CN112567895A - 具有嵌入式感测功能的多层结构和相关制造方法 - Google Patents

Abstract

呈现了一种适于在感测应用中使用的集成式多层结构。所述多层结构包括：至少一个塑料层(104)；设置在所述塑料层的两侧上的至少一个膜(102，102B)层，所述塑料层的第一侧上的所述膜层(102)包括电子装置(103，110，112，114，116，305，404，405，505，506，508，510，606，606B，608，706，708，1010，1012)，所述电子装置结合了用于对所选目标数量进行感测并且将所述数量转换成代表性电信号的电抗感测电子装置。所述感测电子装置包括电极和用于将所述电极连接到控制电路系统的连接元件，并且所述塑料层的第二侧上的所述膜层(102B)包括包含一个导电特征的特征(105，118，120，124，126，128，306，408，512，606C，608C，710，810，1002)，所述特征被配置成调整所述塑料层的所述第一侧上的所述感测电子装置的感测响应。

Description

具有嵌入式感测功能的多层结构和相关制造方法

技术领域

本发明总体上涉及电子装置、相关联装置、结构和制造方法。具体地，然而非排他性地，本发明涉及制造结合了用于感测或其它目的许多特征的多层结构。

背景技术

在电子装置和电子产品的背景下，存在各种不同的堆叠式组合件和结构。

电子装置和相关产品的集成背后的动机可能与相关的使用背景一样的多样化。当所得的解决方案最后展现出多层性质时，最初寻求的可能是节省尺寸、节省重量、节省成本，或者仅仅是组件与相关联的、潜在的具有协同作用的功能的高效集成。反过来，相关联的使用场景可以涉及产品包装或食品包装、装置外壳的视觉设计、可穿戴电子装置、个人电子装置、显示器、检测器或感测器、车辆内饰和车辆电子装置、天线、标签等。

通常可以通过多种不同的技术将如电子组件、IC(集成电路)和导体等电子装置设置到衬底元件上。例如，可以在最终形成多层结构的内部或外部界面层的衬底表面上安装如各种表面安装装置(SMD)等现成的电子装置。另外，可以应用属于术语“打印电子装置”下的技术以实际地将电子装置直接和另外地生产到相关联的衬底上。术语“打印”在此背景中是指能够通过基本上增材印刷工艺从印刷品生产电子装置/电元件的各种印刷技术，包含但不限于丝网印刷、柔性版印刷、光刻印刷和喷墨印刷。所使用的衬底可以是有机的柔性打印材料，然而情况并非总是如此。

注塑成型的结构电子装置(IMSE)的概念实际上涉及构建呈多层结构的形式的功能装置和其部件，所述多层结构封装电子功能和可能的其它功能。

在IMSE工艺中，可以首先将期望功能的不同特征应用于衬底膜。然后，可以将膜插入到注塑成型腔中，在所述腔中将热熔态材料注射到膜上或者在存在若干层膜的情况下注射到膜之间，从而成为所得多层结构的整体部分。

IMSE的一个有趣的特性还在于电子装置通常(并非总是)根据整个目标产品、部件或一般设计的3D模型被制造成3D(非平面)形式。为了在衬底上和相关联的最终产品中实现电子元件或其它元件的期望布局，可以使用二维(2D)电子装置组装方法仍然将电子装置设置在最初的平面衬底(如膜)上，在所述平面衬底上，已经容置电子装置的衬底可以任选地随后形成为期望的三维(即3D)形状并且例如通过覆盖和嵌入如电子装置等底层元件的合适的塑料材料进行包覆模制，从而保护并且还潜在地隐藏元件使其免受环境影响。

在一些使用场景中，空间约束限制可以集成在包含IMSE结构的多层结构中的功能的量和性质。

例如，要集成在公共结构中的各种功能特征可能需要相当大的空间(如安装表面)来首先全部容置一个或多个相关联的物理元件，并且其次，同时保持其它特征之间的必要距离以有利于例如减少相互感应或外部耦合噪声，并且因此提高信噪比，使得能够在包含感测解决方案的不同应用中避免如误测量或所谓的假阳性(用户输入的误检测)等不准确、不可靠或以其它方式小于最优的操作。

由于可能存在例如对环境造成电磁干扰的噪声特征，同时还可能存在其正常操作对干扰特别敏感的特征，因此这两种特征类型的集成可能证明尤其具有挑战性。通过增加敏感特征的大小来补偿噪声环境显然会导致甚至更大的空间消耗相关问题。有时，如电子特征等集成特征的部分应保持更靠近如相关整体结构的使用环境等外部环境，而使一些其它特征更靠近例如容置或连接到多层结构的主体装置或主体结构将是有益的，在所述多层结构上，成功地组合此类目标可能很费力(如果不是不可能的话)，尤其是在传统的、平面的和刚性的电子设计以及仅具有复杂形状的可用于结合这些特征的有限空间的情况下更是如此。

有时，通过某些设计选择，如使用低噪声电子装置(例如，线性LED驱动器而不是开关式驱动器)，可能以如能量效率、热发生、电池寿命、功能性降低(例如，无LED调光)等其它因素为代价来降低所产生的干扰的幅度。在一些场景中，旨在共同建立功能整体的多个特征的操作可能进一步受到其间的次优(如太短)距离的影响。在一些场景中，叠加若干电功能导电特征，这需要将例如介电层用作中间层。因此，处理阶段的数量可能显著增加，而如串扰等不同的不期望问题可能仍然会出现，并且结构的物理布局设计最终还会经受大量令人烦恼的限制，还可能对所得产品的整体可用性产生负面影响。然而，当特征被紧密包装时，其意外激活和由热管理引起的问题也很容易成为现实问题。

在一些使用场景中，可能期望材料偏转以增强例如自容式或力感测解决方案的灵敏度，由此可以在结构中包含空气腔来实现此类情况。然而，空气腔的使用可能会导致各种问题，如材料相容性问题和集成式结构层彼此分层的趋势。

进一步地，如金属材料或其它高导电性材料等某些材料不能用作覆盖物，因为所述材料可以有效地阻止底层功能特征的正确运作。对应地，底层特征已经对结构的美学和视觉特性设定了限制，所述限制可能会在大量最终产品中建立外部表面或以其它方式可见的潜在触觉表面。

仍然，例如在不同的感测解决方案中，可以生成和测量电场、磁场或一般的电磁场以检测所选目标数量和质量。然而，此类场的强度、尺寸、形状和对齐的可控性可能仍然很差，这还对例如空间感测分辨率和所实现的有效信噪比造成负面影响。屏蔽外部电干扰或不同的物理或化学现象可能进一步证明具有挑战性。进一步地，由于例如增材制造的导体材料的导电率有限，因此有效的功率分配在许多场景中都会引起麻烦。

仍进一步地，在一些场合下，已经发现在公共结构中包含若干导电层和例如电流连接层或一般特征是棘手的，因为相关特征本身或所需的连接元件难以准确定位和对齐，并且在多个层之间获得的连接(如电连接)质量可能在某种程度上仍然是次优的。

发明内容

本发明的目的是在整体多层结构和如嵌入其中的电子装置等功能元件或特征的背景下至少减轻与现有解决方案相关联的上述缺点中的一个或多个缺点。

所述目的用根据本发明的多层结构和相关制造方法的各个实施例实现。

根据本发明的一个实施例，一种适于在感测应用中，任选地在触摸、接近或具体地手势、力、压力、应变、如流体等物质的表面水平或流量感测中使用的集成式多层结构包括：

至少一个塑料层，所述至少一个塑料层包括例如模制或铸造层，任选地包括基本上电绝缘的材料、具有第一侧和相反的第二侧；

至少一个任选地塑料制的膜层，所述至少一个膜层设置在所述至少一个塑料层的第一侧和第二侧两者上，例如每一侧上的一个或两个膜层；

所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层包括电子装置，所述电子装置有利地结合了用于对任选地指示外部物体相对于所述结构的触摸或接近的一个或多个所选目标数量或具体地质量进行感测，任选地电容性感测，如投射式电容感测和/或电感性感测并将所述数量或质量转换成代表性电信号的电抗感测电子装置，所述用于电抗感测的感测电子装置至少包括电极和用于将所述电极连接到优选地驱动所述至少一个电极的相关联控制电路系统的优选地电流连接元件，所述结构任选地容纳所述控制电路系统的至少一部分；并且

所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层包括包含至少一个(电)导电特征的一个或多个特征，所述一个或多个特征被配置成调整所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述感测电子装置的感测响应，任选地灵敏度和/或方向性。

在各个实施例中，所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层由电绝缘材料制成或至少包括电绝缘材料。所述至少一个膜层可以包括例如塑料，如下文所讨论的热塑膜和/或各种其它的膜或材料。然而，所述至少一个膜层可以包含导电材料。进一步地，所述至少一个膜层可以例如以一种或多种涂层，任选地在其上增材生产的打印或以其它方式布置的特征、转移(例如基于带的)特征、层压的另外的膜、安装的特征等形式将绝缘和/或导电材料容纳在所述至少一个膜层的任一表面或两个表面上。

在各个补充性或替代性实施例中，所述感测电子装置包括如电子组件等制造，任选地打印、沉积、涂覆和/或安装在任选地所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层上的一个或多个元件。

在各个补充性或替代性实施例中，所述感测电子装置的所述至少一个电极限定电极图案，所述电极图案的元件设置在所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层的一侧或相反两侧上的一个或多个层中。

在各个相关实施例中，所述图案包括多个发射器电极和接收器电极的互电容感测图案，或者多个感测电极和任选地参考(图案)的自电容感测图案。

在各个补充性或替代性实施例中，所述至少一个膜层包括所述至少一个塑料层的所述第一侧上的第一膜和所述至少一个塑料层的所述第二侧上的第二膜。

在各个补充性或替代性实施例中，所述结构包括膜，所述膜的第一区段限定所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层的至少一部分，并且所述膜的第二区段限定所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的至少一部分，其中所述第一区段和所述第二区段通过在所述第一区段与所述第二区段之间延伸的第三区段连接，所述第三区段任选地在其上容纳在所述第一区段与所述第二区段之间延伸以将所述第一区段和所述第二区段电连接的一个或多个优选地打印的导体。

在各个补充性或替代性实施例中，所述一个或多个特征包括由所述至少一个模制的塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜，如经过图案化的形状，的材料局部限定的至少一个导电或绝缘功能元件。

在各个补充性或替代性实施例中，所述一个或多个特征包括导电材料，所述导电材料构成所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜的至少一部分，其中所述膜任选地具有基本上均匀或非均匀成分。

在各个补充性或替代性实施例中，所述一个或多个特征包括由设置，任选地打印或涂覆在所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜上的另外的导电或绝缘材料限定的至少一个导电和/或导热或绝缘元件，所述至少一个元件中的至少一个元件任选地至少限定在所述至少一个模制的塑料层的所述第二层上的所述至少一个膜层的膜的面对所述至少一个塑料层的一侧上或限定在背对所述至少一个塑料层的相对侧上。

在相关实施例中，所述元件在所述膜上局部延伸并且在其上限定例如图案。所述元件可以可替代地任选地作为如金属涂层等涂层或镀层在所述膜的位于所述膜的至少一侧上的主要部分或基本上整个表面之上延伸。

在各个补充性或替代性实施例中，例如所述结构的上述一个或多个特征包括有色的导电材料，任选地经着色或染色的涂料或油墨，所述材料任选地包括所述至少一个模制的塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜上的银、盐、贵金属、碳纳米管、碳纳米芽或导电聚合物，所述材料任选地被配置成限定具有装饰性和/或信息性性质的图形特征，如符号、数字、文字、图片、区域或按钮形状、几何形状或文本。

在各个补充性或替代性实施例中，例如所述结构的上述一个或多个特征包括至少一个特征，所述至少一个特征定位成邻近由设置在所述结构中的至少一个电极和另外一个电极或参考(例如接地)图案建立的预定义感测区域或感测体积和/或定位成至少部分地叠加在所述感测电子装置的导电迹线之上，所述至少一个特征限定选自由以下组成的组的至少一个功能元件：

a.如EMI或ESD屏蔽件等用于屏蔽所述感测区域、所述感测体积或所述迹线使其免受外部或内部电磁扰动或干扰的电磁屏蔽件，其中所述屏蔽件任选地是浮置的、接地的或连接到电路接地；以及

b.用于通过如由控制电子装置控制的将电流或电势动态地引导到所述感测体积来任选地有源地调节所述感测体积的任选地方向上的灵敏度的电磁或电场调节器。

在各个补充性或替代性实施例中，所述感测电子装置和所述一个或多个特征在所述至少一个塑料层的两侧上至少部分地限定一个或多个感测区域或体积，并且所述结构进一步包括所述至少一个模制的塑料层内的中间膜，所述中间膜至少部分地由限定电磁屏蔽件或接地层的导电材料制成或设置有所述导电材料，以减少两侧的感测功能之间的相互电磁干扰。

在各个补充性或替代性实施例中，例如所述结构的上述一个或多个特征限定选自由以下组成的组的至少一个元件：被配置成与所述感测电子装置的所述至少一个电极建立互电容感测布置的电极或电极图案、位于所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜的面对所述至少一个塑料层的一侧上并且被配置成与所述感测电子装置的所述至少一个电极建立互电容感测布置的电极或电极图案、触摸式或非接触式感测区域、NCVM涂层、基于化学镀的涂层、PVD涂层、电容耦合的电磁或电场调节器、基于寄生耦合的感测特征、参考电极、有源或无源耦合的参考板、接地电极以及浮置接地、接地或电路接地连接的接地电极。

在各个补充性或替代性实施例中，所述至少一个塑料层包括一定体积的任选地所述弹性材料的相对电容率等于或超过所选阈值(如约或更确切地5)和/或远超过所述至少一个塑料层的其它(例如主要)材料的相对电容率的弹性材料，所述弹性体积局部设置在所述感测电子装置的所述至少一个电极上和/或在所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层上的预定义感测区域(和例如其电极)下方，所述体积优选地被配置成响应于通过所述至少一个膜层经受的外力而压缩。

在各个补充性或替代性实施例中，所述结构包括所述感测电子装置与所述一个或多个特征之间的如导电弹簧、接触螺柱或柔性连接构件等电流连接元件，所述电流连接元件任选地由延伸穿过所述模制的塑料层或位于所述结构的边缘或周边处的至少一个导电元件提供。

在各个补充性或替代性实施例中，所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层上的至少一个保护性和/或装饰性覆盖层，其中所述覆盖层包括选自由以下组成的组的至少一种材料：单板、木材、纺织品、织物、生物天然材料、模制的材料、注塑成型的材料和塑料。

根据实施例，一种用于制造用于感测应用的集成式多层结构的方法包括：

获得至少一个任选地塑料制的膜；

使所述至少一个膜，任选地所述至少一个膜的第一膜布置有有利地用于对一个或多个所选目标数量和/或质量进行感测并且将所述数量或质量转换成代表性电信号的电抗感测电子装置，所述感测电子装置包括至少一个电极和将所述至少一个电极连接到优选地驱动(控制)所述至少一个电极的相关联控制电路系统的优选地电流连接元件，任选地进一步使所述至少一个膜设置有如集成控制电路等所述控制电路系统的至少一部分；

使所述至少一个膜，任选地所述至少一个膜的第二膜布置有包含至少一个导电特征的一个或多个特征，所述一个或多个特征被配置成调整所述感测电子装置的感测响应，任选地灵敏度和/或方向性，其中布置任选地包括图案化所述至少一个膜和/或优选地通过打印电子装置技术或镀覆或其它形式的涂覆在所述至少一个膜上添加材料；以及

相对于所述至少一个膜任选地通过模制或铸造来布置优选地包括基本上电绝缘的材料的至少一个有利地塑料层并且对其进行配置，使得所述至少一个塑料层限定由所述至少一个膜容纳的所述感测电子装置与所述一个或多个感测响应调整性特征之间的优选地基本上集成的中间层，其中所述至少一个膜中的至少一个膜任选地被形成为进一步任选地在将所述感测电子装置或所述一个或多个特征的至少一部分设置于所述至少一个膜之后展现出所选三维形状。

如技术人员所理解的，本文所提供的关于多层结构的实施例的各种考虑可以加以必要的变更灵活地应用于制造方法的实施例，并且反之亦然。然而，本领域的技术人员可以灵活地组合各个实施例和相关特征，以提出通常在本文中公开的特征的优选组合。

根据实施例，本发明的实用性源于多个问题。

通常，通过本发明的不同实施例可能设计和生产定制的功能整体，所述功能整体灵活地适合具有相关联的表征形式、形状和材料的不同物理主体结构。

由于所建议的多层结构可以含有若干功能层，每个功能层都设置有所选功能特征和优选地具有最佳间距和任选的连接(如其间的电连接)的层/特征，因此各种特征可以例如在所包含的一个或多个膜层的任一侧或两侧上有效地集成在一起，所述一个或多个膜层进而可以驻留在如模制、铸造或以其它方式生产的含塑料的层或其它层等中间的一个或多个层的两侧上，而每个特征的操作仍然可以按照多个标准进行巧妙地优化，所述标准如(减少的)相互或外部噪声耦合或SNR(信噪比)、噪声容限、检测灵敏度、检测方向性、美学、视觉和光学考虑、项目尺寸、重量、热特性和热管理等。

在各个实施例中，产生不同功能或效果的若干特征可以如所重叠的设置在不同的层上，以任选地产生组合或协同效果，如与美学、信息性(例如，指导/指示)或其它视觉或光学效果组合的感测功能。

例如，在部件、装置或其它类型的多层结构的两侧上或通常在不同位置处使用两个膜或膜层来容置电特征和其它偶尔多用途或联合特征的实施例可以帮助缓解与单层解决方案相关联的许多问题，所述问题包含但不以任何方式限于例如：

-开关式LED、数据总线迹线和电源电路系统或其它被认为噪声的特征，如果这些设置在例如不同的膜层上，则这些现在可以被放置在更加远离更敏感的特征(如电容传感器)；

-噪声电流，当接地平面具有例如星形连接并且没有直接流过时，所述噪声电流不能高效地耦合到另一个膜层。电流回路不会穿过第二膜；

-通过微导电材料(如许多黑色油墨，往往是矿物填充油墨)使噪声直接耦合，所述噪声实际上是可以消除的。这使得更多种类的材料能够用于不同的目的，包含例如装饰和场成形；

-美学或视觉关注：多层解决方案能够将例如功能化的装饰性图形元件例如用作电容传感器或天线辐射器。另外，例如可以实施互电容传感器，使得所述互电容传感器不受例如通过结构的背面或其它预期的无源侧的不期望的激活的影响。例如，可以在预定义的后膜上设置TX影线，但是所述解决方案仍然对前(预期激活)表面或方向上的触摸高度敏感，因为期望的RX图案可以设置在一个或多个相应的表面上；

-普遍的误操作/误检测：使广泛的屏蔽件得以打印或以其它方式产生，使得其仅在需要触摸灵敏度的期望感测区域上打开，这可以用于通过相应侧有效地掩蔽如电极或迹线等感测电路系统上的“鬼影(ghost)”激活和误检测。设置在例如结构的正面或用户输入侧上的此屏蔽件还可以用作“被驱动屏蔽件(driven shield)”，从而使所述系统潜在地对由于例如水产生的误激活高度免疫，因为可以使系统接地在很大程度免于通过水进行的耦合；

-空间关注和尺寸约束：生产(打印、分配等)在一个膜(例如前膜)上具有不同的电参数或磁性参数的材料可以用于场成形，以便例如使紧密间隔的感测特征(如限定触摸按钮的触敏区域)出现在离信号视角更远的地方，或者所产生的结构可以吸收场以例如限制结构发射的EMI；和/或

-最佳功能和制造挑战：当屏蔽件可以从要屏蔽的结构“流出”时，利用例如屏蔽特征(如打印特征)可能变得更有意义或更实际。在单个层中保护屏蔽和迹线两者不如将其彼此覆盖而不必例如在导线层与屏蔽之间打印电介质、潜在地使电容传感器或其它传感器过度接地那样有效。

在各个感测场景和实施例中，本发明可以通过在不同的叠加层(如堆叠式结构的膜)上设置如打印或以其它方式生产的电极等特征来提供改善的灵敏度，所述叠加层优选地在其间具有可变形的或“柔软”的材料，任选地与高相对电容率相关联，以将结构的较小外力引起的(例如触摸引起的)变形转化为对所感测互电容或通常所感测数量的较大影响。可以避免或减少使用经常有问题的气态腔或具体地充气腔来实现足够的材料变形。

在各个实施例中，本文建议的如电容性感测等反应性感测技术实际上可以由多层结构提供，即使所述多层结构通常含有高导电性表面(如金属表面)，同时进一步省去了对可能导致结构的不期望的分层的内部气体或具体地充气腔的需要。有效地，可以提供例如通过金属接触(touch-through-metal)型解决方案。然而，考虑到制造，根据本发明的各个实施例的多层结构可以通过单个制造工艺而不是各种强制性方法和后处理步骤的复杂组合来基本上均匀地建立。进一步地，如果施涂薄层的如铝等一些材料，则所述材料易于永久变形——在本发明的材料堆叠中，堆叠可以因此被配置成充当“弹簧”以防止永久变形，并且从而防止失去期望的性能方面。通常，所述多层结构的多个层可以使用各种层压(热、压力、粘合剂、化学、物理等)、模制(例如，多次)和/或打印(例如，打印电子装置打印方法)技术来制造。

在各个实施例中，应用在一层上设置的电流未连接元件可以被配置成使电磁场成形，以有利于由电子装置(如远程设置在另一层上的感测电子装置)建立的如灵敏度和方向性等操作的改善以及噪声灵敏度的降低。类似的构造可以可替代地应用于提供电容馈电天线，以提供增强的效率和例如促进馈电元件与辐射元件之间的阻抗匹配。

在各个实施例中，触摸或手势(非接触)感测功能可以通过在其中实施如电极图案或通常多层或多表面的电布置等多个叠加特征由所建议的结构或者具体地例如面板提供。例如，图案可以设置在如膜等公共元件的不同的相对表面上和/或设置在如膜或其它层等多个元件上。不同的功能可以灵活覆加，以产生基本上分离或协同的效应。例如，考虑例如感测区域的照明或可视化，多点触摸感测布置可以与如许多LED和/或光导向结构(如图形或其它光学形式)等照明解决方案叠加。一个膜或层可以(例如，出于此目的使用层的两个侧/表面)实施至少一个功能，而另一个膜或层可以用于另一个潜在的协同目的。

多表面(群体)解决方案所提供的灵活性和总体上覆盖的特征可以进一步转化为减少使用如介电层等支持特征，从最佳电设计的角度来看，这可能仍然遭受如串扰挑战等缺陷和/或需要例如非导电油墨迹线在不期望的位置重叠。从总体结构中省略不必要的特征或具体地如介电层等层就一般简单性而言，但也考虑电敏感性、性能和成本对于布局设计将是有利的。另一方面，当有益时，多层和多表面设计还实现了更高效的系统水平或应用水平集成，这在实践中可以通过例如特征(如电子特征)的相互紧凑的定位来实现。例如，如控制器或集成电路等系统电子装置可以定位成更靠近感测区域。

在各个实施例中，多层结构可以结合根据本发明设置的(位于结构的外部上和/或如某个或某些内部表面/界面上嵌入的)许多功能涂层。除了感测或代替感测，发现此类涂层可以用于如不同的照明应用等各种使用背景中。所述功能可以进一步包含例如热管理(涂层可以包括具有用于有效冷却结构或所包含特征的所选热导率或者例如足够高的热绝缘能力的材料)、电力分配(例如，足够高的导电率)、电屏蔽(例如，导电率或绝缘能力)和/或光管理(例如，如可见光等相关波长下的光学透射率、反射率)。然而，涂层仍然可以具有装饰性/美学和/或信息性视觉功能。

在各个实施例中，除了应用于提供例如光学或电透射率或导电率，如可打印材料或通常着色或有色的油墨或涂料等功能性材料还可以应用于提供如符号形状或几何形状等美学、信息性或其它视觉特征。出于此目的，例如，可以根据期望的颜色偏好对导电油墨或涂料进行着色。因此，底层的非视觉特征可以对用户掩蔽，而无需设置另外的掩蔽特征或将底层的特征定位于视线之外。减少层数进而可以有利地使目标多层结构更简单，这可以促进和加快层的制造。

如上文已经提到的，在各个实施例中，本发明可以用于为感测(如电容性感测)和出于其它目的设置有效的迹线屏蔽。屏蔽或具体地例如接地元件可以(除了其它可能性之外)使用(打印的)导电影线(每目标的成本优化填充率)或(打印的)导电油墨层从导电材料层中设置，所述导电影线还可以在多层结构中具有装饰性或其它视觉功能。因此，由于可以减少造成鬼影检测的噪声问题和误耦合，实际感测特征的大小可以保持适中，例如，这为其它用途节省了空间或者仅仅是为了保持结构紧凑。

在各个实施例中，结构的若干层可以由单个元件(如折叠或通常弯曲的膜)建立，以形成此类层，同时任选地仍然保持为一体，这促进并且还能够通过如设置在膜上并且从一层延伸到另一层的导体迹线等连接性特征在层间提供期望的连接性，如导电率、光导率和/或热导率。

在各个实施例中，具有多个可同时操作的触敏侧或一般的感测表面、层、区域或方向的多层结构可以被布置成使得相关联的感测功能之间的相互干扰减少并且保持很小。这可以通过定位于感测功能之间的屏蔽或具体地接地特征(如电极)来获得，并且任选地通过打印电子装置设置在中间衬底层上。

通常，本文所考虑的制造方法的不同实施例尽管具有优于现有技术的独特性和益处，但是对于理解和使用仍然有些简单，并且不需要采用例如复杂的试验阶段制造技术以在多层结构中设置用于感测或其它目的的所选期望的特征。

例如在一个或多个膜上设置如导体或另外的电子装置等特征，同时所述一个或多个衬底膜至少在某些地方仍然是基本上平面的之后，将所述一个或多个膜形成为期望的3D形状可以另外减少或消除对衬底膜或其它层上的电子装置的潜在乏味且容易出错的3D组合件的需要。

所获得的多层结构可以用于参考以下在不同的主体元件、主体结构、主体装置或主体实体中建立期望的装置或模块：例如，车辆或具体地(车载)车辆电子装置、包含车辆照明的照明装置、车辆和其它地方的用户界面、仪表板电子装置、车载娱乐装置和系统、车辆内部(例如，门、仪表板、中央控制台、地板、壁、顶部)或外部面板、智能服装(例如，衬衫、夹克或裤子，或例如压缩服装)，其它可穿戴电子装置(例如，护腕装置、头饰或鞋类)、个人通信装置(例如，智能电话、平板电话或平板电脑)以及其它电子装置或含有电子装置的项目或系统。所获得的结构的集成水平可以很高，并且如其厚度等期望的尺寸很小。

所使用的一个或多个膜和一般材料层可以在其上含有图形和其它视觉和/或触觉可检测特征，除了容纳和保护例如用于感测和/或其它用途的电子装置之外，在所述特征上，所述膜/层可以具有美学(装饰性)和/或信息性功能。所述一个或多个膜/层至少在某些地方可以是半透明或不透明的。所述一个或多个膜/层可以展现出期望的颜色或者包括对结构的对应部分展现出期望颜色的部分。因此，所获得的多层结构可以结合任选地确定如文本、图片、符号、图案等图形的一个或多个彩色/有色层。例如，这些层可以由某一或某些颜色的专用膜实施，或者作为涂层(例如通过打印)设置在一个或多个现有膜、一个或多个模制层和/或其它表面上。多层结构的一个或多个外部膜可以被配置成建立相关联的主体产品或主体结构的外表面和/或内表面的至少一部分。

可以在结构的外表面的下面设置如图形图案、指示器或颜色等各种可见或视觉特征，使得特征保持隔离并且从而至少通过主体衬底膜的厚度和任选地例如模制或铸造层的厚度(这取决于相对于特定环境威胁，相关特征设置在膜的哪一侧上以及设置在哪个膜上)来保护其免受环境影响。因此，可能容易损坏例如喷涂、打印、安装或以其它方式设置的表面特征的不同撞击、摩擦、化学物质等不会影响或达到所述特征。如由衬底或其它膜限定的材料层等材料层可以容易地制造或加工，任选地切割成如孔或凹口等具有必要特性的期望形状，以选择性地暴露如模制的材料等底层特征。

表达“许多”在本文中可以是指从一(1)开始的任何正整数。

表达“多个”可以相应地指从二(2)开始的任何正整数。

如果没有另外明确说明或者对于本领域的技术人员而言是清楚的，则术语“第一”和“第二”在本文中用于区分一个元件与另一个元件，并且不具体地确定优先顺序或对其进行排序。

当在本文中提及多层结构的“不同”或“各个”实施例、相关制造方法或其中包含的特征时，所述实施例被认为是相互补充的并且因此也可以在普通实施例中实现，除非另有明确说明或本领域的技术人员以其它方式清楚地知道相关解决方案是用于实施整体解决方案的相同特征的彼此明确互斥的、可替代的解决方案。

所附从属权利要求中公开了本发明的不同实施例。

附图说明

接下来，将参考附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1展示了根据本发明的多层结构的实施例。

图2展示了本发明的一个其它的补充性或替代描述实施例，其中多层结构的若干层由单个膜建立。

图3展示了根据本发明的支持力感测的多层结构的一个实施例。

图4展示了根据本发明的多层结构的一个实施例，涉及通过使用有源/馈电元件和与其没有电流连接的功能相关联成形元件的场成形。

图5展示了根据本发明的用于例如多点触摸感测的多层结构的一个实施例。

图6展示了根据本发明的具有一个或多个整体功能涂层的多层结构的一个实施例。

图7展示了根据本发明的具有与其集成的如迹线屏蔽体等屏蔽特征的多层的一个实施例。

图8展示了根据本发明的用于迹线屏蔽的测试场景。

图9A展示了在没有实施迹线屏蔽特征的情况下如在图8的场景中测量的电场。

图9B展示了在存在迹线屏蔽时的电场。

图10展示了设置有多表面或多方向感测功能的实施例。

图11展示了根据本发明的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

图1通过(横截面)侧视图展示了根据本发明的多层结构的实施例100。多层结构100可以建立最终产品本身，例如电子装置，或者例如作为集合部件或模块安置在如主体装置、主体系统或主体结构等主体中或者至少连接到如主体装置、主体系统或主体结构等主体。所述多层结构100可以包括许多另外的元件或层，为清楚起见，所述元件或层未在图中明确示出。

所示解决方案包括如在其间设置的，任选地例如注塑成型或铸造的如塑料树脂等至少一种等材料的至少两个膜层102、102B和至少一个中间材料层104。所述两个膜层102、102B可以通过所述至少一个层104由例如许多连接构件108物理连接和例如电连接、热连接和/或光学连接，所述连接构件如弹簧(例如，相当刚性的导线)、接触螺柱、光导或桥接膜之间的间隙的类似结构，或者具体地，其或其上的所选特征，例如，导电/接触垫、迹线和/或电子组件，和/或(通过柔性互连件、弹簧、钉或类似方法)位于边缘处，从而实现必要的连接。然而，很明显，其/其上的膜层或特征不必在所有实施例中均物理连接，而所述膜层或特征仍然可以在功能上彼此耦合或影响彼此的功能。

在各个实施例中，膜层102、102B(注意，所述结构中还可以有另外的膜层)可以包括彼此相同或不同的材料。同样，其102、102B总体构造可以彼此类似或不同。

在各个实施例中，膜层102、102B通常可以包括一种或多种材料或由其组成，所述一种或多种材料如塑料，例如，热塑性聚合物和/或参考例如木材、纸、纸板、皮革或织物的有机或生物材料，或者这些材料中的任何材料彼此之间或与塑料或聚合物或金属的组合。

层102、102B中的任一层可以对结构100的环境可见，并且所述层甚至可以限定结构100的外部，在所述结构上，所述层可以具有美学/装饰性或其它视觉功能，并且可能具有触觉功能(例如，提供具有所选表面粗糙度的期望感觉)。层102、102B中的任何一层都可以限定或含有用于容置如组件或例如导电通孔等特征的如凹部或通过孔等孔。

例如，层102、102B中的任何一层通常都可以包括热塑性材料或基本上由其组成。任何层102、102B都可以含有复合材料。任何层102、102B都可以在其任一侧上包括涂层。至少在某些地方，任何层102、102B都可以是基本上柔性的或可弯曲的。在一些实施例中，膜层102、102B可以至少局部地是基本上刚性和坚硬的。层102、102B中的每一层的厚度可以根据实施例而变化；例如，每一层可能只有十分之几或百分之几毫米，或者相当厚，例如一毫米或几毫米的大小。任何层102、102B都可以具有恒定或变化的厚度和/或一般构造。

基于前述内容，层102、102B中的每一层或任何一层都可以例如包括选自由以下组成的组的至少一种材料或若干种材料：聚合物、热塑性材料、电绝缘材料、导电材料、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(PC)、共聚酯、共聚酯树脂、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(MS树脂)、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、碳纤维、复合材料、有机材料、生物材料、皮革、木材、纤维素、纺织品、织物、金属、有机天然材料、实木、单板、胶合板、树皮、树皮绉、桦树皮、软木、天然皮革、天然纺织品或织物材料、天然生长材料、棉花、羊毛、亚麻、丝绸以及上述的任何组合。

例如，在一些实施例中，膜层102B可以是基本上均质的(例如，所选电绝缘或导电材料，例如金属板)，所述膜层仍然可以例如在其上容置许多另外的特征，如美学/视觉或一般光学特征、热特征、化学特征和/或电特征。可替代地，膜层102B可以在如导电率或导电材料等至少一种所选特性的方面可以是非均质的。因此，层102B的彼此不同的部分可以限定所选功能特征或其它特征，例如电极或其它感测元件、电磁屏蔽件、用于调节例如在层102上设置的例如电容或电感性感测电子装置的响应的场成形特征或其它特征。

前述至少一个中间层104是指至少一个材料层，所述至少一个材料层首先通过例如对相关联的一种或多种材料进行模制(如注塑成型)或铸造(如浸渍)设置在例如膜层102、102B上或直接设置在层102与层102B之间。可替代地或另外，层104可能已经通过利用例如机械结合、化学结合、电接合、电接合、热、压力、溶剂和/或粘合剂将其层压为例如其上现成的元件来布置在膜层102、102B上。

所述至少一个层104通常可以包括许多材料，如聚合物、有机材料、生物材料、复合材料及其任何组合。材料可以包括一种或多种热塑性和/或热固性材料。所包含的一个或多个层和其它特征的厚度以及因此总体结构100的厚度可以根据实施例而变化。例如，所述变化可以大约为一毫米、几毫米或几十毫米的大小。至少一个层104的材料中的至少一些材料可以是例如电绝缘的或导电的。在一些实施例中，层104可以例如包括选自由以下组成的组的至少一种材料：弹性树脂、热固性材料、热塑性材料、PC、PMMA、ABS、PET、共聚酯、共聚酯树脂、尼龙(PA，聚酰胺)、PP(聚丙烯)、TPU(热塑性聚氨酯)、聚苯乙烯(GPPS)、TPSiV(硅基热塑性硫化胶)和MS树脂。层104可以是基本上均质或非均质的构造。

至少局部地，可以存在许多另外的层(例如，涂层、另外的膜层、限定例如电路设计/迹线或图形的打印导电层)或通常由膜层102、102B限定或设置在其中和/或其上的特征、(任何侧或两侧上的，和/或嵌入的)至少一个中间层104和/或结构中的其它地方。即使为清楚起见在图中的某个特定位置处仅将单个特征展示为例如矩形块或基本上正方形块，本领域的技术人员也应该认识到以下事实：所述单个特征可以是指或包括多个彼此不同和/或类似的特征，如具有迹线、组件和/或其它元件的电路，所述迹线、组件和/或其它元件可以任选地例如电连接在一起(例如电流或电容)或以其它方式例如光学连接在一起或至少通常在功能上连接在一起。

仍然根据特定实施例，这些潜在地包含另外的层和/或其它特征103、105、110、112、114、116、118、120、124、126可能确实已经被分配了各种功能，例如保护性、美学、装饰性、信息性或其它视觉/光学功能、电功能、处理功能、控制功能、存储器功能、通信功能、感测功能、(电磁/电)场成形功能、(例如，电磁/电)屏蔽功能、导电功能、绝缘功能、附接或固定功能和/或间隔功能等。

如空间上更广泛的层103、126(如打印层、涂覆层、沉积层、模制层或以其它方式层压层)等所设置的特征或更多的局部元件105、110、112、114、116、118、120、124可以各自具有如其自身厚度等尺寸(如图所示)以及表征材料。可替代地，如层103、103B、103C等多个特征可以在例如厚度或材料方面彼此具有至少部分相同或类似的配置。

因此，前述特征可以包含例如选自由以下组成的组的至少一种元件：电导体，如迹线、打印电导体、电绝缘体、电导体、电路设计、接触垫、电路迹线、电极、电磁屏蔽件、影线屏蔽件、EMI(电磁干扰)屏蔽件、RFI(射频干扰)屏蔽件、电场或电磁场成形器或衰减器、图形、图形油墨层、导电油墨层、视觉指示器、电元件、电子组件、集成电路、光学元件、发光元件、LED(发光二极管)、OLED(有机LED)、光检测元件、透镜、光导向元件、光衍射器、光准直仪、光反射器、漫反射器、镜面反射器、光导、传感器、压力传感器、接近传感器、开关、压电元件、触觉元件、机电元件、处理元件、天线、存储器元件、连接器和通信元件。

在各个实施例中，例如，导电特征中的一个或多个导电特征可以包括选自由以下组成的组的至少一种导电材料：导电油墨、导电纳米颗粒油墨、铜、钢、铁、锡、铝、银、金、铂、导电粘合剂、碳纤维、合金、银合金、锌、黄铜、钛、焊料和其任何组分。所使用的导电材料在如可见光等期望波长下可以是光学不透明的、半透明的和/或透明的，以例如掩蔽如可见光等辐射或使所述辐射从其中反射、在其中吸收或使其通过。在一些实施例中，由多层构造的层或其它特征中的任何层或特征限定的、限定在其中或在其上的导电特征或绝缘特征可以具有另外的功能，如美学、信息性、视觉或一般光学功能，例如掩蔽功能。

所述特征中的一个或多个特征可能已经例如利用如丝网印刷、柔性版印刷、凹版印刷、平版胶印或喷墨等打印电子装置技术直接生产到多层结构100或特定组成元件，如其膜层102、102B。可替代地或另外，例如，可能已经利用了例如蚀刻或如镀银或流涂等适用的涂覆方法。作为另外的选项，可能已经使用例如粘合剂、热和/或压力，任选地以所选层压方法的形式将现成的特征附接到结构。又作为另外的选项，如导电迹线、组件、热导体和/或其它元件等一个或多个特征可能已经设置在如带(例如，胶带或具体地粘合剂转移带)等至少部分地预先准备的载体上，所述载体然后布置到膜层102、102B上或者通常布置到结构100。

在各个实施例中，考虑到例如可见光谱中的预定义波长，所包含的层和/或另外的例如更局部化的特征中的一个或多个层和/或特征可以至少部分地在光学上是基本上不透明的或者至少半透明的。这些项目可能已经进一步设置有视觉上可区分的、装饰性/美学和/或信息性特征，如其上或其中的图形图案和/或颜色。通常，IML(模内贴标)/IMD(模内装饰)技术适用于制造此类项目。所述项目可以至少部分地，即至少在某些地方，对辐射(如由例如结构内或其上的其它电子装置发射的可见光)在光学上是基本上透明的。例如，透射率可以为约75％、80％、85％、90％、95％或更高。

在结构100的各个实施例中，所包含的特征可以包含电子装置，如已经设置于结构100的至少一个层(如膜层102)的控制和/或具体地感测或测量电子装置。

例如，层102、102B上的项目103、105分别可以包括至少包括导电迹线的电路设计(可替代地或另外，类似的特征也可以在层102、102B的相对侧上，但是为清楚起见在图中省略)，项目114可以包括电子组件，例如集成控制电路或其它控制/测量电子装置，并且项目116可以包括感测元件，如下文更详细讨论的电极。项目110、112、120可以表示例如另外的组件、感测元件或连接特征，如到外部系统或例如主体装置的连接器。项目118可以包含例如用于置于保护性、装饰性、含有图形的、掩蔽的或光学半透明/透明的、信息性或在其它方面有意义的和功能性层的顶部的屏蔽特征和项目126。

在一些实施例中，从与层102B介接或至少更靠近所述层的用户或使用环境(例如，目标感测体积或区域)的角度来看，层102可以表示或至少位于更靠近结构100的预期背面，其中背面因此可以任选地更靠近主体装置或结构，如车辆中的主体装置、表面或面板(例如，仪表板上的车载面板、门、中央控制台等)或一些其它主体结构定位并且潜在地甚至附接到所述主体装置或结构或一些其它主体结构或以其它方式与其集成。然而，在其它实施例中，情况可能相反(即层102B可以更靠近用户/使用环境驻留)，或者结构100可以从多个方向面对用户或使用环境。

所包含的前述电子装置实际上可以含有例如用于感测目的和/或其它用途的一个或多个控制电路或控制电路系统。至少，所包含的电子装置优选地包含例如呈许多电极形式的许多传感器或感测特征，所述传感器或感测特征进而可以由控制电路系统(例如电路，如集成电路和/或含有单独的、连接组件的电路)通过电流或无线连接进行驱动和/或测量，其中所述控制电路系统可以驻留在结构100中，例如设置于膜102，或者在结构100的外部并且通过如(电)连接器和/或接线等连接元件连接到结构。感测特征在本质上可以是无线的，如电容式或电感式的。

可以控制如电极等感测特征，以便在结构100的环境中建立例如电场、磁场或一般电磁场。

在各个实施例中，如膜层102的特征116或所述膜层上的特征等特征中的任何特征都可以包括或限定用于自电容感测的电极或其它感测元件。元件可以被配置(材料、尺寸/定位/距离等)以将所选寄生(静电)电容限定为如系统或电路接地等参考电位，所述所选寄生(静电)电容可以通过如用户的手指等物体触摸多层结构100或在多层结构周围悬停来改变(增加)，并且由相关联的控制电子装置例如通过测量包括电极的RC电路的时间常数来进行检测或测量。因此，所述元件可以限定例如用户输入特征，如电容性或具体地寄生触摸/手势输入区域或体积，或者“按钮”。对于用户而言，可以使用例如在结构(例如，凹部或凸出部，如圆顶或碗形)和/或图形或光学指示器(例如，照明)中形成相关表面区域来指示元件或相关联的感测区域/体积。

在各个补充性或替代性实施例中，例如在层104的不同侧上的如特征116、124等优选地多个特征可以限定用于互电容感测的电极。此处，控制电子装置被配置成测量至少两个电极，即第一电极与第二电极之间的互电容的变化(如由于物体而引起的减小)，其中所述电极中的至少一个电极是被驱动/发射电极，并且至少另一个电极是感测/接收电极。因此，特征116可以限定层104的第一侧上的第一电极，而例如特征124可以限定结构100的第二相对侧上的第二电极，所述两个电极均连接到测量/控制电子装置的电路。

在各个实施例中，如特征118等至少一个特征可以限定用于屏蔽如感测电子装置、相关电路或具体地电路迹线等底层电子装置免受外部电磁场或干扰的屏蔽件，例如电磁屏蔽件，如浮置式电磁屏蔽件、有源(被驱动)屏蔽件或(系统/电路)接地(grounded)或接地(earthed)屏蔽件。例如，层102上的特征(例如，迹线、电路或组件103、114)的屏蔽件可以由可以限定任选地电流连接到系统/电路接地的导电材料的区域或体积的特征118提供。

在各个实施例中，至少一个特征(例如，项目128)可以限定场调节器，所述场调节器被配置成改变例如由感测电子装置建立的周围电磁场(近场)。调节器可以由电子装置动态控制(有源/被驱动)或可以是无源的。所述调节器可以连接到相关联的系统接地或可以是浮置的。

因此，考虑到前述场调节类型特征和例如层102B的屏蔽特征以及基本上位于层102中/上的电子装置，根据实施例，层102、102B可以但可以不必例如电连接，使得各种特征将电流连接到同一电路。在调节器或屏蔽特征的材料的例如有效电容率或例如磁导率用于使场在电容性感测元件或天线辐射器周围成形的情况下，此类连接可能是不必要的，但是所述连接能够实现例如动态控制。

在各个实施例中，可以利用功能化图形，即可以出于装饰性/美学/信息性和电两方面的目的在结构100中添加如油墨或涂料等导电材料，包含例如形成如电路迹线等导体、接触垫、如(电容)电极或“电容按钮”等感测元件、如电极图案等传感器图案、场成形器、屏蔽件等。例如，银、碳纳米管、碳纳米芽和导电聚合物油墨可以在此方面很好地功能化。可以为导电油墨补充其中期望的有色油墨。通常可以通过使用合适的染料或颜料在材料中实现期望的颜色。

许多(即使不是大多数)例如导电油墨的导电率比其足以充当触摸感测电极所需的导电率更高。大多数导电油墨还可以至少稍微着色。可实现的效果取决于导电材料的分布和外观以及在保持可接受的导电率的同时材料可以被稀释的程度。用彩色油墨“稀释”导电油墨可以在创建起到装饰性和功能性目的两者的有趣且有吸引力的图案和纹理方面开辟出全新的可能性范围。例如，使导电油墨着色可以稀释用于大面积屏蔽件、调节器、传感器和辐射器/天线打印的相对昂贵的材料，从而降低生产成本。

例如，当使用功能化图形油墨或类似物质时，可以使屏蔽、电容性触摸或其它感测电极、天线、天线谐振器等对外部观察者隐藏、掩蔽或伪装，同时仍然定位于靠近外表面。甚至复杂的传感器图案也可以“隐藏在显眼的地方”，从而使设计者可获得视觉上有趣的特征。因此，至少对于不知道到底要寻找什么的人来说，所实施的功能实际上可能变得不可见。

参考例如指示感测区域或一般感测特征的位置的打印轮廓线或其它指示，或者例如被配置成动态地(当感测输入等待/感测功能有源时接通，或者例如闪烁)照亮感测区域的底层光源，层和其它特征可以从两侧被屏蔽，同时看起来具有均匀的色彩，其中仅用户交互所需的视觉提示可见，或者只有当用户接近表面时才可能激活。

作为相关实例，例如触摸板或其它触摸区域感测电极可以以期望的形状(如几何图形或例如蔓延的藤蔓图案)打印在如层102B等表面上。在各种使用场景下，在感测性能(灵敏度、方向性等)方面，使传感器图案如此靠近外部或一般目标感测表面可能是有益的。

作为另外的实例，所选导电油墨或涂料(例如，黑色油墨)可以被配置为建立视觉上可区分的特征，如图形图案，同时所述导电油墨或涂料可以被进一步用于屏蔽如迹线等底层感测电子装置免受鬼影触摸，即故障检测和/或用于使电磁场在例如触摸按钮或其它感测特征周围成形。可以对黑色油墨进行图案化，使得所得隔离贴片形成寄生谐振器型天线元件(成形器)，以影响由底层电极建立或感测的场。

因此，当使用导电油墨时，天线谐振器或其它功能特征通常可以隐藏在例如膜层102、102B上的可检测的几何或其它可见图案中。

在各个实施例中，可以通过如相邻层中的开口等连接特征或接触点来布置向有色导电油墨图案或类似特征提供电连接，所述相邻层如用于如导线等接触特征的中间层104或主体膜层102、102B。接触点可能隐藏在图案中。

一个可行的选项是用类似的化学物质和溶剂向导体油墨添加浓烈的有色油墨。一些导电油墨是大量填充(通常是黑色或白色)图形油墨配方的衍生物，而另一些则是大量定制的并且更难向其添加颜色。对于这些情况，添加具有油墨专用溶剂的干颜料来恢复流动特性可能是适当的。

考虑到例如在如膜102、102B等目标表面上设置如油墨等有色导电材料可以不必与设置或具体地打印任何油墨有本质上的不同，但是可以通过在期望或需要时进行测试来优化例如在丝网打印背景下的丝网特性。由于有色导电油墨可以很好地用于例如导电率并非最大程度关键的应用中，因此相对于导电特性，打印质量可以针对视觉质量对应地进行优化。

即使多层结构100已经被展示为矩形堆叠，所述多层结构也可以通常或局部地限定各种形状，因为例如膜层102、102B可以使用例如热成型或冷成型来形成以展现出期望的3D形状(在其上设置如电子装置等特征之后或之前)，随后可以设置如中间层104等另外的层。

如本领域的技术人员自然容易理解的，在下文描述的更具体或专用实施例中的任何具体或专用实施例中，可以自由且选择性地采用上述更通用的或潜在地多用途的多层堆叠100的各种特性和特征，并且反之亦然。然而，已经产生对各个实施例的以下描述以在本发明的上下文中阐述特定的、所选方面，因此，相关联的公开内容可能仍然缺少从理解特定方面的角度来看非必要的特征。然而，如本领域的技术人员同样容易理解的，即使没有明确公开，此类特征仍然是完全可能的，并且在许多情况下有利地包含在相关公开的多层结构中(例如，如果电子装置包含在多层结构中，则使用如连接器、导线、内部连接特征等合适的连接构件提供到所述电子装置的外部电连接、“系统连接”等很可能是有利的)。然而，本领域的技术人员可以相互选择性地组合以下实施例的特征和特性，以提出另外的实施例，其中特征下面的功能优选地由公共多层结构提供。

为清楚起见，图2展示了由图1的多层结构简化的多层结构200，但是本领域的技术人员应该认识到以下事实：结构100和200在所包含的层和其它特征、所使用的材料、尺寸等方面本质上可以彼此非常类似或者相当不同，然而，存在由膜层102和102B的构造引起的至少一个不同之处。

如上文已经提到的，在一些实施例中，公共衬底膜102C可以被折叠或弯曲，如还在图中通过周边处的虚线所示，以便在多层堆叠中限定若干层102、102B(层102B可以被认为是由衬底102A的延伸形成，或反之亦然)，而不是对层102、102B使用单独的膜。例如，连接中间部分可以保留在结构中或者至少部分地进行处理和/或随后通过切割来去除。

连接中间部分可以含有如迹线等导电特征或任选地通过打印设置如迹线等导电特征，以将膜层102、102B和例如其如迹线、电路设计、感测元件和组件等电特征电连接在一起。最终可以在多层堆叠200中的层104的相同和/或不同侧上设置由至少最初的公共膜建立的多个膜层。如108(图1)处所示，层102、102B可以任选地通过例如穿过中间层(如层104)设置的导电通孔和/或使用一个或多个其它连接特征且优选地导电特征进一步连接在一起。

通过所示的解决方案，可以实际上消除由于使用离散的连接部件(如连接层102、102B的弹簧和销)而产生的潜在冲洗和连接问题。

如电特征(迹线、电极等)等特征或者甚至电子组件可以首先任选地通过打印电子装置技术设置在膜102C的任何侧上，然后所述膜可以任选地形成(如热成型)以展现出期望的三维形状，所述三维形状例如在通过模塑成型或铸造在其间设置至少一个层104之前进行切割和/或弯曲。

在一些实施例中，与例如层102、102B或一般的结构100、200相比，中间部分可以被成形(例如，切割)为减小的宽度，以容置例如打印导体但是要减少未使用空间的量。

在一些实施例中，可以对膜102C执行甚至更加通用的弯曲，以由此建立例如结构200中的三个层(具有顶层、中间层和底层的‘S’型弯曲)。

图3展示了根据本发明的具有改善的灵敏度的力感测和例如支持触摸感测的多层结构的一个实施例300。

本质上作为背景信息，可以提到的是，对于例如许多自电容感测解决方案而言比较典型的是，覆盖材料的相对高的偏转是在感测功能方面产生足够的压力效果所必需的。此挑战可以通过在如上文所提到的多层堆叠内部包含促进结构变形的空气腔来解决。然而，充气腔可能会增加堆叠结构层的分层灵敏度。仍作为另一个潜在的挑战，虽然由于外观、感觉或例如耐用性而可能是优选的，但使用例如金属覆盖物或一般的顶层/上层实际上可能会完全阻止底层自电容感测解决方案的操作。

因此，在所示实施例中，可以通过至少一种弹性较大或“较软”的材料304的体积来获得响应于引导到结构300的感测位置的外力F的有利于增强感测灵敏度的期望水平的材料偏转，所述材料设置于专用感测位置或感测区域310的(由虚线指示的)下方，位于膜层102与膜层102B之间的中间层104的周围的另一种弹性较小的材料之间或嵌入其中，使得响应于朝基本上处于感测区域310和底层材料304的位置处的结构内部施加在结构300上的外力，结构局部地压缩。

甚至很小的变形312都可以转化为布置在材料304的相反侧上的可能已经使用例如打印电子装置技术或某种其它生产方法打印在膜层102、102B上的电极305、306之间的互电容的可容易检测的变化，电极305、306中的一个电极优选地充当被驱动/发射电极，并且另一个电极充当感测/接收电极。可以测量不仅是作为二进制类型检测的触摸的力的量，因为所测得的信号与所使用的力成比例，并且解决方案可以用作模拟力传感器而不是“纯粹的”触摸传感器或者除了“纯粹的”触摸传感器之外还用作模拟力传感器。

电极305、306可能已经使用例如穿过材料层的迹线和一个或多个导电通孔(为清楚起见未示出)和/或图2的解决方案电流连接到对应的被驱动和测量电路系统。本领域的技术人员应意识到，代替材料304的隔离的电极和单个(子)体积，可以分别执行用于例如栅格型感测的多个电极或电极图案。

即使如金属板308等导电元件设置在膜102B上、至少部分地覆盖感测区域310，所述解决方案也是适用的。因此，可以实施通过金属接触功能。

可以选择材料304以便具有相对高的电容率(例如大于约5和/或超过材料104中的电容率的相对电容率)，以增强触摸/力感测的灵敏度。

在一些实施例中，代替电容性感测或者除了电容性感测之外，可以在304、306处配置两个相反的电感回路以用于例如电感性感测。

图4在400处展示了根据本发明的多层结构的一个实施例，其涉及通过使用有源感测或“馈电”元件以及任选地与有源元件没有电流连接的功能相关联的成形元件进行的场成形。例如，所述解决方案适于触摸和接近(非触摸/非接触)感测目的。

膜层102可以设置有控制和/或感测或测量电子装置，如相关电路或电路系统406(此类电路/电路系统的至少一部分还可以位于结构400的外部并且使用如导线等合适的连接元件与其连接)，所述电子装置优选地例如借助于通过打印电子装置技术布置，任选地打印在层102上的迹线电流连接405到例如限定许多电极的电容或电感性感测元件404。在中间层104的另一侧上设置有至少一个场成形元件408，如层102B处包括金属或其它导电材料的导电元件，所述至少一个场成形元件例如由层102B的材料限定或使用例如适用的打印(例如，属于打印电子装置技术下的优选方法)、沉积、层压或涂覆技术设置在其上。

通过将一个或多个成形元件408(在多个成形元件的情况下，其中的至少一些成形元件可以例如电流连接在一起和/或保持分离)定位在如所描绘的实例中的在不同平面上距感测元件404一定距离处，由元件404建立的可以被认为是近场天线的电场或电磁场或具体地近场可以被灵活地控制，如减弱、增强、成形和/或引导，以便出于感测目的(例如，考虑到限定在层102B上的预定义触摸区域的触摸感测和/或考虑到在层102B上的感测体积的接近感测)提供期望的灵敏度特性。

除了或代替由一个或多个元件408的材料选择、形状、尺寸、定位等提供的更多“无源”场调节，成形元件408中的至少一个成形元件可以有源地或动态地可控。此类可控性可以通过例如将元件408电流连接到结构400内或其外部的电子装置406提供给所述元件。

因此，可以向元件408供应电压和/或电流，以基于例如通过涉及场测量的充分测试过程找到专用最佳点来根据需要控制所述元件的场成形特性。多层堆叠的若干层和其上/其特征通常可以通过使用例如导电材料的堆叠/中间层或者通过例如图2的解决方案连接在一起。

在一些实施例中，例如千兆赫频率范围可操作天线(如BluetoothTM天线)可以根据类似的原理以多层结构生产，从而提供可以无线(如电容)耦合到馈线的天线馈电元件(通常电流连接到控制电路系统)和远程/单独的辐射器。所得天线结构可以制备得非常薄和灵活，适于在如可穿戴电子装置等各种应用中使用。馈线与辐射器之间的阻抗匹配可以通过适当设计其间的无线耦合来实现，而不必依赖于离散的匹配组件。

图5展示了根据本发明的用于多点触摸感测的多层结构的实施例500。

已经在膜层102的两侧上设置至少一个组成电极图案，如线或例如菱形图案以及其它各种选项，一个组成电极图案510位于面对层104的一侧或表面上，并且另一个组成电极图案508位于面对结构的环境(例如，主体结构或装置或其另外的材料层(未示出))的相反侧或表面上。就例如所使用的形状、其尺寸、间隔、材料、对齐和/或朝向而言，这些彼此不同或类似的组成图案一起建立如X-Y列栅格和行栅格等期望的整体感测图案，其中列和行可以相互垂直(如在图中由在508处示出的线“端”和在510处最外面的线的纵向侧轮廓所暗示的)，或者布置成某种其它的配置。

可替代地或另外，结构500的其它表面或层可以用于承载具有支持多点触摸感测布置的电极图案。例如，膜层102B可以承载电极图案510或508，而不是层102。在一些实施例中，可以在结构500中设置三个、四个(例如在两个膜层102、102B的两侧上)或更多个重叠的图案。

在各个实施例中，图案508、510被配置用于如电容触摸或多点触摸感测等电容性感测。这样的触摸输入然后可以用于控制或具体地激活和去激活例如结构500、主体结构或例如外部装置的不同功能。

如测量电路或电路系统等控制电子装置506可以使用例如导体迹线或任选地利用例如打印电子装置技术打印的其它通常导电的元件505连接到图案。可替代地或另外，电子装置506的至少一部分可以驻留在结构500的外部并且使用如导电线等适用的连接元件连接到所述外部。

在各个实施例中，结构500可以设置有许多另外的特征，所述特征可以是美学、装饰性、信息性、其它光学(光导向或操纵)特征、电特征、热管理特征、照明特征等。例如，在所示场景中，膜层102B的任一侧或两侧上的、或嵌入在膜形状和/或材料中或由膜形状和/或材料限定的许多特征512可以包含例如装饰性、信息性、照明(例如，光源、波导等)和/或其它(功能)特征，所述特征任选地与底层感测特征508、510叠加，以便例如通过照亮层102B上的感测区域来帮助感测布置。

在结构中布置若干膜层102、102B和潜在的其它层促进结构中的各种特征的集成，从而从减少相互干扰或以其它方式优化其功能的角度来看，保持其距离足够大。多层堆叠的若干层可以通过使用例如导电材料的堆叠/中间层或者通过例如图2的解决方案连接在一起。

图6在600处展示了除了感测功能之外还结合至少一个整体功能涂层的多层结构的实施例。但是值得注意的是，所述解决方案还可以在隔离或其它上下文中使用，而不必在结构中特别包含感测特征。涂层可以具有美学、装饰性、信息性和/或其它光学功能，如反射功能。然而，所述涂层可以具有许多另外的功能，包含保护功能、电功能、热功能等。因此，可以将多功能涂层设置于结构600。因此，在一些实施例中，涂层可以被认为建立其自身的特征，或者建立某种其它潜在的集合特征的一部分并且为其带来期望的质量。

在所示实例中，结构600已经在膜102上设置有例如导热和/或导电涂层608，任选地作为后处理任务，但是也可以将涂层可替代地或另外设置于结构600的其它表面和一般元件，如使用虚线绘制的并且限定结构600的邻近例如塑料层104的侧壁的外部的项目608B所描绘的。实际上，涂层通常可以限定结构的一个或多个内层和/或外表面。在一些实施例中，结构600的大部分(如果不是几乎全部)外表面可以由一个或多个涂层提供。

例如，涂层608可以包括如金属等导电材料。所述涂层可以被配置成提供到如光源(例如，LED)或布置到结构的其它组件(例如其膜102)等许多电子特征606、606B的电连接(例如，电力、通信和/或控制)。

所述涂层608可以直接电接触特征606、606B，或者可以有中间导电特征，如布置在结构600中的导电通孔、迹线、铆钉、弹簧、螺柱、杆等(注意竖直虚线)。导电镀层可以被图案化(掩蔽、沉积后处理)以更好地适合例如载流用途并且使得能够将例如镀层的至少一部分用作另外的功能元件，例如，天线谐振器、感测电极、场成形器、屏蔽件等。膜层102B可以限定或容纳为清楚起见未在图中示出的许多特征。在一些实施例中，除了或代替膜层102上的涂层608，层102B可以被涂层608C覆盖或实施。然而，层102B上的涂层608C(可以位于任何侧上，但是在顶部展示)可以直接或通过如迹线或导电通孔等中间连接构件提供例如到如电极或其它感测元件、光源或其它组件等特征606C的电连接。

在结合反射器或由金属涂层提供的其它光学特征的结构(如LED或其它灯具)中，涂层可以例如沿光学非闭塞线分割以使电源轨分离并且通过膜连接到嵌入部分。可以通过使用例如NCVM(非导电真空金属化)类非导电外涂层来隐藏分割线。这使得能够生产具有例如传统外观但也具有如嵌入其结构中的电子装置等控制特征的灯具或其它项目。当例如LED或其它电子装置嵌入结构内部时，用作反射器和/或配电线的相同连续镀层或一般涂层还可以用于吸走热量，从而使甚至相关部件的整个表面充当大型散热器，从而增加LED光输出和/或延长部件寿命。

涂层600可以是指例如化学镀层(例如，Cu、Ni)、电解镀层(例如，Cu、Cr、Au、Ag)或结合例如金属和类金属材料的PVD(物理气相沉积)涂层。

利用金属涂层，可以提供优异的热导率和导电率。然而，可以相对容易地将涂层设置于各种潜在复杂形状的项目和层。

考虑到不同方法的一般适用性，例如PVD涂层的厚度可以在相当宽的窗口内变化，并且例如可以利用掩蔽来限制扩展。堆叠不同的材料可以使得能够例如通过堆叠铜镀层和铬镀层来产生具有适当导电性和视觉吸引力的镀层。

在各个实施例中，还可以结合不受水侵入影响的气密密封结构利用湿法处理的镀层，如具有铬外涂层的化学镀铜或镍。如连接器等表面特征可以被掩蔽，以防止其暴露于处理溶液。可以用可光成像的喷雾掩模进行掩蔽，和在电路板制造中几乎一样。

用于屏蔽的镀层或一般涂层可以局部加厚，以将热量从嵌入式电子装置中传导出去。这需要有足够的工艺控制以将层厚度局部增加到有意义的程度。

如上文所提到的，在一些实施例中，图案化导电涂层或具体地镀层可以用于为嵌入式天线产生谐振结构，从而切断发射电子装置与外部环境之间的电流接触。这例如在如闪光灯外壳或“鲨鱼鳍”天线等某些高度暴露于天气的位置可能是有益的。

在各个实施例中，可以将金属涂层设置于例如，膜层102、102B等主体表面。然后，经涂覆区域可以局部形成为展现出三维形状，例如凸出部或凹部(例如半球形圆顶或碗)形状，使得涂层在最大局部材料变形的位置(圆顶/碗边缘或一般形状的边缘)破裂。因此，除了涂层具有的潜在美学或信息性(例如，指示感测区域)功能之外，一个或多个断裂线可以限定如感测、场成形或屏蔽特征等功能性、潜在电特征的轮廓。

图7在700处展示了根据本发明的具有与其集成的迹线屏蔽特征的多层结构的一个实施例。

所示实施例包含如设置在膜层102上的感测电极等感测特征706。特征706在层102的顶侧上示出，因此面对层104，但是类似的特征可以可替代地或另外定位于相反侧上。在一些使用场景中，顶侧可以被称为正面，因为所述顶侧可以面对用户/使用环境，而相反侧可以被称为背面并且然后其可以面对例如主体装置、主体表面或主体结构。

然而，很明显，所建议的屏蔽解决方案的适用性不限于任何特定的使用场景或朝向，因此像“正”和“背”等术语不应被视为将解决方案的可行性仅限制于其中此类术语类似相关的情况。特征706可以实施例如电容性感测电极，如自电容感测电极或电感性感测电极。特征708是指另外的电特征，如将特征706连接到本地或外部控制电子装置(未明确示出，但是已经参考其它图在上文多次可视化和讨论)的迹线或其它导电特征，所述电子装置可以驱动特征706(提供电压/电流)和/或测量其特性，如电容的变化等。

已经将包括例如金属或其它导电材料的屏蔽特征710设置于膜层102B：或者通过如所选打印或层压方法等适当方法设置在所述层上(例如，如所描绘的，在底侧处，因此面对层104而不是环境，和/或在面对环境并且直接或通过图中未绘制的一个或多个另外的顶层连接到环境的顶侧上)，或者由层102B本身的材料和/或形状限定。

屏蔽特征710与底层特征708重叠，所述底层特征基本上优选地至少从至少一个所选方向将其覆盖。特征710不与实际感测特征706重叠以避免降低其灵敏度，但是在一些其它实施例中，实际上可能期望重叠以调节例如感测特征706的方向性。当如手指或触笔等物体从顶部或“前方”方向接触或接近结构700时，由于特征708被特征710屏蔽，因此所述物体不会通过特征708例如以误检测或“鬼影”检测的形式对感测特征706引起干扰。

尤其是当利用相对宽的传感器迹线(0.3mm或更宽)来增强例如其在例如热成型或其它处理期间经受拉伸时的耐久性时，传感器迹线易于意外进行触摸检测并且耦合到外部电磁噪声。

通过所建议的屏蔽，可以改善误触摸容限并且减少耦合到此类迹线的电磁噪声，并且有助于将如电极706等实际感测特征保持得相对较小(减少空间约束，实现特征的更紧密布局等)。

屏蔽特征710可以是浮置的或接地到例如系统/电路接地(接地连接在图中未明确示出，但是可以通过上文讨论的各种措施、连接特征来建立)。在一些实施例中，所述屏蔽特征可以是有源驱动的(例如，出于此类目的电流连接到控制电子装置)。

特征710可以是任何导电材料层，例如：

a)打印导电影线(每目标的成本优化填充率)，和/或

b)导电油墨的打印层，这也可以建立结构的装饰性方面的部分。

另外值得注意的是，当特征710如所示出的在层102B的底侧上实施时，在例如静电放电(ESD)屏蔽方面，所述特征仍然足够远离结构700的(顶)表面。

接下来，列出了所选的仍然仅仅是示例性的实施选项，以便于熟练的读者针对所考虑的每个特定使用场景确定最佳选择：

1.所展示的场景，其中迹线和电极驻留在一个膜层的顶侧(例如，从用户/使用环境的角度来看是后膜)上，并且接地屏蔽体驻留在另一个前膜层的底侧上(位于迹线上方，即在感测输入区域/体积与迹线之间)

2.如上述相同，但使用浮置屏蔽体(不接地)

3.如上述相同，但是信号也被驱动到屏蔽体(被驱动屏蔽体)，如果被驱动屏蔽体围绕传感器电极，则这可能增加例如液体容限

4.传感器电极例如位于第一膜层(例如，底层102)的底侧上，接地电极例如位于另一个膜层(例如，102B)的顶侧上+另外的覆盖物705布置在所述另一个膜层的顶部上。覆盖物可以包含各种材料或由各种材料组成，所述材料包含例如电绝缘材料。覆盖物可以包含例如：

a.单板(例如，木材)；

b.织物；和/或

c.由例如第二注射表面注塑模具产生的模制的材料或一般塑料材料(层104也可以如上文所讨论的那样进行模制)

5.膜层的两侧(后/底部膜层)上的两层触摸表面或一般感测图案，所述两层触摸表面或一般感测图案利用迹线上方的其它膜层(前/顶部膜层)上的接地屏蔽体保护

6.前膜层的底侧和后膜层的任一侧上的多层触摸表面图案。接地电极可以设置在顶部/前膜的顶侧上+电位覆盖物添加在前膜的顶部上

7.屏蔽体可以是局部的或者在具有例如为一个或多个感测区域设置的一个或多个开口的整个目标表面上延伸。

图8在800处提供了根据本发明的实施例的执行用于评估迹线屏蔽的测试场景的粗略草图。多层结构设置有许多嵌入式感测特征，如电极806和朝向控制电子装置的相关联的连接迹线808，所述嵌入式感测特征可以通过必要的连接设置在结构中或结构外部。项目814是指模仿例如人类手指或其它触笔的悬停在结构上和/或在轨迹808之上接触所述结构的测试对象。项目810是指嵌入例如如以上所讨论的结构中的可能的(接地)屏蔽特征，如影线屏蔽件(影线)。

图9A展示了在没有迹线屏蔽特征嵌入的情况下图8的场景中的电场。

图9B展示了在存在迹线屏蔽时的电场。

如可以从通过模拟产生的图9A和9B容易地检测到，在测试期间注意到，当用屏蔽体保护时，放置在迹线808上的物体814对感测到的信号的影响明显较弱。因此，如果需要，可以使用更小的传感器电极，从而提供更好的感测特征空间密度以及更少的制造成本。然而，通过适当的屏蔽，可以利用更宽的迹线。可以减少例如导电通孔的使用，因为迹线可以由与容纳实际电极的层相同的层容纳。由于屏蔽体可以定位于相对远离传感器迹线的位置(例如，迹线宽度的两倍以上)，因此可以减少所述屏蔽体与所述传感器迹线间不期望的电容耦合。屏蔽解决方案还提供了针对电磁干扰的一般增强保护。

图10在1000处展示了设置有例如用于触摸和/或接近感测的多表面或多方向感测功能的多层结构的实施例。

考虑例如提供给如飞行员或乘客等用户的方向盘和控制杆，参考例如包含如陆地车辆/汽车、飞机、船只、宇宙飞船等车辆的各种装置的人机界面以及其控制面板或一般控制特征或表面，可能会出现需要在多层结构的两侧上设置例如支持同时激活而没有相当大的相互干扰的触摸传感器或一般触摸或接近感测能力。

通过所建议的解决方案，如膜或膜层102D等限定或容纳至少一个任选地打印的屏蔽/接地特征1004、1008的另外的衬底元件被布置在设置于膜层102、102B的两个操作触摸或一般感测表面之间。因此，层102D集成了保护顶侧和底侧或方向感测特征1002、1006、1010、1012免受相互干扰并且实际上使顶侧和底侧或方向感测特征与相互干扰隔离的屏蔽或具体地接地平面。

如图中所指示的，层102C或其它中间层可以容置许多感测特征1006。膜层102D可以含有电绝缘和/或导电材料，例如塑料或具体地热塑性材料。所述膜层可以是柔性的或基本上刚性的。在一些实施例中，可以根据图2的实施例(102C)由与至少一个其它层102、102B相同的膜建立所述膜层102D。

尽管图中未示出，但是膜102、102B的外部表面可以承载感测特征。为清楚起见，图中省略了如迹线和控制电路系统等电连接，但是本文别处提供的关于这些的考虑通常也适用于此处。感测特征1002、1006、1010、1012可以限定例如电容性(如自电容或互电容)感测或电感性感测的至少一部分。

仍然仅是示例性的，上述感测装置的一个应用领域可能涉及如车辆的方向盘或其它用户输入/用户界面装置等控制器装置，其中其一侧可以配备有触摸传感器或触控板，并且其相反侧配备有类似或不同的感测布置。

例如，从用户的角度来看，所谓的面对用户的正面对于如菜单滚动、应用浏览和/或其选择的目的而言具有明确的含义。在没有预定义固定操作的情况下，一如触控板等个或多个背面传感器可能更通用。仍然，在一些实施例中，只有在所选正面传感器已经被激活之后(例如，持续输入，如用于接受背面输入所必需的手指按压类型)，背面传感器才是可操作的(或与任何目标功能相关联)。

图11在1100处展示了根据本发明的方法的实施例的流程图。

在用于制造多层结构的方法开始时，可以执行启动阶段1102。

在启动期间，可能会发生必要的任务，如材料、组件和工具选择、获取、校准和其它配置任务。必须特别注意，单独的元件和材料选择一起起作用并且在所选制造和安装过程中免于损坏，这一点自然优先地在制造过程规范和组件数据表的基础上或通过调查和测试例如所生产的原型来预先检查。

因此，如模制/IMD(模内装饰)、层压、接合、(热)成型、铸造、电子装置组装、剥离、切割、钻孔和/或打印设备等所使用的设备可以例如在此阶段上升到操作状态并且进行测试。

在1104处，获得包括例如塑料和/或如上文所讨论的用于容置许多特征的一种或多种其它材料的至少一个任选地至少部分柔性的衬底膜，所述许多特征例如感测电极等电子装置，任选地相关的电路系统、感测响应调整性特征，如一个或多个另外的电极、屏蔽件、场成形器等和/或其它特征，如图形、材料层、光学元件等。衬底膜最初可以是基本上平面的或者例如弯曲的。

在一些实施例中，可以获取现成的元件，例如一卷或一片塑料膜以用作衬底材料。在一些实施例中，衬底膜本身首先可以由许多一或多种所选起始材料通过模制或其它方法产生或至少进行处理，任选地切割和/或涂覆。任选地，衬底膜可以在此阶段进一步处理。

为清楚起见，项目1108-1114已经单独地并且以特定顺序公开，但是本领域的技术人员应该容易理解以下事实：根据每个特定使用场景，项目的相互顺序可以被灵活地改变，例如，项目可以交替地和重复地执行、集成在一起或者被分成更小的整体。然而，可以从实施方案中选择性省略一个或多个项目。

因此，项目1108是指优选地但不必须通过打印电子装置技术、沉积、转移层压、蚀刻等一种或多种增材技术来设置如导电层或区域等特征，所述导电层或区域在一个或多个衬底膜上、限定在其任何侧或两侧上的例如许多导体线(限定例如电路设计的至少一部分的迹线)、电极和/或接触垫。例如，可以利用丝网印刷、喷墨印刷、柔性版印刷、凹版印刷或平版胶印。而且，培养所述一个或多个膜的另外的行动可以现在发生或例如发生在将如电子组件等另外的特征设置于所述一个或多个膜之后，所述另外的行动涉及例如在所述膜上涂覆或具体地镀覆和/或打印或通常设置如视觉指示器等装饰性或信息性图形。可以设置许多通孔并且所述通孔填充有例如一种或多种导电材料或一个或多个一般特征，和/或可以穿过一个或多个膜来布置许多导电特征。

在1110处，可以例如通过焊料和/或粘合剂将如现成组件等许多电子组件(例如，各种SMD)附接到一个或多个膜上的目标区域(例如通过例如在1108处的打印设置的导体/接触区域/衬垫)。可替代地或另外，打印电子装置和/或其它可行的技术可以被应用于直接在所述一个或多个膜上实际制造组件的至少部分组件，如OLED。项目1109是指可能在所述一个或多个膜上设置如片上系统组合件等子组合件。

在1112处，可以通过安装或直接制造到一个或多个衬底薄膜上来设置许多例如光学或其它类型的功能特征。

在1114处，可以发生使用例如热成型或冷成型形成所述一个或多个衬底膜的3D形成。作为结果，所述一个或多个相关衬底膜将展现出期望的三维(基本上非平面)形状。因此，含有合适的可形成材料的一个或多个衬底膜可以成形为更好地适合目标环境/装置和/或更好地容置各种特征。可替代地，可以在所述一个或多个膜上设置如电子装置等至少一些功能特征之前或例如在已经建立的多层堆叠被设计为在此类处理中不被损坏的情况下进行模制之后进行形成。

在1116处，将上文所考虑的任选地包括例如热塑性材料的至少一个材料层布置在所述一个或多个衬底膜上，以便覆盖例如已经在其上设置的一个或多个(第一)功能特征。如之前所提到的，例如模制、铸造或另外的所选层压技术通常在此处适用。还如本文之前所综述的，可以设置若干种不同弹性、电容率和/或磁导率的材料以影响和调节例如灵敏度等感测特性。

实际上，例如，一个或多个衬底膜或膜层可以在注塑成型过程中用作插入件。至少在一些实施例中，衬底膜的一侧可以没有模制的塑料。

在例如使用两个膜/膜层的情况下，所述两个膜/膜层两者均可以插入到其自身的半模中，使得将塑料层注射到其间。可替代地，第二膜和潜在的另外的膜可以随后通过合适的层压技术附接到第一膜和塑料层的集合上。

关于所获得的堆叠式多层结构的所得总厚度，考虑到制造和后续使用，这取决于例如提供必要强度的所使用的材料和相关最小材料厚度。必须在逐个情况的基础上考虑这些方面。例如，结构的总厚度可以是约1mm或几毫米，但是相当厚或薄的实施例也是可行的。

在一些实施例中，如结合图2的描述所讨论的，单个膜可以被折叠或者通常被弯曲，以便在多层堆叠中限定多个层。

项目1118是指在结构中设置一个或多个另外的特征，如各种材料层、材料、组件、内部连接特征(例如，一个或多个层之间/穿过一个或多个层的导电特征)和/或连接器。进一步地，可以在此阶段执行各种后处理任务。可以通过层压或例如合适的涂覆(例如，沉积)程序将另外的层设置于多层结构。所述层可以具有保护性、指示性和/或美学价值(图形、颜色、图片、文本、数字数据等)并且含有例如代替塑料或除了塑料之外的纺织品、皮革或橡胶材料。可以将如电子装置等另外的元件安装在结构的一个或多个外表面处，如衬底的外部表面处。所设置的连接器或连接器电缆类型特征可以连接到期望的外部连接元件，如外部装置、系统或结构的外部连接器或连接器电缆。

在1120处，方法执行结束。

本发明的范围由所附权利要求连同其等同物确定。本领域的技术人员将理解以下事实：所公开的实施例主要是为了说明性目的构造的，并且可以容易地制备应用上述原理中的许多原理的其它布置以最好地适配每个潜在的使用场景。

Claims (20)

1.一种适于在感测应用中，任选地在触摸、接近、手势、力、压力、应变、如流体等物质的表面水平或流量感测中使用的集成式多层结构，所述多层结构包括：

至少一个任选地模制或铸造的塑料层(104)，所述至少一个塑料层任选地包括基本上电绝缘的材料，所述至少一个塑料层具有第一侧和相反的第二侧；

至少一个任选地塑料制的膜(102，102B)层，所述至少一个膜层设置在所述至少一个塑料层的第一侧和第二侧两者上；

所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层(102)包括电子装置(103，110，112，114，116，305，404，405，505，506，508，510，606，606B，608，706，708，1010，1012)，所述电子装置结合了用于对任选地指示外部物体相对于所述结构的触摸或接近的一个或多个所选目标数量或具体地质量进行感测，任选地电容性感测，如投射式电容感测和/或电感性感测并将所述数量或质量转换成代表性电信号的电抗感测电子装置，所述感测电子装置包括至少一个电极和用于将所述电极连接到优选地驱动所述至少一个电极的相关联控制电路系统的优选地电流连接元件，所述结构任选地容纳所述控制电路系统的至少一部分；并且

所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层(102B)包括包含至少一个导电特征的一个或多个特征(105，118，120，124，126，128，306，408，512，606C，608C，710，810，1002)，所述一个或多个特征被配置成调整所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述感测电子装置的感测响应，任选地灵敏度和/或方向性。

2.根据权利要求1所述的多层结构，其中所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层包括任选地设置有导电涂层(608)的电绝缘材料。

3.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述感测电子装置包括如电子组件等制造，任选地打印、沉积、涂覆和/或安装在任选地所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层上的一个或多个元件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述感测电子装置的所述至少一个电极限定至少一个电极图案(508，510)，所述电极图案的元件设置在所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层的一侧或相反两侧上的一个或多个层中。

5.根据权利要求4所述的多层结构，所述图案包括多个发射器电极和接收器电极的互电容感测图案或多个感测电极和任选地参考图案的自电容感测图案。

6.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述至少一个膜层包括所述至少一个塑料层的所述第一侧上的第一膜(102)和所述至少一个塑料层的所述第二侧上的第二膜(102B)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其包括膜(102C)，所述膜的第一区段限定所述至少一个塑料层的所述第一侧上的所述至少一个膜层(102)的至少一部分，并且所述膜的第二区段限定所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层(102B)的至少一部分，其中所述第一区段和所述第二区段通过在所述第一区段与所述第二区段之间延伸的第三区段连接，所述第三区段任选地在其上容纳在所述第一区段与所述第二区段之间延伸以将所述第一区段和所述第二区段电连接的一个或多个优选地打印的导体。

8.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述一个或多个特征包括由所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜，如经过图案化的形状，的材料局部限定的至少一个导电或绝缘功能元件。

9.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述一个或多个特征包括导电材料，所述导电材料构成所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜的至少一部分，其中所述膜任选地具有基本上均匀或非均匀的成分。

10.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述一个或多个特征包括由设置，任选地打印或涂覆在所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜上的另外的导电或绝缘材料限定的至少一个导电和/或导热或绝缘元件，所述至少一个元件中的至少一个元件任选地至少限定在所述至少一个模制的塑料层的所述第二层上的所述至少一个膜层的膜的面对所述至少一个塑料层的一侧上或限定在背对所述至少一个塑料层的相对侧上。

11.根据权利要求10所述的多层结构，其中所述元件在所述膜上局部延伸，从而任选地限定所选图案。

12.根据权利要求10所述的多层结构，其中所述元件任选地作为如金属涂层等涂层或镀层在所述膜的位于所述膜的至少一侧上的主要部分或基本上整个表面之上延伸。

13.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述一个或多个特征中的至少一个特征包括有色的导电材料，任选地经着色或染色的涂料或油墨，所述材料任选地包括所述至少一个模制的塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜上的银、盐、贵金属、碳纳米管、碳纳米芽或导电聚合物，所述材料任选地被配置成限定具有装饰性和/或信息性性质的图形特征，如符号、数字、文字、图片、区域或按钮形状、几何形状或文本。

14.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述一个或多个特征中的至少一个特征定位成邻近由设置在所述结构中的至少一个电极和另外一个电极或参考，如接地，图案建立的预定义感测区域或感测体积，和/或定位成至少部分地叠加在所述感测电子装置的导电迹线之上，所述至少一个特征限定选自由以下组成的组的至少一个功能元件：

a.如EMI或ESD屏蔽件等用于屏蔽所述感测区域、所述感测体积或所述迹线使其免受外部或内部电磁扰动或干扰的电磁屏蔽件(710)，其中所述屏蔽件任选地是浮置的、接地的或连接到电路接地；以及

b.用于通过如由控制电子装置控制的将电流或电势动态地引导到所述感测体积来任选地有源地调节所述感测体积的任选地方向上的灵敏度的电磁或电场调节器(408)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述感测电子装置和所述一个或多个特征限定所述至少一个塑料层的两侧上的一个或多个感测区域或体积，并且所述结构进一步包括所述至少一个塑料层内的中间膜(102D)，所述中间膜至少部分地由限定电磁屏蔽件或接地层的导电材料制成或设置有所述导电材料，以减少两侧的感测功能之间的相互电磁干扰。

16.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述一个或多个特征限定选自由以下组成的组的至少一个元件：被配置成与所述感测电子装置的所述至少一个电极建立互电容感测布置的电极或电极图案、位于所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层的膜的面对所述至少一个塑料层的一侧上并且被配置成与所述感测电子装置的所述至少一个电极建立互电容感测布置的电极或电极图案、触摸式或非接触式感测区域、NCVM涂层、基于化学镀的涂层、PVD涂层、电容耦合的电磁或电场调节器、基于寄生耦合的感测特征、参考电极、有源或无源耦合的参考板、接地电极以及浮置接地、接地或电路接地连接的接地电极。

17.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其中所述至少一个塑料层包括一定体积的任选地相对电容率等于或超过约5阈值和/或远超过所述至少一个塑料层的主要材料的相对电容率的弹性材料，所述弹性材料局部设置在所述感测电子装置的所述至少一个电极上和/或在所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层上的预定义感测区域下方，所述体积被配置成响应于通过所述至少一个膜层经受的外力而压缩。

18.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其包括所述感测电子装置与所述一个或多个特征之间的如导电弹簧、接触螺柱或柔性连接构件等电流连接元件，所述电流连接元件任选地由延伸穿过所述塑料层或位于所述结构的边缘或周边处的至少一个导电元件提供。

19.根据前述权利要求中任一项所述的多层结构，其包括所述至少一个塑料层的所述第二侧上的所述至少一个膜层上的至少一个保护性和/或装饰性覆盖层，其中所述覆盖层包括选自由以下组成的组的至少一种材料：单板、木材、纺织品、织物、生物天然材料、模制的材料、注塑成型的材料和塑料。

20.一种用于制造用于感测应用的集成式多层结构的方法(1100)，所述方法包括：

获得至少一个任选地塑料制的膜(1104)；

使所述至少一个膜，任选地所述至少一个膜的第一膜布置有用于对一个或多个所选目标数量或质量进行感测并且将所述数量或质量转换成代表性电信号的电抗感测电子装置(1108，1110，1112)，所述感测电子装置包括至少一个电极和将所述至少一个电极连接到优选地驱动所述至少一个电极的相关联控制电路系统的优选地电流连接元件，任选地进一步使所述至少一个膜设置有所述控制电路系统的至少一部分；

使所述至少一个膜，任选地所述至少一个膜的第二膜布置有包含至少一个导电特征的一个或多个特征(1108，1110，1112)，所述一个或多个特征被配置成调整所述感测电子装置的感测响应，任选地灵敏度和/或方向性，其中布置任选地包括图案化所述至少一个膜和/或任选地通过打印电子装置技术或镀覆或其它形式的涂覆在所述至少一个膜上添加材料；以及

相对于所述至少一个膜任选地通过模制或铸造来布置优选地包括基本上电绝缘的材料的至少一个塑料层(1116)并且对其进行配置，使得所述至少一个塑料层限定由所述至少一个膜容纳的所述感测电子装置与所述一个或多个感测响应调整性特征之间的集成中间层，其中所述至少一个膜中的至少一个膜任选地被形成为进一步任选地在将所述感测电子装置或所述一个或多个特征的至少一部分设置于所述至少一个膜之后展现出所选三维形状。

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