BRPI0615585A2 - Estrutura com conjunto de células em miniatura e método de fabricação de componente composto miniaturizado usando tal estrutura com conjunto de células em miniatura - Google Patents

Abstract

ESTRUTURA COM CONJUNTO DE CéLULAS EM MINIATURA E MéTODO DE FABRICAçAO DE COMPONENTE COMPOSTO MINIATURIZADO USANDO TAL ESTRUTURA COM CONJUNTO DE CéLULAS EM MINIATURA Um método de fabricação de uma estrutura de conjunto de células inclui uma primeira etapa de laminação de uma camada deformável capaz de causar deformação plástica sobre um substrato, o substrato sendo formado com múltiplas depressões mutuamente separadas sobre uma superfície superior do mesmo, de modo que a camada deformável forma um espaço mutuamente isolado em cada uma das múltiplas depressões; e uma segunda etapa de extensão do espaço em cada uma das múltiplas depressões causando deformação plástica na camada deformável, de modo que sejam formadas múltiplas células colunares, respectivamente, em correspondência às múltiplas depressões.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para:"ÈSTRUTURA COM CONJUNTO DE CÉLULAS EM MINIATURA E MÉTODO DEFABRICAÇÃO DE COMPONENTE COMPOSTO MINIATURIZADO USANDO TALESTRUTURA COM CONJUNTO DE CÉLULAS EM MINIATURA".

Campo Técnico

A presente invenção se refere, de modo geral, àtecnologia de moldagem de componentes plásticos e, maisparticularmente, à tecnologia de moldagem de alta precisãode compostos plásticos altamente miniaturizados formados demúltiplas partes. A tecnologia da presente invenção éaplicável à produção de conjuntos de lentes plásticas emminiatura para uso em um sistema de varredura óptica demáquinas copiadoras, máquinas de fax, impressoras do tipovarredura no estado sólido, e semelhantes, ou guias de ondaópticos tendo um conjunto de lentes integradas em miniaturaprojetados para transmissão óptica, produção de lentes decâmeras digitais, produção de um conjunto de fibras ópticasusado para telas de projetor, painéis de toque, corposfotossensiveis para processo de fotografia eletrônica,dispositivos de visualização e semelhantes.

Técnica Anterior

Convencionalmente, há uma tecnologia de formação deprodutos plásticos de alta precisão formados de múltiploscomponentes miniaturizados através de moldagem.Mais especificamente, há uma tecnologia de formaçãode:

(1) conjuntos de lentes em miniatura; e

(2) conjuntos de fibras ópticas diminutas.

(1) Tecnologia Convencional Relacionada a Conjuntos—deLentes em Miniatura

Para a tecnologia convencional relacionada a conjuntosde lentes em miniatura ou conjuntos de microlentes, opedido de patente japonês em aberto JP 1-107202 (referênciade patente 1), o pedido de patente japonês em aberto JP2004-341474 (referência de patente 2); e o pedido depatente japonês em aberto JP 2004-45586 (referência depatente 3) são citados.

Mais especificamente, a referência de patente 1 revelaum método de fabricação de um conjunto de lentes de acordocom as etapas de: ordenar as lentes cilíndricas GRIN(índice graduado) em um molde, de modo que os eixos ópticosdas mesmas estejam alinhados em uma direção predeterminada;e injetar uma resina fundida dentro do molde para formaruma moldagem na qual o conjunto de lentes e a resina sãointegrados.

Além disso, a referência de patente 2 descreve ométodo para produção de um componente óptico através de umprocesso de moldagem por extrusão. Mais especificamente, atecnologia da referência de patente 2 visa um método deprodução de um componente óptico caracterizado pela longavida útil do molde, capacidade de formação de lentes semdistorção ou defeitos ópticos e capacidade de integraçãodas lentes facilmente dentro de um aparelho principal comalta precisão.

Assim, um elemento de contenção de lentes é colocadosobre um molde inferior de uma maneira tal que o elementode contenção de lentes é formado com um grande número deorifícios para lentes, e lentes são colocadas nosrespectivos orifícios para lentes do elemento de contençãode lentes. Desse modo, o molde inferior e o molde superiorsão formados, respectivamente, com uma superfície de moldede lentes inferior e uma superfície de molde de lentessuperior com o diâmetro menor do que o diâmetro dosorifícios para lentes, e lentes são formadas através dacompressão do molde inferior e do molde superior um com ooutro. Usando diferentes materiais para as lentes e para oelemento de contenção de lentes, se torna possível suprimira interferência óptica das lentes. Particularmente, usandoum metal para o elemento de contenção de lentes, se tornapossível montar o conjunto de lentes em um aparelhoprincipal facilmente através de soldagem.

Além disso, a referência de patente 4 fornece o métodode fabricação de uma moldagem composta de alta precisãotendo uma parte de proteção óptica fina. A referênciaelimina o problema de desalinhamento entre um produtomoldado e um aparelho de moldagem aplicando um processo demoldagem secundário ao produto moldado e permite afabricação de um composto através de um processo demoldagem com alta precisão em termos de dimensões eprecisão de transferência de padrão. Com essa técnicaanterior, posições de referência são definidas,respectivamente, em relação ao produto moldado produzidoatravés do primeiro processo de moldagem e em relação aomolde usado para o processo de moldagem secundário paramútuo alinhamento no momento do ajuste inicial do processode moldagem secundário. Ademais, o ajuste de dimensões éobtido através da expansão ou retração da moldagem primáriaou do molde ou através do ajuste dimensional mecânico. Alémdisso, o momento inicial de contenção da moldagem primáriano aparelho de moldagem secundária é controlado através dadetecção da relação posicionai mútua entre os mesmos ouatravés da avaliação da relação posicionai mútua baseadanos coeficientes de expansão térmica linear por meio dedetecção da temperatura. Alternativamente, o momentoinicial pode ser controlado baseado no tempo calculado apartir da temperatura e da dimensão. Desse modo, o momentoinicial da moldagem secundária é definido como o momento noqual a temperatura da moldagem primária atingiu umatemperatura maior do que o ponto de transição vitrea em 3-25°C.

A patente japonesa JP 3.521.469 (referência de patente5) descreve um método de fabricação de um conjunto delentes de resina de acordo com as etapas de processo de:formação de uma camada de resina sobre um lado de umsubstrato plano através da aplicação de uma resinatransparente com uma espessura uniforme; impelir a camadade resina contra uma placa de proteção óptica de ummaterial de proteção óptica formado com múltiplos orifíciospassantes; formação de lentes através da extrusão de umaparte da camada de resina para dentro dos orifíciospassantes da placa de proteção óptica; cura da camada deresina para formar uma chapa de conjunto de lentes; efixação do substrato e da placa de proteção óptica atravésda camada de resina.

Ainda, o pedido de patente japonês em aberto JP 2004-45586 fornece um método de fabricação de uma chapa deconjunto de microlentes tendo uma camada de proteção ópticacompreendendo as etapas de: irradiação de uma radiaçãoultravioleta a uma chapa de conjunto de lentescompreendendo uma laminação consecutiva de: um substrato desuporte transparente trazendo microlentes em um lado e umacamada foto-sensivel transparente ou uma camada de resinatermoplástica no outro lado; uma camada de resina adesivade cura por UV de cor preta; e uma camada de filmeprotetor, de modo que a radiação ultravioleta seja aplicadaao lado onde as lentes são formadas; cura da camada deresina de cura por UV nas partes onde a radiação UV éfocalizada pelas microlentes para causar transferência dacamada de resina curada correspondendo às partesfocalizadas para a camada de filme protetor; descamação dacamada de resina curada das partes focalizadas a partir dacamada foto-sensivel transparente ou da camadatermoplástica através da descamação da camada de filmeprotetor da mesma e formação de um padrão de proteçãoóptica da camada de resina de cura por UV emcorrespondência às partes não expostas à radiação UV epermanecendo em contato intimo com a camada foto-sensiveltransparente.

(2) Tecnologia Convencional Relacionada a Conjuntos deFibras Ópticas

Existem várias técnicas convencionais relacionadas àfabricação de conjuntos de fibras ópticas.

O pedido de patente japonês em aberto JP 2004-118119(referência de patente 6) revela uma tecnologia relacionadaa conjuntos de fibras ópticas plásticas e método defabricação dos mesmos. Essa tecnologia da técnica anteriorpermite a fabricação de um conjunto de fibras ópticascaracterizado por uma superfície central lisa e perda detransmissão óptica reduzida com baixo custo em um curtotempo, ao mesmo tempo em que usa um aparelho de fabricaçãosimples e compreende as etapas de: diminuição de umamoldagem em formato de pente que inclui múltiplos dedos emformato de barra se estendendo em paralelo uns com osoutros em direção a uma resina fundida de cura por UV noestado liquido, de modo que as partes terminais dos dedosem formato de barra contatam a resina fundidasimultaneamente; levantamento dos dedos em formato debarra; cura da resina levantada a partir da resina fundidacom as partes terminais precedentes para formar múltiplaspartes centrais simultaneamente; formação de uma camada derevestimento através dà imersão das partes centraisinteiras em uma resina de cura por UV fundida (solução deresina de revestimento) para formar um composto de camadade revestimento; colocação do composto de camada derevestimento assim formado em um vaso junto com uma resinatermoplástica fundida de baixa viscosidade; formação detoda a resina termoplástica através do aquecimento do vasojuntamente com a resina fundida e o composto de camada derevestimento para formar uma parte protetora; corte damoldagem assim formada incluindo na mesma a parte emformato de pente nas partes terminais dos dedos em formatode barra; e polimento da seção transversal das partes'terminais assim formadas.

O pedido de patente japonês em aberto JP 8-112873(referência de patente 7) revela a tecnologia relacionada aum corpo poroso e processo de fabricação do mesmo.

Mais especificamente, essa referência objetiva umcorpo poroso de peso leve de excelente isolamento térmico eresistência compressiva e fornece um corpo poroso emformato de chapa compreendendo: células em formato quadradoque formam um padrão reticulado em um corpo de resinatermoplástica; e uma composição de resina termoplásticaaltamente expansível formada em cada célula, a composiçãode resina termoplástica altamente expansível tendo umaproporção de expansão 20 vezes tão grande quanto a resinatermoplástica que forma as células.

Além disso, pedido de patente japonês em aberto JP 10-80964 (referência de patente 8) revela uma estrutura emfavo de mel e a tecnologia de fabricação da mesma.

Mais especificamente, a referência ensina uma forteestrutura em favo de mel transparente de qualidade estáveldurante um longo período de tempo e o método de fabricaçãoda mesma, em que a estrutura em favo de mel inclui oempacotamento tridimensional de células colunares deformato poligonal em corte transversal em uma resina comalta densidade. Desse modo, as células são formadas sem5 fornecer uma parte de junção entre as paredes celulares eas células são formadas colocando uma substância expansívelem uma resina com uma disposição tridimensionalmenteregular e através da indução da expansão da substânciaexpansivel.

Referência de patente 1: jornal oficial - pedido depatente japonês em aberto JP 1-107202.

Referência de patente 2: jornal oficial - pedido depatente japonês em aberto JP 2004-341474.

Referência de patente 3: jornal oficial - pedido depatente japonês em aberto JP 2004-45586.

Referência de patente 4: jornal oficial - pedido depatente japonês em aberto JP 2003-80543.

Referência de patente 5: patente japonesa JP3.521.469.

Referência de patente 6: jornal oficial - pedido depatente japonês em aberto JP 2004-118119.

Referência de patente 7: jornal oficial - pedido depatente japonês em aberto JP 8-112873.

Referência de patente 8: jornal oficial - pedido depatente japonês em aberto JP 10-80964.

Referência de patente 9: jornal oficial - publicaçãode patente japonesa JP 56-34780.

Revelação da Invenção

[Problema com a Fabricação de Conjunto de Lentes]

Quando da fabricação de uma estrutura em favo de melcomposta em miniatura, um exemplo típico da qual sendoaquela mostrada na Figura 1, mais de cem lentes 72 sãomontadas para formar um conjunto de microlentes em umaparte de proteção óptica 71 na forma de reticulado atravésde um processo de moldagem.

Com tal estrutura em favo de mel, há uma necessidadede resolver os problemas de:

(a) formação da parte de proteção óptica tão fina quantopossível; e

(b) manutenção da alta precisão após a formação docomposto.

No caso da tecnologia da referência de patente 1, naqual a parte de proteção óptica é injetada após a ordenaçãodas lentes, não surgem problemas com relação ao pontoprecedente (a). Por outro lado, há a possibilidade, comessa tecnologia, de formar as lentes após a formação daparte de proteção óptica. Em tal caso, contudo, a parte deproteção óptica pode ser danificada no momento da remoçãodo composto do molde.

Além disso, no caso do conjunto de microlentes serminiaturizado e a espessura da parte de proteção óptica serreduzida para cerca de 20 um, não é possível preencher talespaço pequeno com o processo de moldagem por injeção comumem virtude da viscosidade muito grande da resina e não épossível formar a parte de proteção óptica através doprocesso de moldagem.

De forma a cuidar do problema (b) mencionado acima, areferência de patente 2 descreve o processo de formação deum conjunto de lentes através da injeção das lentes nosorifícios formados na parte de proteção óptica, seguido porcompressão. Contudo, esse processo da referência de patente2 possui uma deficiência pelo fato de que ele requer altaprecisão para a dimensão da parte de proteção óptica e altaprecisão para o alinhamento da parte de proteção óptica.

De forma a cuidar do problema precedente da referênciade patente 2, a referência de patente 4 propõe um controleda dimensão por meio do controle da temperatura. Contudo,esse processo da referência de patente 4 sofre do problemade alto custo em vista da necessidade de usar um aparelhocaro e longo tempo de ciclo para o processo de formação.

Além disso, a referência de patente 5 propõe a soluçãodos problemas precedentes. Mais especificamente, o processoda referência de patente 5 forma a parte das lentesimpelindo uma chapa transparente na parte de proteçãoóptica e causando deformação plástica no material da chapa.Embora esse processo seja eficaz para eliminação dodesalinhamento entre as lentes e a parte de proteçãoóptica, há o problema de que o formato das lentes não podeser controlado em virtude da ausência de molde para aslentes.

A referência de patente 3, por outro lado, ensina ométodo de formação de um conjunto de microlentes através daformação do padrão de proteção óptica após a formação dasmicrolentes através da disposição de uma camada de resinaadesiva de cura por UV por trás das lentes e causando afocalização de radiação UV à resina de cura por UV atravésdas lentes. Embora esse método seja eficaz para eliminaçãodo desalinhamento entre as lentes e a parte de proteçãoóptica, o tamanho e/ou formato da parte de proteção ópticaé restrito pela forma das lentes. Mais particularmente,esse processo tem uma deficiência pelo fato de que o padrãode proteção óptica toma, inevitavelmente, um formatoafunilado em virtude da cura ocorrer com a focalização daradiação UV.

[Problema com a Fabricação do Conjunto de Fibras Ópticas]Com relação ao método de formação do conjunto defibras ópticas plásticas, leva muito tempo quando as fibrasópticas são depositadas uma a uma para formar o conjunto defibras ópticas. Tal abordagem dificilmente é eficiente.

Assim, há uma proposta mostrada na Figura 19A paraformar uma moldagem em formato de pente 1 tendo dedos emformato de barra Ib se estendendo em paralelo a partir deuma parte de ligação em ponte Ia e fazer com que os dedosem formato de barra Ib façam um contato de modosubstancialmente simultâneo com uma resina fundida 2abaixando a moldagem em formato de pente 1 em direção àresina fundida 2.

Depois disso, a moldagem em formato de pente 1 élevantada gentilmente na direção para cima na etapa daFigura 19B, enquanto se irradia uma fraca radiação UV e,com isso, a resina fundida 2 é levantada com os dedos emformato de barra Ib para formar núcleos 4 se estendendo emparalelo uns com os outros em correspondência aos dedos Ibdo elemento em formato de pente 1.

Além disso, na etapa da Figura 19C, um elemento deresina 3 é preso às partes da extremidade distai dosnúcleos 4 para manter os núcleos 4 nas respectivas posiçõese radiação ultravioleta é aplicada para curar totalmente osnúcleos 4 assim formados.

Em seguida, na etapa da Figura 19D, os núcleos 4 assimformados são imersos em uma resina 6 mantida em um vaso demodo que os núcleos 4 sejam mantidos entre a moldagem emformato de pente Ieo elemento de resina 3 e, com isso,uma camada de revestimento é formada sobre cada um dosnúcleos 4.

Além disso, na etapa da Figura 19E, o elementoincluindo os núcleos 4 trazendo nos mesmos a camada derevestimento e mantidos entre a moldagem em formato depente Ieo elemento de resina 3 é imerso em uma resinatermoajustável 8 mantida em um vaso 9. Após a cura daresina termoajustável 8, a moldagem em formato de pente 1 eo elemento de resina 3 são desconectados ná etapa da Figura 19F.

Essa é a tecnologia revelada na referência de patente 6.

Com a tecnologia da referência de patente 6, por outrolado, surge um problema associado a seu principio deformação de núcleos através do levantamento do elemento emformato de pente 1 pelo fato de que os núcleos 4 têm,inevitavelmente, um formato afunilado. Assim, o conjunto defibra óptica formado com tal processo sofre do problema debaixa eficiência de utilização da luz.

A presente invenção se dirige ao problema precedenteatravés da formação primeiramente da camada de revestimentoatravés de um processo de extensão, seguida pela injeção domaterial de núcleo no espaço vazio dentro da camada derevestimento para formar um conjunto de fibras ópticasplásticas.

Com tal processo de formação da parte da camada derevestimento primeiro, há uma necessidade de fornecer atecnologia de formação de uma estrutura de conjunto decélulas na qual células colunares são formadas lado a lado.

Convencionalmente, há um processo de formação de umaestrutura em favo de mel de acordo com a publicação depatente japonesa JP 56-34780 (referência de patente 9)compreendendo as etapas de manter um material plásticoentre carretéis de aquecimento tendo orifícios de escape domaterial plástico; comprimir e aquecer a resina entre oscarretéis; e separar os carretéis uns dos outros paraexpandir o material plástico. Esse processo convencional, oqual usa um material plástico para a estrutura em favo demel, contudo, tem uma deficiência pelo fato de que aestrutura em favo de mel tem uma parede celular fina.

Além disso, um problema similar surge também natecnologia descrita na referência de patente 7 oureferência de patente 8 em virtude do uso de resinatermoplástica.

Entretanto, é conhecido formar uma célula de paredecelular muito fina através da expansão de água contendotensoativo, conforme no caso de bolhas de sabão. Com esseprocesso, é possível formar uma célula tendo uma espessurade parede de vários nanômetros a vários microns. Por outrolado, bolhas de sabão usam os efeitos de repulsãoeletrostática, interação entre grupos hidrofóbicos, efeitoMarangoni e semelhantes, em que tais efeitos se tornaminsignificantes com a secagem do filme e a bolha de sabãoentra em colapso no devido tempo. Ainda, no caso deplástico, nenhum desses efeitos está disponível.

No processo de formação de bolhas para formação de umaestrutura em favo de mel ou estrutura de conjunto decélulas de formato colunar alongado, é importante efetuar aformação de bolhas ao mesmo tempo. Quando as bolhas sãoformadas uma a uma sem relação, as bolhas tomam uma formaesférica e a estrutura em favo de mel desejada não éformada.

Deve ser observado que a referência de patente 7 e areferência de patente 8 tentam formar bolhas por meio deaquecimento, embora tal formação de bolhas através deaquecimento não possa formar a estrutura em favo de meldesejada, a menos que o aquecimento seja obtido comtemperatura uniforme.

Além disso, a tecnologia da referência de patente 9forma a estrutura em favo de mel através da operação deseparação dos carretéis uns dos outros, conforme mencionadoacima, embora seja muito importante, com tal processo,controlar a viscosidade do plástico para ser uniforme.Assim, a formação da estrutura em favo de mel com esseprocesso também é difícil.

Em um aspecto, a presente invenção fornece um métodode formação de uma estrutura de conjunto celular na qualmúltiplas células colunares são dispostas adjacentes umasàs outras, compreendendo:

- uma primeira etapa de laminação de uma camada deformávelsobre um substrato formado com múltiplas depressões, asreferidas múltiplas depressões sendo formadas no referidosubstrato de uma maneira isolada umas das outras, areferida camada deformável sendo laminada sobre o referidosubstrato de modo que as referidas depressões definemespaços respectivos isolados uns dos outros; e

- uma segunda etapa de fazer com que o referido espaço seexpanda nas referidas múltiplas depressões ocasionandodeformação plástica na referida camada deformável, de modoque as referidas múltiplas células colunares sejam formadasna referida camada deformável, respectivamente, emcorrespondência às referidas depressões.

De acordo com a presente invenção, se torna possívelformar uma estrutura de conjunto celular na qual múltiplascélulas colunares, definidas por uma parede celular deespessura muito fina, são dispostas adjacentes umas àsoutras através de um processo simples e confiável.

Em outro aspecto, a presente invenção fornece ummétodo para a fabricação de um componente composto emminiatura no qual múltiplos elementos colunares sãodispostos em uma matriz, compreendendo:

- uma primeira etapa de laminação de uma camada deformávelsobre um substrato formado com múltiplas depressões, asreferidas múltiplas depressões sendo formadas no referidosubstrato de uma maneira isolada umas das outras, areferida camada deformável sendo laminada sobre o referidosubstrato de modo que as referidas depressões definemespaços respectivos isolados uns dos outros;

- uma segunda etapa de fazer com que o referido espaço seexpanda nas referidas múltiplas depressões ocasionandodeformação plástica na referida camada deformável, de modoque múltiplas células colunares sejam formadas na referidacamada deformável, respectivamente, em correspondência àsreferidas depressões; e

- formação dos referidos múltiplos elementos colunares,respectivamente, nas referidas múltiplas células colunares,o referido elemento deformável formando a referida matriz.De acordo com a presente invenção, se torna possívelformar um componente composto em miniatura no qualmúltiplos elementos colunares são dispostos em uma matrizna forma de um conjunto. Particularmente, se torna possívelcom a presente invenção formar os elementos colunares naforma de um conjunto de microlentes definido comenvoltórios finos que formam uma parte de proteção óptica.

Em outro aspecto, a presente invenção fornece umconjunto de microlentes compreendendo:

- múltiplas partes opticamente transparentes, cada umatrazendo uma microlente em pelo menos uma parte terminal damesma; e

-uma parte limítrofe fornecida para cada uma das referidaspartes opticamente transparentes,

as referidas múltiplas partes opticamente transparentesestando dispostas adjacentes umas às outras através dareferida parte limítrofe para formar um conjunto demicrolentes.

De acordo com a presente invenção, se torna possívelformar um conjunto de microlentes de modo que cadamicrolente que forma o conjunto traz um filme fino e opacotendo uma espessura de vários mícrons ou menos sobre asuperfície da parede lateral do mesmo. Em virtude daespessura do filme fino e opaco ser pequena, o conjunto demicrolentes da presente invenção fornece uma grandeabertura, ao mesmo tempo em que suprime a perda de luz.

Outros objetivos e características adicionais dapresente invenção se tornarão evidentes a partir dadescrição detalhada a seguir quando lida em conjunto com osdesenhos em anexo.

Breve Descrição dos Desenhos

A Figura 1 é um diagrama em vista oblíqua mostrando umexemplo de um conjunto de lentes da presente invenção.

As Figuras 2A-2F são diagramas mostrando o método defabricação do conjunto de lentes de acordo com a Modalidade1 da presente invenção,

As Figuras 3A-3G são diagramas mostrando o método defabricação do conjunto de lentes de acordo com a Modalidadeda presente invenção.

As Figuras 4A e 4B são diagramas mostrando um conjuntode lentes da presente invenção em uma vista em cortetransversal.

A Figura 5 é um diagrama em vista oblíqua mostrando oconjunto de lentes da presente invenção.

A Figura 6 é um diagrama explicando o efeito dapresente invenção.

A Figura 7 é um diagrama em vista lateral mostrando ométodo de fabricação de um conjunto de fibras ópticas, deacordo com o Exemplo 3 da presente invenção.

A Figura 8 é um diagrama em vista lateral ampliadamostrando um processo de formação de uma estrutura de umconjunto de células colunares, de acordo com o Exemplo 3 daFigura 7.

A Figura 9 é um diagrama oblíquo mostrando a estruturaem favo de mel formada de acordo com o Exemplo 3 da Figura7 em uma escala ampliada.

A Figura 10 é um diagrama em vista lateral mostrandoprocesso de fabricação de um conjunto de fibras ópticas, deacordo com a Modalidade 4 da presente invenção.

As Figuras IlA e IlB são diagramas explicando oproblema que surge quando um material da camada deformávelé aplicado ao substrato formado com depressões semi-esféricas.

A Figura 12A é outro diagrama em vista lateralmostrando um substrato formado com depressões esféricas.

A Figura 12B é outro diagrama em vista lateralmostrando um substrato formado com depressões em formato dedente de pente formado através de fotolitografia.

As Figuras 13A-13D são diagramas mostrando o processode fabricação do conjunto de fibras ópticas de acordo comum processo de moldagem.

As Figuras 14A e 14B são diagramas explicando oprocesso de preenchimento de um material de núcleo em umaestrutura de um conjunto de células usando um separadorcentrifugo na modalidade de fabricação de um conjunto defibras ópticas.

A Figura 15 é um diagrama mostrando um conjunto defibras ópticas fabricado de acordo com o processo demoldagem da presente invenção.

As Figuras 16A-16C são diagramas mostrandomodificações adicionais da presente invenção.

A Figura 17 é um diagrama mostrando a construção de umpapel eletrônico reutilizável, de acordo com uma modalidadeda presente invenção.

As Figuras 18A-18H são diagramas mostrando o processode fabricação do papel eletrônico reutilizável da Figura 17.

As Figuras 19A-19F são diagramas explicando o métodode fabricação de um conjunto de fibras ópticas, de acordocom uma técnica relacionada.

Melhor Modo para Realização da Invenção

[Visão Geral da Invenção]

Em vista da técnica anterior mencionada anteriormente,a presente invenção tem seu principal objetivo de:

(1) fornecer um método de fabricação de uma estrutura de umconjunto de células em miniatura incluindo na mesma umconjunto de células colunares em miniatura compreendendo asetapas de: expansão de múltiplas células mutuamenteisoladas em uma direção comum com tempo de expansão equantidade de expansão mutuamente idênticos, de modo que ascélulas colunares em miniatura sejam formadas adjacentesumas às outras através de uma parede de envoltório fina; efixação das células colunares expandidas prontamente, aomesmo tempo em que se mantém os respectivos formatos dasmesmas.

Além disso, a presente invenção tem um primeiroobjetivo auxiliar de:

(1.1) fornecer um método simples e fácil de fabricação deum conjunto de lentes em miniatura no qual lentes emminiatura individuais que formam o conjunto têm altaprecisão e é formado de uma maneira que as lentesindividuais estão isoladas umas das outras por uma parte deproteção óptica fina.

Ademais, a presente invenção tem um segundo objetivoauxiliar de:

(1.2) fornecer um método simples e fácil de fabricação deum conjunto de fibras ópticas capaz de formar um conjuntode fibras ópticas com alta precisão e com alta eficiênciade utilização de luz.

O principal objetivo da presente invenção é obtidoatravés do método de fabricação de uma estrutura de umconjunto de células em miniatura compreendendo: umaprimeira etapa de cobertura de um primeiro substratoformado com múltiplas depressões mutuamente independentesem respectivos locais com um primeiro material tendo umafunção de deformação plástica, de modo que espaços sejamformados nas respectivas depressões; e uma segunda etapa deformação de células colunares alongadas isoladas por umaparede celular fina através da ocorrência de expansão dosespaços precedentes simultaneamente em uma direçãopredeterminada através da pressão de gás nos espaçosprecedentes.

De acordo com o método de fabricação precedente dapresente invenção, se torna possível ocasionar a expansãodo primeiro material com a pressão de gás do espaço atravésda diminuição da pressão no lado do substrato coberto com oprimeiro material.

Aqui, deverá ser observado que "depressões mutuamenteindependentes" mencionadas acima significa que depressõesindividuais formam respectivos espaços mutuamente isoladosque não se comunicam com o lado de trás do primeiromaterial ou se comunicam com outras depressões.

O primeiro objetivo auxiliar da presente invenção éobtido através do método de fabricação de um componentecomposto em miniatura compreendendo: uma primeira etapa decobertura de um primeiro substrato formado com múltiplasdepressões mutuamente independentes em respectivos locaiscom um primeiro material tendo uma função de deformaçãoplástica, de modo que espaços sejam formados nasrespectivas depressões; uma segunda etapa de expansão doprimeiro material em múltiplos locais simultaneamenteatravés da pressão de gás dos espaços para formar célulasalongadas tendo paredes celulares finas, de modo que ascélulas sejam alongadas em uma direção comumpredeterminada; e uma terceira etapa de formação do formatocelular e das depressões através da injeção de um segundomaterial sem afastar o primeiro material do primeirosubstrato.

As depressões precedentes podem ter o formato de umalente. Nesse caso, a presente invenção fornece um método defabricação de um conjunto de lentes como o componentecomposto em miniatura, através da formação das lentesusando a estrutura de um conjunto de células em miniaturado primeiro material como a parte de proteção óptica einjetando o material das lentes na estrutura de um conjuntode células em miniatura sem separação do molde das lentes eda estrutura de um conjunto de células em miniatura (partede proteção óptica) um do outro.O segundo objetivo auxiliar da presente invenção éobtido através do método de fabricação de uma placa defibras ópticas na qual a estrutura de um conjunto decélulas é injetada com um elemento de núcleo tendo umÍndice de refração maior do que o índice de refração daestrutura de um conjunto de células. Com esse processo, aestrutura de um conjunto de células é removidasubseqüentemente e o intervalo formado com tal remoção doconjunto de células é preenchido com um material derevestimento.

De forma a resolver o segundo objetivo auxiliar eobter uma estrutura de um conjunto de células em miniaturaincluindo na mesma células colunares alongadas definidascom paredes celulares finas, a presente invenção revela ummétodo de ordenação de uma série de bolhas ou células emuma solução aquosa adicionada com um tensoativo esolidificação das bolhas após ocasionar dilataçãosimultânea de uma maneira que o formato das bolhas sejamantido durante o processo de solidificação.

Particularmente, a presente invenção fornece osespaços deprimidos independentes (depressões) sobre asuperfície superior do substrato e usa os meios de controlede pressão do ambiente no qual o substrato é colocado.

Além disso, de forma a secar a estrutura de conjuntocelular sem causar desintegração no formato da mesma, apresente invenção revela um método de uso de uma solução degelatina que ocasiona uma transição sol-gel com alteraçãode temperatura para o material deformável. Com isso, asolução de gelatina é modificada para gel para aumentar arigidez da mesma antes de conduzir o processo de secagem.Aqui, deve ser observado que o "material deformável"mencionado acima significa o material que forma a estruturade conjunto celular na mesma quando ele é processado deacordo com a presente invenção.

De acordo com a presente invenção, o método defabricação da estrutura de conjunto celular compreende asetapas de: cobrir uma superfície superior de um substrato

(A) formado com depressões diminutas com alta densidade comum material deformável (B) tendo a função de deformaçãodúctil sob uma condição predeterminada através da aplicaçãodo material deformável (B) sobre a superfície superior dosubstrato (A); ocasionar a expansão no material deformável

(B) através da pressão de gás nos espaços fechados formadosentre as depressões e o material deformável (B), de modoque os múltiplos espaços sejam alongados simultaneamente ede modo que seja formada uma série de células alongadas seestendendo em uma direção predeterminada no estadoseparadas umas das outras por paredes finas tendo umaespessura micrométrica, em que as depressões sobre osubstrato (A) são formadas de uma maneira isolada umas dasoutras.

Com relação ao método de fabricação da estrutura deconjunto celular, se torna possível estender o materialdeformável (B) através da diminuição da pressão no lado dosubstrato (A) coberto pelo material deformável (B).

Com o método precedente de fabricação da estrutura deconjunto celular, é possível usar uma solução aquosa degelatina adicionada com um tensoativo para o materialdeformável (B).

Além disso, o método de fabricação da estrutura deconjunto celular pode ser conduzido através do fornecimentode um espaço de ventilação por trás do material deformável(B), de modo que o material deformável (B) seja seco apartir desse lado.

Com relação ao método de fabricação da estrutura deconjunto celular, é preferível formar o espaço deventilação por trás do material deformável (B) fornecidosobre o substrato (A) e fazer com que um elemento façacontato com a estrutura de conjunto celular deformável (B)a partir de trás, de modo que o elemento seja formado comorifícios de penetração com uma inclinação menor do que ainclinação das células colunares formadas no materialdeformável (B) . Desse modo, a secagem do materialdeformável (B) é conduzida através de tais orifíciospassantes.

Ademais, é preferível processar as depressões de modoque as depressões tenham uma superfície impermeável. Ainda,é preferível formar as depressões de modo que as depressõestenham um grande diâmetro no interior do substrato (A)quando comparado com a superfície superior.

Em seguida, o meio de solução do segundo objetivoauxiliar será explicado.

1) O meio para expansão da estrutura de conjunto celular

Para o meio para expansão da estrutura de conjuntocelular de modo que múltiplas células colunares sejamformadas lado a lado na mesma, é fornecida uma estrutura desubstrato na qual múltiplas depressões são formadas sobre asuperfície de um substrato, em combinação com o meio paraaplicação do material deformável, de modo que sejamformados espaços entre as respectivas depressões e omaterial deformável seja formado sobre o substrato.

2) O meio para formação de paredes celulares finas

(1) De modo a formar as células colunares com paredescelulares finas, a presente invenção usa uma solução aquosacontendo um tensoativo e dissolvida com uma gelatina quecausa uma transição sol-gel quando da alteração detemperatura para o meio para formação das paredes celularesfinas.

(2) Ainda, a presente invenção usa o meio para causarretração por secagem. Aqui, deve ser observado que essemeio para causar retração por secagem significa um processode despressurização conduzido usando um aparelho decontrole de pressão. Nele, a evaporação do teor de águacontido na gelatina é acelerada e, com isso, o afinamentoda parede celular causado pela retração do volume domaterial que forma a parede celular a qual, por sua vez, écausada pela evaporação de água, é facilitado.

3) O meio para solidificação das paredes celulares enquantose mantém a estrutura de conjunto celular colunar

(1) Para solidificação das paredes celulares enquantose mantém a estrutura de conjunto celular colunar, apresente invenção usa uma solução aquosa adicionada com umtensoativo e dissolvida com uma gelatina que causa umatransição sol-gel com a temperatura, para o material domaterial deformável.

(2) Ainda, a presente invenção controla a temperaturapara o estado de sol durante a fase de expansão e controlaa temperatura para o estado de gel após a expansão ter sidoterminada.

(3) Ainda, a presente invenção assegura um espaço parafacilitar a secagem do material deformável ao mesmo tempoem que não restringe a expansão do mesmo. Com isso, éfacilitada a evaporação de água como um resultado dadescompressão e a estrutura de conjunto celular formadacomo um resultado da expansão do material deformável ésolidificada como um resultado da secagem.

4) Outros meios

Ademais, a presente invenção obtém a expansãosimultânea das células e alta velocidade de secagem domaterial deformável ao mesmo tempo pela despressurizaçãoatravés de meios de despressurização.

[O método de fabricação do conjunto de fibras ópticas]

Além disso, a presente invenção fornece um método defabricação de um conjunto de fibras ópticas baseado nométodo precedente de fabricação de uma estrutura deconjunto celular em miniatura. Assim, a presente invençãoforma um conjunto de fibras ópticas no qual um grandenúmero de fibras ópticas está disposto na forma de umconjunto de alta densidade, através da injeção de materialde núcleo de um Índice de refração maior do que o índice derefração do material deformável (B) nas células naestrutura de conjunto de células em miniatura formada domaterial deformável - (B) agora formando as paredescelulares.Ainda, a presente invenção fornece um "método defabricação de um conjunto de fibras ópticas" compreendendoas etapas de: injeção de um material de núcleo nas célulasde uma estrutura de conjunto de células em miniaturaformada através do "método de fabricação de uma estruturade conjunto celular em miniatura"; remoção do materialdeformável (B); e formação de um grande número de fibrasópticas na forma de um conjunto nos espaços formados comoum resultado da etapa de remoção do material deformável (B)através do preenchimento dos espaços assim formadossimultaneamente com um material de revestimento.

(1) Primeiro aspecto da invenção

De acordo com um primeiro aspecto, a presente invençãofornece um método de... fabricação de uma estrutura deconjunto de células em miniatura compreendendo: umaprimeira etapa de cobertura de uma superfície de umprimeiro substrato formado com um grande número dedepressões mutuamente independentes (depressões que não secomunicam com o exterior ou outras depressões) emrespectivos locais predeterminados com um primeiro materialque tem uma função de deformação dúctil sob uma condiçãopredeterminada, de modo que sejam formados espaços nasdepressões precedentes sobre o primeiro substrato; e umasegunda etapa de expansão e extensão do primeiro materialatravés da pressão de gás nos múltiplos espaços precedentessimultaneamente para formar um conjunto de células emminiatura no primeiro material, de modo que múltiplascélulas se estendam em paralelo em uma direçãopredeterminada.

De acordo com um primeiro aspecto, se torna possívelformar uma série de células mutuamente isoladas de maneiraque as células sejam isoladas por paredes celularesformadas do primeiro material com alta densidade e altaprecisão ao mesmo tempo.

(2) Segundo aspecto da invenção

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção,o primeiro material é submetido à expansão e extensão pelapressão de gás dentro dos espaços, embora a pressão do gásseja causada pela despressurização do lado do primeirosubstrato coberto com o primeiro material. De acordo com apresente invenção, se "torna possível formar um grandenúmero de células mutuamente independentes separadas umasdas outras pelas paredes celulares do primeiro material eformadas com densidade muito alta, através de um processosimples e rápido.

(3) Terceiro aspecto da invenção

De acordo com um terceiro aspecto, a presente invençãofornece um método de fabricação de um componente compostoem miniatura compreendendo: uma primeira etapa de coberturade uma superfície de um primeiro substrato formado com umgrande número de depressões mutuamente independentes emrespectivos locais predeterminados com um primeiro materialque tem uma função de deformação dúctil sob uma condiçãopredeterminada, de modo que sejam formados espaços nasdepressões precedentes sobre o primeiro substrato; umasegunda etapa de expansão e extensão do primeiro materialatravés da pressão de gás nos múltiplos espaços precedentessimultaneamente para formar um conjunto de células emminiatura no primeiro material, de modo que as múltiplascélulas se estendam em paralelo em uma direçãopredeterminada; e uma terceira etapa de injeção de umsegundo material nas múltiplas células sem separar oprimeiro material e o primeiro substrato um do outro paraformar as células, de modo que as células tenhamrespectivas partes terminais correspondendo às depressõessobre o primeiro substrato.

De acordo com o terceiro aspecto da presente invenção,os espaços são formados nas depressões na primeira etapa eo primeiro material é expandido e estendido na segundaetapa e, assim, se torna possível formar as múltiplascélulas simultaneamente.

Ainda, através da injeção do segundo material nascélulas em uma terceira etapa, se torna possível formar asmúltiplas células simultaneamente, de modo que cada célulainclua uma parte terminal correspondendo à depressão sobreo primeiro substrato.

Particularmente, se torna possível fabricar as célulassem desalinhamento entre a parte formada na primeira e nasegunda etapa e a parte formada na terceira etapa atravésda condução da terceira etapa continuamente em relação àprimeira e à segunda etapa, sem separar o primeiro materiale o primeiro substrato um do outro.

(4) Quarto aspecto da invenção

De acordo com um quarto aspecto, a presente invençãofornece um método de fabricação de um componente compostoem miniatura compreendendo: uma primeira etapa de coberturade uma superfície de um primeiro substrato formado com umgrande número de depressões mutuamente independentes(depressões que não se comunicam com o exterior ou outrasdepressões) em respectivos locais predeterminados, com umprimeiro material que tem uma função de deformação dúctilsob uma condição predeterminada, de modo que sejam formadosespaços nas depressões precedentes sobre o primeirosubstrato; uma segunda etapa de expansão e extensão doprimeiro material através da pressão de gás nos múltiplosespaços precedentes simultaneamente para formar um conjuntode células em miniatura no primeiro material, de modo queas múltiplas células se estendam em paralelo em uma direçãopredeterminada; uma terceira etapa de adesão de um terceiromaterial a uma parede celular das múltiplas células semseparar o primeiro material e o primeiro substrato um dooutro; e uma quarta etapa de injeção de um segundo materialnas múltiplas células sem separar o primeiro material e oprimeiro substrato um do outro para formar as células, demodo que as células tenham respectivas partes terminaiscorrespondendo às depressões sobre o primeiro substrato.

De acordo com a presente invenção, se torna possívelformar o componente composto em miniatura com alta precisãosimilarmente ao terceiro aspecto da presente invenção emvista do fato de que a terceira e a quarta etapa sãoconduzidas sem separar o primeiro material e o primeirosubstrato um do outro.(5) Quinto aspecto da invenção

De acordo com um quinto aspecto, a presente invençãorealiza a expansão e a extensão do primeiro material noestado em que o primeiro material está em sanduíche entre oprimeiro substrato e um segundo substrato.

De acordo com o quinto aspecto, se torna possívelobter alta precisão no formato das células com o uso dosegundo substrato. Usando uma placa plana para o segundosubstrato, se torna possível formar as células para ter umcomprimento uniforme.

(6) Sexto aspecto da invenção

De acordo com um sexto aspecto, se torna possívelgerar a pressão de gás nos espaços correspondendo àsdepressões na primeira etapa causando despressurização. Como uso de despressurização, a pressão de gás se tornauniforme em todos os espaços correspondendo às múltiplasdepressões precedentes a qualquer momento e se tornapossível formas as células para ter um volume e formatouniformes.

(7) Sétimo aspecto da invenção

De acordo com um sétimo aspecto, o segundo material éaplicado às partes abertas das células em um estadodespressurizado e o segundo material assim aplicado éinjetado nas células através do aumento da pressão além dapressão atmosférica.

De acordo com a presente invenção, é formada umapressão estática uniforme em virtude do uso da diferença depressão de gás, a injeção do segundo material é conduzidauniformemente, sem variação. Ainda, a primeira e a segundaetapa podem ser conduzidas em seqüência no mesmo aparelhono momento de fabricação e se torna possível diminuir ocusto de fabricação do componente composto em miniatura.(8) Oitavo aspecto da invenção

De acordo com um oitavo aspecto, se torna possívelinjetar o segundo material nas células através da aplicaçãodo segundo material nas partes abertas das células em umestado despressurizado e, subseqüentemente, aplicar umaforça centrífuga. Usando a força centrífuga, as substânciasde diferentes gravidades específicas são separadasfacilmente e, assim, se torna possível evacuar facilmente ogás nas células e injetar o segundo material no estadolíquido nas células.

(9) Nono aspecto da invenção

De acordo com um nono aspecto, a presente invençãopode fabricar um conjunto de lentes em miniatura (conjuntode microlentes) para o componente composto em miniatura.

(10) Décimo aspecto da invenção

De acordo com um décimo aspecto, a presente invençãousa uma placa de natureza hidrofóbica para o segundosubstrato. Com isso, o primeiro material é facilmenteseparado do segundo substrato na segunda etapa e, assim, setorna possível formar as células penetrantes facilmente.

(11) Décimo primeiro aspecto da invenção

De acordo com um décimo primeiro aspecto, asdepressões formadas sobre o primeiro substrato têm oformato de uma lente. Assim, de acordo com a presenteinvenção, se torna possível transferir o formato da lentepara as células na terceira etapa do terceiro aspecto ou naquarta etapa do quarto aspecto com a dilatação do gásefetuada na primeira etapa. Assim, a transferência doformato da lente é obtida ao mesmo tempo que a formação dascélulas e se torna possível, com o décimo primeiro aspecto,formar um conjunto de lentes para o componente composto emminiatura.

(12) Décimo segundo aspecto da invenção

De acordo com um décimo segundo aspecto, a presenteinvenção fornece um conjunto de lentes em miniatura no qualas lentes que formam o conjunto de lentes são separadasumas das outras pelo primeiro material tendo a função deproteção óptica, usando um material transparente para osegundo material e um material de proteção opaca ou ópticapara o primeiro material. Com isso, perda ou cintilação deluz é eliminada no conjunto de lentes.

(13) Décimo terceiro aspecto da invenção

De acordo com um décimo terceiro aspecto, o conjuntode lentes em miniatura (conjunto de microlentes) dapresente invenção é formado do primeiro material pelo menostendo a função de isolamento, o segundo material tendo afunção de transmissão óptica e o terceiro material tendo afunção de proteção óptica. Com isso, se torna possívelobter um conjunto de lentes em miniatura (conjunto demicrolentes) livre de perda ou cintilação de luz. Emvirtude do fato do conjunto de lentes em miniatura dodécimo terceiro aspecto obter as três funções precedentespor três materiais diferentes, se torna possívelintensificar as respectivas funções quando comparadas com ainvenção do décimo segundo aspecto. Ainda, é obtido um graude liberdade aumentado no momento de fabricação do conjuntode lentes em miniatura.

(14) Décimo quarto aspecto da invenção

De acordo com um décimo quarto aspecto, a presenteinvenção fornece um método de fabricação de uma estruturade conjunto de células em miniatura compreendendo as etapasde: cobertura de uma superfície superior de um substrato(A) formada com depressões diminutas com alta densidade comum material deformável (B) tendo uma função de deformaçãodúctil sob uma condição predeterminada; extensão domaterial deformável (B) através da pressão de gás emmúltiplos espaços formados pelas múltiplas depressões e omaterial deformável, de modo que os múltiplos espaços sejamexpandidos e alongados em uma direção predeterminada paraformar múltiplas células separadas umas das outras porparedes celulares finas de uma espessura em mícrons, em queas depressões são formadas independentemente sobre osubstrato (A).

De acordo com a presente invenção, as depressões sobreo substrato (A) são formadas independentemente umas dasoutras e, assim, o tempo de expansão e a quantidade deexpansão se tornam idênticos entre as múltiplas depressõesquando despressurização é aplicada. Desse modo, as célulascolunares alongadas são uniformemente formadas de umamaneira separada umas das outras pelas paredes celularesformadas do material deformável.

(15) Décimo quinto aspecto da invenção

De acordo com um décimo quinto aspecto, a presenteinvenção despressuriza o lado do substrato (A) coberto como material deformável (B) e, assim, o tempo de expansão e aquantidade de expansão se tornam idênticos entre depressõesadjacentes. Desse modo, se torna possível desenvolver umconjunto de células formado de múltiplas células colunaresmutuamente independentes de modo uniforme.

(16) Décimo sexto aspecto da invenção

De acordo com um décimo sexto aspecto, a presenteinvenção usa uma solução aquosa gelatinosa adicionada comum tensoativo para o material deformável (B). Assim, ascélulas são desenvolvidas como bolhas de sabão tendo umaparede celular muito fina, em que as células assimdesenvolvidas sofrem transição para um gel após isso. Dessemodo, as células são secas enquanto se mantém o formato dasmesmas. Ainda, em virtude do fato da temperatura detransição sol-gel ser cerca de 40°C, se torna possívelaumentar a quantidade de. expansão em baixas temperaturas,5 ao mesmo tempo em que se suprime a ebulição da água e setorna possível usar um alto grau de despressurização para odesenvolvimento da estrutura de conjunto de células.

(17) Décimo sétimo aspecto da invenção

De acordo com um décimo sétimo aspecto, a presenteinvenção fornece um espaço para ventilação no lado dosubstrato (A) coberto com o material deformável (B) . Comisso, é possível secar o material deformável (B) a partirdesse lado.

(18) Décimo oitavo aspecto da invenção

De acordo com um décimo oitavo aspecto, a presenteinvenção faz com que um corpo estrutural formado comorifícios penetrantes com uma inclinação menor do que ainclinação das células na estrutura de conjunto de célulasfaça um contato com o material deformável (B) que cobre asuperfície superior do substrato (A) onde as depressões sãoformadas. Com isso, se torna possível controlar a relaçãoentre os espaços formados no corpo estrutural nos orifíciospenetrantes e o substrato (A), e a espessura do materialdeformável (B) aplicada ao substrato (A) se torna uniforme.Ainda, em virtude do fato dos orifícios penetrantes seremformados com a inclinação menor dó que a inclinação dascélulas no material deformável (B) , as células podem sedesenvolver sem perda de seus formatos. Ademais, por meiode ventilação do espaço por trás do material deformável (B)através dos orifícios penetrantes, as células sãoprontamente solidificadas.

(19) Décimo nono aspecto da invenção

De acordo com um décimo nono aspecto, a presenteinvenção aplica um processo para tornar as depressõeshidrofóbicas. Com isso, o material deformável (B) não entranas depressões no momento de aplicação do materialdeformável (B) sobre a superfície do substrato (A).

(20) Vigésimo aspecto da invenção

De acordo com um vigésimo aspecto da presenteinvenção, as depressões são formadas no substrato (A) demodo que um diâmetro das mesmas é maior do que um diâmetrode uma parte aberta formada sobre a superfície do substrato(A) pelas depressões.

De acordo com o vigésimo aspecto, se torna possívelaplicar o material deformável (B) sobre a superfície dosubstrato (A) sem fazer com que o material deformável (B)invada substancialmente as depressões sobre o substrato(A) . Ainda, em virtude da área de contato reduzida daspartes abertas, a desgasificação das depressões após aaplicação do material deformável (B) é reduzida e se tornapossivel efetuar a expansão máxima para as células nomomento da despressurização.

(21) Décimo primeiro aspecto da invenção

De acordo com um décimo primeiro aspecto, a presenteinvenção injeta um material de núcleo tendo um Índice derefração maior do que o índice de refração do materialdeformável (B) nas células formadas no material deformável(B) . Assim, se torna possível fabricar um conjunto defibras ópticas com alta precisão dimensional e altaeficiência de utilização da luz, com baixo custo e altaeficiência de produção.

(22) Décimo segundo aspecto da invenção

De acordo com um décimo segundo aspecto, a presenteinvenção remove o material deformável (B) após injeção domaterial de núcleo nas células formadas no materialdeformável (B) e preenche os intervalos formados com aremoção do material deformável (B) com um material derevestimento. Como resultado, se torna possível fabricar umconjunto de fibras ópticas tendo resistência à água, aomesmo tempo em que se usa diversos materiais para osnúcleos.

Exemplos de Trabalho da InvençãoEm seguida, será feita descrição com relação à (1)"fabricação de conjunto de lentes" e (2) "fabricação de umaplaca de fibras ópticas (conjunto de fibras ópticas)".

1. Fabricação de Conjunto de Lentes[Exemplo 1]

Primeiramente, o método de processamento pertinente aoterceiro aspecto da invenção será explicado com referênciaà Figura 1 e Figuras 2A-2F.

Molde para lentes (primeiro substrato)

Fazendo referência à Figura 2A, deve ser notado que ummolde para lentes 80 (primeiro substrato) é um molde quedetermina a inclinação dos elementos de lente de umconjunto de lentes a ser formado. Além disso, o molde paralentes 80 determina a estrutura básica do conjunto decélulas formado através da expansão de um material opacodeformável 82 fornecido sobre o mesmo de modo a formarlacunas no mesmo na forma de células colunares e usadospara contenção dos elementos de lente do conjunto delentes. Ainda, o molde para lentes 80 é usado para o moldedos elementos de lente no processo conduzido após formaçãodo conjunto de lentes.

No Exemplo 1, o molde para lentes 80 é formado de umaborracha de silicone tendo uma superfície impermeável epartes das lentes 80a são formadas no molde para lentes 80em um padrão reticulado com uma inclinação de 200 μπι. Cadaparte de lente 80a tem uma superfície semi-esférica comraio de 180 pm, em que cento e sessenta e nove de taispartes de lentes 80a são formadas sobre o molde para lentes80 em treze linhas e treze colunas.Material opaco (primeiro material)

O material opaco 82 é um material deformável que formaa estrutura de conjunto celular incluindo as célulascolunares alongadas definidas pelas paredes celulares. Omaterial opaco 82, desse modo, funciona para suprimircintilação ou perda de luz quando elementos ópticos sãoformados nas células. No Exemplo 1, uma resina acrílica decura por UV com índice de refração de 1,56 é usada para omaterial opaco 82. Desse modo, de modo a funcionar como umaproteção óptica opaca, o material opaco 82 é adicionado compartículas de negro de fumo com a quantidade de 0,5% empeso. Em virtude do material opaco 82 ter o mesmo índice derefração que as lentes a serem formadas nas células, não écausada reflexão total da luz e absorção óptica é obtidaeficientemente.

Material das lentes (segundo material)

Com o Exemplo 1, uma resina acrílica de cura por UVcom índice de refração de 1,56 é usada para lentes 83 quesão formadas no material opaco 82 em correspondência àscélulas colunares no mesmo.

Aparelho de controle de pressão

Um aparelho de controle de pressão 100 comprime e/ouevacua gases e é usado para controle da dimensão,primariamente da altura, da estrutura de conjunto decélulas que forma as paredes celulares no material opaco82.

[Função]

O processo do Exemplo 1 ocorre conforme mostrado nasFiguras 2B-2F.

(1) Na etapa da Figura 2B, o material opaco 82 érevestido por rotação sobre um substrato de vidro plano 81transparente a luzes ultravioleta e tendo um alto grau denivelamento, com uma espessura de filme de 0,1-100 μπι noestado em que o substrato de vidro 81 é colocado sobre omolde para lentes 80. No Exemplo 1, o material opaco érevestido por rotação com a espessura de 20 pm (primeiraetapa).

O aparelho de controle de pressão 100 é o aparelhocapaz de controlar a pressão ambiente no mesmo para umapressão predeterminada. No Exemplo 1, a pressão ambiente écontrolada usualmente em 0,1 MPa. Deve ser notado que essapressão é escolhida para controle da dilatação gasosacausada nas etapas subseqüentes.(2) A estrutura da Figura 2B obtida na primeira etapaé incorporada no aparelho de controle de pressão 100 e apressão ambiente no mesmo é reduzida para 0,003 MPa.

Com esse processo de despressurização, começa aexpansão ou dilatação de gás nos espaços correspondendo àspartes das lentes 80a e, assim, é causada a expansão dosespaços nas partes das lentes 80a com a expansão do gás nosmesmos causando deformação no material opaco 82.

Aqui, deve ser observado que a expansão ocorre emtodas as partes das lentes 80a sobre o molde para lentes 80simultaneamente e, assim, a expansão lateral dos espaços érestrita em virtude da interferência dos espaçosadjacentes. Assim, a expansão ocorre unicamente na direçãopara cima, levando à formação de uma estrutura de conjuntode células na qual múltiplas células colunares são formadasadjacentes umas às outras no material opaco deformado 82 emcorrespondência às partes das lentes 80a de uma maneira talque as múltiplas células se estendem em paralelo umas comas outras na direção para cima a partir do substrato 80.Desse modo, o material opaco 82 forma paredes celularesopacas 84 definindo as células colunares formadas no mesmo.No estado da Figura 2C, radiação ultravioleta é aplicadadurante cerca de dez segundos para cura do material opaco82 assim formado e, com isso, as paredes celulares opacas84 assim formadas são solidificadas e a estrutura deconjunto celular é fixada (segunda etapa).

Em seguida, na etapa da Figura 2D, o substrato 80assim trazendo sobre o mesmo a estrutura de conjuntocelular é tirado do aparelho de controle de pressão 100.Ainda, após a remoção do substrato de vidro 81, as célulasque formam o conjunto de células no material opaco 82 sãoinjetadas com uma resina que forma as lentes, em que essainjeção da resina é conduzida em um separador centrifugosob uma força centrifuga de 3000G durante 30 segundos(terceira etapa).

Aqui, é importante notar que o molde para lentes 80 eas paredes celulares 84 não são separados uns dos outrosdurante esse processo.

Em seguida, na etapa da Figura 2E, uma placa refletora85 transparente às radiações ultravioleta é colocada sobrea estrutura da Figura 2D e radiação ultravioleta é aplicadadurante cerca de 10 segundos para cura do material delentes 83. Com isso, os elementos de lente 86 são formadosnas células da estrutura de conjunto celular na forma de umconjunto de lentes (quarta etapa) .

Finalmente, o molde para lentes 80 e a placa refletora85 são removidos e o conjunto de lentes é obtido de modoque elementos de microlentes 8 6 são mantidos nas célulascolunares alongadas definidas com as paredes celularesopacas 84.

Embora não ilustrado, é preferível recozer a estruturaassim obtida de modo que a cura ocorra totalmente noselementos de lente 86 e também nas paredes celulares 84 ede modo que não permaneça nenhum local não curado,especialmente nas paredes celulares opacas 84.

[Exemplo 2]

0 Exemplo 2 é uma modalidade correspondendo ao segundoaspecto da invenção e forma a parte opaca em duas etapas,conforme será explicado com referência às Figuras 3A-3G.Nesse sentido, deve ser observado que o processo do Exemplo2 é diferente do processo do Exemplo 1 nos seguintesaspectos:

(a) uma parede celular 94 correspondendo à parede celularopaca 84 do Exemplo 1 inclui um filme opaco 94a que cobreuma parede celular 94b; e

(b) uma resina acrílica de cura por UV é usada para omaterial da parede celular 94b (primeiro material),enquanto que o filme opaco (terceiro material) 94a éformado através da aplicação de partículas de negro de fumoà parede celular 94b.

De outro modo, o Exemplo 2 é idêntico ao Exemplo 1.

[Função]O processo do Exemplo 3 é mostrado nas Figuras 3A-3G,em que não há diferença com relação ao processo do Exemplo1, exceto que um liquido opaco no qual partículas de negrode fumo são dispersas em um solvente volátil é injetado nascélulas da etapa da Figura 3D após a formação das paredescelulares 94b. Nas Figuras 3A-3G, deve ser observado queaquelas partes correspondendo às partes descritaspreviamente com referência ao Exemplo 1 são designadaspelos mesmos numerais de referência e a descrição dasmesmas será omitida.

Desse modo, em virtude do fato do molde para lentes 80ser impermeável, o líquido opaco adere seletivamente àsparedes celulares 94b e as partículas de negro de fumoassim aderidas à parede celular 94 formam o filme opaco 94aprecedente (terceira etapa).

Em virtude do material 92 correspondendo ao material82 do Exemplo 1 ser isento do material opaco do Exemplo 2,o processo de cura por UV da Figura 3C ocorreeficientemente e a cura das paredes celulares 94b é obtidaem curto tempo. Ainda, em virtude de se tornar possívelusar o material opaco em grande quantidade, o efeito deeliminação de cintilações ou perda de luz é intensificadocom o Exemplo 2 e se torna possível suprimir o vazamento deluz no conjunto de lentes efetivamente.[Exemplo 3]

0 Exemplo 3 mostrado nas Figuras 4A e 4B fornece umconjunto de fibras ópticas (placa de fibras ópticas)formado usando o processo do Exemplo 1 e Exemplo 2.

Assim, com a construção da Figura 4A, uma camada derevestimento 101 forma uma estrutura de conjunto de célulascontendo núcleos 102 nas células da estrutura de conjuntode células, em que o Exemplo 3 forma a camada derevestimento 101 usando uma resina de metacrilato de curapor UV com Índice de refração de 1,45 para o primeiromaterial que forma as paredes celulares, enquanto usa umaresina acrílica de cura por UV com índice de refração de1,56 para o segundo material usado para o núcleo 102.

Desse modo, é possível fornecer um efeito de lente aoselementos de fibra óptica através da formação dos elementosde fibra óptica para ter um formato semi-esférico, conformemostrado na Figura 4A.

Alternativamente, é possível formar os elementos defibra óptica para ter uma parte terminal de formato cônicopara difusão de luz, conforme mostrado na Figura 4B.

[Exemplo 4]

Em contraste com o conjunto de microlentes da Figura1, no qual os elementos de lente estão dispostos na formade um reticulado, o Exemplo 4 na Figura 5 fornece umconjunto de lentes no qual os elementos de lente estãodispostos em um arranjo escalonado.

Assim, é possível, com a presente invenção, fabricarum conjunto de lentes em miniatura de disposição escalonadapara o elemento de lente mostrado na Figura 5 ao mesmotempo em que usa um processo similar aqui explicadoanteriormente. Nesse caso, deve ser observado que asparedes celulares opacas que formam a camada derevestimento 101 formam na mesma células de formato pilarhexagonal, conforme mostrado na Figura 5, e os núcleos 102que preenchem as células têm o formato correspondente depilar hexagonal.

Em seguida, o oitavo aspecto da presente invenção queusa o segundo substrato de natureza hidrofóbica seráexplicado com referência à Figura 6.

(Caso 1) -O segundo substrato não é impermeável

No caso do segundo substrato 81 carecer deimpermeabilidade, as células são formadas na estrutura deconjunto de células de um segundo material 112correspondendo ao material deformável 82 das Figuras 2A-2F,conforme mostrado na Figura 6, em que deve ser notado quecada célula tem uma extremidade fechada no lado que faceiao segundo substrato 81. Isso é porque o filme do material112 permaneceu em contato com o segundo substrato 81 naparte terminal das células em virtude da alta umidade entreo segundo material 112 e o segundo substrato 81.(Caso 2) - 0 segundo substrato é impermeável

No caso do segundo substrato 81 ser impermeável,aparece uma estrutura de conjunto celular similar ao casodos Exemplos 1 e 2 mostrado nas Figuras 2A-2F ou 3A-3G nasquais cada célula tem extremidades abertas. Tal estruturasurge porque o filme do segundo material 112 se moveu emoutro lugar em virtude do pobre umedecimento entre osegundo material 112 e o segundo substrato 81.

A partir dos Casos 1 e 2 mencionados acima, serácompreendido que o controle da estrutura de conjunto decélulas é possível através da natureza impermeável doprimeiro substrato 80.

2. Exemplos de Fabricação de Placa de Fibras Ópticas

[Exemplo 5] - Método de formação de uma estrutura deconjunto de célula de células alongadas colunares

As Figuras 7-9 mostram o processo de fabricação de umaplaca de fibras ópticas (conjunto de fibras ópticas) deacordo com o Exemplo 5.

Fazendo referência aos desenhos, é fornecido umaparelho de controle de temperatura 22 sobre uma máquina derevestimento 21 e um substrato (A) trazendo um grandenúmero de depressões sobre uma superfície superior do mesmocom alta densidade é montado sobre o aparelho de controlede temperatura 22.

Com essa modalidade, uma estrutura de conjunto decélulas incluindo na mesma células colunares finas com altadensidade é formada sobre tal substrato (A).

A construção e operação do Exemplo 5 serão aquiexplicadas posteriormente.

1. Construção do Exemplo 5

(1) Substrato (A)

O substrato (A) da Figura 7 serve para o molde paradesenvolvimento de uma estrutura de conjunto de célulassobre o mesmo e determina a inclinação das células naestrutura de conjunto de células assim formada. Maisespecificamente, o substrato (A) é formado de uma borrachade silicone e é formado com depressões 23 tendo um formatosemi-esférico com diâmetro de 25 um em um padrão escalonadocom uma inclinação de 38 um.

(2) Material da estrutura celular (B)

O material da estrutura de conjunto de células (B) daFigura 7 forma o corpo da estrutura de conjunto de célulasformado com uma série de células alongadas colunares. Parao material da estrutura de conjunto de células (B) , épossível usar uma solução aquosa de gelatina comercialmentedisponível (marca comercial Jellice) diluída cinco vezes emágua purificada e adicionada com um tensoativo (dodecilsulfato de sódio) a 1% . em peso. Nesse caso, a transiçãosol-gel ocorre para o material da estrutura de conjunto decélulas em torno de 38°C.

(3) Aparelho de controle de temperatura

O aparelho de controle de temperatura 22 controla aviscosidade (transição sol-gel) através do controle datemperatura do material estrutural celular (B).

(4) Aparelho de controle de pressão

Um aparelho de controle de pressão 24 da Figura 7 é umaparelho que comprime e evacua gases e controla a dimensão,particularmente a altura, da estrutura de conjunto decélulas. Ainda, o aparelho de controle de pressão facilitaa secagem do material estrutural celular (B).

(5) Ejetor

Um ejetor 25 da Figura 7 é um dispositivo para ejeçãodo material estrutural celular (B) sobre o substrato (A)com uma quantidade predeterminada.

(6) Máquina de revestimento

A máquina de revestimento 21 da Figura 7 é um aparelhoque espalha o material estrutural celular (B) ejetado sobrea superfície superior do substrato (A) a partir do ejetorpara formar um filme de uma espessura predeterminada. Noexemplo ilustrado, a máquina de revestimento 21 éumamáquina de revestimento por rotação que utiliza uma forçacentrifuga.

Operação do Exemplo 1

(1) Primeiro, a pressão ambiente da máquina derevestimento 21 é controlada para uma pressãopredeterminada, tal como 0,1 MPa, usando o aparelho decontrole de pressão 24. Esse processo é conduzido paracontrolar a quantidade de dilatação de gás no processoposterior.

(2) A temperatura do substrato (A) é controlada usandoo aparelho de controle de temperatura 22. Desse modo, oaquecimento pode ser conduzido através de qualqueraquecedor, luz infravermelha, microondas e semelhantes. Nocaso do Exemplo 1, um aquecedor com cartucho elétrico éusado para o aparelho de controle de temperatura 22. Atemperatura pode ser ajustada próxima da temperatura detransição sol-gel, tal como 38°C. Essa temperatura éescolhida para controle da viscosidade e, conseqüentemente,transição sol-gel do material estrutural celular (B).

(3) Ejetar o material estrutural celular (B) sobre osubstrato (A) usando o ejetor 25. Quase simultaneamente, omaterial estrutural celular (B) assim ejetado é dispersosobre o substrato (A) através de aperto ou revestimentorotacional, de modo que são formados espaços vazios nasdepressões 23. Nessa etapa de revestimento, o materialestrutural celular (B) pode formar um filme tendo umaespessura de filme de 1-100 μιη. No exemplo da modalidade 5,o material estrutural celular (B) forma um filme comespessura de 10 um. A ejeção do material estrutural celular(B) a partir do ejetor 25 é obtida na temperatura de 45°Ce, conseqüentemente, no estado sol de baixa viscosidade.

(4) Diminuir a pressão ambiente da máquina derevestimento 21, após diminuir a temperatura do substrato(A), de modo que seja causada uma transição para gel nomaterial estrutural celular (B).

Com o Exemplo 5, o controle de temperatura do aparelhode controle de temperatura 22 é reduzido para 20°C e apressão ambiente é diminuída, depois disso, para 0,03 MPausando o aparelho de controle de pressão 24. Com isso, ogás nos espaços das depressões começa a dilatação e osespaços causam extensão, conforme representado na Figura 8.

Desse modo, em virtude das simultâneas dilatações nasdepressões adjacentes 23, a expansão lateral dos espaços érestrita e a dilatação dos espaços ocorre apenas na direçãoacima do substrato (A). Assim, é formada uma série decélulas 31 simultaneamente no material estrutural celular(B) na forma de bolhas alongadas mutuamente independentes,enquanto que as bolhas ou células 31 assim formadas formamuma estrutura de conjunto de células colunares 30.

Após isso, a temperatura do substrato (A) é diminuídapelo aparelho de controle de temperatura 22 e o materialestrutural celular (B) assim formado com uma estrutura deconjunto de células é solidificado e seco, enquanto semantém o formato do mesmo. Desse modo, o tempo para asolidificação é reduzido grandemente através da evacuaçãodo ambiente usando o aparelho de controle de pressão 24.

(5) Em seguida, a câmara de processamento do aparelhode controle de pressão 24 é aberta e o trabalhocorrespondendo à estrutura de conjunto de células assimformada é retirado para o exterior.

A Figura 8 mostra a estrutura de conjunto de célulasassim formada em uma escala ampliada no estado em que aestrutura de conjunto de células é retirada do aparelho decontrole de pressão 24 após 10 minutos terem decorrido doprocesso de dilatação e no estado em que o substrato (A) éremovido.

Foi confirmado que a estrutura de conjunto de célulasassim obtida está suficientemente seca e tem umaresistência mecânica que mantém o seu formato. No exemploilustrado, cada célula 31 na estrutura de conjunto decélulas 30 tem um diâmetro de 35 pm e um comprimento de 120pm, com a espessura de parede de 3 μm.[Exemplo 6] - Modalidade correspondente ao décimo oitavoaspecto da invenção

Em seguida, a modalidade correspondente ao décimooitavo aspecto da invenção será explicada.

O décimo oitavo aspecto da invenção corresponde àconstrução mostrada na Figura 10, na qual uma estrutura dechapa plana 26 formada com uma série de orifíciospenetrantes é contatada com o material deformável (B) sobreo substrato (A) . Desse modo, os orifícios penetrantes sãoformados com uma inclinação menor do que a inclinação dascélulas na estrutura de conjunto de células.

Deve ser observado que tais orifícios penetrantesdiminutos podem ser formados facilmente com um diâmetro de0,1 μπι ou menos causando oxidação anódica em uma placa dealumínio com espessura de 200 μπι. Em virtude dos orifíciospenetrantes serem formados com uma inclinação menor do quea inclinação das células na estrutura de conjunto decélulas, se torna possível causar dilatação no materialdeformável (B) sem danificar o formato das célulasindividuais 31 através do contato da estrutura de chapa 26com o lado de trás do material deformável (B).[Exemplo 7] - Modalidade correspondente ao vigésimo aspectoda invenção

A Figura 11A mostra esquematicamente o problema quepode surgir quando um material deformável (B) é aplicado auma superfície do substrato (A) formado com depressõessemi-esféricas 23.

Mais especificamente, a Figura IlA mostra a situaçãona qual o gás na depressão 23 é dissolvido no materialdeformável (B) ou escapa para fora passando através doelemento deformável (B)f conforme mostrado na parteesquerda do desenho. Associado a tal desgaseificação, podeser observado na Figura IlA que o material deformável (B)invade as depressões em algumas das depressões 23. A Figura11B ilustra a equação de Young-Laplace.

De acordo com a equação de Young-Laplace, umadiferença de pressão ΔΡ entre uma pressão de gás Pi e umapressão de líquido Pl é representada por uma bolha deformato elíptico formada em um líquido como:

<formula>formula see original document page 62</formula>

em que Rl e R2 representam, respectivamente, o raio dabolha medido ao longo de um eixo menor da mesma e o raio dabolha medido ao longo de um eixo maior da mesma.

Assim, a equação precedente representa que a diferençade pressão ΔΡ é aumentada quando o raio R1 e o raio R2 sãodiminuídos. Aqui, σ representa a tensão superficial dolíquido.

Assim, quando o diâmetro da depressão 23 se torna 30ym ou menos, a pressão da bolha é aumentada de acordo com aequação de Young-Laplace, resultando em absorção do gáspelo liquido. Alternativamente, o gás escapa da depressão23 para fora passando através do material deformável (B).Em qualquer um desses casos, surge o problema de que omaterial deformável invade a depressão 23, conformemostrado na Figura 11A.

Assim, o Exemplo 7 reduz esse problema através dadiminuição da área da depressão 23 aberta na superfície dosubstrato (A), conforme representado na Figura 12A, na qualserá notado que é formada uma série de lacunas esféricas nosubstrato (A), de modo que cada lacuna esférica é expostana superfície do substrato (A) em uma abertura tendo umdiâmetro muito menor do que o diâmetro da lacuna em si.

Deve ser notado que a estrutura da Figuras 12A éobtida facilmente através das etapas de: ordenação demicroesferas de poliestireno sobre a superfície dosubstrato (A); cobertura das microesferas por uma camada deresina de cura por UV; e remoção das microesferas depoliestireno por um solvente orgânico, tal como acetona.

A Figura 12B mostra outro exemplo do substrato (A) noqual é formada uma série de depressões profundas 23b nosubstrato (A). A estrutura da Figura 12B pode ser formadaatravés de fotolitografia.[Exemplo 8] - Modalidade correspondente ao vigésimo aspectoAs Figuras 13A-13D, 14A e 14B mostram o processo defabricação de um conjunto de fibras ópticas, de acordo como vigésimo aspecto da invenção.

Com o vigésimo aspecto, é formada uma estrutura deconjunto de células 30 na qual as células têm umaextremidade fechada no lado do substrato (A), enquanto quea outra extremidade oposta é aberta.

(1) A estrutura de conjunto de células 30 obtida com oprocesso do Exemplo 5 é virada para baixo, conformemostrado na Figura 13A, e um material de núcleotransparente 41 é injetado nas células da mesma nesseestado. No exemplo ilustrado, uma resina de cura por UV nãocurada é usada para o material de núcleo 41. Maisespecificamente, o exemplo ilustrado usa uma resinaacrílica de cura por UV com índice de refração de 1,56 parao material de núcleo 41.

De forma a assegurar injeção positiva de material denúcleo 41 nas células em miniatura 31 sem lacunas, apresente modalidade usa um separador centrífugo 50 mostradonas Figuras 14A e o material de núcleo 41 é injetado naetapa da Figura 14B com uma pressão de 3000G durante operíodo de 30 segundos através da operação do separadorcentrífugo 50.Assim, na etapa da Figura 14A, a estrutura de conjuntode células 30 é montada sobre um tambor rotativo 51 doseparador centrifugo 50 e o material de núcleo 41 éentornado sobre a estrutura de conjunto de células 30.

Em seguida, na etapa da Figura 14B, o tambor 51 égirado em alta velocidade e o material de núcleo 41 écomprimido nas células 3 através da força centrifuga queatua sobre o material de núcleo 41. Desse modo, qualquerbolha de ar 52 na célula 41 é separada e as células 31 sãototalmente carregadas com o material de núcleo 41.

(2) Em seguida, na etapa da Figura 13B, a resina decura por UV que forma o material de núcleo 41 é curadaatravés de luz UV irradiante.

(3) Em seguida, o conjunto de células 30 de gelatina ésubstituído por outro material, de preferência opaco, capazde desempenhar função de proteção óptica, em vista do fatode que a gelatina que forma o conjunto de células 30 tempouca resistência à água e índice de refração relativamentealto.

Assim, o conjunto de fibras ópticas da Figura 13B éimerso na água para remoção das paredes celulares formadasde gelatina na etapa da Figura 13C e, com isso, sãoformados intervalos 42 entre os núcleos 41 emcorrespondência às paredes celulares de gelatina.(4) Ainda, na etapa da Figura 13C, um material derevestimento 43 é injetado nos intervalos 42 assim formadosusando o separador centrifugo 50 das Figuras 14A e 14Bsimilarmente ao caso dos núcleos 41. No exemplo ilustrado,uma solução de PMMA, na qual polimetacrilato (PMMA) tendoum Índice de refração de 1,4 9 dissolvido em um solventevolátil e adicionado com negro de fumo com a quantidade de0,5% em peso, é usado.

Após a injeção do material de revestimento 43, aestrutura de revestimento 44 é formada após a secagem,conforme mostrado na Figura 13D.

(5) Com o processo precedente, é possível fabricar umaplaca de fibras ópticas ou conjunto de fibras ópticas emminiatura 40 mostrado na Figura 13D ou 15 com um processosimples e em curto período de tempo, de modo que as fibrasópticas 45 tendo um diâmetro de 35 um e trazendo uma camadade revestimento de 3 pm de espessura estão dispostas naforma de um conjunto com altura de 120 μm.

Deve ser notado que a eficiência de utilização da luzde tal placa de fibras ópticas 40 atinge tão mais quanto22% no caso da distância à fonte óptica ser ajustada parapm ou menos.

[Exemplo 9]

Embora o substrato ou "molde" usado nas modalidadesprecedentes tenha uma superfície superior plana formada comas depressões, a presente invenção não está limitada a talsubstrato plano e também é possível usar um substratocilíndrico 201, conforme mostrado na Figura 16A. Em cadauma das Figuras 16A-16C, deve ser notado que o desenho àdireita mostra o substrato cilíndrico 201 e os componentesformados sobre o mesmo em uma vista oblíqua, enquanto que odesenho à esquerda mostra a seção transversal tomada aolongo de um plano L.

Conforme representado na Figura 16A, o substratocilíndrico 201 é formado com uma série de depressões 202correspondendo às depressões 80a da Figura 2A e um materialdeformável 203 é revestido sobre a superfície cilíndrica dosubstrato 202 em correspondência ao material deformável 82da Figura 2B. Desse modo, são formados espaços isoladossobre a superfície do substrato cilíndrico 201 emcorrespondência às depressões 202.

Ainda, na etapa da Figura 16C, a pressão ambiente édiminuída e é causada dilatação no gás que preenche asdepressões 202 e são formadas células alongadas 203A nomaterial deformável 203 agora formando uma estrutura deconjunto de células, de modo que as células 203A sãoalinhadas na direção perpendicular à superfície cilíndricado substrato.[Exemplo 10]

A Figura 17 mostra um papel eletrônico reutilizável400, de acordo com o Exemplo 10 da presente invenção.

Fazendo referência à Figura 17, o papel eletrônicoreutilizável 400 inclui um plano posterior 401 formado deum substrato 401A trazendo sobre o mesmo uma camada deeletrodo 401B incluindo vários eletrodos e elementos ativose um plano frontal 402 é aderido sobre o plano posterior401 por uma camada adesiva 403.

O plano frontal 401 inclui um substrato transparente402A e uma camada de eletrodo transparente 4 02B formadasobre o mesmo, em que a camada de eletrodo transparente402B é aderida a uma estrutura celular 402D incluindo namesma células mutuamente isoladas 402c de uma maneira queas células 402c são separadas por paredes celulares 402d.As células 402c são preenchidas com uma substânciaeletroforética 402e e cobertas com uma camada de vedação402E, em que a camada de eletrodo transparente 402B éaderida a uma camada de vedação 402E por meio de uma camadaadesiva 402C.

Assim, aplicando uma voltagem através do padrão deeletrodo na camada de eletrodo 401B do plano posterior 401e na camada de eletrodo transparente 402B do plano frontal402, é causada migração eletroforética na substânciaeletroforética 402c que preenche as células 402c e imagenssão visualizadas através da migração eletroforética assiminduzida.

Em um exemplo, a estrutura celular 402D tem umaespessura t de 50 ym e cada célula 402c pode ter umalargura W de 150 μm. Ainda, a parede celular 402d pode teruma espessura de 8 μm ou menos.

As Figuras 18A-18G mostram o processo de fabricação dopapel eletrônico reutilizável 400 da Figura 18.

Fazendo referência à Figura 18A, um molde 501 de umaborracha de silicone é fornecido de modo que o molde 501 éformado com depressões 501A em um padrão escalonado,similarmente à etapa da Figura 2A, exceto que as depressões501A são formadas em um buraco cilíndrico tendo um diâmetrode 100 um e com uma inclinação de 150 um.

Ainda, uma resina acrílica de cura por UV misturadacom partículas de negro de fumo com uma concentração de0,5% em peso é aplicada ao substrato 501 através de umprocesso de revestimento para formar uma camada deformável502 na etapa da Figura 18A e, na etapa da Figura 18B, oambiente por trás da camada deformável 502 é evacuado paraa pressão de 0,03 MPa para causar a expansão do gás quepreenche os espaços 501A.

Após a cura do material deformável 502 através deirradiação UV, o substrato 501 é removido e a estruturacelular 402D da estrutura da Figura 17 é obtida através domaterial curado 502, de modo que as células 402c sãoformadas na estrutura celular 402D na forma isolada umasdas outras pelas paredes celulares 402d. A estruturacelular assim formada tem um tamanho A5 (148 mm χ 210 mm),com a espessura t de 50-70 ym, uma inclinação de célula Ade 150 μπι e a espessura de parede celular d de 8 pm.

Em seguida, na etapa da Figura 18D, as células 402csão preenchidas com uma substância eletroforética,tipicamente formada de partículas de óxido de titânio,partículas de negro de fumo e isoparafina e, na etapa daFigura 18E, a camada de vedação 402E de uma resina deuretano é fornecida de modo a cobrir as células abertas402c, de modo que não restem bolhas de ar.

Em seguida, na etapa da Figura 18F, a camada adesiva402 é aplicada à camada de vedação 402E e, na etapa daFigura 18E, o substrato transparente 402A trazendo sobre omesmo o eletrodo transparente 402B de ITO ou semelhante éaderido à camada adesiva 402c no estado de cabeça parabaixo.

Ainda, na etapa da Figura 18G, a estrutura da Figura18E é aderida ao plano posterior 401 por meio da camadaadesiva 403 e o papel eletrônico reutilizável 400 da Figura17 é obtido.

Ainda, a presente invenção não está limitada de formaalguma às modalidades aqui descritas anteriormente, masdiversas variações e modificações podem ser feitas sem sedesviar do escopo da invenção.

A presente invenção é baseada nos pedidos deprioridade japonesa Nos JP 2005-262202 e JP 2005-322493,respectivamente depositados em 9 de setembro de 2005 e 7 denovembro de 2005, os quais são aqui incorporados comoreferência.

Claims (20)

1. Método de fabricação de uma estrutura de conjunto decélulas caracterizado pelo fato de compreender:- uma primeira etapa de laminação de uma camada deformávelcapaz de causar deformação plástica sobre um substrato, oreferido substrato sendo formado com múltiplas depressõesmutuamente separadas sobre uma superfície superior domesmo, de modo que a referida camada deformável forma umespaço mutuamente isolado em cada uma das referidasmúltiplas depressões; e- uma segunda etapa de extensão do referido espaço em cadauma das referidas múltiplas depressões causando deformaçãoplástica na referida camada deformável, de modo que sejamformadas múltiplas células colunares, respectivamente, emcorrespondência às referidas múltiplas depressões.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a referida segunda etapacompreende uma etapa de diminuição da pressão de um espaçofora da referida camada deformável laminada sobre oreferido substrato, a referida deformação plástica dareferida camada de material sendo induzida por uma pressãode gás nas referidas múltiplas depressões.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que as referidas múltiplas células se estendemem uma direção geralmente perpendicular à referidasuperfície superior do referido substrato.

4. Método de fabricação de um material composto diminutocaracterizado pelo fato de compreender:- uma primeira etapa de laminação de uma camada deformávelcapaz de causar deformação plástica sobre um substrato, oreferido substrato sendo formado com múltiplas depressõesmutuamente separadas sobre uma superfície superior domesmo, de modo que a referida camada deformável forma umespaço mutuamente isolado em cada uma das referidasmúltiplas depressões;- uma segunda etapa de extensão do referido espaço em cadauma das referidas múltiplas depressões causando deformaçãoplástica na referida camada deformável, de modo que sejamformadas múltiplas células colunares, respectivamente, emcorrespondência às referidas múltiplas depressões; e- uma terceira etapa de formação de múltiplos componentescolunares nas respectivas células colunares.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que a terceira etapa compreende:- uma primeira sub-etapa de solidificação da referidacamada deformável para formar paredes celulares em umestado formado com as referidas múltiplas célulascolunares; e- uma segunda sub-etapa de injeção de um material dosreferidos componentes colunares nas referidas múltiplascélulas em um estado no qual as referidas paredes celularessão presas ao referido substrato.

6. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que a referida terceira etapa compreende:- uma primeira sub-etapa de solidificação da referidacamada deformável para formar paredes celulares em umestado formado com as referidas múltiplas célulascolunares;- uma segunda sub-etapa de adesão de um primeiro materialàs referidas paredes celulares para formar uma camada doreferido primeiro material que cobre as referidas paredescelulares; e- uma terceira sub-etapa de injeção de um segundo materialdo referido componente colunar nas referidas células apósas referidas paredes celulares serem cobertas com oreferido primeiro material.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o referido primeiro material é um materialque adere seletivamente às referidas paredes celulares, areferida terceira sub-etapa sendo conduzida de modo que oreferido segundo material faz contato direto com o referidosubstrato na referida depressão em cada uma das referidasmúltiplas células.

8. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que a referida terceira etapa compreende:- uma primeira sub-etapa de solidificação da referidacamada deformável para formar paredes celulares em umestado formado com as referidas múltiplas célulascolunares;- uma segunda sub-etapa de injeção de um material doreferido componente colunar nas referidas células como umprimeiro material;- solidificação do referido primeiro material para formaros referidos componentes colunares nas respectivasmúltiplas células;- remoção das referidas paredes celulares seletivamente dosreferidos componentes colunares; e- preenchimento de um segundo material em um vão formadoentre os referidos múltiplos componentes colunares.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que a referida camada deformável compreende ummaterial que causa transição de sol-gel e em que a referidaprimeira sub-etapa de solidificação da referida camadadeformável compreende uma etapa de causar transição de umestado de sol para um estado de gel na referida camadadeformável.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que a referida camada deformável compreendeuma solução de gelatina adicionada com um tensoativo.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fato de que o referido segundo material contém umasubstância opaca.

12. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que a referida camada deformável compreendeuma resina de cura por UV.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que a referida camada deformável contém umasubstância opaca.

14. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que a referida terceira etapa compreende asetapas de:preenchimento das referidas células dos referidoscomponentes celulares; eaplicação de uma pressão ao referido material dosreferidos componentes celulares.

15. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que a referida terceira etapa compreende asetapas de:- preenchimento das referidas células com um material dosreferidos componentes colunares; e- aplicação de uma força centrífuga ao referido materialdos referidos componentes colunares.

16. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que a referida segunda etapa compreende asetapas de:- fixação de uma chapa à referida camada deformável em umlado distante do referido substrato; e- evacuação de uma região por trás da referida chapa.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que a referida chapa compreende uma chapa devidro transparente à radiação ultravioleta.

18. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizadopelo fato de que a referida chapa inclui orifíciospenetrantes formados com uma inclinação menor do que umainclinação das referidas depressões sobre o referidosubstrato.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de que a referida segunda etapa compreende umaetapa de ventilação da referida região via a referidachapa.

20. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que as referidas depressões sobre o referidosubstrato formam uma abertura na referida superfíciesuperior do referido substrato com uma largura de aberturade modo que um tamanho de uma largura através das paredesdentro da referida depressão seja maior do que a referidalargura da abertura.