TW200946975A - Methods and systems for fabricating optical films having superimposed features - Google Patents

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200946975 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於包括與修改部件重疊之基底結構之母板工 具的製造’該等母板工具用以製造各種類型之微複製組 件，包括光學膜。 【先前技術】 母板工具用於製造微複製組件，包括研磨組件、黏附組 件 ' 摩擦控制組件、微扣件及光學組件。舉例而言，藉由 加工母板工具所形成之微複製部件可直接或間接地轉印至 光學膜。自母板工具轉印之部件形成影響膜光學性質之微 複製光學結構。由S亥專製程形成之光學膜可用於達成各種 目的且尤其可用於修改視覺顯示器之特徵a顯示裝置可使 用一或數種具有增強亮度、隱藏缺陷、增加光擴散、改良 對比及/或k供其他需要效應之光學結構的不同類型光學 膜。 對能夠產生用以製造各種類型微複製組件之增強母板工 具的製造方法及系統存在需要。更特定言之，對用以製造 增加顯示器之需要特徵同時減少顯示器缺陷出現之光學膜 的方法存在需要。本發明滿足此等及其他需要，且提供優 於先前技術之其他優點。 【發明内容】 本發明之一些實施例係針對一種具有基底結構之光學 膜，其中複數個部件重疊在該等基底結構上。每一基底結 構皆具有峰且各重疊部件藉由將下伏基底結構之一區域中 139557.doc 200946975 的下伏基底結構之峰升高來修改該區域。修改部件之峰的 半徑可不同於該下伏基底結構之峰的㈣。基底結構在高 度及/或間距上可變化，其中此等高度及/或間距變化與藉 由修改部件產生之任何高度及/或間距變化無關。 根據本發明之某些態樣’藉由各部件修改之區域具有與 下伏基底結構之斜度或形狀之突然、不連續性㈣的周界。、 舉^而言，突然不連續性可包括每微米（例如）超過約 0.1。、超過約G.2。或超過w。之錐度角或斜度變化。各修 改部件可將τ伏基底結構之峰升高（例如）約^微米至約^ ★在實施例中，基底結構為具有内角在約4〇。至約15〇c 範圍内之尖銳尖端峰的線性三稜柱。修改部件之區域中的 升尚峰可具有在約3微米至約8微米範圍内之半徑。 在各種實施财，繞射元件可安置在基底結構與修改部 牛中之-或兩者上。複數個額外部件可在實質上不修改基 構之峰的情況下修改基底結構H修改基底結構 之部件可沿基底結構之峰與谷之間的距離之大部分及小於 基底結構長度之大部分進行修改。 耳狍例係針對 /、另 A又调丞履光學結構及劣 #在基底結構上之修改光學部件的光學膜。各修这 W牛升高下伏基底結構之峰。修改部件之區❹之峰的冲 役實質上等於下伏基底結構之料半徑。 =實施例係、針對-種包括_或多個伸長基底結構及複 疊在伸長基底結構上之離散部件的光學膜。各基底 139557.doc 200946975 結構具有相對側面及峰。各部件修改下伏基底結構之至少 -側面’歷經小於下伏基底結構長度之大部分。在此實施 例中’部件不升高下伏基底結構之峰。 根據本發明之某些態樣，各料包含與下伏基底結構之 . 冑然不連續性有關的-區域’突然不連續性係沿該區域之 周界。舉例而言’突然不連續性可與（例如）超過約〇1。、 . ㈣約°.2。或超過約1。之錐度角有關。在—些實施例中， ❹ 纟料沿下伏基底結構之峰與谷之㈣尺寸之大部分修改 下伏基底結構之側面。部件可僅出現在基底結構之一刻面 上或僅出現在基底結構之一側面上，另一刻面或側面缺之 該等部件。 另一實施例係針對-種包含-或多個基底光學結構及複 數個重4在基底結構上之部件的光學膜。基底結構具有相 對之側面及峰。各部件沿下伏基底結構之至少一側面之峰 與谷之間的距離之大部分及小於下伏基底結構長度之大部 ® 77修改下伏基底結構。在各部件與下伏基底結構之間的周 界上存在突然不連續性。 在些實施例中，各部件修改下伏基底結構之兩側面。 在一些實施例中，一或多個部件藉由將下伏基底結構之區 k 域中的下伏基底結構之峰升高來修改該區域。在一些實施 例中，升咼峰之半徑不同於下伏基底結構之峰的半徑。舉 例而3，藉由修改部件所產生之升高峰的半徑可大於或小 於下伏基底結構之峰的半徑。在一些實施例中，繞射元件 女置於至 >、些修改部件及/或至少一些基底結構上。 139557.doc 200946975 本發明之另一實施例包括一種修改表面以形成用於製造 光學膜之母板工具的方法。將包含凹槽之基底部件切入母 板表面°在切割基底部件之前或之後，將一或多個修改部 件切入母板表面。基底部件與修改部件重疊以沿凹槽產生 不連續突然變化。舉例而言，基底部件可為連續凹槽且修 改部件可為修改凹槽之離散部件。在一些實施例中，繞射 元件可在一些基底結構及/或一些修改部件中形成。 不連續突然變化包含（例如）超過約01。、超過約〇 2。或超 過約1°之錐度角變化。修改部件可產生（例如）約〇 5微米至 約3微米之槽深不連續突然變化。 切割修改部件可包括實質上垂直於母板卫具之表面移動 切割工具以促使切割工具切入凹槽。切割修改部件可包括 實質士平行於母板工具之表面移動切割工具以促使切割工 具更冰地切人凹槽之—或兩侧。切割修改部件可包括沿包 括平订於母板工具之表面之分量及垂直於母板工具之表面 之分量的彈道移動切割工具。修改部件可包含與凹槽之一 或兩側斜度突然變化有關而不修改凹槽深度之區域。㈣ 凹槽及/或修改部件可包括（例如）同步快速切割、動態同; 快速切割、螺紋切割或直進切割。 在一些實施例中，傕用呈古贫 丄+ 便用具有第一切割工具剖面之第— 割工具切割凹槽。#田目女τ π 使用具有不同於第一切割工具剖面之 _ ^。】面的第二切割工具切割修改部件。舉例 5 :、！：切割工具剖面可具有小於第二切割工具剖面之 割尖端半經的切判尘p i °大端+桎。可使用具有修圓、平直或 139557.doc 200946975 圓切割工具剖面之切到 oJ具切割凹槽及/或修改部件。 根據一些實施例，切 由將第-及第二切割…起移及動或切割修改部件包括藉 來切割凹槽及修改部/、移動以切割頭單次橫穿表面 本發明之另一實施例包 光學膜之母板工具的系統^修改表面以形成用於製造 且。^ 。系統包括一或多個切割工 的相斟、審知 或夕個切割工具與表面之間 的相對運動。切割機構經 面中切划^人 也以控制切割工具以在母板表 面中切割包含凹槽之基底 與凹槽重疊之修改部件以生⑽以切割 化。修改部件通常在切割凹 ^ 不連續突然變 部件亦可在切割凹槽之」：後加以切割，然而，修改 oj w價之刖加以切割。 切割機構可包含同步快 ^ ^ 迓機構或動態同步快速切割 機構，其經組態以控制切割 迷刀 造基底部件與修改部件中之一或兩步快速切割來製 或多個具有用以切割基底;二兩者:：機構可包括-成吝徊目士 s丨仵之第—剖面的切割工具及一 具。舉例而言，第一偏：，的第二切割工 弟剖面與第二剖面中之至 〇圓'平直或純圓尖 八 二切割工…·, 機構可經組態以在第-及第 者。第-_二=面Γ間切割基底部件與修改部件兩 在—此實浐如由 八、m以同步移動。 u 例中’切割機構經組態以在切割工具之$ 多個第一次糌空 y工具之一或 戈夕彻笛 切割基底部件且在切割工直之一 或多個第二沬读办圭4 表面期間切割修改部件。在其他實施例 139557.doc 200946975 中，切割機構經組態以藉由在切割工具單次橫穿表面 -起移動切割玉具來切割基底部件與修改部件。 θ 另一實施例包括-種可用於製造光學膜之母板工具，續 母板工具有一表面。複數個凹槽及修改部件亦重疊在母^ 表面上。各部件延伸小於相關凹槽之長度且涵蓋n 該區域係由該區域之周界上相關凹槽斜度的突然不連續性 界定°舉例而言，突然不連續性可具有（例如）超過約 0.1。、超過約0.2。或超過約2。之錐度角。 在各種組態中’一或多個部件修改凹槽深度且凹槽内角 不同於、大於或小於部件内角。在一些組態中，該等部件 修改凹槽區域之深度且凹槽半徑小於區域半徑。 至少-些部件可在不修改凹槽深度的情況下修改凹槽側 面。一些凹槽可在深度及/或間距上變化。部件可沿凹槽 之峰與谷之間的距離修改凹槽。部件可改變或可不 槽深度。 本發明之另-實施例係針對—種修改表面以形成用於製 、光千膜之母板的系統。該系統包括經組態以製備表面之 第一切割工|。第^切割工具經組態以在表面中切割部 件。驅動系統提供切割工具與表面之間的相對運動。切割 機構移動第-切割工具及第二切割工具以在第一及第二切 割工具單次橫穿表面期間製備表面且切割該等部件。在製 備表面後表面之粗糙度實質上小於最小部件。 X上本毛月之發明内容不欲描述本發明之每一實施例或 每偭實施例。藉由參考與附圖結合之以下實施方式及申請 139557.doc 200946975 專利範圍’將顯而易見及瞭解本發明之優點及成就以及本 發明之更全面理解。 【實施方式】 在所說明之實施例的以下描述中，參考形成其部分之附 圖，且其中藉助於說明來展示可實施本發明之各種實施 例。應瞭解可利用其他實施例，且在不偏離本發明之範疇 的情況下可進行結構及功能變化。 母板工具用於製造光學及/或其他類型微複製膜。舉例 而言，微複製部件可切入母板工具之表面中以作為所需光 學結構之負面（亦即，補體）。接著藉由經由（例如）壓印、 擠壓、澆鑄及固化及/或其他方法在膜上形成微複製光學 結構而使用母板工具來製造膜。 光學膜尤其可用於拇去丨丨呰水士月s二„ . ~ _

上較低亮度。該等螢幕可使用若干類型之膜， 以及棱狀BEF膜或雙凸透鏡狀膜。 及高總亮度之螢 亮度及其他方向 膜’諸如擴散膜

與光學現象有關。最常見之光學缺陷為「 「輸出失真（wet_ 139557.doc 200946975 out)」、牛頓環（Newt〇n，s ring)及莫利效應 此外’在某些條件下’可藉由觀察者經由顯示器觀測到背 光組件’諸如提取部件。雖然此等部件為有意置放之部 Z ’但當可觀測到其時，其類似於缺陷，因為對觀察者： 言’其使顯示器外觀降級。 本發明之實施例係針㈣於加工心形成具有增強光學 特徵之光學膜之母板工具的方法及系統，使膜尤其有利地 用於顯示器應用。該方法包括一種製造方法，該製造方法 包括在母板表面中形成基底結構且形成與基底部件重疊之 修改部件。雖録底料及修㈣件可妹何順序形成， 仁U改„卩件如此表示以求方便，因為其修改基底部件之下 =構°根據本發明之實施例所形成的母板卫具允許在光 學膜之主表面上製造整體微結構區域。 舉例而。，纟-些實施你j中，&底結構為連續部件且修 改部件為與基底部件重疊之離散部件。在此等實施例中， 連續基底結構之長度比離散修改部件之長度顯著長多個數 量級在些實施例中，基底結構之長度可能不顯著長於 修改部件之長度。在—實施例中，基底部件包含三㈣且 二文。p件在χ方向（垂直於母板表面之平面）及z方向（平行於 力板表面之平面)中之一者或兩者上修改基底結構。修改 料在由存在基底結構之斜度或形狀突然*連續性之周界 界定的區域中修改基底結構。 L改。p件可修改基底結構之頂部及/或側面。在一些實 施例中，修改部件增加基底結構凹槽之深度。在—些實施 139557.doc 200946975 例中’修改部件僅影響基底結構之側面而不改變高度尺 寸。在其他實施例中’修改部件可增加基底結構之深度且 修改基底結構之側面。 基底結構與修改部件之重疊可用以在由母板工具形成之 膜中產生所需光學性質之组合。可使用修改基底結構之部 件實現的所需光學性質之非限制性代表性組包括光引導及/ 或再循％以及增強之光擴散特徵、改良之耐久性及韌性、 _ 缺陷隱藏及/或光學缺陷減少以及本文所述之其他有利性 質。結合增亮膜，舉例而言，本發明之方法增強製造適合 特定設計標準或一組所需光學特徵（諸如，增益、韌性、 擴散、缺陷減少及缺陷隱藏）之光學膜的能力。 圖1中說明使用藉由本文所述之方法製造之母板工具產 生的膜100之一部分之實例。在此實例中，如在其他實例 中一般，在母板工具中所形成之部件為膜部件之補體（負 面）。因此，膜結構與母板工具結構相對應，使得在製造 Φ 冑時母板表面上之局部最小值對應於膜上之局部最大值。 在此實例中，膜100代表用於光引導膜（例如，光再循環 增亮膜）之結構。膜U)()包括包含大量對應於切人母板工^ . 之凹槽之線性三稜柱105的基底結構。雖然在此實例中說 • 日月線性三稜柱作為基底部件，但亦可應用其他棱狀或非棱 狀形狀。 在例示性膜100中，修改部件110沿線性三稜柱105之刻 面與基底結構105重疊。如圖艸所說明，修改部件㈣與 由線性稜柱105所界定之下伏基底結構之側面106的修改相 139557.doc 200946975 關聯。在此實例中’可藉由在沿稜柱凹槽之侧面的位置處 在母板工具中產生離散斷續切口來形成修改部件110。斷 、·’、 了藉由在平行於母板工具表面之z方向上快速移動 刀。〗工具而得以產生。另外或或者，可在垂直於母板工具 表面之X方向上快速移動，或在具有X分量與Z分量之方向 上快速移動切割卫具，或以引起切割工具切人母板工具纟 · 匕下伏基底結構珠的方式另外移動切割工具。如本文所 . 述之斷續切割包括其中切割工具產生離散切口之方法該 離散：口產生由改變基底部件形狀之突然不連續周界所I ❹ 定之區域。用於膜100及母板工具之座標系在圖艸加以說 明且更詳細地結合圖3加以描述。 由剛剛所述之斷續切割技術形成的離散光學部件形成由 具有下伏基底結構形狀之突然不連續性之周界所界定的基 底結構中之區域。舉例而言’離散部件11〇形成具有其中 在下伏二稜柱1〇5之側面1G6上發生斜度不連續突然變化之 周界125的區域。此等突然不連續周界125之形成可經由動 態控制之斷續切割方法來實現，包括藉由如本文更詳細描❹ 述之動態控制直進切割或動態控制同步快速切割進行斷續 併有具有突然不連續周界之修改部件的光學膜當與不具 有該等部件之膜相㈣可有利地提供增強之擴散特徵。基 底結構上突然不連續修改部件之重叠提供控制增益、光： 擴散及/或缺陷減少性質(例如，抗輸出失真及蜮抗莫利： 應）之能力，此增強產生經設計用於特定應用之媒的能 139557.doc 200946975 力。 即使動態控制之連續非斷續切割技術亦產生較平緩之轉 變，使得在非斷續切割之情況下難以形成提供本文所述之 膜之增強光學特徵的突然不連續性。修改部件可在基底結 構形成之則或基底結構形成之後形成。可（例如）藉由使用 快速工具伺服致動益動態控制之直進切割或快速切割產生 ， 斷續切口。 在一些貫施例中，基底結構及/或修改部件係經由使用 車床形成。車床可獨立控制切割工具穿透至母板中之深度 及切割工具沿母板表面之橫向移動。此外，車床可獨立控 制圓筒形母板之旋轉速度。 圖2中說明經組態以製造根據本發明之實施例的具有重 疊基底結構210及修改部件211之圓筒形母板工具的車削系 統。圓筒形母板卷筒200藉由鼓式驅動器（drum ddve)2〇4 繞轴202旋轉。雖然在此實例中母板2〇〇展示為圓筒形，但 〇 在替代性組態中母板可為平面或採用其他形狀。基底部件 210可藉由在母板2 0 0上直進切割同心凹槽或藉由螺紋切割 凹槽（亦即在切入母板200之表面時在z方向上平移切割工 ' 具208)來切入母板200。形成修改部件之離散切口 211可切 - 入母板中，與基底部件210重疊。舉例而言，可藉由經由 快速移動切割工具208斷續切割來形成修改部件。 在一些實施例中，控制器206在2方向上橫向驅動切割工 具底座209以沿旋轉母板200移動切割工具2〇8，以產生螺 紋切口或同心切口。控制器206控制鼓式驅動器2〇4之速度 139557.doc 13 200946975 且可監測母板200之角位置Ψ。 施例中，切割工具208可經取向以在母板200中 切割具有會暂L k 上恆疋深度及間距之連續凹槽210。在其他 實施例中’連續部件21()之深度及旧間距可包括「快速」 ^ /或緩杈」漂移。當切割連續部件時，切割工具之 速」/7K移可用以產生沿特定連續部件之長度具有變化 的膜。切割卫1 Γ 113 、 緩慢」漂移可用以產生在部件與部件 之間變化的連續部件。 、舉例^ ’當切割伸長¥形凹槽時，切割工具沿垂直於 ^ 面之表面的方向快速漂移可用於產生展示沿各稜柱 之南度變化之膜。切割工具沿垂直於母板表面之表面的方 向=慢漂移可用於產生具有高度沿各齡之長度保持怪定 之稜柱但高度在稜柱與稜柱之間變化的膜，因此第一棱柱 具有與相鄰稜柱之高度不同的高度。當切割母板時，可同 時使用切割工具之連續快速及緩慢漂移，使得由母板產生 之膜包括除具有稜柱與稜柱之間的變化外還具有沿各稜柱 之長度之連續變化的稜柱。可在父、丫及2方向中之任一或 多個方向上進行快速及/或緩慢漂移。 控制器206可經組態以控制切割工具底座2〇9之移動以產 生切割工具在平行於母板表面之ζ方向上的緩慢漂移及產 生切割工具在垂直於母板表面之χ方向上的緩慢漂移。底 座209之運動可用以產生切入母板2〇〇之表面變化該等變 化具有超過快速伺服致動器238之衝程長度的振幅。 控制器206亦可經由一或多個快速伺服致動器238控制切 139557.doc 14 200946975 =具細之快速移動以產生可形成凹槽深度及/或間距連 、-，南頻率變化的切割工具之快速漂移。切割卫具之極快速 用以產生在母板中形成突心連續部件之離 散斷續切口 211。斷馇η 1 β 斷續切口 211可藉由經由快速工具伺服 .2 ( TS)移動切割工具來得以產生。經由斷續切割形成突 然不連續部件係可能的，其中切割工具快速插入母板工且 ' 之表面中且接著取出。 、 ❹ 由連續㈣形成之部件與由斷續切割形成之部件的重疊 了以切割頭早次通過或多次通過表面來實現。舉例而言， 可以一或多次通過形成基底結構且可以另外-或多次通過 形成修改部件。在—些實施例中，在每次通過期間使用相 R切割工具剖面進行多次通過表面。在一些實施例中，在 不同次通過表面期間使用不同剖面切割工具。在一些實施 例巾如圖10巾所說明，基底結構與修改部件均可在母板

中使用兩個或兩梅I w A 啕個以上一起移動之切割頭單次通過母板工 儀| 具表面來加以切割。 可控制切。J工具208與母板表面200之間的角度Θ。視母 板200欲製造之特定類型膜來選擇切割工具208之大小及形 . 狀。 - j制斋2〇6產生控制切割工具2〇8移動之控制信號。舉例 。控制器206可產生導向底座2〇9之信號，該等信號在 X方向上移動切割工具綱以在母板2⑼之表面中切割實質 二恆定深度之部件或在z方向上移動切割工具208以引起切 。’j工具208藉由螺紋切割或同心凹槽切割來切割具有實質 139557.doc -15- 200946975 上恆定間距之凹槽。控制器206可產生導向工具底座2〇9之 信號的緩慢變化’以產生切入母板200之部件深度的相應 緩慢變化。控制器可產生針對工具底座2〇9之信號的緩慢 變化以產生凹槽之間的間距之相應緩慢變化。 控制器206可提供信號至一或多個進一步控制乂及，或乙方 向上切割工具208之位置的快速工具伺服（FTS)致動器 238。致動器238可用以產生切割工具2〇8在乂及/或2方向上 之連續陕速移動。致動器238亦可提供切割工具在乂及/或2 方向上之極快速運動以產生形成離散突然不連續修改部件 211之斷續切口。 舉例而言，各修改部件可具有約小於丨微米、數微米、 數十微米之長度或更大長度。修改部件可將下伏基底結構 之峰升高（例如）約0.5微米至約3微米。 由控制器206產生之控制信號可與母板2〇〇之旋轉同步。 切割工具208之移動可為規則或不規則的。切割工具之規 則移動可為週期性或非週期性的。在一些實施例中，較佳 對各母板工具重複相同信號，使得其含有相同圖案且所得 結構為相同卷軸式（roll t0 r〇U)。在控制器控制之下，切割 工具可以產生隨機圖案或偽隨機圖案之方式移動。 該一或多個致動器238可用以在藉由移動切割工具底座 2〇9正常無法獲得之速度下移動切割工具2〇8。各致動器 238包含單軸快速工具飼服系統，該快速工具伺服系統且 有諸如壓電轉換器（PZT)之轉換器或用於將來自控制器2〇6 之電信號轉化成最終控制切割工具2〇8運動之致動器238之 139557.doc -16 - 200946975 移動的其他轉換器 。切割工具208可受一 器238控制，因此在乂與2方向上移動均有可能 或多個單軸致動 赫 快速祠服致動⑼應之解域可處讀千赫茲至數萬 兹之範圍Θ ’而切割工具底座2〇9之頻率回應通常不大 於5 Hz。舉例而言 工具底座209之移動可實現在約

500,000微米之距離（波長）上約〇 5微米至約5〇微米之凹槽 間距的低頻率變化。工具底座2〇9之移動可實現在= 2,000,000微米之波長下約〇 5微米至約5〇微米之凹槽深度 的低頻率變化。在約5微米至約5〇〇微米之波長下，二動= 238所產生之衝程長度可（例如）小於5Q㈣或在約^微 米至約50微米之範圍内。應瞭解在衝程長度與較高頻率回 應之間可存在折衷。 微複製母板工具可形成為具有肖所需光學形狀互補之部 件（包括本文所說明之基底部件及突然不連續修改部件）的 圓筒形卷筒。雖然本文中說明母板為圓筒形卷筒，但或者 其可採用其他形狀，諸如平面、弯曲、凸狀或凹形。母板 表面通常為硬銅，不過亦可使用其他材料，諸如鋁 '鎳、 鋼或塑膠（例如，丙烯酸系）。 一旦形成微複製母板工具，則其可用作產生微複製光學 臈之母板。可使用根據本發明製備之工具，藉由諸如在工 具上澆鑄及固化聚合材料、壓印、擠壓、壓縮成形及/或 射出成形之方法製造光學膜。澆鑄及固化一般為較佳的， 且可製備光學膜之材料包括聚碳酸酯及聚對苯二甲酸乙二 酉曰（PET)。光學膜可以單層（單片）製造，或可包括兩個或兩 139557.doc -17· 200946975 個以上層，使得襯底層包含一種材料且包含基底結構及修 改部件（凹槽及/或其他結構）之微結構化層包含另一種材 料°可使用如本文所述製造之母板工具將微結構化層形成 為整體結構。 在本發明之一些實施例中’母板工具之結構可藉由澆鑄 及固化方法轉印至其他介質（諸如聚合材料之帶狀物或網 形物）以形成製造工具。接著此製造工具用於製造本文所 - 述之類型的微複製物件。此產生具有對應於母板工具表面 之表面的物件。亦可使用諸如電鑄之其他方法複製母板工 © 具。可稱為中間工具之彼複本接著可用以製造微複製物 件0 圖3為說明用於切割工具（諸如，圖2中說明之切割工具 2〇8)之座標系的圖。說明用於相對於工件364移動工具尖 端362之座標系。工具尖端362通常附接至托架360，托架 360附接至致動器（未圖示）。在此例示性實施例中，座標系 包括X方向366、y方向368及2方向37〇〇χ方向摘上之移動 係指在實質上垂直於工件364之方向上的移動。丫方向細 上之移動係指在橫向跨過工件⑽之方向上（諸如，在 上垂直於工件364之旋轉轴之方向上)的移動。2方向370上 之移動係指在側向沿工件364之方向上（諸如，在 之旋轉軸之方向上)的移動。工件旋轉稱二 r式實，箭頭353表不。若工件以與卷筒形式相反之平面 形式實施，則y方向及2方向係指 ：： 方向上跨過工件之相互正交 MX方向之 向上的移動。平面形式工件 139557.doc -18- 200946975 可包括（例如）旋轉圓盤或平面材料之任何其他組態。 圖4A-4D為例示性工具尖端托架490之圖，其將安裝至 PZT堆疊以受致動器控制。圖4A為工具尖端托架490之透 視圖。圖4B為工具尖端托架490之前視圖。圖4C為工具尖 端托架490之側視圖。圖4D為工具尖端托架490之俯視圖。 如圖4A-4D中所示，工具尖端托架490包括平坦後表面 492、錐形前表面494及具有角狀或錐形側面之突出表面 498。孔496提供工具尖端托架490安裝至PZT堆疊之柱上。 錐形表面498將用於安裝用於加工工件之工具尖端。在此 例示性實施例中，工具尖端托架490包括平坦表面以在安 裝至PZT堆疊時藉由提供更多表面積接觸來增強安裝工具 尖端托架490之穩定性。工具尖端托架490包括錐形前表面 以減少質量。可藉由使用黏著劑、銅焊、焊接、扣件（諸 如，螺釘）或以其他方式將工具尖端托架490安裝至PZT堆 疊之柱。 基於（例如）特定實施例之要求，其他工具尖端托架組態 為可能的。術語「工具尖端托架」意欲包括用於固持加工 工件之工具尖端的任何類型結構。工具尖端托架490可以 (例如）一或多種以下材料實施··燒結碳化物、氮化矽、碳 化石夕、鋼、鈦、金剛石或合成金剛石材料。用於工具尖端 托架490之材料較佳為剛性的且具有低質量。 圖5 A-5D為例示性工具尖端500之圖，諸如藉由使用黏 著劑、銅焊、焊接或以其他方式將其固定至工具尖端托架 490之表面498。圖5A為工具尖端500之透視圖。圖5B為工 139557.doc -19· 200946975 具1端500之前視圖。圖5C為工具尖端500之仰視圖。圖 5D為工具尖端500之側視圖。如圖5 A-5D中所示，工具尖 端500包括側面504、錐形及角狀前表面5〇6及用於將其固 定至工具尖端托架490之表面498之底表面502。工具尖端 500之前部部分505用於在致動器控制之下加工工件。工具 尖端500可以（例如）金剛石板來實施。可製造具有多種組態 之工具尖端500以實現如下文更詳細地說明之各種切割剖 面。 圖6A說明用以安裝切割工具635、工具尖端托架636及快 速工具致動器618、616至車床之工具安裝總成6〇〇的一部 分。工具安裝總成600包括能夠固持χ方向致動器618之主 體612、ζ方向致動器616及切割工具635。在此實例中，致 動器616、618為ΡΖΤ堆疊。ΡΖΤ堆疊618、616經配置以分 別沿X方向及ζ方向移動切割工具635。在一些應用中，可 僅使用一個ΡΖΤ堆疊。ΡΖΤ堆疊618、016牢固地安裝至工 具女裝總成612以達成精確控制切割工具63 5之移動所需的 穩疋性。ΡΖΤ堆疊618、616包括用於接收來自控制器之信 號的電連接630、634。ΡΖΤ堆疊618、616可包括一或多個 在堆疊與工具尖端托架636之間的貝勒維爾墊圈（BeUeviUe washer)以用於預負載。 圖6B為用於切割工具中之例示性PZT堆疊672的圖。PZT 堆疊用以提供連接至其之工具尖端的移動且根據此項技術 中已知之壓電效應操作。根據壓電效應，施加於某些類型 材料之電場引起該等材料沿一條軸膨脹且沿另一條軸收 139557.doc •20· 200946975 縮。PZT堆疊通常包括複數種材料674、676及678，該等材 料圍在套管6 8 4内且安裝在底板6 8 6上。此例示性實施例中 之材料係以服從ΡΖΤ效應之陶瓷材料實施。僅為達成例示 性之目的而展示三個圓盤674、676及678，且可基於（例如） 特定實施例之要求而使用任何數目之圓盤或其他材料及其 任何類型之形狀。柱688黏附至圓盤且自套管684突出。圓 盤可以任何ΡΖΤ材料（諸如，混合、壓製、基礎及燒結之鈦 酸鋇、鍅酸鉛或鈦酸鉛材料）實施。圓盤亦可以（例如）磁致 伸縮材料來實施。 如由線680及682表示之圓盤674、676及678的電連接提 供電場至該等圓盤以提供柱688之移動。歸因於ΡΖΤ效應且 基於所施加之電場類型，可實現柱688之精確及細微移 動，諸如在數微米内移動。ΡΖΤ堆疊672之具有柱688之末 端亦可相抵於一或多個貝勒維爾墊圈而安裝，該等貝勒維 爾墊圈提供ΡΖΤ堆疊之預負載。貝勒維爾墊圈具有一些可 撓性以允許柱688及附接至其之工具尖端移動。 用於切割母板工具之使用多個致動器的系統描述於美國 專利申請案第11/274723號、第11/273875號、第11/273981 號及第11/273884號（均在2005年11月15日申請）中。 圖7A-7C說明藉由使用上述例示性致動器及系統直進切 割對母板工具進行斷續切口加工。詳言之，圖7A-7C說明 工具尖端之可變斜削入角及斜削出角之使用，且彼等角可 經由控制母板及切割工具之移動來得到控制。圖7A-7C中 之每一者說明以變化斜削入角及斜削出角切割之前及之後 139557.doc -21 - 200946975 的母板之實例。斜削入角稱為λΙΝ且斜削出角稱為λουτ。術 語斜削入角及斜削出角分別意謂在加工期間工具尖端進入 工件及離開工件所成之角度。斜削入角及斜削出角未必與 工具尖端移動穿過工件時之角度一致；相反，其係指工具 尖端接觸及離開工件所成之角度。在圖7A-7C中，工具尖 端及母板可以（例如）上述系統及組件來加以實施。 圖7Α為說明進入及離開工件753時斜削入角與斜削出角 實質上相等之斷續切口 750的圖。如圖7Α中所示，工具尖 端751進入工件753之斜削入角752實質上等於斜削出角 754(λΙΝ ^ λ〇υτ )。工具尖端75 1進入工件753之持續時間決 定所得微結構之長度L(756)。使用實質上相等之斜削入角 及斜削出角產生藉由用工具尖端自工件移除材料而產生的 實質上對稱之微結構758。可重複此過程以製造由距離 D(762)分隔之其他微結構，諸如微結構760。 圖7B為說明進入及離開工件767時斜削入角小於斜削出 角之斷續切口的圖。如圖7B中所示，進入工件767之工具 尖端765之斜削入角766小於斜削出角768(λ〗Ν<λουτ)。工具 尖端765在工件767中的停留時間決定所得微結構之長度 770。使用斜削入角小於斜削出角產生藉由用工具尖端自 工件移除材料而產生的不對稱微結構（例如，微結構772)。 可重複此過程以製造由距離776分隔之其他微結構，諸如 微結構774。 圖7C為說明進入及離開工件78 1時斜削入角大於斜削出 角之斷續切口的圖。如圖7C中所示，進入工件781之工具 139557.doc -22- 200946975 尖編779之斜削入角78〇大於斜削出角782〜>、τ)。工 具大端779在工件781中的停留時間決定所得微結構之長度 784。使用斜削入角大於斜削出角產生藉由用工具尖端自 工件移除材料而產生的不對稱微結構（例如，微結構786)。 可重複此過程以製造由距離79〇分隔之其他微結構如 微結構788。 在圖7A-7C中，斜削入角及斜削出角（752、754、766、 780 782)之虛線意欲在概念上說明工具尖端進入及 離開工件所成角度之實例。當切割工件時工具尖端可沿 任何特定類型之路徑移動，例如線性路徑、彎曲路徑、包 括線性運動與彎曲運動之組合的路徑或由特定函數界定之 ，徑。工具尖端之路役可經選擇以最佳化切割參數，諸如 完成切割工件之總時間。 鲁 本發明之實施例係針對依賴於斷續切割以形成包含由其 中存在下伏基底結構斜度之突然不連續性之周界所界定的 區域的修改部件的方法。舉例而言，突然不連續性可包括 ⑼如）超過約心、超過約〇·2。或超過約【。之斜削入角或斜 削出角（或每微米之斜度變化）。各修改部件可沿讀2方向 土底、構』0.5微米至約3微米。修改部件的長度可在 小於1微米至數微米至數十微米之範圍内。 為在概心上說明可使用具有斷續切割FTS致動器之切 割工具系統製造加工工件且使用彼工件製造結構化膜所製 造之膜中微結構的圖。如本文所述，類似於微結構8〇6、 8〇8及810之部件可重疊在基底部件上。 139557.doc -23· 200946975 如圖8中所示，物件800包括頂表面8〇2及底表面8〇4。頂 表面802包括斷續切割微結構，諸如結構8〇6、8〇8及81〇 , 且彼專微結構可使用上述致動器及系統加工工件且接著使 用塗佈技術使用彼工件製造膜或物件來製成。在此實例 中，各微結構具有長度L，依序切割之微結構藉由距離D 分離’且相鄰微結構藉由間距p分離。本文中說明涉及具 有與基底結構重疊之斷續切割微結構（諸如，圖8中說明之 彼等微結構）之膜的其他說明。 在一些實施例中，形成基底結構時切割工具之連續切割 運動之變化、產生修改切口之工具尖端運動之變化或兩者 可包括沿相對於母板表面具有X與Z分量之彈道的運動。在 一些實施例中，沿彈道切割（本文中稱為彈道切割）可包括 如圖0A之工具安裝總成所說明之一 X軸致動器及另一 z轴致 動器。在一些實施例中’彈道切割可使用相對於切割彈道 對準之單轴致動器得以實現。 圖9A展示經組態以將切割工具910及單軸致動器92〇安裝 至車床之工具底座900的一部分。切割工具91〇及致動哭 920經取向使得致動器920(例如，PZT致動器）之操作產生 切割工具910之彈道運動。PZT致動器920之操作沿具有父與 z分量且關於母板表面偏轴之彈道移動切割工具91〇。 圖9B說明對於如圖9A中所示之單軸致動器配置，切割 工具910在x-z平面上之彈道950。當切割基底結構時，切 割工具910可沿彈道950前後移動以在母板工具之表面中切 割可變深度及可變間距之凹槽。如（例如）圖4〇之結構所說 139557.doc -24- 200946975 明，當修改基底結構時，彈道切割可經實施以切入基底結 構之側面。對於單軸致動器而言’彈道950可視所需乂分量 及Z分量之量加以調節。最大斜邊長度由單軸致動器前進 能力規定。 舉例而言’對於能夠前進20微米之PZT堆疊而言，致動 器可經旋轉以產生3微米之X軸分量。在X軸分量等於3微米 且斜邊等於20微米的情況下，致動器相對於母板表面以 ❹

8.6。之角度1^取向。使用勾股定理，計算出2軸分量為197 微米。 切割工具910之尖端可垂直於母板表面取向或可相對於 母板表面成一定角度取向。工具尖端取向可以多種方式實 現。如圖9C中所說明，在PZT致動器92〇與工具柄部96〇之 間可採用定向隔片97〇。如圖奶中所說明，工具柄部州可 直接包括所需幾何形狀。如圖9八中所說明，工具9ι〇可在 柄4 966上以所需角度取向。如圖9Ε中所示，工具尖端 可經重疊或形成以含有所需取向。 如先前所討論，可使用圖2_9中所說明之車床、切割工 具及技術藉由各種方法中之任一或多者切割基底結構及/ 或修改部件。舉例而言，可以多步方法切割基底結構及修 改部件’財法包括使料床首先在母板巾㈣螺紋連續 凹槽或-系列同心凹槽，且接著使用車床將離散部件重昼 在先前切割之凹槽上。或者，可最初在母板表面之表面中 =修改部件，接著進行切割重疊在修改部件上之螺紋凹 槽或同心凹槽的步驟。 139557.doc -25· 200946975 在另貫例中’可使用具有包括兩個或兩個以上切割工 具之切割機構的車床以單次通過或多次通過來切割基底結 構及修改部件。圖10說明具有含有兩個切割工具1〇〇7、 1008之切割機構1 〇3 〇的車床，其可經實施，以切割工具 1007、1008單次通過母板表面1〇〇〇來切割基底結構及修改 部件。雖然為達成說明之目的，圖〗〇中僅說明兩個切割工 具’但可以此方式使用多個切割工具。

當母板工具在鼓式驅動器1〇〇4控制之下繞轴1002旋轉 時，在控制器1 006控制之下，可使用切割工具丨〇〇8、丨〇〇7 中之一者（諸如）藉由在母板工具之表面1〇〇〇中產生連續切 割產生凹槽1010來製造基底結構。可使用切割工具1〇07、 1008中之另一者（諸如）藉由產生斷續切口來製造修改部件 1011。在一些實施例中，連續切口可產生具有十互定深度及 間距之凹槽1 〇 10。在其他實施例中連續切口可產生包括 沐度及/或間距之快速或緩慢變化之凹槽i 0丨0。

圖10之車床說明切割機構1030，該切割機構1030併有切 '、1007、1008、相關工具底座1027、1028及相關致動 15 1037、1038。各切割工具1007、1008沿x及/或z軸獨立 快速及/或緩慢移動係可能的。對於各切割工具1007、 1〇〇8而§，藉由其各自工具底座1027、1028之獨立移動 可獨立實現各切割工具1GG7、1GG8之緩慢移動。在一些 施例中’兩㈣卫具1⑽7、1GG8皆附接至常見工具底座 在些實施例中，工具底座1027、1028可麵接在一起， 起兩個耦接之工具底座1027、1028一起移動兩個切割工 139557.doc -26- 200946975 1007 ' 1008 °

切割工具1007、1008各自可藉由一或多個工具致動器 削、·獨立操作’從而提供切割工具之快速運動。切 割工具蘭、刪在三維上沿x、y及/或^之㈣可獨立 或不獨立，從而引起切割工具刪、_中之一或兩者快 速漂移。快速運動可用以使凹槽i㈣之深度及/或間距連 續變化或可用以實現直進切割以形成突然不連續斷續切 口，該等斷續切口產生離散部件1〇11。 舉例而言，各切割工具1007、1〇〇8可藉由X轴致動器及z 軸致動器中之一或兩者獨立操作。或者，各切割工具 1007、1 〇〇8可藉由單軸致動器操作以沿如上所述包括X分 量與z分量之彈道移動。 關於可應用於本發明之實施例的母板工具中切割連續及/ 或離散部件的使用的其他資訊描述於由2〇〇7年丨2月7曰申 明之 S/N 11/952438 及 2007年 9 月 21 日申請之 S/N 60/974245 確疋的共同擁有之美國專利申請案中。 在一些實施例中，圖10中所說明之切割工具之一 1〇〇8可 用以製備表面1000且另一切割工具1〇〇7可用以切割部件至 所製備之表面中。舉例而言，表面1000之製備可包括：使 表面平滑，將表面紋理化及/或切割連續部件、離散部 件、二角形凹槽、雙凸透鏡狀結構、棱錐形、半球、截短 結構及/或其他部件或其組合至表面中。第二切割工具 10〇7可用以修改使用第一切割工具1〇〇8所製備之表面。舉 例而言’藉由第二切割工具1〇〇7修改表面可包括形成連續 139557.doc -27· 200946975 及/或離散部件或連續及/或離散部件之不同組合。在—歧 實施例中，製備表面之後表面的粗趟度實質上小於最 件。 口1 在一些實施例中，切割基底結構及/或修改部件可 快速切割來得以實現。快速㈣使用旋轉快速切割頭^ 切割工具與母板表面接觸。當快速切割頭旋轉時 具週期性地切u件中。舉例而言，快速切割頭及工二可 相對於彼此移動，此能夠使切割元件切割 中。舉例而言’若工件為圓筒形卷筒，則快速切割頭可Γ 著卷筒夕:表面之長度切割凹槽’該卷筒可藉由等於凹槽： 間的間隔或間距之距離指引，且接著可沿著卷筒之長 =第-凹槽相鄰之另一凹槽。以此方式，整個卷筒；且 有基底結構’諸如連續縱向凹槽。藉由相對於卫件移動: 割頭且在母板表面之離散位置處製造切σ，快速 = 用以在母板表面上形成多個修改部件。 D 、可

作為一種類型研磨之快速㈣通常為不連續切割摔作， 意謂各切割元件與工件接觸—段時間，且接著不心 觸-段時間，在該段時間期間快速切割頭使彼㈣2 轉穿過圓圈之剩餘部分’直至其再次接觸工件。= 切割操作通常為不連續的’但在工件中藉由高速切= 成之所得凹槽或其他表面部件可依照要求為連嬙r;M 一連串個別但連接之切α形u 4 、”（列如由 士、、 化成)或不連續的(由斷開切口形 成）。 ν 如上所述’使用快速切割切λ τ从 ]切入工件之部件可為凹槽，势 139557.doc -28. 200946975 凹槽係由在頭旋轉時由切割元件製造之連續凹槽區段形 成/α工件長度縱向延伸。在此配置中，知道個別切割元 件相對於快速切割頭旋轉軸之位置並不重要，因為切割元 件僅繼續自工件切割材料，直至其自工件離開或馬達停 止。 ❹ 類似配置之另—實例係在使用高速切割機來切割螺旋凹 槽至圓筒形工件之表面中時一種在母板表面中產生螺紋 凹槽之方法。同樣，在此情況下，任何個別切割元件相對 於快速切割頭之旋轉軸的位置並不重要，因為一旦切割元 件相對於工件定位’則其僅繼續切割彼工件，直至其停 2換言之’若切割元件首純觸工件之點據說為 =速切割機頭之旋轉軸)，則知道切割元件 何時間點繞旋轉_轉5。、165。或275。定位並不重要。 定隨時_之快速 並中㈣^ 可用於快速切割操作， 速切割頭欲經定位以在工件中在相對於工件以 部件或兩者之指定位置中形成連續部件（、，或-他 或離散部件之元件。 凹槽區段） 切割頭相#r 為絕對的，意謂已知快速 的，==初始或參考點之旋轉位置，或為相ϊ —已知快速切割頭相對於 相對 置。舉例而言，使用上文提供之簡單―角:;：置之旋轉位 之二實施例能夠使使用者或刀 點⑹切割元件處於第一角位 疋在第-時間 割元件處於第點⑹切 I知疋為（例如）切 139557.doc -29· 200946975 割元件首先接觸工件所處之位置（位置ai)及切割元件切巧 已知部分之凹槽或其他料至工件中所處之位置（位置 a2)，則可啟動裝備有用於改變位h與位置h之間切割元 件之位置或取向或兩者的致動器的快速切割頭以進行此操 作。簡言之，已知隨時間而變之切割元件之位置允許操作 者指定彼切割元件在任—時間點的位置，此能夠使系統在 工件中形成連續及/或離散部件。

在圖11中所示之快速切割系統及方法的-實施财，快 速切割頭11GG包括切割元件㈣、11()3，該等㈣元件 、11〇3藉由柄部或工具固持器11〇4保持或併入其中， 柄部或工具固持器11〇4又可藉由夾片ιι〇6附著於頭謂。 切割兀件1102、11〇3可為(例如)金剛石，其藉由工具固持 〇 器1104載運。或者’諸如金剛石之切割元件可直接黏結至 快速切割頭或圓盤’且用以在工件中形成部件。在一些實 施例中，切割元件11〇2可具有與切割元件11〇3之剖面幾何 形狀不同的剖面幾何形狀。舉例而言，切割元件ιι〇3可用 以在母板工具工件中切割基底結構，且切割元件1可用 以切割修改部件。 快速切割頭1100包括通常固定至基底或平台之外殼 1Π0'包括固定至外殼之定子（未圖示）之馬達（諸如，直流 馬達）及由可包括（例如）口1108之空氣軸承ιιΐ4支撐的旋轉 軸m2。快速切割頭1100亦可包括滑環或其他總成以在頭 之固定部分與旋轉部分之間傳輸信號或電力或兩者。 快速切割頭11 〇 〇亦包括量測旋轉軸相對於外殼丨丨丨〇之位 139557.doc • 30- 200946975 置（或位置改變）的编m & 、’·焉為，諸如旋轉編碼器。編$ @ 部分通常固定，且虛竭碼盗之一 、 ；目+於外殼或定子或兩者固定之付 置（且通常含於其内）。 編碼器之第二部分通常固定 切割頭之旋轉部分（諸如M & 至决速 哭之…… 轉軸1112)，且其經調試以與編碼 ^之固疋部分相互作用以產生指示兩部分之間的相對移動 之信號。舉例而言，編碘哭—# A 对移動 編碼态之旋轉部分可具有—系 其他標諸，且編碼器之心部分可在光學上领_彼等線

之存在或不存細敎㈣分之料相對運動錢。 編馬器（通常固疋部分）傳輸包括關於快速切割頭位置之資 訊的至少-個位置信號，該信號可由控制器接收且用以: 生命令信號。命令信號可傳輸至（例如）與快速切割頭或平 台相關聯之馬達。命令信號可改變(例如)快速切割頭之速 度或其相對於工件之位置。 、 雖然在本說明書中可提及由快速切割頭載運之單—切割 元件，但可藉由快速切割頭載運多個切割元件，且切割元 件可彼此相同或不同。切割元件可為單一或多晶金剛石、 碳化物、鋼、立方氮化硼（CBN)或任何其他合適材料。合 適之金剛石切割尖端可自K & Y Diamond Company(Quebec， Canada)獲得。諸如金剛石之切割元件的幾何形狀及切割元 件之柄部或固持器的設計可經指定以產生工件所需之表面 部件或效應。如（例如）内容併入本文中之美國專利公開案 第2003/0223830號（Bryan等人）中所述，通常可替換之切割 元件可包括一個以上切割尖端或其他部件。可在次微米等 級上研磨金剛石切割元件（包括例如藉由離子研磨），以產 139557.doc -31 - 200946975 生將形成幾乎任何所需組態之部件的切割元件。如需要， 可選擇快速切割頭之其他特徵。舉例而言，較大直徑快速 切割頭可用於產生由於較大切割半徑而自然具有比藉由較 小直徑快速切割頭切割之凹槽平坦之底部的凹槽。 圖12中說明根據本發明之快速切割系統。為便於描述， 可關於快速切割頭12〇〇及工件1299指定座標系。座標系指 定為任意的，且其提供目的在於在所提供之圖式的背景下 有助於理解本發明，而非限制本發明之範疇。座標系係相

對於切割元件之尖端展示，且包括相互垂直之χ、丫及Z 軸。與先前討論之座標系一致，5^軸垂直於卷筒丨299，且 在所說明之實施例中’ x軸通過卷筒2〇0之縱軸。如圖12中 所示，y轴垂直延伸，且在所說明之實施例中，丫軸平行於 卷筒外表面之切線或與其重合。2軸水平延伸且平行於卷 筒之中心軸。 在所說明之實施例中’工件亦具有旋轉轴c，且工件可 以相對於彼軸之任一方向旋轉。快速切割頭丨2〇〇具有旋轉 轴A ’其平行於圖12中之丫軸。雖然所說明之工件為圓筒形 卷请’且在工件特定形狀不重要之本說明書中工件及卷筒 之名稱可交換使用’但其他形狀及大小之工件可結合本發 月使用。右工件為平面（諸如，平板或圓盤）而非圓筒形， 則可對各軸之先前名稱作相應修改以便於在該背景下理解 本發明。 在此實施例中，圓筒形工件1299固定支撐在轉轴1225 上，且編碼器丨226經定位且調試以偵測轉軸相對於固定或 139557.doc -32· 200946975 初始點之位置或位置變化。件 製成的卷筒一具有由更易：力由諸如不鏞銅之金屬 -丹有由更易於加工之材料 主 銅、紹、鎳磷、硬銅或聚合物）製成的外層。為簡單: 見，在本說明書中工件通常稱為「卷筒」，但 :適修改之情況下工件可為平面、凸狀、凹形或複雜= 形狀。因此’本說明書中之術語「卷筒」意欲 合適形狀之工件。 參 ❹ 如圖13B中所示，工件在—末端可包括測試帶⑽，在 該測試帶上快速切割頭可經程式化以切割測試圖案來測定 頭及工件是否相對於彼此適當定位及同步。接著可評估在 測試帶中所形成之部件的特徵，且一旦快速切割頭及工件 之操作最佳化，則可在工件之不同部分上執行實際加工操 ，。測試帶並非必需，但其可用於敎為使系統之實際效 能與系統之所需或理論效能匹配可能必須作出之調整。 快速切割系統較佳由電腦或控制器1218控制，該電腦或 控制器1218可包括或操作性連接至儲存—或多個應用程式 之記憶體、非揮發性儲存資訊之輔助儲存器、產生可輸出 至致動器或其他裝置之波形資料槽案之函數產生器、接收 資訊或命令之輸入裝置、執行記憶體或輔助儲存器中所儲 存或自另-來源接收之應用程式的處理器、輸出資訊之視 覺顯示之顯示裝置或以其他形式(諸如，揚聲器或印表機） 輸出資訊之輸出裝置或上述兩者或兩者以上的任何組合。 控制器可使用電、纜1220或合適無線連接來交換資料或信 號 種有用控制系統包括輸入及輸出電路及PMAc控制 139557.doc •33· 200946975 (自 Delta Tau Data Systems(Chatsw〇rth，California)獲得）。 彼PMAC控制將多軸PMAC2控制器與放大器組合以提供（例 如）快速切割頭及卷筒之運動控制。 本發明之控制系統使用以已知產生本文所述之結果的方 式設計之軟體或韌體或兩者。特定言之，軟體較佳能夠使 操作者產生表示工件上個別凹槽區段或其他表面部件之微 觀級形狀與凹槽區段及/或離散部件之宏觀級圖案（規則或 不規則、週期性或非週期性）的波形資料檔案。接著彼等 資料檔案傳達至各種控制系統組件以控制效能且較佳控制 切割元件相對於工件之同步。 為程式化及協調各種組件之移動，通常使用軟體來輸入 所需參數以產生資料檔案，且接著波產生單元將資料檔案 轉譯成根據需要傳輸至驅動單元、致動器及其他組件之信 號。舉例而言’卷筒速度可設定在約〇 〇〇1至約1〇〇〇轉/ 刀’且快速切割頭速度可設定在約1000至約10〇,〇〇〇轉/ 分。已測試約5000、約10,000、約25,000及約40,〇〇〇轉/分 之快速切割頭速度，且該等速度一般較佳，因為較高速度 減少產生成品工件（諸如，微複製母板工具）所需之時間。 所說明之實施例中的工件1299可固定支撐在轉軸系統 上’該轉軸系統係由藉由控制器控制且接收來自控制器之 命令仏號的馬達驅動。轉轴系統可包括一或多個軸承 1222 ’諸如空氣或液體靜壓軸承。為簡單起見，圖12中軸 承U22僅展示在卷筒之一末端，不過其可定位及支撐在相 對於工件1299之任何合適位置。卷筒可藉由馬達1224以任 139557.doc 200946975

❹ 一方向旋轉，或若工件1299並非圓筒形或使用不同系统定 位，則其回應於控制器1218所提供之指令來定位。例示性 馬達化轉軸系統可以名稱4R或以名稱l〇R(其包括空氣細 承）自 Professional Instruments(Hopkins，Minnesota)獲得， 或對於較大工件而言，油液體靜壓轉軸系統自Whitnoii Spindle Division, Whitnon Manufacturing Company(Farmington, Connecticut)獲得。轉軸系統較佳亦包括旋轉編碼器1226， 該旋轉編碼器經調試以在所需精確度内偵測工件1299之位 置且傳輸彼資訊至控制器以使控制器能夠以下文所述之方 式使工件1299與快速切割頭1200同步。 如圖12中所示，快速切割頭1200較佳支撐在快速切割台 1230(其可稱為「X台」）上。X台1230經調試以沿X ' 丫及2轴 中之至少一者移動，較佳沿X與z兩者移動，且更佳沿χ、y 及z轴所有二者相繼或較佳同時移動’以相對於工件1299 定位快速切割頭1200及切割元件12〇2。如此項技術中所 知，X台1230可沿一種以上尺寸或方向基本上同時移動， 因此切割尖端12 0 2之位置可在控制器丨2丨8的控制下容易地 定位在三維空間。 其他習知加工技術可與本發明之系統及其組件結合使 用。舉例而言，可使用冷卻流體來控制切割元件12〇2、快 速切割頭1200、致動器（未圖示）或其他紐件之溫度。可提 供溫度控制單元以維持冷卻流體在循環時實質上恆定之溫 度。溫度控制單元及冷卻流體之儲集器可包括泵以使流= 循環穿過各種組件或循環至各種組件’且其亦通常包括冷 139557.doc •35· 200946975 凍系統以自流體移除熱量，從而維持流體在實質上恆定之 溫度下。λ項技術中已知使流體循環及提供流體之溫2 制的冷床及泵系統。在某些實施例中，冷卻流體亦可= 於工件1299以在加工工件1299時維持實質上恆定之表面溫 度。冷卻流體可為油產品，諸如低黏度油。 加工方法之其他態樣亦為熟習此項技術者所知。舉例而 言，卷筒可經乾式切割，或使用油或另—加工助劑來切 割；高速致動器可能需要冷卻；潔淨乾燥空氣應與任何空 氣轴承（諸如，支撐轉軸之彼等空氣軸承）一起使用；且可 使用油冷卻套管或其類似物冷卻轉軸。此類型之加工系統 通常經調試以說明多種參數，諸如組件之協調速度及工件 材料之特徵，諸如待加工之給定體積之金屬的比能及工件 材料之熱穩定性及性質。最終，PCT公開案w〇 〇〇/48〇37 中所描述之類型之某些金剛石車削組件及技術及美國專利 公開案2004/0045419 Al(Bryan等人，其讓渡於本發明之受 讓人）中所描述之類型之快速切割組件及技術亦可用於本 發明之情況中。 例如在圓筒形卷筒之狀況下，藉由使用與上面固定安裝 卷筒1299以繞旋轉縱軸旋轉之轉軸相關聯的編碼器丨226， 來測定隨時間而變之工件1299之位置。用於快速切割頭及 轉軸或其他工件支撐系統的編碼器不僅如同與快速切割系 統一起使用之一些習知編碼器般，用於達成量測速度之目 的，且亦用以量測位置。接著編碼器可分別傳輸指示快速 切割頭或轉軸之位置的位置信號。此有助於使工件1299與 139557.doc -36 · 200946975 快速切割頭1200之切割元件1202的位置同步。特定言之， 可提供編碼器以測定卷筒之旋轉位置、快速切割頭丨2〇〇相 對於頭之旋轉軸的位置、高速切割機頭i 2〇〇相對於另一軸 (諸如，z軸）之位置及相對於卷筒1299移動高速切割機12〇〇 之X台1230的位置。因此，雖然通常關於測定頭12〇〇旋轉 期間其位置而使用術語快速切割頭丨2〇〇之「位置測定」， • 但其另外可包括測定快速切割頭1200相對於其沿轴之軸向 參位置或繞軸之旋轉位置的位置。一般而言，快速切割頭 1200可相對於任何轴成角或繞任何軸旋轉（或相對於其傾 斜）。 在一實施例中，可藉由提供與工件1299相關聯之位置編 碼器（諸如，角編碼器）及與快速切割頭12〇〇相關聯之另一 位置編碼器來達成此同步。目前可利用至少兩種類型之編 碼器一增量及絕對。增量編碼器價格可較低，且若與（例 如）指示卷筒或快速切割頭之已知位置的指引信號一起使 φ 用’則其可有效充當絕對編碼器。與工件1299(或上面安 裝卷筒之轉轴）相關聯之編碼器1226應具有足以在幾分之 一所需凹槽間距或加工至工件1299中之部件之其他尺寸内 债測工件1299沿其旋轉軸之位置的解析度。凹槽間距為一 • 凹槽之中心至下一相鄰凹槽之中心的距離或一峰至下一相 鄰峰之距離，且通常可計算出其他表面部件之相應尺寸。 在本發明之某些實施例中可與快速切割頭結合使用之一 編碼器可以名稱 E5D-l〇〇-25(M 自 u.s. Digital C()1>p (Vane_%

Washington)獲得，且其定位於快速切割頭上以量測頭之角 139557.doc •37· 200946975 位置。在本發明之某些實施例中，可與工件或卷筒結合使 用之編碼器可以名稱Renishaw Signum RESM(413 mm直 “ 64,8〇〇 列计數）自 Renishaw Inc.(Hoffman Estates,

Illinois)獲侍。針對應用而選擇之特定編碼器η%視所需 解析度、快速切割頭1200或其他組件之最大速度及最大信 號速度而定。 切入工件表面之部件深度可在0至150微米或較佳〇至35 微米之範圍内’或對於產生用於光學膜之微複製工具而 言，甚至更佳在〇至15微米或〇至3微米之範圍内。此等範 圍不欲限制本發明之範嗨’但其可表示可用於提供使用此 類工具所製造之膜中某些光學效應的部件的等級。對於卷 筒工件而言，任何個別部件之長度受卷筒繞其縱軸旋轉之 速度的影響’因為切割長部件至以較高速度移動之卷筒更 為困難。若切割元件沿與工件相反之方向移動，則一般可 比若切割元件沿與工件相同之方向移動容易形成較長凹 槽。當個別切口串聯以產生連續部件時，連續部件可具有 幾乎任何長度。舉例而言，本發明之快速切割頭可用二產 生連續部件’其接近圍繞圓筒形卷筒之周界的螺紋切口。 對於離散部件而言，舉例而t，其長度可為約丨微米至數 宅米，不過此範圍不欲限制本發明之㈣。對於螺纹切判 而言’相鄰凹槽之間的間距或間隔可設定在約丄至約麵 微米。部件可具有任何類型之三維形狀，諸如對稱、不對 稱、棱狀及半橢圓狀部件。 使用本說明書中所述之致動器及系統產生的微結構可具 139557.doc -38- 200946975 有麵微米間距、100微米間距、i微米間距或甚至約2〇〇 奈米之次光波長間距。或者，在其他實施例中，微結 構之間距可大於嶋微米。此#尺寸㈣達成說明之目的 而提供’且使用本說明書中所述之致動器及系統製造的部 件或微結構可具有在能夠使㈣系統加卫之範圍内的任何 尺寸。 _ 在工件為繞其縱軸旋轉之圓筒形卷筒的狀況下，經配置 φ U平行於彼轴切割凹槽或-連串凹槽的快速切割頭可能需 要重新定向，使得所得凹槽或一連_凹槽實際上平行。換 言之’若在卷筒固定時切割元件將在卷筒中切割平行凹 槽，則若在切割期間使卷筒旋轉’則將(若其他參數保持 但定）在卷筒中切割稱微彎曲之凹槽…種抵消此效庫之 方法係使切割頭成角，使得切割元件在其切割結束時比复 切割開始時沿卷筒旋轉方向遠。因為切割元件僅在短距離 上與卷筒接觸，所以儘管卷筒旋轉，但結果仍可接近卷筒 ❹纟面中之平行切口。可能以其他方式調試系統以實現相同 或類似目標，例如藉由使快速切割頭能夠繞卷筒之中心袖 旋轉，使得其在卷筒旋轉時跟隨卷筒，不過實施此方式可 • 為昂貴的。 . 纟用於加工工件(諸如，圖12中所示之圓筒形工 之一有用系統及方法中，快速切割頭12〇〇經定位 轉軸A平行於Y軸延伸，使得平行於z軸延伸之凹部 切入工件1299之表面中。 仟 為形成根據各種實施例之母板工具，諸如圓筒形卷筒之 I39557.doc -39- 200946975 件1299』研磨以提供所需表面部件。空白卷筒可具有於 其中將切割結構或圖案之外層。彼層在已具有切入其中之 隨機或其他圖案後又可經一或多個額外層塗佈，該—或多 们額外層保濩圖案’允許膜精確形成或其易於脫模，或執 订其他有用功成。舉例而言，絡或類似材料之薄層可塗覆 於工具’不過彼類型之層可能「繞過(round over)」工具之 尖銳邊緣且因此不合乎需要。可使用任何可加n、舉 例而言’工件可由銘1、銅、黃銅、鋼或塑膠（諸如， 丙稀酸系）衣成。待使用之特定材料可視（例如）特定所需應 用(諸如，使用加工工件製造之各種膜)而定。 〜 在一實施例中，快速切割頭1200相對於工件1299縱向移 動以…著工件1299之長度切割整個凹槽。接著遞增 1299之旋轉’且沿著工件1299之長度切割另一凹槽。圖 13 A中說明藉由此方法製造之母板卷筒中的凹槽 在另-實施例中’切割單—凹槽區段且工件旋轉等 而間距之距離(在外表面上)或相鄰凹槽之所需位置之間的 距離。接著切割第二凹槽區段’且工件旋轉等於後續二鄰 凹槽之所需位置之間的間距的第二距離。重複此過程 至已圍繞工件周界形成凹槽區段。當卫件已旋轉整整 時’控制态(因為其已接收由與工件相關聯之編碼器發： 的位置信號）可將在接連一轉中之步驟期間切入工件$ 凹槽區段與先前一轉中之步驟中切割的凹槽區段精確對 準’以在工件之外表面中形成縱向延伸凹槽或其他所需結 139557.doc 200946975 構之同等物。 圖13B說明一理想化工件13〇〇， ，、〒已在工件之第一轉 肩間藉由快速切割形成個別凹槽區段13〇1，接著已 轉期間形成凹槽區段1302，接著已力贷_ u 一 r 在第二轉期間形成凹槽 區段1303等。在第二轉及隨後旋轉 .^ 瑚間形成之凹槽區段盥 在第：轉期間形成之凹槽區段對準，且結果為在第一末端 與第一末端之間延伸的連績縱向 僧有可能凹槽區段及 參 書 所付凹槽延伸跨過整個工件長度，但使卷筒之各末端 區域空白可合乎需要以形成測試帶或達成其他目的。 雖然咸信與習知快速切割操作相比時，繞I件周界 連續凹槽區段至工件中具有某些優 ° 占但連續凹槽區段 覆之工件區域的視覺外觀可能 个σ干需要。此等部件疊覆 展不在沿卷筒長度之1331(其中第_ ^, 中第―轉期間形成之凹槽區 段與第-轉期間形成之凹槽區段疊覆）、1332(其中第 期間形成之凹槽區段與第二轉期間形成之凹槽區段疊一 等之中。可能需要使疊覆區域之視覺或非視覺效應最小化 以改良在工具上製造之物件的光學效能。 如上所述’使用編W測定快速切割頭之位置且類似 地，使用圖12中之編碼器122 心上面載運工件1299之轉 抽的位置。因為切割元件诵當卢仏μ 仟通㊉處於相對於快速切割頭之固 疋位置且工件通常處於相對於鍊站夕m ^ 耵於轉轴之固定位置，所以已知 快速切割頭及轉軸之位置基太F> 本上此*夠使操作者已知切割元 件及工件之位置。舉例而言，來 一 °术自彼等編碼器之資料饋入 如圖12中所示之控制器1218，該拎 °控制器又可傳輸命令信號 139557.doc 200946975 至產生快速切割頭之旋轉運動的馬達或產生快速切割頭之 z軸運動的馬達或產峰卜 生上面载運工件之轉軸之旋轉運動的 ’、·…一以上上述馬達。當已確定快速切割頭之位置盥 =置：間的關係時，快速切割頭可說成電子「齒輪傳 二：件，因為在兩個零件之間不存在實際機械齒輪傳 動。备快速切割頭電子齒輪傳動至本發明之工件時，控制 盗可確定在切割元件之軌道中 卞心軌遏中切割疋件何時撞 撞擊在工件上何處。在牛且- T r之美國專利申請案 中詳細描述的本發明之另一態樣中，若切割元件連接至能 夠產生該運動之致動器，則使 〜 浏使用者亦可引起控制器改變切 割元件相對於快速切割頭之位置或取向。舉例而言，使用 者可將控制器程式化以藉由啟動可每秒數千次改變切判元 件位置之致動器，使得其按照預定切割路徑，從而在^牛 中產生具有基本上線性底部之凹槽區段。 當控制快速切割頭與工件之位置時，實務上一者通常設 定為以固定或預定速度旋轉且另_者齒輪傳動至其⑼ 如’減慢或加速）’使得該兩者處於相對於彼此正確之位

置。因為快速切割頭以每分鐘數千M 數千轉知作，所以其具有大 量μ、慣性及/或動量’且企圖加速或減慢切割頭以盘 工件位置匹配可能為不實際的。作為替代，快速切割頭； 紅私式化以在基本上固定之速率下旋轉，且上面載運工件 之轉軸可加速或減慢，使得切割元件與工件處於相對於彼 此適當的位置。此系統可稱為快速切割頭為「主人」且工 件及其相應轉轴「從屬於」其之系統。反之亦有可能一快 139557.doc -42- 200946975 =割頭從屬於工件-快速切割頭之旋轉、工件之旋轉及 ΓΓΤΖ軸運動均在同步控制下的第三實施例就是 試條帶部分上的快速切割系統之實驗性測 起==定切割頭及工件是否適當地齒輪傳動在-起以產生所需結果。 如上所述，平行於2軸之 價次4件可在工件中或在工 :成。问一方法之變體係在工件中以對ζ軸成一定角 φ 又/成凹槽或部件，例如藉由相對於2φ 两印作訂於圖12中之其位置使快 速切割裝置偏轉45。（如圖14中所_ h V圃4中所不），或相對於圖12中之 位置使切割頭偏轉9〇。，或 、 乂仕彳7其他取向。可進行加工以 具有以相對於工件夕仅"+ <何角度疋位的線性凹槽，或具有非 線性部件或甚至彼此交又 邛件。八他角形配置亦為可能 的，包括以不同角疳切名丨+ & > ^ 度刀d之千仃凹槽組以在卷筒或工件表 面上產生稜柱或其他微結構。 以與y及ζ軸兩者成—㈣度在1件中形成呈預定圖案之 凹槽或部件比平行於冰形成凹槽或部件複雜。其更為複 雜’因為如同上述-些其他實施例般’對於工件每一轉以 形成下一凹槽而言’快速切割頭並不僅僅沿z方向行進固 ，距離。作為替代，應藉由分析法或實驗來測定對於工件 每-轉而言快速切割頭之z方向行程’使得若需要對準之 凹槽區I又，則在工件連續旋轉後’隨後凹槽區段與較早凹 槽區段對準。舉例而言’若圍繞卷筒之周界形成一系列 45。凹槽區段，每一凹槽區段沿z方向相對於前一區段稍微 ^丁進’則在卷筒完整一轉後’在第二轉期間形成之凹槽區 139557.doc • 43· 200946975 段將平行於在第-轉期間形成之凹槽區段，但未必鱼其首 尾相連對準。針對關題之—财法係計算在卷筒完整一 轉後在第二轉期間形成之凹槽區段應經調整以使其與第— 轉期間形成之區段首尾相連對準的距離。接著將彼距離除 以在單轉期間形成之凹槽區段的數目且所得分數加上各 連續凹槽區段之間的間距，使得在工件完整一轉後，在帛 :轉期間形成之凹槽區段相對於在第一轉期間形成之㈣ 區段有效進動所需距離。在連續轉下可使用同一方法。 快速切割頭可相對於一個或一個以上所說明之軸成角，〇 且亦可或代之以繞一個或一個以上軸旋轉，使得切割元件 以預定位置及取向撞擊工件。舉例而言，快速切割頭可繞 關於圖12之χ軸旋轉90。，使得其與y軸對準，且接著其可 繞y軸以（例如）45。角旋轉，使得切割元件以某一方式撞擊 工件。 4相對於包括平行或垂直於工具縱軸之基本上線性凹槽的 習知圓筒形工具’關於圓筒形工件之縱轴成一定角度形成 凹槽的能力為—優點。此係因為希望使用使凹槽相對於冑 〇 片側面成45。角的薄片的使用者通常需要以一定角度自具 有縱向或橫向延伸之凹槽的較大塊薄片模切彼薄片。此可 在較大塊薄片之側面附近產生顯著浪費。在本發明中，具 有相對於薄片侧面成45。角（或任何其他所選角度）延伸之凹 槽的薄片可在工具上直接形成，其中當切割薄片以便使用 時沿薄片側面的浪費最小。 圖14說明一實施例，其中快速切割頭1450相對於y軸成 139557.doc -44- 200946975 角度α配置’使传其能夠在工件14 〇 〇中形成相對於工件 1400之縱軸成約45°角的部件。量測角度座標系為任意 的’且其不欲限制可定位頭之其他位置或取向。角度α可 在0至360°之範圍内。一般而言，快速切割頭145〇可相對 於任何轴成角或繞任何軸旋轉（或相對於其傾斜）。

如本文所述之連續及/或離散部件可經由使用任何合適 之快速切割頭來提供。分別展示於圖15及16中之快速切割 頭1512、1612包括切割元件可固定至頭之位置在一實施 例中包括經由使用切割元件1516、1616可固定至其上之爽 片1532、1632。頭1512、1612進一步包括空氣軸承，且耦 接至驅動頭1512、1612之馬達（諸如，直流馬達）。如本文 所述’與快速切割頭1512、1612相關聯之旋轉編碼器感測 支撐頭之轉軸的旋轉位置，此為有用的，因為接著切判元 件之位置可與其相對於工件之旋轉位置受到同步動態控 制。可如所需選擇快速切割頭之其他特徵。舉例而言，較 大直徑快速切割頭可用於產生由於較大切割半徑而自°然具 有比藉由較小直徑快速切割頭切割之凹槽平坦之底部的: 切割元件1516、1616較佳藉由切割元件失片或托架 1532、1632固持且使用致動器將切割元件"Μ、“ :: 獨或與U或托架-起）定位或重新定位。雖然在本發^ 之某些實施例中可使用央片1532、1632以有助於切室 =及精確定位’但有可能在無此類托架之情況下將切 割兀件1516、1616直接安裝在致動器上。若使用心 139557.doc -45· 200946975 1532、1632，則其可由一或多種以下材料製成：燒結碳化 物、氮化石夕、碳化矽、鋼、鈦、金剛石或合成金剛石材 料。用於切割元件托架㈣、1632之材料較佳為剛性的且 =有低質量。㈣i元件1516、1616可藉由黏著劑、銅焊、 焊接或以其他方式固定至切割元件托架或直接固定至致動 器。 為產生由快速切割頭載運之一或多個切割元件之位置的 . 快速變化，提供至少一個致動器1528、1628、1629。致動 器1528、1628、1629可為實現切割元件位置或取向改變& © 任何裴置且可為快速工具伺服系統（FTS)之組件。快速工 具伺服系統通常包括固態PZT堆疊，肖固態ρζτ堆叠可快 速調整附接至ΡΖΤ堆疊之切割工具的位置。可利用具有次 ^米定位解析度之ΡΖΤ堆叠，且其極快速地反應且在百萬 -人或甚至上十億次循環後展示基本上無磨損。致動器 1528、1628、1629經由控制線 1540、164〇、1642 電耦接至 控制器。控制器可使用來自能夠使控制器針對定位差異進 行調整之位置感測器的資訊以開環操作或閉環操作來影冑 Ο 致動器移動。 y曰 在本發明之一實施例中，致動器1528、1628定位於快速 切割頭1512、1612與切割元件1516、1616之間以相對於前 者將後者定位或取向。在其他實施例中，提供—個以上致 ' 動器且其與各切割元件相關聯，使得切割元件之位置或取 向可在相應數目之方向或取向或兩者上得到控制。舉例而 言，在圖16中，一致動器1628沿乂軸改變切割元件之位 139557.doc -46· 200946975 置，且第二致動器1629沿z軸改變切割元件之位置。 已展示適用之一致動器為PZT致動器，諸如以名稱 D1CN10 自 Kinetic Ceramics Company(Hayward，Calif〇mia) 獲知之PZT致動器，其視情況具有鐵通致動器之孔以有助 於安裝。彼致動器回應於電信號之改變而改變長度，且具 有約9微米之农大刖進距離及約25 kHz(對於包括工具尖端

之系統而言）或90 kHz(對於壓電自身而言）之共振頻率。當 需要較長前進距離時，亦可使用運動放大型pzt致動器， 例如可為音圈致動器或磁致伸縮致動器（諸如目前可自 Etrema Products，Inc.(Ames，I〇wa)獲得之致動器，其使用 稱為「Terfenol-D」之材料）或其他壓電元件。針對應用而 選擇之特定致動器視位移、頻率回應、剛度及彼應用之所 需運動要求（諸如，旋轉或彎曲運動）而定。 在一個以上切割元件與快速切割頭一起使用的實施例 中，一個、一個以上或所有切割元件可與如本文所述之致 動窃-起使用。舉例而言，使用具有一固定位置切割元件 及第二可動態控制型切割元件的快速切割頭可為有用的， 使得前者傾向於自工件移除較大量之材料且後者傾向於在 先前由固定位置㈣元件形成之料内或附近形成特定部 件。或者:在此類型之一實施例中，「固定位置」切割元 件可為可藉由致動器動態控制但其中並不使用動態控制部 件之切割7L件。換·^之，致動器可改變切割元件之位置， 仁控制系統僅固持切割元件在固定位置處。在切割元件與 工件接觸期間’切割S件亦可固持在相對於快速切割頭之 139557.doc -47- 200946975 值定位置，且接著在切割元件不與工件接觸期間可改變其 位置或取向或兩者。 致動器可經由-或多個電線、光學纖維或其他信號傳輪 f置接收-種以上信號或-種以上類型之信號。舉例而 吕，致動器可接收交流或直流電力以產生改變工具固持器 之位置或取向所必需的原動力。致動器亦可接收驅動信 號，該驅動信號可與由致動器實現之位置或取向變化成比 例。致動器可接收參考信號，諸如零電壓錢，其允許或 引起致動器回至其初始狀態、位置或取向。最終，致動器 或相關硬體可傳輸提供關於工具固持器或切割元件之位置 或相對位置之資訊的反饋信號’使得工具固持器或切割元 件之位置或取向的後續變化可經適當調試。所述類型之信 號或其他信號可經由專用電線或光學纖維傳輸，或適當 時’其可沿單一電線或光學纖維多路傳輸。如此項技術中 已知，本文所述之電力及信號或任何其他必需或有用信號 的傳輸可此亦需要使用滑環或其他機構以將信號自固定組 件轉移至旋轉組件。可使用之一滑環可以產品編號名稱 _14 自 Fabricast，Inc.(S〇uth El Monte，California)獲得。 用於轉移電力或彳s说或兩者之其他組件包括水銀濕潤滑 環、光纖旋轉接頭（FORJ)及無觸點磁性滑環。 本發明之另一態樣係關於抵消與致動器相關之滯後效應 的存在。如關於本發明所使用之術語「滯後效應」意謂雖 然開始與終點基本上相同，但致動器（及因而工具固持器 及相關切割元件或其類似物）沿一方向前進之路徑可能並 139557.doc -48 - 200946975 料料_之“巾之滞後效應的—财法係使用經 :…號放大器(諸如電荷控制放大器)以控制致動器之 何而非電壓。咸信此引起滯後效應降低U)倍至20倍。另 方法係使用反饋系統(諸如包括光子探針之反饋系統)以 伯測在兩個前進方向上致動器(或工具固持器或切割元件) 之位置或取向且使用彼資訊來控制發送至致動器以抵消滞 後效應之信號。此開始兩種方法可—起使用。第三種方法 係修改引導至致動器以抵消已知之滯後效應之信號的波 舉例而α，代替傳輸5伏特信號來引起致動器將工具 固持器延伸已知之距離及。伏特信號來引起致動器回至其 原初始位置（儘管由於滯後效應，藉由不同路徑），可修改 被等信號使得「輸出」與「回歸」路徑基本上相同。咸信 此方法適用於在工件中重複形成相同部件的情況，因為可 重複使用單一抵消波形，但同樣並不適用於連續部件不同 的It况，因為抵消波形必須針對各連續部件重新產生。 與致動器之彳s號或電力傳輸連接由如上所述可為（例如） 電線或光學纖維之線1540、1640及1642表示，信號或電力 或兩者經由該等線自控制器傳輸至致動器，且（例如）在反 饋系統之狀況下自致動器傳輸至控制器。歸因於ρζτ作用 且基於施加電場之類型，可產生切割元件1516、1616之細 微而精確的移動。致動器1528、1628、1629之末端亦可相 139557.doc -49- 200946975 抵於一或多個提供致動器預負載之貝勒維爾墊圈安裝。貝 勒維爾塾圈具有一些可撓性以允許致動器及附接至其之切 割元件移動。若致動器具有多個ρζτ堆疊，則其可使用分 立式放大器以獨立控制各ΡΖΤ堆疊，以用於獨立控制附接 至堆疊之切割元件的移動。 ❹ 在本發明之某些實施例中’選擇使用之致動器為可動態 控制型致動器。術語「可動態控制」及其變體係指在不停 止快速切割頭的情況下能夠調整工具固持器（及任何相關 切割元件）之位置或取向的本發明之部件。在一較佳實施 例中’工具固持器（及任何相關切割元件）之位置或取向或 兩者可在切割元件切割工件之時間期間改變’或可在切割 2件未切割工件之時間期間改變。舉例而言，當致動器接 收改變切割元件沿（例如）χ轴之有效長度的諸 信號時，本發明之可動綠 呢之 助恶控制型快速切割頭可調整切割元 :之有效切割路徑。代替或另外’可動態控制型快速切割 碩可改變切割元株、、八甘从l ❹ 其中一者以上二’、“ -或多個軸旋轉之位置或 叫面⑼如/ 此與僅允許靜態調整頭來改變切割 σ (幻如，在快速切割頭停止時藉由 具）之其他切割頭形成對比。 $ ^他工 可使用订其中-組電腦數值控制（cnc)信號饋入致動器以 控制致動器的開環控制条 σ 件之位置且位署在旋轉期間谓測切割元 件之位置且位置魏連續用 之信號的閉環，制丰接… I用以控制致動器 致動器可以1〇= 動器。本文所述之類型之 〇咖或甚至50他或更大之速率執行連續指 139557.doc -50- 200946975 令（基於其接收之信號）’且因此可對切割路徑進行遞增調 整以提供展示極精細解析度之表面部件或過去使用快速切 割系統不容易產生之部件。另一方面，致動器可用以執行 〇 Hz(在固定信號的狀況下’其中切割尖端之位置及取向 未丈動態控制）或更大之低速信號。

在本發明之另一實施例中，本發明之動態控制致動部件 與工件之位置同步以獲得某些尤其有利之作用。亦即，代 替根據一組固定指令啟動可動態控制型致動器而不管切割 兀件之位置，切割元件之位置與卷筒之位置同步。在—實 施例中，卷筒之旋轉位置與快速切割頭之z軸位置（其在預 疋範圍内變化以在卷筒中產生非線性凹槽區段）相配合（同 步），且切割元件之\軸位置與快速切割頭之旋轉位置相配 合。可為規則或不規則的切割元件位置之χ軸變化可產生 具有變化之深度及/或寬度的凹槽區段，此可用以製造具 有變化咼度及/或間距之凹槽的工具。 咸信因為切割元件受到磨損且磨損將引起切入卷筒中之 部件之特徵的微小變化，所以嚴格檢查在卷筒上形成之卷 筒=工件可指示該系列凹槽區段是否如上文第一次所述沿 卷同之Ζ轴產生，或如第二次所述沿周界產生。換言之， 使用上文第-次所述之2軸切割方法，切割元件將:㈣ 各連續凹槽時磨損，使得等到與第1槽並排切割最^ 槽時’由磨損切割元件形成之最後凹槽可能看似與由未磨 損或磨損較小之切割元件形成的第一凹槽至少在微米等級 上顯著不同。此可稱為「實際錢」，因為^個相鄰凹 139557.doc -51 · 200946975 槽或其他部件之間存在差里。 玄〇 使用上文第二次所述之周邊 切割方法’在圍繞卷筒之周界 门介开/成小的個別凹槽區段之情 況下，由未磨損或磨損較小 ― h 』之切割7L件形成的部件將在卷 筒之第一末端處’且由磨損切宝丨 ， 、刀°丨疋件形成之部件將出現在 卷筒之第二末端處。上述1有「 亡 、有實際疤痕」之卷筒及具有 「頭尾相連」磨損圖案之卷芮 存间以及其形成方法及使用其所 製造之薄片或其他商品均在本發明之範嘴内。 圖11 -16中所說明之快速切刻姑供飞阳 疋刀。技術可用以藉由各種方法 切割基底結構及/或修改部件。 1千舉例而s，切割基底結構 及修改部件可以兩步方法來執行，該方法包括最初快速切 割基底結構且接著快速㈣修㈣件，使得修改部件重疊 在基底部件上。或者’最初可在母板表面之表面中快速切 割修改部件，接著進行在修改部件上快速切割基底結構的 步驟。 關於可應用於切割如本文所述之.基底部件及/或修改光 學部件的快速切割之使用之其他態樣可見於由均在厕年 8月6日申請之代理人案號6278助㈣及代理人案號 63327US002標示的共同擁有之美國專利申請案中。 在-些實施例中’兩個不同切割製程可一起使用以切割 基底結構及修改部件。舉例而言，在—實㈣中使用車 床形成基底結構且由快速切割形成修改部件。或者，基底 結構可由快速切割製造，修改部件由車床製造。 - 所製造之具有重疊之基底結構及修改部件的光學膜尤其 可用以產生具有增強光學特徵之光引導膜。舉例而言，根 139557.doc •52· 200946975 據本發明之實施例之光引導膜可包含一系列實質上平行配 置之線性三稜柱，該等線性三稜柱藉由引導光或使光再循 環來提供亮度增強。重疊在線性棱柱上之突然不連續離散 部件提供增強之擴散及缺陷隱藏特徵。在一些實施例中， 基底部件及7或修改部件可併入複數個進一步增強膜之擴 散特徵的額外繞射元件。此等額外繞射元件可包含修改基 底及/或修改部件之幾何形狀的平面或彎曲形狀。舉例而 ❹ 言，若與基底結構結合使用，則繞射元件可修改該部件之 一或多個側面、部件之頂部及/或底部的幾何形狀。或者 或另外，繞射元件可與修改部件結合使用以修改部件表 面，從而增加修改部件之光散射。可使用具有所需幾何形 狀之工具尖端形成繞射元件。諸如本文中說明之彼等工具 尖端的工具尖端可用於使用車床或快速切割技術來切割基 底結構及/或修改部件。 在車床及快速切割方法中，工具尖端之形狀對使用該工 Φ 具尖端形成之部件賦予特徵形狀。圖17-21說明工具尖端 幾何形狀（圖17A、18A、19A、20A、21A)、使用相應工具 尖端切割之微複製母板工具之部分（圖丨7B、丨8B、丨9B、 • 20B、21B)及具有使用相應母板工具形成之連續基底結構 • 的光學膜之部分（圖17C、18C、19C、20C ' 21C)的圖。所 說明之工具尖端尤其可適用於車床應用，但亦可用於車床 或者快速切割應用。為簡單起見，修改部件並不展示於此 等圖中。光學膜中形成之基底結構可包括一或多個實質上 為平面之側面（圖17、20、21)或一或多個彎曲側面（圖 139557.doc -53- 200946975 )基底、”構之峰可為尖銳（圖17、、π、2i)或平整的 (圖18及2G)。基底結構無需對稱（圖川。在如圖ι7_2ι中所 說明之基底部件形成之前或之後，可使用相同或不同工具 尖端幾何形狀形成修改部件。 圖22-31為包括繞射元件之例示性幾何形狀的圖。併入 此等幾何形狀之具尖端可用以對基底結構及/或修改部 件賦予額外繞射&件。舉例而言展示例示性幾何形狀之 ，、大端可用於車床應用以在接著用於膜之製造中的微複 衣母板工具中產生相應結構。幾何形狀亦可在快速切割應 用中實施。本文中所說明之幾何形狀不—定按比例展示。 相反’其意欲展示提供繞射之部件及結構之形狀及組態的 實例。視所需特徵而定，部件可具有任何尺寸及間隔。 在-些實施例中’繞射元件係指膜或物件中引起光繞射 之部件或工具用以製造膜或物件時產生膜或物件中繞 射4件之#件。如上所述，具有繞射元件之膜或物件係由 具有相應繞射部件之母板工具製造。繞射部件可經調整以 在由母板王具製造之膜或物件中獲得所需量之繞射。詳言 之，可針對料應賴需之域射之量或減來設計繞射 兀件之尺寸及形狀以及繞射元件之間的間隔。舉例而言， 當繞射元件之間的賴減小時，繞射元件引起增加之光繞 射。因此，相隔較遠之繞射元件引起較小繞射，且相隔更 靠近之繞射元件引起更多繞射。在某些實施例中，舉例而 言，諸如凹槽之繞射元件可相隔在1〇微米、5微米 内或在接近特定光波長之距離内。在一實施例令 、1微米 繞射元 139557.doc -54· 200946975 實質上三角形橫截面形狀且其間具有65°⑽間 各自相隔::件。舉例而言，—實施例包括28個該等部件， 各自相隔約650 nm。在—此 級部件。兴你丨而+ 二實施例中’繞射部件係指奈米

牛，5，繞射兀件可具有約100 nm或甚至小至 nm之大小。如下所玲aH . ^ ^ ^ "，工具尖端上繞射元件之大小 . ，眘哲, 大端加工之工件製造的膜中繞射元件 之實質上相同大小。 ❿ π把奢圖η 3 1中所不幾何形狀之工具尖端可以(例如)金剛 h施。卫具尖端上之繞射元件可較佳經由離子研磨來 衣造。製造工具尖端上之繞射部件的其他技術包括微放電 加工儀磨、重疊、切除或其他方式以將刮痕或部件賦予 至工具尖端中。或者，可以傳統方式重疊金剛石且將其精 確黏結在一起以製造具有繞射部件之大工具總成。作為凹 進繞射部件之替代物，加工工具尖端可具有突出繞射部件 或凹進繞射部件與突出繞射部件之組合。 ® 母板工具可經加工以併人圖22_31中所示之幾何形狀， 且母板工具可用於製造如上所述之膜。舉例而言，母板可 經加工以產生亦包括圖22_3 i中所說明之繞射幾何形狀的 . 連續基底部件及/或離散修改部件。由母板工具製造的光 . I膜具有互補幾何形狀且可經製造以具有獨特繞射及折射 光功率。增強膜中此等獨特繞射及折射光形式的例示性目 的在於提供自中心觀察區域移動出光之更多選擇，比僅將 半徑放在工具尖端上更具通用性。 如上所述，可經由使用離子研磨金剛石之直進切割或螺 139557.doc -55- 200946975 紋切割來獲得母板工具。直進切割及螺紋切割描述於美國 專利第7，140,812號及第6,707,611號中。在由用此等工具尖 端加工之母板工具製造的膜令，繞射元件不必存在於膜之 每個基底部件或修改部件上。舉例而言，直進切割可用於 使具有繞射元件之基底部件及/或修改部件與不具有繞射 凡件之基底部件及/或修改部件交錯。在一些實施例中， 繞射部件可僅存在於稜柱之一個刻面上。此類型之工具尖 端允許更精細地光學調整亮度概況。繞射元件亦促進光學 膜（諸如，BEF)中更平滑之截止或亮度概況。當與使用多 個工具尖端以分別產生基底及/或修改部件及繞射元件相 比時，繞射元件亦可促進光學膜之切割時間之減少。 圖22Α說明可用於在兩刻面上提供繞射元件2202及2204 之橫截面幾何形狀2200。在此實例中，繞射元件22〇2及 2204展不為V形凹槽或凹口。繞射元件之間的光柵間隔 2203可恆定或變化以產生重要或關注之不同性質。舉例而 °如與匣疋光栅間距相比，藉由變化光柵間隔，可消除 相應光學膜中之發散概況。此間隔亦可幫助波長依賴性且 改善色彩作用。離子研磨光栅之形狀不必為V形，不過通 韦應避免負牽引角。光栅凹槽或凹口之寬度及深度通常小 於1微米但可大於1微米。存在許多可用以產生凹口或凹 槽之形狀。對於可見光應用而言，光柵凹槽之間的距離 2203通常在〇.5微米至1〇微米間隔範圍内不過可使用其 他範圍以達到設計目標。 使用此設計製造金剛石工具，其中繞射元件22〇2及22〇4 139557.doc 200946975 相隔5微米（距離2203)且各繞射元件具有1微米之跨過凹槽 之寬度。在此狀況下’展示繞射凹槽以提供遠離在膜樣品 中以約31。截止之折射透射最大值之區域的光之受控散 射。使用具有測角器之光度量測，此膜之繞射元件展示平 滑擴展亮度概況。亮度概況可藉由使光柵間隔更大且減少 凹槽或部件的數目來調整。或者，減小光柵間隔及增加凹 槽或元件的數目亦可用以優良調整概況。 ❼ 圖22B說明可用於在兩刻面上提供繞射元件2205及2207 之橫截面幾何形狀2201。圖22B中所說明之幾何形狀22〇1 為圖22A中所呈現之幾何形狀的變體，因為繞射元件22〇5 及2207由彎曲部分分離而非由平坦部分分離。下文針對圖 23-3 1所述之離子研磨金剛石形式的實例說明用於調整亮 度概況之其他實施例。 圖23說明在一刻面上具有繞射元件23〇8且在另一刻面 2310上無元件之幾何形狀2306。繞射元件23〇8可包含乂形 φ 凹槽或凹口且具有恆定或可變光栅間隔。 圖24A說明具有使用梯段高度變化2413之繞射元件2414 的歲何形狀2412，該梯段高度變化在元件之間可恆定戋變 • 化。 . 圖24B說明具有使用梯段高度變化2415之繞射元件2411 的幾何形狀2409，該梯段高度變化在元件之間可恆定或變 化。工具尖端2409為工具尖端2412之組態的變體，因為繞 射元件2411具有單一角狀梯段高度變化而非在繞射元件之 兩側面上均具有梯段高度變化。 139557.doc •57- 200946975 圖25說明具有沿90°(25 18)刻面側面25 17及25 19之繞射元 件2520及2522的幾何工具尖端2516。視設計而定或根據需 要，繞射元件2520及2522可在尖端附近或在谷附近（遠離 尖端）。繞射元件2520及2522亦可沿90°刻面壁任意定位。 圖26說明具有沿平坦尖端2625之繞射元件2624的幾何形 狀2623。在一實例中，工具尖端上繞射元件之此類型組態 由具有10微米寬度（2625)以及11個相隔1微米之V形凹槽 (2624)的金剛石製成。 圖27說明具有沿彎曲尖端2727之繞射元件2728的幾何形 狀2726 。 圖28說明具有沿90°刻面以具有高度2833之梯段形成之 繞射元件2832的幾何形狀2830。 圖29說明具有沿工具尖端之實質上平坦部分呈雙凸透鏡 狀之繞射元件2936的幾何形狀2934。 圖30說明具有沿彎曲刻面3040由相鄰凹形及凸狀部分沿 刻面形成之繞射元件的幾何形狀3038。 圖3 1說明具有沿多個線性刻面3 144由相鄰角形平坦部分 沿刻面形成之繞射元件的幾何形狀3 142。 使用幾何形狀（諸如，上述彼等幾何形狀）可用以製造具 有可提供許多有利或所需特徵之繞射元件的微複製物件 (諸如膜）。舉例而言，其可用於光管理應用以引導光、使 截止角度柔和、提取用於光引導之光或對現有部件施加裝 飾效應（諸如，斷續切割微透鏡（lenslet)上之彩虹效應）。較 大微結構上之繞射元件亦提供用於重新引導光之另一自由 139557.doc -58- 200946975 度 上述幾何形狀可用於在 I微未4級（1微米及以上之尺寸） 及奈米等級（小於1微米之 ^'尺寸）上製造部件，且可使用一或 多個工具尖端以連續及 次斷續切割模式製造該等部件。 此外’可使用工具尖端沿 αΧ方向、y方向或z方向或彼等方 向之組合在工具中獲得切 。或者’可在不使用致動器的 情況下在工具中切割繞射 对疋件，其可包括使用（例如）低頻 ❹ ❹ 率伺服系統連續切割，装. — 一中將工具尖端固持在工具表面中 實質上惶定或不恆定之深度處。 如先前所討論，在一此杳说Λ，上 二貫施例中’微複製母板及使用該 母板產生之膜可包括具有由 刀工具>0 χ軸、ζ軸或兩者移 動所引起之部件變化的部件。 一 卞間距及/或鬲度之此等變化 可引入膜中以改善通常出現之各種光學缺陷。稜㈣距之 變：有利地減少光學膜中莫利(脑)干涉圖案之出現。棱 柱南度之變化有利地減少輸出失真區域之出現。 在一些實施例中’展示Χ及心方向上變化之連續基底 部件可與突然不連續離散部件重疊。切割工具沿χ方向之 移動可用於產生特徵為如圖32中所說明之較高部件 32〇1(對應於母板中較深凹槽）與較低部件32叫對應於母板 中較淺凹槽)之部件與部件之間圖案的幾何形狀”刀割工 具沿ζ方向之移動可用於產生特徵為具有如圖Μ中所說明 之間距變化之部件與部件之間圖案的幾何形狀。在圖33 中’第-組部件3301具有間距A，2第二組部件3地具有 間距仏。注意如先前所述，部件與部件之間或沿任何特定 139557.doc -59- 200946975 部件出現之變化可為規則或不規則的。規則圖案可為週期 性或非週期性的。具有各種特徵之部件可交錯。 在些貫施例中，展示沿部件在X及/或z方向上變化之 基底結構可與突然不連續修改部件重疊。切割工具沿X及/ 或z方向之移動可用以製造沿特定部件出現之部件變化。 圖34說明沿部件長度在高度上變化之部件34〇丨、、 3405、3407，其與沿部件長度在間距上變化之部件“⑽、 3404、3406、3408交錯。其他實施例可併入在無高度變化 下之間距變化或在無間距變化下之高度變化。 在一些實施例中，可使用在切割工具沿X及/或2方向之 移動中相對快速之連續變化以及沿父及/或2方向較慢之連 續變化。圖35說明一實施例，其中切割工具之2方向移動 產生使得A 之部件與部件之間的間距變化。切割工具 沿x方向更快速移動產生沿各部件3 5 10之高度變化。 在些貫加例中，切割工具之高頻率z方向移動與高頻 率X方向移動用以產生微複製母板及光學膜之基底部件及/ 或修改部件。由於第一及第二致動器產生分別沿χ&ζ軸之 移動，所以藉由切割工具移動可獲得此等結構。圖6Α中說 明包括兩個致動器之切割頭。亦可經由使用沿具有X分量 及ζ分量之彈道切割的單軸致動器來獲得具有乂與2變化之 、、-η構。圖9 Α中§兒明此類型彈道切割之切割頭組態。圖3 6 a 及36B說明具有藉由沿彈道切割形成之乂及2轴漂移的基底 結構3600。圖36A-36C之結構上所描繪之線意欲更清楚地 說明稜柱之高度變化。結構3600包括提供稜柱間距p之抗 139557.doc •60· 200946975 莫利蹙化與稜柱尚度a之抗輸出失真變化的稜柱36丨〇。圖 36B為說明稜柱高度及間距變化之圖36a之稜柱膜％⑼的 稜柱峰3610之橫截面圖。為進行比較，圖36c為具有僅間 距變化而尚度不變化之稜柱之結構3650的橫截面圖。 . 本發月之實她例係針對包括在微複製母板工具及/或由 其產生之膜中形成重疊之基底結構及修改部件的方法。舉 . 例而言，根據本發明之實施例的基底部件可具有恆定乂轴 φ 及軸尺寸，或可具有可變X軸或z轴尺寸。部件之x轴及/ 或2轴尺寸的可能變化可包括緩慢或快速變化。基底結構 及/或修改部件可包括如17·31中所說明之各種繞射元件。 舉例而言，在一些實施例中，以圖32-36中所說明之形狀 =明之基底部件可包括繞射元件。在一些實施例中，修改 部，可包括繞射元件，且在一些實施例中’基底結構與修 Ρ件均可包括繞射元件。此外，具有某些特徵或特定類 型之繞射7L件之部件可以任何圖案與具有其他特徵或其他 ❹ 类員型之繞射部件之彼等部件交錯。可使用車床切割、快速 切。j及/或其他加工方法之任何組合將基底結構、修改部 件及/或繞射元件切入母板表面中。基底結構、修改部件 • Α/或繞射元件之部件圖案、密度、面積、深度及比例可 - 經調整以求最佳化膜效能。 圖37-44說明可與各種實施例結合使用之重疊之基底結 構及修改部件的例示性組態，不過熟習此項技術者在閱讀 本揭示案後顯而易見基底結構與修改部件之許多額外組合 係可能的。 ° 139557.doc 61 - 200946975 圖3 7 A及3 7 B說明包括與修改結構以隨機圖案重疊之基 底結構的稜柱膜，#中修改部件產生具有更大峰高之隨機 定位區域。基底結構可包含如圖37A中所說明之尖峰棱柱 或基底結構稜柱可具有修圓峰。修改部件可具有如圖37A 中所說明之修圓峰’或可具有如圖37B中所說明之尖峰。 基底結構與修改部件中之任—或兩者可包括繞射元件。在 圖37A及37B中所說明之實施例中，|改部件在包括實質 上小於基底結構3 7 5 1之峰與谷之間的距離3 7 〇 7之大部分之 離散區域中且沿小於基底部件3751之長度37G9之大部分修 改基底部件3751之側面。 / 圖37A說明稜柱膜3750之結構，其亦對應於用以形成膜 3750之母板工具之互補結構。如圖37a中所說明，可藉由 切割連續基底結構3751，接著使用具有不⑽用於基底部 件之切割工具剖面之切割工具剖面的切割工具切割修改部 件3755,來形成母板工具結構，其中修改切口沿χ方向更 深地切人母板表面。餘訪5何藉由螺紋㈣尖銳尖端 稜柱作為基底結構則來加㈣成。具有窄㈣於基底結 構及修圓尖端之剖面之夾角的第二切割卫具剖面用以切則 不規則置放之修改料3755’該修㈣件咖增加基底部 件3751之峰與谷之間的深度。舉例而言，基底結構取可 具有約90。或在約4〇。與約15〇。之間的内角且修改部件可 具有約4〇。之内角。用以製造修改部件之切割工具尖端可

具有(例如)約3微米至約8微米之半徑以儘可能保持刻面但 添加耐久性D 139557.doc -62- 200946975 =上’所有切割工具尖端及/或稜㈣均具有—些半 二υ因此術語「尖銳尖端」及 於相對於其他料峰之稜柱峰。舉例而言，在包 二=:徑之峰的組態中，「尖銳尖端峰」可表示為相對 峰。、峰之該等聲，「修圓尖料」表示具有較大半徑之 繞ΐ -:實t例中’基底部件及/或修改部件可另外包括 Γ;二諸如圖22·31中所說明之元件。在-些實施例 辦㈣』切割工具剖面切割基底部件。修圓尖端剖面 2稜柱之動性，但可能減少增亮膜之增益。因此，在某 右用修圓尖端剖面切割離散之不規則置放之修改 决與描 ®A中所說明之特定結構實質上保持 總增益’同時提供峰高之抗輸出失真變化。使用 :圓或平直工具剖面形成修改結構藉由修圓或磨鈍相對易 碎之峰尖端而使此等抗輸出失真結構更耐用。 Ο 使用斷續切割形成修改部件（例如，藉由直進切割）允許 形成由出現下録底結構之斜度不連續突㈣化之周界界 =的離散區域。下伏基底結構上之斷_割包括使多個切 :波形重疊，諸如使與斷續切〇有關之波形與連續波形重 此方法可用於獲钎具有（例如）超過約。、超過約〇2。 ❹過約Pm角或斜削出角（或每微米之斜度變化） 的突然不連續性。各修改部件可將下伏基底結構之峰升高 (例如）約G.5微米至約3微米。修改部件可在小W微米至數 十微米之範圍内。 139557.doc • 63 - 200946975 高度突然變化允許形成重疊在大許多倍之基底結構上之 小離散微結構。舉例而言’減小個別修改部件之長度或面 積及/或控制修改部件長度或面積與基底部件長度或面積 之總比率促進獲得或維持光學膜之增益及/或其他特徵的 能力。舉例而言，在使用尖銳尖端三稜柱之增亮膜中，可 能需要使基底部件（尖銳尖端稜柱）之面積最大化以保持增 益，同時亦提供用作層壓間隙及/或抗輸出失真部件之修 改結構之小區域（較高修圓之尖峰）。藉由將下伏連續稜柱 結構之切割剖面與離散修改結構之切割剖面重疊，連續尖 銳尖端稜柱與小修圓尖端離散部件之有利組合係可能的。 控制個別修改部件之長度及/或總面積提供控制膜鱼相 鄰媒之間的接觸面積的能力，此在許多應用中合乎需要。 歸因於在修改部件之周界上產生高度突然轉變的能力，使 用本文所狀方法可實職持增錢/或減]、㈣面積之 增強°舉心言’使用㈣不連續修改部件增強最佳設計 遵守多個參數規格(諸如增益、光引導、膜勒性、光擴 散、缺陷隱藏能力及抗缺陷部件規格及其他膜特幻之膜 义貝死*例甲

❹ μ, 4 說明，使用如本文ΐ 洋細描述之㈣快速㈣㈣在科Μ成基底 及修改部件37〇5。凹槽結構可環繞 ==::件之圓_具有任何角偏向= 來形成離散部件施：’可::高速切割機頭之多次通 成者 兩速切割機頭上之多個切割 139557.doc •64- 200946975 具可形成離散部件。用以形成離散部件之切割工具可萨 (例如）快速工具祠服系統（FTS)致動，以形成自連續部件由 下伏形狀突然不連續之離散部件周界。 之 在一些實施例中，螺紋切割與同步快速切割方法可組人 使用以切割初始基底凹槽與離散修改部 α • J香。舉例而 S ’在圖37A之實例中，最初可使用螺紋切割以產生連續 .凹槽3751，接著使用同步快速切割以形成離散修改部件 ❹ 3755。基底結構及/或修改部件之形成可依賴於切割工具 多次橫穿表面或單次橫穿多個切割工具。 反之，最初可使則夬速切割方法產生基底結構’接著採 用螺紋切割方法隨後形成離散修改部件。切割工具之FTS 致動促進具有突然不連續周界之修改部件的形成。 圖37B說明稜柱膜3700之結構，其亦對應於用以形成膜 3700之母板工具之互補結構。在此實例中，尖銳尖端稜柱 形成基底結構3701。舉例而言，基底部件可具有約9〇。或 〇 其他角度之内角。藉由沿基底部件3701之峰在x方向上更 深地切割來形成離散修改部件37〇5。在此實施例中，使用 尖銳尖端切割工具形成修改部件37〇5。舉例而言，修改部 ' 件3705之内角可為約40。或其他角度。 • 圖38說明稜柱膜38〇〇之結構，其亦對應於用以形成膜 3 800之母板工具之結構。在此實例中，可藉由如先前所述 之連續切割及斷續切割技術形成基底部件38〇1及修改部件 3805。舉例而言，基底結構38〇1可經由使用不包括FTS操 作之連續切割技術形成。修改部件38〇5可藉由經由動態切 139557.doc -65- 200946975 割方法製造斷續切口來形成，其中使用乂軸FTS致動器移動 切割工具。基底部件3 801及修改部件38〇5可使用相同切割 工具剖面幾何形狀形成。形成修改部件38〇5之斷續切口沿 开v成連續基底結構3801之凹槽更深地切入母板表面中。在

此實例中，修改部件增加稜柱高度（對應於母板表面上凹 槽冰度）。此外，修改部件38〇5亦沿離散區域中基底結構 3 801之峰與谷之間的距離38〇7之大部分修改基底結構“Μ 之側面，該等離散區域延伸小於基底結構38〇1之長度38〇9 的大邻分。在一些實施例中，修改部件3 8〇5可沿實質上所 有峰與谷之間的距離3807修改基底結構38〇1之侧面。基底 t構3801與修改部件38G5之比例可經調整以獲得光學膜之 所需特徵。在-些實施例中，可用修圓尖端切割工具切割 基底結構與修改部件中之-或兩者。可選擇達(例 i 5%⑽或其他量的修改部件區域與未修改基底結構 積之百分比以（例如）提供指定增益、缺陷隱藏 及臈韌性。 ❹ 運施例中’藉由切割工具沿母板在Z方向上橫向 動$成離散部件。圖39說明稜柱膜测之結構， ==Γ;之母板工具之結構。膜—^ 法切入母板！怪定深度及間距之凹槽的切割方 後切伸可長::的基底結— 的幾何形狀或不同的幾何::以切割基底結構之工具相同 沿作移動以更深地切入 切割工具藉由fts致動器 更冰地切入凹槽側面中。所得膜包含 139557.doc * 66 - 200946975 件3905，該等修改部件39〇5在沿凹槽39〇1之側面的位置處 修改連續部件3701之斜度。基底結構3901之峰可能受2軸 切割的影響或可能不受其影響。

在一些實施例中，可藉由切割工具沿X與z方向彈道切割 移動來形成修改部件。舉例而言，如圖4G中所說明，修改 口P件40G5可藉由根據圖9A_9E中所說明之方法使用單轴致 動器彈道切#彳或藉由使用個別z致動器移動切割工具來 形成修改部件_。彈道㈣可能影響基底結構柳】之峰 或可能不影響該等峰。如圖㈣所說明，修改部件侧可 不對稱地僅在凹槽4〇〇1之一側面上形成。 基底結構、修改部件或兩者可另外包括如先前結合圖 22-3!所述之繞射元件。圖似說明—實施例，其中基底結 構4101包含不包括繞射元件之尖銳尖端峰，且修改部件 包括修圓峰。-或多個修改部件侧包括繞射元件 “'修改部件伽係藉由沿\方向在沿形成基底結構 4101之連續凹槽的規則或不規則位置上更深切割之切割工 具形成。繞射元件可僅詩—些修改部件上且對於每一修 改部件而言’無需使用相同繞射元件圖案。舉例而古，且 ^一種繞射元件圖案之修改部件可與不具有繞射元件或具 有：：繞射元件圖案之一或多個其他修改部件交錯。在圖 之峰且所㈣之實財，㈣料4_響基底結構侧 7面之至少大部分㈣與谷之間的距離在沿基底 之離散位置處影響側面。在—些實施例中，修改 。了主要或僅僅影響基底結構之頂部，或可主要或僅僅 139557.doc •67· 200946975 影響基底結構之側面。 圖41B說明包括重疊在基底結構上之兩種類型修改部件 的稜柱膜之結構。在此實例中，基底結構4151具有尖銳尖 端峰。第一類型修改部件4155包括尖銳尖端峰及繞射元件 4156。第一類型修改部件4160包含修圓峰。可藉由首先切 割用以形成尖銳尖端峰4151之槽形基底結構，接著切割具 有繞射元件41 56之第一修改部件4 155，且最終切割修圓部 件4160，在母板工具中形成圖41B中所說明之組態。注意 修圓部件4160可能與具有繞射元件之部件4155同時出現或 可能不同時出現。 基底結構及/或修改部件（或基底結構及/或修改部件之部 分）可採用多種形狀。舉例而言，基底結構與修改部件之 任一或兩者可包括彎曲、凸狀、凹形或刻面側面及/或彎 曲、凸狀、凹形或刻面峰。在基底結構及/或修改部件之 間可旎存在形態多樣性，因為並非每一基底結構均展示相 同形狀及/或並非每一修改部件均以相同方式修改基底結 構。作為實例，認為一或多種類型修改部件可沿各基底結 構同時或分別出現，一或多種類型修改部件可自基底結構 至基底結構交錯’一或多種類型基底結構可交錯，或基底 結構與修改部件可以多種其他組合出現。具有複數種形狀 之修改部件可隨機、半隨機或以任何其他圖案重疊在基底 結構上。 圖42說明一組態，其中基底結構42〇1為三稜柱且修改部 件4205包括在基底結構之刻面之主要部分上沿基底結構 139557.doc -68 - 200946975

❿ 4201之峰與谷之間的距離42〇7延伸的彎曲侧面。在—些組 態中，修改部件在實質上所有刻面上沿峰與谷之間的距離 4207修改基底結構。在此實例中，修改部件““具有—般 著曲或圓形側面，形成「哥特式拼（g〇thic arch)」形狀。 例如藉由圖42B中所示之切割工具尖端之頂部部分說明哥 特式拱形狀。圖42之組態尤其可用於散播光，同時亦維持 較高光增益。增強之光散播能力有利於隆起物隱藏 hiding)，且減少光穿孔（丨ight punch)，經由光穿孔可僅在 光源上方之區域中引起亮點。 圖43說明包括重疊在基底結構上之修改部件的組態。經 修改之基底結構與另一稜柱類型交錯。圖43中所說明之組 悲包括包含具有尖銳峰之三稜柱的基底結構43〇1。具有修 圓峰之不規則置放之修改部件43〇8與基底結構43〇1重疊。 引入稜柱間距變化之稜柱43〇2與經修改之基底結構43〇1交 錯。 可藉由首先切割線性稜柱之凹槽，在下一步中，將修改 部件重疊在凹槽上，且接著最終將使用切割工具之z軸移 動變化所形成之凹槽交錯，獲得圖43中所說明之組態。此 等步驟之順序可重新排列。該等步驟可藉由將切割頭多次 橫穿母板工具表面來執行或可使用安裝在如圖1〇之車削系 統或圖11之快速切割系統中所說明之一切割頭上的多個切 割工具（其中一些受動態控制）單次通過來執行。彈道切割 可用以形成稜柱間距變化，其亦沿二級稜柱43〇2插入稜柱 咼度之變化。稜柱組態（諸如，圖43中所說明之稜柱組態） 139557.doc -69- 200946975 有利地包括由修改部件4308產生之增加高度所形成的抗輸 出失真元件與由交錯稜柱提供之稜柱間距變化所形成的抗 莫利元件。 在圖44中所說明之光學膜中，基底結構44〇1包含峰高變 化且具有修圓尖端峰之三稜柱，不過亦可使用尖銳峰、平 直或鈍圓尖端。具有z軸運動之連續切割在稜柱膜中形成 連續修改部件4405。此方法可產生一種膜，該膜包括可用 · 於抗輸出失真之峰高變化、改良耐久性之增加峰半徑及/ 或可用於抗莫利之沿凹槽之峰間距變化。在一些實施例 〇 中，可使用具有平直或鈍圓峰之工具形成修改部件44〇5。 另一有用結構係藉由使用本文所述之彈道切割技術以連續 運動重新切割直線凹槽而加以形成。 圖45 A-45C展示在包含一系列與修改部件重疊之基底稜 柱結構的膜之不同放大倍數下的攝影圖。如圖45c中最佳 所見’修改部件4505包含由展示基底結構45〇 1之形狀突然 不連續性的周界4506所界定之離散區域。修改部件45〇5可 與基底結構4501結合使用以對各種類型光學膜（包括利用 Ο 一系列實質上連續線性稜柱之增亮膜）提供增強之擴散特 徵、改良耐久性、缺陷減少及/或缺陷隱藏。 根據本發明之實施例之母板工具及/或由該等母板工具 製造的膜可包括一或多個本文所述之部件、結構、方法戋 ， 其組合。舉例而t，光帛膜、母板工具及用以製造此等組 件之系統及方法可經實施以包括所述有利部件及/或方法 中之一或多者。該等光學膜及母板工具以及用以形成該等 139557.doc -70· 200946975 組件之系統及方法欲無需包括所有本文所述之部件，彳日可 經實施以包括提供有用結構及/或功能之所選部件。 具有修改周圍光學部件之高度、斜度或一般形狀之突然 不連續區域的光學膜可用以控制光學膜之各種特徵。舉例 而言’具有較高部件之區域的膜可用於提供抗輸出失真部 件、使膜更耐用（亦即，較不易於刮傷）且修改膜強度分布 . 以提供較高角度下之更多光。在增亮膜中，更尖銳之尖端 ❹ 稜柱（亦即，具有較小夾角或半徑之稜柱）產生較高增益。 藉由改變較小夾角稜柱與具有較大内角之稜柱的相對量， 可針對給定應用實現增益、耐久性、隆起物隱藏及抗輸出 失真部件之間的所需平衡。此外，不規則置放之離散部件 可用於減輕由連續部件之規則置放所引起的莫利效應。 在一些實施例中，可（例如）藉由主要或僅僅在基底結構 之一侧面或刻面上包括修改部件來不對稱地修改基底結 構。此等實施例在需要不對稱光學特徵時尤其適用，（諸 Q 如）以實現或支撐光自膜之較佳引導。舉例而言，在手持 式裝置之顯示器中可能需要不對稱光引導，其中期望使用 者朝裝置向下看，且藉由朝觀察者向上引導光使顯示器亮 " 度最佳化。 本文所述之技術提供大量優點，例如優於連續光學膜稜 柱之多起點並排切割（已採用其在相同工件上提供不同稜 柱結構）。多起點並排切割方法包括稜柱形狀之固定比例 (亦即，對於雙程而言，50❶/。一形狀及5〇%第二形狀），此 對於光學效能或製造約束可能並非最佳。此外，此方法產 139557.doc -71 - 200946975 生稜柱形狀之規則圖案（亦即，對於雙程而言，每隔一個 棱柱相同），此對於減輕莫利圖案或缺陷隱藏而言可能並 非最佳。 舉例而5，若在膜構造中需要具有較大峰與谷之間的高 度的尖銳尖端稜柱與修圓尖端稜柱，則可使用雙程多起點 並排切割方法來產生此幾何形狀。然而，構造將限於每隔 -稜柱陣列中5G%修圓尖端稜柱及观尖銳尖端稜柱。對 於平衡耐久性與光學效能而言，5〇%比率可能並非最佳， 且規則陣列圖案可引起莫利問題。使用以規則或不規則圖 案修改之基底結構可用以解決此等問題且產生 態。 根據各種實施例之光學膜製造方法具有能夠產生隨機置 之部件以任何比例跨過膜區域之卿膜的優點。此外， 、卩件可以該種方式添加以-般保持現有BEF刻面之下 =2’從而保持膜之軸向增益㈣sgain)。修改 ❹ 貫：：包括抗輸出失真部件、抗莫利部件、耐久性部 戋繞射=隙、隆起物隱藏、缺陷隱藏部件、擴散部件及/ 其中任一者可針對不同應用來改良光學膜特 以幫伏基底結構之修改部件之比例最佳化可用 舉例 學效能問題與機械、製造及/或環境問題。 斷續二：法：生與連續基底結構稜柱結合之離散部件的 的間二此=、層狀棱柱臈構造中之相互作用 化以平衡居廠 之比例及/或位置可經最佳 壓點附、光學效能及莫利減輕。在監測器中使 139557.doc -72· 200946975 用增亮膜作為耐用第一表面膜為其中如本 又所迷而形成之 膜尤其有利之另-實例。如先前所說明，可弓^入規則或不 規則置放之修圓、平直或鈍圓尖端修改部件的使用以改良 膜财久性且改良抗劃傷性。圓形或平直部件之比例及位^ :最佳化以平衡耐久性以與光學性能，同時減輕莫利效 雖然本發明適於作出各種修改及替代形<，但其特定形 φ <已在圖式中以貝例展不且將詳細描述。然而，應瞭解不 欲將本發明限於所述特定實施例。相反，意欲涵蓋在如隨 附申》月專利範圍所定義之本發明範嘴内的所有修改、等效 物及替代物。 、已呈現本發明之各個實施例之上述描述以達成說明及描 述之目&上述描述不欲為徹底的或將本發明限於所揭示 精確形式。根據以上教示，許多修改及變化為可能的。 本發月之範不欲党本實施方式限制，而是欲受隨附申請 Φ 專利範圍限制。 【圖式簡單說明】 描繪使用根據本發明之實施例製造之母板工具產生 的膜之一部分的實例； 圖為說明經組癌以製造根據本發明之實施例的具有與 修改部件曹暴> 4 & 之重疊基底結構之母板工具的車削系統的 圖； 圖3說明用於加工根據本發明之實施例之母板工具的座 139557.doc -73- 200946975 圖4A為工具尖端托架之透視圖； 圖4B為用於固持工具尖端之工具尖端托架的前視圖； 圖4C為工具尖端托架之側視圖； 圖4D為工具尖端托架之俯視圖； 圖5A為工具尖端之透視圖； 圖5B為工具尖端之前視圖； 圖5C為工具尖端之仰視圖； 圖5D為工具尖端之側視圖； 圖6A說明經組態以將切割工具及雙重單軸致 ❿ 車床之工具安裝總成的一部分； ❹裝至 圖6Β為用於切割工具致動器之例示性壓電轉換器（pa) 出Γ實 產生進入及離開工件時斜削入角及斜削 出角實貝上相等之修改部件之斷續切口的圖； 圖7Β為說明用以產生在進入及離開工件時 斜S丨1 Ψ & * /欠n a /肖】入角小於 斜削出角之修改部件之斷續切口的圖；

圖7C為說明用以產生在進入及離開工件時斜 斜削出角之修改部件之斷續切口的圖；、角大 圖8為概念上說明可使用根據本發 口方法製造的修改部件的圖； 霄知例之斷續 圖9Α展示經組態 以用於根據本發明 部分； 以將切割工具及單相致動 之實施例進行彈道切割的 器安裝至車床 工具底座之一 圖 9Β說明針對如圖尹 所示之單軸致動 器配置 ，切割 139557.doc -74- 200946975 工具在X-Ζ平面上之彈道； 圖9C說明安裝在致動器與切割工具之間的隔片，其用以 隹持切工具太端之角度實質上垂直於根據本發明之實施 例之母板卷筒的表面； 請說明用於安裝㈣王具以維持㈣工具尖端之角度 . 上垂直於根據本發明之實施例之母板卷筒的表面的工 具柄部； 〇 圖9找明經重疊以提供實質上垂直於根據本發明之實施 例之母板卷筒的表面的切割工具尖端的切割工具； 圖10展示具有能夠以單次通過根據本發明之實施例之母 板工具的表面來切割重疊之基底結構與修改部件的切割機 構的車床； 圖11為根據本發明之實施例之快速切割頭的分解圖； 圖12為根據本發明之實施例之快速切割系統的圖解； 圖13A°兒明藉由沿工件表面縱向快速切割各凹槽所形成 φ 之凹槽； 圖Β說月藉由將環繞工件表面徑向切割之凹槽區段交 又所形成的凹槽； . 圖14為快速切割頭及工件之正透視圖，其中頭相對於工 • 件傾斜； 圖15為女裝在根據本發明之實施例之致動器上的切割元 件的圖解； 圖16為女裝在致動器上之切割元件的圖解，其中切割元 件及致動器之位置可受根據本發明之實施例之第二致動器 139557.doc -75- 200946975 進一步控制； 圖17A說明用以在根據本發明之實施例之母板工具上形 成基底結構及/或修改部件的工具尖端幾何形狀. 圖17B及說明分別在母板工具及光學膜上之基底結 構及/或修改部件’其併入圖17A之工具尖端幾何形狀； 圖1 8A說明用以在根據本發明之實施例之母板工具上形 成基底結構及/或修改部件的工具尖端幾何形狀； 圖18B及18C說明分別在母板工具及光學膜上形成之基 底結構，其併入圖18A之工具尖端幾何形狀； 圖19A說明用以在根據本發明之實施例之母板工具上形 成基底結構或修改部件的工具尖端幾何形狀； 圖19B及19C說明分別在母板工具及光學膜上形成之基 底結構，其併入圖19A之工具尖端幾何形狀； 圖20A說明用以在根據本發明之實施例之母板工具上形 成基底結構或修改部件的工具尖端幾何形狀； 圖20B及20C說明分別在母板工具及光學膜上形成之基 底結構，其併入圖20A之工具尖端幾何形狀； 圖21A說明用以在根據本發明之實施例之母板工具上形 成基底結構或修改部件的工具尖端幾何形狀； 圖21B及21C說明分別在母板工具及光學膜上形成之基 底結構’其併入圖21A之工具尖端幾何形狀； 圖22A為在兩刻面上具有繞射元件之工具尖端的側視 圖； 圖2 2 B為在兩刻面上具有繞射元件之另一工具尖端的側 139557.doc • 76 - 200946975 視圖； 圖23為在一刻面上具有繞射元件之工具尖端的側視圖； 圖24A為具有使用梯段高度變化之繞射元件之工具尖端 的側視圖； 圖24B為具有使用梯段高度變化之繞射元件之另一工具 尖端的側視圖； 圖25為沿90。刻面側面具有繞射元件之工具尖端的側視 圖； 圖26為沿平坦尖端具有繞射元件之工具尖端的側視圖； 圖27為沿彎曲尖端具有繞射元件之工具尖端的側視圖； 圖28為具有逐步形成之繞射元件之工具尖端的側視圖； 圖29為具有雙凸透鏡狀繞射元件之工具尖端的側視圖； 圖30為沿彎曲刻面具有繞射元件之工具尖端的側視圖； 圖3 1為沿多個線性刻面具有繞射元件之工具尖端的側視 圖； 〇 圖32說明根據本發明之實施例藉由使用切割工具沿义方 向之低頻率移動來切割母板工具以引起基底結構高度變化 所產生的基底結構； • 圖33說明根據本發明之普& Α七， +十奴月疋貫施例藉由使用切割工具沿ζ方 • 向之低頻率移動來切割母;IV 21 eq π ¢1¾ °』苺板以引起間距變化所產生的光 膜結構組態； 圖34說明根據本發明之實施例舆間距沿其長度變化 二組基底結構交錯的高度沿其長度變化之第-组基底結 構， 139557.doc 77. 200946975 圖35說明根據本發明之實施 π稽由使用切割工且 率ζ方向移動及切割工具之高頻率 、之低頻 具而形成的基底結構； “方向移動來切割母板工 圖遍及36B說明根據本發明之實施例具有藉由沿彈道 切割母板玉具而形成之χ&ζ軸漂移的基底結構； 圖3⑽具有間距變化而高度實質上不變化之稜柱之結 構的橫截面圖； 圖37A說明根據本發明之實施例具有藉由升高峰且將半

徑引入區域中之峰來修改下伏基底結構之區域之部件的组 態； 圖3 7 B說明根據本發明之實施例具有藉由升高峰來修改 下伏基底結構之區域之部件的組態，進一步其中在修改部 件之區域中峰半徑不同於基底部件之峰半徑； 圖3 8說明根據本發明之實施例具有藉由升高峰來修改下 伏基底結構之區域之部件的組態，其中修改部件亦影響基 底結構之峰與谷之間的距離之大部分；

圖39說明根據本發明之實施例包括基底結構凹槽及影響 凹槽兩側之修改部件的組態； 圖4 0 β兒明根據本發明之實施例包括基底結構凹槽及僅影 響凹槽一側之修改部件的組態； 圖4 1Α說明根據本發明之實施例其中修改部件包括繞射 元件之組態； 圖41B說明根據本發明之實施例包括基底結構及兩種類 型修改部件之組態； 139557.doc •78- 200946975 圖42說明根據本發明之實施例其中修改部件具有彎曲側 面且在修改部件之區域中之峰内角大於基底部件之内角的 組態； 圖43說明根據本發明之實施例說明直三稜柱作為基底結 . 構之組態，該等基底結構與修改部件重疊且與具有間距變 ' 化之稜柱交錯； • 圖44說明根據本發明之實施例可藉由具有較窄夾角以及 φ 半徑之形成基底棱柱之可變深度凹槽且沿凹槽在切割工具 之連續z轴運動下重新切割而形成的結構；及 圖45A-4SC展示根據本發明之實施例包含一系列與修改 部件重疊之基底結構的光學膜之不同放大倍數下之攝影 圖。 . 【主要元件符號說明】 100 膜 105 線性三稜柱/基底結構 106 側面 110 修改部件 125 周界 200 圓筒形母板卷筒/母板 202 轴 204 政式雜動器 206 控制器 208 切割工具 209 切割工具底座/底座 139557.doc -79- 200946975 210 基底結構 211 修改部件/離散切口 238 快速伺服致動器/致動器 353 箭頭 360 托架 362 工具尖端 364 工件 366 X方向 368 y方向 370 z方向 490 工具尖端托架 492 平坦後表面 494 錐形前表面/錐形表面 496 孔 498 突出表面 500 工具尖端 502 底表面 504 侧面 505 前部部分 506 錐形及角狀前表面 600 工具安裝總成 612 主體/工具安裝總成 616 快速工具致動器/z方向致動器/致動器/PZT堆疊 618 快速工具致動器/X方向致動器/致動器/PZT堆疊 139557.doc -80 - 200946975

630 電連接 634 電連接 635 切割工具 636 工具尖端托架 672 PZT堆疊 674 材料/圓盤 676 材料/圓盤 678 材料/圓盤 680 線 682 線 684 套管 686 底板 688 柱 750 斷續切口 751 工具尖端 752 斜削入角 753 工件 754 斜削出角 756 長度L 758 微結構 760 微結構 762 距離D 765 工具尖端 766 斜削入角 139557.doc -81 · 200946975 767 工件 768 斜削出角 770 微結構之長度 772 微結構 774 微結構 776 距離 779 工具尖端 780 斜削入角 781 工件 782 斜削出角 784 微結構之長度 786 微結構 788 微結構 790 距離 800 物件 802 頂表面 804 底表面 806 微結構 808 微結構 810 微結構 900 工具底座 905 工具尖端 910 切割工具 920 單軸致動器 139557.doc • 82 · 200946975 950 彈道 965 工具柄部 966 柄部 970 定向隔片 1000 母板表面 . 1002 轴 * 1004 鼓式驅動器 1006 控制器 ❹ 1007 切割工具 1008 切割工具 1010 凹槽 1011 修改部件 1027 工具底座 1028 工具底座 1030 切割機構 φ 1037 致動器 1038 致動器 1100 快速切割頭 • 1102 切割元件 . 1103 切割元件 1104 柄部或工具固持器 1106 夹片 1108 Π 1110 外殼 139557.doc -83 - 200946975 1112 旋轉袖 1114 空氣軸承 1200 快速切割頭 1202 切割元件/切割尖端 1218 電腦或控制器 1220 電纜 1222 軸承 1224 馬達 1226 旋轉編碼器 1230 快速切割台/ X台 1299 工件/卷筒 1300 工件 1301 凹槽區段 1302 凹槽區段 1303 凹槽區段 1310 測試帶 1331 第二轉期間形成之凹槽 ^僧G段與第—轉期間形 成之凹槽區段疊覆 1332 第三轉期間形成之凹槽區段與第二轉期間形 成之凹槽區段疊覆 1350 母板卷筒 1351 凹槽 1400 工件 1450 快速切割頭 139557.doc -84- 200946975

1512 快速切割頭 1516 切割元件 1528 致動器 1532 爽片 1540 控制線 1612 快速切割頭 1616 切割元件 1628 致動器 1629 致動器 1632 夾片 1640 控制線 1642 控制線 2200 橫截面幾何形狀 2201 橫截面幾何形狀 2202 繞射元件 2203 光柵間隔/距離 2204 繞射元件 2205 繞射元件 2207 繞射元件 2306 幾何形狀 2308 繞射元件 2310 刻面 2409 幾何形狀/工具尖端 2411 繞射元件 139557.doc •85- 200946975 2412 幾何形狀/工具尖端 2413 梯段高度變化 2414 繞射元件 2415 梯段高度變化 2516 幾何工具尖端 2517 刻面側面 2518 90° 2519 刻面側面 2520 繞射元件 2522 繞射元件 2623 幾何形狀 2624 繞射元件/V形凹槽 2625 平坦尖端/寬度 2726 幾何形狀 2727 彎曲尖端 2728 繞射元件 2830 幾何形狀 2832 繞射元件 2833 1¾度 2934 幾何形狀 2936 繞射元件 3038 幾何形狀 3040 彎曲刻面 3142 幾何形狀 139557.doc -86- 200946975 3144 線性刻面 3201 較高部件 3202 較低部件 3301 部件 3302 部件 3401 部件 ' 3402 部件 3403 ❿ 部件 3404 部件 3405 部件 3406 部件 3407 部件 3408 部件 3510 部件 3600 基底結構/稜柱膜 φ 3610 稜柱/稜柱峰端 3650 結構 3700 稜柱膜 3701 基底結構 3705 修改部件 3707 峰與谷之間的距離 3709 長度 3750 稜柱膜 3751 基底結構/基底部件 139557.doc -87- 200946975 3755 離散修改部件 3801 基底部件/基底結構 3805 修改部件 3807 峰與谷之間的距離 3809 長度 3901 基底結構 3905 修改部件 4001 基底結構/凹槽 4005 修改部件 4101 基底結構 4105 修改部件 4106 繞射元件 4151 基底結構 4155 修改部件 4156 繞射元件 4160 修圓部件 4201 基底結構 4205 修改部件 4207 峰與谷之間的距離 4301 基底結構 4302 稜柱 4308 修改部件 4401 基底結構 4405 修改部件 139557.doc -88- 200946975 4501 基底結構 4505 修改部件 4506 周界 A 旋轉軸 D 距離 H 棱柱南度 L 長度 P 棱柱間距 Pi 間距 P2 間距 a 角度 Θ 角度 Ψ 角位置 Γ 角度

139557.doc •89

Claims (1)

1. 200946975 七、申請專利範圍： 1. 一種光學膜，其包含： =多個基底光學結構，各基底結構具有峰；及 數個在該等基底結構上重疊之 由將下伏基底結構之區域中各邛件藉 ,^, 琢干的該下伏基底結構之峰弁古 來修改該區域，其中該耸 峰升间 °等升兩峰具有不同於 結構之峰半徑的半徑。 、° 土底 2. 如請求項1之光學膜，1 底全士槿夕左±危 > 文邛件具有與該下伏基 構之斜度之突然不連續性有Μ的周界· 3. =〇τ光學臈’其中該突然不連續性包含_上 超過、、々0.1。之斜度改變。 項3之光學膜，其中各部件將該下伏基底結構之 峰升1¾超過約0.5微米。 5·如請求項丨之光學膜，其中： '•亥等基底結構之峰具有在約4〇。至約15〇。範圍内之内 角；且 该等修改部件之峰具有在約3微米至約8微米範圍内之 半徑。 月求項1之光學膜，其進一步包含安置於該等基底結 構與該等修改部件中之一或兩者上的繞射元件。 如β求項1之光學膜’其中該等基底結構中之至少一些 基底結構間距不同。 8.如。月求項以光學膜，其中該等基底結構中之至少一些 基底結構高度不同。 139557.doc 200946975 9. 10.11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 如請求们之光學膜，其中該等基底結構中之至少—些 基底結構間距及高度不同。 — 如請求们之光學膜’其進一步包含複數個修改該等基 底結構之-或多個側面且實質上不修改該等基底結構之 峰的其他部件。 如請求項丄士光學膜，其中： 該等基底結構包含具有相對側面之線性三稜柱；且 該等修改部件修改該等稜柱中之每一者的至少一個刻 面’其係沿該刻面之峰與谷之間的距離之大部分且小於 該稜柱之長度之大部分修改。 一種光學膜，其包含： 一或多個基底光學結構，各基底結構具有峰丨及 複數個在該等基底結構上重疊之修改部件，各修改部 件升高下伏基底結構之區域中之峰，該等升高峰具有實 質上等於該下伏基底結構之峰半徑的峰半徑。 、 如請求項12之光學膜，其 底結構之突然不連續性有 中各修改部件具有與該 關之周界。 下伏基 如請求項13之光學膜，纟中該突然不連續性 上超過約〇_1。之斜度改變。 如請求項12之光學膜，其 構之峰升高超過約〇5微米 如請求項12之光學膜 構與該等修改部件中 如請求項12之光學膜 包含1微米 中各修改部件將該下伏基底結 ，其進一步包含安置於該等基底結 之一或兩者上的繞射元件。 ，其中該等基底結構中之至少一些 139557.doc 200946975 基底結構間距不同。 18·如請求項12之光學膜，其中該等基底結構中之至少一些 基底結構高度不同。 19.如請求項12之光學膜，其進—步包含複數個修改該等基 • 底結構之側面且實質上不修改該等基底結構之峰的立他 部件。 ^ ' 20.如請求項12之光學膜，其中： ❹ 豸等基底結構包含具有相對刻面之線性三稜柱；且 該等修改部件修改該等棱柱中之每一者的至少一個刻 面，其係在該等刻面之峰與谷之間的距離之大部分上在 小於該等稜柱之長度之大部分上修改。 21. —種光學膜，其包含： 一或多個基底結構，各基底結構具有相對側面及峰；及 複數個在該等基底結構上重疊之離散部件，各部件修 改下伏基底結構之至少一個側面之斜度，歷經小於該^ φ 伏基底結構之長度之大部分且實質上不修改該下伏基底 結構之峰。 ι — 22. 如請求項21之光學膜，其中各部件包含具有與該下伏基 ' 底結構之突然不連續性有關之周界的區域。 土 .23.如請求項22之光學膜，其中該突然不連續性與超過約1〇 之錐度角相關聯。 24. 如請求項2丨之光學膜，其中各部件沿該下伏基底結構之 側面之峰與谷之間的距離之大部分修改該等側面。 25. 如請求項21之光學膜’其中各下伏基底結構之一個側面 139557.doc 200946975 缺乏該等部件。 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 一種光學膜，其包含： 一或多個基底光學結構，夂其 各基底結構具有相對側面、 長度及峰；及 複數個在該等基底結構上重最 里且之件，各部件沿下伏 基底結構之至少一個側面之峰斑 ▼興合之間的距離之大部分 及小於該下伏基底結構之長声 食度之大部分修改該下伏基底 結構。 如請求項26之光學膜，其中該孳 T茨寺部件中之一或多者修改 該下伏基底結構之兩側面。 如請求項27之光學膜’其中該等修改部件中之-或多者 升高離散區域中該下伏基底結構之峰。 如請求項28之光學膜，其中兮笪轴l丄 丹等離散區域中之該等峰之 半控不同於該下伏基底結構之峰之半徑。 如請求項28之光學膜，JL中該辇齙私β u山 寻離散區域中之該等峰之 半徑大於該下伏基底結構之峰之半徑。 如請求項28之光學膜，其中該等離散區域中之該等峰之 半彼小於該下伏基底結構之峰之半徑。 如凊求項26之光學膜，其中繞射元件安置於該等修改部 件與該等基底結構中之一或兩者上。 如請求項26之光學膜，其中在各修改部件與該下伏基底 結構之間的周界上存在突然不連續性，該突然不連續性 與超過1。之錐度角相關聯。 一種修改表面以形成用於製造光學膜之母板工具的方 139557.doc 200946975 法，其包含： 在該母板工具之表面中切割基底結構，該基底結構在 該母板之表面中包含凹槽；及 在該母板之表面中切割一志各個炊 oJ或夕個修改部件，其中該基 底結構及該等修改部件曹暴以、VL呤咖& 干重叠以/0該凹槽產生不連續突然 變化。 3 5.如請求項34之方法，其中： ❹ 切吾'j該基底結構包含切割連續凹槽；及 切割該等修改部件包合七乃名丨__ - 干匕3切割或多個修改該連續凹槽 之離散部件。 36·如請求項34之方法，盆中切宣丨丨續堃放^ /、甲切割3亥4修改部件包含在切割 該基底結構後切割該等修改部件。 37. 如請求項34之方法，其中 八T切割δ亥專基底結構包含在切割 該等修改部件後切割該等基底結構。 38. =項34之方法，其中切割該基底結構包含在該基底 結構中切割繞射元件。 - 39. 如請求項34之方法，其中切割該等修改部件包含在 修改部件中之至少-些修改部件中切割繞射元件。 40. 如請求項34之方法，其中切 具中切》彳該等修改部件包含移動 割工具以促使該切割工具更 八文冰地切入該凹槽中，其 具之移動包括實質上垂直於該母板卫具之㈣^ 41·=請求項34之方法，其中切割該等修改部件包 割工具以促使該切割工具更深地切入動切 9 ^ 或兩側 139557.doc 200946975 中’其中該切割工具之移動包括實f上平行於該母板工 具之表面的分量。 42. 如请求項34之方法，其中切割該等修改部件包含沿包括 平订於母板工具之該表面之分量及垂直於該母板工具之 表面之分量的彈道移動該切割工具。 43. 如凊求項34之方法’其中切割該等修改部件包含切割在 不修改該凹槽深度之情況下改變該凹槽之一或兩側之斜 度的離散部件。 44. 如請求項34之方法，其中該等不連續突然變化包含大於 1°之錐度角變化。 45. 如請求項34之方法，其中該等修改部件產生超過〇5微米 之凹槽深度之不連續突然變化。 46. 如請求項34之方法，其中切割該基底結構與該等修改部 件中之一或多者包含同步快速切割。 47·如請求項34之方法，其中切割該基底結構與該等修改部 件中之一或多者包含動態同步快速切割。 48.如請求項34之方法，其中切割該基底結構與該等修改部 件中之一或多者包含直進切割。 49·如請求項34之方法，其中切割該基底結構與該等修改部 件中之一或多者包含螺紋切割。 50_如請求項34之方法，其中： 切割該基底部件包含使用具有第一切割工具剖面之切 割工具切割該基底結構；且 切割該等修改部件包含使用具有不同於該第—切割工 139557.doc 200946975 具剖面之第 件0 一切割工具剖面的切割 工具切割該等修改部 51. 52. 53. 54. 如凊求項5 〇之方法，盆中兮笛一 /、中該第一切割工具剖面具有小於 切割工具剖面之切割尖端半徑的切割尖端半徑。 :求項34之方法，其巾切割該基底結構與該等修改部 牛中之-或多者包含使用具有修圓、平直或鈍圓切割工 具剖面之切割工具進行切割。 W求項34之方法’其中切割該基底結構及切割該等修 改部件包含藉_由將^ „ Mg L 3藉由將第一及第二切割工具一起移動以切割 二早次撗穿該表面來切割該基底結構及該等修改部件。 -種修改表面以形成用於製造光學膜之母 包含： 〃 55. 56. 一或多個切割工具； ▲ -驅動系統，其經組態以提供該—或多個切割工具與 S亥表面之間的相對運動；及 Μ 一切割機構，其經組態以控制該等切割工具以在該母 板之表面中切割基底結構且沿該凹槽切割修改部件，其 中該基底結構與料修改部件重疊以產生該 形狀的不連續突然變化。 —構之 如叫求項54之系統，其中該切割機構包含一同步快速切 割機構，該同步快速切割機構經組態以控制該等切割工 具藉由同步快速切割來製造該基底結構與該等修 中之一或兩者。 月求項55之系統，其中該同步快速切割機構為動態同 139557.doc 200946975 步快速切割機構。 士 :月求項54之系統’其中該切割機構包括一或多個具有 用以切割該基底結構之第—剖面的切割卫具及一或多個 具有用以切割該等修改部件之第二剖面的第二切割工 具。 如明求項57之系統，其中該第一剖面與該第二剖面中之 至少—者包含修圓、平直或鈍圓尖端。 59’如明求項54之系統，其中該切割機構經組態以在該等切 割工具單次橫穿該表面期間切割該基底結構及該等修改 部件。 如β求項54之系統，其中該切割機構經組態以在該等切 «J工具一或多個第一次橫穿該表面期間切割該基底結構 且在該等切割工具一或多個第二次橫穿該表面期間切割 該等修改部件。 6 種了用於製造光學膜之母板工具，該母板工具具有一 表面，其包含： 複數個安置於該表面上之凹槽；及 修改該等凹槽之部件，各部件歷經小於相關凹槽之長 度延伸且涵蓋由該相關凹槽之斜度之突然不連續性界定 的區域。 62. 如請求項61之母板工具，其中該突然不連續性具有超過 1°之錐度角。 63. 如請求項61之母板工具，其中至少一個部件修改該相關 凹槽之深度且具有不同於該相關凹槽之内角的内角。 139557.doc 200946975 64. 如請求項61之母板工具，其中至少一個部件修改該相關 凹槽之深度且具有不同於該相關凹槽之内半徑的内半 徑。 65. 如請求項61之母板工具，其中至少一個部件修改該相關 凹槽之深度且具有小於該相關凹槽之内半徑的内半徑。 66. 如請求項61之母板工具，其中該等部件中之至少一些部 • 件在不修改該等凹槽之深度的情況下修改該等凹槽之側 面。 ❹ 67_如請求項61之母板工具，其中該等凹槽中之至少一些凹 槽在間距與深度中之一或兩者上變化。 68.如請求項61之母板工具，其中該等部件中之至少一些部 件沿該凹槽之峰與谷之間的距離之大部分修改各凹槽之 至少一個側面。 69·如請求項61之母板工具，其中該等部件中之至少一些部 件不修改該等凹槽之深度。 Φ 7〇. 一種修改表面以形成用於製造光學膜之母板的系統，其 包含： 一第一切割工具，其經組態以製備該表面； 一第二切割工具，其經組態以在該表面中切割部件； ' —驅動系統’其經組態以提供該等切割卫具與該表面 之間的相對運動；及 一-切割機構’其經組態以移動該第一切割工具及該第 2割工具以在該等切割I具單次通過該表面期間製備 6亥表面且切割該等部件。 139557.doc 200946975 7 1.如請求項70之系統，其中在製備該表面後該表面之粗糙 度實質上小於最小部件。 139557.doc 10·