專(zhuān)利名稱(chēng)：與模壓輥輪一起使用的光滑柔性帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明各實(shí)施例涉及熱塑薄膜的制造方法，此薄膜的一面具有光學(xué)元件，另一面為光滑表面。
背景技術(shù)：
具有帶圖形表面的薄膜可用于各種應(yīng)用中。例如，相紙可包含一個(gè)具有無(wú)光澤光潔度或有光澤光潔度的薄膜。當(dāng)無(wú)意的觀察者觀看時(shí)，此無(wú)光澤光潔度或有光澤光潔度的面可能在相片上產(chǎn)生所希望的效果。有光澤光潔度或無(wú)光澤光潔度要求相紙的制造過(guò)程具有一定的公差(即一定的精度)。制造過(guò)程的公差越小，則通常制造過(guò)程越復(fù)雜越昂貴。換句話說(shuō)，制造相紙用的帶圖形的薄膜所要求的公差可能比制造液晶顯示器的控光薄膜所需的公差低得多。
控光薄膜可用于各種應(yīng)用中。例如，光定向薄膜可用作液晶顯示器(LCD)的一部分，以增加LCD的功率效率。提高LCD(或其它類(lèi)似顯示器)的功率效率可能很有意義。液晶顯示器經(jīng)常包含在使用電池的移動(dòng)裝置(如手機(jī)、手提電腦、數(shù)碼相機(jī)等)內(nèi)。人們希望這些移動(dòng)裝置的電池使用時(shí)間盡可能長(zhǎng)。盡管電池技術(shù)在不斷改進(jìn)，但延長(zhǎng)移動(dòng)裝置的電池壽命的一種途徑仍是降低該裝置的功耗而性能不下降。提高移動(dòng)裝置的效率可以延長(zhǎng)移動(dòng)裝置的電池壽命，這對(duì)用戶(hù)非常有利。
與相紙上的有光澤光潔度或無(wú)光澤光潔度的光路相比較，控光薄膜的光路很特殊很精細(xì)。因而，產(chǎn)生相紙上有光澤光潔度或無(wú)光澤光潔度的制造過(guò)程的精度可能不適合于制造控光薄膜。例如，用來(lái)制造其它帶圖形的薄膜的制造過(guò)程，可能不適合于復(fù)制控光薄膜的光學(xué)元件或提供厚度均勻的薄膜，而這對(duì)于控光薄膜可能是必需的。以往制造過(guò)程的這些不適應(yīng)性在制造控光薄膜時(shí)必須仔細(xì)考慮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明各實(shí)施例涉及一種包含剛性表面和柔性表面的裝置。剛性表面包括一個(gè)光學(xué)元件模壓圖形。柔性表面和剛性表面形成一個(gè)輥隙，其結(jié)構(gòu)可使嵌入輥隙的黏滯材料形成固態(tài)薄膜。
另一些實(shí)施例涉及包含環(huán)帶的柔性壓力帶。此環(huán)帶包括至少一個(gè)彈性層和至少一個(gè)金屬層。帶的外表面的平均粗糙度小于50納米，硬度在90肖氏A至50肖氏D之間。
另一些實(shí)施例涉及形成帶圖形的薄片的方法。此方法包括提供熱塑聚合物的熔融屏，并將此屏送入模壓輥輪和柔性壓力帶之間的模壓輥隙內(nèi)。柔性壓力帶包括一個(gè)環(huán)帶。環(huán)帶包含至少一個(gè)彈性層。帶的外表面的平均粗糙度小于50納米，硬度在90肖氏A至50肖氏D之間。
另一些實(shí)施例涉及形成帶圖形的薄片的方法。此方法包括提供熱塑聚合物的熔融屏，并將此屏送入模壓輥輪和壓力帶之間的模壓輥隙內(nèi)。此壓力帶包括一個(gè)與熔融屏接觸的接觸帶和一個(gè)與熔融屏相反側(cè)上金屬帶接觸的減震帶。減震帶的硬度在90肖氏A至50肖氏D之間。
根據(jù)本發(fā)明各實(shí)施例，制造過(guò)程可產(chǎn)生可用于各種應(yīng)用的控光薄膜，例如采用本發(fā)明各實(shí)施例可產(chǎn)生能精確復(fù)制特定光學(xué)元件的控光薄膜，這種特定光學(xué)元件的復(fù)制可讓薄膜顯著增加液晶顯示器的效率。相應(yīng)地，效率的增加可延長(zhǎng)移動(dòng)裝置(如手機(jī)、手提電腦、數(shù)碼相機(jī)等)的電池壽命。各實(shí)施例的制造過(guò)程可產(chǎn)生具有均勻厚度的離散光學(xué)元件的薄膜。不具備離散光學(xué)元件和均勻厚度的控光薄膜不可能有效地增加顯示裝置的效率而不降低顯示質(zhì)量。


圖1是按照本發(fā)明各實(shí)施例的控光薄膜系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。
圖2是按照本發(fā)明各實(shí)施例的背光源和控光薄膜系統(tǒng)一部分的局部放大側(cè)視圖。
圖3和4是按照本發(fā)明各實(shí)施例的控光薄膜系統(tǒng)的示意側(cè)視圖。
圖5是表示按照本發(fā)明各實(shí)施例的控光薄膜上光學(xué)元件的示意圖。
圖6是表示按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種有柔性帶系統(tǒng)的擠壓輥模壓系統(tǒng)示意圖。
圖7是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種帶金屬層和彈性層的帶系統(tǒng)示意圖。
圖8是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種帶一個(gè)外金屬層，兩個(gè)彈性層和一個(gè)內(nèi)金屬層的帶系統(tǒng)示意圖。
圖9是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種帶金屬層和彈性層的帶系統(tǒng)示意圖，其中彈性層有加強(qiáng)纖維，其取向基本為一個(gè)方向。
圖10是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種具有周期性突起的帶系統(tǒng)示意圖。
圖11是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種在外金屬層上有三維圖形的帶系統(tǒng)示意圖。
圖12是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種擠壓輥模壓系統(tǒng)示意圖，它具有柔性帶系統(tǒng)和不起毛的軟編織往復(fù)清潔器。
圖13是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種擠壓輥模壓系統(tǒng)示意圖，它具有柔性帶系統(tǒng)和拋光輥輪。
圖14是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種擠壓輥模壓系統(tǒng)示意圖，它具有柔性帶系統(tǒng)和靜電放電系統(tǒng)。
圖15是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一種擠壓輥模壓系統(tǒng)示意圖，它具有一個(gè)柔性帶系統(tǒng)，包括金屬帶和彈性帶，且金屬帶和彈性帶圍繞不同的帶輥輪。
圖16是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一部分控光薄膜的視圖，顯示一些棱邊和脊背。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明圖1和圖2示意地表示按照本發(fā)明各實(shí)施例的控光薄膜系統(tǒng)1的一種形式。控光薄膜系統(tǒng)1可包括一個(gè)控光薄膜2，它使背光源BL(或其它光源)發(fā)射的大部分光朝更垂直于薄膜表面的方向再分布。圖2可用來(lái)把從幾乎任何照明光源來(lái)的光再分布在所希望的觀察角以?xún)?nèi)。例如，薄膜2可與顯示器D(如用于手提電腦內(nèi)，字處理器，航空顯示器，手機(jī)和PDA等的液晶顯示器內(nèi))一起用來(lái)使顯示器變亮。液晶顯示器可以是任何類(lèi)型，包括透射型液晶顯示器(如圖1和2所示)，反射型液晶顯示器(如圖3所示)，或透反射型液晶顯示器(如圖4所示)。在各實(shí)施例中，控光薄膜提供大于1.0的光增益(輸出/輸入之比)。
示于圖3的反射式液晶顯示器D可能包括一個(gè)靠近背面的背反射器40，用來(lái)將進(jìn)入顯示器的背景光向后反射出顯示器，以提高顯示器的亮度。按照本發(fā)明各實(shí)施例的控光薄膜2可安放在靠近反射式液晶顯示器的頂部，以使進(jìn)入顯示器的背景光(或從前面來(lái)的光)重新指向更垂直于薄膜平面的方向，通過(guò)背反射器向后反射在所希望的觀察角之內(nèi)，從而提高顯示器的亮度。可將控光薄膜2連接，疊壓或用別的方式固定到液晶顯示器頂部的位置上。
示于圖4的透反射液晶顯示器D包括一個(gè)處于顯示器和背光源BL之間的透反射器T，以將進(jìn)入顯示器前方的背景光向后反射出顯示器，從而提高顯示器在照明環(huán)境中的亮度，同時(shí)使從背光源來(lái)的光穿過(guò)透反射器從顯示器出來(lái)，為在黑暗環(huán)境中的顯示器照明。在這個(gè)實(shí)施例中，可將控光薄膜2放在顯示器頂部附近或顯示器底部附近，或者如圖4所示那樣二者兼有，以控制或再分配背景光和/或從背光源來(lái)的光，使其更垂直于薄膜平面，讓光線輸出分布能使光更好地穿過(guò)顯示器，從而提高顯示器的亮度。
控光薄膜2可包括一個(gè)薄的透明薄膜或底片8，它在薄膜的光出射表面6上有許多形狀很確定的各個(gè)離散光學(xué)元件5讓入射光分布這樣折射，使得從薄膜出射的光分布在更垂直于薄膜表面的方向。圖5是一個(gè)控光薄膜2的示例。在本發(fā)明各實(shí)施例中，各個(gè)光學(xué)元件是一些形狀很確定(可以是在光薄膜內(nèi)的突起或凹陷)的元件。相對(duì)光學(xué)薄膜的長(zhǎng)度和寬度而言，各個(gè)光學(xué)元件可能很小。一個(gè)曲線表面可以是曲度至少在一個(gè)平面內(nèi)的單個(gè)元件的一部分。楔形元件可以是包括一個(gè)或幾個(gè)斜面的元件，這些表面可能是平面或曲線表面的組合。
在各實(shí)施例中，各個(gè)光學(xué)元件具有一個(gè)曲線表面和一個(gè)平面。曲線表面可能有一個(gè)，兩個(gè)，或三個(gè)軸線的曲度，且用于多個(gè)方向的光校直。兩個(gè)平面相遇的地方是脊背。脊背由直線頂形成，元件的各邊在那兒相遇。元件可能有在薄膜平面內(nèi)的曲度，從而使得這些元件可以在一個(gè)以上方向校直。
每個(gè)單個(gè)光學(xué)元件5的寬度和長(zhǎng)度可能只有薄膜的寬度和長(zhǎng)度的很多分之一，而且可由薄膜出射表面上的凹陷和突起形成。這些單個(gè)光學(xué)元件5可能包括至少一個(gè)傾斜表面，將入射光折射到垂直于光出射表面的方向。光學(xué)元件5的高寬比可大于0.4。本發(fā)明各個(gè)光學(xué)元件可以隨機(jī)安置且彼此平行。這種安置可使脊背一般排列在同一方向。在各實(shí)施例中，通常有取向的脊背線可能較為有利，這樣薄膜將在一個(gè)方向比其它的方向更為準(zhǔn)直，因而當(dāng)用于液晶背光系統(tǒng)中時(shí)可產(chǎn)生更高的軸上增益。
各元件的橫截面在元件的最高點(diǎn)可能具有90度的包容角。90度脊背角可使控光薄膜產(chǎn)生最高的軸上亮度。不過(guò)，90度角并不是絕對(duì)必需的。例如，88至92度的角可得到類(lèi)似的結(jié)果。當(dāng)脊背角小于85度或大于95度時(shí)，控光薄膜的軸上亮度可能下降。
圖5的實(shí)施例表示在薄膜2上的各個(gè)光學(xué)元件5的一種圖形。這些光學(xué)元件可能有許多不同的形狀。這里我們把題為“控光薄膜和薄膜系統(tǒng)”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)出版物NO.US 2001/0053075A1全部引用過(guò)來(lái)作參考。此申請(qǐng)列舉了許多光學(xué)元件的變型。但是，本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員將會(huì)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明各實(shí)施例所提供的控光薄膜光學(xué)元件的其它變型很有用。
如圖2的例子所示，薄膜2的光入射表面7可能有一個(gè)光學(xué)涂層25(例如，抗反射涂層，反射極化器，阻滯涂層或極化器)。另外，在這些實(shí)施例中，可根據(jù)所要求的視覺(jué)外觀在光入射表面7上提供一種無(wú)光澤或漫射結(jié)構(gòu)。無(wú)光澤光潔度可以產(chǎn)生較柔和的圖象，其軸上增益不高?？梢园驯景l(fā)明各實(shí)施例中各個(gè)光學(xué)元件5的平面和曲線表面的組合做成使射到上面的一些光束重新射向不同的方向，從而產(chǎn)生較柔和的圖象而不需在薄膜入射表面上提供額外的漫射器或無(wú)光澤光潔度?？毓獗∧?的各個(gè)光學(xué)元件5還可以按交錯(cuò)，互鎖和/或交叉的結(jié)構(gòu)相互重疊，以造成具有適當(dāng)表面積復(fù)蓋率的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
背光源BL可以是基本上平的或是曲線的。背光源BL可以是單層或多層，同時(shí)可以有不同的厚度和形狀。背光源BL可以是柔性的或剛性的，且可用各種組合件制成。另外，背光源BL可以是空心的，用流體和空氣填充的，或是實(shí)心的，而且可以有孔或脊背。
光源26可以是任何適當(dāng)?shù)念?lèi)型(例如，弧光燈，白熾燈且可以著色，濾光或上漆，帶透鏡端部的燈泡，線性光，鹵素?zé)?，發(fā)光二極管(LED)，由LED組成的電路片，氖燈泡，冷陰極熒光燈，從遠(yuǎn)處光源發(fā)送的光纖發(fā)光管，激光或激光二極管，或其它任何適當(dāng)?shù)墓庠?。另外，光源26可以是多種顏色的LED，或者一種多色輻射源的組合，以提供所希望的有色或白色光輸出分布。例如，可采用許多如不同顏色(如紅，蘭，綠色)LED的有色光或帶多種顏色電路片的單個(gè)LED，通過(guò)改變每個(gè)單獨(dú)的有色光的強(qiáng)度而產(chǎn)生白光或任何其它有色光輸出分布。
背反射器40可如圖1和2所示安裝或固定在背光源BL的一側(cè)，以便通過(guò)將從那側(cè)發(fā)射的光反射回背光源而從相對(duì)一側(cè)射出，以改善背光源的光輸出效率。另外，可如圖1和2所示，在背光源的一側(cè)或兩側(cè)提供一光學(xué)變型的圖案50，以改變光程使之超過(guò)內(nèi)部臨界角，和使一部分光從背光源的一側(cè)或兩側(cè)射出。
具有結(jié)構(gòu)性表面的熱塑薄膜有從封裝到光學(xué)薄膜等的應(yīng)用。此結(jié)構(gòu)可以在由壓力輥輪和帶圖形的輥輪組成的壓型輥隙內(nèi)產(chǎn)生。按照傳遞給熱塑薄膜的圖形，很難在整個(gè)薄膜寬度上得到均勻的復(fù)制。獲得這種均勻的復(fù)制且薄膜有光滑的背面也很難。
可采用橡膠壓力輥輪在整個(gè)壓型輥隙上提供較均勻的壓力，因?yàn)樗鼈兊膹?fù)蓋面可以變形而適應(yīng)熔融屏中任何的厚度不均勻性。這些厚度不均勻性可能是由于存在厚邊緣向內(nèi)彎曲，或擠壓模造成的其它非均勻流動(dòng)而產(chǎn)生的。但是，橡膠覆蓋面可能沒(méi)有足夠低粗糙度的表面來(lái)產(chǎn)生光滑的(如平滑的)背部表面。
圖6是按照本發(fā)明各實(shí)施例的一個(gè)帶柔性帶系統(tǒng)的擠壓輥模壓系統(tǒng)示意圖?？衫肨形?；蛞录苄文莫M縫模作熔融擠壓。擠壓模161使材料(如聚合物，聚碳酸脂等)保持或轉(zhuǎn)變成黏滯狀態(tài)。黏滯材料163(如熔融聚合物)被送入帶圖形的輥輪165和帶167之間的輥隙。此黏滯材料可以是熱塑聚合物。它們?cè)趧傄M(jìn)入輥隙之前的黏滯度可在10Pa·S至100Pa·S之間。黏滯材料的停留時(shí)間(如將它轉(zhuǎn)化成固體)可在20和40毫秒之間。輥隙壓力可在1.4*108達(dá)因/厘米和2.63*108達(dá)因/厘米之間。這種材料的玻璃相變溫度低于200℃。但當(dāng)該材料離開(kāi)輥隙時(shí)，它必須處于固體狀態(tài)。在各實(shí)施例中，緊靠輥隙前面的點(diǎn)和緊接帶從輥隙出來(lái)后之間的溫度梯度至少是148.88℃。帶167用帶輥輪169來(lái)加強(qiáng)。帶輥輪171還被用來(lái)在帶167中維持適當(dāng)?shù)膹埩Α?br> 各個(gè)光學(xué)元件可由聚碳酸脂構(gòu)成。聚碳酸脂有各種等級(jí)，適合不同的應(yīng)用，其中有些配方可耐高溫，有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，環(huán)境穩(wěn)定性，且熔融黏滯度較低。
在各實(shí)施例中，帶圖形的輥輪165包含一個(gè)圖形，用來(lái)將特定光學(xué)元件復(fù)制在從輥隙輸出的光學(xué)薄膜上。在各實(shí)施例中，帶圖形的輥輪165是剛性的，且在帶圖形的輥輪165上的圖形是精確的。較之帶圖形的輥輪165，帶167是相對(duì)柔性的。雖然當(dāng)施加壓力到輥隙上時(shí)帶167是柔性的，但它也有足夠的硬度和平滑度，可以在從輥隙輸出的固態(tài)薄膜一側(cè)產(chǎn)生平的表面。在各實(shí)施例中，該帶167的硬度在90肖氏A至50肖氏D(卡洛硬度計(jì))之間。從輥隙輸出的薄膜在轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w狀態(tài)(或準(zhǔn)固態(tài))之后可沿帶167行走一些時(shí)間。在各實(shí)施例中，帶167由金屬和彈性材料構(gòu)成，而輥輪169可以是金屬或彈性材料?；蛘?，本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可能采用其它材料用作帶167和帶輥輪169，從而使帶的柔性部分產(chǎn)生厚度均勻的薄膜，其一面為適當(dāng)平滑的表面，而另一面具有從帶圖形的輥輪165適當(dāng)復(fù)制的圖形。
帶167可以是一條連續(xù)的金屬帶，它被設(shè)計(jì)成使從輥隙輸出薄膜的一面有平滑的光潔度。在各實(shí)施例中，帶167的外表面具有小于50納米的平均粗糙度。在另一些實(shí)施例中，粗糙度在15至30納米之間。帶167的硬度在90肖氏A至50肖氏D之間。在某些實(shí)施例中，帶167由金屬和彈性材料的組合制成。金屬層可以是帶系統(tǒng)的最外層，而且與被擠壓的聚合物相接觸。金屬層可以拋光至低粗糙度，且其分離特性允許帶圖形的薄片分離。在另一些實(shí)施例中，金屬層可以安裝在帶的內(nèi)面上。在帶內(nèi)面上的金屬提供一種精確驅(qū)動(dòng)帶系統(tǒng)的方法。帶167的周長(zhǎng)可在0.75和10米之間，寬度在0.5和2米之間。在各實(shí)施例中，彈性材料可以在帶的外面。在各實(shí)施例中，給帶提供一種分離媒質(zhì)，它可以讓輸出薄膜在離開(kāi)輥隙后容易從帶上脫離。彈性材料可包含聚合物的重量比在1至10％之間，此聚合物具有22至35達(dá)因/平方厘米的表面能量，業(yè)已證明它能很好地與已擠壓的聚合物分離。
在本發(fā)明各實(shí)施例中，可對(duì)進(jìn)入輥隙前的帶167加熱。使用加熱帶有助于減小形成在控光薄膜上的光學(xué)元件的棱邊面積(下面將進(jìn)一步討論)。另外，因?yàn)閹?67被加熱，當(dāng)薄膜離開(kāi)輥隙時(shí)，控光薄膜可以暫時(shí)保持與帶相連。這有利于對(duì)制造過(guò)程的控制。本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員知道，可以有許多不同的方法對(duì)帶167提供熱量。例如，可以通過(guò)傳導(dǎo)或感應(yīng)方式將熱量提供給帶。在各實(shí)施例中，帶只與輥隙處的材料相接觸。在各實(shí)施例中，帶167在輥隙處的溫度比帶圖形的輥輪169高。
圖7的例子表示一個(gè)具有帶輥輪103和帶輥輪105的帶系統(tǒng)，輥輪為具有彈性層107和金屬層109的金屬帶導(dǎo)向。彈性層107和金屬層109相組合有利于維持在輥隙內(nèi)的柔性和/或在薄膜一面上提供光滑的硬表面。帶的柔性可在整個(gè)輥隙上提供平穩(wěn)的復(fù)制和高度的復(fù)制，而帶的光滑性為控光薄膜提供平滑的背面。
圖8為帶系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例111，它有兩個(gè)金屬層和兩個(gè)彈性層。帶輥輪113和帶輥輪115維持著具有外金屬層117，外彈性層119，內(nèi)彈性層121，和內(nèi)金屬層123的帶。在各實(shí)施例中，外彈性層119和內(nèi)彈性層121具有不同的硬度。在某些實(shí)施例中，外彈性層119的硬度比內(nèi)彈性層121高，而在另一些實(shí)施例中，內(nèi)彈性層121的硬度比外彈性層119高。帶中有兩個(gè)或更多個(gè)柔性彈性層(雙硬度)可造成不同的柔性度，以適應(yīng)產(chǎn)品和輥隙內(nèi)所需壓力分布的需求。
在圖9所示的實(shí)施例中，帶可包含一個(gè)內(nèi)彈性層137，它包含取向基本沿一個(gè)方向的加強(qiáng)纖維。如圖9所示，彈性層137有處于外面的金屬層135。這些加強(qiáng)纖維可增加帶的柔性和壽命，而同時(shí)保持金屬層135的平滑硬表面。在各實(shí)施例中，彈性層可包括重量占0.2至5％的微粘土顆粒。在彈性層中加入微粘土顆粒可改善其機(jī)械性能，提供對(duì)彎曲和壓縮力高5％至20％的機(jī)械抵抗力。微粘土顆粒可增強(qiáng)彈性層內(nèi)的粘接網(wǎng)絡(luò)，從而提供對(duì)彎曲和壓縮的抵抗力。微粘土顆粒還可改善彈性層的耐熱性，使彈性層更好地承受擠壓過(guò)程產(chǎn)生的熱量。
如圖10所示，在各實(shí)施例中，帶系統(tǒng)141可以在帶143上包含一些周期性突起145。周期性突起145可幫助制造機(jī)械校準(zhǔn)在輥隙處輥輪在帶143內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員清楚，可以把周期性突起145安置在帶的內(nèi)部或外部。
如圖11的實(shí)施例所示，帶151可能包含三維圖形153。此三維圖形可以是輸出光學(xué)薄膜的光漫射層。在諸如用于顯示器的控光薄膜的應(yīng)用中，光漫射層可用來(lái)增大LCD的觀察角。在LCD TV的許多產(chǎn)品中，希望具有增大觀察角的特性。
圖12與圖6相類(lèi)似。但在圖12中，在表面帶167上安置了一個(gè)不起毛的軟編織往復(fù)清潔器181。此清潔器可為進(jìn)入輥隙之前的帶提供清洗機(jī)構(gòu)。在圖13所示的實(shí)施例中，包括一個(gè)拋光輥輪191。拋光輥輪191和帶167之間形成一個(gè)輥隙。拋光輥輪191可方便帶167的拋光，以使薄膜從帶圖形的輥輪165和帶167之間的輥隙中出來(lái)時(shí)形成適當(dāng)光滑的表面。
如圖14的實(shí)施例所示，可在靠近帶167處安置一個(gè)靜電放電系統(tǒng)。此靜電放電系統(tǒng)201將帶進(jìn)入輥隙之前帶的電荷除掉。靜電放電將提高系統(tǒng)輸出薄膜的質(zhì)量，其作用正是我們所需要的。如US專(zhuān)利5,494,619中所述可以產(chǎn)生這類(lèi)靜電放電。
在圖15所示的實(shí)施例中，金屬帶211可以與帶輥輪169和帶圖形的輥輪165之間的輥隙處的彈性帶213一起使用。將彈性帶213和金屬帶211相組合對(duì)于在輥隙柔性面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)娜嵝院凸饣钥赡苁呛芾硐氲?。這種結(jié)構(gòu)很有用，因?yàn)閺椥詫雍徒饘賻г诩訜岷屠鋮s時(shí)可以用不同的比率和不同的百分?jǐn)?shù)膨脹。也可以只使金屬層或彈性層中的一個(gè)或另一個(gè)加熱或冷卻。也可以用彈性層來(lái)帶動(dòng)金屬層。
圖16是按照本發(fā)明各實(shí)施例的控光薄膜一部分的視圖，顯示棱邊和脊背。每個(gè)光學(xué)元件219包括一個(gè)棱邊215和一些脊背217。脊背217和形成它們的表面提供光學(xué)能力并用來(lái)改變光的方向。相反，棱邊215不增加系統(tǒng)的光學(xué)能力，也不改變光的方向。因而，需要顯著改變光的方向的控光薄膜沒(méi)有棱邊215而只有脊背217。但是，由于有制造公差，采用可產(chǎn)生非常小的棱邊的制造過(guò)程和材料可能是不現(xiàn)實(shí)的(例如，太昂貴)。因此，對(duì)于控光薄膜，需要棱邊215相對(duì)脊背217的比例優(yōu)于預(yù)定的水平。
在各實(shí)施例中，棱邊215的寬度小于5微米。在各實(shí)施例中，棱邊215的寬度小于3微米。在各實(shí)施例中，棱邊215的寬度小于1微米。在各實(shí)施例中，固態(tài)薄膜各棱邊的全部表面積小于控光薄膜表面積的約20％，而固態(tài)薄膜各脊背的全部表面積大于固態(tài)薄膜表面積的80％。在各實(shí)施例中，固態(tài)薄膜各棱邊的全部表面積小于固態(tài)薄膜表面積的約6.66％，而固態(tài)薄膜各脊背的全部表面積大于固態(tài)薄膜表面積的約93.33％。在各實(shí)施例中，固態(tài)薄膜各棱邊的全部表面積小于固態(tài)薄膜表面積的約3.33％，而固態(tài)薄膜各脊背的全部表面積大于固態(tài)薄膜表面積的約96.67％。本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員知道，各脊背的表面積是平行于固態(tài)薄膜的光學(xué)有效面積的總和。
本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員知道，為了減少控光薄膜的棱邊面積，需要仔細(xì)選擇材料和制造過(guò)程。還有，在減少各棱邊215的面積的同時(shí)，還要維持在薄膜相反一面的光滑面積221。此外，必須考慮保持薄膜的厚度均勻。
帶系統(tǒng)中帶的金屬層應(yīng)當(dāng)足夠薄，從而提供充分的柔軟性以容納熔融屏內(nèi)任何的厚度不均勻性。金屬層的厚度最好在50至2000微米之間。低于35微米，金屬層可能太脆弱，導(dǎo)致生產(chǎn)中的壽命較短。當(dāng)金屬層厚度等于或大于2500微米時(shí)，其柔軟性不夠，且很難在整個(gè)輥隙上保持均勻的壓力。較好的金屬層材料包括不銹鋼，鎳，高磷鎳，鉻，合金，或任何其它適當(dāng)?shù)慕饘?。套筒最好無(wú)縫，以防止薄膜背面的任何缺陷在薄膜上再現(xiàn)。
帶的彈性層可包含聚合材料。彈性層可提供柔性表面，使得即使熔融屏寬度上有厚度變化也可保持比較均勻的輥隙壓力。彈性層應(yīng)為3至20毫米厚，以提供適當(dāng)?shù)膹椥远粻奚鋫鳠嵝阅?。?fù)蓋層材料可用硅橡膠，氯丁二烯橡膠，三元乙丙橡膠，氟橡膠，氯磺?；垡蚁┖铣上鹉z，聚胺基甲酸酯，或任何其它有適當(dāng)硬度和耐久性的材料。但本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員知道，也可以使用其它材料。
該帶系統(tǒng)可有耐久性，以抵抗在擠壓型輥隙內(nèi)出現(xiàn)的高溫和高輥隙壓力。套筒應(yīng)能拋光至光學(xué)光潔度，且能對(duì)被擠壓材料有適當(dāng)?shù)姆蛛x特性。套筒可耐塑料在高溫下擠壓時(shí)殘?jiān)睦鄯e，而且當(dāng)其表面積累了過(guò)多的殘?jiān)鼤r(shí)也能很容易清洗。最好是具有在生產(chǎn)過(guò)程中清洗這種輥輪表面的裝置。
零件列表1；控光薄膜系統(tǒng)2；控光薄膜5；光學(xué)元件6；光出射表面7；光入射表面25；光學(xué)涂層26；光源30；光學(xué)漫射層40；背反射器101；有金屬層和彈性層的帶系統(tǒng)103；帶輥輪105；帶輥輪107；彈性層109；金屬層111；具有兩個(gè)金屬層和兩個(gè)彈性層的帶系統(tǒng)113；帶輥輪115；帶輥輪117；外金屬層119；外彈性層121；內(nèi)彈性層123；內(nèi)金屬層131；帶輥輪133；帶輥輪135；金屬層137；具有取向基本在一個(gè)方向的加強(qiáng)纖維的彈性層141；有周期性突起的帶系統(tǒng)143；帶145；周期性突起151；帶三維圖形的帶
153；三維圖形161；擠壓模163；熔融聚合物165；帶圖形的輥輪167；帶169；帶輥輪171；帶輥輪181；不起毛的軟編織往復(fù)清潔器191；拋光輥輪201；靜電放電系統(tǒng)211；金屬帶213；彈性帶215；棱邊217；脊背219；光學(xué)元件BL；背光源D；顯示器R；光線
權(quán)利要求
1.一種柔性壓力帶，包括一條至少由一個(gè)彈性層和一個(gè)金屬層組成的環(huán)帶，其中該帶的外表面具有小于50納米的平均粗糙度，及90肖氏A至50肖氏D之間的硬度。
2.如權(quán)利要求1的柔性壓力帶，其特征在于所述至少一個(gè)金屬層是在所述帶的外面。
3.如權(quán)利要求2的柔性壓力帶，其特征在于包括一個(gè)處于所述帶內(nèi)部的金屬層。
4.如權(quán)利要求1的柔性壓力帶，其特征在于所述至少一個(gè)彈性層包括第一彈性層和第二彈性層；所述第一彈性層和所述第二彈性層的硬度不同；所述第一彈性層相對(duì)第二彈性層處在帶的內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求4的柔性壓力帶，其特征在于第一彈性層的硬度高于第二彈性層。
6.如權(quán)利要求4的柔性壓力帶，其特征在于第二彈性層的硬度高于第一彈性層。
7.如權(quán)利要求1的柔性壓力帶，其特征在于所述至少一個(gè)彈性層在有顆粒存在的層內(nèi)包括總量占重量百分比0.2至5％的微粘土顆粒。
8.如權(quán)利要求1的柔性壓力帶，其特征在于所述至少一個(gè)彈性層包括取向基本在一個(gè)方向的加強(qiáng)纖維。
9.如權(quán)利要求1的柔性壓力帶，其特征在于所述帶的周長(zhǎng)在0.75至10米之間，寬度為0.5米至2米。
10.如權(quán)利要求1的柔性壓力帶，其特征在于所述至少一個(gè)彈性層是在所述帶的外部，且所述至少一個(gè)彈性層包含聚合物的重量百分比在1至10，此聚合物具有22至35達(dá)因/平方厘米的表面能量。
11.如權(quán)利要求1的柔性壓力帶，其特征在于所述帶的內(nèi)面裝有一些周期性突起。
12.如權(quán)利要求1的柔性壓力帶，其特征在于所述帶有一個(gè)外金屬層，所述金屬層上裝有三維圖形。
13.一種形成帶圖形的薄片的方法，包括提供一種熱塑聚合物的熔融屏，并將該屏帶入模壓輥輪和由環(huán)帶構(gòu)成的柔性壓力帶間的模壓輥隙內(nèi)，環(huán)帶至少有一個(gè)彈性層，其中所述帶的外表面具有50納米以下的平均粗糙度，和90肖氏A至50肖氏D之間的硬度。
14.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于所述熱塑聚合物在進(jìn)入所述模壓輥輪和所述柔性壓力輥輪之間以前具有10Pa·S至100Pa·S的黏滯度。
15.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于熱塑聚合物在所述輥隙內(nèi)的駐留時(shí)間在20至40毫秒之間。
16.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于輥輪壓力在1.4×108至2.63×108達(dá)因/厘米之間。
17.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于包括用不起毛的軟編織往復(fù)清潔器清洗所述的帶。
18.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于包括一個(gè)與所述帶接觸的拋光輥輪。
19.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于所述熱塑聚合物包括聚碳酸酯。
20.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于所述帶進(jìn)入所述輥隙之前有靜電電荷。
21.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于所述模壓輥輪裝有間格，它有至少有一個(gè)曲線表面和至少一個(gè)平面。
22.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于所述模壓輥輪裝有間格，其高寬比大于0.4。
23.如權(quán)利要求13的方法，其特征在于所述模壓輥輪裝有間格，其深度大于15微米。
24.一種形成帶圖形的薄片的方法，包括提供一種熱塑聚合物的熔融屏，并將所述屏帶入模壓輥輪和壓力帶之間的模壓輥隙內(nèi)，其中所述壓力帶包括一條與所述熔融屏接觸的接觸帶，和一條減震帶，它與所述熔融屏相反一面上的所述金屬帶相接觸，和所述減震帶的硬度在90肖氏A至50肖氏D之間。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于所述接觸帶和所述減震帶的長(zhǎng)度不同，且繞過(guò)不同的輥輪。
26.一種包含一個(gè)剛性表面和一條帶的裝置，其中該帶包含至少一個(gè)金屬層和至少一個(gè)彈性層；剛性表面包含一個(gè)光學(xué)元件模壓圖形；帶和剛性帶圖形的表面形成一個(gè)輥隙；輥隙的結(jié)構(gòu)作成可由插入輥隙內(nèi)的黏滯材料形成固態(tài)薄膜。
27.如權(quán)利要求26的裝置，其特征在于剛性表面是輥輪的一部分。
28.如權(quán)利要求27的裝置，其特征在于輥輪是金屬輥輪。
29.如權(quán)利要求26的裝置，其特征在于光學(xué)元件模壓圖形是固態(tài)薄膜第一表面的倒象。
30.如權(quán)利要求29的裝置，其特征在于固態(tài)薄膜是控光薄膜。
31.如權(quán)利要求30的裝置，其特征在于控光薄膜包括一個(gè)薄的光學(xué)透明基片，它有一些形狀確定的各個(gè)光學(xué)元件，使透過(guò)該基片的光線沿垂直于此基片的方向重新分布，至少某些光學(xué)元件具有至少一個(gè)曲線表面和至少一個(gè)平的表面，使光線沿兩條不同的軸線重新分布，至少某些光學(xué)元件相互重疊。
32.如權(quán)利要求26的裝置，其特征在于該帶的光滑性足以在固態(tài)薄膜第二表面上產(chǎn)生一個(gè)光學(xué)上平滑的表面；及該帶的柔性足以在輥隙處產(chǎn)生厚度基本均勻的固態(tài)薄膜。
33.如權(quán)利要求32的裝置，其特征在于該帶包括一個(gè)金屬表面。
34.如權(quán)利要求33的裝置，其特征在于金屬表面在進(jìn)入輥隙之前被加熱至足夠的溫度，以在固態(tài)薄膜內(nèi)適當(dāng)?shù)仫@微復(fù)制光學(xué)元件。
35.如權(quán)利要求32的裝置，其特征在于該帶是帶圖形的。
36.如權(quán)利要求35的裝置，其特征在于在該帶上的圖形在固態(tài)薄膜第二表面上形成一個(gè)光學(xué)漫射層。
37.如權(quán)利要求26的裝置，其特征在于黏滯材料在輥隙內(nèi)的粘度足以在固態(tài)薄膜上基本復(fù)制光學(xué)元件模壓圖形。
38.如權(quán)利要求37的裝置，其特征在于復(fù)制的固態(tài)薄膜上的光學(xué)元件模壓圖形包括幾乎沒(méi)有基本平行于固態(tài)薄膜的表面的光學(xué)元件。
39.如權(quán)利要求37的裝置，其特征在于固態(tài)薄膜上復(fù)制的光學(xué)元件模壓圖形包括光學(xué)元件；該光學(xué)元件包含脊背和棱邊；棱邊基本平行于固態(tài)薄膜；以及脊背與固態(tài)薄膜形成一個(gè)角度。
40.如權(quán)利要求39的裝置，其特征在于棱邊寬度小于5微米。
41.如權(quán)利要求40的裝置，其特征在于棱邊寬度小于3微米。
42.如權(quán)利要求41的裝置，其特征在于棱邊寬度小于1微米。
43.如權(quán)利要求39的裝置，其特征在于固態(tài)薄膜上棱邊總表面積小于固態(tài)薄膜表面積的約20％；及固態(tài)薄膜上脊背總表面積大于固態(tài)薄膜表面積的約80％。
44.如權(quán)利要求43的裝置，其特征在于固態(tài)薄膜上棱邊總表面積小于固態(tài)薄膜表面積的約6.66％；及固態(tài)薄膜上脊背總表面積大于固態(tài)薄膜表面積的約93.33％。
45.如權(quán)利要求44的裝置，其特征在于固態(tài)薄膜上棱邊總表面積小于固態(tài)薄膜表面積的約3.33％；及固態(tài)薄膜上脊背總表面積大于固態(tài)薄膜表面積的約96.67％。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造固態(tài)薄膜的裝置和方法。黏滯材料(163)被輸入到帶圖形的輥輪(165)和帶(167)之間的輥隙內(nèi)。柔性輥輪(169)有利于帶圖形的輥輪(165)和帶(167)之間的輥隙的形成。因此，可生產(chǎn)具有多個(gè)離散光學(xué)元件和一個(gè)光滑背面的薄膜。
文檔編號(hào)B29D11/00GK1968802SQ200580019524
公開(kāi)日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者J·E·本森, R·P·布爾德萊斯, C·J·布里基 申請(qǐng)人:伊斯曼柯達(dá)公司