專利名稱：用于減少指紋在表面上出現(xiàn)的微觀結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明通常涉及為表面提供微觀結(jié)構(gòu)以減少由于操作污染而造成的指紋的出現(xiàn) 的領域。更具體地，本發(fā)明涉及提供微觀結(jié)構(gòu)的多種形狀和分布，其減少指紋的可見度并且 呈現(xiàn)優(yōu)良的耐用性以抵擋在操作過程中遇到的切變應力。
背景技術(shù)：
透明基片的表面上的指紋和其他痕跡可能使該表面的透射性能在光學上失真，使 得穿過該基片的光(例如從顯示器發(fā)射的圖像)失真。同樣地，在不透明基片表面上，指紋 和其他痕跡/污染物可能使該表面的反射性能光學地失真。指紋的出現(xiàn)或污跡是轉(zhuǎn)印到操 作或接觸表面上的指紋油的結(jié)果。因為沉積的油在接觸表面上自然展開，所以指紋是可見 的。由于沉積在表面上的指紋而造成的光學失真在通常由操作者手持或操作的多種設備中 特別明顯。例如，舉幾個來說，指紋一般出現(xiàn)在用作便攜式電話的顯示屏的基片、交互設備 的觸控面板、家用電器(例如冰箱門、爐灶等等)和窗戶的外表面上。這個問題的有效解決 方法是分散并隱藏沉積的指紋油，使得由操作者(即觀察者)的肉眼不再能看見該油。一種傳統(tǒng)的解決方法是使用洗滌劑和/或抹布(例如毛巾)清潔基片表面。然而， 這種解決方法由于清洗的不期望的高頻率和/或抹布不容易可用而不方便或?qū)嵱?。另一種 解決方法是使用親油的或疏油的表面涂層處理平坦表面以吸引或排斥油，但是因為指紋油 在被處理的表面上仍然可見，所以這些處理并沒有充分地影響沉積的油。例如，在觸摸顯示 屏的領域中，存在幾種現(xiàn)有的、但是無效的用于處理指紋污跡問題的方法。一種方法是將涂 層(coating)施加到顯示器表面上。這樣的涂層通常是疏油涂層，其提供容易的清潔，但是 不能隱藏指紋污跡。這種方法的另一個問題是該涂層隨著使用細長而趨向于磨損。此外， 涂層不能為顯示器表面提供劃傷保護。另一種解決方法是在觸摸顯示屏的表面上施加透明覆蓋膜。這樣的覆蓋膜確實能 保護顯示器表面防止其被劃傷，但是不能隱藏指紋。所使用的一種這樣的覆蓋膜是平坦膜。 然而，平坦膜不能隱藏指紋使得由肉眼感覺不到的沉積的指紋油。在下文中參考圖27和觀 討論平坦膜的例子(“不可見防護物”，在商業(yè)上可以從hgg有限公司得到)。如果使用親 油涂層對平坦膜進行表面處理，這僅僅抹掉了指紋而剩下的指紋油仍然可見，并且呈現(xiàn)出 通過膜斑點看到的下層圖像。原因是親油的(“與油親近的”)表面不能有效地抵抗指紋， 而僅僅分散指紋油而不是與指紋污跡相關(guān)的水和其他成分。結(jié)果是這樣的污跡和其他的污 染物仍然可見。如果平坦膜使用疏油涂層，則其趨向于使指紋油形成珠，而指紋油仍然清楚 地可見。所使用的使表面疏油的含氟化合物表面處理期望提供一種機構(gòu)，其建立高的液體 接觸角，并因此抵抗指紋。事實是這樣的表面更容易清潔，但是因為指紋油仍然可見而不能 抵抗指紋。此外，這樣的涂層的折射率可能提供與覆蓋玻璃/塑料的折射率的不匹配，從而 使得涂層實際上使指紋污跡變得顯著。此外，氟化聚合物的應用很昂貴。此外，親油和疏油 涂層隨著使用而趨向于磨損，并且不能在售后情形中施加。另一種使用的覆蓋膜是糙面精 整(matte finish)膜。然而，這種膜不能充分地隱藏指紋，并且其糙面精整通過引入擴散表面同時還增加從表面反射的霧度(haze)而降低了光學性能，該擴散表面減損從下面的 顯示器透過膜而傳送的光學圖像。在下文中參考圖25和^U寸論粗糙膜的例子(“防炫光 膜”，在商業(yè)上可以從Power Support得到)。應用糙面精整膜的策略是通過添加不透明的 微米大小的填充物而提供粗糙表面(例如，峰到谷或者Rt = 5. 7微米)，從而隱藏指紋。然 而，這樣的膜證明了較差的抗指紋性，此外，不透明的填充物為膜引入霧度，這使得透射的 和反射的光不期望地分散，從而降低了通過膜看到的下層圖像的可見度。由沉積在基片表面上的指紋導致的光學失真的問題還沒有適當?shù)亟鉀Q，并且對于 包括玻璃、塑料或金屬的多種基片也成為問題。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個微觀結(jié)構(gòu)分布在基片的頂面上的基片部 分的橫截面示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的橫截面示意圖，其 中的微觀結(jié)構(gòu)分布在保護層(保護片層/膜)的頂面上，該保護層布置在基片的表面上；圖3A-3F示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性微觀結(jié)構(gòu)的幾種幾何形狀；圖4A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個圓柱形微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視圖， 其中的微觀結(jié)構(gòu)分布在基片的頂面上；圖4B是在圖4A中示出的基片部分的橫截面示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個平截頭棱錐體微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂 視圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)以單一定向(orientation)分布；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個平截頭棱錐體微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂 視圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)以大致隨機的定向分布；圖7A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個細長直線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視 圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)按照多個圖案以不同的定向分布；圖7B是在圖7A中描述的微觀結(jié)構(gòu)的一種圖案的透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個細長直線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視圖， 其中的微觀結(jié)構(gòu)按照幾種不同圖案以不同的定向分布；圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個細長直線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視圖， 其中的微觀結(jié)構(gòu)按照直線星爆式圖案以不同的定向分布；圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個細長曲線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視 圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)按照曲線星爆式圖案以不同的定向分布；圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個細長曲線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視 圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)按照另一種曲線星爆式圖案以不同的定向分布；圖12是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個細長曲線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視 圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)按照另一種曲線星爆式圖案以不同的定向、大小和間隔分布；圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個細長曲線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視 圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)按照同心開口環(huán)圖案以同心的定向分布；圖14是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個細長曲線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視 圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)按照另一種同心開口環(huán)圖案以同心的定向分布；
圖15是根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有以六邊形緊密堆積的方式分布的多個細長曲 線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的頂視圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)為同心環(huán)圖案；圖16是具有以染色體圖案沿不同定向分布的多個細長曲線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分 的頂視圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)具有單個長度和矩形端；圖17是具有以熱狗圖案沿不同定向分布的多個細長曲線微觀結(jié)構(gòu)的基片部分的 頂視圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)具有兩種不同長度(雙模群體)和圓形端；圖18A是根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成在保護層上的熱狗形細長微觀結(jié)構(gòu)的雙模 群體的SEM顯微圖；圖18B是在圖18A中所示的SEM顯微圖的一部分的放大圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成在保護層上的熱狗形細長微觀結(jié)構(gòu)的單種群 體的SEM顯微圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的實施例的形成在保護層上的凹進細長曲線微觀結(jié)構(gòu)的SEM 顯微圖；圖21示出了用于制造具有分布在基片的頂面上的多個微觀結(jié)構(gòu)的基片的示例性 系統(tǒng)；圖22是本發(fā)明的抗指紋性和其他屬性與現(xiàn)有技術(shù)相比的表格；圖23顯示了由根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有多個微觀結(jié)構(gòu)的基片呈現(xiàn)的抗指紋性 的一個實例；圖M顯示了由具有多個微觀結(jié)構(gòu)的基片的另一個實施例呈現(xiàn)的抗指紋性的一個 比較例，其中的微觀結(jié)構(gòu)密度小于圖23 ；圖25顯示了具有大致糙面精整的一種現(xiàn)有技術(shù)表面膜的來自顯微鏡的數(shù)字圖 像；圖沈顯示了由具有大致糙面精整的一種現(xiàn)有技術(shù)表面膜提供的抗指紋性；圖27顯示了具有大致光滑表面的另一種現(xiàn)有技術(shù)表面膜的來自顯微鏡的數(shù)字圖 像；圖觀顯示了由具有大致光滑表面的現(xiàn)有技術(shù)表面膜提供的抗指紋性的實例；圖四顯示了對于在其上布置有或者沒有本發(fā)明的抗指紋膜的光學顯示器所測量 的亮度數(shù)據(jù)的兩個表格；以及圖30是對于給定的微觀結(jié)構(gòu)高度，霧度作為微觀結(jié)構(gòu)密度的函數(shù)的示例性標繪 圖。
具體實施例在下面將描述本發(fā)明的一個或多個實施例。這些描述的實施例僅是本發(fā)明的示例 性實施例。另外，為了提供這些示例性實施例的簡潔描述，在說明書中可能并不描述實際執(zhí) 行過程的所有特征。應該意識到，在任何這樣的實際執(zhí)行過程的研發(fā)中，如同任何工程或設 計項目中一樣，必須進行許多執(zhí)行過程-具體決定，以實現(xiàn)研發(fā)者的具體目標，例如順從系 統(tǒng)相關(guān)的和商業(yè)相關(guān)的約束，這些可能從一種執(zhí)行過程到另一種發(fā)生變化。此外，應該意識 到，這樣的研發(fā)努力可能是復雜的并且耗時的，然而對于那些受益于本公開的普通技術(shù)人 員卻是設計、制作和制造的常規(guī)任務。
本發(fā)明的各種實施例提供在基片表面上的多個微觀結(jié)構(gòu)，從而減小在操作過程中 典型地沉積到表面上的指紋油和其他污染物的可見度。在一個實施例中，多個微觀結(jié)構(gòu)102 直接形成在基片101的表面上，如圖1所示，從而為基片表面提供抗指紋性，該基片表面例 如是光學顯示器的外表面、爐灶的頂面或冰箱門的外表面。多個微觀結(jié)構(gòu)102指的是基片 表面的凸起部分。包括多個微觀結(jié)構(gòu)的基片表面可以是通常暴露以操作的基片101的外表 面。在另一個實施例中，微觀結(jié)構(gòu)202可以形成在基片的第一表面上，該基片包括透明或半 透明的玻璃或聚合物片層(或膜)，以提供抗指紋保護層203。透明或半透明的抗指紋保護 層203在下文中被稱為“保護層”，通過將保護層203的第二表面(即相對光滑和平坦的一 側(cè))定位到另一個基片201的表面上，可以將保護層203布置到另一個基片201的表面上， 如圖2所示。保護層203可以有利地布置或定位在基本任何基片(例如透明的玻璃或聚合 物，或者不透明材料)的表面上，從而有效地賦予表面抗指紋性。在一些實施例中，微觀結(jié) 構(gòu)可以由共形的硬質(zhì)涂層覆蓋，從而提供加強的抗劃傷性。本發(fā)明的實施例提供在基片表面上的微觀結(jié)構(gòu)的多種微觀結(jié)構(gòu)形狀和分布(例 如圖案)，從而按照預期的使用和/或必需的耐用性(預期的切變應力暴露)而為基片的具 體應用提供最優(yōu)的抗指紋表面。在一些實施例中，基片或保護層的外表面可以具有從大約 25至大約35達因/cm2范圍內(nèi)的表面能，從而增強沉積的指紋油的擴展。此外，在一些實施 例中，保護層上的微觀結(jié)構(gòu)的密度和分布也是最優(yōu)化的，從而當保護層被布置在光學顯示 器的表面或其他圖像產(chǎn)生表面上時，使得最小化霧度和摩爾紋(Moir6)的出現(xiàn)。微觀結(jié)構(gòu)可以具有包含通常的平坦上表面302的基本任意幾何形狀。關(guān)于圖 3A-3F，適當?shù)奈⒂^結(jié)構(gòu)幾何形狀的例子包括圓柱形(圖3A)、平截頭棱錐體(圖3B)、平截 頭圓錐體(圖3C)、復合拋物面(圖3D)、復合橢圓形、多邊形物體或旋轉(zhuǎn)以形成固體的任何 圓錐截面。平截頭棱錐體幾何形狀包括通常為平坦表面的側(cè)壁表面304，例如在圖;3B中描 述為六個平坦側(cè)壁表面，它們彼此相鄰并且圍繞微觀結(jié)構(gòu)的周邊。應該注意到，平截頭棱錐 體并不限于任何具體數(shù)量的平坦側(cè)壁表面，并且可以使用其他幾何形狀，例如具有三個平 坦側(cè)壁表面和一個三角形的平坦上表面、或者四個平坦側(cè)壁表面和一個方形的平坦上表面 的平截頭棱錐體，如圖5和6所示。另外，微觀結(jié)構(gòu)可以具有任何期望的細長帶形，其具有通 常的平坦上表面302和直線的或曲線的側(cè)壁；這樣的微觀結(jié)構(gòu)在下文中被稱為“細長微觀 結(jié)構(gòu)”。細長微觀結(jié)構(gòu)形狀的例子包括“矩形”，其中的側(cè)壁304是直的或直線的(圖3E)， 以及“彎曲矩形”，其中的側(cè)壁304是曲線的，使得微觀結(jié)構(gòu)的長度⑴尺寸是曲線的(圖 3F)。細長帶形在這里定義為具有的長度(I)尺寸大于其寬度(W)尺寸的微觀結(jié)構(gòu)。因此， 多種微觀結(jié)構(gòu)中的每一種的平坦上表面302可以具有基本任意的直線或曲線形狀，例如， 諸如圖3A、3C和3D中描述的圓形表面這樣的多邊形幾何形狀，如圖:3B中描述的六邊形表 面，如圖3E中描述的矩形表面，以及如圖3F中所示的曲線表面。此外，平坦上表面302可 以平行于微觀結(jié)構(gòu)的下表面和基片或保護層的平面。盡管這樣的微觀結(jié)構(gòu)對于肉眼是不可 見的，但是可以使用顯微鏡檢查微觀結(jié)構(gòu)，以確定是否存在表面微觀結(jié)構(gòu)。微觀結(jié)構(gòu)可以具有垂直側(cè)壁304，其中其高度(h)尺寸大致垂直于其寬度(W)尺 寸(即，θ等于大約90度)，如圖3Α、3Ε和3F所示?？商鎿Q地，微觀結(jié)構(gòu)可以具有不垂直 的側(cè)壁304 (相對于其寬度尺寸和膜平面不垂直)，如圖3B、3C和3D所示。不垂直的側(cè)壁提 供擴散表面，其導致可以穿過微觀結(jié)構(gòu)的透射光和可以在微觀結(jié)構(gòu)的(一個或多個)側(cè)壁表面反射的環(huán)境光的光散射。因此，當不期望光的光學失真時，可以使用具有垂直側(cè)壁的微 觀結(jié)構(gòu)為基片或保護層提供抗指紋性。反之，當期望粗糙或擴散表面時，可以使用具有不垂 直側(cè)壁的微觀結(jié)構(gòu)為基片或保護層提供抗指紋性。微觀結(jié)構(gòu)具有的高度(h)在從大約1微米至大約25微米的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地 在從大約3微米至大約10微米的范圍內(nèi)。微觀結(jié)構(gòu)的高度可以根據(jù)具體應用按照預期的 具體污染物和具體污染物的量而最優(yōu)化。例如，按壓在光滑表面上的指紋通常留下3至6 微米厚度范圍內(nèi)的油漬(即，具有3至6微米高度的指紋)。為了使該油漬有效地分裂并 重新分布同時最小化由于指紋而造成的圖像失真，適當?shù)奈⒂^結(jié)構(gòu)陣列可以被構(gòu)造在基片
的表面上，從而提供在大約3至10微米的類似范圍內(nèi)的表面拓撲結(jié)構(gòu)(峰到谷的測量或者。在另一方面，微觀結(jié)構(gòu)幾何形狀可以被最優(yōu)化以具有必需的切變強度。例如，在觸 摸屏顯示器應用中，在觸摸屏(即基片)上的、或在布置于觸摸屏上的保護層上的多個微觀 結(jié)構(gòu)由于操作者與觸摸屏的交互而經(jīng)受手指接觸或摩擦作用。在操作過程中發(fā)生在多個微 觀結(jié)構(gòu)的上表面上的手指接觸和摩擦作用可能導致外部切變應力的施加，該外部切變應力 超過一個或多個微觀結(jié)構(gòu)的切變強度，從而導致一個或多個微觀結(jié)構(gòu)損壞并從基片磨掉。 為了提高微觀結(jié)構(gòu)的切變強度和耐用性，多種微觀結(jié)構(gòu)幾何形狀可以具有低矮外形(low profile)，其中微觀結(jié)構(gòu)的寬度等于或大于其高度。同樣地，微觀結(jié)構(gòu)尺寸具有的寬度與高 度的縱橫比(即w h)在從大約1至大約13的范圍內(nèi)(即1 1至13 1)，并且更優(yōu)選 地在從大約2至大約10的范圍內(nèi)。對于具有可變寬度(即如圖:3B、3C和3D所描述的，作 為高度的函數(shù)而變化的寬度)的微觀結(jié)構(gòu)，在縱橫比的確定過程中提及的寬度是微觀結(jié)構(gòu) 的最大寬度(即下表面的寬度)。除了低矮外形以外，細長微觀結(jié)構(gòu)的細長屬性進一步增強了微觀結(jié)構(gòu)在操作過程 中的耐用性，在細長微觀結(jié)構(gòu)中I大于W。與具有基本相等的長度和寬度尺寸的微觀結(jié)構(gòu) (例如，在圖3A-3D中示出的微觀結(jié)構(gòu))的接觸面積(S卩IXw)相比，細長微觀結(jié)構(gòu)(其中 I >w)由于增加了與基片或保護層的接觸面積(IXw)而呈現(xiàn)出增強的耐用性，其中微觀 結(jié)構(gòu)形成并連接在該基片或保護層上。增加單獨的細長微觀結(jié)構(gòu)的接觸面積有利地提高了 其切變強度，因此使得細長微觀結(jié)構(gòu)能夠抵擋可能在操作過程中發(fā)生的更高切變應力的施 加。對于每個細長微觀結(jié)構(gòu)的適當長度可以是在大約10至大約250微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選 地在大約35至大約100微米的范圍內(nèi)。此外，如圖10-20所示，曲線細長微觀結(jié)構(gòu)(圖3F)的曲線定向通過引入單個微觀 結(jié)構(gòu)的多樣化定向，使得施加的切變應力(在操作過程中遇到)由于微觀結(jié)構(gòu)的曲率而必 須沿著微觀結(jié)構(gòu)的寬度和長度尺寸分布，從而更進一步地增強了耐用性。由于微觀結(jié)構(gòu)的 相對小的(微觀的)大小，所以假定當手指滑過多個微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面時，手指相對于 任何一個微觀結(jié)構(gòu)沿一個方向(例如直線)滑動，因此沿單個方向施加切變應力。由于細 長微觀結(jié)構(gòu)(其中I大于w)的相對的物理尺寸，細長微觀結(jié)構(gòu)沿其長度尺寸具有最大的強 度，并且在其寬度尺寸上具有最弱的強度。因此，跨過微觀結(jié)構(gòu)的寬度的切變應力是最可能 使材料破壞的點，其中微觀結(jié)構(gòu)可能損壞或從基片磨掉。這樣的破壞對于沿細長直線微觀 結(jié)構(gòu)(例如圖3E，7-9)的寬度尺寸施加至其側(cè)壁的足夠高的切變應力(例如，施加至其側(cè) 壁的法線的切變應力)可能發(fā)生。然而，施加至曲線細長微觀結(jié)構(gòu)的側(cè)壁(即曲線的側(cè)壁)的相同的切變應力必定導致切變應力在曲線微觀結(jié)構(gòu)(例如圖3F，10-20)的寬度和長度 尺寸上的分布，這增加了導致曲線細長微觀結(jié)構(gòu)的材料破壞所需的切變應力。因此，例如圖 10-20所示的曲線細長微觀結(jié)構(gòu)特別地耐用，以抵擋由于操作而造成的摩擦切變應力。為微 觀結(jié)構(gòu)提供低外形、細長的長度尺寸(I >w)和曲線細長的長度尺寸的曲線定向中的一種 或多種屬性在提高微觀結(jié)構(gòu)的切變強度方面是特別有益的，其中的微觀結(jié)構(gòu)由諸如聚合物 材料(例如PET、丙烯酸酯等等)這樣的相對低機械強度的材料制成?；梢园軌虮患庸ひ栽诨虮Ｗo層的表面中形成多個微觀結(jié)構(gòu)(例如 圓柱形、平截頭棱錐體、矩形或曲線細長微觀結(jié)構(gòu))的基本任何材料。適當?shù)幕牧习?玻璃、金屬和聚合物。多個微觀結(jié)構(gòu)可以通過任何已知的加工技術(shù)而形成到基片表面中或 基片表面上。例如，玻璃基片的平面可以被圖案化并蝕刻以去除玻璃材料，從而使得多個微 觀結(jié)構(gòu)形成并保留在基片的表面上。在另一個實例中，金屬基片(例如金屬片層)的表面 可以被蝕刻、壓花或沖壓，從而在基片的表面上形成微觀結(jié)構(gòu)。在又一個實例中，基片上的 可聚合材料可以被模制、由光化輻射固化、熱成形、壓花、剝離、蝕刻、或經(jīng)歷大量的聚合物 加工技術(shù)的任何技術(shù)，從而在基片的表面上形成微觀結(jié)構(gòu)。同樣地，可聚合的保護層(例如 聚合物片層或膜)可以被模制、由光化輻射固化、熱成形、壓花、蝕刻、或經(jīng)歷大量的聚合物 加工技術(shù)的任何技術(shù)，從而在保護層的表面上形成微觀結(jié)構(gòu)。因此，形成在基片表面中或基片表面上的多個微觀結(jié)構(gòu)可以包括與基片本身相同 的材料。換句話說，形成在透明或半透明基片(例如，光學透明玻璃或塑料基片或光學透明 聚合物保護層)上的多個微觀結(jié)構(gòu)可以是保持基片表面的透射性能的透明/半透明微觀結(jié) 構(gòu)。同樣地，形成在不透明基片(例如不透明塑料、玻璃或金屬基片)上的多個微觀結(jié)構(gòu)可 以是保持基片表面的反射性能的不透明微觀結(jié)構(gòu)。微觀結(jié)構(gòu)400減少了由于在基片401的正常操作過程中典型地沉積在基片401的 表面上的諸如來自指紋的油這樣的外來痕跡或污染物質(zhì)而造成的圖像失真，如圖4A和4B 所描述。微觀結(jié)構(gòu)400的大致平坦上表面402是微觀結(jié)構(gòu)的面對操作者/使用者的遠端， 并且使用者可以觸摸。多個微觀結(jié)構(gòu)400通過使沉積在微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面402上的外 來痕跡物質(zhì)分裂并重新分布到基片的其他區(qū)域，而減少光失真(透射或反射)和外來痕跡 物質(zhì)的可見度。具體地，單獨微觀結(jié)構(gòu)400的間隔開的關(guān)系提供了使外來痕跡分裂的表面 形貌，并且促進或允許外來痕跡物質(zhì)經(jīng)由毛細管作用的重新分布。表面形貌包括由相鄰微 觀結(jié)構(gòu)之間的(一個或多個)空隙凹進區(qū)域404(也稱為“谷”或“溝道”)圍繞的多個微 觀結(jié)構(gòu)400，其中的空隙凹進區(qū)域404容納遷移到所述(一個或多個)區(qū)域的外來痕跡物 質(zhì)。相鄰微觀結(jié)構(gòu)的存在和接近導致外來痕跡到(一個或多個)凹進區(qū)域的毛細管重新分 布。凹進區(qū)域404可以是連續(xù)的(或鄰接的凹進區(qū)域)，如圖4A所描述，并且形成足夠的大 小(即凹進的表面積)從而容納遷移到凹進區(qū)域404的外來痕跡物質(zhì)。痕跡物質(zhì)的重新分 布留下相對很少的外來痕跡物質(zhì)在外來痕跡最初沉積在其上的微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面402 上，并且因此允許透過平坦上表面402和凹進區(qū)域404 (或從它們反射)的光到達觀察基片 401的操作者而只有較少的失真。單個連續(xù)的凹進區(qū)域404(如圖4A所描述)有利地允許 外來痕跡跨過整個凹進表面區(qū)域的重新分布，這最小化足以導致光學失真的外來材料的累 積。此外，單個鄰接的凹進區(qū)域404可以容納更大量的外來材料。在一個實例中，來自沉積 在多個微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面402上的指紋的油(例如在下面描述的圖4A，5，6，7A，8-18
10所示)遷移到微觀結(jié)構(gòu)之間的凹進區(qū)域404，從而減少保留在平坦上表面402上的指紋油的 量，其中指紋最初沉積在該平坦上表面402上。減少在微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面402上的指 紋油的量并且使油擴展遍及凹進區(qū)域404減少了從基片表面穿過或反射的光的失真，從而 最小化指紋的可見度。此外，微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)選地具有的寬度在從大約2至120微米的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地 在從大約10至50微米的范圍內(nèi)。盡管具有小于大約2微米寬度的多個微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)抗指 紋性，但是單獨的微觀結(jié)構(gòu)通常不足夠耐用，以抵擋在操作者的交互接觸過程中由于手指 在多個微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面上滑動而產(chǎn)生的切變應力。對于大于大約120微米的寬度， 沉積在多個微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面上的指紋油趨向于花費太長的時間以遷移到基片的凹 進區(qū)域。換句話說，在使沉積在具有超過120微米寬度的微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面上的指紋 物質(zhì)重新分布的情況下，相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的毛細管作用惡化，使得沉積的指紋不能充分 地通過毛細管作用而移動到凹進區(qū)域。10至50微米的寬度范圍是更優(yōu)選的，因為對于大多 數(shù)基片材料來說，大于大約10微米的微觀結(jié)構(gòu)寬度提供足夠的耐用性，以抵擋由于手指接 觸(摩擦)而產(chǎn)生的切變應力，并且小于大約50微米的微觀結(jié)構(gòu)寬度不易由人眼察覺或發(fā) 現(xiàn)，當期望微觀結(jié)構(gòu)表面特征不易被觀察者發(fā)現(xiàn)時，這可能是優(yōu)選的。關(guān)于圖22，顯示了本發(fā)明的微觀結(jié)構(gòu)基片或保護層與在背景技術(shù)部分描述的現(xiàn)有 技術(shù)相比的益處和優(yōu)點的表格?？梢匀菀椎乜闯?，除了提供抗指紋性和良好的光學性能以 外，本發(fā)明的實施例還提供超越現(xiàn)有技術(shù)的幾個其他的顯著益處和優(yōu)點。上述的油的遷移也被稱為“潤濕”或“擴展”，可以通過改變基片(或保護層)的表 面能而進一步地增強。因為基片的潤濕在具有高表面能的表面上比具有低表面能的表面上 通常更容易發(fā)生，所以可以改變基片或保護層的表面能，使其具有與沉積的外來痕跡物質(zhì) 的表面能大致相同或更高的表面能。在一個實例中，包括指紋油的外來痕跡與基片表面的 相對表面能可以被最優(yōu)化，從而易于指紋油在包括丙烯酸酯的聚合物保護層的表面上的擴 展。保護層的表面能與指紋油的表面能相同或更高。指紋油具有大約四-33達因/cm2的表 面張力(即表面能)，并且丙烯酸酯保護層的表面能是大約30-35達因/cm2。相似的表面能 增強了擴散，使得指紋油迅速地從油初始沉積為指紋的位置潤濕并擴散開來。通過至少部 分地由為保護層提供與指紋油相同或更高的表面能的材料形成保護層，易于沉積的指紋重 新分布到并且遍及保護層(即基片)的凹進區(qū)域。在一些實施例中，可以使用具有比丙烯 酸酯大的表面能的其他材料形成保護層或基片。在其他實施例中，基片或保護層的表面可 以(例如通過氣相沉積)使用親油材料處理或涂覆，從而增加表面能并增強指紋油的潤濕。作為上述內(nèi)容的結(jié)果，本發(fā)明的實施例使得外來痕跡物質(zhì)難以累積在其初始沉積 的微觀結(jié)構(gòu)的上表面上。減少保留在微觀結(jié)構(gòu)的上表面上的外來痕跡物質(zhì)的數(shù)量使得外來 痕跡由人眼難以察覺，并且允許透射或反射的光到達使用者，而只有很少的失真。例如，通 過允許指紋油擴散遍及覆蓋圖像顯示器的保護層(膜)的凹進區(qū)域，能導致光學失真的初 始沉積的油的濃度或質(zhì)量迅速地分散到凹進區(qū)域，并且來自下層圖像的光能夠穿過透明/ 半透明微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面和凹進區(qū)域，而只有最小的圖像失真。在另一個實例中，沉積 在不透明基片的多個微觀結(jié)構(gòu)上的指紋迅速分散到凹進區(qū)域，因此光從不透明微觀結(jié)構(gòu)的 平坦上表面和凹進區(qū)域反射而只有最小的失真，從而使得指紋由人眼難以察覺。此外，在隨 后的操作過程中可能發(fā)生的摩擦作用也趨向于將油重新分布到微觀結(jié)構(gòu)之間的空隙凹進區(qū)域。與玻璃和金屬基片材料相比，由于聚合物基片或聚合物保護層的典型較低的硬 度，所以有利的是，利用細長微觀結(jié)構(gòu)以增加聚合物基片的表面上的聚合物微觀結(jié)構(gòu)的耐 用性(例如切變強度)。使用細長曲線微觀結(jié)構(gòu)，通過改變基片表面上的單獨微觀結(jié)構(gòu)定 向，可以具有進一步增強的耐用性。可以取決于諸如具體應用和觀察者到基片表面的正常觀看距離這樣的因素而使 基片或保護層的表面上的微觀結(jié)構(gòu)的適當密度最優(yōu)化。微觀結(jié)構(gòu)的凸起表面積(即多個 微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面)優(yōu)選地在基片的總體平坦表面積(即微觀結(jié)構(gòu)的凸起表面積加 上基片的(一個或多個)凹進表面積)的大約5%至大約45%的范圍內(nèi)。在下端，小于大 約5%的微觀結(jié)構(gòu)密度趨向于失去基片的抗指紋性，特別是在微觀結(jié)構(gòu)矮的時候(例如h < 10微米)。換句話說，微觀結(jié)構(gòu)離得太遠使得相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的毛細管作用惡化并且 因此抗指紋性減小。為了以相對小的表面積(即凸起表面積)保持抗指紋性，微觀結(jié)構(gòu)必 須較高(例如h> 10微米)如在下文中更詳細地描述。然而，對于大于大約45%的密度， 過多的微觀結(jié)構(gòu)不能顯著地有助于膜的抗指紋性，并且伴隨地凹進區(qū)域的表面積不必要地 減小。此外，對于制作或制造，大于45%的微觀結(jié)構(gòu)密度由于微觀結(jié)構(gòu)之間的不可避免的 小間隔距離而可能變得越來越復雜。當多個微觀結(jié)構(gòu)形成在透明/半透明基片或保護層上 時，45%的密度上限是有用的，從而不會不期望地將不能接受的霧度量引入到基片或保護 層。透明基片(或保護層)的霧度成比例地增加了多個微觀結(jié)構(gòu)的側(cè)壁表面積。隨著來自 下層圖像的光穿過基片，微觀結(jié)構(gòu)的側(cè)壁趨向于使撞擊到側(cè)壁上的光散射。該散射光是重 新定向的光，其導致由操作者/觀察者察覺到的光損失，并且可以被量化或測量為穿透性 霧度(transmission haze)。散射光還不期望地使基片(或保護層)具有發(fā)白的外觀而不 是透明的。優(yōu)選的密度范圍通常與任何兩個相鄰微觀結(jié)構(gòu)的最近部分之間的間隔距離(d) 相關(guān)，該間隔距離(d)優(yōu)選地在從大約2微米至大約120微米的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地在從 大約10至50微米的范圍內(nèi)。應該注意到，微觀結(jié)構(gòu)密度的最優(yōu)化也是微觀結(jié)構(gòu)高度的函數(shù)。通常地，對于較 高的微觀結(jié)構(gòu)，可以使用較低密度的部件以提供足夠的抗指紋性，然而對于較矮的微觀結(jié) 構(gòu)，使用較高密度的部件從而提供足夠的抗指紋性。例如，對于8微米高的微觀結(jié)構(gòu)，具有 15%密度的微觀結(jié)構(gòu)提供足夠的抗指紋性，并且超過25%的密度可能導致透明基片(或保 護層)中的過多的霧度。相反地，對于4微米高的微觀結(jié)構(gòu)(具有與8微米的微觀結(jié)構(gòu)相 同的長度和寬度尺寸)，使用具有20%密度的微觀結(jié)構(gòu)從而提供足夠的抗指紋性，并且超 過30%的密度可能導致透明基片或保護層中的過多的霧度。換句話說，較高的微觀結(jié)構(gòu)與 較矮的微觀結(jié)構(gòu)(例如20%密度)相比，在較低密度(例如15%密度)下提供更好的抗指 紋性。并且，在透明基片應用中，由于與較矮的微觀結(jié)構(gòu)(例如30%密度)相比，在較低密 度下的較高側(cè)壁的側(cè)壁表面積(高度X長度)增加，所以在較低密度下(例如25%密度) 的較高微觀結(jié)構(gòu)可能為透明基片或保護層引入不可接受的霧度量。因此，在5%至45%的 密度范圍內(nèi)，對于具體的微觀結(jié)構(gòu)幾何形狀和期望應用，可以進一步地最優(yōu)化微觀結(jié)構(gòu)的
也/又。在透明基片應用中，多個微觀結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)側(cè)壁表面積(即微觀結(jié)構(gòu)的長度和 高度)和密度是為了不引入不可接受的霧度量而進行控制的參數(shù)。由于基片或保護層上的微觀結(jié)構(gòu)的存在而散射的光(例如霧度)可以被測量，從而確定對于給定的微觀結(jié)構(gòu)幾何 形狀，微觀結(jié)構(gòu)的最高可接受密度。此外，在使用兩層或更多層的實際應用中，例如包括兩 層或更多層的基片或保護層，通過使多層基片中的兩層或更多層的折射率大致匹配，也可 以減小霧度。微觀結(jié)構(gòu)的分布可以是以在相鄰微觀結(jié)構(gòu)的中心點之間具有不變距離的微觀結(jié) 構(gòu)的規(guī)則分布的形式，如圖1，2和4-6所描述的。相似地，微觀結(jié)構(gòu)可以按照一種或多種圖 案以規(guī)則分布跨過基片表面地分布，如圖7-11，13-15所示。圖案指的是微觀結(jié)構(gòu)跨過基片 表面的重復排列。形成在基片(或保護層)上的微觀結(jié)構(gòu)可以以多種圖案定向、多種圖案 大小及其組合而排列，如圖12所示，從而最優(yōu)化用于具體應用的基片的透射或反射表面性 能。在另一方面，圖案的重復性質(zhì)還幫助使得基片表面上的微觀結(jié)構(gòu)的可制造性變得容易。 微觀結(jié)構(gòu)的單個圖案的大小(即圖案的長度和寬度)可以是基本任何大小。然而，在包括 透射微觀結(jié)構(gòu)的一種或多種圖案的透明保護層的情況下，其中保護層被布置在光發(fā)射基片 (例如便攜式電話的光學顯示器或觸摸屏面板)上，微觀結(jié)構(gòu)的圖案的大小和分布相對于 另一種圖案(例如像素大小)的尺寸(即大小和分布)可以有利地最優(yōu)化，其中的另一種 圖案可能在下面的光發(fā)射基片中存在，從而避免產(chǎn)生諸如摩爾紋圖案這樣的干涉圖案?？商鎿Q地，微觀結(jié)構(gòu)的分布或微觀結(jié)構(gòu)的(一個或多個)圖案可以在基片上以隨 機的或接近(大致)隨機的方式排列。如圖16-19所示，微觀結(jié)構(gòu)的隨機分布是有用的，從 而避免當保護層布置在圖像產(chǎn)生基片(例如光學顯示器)的表面上時摩爾紋圖案的出現(xiàn)。 在需要微觀結(jié)構(gòu)的隨機分布的應用中，特別是對于大于大約15%的微觀結(jié)構(gòu)密度，與較長 結(jié)構(gòu)相比，較小長度的細長微觀結(jié)構(gòu)趨向于更易于以隨機分布的方式被分布。因此，為了使 隨機化變得容易的細長微觀結(jié)構(gòu)長度在大約35至100微米的范圍內(nèi)，并且更優(yōu)選地從大約 35微米到大約75微米。實例圖4A是包括圓柱形微觀結(jié)構(gòu)400 (參見圖3A)的規(guī)則分布的基片(或保護層)的 一部分的平面圖，其中的微觀結(jié)構(gòu)400形成在基片(或保護層)401的頂面上。應該注意到， 這里描述的每個實例可以同樣地施加至保護層。圓柱形微觀結(jié)構(gòu)400通過減少由于在基片 的正常操作過程中沉積在圓柱形微觀結(jié)構(gòu)的平坦上表面402上的諸如來自指紋的油這樣 的外來痕跡而導致的光失真(透射的和反射的)，而隱藏外來痕跡的出現(xiàn)。圓柱形微觀結(jié)構(gòu) 400可以由如這里之前描述的任何已知的加工技術(shù)(例如圖案化和蝕刻、壓花、模制等等) 而形成在基片401的頂面中。在圖4B中的基片的橫截面圖中已說明，相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的 間隔距離(d)在從大約2微米至大約120微米的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地在從大約10至50微 米的范圍內(nèi)。在一個實例中，玻璃基片的平面可以被圖案化和蝕刻，以除去玻璃材料使得圓 柱形微觀結(jié)構(gòu)400被形成并保持在基片401的表面上。在另一個實例中，金屬基片(例如 金屬片層)的平面可以被蝕刻、壓花或沖壓，從而在基片401的表面上形成圓柱形微觀結(jié)構(gòu) 400。在又一個實例中，聚合物基片(或片層/膜)可以被模制、熱成形、壓花、剝離、蝕刻或 經(jīng)歷諸如在這里描述的大量的聚合物加工技術(shù)的任何技術(shù)，從而在基片401的表面上形成 圓柱形微觀結(jié)構(gòu)400。單獨微觀結(jié)構(gòu)的間隔開關(guān)系提供了表面形貌，其促進并允許外來痕跡 物質(zhì)分裂開并重新分布到凹進區(qū)域404，并且因此最小化外來痕跡物質(zhì)的可見度。圖5是包括形成在基片或保護層501的頂面上的平截頭棱錐體形微觀結(jié)構(gòu)500的規(guī)則分布的基片的一部分的平面圖。微觀結(jié)構(gòu)500可以包括具有不變的微觀結(jié)構(gòu)定向的微 觀結(jié)構(gòu)的規(guī)則分布，如圖5所描述的，或者具有大致隨機定向(旋轉(zhuǎn)定向)的微觀結(jié)構(gòu)600 的規(guī)則分布，如圖6所描述的。當期望為基片601的表面提供光擴散表面(例如糙面精整) 時，可以利用多個平截頭棱錐體微觀結(jié)構(gòu)600的幾種定向或大致隨機定向的引入。換句話 說，平截頭棱錐體600的不同(大致隨機)定向引入了大量的不同角度的側(cè)壁表面，輸入 的或入射的光可以在較寬的方向范圍內(nèi)在這些側(cè)壁表面上反射，因此提供更高比例的漫反 射。例如，在不透明基片中形成棱錐體微觀結(jié)構(gòu)隱藏了指紋，并且還可以為不透明基片提供 期望的擴散或粗糙表面。不透明基片的一個例子是用作冰箱門的外表面的金屬基片。在圖 5和6中的棱錐體微觀結(jié)構(gòu)通過減少由于在基片的正常操作過程中沉積在棱錐體微觀結(jié)構(gòu) 的平坦上表面上的諸如來自指紋的油這樣的外來痕跡而導致的光失真(透射的或反射的 光)，而隱藏外來痕跡的出現(xiàn)。棱錐體微觀結(jié)構(gòu)可以由任何已知的加工技術(shù)(例如圖案化和 蝕刻、壓花、模制等等)而形成在基片的頂面中。單獨微觀結(jié)構(gòu)的間隔開關(guān)系提供了表面形 貌，其促進并允許外來痕跡物質(zhì)分裂開并重新分布到凹進區(qū)域504、604，并且因此最小化外 來痕跡物質(zhì)的可見度。圖7A是基片的一部分的平面圖，基片包括細長微觀結(jié)構(gòu)的幾種圖案，其中每種圖 案具有以不同定向形成在基片或保護層701的頂面上的多個矩形微觀結(jié)構(gòu)700(即細長微 觀結(jié)構(gòu))。當保護層布置在光學顯示器上時，在期望防止出現(xiàn)摩爾紋時，多個矩形微觀結(jié)構(gòu) 700的不同定向或大致隨機定向的引入可以用于分布形成在透明保護層中的微觀結(jié)構(gòu)?？?替換地，當期望為基片提供更均勻的光擴散表面時，大致隨機定向可以用于分布形成在不 透明基片中的微觀結(jié)構(gòu)。換句話說，矩形微觀結(jié)構(gòu)700的不同定向引入了大量的不同角度 的表面，入射的光可以在較寬的方向范圍內(nèi)在這些表面上反射，因此為不透明基片提供更 高比例的漫反射。在圖7A中的矩形微觀結(jié)構(gòu)700通過減少由于在基片的正常操作過程中 沉積在矩形微觀結(jié)構(gòu)700的平坦上表面上的諸如來自指紋的油這樣的外來痕跡而導致的 光失真(透射的或反射的)，而隱藏外來痕跡的出現(xiàn)。矩形微觀結(jié)構(gòu)700可以由任何已知的 加工技術(shù)(例如圖案化和蝕刻、壓花、模制等等)而形成在基片701的頂面中。單獨微觀結(jié) 構(gòu)的間隔開關(guān)系提供了表面形貌，其促進并允許外來痕跡物質(zhì)分裂開并重新分布到凹進區(qū) 域704，并且因此最小化外來痕跡物質(zhì)的可見度。圖7B是在圖7A中描述的矩形微觀結(jié)構(gòu)700的一種圖案的橫截面示意圖。關(guān)于圖 7B，相鄰矩形微觀結(jié)構(gòu)700之間的適當間隔距離(d)可以在從大約2至大約120微米的范 圍內(nèi)，并且優(yōu)選地從大約10至大約50微米。在一個實例中，多個矩形細長微觀結(jié)構(gòu)中的每 一個均具有的高度(h)707為6微米，寬度(w)706為11微米，以及相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的變 化的間隔距離(d)705在從大約10至大約50微米的范圍內(nèi)。圖8示出了包括微觀結(jié)構(gòu)的幾種圖案的基片，其中每種圖案具有以多種定向形成 在基片或保護層801的頂面上的多個矩形微觀結(jié)構(gòu)800 (即細長微觀結(jié)構(gòu))。對于布置在光 學顯示器上的保護層，當期望防止摩爾紋的發(fā)生時，在圖案中的多個矩形微觀結(jié)構(gòu)800的 不同定向的引入可以用于分布形成在透明保護層中的微觀結(jié)構(gòu)。可替換地，當期望為不透 明基片提供更均勻的光擴散表面時，微觀結(jié)構(gòu)的多種定向可以用于分布形成在不透明基片 中的微觀結(jié)構(gòu)。在圖8中的矩形微觀結(jié)構(gòu)800通過減少由于在基片801的正常操作過程中 沉積在矩形微觀結(jié)構(gòu)800的平坦上表面上的諸如來自指紋的油這樣的外來痕跡而導致的光失真(透射的或反射的)，而隱藏外來痕跡的出現(xiàn)。矩形微觀結(jié)構(gòu)800可以由任何已知的 加工技術(shù)(例如圖案化和蝕刻、壓花、模制等等)而形成在基片801的頂面中。單獨的矩形 微觀結(jié)構(gòu)800的間隔開關(guān)系提供了表面形貌，其促進并允許外來痕跡物質(zhì)分裂開并重新分 布到凹進區(qū)域804，并且因此最小化外來痕跡物質(zhì)的可見度。圖9示出了形成在基片或保護層901的頂面上的多個矩形細長微觀結(jié)構(gòu)900的另 一個實例，表面圖案的重復單元在這里被稱為“直線星爆式”(linear starburst)圖案。直 線星爆式圖案具有從中心點903 (即該單元的中心)關(guān)于該中心點903沿著跨越360度的 不同方向放射的直線矩形微觀結(jié)構(gòu)900。對于布置在光學顯示器上的保護層，當期望防止摩 爾紋的發(fā)生時，多個矩形微觀結(jié)構(gòu)900的多種不同定向的引入可以用于分布形成在透明保 護層中的微觀結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，當期望為不透明基片提供更均勻的光擴散表面時，微觀結(jié)構(gòu) 的多種不同定向可以用于分布形成在不透明基片中的微觀結(jié)構(gòu)。在圖9中的矩形微觀結(jié)構(gòu) 900通過減少由于在基片901的正常操作過程中沉積在矩形微觀結(jié)構(gòu)900的平坦上表面上 的諸如來自指紋的油這樣的外來痕跡而導致的光失真(透射的或反射的)，而隱藏外來痕 跡的出現(xiàn)。矩形微觀結(jié)構(gòu)900可以由任何已知的加工技術(shù)(例如圖案化和蝕亥lj、壓花、模制 等等)而形成在基片901的頂面中。單獨的矩形微觀結(jié)構(gòu)900的間隔開關(guān)系提供了表面形 貌，其促進并允許外來痕跡物質(zhì)分裂開并重新分布到凹進區(qū)域904，并且因此最小化外來痕 跡物質(zhì)的可見度。圖10示出了形成在基片或保護層1001的頂面上的多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1000 的一個實例，表面圖案的重復單元在這里被稱為“曲線星爆式”(curved starburst)圖案。 曲線星爆式圖案具有曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1000，它們呈現(xiàn)從中心點1003(即該單元的中心) 關(guān)于該中心點1003沿著跨越360度的不同方向放射的曲線定向。該圖案提供了由多個微觀 結(jié)構(gòu)1000的360度分布和矩形微觀結(jié)構(gòu)的曲線定向而引入的大量定向。對于布置在光學 顯示器上的保護層，當期望防止摩爾紋的發(fā)生時，在圖案中的多個曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1000 的多種不同定向的引入可以用于分布形成在透明保護層中的微觀結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，當期望 為不透明基片提供更均勻的光擴散表面時，微觀結(jié)構(gòu)的多種不同定向可以用于分布形成在 不透明基片中的微觀結(jié)構(gòu)。另外，曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1000的曲線定向通過引入單個微觀結(jié) 構(gòu)1000的變化的定向，使得將施加的切變應力沿著曲線微觀結(jié)構(gòu)1000的寬度和長度尺寸 分布，而進一步增強了耐用性。在圖10中的曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1000通過減少由于在基片 1001的正常操作過程中沉積在微觀結(jié)構(gòu)1000的曲線平坦上表面上的諸如來自指紋的油這 樣的外來痕跡而導致的光失真(透射的或反射的)，而隱藏外來痕跡的出現(xiàn)。微觀結(jié)構(gòu)1000 可以由任何已知的加工技術(shù)(例如圖案化和蝕刻、壓花、模制等等)而形成在基片的頂面 中。單獨的微觀結(jié)構(gòu)1000的間隔開關(guān)系提供了表面形貌，其促進并允許外來痕跡物質(zhì)分裂 開并重新分布到凹進區(qū)域，并且因此最小化外來痕跡物質(zhì)的可見度。圖11示出了曲線星爆式圖案的可替換實施例。與上述圖10相比，在圖11中描述 的曲線星爆式圖案具有另外的曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1100，它們從中心點1103(即該單元的中 心)關(guān)于該中心點1103沿著跨越360度的不同方向放射。在單個圖案中的多個矩形微觀 結(jié)構(gòu)1100的更多定向的引入可以用于當微觀結(jié)構(gòu)形成在布置于光學顯示器上的透明基片 中時更好地減少摩爾紋的出現(xiàn)，或者用于當微觀結(jié)構(gòu)形成在不透明基片中時提供更均勻的 光擴散表面。在另一方面，另外的曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)可以用于提供在該圖案中的相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的更小范圍的間隔距離(d)。圖12示出了曲線星爆式圖案的可替換實施例。與上述圖11相比，在圖12中描述 的曲線星爆式圖案可以關(guān)于它們的中心點1203以不同的(大致隨機的)定向分布。另外， 圖案可以以不同的圖案大小布置，例如圖案大小從頂行到底行增加，如圖12所示。此外，相 鄰圖案之間的間隔可以跨過基片表面地變化。對于布置在光學顯示器上的保護層，當期望 防止摩爾紋的出現(xiàn)時，一種圖案(或幾種圖案)的不同定向、大小和間隔的引入可以用于分 布形成在透明保護層中的微觀結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，當期望為不透明基片提供更均勻的光擴散 表面時，多種不同的圖案定向、大小和間隔可以用于分布形成在不透明基片中的微觀結(jié)構(gòu)。圖13示出了形成在基片或保護層1301的頂面上的多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1300 的另一個實例，表面圖案的重復單元在這里被稱為“開口環(huán)”同心圖案。開口環(huán)同心圖案具 有按照曲線定向的曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1300，上述曲線定向具有共同的中心點1303(即該單 元的中心)，關(guān)于該中心點1303跨越360度。對于布置在光學顯示器上的保護層，當期望防 止摩爾紋的發(fā)生時，在單個圖案中的跨越360度的多種定向的引入可以用于分布形成在透 明保護層中的微觀結(jié)構(gòu)?？商鎿Q地，當期望為不透明基片提供更均勻的光擴散表面時，微觀 結(jié)構(gòu)的多種不同定向可以用于分布形成在不透明基片中的微觀結(jié)構(gòu)。另外，曲線細長微觀 結(jié)構(gòu)1300的曲線定向通過引入單個微觀結(jié)構(gòu)的變化的定向，使得將施加的切變應力沿著 曲線微觀結(jié)構(gòu)1300的寬度和長度尺寸分布，而進一步增強了耐用性。在圖13中的曲線矩形 微觀結(jié)構(gòu)1300通過減少由于在基片1301的正常操作過程中沉積在微觀結(jié)構(gòu)1300的曲線 平坦上表面上的諸如來自指紋的油這樣的外來痕跡而導致的光失真(透射的或反射的)， 而隱藏外來痕跡的出現(xiàn)。微觀結(jié)構(gòu)可以由任何已知的加工技術(shù)(例如圖案化和蝕刻、壓花、 模制等等)而形成在基片1301的頂面中。單獨的微觀結(jié)構(gòu)的間隔開關(guān)系提供了表面形貌， 其促進并允許外來痕跡物質(zhì)分裂開并重新分布到凹進區(qū)域1304，并且因此最小化外來痕跡 物質(zhì)的可見度。圖14示出了開口環(huán)同心圖案的可替換實施例。與上述圖13相比，在圖14中描述 的開口環(huán)同心圖案具有從中心點1403放射的曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1400，而不包括不形成大 致完整的同心環(huán)的微觀結(jié)構(gòu)。單獨的微觀結(jié)構(gòu)的間隔開關(guān)系提供了表面形貌，其促進并允 許外來痕跡物質(zhì)分裂開并重新分布到凹進區(qū)域1404，并且因此最小化外來痕跡物質(zhì)的可見度。圖15示出了同心圖案的可替換實施例。與上述圖13和14相比，在圖15中描述 的同心圖案具有從中心點1503放射的連續(xù)的(即不開口的)同心環(huán)形微觀結(jié)構(gòu)1500，其中 該圖案以六邊形緊密堆積的分布方式分布在基片1501上。同心圖案具有的環(huán)形微觀結(jié)構(gòu) 1500具有曲線定向，該曲線定向具有共同的中心點1503(即該單元的中心)，關(guān)于該中心點 1503跨越360度。在單個圖案中的多個曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1500的全定向(即360度)的 引入可以用于當微觀結(jié)構(gòu)形成在布置于光學顯示器上的透明基片中時更好地減少摩爾紋 的出現(xiàn)，或者用于當微觀結(jié)構(gòu)形成在不透明基片中時提供更均勻的光擴散表面。此外，以緊 密堆積的結(jié)構(gòu)排列微觀結(jié)構(gòu)也可以用于當微觀結(jié)構(gòu)形成在布置于光學顯示器上的透明基 片中時更好地減少摩爾紋的出現(xiàn)，或者用于當微觀結(jié)構(gòu)形成在不透明基片中時提供更均勻 的光擴散表面。圖16示出了形成在基片或保護層1601的頂面上的多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1600，
16其中的表面圖案在這里被稱為“染色體”圖案。染色體圖案具有以大致隨機分布方式的曲 線矩形微觀結(jié)構(gòu)1600。在一些實施例中，曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1600可以形成為兩個或更多個 鄰近微觀結(jié)構(gòu)的組。對于布置在光學顯示器上的保護層，當期望防止摩爾紋的發(fā)生時，染色 體圖案的分組和大致隨機分布的引入可以用于分布形成在透明保護層中的微觀結(jié)構(gòu)?？商?換地，當期望為不透明基片提供更均勻的光擴散表面時，微觀結(jié)構(gòu)的隨機分布和曲線定向 可以用于分布形成在不透明基片中的微觀結(jié)構(gòu)。在圖16中的曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1600通過 減少由于在基片1601的正常操作過程中沉積在微觀結(jié)構(gòu)1600的曲線平坦上表面上的諸如 來自指紋的油這樣的外來痕跡而導致的光失真(透射的或反射的)，而隱藏外來痕跡的出 現(xiàn)。曲線矩形微觀結(jié)構(gòu)1600可以由任何已知的加工技術(shù)(例如圖案化和蝕刻、壓花、模制 等等)而形成在基片1601的頂面中。單獨的曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1600的間隔開關(guān)系提供了 表面形貌，其促進并允許外來痕跡物質(zhì)分裂開并重新分布到凹進區(qū)域1604，并且因此最小 化外來痕跡物質(zhì)的可見度。圖17示出了利用微觀結(jié)構(gòu)的雙模群體的多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)的可替換實施 例，其中的微觀結(jié)構(gòu)在這里被稱為“熱狗”形微觀結(jié)構(gòu)。具有曲線定向的熱狗形微觀結(jié)構(gòu) 1700以大致隨機分布的方式分布在基片1701的表面上。在一些實施例中，對于給定的密 度，特別是對于大于15%的細長微觀結(jié)構(gòu)密度，與較長結(jié)構(gòu)(例如具有75X15X4微米的長 度X寬度X高度)相比，一群統(tǒng)一大小的較小結(jié)構(gòu)(例如具有45X15X4微米的長度X 寬度X高度)可能更易于以大致隨機分布的方式分布。同樣地，引入了第二種較小長度的 細長微觀結(jié)構(gòu)的微觀結(jié)構(gòu)的雙模群體(這樣的微觀結(jié)構(gòu)的兩種不同大小，但是本發(fā)明不限 于利用僅一種或兩種大小)可以用于使微觀結(jié)構(gòu)的隨機化變得容易，從而基本上防止摩爾 紋。隨機曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1700的引入可以用于當微觀結(jié)構(gòu)形成在布置于光學顯示器上 的透明基片中時防止摩爾紋的出現(xiàn)，或者用于當微觀結(jié)構(gòu)形成在不透明基片中時提供更均 勻的光擴散表面。曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1700通過減少由于在基片1701的正常操作過程中沉 積在微觀結(jié)構(gòu)1700的曲線平坦上表面上的諸如來自指紋的油這樣的外來痕跡而導致的光 失真(透射的或反射的)，而隱藏外來痕跡的出現(xiàn)。單獨的曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1700的間隔 開關(guān)系提供了表面形貌，其促進并允許外來痕跡物質(zhì)分裂開并重新分布到凹進區(qū)域1704， 并且因此最小化外來痕跡物質(zhì)的可見度。曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1700可以由任何已知的加工技術(shù)(例如圖案化和蝕刻、壓花、 模制等等)而形成在基片1701的頂面中。在圖示的實例中，曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1700具有 圓形端。在一些制造執(zhí)行過程中，當與具有方形端的微觀結(jié)構(gòu)(例如由圖16中所描述的染 色體圖案中的曲線細長微觀結(jié)構(gòu)1600所示)的可制造性相比時，使微觀結(jié)構(gòu)形成有圓形端 可以改進細長微觀結(jié)構(gòu)在基片或保護層上的可制造性。圖18A是熱狗形微觀結(jié)構(gòu)的雙模群 體的SEM顯微圖，其中熱狗形微觀結(jié)構(gòu)包括具有45X15X4微米的長度X寬度X高度的 多個較短的熱狗形微觀結(jié)構(gòu)1806，以及具有75X15X4微米的長度X寬度X高度的多個 較長的熱狗形微觀結(jié)構(gòu)1808。如所描述的，熱狗形結(jié)構(gòu)的雙模群體以隨機分布方式分布在 透明保護層1801的表面上。當保護層布置在光學顯示器上時，形成在透明保護層1801中 的熱狗形微觀結(jié)構(gòu)1806、1808的隨機分布防止摩爾紋的出現(xiàn)。圖18B是在圖18A中所示的 SEM顯微圖的一部分的放大圖。該放大圖清楚地顯示了熱狗形微觀結(jié)構(gòu)1808的垂直側(cè)壁和 圓形相反端。
圖19是示出利用熱狗形微觀結(jié)構(gòu)1900的單種群體(即統(tǒng)一大小)的曲線細長微 觀結(jié)構(gòu)的另一個實例的SEM顯微圖。熱狗形微觀結(jié)構(gòu)1900具有45X 15X4微米的長度X 寬度X高度，并且以大致隨機分布的方式分布在基片1901的表面上。在45微米的相對短 的細長微觀結(jié)構(gòu)長度的情況下，對于高達大約45 %的微觀結(jié)構(gòu)密度，這些熱狗形微觀結(jié)構(gòu) 1900相對地易于在基片1901或保護層上以大致隨機分布的方式分布。在許多在先的實例中，微觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)通常被描述為從底面向外凸出的結(jié)構(gòu)(例如 凸起到平面上方的高地)。但是在其他執(zhí)行過程中，微觀結(jié)構(gòu)可以反向地形成。例如，微觀 結(jié)構(gòu)可以形成為在另外的大致平坦表面中的清晰凹陷處(例如切割到平面中的溝槽)。這 些凹陷處可以形成有與凸起的微觀結(jié)構(gòu)大致相似的尺寸。例如，每個微觀結(jié)構(gòu)的適當深度 可以在大約1與大約25微米之間的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在大約3與大約10微米之間的范圍 內(nèi)。每個微觀結(jié)構(gòu)的適當寬度可以在大約2至大約120微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在大約10 與大約50微米之間的范圍內(nèi)。每個微觀結(jié)構(gòu)的寬度與深度的適當縱橫比可以在大約1至 大約13的范圍內(nèi)。每個微觀結(jié)構(gòu)的適當長度可以在從大約10至大約250微米的范圍內(nèi)， 更優(yōu)選地在從大約35至大約100微米的范圍內(nèi)。任意兩個相鄰微觀結(jié)構(gòu)的最近部分之間 的適當距離(d)(即間隔)可以在從大約2至大約120微米的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在大約10 與大約50微米之間的范圍內(nèi)。凹陷表面特征的表面積的適當百分比應該是在總平坦表面 積(即，凹陷的或凹進的平坦表面積加上凹進微觀結(jié)構(gòu)周圍的凸起的平坦表面積)的大約 5%至45%的范圍內(nèi)。在一個實例中，多個矩形微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具有的深度為6微米， 寬度為11微米，以及相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的變化的距離(d)在從大約10微米至大約50微米 的范圍內(nèi)。圖20是以曲線星爆式圖案的凹進曲線細長微觀結(jié)構(gòu)2000的SEM顯微圖，如先 前參考圖11描述的，形成在基片2001的頂面中。圖21示出了用于制造具有分布在基片2102的頂面上的多個微觀結(jié)構(gòu)(例如， 如在圖1-20的描述中所討論的微觀結(jié)構(gòu))的基片2102的示例性的卷裝進出式(roll to roll)壓花系統(tǒng)2100。在一些執(zhí)行過程中，系統(tǒng)2100可以用于在大致連續(xù)的過程中制造微 觀圖案化的基片或保護層的長條形片層或基片或保護層的卷。系統(tǒng)2100包括涂覆模塊2110、干燥模塊2120和壓花模塊2130。涂覆模塊2110 接收未圖案化的基片2102(例如聚乙烯聚對苯二甲酸乙二醇酯膜(PET))的卷筒2112。在 一些實施例中，未圖案化的基片2102的卷筒2112可以由另一種形式供應的用于涂覆的未 圖案化的基片2102替代。例如，未圖案化的基片2102可以以平鋪片材形式供應，在該情況 下，可以執(zhí)行片材進給機構(gòu)。在另一個實例中，未圖案化的基片2102可以以折扇式折疊形 式供應(例如像計算機用紙)，其中基片2102呈現(xiàn)為大致平鋪片材，其周期地被折疊以形成 鋸齒形圖案。涂覆模塊2110包括施加至基片2102的樹脂2114(例如紫外線可固化的丙烯酸 酯)的供應。在一些執(zhí)行過程中，可以在樹脂2114的施加之前清潔基片2102。樹脂2114 可以以多種方式施加。例如，可以使基片2102經(jīng)過，或浸泡在樹脂2114的液池中，從而涂 覆基片。在其他執(zhí)行過程中，可以將樹脂2114噴射、軋制、刷或者沉積到基片2102上?；?102經(jīng)過干燥模塊2120。在一些執(zhí)行過程中，干燥模塊2120可以通過將基 片2102暴露至熱或紫外線(UV)輻射，而對先前施加至基片2102的樹脂2114進行干燥或 部分干燥、加熱、固化、或者其他加工。在一些執(zhí)行過程中，通過使樹脂2114至少部分地干燥或固化，可以將其接合至基片2102?；?102由壓花模塊2130加工。壓花模塊2130包括紫外線(UV)燈2132和壓 花滾筒2134。在一些執(zhí)行過程中，壓花滾筒2134由主墊片套著，該主墊片由微觀結(jié)構(gòu)的反 向(例如負)圖案覆蓋，其中的微觀結(jié)構(gòu)諸如先前在圖1-20的描述中所討論的微觀結(jié)構(gòu)。 在一些實施例中，微觀結(jié)構(gòu)的反向圖案可以使用光刻加工而形成。例如，主墊片的基片可以 由光致抗蝕材料清潔和涂覆，并且然后可以通過烘焙或暴露至UV光而預固化。然后可以通 過使用投影圖像或光學掩模而將期望的微觀結(jié)構(gòu)圖案轉(zhuǎn)印到預固化的光致抗蝕劑上。光致 抗蝕劑可以由標準的光刻技術(shù)而顯影(例如蝕刻)，從而形成期望微觀結(jié)構(gòu)的圖案化的抗 蝕劑，之后可以將該圖案化的抗蝕劑二次固化。然后可以使圖案化的光致抗蝕材料涂覆有 金屬(例如銅)以使表面可以導電，然后可以將鎳電鍍到金屬涂覆的圖案化抗蝕劑上，從而 形成鎳主墊片。然后可以將該鎳主墊片從基片分離，從而可以將其纏繞在圓筒周圍，以形成 壓花滾筒21；34。使得壓花滾筒2134與涂覆在基片2102上的樹脂2114滾動接觸。隨著壓花滾筒 2134在基片2102上滾動，將微觀結(jié)構(gòu)的反向圖案壓印到樹脂2114涂層中。UV燈2134使 樹脂2114固化，導致其至少部分地硬化，從而保留壓印到樹脂2114中的微觀結(jié)構(gòu)的圖案。 基片2102可以被模制、熱成形、壓花、蝕刻、或使用任意大量的聚合物加工技術(shù)的任何技術(shù) 而被圖案化，從而在保護層的表面上形成微觀結(jié)構(gòu)。基片2102由卷筒2136取得。在一些 執(zhí)行過程中，卷筒2136可以由容器替代，該容器用于容納加工之后的基片2102的分開的片 材、折扇式折疊的片材或其他形式的基片。在一些執(zhí)行過程中，一旦基片2102已經(jīng)被加工， 可以將粘合劑和保護襯里施加至基片2102的光滑的(例如未圖案化的)一側(cè)。在一些執(zhí) 行過程中，可以將基片2102切割成期望的大小。例如，可以將基片2102切割成大致覆蓋光 學顯示器的圖像表面的片。如上所述，保護層的實施例可以使用能夠被加工從而在保護層的表面中形成多個 微觀結(jié)構(gòu)(例如曲線細長微觀結(jié)構(gòu))的基本任何聚合物而制作。一些適當?shù)木酆衔锇ň?乙烯聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯酸樹脂、硅樹脂和聚氨酯。保護層的材料和厚度可 以根據(jù)具體應用和/或提供足夠的耐用性所需的預期處理程度而被最優(yōu)化。在一個實例 中，由丙烯酸酯制成的20微米厚的保護層可以制作有使用模制加工在該層的頂面上形成 的多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)(例如同心開口環(huán)圖案)。細長曲線微觀結(jié)構(gòu)具有的高度為大約 4微米，寬度為大約8微米，并且相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的距離為大約11微米。可以將保護層的 光滑側(cè)定位或安裝到便攜式電話觸摸墊上，其典型地為透明玻璃基片，從而為該觸摸墊提 供抗指紋性，而不會損失觸摸墊的功能性。將保護層的第二表面、也被稱為光滑側(cè)布置到另一個基片(例如透明基片)上。光 滑側(cè)可選擇地涂覆有低粘性的粘合劑，以減少在使用過程中保護層的不期望的移動?？商?換地，光滑側(cè)可以被靜電充電以依附于透明基片。低粘性的粘合劑和靜電充電使得放置和 適應性容易，并且當需要時允許保護層被容易地替換(即可丟棄的)。除了具有表面形貌以減少操作污染效應(例如指紋效應)以外，本發(fā)明的實施例 的保護層和/或基片還可以具有其他期望的屬性，例如舉幾個來說，保密膜(視角減小)、亮 度增強膜(使光學能量朝向主要視角重新定向)、防反射膜(例如具有防反射涂層或回射結(jié) 構(gòu))、抗劃傷膜、自清潔表面(例如使用自組裝單層涂層)、抗菌膜、和/或抗靜電膜所獨有的特征。例如，為了給聚合物保護層或基片提供硬度或抗劃傷性，在微觀結(jié)構(gòu)的制作過程 中，可以將硬質(zhì)顆粒添加至聚合物樹脂，從而使基片(或保護層)的微觀結(jié)構(gòu)表面具有良 好的抗磨性和耐磨性，其中的硬質(zhì)顆粒舉幾個來說諸如藍寶石、氧化硅(例如SiO2)和氧化 鈦。硬質(zhì)顆粒具有比光的波長小的顆粒大小(即納米顆粒)，使得當合并到保護層(即透 明保護層)中時，這些顆粒是透明的。在微觀結(jié)構(gòu)的制作過程中，這些硬質(zhì)顆粒趨向于均勻 地分散并且遷移到保護層的表面，從而使保護層的微觀結(jié)構(gòu)表面具有良好的抗磨性和耐磨 性。在另一個實例中，通過將防反射涂層沉積到保護層或基片的頂面和多個微觀結(jié)構(gòu) 上(即涂覆多個微觀結(jié)構(gòu)和凹進區(qū)域)，可以使保護層或基片具有防反射或防閃光的屬性。 適當?shù)姆婪瓷渫繉影ň哂性趶拇蠹s1至大約1. 35的范圍內(nèi)的低折射率的材料。示例性 的材料包括氟化鎂或具有大約1. 3的折射率的含氟聚合物。在另一個實例中，通過將包括氟化或氯氟官能聚合性單層的自組裝單層(SAM)沉 積到保護層或基片的頂面和多個微觀結(jié)構(gòu)上，可以使保護層或基片具有自清潔表面的屬 性。這些表面單層的應用可以顯著地增加表面能，使得表面呈現(xiàn)疏水性和疏油性。疏水和 疏油的表面性質(zhì)增強了指紋去除。在另一個實例中，通過將包括羥基、羧基或多羥基官能單 層的親水SAM沉積到保護層或基片的頂面和多個微觀結(jié)構(gòu)上，可以使保護層或基片具有自 清潔的屬性。親水單層給予低表面能，使得將水吸引到該表面，并且聚結(jié)為形成液滴，這些 液滴可以流下該表面并沖走表面污染物。在另一個實例中，在保護層或基片的表面上的微觀結(jié)構(gòu)的制作過程中，通過將一 種或多種抗微生物劑添加至聚合物樹脂，可以使聚合物保護層或基片具有抗菌表面的屬 性。例證性的抗微生物劑是銀納米顆粒和三氯生。在另一個實例中，在保護層或基片的表面上的微觀結(jié)構(gòu)的制作過程中，通過將一 種或多種親水添加劑添加至聚合物樹脂，可以使聚合物保護層或基片具有抗靜電表面的屬 性。該表面性質(zhì)對于聚合物保護層或易受摩擦充電影響的基片材料(例如聚合物、玻璃) 是特別有用的。例如，在表面的接觸或操作(例如摩擦)過程中，靜電電荷可能從指尖傳遞 至保護層(或基片)的表面。適當?shù)挠H水添加劑包括季胺和聚乙二醇。將足夠量的親水添 加劑合并到聚合物保護層或基片中，從而將聚合物樹脂的電氣體積電阻率減小至小于大約 IO12歐姆-厘米的體積電阻率，并且優(yōu)選地在從大約IO9-IO11歐姆-厘米的范圍內(nèi)。對于這 些材料，電子可以流動跨過表面并且經(jīng)過粒狀材料，從而使另外的靜電電荷耗散。關(guān)于圖23，為了測試保護層的一個實例的抗指紋性，將具有先前所述微觀結(jié)構(gòu)的 基片(即保護層)2301的片層裝配在便攜式電話顯示器2308的右手側(cè)上。單個指紋被沉 積為跨越左手側(cè)上的無遮蔽顯示器和保護層2301，從而將大約一半的指紋沉積到無遮蔽顯 示器上，并且將另一半指紋沉積到保護層2301上。結(jié)果是保護層2301上的基本不可察覺 的指紋，展示了由微觀結(jié)構(gòu)的圖案提供的抗指紋性。在該實例中，保護層2301利用大致隨 機的微觀結(jié)構(gòu)的染色體圖案，諸如先前在圖16的討論中所描述的。在本實例中的微觀結(jié)構(gòu) 被賦予大約22. 5%的密度，并且它們的尺寸是大約120微米長，34微米寬以及4微米高。圖M示出了另一個保護膜MO1的抗指紋性的實例。與圖23中相同，保護膜MO1 被切割以覆蓋手機M08的一半顯示器(在本實例中為左手側(cè))，并且指紋被沉積為使得一半指紋被沉積在右手側(cè)上的無遮蔽顯示器上，并且另一半指紋被沉積在保護層MOl上。本 實例的保護層MOl被賦予大約15%的微觀結(jié)構(gòu)密度，并且展示了比圖23的保護層2301小 的抗指紋性。因此，對于4微米高的微觀結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的密度范圍是從大約15%至大約35%， 并且更優(yōu)選地在從大約20%至大約30%的范圍內(nèi)。還使用兩種商業(yè)上可使用的產(chǎn)品執(zhí)行與由圖23和M所執(zhí)行和說明的測試相似的 測試。一種產(chǎn)品是由加利福尼亞的Burbank的PowerSupport制造的膜2551。該產(chǎn)品的封 裝聲明該膜2551是“防炫光膜”，并且其抵抗污跡和指紋。如圖25所示的膜2551的放大圖 顯示其具有糙面精整和大致隨機的表面粗糙度，并且具有通過光學干涉量度法測量的大約 5. 7微米的峰到谷(Rt)尺寸和大約0. 4微米的平均表面粗糙度(Ra)。膜2551被切割以覆 蓋手機沈08的一半顯示器(在本實例中為右手側(cè))，并且指紋被沉積為使得一半指紋被沉 積在左手側(cè)上的無遮蔽顯示器上，并且另一半指紋被沉積在膜2551上，如圖沈所展示的。 因為盡管與無遮蔽顯示器表面相比，指紋出現(xiàn)減少，但是沉積的指紋仍然由觀察者可見，所 以抗指紋性較差。另外，膜2551中的不透明微米大小的填充物2553導致從手機沈08的在 下面的光學顯示器發(fā)射的圖像的模糊和光學質(zhì)量的降低。關(guān)于圖27和觀，測試的另一種產(chǎn)品是被稱為“不可見防護物”的光滑膜2771，其 在商業(yè)上可以從猶他州鹽湖城的hgg有限公司得到。圖27示出了膜2771的放大圖，其具 有通過光學干涉量度法測量的大約1. 5微米的峰到谷表面粗糙度(Rt)尺寸和大約0. 06微 米的平均表面粗糙度(Ra)。膜2771被切割以覆蓋手機觀08的一半顯示器(在本實例中為 右手側(cè))，并且指紋被沉積為使得一半指紋被沉積在左手側(cè)上的無遮蔽顯示器上，并且另一 半指紋被沉積在膜2771上，如圖觀所展示的。^gg有限公司的產(chǎn)品廣告宣傳為“抗劃傷” 膜，其對于抗指紋性沒有作出任何已知的權(quán)利要求。同樣地，膜2771幾乎沒有展示出抗指 紋性。通常，具有大約5. 7微米的有意的、大致隨機的表面粗糙度的粗糙膜(例如圖25 和沈所示的膜)展示出較差的抗指紋性和光學性能，而大致光滑的膜沒有展示出對于指紋 的任何可察覺的抵抗性(例如圖27和觀所示的膜)。然而，根據(jù)本發(fā)明的實施例將微觀結(jié) 構(gòu)引入到保護層上導致表面展示出非常良好的抗指紋性，如先前由圖23示出的實例中所
示 ο圖四描述了亮度數(shù)據(jù)的兩個表格。第一個表格包括在無遮蔽的移動電話顯示器 上進行的亮度測量的集合，并且第二個表格包括在相同的、但是由根據(jù)本發(fā)明實施例的微 觀結(jié)構(gòu)圖案化的示例性保護層(即“FH 膜”)覆蓋的移動電話顯示器上進行的相似測量。 在具有或沒有保護層的顯示器上測量亮度。根據(jù)示出的測量，在本實例中使用的保護層呈 現(xiàn)了高度的亮度性能，而只有大約2. 4%的光損失。在另一個實驗中，在大約420X320微米的面積上，測量具有包含圓形端的曲線細 長結(jié)構(gòu)的雙模群體(例如測量為大約75 X 15 X 4微米和大約45 X 15 X 4微米的熱狗形結(jié) 構(gòu)，諸如圖17和18A所示)的保護層的霧度。透過保護層的霧度作為側(cè)壁表面積(例如熱 狗形結(jié)構(gòu)的垂直表面積)的函數(shù)的標繪圖在圖30中示出。對于給定高度(在本實例中例 如為大約4微米)，標繪圖示出了隨著微觀結(jié)構(gòu)的密度增加，霧度量也增加。在一些實施例 中，可以限制在用于光學顯示器的保護層上的微觀結(jié)構(gòu)的密度，從而不呈現(xiàn)出不期望的霧 度量。
本發(fā)明可以受到多種改進形式和可替換形式的影響，同時，已經(jīng)通過附圖中的實 例的方式顯示并且已經(jīng)在這里詳細描述了具體實施例。然而，應該理解，不意味著將本發(fā)明 限于公開的具體形式。相反地，本發(fā)明將覆蓋落入由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和 保護范圍中的所有改進、等效和可替換。
權(quán)利要求
1.一種抗指紋基片，所述抗指紋基片包括在所述基片的外表面中形成的多個曲線細 長微觀結(jié)構(gòu)以及所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的空隙區(qū)域，其中所述 多個微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具有平坦上表面和垂直的或接近垂直的側(cè)壁，其中相鄰微觀結(jié)構(gòu) 之間的所述空隙區(qū)域是凹進區(qū)域，所述凹進區(qū)域被構(gòu)造為允許遍及所述凹進區(qū)域的流體遷 移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具 有大于寬度的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個沿著其長度彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具 有的高度在從大約1微米至大約25微米的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具 有的高度在從大約3微米至大約10微米的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具 有的寬度在從大約2微米至大約120微米的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具 有的寬度在從大約10微米至大約50微米的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具 有的寬度在從大約2微米至大約120微米的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具 有的寬度與高度的縱橫比(W H)在從大約1至大約13的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個 具有的長度在從大約10微米至大約250微米的范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個 具有的長度在從大約35微米至大約100微米的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個 具有的長度在從大約10微米至大約250微米的范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的任意兩 個相鄰微觀結(jié)構(gòu)的最近部分之間的距離在從大約2微米至大約120微米的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的任意兩 個相鄰微觀結(jié)構(gòu)的最近部分之間的距離在從大約10微米至大約50微米的范圍內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的任意兩 個相鄰微觀結(jié)構(gòu)的最近部分之間的距離在從大約2微米至大約120微米的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)的密度使得 所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)的所述平坦上表面具有的表面積在所述基片的外表面的平面 表面積的大約5%至大約45%的范圍內(nèi)，其中所述平面表面積是所述平坦上表面和所述凹 進區(qū)域的表面積的總和。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)的密度使得 所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)的所述平坦上表面具有的表面積在所述基片的外表面的平面表面積的大約5%至大約45%的范圍內(nèi)，其中所述平面表面積是所述平坦上表面和所述凹 進區(qū)域的表面積的總和。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述基片的所述外表面具有的表面能在 從大約25達因/cm2至大約35達因/cm2的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗指紋基片，其中所述基片的所述外表面具有的表面能在 從大約25達因/cm2至大約35達因/cm2的范圍內(nèi)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個 具有大致隨機的定向。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)具有大致隨 機的分布。
22.根據(jù)權(quán)利要求15所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個 具有大致隨機的定向。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)具有大致隨 機的分布。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述基片包括透明玻璃或聚合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述基片包括不透明材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的抗指紋基片，其中所述基片是適于布置在光學顯示器的外 表面上的聚合物膜。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗指紋基片，其中所述凹進區(qū)域是單個連續(xù)的凹進區(qū)域，所 述單個連續(xù)的凹進區(qū)域被構(gòu)造為允許遍及整個凹進區(qū)域的流體遷移。
28.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗指紋基片，其中所述凹進區(qū)域是單個連續(xù)的凹進區(qū)域，所 述單個連續(xù)的凹進區(qū)域被構(gòu)造為允許遍及整個凹進區(qū)域的流體遷移。
29.一種抗指紋系統(tǒng)，包括光學顯示器；以及布置在光學顯示器基片的外表面上的抗指紋膜，其中所述膜包括在所述膜的外表面 中形成的多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)以及所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間 的空隙區(qū)域，其中所述多個微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具有平坦上表面和垂直的或接近垂直的側(cè) 壁，其中相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的所述空隙區(qū)域是平坦的凹進區(qū)域，所述平坦的凹進區(qū)域被構(gòu) 造為允許遍及所述凹進區(qū)域的流體遷移。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個 具有大致隨機的定向。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)具有足夠大 致隨機的分布，使得摩爾紋不能被人眼覺察到。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的抗指紋基片，其中所述平坦的凹進區(qū)域是單個連續(xù)的平 坦的凹進區(qū)域，所述單個連續(xù)的平坦的凹進區(qū)域被構(gòu)造為允許遍及整個凹進區(qū)域的流體遷 移。
33.一種抗指紋基片，所述抗指紋基片包括在所述基片的外表面中形成的多個曲線細 長微觀結(jié)構(gòu)以及所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的空隙區(qū)域，其中所述 多個微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具有平坦的凹進表面和垂直的或接近垂直的側(cè)壁，其中所述相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的空隙區(qū)域是凸起區(qū)域，所述凸起區(qū)域在所述基片的整個外表面上延伸。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個 具有大致隨機的定向。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)具有大致隨 機的分布。
36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的抗指紋基片，其中所述凸起區(qū)域是單個連續(xù)的凸起區(qū)域。
37.一種抗指紋系統(tǒng)，包括光學顯示器；以及布置在光學顯示器基片的外表面上的抗指紋膜，其中所述膜包括在所述膜的外表面中 形成的多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)以及所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的 空隙區(qū)域，其中所述多個微觀結(jié)構(gòu)中的每一個具有平坦的凹進表面和垂直的或接近垂直的 側(cè)壁，其中所述相鄰微觀結(jié)構(gòu)之間的空隙區(qū)域是凸起區(qū)域，所述凸起區(qū)域在所述膜的整個 外表面上延伸。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)中的每一個 具有大致隨機的定向。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的抗指紋基片，其中所述多個曲線細長微觀結(jié)構(gòu)具有足夠大 致隨機的分布，使得摩爾紋不能被人眼覺察到。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的抗指紋基片，其中所述凸起區(qū)域是單個連續(xù)的凸起區(qū)域。
全文摘要
提供微觀結(jié)構(gòu)的多種形狀和微觀結(jié)構(gòu)的多種圖案，以減小由于操作而出現(xiàn)在基片表面上的指紋的可見度。微觀結(jié)構(gòu)可以直接形成在基片的外表面上，以使基片呈現(xiàn)抗指紋性，或者形成在聚合物片層的表面上，以提供能夠布置到基片(例如光學顯示器)的表面上的抗指紋保護層。微觀結(jié)構(gòu)在基片表面上的大小、形狀、定向和分布可以最優(yōu)化，從而增強微觀結(jié)構(gòu)的耐用性和/或使基片具有擴散表面，以用于基片的具體應用。微觀結(jié)構(gòu)在透明保護層上的密度和分布也可以最優(yōu)化，從而當布置在光學顯示器的表面上時，最小化霧度和摩爾紋的出現(xiàn)。
文檔編號B08B17/06GK102143810SQ200980130733
公開日2011年8月3日 申請日期2009年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者B·托德·考克斯, 丹尼爾·K·凡·奧斯特蘭, 羅伯特·佩特卡維奇 申請人:尤尼-皮克塞爾顯示器有限公司