CN115327691A - 具有嵌入式光源和导光特征的多层结构和其制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及具有嵌入式光源和导光特征的多层结构和其制造方法。一种集成式多层结构包括：衬底膜，具有第一侧和相对的第二侧；电子设备，包括设置在衬底膜的第一侧上的至少一个光源，至少一个光源被配置成以选择的一个或多个频率或波长发射光；光学透射元件，包括关于选择的频率或波长在光学上透射的热塑性材料；以及光学包层，包括折射率低于第一折射率的材料并且邻近光学透射元件设置在衬底膜的第一侧上，其中至少一个光源、光学透射元件和光学包层已经被相互配置成在光学透射元件的光学透射材料内传送由光源发射的光，所传送光的至少一部分在入射到光学包层上时经历全内反射。

Description

具有嵌入式光源和导光特征的多层结构和其制造方法

本申请是申请日为2019年12月5日、国际申请号为PCT/FI2019/050872、发明名称为“具有嵌入式光源和导光特征的多层结构和其制造方法”的PCT申请的中国国家阶段申请的分案申请，该中国国家阶段申请的申请号为201980074617.9，进入国家阶段日为2021年5月12日，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总体上涉及与电子设备、相关联的容纳装置和结构相关的多层结构以及制造方法。具体地但非排他性地，本发明涉及在多层结构内设置一体式照明解决方案。

背景技术

在例如电子设备和电子产品如各种电子装置等的背景下，通常存在各种不同的堆叠式组合件和结构。

电子设备和其它元件在公共结构中堆叠背后的动机可以与相关的使用背景一样多样化。当所得的优化解决方案最终表现出多层性质时，相对经常地在例如制造过程或物流方面寻求的是尺寸节约、重量节约、成本节约、可用性益处或者仅仅是组件的高效集成。相关联的使用场景进而可以涉及产品包装或食品盒、装置壳体的视觉设计、可穿戴电子设备、个人电子装置、显示器、检测器或感测器、车辆内饰、天线、标记、车辆和特别是汽车电子设备等。

通常可以通过多种不同的技术将如电子组件、IC(集成电路)和导体等电子设备设置到衬底元件上。例如，可以在最终形成多层结构的内或外界面层的衬底表面上安装如各种表面安装装置(SMD)等现成的电子设备。另外，可以应用属于术语“印刷电子设备”下的技术以实际地将电子设备直接且附加地生产到相关联的衬底上。术语“印刷”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设备/电元件的各种印刷技术，包含但不限于丝网印刷、柔性版印刷和喷墨印刷。使用的衬底可以是有机的柔性印刷材料，然而情况并不一定总是如此。

如塑料衬底膜等衬底可以经受处理，例如(热)成形或模制。实际上，使用例如注塑模制或铸造，可以在膜上设置塑料层，然后潜在地嵌入如膜上存在的电子组件等许多元件。塑料层可以具有不同的机械、光学、电、热等性质。可以根据如电子设备等所包含特征以及预期使用场景和相关使用环境出于各种目的来配置获得的多层结构或堆叠式结构。例如，获得的多层结构或堆叠式结构可以包括用于与容纳装置或总体容纳结构的兼容特征耦合的连接特征，或者反之亦然。

然而，注塑模制的结构电子设备(IMSE)的概念实际上涉及以多层结构的形式构建功能装置和其各部分，所述多层结构典型地尽可能无缝地包封电子功能。IMSE的特性还在于，电子设备通常(并不总是)根据整个目标产品、部分设计或总体设计的3D模型被制造成真实3D(非平面)形式。为了在3D衬底上和相关联的最终产品中实现电子设备的期望3D布局，仍然可以使用二维(2D)电子设备组装方法将电子设备设置在最初平面的衬底如膜上，因此，已经容置电子设备的衬底可以成形为期望的三维即3D形状并且例如由适合的塑料材料进行包覆模制，所述适合的塑料材料覆盖并且嵌入有如电子设备等底层元件，从而保护并且潜在地隐藏元件以免受环境影响。另外或反而可以使用电子设备的3D组合件。

有时不同的元件、表面或装置如由IMSE结构组成或包括IMSE结构的元件、表面或装置应当设置有可以承载例如装饰性/美学或功能性如引导性或指示性动机的照明能力。例如，元件或装置的环境应当是泛光灯照明的，以用于在夜间增加在昏暗或黑暗中的可见度，这进而可以使得能够无故障地进行通常需要相对高的照明舒适度的各种人类活动，如散步或阅读。替代性地，可以应用照明以通过不同的警告或指示灯来警告或通知不同方关于例如容纳元件或连接的远程装置的状态。然而，照明可以使容纳元件具有期望的外观并且通过例如在其上的较亮区域设置期望的颜色而在视觉上强调其某些特征。因此，还可以应用照明来指导装置的用户关于例如装置表面上的如按键、开关、触敏区域等不同功能性特征的位置或者关于作为被照明特征的基础的实际功能。

因此，存在与不同的IMSE结构和装置结合用于照明的各种使用案例。但是，由于照明可能并不始终是相关联产品中具有最高优先级或最重要的关键特征或唯一特征，并且照明至少有时仅被视为补充的任选特征，因此应适当地执行提供期望照明效果的照明特征的设计和实施方案。重量和尺寸要求、提高的功耗、另外的设计考虑、新过程步骤以及制造阶段和所得产品的增加的总体复杂性都是容易被具体化为在目标解决方案中采用次优照明特征的副作用的许多缺点的实例。然而，照明元件的照明效果的外观和例如可感知性是另一个问题。在一些应用中，光源应保持隐藏或弱暴露，或者照明效果应避免可容易识别的热点。

光学上，在IMSE的背景下在光传送或照明性能方面大体上达到其目的的许多解决方案仍然包含光泄漏、串扰和透射损耗(衰减)在内的问题，所述问题可能是由于不相干的散射和吸收以及其它原因。

发明内容

本发明的目的是在设置有照明特征的各种电子装置或其它容纳元件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实施例实现。根据本发明的一个方面和优选的实施例，一种集成式多层结构包括衬底膜，所述衬底膜具有第一侧和相对的第二侧；

电子设备，所述电子设备包括设置在所述衬底膜的所述第一侧上的至少一个光源，任选地LED并且有利地包括至少电耦合到所述至少一个光源的许多电导体，所述至少一个光源被配置成以选择的一个或多个频率/频带或对应的一个或多个波长发射光(技术人员自然地承认两者之间的某种直接的反比关系，频率×波长＝光速率)，任选地包含或者在一些实施例中限制于所有或选择的可见光波长；

光学透射元件，所述光学透射元件包括关于所述选择的频率或一个或多个波长在光学上透射的热塑性材料，所述光学上透射的热塑性材料具有第一折射率并且优选地通过利用从所述光学透射热塑性材料的模制来生产到所述衬底膜的至少所述第一侧上以便将所述至少一个光源至少部分地嵌入其中；以及

光学包层，所述光学包层包括折射率低于所述第一折射率的材料并且邻近所述光学透射元件设置在所述衬底膜的所述第一侧上；

其中所述至少一个光源、所述光学透射元件和所述光学包层已经被相互配置成在所述光学透射元件的所述光学透射材料内传送由所述光源发射的光，所传送光的至少一部分在入射到所述光学包层上时经历基本上全内反射。

例如，包层可以邻近透射元件设置，使得所述包层在其外围与光学透射元件至少在某些地方(局部地，如果不是大部分或基本上每个地方的话)接触并接界。

在优选的实施例中，所述至少一个光源、透射元件和包层已经相互对准，使得由源发射(例如，至少以所关注的频率/波长，如可见光)并且进入透射元件中的光的至少约30％或50％，更优选地至少约75％，甚至更优选地至少约90％和最优选地基本上全部有利地至少第一次按照可能多个这种相互作用超过透射元件与包层之间的临界角的角度(即，由arcsin(包层的折射率/透射元件的折射率)限定的角度)到达透射元件与包层之间的界面。因此，光中的以比所关注临界角更大的角度到达界面的部分被基本上完全反射。在此背景下，相对于表面法线来测量临界入射角。

然而，在一些实施例中，可以在结构中布置若干个膜或具体地衬底膜；例如，在包层的每一侧上可以存在至少一个膜。

在各个补充性或替代性实施例中，除了至少一个安装的如表面可安装组件类型光源(例如，LED)之外或代替其，所述至少一个光源包含如OLED(有机LED)等一个或多个光源，所述一个或多个光源已经被附加地生产如直接印刷在衬底膜上以便在物理外观如尺寸和/或其光发射图形方面呈现出期望的形状。

因此，通常例如参考所述至少一个光源、一个或多个电导体和/或包层通过印刷电子设备技术至少部分地附加地生产设置在多层结构中的许多元件。

在各个补充性或替代性实施例中，在相关材料方面，包层已经被配置成关于选择的频率或波长在光学上基本上透明。

在至少一些补充性或替代性实施例中，光学包层由若干物理上分开或连接的(一体的)层和/或通常优选地在其间具有光学透射元件的至少一部分的元件形成，其中包层的两个或更多个层任选地至少局部地基本上平行于衬底膜的表面延伸。另外地或替代性地，例如，当包层接触和/或遵循一种或多种组件形状或透射元件的一种或多种形状时，包层可以相对于衬底膜至少局部地横向延伸。包层的一层或一块或整个包层可以是基本上平面的，或者包层可以是三维的，并且遵循例如衬底、透射元件和/或其它相邻层的形状和/或组件形状。

在各个实施例中，包层因此可以针对透射元件在相对于透射元件的任何方向上建立至少一个相邻并且优选地还物理地接触的层。也如本文其它地方重复的，多层结构的实际使用朝向可能会以依赖于使用场景的方式有所不同，但是如果将多层结构视为其中衬底膜定位于透射元件下方的结构，则可以在透射元件下方即在衬底膜与透射元件之间设置包层。另外地或替代性地，包层的至少一部分可以设置在透射元件的一侧上(在透射元件旁边)和/或在透射元件的顶部上。包层可以包括如至少部分地平行于或适形于例如衬底膜的层等部分。然而，包层可以包括如至少部分地垂直于衬底膜和/或平行于或适形于例如透射元件的一侧或多侧的层等部分。因此，可以认为包层形成了许多光通道的一个或多个反射壁的至少一部分，所述光通道具有作为多层结构内的内部光学透射核心的透射元件。

在各个仍补充性或替代性实施例中，所述光学包层包括

在所述衬底膜与所述透射元件之间的至少一层，所述至少一层优选地与所述膜和所述透射元件中的任何一个接触；以及

在所述透射元件的相对于所述衬底膜的相对侧上的至少一个其它层，所述至少一个其它层优选地与所述透射元件接触和/或位于所述透射元件与任选的光阻挡元件之间。潜在的光阻挡元件的特征在下文中更详细地讨论。

然而，光学包层可以包括许多例如侧壁等横向部分，所述许多横向部分可以任选地将上述至少一层和至少一个其它层连接起来，包层由此至少在某些地方潜在地从基本上所有方向覆盖透射元件。

在各个补充性或替代性实施例中，所述衬底膜至少局部地包括选自由以下组成的组的至少一个元件：光学透明材料、透射材料、半透明材料、不透明容积、透明容积、半透明容积、透射容积、不透明材料、不透明涂层、半透明涂层、光学吸收材料、光学吸收涂层、吸收区域、光散射材料、散射区域、光散射涂层、反射材料、反射涂层、彩色膜、彩色涂层、彩色颜料、彩色染料、发光材料、印刷层、油墨、有色油墨、图形图案和图形图样。

在各个补充性或替代性实施例中，所述结构进一步包括任选地基本上不透明的光吸收或散射元件，所述任选地基本上不透明的光吸收或散射元件任选地基本上位于所述衬底膜与所述光学透射元件之间。所述吸收或散射元件可以呈现出至少一种选择的颜色，所述至少一种选择的颜色任选地由所述元件中包括的彩色颜料、彩色染料、彩色涂层或彩色膜提供。吸收或散射元件可以已经印刷或以其它方式生产到衬底膜上或者例如作为现成的元件定位于所述衬底膜上。

在各个补充性或替代性实施例中，所述结构进一步包括在所述光学透射元件上的至少一个另外的膜，所述至少一个另外的膜相对于面对所述衬底膜的一侧在所述光学透射元件的相对侧上。所述另外的膜可以任选地容纳或至少邻近所述光学包层的至少一部分。当容置如包层、其它光学特征或电子设备等一个或多个其它元件时，就其功能而言，另外的膜可以被视为另外的衬底膜。

所述另外的膜在一个或多个地方至少局部地包括选自由以下组成的组的至少一个元件：光学透明材料、透射材料、半透明材料、不透明容积、透明容积、半透明容积、透射容积、不透明材料、不透明涂层、半透明涂层、光学吸收材料、光学吸收涂层、吸收区域、光散射材料、散射区域、光散射涂层、反射材料、反射涂层、彩色膜、彩色涂层、彩色颜料、彩色染料、发光材料、印刷层、油墨、有色油墨、图形图案、图形图样、电元件(例如，导电迹线、电极、接触垫)和电子组件。

在各个补充性或替代性实施例中，至少一个光出射元件可以已经布置在所述结构中，所述至少一个光出射元件优选地邻近所述光学透射元件以出耦合在所述透射元件内传送并且入射到所述出射元件上的光。因此，除了将光从透射元件出耦合之外，一个或多个光出射元件还可以使得能够或至少参与将光从整体多层结构出耦合例如到结构的环境中。例如，可以通过从目标表面例如从衬底膜的表面、透射元件或另外的膜省略一个或多个所选特征的至少一部分如包层材料来附加地生产、减式地生产和/或实施一个或多个出射元件。

所述光出射元件可以包括选自由以下组成的组的至少一个元件：限定在所述光学包层中并且由所述光学包层的所述材料限定的用于使入射到所述光学包层上的所述所传送光能够从其中穿过的通孔；表面浮雕结构；光栅结构；棱镜结构；所述所传送光入射到的介于所述衬底膜与所述光学透射元件之间的无包层区域或容积；介于所述透射元件与所述结构的表面之间的无光学掩模区域或容积；折射出耦合元件；衍射出耦合元件；包括关于频率或频带在光学上基本上透射的，任选地半透明或基本上透明的材料，任选地呈现出选择的一种或多种颜色的光学透射材料的出耦合元件；以及包括折射率类似于或高于所述第一折射率的光学透射材料的出耦合元件。

以上列表的组成元件可以如本领域技术人员所理解的灵活地选择性地组合，以针对多层结构的每个实施例提出期望的光出射元件。例如，所形成的通孔可以设置有选择的填充材料/出耦合元件，所述填充材料/出耦合元件的折射率高于第二折射率，优选地甚至高于第一折射率。

在各个补充性或替代性实施例中，已经基本上邻近多层结构中的光学透射元件和/或光学包层设置了基本上不透明的，任选地反射、吸收或散射光学阻挡元件。所述阻挡元件可以在整体结构内限定例如光传播、泄漏和/或串扰限制掩蔽结构如光通道分隔壁或支撑结构的至少一部分。阻挡元件可以被配置成至少选择性地在所述衬底膜的表面和/或横向方向上基本上覆盖所述透射元件和/或所述光学包层或与其接界。

技术人员应进一步承认以下事实：本文讨论的具有与之相关联的某些功能如光散射或光出射功能的各个元件也可以被巧妙地组合成公共元件或结构。例如，可以将例如彩色涂覆的或更彻底着色的膜设置有填充有另一种材料的通孔或基本上透明的窗口。因此，公共元件可以以在空间上分隔开的方式产生几种效果。替代性地，例如，可以将散射材料施加在孔中，因为所述散射材料仍然可以让光进行足够程度的穿过，从而实现组合的散射和出射元件。因此，即使元件的基本上相同的区域或容积也可以实施多种期望的功能。然而，阻挡元件或阻挡功能可以在公共元件或结构中并且因此具体地甚至在公共元件或结构的完全相同的部分或位置中与吸收和/或散射元件或功能一起实施或者实际上由吸收和/或散射元件或功能实施。

如技术人员所理解的，参考例如局部弯曲或成角度的形状，多层结构的许多各种元件如衬底膜、任选的另外的膜、包层、阻挡元件、透射元件、吸收或散射元件和/或光出射元件以及潜在地整个多层结构可以至少局部地呈现出非平面的三维形状。替代性地，可以优选并且由此构造一个或多个基本上平坦的膜、一个或多个选择的其它层和/或整体结构。

为了完整起见并且无论如何都应清楚，应注意的是，在一些实施例中，多层结构可以含有在结构、功能和/或例如定位或相关配置的其它方面上可以与本文所讨论的元件相同、相似或更明显不同的许多另外的元件。例如，多层结构或具体地例如其中的衬底膜可以设置有一个或多个另外的光源，但是，所述另外的光源并未嵌入到透射元件的材料中或者以与本文具体讨论的所述至少一个光源一致的方式光学地连接到所述透射元件。

根据本发明的另外的方面和优选的实施例，可以提供一种建立集成式多层结构的方法，所述方法包括：

获得被配置成在其至少第一侧上容置电子设备的衬底膜，所述衬底膜具有所述第一侧和第二侧；

提供电子设备，所述电子设备包括在所述衬底膜的所述第一侧上的任选地可印刷的或可安装的至少一个光源如LED和优选地通过印刷电子设备技术连接到所述至少一个光源的许多电导体；以及

优选地通过模制或铸造将光学透射元件建立到所述衬底膜的所述第一侧上并且由此至少部分地将所述至少一个光源嵌入，所述透射元件由具有第一折射率的光学上至少半透明的优选地透明的热塑性材料建立，其中还任选地通过印刷、浸涂、喷涂所述衬底膜和/或至少部分地与所述衬底膜一起建立光学包层如一个或多个包覆层以邻近所述光学透射元件位于所述衬底膜的所述第一侧上，所述光学包层包括折射率低于所述第一折射率的材料。

在一些实施例中，可以任选地通过如模制步骤等另外的制造步骤和/或通过利用例如如衬底膜中的切口或通孔等开口，将如透射元件的至少一部分等元件的至少一部分设置在衬底膜的第二侧上，所述开口使得用于形成透射元件的熔融和/或流动的塑性材料能够在衬底膜的各侧之间流动并且在两侧上建立期望的结构。因此，如一个或多个光源、其它组件、光学元件和/或导体等电子设备可以设置在第二侧面上并且任选地至少选择性地嵌入到透射元件的包覆模制的或总体上包覆施加的塑料中。

在各个实施例中，所述光学包层可以例如选择性地设置在所述衬底膜的所述第一侧上的一个或多个区域上，任选地在将所述一个或多个选择的元件设置到所述衬底膜上之前，所述衬底膜潜在地省略已经设置或要设置在所述衬底膜上的一个或多个元件的位置，如选自由以下组成的组的至少一个元件的位置：所述至少一个光源、电导体和光吸收或散射区域或元件。

另一方面，所述光学包层可以基本上非选择性地设置在所述衬底膜的所述第一侧上，所述衬底膜任选地已经容纳选自由以下组成的组的至少一个元件：所述至少一个光源、电导体、光出射元件和光吸收或散射区域或元件。任选地，可以首先在衬底膜上的所述至少一个元件或其它位置上或旁边设置临时掩蔽元件，并且在提供光学包层之后将所述临时掩蔽元件去除。仍然可以选择性地和非选择性地提供包层。例如，可以非选择性地提供包层的一些层或层的一部分，而其余部分则选择性地提供。

在各个实施例中，可以以若干步骤和/或层提供相邻的光学包层，优选地，所述光学包层的至少一层在所述透射元件的至少一部分之前提供，使得所述透射元件至少部分地覆盖所述衬底膜上的在下面的至少一层；和/或所述包层的至少一个其它层在提供所述透射元件的所述至少一部分之后提供并且因此位于所述透射元件的所述至少一部分的旁边(在一侧)和/或顶部上。

在一些实施例中，所述方法可以包括优选地通过模制基本上邻近所述透射元件和/或所述光学包层，任选地在所述透射元件和/或所述光学包层的旁边和/或顶部上将由基本上不透明的材料制成的光阻挡元件至少设置到所述衬底膜的第一侧上。阻挡元件可以被配置成从如各侧或顶部等一个或多个选择的方向基本上覆盖透射元件和/或光学包层。阻挡元件因此可以接触包层，但是优选地，包层至少在透射元件应将由一个或多个光源发射的光保持在其中的区域中仍保留在透射元件与阻挡元件之间。阻挡元件可以具有满足多层结构中的掩蔽功能、绝缘功能、结构刚性或其它结构性质增强功能的特性。

然而，在各个补充性或替代性实施例中，所述方法可以合并选自由以下组成的组的至少一个动作：

-在所述衬底膜上或更具体地在所述透射元件上提供至少一个另外的膜，其中所述至少一个另外的膜任选地容纳许多图形、电导体、电极和/或电子组件或其它组件(例如，如LED等一个或多个另外的光源和/或相关控制电路系统)；

-向所述衬底膜、所述另外的膜或所述多层结构的其它层提供至少一个光学元件，任选地基本上不透明的光学散射或吸收元件，任选地合并了在提供也结束在临时掩蔽元件上的包层材料之后从其中去除所述掩蔽元件；

-任选地在所述衬底膜上提供所述透射元件的至少一部分之前和/或在提供所述透射元件的所述至少一部分之后以若干步骤和层提供所述光学包层；

-提供任选地邻近(例如，与之接触)或至少光学上连接到所述光学透射元件的光出射元件，例如，在所述衬底膜和/或所述另外的膜处或至少部分地由所述衬底膜和/或所述另外的膜限定；以及

-优选地在所述衬底膜和/或所述另外的膜上提供如电导体或电子组件等至少一个元件如所述光源之后使所述衬底膜和/或所述另外的膜成形，任选地热成形或冷成形，以呈现出目标三维形状。

在所述方法的各个实施例中，所述至少一个另外的膜可以包含设置在透射元件的与面对衬底膜的一侧相对的一侧上的膜。另外的膜可以任选地容纳或至少邻近光学包层的至少一部分。

可以提供一种装置，如电子装置，所述装置包括所述多层结构的实施例。所述装置可以是便携式、手持、可穿戴、台式或其它类型的装置。例如，所述装置可以是独立类型的，或者所述装置可以参考车辆的仪表板面板、门板、顶板、其它面板、座椅或其它特征构成更大集成体的一部分。所述装置可以是照明装置或者主要实施任选地车辆或其它某个目标装置的其它某种功能。然而，根据本发明的方法的实施例可以包括涉及将根据本发明的实施例的多层结构安装或直接生产到容纳装置或容纳结构上的一个或多个阶段。

如技术人员所理解的，本文所提出的关于多层结构的实施例的不同考虑可以加以必要的变更灵活地应用于方法的实施例，并且反之亦然。

根据实施例，本发明的实用性源于多个问题。

例如，仍然自然地取决于所考虑的多层结构或方法的特定实施例，可以通过利用建议的多层构造和相关制造方法来获得各种紧凑、重量轻、高度集成且光学上高效的照明装置以及仍然合并了电子设备和照明相关光学特征的许多其它设备、元件或结构。由于最终结构通过构造可以表现得有些简单和紧凑，因此这些性质在许多使用场景中都会转换为耐用性和其它另外的有益资产。参考例如相当可容忍的器材和材料成本、空间、处理时间、物流和储存需求以及高总产率，相关联的制造过程的相对简单自身产生了其自身的益处。

在各个实施例中，通过利用具有透射元件的所讨论多层结构内例如导光功能的外围处的建议的光学包层的实施例来实现或增强光至少在选择的频率/波长下的如基本上全内反射(TIR)方式等反射、因此光学上基本上无损的传播。透射元件可以进而定位于至少一个通常是嵌入式的光源与结构中的目的地(目标)元件、区或区域之间，所述目的地元件、区或区域如特定出射元件或结构的其它部分，所述出射元件或其它部分限定了朝着例如环境和驻留在环境中的结构的一个或多个潜在用户的出射区域/表面。选择包层材料以使其具有足够低的折射率，以确保透射元件与包层之间足够小的临界角，这通常转化为在所关注界面中在透射元件->包层方向上增加的全内反射光的量。

然而，由于可以将包层方便地定位在各种另外的元件与由例如模制塑料制成的透射层之间以在透射层内更有效地维持光，因此在结构中促进了对各种另外的元件如阻挡元件或颜色呈现元件(例如，彩色膜/涂层)的使用，所述各种另外的元件将以其它方式在例如不期望的光散射、吸收或泄漏方面容易造成光损耗。否则，即，如果在另外的元件与透射层之间没有包层，则更多的光可能首先从透射导光元件逃逸到另外的元件并且从另外的元件逃逸到例如环境。例如，在所关注界面处的临界角(如果存在的话)(另外的元件甚至可以具有比主要透射元件更高的折射率)可以小于在透射元件与环境(例如，空气)之间的直接界面的情况下的临界角。然而，还可以通过从希望例如通过有色元件或其它某个元件期望来自透射元件的光出耦合任选地发生的位置选择性地省略例如包层来利用泄漏现象。在透射元件直接接触例如环境中存在的空气的位置处，也可以省略包层，因为空气具有非常低的折射率1并且因此通常作为动态“包层”运行得相当好。

在各个实施例中，包层可以关于例如可见光或其它选择的频率/波长是光学上基本上透明的或者替代性地呈现出至少一种选择的颜色。因此，例如，包层可以具有与其相关联的至少有限的光学掩蔽功能。

尽管如此，还与对类似地描述的包层的引入以及阻挡/掩蔽元件或具体地例如有色元件结合例如基于IMSE的多层结构的增加的适用性有关地在结构中促进了对光源的灵活定位，这通过提高相关的设计自由度来进一步使得设计这样的结构通常更方便。因此，在各个实施例中，考虑到实际容纳多层结构和/或其环境，放宽了总体上对如LED等光源和嵌入式电子设备的定位。期望的光路径、光学效率和其它优选的光学(如果不是严格地照明相关的话)特性不仅可以通过对光源和透射材料的定位和对准来获得，而且可以进一步共同地通过配置包层以及如在多层结构中期望的潜在的其它光学功能元件如光出射元件、吸收或散射元件、光学微结构等来获得。优选的照明特性可以包含例如对在如结构的所选光出射表面等期望位置处的光均匀性的增强的可控制性。例如，关于这样的表面，可以提高照明均匀性。然而，例如，可以以各种3D形状提供由一个或多个透射元件和相关包层建立的不同的高度适形的光传送通道，从而在期望时很好地遵循并适应整体多层结构的形状。

通常，通过确定结构的各种特性如包层材料、包层的尺寸和定位，可以获得并且甚至在结构中局部地在空间上灵活但准确地控制在例如透射率、反射率、吸光度或吸收率、散射性质等方面的期望的光学性质。因此，可以总体上或局部地提高或以其它方式优化结构的光学效率。

在各个实施例中，可以将许多照明特征如光源和相关联的光学器件、引导层或特别是光传送透射层和优选地低光学损耗诱导层、包覆层、透镜、漫射器、准直器、棱镜、衍射元件、反射器、不透明/掩蔽元件等巧妙地集成到公共组合件中，所述公共组合件进而可以建立容纳装置或容纳元件的至少一部分。即使在公共实施例中，也可以提供在例如输出特性(波长/频率、点样光源对区域光源)、功耗、尺寸或制造技术(例如，印刷和安装)等方面不同类型的光源。例如，建立的一种或多种照明效果可以具有美学/装饰性、指示性、指导性和/或警告性组成部分。通过适当地配置光源、中间元件如透射元件、阻挡元件/有色元件和例如相关出射区域或元件，出耦合的光会显得非常均匀，同时仍可以利用各种掩蔽或阻挡功能来隐藏底层电子设备如光源、导体、控制电路系统或其它嵌入式特征以免如结构的用户等外部观看者看到。

最后，除了照明方面之外，所获得的结构还可以通过表面图形、嵌入式图形、具有不同表面轮廓(样子和感觉)的表面材料、总体形状等的选择的配置来向观看者如人类操作者呈现选择的外观或例如触觉感觉。可以出于各种目的优化所使用材料，所述目的包含例如防护、光学、视觉、粘附、耐用性和电方面。例如，可以任选地选择透射元件的材料以及如膜材料或其它分层的材料等其它所使用材料，以保护如电子设备等嵌入式元件免受各种环境条件如潮湿、热、冷、尘土、震动等的影响。

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。

如果没有另外明确陈述，则如“第一”和“第二”等序数词在本文中用于区分一个元件与其它元件并且不专门对所述元件进行优先级排序或排序。

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通过相关的侧视图或横截面侧视图展示了根据本发明的多层结构的一个实施例。

图2展示了图1的实施例的变型。

图3展示了另外的变型。

图4展示了仍另外的变型。

图5是公开根据本发明的方法的实施例的流程图。

图6展示了根据本发明的实施例的多层结构的使用场景，所述多层结构可以灵活地并且选择性地采用例如来自图1至图4中的任何一个的特征。

图7通过伪平面视图描绘了根据本发明的合并了多个光通道的多层结构的实施例。

具体实施方式

如本领域技术人员所理解的，仍然取决于每个特定实施例，本发明的各种材料层以及通常元件如透射元件、包层、一个或多个膜、吸收或散射元件(例如，彩色膜)、光阻挡元件和/或光出射元件可以在多层结构内和/或上的多个维度延伸，即，元件可以具有很大的宽度、长度和高度，其中例如可以相对于至少局部地由衬底膜的表面限定的平面在横向方向上测量高度或“厚度”。然而，宽度、长度和高度可以被视为相互垂直，使得例如可以通过笛卡尔坐标方便地在三维欧几里得空间中限定元件的各个位置。例如，衬底膜或透射元件常常局部地或总体上限定基本上平面的或仅轻微弯曲的和/或细长的形状，因此，由于相比于其余维度可忽略不计的高度，通常可以将所关注元件视为基本上二维的，但是在本发明的背景下，其它更彻底的基本上三维的整体形状也是可行的。

本文所描述的各种元件如上文所讨论的元件的材料可以具有不同的性质，因为所述元件可以是例如柔性的、弹性的、坚硬的或刚性的，因此，所得的元件和多层结构作为整体也可以至少局部地呈现出这样的性质(如果不是总体上的话)。

在本发明的各个实施例中，可以任选地用作用于如光源、控制和/或感测(例如，触摸或环境感测)电路系统等各种电子设备和/或用于如所讨论的各种光学元件等其它元件的衬底的一个或多个膜的一种或多种材料可以包括选自由以下组成的组的至少一种材料：聚合物、热塑性材料、有机材料、弹性材料、电绝缘材料、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(MS树脂)、玻璃、有机材料、纤维材料、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、金属、木材、实木、单板、胶合板、树皮(bark)、树皮(treebark)、桦树皮、软木、天然皮革、天然纺织品或织物材料、纺织材料、棉花、羊毛、亚麻、丝绸、可成形材料、可热成形材料和可冷成形材料。

在各个实施例中，包含在所述结构中的所述光学透射元件、所述光学包层、所述光学出射元件和/或光学阻挡元件的一种或多种材料可以进而包括例如选自由以下组成的组的至少一种材料：聚合物、热塑性材料、弹性材料、电绝缘材料、PC、PMMA、ABS、PET、尼龙(PA，聚酰胺)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(GPPS)和MS树脂。

在各个实施例中，除了例如许多光源和相关的电导体如附加地印刷的迹线和/或接触垫之外，多层结构可以设置有包含选自由以下组成的组的至少一个元件的至少一个另外的电元件或电子元件：集成电路、处理单元、存储器、通信单元、收发器、发射器、接收器、信号处理器、微控制器、电池、光感测装置、光电二极管、连接器、电连接器、光学连接器、电源连接器、二极管、印刷电子组件、传感器、力传感器、触摸传感器、接近传感器、天线、惯性传感器、加速度计、陀螺仪、电容式开关或传感器、电感式传感器、用户接口元件、振动元件、电极、传感器电极、印刷传感器电极、无线标签、电子子组合件和光伏电池单元。例如，元件最初可以设置到结构的一个或多个膜上。

通常，在各个实施例中，由多层结构容纳的如一个或多个光源或控制/处理设备等任何元件的电源可以至少部分地由所包含的电池或其它局部设置的电源来布置。然而，为了从电源向多层结构中包含的许多电元件或具体地电子元件布置合适的功率，可以利用包含例如一个或多个转换器的特定功率电路系统。可以将许多电导体用于电力输送以及不同元件之间的通信目的。

替代性地或另外地，电源连接和/或通信连接可以通过如电(基于接触的)连接器等至少一个连接元件布置到多层结构上，所述至少一个连接元件通过例如外部装置或外部系统如多层结构的容纳装置的兼容外部连接器和/或通过无线或非接触式连接布置如以例如导电环路或具体地线圈的形式提供的一个或多个电感式或电容式连接元件优选地位于结构的表面处或至少在功能上可经由结构的表面实现。

具体参考附图，图1在100处展示了根据本发明的多层结构或多层组合件的一个实施例。

为了清楚起见，将描绘的仍仅示例性结构100示出为呈现相当平坦的总体形状。但是，如上文所设想的，本领域技术人员应理解以下事实：可以基于例如光学、结构、尺寸和美学设计目标根据具体情况确定最佳形状。因此，除了基本上平面表面之外或代替基本上平面表面，所包含的元件的所得整体形状和/或组成形状也可以是更彻底的三维的，从而至少局部地合并例如弯曲的或有角度的部分。然而，结构100的更精细尺度的表面纹理可以是恒定的或在空间上变化。由于例如所使用的材料或表面类型微结构如设置到表面层的光学微结构，纹理可以含有例如平坦的和/或粒状部分。

结构100设置有至少一个优选地膜或“箔”类型的衬底102，从而因此相比于厚度(图中的竖直方向)相比，通常具有相当大的宽度和/或长度。衬底膜102可以含有例如塑料材料，任选地热塑性材料。衬底膜102可以至少在基本上绝缘的地方(如果不是完全电绝缘的话)。衬底膜102可以是柔性的，例如可弯曲的，使得其可以至少局部地(如果不是总体上的话)适形于并呈现出如弯曲的形状等不同目标形状，而在最终结构100中也不会破裂。然而，膜102可以是弹性的。

在一些实施例中，结构100可以建立其自身的完整功能集成体，而在其它一些实施例中，结构100可以物理地和/或操作性地(在例如潜在的无线通信和/或电力输送方面)连接到如容纳装置等另一个结构。

衬底膜102至少在其一侧(在图中被称为“第一”)和相应的表面上容置电子设备，所述电子设备包含如LED等至少一个光源110，如上文所讨论的。然而，衬底膜102可以被配置成在相同或相对(“第二”)侧上容纳许多另外的电元件或具体地电子元件和/或不同性质的元件，如光学元件。

在一些实施例中，膜102的相对的第二侧可以限定结构的外部的至少一部分，但是其也可以被许多另外的元件或层覆盖。然而，在一些实施例中，多层结构100可以通过膜102附接到容纳结构。例如，可以利用膜102的第二侧作为接触侧或者具体地作为容纳或收纳许多特定连接元件如铆钉、螺钉、粘合剂、销、钉子、凸台、凸台底座或其对应物的接触表面。替代性地或另外地，在所描绘实例中，结构100的侧壁(示出为竖直的)中的基本上任何一个侧壁或者例如光学透射元件104的相对于膜102的相对侧上的顶表面可以类似地应用于对结构进行固定。

如上文所讨论的，可以已经提供了许多电导体112或“线路”，以便从内部或外部电源为如一个或多个光源110等电子设备供应电力。然而，可以存在用于在板载电子设备即包含在结构100中的电子设备的不同元件之间和/或在包含在结构100中的电子设备与外部装置或结构之间传送信号(例如，控制信号和/或(其它)数据)的导体112。相同的导体112甚至可以共同用于电力和数据通信。

光学包层106可以已经布置在衬底膜102上以与光学透射元件104配合，其中透射元件104优选地包括例如在本文中其它地方所设想的热塑性材料。

透射元件104被配置成传送由所述至少一个光源110发射的光并且因此出于这样的目的在所关注的波长/频率中具有合适的透射特性如透射比，所述所关注的波长/频率任选地包含或限于光源110所发射的可见光和/或其它选择的波长。因此，元件104可以被认为在功能上建立了光导或光导结构的透射核心，所述光导或光导结构可以进一步被称为光通道。元件104的形状可以具体地根据使用案例例如从所使用制造技术如注塑模制的角度来选择。在一些实施例中，透射元件104可以指多部分元件，所述多部分元件任选地包括若干物理上非连接的(但仍潜在地例如光学上连接的)透射(子)元件。另一方面，基本上一体或单片的透射元件104的子元件或例如突起或其它部分可以被配置成在多层结构内建立多个光通道。

在各个实施例中，包层106可以包括一个或多个相互连接和/或未连接的包覆元件或部分，如任选地在空间上基本上在平面内和/或在三维上分布在结构100内的所选位置处的层。因此，可以设置包层106以便建立若干组成层，所述若干组成层之间优选地至少局部地具有光学透射元件104的至少一部分。这样的层中的两个或更多个层可以任选地至少局部地基本平行于衬底膜102的表面和/或横向方向延伸。

因此，代替位于衬底膜102上的包层106或除了其之外，包层106的一部分可以设置在其它地方，如在透射元件104的相对于衬底膜102或光源110的相对侧上，这在图1中通过使用虚线描绘所示结构的顶部上的包覆元件106来指示。如本文中其它地方更详细讨论的，透射元件104的相对侧也可以任选地含有膜，所述膜可以被配置成首先收纳或至少稍后邻接包层106的如层等至少一部分。然而，这种另外的膜不是在元件104的相对侧上设置包层106所必需的，因为包层106可以适当地印刷、喷涂或例如转移层压到元件104上。

在一些实施例中，包层材料106可以布置在已经容置如光源110等电子设备的衬底膜102上，因此，光源110可以从侧面和/或顶部方向至少部分地被包层材料覆盖，所述包层材料在106a处示出。在此类场景中，可以在之后例如机械地或化学地清除在设置包层106期间通过临时掩蔽保护的光源110(例如，光源可以是侧面发射或顶部发射类型)的至少光发射表面，或者可以适当地选择覆盖光源110的包层106的材料和总体配置，使得即使在设置包层106之后，由源110输出的光仍然以期望的程度到达透射元件102。例如，可以选择在光源110-包层106的界面处的材料和几何结构，使得光在从光源110进入透射元件104中的同时不会反射回到光源110，也不会在包层106中衰减太多。例如，可以选择光源110的光学器件的折射率低于包层106的折射率，或者可以调整光学器件，使得发射的光以小于所关注临界角的一个或多个入射角例如接近于零的入射角(相对于表面法线)入射在包层106的表面上。

通常，所关注波长的期望的总透射率可以根据要实施的特定实施例自然地变化，但是通常，用于建立例如透射元件104的塑料材料包括关于选择的频率或波长在光学上基本上透明或半透明的材料，从而因此使得频率/波长能够以足够低的损耗穿过所述材料。因此，元件104在相关波长下的充分的总透射率可以根据实施例而变化，但是可以为例如约50％、60％、70％、75％、85％、90％或95％或更高。

结构100被优选地配置成至少局部地实现由所述至少一个光源110发射的光在透射元件104内的基于内反射，优选地基本上全内反射的传播。因此，元件104优选地包括具有比相邻的包层106更高的折射率的一种或多种材料。潜在地，通过对相关联的材料性质如组成物质的浓度进行更精细调整，在例如折射率方面，可以在结构内并且甚至在单个元件内在空间上选择性地控制光传播，包含反射对出耦合比。透射元件104和包层106的介接材料在被检查位置处的折射率的较大差异可以由于较小的临界角而在所述位置处转换为增加量的反射光，并且反之亦然。因此，例如可以通过改变透射元件的材料、包层的材料和/或通过省略包层来实现对透射元件->包层界面处的光反射和透射性质的整体调整和局部调整两者。

优选地，包层106的至少主要材料的折射率为约1.4或更小。如果透射元件104基本上包括例如PMMA或PC，则元件104的折射率因此分别为约1.48或1.55。

优选地，包层106的厚度至少在在某些地方被选择为足以允许或增强光在相邻透射元件104内的基于TIR的传播。根据一种总体上适用的经验法则，厚度可以大致是元件104中的TIR传播光的波长的至少约两倍。当考虑可见光时，这种最小厚度可以为约1.5um。这是为了避免例如可能通过包层106发生的隐逝波耦合(受抑TIR)。

鉴于前述内容，可以将透射元件104、如顶部或侧面发射LED等一个或多个光源110以及包层106的相互位置、尺寸和形状或几何形状配置成使得由一个或多个源110发射的光在透射元件104内传播之后，以大于相关的临界角的角度到达(至少在被视为充分的程度上)如104-106界面等选择的材料界面处，以确保入射到透射元件104内的界面处的光的内部反射以及因此继续传播而不是进入相邻材料中，从而自然地排除期望并设计发生并且因此至少在有限程度上期望如光出耦合、透射、吸收和/或散射等替代性现象的一个或多个潜在的特殊位置。仍然可以可优选的是，例如，即使到达这样的特殊位置处的一小部分光也由于部分反射而继续在透射元件104内传播直到例如遇到下一个特殊位置。

在一些实施例中，透射元件104和如衬底膜102等至少一个另外的元件被配置成至少局部地具有在例如折射率方面基本上类似的光学性质。然后可以认为透射元件与至少一个另外的元件之间的界面相对于入射光和例如所述入射光在所关注元件的当时功能聚合类型的光导建立组合中的基于全内反射的传播是透明的或基本上不存在的。除了衬底膜102之外或代替其，所述至少一个另外的元件可以包括一个或多个其它元件，如也可以包括在结构中的另外的膜。

多层结构100通常确实可以例如邻近包层包括许多各个另外的元件，如(彩色)膜和/或(衬底)膜、(彩色)印刷层或其它材料层，所述邻近包层可以指在与其共同的平面中在包层106旁边，同时也与透射元件104接触或者例如从透射元件104的角度来看被中间包层106掩蔽/在所述中间包层后面。如上文提到的，这样的另外的元件可以具有如折射率等性质，所述另外的元件如果被设置为与元件104而不是包层106直接接触则可能导致更多的光离开透射元件104。

例如，项108是指光出射元件，所述光出射元件优选地邻近透射元件104定位，任选地与所述透射元件接触以促进光从所述透射元件出耦合。光出射元件108可以被配置成出于出耦合目的使入射光穿过和/或以某种方式例如以选定的一个或多个角度反射光，使得光在下一次到达透射元件104的外围例如元件104->包层106界面时，将更容易地离开所述透射元件。然而，可以将光出射元件108配置成促进入射光的部分出耦合和部分连续透射(在元件104内)。

光出射元件108可以因此包括例如选自由以下组成的组的至少一个元件：限定在光学包层中并且由光学包层的材料限定的用于使入射到光学包层上的所传送光能够从其中穿过的通孔；表面浮雕结构；光栅结构；棱镜结构；所传送光入射到的介于衬底膜与光学透射元件之间的无包层区域或容积；折射出耦合元件；衍射出耦合元件；包括关于频率或频带在光学上基本上透射的，任选地半透明或基本上透明的材料，任选地呈现出选择的一种或多种颜色的光学透射材料的出耦合元件；反射元件；以及包括折射率等于或高于第一折射率的光学透射材料的出耦合元件。

如图中指示的，可以在公共多层结构100的期望位置处例如在透射元件104的任何一侧或两侧上设置许多光出射元件108。

在一些实施例中，光出射元件108和/或其它光学功能/有意义元件(例如，元件106、114、116)的空间分布和/或其它特性可以根据如光源110等参考物或具体地到所述参考物的距离来配置。

例如，如果期望出射表面上的出耦合光的照明均匀性，则可以增加光出射元件的效率和/或频率(即，减小相邻出射元件之间的相互距离，即所谓的间距)并且增加到光源110的距离，以补偿损失以及到达距光源110较远的区域的通常减少的光。可以首先在设计阶段使用适用的常见或专有光学模拟工具来模拟均匀性，并且稍后在原型制作阶段在目标区域上测量均匀性。

用于确定均匀性的一种方式是确定目标区域上最小亮度与最大亮度之间的比率。自然地，仍然根据所使用的材料、尺寸、光源110等，通过如本文中建议的那样足够密集地且潜在地自适应地定位光源110并应用包层106，可以非常方便地实现相对高的均匀性值，任选地通过巧妙地使用如光出射元件108等另外的特征来补充所述均匀性值，如上文所设想的。另一方面，通过采用包层106，可以放宽与光源110的其它方面如间距等有关的各种要求，这在例如要使包含光源110的电子设备的空间和/或功耗降到最低程度的使用场景中可以是特别有益的。

项114是指光吸收或散射元件(自然地，同一元件可以既能够吸收又能够散射)。例如，元件114可以任选地关于选择的波长/频率如可见光的波长/频率和/或由一个或多个光源110发射的波长/频率(如果不同于可见光的话)是半透明的或基本上不透明的。因此，元件114可以呈现出至少一种选择的颜色，所述至少一种选择的颜色任选地由元件中包括的彩色颜料、彩色染料、彩色涂层或彩色膜提供。

在各个实施例中，可以例如根据期望的定位方案例如在平行于在透射元件104内传送的光的平均或总体传播方向(在展示的场景中基本上是水平方向)上和/或在其横向方向上灵活地定位若干在结构上和/或功能上不同的元件，如元件106、108和114中的任何一个，以便选择性地交替。这可以完成以控制结构100内以及特别是透射元件104内的光分布和/或控制相关光出耦合、掩蔽和/或衰减特性。

如技术人员容易理解的，关于图1或不明确参考本文随附的任何附图而已经在上文中阐述的有关例如所包含元件、其功能、材料、其它性质以及其在结构中的相互配置的各种一般原理在本发明的任何实施例中可选择性地采用并且基本上适用，由于这个原因，下面结合其余附图的描述将不再不必要地重复所述一般原理。同样，除非明确地陈述为相反情况，否则在其它展示的或仅以文本方式描述的实施例中，可以灵活地采用下文结合对任何其余附图的描述首次公开的另外的特征。

图2在200处展示了图1的实施例的变型，其中在透射元件104的相对于衬底膜102相对的另一侧上设置了另外的膜103。关于例如膜103的性质、材料、功能、尺寸、所容纳元件等，关于膜102已经陈述的内容通常也适用于所述膜。例如，膜102、103在所使用材料、尺寸、功能和/或所容纳元件方面可以彼此基本上相同、总体上类似或本质上不同。

如此，膜103可以具有表征功能和/或可以充当具有期望功能的许多其它元件的衬底。可以通过专用连接构件112b如销、杆、印刷材料、(填充的)孔、线路等将膜103或设置到其的元件如导电迹线、光学元件或电子组件如光源110连接到膜102或其上的元件。构件112b可以包括例如分别用于提供电连接或光学连接的导电材料或光学传导材料。在一些实施例中，甚至可以由在结构200的边缘处已经弯曲基本上180度的公共膜来建立膜102、103。从而限定公共膜的中心部分的边缘可以用于连接由公共膜的相对端限定的膜102、103。

在各个实施例中，膜103可以覆盖或容纳包层106的至少一部分，所述膜在图中明确示出。然而，如进一步展示的，可以存在如各层等许多中间元件，所述许多中间元件任选地包含例如吸收或散射层103a和/或其它吸收或散射元件104。

另外地或替代性地，至少一个吸收和/或散射元件102a、114如层102a可以例如作为涂层设置到或至少较靠近衬底膜102。

如在附图中进一步可视化的，本文中通常考虑的多层结构的这种特定的和其它实施例优选地包含一个或多个光输出或出射表面。在图1-2的实例中，明确地示出了光通过顶表面和底表面两者离开结构，而例如在多层结构的任一侧(在此实例中为基本上竖直的壁)处甚至可以存在一个或多个另外的或替代性光出射表面或区域。相对于透射元件102，出射表面可以位于结构200的与对应光源110相同的一侧(即，膜102一侧)上和/或相对的一侧(即，潜在的膜103一侧)上。为了促进和增强经由选择的光出射表面进行的光出耦合，本文所描述的许多光出射元件108可以已经定位成邻近透射元件104，例如与所述透射元件接触。

图3在300处展示了先前各图的实施例的另外的变型。在此实例中，已经提供了至少一个优选地基本上不透明的阻挡元件116，所述阻挡元件任选地通过模制合适的塑料材料直接建立到衬底膜102上，例如在膜102与潜在的另外的膜103之间。可以已经将一个或多个阻挡元件116配置成限定许多光学上基本上不透射的支撑结构，如用于一个或多个光通道的内壁和/或外壁的至少一部分，透射元件104通常建立所述一个或多个光通道的核心，并且例如包层106由于设置在其间而至少在某些地方与一个或多个阻挡元件116分隔开。

图4在400处展示了先前各图的实施例的仍另外的变型。在此，例如，已经提供了一个或多个阻挡元件116的优选地光学上基本上不透明的阻挡材料，以通过模制从上方(“上方”是在图的朝向的意义上；技术人员应意识到，本发明的此实施例和其它讨论的实施例可以适用于各种固定或动态方向中，所述固定或动态方向可以遵循或可以不遵循附图中指示的多层结构的朝向)和从各侧(竖直部分/层)另外地覆盖透射元件104和包层106。因此，可以将一个或多个阻挡元件116配置成将透射元件104基本上在其内嵌入到衬底102上。然而，包层106已经基本上配置在透射元件104与一个或多个阻挡元件116之间，以防止例如不希望的光从透射元件104内泄漏到阻挡元件116中。

在包含但不限于图4中示出的多层结构的多层结构的各个实施例中，包层106可以在相对于透射元件104的任何方向上针对透射元件建立至少一个相邻并且优选地也物理接触的潜在地适形层。

例如，包层106的至少一部分可以布置在106d元件104下方，从而因此更接近并且潜在地适形于衬底膜102的形状，所述衬底膜可以在制造期间进一步用作包层106的衬底。

另外地或替代性地，包层106的至少一部分可以布置在元件104的一侧106e上，使得所述至少一部分在元件104旁边并且潜在地基本上垂直于膜102和/或平行于元件104的侧表面。

另外地或替代性地，包层106的至少一部分可以布置在元件104的顶部106f上。

在所示场景中，任选地通过仅局部地省略包层材料和/或通过实际添加特定光出射元件，已经相对于光源110将光出射元件108设置在透射元件104的相对远端拐角处，但是技术人员可以理解以下事实：参考例如透射元件104的与光源110和衬底膜102相同侧上的虚线描绘区域108b，在结构400中的其它地方也可以容易地设置另外的或替代性光出射元件108和相关出射表面；在这种场景中，包层106和/或阻挡元件116可以将基本上连续的保护盖或壳结构建立到透射元件104和嵌入式光源110上。包层106的最上层中的“修补”区域已经用虚线展示在106b处，所述修补区域指示在顶部包层106或阻挡元件116中不必存在任何开口的事实，特别是在上述后一种场景中。

基于前述内容，技术人员将清楚，通过本发明的不同实施例，可以将光学上非常高效的、或多或少选择性地掩蔽的导光结构与IMSE电子设备和类似的多层构造集成。

在各个实施例中，可以将一个或多个光出射元件108和/或另外的元件如膜102、103中的任何一个配置成总体上或局部地限定所选图形图案、触敏区域(当例如嵌入式电子设备110、112包括触摸传感电路系统如电感式或电容式触摸感测电路系统时)、视觉状态指示器区域(例如，要例如通过选择性地控制一个或多个光源110来任选地选择性地照亮圆形、矩形或更复杂的区域，以反映例如整体多层结构、其选择的组件或例如容纳结构/装置的选择的状态)、图片、数字、字母、文本、字母数字代码等的形状，使得形状可以通过由一个或多个光源110发射的光来照亮并且从结构100出耦合。如技术人员所理解的，形状可以通过对例如光阻挡材料和透射材料的适当的相互定位来共同限定。

关于本文所设想的多层结构的不同实施例的照明特征，一个先前还提到的总目标可以是通过朝着环境的一个或多个所选出射表面提供均匀的照明或均匀的“明亮度”分布，从而避免热点过多。光的方向性(例如，光是否更准直或漫射)也可以根据具体情况来确定。例如，例如通过表面和/或嵌入式(腔)光学器件如浮雕实施的漫射或准直透镜、微棱镜、微光栅可以设置在光出射元件和/或其它其余特征如、透射元件或包层，先前在透射元件104内传送的光通过所述漫射或准直透镜、微棱镜、微光栅到达或至少接近环境。

除了由多层结构从其中投射或发射的光之外，所感知的表面照明均匀性还可以取决于反射的外部光的均匀性。因此，在一些实施例中，可以至少局部地如在选择的光出射位置、漫射表面处设置多层结构的外(外部)层，以在每个方向上均等地反射入射的外部光。例如，可以通过提高表面粗糙度来实现这种漫射性质。

图6展示了根据本发明的实施例的多层结构600的使用场景，所述多层结构可以灵活地并且选择性地合并例如来自图1-4中的任何一个的解决方案的各种特征。

在借助于虚线画出轮廓的结构600的此大致轴测类型的局部草图中，光出射元件108在整体结构中限定了细长的、外部可感知的光条。在其它实施例中，光出射元件108可以自然地限定其它一些形状。由元件108限定的形状可以具有例如指示性、装饰性和/或照明功能等。在元件108没有延伸到整体结构600的实际表面的情况下，如另外的膜103等表面层应至少局部地设置有使得光能够以足够的透射率穿过其的透射材料。

在图的特定实例中，包层106已经设置在透射元件104即光通道核心的各个表面上。在透射元件与衬底膜之间以及在透射元件104的相对侧上，即更靠近所描绘的出射元件108，存在包层。替代性地或另外地，如使用虚线所展示的，在透射元件104的侧壁(在图中是竖直的)中的任何一个上可以有包层，只是为了强调本发明关于以下方面提供给产品设计者的很多不同选择：实现当光从一个或多个光源110行进到元件104和总体上多层结构的表面上的所选出射区域时或多或少地选择性地将所述光限制在元件104的透射介质内。

如果在结构600被供电时没有被许多光源110持续点亮，则出射元件108可以至少间歇性地例如以脉冲方式被点亮。源110可以由适用的控制和/或电源电路系统110b控制或服务，所述控制和/或电源电路系统可以至少部分地位于结构600内和/或外部。为了清楚起见，电路系统110b在图中示出为在外部，但是所述电路系统确实可以至少部分地在内部并且位于例如衬底膜102或另外的膜103上。

光源110可以已经定位在但不一定直接定位在光出射元件108下方以减少向环境的零路径发射从而有利于减少热点，但是可以例如在108的旁边定位在衬底膜102上和/或潜在的另外的膜103上，这是图中明确展示的场景。

项118指示了如电气线路、一个或多个连接器、电缆、销、接触垫、一个或多个无线连接元件等可能的连接元件，自然地取决于本发明的特定实施例和使用案例，所述连接元件例如在从外部装置到结构600的方向上，但当例如通过多层结构获得控制输入、确认数据、传感器数据或其它数据并认为其值得传递到外部装置时潜在地另外地在相反方向上在结构600与外部结构或装置之间供应电力和/或控制或其它数据信号。

如图中所描绘的，多个光源110可以以如行或矩阵配置(行-列布置)等选定配置被布置在如膜102和103中的任何一个的合适的一个或多个载体上。

在一些实施例中，非常相同的一体式多层结构600可以自然地含有具有例如大致上所示性质的多个光通道，所述多个光通道的核心例如由透射元件104建立并且由包层106和任选的一个或多个中间阻挡元件116分隔开。

图7在700处描绘了根据本发明的多层结构的实施例，所述多层结构合并了多个光通道702、704。如技术人员容易理解的，所描绘的视图可以直接地或以一些修改应用于例如前面讨论的图1-4的场景。视图可以被认为代表例如俯视图或仰视图、从所选表面如结构的顶部或底部表面开始进入结构中时在所选切片深度处获取的相关横截面视图或者选择性透视视图，即，在现实实施方案中，所描绘的元件可以在基本垂直地朝着/远离图的平面延伸的方向上位于不同高度处并且跨越不同的长度，所述方向可以例如对应于所实施结构的厚度方向。然而，相对于所描绘的平面，所展示元件的绝对和相互定位以及应用的形状和尺寸两者仅仅是示例性的，但是仍然代表一种可行的选择。为了便于理解先前图与图7的表示之间的潜在关系和对准，已经在图7中进一步展示了在图3的各侧上提供的“A”符号并通过虚线连接。

如上文所设想的，结构700中可以包含一个或多个膜或衬底膜102、103。膜102、103中的任何一个可以在其上设置有许多光源110。

在图7的实例中，均呈现出总体上细长的但仍彼此部分不同的形状的光通道702、704被配置成基本上平行并且在一定程度上紧密地定位，但是在其它实施例中，光通道的数量、其形状、尺寸、绝对或相互定位和/或对准自然可以不同。

考虑到例如通道702，光通道702、704中的任何一个都可以具有带有基本上规则的横截面的形状，其中仅远端/出耦合端是稍微锥形的或“圆形的”。替代性地，形状至少在某些地方可以是更加不规则的，如在例如横截面方面或多或少地不断变化。例如，形状可以在直接围绕或邻接光源110的容积较小并且然后朝着光出射区域/元件108扩展的意义上让人想起漏斗。这种在空间上连续或逐步扩展的通道形状已经在所描绘的通道704中并且具体地在所述通道的上半部中被大致采用；最初较窄的形状演变为更宽、更宽敞并且更大的出耦合端。然而，基本上倒置的(即，光通道的容积通常随着距所关注光源的距离的增加而减小)、组合的(在较宽或较大部分之间的一个或多个较窄部分)或其它形状也是可行的。

如本文所考虑的，光通道702、704通常可以由许多元件限定。

多层结构700的透射元件104可以是一体的或基本上单片的一块光学透射材料，或者如图7示出的，元件104可以包括多个透射(子)元件，所述多个透射(子)元件至少在物理上(如果不是在光学上的话)彼此分隔开，这在上文中也已经讨论过。另一方面，在各个实施例中，甚至限定透射元件104的一体的一块透射材料也可以建立多个光通道702、704，因此在所述多个光通道之间保留如图中的703处所指示的至少一个连接部分作为利用完全分离的透射(子)元件的替代方案。因此，透射元件104可以含有例如限定光通道的许多任选地但不一定平行的突起一体地连接到的公共主体部分703。根据例如一个或多个光源110和元件104的尺寸和相互配置如位置和对准，两个或更多个光通道702、704也可以经由主体在由一个或多个光源110发射的光方面在光学上连接。

然而，光通道702、704中的任何一个都可以与多个光源110而不是仅一个光源相关联，但是后一种选择是为了清楚起见在图中示出的情形。源110可以根据需要相互对准。可以将两个或更多个源110设置为彼此相对或者通常定位在相对的载体表面如膜102、103中，和/或关于某个通道或者总体上以行、矩阵、环形或其它所选构形进行定位。

进一步地，在示出的场景中，每个通道702、704基本上具有专用的(排他的)光源110，但是在其它场景中，由单个光源110发射的光可以任选地借助于嵌入式扩散光学器件(如许多透镜、反射器和/或合适的光学微结构扩散到若干光通道702、704中。

在优选实施例中，透射元件104限定至少一个光通道702、704的透射核心，其中光基本上以至少在选择的程度上限定的方式在光源110与潜在的出射区域/元件108或其它预定的目的地之间传播。

可以将包层106设置成邻接、围绕和覆盖透射元件104的透射材料，例如在其外围处以至少在某些位置限定壳和/或壁结构，即选择性地或基本上处处限定，从而仍潜在地排除许多选择的出射区域或元件108。

包层材料通常可以已经以一个或多个层和朝向设置。包层106可以被配置成仅在一个或少数方向上至少部分地覆盖透射元件104的透射材料，或者所述包层可以基本上从每个方向上至少局部地覆盖元件104。因此，包层106可以包括许多基本上平面的或笔直的部分(例如，在平面或成形膜上、在透射元件上或在组件上的涂层)和/或圆形(例如，环形或管形)或者甚至有角的(例如，矩形或立方形)部分，所述包层一般也适用于透射元件104和通道702、704的形状。

因此，包层106可以在相对于透射元件104的任何方向上针对所述透射元件建立至少一个相邻的并且优选地也物理接触的层，所述在任何方向上例如在元件104下方(例如，接近或接触衬底膜102)、在其一侧上(在元件104旁边，例如垂直于膜102和/或平行于元件104的侧表面)和/或在元件104的顶部上。这在先前查看的图4中进行了进一步展示。

光出射元件108是或至少限定优选地不含例如会防止或减少光穿过其出耦合的光学包层106或掩蔽的了光出射区域。如本文中其它地方所设想的，出射元件108可以含有如光学微结构、透镜等许多出耦合增强和/或控制特征。特征可以嵌入和/或定位在元件108的表面上以及任选地在整个多层结构700的表面上。

用于将例如光通道702、704的至少一部分与环境在光学上隔离和/或彼此在光学上隔离的一个或多个掩蔽特征可以包括结构700中包含的各种元件或由其组成。在示出的场景中，如透射元件104的靠近光源110的部分等区域相对于结构700的环境被掩蔽，同时远端处的所选出射(出耦合)区域或元件108优选地没有被掩蔽，使得在透射元件104与直接与环境如空气/大气或和结构700可以光学连接到的外部装置介接的结构的表面之间保留足够无损的光学路径。

许多期望的掩蔽特征可以在至少部分地包含适用的掩蔽材料时由一个或多个膜实施和/或由潜在地仍由一个或多个膜102、103容纳或至少连接到所述一个或多个膜的许多其它特征114实施。

进一步地，进一步参考例如图4，可以通过许多阻挡元件116来实现掩蔽，其中阻挡元件116从不同方向覆盖透射元件104和包层106，从而仍然有利地使许多选择的区域108、108b不被占用以使光能够通过其受控地出耦合。因此，一个或多个阻挡元件116通常可以用作例如通道702、704之间的光学绝缘填充物或壁材料，同时一个或多个阻挡元件116也可以被配置成将如通道702、704等期望部分与结构700的环境隔绝。一个或多个阻挡元件116可以呈现出选择的一种或多种颜色。一个或多个阻挡元件116可以进一步向结构700提供结构刚性和/或各种另外的隔绝性质(气密密封等)。

掩蔽时使用的材料可以是基本上不透明的(即，非透射的)或者至少半透明的。因此，例如，参考先前讨论的项102a、103a，掩蔽材料可以包含有色材料或具体地例如(彩色)涂层或其它具有光学掩蔽能力的层。通常，掩蔽材料可以是光学上反射的、吸收的和/或散射的。

除了类似或甚至接合元件之外或代替其，不同光通道702、704的掩蔽可以依赖于互不相同的掩蔽元件。

在示出的实例中，在704处出耦合的光比在702处出耦合的更漫射的或非定向的光更加准直。

离开结构700并在环境中可感知的出耦合光的总体特性可能是由于影响从一个或多个光源110开始并且在结构700的表面性质处或在环境本身的实际介质或材料处结束的相关联的光学路径的多种因素。例如，本文讨论的光出射元件108可以在调整特性中起主要作用并且例如包含例如许多准直结构(例如，如准直光栅或透镜等微结构)和/或漫射结构(例如，漫射表面不规则物或透镜)。

图5包含公开根据本发明的方法的实施例的流程图500。

在用于制造多层结构的方法开始时，可以执行启动阶段502。在启动502期间，可以进行必要的任务，如材料、组件和工具选择、获取、校准和其它配置活动。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，这自然优先地在制造过程规范和组件数据表的基础上或例如通过调查和测试所生产的原型来预先检查。因此，如模制、铸造、层压、(热)成形、切割、钻孔和/或印刷器材等所使用器材可以在此阶段上升到操作状态。一个或多个模具可以制备成具有必要的表面形式等。

在504处，获得至少一个用于容置电子设备的任选地柔性的和/或弹性的衬底膜或潜在地其它衬底元件。可以获取现成的衬底材料元件，例如一卷或一片塑料膜。在一些实施例中，可以首先通过模制、挤压或其它方法从期望的一种或多种源材料在内部生产衬底膜本身。在一些实施例中，衬底膜可以由选择的源或原材料，任选地塑料与至少一个其它元件如包覆层至少部分地共同制造，下文将对此进行更详细的讨论。任选地，对衬底膜进行处理。根据需要，所述衬底膜可以例如涂覆、切割和/或设置有开口、凹口、凹陷、切口等。初始和/或所得的经过处理的膜可以具有例如矩形、正方形或环形形状。衬底膜可以在某些地方关于光的所选频率/波长如要设置在其上的光源的发射频率/波长总体上或至少选择性地不透明、半透明或基本上透明。衬底膜可以包括热塑性材料，但是如本文中其它地方所讨论的，多种相互相当不同的材料适用于在本文所考虑的衬底膜和其它膜中使用。

在506处，参考相关增材技术，优选地通过一种或多种印刷电子设备技术在衬底膜上设置限定例如期望的电路图案或电路设计的多个导体迹线的许多导电迹线和/或用于电耦合电子组件如光源、电力(供电)电路系统和/或控制电路系统的接触垫(或其它接触区域)。例如，可以利用丝网印刷、喷墨印刷、柔性版印刷、凹版印刷或胶版平版印刷。然而，也可以考虑更传统的这种基于蚀刻的方法，条件是例如所使用的衬底材料与之兼容。这里还可以进行培养衬底膜的另外的行动，涉及例如印刷或以其它方式提供彩色层、图形、视觉指示器、涂层等。

同样，在目标多层结构中存在若干衬底膜或通常要包含的膜的情况下，可以对每个膜进行处理并将其设置期望的处理以及如组件或导体等许多另外的元件。

在508处，在一个或多个衬底膜上设置包含至少许多光源，任选地LED的电子设备，所述一个或多个衬底膜潜在地具有一个或多个其它电子组件，如电源电路系统、感测电路系统和/或控制电路系统(例如，微控制器、处理器、信号处理器、可编程/编程逻辑芯片等)。实际上，例如，许多现成的组件如各种SMD(表面安装装置)可以例如通过焊料和/或粘合剂附接到选择的接触区域。替代性地或另外地，可以应用印刷电子设备技术实际上直接将组件的至少一部分如OLED制造在一个或多个衬底膜上。每个包含的光源可以任选地被单独选择、制造或以其它方式配置成发射例如白光或仅选择的波长/频率(颜色)，而不遗忘潜在的不可见波长。

另外地，在此阶段和/或随后的阶段中，可以在一个或多个膜上和/或在结构中的其它地方如嵌入地和/或在表面上设置许多热管理元件，如包括导热材料的冷却元件。例如，可以设置散热器、散热片或热采井。

先前已经讨论了如光源等电子设备如何相互地或相对于在构造的多层结构的其它特征确定尺寸、对准或定位。简而言之，应选择各个元件的相互定位，使得在例如经由选择的表面出耦合的光的均匀性和/或光学效率方面的期望的总体性能目标得到满足。然而，可以存在例如美学目标，所述美学目标影响电子设备和/或掩蔽或阻挡元件的定位，使得电子设备从完成的多层结构的外部不可见。

在一些实施例中，可以优选地通过热成形如真空或压力成形来形成520要包含在多层结构中的一个或多个衬底膜和/或一个或多个其它膜，以呈现出期望的3d形状(至少局部地基本上非平面的形状)。冷成形也可以适用。关于成形技术，例如可以应用前述压力成形以便为衬底设置精确、清晰的细节；当衬底没有可以实现不希望的流动的(通)孔以及由所述孔产生的压降时，通常优选压力成形。可以在设置电子设备508之后执行成形520以避免相关的3D组合件。然而，替代性地或另外地，可以在阶段508之前已经执行3D成形。

在一些实施例中，电子设备的许多子组合件/子衬底(例如，已经供应有一个或多个电子组件的PCB印刷电路板)可以如此在509处设置到衬底中的任何一个并且例如通过粘合剂和/或焊料固定。

在510处，提供用于针对光源发射的光建立光传送透射元件的优选地但不一定是至少一个热塑层，并且具体地，例如通过模制或铸造有利地直接由所关注的一种或多种材料将所述至少一个热塑层生产在衬底膜和其上的电子设备的至少一部分如迹线和许多电子组件上。由此，设置到衬底的电子设备如光源和/或其它元件的至少一部分优选地至少部分地嵌入所提供的一种或多种材料内。因此，可以使光源与透射元件之间的光学耦合高效并且减少相关联的耦合损耗。

实际上，一个或两个(衬底)膜可以例如在注塑模制过程中用作一个或多个插入物。如果需要，则可以使一个或多个膜的选择的区域如边缘不含模制塑料。在一些实施例中，甚至膜的两侧都可以设置有一个或多个模制层。衬底膜可以包括通孔或例如弱化部分如盲孔或切口，模制塑料被设计成在模制期间通过所述通孔或弱化部分例如在熔融状态下从一侧流到另一侧。

所使用的透射元件的材料关于由光源发射的光优选地至少是半透明的(如果不透明的话)。所述材料仍呈现出至少一种颜色。材料与第一折射率相关联。

在518处，任选地通过印刷、模制、浸涂和/或喷涂邻近(在下方、顶部、侧面、中间等)光学透射元件将光学包层106如一层或多层一种或多种所选包层材料建立在衬底膜102上。如上文更彻底地讨论的，光学包层可以包括折射率比第一折射率低的材料。

在一些实施例中，包层106的至少一部分如层可以与至少一个其它元件如衬底膜102一起由相关联的一种或多种源材料共同生产，而不是将包层设置在例如已经完全或主要现成的衬底膜102上。因此，可以提供源材料(例如，塑料材料)，使得其或多或少地同时建立包层106的至少一部分和例如衬底膜102作为聚集体、一体式结构或元件。因此，代替更有顺序的方法，可以至少部分地同时执行所示方法项中的若干个项，如项504和518。

然而，项518已经被有目的地展示为伸展实体，从而潜在地在多个阶段中连接到其余过程。实际上，包层可以包括任选地在多个步骤中提供的若干部分如层，所述多个步骤具有例如一个或多个其它步骤，如在其间设置透射元件518或阻挡元件512。

例如，如上文所考虑的，在将例如电气线路/导体506和/或电子组件508如光源和/或其它组件设置在衬底上之前(选项“a”)或之后(选项“b”)，可以在衬底上设置至少一层包层材料。

根据选项a，例如，可以在衬底上施加至少一个包覆层，使得选择的组件、导体和/或其它元件位置保持无包层，这可能是由于利用的选择性应用技术(例如，通过印刷电子设备技术来印刷)或掩蔽，其中可以在这种位置处预先设置临时掩模，并且在或多或少地非选择性地提供包层之后去除所述临时掩模。

根据选项b，例如，可以在衬底上设置至少一个包覆层，并且许多元件已经定位于衬底上(线路、电子设备和/或一个或多个其它元件，如吸收、散射、光出射或其它光学元件)，从而基本上覆盖这些元件。

选项a和b也可以灵活组合。例如，已经安装的组件或其它元件可以设置有临时掩模覆盖物，所述临时掩模覆盖物在基本上非选择性地提供包覆层之后被去除。

应当仍然记得，本发明的并非所有实施例都需要恰好在光源承载衬底与透射元件之间设置任何包层，因为在结构的其它位置例如在透射元件的相对侧和表面可以单独地存在包层，在所述其它位置还可以存在另外的膜(“另外的膜”103)。

因此，在例如根据已经先于项510的选项“a”和/或“b”在相当常见但不是强制性地提供某个包层之后，可以执行项510。

与项510相关或在其之后，例如可以通过模制来执行涉及提供如上文所讨论的一个或多个光阻挡元件的任选的项512。优选地，使用双组件模制过程和/或多次(至少两次)模制器材来基本上共同执行项510和512。

在项510之后，可以提供518包层结构的一个或多个部分如一个或多个层，这可以根据在512处生产的一个或多个阻挡元件的空间配置和尺寸在任选的项512之前和/或之后进行。

例如，如图4中描绘的，如果至少一个阻挡元件要基本上覆盖透射元件的至少一部分(如果不是全部的话)，则在提供覆盖阻挡元件之前，优选地将要在所述至少一部分与阻挡元件之间设置的任何包层施加在透射元件的所关注部分上。当采用如图4示出的多层结构的朝向作为方向参考时，包层可以因此被布置成从一侧或多侧和/或从上方至少部分地覆盖和接触透射元件。

然而，如果例如考虑了想起图3或6的场景的场景，即，在仍然需要包层的某个区处将没有阻挡元件来覆盖透射元件，那么在其它某个或一些区域中设置阻挡元件512之后，也可以方便地提供包层的至少所述部分。可以例如通过喷涂或印刷将包层直接设置在透射元件上，或者可以首先将包层设置在膜(另外的膜103)(如果有的话)上，然后将所述膜通过层压附接到其余结构上。

然而，在其中两个膜(所谓的衬底膜和另外的膜)要包含在多层结构中并且两者将至少选择性地容纳包层结构或与包层结构接触使得应在所述两个膜之间设置透射元件和任选的阻挡元件的情形下，除了如电子设备和/或光学元件等各种其它元件之外，两个膜均可以首先设置有包层的预期部分并且然后在模制过程中用作插入物，在所述模制过程期间，在所述两个膜之间设置透射元件和任选的阻挡元件。所关注的选项可以应用于例如图2和3所描绘的情形。这在这样的场景中尤其有益：其中两个膜均包含要嵌入透射(和/或阻挡)元件的中间材料中的元件，如电子组件和/或光学元件，所述嵌入在模制期间(即，当材料总体上处于熔融/流动状态时)可能更容易。

通常，当应用模制时，可以通过一个或多个位置例如从一个或多个插入膜的一侧或多侧注入所关注的塑料。因此，例如，可以应用边缘注入和/或空穴注入(通过一个或多个膜中的一个或多个孔在膜之间进行塑料注入)。替代性地，之后通过涉及例如粘合剂、压力和/或基于热的键合的合适的层压技术，可以将用于建立例如本文所称的“另外的膜”的其它膜附接到衬底膜和透射元件的聚集体上，所述聚集体还任选地包含阻挡元件。

如上文所设想的，所制造的多层结构可以进一步含有许多其它元件，如光出射元件和/或吸收或散射元件。可以将这样的元件设置到多层结构，并且例如将所选容纳元件如膜、阻挡元件或透射元件附加地(例如，如果未安装成现成的元件，则从源材料印刷、喷涂或以其它方式构造)、减式地(例如，可以通过从透射元件的表面局部地去除包层材料来限定光出射元件)或通过从目标位置选择性地省略某种材料(例如，可以首先选择性地引入包层材料，以便限定延伸穿过其的孔，从而实现有效的光出耦合或通常通过其的传输)设置到多层结构中。因此，技术人员将容易理解以下事实：可以例如根据元件的性质、元件在结构中的定位以及结构的整体设计目标结合项518、506、508或514在不同阶段将这样的元件设置到在构造的多层结构。

当结构通常以分层方式构造时，通过遵循与特征将要保留在最终结构中的顺序相同的顺序以在开发的多层堆叠设置特征常常是有益的，但是如上文所提及的，还可以去除已经设置的材料以利于包含或限定新特征，因此，遵循此一般经验法则不是唯一的选项，也不是要一直盲目遵循此一般经验法则，还考虑了例如这样的模制解决方案：其中透射元件和任选的阻挡元件的材料可以与现有的但最初在远处的(定位于例如模具半件中作为插入物)元件连接，所述远处的元件如潜在地已经容纳各种其它元件如包层的膜、其它光学特征(光出射元件、散射/吸收特征)和/或电子设备。

项514是指可能的后处理任务，如在结构中设置另外的层和/或其它元件(例如，具有保护、紧固、(电)连接、触觉和/或在例如视觉图案、图形或颜色方面具有美学或指示性功能的选择性地设置的表面涂层或元件)和/或将结构附接到容纳装置。例如，当结构在使用中时，结构的一个或多个外层可以面对环境并且经受例如用户的视觉感知。因此，表面外观和例如触绝感觉可以在结构在其预期用途中的整体适宜性中起作用，因此，外层可以设置有膜或涂层，除了潜在地具有有利的其它性质(例如，保护或连接功能)之外，所述膜或涂层还在颜色、图形、反射率或其它光学性质方面在视觉上也适合使用情境并且在例如粗糙度方面提供期望的表面拓扑结构。

在516处，方法执行结束。

关于所获得的堆叠式结构的所得总厚度，考虑到制造和后续使用，这在很大程度上取决于提供必要强度的所使用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，结构的总厚度可以为约1mm，但是显著更厚或更薄的实施例也是可行的。

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：所公开的实施例仅是出于说明性目的构造的，并且应用以上原理中的许多原理的其它布置可以容易地制备以最适合每个潜在的使用场景。

Claims (25)

1.一种集成式多层结构，包括

衬底膜，所述衬底膜具有第一侧和相对的第二侧，被热成型为呈现出非平面的三维形状；

电子设备，所述电子设备包括设置在所述衬底膜的所述第一侧上的至少一个光源和通过印刷电子设备技术印刷的至少电耦合到所述至少一个光源的许多电导体，所述至少一个光源被配置成至少以选择的一个或多个频率或波长发射光，包含可见光；

光学透射元件，所述光学透射元件包括关于所述选择的频率或波长在光学上透射的热塑性材料，所述在光学上透射的热塑性材料具有第一折射率并且通过利用由所述光学透射热塑性材料模制来生产到所述衬底膜的所述第一侧上以便将所述至少一个光源至少部分地嵌入其中；以及

光学包层，所述光学包层包括折射率低于所述第一折射率的材料并且邻近所述光学透射元件设置在所述衬底膜的所述第一侧上，

其中所述至少一个光源、所述光学透射元件和所述光学包层已经被相互配置成在所述光学透射元件的所述光学透射材料内传送由所述光源发射的光，所传送光的至少一部分在入射到所述光学包层上时经历基本上全内反射。

2.根据权利要求1所述的结构，其中所述光学包层的所述材料关于所述选择的频率或波长在光学上基本上透明。

3.根据权利要求1所述的结构，其中所述包层进一步至少局部地呈现非平面的三维形状。

4.根据权利要求1所述的结构，其中所述包层呈现至少一个所选颜色。

5.根据前述权利要求任一项所述的结构，其中所述光源至少部分地由包层材料覆盖。

6.根据权利要求1所述的结构，其中所述包层包括一个或多个互相未连接的包层元件或部分，诸如层。

7.根据权利要求1所述的结构，其中所述包层包括相对于衬底膜的表面的横向壁。

8.根据权利要求1所述的结构，其中所述光学包层(106、106a、106b)包括在所述光学包层间优选地具有所述光学透射元件(104)的至少一部分的若干层，其中两个或更多个层基本平行于所述衬底膜的表面和/或横向方向光学地延伸，和/或其中所述光学包层包括：

在所述衬底膜与所述透射元件之间的层，所述层与所述膜和所述透射元件中的任何一个接触，以及

在所述透射元件的相对于所述衬底膜的相对侧上的其它层，所述其它层与所述透射元件接触和/或位于所述透射元件与光阻挡元件之间，其中在所述层与所述其它层之间存在另外的包层，所述另外的包层与所述透射元件接触并且连接所述层和所述其它层和/或基本上横向于所述层和所述其它层定向。

9.根据权利要求1所述的结构，其中所述衬底膜至少局部地包括选自由以下组成的组的至少一个元件：光学透明材料、透射材料、半透明材料、不透明容积、透明容积、半透明容积、透射容积、不透明材料、不透明涂层、半透明涂层、光学吸收材料、光学吸收涂层、吸收区域、光散射材料、散射区域、光散射涂层、反射材料、反射涂层、彩色膜、彩色涂层、彩色颜料、彩色染料、发光材料、印刷层、油墨、有色油墨、图形图案和图形图样。

10.根据权利要求1所述的结构，进一步包括基本上不透明的光吸收或散射元件，所述基本上不透明的光吸收或散射元件基本上定位于所述衬底膜与所述光学透射元件之间，其中所述元件进一步呈现出至少一种选择的颜色，所述至少一种选择的颜色由所述元件中包括的彩色颜料、彩色染料、彩色涂层或彩色膜提供。

11.根据权利要求1所述的结构，进一步包括在所述光学透射元件上的至少一个另外的膜，所述至少一个另外的膜相对于面对所述衬底膜的一侧在所述光学透射元件的相对侧上，其中所述另外的膜容纳或至少邻近所述光学包层的至少一部分。

12.根据权利要求11所述的结构，其中所述另外的膜至少局部地包括选自由以下组成的组的至少一个元件：光学透明材料、透射材料、半透明材料、不透明容积、透明容积、半透明容积、透射容积、不透明材料、不透明涂层、半透明涂层、光学吸收材料、光学吸收涂层、吸收区域、光散射材料、散射区域、光散射涂层、反射材料、反射涂层、彩色膜、彩色涂层、彩色颜料、彩色染料、发光材料、印刷层、油墨、有色油墨、图形图案、图形图样、电元件和电子组件。

13.根据权利要求1所述的结构，包括光出射元件，所述光出射元件邻近所述光学透射元件被布置成将在所述透射元件内传送并入射到所述出射元件上的光从所述透射元件以及从整体结构出耦合到所述结构的环境中。

14.根据权利要求13所述的结构，其中所述光出射元件包括选自由以下组成的组的至少一个元件：限定在所述光学包层中并且由所述光学包层的所述材料限定的用于使入射到所述光学包层上的所述所传送光能够从其中穿过的通孔；表面浮雕结构；光栅结构；棱镜结构；所述所传送光入射到的介于所述衬底膜与所述光学透射元件之间的无包层区域或容积；介于所述透射元件与所述结构的表面之间的无光学掩模区域或容积；折射出耦合元件；衍射出耦合元件；包括关于频率或频带在光学上基本上透射的，半透明或基本上透明的材料，呈现出选择的一种或多种颜色的光学透射材料的出耦合元件；反射元件；以及包括折射率等于或高于所述第一折射率的光学透射材料的出耦合元件。

15.根据权利要求1所述的结构，包括基本上不透明的，反射、吸收或散射光学阻挡元件，所述光学阻挡元件基本上邻近所述光学透射元件和/或所述光学包层，所述光学阻挡元件在整体结构内限定光传播、泄漏或串扰限制或掩蔽结构如光学结构分隔如光通道分隔壁和/或支撑结构的至少一部分。

16.根据权利要求15所述的结构，其中所述阻挡元件在所述衬底膜的表面和横向方向中的任何一个上基本上覆盖所述透射元件和/或所述光学包层或与所述透射元件和/或所述光学包层接界。

17.根据权利要求1所述的结构，其中所述衬底膜的一种或多种材料包括选自由以下组成的组的至少一个元件：聚合物、热塑性材料、有机材料、弹性材料、电绝缘材料、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(MS树脂)、玻璃、有机材料、纤维材料、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、金属、木材、实木、单板、胶合板、树皮、树皮、桦树皮、软木、天然皮革、天然纺织品或织物材料、纺织材料、棉花、羊毛、亚麻、丝绸、可成形材料、可热成形材料和可冷成形材料。

18.根据权利要求1所述的结构，其中包含在所述结构中的所述光学透射元件、所述光学包层、所述光学出射元件或所述光学阻挡元件的一种或多种材料包括选自由以下组成的组的至少一个元件：聚合物、热塑性材料、弹性材料、电绝缘材料、PC、PMMA、ABS、PET、尼龙(PA，聚酰胺)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(GPPS)和MS树脂。

19.根据权利要求1所述的结构，包括位于所述衬底膜上的至少一个另外的电元件或电子元件，所述至少一个另外的电元件或电子元件包含选自由以下组成的组的至少一个元件：集成电路、处理单元、存储器、通信单元、收发器、发射器、接收器、信号处理器、微控制器、电池、光感测装置、光电二极管、连接器、电连接器、光学连接器、电源连接器、二极管、印刷电子组件、传感器、力传感器、触摸传感器、接近传感器、天线、惯性传感器、加速度计、陀螺仪、电容式开关或传感器、电感式传感器、用户接口元件、振动元件、电极、传感器电极、印刷传感器电极、无线标签、电子子组合件和光伏电池单元。

20.一种用于生产集成式多层结构的方法，所述方法包括：

获得被配置成在衬底膜的至少第一侧上容置电子设备的衬底膜，所述衬底膜具有所述第一侧和第二侧；

提供电子设备，所述电子设备包括在所述衬底膜的所述第一侧上的可印刷的或可安装的至少一个光源和通过印刷电子设备技术连接到所述至少一个光源的许多电导体；

将所述衬底膜形成为非平面的目标三维形状；以及

通过模制或铸造将光学透射元件建立到所述衬底膜的所述第一侧上并且由此至少部分地将所述至少一个光源嵌入，所述透射元件由具有第一折射率的光学上至少半透明的透明的热塑性材料建立，

其中在所述方法中，也建立光学包层以邻近所述光学透射元件位于所述衬底膜的所述第一侧上，所述光学包层包括折射率低于所述第一折射率的材料。

21.根据权利要求20所述的方法，其中通过模制、浸涂和/或喷涂建立所述光学包层。

22.根据权利要求20所述的方法，其中所述光学包层的至少一部分利用选自由以下组成的组的至少一种提供技术提供：

选择性地设置在所述衬底膜的所述第一侧上的一个或多个区域上，在将一个或多个选择的元件设置在所述衬底膜上之前省略所述一个或多个选择的元件的位置，如选自由以下组成的组的至少一个元件的位置：所述至少一个光源、电导体和光吸收或散射区域或元件；以及

基本上非选择性地设置在所述衬底膜的所述第一侧上，已经容纳进一步选自由以下组成的组的至少一个元件：所述至少一个光源、电导体、光出射元件和光吸收或散射元件，其中进一步，首先在所述衬底膜上的所述至少一个元件或其它选择的位置上或旁边设置掩蔽元件，并且在提供所述光学包层之后去除所述掩蔽元件。

23.根据权利要求20所述的方法，其中所述光学包层以若干层提供，

所述光学包层的至少一层在所述透射元件的至少一部分之前提供，使得所述透射元件至少部分地覆盖所述至少一层；并且

所述光学包层的至少一个另外的层在提供所述透射元件的所述至少一部分之后提供并且位于所述透射元件的所述至少一部分的旁边和/或顶部上。

24.根据权利要求20所述的方法，通过模制基本上邻近所述光学包层的至少一部分，在所述光学包层的至少一部分的旁边和/或顶部上进一步将由基本上不透明的材料制成的光阻挡元件建立到所述衬底膜的所述第一侧上，所述光阻挡元件与所述光学包层的所述至少一部分直接接触。

25.根据权利要求20所述的方法，包括选自由以下组成的组的至少一个动作：在所述衬底膜上或更具体地在所述透射元件上提供至少一个另外的膜，其中所述至少一个另外的膜容纳许多图形、电导体、电极和/或组件；向所述衬底膜、所述另外的膜或所述多层结构的其它层提供光学元件，所述光学元件包含光学上基本上不透明的散射或吸收元件，合并了在提供也结束在临时掩蔽元件上的包层材料之后从其中去除所述掩蔽元件；在所述衬底膜上提供所述透射元件的至少一部分之前和/或在提供所述透射元件的所述至少一部分之后以若干步骤和层提供所述光学包层；提供邻近或至少光学上连接到所述光学透射元件的光出射元件。

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