有—抗濕潤、 抗疊紋表面之膜之設備之實例；及 圖HA-UB係根據本發明各實施例之掃描電子顯微照

片’其圖解闡釋包括使用一藉由執道切削過程形成之母板 製作而成之具有稜鏡間距及稜鏡深度變化之大致平行稜鏡 的稜鏡膜；及 圖1 1C及1 1D係根據本發明各實施例之掃描電子顯微照 片’其圖解闡釋包括使用一藉由執道切削過程形成之母板 製作而成之具有稜鏡間距及稜鏡深度變化之相交稜鏡的稜 鏡膜。 儘管本發明適合於各種修改及替代形式，但其細節已以 舉例方式顯示於該等圖式中且將予以詳細說明。然而，應 瞭解，本文之意圖並非將本發明限定於所闡述之具體實施 例。相反，其意圖係涵蓋屬於本發明隨附申請專利範圍所 界定之範疇内的所有修改、等效及替代形式。 【主要元件符號說明】 100 圓柱形母板 102 軸線 104 鼓形驅動器 106 控制器 133497.doc -27- 200914253 108 切削工具 109 切削工具安裝架 110 淺凹槽 138 快速伺服致動器 200 工具安裝總成 212 工具安裝總成 216 致動器、PZT堆疊 218 致動器、PZT堆疊 230 電連接 234 電連接 235 切削工具尖端 236 切削工具 300 工具安裝架 305 工具尖端 310 切削工具 320 致動器 325 母板 350 執道 360 工具柄 365 工具柄 366 柄 370 定向間隔件 500 管芯 501 貯存器 133497.doc -28- 膜 軋輥 母板輥 凹槽 棱鏡圖案 冷卻器 稜鏡膜 棱鏡尖頂 棱鏡膜 稜鏡 棱鏡 稜鏡 稜鏡 稜鏡 稜鏡 棱鏡 棱鏡 棱鏡 棱鏡 稜鏡 稜鏡 稜鏡 稜鏡 稜鏡 -29- 200914253 808 棱鏡 900 棱鏡膜 910 稜鏡 1000 液晶顯示器（LCD)照射模組 1002 螢光燈 1003 反射器 1004 光引導裝置 1006 擷取點 1007 下表面 1008 漫射反射器 1010 光線 1012 漫射光線 1013 上表面 1014 漫射器 1016 下稜鏡膜 1018 上稜鏡膜 1020 偏振膜 1024 LCD矩陣 133497.doc -30-

Claims (1)

1. 200914253 十、申請專利範圍：

   一種用於修改一表面以產生 系統’該系統包含： 一切削工具； 一用於製作光學膜 之母板之 一驅動機構，其瘦聲## &上 、，工木構成可提供在該切削 面之間的相對運動；及 八與該表

   單軸致動n ’其經耦合以沿一盥 軌道移動該切削工呈，，勒、表面同平面之 ^ v 〃、该軌道具有一與該表面垂直之非 零X分量及—與該表面平行之非零Z =非 具在該切削工且血呤主 具中该切削工 U該表面之間的該相對運動期間沿該軌 二移動經架構成在該表面中切削具有可變深度 間距之凹槽。 2. 如請求項1之系統，其中： 該表面係圓柱形；且 該驅動機構經架構成藉由旋轉該圓柱形表面來提供該 切削工具與該表面之間的該相對運動。 3. 如β求項1之系、統，其進一步包含一控制器該控制器 經架構成產生-用以產生該切削工具之非隨機、隨機或 僞隨機移動之信號。 4. 如請求項1之系統，其中該軌道相對於該表面之平面具 有一在約1度至約89度之範圍内或在約91度至約179度之 範圍内之角度。 5. 如請求項！之系統，其中在一波長為約5微米至約5〇〇微 米之情形下，該間距變化係約0.5微米至約5〇微米。 133497.doc 200914253 6·如請求項！之系統’其中在一波長為約$微米至約5〇〇微 米之情形下，該深度變化係約〇 5微米至約5〇微米。 7·如凊求項1之系統，其中在一波長為約500,000微米之情 升/下’該驅動機構經架構成移動該切削工具以產生一約 〇·5微米至約5〇微米之低頻凹槽間距變化，該低頻間距變 化疊加於因該切削工具沿該軌道之該移動而引起之該變 化上。 ^、 8.如吻求項1之系統，其中在一波長為約2,000,000微米之 h形下，該驅動機構經架構成移動該切削工具以產生一 Μ米至約5 〇微米之低頻凹槽深度變化，該低頻深度 羞化疊加於因該切削工具沿該軌道之該移動而引起之該 變化上。 士明求項1之系統，其中該致動器包含一個單轴壓電致 動益，該一個單軸壓電致動器相對於該表面定向以使該 致動器之一運作方向沿該軌道。 10. 如請求頊1 > & & (J 、 糸、、’充’其中該執道之該X及Z分量係可調整 的。 11. 如請求項1 $备 I '、4 ’其進一步包含一經架構成將該切削 /、穴端成何形狀定向成與該表面大致垂直之機構。 . 12.如請求項J J糸 、 '、、& ’其中該機構包含一設置於該致動器 與該切削工且之鬥 /、之間的間隔件。 13.如請求項1之糸 '、"’其中該切削工具相對於該表面定向 成—角度Θ。 14· 一種用於修改— 表面以產生一用於製作光學膜之母板之 133497.doc 200914253 方法’該方法包含： 跨越該表面移動一切削工具；及 曰該切削X具跨越該表面移動時亦沿—具有一與該 表面垂直之非零x分量及一與該表面平行之非零Z分量之 軌道前後移動該切削工具，以在該表面中切削具有可變 間距及可變深度之凹槽。 1 5 ·如請求項14之方法，其中： 該表面呈圓柱形；及 跨越該表面移動該工且孫&人丄田， 砂切成丄/、係包含螺紋切削該圓柱形表 面。 1 6.如请求項14之方法，盆i隹_半勺a 八 v匕3移動該切削工具以切 削疊加於藉由該切削工豆沿續舳 ^ /口这軌道之該移動所產生之該 變化上之低頻凹槽間距變化。 17. 如請求項14之方法，其進一步包 少匕3移動該切削工具以切 削疊加於藉由該切削工具沿該勅 八σ成軌道之該移動所產生之該 變化上之低頻凹槽深度變化。 18. —種用於製作光學膜之母板，其包含： 一表面；及 該表面中之凹槽，該等凹槽具有變化之間距及變化之 冰度，其中該間距變化取決於該深度變化。 1 9.如請求項1 8之母板，盆中 一 .，、 波長為約5微米至約500微 米之情形下，該間距變化具有一 囹曰* ^ 未至50微米之範 圍在一波長為約5微米至約_微米之情心I· 變化具有一約〇·5微米至約5〇微米之範圍。 133497.doc 200914253 20. 如請求項18之母板，其中該間距變化及該深度變化疊加 .於一相對較低頻率間距變化及一相對較低頻率深度變化 中之一者或兩者上。 21. —種光學膜，其包含稜鏡，該等稜鏡中之每一者皆具有 間距變化及尚度變化’其中§亥間距變化取決於該高度變 化。 22·如請求項21之光學膜，其中在一波長為約5微米至約5〇〇 微米之情形下，該間距變化及該高度變化係約〇·5微米至 約50微米。 23.如請求項21之光學膜，其中該等棱鏡係大致平行的。 24·如請求項21之光學膜，其中該等稜鏡係相交的。 25.如睛求項21之光學膜，其中一第一組該等稜鏡與一第二 組該等稜鏡交錯，該第一組該等稜鏡具有大於該第二組 該等棱鏡之標稱高度。 26_如請求項25之光學膜，其中該交錯係一對一。 27. 如請求項21之光學膜，其中一第一組該等稜鏡與一第二 組該等稜鏡交錯，該第一組該等稜鏡具有大於該第二組 該等稜鏡之標稱間距。 28. 如請求項27之光學膜，其中該交錯並非一對一。 29. 如請求項21之光學膜，其中該等棱鏡之該間距及高度變 化豐加於一相對較低頻率稜鏡高度變化及一相對較低頻 稜鏡間距變化中之一者或兩者上。 30. —種光學膜，其包含： 一大致平坦表面；及 133497.doc 200914253 一第二表面，其包含一與一第二群組稜鏡交錯之第一 群沮稜鏡’該第一群組中之每一稜鏡皆具有一處於—與 該平垣表面大致平行之平面中之棱鏡尖頂且具有間距變 化，該第二群組中之每一稜鏡皆具有相對大於該第一群 組之該等稜鏡之高度。 31. 如請求項3〇之光學膜，其中在一波長為約5至約5〇微米 之情形下，言亥間距變化在一約0.5微米至約5〇微米之 内。 32. 如請求項3〇之光學膜，其中交錯係一對一。 33. 如請求項3〇之光學膜，其中交錯並非一對一。 34. 如睛求項3〇之光學膜，其中該間距變化係隨機或僞隨 機。 3 5.如請求項3〇之光學膜，其中該間距變化係非隨機。 3 6.如凊求項3〇之光學膜，其中該第二群組該等棱鏡具有間 距變化。 37. —種用於修改一表面以產生一用於製作光學膜之母板之 系統，該系統包含： —切削工具； 機器驅動機構’其經架構成提供該切削工具與該表 面之間的相對運動，該機器驅動機構亦經架構成使該切 削工具與該表面垂直移動從而在該表面中切削具有一約 0.5微米至約50微米之低頻深度變化之凹槽；及 致動器’其經架構成使該切削工具與該表面平行移 動從而在該等凹槽中切削高頻間距變化，該高頻間距變 133497.doc 200914253 化具有一約0.5微米至約5〇微米之範圍及一約5微米至 500微米之波長。 38.如明求項37之系統，其中該間距變化係隨機或僞隨機。 月求項3 7之系統，其中該深度變化係非隨機。 40. —種用於修改一表面以形成一用於製作光學膜之方法， 其包含： 移動一切削工具以在該表面中切削凹槽，該等凹槽具 有一在約0.5微米至約50微米範圍内之低頻深度變化；及 移動該切肖J工_具以在該等凹槽中切肖丨丨—高頻間距變 化，在一波長為約5微米至約500微米之情形下，該高頻 間距變化具有一0.5微米至5〇微米之範圍。 41. 如請求項40之方法，其中該高頻間距變化係隨機、僞隨 機或非隨機。 42. 如請求項4〇之方法，其進一步包含使用該母板在一膜上 形成稜鏡。 43. —種用於製作一光學膜之母板，其包含： 一表面；及 該表面中之凹槽，每一凹槽皆具有一間距變化及一深 度變化，其中該間距變化具有—高於該深度變化之頻 率〇 44. 如睛求項43之母板，其中在一波長為約5微米至約5㈧微 米之情形下，該間距變化具有—〇·5微米至5〇微米之範圍 且該深度變化在一 0.5微米至50微米之範圍内。 45. 如凊求項43之母板，其中該高頻間距變化係隨機或僞隨 133497.doc 200914253

   46. 如請求項43之母板，其中該低頻深度變化係非隨機。 47. —種光學膜，其包含： 一第一群組之該等 該平坦表面大致平 一大致平坦表面；及 一第二表面，其包含一稜鏡陣列， 複鏡中之每一稜鏡皆具有一處於一與

   行之平面中的稜鏡尖頂並具有一間距變化且一第二群組 該等稜鏡中之每一稜鏡皆具有—高度變化。 48.如請求項47之光學膜’其中在—波長為約5微米至約5〇〇 «之情形下，該間距變化在—約G 5微米至約5〇微米之 靶圍内且在一波長為約5微米至約5〇〇微米之情形下，該 高度變化在一約〇.5微米至約50微米之範圍。 群組中之該等稜鏡與 49.如請求項47之光學臈，其中該第一 該第二群組中之該等稜鏡交錯。 50. 如請求項49之光學膜，其中該交錯係一對一。 51. 如請求項49之光學臈，其中該交錯並非—對一。 52. 如叫求項47之光學臈，其中該間距變化係非隨機。 53. 如請求項47之光學膜’其中該高度變化係非隨機、隨 或僞隨機。 133497.doc