(57)【要約】  基板及びその基板の主表面上に微細複製機構を有する光学フィルム。機構は、微細複製マクロスケール機構及びそのマクロスケール機構上に１つ以上の微細複製回折機構を含む。フィルムは、回折機構を有する工具先端で機械加工された加工物から作製できる。工具先端は、加工物を機械加工する間マクロスケール機構及び回折機構の両方を形成する。次に、コーティングプロセスを使用して、機械加工された加工物から光学フィルムを作製することができる。
2011507015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学フィルムであって、
基板と、
基板の主表面上に形成される複数個の微細複製マクロスケール機構と、
前記マクロスケール機構上に形成される１つ以上の微細複製回折機構と、を含み、
前記基板及び前記マクロスケール機構が、実質的に光透過性の材料で形成される、光学フィルム。
【請求項２】
前記マクロスケール機構が、対立する切子面及び頂点を有するプリズムを備える、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記回折機構が、前記プリズムの前記切子面上の少なくとも１つに三角形のノッチを備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記回折機構が、前記プリズムの前記切子面上の１つのみに三角形のノッチを備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項５】
前記回折機構が、前記プリズムの前記切子面上の少なくとも１つに一連の隣接するレンズレットを備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項６】
前記回折機構が、前記プリズムの前記切子面上の少なくとも１つに一連の隆起した部分のある回折格子を備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項７】
前記回折機構が、前記プリズムの前記切子面上の少なくとも１つに一連の角を成した部分のある回折格子を備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項８】
前記回折機構が、前記ノッチと、前記プリズムの前記頂点との間の平坦な部分に沿って、前記プリズムの前記切子面上の少なくとも１つに、１つ以上の三角形のノッチを備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項９】
前記回折機構が、前記プリズムの前記頂点上に三角形のノッチを備え、前記頂点が平坦である、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項１０】
前記回折機構が、前記プリズムの前記頂点上に三角形のノッチを備え、前記頂点が湾曲している、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項１１】
前記回折機構が、前記プリズムの前記切子面上の少なくとも１つに一連の隣接するステップを備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項１２】
前記回折機構が、前記プリズムの前記頂点上に一連の隣接するレンズレットを備え、前記頂点が平坦である、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項１３】
前記回折機構が、前記プリズムの前記切子面上の少なくとも１つに一連の隣接した湾曲部分を備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項１４】
前記回折機構が、前記プリズムの前記切子面上少なくとも１つに一連の隣接した角を成した平坦な部分を備える、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項１５】
前記マクロスケール機構が連続的である、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１６】
前記マクロスケール機構が不連続的である、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１７】
前記マクロスケール機構が、１つの不変ピッチを有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１８】
前記マクロスケール機構が、１つの可変ピッチを有する、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項１９】
光学フィルムであって、
基板と、
前記フィルムがバックライトに設置された時、微細複製マクロスケール機構が可視光線をリサイクルするよう機能する、前記基板の主表面上に形成される複数個の前記マクロスケール機構と、
前記フィルムがバックライトに設置された時、微細複製回折機構が可視光線を拡散するよう機能する、前記マクロスケール機構上に形成される１つ以上の前記回折機構と、を含み、
前記基板及び前記マクロスケール機構が、実質的に光透過性の物質で形成される、光学フィルム。
【請求項２０】
前記マクロスケール機構が、対立する切子面及び頂点を有するプリズムを備え、前記回折機構が前記プリズムの前記切子面上の少なくとも１つに三角形のノッチを備える、請求項１９に記載の光学フィルム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
機械加工技術を用いて、微細複製工具などの種々の加工物を作製することができる。微細複製工具は、微細複製構造を作製するための押出成形プロセス、射出成形プロセス、エンボス加工プロセス、キャスティングプロセスなどで広く用いられている。微細複製構造には、光学フィルム、研磨フィルム、接着フィルム、自己噛合輪郭を備える機械的締結具、又は比較的小さい寸法、例えば約１０００マイクロメートル未満の寸法の微細複製構造を有するいずれかの成形又は押出し部品などを含んでもよい。
【０００２】
ミクロ構造は、他の様々な方法によっても作製することができる。例えば、マスター工具から、キャスト及び硬化プロセスによって、マスター工具の構造を高分子材料のベルト又はウェブのような他の媒体に転写して生産用工具を形成することが可能であり、更にこの生産用工具を使用して微細複製構造が作製される。電鋳法のような他の方法を使用して、マスター工具を複写することができる。光配向フィルムを作製する他の代替的な方法は、透明材料を直接切削又は機械加工して適切な構造を形成するというものである。他の技術には、化学的エッチング、ビードブラスト、又は他の確率的表面修正技術が挙げられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明と一致する光学フィルムは、基板及び基板の主表面上の微細複製機構を備える。微細複製機構は、マクロスケール機構及びマクロスケール機構上の１つ以上の回折機構を備える。フィルムは、回折機構を有する工具先端で機械加工された加工物から作製できる。工具先端は、加工物を機械加工する間にマクロスケール機構及び回折機構の両方を形成する。次に、コーティングプロセスを使用して、機械加工された加工物から光学フィルムを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
添付図面は本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成するものであって、この明細書の記載とともに本発明の利点と原理を説明する。図面中、
【図１】加工物内にミクロ構造を作製する切削工具システムの図。
【図２】切削工具における座標系を示す図。
【図３】切削工具に使用する例示的なＰＺＴスタックの図。
【図４Ａ】工具先端キャリアの斜視図。
【図４Ｂ】工具先端を保持する工具先端キャリアの正面図。
【図４Ｃ】工具先端キャリアの側面図。
【図４Ｄ】工具先端キャリアの平面図。
【図５Ａ】工具先端の斜視図。
【図５Ｂ】工具先端の正面図。
【図５Ｃ】工具先端の底面図。
【図５Ｄ】工具先端の側面図。
【図６Ａ】ＦＴＳ作動装置の平面断面図。
【図６Ｂ】作動装置におけるＰＺＴスタックの配置を示す正面断面図。
【図６Ｃ】作動装置の正面図。
【図６Ｄ】作動装置の背面図。
【図６Ｅ】作動装置の平面図。
【図６Ｆ】作動装置の側面図。
【図６Ｇ】作動装置の側面図。
【図６Ｈ】作動装置の斜視図。
【図７Ａ】加工物に入るテーパーイン角度及び加工物から出るテーパーアウト角度が、実質的に等しい断続切削を示す図。
【図７Ｂ】加工物に入るテーパーイン角度が、加工物から出るテーパーアウト角度より小さい断続切削を示す図。
【図７Ｃ】加工物に入るテーパーイン角度が、加工物から出るテーパーアウト角度より大きい断続切削を示す図。
【図８】断続切削ＦＴＳ作動装置を有する切削工具システムを使用して作製できるミクロ構造を概念的に示す図。
【図９Ａ】機械加工された工具先端の斜視図。
【図９Ｂ】機械加工された工具先端の正面図。
【図９Ｃ】機械加工された工具先端の底面図。
【図９Ｄ】機械加工された工具先端の側面図。
【図１０Ａ】機械加工された及び機械加工されていない工具先端を有する複数先端工具の側面図。
【図１０Ｂ】複数の機械加工された工具先端を有する複数先端工具の側面図。
【図１１Ａ】それぞれ、少なくとも１つの機械加工された工具先端を備えるＦＴＳ作動装置を有する切削工具システムを使用して作製できるミクロ構造を概念的に示す側面図及び斜視図。
【図１１Ｂ】それぞれ、少なくとも１つの機械加工された工具先端を備えるＦＴＳ作動装置を有する切削工具システムを使用して作製できるミクロ構造を概念的に示す側面図及び斜視図。
【図１２Ａ】それぞれ、少なくとも１つの機械加工された工具先端を備える断続切削ＦＴＳ作動装置を有する切削工具システムを使用して作製できるミクロ構造を概念的に示す側面図及び斜視図。
【図１２Ｂ】それぞれ、少なくとも１つの機械加工された工具先端を備える断続切削ＦＴＳ作動装置を有する切削工具システムを使用して作製できるミクロ構造を概念的に示す側面図及び斜視図。
【図１３Ａ】両方の切子面に回折機構を備える工具先端の側面図。
【図１３Ｂ】両方の切子面に回折機構を備える工具先端の側面図。
【図１４】一方の切子面に回折機構を備える工具先端の側面図。
【図１５Ａ】ステップ高度変動を使用する回折機構を備える工具先端の側面図。
【図１５Ｂ】ステップ高度変動を使用する回折機構を備えるもう一方の工具先端の側面図。
【図１６】９０°の切子面側に沿って回折機構を備える工具先端の側面図。
【図１７】平坦な先端に沿って回折機構を備える工具先端の側面図。
【図１８】湾曲した先端に沿って回折機構を備える工具先端の側面図。
【図１９】ステップ状に形成された回折機構を備える工具先端の側面図。
【図２０】レンズ形状を有する回折機構を備える工具先端の側面図。
【図２１】湾曲した切子面に沿って回折機構を備える工具先端の側面図。
【図２２】複数の線状の切子面に沿って回折機構を備える工具先端の側面図。
【図２３Ａ】イオンミリング前の工具先端の側面図。
【図２３Ｂ】イオンミリングを使用して先端上の同一平面に回折機構を形成した後の図２３Ａの工具先端の側面図。
【図２４Ａ】イオンミリング前の工具先端の側面図。
【図２４Ｂ】イオンミリングを使用して、先端上の異なる平面内に回折機構を形成した後の図２４Ａの工具先端の側面図。
【図２５Ａ】非ＦＴＳツールポストの最初の斜視図。
【図２５Ｂ】非ＦＴＳツールポストの２番目の斜視図。
【図２５Ｃ】非ＦＴＳツールポストの平面図。
【図２６Ａ】非ＦＴＳツールポスト上の工具先端を保持するための軸部の斜視図。
【図２６Ｂ】工具先端を保持する軸部の正面図。
【図２６Ｃ】工具先端を保持する軸部の底面図。
【図２６Ｄ】工具先端を保持する軸部の側面図。
【図２７Ａ】図１３Ａに示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図２７Ｂ】図１３Ｂに示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図２８】図１４に示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図２９Ａ】図１５Ａに示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図２９Ｂ】図１５Ｂに示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図３０】図１６に示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図３１】図１７に示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図３２】図１８に示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図３３】図１９に示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図３４】図２０に示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図３５】図２１に示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【図３６】図２２に示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製された、フィルムの代表的な一部分を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
切削工具システム
一般のダイヤモンド旋盤技術は、参照することにより全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれるＰＣＴ国際公開特許出願ＷＯ  ００／４８０３７号に記載されている。種々の方法に使用される装置、及び光学フィルム又は他のフィルムを作製するための装置は、高速サーボ工具を備えることができる。ＰＣＴ国際公開特許出願ＷＯ  ００／４８０３７号に開示されているように、高速工具サーボ（ＦＴＳ）は、ソリッドステート圧電（ＰＺＴ）デバイスであって、ＰＺＴスタックと称され、ＰＺＴスタックに取り付けられる切削工具の位置を迅速に調節する。ＦＴＳは、更に以下に記載されるように、座標系内の方向に切削工具を非常に正確かつ高速で移動することを可能とする。
【０００６】
図１は、加工物内にミクロ構造を作製する切削工具システム１０の図である。ミクロ構造は、物品の表面上、表面内、又は表面から突き出ている構造のいかなる種類、形状、及び寸法をも含むことができる。例えば、本明細書に記載の作動装置及びシステムを使用して形成される微細構造は、１０００マイクロメートルピッチ、１００マイクロメートルピッチ、１マイクロメートルピッチ、又は更には２００ナノメートル付近のサブ光波長ピッチを有することができる。あるいは、他の実施形態において、ミクロ構造におけるピッチは、切削方法に関わらず１０００マイクロメートルを超えることができる。これらの寸法は例示することだけを目的とし、本明細書に記載の作動装置及びシステムを使用して作製されるミクロ構造は、システムを使用して加工可能な範囲内でいずれかの寸法を有することができる。
【０００７】
システム１０は、コンピュータ１２によって制御される。コンピュータ１２は、例えば構成要素として、１つ以上のアプリケーション１６を記憶するメモリ１４、情報の不揮発性記憶を提供する二次記憶装置１８、情報又はコマンドを受信するための入力装置２０、メモリ１４又は二次記憶装置１８内に記憶されるか、他の供給源から受信されるアプリケーションを実行するためのプロセッサ２２、情報の視覚的表示を出力するための表示装置２４、及び聴覚情報のためのスピーカー、又は情報のハードコピーのためのプリンタのように他の形態で情報を出力するための出力装置２６を有する。
【０００８】
加工物５４の切削は、工具先端４４によって実行される。作動装置３８は、コンピュータ１２によって制御される電動モータのような駆動装置及びエンコーダ５６によって、加工物５４が回転する際の工具先端４４の移動を制御する。本実施例においては、加工物５４はロール状で示されるが、平面状で実行することも可能である。いずれかの機械加工可能な材料を使用することができ、例えば加工物は、アルミニウム、ニッケル、銅、黄銅、鋼、又はプラスチック（例えば、アクリル）で実施することが可能である。使用される特定の材料は、例えば、機械加工された加工物を使用して作製される様々なフィルムのような特定の望ましい用途に応じて決めることができる。作動装置３８、及び以下に記載される作動装置は、例えばステンレス鋼、又は他の材料で実施することができる。
【０００９】
作動装置３８は、ツールポスト３６に取り外し可能に連結され、更にツールポスト３６はトラック３２上に配置される。ツールポスト３６及び作動装置３８は、トラック３２上を矢印４０及び４２が示すｘ方向及びｚ方向の両方に移動するように構成される。コンピュータ１２は、１つ以上の増幅器３０を介してツールポスト３６及び作動装置３８と電気的に接続される。制御装置として機能する場合、コンピュータ１２は加工物５４を機械加工するために、作動装置３８を介して、トラック３２に沿ったツールポスト３６の移動及び工具先端４４の移動を制御する。作動装置は、複数のＰＺＴスタックを有する場合、個別の増幅器を使用して、スタックに取り付けられる工具先端の移動を独立して制御するのに使用される各ＰＺＴスタックを、独立して制御することができる。コンピュータ１２は、以下で更に説明するように、加工物５４中に様々なミクロ構造を機械加工するために、作動装置３８に波形を提供する関数発生器２８を使用することができる。
【００１０】
加工物５４の機械加工は、様々な構成要素の移動を調整することで達成される。特に、コンピュータ１２の制御下において、システムは、ツールポスト３６の移動により、ｃ方向５３での加工物の移動、並びにｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向（これらの座標は以下で説明される）のうちの１つ以上での工具先端４４の移動に伴った作動装置３８の移動を調整及び制御することができる。システムは、典型的に、ツールポスト３６をｚ方向に定速で移動させるが、変速を使用してもよい。ツールポスト３６及び工具先端４４の移動は、典型的にｃ方向での加工物５４の移動（線５３で表されるような回転運動）と同期化されている。これらの全移動は、例えば、コンピュータ１２内のソフトウェア、ファームウェア、又は組み合わせで実行される数値制御技術又は数値制御装置（ＮＣ）を使用して制御できる。
【００１１】
加工物の切削は、連続的及び不連続的な切削運動を包含することができる。ロール状の加工物において、ヘリックス型切削（ねじ切りと称されることもある）又はロール周り若しくはロール付近で独立した軌道を切削に包含することができる。平面状の加工物において、らせん型切削又は加工物上若しくは加工物に対して独立した軌道を切削に含めることができる。Ｘ−切削も使用することが可能であり、この場合は切削形式はほぼ直線であり、ダイヤモンド工具先端は加工物の内外を行き来できるが、ツールポストの総体的運動は直線状である。切削には、これらの種類の運動の組み合わせを含めることができる。
【００１２】
機械加工後の加工物５４は、様々な用途での使用に応じたミクロ構造を有するフィルムを作製するのに使用できる。これらのフィルムの例としては、光学フィルム、摩擦抑制フィルム、及びミクロ締結具又は他の機械的ミクロ構造化構成要素が挙げられる。フィルムは、典型的には、粘稠な状態のポリマー材料を加工物に塗布するコーティング工程を使用して作製され、少なくとも部分的に硬化させた後に取り除かれる。硬化されたポリマー材料は、典型的には、加工物の構造と実質的に反対の構造を有する実質的に透明なフィルム用基板を形成する。例えば、加工物にくぼみがあれば、生じるフィルムには突出が生じる。機械加工後の加工物５４は、工具が有する構造に対応する別個の要素又はミクロ構造を有する他の物品の作製にも使用することができる。微細複製工具又は加工物からフィルムを作製する１つの特定のプロセスは、以下の特許で説明されている連続キャスト及び硬化（３Ｃ）として参照されており、それら全ては参照することにより全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる：米国特許第４，３７４，０７７号、同第４，５７６，８５０号、同第５，１７５，０３０号、同第５，２７１，９６８号、同第５，５５８，７４０号、及び同第５，９９５，６９０号。
【００１３】
冷却流体４６は、線４８及び５０を介してツールポスト３６及び作動装置３８の温度を制御するのに使用される。温度制御装置５２は、ツールポスト３６及び作動装置３８を循環する冷却流体の温度を実質的に一定に維持することができる。温度制御装置５２は、流体の温度制御を提供するため、いずれかのデバイスで実施することができる。冷却流体は、例えば低粘度油のような油製品で実施することができる。温度制御装置５２及び冷却流体４６のリザーバは、ツールポスト３６及び作動装置３８中に流体を循環させるポンプを備え、典型的には、実質的に定温で維持するために流体からの熱を取り除く冷房システムも備える。流体を循環させ、温度制御を提供する冷却及びポンプシステムは、当該技術分野において既知である。特定の実施形態において、加工物の機械加工される材料の表面温度を実質的に一定に維持するために、冷却流体を加工物５４に適用することも可能である。
【００１４】
図２は、システム１０のような切削工具における座標系を示す図である。座標系は、加工物６４に対する工具先端６２の移動として示される。工具先端６２は工具先端４４と一致してもよく、典型的には作動装置に取り付けられるキャリア６０に取り付けられる。この例示的な実施形態において、座標系は、ｘ方向６６、ｙ方向６８、及びｚ方向７０を包含する。ｘ方向６６は、加工物６４に対して実質的に垂直な方向への移動を指す。ｙ方向６８は、加工物６４の回転軸に対して実質的に垂直な方向のような、加工物６４を横切る方向での移動を指す。ｚ方向７０は、加工物６４の回転軸に対して実質的に平行な方向のような、加工物６４の横に沿った方向への運動を指す。加工物の回転は、図１及び２に示される矢印５３で表わされるようにｃ方向と呼ばれる。加工物が平面状に実施される場合、ロール状とは対照的にｙ方向及びｚ方向は、ｘ方向に対して実質的に垂直な方向で加工物を横切って互いに直交する方向での運動を指す。平面状の加工物には、例えば、回転ディスク又はいずれかの平面材料の他の構成が挙げられる。
【００１５】
システム１０は、高精度かつ高速の機械加工に使用することができる。この種類の機械加工では、構成要素と加工物材料の協調速度のような様々なパラメーターを考慮すべきである。典型的には、例えば、加工物材料の熱安定性及び特性とともに、機械加工すべき金属の所定体積の比エネルギーを考慮すべきである。機械加工に関連する切削パラメーターは以下の参照に記載されており、それら全ては参照することにより全体が記載されされているかのように本明細書に組み込まれる。Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ  Ｄａｔａ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，Ｌｉｂｒａｒｙ  ｏｆ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  Ｃａｔａｌｏｇ  Ｃａｒｄ  Ｎｏ．６６−６００５１，Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（１９７２）；Ｅｄｗａｒｄ  Ｔｒｅｎｔ  ａｎｄ  Ｐａｕｌ  Ｗｒｉｇｈｔ，Ｍｅｔａｌ  Ｃｕｔｔｉｎｇ，Ｆｏｕｒｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ−Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ，ＩＳＢＮ  ０−７５０６−７０６９−Ｘ（２０００）；Ｚｈａｎｇ  Ｊｉｎ−Ｈｕａ，Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｏｆ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｃｕｔｔｉｎｇ，Ｐｅｒｇａｍｏｎ  Ｐｒｅｓｓ，ＩＳＢＮ  ０−０８−０３５８９１−８（１９９１）；ａｎｄ  Ｍ．Ｋ．Ｋｒｕｅｇｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｅｗ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｉｎ  Ｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄｓ  ａｎｄ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ  Ｗｈｅｅｌｓ  Ａｃｈｉｅｖｅｓ  Ｔｅｎｆｏｌｄ  Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ  ｉｎ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，Ｃｏｏｌａｎｔ／Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ  ｆｏｒ  Ｍｅｔａｌ  Ｃｕｔｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｇｒｉｎｄｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，Ｃｈｉｃａｇｏ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，Ｕ．Ｓ．Ａ．，Ｊｕｎｅ  ７，２０００。
【００１６】
ＰＺＴスタック、工具先端キャリア、及び工具先端
図３は、切削工具に使用する例示的なＰＺＴスタック７２の図である。ＰＺＴスタックは、それと連結される工具先端を移動させるのに使用され、当該技術分野において既知であるＰＺＴ効果に従って作動する。ＰＺＴ効果によると、特定の種類の材料に適用される電界によって、その材料は１つの軸に沿って膨張し、他の軸に沿って収縮する。ＰＺＴスタックは、典型的に、ケーシング８４に内包され、ベースプレート８６上に装着される複数の材料７４、７６、及び７８を備える。この例示的な実施形態において、材料は、ＰＺＴ効果の対象となるセラミック材料で実施される。例示のみを目的として、３つのディスク７４、７６、及び７８が示されるが、例えば特定の実施形態における要件に基づいて、いずれかの数のディスク又は他の材料、及びいずれかの種類の形状を使用することができる。ポスト８８はディスクに付着し、ケーシング８４から突出している。ディスクは、例えば、チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛、又はチタン酸鉛材料を混合、圧縮、主材料とし、焼結したようないずれかのＰＺＴ材料で実施することができる。ディスクは、例えば、磁歪材料で実施することもできる。
【００１７】
線８０及び８２で表されるように、ディスク７４、７６、及び７８への電気的接続によって、ポスト８８が移動するための電場をそれらへ提供する。ＰＺＴ効果によって及び適用される電場の種類に基づいて、数マイクロメートル以内の移動のようにポスト８８の正確かつ僅かな移動を達成できる。また、ポスト８８を有するＰＺＴスタック７２の末端部は、ＰＺＴスタックを予め搭載できる１つ以上のベルビルワッシャに装着することが可能である。ベルビルワッシャは、ポスト８８及びそれに取り付けられる工具先端を移動させるために若干の可撓性を有する。
【００１８】
図４Ａ〜４Ｄは、例示的な工具先端キャリア９０の図であり、これは以下で説明するように、作動装置による制御のためにＰＺＴスタックのポスト８８に装着され得る。図４Ａは、工具先端キャリア９０の斜視図である。図４Ｂは、工具先端キャリア９０の正面図である。図４Ｃは、工具先端キャリア９０の側面図である。図４Ｄは、工具先端キャリア９０の平面図である。
【００１９】
図４Ａ〜４Ｄに示されるように、工具先端キャリア９０は、平面裏面９２、テーパー状前面９４、及び角度が付けられるか又はテーパー化された側面を有する隆起表面９８を包含する。開口部９６は、工具先端キャリア９０をＰＺＴスタックのポスト上に装着するのに対応する。テーパー状表面９８は、加工物の機械加工において工具先端の装着に使用され得る。この例示的な実施形態において、工具先端キャリア９０は、ＰＺＴスタックに装着される際により多くの表面積が接触することで装着の安定性を向上する平面を備え、質量を削減するためにテーパー状前面を備える。工具先端キャリア９０は、接着剤、ろう付け、はんだ付け、ボルトのような締結具を使用して、又は他の方法によってＰＺＴスタックのポスト８８に装着され得る。
【００２０】
例えば、特定の実施形態における必要性に応じて、工具先端キャリアの他の構成が可能である。「先端工具キャリア」という用語は、加工物を機械加工するために工具先端を保持するのに使われる、いかなる種類の構造をも含むことを意図している。工具先端キャリア９０は、例えば、以下の材料、焼結炭化物、窒化ケイ素、炭化ケイ素、鋼、チタン、ダイヤモンド、又は合成ダイヤモンド材料、の１つ以上で実施することができる。工具先端キャリア９０における材料は、好ましくは剛性があり低質量である。
【００２１】
図５Ａ〜５Ｄは例示的な工具先端１００の図であり、これは、接着剤、ろう付け、はんだ付けなどを使用して、又は他の方法で工具先端キャリア９０の表面９８に固定され得る。図５Ａは、工具先端１００の斜視図である。図５Ｂは、工具先端１００の正面図である。図５Ｃは、工具先端１００の底面図である。図５Ｄは、工具先端１００の側面図である。図５Ａ〜５Ｄに示されるように、工具先端１００は側面１０４、テーパー状かつ角度が付けられた前面１０６、及び工具先端キャリア９０の表面９８に固定するための底面１０２を備える。工具先端１００の前側部分１０５は、作動装置の制御下で加工物を機械加工するのに使用される。工具先端１００は、例えばダイヤモンドスラブで実施され得る。
【００２２】
断続切削ＦＴＳ作動装置
断続切削ＦＴＳ作動装置は、切削中に工具チップが工作物と不連続に接触し、近接しないミクロ構造を作製するため、小型マイクロ構造の作製に使用することができる。これらの機構は、導光フィルム、ミクロ流体構造、セグメント化接着剤、研磨材物品、光学ディフューザー、高コントラスト光学スクリーン、光リダイレクトフィルム、抗反射構造、光混合構造、及び装飾フィルムを作製するのに使用することができる。
【００２３】
作動装置は他の利点を提供できる。例えば、前述の機構は、肉眼で見えないほど小さく作製することが可能である。この種類の機構により、例えば、液晶ディスプレイにおいて光抽出機構を非表示とする拡散シートの必要性が低くなる。他の利点は、抽出機構を線状又は円状にできることである。線状の場合、それらを例えば従来の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）光源で使用することが可能である。円状の場合、機構は、通常はＬＥＤが配置されるであろう場所に配置される点を中心とする円弧上に作製することができる。更に別の利点は、全ての機構が、連続的な溝の場合のように単線に沿って配置する必要がない、プログラミング及び構造レイアウトに関連する。光抽出機構の面密度は、機構に沿った間隔、機構に直交する間隔、及び深さを配置することによって、確定的に調整することが可能である。更には、光抽出角は、切削面の角度及び半角度を選択することで選択的とすることができる。
【００２４】
機構の深さは、０〜３５マイクロメートル、例えば、より典型的には０〜１５マイクロメートルの範囲であり得る。ロール状の加工物において、いずれかの個々の機構の長さは、ｃ軸に沿って回転する加工物の毎分回転数（ＲＰＭ）、並びにＦＴＳの応答時間及びＦＴＳに入力される波形によって制御される。機構の長さは、例えば、１〜２００マイクロメートルに制御することができる。ヘリックス型切削において、溝（ピッチ）に対して直交する空隙も１〜１０００マイクロメートルにプログラムすることができる。次に示すように、機構を作製する工具先端は、材料にテーパーイン及び材料からテーパーアウトし、それによって構造が作り出され、その形状はＲＰＭ、ＦＴＳの応答時間及びＦＴＳに入力される波形、スピンドルエンコーダの分解能、並びにダイヤモンド工具先端の逃げ角（例えば、最大で４５℃）によって制御される。逃げ角は、工具先端のすくい角度を包含できる。この機構は、種々の三次元形状、例えば対称形状、非対称形状、実質的に半球形状、プリズム形状、及び半楕円形状などを有することができる。
【００２５】
図６Ａ〜６Ｈは、断続切削微細複製システム及びプロセスを実行するのに使用する、例示的な作動装置１１０の図である。「作動装置」という用語は、加工物を機械加工するのに使用する工具先端をＸ方向に大幅に動かすことのできる、いかなる種類の作動装置又は他のデバイスを指す。図６Ａは、作動装置１１０の上部断面図である。図６Ｂは、作動装置１１０におけるＰＺＴスタックの配置を示す正面断面図である。図６Ｃは、作動装置１１０の正面図である。図６Ｄは、作動装置１１０の背面図である。図６Ｅは、作動装置１１０の平面図である。図６Ｆ及び６Ｇは、作動装置１１０の側面図である。図６Ｈは、作動装置１１０の斜視図である。図６Ｃ〜６Ｈにおける作動装置１１０の細部の一部は、明確にするために取り除かれている。
【００２６】
図６Ａ〜６Ｈに示されるように、作動装置１１０は、ｘ方向のＰＺＴスタック１１８を保持することのできる本体１１２を包含する。ＰＺＴスタック１１８は、矢印１３８により示されるようにｘ方向に工具先端を移動させるのに使用する、工具先端１３５を有する工具先端キャリア１３６に取り付けられる。ＰＺＴスタック１１８は、図３に示されるように、例示的なＰＺＴスタック７２で実施することができる。キャリア１３６上の工具先端１３５は、図４Ａ〜４Ｄに示される工具先端キャリア及び図５Ａ〜５Ｄに示される工具先端で実施することができる。本体１１２は、コンピュータ１２の制御下で加工物５４を機械加工するために、ボルトなどによりツールポスト３６に取り外し可能に装着するのに使用する、２つの開口部１１４及び１１５も備える。
【００２７】
ＰＺＴスタック１１８は、正確に制御された工具先端１３５の移動に必要とされる安定性のために、本体１１２内にしっかりと装着される。本実施例における工具先端１３５上のダイヤモンドは、垂直面に対して４５度オフセットのダイヤモンドであるが、他の種類のダイヤモンドを使用してもよい。例えば、工具先端はＶ型（対称又は非対称）、円頭型、平型、又は曲面型の工具であってもよい。不連続（非隣接）な機構は、ダイヤモンド旋盤で切削して線状又は円状にすることができる。更に、機構は連続していないため、単一の線又は円に沿って配置される必要がない。機構は疑似ランダムに組み込まれることができる。
【００２８】
ＰＺＴスタック１１８は、レール１２０及び１２２のようなレールによって本体１１２に固定される。ＰＺＴスタック１１８は、好ましくはレールに沿ってスライドさせることで本体１１２から取り外され、ボルト又は他の締結具によって本体１１２内の所定の場所に固定することが可能である。ＰＺＴスタック１１８は、コンピュータ１２から信号を受信する電気的接続１３０を備える。ＰＺＴスタック１１８のエンドキャップは、それの温度制御を維持するためにリザーバ４６からの油のような冷却流体を受け入れ、ＰＺＴスタック周囲に循環させ、ポート１３２を介して油をリザーバ４６に戻すためのポート１２８を備える。本体１１２は、冷却流体をＰＺＴスタック１１８の周囲に向ける適切なチャネルを包含し、冷却流体はポンプ又は他のデバイスによって温度制御装置５２内を循環することができる。
【００２９】
図６Ｂは、ＰＺＴスタック１１８のエンドキャップ（図示せず）を包含する本体１１２中のＰＺＴスタック１１８の配置を示す正面断面図である。本体１１２は、所定の位置での固定を保持するために、ＰＺＴスタックにおける各開口部に複数のレールを備えることができる。例えば、ＰＺＴスタック１１８は、本体１１２中に装着される際、所定の場所での固定を保持するために、レール１２０、１２２、１４２及び１４４に囲まれている。ＰＺＴスタック１１８に取り付けられるエンドキャップは、レール１２０、１２２、１４２及び１４４のうちの１つ以上にＰＺＴスタックを固定するボルト又は他の締結具に適合することが可能であり、エンドキャップは、冷却流体を周囲に循環させるのに使用する本体１１２内にＰＺＴスタック１１８を封入することもできる。ＰＺＴスタック１１８は、スタックと工具先端キャリア１３６を予め搭載するためにその間に配置する１つ以上のベルビルワッシャを包含することができる。
【００３０】
図７Ａ〜７Ｃは、上述の例示的な作動装置及びシステムを使用する加工物の断続切削機械加工を示す。特に、図７Ａ〜７Ｃは、工具先端のテーパーイン及びテーパーアウトの可変角度の使用を示しているが、それらの角度は、例えば上述のパラメーターを使用してコントロールすることができる。図７Ａ〜７Ｃの各々は、テーパーイン及びテーパーアウトの可変角度で切断される前及び後の加工物の例を示している。テーパーイン角度はλＩＮとして言及され、テーパーアウト角度はλＯＵＴとして言及される。用語「テーパーイン角度」、「テーパーアウト角度」はそれぞれ、機械加工中に工具先端が加工物に挿入され、加工物から離れる角度を意味する。テーパーイン角度及びテーパーアウト角度は、加工物内を移動する時の工具先端の角度に必ずしも対応せず、むしろ工具先端が加工物に接触し、離れる角度を指す。図７Ａ〜７Ｃにおいて、工具先端及び加工物は、例えば上述のシステム及び構成要素で実施することができる。
【００３１】
図７Ａは、加工物１５３に入るテーパーイン角度及び加工物１５３から出るテーパーアウト角度が、実質的に等しい断続切削１５０を示す図である。図７Ａに示されるように、加工物１５３に入る工具先端１５１のテーパーイン角度１５２は、実質的にテーパーアウト角度１５４（λＩＮ≒λＯＵＴ）に等しい。加工物１５３内に工具先端１５１が留まる時間によって、生じるミクロ構造の長さＬ（１５６）が決まる。実質的に等しいテーパーイン角度及びテーパーアウト角度を使用し、工具先端によって加工物から材料を取り除くことで実質的に対称なミクロ構造１５８が作製される。このプロセスは、距離Ｄ（１６２）によって隔てられるミクロ構造１６０のような付加的なミクロ構造を作製するために繰り返すことができる。
【００３２】
図７Ｂは、加工物１６７に入るテーパーイン角度が、加工物１６７から出るテーパーアウト角度より小さい断続切削を示す図である。図７Ｂに示されるように、加工物１６７に入る工具先端１６５のテーパーイン角度１６６は、テーパーアウト角度１６８（λＩＮ＜λＯＵＴ）より小さい。加工物１６７内に工具先端１６５が留まる時間によって、生じるミクロ構造の長さ１７０が決まる。テーパーアウト角度より小さいテーパーイン角度を使用し、工具先端によって加工物から材料を取り除くことで、例えばミクロ構造１７２のような非対称のミクロ構造が作製される。このプロセスは、距離１７６によって隔てられるミクロ構造１７４のような付加的なミクロ構造を作製するために繰り返すことができる。
【００３３】
図７Ｃは、加工物１８１に入るテーパーイン角度が加工物１８１から出るテーパーアウト角度より大きい断続切削を示す図である。図７Ｃに示されるように、加工物１８１に入る工具先端１７９のテーパーイン角度１８０は、テーパーアウト角度１８２（λＩＮ＞λＯＵＴ）よりも大きい。加工物１８１内に工具先端１７９が留まる時間によって、生じるミクロ構造の長さ１８４が決まる。テーパーアウト角度より大きいテーパーイン角度を使用し、工具先端によって加工物から材料を取り除くことで、例えばミクロ構造１８６のように非対称のミクロ構造が作製される。このプロセスは、距離１９０によって隔てられるミクロ構造１８８のような付加的なミクロ構造を作製するために繰り返すことができる。
【００３４】
図７Ａ〜７Ｃにおいて、テーパーイン角度及びテーパーアウト角度に対する破線（１５２、１５４、１６６、１６８、１８０、１８２）は、工具先端が加工物を出入りする角度の例を概念的に示すことを意図している。加工物を切削する間、工具先端は、例えば、線形経路、湾曲経路、線形及び湾曲運動の組み合わせを含む経路、又は特別な機能によって確定される経路等のいずれかの決まった種類の経路を移動することができる。工具先端の経路は、加工物の切削を完了するための総時間などの切削パラメーターを最適化するように選択され得る。
【００３５】
図８は、機械加工された加工物を作製するための断続切削ＦＴＳ作動装置を有し、この加工物を使用して構造化フィルムを作製する切削工具システムを使用して作製できるフィルム内のミクロ構造を概念的に示す図である。図８に示されるように、物品２００は、上面２０２及び下面２０４を包含する。上面２０２は、構造２０６、２０８、及び２１０のような断続切削隆起ミクロ構造を含み、これらのミクロ構造は、加工物を機械加工するために上述の作動装置及びシステムを使用して作製することが可能であり、更にコーティング技術を使用してこの加工物からフィルム又は物品を作製するのに使用される。本実施例において、各ミクロ構造は長さＬを有し、連続切削ミクロ構造は距離Ｄによって隔てられ、隣接したミクロ構造はピッチＰによって隔てられる。これらのパラメーターの実行における実施例は、上述したとおりである。
【００３６】
機械加工された工具先端
図９Ａ〜９Ｄは、例示的な機械加工された工具先端２２０の図であるが、接着剤、ろう付け、はんだ付けなどを使用して、又は他の方法で、工具先端キャリア９０の表面９８に固定される。図９Ａは、工具先端２２０の斜視図である。図９Ｂは、工具先端２２０の正面図である。図９Ｃは、工具先端２２０の底面図である。図９Ｄは、工具先端２２０の側面図である。図９Ａ〜９Ｄに示されるように、工具先端２２０は、側面２２４、テーパー状かつ角度が付けられた前面２２６、及び工具先端キャリア９０の表面９８に固定するための底面２２２を包含する。工具先端２２０の前側部分２２５は、例えば上述のシステムを使用して、作動装置の制御下で加工物を機械加工するために使用される。工具先端２２０は、前側部分２２５にミクロ構造（例えば、溝）２２１及び２２３も有するように機械加工され、ミクロ構造２２１及び２２３はまた加工物の機械加工に使用される。機械加工された工具先端のミクロ構造は、上記に特定される例示的な形状及び寸法の１つ以上を有し得る。
【００３７】
工具先端２２０は、例えばダイヤモンドスラブで実施することができる。ミクロ構造２２１及び２２３、並びに機械加工された工具先端の他のミクロ構造は、好ましくはイオンミリングによって作製され得る。工具先端上にミクロ構造又は回折構造を作製する他の技術は、ミクロ放電機械加工、研削、ラッピング、切断、レーザーミリング、エッチングを伴うフォトリソグラフィ、又は工具先端に擦り傷又は機構をを付与するための他の方法が挙げられる。工具先端にミクロ構造又は回折構造を作製する別の技術は、ダイヤモンドよりもより容易に機械加工可能な金型内の意図された構造の逆を機械加工し、それからプラズマ蒸着物、又は固体物を形成するために金型内で高圧下で微粉を使用することのいずれかで、金型を充填することによって硬い機械加工工具を形成することを含む。
【００３８】
あるいは、ダイヤモンドを従来のやり方で研磨し一緒に正確に固着させて、ミクロ構造機構を有するマクロ工具アセンブリを作製することができる。例示することだけを目的として工具先端の各側面にミクロ構造が１つだけ示されるが、工具先端は、任意の数のミクロ構造、並びに任意の形状、寸法及び配置のミクロ構造を有することができる。くぼみミクロ構造の代替として、機械加工された工具先端は、突起したミクロ構造、又は圧痕と突起のミクロ構造の組み合わせを有することができる。
【００３９】
加工物を機械加工するために、キャリア９０のような工具先端キャリアに１つを超える工具先端を装着することが可能である。それらの実施形態において、複数の工具先端は、加工物を加工して、平行のミクロ構造の溝又は他の機構のようなミクロ構造を本質的に同時に加工物に作製する。図１０Ａは、機械加工された及び機械加工されていない工具先端を有する例示的な複数先端工具２３０の側面図である。「機械加工されていない」工具先端という用語は、一度機械加工を通して作製され、先端工具内にミクロ構造を作製するために使われるであろう、更なる機械加工を受けない工具先端を指す。複数先端工具２３０は、機械加工されていない工具先端２３４、及びミクロ構造２３８を有する機械加工された工具先端２３６を有する。工具先端２３４及び２３６は、工具先端キャリア９０の表面９８などの基部２３２に装着され、これらは例えば接着剤、ろう付け、はんだ付けの使用により、又は他の方法で装着され得る。工具先端２３４と２３６との間の距離２４０は、複数先端工具２３０で機械加工された対応するミクロ構造のピッチを決定し、工具先端２３６に対応するミクロ構造は、その中に機械加工された追加のミクロ構造を有する。
【００４０】
図１０〜２４において、「側面図」という用語は便宜上使われている。側面図として呼ばれているものの、これらの図は、機械加工プロセス中に工具先端を見下ろす時は工具先端の上部として見られるであろうことを示す。
【００４１】
図１０Ｂは、複数の機械加工された工具先端を有する複数先端工具２４２の側面図である。複数先端工具２４２は、ミクロ構造２４８を有する機械加工された工具先端２４６、及びミクロ構造２５２を有する別の機械加工された工具先端２５０を有する。工具先端２４６及び２５０は、工具先端キャリア９０の表面９８などの基部２４４に装着され、これらは例えば接着剤、ろう付け、はんだ付けの使用により、又は他の方法で装着され得る。工具先端２４６と２５０との間の距離２５４は、複数先端工具２４２で機械加工された対応するミクロ構造のピッチを決定し、工具先端２４６及び２５０に対応するミクロ構造はそれぞれ、ミクロ構造２４８及び２５２にそれぞれ対応する工具先端２４６及び２５０内に機械加工された追加のミクロ構造を有する。
【００４２】
図１０Ａ及び１０Ｂには、例示することだけを目的として２つの工具先端のみが示されるが、複数先端工具は、任意の数の工具先端を有することができる。機械加工された時、複数の工具先端は、同一の又は異なるミクロ構造を有することができ、それら個々のミクロ構造は、上記に特定される例示的な形状及び寸法の１つ以上を有することができる。複数先端工具の工具先端間の距離（ピッチ２４０及び２５４）は、１０００マイクロメートルピッチ、１００マイクロメートルピッチ、１マイクロメートルピッチ、又は更に２００ｎｍ付近のサブ光波長ピッチを包含することができる。あるいは、他の実施形態において、複数先端工具の工具先端間のピッチは、１０００マイクロメートルを超えることが可能である。２つを超える工具先端を有する複数先端工具において、隣接した工具先端間のピッチは、同じでも異なってもよい。これらの寸法は例示することだけを目的とし、本明細書に記載の作動装置及びシステムを使用して作製されるミクロ構造は、システムを使用して加工可能な範囲内でいずれかの寸法を有することができる。
【００４３】
加工物５４は、機械加工された任意の工具先端又は複数先端工具を使用して機械加工されることができ、機械加工された加工物を上述のようにフィルムを作製するために使用することができる。加工物は、例えば上述のシステム及びプロセスを使用して連続切削又は断続切削で機械加工することができる。図１１Ａ及び１１Ｂはそれぞれ、少なくとも１つの機械加工された工具先端を有するＦＴＳ作動装置を有する切削工具システムを使用して作製できるミクロ構造を概念的に示す、側面図及び斜視図である。図１１Ａ及び１１Ｂに示されるように、加工物２６０は、対応する機械加工された工具先端のミクロ構造によって生じる、機械加工されたミクロ構造２６３及び２６４（例えば、隆起部）をその中に有する、連続的に機械加工されたミクロ構造２６２（例えば、溝）を有する。
【００４４】
図１２Ａ及び１２Ｂはそれぞれ、少なくとも１つの機械加工された工具先端を有する断続切削ＦＴＳ作動装置を有する切削工具システムを使用して作製できるミクロ構造を概念的に示す、側面図及び斜視図である。図１２Ａ及び１２Ｂに示されるように、加工物２７０は、対応する機械加工された工具先端のミクロ構造によって生じる、機械加工されたミクロ構造２７３及び２７４（例えば、隆起部）をその中に有する、不連続的に（断続切削）機械加工されたミクロ構造２７２（例えば、別の機械加工された機構と接触していない機構）を有する。上述のように、また図７Ａ〜７Ｃに示されるように、１つ以上の機械加工された工具先端を使用する断続切削は、加工物に入る工具先端のテーパーイン角度及び加工物から出る工具先端のテーパーアウト角度を変化させることができる。
【００４５】
加工物２６０及び２７０を次に、上述のようにコーティング技術で使用して、加工物２６０及び２７０のミクロ構造に対応する反対のミクロ構造を有するフィルム又は他の物品を作製することができる。
【００４６】
回折機構を有する機械加工された工具先端
図１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、及び１６〜２２は、回折機構を有する機械加工された工具先端の例示的な図であるが、これらの工具先端は、接着剤、硬ろう付け、はんだ付けなど、又はその他の方法を使用することによって工具先端キャリア９０の表面９８に取り付けられるであろう。図２３Ａ、２３Ｂ、２４Ａ、及び２４Ｂは、それらの中に回折機構を形成するために工具先端を製作する方法を示す図である。図１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、及び１６〜２２における工具先端上に示される機構は、縮尺とおりに示されてはいない。正しくは、図１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、及び１６〜２２に示される工具先端は、回折を提供する機構の形状及び構成の例を示すものであり、その機構は例えば機構から望まれる回折の量によっていかなる寸法及び間隔をも有することができる。回折機構とは別に、図１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、及び１６〜２２に示される工具先端は、例えばオプションとしてテーパー形状の正面部分１０５を備えた正面表面１０６である２つの切子面を有する工具先端１００と同じ全体的な形状及び構成を有することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、回折機構は、光の回折を引き起こすフィルム又は物品の機構、あるいはフィルム又は物品を作製するのに使用される時にフィルム又は物品の回折機構を生じる工具の機構を指す。上記のように、回折機構を有するフィルム又は物品は、対応する回折機構を有する機械加工された工具から作製される。回折機構は、機械加工された工具から作製されるフィルム又は物品において、所望の量の回折を得るべく調整することができる。具体的には、回折機構の寸法及び形状は、回折機構間の間隔とともに、特定用途に所望される光の回折の量又は程度に関して設計することが可能である。例えば、機構間の間隔が減少するにつれて、機構は、光の回折を増大させる。それ故に、より遠く離れて離間した機構はより少ない回折を生じ、互いにより密接に離間した機構はより多くの回折を生じる。特定の実施形態において、例えば、溝などの回折機構は、１０マイクロメートル、５マイクロメートル、１マイクロメートルの範囲内で、あるいは光の特定の波長付近の距離の範囲内で離間することができる。一実施形態において、回折機構は、実質的に三角形の断面形状及びそれらの間に６５０ｎｍの間隔を有する複数の機構を備える。例えば、一実施形態において、それぞれがおよそ６５０ｎｍ離間した２８個のかかる機構を包含する。いくつかの実施形態においては、回折機構はナノスケール機構を参照する。例えば、回折機構はおよそ１００ｎｍのサイズ、又は１０ｎｍの小さなサイズまでもを有することができる。工具先端の回折機構のサイズは、以下に示されるように回折工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム内の回折機構と実質的には同じサイズに帰する。
【００４８】
他の実施形態において、回折機構は、光学用途に関して記載の範囲内又は近似の寸法、及び疎水性、マイクロ流体毛管現象、摩擦抑制フィルム、ミクロ締結具のような非光学用途用のフィルム若しくは物品、又は他の機械的ミクロ構造化構成要素に使用される寸法を有する機構を指す。
【００４９】
特定の実施形態において、本明細書に記載されるように機械加工された工具から作製されるフィルムは、かかる工具から作製されたものであることを示す特定のサイン（signature）を有する。具体的には、いくつかの実施形態において、複数先端工具（例えば工具２３０及び２４２）は、工具（加工物５４）周囲の１つ以上のパスの連続切削に使用される。工具の先端により作製される回折機構又は溝間の距離（例えば、距離２４０及び２５４）は、工具基部（例えば基部２３２及び２４４）により先端が一定距離を隔てて保持されているため、実質的に一定である。工具は、リニアモーターによりｚ方向にほぼ定速で加工物の面に沿って移動する。しかしながら、その速度は正確に一定ではなく、それは、リニアモーターが、サーボシステム内のノイズの故に公称速度を僅かに超える速度で工具を前後に僅かに移動させることがあるためである。こうした速度のばらつきは、溝間の距離のばらつきを生じることがある。ある特定用途における典型的なばらつきは、およそプラスマイナス０．２マイクロメートルであった。先に切削された機構に隣接する一定距離に工具先端を繰り返し位置合わせすることは困難であり得、多くの用途に必要とされるものではない。したがって、この方法で切削された工具から作製されるフィルムは、複数先端工具上の先端間の距離（例えば距離２４０及び２５４）と一致する実質的に一定距離で繰り返す一連の回折機構又は溝を有するとともに、ｚ方向における工具の速度の僅かなばらつきから生じる一連の回折機構又は溝間のランダムに繰り返す可変距離を有する。
【００５０】
図１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、及び１６〜２２，２３Ａ、２３Ｂ、２４Ａ、及び２４Ｂに示される工具は、例えばダイヤモンドで実施できる。工具先端上の回折機構は、好ましくはイオンミリングにより作製することができる。工具先端に回折機構を作製するための他の技術には、微細放電加工、研削、研磨、切除、又は工具先端にスクラッチ若しくは機構を付与するその他の方法が挙げられる。あるいは、ダイヤモンドを従来のやり方で研磨し、一緒に正確に固着させて、回折機構を有するマクロ工具アセンブリを作製してもよい。くぼみ回折機構の代替として、機械加工された工具先端は、突起した回折機構、又は圧痕と突起の回折機構の組み合わせを有することができる。
【００５１】
加工物５４は、図１３Ａ，１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、及び１６〜２２、２３Ｂ及び２４Ｂに示される例示的な工具先端のいずれをも使用して機械加工でき、並びに機械加工された加工物は上述のフィルムを作製するのに使用することができる。加工物は、例えば、加工物内に回折機構を機械加工するために、上述したシステム及びプロセスを使用して連続切削又は断続切削において機械加工され得る。次に、機械加工された加工物又は工具は、上記のように、対応する回折機構を有するフィルムを作製するために使用することができる。これらのフィルムは、特有の回折及び屈折光学パワーを有するように作製することができる。向上フィルムにおけるこれら特有の回折及び屈折光学形態の例示的な目的は、単に工具の先端上に半径を設けるよりも更に多くの用途で中央視域から光を移動させるために、より多くの選択肢を提供することである。
【００５２】
マスター工具は、上記のように、プランジ研削、又はイオンミリングされたダイヤモンドを用いたねじ切りを通して実現することができる。プランジ研削及びねじ切りは米国特許第７，１４０，８１２号及び同第６，７０７，６１１号に説明されており、それらは参照することにより全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。これらの工具先端を用いて機械加工されたマスター工具から作製されたフィルムにおいて、フィルムの全ての溝に機構が存在する必要はない。例えば、多条ねじ又はプランジ研削は、従来のダイヤモンド及びイオンミリングされたダイヤモンドの両方を用いて切削された溝を交互配置するのに使用できる。イオンミリングされた回折機構は、例えば９０°の典型的な対称プリズム角度を持つ２つの切子面上の１つのみに配置することができる。この種類の工具先端は、輝度プロファイルをより微細に光チューニングすることを可能にする。イオンミリングされた回折機構は、ＢＥＦのような光学フィルムにおいて、より滑らかなカットオフ又は輝度プロファイルを容易にする。イオンミリングされた機構は、複数の工具先端が使用される時、光学フィルムに関する切削時間の低減を容易にすることもできる。
【００５３】
図１３Ａは、両方の切子面上の回折機構３０２及び３０４を備える工具先端３００の側面図である。回折機構３０２及び３０４は、この例においてＶ字溝又はノッチとして示される。回折機構間の格子間隔３０３は、一定又は多様であり得、価値又は重要性のある異なる特性を生み出す。例えば、格子間隔を変化させることにより、一定の格子間隔と比較して、対応する光学フィルムにおける発散プロファイルを平滑化することができる。この間隔は、波長依存性に役立ち、色彩効果を改善することもできる。イオンミリングされた格子の形状は、Ｖ字形である必要はないが、通常は負の抜き勾配（negative draft angle）を避けるべきである。格子溝又はノッチの幅及び深さは、一般に１マイクロメートル未満であるが、１マイクロメートルを超えることができる。ノッチ又は溝を生み出すために利用できる形状は非常に多く存在する。可視光線用途の場合、格子溝の間の距離３０３は、一般に０．５マイクロメートル〜１０マイクロメートル間隔の範囲であるが、設計目標を達成するため他の範囲が使用されてもよい。
【００５４】
それぞれが溝の横方向の幅１マイクロメートルを有する５マイクロメートル離間（距離３０３）した回折機構３０２及び３０４を有するこの設計を使用して、ダイヤモンド工具を製造した。この場合、回折溝は、フィルム試料において約３１°でカットオフする最高点を通る、屈折区域から離れた光の散乱を制御することが示された。ゴニオメーターによる光度測定を使用して、このフィルムの回折機構が、輝度プロファイルを円滑に拡大することが示された。輝度プロファイルは、格子間隔をより大きくすること、及び溝又は機構の数を減らすことにより調整することができる。あるいは、プロファイルを微調整するために、格子間隔を小さくすること、及び溝又は機構の数を増やすこともできる。
【００５５】
図１３Ｂは、両方の切子面上の回折機構３０５及び３０７の側面図である。工具先端３０１は、回折機構３０５及び３０７が平坦部分よりも湾曲部分によって分離される工具先端３００の構成の変化である。
【００５６】
図１４〜２２に関して後述するイオンミリングされたダイヤモンド形の例は、輝度プロファイルを調整するための他の実施形態を示す。
【００５７】
図１４は、一方の切子面に回折機構３０８を有し、他方の切子面３１０に機構を有さない工具先端３０６の側面図である。回折機構３０８は、Ｖ字溝又はノッチを含み、一定の又は可変的な格子間隔を有してもよい。
【００５８】
図１５Ａは、機構によって不変又は可変となる可能性があるステップ高度変動３１３を使用する回折機構３１４を備えた工具先端３１２の側面図である。
【００５９】
図１５Ｂは、機構によって不変又は可変となる可能性があるステップ高度変動３１５を使用する回折機構３１１を備えた工具先端３０９の側面図である。工具先端３０９は、回折機構３１１が回折機構の両側面上のステップ高度変動よりもむしろ単一の角度のステップ高度変動を有する工具先端３１２の構成の１つの変化である。
【００６０】
図１６は、９０°（３１８）の切子面３１７及び３１９に沿って回折機構３２０及び３２２を有する工具先端３１６の側面図である。回折機構３２０及び３２２は、設計の必要に応じて又は所望に応じて、先端付近又は（先端から離れた）谷部付近であり得る。また、回折機構３２０及び３２２は、９０°の切子面壁面に沿って適宜に位置付けることができる。
【００６１】
図１７は、平坦な先端３２５に沿って回折機構３２４を有する工具先端３２３の側面図である。一実施例において、工具先端上の回折機構のこの種類の配置は、１マイクロメートル離間した１１個のＶ字溝（３２４）を有する幅１０マイクロメートル（３２５）を有するダイヤモンドから作製された。
【００６２】
図１８は、湾曲した先端３２７に沿って回折機構３２８を備える工具先端３２６の側面図である。
【００６３】
図１９は、例えば９０°の切子面に沿って高さ３３３を有するステップ状に形成された回折機構３３２を有する工具先端３３０の側面図である。
【００６４】
図２０は、工具先端の実質的に平坦な部分に沿ってレンズ形状を有する回折機構３３６を有する工具先端３３４の側面図である。
【００６５】
図２１は、切子面に沿って隣接した凹部分及び凸部分から形成される湾曲した切子面３４０に沿って回折機構を有する工具先端３３８の側面図である。
【００６６】
図２２は、切子面に沿って隣接した角度を成す平坦部分から形成される複数の線状切子面３４４に沿って回折機構を有する工具先端３４２の側面図である。
【００６７】
図２３Ａ及び２３Ｂは、回折機構を作製するために工具先端をイオンミリングする方法を示す。図２３Ａは、イオンミリング前の工具先端３５０の側面図である。工具先端３５０は、例えば、ダイヤモンドスラブで実施することができ、切子面３５２及び３５４、並びに平坦な先端３５６を有する。図２３Ｂは、イオンミリングを使用して先端上の同一平面に回折機構を形成した後の工具先端３５０の側面図である。具体的には、平坦な先端３５６の中心点におけるイオンミリングは、実質的に同一平面３６４に存する点を有する２つの回折機構３６０及び３６２を作製するために、谷部３５８を生み出す。
【００６８】
図２４Ａ及び２４Ｂは、回折機構を作製するために、工具先端をイオンミリングする別の方法を示す。図２４Ａは、イオンミリング前の工具先端３７０の側面図である。工具先端３７０は、例えば、ダイヤモンドスラブで実施することができ、切子面３７２及び３７４、並びに平坦な先端３７６を有する。図２４Ｂは、イオンミリングを使用して先端上の異なる平面に回折機構を形成した後の図２４Ａの工具先端の側面図である。具体的には、平坦な先端３７６の中心から外れた点におけるイオンミリングは、平面３８６に存する点を有する第１回折機構３８０と、平面３８６とは異なる平面３８４に存する点を有する第２回折機構３８２とを作製するために、谷部３７８を生み出す。図２３Ｂ及び２４Ｂに示される回折機構を作製するプロセスを繰り返して工具先端上にいくつかの回折機構を作製することができ、図２３Ｂ及び２４Ｂに示される機構は、一定の縮尺で示されるわけではなく、むしろ工具先端上の回折機構の作製プロセスを示すことを意図するものである。
【００６９】
フィルムなどの微細複製物品を作製するために上述のような回折機構を有する工具先端を使用することにより、多くの有利な又は望ましい機構を提供することができる。例えば、それらは、光の方向付け（light direction）、カットオフ角軟化（softening cutoff angles）、光ガイドに関する光の抽出（extraction of light for light guides）、又は断続切削小型レンズ上のレインボー効果など、既存の機構上の装飾効果に対する光管理用途に使用することができる。更に、より大きなミクロ構造上の回折機構は、光を向け直すための追加の自由度を提供する。
【００７０】
上述した工具先端は、マクロスケール（１マイクロメートル以上の寸法）及びナノスケール（１マイクロメートル未満の寸法）で機構を作製するのに使用でき、機構は、連続又は断続切削方式で１つ以上の工具先端を使用して作製することができる。加えて、工具先端を使用した切削は、工具に入るｘ方向、ｙ方向、又はｚ方向、又はこれら方向の組み合わせにおいて達成することができる。例えば、機構は、複数の作動装置を有する工具先端を使用して切削することができる。工具を切削するために複数の作動装置を使用するシステムは米国特許出願第１１／２７４７２３号、同第１１／２７３８７５号、同第１１／２７３９８１号、及び同第１１／２７３８８４号に記載されており、これら全ては２００５年１１月１５日に出願されているが、これら全ては参照することにより全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。あるいは、回折機構は、作動装置を使用せずに工具に切削することができ、これには、例えば、低周波サーボを使用して工具の表面において実質的に一定深さ又は非一定深さで保持される工具先端（１つ又は複数）を用いた連続切削が伴ってもよい。
【００７１】
回折工具先端を備える非ＦＴＳ機械加工
ＦＴＳ作動装置を使用する機械加工の代替として、工具先端を実質的に一定の深さにおいて加工物の中に保持し、実質的にらせん状のパターンに機構を機械加工するために加工物に沿って動かされる、非ＦＴＳ工具ポストを使用して加工物を機械加工することができる。この実施形態においては、工具先端は１つ以上の回折機構を有し、少なくともそれらの機構の１つは加工物を機械加工する間は加工物と接触している。上述のように、この機械加工によって回折機構を有するマクロスケールの機構を作製することができる。機械加工された加工物は次に、対応する機構を有する光学フィルムのようなフィルムを作製するの使用することができる。
【００７２】
図２５Ａ〜２５Ｃは、非ＦＴＳ工具ポスト４００の例示的な図である。図２５Ａ及び２５Ｂは、工具ポスト４００の斜視図である。図２５Ｃは、工具ポスト４００の平面図である。図２５Ａ〜２５Ｃに示されるように、工具ポスト４００は、ベース４０２、ベース４０２に取り付けられた縦の部分４０４、及び縦の部分４０４のベース４０２とは反対の端に取り付けられたトップ４１０を備える。トップ４１０は、それをボルト又は他の締結具で縦の部分４０４に固定するための開口４１６及び４１８を備える。ブロック４１２は、トップ４１０の上に位置するが、それをボルト又は他の締結具でトップ４１０に固定するための開口４２０及び４２２を備える。軸部４１４は、加工物５４を機械加工するため工具先端を保持し、ブロック４１２とトップ４１０との間の摩擦でトップ４１０に固定されている。ブロック４１２を取り外し、再度固定することにより、加工物５４にｘ‐方向に入る軸部４１４の位置は、矢印４２４（図２５Ｃ参照）で示されるように調節できる。ベース４０２は、ボルト又は他の締結具で工具ポスト４００をトラック３２に固定するために開口４０６及び４０８のような開口を備える。別の方法として、１つ以上の他のポスト又は機構を、工具ポスト４００のトラック３２とベース４０２との間に取り付けることができる。機械加工の間は、工具ポスト４００は、工具先端が加工物５４内に保持されている時は、加工物５４がベース４０２に接触しないような構成及び位置となる。工具ポスト４００は、それがトラック３２に取り付けられている時は、軸部４１４上の工具先端を加工物５４内に保持することができ、加工物５４が駆動ユニット及びエンコーダ５６の制御下で回転する時に、工具ポスト４００をコンピュータ１２の制御下でトラック３２に沿ってｚ−方向に動かすことにより、その工具先端を加工物５４に沿って動かすことができる。工具ポスト４００の構成要素は、例えばステンレススチール、又は他の材料で作製できる。
【００７３】
図２６Ａ〜２６Ｄは、軸部４１４の例示的な図である。図２６Ａは、軸部４１４の斜視図である。図２６Ｂは、軸部４１４の正面図である。図２６Ｃは、軸部４１４の底面図である。図２６Ｄは、軸部４１４の側面図である。図２６Ａ〜２６Ｄに示されるように、軸部４１４は側面部４３０、前方部４３４上のテーパー形状かつ角を成す前面部４３２、底面部４３８、及び工具先端を取り付けるため及び角を成した又はテーパー形状をした側面を有するための突き出た表面４３６を含む。工具先端は、接着剤、硬ろう付け、はんだ付け、又は他の方法を用いて、軸部４１４の表面４３６に取り付けられるであろう。軸部４１４に固定された工具先端は、好ましくは、加工物５４内に回折機構を機械加工するのに使用される図１３〜２２に示され、上述の例示的な工具先端材料で実施される工具先端のような、回折機構を備える工具先端を含む。軸部４１４は、例えば以下の１つ以上の材料で実施することができる。焼結炭化物、窒化ケイ素、炭化ケイ素、スチール、チタニウム、ダイヤモンド、又は人工ダイヤモンド材料。
【００７４】
回折機構を備える光学フィルム
微細複製マスター工具又は加工物は、上述の機械加工プロセスにおいて回折機構を備える工具先端を使用して加工することができる。これらの工具先端は、例えば、図１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、及び１６〜２２に示される工具先端を含む。この工具能力と上述の３Ｃのような微細複製プロセスを組み合わせることにより、フィルム基板の主表面上で、微細複製マクロスケール機構及びそのマクロスケール機構上で１つ以上の微細複製回折機構を有する光学フィルムを形成することができる。「マクロスケール機構」及び「回折機構」という用語は、上記に定義されている。
【００７５】
基板は典型的には、例えば、３Ｃプロセスにおけるマクロスケール機構と一体で又は一体物として形成されるか、又は熱可塑性複製を使用して形成される。別の方法として、基板は機構と一体で形成された層の１つを備える複数の層を有することができる。フィルムは硬化された時、柔らかくても硬くてもよい。
【００７６】
回折機構は、フィルムの光学性能においてより大きな多様性を提供する。例えば、回折機構が液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置又は他のバックライト付き装置の輝度増進フィルム及び拡散器の両方として機能する一枚のフィルムを提供するために光を拡散できるのに対して、マクロスケール機構は光をリサイクルすることができる。更にこれらのフィルムは、バックライトシステム内の抽出機能を隠すのに使用することができる。故に、マクロスケール及び回折機構の組み合わせは、光学フィルムのより大きな照明管理を提供する。
【００７７】
図２７Ａ、２７Ｂ、２８、２９Ａ、２９Ｂ、及び３０〜３６は、図１３Ａ、１３Ｂ、１４、１５Ａ、１５Ｂ、及び１６〜２２にそれぞれ示される工具先端と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されたフィルムの代表的な部分を示す。これらのフィルムの部分は、マクロスケール及び回折機構の全体的な形状及び構成を示すことを意図しているが、これらのフィルムは、そのフィルム全体にわたり繰り返される、いかなる数の、実質的に同じ微細複製マクロスケール及び回折機能をも有することができる。これらのフィルムの寸法、主表面の長さ及び幅は、例えばこれらフィルムの意図された使用に基づくことができる。マクロスケール機構間のピッチは不変又は可変でもよく、マクロスケール機構間の深さもまた不変又は可変でもよい。参照することにより全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる米国特許第７，２９３，４８７号で開示されるＸ−Ｚ作動装置を使用して機械加工することにより、マクロスケール機構間の変化するピッチ及び深さ、又はもう一方が一定に保持されたままで変化する１つのパラメーターを実現することができる。更に、マクロスケール機構は、ランダム、疑似ランダム、又は非ランダムの構成を有することができる。
【００７８】
図２７Ａ、２７Ｂ、２８、２９Ａ、２９Ｂ、及び３０〜３６に示されるフィルムの各々は、２つのフィルムのマクロスケール機構が互いに角度を持つ、好ましくは互いに直交する、２つのフィルムを構成するために、同じ又は他のフィルムと組み合わせることができる。積み重ねられた構成の他のフィルムの１つは、マクロスケール及び回折機構を備える別のフィルムでもよく、あるいは、他の種類の構造を備えるフィルムでもよい。例えば、反モアレ、反水浸プリズムフィルムは、米国特許仮出願第６０／９７４２４５号（２００７年９月２１日出願）に記載されているが、参照することにより全体が記載されているかのように本明細書に組み込まれる。例えば、ディスプレー装置で２つのフィルムを使用すると照明管理のより大きな多様性を提供できる。
【００７９】
フィルムを作製するために使われる加工物は、上述のようにＦＴＳ作動装置又は非ＦＴＳを使用して回折工具先端で機械加工することができる。フィルムは、フィルム内に連続的マクロスケール機構をもたらす連続的な切削プロセスか、又はフィルム内に不連続的マクロスケール機構をもたらす中断切削によって、回折工具先端で機械加工された加工物から作製することができる。連続的及び不連続的切削機械加工は上述されている。不連続的切削を使用して加工物を機械加工する場合、図２７Ａ、２７Ｂ、２８、２９Ａ、２９Ｂ、及び３０〜３６に示されるフィルムは、マクロスケールレンズレットの回折機構の追加とともに、図８に示されるレンズレットとして形成される対応するマクロスケール機構を有するであろう。
【００８０】
回折工具先端で機械加工された加工物から作製されたフィルムは、実質的に光学的に透過できる、好ましくは実質的に可視光線に透過できる材料で、作製されるのが望ましい。フィルムを作製するための材料の例として以下が含まれる。ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリサルフォン、２，６−ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はエチレングレコル由来のコ−ポリマー、ナフタレンジカルボン酸、及びテレフタル酸エステル（ｃｏ−ＰＥＮ）のような他のいくつかの酸、及び他の適した材料。フィルムを作製するための他の材料は、アクリレート、エポキシ、又はウレタンベースの材料、及び好ましくはアクリレートベースの材料を含むがこれらに限定されない、可塑性のある状態に硬化される、実用的なオリゴマーの樹脂組成物を含む。本明細書で使われている「アクリレート」という用語は、メタクリレートを含む。
【００８１】
図２７Ａは、図１３Ａに示される工具先端３００と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム４５０の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム４５０は、マクロスケール機構４５２上に回折機構４５４を有する。フィルム４５０では、マクロスケール機構４５２はプリズムを含み、回折機構４５４はそのプリズムの切子面上の両方に１つ以上の三角形のノッチを含む。
【００８２】
フィルムは、フィルム４５０の部分４５１によって示される、マクロスケール機構のベースを提供する、基板を含む。基板４５１は、距離４５６によって示されるいかなる特定の高さをも有することができ、マクロスケール機構はまた、距離４５８によって示されるようないかなる特定の高さをも有することができる。距離４６２によって示されるマクロスケール機構間のピッチは、いかなる特定の数値をも有することができ、距離４６０によって示される回折機構間のピッチはまた、いかなる特定の数値をも有することができる。以下に記載されるフィルムは、同様にいかなる特定の寸法の基板及び機構、並びにいかなる特定の数値のマクロスケール機構間のピッチ及び回折機構間のピッチを有することができる。
【００８３】
更に、マクロスケール及び回折機構は、マクロスケール機構上に回折機構を有するフィルムの例を示すことを意図した、図２７Ａ、２７Ｂ、２８、２９Ａ、２９Ｂ、及び３０〜３６に示されるものとは異なることができる。例えば、回折機構は、マクロスケール機構の切子面に沿って同一である必要はなく、切子面も左右対称である必要はない。各々のマクロスケール及び回折機構は、形状及び寸法において固有であることができる。更に、マクロスケール機構の１つ又は両方の切子面はあるいは、回折機構を備えている又は備えていない全体的に湾曲した形状を有することができる。
【００８４】
図２７Ｂは、図１３Ｂに示される工具先端３０１と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム４６３の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム４６３は、マクロスケール機構４６４上に回折機構４６６を有する。フィルム４６３では、マクロスケール機構４６４はプリズムを含み、回折機構４６６はプリズムの切子面上の両方に一連の隣接したレンズレットを含む。
【００８５】
図２８は、図１４に示される工具先端３０６と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム４６７の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム４６８は、マクロスケール機構４６８上に回折機構４７０を有する。フィルム４６７では、マクロスケール機構４６８はプリズムを含み、回折機構４７０は、プリズムの切子面上の１つのみに１つ以上の三角形のノッチを含む。
【００８６】
図２９Ａは、図１５Ａに示される工具先端３１２と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム４７２の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム４７２は、マクロスケール機構４７４上に回折機構４７６を有する。フィルム４７２では、マクロスケール機構４７４はプリズムを含み、回折機構４７６はプリズムの切子面上の両方に一連の隆起した部分のある回折格子を含む。
【００８７】
図２９Ｂは、図１５Ｂに示される工具先端３０９と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム４７８の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム４７８は、マクロスケール機構４８０上に回折機構４８２を有する。フィルム４７８では、マクロスケール機構４８０はプリズムを含み、回折機構４８２はプリズムの切子面上の両方に一連の角を成した部分のある回折格子を含む。
【００８８】
図３０は、図１６に示される工具先端３１６と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム４８４の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム４８４は、マクロスケール機構４８６上に回折機構４８８を有する。フィルム４８４では、マクロスケール機構４８６はプリズムを含み、回折機構４８８は、ノッチとプリズムの頂点との間の平坦な部分に沿って、プリズムの切子面上の両方に１つ以上の三角形のノッチを含む。
【００８９】
図３１は、図１７に示される工具先端３２３と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム４９０の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム４９０は、マクロスケール機構４９２上に回折機構４９４を有する。フィルム４９０では、マクロスケール機構４９２はプリズムを含み、回折機構４９４は、プリズムの平坦な頂点上に１つ以上の三角形のノッチを含む。
【００９０】
図３２は、図１８に示される工具先端３２６と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム４９６の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム４９６は、マクロスケール機構４９８上に回折機構５００を有する。フィルム４９６では、マクロスケール機構４９８はプリズムを含み、回折機構５００は、プリズムの湾曲した頂点上に１つ以上の三角形のノッチを含む。
【００９１】
図３３は、図１９に示される工具先端３３０と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム５０２の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム５０２は、マクロスケール機構５０４上に回折機構５０６を有する。フィルム５０２では、マクロスケール機構５０４はプリズムを含み、回折機構５０６は、プリズムの切子面上の両方に一連の隣接したステップを含む。
【００９２】
図３４は、図２０に示される工具先端３３４と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム５０８の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム５０８は、マクロスケール機構５１０上に回折機構５１２を有する。フィルム５０８では、マクロスケール機構５１０はプリズムを含み、回折機構５１２は、プリズムの平坦な頂点上に一連の隣接したレンズレットを含む。
【００９３】
図３５は、図２１に示される工具先端３３８と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム５１４の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム５１４は、マクロスケール機構５１６上に回折機構５１８を有する。フィルム５１４では、マクロスケール機構５１６はプリズムを含み、回折機構５１８は、プリズムの切子面上の両方に一連の隣接した湾曲した部分を含む。
【００９４】
図３６は、図２２に示される工具先端３４２と一致する工具先端で機械加工された加工物から作製されるフィルム５２０の代表的な部分を示す斜視図である。フィルム５２０は、マクロスケール機構５２２上に回折機構５２４を有する。フィルム５２０では、マクロスケール機構５２２はプリズムを含み、回折機構５２４は、プリズムの切子面上の両方に一連の隣接した角を成した平坦な部分を含む。
【００９５】
例示的な実施形態と関連させながら本発明を説明してきたが、多くの修正が当業者には容易に明白となり、本出願がいかなる適合物又は変形物をも対象とすることが意図されることが分かるであろう。例えば、フィルム用の様々な種類の材料、マクロスケール及び回折機構の寸法、並びにマクロスケール及び回折機構の構成と形状は、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得る。本発明は、特許請求の範囲及びその等価物にのみ限定される。
【図１】
2011507015.tif 000003
【図２】
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【図３】
2011507015.tif 000005
【図４Ａ】
2011507015.tif 000006
【図４Ｂ】
2011507015.tif 000007
【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2011507015.tif 000066
【図３３】
2011507015.tif 000067
【図３４】
2011507015.tif 000068
【図３５】
2011507015.tif 000069
【図３６】
2011507015.tif 000070
【国際調査報告】
2011507015.tif 000071
2011507015.tif 000072