[发明专利]用于浇铸聚合物产品的方法和装置

说明书

在形成波导膜的示例方法中，将可光固化材料分配到位于第一模具部分和与第一模具部分相对的第二模具部分之间的空间中。此外，调整第一模具部分的表面相对于与第一模具部分的该表面相对的第二模具部分的表面之间的相对间隔。用适合于使可光固化材料光固化的辐射来照射空间中的可光固化材料以形成固化的波导膜。与照射可光固化材料并行地，改变第一模具部分的表面与第二模具部分的表面之间的相对间隔和/或改变照射可光固化材料的辐射的强度。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月16日提交的美国临时申请No.62/746,426的权益，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来构造目镜。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来投射图像。例如，对于观看图案化目镜的用户，被投射的图像可以看起来距用户特定距离。

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。

为了改善被投射的图像的质量，可以构造目镜，使得目镜中的意外变化被消除或以其他方式减少。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他物理变形。

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来制备聚合物膜。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。

通常，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，在浇铸(casting)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。作为示例，由于聚合过程中内部应力的建立，膜可能会变形。例如，随着可光固化材料的固化，可光固化材料的单体聚合成更长和更重的链。对应地，随着聚合物链物理地一起移动，可光固化材料的体积减小(例如，经历“收缩”)。这导致在可光固化材料内部的内部应力(例如，由对聚合物链迁移率的阻抗引起的应力)的建立以及在可光固化材料内的应变能的存储。当从模具中提取出固化的膜时，应变能被释放，导致膜变薄。取决于内部应力的空间分布，膜可以不同地薄。因此，取决于在聚合过程中引入的内部应力的特定空间分布，可能在膜之间呈现变化。因此，可在浇铸过程期间通过调节膜内的应力分布来改善膜的一致性。本文描述了用于调节膜中应力的示例系统和技术。

在另一方面，一种形成波导膜的方法包括：将可光固化材料分配到位于第一模具部分和与第一模具部分相对的第二模具部分之间的空间中；调整第一模具部分的表面相对于与第一模具部分的表面相对的第二模具部分的表面之间的相对间隔；以及用适合于使可光固化材料光固化的辐射来照射空间中的可光固化材料以形成固化的波导膜。进一步地，该方法包括，与照射可光固化材料并行地，执行以下中的至少一项：改变第一模具部分的表面与第二模具部分的表面之间的相对间隔；以及改变照射可光固化材料的辐射的强度。

该方面的实现方式可以包括以下特征中的一个或多个。