ES2829204T3

ES2829204T3 - Estructura laminada con cavidades embebidas y procedimiento de fabricación relacionado

Info

Publication number: ES2829204T3
Application number: ES11765140T
Authority: ES
Inventors: Kari Rinko
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2011-04-06
Publication date: 2021-05-31
Anticipated expiration: 2031-04-06
Also published as: KR20130109929A; KR102270684B1; AU2011237539A1; JP2018055126A; KR20210038999A; US11692685B2; JP2022089896A; US20110297220A1; BR112012025699B1; EP2556543A1; RU2573477C2; WO2011124765A1; JP6046031B2; WO2011124764A1; CA2795864A1; JP2013530849A; CN102986039B; US20130063955A1; JP6917876B2; AU2011237539B2

Abstract

Una estructura (402) laminada integrada adaptada para aplicaciones ópticas en el contexto de tecnología de obleas, canales de enfriamiento, iluminación de invernaderos, iluminación de ventanas, iluminación de calles, iluminación de tráfico, reflectores de tráfico o películas de seguridad, de forma opcional configurada para mostrar mensajes informativos y/o visuales comerciales, que comprende: - un primer elemento (406) portador tal como una pieza de plástico o cristal, como un elemento aplanado plano, - un segundo elemento (404) portador, configurado como un elemento plano, en el cual una pluralidad de diferentes formas de relieve superficiales de diferentes contornos se configuran para formar varios patrones de relieve superficiales, varias de dichas formas de relieve superficiales de diferentes contornos de cada patrón que tienen porciones planas o áreas de unión laminadas entre el primer y segundo elementos portadores, mediante cuyas porciones planas se forman las superficies de contacto entre dicho primer y dicho segundo elementos portadores, estando compuestos dicho primer elemento portador y dicho segundo elemento portador de un material sustancialmente ópticamente transparente que permita la transmisión de luz a través del mismo, siendo laminados el primer elemento portador y el segundo elemento portador juntos para establecer la estructura (402) laminada integrada de tal manera que los patrones de relieve superficiales hayan sido embebidos dentro de la estructura laminada integrada establecida, por lo que los patrones de relieve embebidos que comprenden varias cavidades (408, 410, 412) ópticamente funcionales relacionadas se formen en una interfaz establecida por porciones planas proporcionadas como superficies de contacto entre el primer elemento portador y el segundo elemento portador, en la que dichos patrones de relieve embebidos tienen al menos una función óptica predeterminada con respecto a la luz incidente seleccionada de un acoplamiento de luz incidente y para una función de dirección, tal como una función de colimación y en la que adicionalmente al acoplamiento de luz incidente y/o a la función de dirección, se logran funciones reflexivas y generalmente de atrapamiento de luz mediante patrones utilizados que incluyen cavidades, su posicionamiento, alineación y selecciones de material, en la que las trampas de luz se forman sin superficies de espejo reflexivas en el material portador.

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura laminada con cavidades embebidas y procedimiento de fabricación relacionado

Campo de la invención

En general, la mayoría de los modos de realización de la presente invención pertenecen a la óptica. En particular, sin embargo de forma exclusiva, la presente invención se refiere a estructuras laminadas con cavidades ópticamente funcionales embebidas y fabricación de las mismas.

Antecedentes

Tradicionalmente, las microestructuras tales como microprismas o rejillas de diferentes dispositivos que contienen óptica tales como aparatos de iluminación y aparatos electrónicos han sido producidas, de forma exclusiva, sobre áreas superficiales de sustratos ópticamente transparentes. Estas estructuras pueden haber sido, originalmente configuradas para (re)dirigir, acoplar o de otro modo interactuar con la luz incidente de una manera predeterminada, pero el posicionamiento de las mismas en la superficie de material ha provocado, normalmente, distintos problemas y defectos que surgen, sino de forma inmediata, al menos a largo plazo.

En particular, estructuras superficiales ópticamente significativas tales como la óptica de acoplamiento están sometidas, muy a menudo, naturalmente dependiendo del escenario de uso, tensiones causadas por varios factores externos tales como contaminación debido al polvo, la arena, el agua, la grasa y la suciedad en general. Adicionalmente, las formas superficiales son generalmente vulnerables a impactos por objetos externos, los cuales pueden romper, deformar y dañar estas estructuras delicadas de potencialmente tamaño sólo micrométrico o nanométrico, por ejemplo. Incluso la presión introducida por un elemento externo contactado a propósito puede dañar la estructura superficial con patrones en la superficie de contacto y dificultar la función deseada de la misma.

Para ilustrar alguno de los problemas anteriores, la figura 1a visualiza, particularmente en el contexto de ejemplo de celdas solares, los problemas iniciales que pueden suceder juntos en el mismo escenario de uso, en general, incorporando propagación de luz y límites del medio. A la izquierda, la luz emitida por una fuente de luz tal como el sol incidente 106 sobre un cristal 102 de cubierta de una celda 104 solar con un ángulo de incidencia notable se refleja de forma parcialmente no deseable 108 desde la superficie del cristal 102 de cubierta en la interfaz aire-cristal. En segundo lugar, la fracción de luz que pasa dentro del cristal 102 de cubierta es aun así parcialmente reflejada de forma interna 110 desde la interfaz cristal-celda solar 103. Dado que el medio externo es aire, los índices de refracción correspondientes pueden ser nair, n1 y n2 para el medio, material del cristal y porción superior de la celda, respectivamente. Finalmente, meramente una cantidad limitada de luz incidente tal como los rayos 112 de luz que inciden sustancialmente de forma perpendicular en el cristal 102 de cubierta pueden por tanto pasar a través del cristal 102 de cubierta y entrar en la celda 104 solar sin una cantidad considerable de energía electromagnética relacionada perdida debido a las reflexiones y las interfaces encontradas en la trayectoria óptica global. Por lo tanto, el rango de ángulos de incidencia que permiten un acople eficiente y una eficiencia total sigue siendo reducido.

Para hacer frente a las interfaces explicadas anterior mente y para mejorar la eficiencia de acoplamiento, se podría considerar una solución que sigue sustancialmente a la de la figura 1b. La capa 102 más exterior, tal como por encima del cristal de cubierta que protege la celda 104 solar subyacente y por tanto que es de nuevo el primer elemento en recibir la luz incidente, ha sido provista de una superficie 114 de patrón de relieve configurado para acoplar y redirigir la luz hacia la celda 104 dentro de un ángulo predeterminado. El patrón puede haber sido construido de forma específica para redirigir los rayos 120 de luz de forma más perpendicular a la celda 104, por ejemplo. Sin embargo, como la estructura es de forma obvia fácilmente contaminada por el material 118 adicional tal como partículas de polvo o gotitas de agua atrapadas en los rebajes definidos por las formas de relieve de la superficie, el efecto del patrón 114 tarde o temprano se hace inferior ya que al menos parte de la luz incidente es realmente reflejada por la contaminación 118 y/o es acoplada hacia la celda 104 en un ángulo de alguna manera aleatorio, lo que puede provocar reflexiones no deseadas adicionales del límite 103 cristal-celda y provocar una eficiencia global reducida de la estructura proporcionada.

Todavía permaneciendo en el contexto de ejemplo de las celdas solares, la eficiencia global lograda de las soluciones contemporáneas puede ser sorprendentemente baja, posiblemente alrededor de un 15% o más baja, principalmente debido a las reflexiones y desacoplamiento inducidos por la contaminación, reflexiones superficiales, reflexiones internas, tal como reflexiones y límites de medio entre, por ejemplo, una capa de TIO (óxido de indio y estaño) y otras capas aplicadas comúnmente en estructuras ópticas de celdas solares. La porción mayor de la luz solar incidente en la estructura óptica que comprende la celda solar no se utiliza debido a que ciertos ángulos de incidencia son básicamente ignorados por las ópticas convencionales utilizadas con las mismas. En otras palabras, en el contexto ilustrado de energía solar se podría decir que sólo la luz solar directa que alcanza la celda solar verticalmente se añade a la eficiencia de la celda solar que es por tanto sensible de forma extrema a la posición del sol.

La publicación de solicitud de patente No. US 2004/0229394 (Yamaha y otros) divulga adicionalmente varias láminas protectoras para módulos de batería solar. Dichas láminas protectoras son estructuras laminadas que comprenden una lámina resistente a la intemperie (película base), y una capa que confina la luz. La capa que confina la luz comprende, a su vez, estructuras irregulares en forma de salientes piramidales formados en la película base con los vértices de las proyecciones piramidales estando adheridos a una película de soporte subyacente en puntos de unión predeterminados. Con el fin de alcanzar una función óptica, tal como una función reflexiva y refractiva de luz, dichas estructuras regulares son depositadas dentro de la película reflexiva.

Históricamente, incluso el uso de láser ha sido sugerido en la generación de cambios internos localizados, por ejemplo, en el índice de refracción de un material portador para emular rejillas internas con el mismo. También se han aplicado revestimientos de índice de refracción predeterminado alto o bajo sobre estructuras de sustrato para controlar la propagación de luz en el mismo. No obstante, incluso estas y otras soluciones contemporáneas han resultado ser demasiado restrictivas, de rendimiento inadecuado, complejas y caras a la luz de una utilización generalizada a escala industrial.

Resumen

Por lo tanto, el objetivo es aliviar uno o más de los problemas descritos anteriormente en el presente documento que no se han abordado de forma satisfactoria por las disposiciones actuales, y proporcionar una alternativa fiable para la producción de varias estructuras funcionales tales como estructuras ópticamente funcionales.

El objetivo se logra mediante los modos de realización de una estructura laminada y el procedimiento de fabricación relacionado de acuerdo con la presente invención.

Por consiguiente, en un aspecto de la presente invención, se proporciona una estructura laminada integrada adaptada para la aplicación en el contexto de tecnología solar, tecnología de obleas, canales de refrigeración, iluminación de invernaderos, iluminación de ventanas, iluminación de calles, iluminación de tráfico, reflectores de tráfico o películas de seguridad, dicha estructura se define en una reivindicación independiente 1.

Ambos elementos portadores comprenden un material sustancialmente ópticamente transparente.

Los elementos laminados son unidos de forma segura entre sí mediante una laminación preferiblemente de manera que huecos no deseados tales como huecos de aire, que excluyen de forma natural las cavidades ópticamente funcionales deseadas creadas por los patrones de relieve superficiales embebidos, permanecen entre los mismos.

Además, se debe observar, en general, que cuando el patrón o forma de relieve superficial de un elemento portador es embebido durante la laminación, no aparece en la superficie de la estructura laminada constituida y no es un patrón o forma de relieve superficial de la estructura.

Además, en aplicaciones ópticas las capas laminadas con patrones con el mismo índice de refracción pueden formar un elemento único en términos de función óptica con respecto a la luz incidente sobre las mismas.

En algunos modos de realización, el primer elemento portador puede estar provisto de al menos un patrón de relieve superficial que tiene una función óptica predeterminada con respecto a la luz incidente sobre el mismo y que comprende varias formas de relieve superficiales. El patrón puede estar en el lado enfrentado al segundo elemento portador sobre y después de la laminación (embebido), o en el lado opuesto, por ejemplo. En este último caso, el patrón puede permanecer en la superficie de la estructura o ser cubierto, por ejemplo, mediante un elemento adicional y ser por tanto embebido. Los patrones del primer y segundo elementos portadores pueden formar un patrón de capas múltiples agregado que tiene al menos una función común, por ejemplo. Un elemento portador, tal como el primer y segundo elemento portador es sustancialmente plano.

Los patrones de relieve superficiales del segundo portador y potencialmente del primer elemento portador embebido dentro de la estructura laminada están configurados para definir varias cavidades ópticamente funcionales y la misma de forma opcional junto con la porción enfrentada del primer y/o del segundo elemento portador, respectivamente, en la interfaz de los mismos. Una cavidad cerrada embebida puede ser, por ejemplo, una microcavidad o una nanocavidad por el tamaño de la misma.

Las cavidades pueden contener un número de materiales potencialmente diferentes de los materiales del primer y/o segundo elementos portadores. Una cavidad puede incluir o ser rellenada con un fluido tal como aire, un líquido adecuado, y/o un sólido. Una cavidad puede incluir un gel. También se puede aplicar tinta. La tinta puede ser transparente o coloreada. Las sustancias pueden haber sido seleccionadas para proporcionar un rendimiento óptico predeterminado en términos de, por ejemplo, índice de refracción. El índice de refracción puede diferir del de el elemento portador asociado, o puede ser el mismo. Una cavidad puede tener una forma a modo de punto, o alargada o más compleja, por ejemplo.

La al menos una función óptica de un patrón de relieve superficial potencialmente embebido utilizado que comprende un número de formas de relieve superficiales incluye una función seleccionada del grupo de: función de dirección de luz, función de atrapamiento de luz, función reflexiva, función trasmisiva, función transreflexiva, función de acoplamiento, función de acople, función de desacople, función de polarización, función difractiva, función refractiva, función antidestello, función anticlaro, función antireflejo, función de colimación, función de precolimación, función del ente, función de convergencia, función de divergencia, función de modificación de longitud de onda, función de dispersión, función de coloración, función de distribución de medio y función de difusión. En el caso de patrones embebidos se pueden lograr una o más funciones con las cavidades relacionadas establecidas en las interfaces de elemento. Las interfaces o una porción determinada de las mismas pueden hacerse ópticamente transparentes con, por ejemplo, una selección apropiada de índices de refracción (iguales), si se desea.

Una pluralidad de formas de relieve superficiales del patrón puede soportar la misma función. De forma alternativa, diferentes formas de patrón pueden soportar diferentes funcionalidades. En un modo de realización, una única forma puede proporcionar varias, al menos dos, funcionalidades. El mismo patrón o incluso una forma pueden estar configurados para acoplar de forma trasmisiva luz y, por otro lado, reflejar luz, por ejemplo. La funcionalidad puede depender de la naturaleza, tal como el ángulo incidente y/o la longitud de onda, de la luz, y/o en el lado de la forma en el cual incide la luz, por ejemplo. Una forma de relieve superficial ya sea embebida o no, puede ser configurada para un número predeterminado de funciones seleccionando de forma apropiada el material asociado (material de contorno y material de relleno), dimensiones, posición y/o alineación, por ejemplo.

En algunos modos de realización, la estructura laminada puede incluir un tercer y de forma opcional varios e elementos portadores posteriores. Estos pueden incluir patrones de relieve superficiales adicionales sobre los mismos. Los patrones de relieve superficiales pueden estar embebidos dentro de la estructura laminada. Cualquiera del primer, segundo o elementos adicionales opcionales puede ser un laminado u otro tipo de elemento multicapa y/o multiporción. Un elemento intermedio puede ser más grueso que los elementos superior e inferior circundantes tal como películas que pueden estar provistas de varios patrones de relieve de superficie para estar, de forma opcional, embebidos, por ejemplo. También el elemento intermedio puede estar provisto de un patrón de relieve superficial que es embebido dentro del laminado durante la fabricación de la estructura laminada.

En algunos modos de realización, la estructura laminada integrada puede comprender una pluralidad de capas de (originalmente) patrones de relieve superficiales. Cada elemento laminado, tal como una película, hoja o lámina, puede comprender uno o más patrones de relieve superficiales y construir una o más capas ópticamente funcionales, respectivamente. Cada capa puede tener una funcionalidad óptica dedicada o varias funcionalidades. Un patrón de multicapa se puede formar mediante un único elemento portador que tiene inicialmente una capa de formas de relieve superficiales en ambos lados del mismo, y/o una pluralidad elementos portadores, cada uno, provisto de al menos una capa de formas de relieve superficiales, puede utilizarse para formar de forma colectiva el patrón multicapa. Las capas del patrón multicapa pueden tener al menos una función colectiva.

En algunos modos de realización, el primer y/o el segundo elemento portador es sustancialmente flexible y curvable. El grado de flexibilidad y de curvabilidad puede diferir respondiendo del modo de realización. Por ejemplo, un curvado predeterminado, por ejemplo, 180 grados, puede lograrse con un radio de curvado sin rotura de material. Elementos portadores adicionales pueden ser flexibles y curvables también. La estructura de laminado puede ser flexible y también curvable.

El elemento portador puede ser delgado tal como una película delgada. El grosor de un elemento portador también puede variar dependiendo del modo de realización. Puede ser de solo unos pocos nanómetros hasta varios milímetros de grosor, por ejemplo. Lo anterior aplica también a elementos portadores adicionales de la estructura laminada. Sin embargo, se puede utilizar de forma alternativa un (unos) elemento(s) claramente más grueso(s).

En algunos modos de realización, el primer y/o segundo elemento portador comprende un material plástico tal como un polímero o un elastómero, cristal y/o un material cerámico. Adicionalmente o de forma alternativa, se puede(n) utilizar otro(s) material(es) tal como materiales semiconductores, por ejemplo, sílice o una oblea de sílice.

En algunos modos de realización, un patrón de relieve superficial, que va a ser embebido de forma opcional, comprende varias formas de relieve superficiales que definen al menos una entidad seleccionada del grupo que consiste en: una rejilla, una ranura de rejilla, una forma binaria, una forma inclinada, una forma cuadrática o rectangular, una forma triangular, una forma trapezoidal, un píxel, un píxel de rejilla, un saliente, un rebaje, un hueco, y una forma de lente.

En algunos modos de realización, la estructura laminada puede comprender o formar al menos parte de un elemento transmisivo, reflexivo o transrreflexivo.

En algunos modos de realización, la estructura laminada contiene o está provista de una capa superficial funcional tal como un revestimiento y/o una capa que contiene formas de relieve superficiales. Estas formas pueden, de hecho, permanecer sobre la superficie de la estructura laminada. La función, o “propiedad” de la misma puede incluir una función hidrofóbica, una función hidrofílica y/una función de autolimpieza, por ejemplo.

En algunos modos de realización, la estructura de laminado contiene, establece o está incluida en un elemento y/o capa indicativos, o está al menos dispuesta en la parte superior de uno de ellos. Puede incluir una superficie indicativa tal como una señal indicativa, un póster o una placa. La ventana o pantalla indicativa puede ser pasiva. Puede contener uno o más símbolos, números y/o letras. Los datos mostrados pueden ser sustancialmente informativos, tales como señales de tráfico, señales de advertencia o placas de registro, y/o comercial, tal como datos publicitarios por naturaleza. Una indicación de datos puede haber sido actualizada utilizando formas de relieve superficiales, de forma opcional, embebidas para establecer, a través de la cooperación con la luz acoplada con la misma, el mensaje visual predeterminado, y/mediante impresión de la superficie. El elemento y los datos indicados con la misma pueden ser controlables mediante electrónica, por ejemplo. En laminado puede tener, por ejemplo, una función de suministro de luz o de dirección en ese escenario.

En algunos modos de realización, una forma de relieve superficial y/o un patrón relacionado para ser embebido y o ser de otro modo proporcionado a la estructura laminada puede ser sustancialmente de tamaño submicrométrico en lo que se refiere a la longitud, la profundidad/altura y/o la anchura del mismo. De forma alternativa, el tamaño de la forma y/o patrón puede ser de unos pocos micrones a varias decenas de micrones, por ejemplo, de aproximadamente 20 o de aproximadamente 30 micrones hasta varios milímetros. Incluso se puede aplicar a tamaños más grandes.

En otro aspecto, se proporciona un procedimiento para constituir una estructura integrada para aplicaciones ópticas en el contexto de la tecnología solar, la tecnología de obleas, los canales de codificación, la iluminación de invernaderos, la iluminación de ventanas, la iluminación de calles, la iluminación de tráfico, los reflectores de tráfico o películas de seguridad, dicho procedimiento es definido en una reivindicación de procedimiento independiente 15.

En algunos modos de realización, se aplica un procedimiento rollo a rollo en el procedimiento. Por ejemplo, un procedimiento rollo a rollo tal como un estampado rollo a rollo o una impresión rollo a rollo se puede aplicar para establecer el patrón de relieve superficial sobre un elemento portador. De forma alternativa o adicionalmente, un patrón de relieve superficial podría formarse utilizando, por ejemplo, al menos una técnica seleccionada del grupo que consiste en: estampado, impresión, micromecanizado, estampado por UV, impresión por UV, litografía, micro moldeo, y fundición. Además el proceso de nominación puede utilizar una tecnología de procesamiento rollo a rollo o plana.

En algunos modos de realización, un elemento portador, tal como el segundo elemento portador, es proporcionado por patrones de relieve superficiales tal como un elemento maestro previo, por ejemplo, una placa remasterizada que comprende un patrón de masterización previo se forma en primer lugar utilizando una técnica adecuada tal como un electro conformado, una fundición o moldeo, por ejemplo. Un elemento maestro tal como una plancha de níquel, una placa maestra de plástico, una placa de material fundido, una placa moldeada, se puede formar basándose en el elemento maestro previo. De forma opcional, los patrones del elemento maestro previo pueden ser modulados mediante una técnica adecuada tal como la impresión. El relleno de gota por un dispositivo de inyección de tinta se puede aplicar para la modulación, por ejemplo, de tal manera que las porciones rellenas de tinta del maestro previo no aparecen como tales en el elemento objetivo, es decir, el elemento maestro.

Las consideraciones presentadas previamente referentes a varios modos de realización de la estructura laminada se pueden aplicar de forma flexible a los modos de realización del procedimiento por analogía o viceversa, tal y como se aprecia por un experto.

La utilidad de la presente invención surge, en general, de una pluralidad de problemas dependiendo de cada modo de realización particular. En primer lugar, un alto rendimiento tanto simple como muy complejo, estructuras integradas a nano o micro escala con varias funcionalidades, tal como estructuras ópticas, estructuras fluídicas (por ejemplo, canales), estructuras de enfriamiento, estructuras lubricantes, se pueden embeber dentro de una estructura laminada que comprende al menos dos elementos que definen al menos dos capas fijadas entre sí. La técnica de laminación utilizada puede ser preferiblemente seleccionada de manera que se asegure la fijación y/o no queden (no intencionado) sustancialmente huecos entre los elementos laminados. Elementos, capas o revestimientos integrados adicionales pueden proporcionarse en cualquier lado del laminado obtenido. En la mayoría de los modos de realización, la estructura laminada puede ser fabricada con un procedimiento a escala industrial relativamente simple y de bajo coste. Además, las estructuras embebidas del laminado permanecen protegidas de impulsos y contaminación externos. La vida útil de los productos relacionados extiende y muchos de ellos pueden estar prácticamente libres de mantenimiento.

También se pueden construir fácilmente estructuras de multinivel/capa embebidas. Pueden proporcionarse estructuras de atrapamiento de luz internas que utilizan, por ejemplo, geometrías específicas, índices refractivos y/o materiales para una reflexión de luz de forma interna. Pueden implementarse capas de captura de luz que capturan de forma efectiva y coliman luz con un amplio rango de ángulos de incidencia. El laminado puede aplicarse en conexión con electrónica integrada, semiconductores, sistemas (bio)médicos, sistemas tribológicos, ventanas tales como iluminación de ventanas, celdas solares, iluminación de invernaderos, publicidad, aplicaciones de seguridad, industria automotriz y en general de vehículos, iluminación de calles, iluminación general y varias señales o placas tales como señales de tráfico y etiquetas luminosas, por ejemplo.

De forma particular en el contexto de la energía solar y especialmente de las celdas solares (celdas fotovoltaicas, se pueden lograr mejoras en la eficiencia de funcionamiento debido a una captura de luz incidente (superficial) más eficiente en la celda solar, un atrapamiento de luz interna más eficiente, y reducir, sino eliminar completamente, problemas de contaminación. La celda solar puede permanecer estática o implementar unos medios de movimiento para ajustar la alineación de la misma si fuese necesario a pesar del aumento de la eficiencia. La estructura laminada fijada a la celda solar puede además estar provista de funcionalidades y capas adicionales tales como nanoestructuras autolimpiantes, revestimientos, etc. Se pueden constituir superficies funcionales más grandes. Se pueden considerar estructuras de celda solar rígidas o flexibles.

La expresión “una pluralidad de” se refiere en este caso a cualquier número entero positivo que comienza de dos (2), por ejemplo, de dos a tres o cuatro.

La expresión “comprender “se aplica en este caso como una limitación abierta que ni requiere ni excluye la existencia de características también no enumeradas.

Los términos “un/uno/una” no indican una limitación de cantidad, sino que indican la presencia de al menos uno de los elementos referidos.

Del mismo modo, los términos “primero” y “segundo” no indican ningún orden, cantidad de importancia, sino que más bien se utilizan para distinguir un elemento de otro.

El término “luz” se refiere a radiación electromagnética tal como luz visible pero no estando limitada a luz visible. El término “elemento portador” puede referirse, en general, en este caso, a un elemento de laminado que comprende un material predeterminado, tal como el material para transportar luz, un elemento que comprende un elemento funcional predeterminado tal como un revestimiento o al menos una porción de una estructura tal como un patrón de relieve superficial o una cavidad relacionada, y/o un elemento que soporta, porta, protege o está al menos fijado a otro o más elementos en el laminado acabado y por lo tanto forma una parte integral del laminado.

Se divulgan diferentes modos de realización de la presente invención en las reivindicaciones dependientes.

Breve descripción de los dibujos relacionados

A continuación se describe la invención con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales

La figura 1 a ilustra varios problemas asociados con las disposiciones de celda solar contemporáneas.

La figura 1b ilustra varios problemas de estructuras de relieve superficiales cuando se someten a condiciones de uso típicas por ejemplo, en exteriores.

La figura 2 es una ilustración en sección transversal de un modo de realización de la estructura laminada.

La figura 3 es una ilustración en sección trasversal de otro modo de realización de la estructura laminada.

La figura 4 es una ilustración en sección trasversal de un modo de realización adicional de la estructura laminada de acuerdo con la presente invención.

La figura 5 es una ilustración en sección trasversal de un modo de realización adicional de la estructura laminada. La figura 6 es una ilustración en sección transversal de un modo de realización adicional de la estructura laminada. La figura 7 es una ilustración en sección trasversal de una estructura laminada para una celda solar.

La figura 8 es una ilustración en sección trasversal de una estructura laminada con propósitos de acople.

La figura 9a es una ilustración en sección trasversal de una estructura con propósitos de acople de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.

La figura 9b es una ilustración en sección trasversal de dos otros modos de realización con propósitos de acople de acuerdo con la presente invención.

La figura 10 ilustra la fabricación de un modo de realización de la estructura laminada.

La figura 11 es un diagrama de flujo que describe un modo de realización del procedimiento de fabricación de acuerdo con la presente invención.

La figura 12 ilustra varios aspectos de escenarios de fabricación rollo a rollo potenciales.

La figura 13 ilustra elementos seleccionados de un proceso de fabricación que resulta en una creación de un modo de realización de la estructura laminada.

Descripción detallada

Las figuras 1a y 1b ya fueron contempladas en conjunción con la descripción de la técnica anterior.

Los principios de la presente invención se pueden aplicar a varios escenarios y contextos de uso. El contexto puede relacionarse con la utilización de luz visible, infrarroja y/o UV, por ejemplo.

En algunos modos de realización, la estructura laminada puede producirse a partir de elementos en bruto tales como placas o películas en bruto. Las mismas pueden ser dotadas de patrones ópticos que tengan funciones ópticas deseadas tales como una función de acoplamiento, por ejemplo acople o desacople. Se pueden utilizar patrones con formas de relieve superficiales tales como formas de rejilla, binarias, trazadas, inclinadas y/o trapezoidales. Se pueden utilizar patrones discretos tales como píxeles en rejilla, rebajes pequeños o formas continuas, rebajes alargados o canales, básicamente casi cualquier tipo de formas bi o tridimensionales. De forma preferible, hay al menos porciones planas pequeñas, es decir, superficies de contacto, en las áreas de unión laminada (interfaces) para mejorar la adhesión de las capas de laminado asociadas y/o para obtener una propagación de luz deseada y/u otro comportamiento.

El patrón de relieve superficial embebido puede formar y puede considerarse que incluye un número de cavidades cerradas tales como micro cavidades rellenas de aire u otro medio en el área de unión. También pueden establecerse varias estructuras más grandes tales como estructuras refractivas. Por consiguiente, las cavidades son de forma preferible ópticamente funcionales y tienen al menos una función óptica predeterminada. Por tanto, cuando se diseña una forma/patrón de relieve superficial que se va a embeber, se debería, naturalmente, contemplar la funcionalidad de la forma/patrón tal y como se embebe en el laminado de tal manera que los materiales, contornos y formas de laminado circundantes, cavidades establecidas en las interfaces, etc., se tomen en cuenta de forma apropiada en cuanto a, por ejemplo, su efecto óptico.

En algunos modos de realización, el elemento laminado más externo tal como el elemento laminado superior o inferior, cuando está en uso, puede contener ópticas de acoplamiento de luz integrales tales como ópticas de acople, ópticas de desacople y/o rejillas de polarización tales como una malla de alambre u otras soluciones de rejilla. Las ópticas pueden incluir ópticas embebidas y/u ópticas superficiales.

En algunos modos de realización, se pueden conectar de forma funcional y/o de forma física varias fuentes de luz a la estructura laminada, a través de un borde por ejemplo, utilizando un laminado de forma opcional adecuado y/o ópticas de acoplamiento con fuente de luz integrada tales como colimación y/o ópticas reflexivas. Un acoplamiento inferior es una posibilidad adicional.

En algunos modos de realización, una multicapa tal como una estructura óptica de dos capas se implementa mediante el laminado para acoplamiento u otros propósitos. Una capa u otro elemento de laminado pueden ser configurado para ciertas longitudes de onda de luz tal como un cierto rango de longitudes de onda. Otra capa puede ser configurada para otras longitudes de onda. Por ejemplo, una capa superficial o una capa más próxima a la superficie puede ser configurada para IR (longitud de onda más largas) y otra capa que se sitúa más profunda en la estructura para luz visible (longitud de onda más corta), o viceversa. Los grosores de capa pueden seleccionarse basándose en la longitud de onda objetivo. Con grosores apropiados, las capas deseadas pueden hacerse prácticamente invisibles desde el punto de vista de longitudes de onda. El laminado puede incorporar ópticas de acoplamiento, por ejemplo, capas de acoplamiento con patrones de relieve superficiales, en múltiples lados del mismo.

En algunos modos de realización, la estructura laminada puede aplicarse en ventanas publicitarias e indicativas, pantallas, señales o marcas. Un elemento ópticamente funcional, tal como una placa o película, que puede ser un laminado, se puede disponer en la parte superior de una fotografía objetivo u otro elemento objetivo como un elemento separado o integrado con el mismo (laminado por ejemplo). Puede contener un patrón de relieve superficial ubicado de forma opcional más próximo a la fotografía o al otro elemento objetivo que la superficie opuesta para mejorar el contraste. Se puede utilizar una rejilla binaria u otros patrones, por ejemplo, con un elemento de panel. Una rejilla binaria puede ser deseable para aplicaciones de ángulos de visión más grandes y una rejilla trazada para un ángulo más estrecho. Son posibles soluciones de rejilla híbridas también. Se pueden utilizar ópticas de difusión para evitar puntos calientes y para una iluminación más uniforme. La solución también se puede aplicar a soluciones de UI y placas de matrícula por ejemplo. Con placas de matrícula u otros elementos con identificación otros datos visuales proporcionados en las mismas, los números indicativos, letras, etc., se pueden laminar en contacto con la placa delantera para hacer que las inmediaciones del número/letra se iluminen, por ejemplo, para un contraste mejorado.

En varios modos de realización de la presente invención, uno o más elementos de la estructura laminada pueden ser sustancialmente ópticamente transparentes, traslúcidos u opacos. El grado de transparencia requerido para cada elemento depende, naturalmente, de cada caso de uso particular. Por ejemplo, en algunos modos de realización, la transmitancia preferida con respecto a las longitudes de onda de luz predeterminadas (por ejemplo, infrarroja, visible o uv) puede residir dentro del rango de aproximadamente un 80% a un 95%, por ejemplo, para un material considerado como sustancialmente ópticamente transparente en ese contexto.

Volviendo a las figuras, la figura 2 representa un escenario en el que la estructura 202 laminada integrada comprende dos elementos 204 y 206 portadores planos laminados juntos. Se podrían añadir más elementos, si fuese necesario. La línea discontinua se refiere a la (ex)interfaz entre los dos elementos 204 laminados (de aquí en adelante “elemento superior” debido a la ubicación en la figura; en los escenarios de uso actuales el posicionamiento físico de los elementos en escala superior/exterior respecto a inferior/interior será la misma por ejemplo opuesta), 206 (de aquí en adelante el “elemento inferior” por la razón correspondiente) en la figura. La interfaz puede ser ópticamente transparente tal y como se describió en el presente documento antes. Algunos rayos de luz son visibles como flechas de línea continua en la figura.

El elemento 204 superior ha sido originalmente provisto de un patrón de relieve superficial que comprende varias formas 208 de relieve superficiales sobresalientes en la parte inferior de los rebajes 210 correspondientes entre ellas. El elemento 204 superior y el elemento 206 inferior, que pueden considerarse como un portador de sustrato del elemento 204 superior y un sustrato parcial para las cavidades creadas que definen al menos una porción de las paredes de las mismas en la interfaz de los elementos 204, 206, se han laminado juntos de manera que los salientes 208 del patrón de relieve superficial se extienden en dirección descendente con la forma de, por ejemplo, un cono truncado (observase la forma en sección transversal de trapecio isósceles en la figura) han hecho contacto con la alineación que corresponde a porciones superficiales del elemento 206 inferior que tienen una superficie de contacto sustancialmente plana en el caso ilustrado. Por consiguiente, los rebajes 210 han formado cavidades que incluyen potencialmente material tal como aire atrapado en las mismas a menos que se haya proporcionado vacío. El material puede por tanto tener un índice de refracción diferente del material circundante. Si el material del elemento 204 es plástico su índice de refracción es generalmente más alto que el índice de refracción del aire, por ejemplo.

Con referencia al uso de diferentes materiales o índices de refracción en general, cuando múltiples elementos tales como las capas de material soportan el mismo índice, estos pueden ser considerados como un único elemento por la luz, por tanto definiendo una interfaz ópticamente trasparente. Por el contrario, se pueden utilizar materiales diferentes con índices diferentes con el fin de modificar la gestión de la luz, por ejemplo, la reflexividad interna total, tal y como se desee.

Las formas utilizadas y/o los índices de refracción nair, ni, n2 de los materiales portados por los elementos 204, 206 pueden haber sido seleccionados de manera que proporcionan un efecto funcional deseado en términos de formación de luz. Se ilustra en la figura por las líneas como el número de rayos de luz con diferentes ángulos de incidencia puede colimarse por la configuración aplicada de capas laminadas y un patrón de relieve superficial en las mismas para avanzar hacia la parte inferior del laminado de una manera sustancialmente perpendicular. Por tanto, el elemento 204 superior puede considerarse que actúa como una capa de captura para el uno o más elementos 206 subyacentes. En algunos modos de realización, el elemento 204 puede ser delgado, esencialmente, una película, con sólo unos pocos nanómetros de grosor, mientras que en otros modos de realización puede ser de varios milímetros de grueso o incluso considerablemente más grueso. La misma consideración aplica a la capa 206 inferior. El modo de realización mostrado o uno similar podría aplicarse en el contexto de iluminación de ventanas o celdas solares, por ejemplo.

La figura 3 muestra otro modo 302 de realización, con dos elementos 304, 306 portadores. Este modo de realización del elemento 306 inferior contiene un patrón 308 de relieve superficial con formas de saliente 308a y de rebaje 308b intermedios, o “perfiles”, en la parte superior del cual se ha laminado un elemento 304 superior plano. De nuevo, las cavidades establecidas pueden contener aire y/o alguno(s) otro(s) material(es).

La figura 4 divulga un modo 402 de realización de acuerdo con la presente invención en el cual una pluralidad de diferentes formas de relieve superficiales se configuran para formar varios patrones de relieve superficiales embebidos con respecto a los elementos 404, 406 laminados juntos. Formas triangulares 408, trapezoidales 410 e inclinadas 412 (rectángulo o cuadrado) se muestran en la figura. Por ejemplo, las formas y patrones relacionados pueden haber sido configurados para un desacople y/u otro tipo de direccionamiento de luz tal y como se visualiza en la figura por las flechas. Pueden configurarse formas de diferente contorno y/o material de manera que proporcionan una función óptica colectiva común, o pueden utilizarse para diferentes propósitos. Una cierta forma de relieve superficial embebido puede tener múltiples usos dependiendo de, por ejemplo, el ángulo incidente y/o la cara de luz. Por ejemplo, en la figura la forma o cavidad del triángulo más al izquierda tiene tanto funcionalidades de desacople como de atrapamiento de luz, que ha sido visualizadas mediante los dos rayos. Las cavidades establecidas en el aire y/o alguno(s) otro(s) materiales(s). La estructura 402 laminada puede disponerse en la parte superior y opcionalmente laminarse como otro(s) elemento(s) tal como un elemento indicativo como un póster, una señal o una placa, o con una ventana, por ejemplo. De forma alternativa, la indicación o el elemento pueden incluirse en el elemento 406.

La figura 5 ilustra un modo 502 de realización adicional, en el que tres elementos 504, 505, 506 portadores han sido laminados juntos. Cada uno de los elementos 504, 505, 506 puede contener un número de patrones de relieve superficiales y/u otras características, pero en el extracto ilustrado el elemento 506 inferior está libre de los mismos y actúa meramente como un sustrato para los elementos 504, 505 superiores. El elemento 506 inferior puede, en algunos casos de uso, contener y/o mostrar, por ejemplo, datos indicativos (datos publicitarios, datos informativos). Puede ser una señal o una placa con datos impresos indicativos o de otro modo constitutivos en el mismo, por ejemplo.

El elemento 505 intermedio comprende un patrón de relieve superficial de formas 508 sustancialmente rectangulares (binaria), el cual puede (no siendo visible en la figura sección transversal) constituir formas a modo de punto o bisel o ranuras más largas tales como las ranuras de rejilla o salientes correspondientes. El elemento 504 superior comprende un patrón de formas 510 triangulares. El elemento 504 superior puede formar en el laminado al menos una capa ópticamente funcional cuyo patrón de relieve superficial embebido tiene al menos una función predefinida tal como una función de acople o de desacople. Elementos 505 intermedios forman al menos otra capa ópticamente funcional cuyo patrón de relieve superficial embebido tiene potencialmente otra función predeterminada tal como una función reflexiva. De nuevo, se pueden configurar varias formas y/o capas diferentes de micro estructuras en referencia a la funcionalidad común desde el punto de vista de una funcionalidad deseada tal como una propiedad de acople o de desacople de luz predeterminada tal como una propiedad de colimación o de descolimación. Las cavidades establecidas por las formas de relieve superficial embebido puede contener aire y/o alguno(s) otro(s) material(es).

La figura 6 divulga un modo 602 de realización adicional en el que el elemento 604 superior del laminado comprende al menos un patrón que comprende varias primeras formas 608 de relieve superficial, esencialmente con forma cuadrada y segundas forma 610 de relieve superficial, esencialmente rectangulares sobre la superficie enfrentada al elemento 606 inferior en la estructura laminada. Las formas tienen propósitos similares o diferentes. Por ejemplo, las primeras formas 608 pueden estar configuradas en términos del material(es) utilizado(s), las dimensiones y/o el posicionamiento, para funciones tales como un desacople o un acople mientras que las segundas formas 610 están para una reflexión, una reflexión potencialmente especular.

La figura 7 ilustra un modo de realización adicional, especialmente adecuado para el contexto de la producción de energía solar, es decir, la potencia solar, y las celdas solares. Un elemento portador tal como un elemento 702 de película delgada (el grosor representado y las otras dimensiones generalmente no están a escala por propósitos de claridad), potencialmente configurado para actuar como un elemento de captura de luz puede estar dotado de un patrón de relieve superficial que comprende una pluralidad de formas 708 de relieve superficiales capaces de colimar luz (con una distribución más estrecha) en la estructura laminada hacia una dirección predeterminada, sustancialmente la dirección de los componentes subyacentes de la celda 706 solar desde un rango más amplio de ángulos incidentes de luz externa, normalmente luz solar, que penetra a través de la superficie del elemento 702 e incidente en el patrón. La altura/profundidad de las formas 708 de relieve superficiales del patrón puede ser de aproximadamente 10 pm, por ejemplo.

El elemento 702 de película y un elemento 704 portador puede también actuar como el plástico o cristal de cubierta de la estructura de la celda solar (de hecho, a menudo las celdas solares están provistas de cristales de cubierta integrales) primero pueden ser laminados juntos y almacenados y entregados para una unión posterior con el resto 706 de la estructura de celda solar completa tal y como se sugiere en el presente documento, por ejemplo. Esto se remarca en 702a de la figura en la que la flecha vertical representa el hecho de cómo el elemento 702 de película ya laminada y el cristal 704 de cubierta se van a unir con el apilamiento 706 de celdas solares, normalmente, que comprende una pluralidad de diferentes capas y elementos relacionados ilustrados en la figura por medio de una pluralidad de líneas horizontales.

Por ejemplo, la estructura 706 de celda solar potencialmente apilada por debajo del cristal 704 de cubierta, preferiblemente cristal templado, puede incorporar una o más capas o elementos seleccionados del grupo consistente en: un contacto trasero, un semiconductor de tipo p, un semiconductor de tipo n, un contacto delantero, un adhesivo transparente, y un recubrimiento antirreflectante.

En 702b se muestra una situación de uso después de completar la fabricación de la estructura de celda solar completa que comprende también el elemento 702 de película para la captura de luz como una parte integral. De forma alternativa, el elemento 702 de película puede ser proporcionado como tal sobre la estructura de celda solar que tiene el cristal 704 delantero ya en su lugar. Como una opción alternativa o suplementaria adicional, el elemento 702 puede estar previsto entre el cristal 704 y el resto de la estructura 706 de celda solar. Como un ejemplo adicional más, el cristal 704 puede estar previsto de un patrón de relieve superficial. Las cavidades 709 establecidas pueden contener aire y/o alguno(s) otro(s) material(es) dejados o dispuestos especialmente en los mismos durante el proceso de fabricación de la estructura laminada.

En general, se pueden utilizar las técnicas descritas de película de nano y microcavidad en diferentes capas de un producto 702b de celda solar. Por ejemplo, son posibles perfiles de entallado complejos. También son adecuados multicapas multiperfiles tal y como se contempla en el presente documento anterior mente. Una capa ópticamente funcional se puede producir/aplicar en la superficie superior, incluyendo alguna superficie interna (por ejemplo, la intermedia por debajo de la placa de cristal) o directamente sobre la superficie de sílice/superficie de celda solar un posible nano perfil en la superficie de sílice/fotovoltaica para mejorar la absorción de luz. Los perfiles ópticos están, de forma preferible, totalmente integrados.

Las flechas representan en las figuras cómo la construcción sugerida puede mejorar la eficiencia de la celda solar de diferentes maneras. Adicionalmente o en lugar de una función 708a de acoplamiento de luz incidente y/o de direccionamiento (por ejemplo, colimación), se pueden lograr funciones 710, 712 reflexivas y en general “de atrapamiento de luz” mediante los patrones utilizados que incluyen cavidades, su posicionamiento, alineación y selecciones de material. Las trampas de luz pueden por tanto formarse sin superficies de espejo reflexivas verdaderas en el material portador.

La estructura de celda solar sugerida en el presente documento puede proporcionar aproximadamente una eficiencia de un 20-40% más alta que las soluciones convencionales, con lo que la eficiencia global puede aproximarse por ejemplo a un 40% o un 50%. Se pueden aplicar y construir tanto materiales como estructuras de celda solar rígidos como flexibles se puede aplicar y construir.

La figura 8 visualiza un modo 801 de realización en el que el elemento 802 de placa o de película de captura de luz laminados en el cristal 804 que protege al resto 806 de la celda solar ha sido provisto adicionalmente de una capa 808 superficial funcional implementada por una película específica, un revestimiento, un patrón de relieve superficial, una combinación de los anteriores y/u otros elementos, por ejemplo.

Por ejemplo, se pueden utilizar varios (nano)perfiles anti irreflexivos (AR) y/o auto limpiantes para minimizar la reflexión y la contaminación superficial. La funcionalidad de AR puede permitir de forma preferible un acople de luz solar incluso con ángulos de incidencia muy grandes con respecto a la superficie (normal) de estructura, tales como ángulos de aproximadamente 70 u 80 grados, en la estructura desde la atmósfera de manera que en la celda solar recibe tanta luz como sea posible y se puede maximizar la eficiencia de la misma. Esto se indica en la figura mediante las flechas 808b. El patrón 802a de relieve superficial embebido del elemento 802 se puede entonces utilizar para dirigir y colimar la luz acoplada hacia la celda 806 solar. El patrón 802a también puede estar diseñado de manera que es capaz de acoplar un rango considerable de ángulos de incidencia, por ejemplo, un rango total de 120, 130, 140, 150 o 160 grados, tal y como se desee.

Por ejemplo, el patrón 802a puede estar configurado para acoplar luz incidente tal como luz solar que haya entrado en la estructura de manera que los ángulos de incidencia acoplados de forma apropiada definen de forma opcional un rango de al menos aproximadamente 120, 130, 140, 150 o 160 grados, en el que el patrón está configurado para acoplar la luz incidente con una función de colimación sustancialmente hacia una dirección predeterminada de una celda solar.

También se pueden adoptar reflectores integrados con micro cavidades para estructuras de celda solar, que pueden mejorar el mantenimiento de la luz solar más tiempo dentro de la estructura, con lo que se puede mejorar potencialmente la absorción de energía. Por consiguiente, la estructura laminada sugerida puede en algunos modos de realización mejorar la eficiencia de la celda solar de forma considerable.

Debería mencionarse que en algunos modos de realización, la estructura de celda solar global construida que incluye el elemento de captura de luz u otro elemento laminado puede contener múltiples, por ejemplo dos capas, funcionales, tal como antireflexivas. Se puede disponer en cualquier lado del cristal de cubierta en el otro del otro lado en conexión con el elemento de película de captura de luz de tal manera que recibe de forma preferible la luz incidente externa antes del elemento de película de captura de luz.

Las ideas principales presentadas en el presente documento anterior mente con respecto a una película de acoplamiento de celda solar u otro elemento con una colimación de ángulo de incidencia grande se puede aplicar en general a otros escenarios también incluyendo, por ejemplo, modos de realización relacionados con invernaderos. Estos tipos de películas pueden aumentar el uso de la luz solar sin espejos adicionales, por ejemplo. La transparencia de la película se puede mejorar por medio de características de patrón minimizadas con respecto, por ejemplo, al tamaño de las mismas.

En algunos modos de realización, los principios descritos en el presente documento pueden capitalizarse en el contexto de ventanas o pantallas. Las ventanas/pantalla se pueden utilizar para propósitos de publicidad, seguridad o protección, por ejemplo.

En algunos modos de realización, se puede fabricar varios reflectores embebidos tales como nanoreflectores por las técnicas presentadas en el presente documento. Pequeños patrones, por ejemplo, patrones de reflexión basados en rejillas se pueden aplicar directamente en, por ejemplo, un reflector plano y esos patrones de relieve superficiales pequeños de elementos laminados puede embeberse completamente, a diferencia de, por ejemplo, con las películas de reflector convencionales.

En algunos modos de realización, se puede fabricar un polarizador de acuerdo con los principios establecidos en el presente documento. Por ejemplo, se puede producir un polarizador de rejilla/de malla de alambre de forma opcional mediante un procedimiento rollo a rollo. Se pueden fabricar perfiles básicos aplicando un curado por UV y un material curable relacionado, por ejemplo, después de lo cual puede ejecutarse un revestimiento por deposición con un índice de refracción más alto por medio de una deposición asistida por láser en la línea. El láser puede ser utilizado para depositar muchos materiales diferentes. También es posible una deposición direccional orientada (una deposición de un lado, una deposición asimétrica) un perfil de rejilla puede ser binario, inclinado, cuadrado, etc. con diferentes superficies inclinadas, etc.

En algunos modos de realización, se pueden utilizar varias características en conexión con un acople de luz y soluciones relacionadas. Hoy en día, por ejemplo el acople y colimación de luz de para un elemento normalmente plano es un problema crítico. Una barrera de lentes de bola plana de forma opcional en forma de fila es una solución única. La misma contener una superficie 2D o 3D dependiendo del eje de colimación. Principalmente, puede ser suficiente un eje de colimación. Dicha solución óptica puede producirse de forma separada o junto con el elemento plano. Procedimientos de fabricación posibles incluyen moldeo por inyección, fundición, corte láser, etc. Es posible utilizar superficies de espejo en la parte superior y en la parte inferior para el control de dirección de luz. También patrones de orientación de rejilla especiales en el borde y/o por ejemplo en la parte superior pueden proporcionar soluciones deseadas. Una colimación de tipo de cuña con un medio de aire es una opción factible adicional.

La figura 9a ilustra un modo de realización para propósitos de acople. El elemento 902 de acople incluye varias formas 908 de reflector potencialmente embebidas (por ejemplo, una película laminada) y una estructura 906 de dirección de luz potencialmente embebida (por ejemplo, una película laminada) que puede ser proporcionada como una capa/elemento laminado en una superficie predeterminada del material 904 portador tal como plástico o cristal. En el caso ilustrado, la pluralidad de LED 910 se aplica como fuentes de luz.

La figura 9b ilustra modos de realización adicionales que se refieren a estructuras de acople. En 920, a la izquierda de 920a se muestra una vista superior/inferior de un modo de realización con una pluralidad de fuentes de luz tales como LED 910, formas de acople tales como formas 924a de lentes y un elemento 922 de objetivo. Las formas de lentes mostradas son básicamente circulares o elipsoidales. A la derecha en 920b se presenta otro modo de realización con diferentes formas de acople tales como formas 924b de lentes.

En 930, se muestran vistas laterales correspondientes, potenciales con elementos 932 reflectores preferiblemente integrados adicionales. Las formas 924a, 924b de lentes son visibles en la figura.

Por tanto en varios modos de realización de la presente invención, un elemento de lente laminado tal como una película de lente puede utilizarse para formar estructuras de acoplamiento de Nano/microcavidad. Películas estampadas/impresas pueden laminarse en un material/película portadora. Esto hace posible producir nuevas estructuras de lente con patrones multicapa. Otro beneficio es que los patrones ópticos están completamente integrados/embebidos y los mismos pueden estropearse o destruirse fácilmente. Hay varias aplicaciones factibles tales como lámparas de calles, reemplazo de halógenos, etc.

Otra lente de iluminación potencial es un elemento de transmisión no directo, que acopla luz, por ejemplo, desde el medio de aire y la dirige a ángulos preferidos. Una superficie puede tener un reflector (2D o 3D) y la otra un patrón (2D o 3D) de acoplamiento superficial.

Una fuente de luz, tal como una barra de LED puede colimarse al menos en una dirección horizontal 2D. Esto puede hacer el patrón de acoplamiento más simple y eficiente. La solución puede tener aplicaciones en, por ejemplo, luces de calles, iluminación pública, etc.

Otra aplicación es una barra, varilla o tubo de luz, en la cual la estructura de acoplamiento con las formas de película está en la superficie externa o interna de la misma para el acoplamiento en la dirección de la luz. En la solución de tubo se puede utilizar una varilla reflectora en el centro (parte interna). También se puede laminar una película de acoplamiento en el cristal para dirigir la luz a ángulos preferidos (en el interior o en el exterior).

Un beneficio adicional con lentes de forma opcionalmente embebidas basadas en relieve superficial tal como lentes de rejilla es la eficiencia, lo que es mejor que con lentes de Fresnel convencionales, por ejemplo, debido a las características más pequeñas que tienen mucho menos retro reflexión que patrones más grandes convencionales, y también a la ubicación posible (parte inferior) de los patrones. Cuando estos patrones no están en el lado inferior de la estructura global, no hay demasiada retro reflexión directa, debido a que el portador del medio está en el lado superior.

Esto puede ser un beneficio para, por ejemplo, señales de tráfico debido al efecto fantasma de sol inferior (retro reflexión). Adicionalmente, las soluciones adecuada por ejemplo para luces de freno y de señalización en vehículos.

La figura 10 ilustra una estructura 1002 laminada que comprende una pluralidad de elementos 1004, 1006. Se pueden proporcionar varias funcionalidades integradas embebidas en el laminado 1002 añadiendo nuevos elementos tales como películas 1004 portadoras funcionales con patrones de relieve superficiales y/o un material particular (por ejemplo, en términos de índice de refracción) al mismo. Se pueden establecer patrones de relieve superficiales directamente sobre las superficies objetivo. Se pueden utilizar materiales curables como laca. Básicamente el acoplamiento necesario y/u otra óptica pueden laminarse como una película para un elemento más grueso en la entidad portadora del mismo. Son posibles técnicas de procesamiento de rollo a rollo y a menudo preferidas naturalmente que depende todavía del modo de realización y de la naturaleza tal como la flexibilidad y el grosor de los elementos aplicados.

La figura 11 divulga, a modo de ejemplo únicamente, un diagrama de flujo de un procedimiento de fabricación de acuerdo con la presente invención.

En el inicio 1102 se obtiene y se configura el equipo necesario tal como un equipo de estampado/impresión, un equipo de moldeo, un equipo de fundición, un equipo de laminado, un equipo de curado y/o un equipo de rollo a rollo. Además, se obtienen materiales fuente para capas de laminado y para la laminación en sí misma, tal como adhesivos necesarios, si los hubiera.

En 1104, se obtiene un primer elemento portador que define al menos una capa de la estructura laminada integrada. El primer elemento puede estar provisto de patrones de relieve superficiales deseados y revestimientos. Puede proporcionarse un material curable tal como laca, estampado o de otro modo procesado para contener un patrón de relieve superficial y curado, por ejemplo. El elemento puede ser moldeado o cortado a las dimensiones deseadas para formar una pieza más grande de material fuente tal como plástico o cristal. Se puede someter a varios tratamientos y/o dotar de adhesivo con propósitos de laminación. Opcionalmente, el primer elemento es un elemento multicapa tal como un elemento laminado en sí mismo. El mismo puede contener, por ejemplo, una pluralidad de celdas solares, capas constituyentes y/o elementos.

En 1106, se puede obtener un segundo elemento portador que se va a utilizar en la estructura laminar integrada. Contiene varios patrones de relieve superficiales que pueden ser fabricados como los del primer elemento, con diferentes procedimientos, tal como estampado/impresión rollo a rollo, litografía, micromoldeo, fundición, etc. sobre la superficie de la misma. Puede contener plástico, cristal o material cerámico, por ejemplo. Se puede aplicar un curado adecuado. Además pueden proporcionarse elementos adicionales deseados y/o revestimientos al segundo elemento. El segundo elemento puede ser un elemento multimaterial tal como un elemento laminado.

En conjunción con la presente invención, un patrón de relieve superficial puede producirse por medio de un patrón maestro previo, un patrón maestro y elementos relacionados. Un elemento maestro previo con un patrón masterizado previamente puede ser creado primero por micro mecanizado, litografía, impresión, estampado y/o por algunos otros procedimientos. Este patrón masterizado previamente puede ser después replicado por electroconformado, fundición o moldeo. Después una plancha de níquel conformado, una placa maestra de plástico, una placa de material fundido, una placa moldeada puede contener una pluralidad de patrones de micro relieve sobre la estructura, preferiblemente pequeñas ranuras, rebajes, puntos, píxeles, etc.

Los patrones de relieve preferiblemente negativos del maestro previo son adecuados para el proceso de modulación de inyección de tinta y/o impresión. Este proceso de modulación puede basarse en un procedimiento de relleno perfilado, en el cual la ranura, rebaje, punto, píxel, etc. existente es potencialmente completamente rellenado con material de chorro de tinta/impresión. Este material es dispensado formando pequeñas picogotas para llenar y “ocultar” los patrones existentes. El procedimiento es adecuado para completar una modulación de factor de relleno sobre la superficie de elemento objetivo, es decir, el maestro. Naturalmente, el procedimiento es adecuado para muchas otras aplicaciones también, y no sólo para factores de relleno. Es adecuado también para diseñar diferentes figuras discretas, iconos, formas y contornos, por ejemplo. Esto hace posible crear procesos de diseño óptico de bajo coste, lo cual es rápido, flexible y antes de todo, fácil de utilizar. Un experto se dará cuenta de que el procedimiento de relleno de perfil sugerido en este documento es de forma general factible también en otros contextos que meramente el contexto de laminado de la presente solicitud.

El material de relleno tal como tinta podría ser transparente y ópticamente claro, la cual tiene de forma preferible el mismo índice de refracción que el material de placa. De esta manera es posible hacer pruebas y ensayos funcionales reales. Pero, por ejemplo, también es posible una tinta coloreada, pero entonces puede ser necesario un proceso de replicado para obtener una parte de prueba óptica funcional.

Un problema a considerar puede ser el tamaño de gota y la viscosidad de material. Esto puede ser importante en términos de un llenado controlado y de alta calidad. Si la viscosidad es demasiado baja, la gota fluirá en un área grande y va al fondo de la ranura. Por tanto se hace más difícil lograr una estructura rellena completamente. Si la viscosidad es alta, el tamaño de gota se hace más grande, pero la forma es más compacta y no fluye en la ranura demasiado. Una solución preferida podría ser por tanto incluir un material de baja viscosidad, que garantiza un tamaño de gota pequeño. Y si se utiliza sólo un patrón, ranuras discretas, rebajes, puntos o píxeles pequeños, la gota rellena, de forma ventajosa, sólo patrones preferidos en la ubicación deseada. Por tanto puede que sea preferible realizar patrones en el maestro previo con píxeles pequeños o perfiles discretos.

En 1108, el primer y segundo elementos, y elementos funcionalmente adicionales, son laminados juntos utilizando presión, calor y de forma opcional adhesivo(s) adecuados entre los elementos que se van a laminar juntos. Se puede aplicar un curado factible. Los perfiles de relieve superficiales embebidos básicamente establecen patrones de micro y/o nano cavidad. Se pueden crear potencialmente volúmenes muy complicados (por ejemplo cavidades), lo que es difícil sino imposible por otros procedimientos. Son posibles patrones de multinivel/multicapa laminado varios portadores (elementos) de medio con patrones juntos. Un elemento que se va incluir en el laminado puede comprender un patrón de relieve superficial en múltiples lados del mismo. Diferentes patrones pueden proporcionar diferentes funcionalidades en el laminado.

Una realización implica laminar, por ejemplo, estampado/impresión por UV de películas delgadas (películas con patrones) en un portador más grueso tal como una placa de plástico o de cristal y después ejecutar el curado final para obtener una buena adhesión entre la película y la placa laminada. El laminado rollo a rollo es posible siempre que los elementos laminado sean adecuados, es decir, lo suficientemente delgados/flexibles, para el propósito.

En 1110 se pueden proporcionar elementos y/o funcionalidades adicionales al laminado. Se pueden realizar acciones de posprocesamiento como cortado, retirada de material de exceso, re(devanado), etc.

La ejecución del procedimiento finaliza en 1112.

El ordenamiento mutuo y la presencia global de las dos elementos de procedimiento de los diagramas de procedimiento divulgados anteriormente puede alterarse por un experto basándose en los requisitos establecidos para cada escenario de uso particular. La ejecución de algunos elementos del procedimiento puede ser repetida de forma alternada durante el procedimiento tal y como se ilustra por las flechas discontinuas.

La figura 12 ilustra varios aspectos de posibles escenarios de fabricación rollo a rollo aplicables en conexión con la presente invención. En el esquema mostrado, dos elementos, básicamente películas, láminas u hojas, 1204, 1206 son laminados juntos y un patrón 1206b de relieve superficial es replicado por el cilindro/rodillo 1208 en el elemento 1206 durante el proceso antes de la laminación. La estructura 1216 laminada es formada y el patrón 1206b es laminado dentro de la estructura 1216 mediante el cilindro/rodillo 1210 de laminación. Puede producirse un curado 1212 previo tal como un curado con luz UV así como un curado 1214 posterior, de forma opcional, de nuevo un curado UV. Se pueden implementar varias acciones de proceso adicionales tales como acciones de corte, devanado y ensayo (mostradas en la figura). Un elemento objetivo tal como un elemento 1204 también podría estar provisto de múltiples capas adicionales tales como películas de forma opcional en ambos lados del mismo. Esto se podría implementar de una vez, si la cantidad y naturaleza de los equipos necesarios tales como cilindros/rodillos , etc. son insuficientes. De forma alternativa, se puede obtener el mismo resultado a través de múltiples pasadas durante las cuales, se añade una única capa al laminado por vuelta.

La figura 13 ilustra diferentes elementos potenciales de un modo de realización adicional de un procedimiento de fabricación basado de forma preferible en rollo a rollo de acuerdo con la presente invención. El ejemplo particular se refiere a una laminación de hoja, pero un experto se dará cuenta que los principios aplican a varios otros elementos portadores que se van a laminar también. En 1302, se muestra de forma general como un funcional tal como un elemento ópticamente funcional puede ser proporcionado a un material portador tal como una película. Tal y como se aludió en la figura, una hoja, película u otro tipo de elemento puede dotarse 1312 primero de un material tal como la casa que permite la formación de formas de relieve superficiales en las mismas y se puede curar. El material que alberga el patrón de relieve superficial puede de hecho ser térmicamente curable, curable por UV, curable por humedad, o curable por haz de electrones, por ejemplo, entre otras opciones. Adicionalmente, técnicas de curado combinadas que utilizan al menos dos procedimientos de curado tales como curado por UV curado térmico, curado por UV curado por humedad, curado térmico curado por haz de electrones, etc., se pueden aplicar dependiendo de los materiales utilizados.

Después de establecer 1316 un patrón de relieve superficial “A” en la hoja dotada de laca mediante estampado o alguna otra técnica, el patrón puede, cuando sea necesario, ser precurado 1318 mediante un procedimiento adecuado tal como un curado por UV potencialmente seguido por una laminación 1320 con respecto a un elemento portador tal como otra película. El laminado “A” establecido que incluye el patrón A preferiblemente como embebido puede ser curado en 1322 después de lo cual un elemento funcional adicional tal como una hoja se puede acoplar, preferiblemente por laminación 1324 al mismo, lo cual es en general mostrado, a modo de ejemplo únicamente, en 1304 con elementos de proceso sustancialmente similares indicados por números de referencia idénticos suplementados por la “b”, sin embargo. No obstante, estos elementos del proceso no tienen que ser similares y, por ejemplo, podrían aplicarse diferentes técnicas de formación de patrón y/o tecnología de curado. El elemento funcional adicional puede incluir un patrón “B” como el indicado en la figura. El laminado final que comprende ambos patrones A y B puede estar sujeto a varios procesos 1326 de curado aplicables y/u otros tratamientos.

Por consiguiente, un experto puede, basándose en esta divulgación y en el conocimiento general, aplicar las enseñanzas proporcionadas para incrementar el alcance de la presente invención tal y como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Por ejemplo, en algunos modos de realización, uno o más elementos de la estructura laminada integrada puede contener las ópticas de cavidad explicadas para un propósito predeterminado tal como una iluminación uniforme o una iluminación discreta. Los elementos ópticamente funcionales pueden ser integrados mediante laminación con otros elementos tales como cubiertas de varios dispositivos electrónicos u otros dispositivos.

La presente invención permite proporcionar funciones ópticas localizadas dentro de estructuras integradas tales como láminas. Efectos locales e indicaciones visuales, tales como indicaciones informativas, pueden crearse en ciertos modos de realización de la misma.

En general en diferentes modos de realización de la presente invención, las formas de relieve pueden ser positivas o negativas con respecto al nivel superficial asociado del sustrato portador.

En algunos modos de realización, en lugar de o adicionalmente a la laminación, los elementos de la estructura integrada pueden ser fijados utilizando algunos otros procedimientos tales como estructuras de sujeción mecánica, meros adhesivos, etc.

En algunos modos de realización, una estructura laminada de acuerdo con la presente invención puede estar integrada adicionalmente con o configurada para contener otros elementos tales como chips, paquetes de chips, estructuras de celda solar, Fuentes de luz, elementos de iluminación, electrónica, estructuras de cubierta o de cuerpo, etc.

Cada una de las varias funciones/funcionalidades mencionadas anteriormente se puede implementar en la estructura laminada mediante un elemento dedicado, un elemento compartido mediante una pluralidad elementos de cooperación.

En lugar de o adicionalmente a las ópticas, la solución laminada presentada en el presente documento se puede utilizar en otros contextos tales como microfluídica. Por ejemplo, se podrían fabricar con la misma estructuras de enfriamiento y canales de enfriamiento. También se podrían formar canales de lubricante.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una estructura (402) laminada integrada adaptada para aplicaciones ópticas en el contexto de tecnología de obleas, canales de enfriamiento, iluminación de invernaderos, iluminación de ventanas, iluminación de calles, iluminación de tráfico, reflectores de tráfico o películas de seguridad, de forma opcional configurada para mostrar mensajes informativos y/o visuales comerciales, que comprende:

- un primer elemento (406) portador tal como una pieza de plástico o cristal, como un elemento aplanado plano, - un segundo elemento (404) portador, configurado como un elemento plano, en el cual una pluralidad de diferentes formas de relieve superficiales de diferentes contornos se configuran para formar varios patrones de relieve superficiales, varias de dichas formas de relieve superficiales de diferentes contornos de cada patrón que tienen porciones planas o áreas de unión laminadas entre el primer y segundo elementos portadores, mediante cuyas porciones planas se forman las superficies de contacto entre dicho primer y dicho segundo elementos portadores,

estando compuestos dicho primer elemento portador y dicho segundo elemento portador de un material sustancialmente ópticamente transparente que permita la transmisión de luz a través del mismo,

siendo laminados el primer elemento portador y el segundo elemento portador juntos para establecer la estructura (402) laminada integrada de tal manera que los patrones de relieve superficiales hayan sido embebidos dentro de la estructura laminada integrada establecida, por lo que los patrones de relieve embebidos que comprenden varias cavidades (408, 410, 412) ópticamente funcionales relacionadas se formen en una interfaz establecida por porciones planas proporcionadas como superficies de contacto entre el primer elemento portador y el segundo elemento portador,

en la que dichos patrones de relieve embebidos tienen al menos una función óptica predeterminada con respecto a la luz incidente seleccionada de un acoplamiento de luz incidente y para una función de dirección, tal como una función de colimación y en la que adicionalmente al acoplamiento de luz incidente y/o a la función de dirección, se logran funciones reflexivas y generalmente de atrapamiento de luz mediante patrones utilizados que incluyen cavidades, su posicionamiento, alineación y selecciones de material, en la que las trampas de luz se forman sin superficies de espejo reflexivas en el material portador.

2. La estructura laminada integrada de la reivindicación 1, en la que las cavidades comprenden al menos un elemento de material seleccionado del grupo que consiste en: aire, otros medios gaseosos, líquido, gel y sólido, teniendo dicho elemento material un índice de refracción diferente del índice de refracción de material del segundo elemento portador y/o del índice de refracción del material del primer elemento portador.

3. La estructura laminada integrada de la reivindicación 1, en la que el segundo elemento portador es más delgado que el primer elemento portador y es preferiblemente curvable, y en la que el primer elemento portador, el segundo elemento portador o el elemento portador adicional comprenden al menos un material seleccionado del grupo que consiste en: plástico, elastómero, polímero, cristal, semiconductor, sílice, adhesivo, resina, y material cerámico.

4. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende una película ópticamente funcional.

5. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un elemento indicativo, tal como una película o capa, provista de una superficie visualmente indicativa tal como una señal visualmente indicativa, un poster o una superficie de placa para mostrar un mensaje visual, en la que la superficie visualmente indicativa, de forma opcional, comprende una fotografía impresa sobre la misma y/o varios símbolos, letras, y/u números impresos.

6. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que varias formas de relieve de forma opcional embebidas son configuradas para establecer un mensaje visual cuando cooperan con la luz incidente, en la que el mensaje puede mostrar una fotografía y/o varios símbolos, números y/o letras.

7. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en: un patrón de relieve embebido o forma de relieve configurada para colimar luz incidente, un patrón de relieve embebido o forma configurada para un atrapado de luz interno mediante un retro acoplamiento y/o un redireccionamiento de luz de vuelta a la dirección en la que llegó al patrón o forma, y un patrón de relieve embebido o forma de relieve configurada para acoplar y/o para redirigir de forma opcional la luz interna sin función de reflexión.

8. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende al menos un patrón multicapa parcialmente embebido de formas de relieve con una función común o al menos funciones múltiples diseñadas conjuntamente, estableciéndose el patrón multicapa mediante uno o más elementos laminados en la estructura laminada.

9. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la función óptica del patrón de relieve embebido además incluye al menos una función seleccionada del grupo que consiste en: función de dirección de luz, función de atrapamiento de luz, función reflexiva, función trasmisiva, función transreflexiva, función de acoplamiento, función de acople, función de desacople, función de polarización, función difractiva, función refractiva, función antidestello, función anticlaro, función antireflejo, función de colimación, función de precolimación, función del ente, función de convergencia, función de divergencia, función de modificación de longitud de onda, función de dispersión, función de coloración, función de distribución de medio y función de difusión.

10. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende una capa de superficie funcional implementada común revestimiento, un patrón de relieve superficial o una combinación de los mismos, en la que dicha capa superficial tiene al menos una función seleccionada del grupo que consiste en: función de antireflexión, función hidrofóbica, función hidrofílica, y función de autolimpieza.

11. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende varias formas en los patrones de relieve embebidos de tamaño submicrométrico.

12. La estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el patrón de relieve superficial comprende al menos una forma seleccionada del grupo que consiste en: una ranura, un saliente, un caballete, un rebaje, una forma binaria, una forma inclinada, una forma rectangular, una forma cuadrática, una forma triangular, una forma de píxel de rejilla, una forma trapezoidal, una forma trapezoidal isósceles, y una forma de lente.

13. Una estructura indicativa para indicar visualmente datos, tal como datos de publicidad informativos, que comprende la estructura laminada integrada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, dicha estructura indicativa que comprende además de forma opcional un elemento indicativo configurado para mostrar visualmente un mensaje de forma cooperativa con luz, en la que el elemento indicativo de forma opcional comprende una fotografía impresa y/o varios símbolos, letras y/u números impresos, y/o comprende varias formas de relieve superficial preferiblemente embebidas configuradas para establecer un mensaje visual cuando cooperan con la luz incidente en las mismas, en la que el mensaje puede indicar una fotografía y/o varios símbolos, números y/o letras, y en la que dicha estructura indicativa además de forma opcional comprende, en bebida en la misma, un patrón de relieve superficial situado sustancialmente más próximo al elemento indicativo que a la superficie opuesta de la estructura para mejorar el contraste de los datos indicados visualmente.

14. Un acoplamiento de luz tal como un elemento de acople o de desacople, un elemento de transmisión de luz, un elemento de colimación de luz, un elemento de difusión o de dispersión de luz, una estructura de ventana, tal como una ventana de iluminación o de publicidad, o un elemento de iluminación de invernadero, que comprende la estructura laminada integrada de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-12.

15. Un elemento que comprende la estructura laminada integrada de cualquiera de las reivindicaciones 1-12 y que tiene al menos una función seleccionada del grupo que consiste en: función de dirección de luz, función de atrapamiento de luz, función reflexiva, función trasmisiva, función transreflexiva, función de acoplamiento, función de acople, función de desacople, función de polarización, función difractiva, función refractiva, función antidestello, función anticlaro, función antireflejo, función de colimación, función de precolimación, función del ente, función de convergencia, función de divergencia, función de modificación de longitud de onda, función de dispersión, función de coloración, función de distribución de medio y función de difusión.

16. Un procedimiento para la construcción de una estructura integrada por aplicaciones ópticas en el contexto de tecnología de obleas, canales de enfriamiento, iluminación de invernaderos, iluminación de ventanas, iluminación de calles, iluminación de tráfico, reflectores de tráfico o películas de seguridad, que comprende:

- obtener (1104) un primer elemento (406) portador, tal como una pieza de plástico o cristal, configurada como un elemento plano, aplanado,

- obtener (1106) un segundo elemento (404) portador, configurado como un elemento plano, en el cual una pluralidad de diferentes formas de relieve superficiales de diferentes contornos está configurada para formar varios patrones de relieve superficiales, varias de dichas formas de relieve superficiales de diferentes contornos de cada patrón que tienen porciones planas en áreas de unión laminada entre el primer y segundo elementos portadores, mediante cuyas porciones planas se forman las superficies de contacto entre dicho primer y dicho segundo elementos portadores.

en la que dicho primer elemento portador y dicho segundo elemento portador están compuestos de un material sustancialmente ópticamente transparente que permite la transmisión de luz a través de los mismos,

- laminar (1108) el primer elemento portador y el segundo elemento portador juntos para establecer la estructura (402) laminada integrada, de tal manera que los patrones de relieve superficiales se embeben dentro de la estructura laminada integrada establecida, por lo que se forman patrones de relieve embebidos que comprenden varias cavidades (408, 410, 412) ópticamente funcionales relacionadas en una interfaz establecida por porciones planas proporcionadas como superficies de contacto entre el primer elemento portador y el segundo elemento portador,

en la que, dichos patrones de relieve embebidos tienen al menos una función óptica predeterminada con respecto a la luz incidente seleccionada de una función de acoplamiento y/o de dirección de luz incidente, tal como una función de colimación, y en la que adicionalmente a la función de acoplamiento y/o de dirección de luz incidente, se logran funciones reflexivas y generalmente de atrapamiento de luz mediante los patrones utilizados que incluyen cavidades, su posicionamiento, alineación y selecciones de material, en la que se forman trampas de luz sin superficies de espejo reflexivas en el material portador.