[发明专利]在衬底上制作表面结构特别是全息表面结构的方法和装置

说明书

本发明涉及在衬底上制作表面结构，特别是全息表面结构的方法及实现该方法所用的装置。

需要制作的表面结构一般是浮雕结构。我们要把一种给定的或规定的表面结构或浮雕结构施加到衬底上。以后就可以将此衬底用作浮雕全息照相的模子(浮雕底版)。

本发明的目标是提供一种上述类型的方法和装置，以简便地制作表面结构，特别是全息表面结构。

本发明的第一种实现上述目标的方案包括：在衬底上涂覆一种辐射固化的物质，特别是辐射固化的单分子体，然后将浮雕图案引入涂层中并用经调制的射线束使图案固化。辐射固化的物质最好是流体。这种物质可用电磁射线，例如紫外光来固化。普通的浮雕图案都可以采用。在至少一个经调制的辐射束照射到的区域中，这种辐射固化的物质被固化。当然，射线束必须适合于固化辐射固化的物质。

浮雕图案最好通过一个圆柱体来施加。但是，也可以采用断续运动的平面件。圆柱体表面上可以有普通的浮雕结构。

调制的射线可通过一个扫描器，特别是线性扫描器来实现。这在浮雕图案是通过圆柱体施加时具有特别的优点。线性扫描器的线最好是平行于浮雕圆柱体的圆周线，或垂直于扫描器向前运动的方向。

采用液晶显示板(LCD)来实现辐射，给本方案带来一个新的优点。通过PC或其它计算机控制LCD，可便捷地将需要单独固化的表面结构区域程序化。

这种方法可以重复一至数次。因而可在衬底上一个接一个地制作几种表面结构，根据需要这些结构可以是不同的，可以紧接着排列或者重迭在一起。

举例来说，我们可将尚未固化的物质或单分子体在辐射或固化后清洗掉。

在衬底上制作表面结构，特别是全息表面结构的装置，根据本发明包括：一个圆柱体，涂有辐射固化的物质，例如辐射固化的单分子体的衬底可在其上被导向；一个辐射装置，用来对经涂覆的衬底通过经调制的射线束进入辐射。

用来将衬底涂上辐射固化物质，特别是辐射固化的单分子体的涂覆装置，最好是串接在圆柱体的前面。

辐射装置最好位于圆柱体外面。这种情况下，衬底对于辐射装置的射线是半透明的。不过也可把辐射装置放在圆柱体里面。这种情况下，圆柱体表面对射线束是透明的。

辐射装置最好包括一个光调制器，例如扫描器，特别是线性扫描器，以及/或者一个LCD。

最好是把几个装置一个接一个地串起来。使衬底逐一通过这些装置。这样就可以在衬底上按需要一个接一个地制作可能是不同的表面结构，这些表面结构可以紧接着排列并且/或者相互重迭。

举例来说，可以把一个清洗装置连在圆柱体后面，以洗掉未固化的物质或未固化的单分子体。

构成本发明主题的目的根据第二种方案由上述类型的方法来实现，这第二种方案是，将一种辐射固化的物质，特别是辐射固化的单分子体，根据要制作的表面结构和用射线束所辐射的物质涂覆到衬底上。因此这种情况下，辐射固化的物质不是涂覆到衬底的整个表面区域，而只涂覆则以后要制作表面结构的区域。这种物质在该区域经辐射后被固化。这种方法的一个优点是，不再需要对没有表面结构的那些区域进行液体清洗。

本发明的两种方法的区别在于：按照第一种方法，辐射固化的物质首先涂覆到整个衬底上，或者至少涂覆到比以后要制作表面结构的区域要大的衬底区域上。这时仅仅对以后要制作表面结构的那些区域通过射线束进行辐射。与此不同，在第二种方法中，辐射固化的物质从一开始就只涂覆到以后要制作表面结构的衬底上。这时固化射线束不需要经过调制(只要没有另外的全息图形要辐射)。

可以采用特定的涂覆方法将辐射固化的物质或单分子体涂覆到衬底上，例如用喷射法或压印法或其它方法。根据另一项改进，辐射固化的物质或单分子体可以涂覆到表面具有浮雕的圆柱体上，然后经辐射固化后涂覆到衬底上。这种情况下，辐射固化的物质或单分子体是用喷墨嘴单独涂覆到浮雕圆柱体上。这时只需通过均匀的未经调制的射线就可使其固化。

这种方法可以重复一至数次，以将不同的表面结构按需要到衬底上，或施加到衬底上紧相连或相互重迭的区域。

按照本发明的第二种方案，在衬底上制作表面结构，特别是全息表面结构的装置包括：一个将辐射固化的物质，特别是辐射固化的单分子体按要制作的表面结构涂覆到衬底上的装置，和一个对该物质进行辐射的辐射装置。

这种装置最好包括一个圆柱体。涂覆装置可以包括一些喷墨嘴，把辐射固化的物质或单分子体涂覆到衬底上和/或圆柱体上。有利地是，将几个装置串连起来，就可按需要在衬底上制作不同的表面结构，还可在衬底上紧相连的和/或相互重迭的区域制作表面结构。