[发明专利]用于铸造聚合物产品的方法和装置

说明书

一种用于将可光固化材料模制成平面物体的示例系统包括具有第一模具表面的第一模具结构、具有第二模具表面的第二模具结构以及沿第一模具表面或第二模具表面中的至少一个设置的一个或多个突起。在操作期间，该系统被配置为：定位第一模具结构和第二模具结构，使得第一模具表面和第二模具表面彼此面对，其中一个或多个突起与相对的模具表面接触；以及在第一模具表面与第二模具表面之间限定总厚度变化(TTV)为500nm或更小的体积。该系统还被配置为在该体积中接收可光固化材料，并将一个或多个波长的辐射引导到该体积中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月17日提交的美国临时申请序列号No.62/573,479和2018年10月16日提交的美国临时申请序列号No.62/746,426的优先权益，在此通过引用将整体并入本文。

技术领域

本公开涉及光学聚合物膜及其制备方法。

背景技术

诸如可穿戴成像头戴式耳机的光学成像系统可以包括向用户呈现投影图像的一个或多个目镜。可以使用一种或多种高折射材料的薄层构造目镜。例如，目镜可以由一层或多层高折射玻璃、硅、金属或聚合物基板构成。

在一些情况下，可以对目镜进行图案化(例如，利用一个或多个光衍射纳米结构)，使得其根据特定焦深投射图像。例如，对于观看图案化目镜的用户，投影图像可以看起来距离用户特定距离。

此外，可以结合使用多个目镜来投射模拟的三维图像。例如，多个目镜——其各自具有不同的图案——可以上下分层，并且每一个目镜可以投射体积图像的不同深度层。因此，目镜可以跨三维共同向用户呈现立体图像。例如，这在向用户呈现“虚拟现实”环境中是有用的。

为了改善投影图像的质量，可以构造目镜，使得目镜中的意外变化被消除或以其它方式减少。例如，目镜可以被配置为使得它不会呈现任何皱褶、不均匀的厚度或可能对目镜的性能产生负面影响的其它物理变形。

发明内容

本文描述了用于制备聚合物膜的系统和技术。所描述的实现方式中的一个或多个可用于以高度精确的、受控的和可再现的方式制备聚合物膜。所得聚合物膜可以用于各种对变化敏感的应用中，其中需要对膜尺寸具有极其严格的公差。例如，聚合物膜可以用于光学应用(例如，作为光学成像系统中的目镜的一部分)，其中材料均匀性和尺寸约束在光学波长的量级或更小。

在一些情况下，可以通过将可光固化材料(例如，当暴露于光时硬化的光聚合物或光活化树脂)包围在两个模具之间并固化材料(例如，通过将材料暴露于光和/或热)来制备聚合物膜。

然而，在铸造和固化过程期间，各种因素会干扰所得膜的形状，从而导致其从预期形状变形。例如，在铸造过程期间，特定的物质可能会意外地夹在两个模具表面之间，并干扰它们之间的相互作用。结果，这可能导致模具表面的相对取向偏离预期的取向(例如，使得模具表面不再彼此平行)，从而导致膜偏离其预期的形状。例如，所得膜跨整个范围上可能具有不均匀的厚度。作为另一示例，在固化过程期间，材料可能在模具内膨胀或收缩。结果，膜可能变形(例如，皱褶、拉伸或压缩)。因此，该膜可能不太适合用于对变化敏感的应用。

为了改善膜的质量和一致性，可以精确地控制两个模具的位置，使得紧接在材料的固化之前和/或在材料的固化期间，模具保持彼此平行。在一些情况下，这可以至少部分地通过使用位于模具中的一个或多个上的物理配准特征来实现。作为示例，模具可包括从模具的一个或多个表面朝向相对的模具突出的一个或多个间隔件结构(例如，突起或垫片)。作为另一示例，模具可包括沿模具的一个或多个表面限定的一个或多个凹部(例如，槽或沟槽)，该一个或多个凹部从相对的模具接收一个或多个间隔件结构。间隔件结构和/或凹部可用于物理地使模具对准，使得模具表面的相对取向不太可能偏离预期取向。例如，间隔件结构和/或凹部可用于维持两个模具之间的平行取向。结果，可光固化材料具有更均匀的厚度，并且在固化过程期间其不太可能变形。