MXPA06006525A - Pantalla microestructura y metodo de fabricacion que usa co-extrusion. - Google Patents

Abstract

La presente invencion es un metodo para formar una pelicula optica (20) que incluye los siguientes pasos: proporcionar una primera pelicula (22) de un primer (32), extruir un segundo material (34) para formar una segunda pelicula en un estado fundido; mantener la segunda pelicula en el estado fundido; poner la primer pelicula (22) proxima a la segunda pelicula fundida; modelar la segunda pelicula fundida para formar una pluralidad de estructuras (24), las estructuras (24) que definen una pluralidad de cavidades (26) entre las mismas; y solidificar la segunda pelicula fundida.

Description

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PANTALLA MICROESTRUCTURADA Y MÉTODO DE FABRICACIÓN QUE USA CO-EXTRUSION Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a métodos para fabricar una pantalla de protección posterior y a la pantalla resultante. De manera más particular la invención se refiere a una pantalla de proyección posterior que incorpora estructuras reflejantes de una forma totalmente interna para dispersar la luz que pasa a través de la pantalla.

Antecedentes de la Invención En general, las pantallas de proyección posterior se diseñan para transmitir una imagen proyectada en la parte posterior de la pantalla en un espacio de visión. El espacio de visión del sistema de proyección puede ser relativamente grande (por ejemplo, televisiones de proyección posterior), o relativamente pequeño (por ejemplo, monitores de datos de proyección posterior) . El desempeño de una pantalla de proyección posterior se puede describir en términos de varias características de la pantalla. Las características típicas de la pantalla, usadas para describir el desempeño de una pantalla, incluyen la ganancia, el ángulo de visión, la resolución, el contraste, la presencia de artefactos REF:173561 indeseables tal como color y mancha, y similares. En general, es deseable tener una pantalla de proyección posterior que tenga" alta" " resolución, alto contraste y mayor ganancia. También es deseable que la pantalla esparza la luz sobre un espacio grande de visión. Desdichadamente, conforme se mejora una característica de la pantalla, frecuentemente se degradan una o más de las otras características de la pantalla. Por ejemplo, el ángulo de visión horizontal se puede cambiar a fin de acomodar a los espectadores colocados en una amplia variedad de posiciones con relación a la pantalla. Sin embargo, el incremento del ángulo de visión horizontal también puede dar por resultado el incremento del ángulo de visión vertical más allá de lo que es necesario para la aplicación particular, y de este modo se reduce la ganancia total de la pantalla. Como resultado, se hacen ciertos cambios en las características de la pantalla y desempeño de la pantalla a fin de producir una pantalla que tenga desempeño total aceptable para la aplicación particular de exhibición de proyección posterior. En la patente de los Estados Unidos No. 6,417,966, Moshrefzadeh et al . , describen una pantalla que tiene superficies reflejantes colocadas para reflejar la luz que pasa a través de las mismas en al menos un plano de dispersión. La pantalla permite de este modo la dispersión asimétrica de la luz de la imagen en un sistema de proyección posterior y permite que la luz se dirija -de forma selectiva hacia el espectador. Moshrefzadeh et al., también enseña métodos para fabricar la pantalla, incluyendo las combinaciones de pasos que usan , procesos de vaciado y curación, técnicas de revestimiento, métodos de planarización, y la remoción de los materiales de sobre revestimiento .

Breve Descripción de la Invención La presente invención es un método para formar una película óptica que incluye los siguientes pasos: proporcionar una primera película dentro del material, extruir un segundo material para formar una segunda película en un estado fundido; mantener la segunda película en un estado fundido; poner la primera película próxima a la segunda película fundida; modelar la segunda película fundida para formar una pluralidad de estructuras, las estructuras que definen una pluralidad de cavidades entre las mismas; y solidificar la segunda película fundida.

Breve Descripción de las Figuras La presente invención se explicará adicionalmente con referencia a las figuras más adelante, en donde la estructura similar se refiere por números similares a todo lo largo de las varias vistas.

La Figura 1 es una vista en elevación lateral de una estructura de pantalla de micronervaduras . La Figura 2 ilustra un método por el cual se puede formar la estructura de pantalla de la reivindicación 1. La Figura 3 es una vista en elevación lateral de la estructura de la Figura 1 rellena con material absorbedor de luz . La Figura 4 es un diagrama de una modalidad de un método para rellenar la estructura de la Figura 1 para producir la estructura de la Figura 3. La Figura 5 es un diagrama en elevación lateral de un paso de un segundo método para rellenar la estructura de la Figura 1 para producir la estructura de la Figura 3. La Figura 6A es una vista en elevación lateral de una modalidad de una pantalla producida por el método de la Figura 1. La Figura 6B es una vista en elevación lateral de una segunda modalidad de una pantalla producida por el método de la Figura 5. La Figura 7 ilustra una segunda modalidad de una pantalla de la presente invención. La Figura 8 es una vista en elevación lateral de una tercera modalidad de una pantalla de la presente invención. La Figura 9 ilustra la estructura de la Figura 3 con capas adicionales. La Figura 10 es un diagrama que ilustra una modalidad de un método de la presente invención para producir la estructura de la Figura 9. En tanto que las Figuras identificadas anteriormente exponen varias modalidades de la presente invención, también se contemplan otras modalidades. Está descripción presenta modalidades ilustrativas de la presente invención a manera de representación y no de limitación. Se pueden contemplar numerosas modificaciones y modalidades diferentes, por aquellos expertos en la técnica, que caen dentro del alcance y espíritu de los principios de la invención. Las Figuras no están dibujadas a escala. Además, en tanto que las modalidades se refieren por las designaciones "primero", segundo" , "tercero", etc., se va a entender que estas descripciones se otorgan por conveniencia de referencia y no implican un orden de preferencia. Las designaciones se presentan sólo para distinguir entre diferentes modalidades para propósitos de claridad.

Descripción Detallada de la Invención La Figura 1 es una vista en elevación lateral de una estructura de pantallas de micronervaduras . Se pueden utilizar variaciones de las modalidades ilustradas para aplicaciones de proyección frontal y otras aplicaciones de pantalla, pero se describirán principalmente con referencia a aplicaciones de pantalla de proyección posterior para los propósitos de está descripción. La estructura 20 de micronervaduras incluye un sustrato 22 base trasmisor de luz y nervaduras 24 difusoras microestructuradas . El término "microestructuradas" incluye características que tienen dimensiones características medidas en micrómetros (µm) o unidades más pequeñas. En general, las características microestructuradas pueden tener dimensiones características que varían desde menos de 0.01 µm a más de 100 µm. Lo que constituye una dimensión característica de una característica o rasgo depende del tipo de la característica. Los ejemplos incluyen el ancho de las características tipo canal en una superficie, a la altura de las salientes tipo poste en una superficie, y el radio de curvatura en ele punto de la saliente agudas o hendiduras en una superficie. De esta manera, aún se puede decir que una característica macroscópica está microestructurada si una dimensión característica de la característica tiene dimensiones con tolerancias de sub-micrómetros . En una modalidad de ejemplo, se forman nervaduras lineales o micronervaduras 24 de un material hospedador grado óptico tal como una resina tal como policarbonato; en particular, la resina hospedadora incorpora partículas dispersoras de luz tal como cuentas de modo que las nervaduras actúan como un difusor volumétrico. Se elije una relación suficientemente alta de aspecto para la geometría de las nervaduras a fin de inducir reflexión interna total (TIR) en la estructura 20 de micronervaduras. La carga de las partículas dispersoras de luz dentro de la resina se elije para controlar las propiedades ópticas tal como ganancia y ángulo de visión de la pantalla. En general se elige un material tal como una resina con un alto índice de refracción (Rl) para las nervaduras difusoras 24. En está aplicación, el Rl de una nervadura 24 se refiere al Rl del material hospedador. Los ejemplos de materiales adecuados para las nervaduras difusoras de luz 24 incluyen polímeros tal como acrílicos modificados, policarbonato, poliestireno, poliéster, poliolefina, polipropileno, y otros polímeros ópticos que tienen de manera preferente un índice de refracción igual a o mayor que aproximadamente 1.50. El policarbonato, con un índice de refracción de 1.59, es particularmente útil debido a su alta temperatura de transición vitrea Tg, claridad y propiedades mecánicas. En la modalidad mostrada en la Figura 1, las nervaduras difusoras de luz 24 se separan por cavidades o ranuras 26 en forma de V. En tanto que las estructuras difusoras de luz 24 se describen en una modalidad de ejemplo como nervaduras que se extienden a través de sustancialmente el ancho completo del sustrato base 22, también se contempla que las estructuras 24, en una modalidad alternativa, forman picos discretos que se pueden arreglar en el sustrato base 22 en un patrón escalonado o "de tablero de ajedrez", a manera de ejemplo. En una modalidad de ejemplo, cada estructura 24 tiene una base 23 y una pluralidad de paredes 25 que estrecha la estructura 24 conforme las paredes 25 se extienden desde la base 23. La Figura 2 ilustra un método por el cual se puede formar la estructura de pantalla de la reivindicación 1. La Figura 2 muestra un ejemplo de un proceso de co-extrusión de microréplica que se puede usar para producir la estructura 20 de micronervaduras, que consiste de las nervaduras difusoras 24 en un sustrato base 22. El termino "microréplica" incluye un proceso por el que se imparten características microestructuradas desde una matriz o un molde sobre un artículo. La matriz se proporciona con una microestructura, por ejemplo por técnicas de micro-trabajo a máquina tal como rotación con diamante, ablación con láser o fotolitografía. La superficie o superficies de la matriz que tiene la microestructura se pueden revestir con un material endurecible de modo que cuando se endurece el material, se forma un artículo que tiene una réplica negativa de las características microestructuradas deseadas. La microréplica se puede lograr usando rodillos, bandas y otros aparatos conocidos en la técnica. Se puede lograr la microréplica por técnicas que incluyen de manera enunciativa y sin limitación extrusión, grabado en relieve, curación por radiación y moldeo por inyección. En una modalidad de ejemplo mostrada en la Figura 2, la boquilla 28 de co-extrusión es una boquilla de alta presión y alta temperatura para la extrusión simultánea de una película de dos capas. En una modalidad, la boquilla 28 tiene un diámetro 30 de orificio de extrusor de aproximadamente 44.4 mm (1.75 pulgadas) a aproximadamente 50.8 mm (2 pulgadas) . La película de dos capas se compone del material 32 para formar el sustrato base 22 y el material 34 para formar las nervaduras 24 difusoras de luz. En una modalidad, los materiales 30 y 32 se calientan a aproximadamente 66 °C (150°F) y se extruyen de forma simultánea desde la boquilla 28, que tiene temperatura de aproximadamente 293 °C (560 °F) . Cada material 32 y 34 se aisla del otro hasta después de que se extruyen de la boquilla 28. Después de la extrusión, los materiales 32 y 34 se ponen en contacto entre si en donde a menos el material 34 aún está en un estado fundido. La técnica de extrusión-grabado en relieve por tres rodillos mostrados en la Figura 2 usa un primer rodillo 36, un segundo rodillo 40 modelado, y un tercer rodillo 44. En una modalidad cada rodillo 36, 40 y 44 es de aproximadamente 0.43 metros (17 pulgadas) de diámetro. El primer rodillo 36 y el tercer rodillo 44 se pueden calentar o enfriar como se requiera por la naturaleza de los materiales usados para facilitar la liberación de los materiales de las superficies de los rodillos. De forma simultánea, los materiales 32 y 34 se extruyen desde la boquilla 28 en el rodillo 40 modelado. En la modalidad ilustrada, el material 32 se extruye próximo al rodillo 36 de apretadura o pinzamiento y el material 34 se extruye próximo al rodillo 40 de moldeado modelado. En una modalidad, el primer rodillo o rodillo de pinzamiento 36 se calienta a más de o a aproximadamente 52°C (125°F) al hacer correr aceite calentado a través del interior 38 del rodillo 36, el aceite que se calienta por una fuente externa de calor. En una modalidad de ejemplo, el rodillo 36 de pinzamiento se forma de un material tal como caucho de silicón. El rodillo de moldeado se modela sobre la superficie exterior 48 para impartir las estructuras deseadas en el material 34 para dar por resultado las nervaduras 24 difusoras de luz. En una modalidad de ejemplo, el rodillo 40 de modelado se forma de un metal tal como cromo, níquel titanio o una aleación de los mismos. En una modalidad, el rodillo 40 de modelado se calienta a más de o a aproximadamente 204°C (400°F), de manera más particular entre aproximadamente 252°C (485°F) y aproximadamente 282°C (540°F) , al hacer correr aceite calentado a través del interior del interior 42 del rodillo 40, al aceite que se calienta por una fuente externa de calor. El tercer rodillo o rodillo portador 44 se calienta en general o se enfría al hacer correr aceite o agua a través del interior 46 de rodillo 44 para ayudar a la liberación de la estructura 20 de micronervaduras del rodillo 40 de moldeado. En una modalidad, el rodillo portador 44 se calienta a más de o a aproximadamente 66°C (150°F) al hacer correr aceite calentado a través del interior 46 del rodillo 44, el aceite que se calienta por una fuente externa de calor. En una modalidad de ejemplo, el rodillo portador 44 tiene una superficie exterior lisa 50 y se forma de un metal tal como cromo, níquel, titanio o una aleación de los mismos. En una modalidad, el material 32 para formar la estructura base 22 es un material transmisor de luz tal como polímero claro tal como policarbonato, poliéster, poliolefina, polipropileno, acrílico o vinilo, a manera de ejemplo. En una modalidad, el material 34 para las nervaduras difusoras 24 es polímero de alto índice de refracción tal como acrílico modificado, policarbonato, poliestireno, poliéster, poliolefina, polipropileno, u otro polímero óptico. Es particularmente adecuado que el material 34 tenga un índice de refracción mayor que o igual que a aproximadamente 1.50. Es particularmente útil policarbonato, con un Rl de 1.59 debido a su alta Tg, claridad y propiedades mecánicas. En una modalidad, el material 32 y el material 34 son compatibles de modo que se unen físicamente en la entrecara entre los mismos para integrarse en una estructura monolítica. Esto se logra en una modalidad de ejemplo al usar el mismo material de polímero para el material 32 y 34, a diferencia que es que el material 34 incorpora partículas difusoras de luz en el polímero. En una modalidad alternativa, el material 32 y el material 34 pueden tener diferentes composiciones, pero poseen características similares de procesamiento y se unen entre sí en sus entrecaras . En una modalidad, el rodillo 36 de pinzamiento y el rodillo 40 de moldeado están en contacto íntimo para proporcionar compresión de alta presión de los materiales 32 y 34, y particularmente el material 34, contra el rodillo 40 de moldeado. Esto es especialmente importante para materiales con una Tg alta tal como policarbonato, que se endurecen casi inmediatamente de salir de boquilla 28. El rodillo portador 44 no necesita estar en contacto íntimo con el rodillo 40 de moldeado; el propósito del rodillo 44 portador o tirador es sólo desprender la estructura 20 de micronervaduras, formada del rodillo 40 de moldeado. En una modalidad, cada rodillo 36, 40 y 44 gira alrededor de 3.6 metros (12 pies) por minuto, con los rodillos adyacentes que giran en direcciones opuestas . En una modalidad, la barra 52 de aire facilita la liberación de la estructura 20 del odillo 40 de moldeado. La barra 52 de aire es un cilindro perforado que emite aire de enfriamiento sobre la estructura 20 justo antes del punto de separación de la estructura 20 del rodillo 20 de moldeado. En una modalidad, se suministra aire a aproximadamente 620 kPa (90 libras/pulgada cuadrada) y a temperatura ambiente. Los materiales 32 y 34 se solidifican en la estructura 20. En una modalidad, se usa el montaje 54 de rodillo de tensado para proporcionar la cantidad apropiada de tensión en la estructura 20 conforme viaja. Se proporciona el recortador 56 para cortar la estructura 20 a los anchos deseados. El rodillo 58 de enrollamiento enrolla la estructura 20 para almacenamiento o recuperación posterior. Por ejemplo también se pueden usar otros métodos de moldeado-grabado en relieve y extrusión grabado en relieve. La estructura 20 resultante de micronervaduras entonces se puede usar en el método descrito con referencia a las Figuras 5, 6A y 6B . En otra modalidad, se puede usar extrusión de capa individual para extruir el material 34 para formar las nervaduras 24 difusoras de luz sobre el sustrato 22 anteriormente formado. En esta modalidad, una entrada alimenta el sustrato 22 de modo que el material 34 en un estado fundido se extruye en el mismo. Se hacen pasar ambos materiales conjuntamente por el rodillo 36 de pinzamiento de modo que se modela el material 34 por el rodillo 40 de moldeado. El sustrato 22 y el material 34 permanecen en contacto íntimo durante la fase de enfriamiento. Con referencia a la Figura 5, también se puede usar con-extrusión para extruir la capa dual de la capa protectora 86 y el adhesivo 85 absorbedor de luz. Los materiales ópticos adecuados para el adhesivo 85 absorbedor de luz incluyen por ejemplo aquellos analizados con referencia a la Figura 5, 6A y 6B. La Figura 3 es una vista en elevación lateral de la estructura de la Figura 1 rellena con material 62 absorbedor de luz. La película 60 microestructurada incrustada incluye el material 62 de relleno. El material 62 incorpora típicamente un pigmento negro o tinte negro para absorber luz ambiente y mejorar el contraste en la construcción final de la pantalla. El material 62 tiene un bajo índice de refracción de modo que existe una diferencia relativamente alta en el índice de refracción entre el material 62 absorbedor de luz y el material que compone las nervaduras 24 difusoras de luz. Una diferencia de índice de refracción de al menos aproximadamente 0.06 es deseable. Está diferencia induce reflexión interna eficiente y alto desempeño de la pantalla. En una modalidad de ejemplo, la estructura 20 de micronervadura se rellena con un material 62 absorbedor de luz de PMMA de alto flujo en estado fundido, pigmentado de negro . Esta construcción produce una diferencia altamente deseable de los índices de refracción de aproximadamente 0.08 a 0.09 entre el material 62 absorbedor de luz y las nervaduras 24. La superficie 64 internamente reflejante se forma por las entrecaras entre las nervaduras 24 difusoras de luz del material 64 absorbedor de luz. En una modalidad de ejemplo, la superficie frontal 66 de la película 60 microestructurada incrustada es una superficie lisa o ligeramente mate con mínimo espaciamiento en las superficies 68 superiores de las nervaduras. La superficies 64 reflejantes es totalmente de una manera totalmente interna expresan la luz a través de las áreas 68 ópticamente trasmisoras de la superficie frontal 66. La superficie frontal 66 tiene de manera preferente un acabado de superficie mate que ayuda a la dispersión de la luz que se propaga a través de la misma. La Figura 4 es un diagrama de una modalidad de un método para rellenar la estructura 20 de la Figura 1 para producir la estructura 60 de la Figura 3. El proceso 70 de planarización reviste el material 62 absorbedor de luz sobre la estructura 20 de micronervaduras para formar la película 60 microestructurada, incrustada. El proceso 70 de planarización usa la estación 74 de revestimiento de resina, el rodillo 76 de pinzamiento de precisión, un cilindro 78 liso, mate o microestructurado, la lámpara 80 de luz ultravioleta, el rodillo 82 de pinzamiento de precisión y la rebobinadora 84 de película microestructurada, incrustada. La estructura 20 de micronervaduras se desenrolla primero de la estación 72 de desenrollamiento de sustrato. La estructura 20 de micronervaduras continua sobre la estación 74 de revestimiento de resina, donde se sobre reviste con material 62 absorbedor de luz . La estructura completa se prensa por el rodillo 76 de pinzamiento de precisión contra el cilindro 78. El cilindro 78 puede ser liso, mate o microestructurado para impartir una textura deseada en la superficie frontal 66 de la película 60 resultante microestructurada, plana, incrustada, mostrada en la Figura 3. Después de que el material 62 absorbedor de luz se moldea sobre la estructura 20 de micronervaduras, la película prosigue para ser curada por la lámpara 80 de luz ultravioleta. Emerge una película 60 terminada, microestructurada, incrustada, del rodillo 82 de pinzamiento de precisión para ser enrollada en la rebobinadora 84 de película microestructurada, incrustada. La Figura 5 es un diagrama en elevación lateral de un paso de un segundo método para rellenar la estructura 20 de la Figura 1 para producir la estructura 60 de la Figura 3. En una modalidad el método de la presente invención, la estructura 20 de micronervadura se forma por el proceso de co-extrusión analizada anteriormente con respecto a la Figura 2 para impartir nervaduras 24 difusoras de luz que tienen ranuras 26 en forma de V sobre la estructura 22 de base. Un proceso de relleno alternativo ilustrado en la Figura 5 elimina el proceso 70 de planarización mostrada en la Figura 4 y lamina adicionalmente una capa protectora a la estructura 20 de micronervaduras. Esto se logra al introducir un adhesivo 85 absorbedor de luz que sirve para las funciones tanto de absorber luz como de adhesivo. El término "adhesivo" usado con referencia al adhesivo 85 absorbedor de luz no necesita ser un adhesivo en el sentido normal, sino que sólo necesita tener capacidades de unión con las nervaduras 24 difusoras de luz, y también a la capa protectora 86, si se usa. Al combinar las funciones de absorción de luz y de adhesivo en un material, se obtiene ahorros en los materiales y pasos de fabricación. El adhesivo 85 absorbedor de luz se coloca en la superficie posterior 88 de la capa protectora 86. La capa protectora 86, con el adhesivo 85 absorbedor de luz se coloca en el mismo, se pone conjuntamente con la estructura 20 de micronervaduras. Como se muestra por la flecha 90, por ejemplo, la capa protectora 86 y la estructura 20 de micronervaduras se laminan conjuntamente. El espesor de la película 22 base transmisora de luz se puede elegir para cumplir con los requisitos de cada aplicación particular. Por ejemplo, una película base delgada con un espesor de aproximadamente 0.127 mm (5 milésimas de pulgada) a aproximadamente 0.254 mm (10 milésimas de pulgada) se puede elegir para proporcionar facilidad de fabricación; de manera alternativa, se puede elegir una película gruesa con un espesor de aproximadamente 0.508 mm (20 milésimas de pulgada) a aproximadamente 1.016 mm (40 milésimas de pulgada) para proporcionar rigidez adicional al producto. Los materiales adecuados incluyen por ejemplo policarbonato, poliéster, acrílico y películas de vinilo. En una modalidad de ejemplo, la superficie posterior 91 del sustrato base 22 tiene un acabado mate para reducir la reflexión especular de regreso al sistema de formación de imágenes . También, la capa protectora 86 se puede variar para proporcionar diferentes funcionalidades . La capa protectora 86 puede variar en el espesor desde delgado (menos de aproximadamente 0.508 mm (20 milésimas de pulgadas)) a semi-rígido (aproximadamente 0.508 mm (20 milésimas de pulgada) a aproximadamente 1.016 mm (40 milésimas de pulgada)) a rígido (más de aproximadamente 1.016 mm (40 milésimas de pulgada).

El espesor del sustrato base 22 y la capa protectora 26 se puede elegir para producir una amplia variedad de productos con estas opciones que tienen impacto en el costo total del material, funcionalidad óptica y facilidad de procesamiento.

En una modalidad de ejemplo, las nervaduras 24 difusoras de luz se forman de un policarbonato cargado con partículas difusoras de luz. En una modalidad de ejemplo, la capa protectora 86 es un PMMA claro. En una modalidad de ejemplo, el adhesivo 85 absorbedor de luz es un material fotopolimerizable de bajo índice de refracción que se adhiere tanto a las nervaduras 24 difusora de luz como a la capa protectora 86. En una modalidad de ejemplo, los índices de refracción de las nervaduras 24 difusoras de luz y el adhesivo 85 absorbedor de luz difieren de forma suficiente para provocar una reflexión total en lugar de una transmitancia en la entrecara entre estos. En una modalidad de ejemplo, el índice de refracción del material de micronervaduras de las nervaduras 24 difusoras de luz varía desde 1.49 para materiales de acrilato simple a 1.58 o mayor para materiales tal como policarbonatos aromáticos. El requerimiento de índice de refracción para el material 85 rellenador de ranuras es dependiente por lo tanto de las propiedades ópticas (tal como el índice de refracción) del material de las micronervaduras 24. Para los materiales de micronervaduras de alto índice de refracción, tal como policarbonato, pueden ser adecuados a adhesivos fotolaminadores comercialmente disponibles. Los adhesivos 85 de ejemplo obtienen un Rl en menos de aproximadamente 1.50. Los adhesivos 85 particularmente adecuados tienen un Rl de menos de aproximadamente 1.45. En modalidades de ejemplo, el adhesivo 85 es una mezcla pigmentada de uno o más de los siguientes componentes: oligmeros de uretano-acrilato; monómeros de acrilato, diacrilato y triacrilato sustituidos; acrilatos fluorados; perfluoroalquilsulfonamidoalquil-acrilatos; silicones acrilados; poliureas de .silicón acrilado y fotoiniciadores activados con luz visible o UV. Si es demasiado baja la viscosidad del agente de relleno 85 de ranuras, fluirá durante el proceso de relleno de ranuras. Esto puede desperdiciar el material, dando espesor no uniforme y contaminando el equipo de proceso. Si la viscosidad es demasiado alta, el relleno de las ranuras puede ser un proceso difícil, lento y se incrementa de forma significativa la posibilidad de introducir burbujas (efectos ópticos) . En tanto que la fotolaminación se puede lograr con fluidos que tienen viscosidades tan bajas como 150 centipoises, muchos procesos pueden beneficiarse de una viscosidad de al menos aproximadamente 400 centipoises antes de la polimerización. En tanto que las viscosidades tan altas como aproximadamente 5000 centipoises antes de la polimerización se pueden usar, las viscosidades no mayores de aproximadamente 1500 centipoises antes de la polimerización son especialmente adecuadas para velocidad razonable del proceso y revestimientos libres de burbuja. Un medida normal de adhesión entre los sustratos y recubrimientos es la cantidad de fuerza requerida para separarlos, conocida como fuerza de desprendimiento. La fuerza de desprendimiento de un sistema que se contiene excelente adhesión interfacial en la entrecara entre las capas será muy alta. En tanto que es probablemente adecuada una fuerza de desprendimiento de al menos aproximadamente 35.7 kg/m (2 libras/pulgada) entre las nervaduras 24 difusoras de policarbonato y el adhesivo 85 absorbedor de luz es más deseable tener una fuerza de desprendimiento de al menos aproximadamente 71.4 kg/m (4 libras/pulgadas). Esta alta fuerza de desprendimiento debe mantenerse bajo condiciones de prueba ambiental de alta temperatura y humedad. Se puede lograr una adhesión adecuada por modificación de las superficies de los sustratos por tratamiento, tal como descarga por efecto corona o plasma, o por aprestamiento; se prefiere sin embargo que le adhesivo 85 se adhiera a las nervaduras 24 difusoras de luz y capa protectora 86, si se usa, sin la necesidad de modificación superficial . Un modalidad adecuada del adhesivo 85 absorbedor de luz se construye al calentar los siguientes componentes de resina a aproximadamente 70°C (158°F) para disminuir de forma suficiente la viscosidad para permitir la agitación: 16.0 g de oligómero de uretano-acrilato alifático; 19.0 g de etoxietoxietil-acrilato; 5.5 g de hexanodiol-diacrilato; 5.0 g de tetrahidrofurfuril-acrilato; 44.5 g de N-metil-perfluorobutilsulfonamidoetil-acrilato; 10.0 g de acriloiloxietoxiperfluorobutano; y 1.0 g de fotoiniciador de fenil-bis (2 , 4, 6-trimetil-benzoil) fosfina-óxido . Los componentes entonces se agitan hasta que resulta una solución clara. La solución entonces se pigmenta para absorción de luz . Un pigmento adecuado es negro de carbón; en una modalidad de ejemplo, el pigmento se usa en una concentración entre 50 ppm (partes por millón) y aproximadamente 20000 ppm; en una modalidad de ejemplo, el pigmento se usa en una concentración de más de aproximadamente 1000 ppm y menos de aproximadamente 9000 ppm. Es particularmente adecuada una concentración de aproximadamente 3000 ppm en base a la relaciones de masa del material de negro de carbón al material de resina. En una modalidad, la formulación se coloca sobre la capa protectora 86 por un método convencional tal como revestimiento con cuchilla. La capa protectora revestida entonces se prensa en la estructura 20 de micronervaduras como se muestra en la Figura 5, por ejemplo, para rellenar parcial o completamente la ranuras 26. Se expulsa el adhesivo 85 en exceso, si lo hay, al correr un rodillo de caucho sobre la construcción. La construcción se hace pasar bajo una lámpara •- de Fusión Systems D de 11.81 W/mm (300 vatios/pulgadas) varias veces a aproximadamente 6.1 metro (20 pies) por minuto. Un método alternativo, la formulación se puede revestir directamente sobre la estructura 20 de micronervaduras, y la capa protectora 86 entonces se adhiere a la estructura 20 de micronervaduras con adhesivo 85 ya colocado en la misma. Posteriormente, los pasos para remover el adhesivo 85 de exceso y para curar la construcción son los mismos como se analizan anteriormente. La Figura 6A es una vista en elevación lateral de una modalidad de una pantalla producida por el método de la Figura 5. El paso de la Figura 5 puede dar por resultado una estructura 93 completamente rellena ilustrada en la Figura 6A. En una modalidad de ejemplo, el adhesivo 85 absorbedor de luz tiene un bajo índice de refracción para producir una TIR eficiente dentro de las nervaduras 24. El adhesivo 85 absorbedor de luz se formula para unir de forma efectiva las nervaduras difusoras 24 a la capa protectora 86. El adhesivo 85 absorbedor de luz puede poseer propiedades de poco encogimiento para producir un resultado de laminación cosméticamente aceptable. Además, es particularmente adecuado que el adhesivo 85 absorbedor de luz sea curable por luz ultravioleta a fin de permitir el procesamiento conveniente y una curación rápida. En una modalidad, las nervaduras 24 difusoras de luz se copian de un molde de mecanizado usando una resina difusora de alto índice de refracción, como se muestra en le proceso de co-extrusión de la Figura 2. En está aplicación, todos los porcentajes son en masa a menos que se indique de otro modo. Una resina adecuada es aproximadamente 79 % de oligómero de uretano-acrilato alifático, aproximadamente 19 % de 2-fenoxietilacrilato y aproximadamente 2 % de fotoiniciador de 2-hidroxi-2-metil-l-fenil-l-propanona. Otra resina adecuada es aproximadamente 69 % de oligómero de uretano-acrilato alifático, aproximadamente 29 % de 2-(l-naftiloxi) -etil-acrilato y aproximadamente 2 % de fotoiniciador de 2-hidroxi-2-metil-l-fenil-1-propanona. Entonces, se aplica un adhesivo 85 absorbedor de luz, pigmentado típicamente negro, a un segundo sustrato, tal como la capa protectora 86. Se forma un adhesivo 85 absorbedor de luz adecuado a partir de una resina que tiene aproximadamente 30 % de la "Formulación A", (la "Formulación A que tiene aproximadamente 38.5 % de oligómero de uretano-acrilato-alifático, aproximadamente 26.9 % de etoxietixietil-acrilato, aproximadamente 28.8 % de isobornil-acrilato, aproximadamente 5.8 % de hexanodiol-diacrilato y aproximadamente 1 % del fotoiniciador a,o:-dietoxiacetofenona de (DEAP) ) ; a aproximadamente 10 % de uretano-diacrilatoalifático; a aproximadamente 30 % de trifluoroetil-acrilato; y aproximadamente 30 % de N-metil-perfluorobutilsulfonamidoetil-acrilato. Otro material 85 absorbedor de luz adecuado se forma de una resina que tiene aproximadamente 50 % de la "Formulación A", analizada anteriormente, y 50 % de N-metil-perfluorobutil sulfonamidoetil-acrilato . En una modalidad de ejemplo, el adhesivo 85 absorbedor de luz contiene un pigmento tal como negro de carbono. ' En una modalidad de ejemplo, el pigmento se usa en una concentración entre aproximadamente' 50 ppm y aproximadamente 20000 ppm. En una modalidad de ejemplo, el pigmento se usa en una concentración de más de aproximadamente 1000 ppm y menos de aproximadamente 9000 ppm. Es particularmente adecuada una concentración de aproximadamente 3000 ppm, en base a relaciones de masa del material de negro de carbono al material de adhesivo . El adhesivo 85 absorbedor de luz se puede aplicar a un segundo sustrato tal como la capa protectora 86 en cantidad suficiente para rellenar completamente las nervaduras difusoras 24, permitiendo un ligero exceso para asegurar el relleno completo, en el método de laminación ilustrado en la Figura 5. El adhesivo de exceso aprieta la estructura 93 completamente rellenada en la laminación. La estructura 93 completamente rellenada entonces se expone a radiación bajo condiciones similares a aquellas analizadas anteriormente para el proceso 120 de microréplica. La exposición puede dar por resultado por ejemplo una polimerización parcial o completa del material. Después de una polimerización al menos parcial, el adhesivo 85 absorbedor de luz es copolímero de sus componentes. La Figura 6B es una vista en elevación lateral de otra modalidad de una pantalla producida por el método de la Figura 5. Cuando se usa un pequeño espesor o cantidad de adhesivo 85 absorbedor de luz en el paso ilustrado en la Figura 5, resulta la estructura 95 parcialmente rellena. En la estructura 95 parcialmente rellena, las separaciones 97 de aire se dejan en las ranuras 26 en forma de V. Un beneficio de la separación 97 de aire es que el aire de bajo índice de refracción rellena las ranuras 26 de las nervaduras y crea una gran diferencia de índice de refracción entre las ranuras 26 y las nervaduras 24 difusoras de luz, mejorando adicionalmente la "eficiencia de TIR" . Debido a que el índice de refracción del aire es 1.0, la diferencia en el índice de refracción entre al separación 97 de aire y las nervaduras 24 difusoras de luz usualmente es más de aproximadamente 0.5. Debido a que la separación 97 de aire crea el volumen de una entrecara de nervaduras difusoras, el adhesivo 85 absorbedor de luz no necesita poseer un índice de refracción tan bajo como cuando las nervaduras se rellenan completamente en la estructura '93. Esto permite la selección de un adhesivo 85 para optimizar otras propiedades importantes, tal como poco encogimiento y adición de alta fuerza de desprendimiento, a manera de ejemplo. Puesto que el área de contacto del adhesivo entre el adhesivo 85 absorbedor de luz y las nervaduras 24 difusoras es pequeño, el adhesivo 85 absorbedor de luz puede poseer mayores propiedades adhesivas en la estructura 95 parcialmente rellena que la estructura 93 completamente rellena. En tanto la estructura 93 completamente rellena como la estructura 95 parcialmente rellena, el nivel de material absorbedor de luz usado en ele adhesivo 85 absorbedor de luz se elige en base a la cantidad deseada de mejoramiento de contraste y absorción de luz ambiente. El material absorbedor de luz en una modalidad de ejemplo es un pigmento negro tal como negro de carbón. En la estructura 93 completamente rellena, la concentración de pigmento negro puede ser relativamente baja y aún producir una absorbancia fija total aceptable, o valor de densidad óptica, debido a que es grande el espesor de la capa del adhesivo 85 absorbedor de luz . Una concentración de carga adecuada de pigmento tal como negro de carbón en la estructura 93 completamente rellena en una modalidad está entre aproximadamente 50 ppm y aproximadamente 20000. En una modalidad de ejemplo, la concentración es mayor de aproximadamente 1000 ppm y menor de aproximadamente 9000. Es particularmente adecuada una concentración de 3000 ppm, en base a relaciones de masa del material de negro de carbón al material de adhesivo. Sin embargo, en la estructura 95 parcialmente rellena, el espesor de revestimiento es pequeño; por lo tanto, la concentración de pigmento negro debe ser mayor para producir la misma densidad óptica. En este último caso, la absorción de luz ambiente es mayor por unidad de espesor de revestimiento que en el caso anterior. Una concentración de carga adecuada de pigmento tal como negro de carbón en la estructura 95 parcialmente rellena en una modalidad está entre aproximadamente 50 ppm y aproximadamente 20000 ppm. En una modalidad de ejemplo, la concentración es mayor de aproximadamente 5,000 ppm y menor de aproximadamente 10000 ppm, en base a las relaciones de masa de material negro de carbón al material de adhesivo. Un reto tanto en la estructura 93 completamente rellenada como la estructura 95 parcialmente rellenada es la remoción del adhesivo 85 en exceso de la superficie frontal 66 de las nervaduras de fisura 24 durante la laminación. Si todo el adhesivo 85 absorbedor de luz no se remueve de la superficie frontal 66 de las nervaduras difusoras 24 durante la laminación, se puede perder algo de la luz de la imagen debido a la absorción durante la transmisión de TIR. En una estructura 95 parcialmente rellena con adhesivo 85 más altamente pigmentado, puede presentarse más pérdida de luz de imagen para el mismo espesor de capa negra residual. La Figura 7 ilustra una segunda modalidad de una pantalla de la presente invención. En una modalidad, la capa 92 de sobre revestimiento se elabora de inmaterial que es multifuncional para servir como un componente de bajo índice de refracción así como un revestimiento duro . De está manera, se mantiene "la eficiencia de TIR" , pero se elimina la necesidad potencial de laminar a una capa protectora puesto que el material de la capa 92 de sobrerrevestimiento es resistente a ralladuras debido a su inherentes propiedades duras . Esta combinación de funciones dentro de un material reduce adicionalmente el uso y costos del material . Los materiales adecuados para la capa 92 de sobrerrevestimiento incluyen materiales de revestimiento duro que incorporan un pigmento duro que incorporan un pigmento tal como negro de carbón. En una modalidad, el pigmento se usa de una concentración entre aproximadamente 50 ppm y aproximadamente 20000 ppm. En una modalidad de ejemplo, la concentración es mayor de aproximadamente 1000 ppm y menos de aproximadamente 9000 ppm. Es particularmente adecuada a una concentración de 3000 ppm, en base a las relaciones másicas del material de negro de carbón al material de revestimiento duro. En la patente de los Estados Unidos No. 5,104,929 de Bilkadi se describe un material adecuado de revestimiento duro. Bilkadi enseña un revestimiento resistente a la abrasión, fotocurable que incluye partículas de dióxido de silicio coloidal dispersadas en monómeros cicloalifáticos y/o alifáticos etilénicamente insaturados que están sustituidos por un grupo prótico. En particular, la composición de revestimiento curable a un revestimiento resistente a la abrasión y a la intemperie incluye una dispersión no acuosa de partículas de dióxido de silicio coloidal de diámetros menores de aproximadamente 100 nonámetros en un éster sustituido con grupo prótico o amida de ácido acrílico o metacrílico . Otro material adecuado de revestimiento duro se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 5,633,049 de Bilkadi. Bilkadi enseña un revestimiento resistente a la abrasión y al ácido preparado a partir de una composición precursora de revestimiento protector libre de sílice que incluye un éster multifuncional etilénicamente insaturado de ácido acrílico, un éster multifuncional etilénicamente insaturado de ácido metacrílico, o una combinación de los mismos; y una acrilamida. Otros materiales de revestimiento duro incluyen resinas de silicón de curación a temperatura ambiente derivadas de monómeros de silano funcionalizado; revestimientos de silanos hidrolizables; polímeros derivados de una combinación de silanos con grupos funcionales acriloxi y monómeros de acrilato polifuncionales; polímeros tal como acrílico con sílice coloidal; y funcionalidades de metacrilato o acrilato polimerizadas en un monómero, oligómero o resina, a manera de ejemplo. La Figura 8 es una vista en elevación lateral y una tercera modalidad de una pantalla de la presente invención. La película 60 microestructurada incrustada se proporciona con un revestimiento duro 94 para proteger la película contra ralladuras y otro daño. Se puede aplicar el revestimiento duro 94 por rociado, inmersión revestimiento por rodillo, a manera de ejemplo. Este proceso elimina la necesidad de una capa protectora 86 separada. La Figura 9 ilustra la estructura de la Figura 3 en capas adicionales. La pantalla 96 protegida incorpora la película 60 microestructurada, incrustada con superficie 98 posterior y adhesivo 100 en la superficie frontal 66 para la unión de una capa protectora 86, trasmisora de luz. La capa protectora 86 es una capa protectora que puede ser una película u hoja elaborada de material transparente tal como acrílico, policarbonato o vidrio a manera de ejemplo. La capa protectora 86 funciona como un elemento protector de modo que la película 60 microestructurada incrustada no se daña por contacto. La capa protectora 86 es componente opcional, aunque la mayoría de las aplicaciones se benefician enormemente de su protección. La capa protectora 86 se puede elaborar para ser anti-resplandor (mate) ; anti-reflexiva, anti-estática, anti-ralladura o resistente a manchas, a manera de ejemplo, a través de revestimientos, texturas superficiales u otros medios. En una modalidad la capa protectora 86 es un panel acrílico de 3 milímetros de grueso de Cyro Corporation con una superficie no resplandeciente, mate, que da hacia fuera. El espesor de la película base 22 se puede elegir para cumplir con los requisitos de cada aplicación particular. Por ejemplo, una película base de cada con un espesor de aproximadamente 0.127 mm (5 milésimas de pulgada) a aproximadamente 0.254 mm (10 milésimas de pulgada) se puede elegir para proporcionar facilidad de fabricación; de manera alternativa, una película gruesa con un espesor de aproximadamente 0.508 mm (20 milésimas de pulgada) a aproximadamente 1.016 mm (40 milésimas de pulgada) se puede elegir para proporcionar rigidez adicional al producto. Los materiales adecuados incluyen policarbonato, poliéster, acrílico, poliolefina, polipropileno y películas de vinilo, a manera de ejemplo. En una modalidad de ejemplo, la superficie 98 posteriores de la película 60 microestructurada e incrustada tiene un acabado mate para reducir la reflexión especular de regreso al sistema de formación de imágenes. La capa protectora 86 también se puede variar para proporcionar diferentes funcionalidades. La capa protectora 86 puede variar en espesor desde delgado (menos de aproximadamente 0.508 mm (20 milésimas de pulgada)) a semi-rígida (aproximadamente 0.508 mm (20 milésimas de pulgada a aproximadamente 1.016 mm (40 milésimas de pulgada)) a rígido (más de aproximadamente 1.016 mm (40 milésimas de pulgada)) .

El espesor del sustrato base 22 y la capa protectora 86 se puede elegir para proteger una amplia variedad de productos con estas opciones que impactan el costo total del material, funcionalidad óptica, rigidez total de construcción y facilidad de procesamiento. En una modalidad de ejemplo, las nervaduras 24 difusoras de luz se forman de un policarbonato cargado en partículas difusoras de luz. La Figura 10 es un diagrama que ilustra una modalidad del método de la presente invención para producir la estructura de la Figura 9. En una modalidad, el proceso 102 de laminación sigue directamente el proceso de planarización o relleno en una línea individual de montaje. El proceso 102 de laminación usa el montaje 104 de desenrollamiento de adhesivo, el montaje 106 de pinzamiento de laminación y el montaje 108 de pinzamiento de laminación. Cualquiera de los montajes 106 o 108 de pinzamiento de laminación se puede impulsar, o se pueden usar ruedas de impulsión separadas o mecanismos de impulsión diferentes para impulsar los componentes a través del proceso 102. El material adhesivo colocado en el montaje 104 de desenrollamiento de adhesivo es típicamente una capa de adhesivo 100 sensible a la presión intercalada entre dos capas de forro. Cuando el material adhesivo se desenrolla del montaje 104 de desenrollamiento de adhesivo, el forro superior 110 se separa del mismo y se enrolla en la rebobinadora 112 de forro superior. El material 114 de adhesivo restante se pone en contacto con la película 60 microestructurada, incrustada, que se desenrolla del montaje 84 de desenrollamiento de película. La película 60 microestructurada, incrustada y el material adhesivo 114 pasan a través del pinzamiento 106 de laminación, donde se presionan conjuntamente. Posteriormente, el forro de fondo 116 del producto compuesto 114 , adhesivo se remueve y enrolla en la rebobinadora 118 de forro de fondo. Se introduce una capa protectora 86 en una trama de alimentación que viaja de manera transversal u otro mecanismo adecuado y se coloca en el adhesivo 100 expuesto. La estructura entonces pasa a través del pinzamiento 108 de laminación, donde la capa protectora 86 se prensa en la película microestructurada 60 y se adhiere a la misma por adhesivo 100. La película 60 microestructurada incrustada se puede cortar entre las capas protectoras discretas 86 para formar pantallas 96 protegidas individuales . Aunque la presente invención se ha descrito con referencia a modalidades de ejemplo, los expertos en la técnica reconocerán que se pueden hacer cambios en la forma y detalle sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Por ejemplo, en tanto que se ilustran formas particulares para estructuras difusoras de luz y absorbedoras de luz, se contempla que se puede formar las estructuras en formas diferentes, incorporando planos o ángulos adicionales o diferentes, bordes adicionales y superficies curveadas. Además se señala que las estructuras difusoras de luz en un sustrato particular no necesitan ser todas de la misma altura o forma, a manera de ejemplo. De manera similar, las estructuras absorbedoras de luz en un sustrato particular no necesitan tener todas la misma altura o forma, a manera de ejemplo. Además, los componentes de los materiales y procesos descritos en la presente son compatibles de varias maneras; sólo se han descrito específicamente unos pocos de estas posibilidades a manera de ejemplo aunque todos se consideran que están dentro del alcance de la invención. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Método para formar una película óptica, caracterizado porque comprende: proporcionar una primera película de un primer material, extruir un segundo material para formar una segunda película en un estado fundido; mantener la segunda película en el estado fundido; poner la primera película próxima a la segunda película fundida; modelar la segunda película fundida para formar una pluralidad de estructuras, las estructuras que definen una pluralidad de cavidades entre éstas; y solidificar la segunda película fundida.
2. 2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende rellenar al menos parcialmente la pluralidad de cavidades con un material óptico .
3. 3. Método de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque el material óptico es absorbedor de luz.
4. 4. Método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el primer material y el segundo material son de una misma composición de polímero.
5. 5. Método de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque además comprende laminar una capa protectora a la pluralidad de estructuras y el material óptico.
6. 6. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque cada estructura comprende una nervadura.
7. 7. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer material comprende un material trasmisor de luz y el segundo material comprende el material trasmisor de luz y una pluralidad de partículas difusoras de luz.
8. 8. Método de conformidad con la- reivindicación 1, caracterizado porque el paso de proporcionar la primera película incluye extruir el primer material próximo al rodillo de pinzamiento; el paso de extruir el segundo material incluye extruir el segundo material próximo a un rodillo de moldeado; el paso -de extruir el primer material se realiza simultáneamente con el paso de extruir el segundo material; y el paso de modelado de la segunda película para formar una pluralidad de estructuras incluye comprimir el segundo material contra el rodillo de moldeado para impartir un moldeado modelado en el rodillo sobre el segundo material .
9. 9. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los pasos de proporcionar la primera película y extruir el segundo material incluyen calentar una boquilla para extruir de forma simultánea el primer material y el segundo material .