JP7041071B2 - 埋め込まれた面光源を有する照明多層構造体 - Google Patents

Description

概して、本発明は、電子機器と接続した多層構造体、関連デバイス、および製造方法に関する。特に、しかしながら排他的なものではなく、本発明は、多層構造体における一体型照明ソリューションの提供に関する。

概して、様々な電子デバイスなど、例えば電子機器および電子製品においては様々な異なる積層組立体および構造体が存在する。

共通構造内に電子機器および他の素子を積層することの背後にある動機は、関連する使用状況と同じくらいに多様であり得る。結果として生じる最適化されたソリューションが最終的に多層性質を呈するときには、サイズ節減、重量節減、費用節減、有用性の便益、または、例えば製造プロセスもしくは物流に関連して部品の単なる効率的な統合が求められることが比較的多い。ひいては、関連する使用シナリオは、製品パッケージまたは食品ケーシング、デバイスハウジングの視覚的デザイン、ウェアラブル電子機器、パーソナル電子デバイス、ディスプレイ、検出器またはセンサ、車室、アンテナ、ラベル、車両、および特に自動車用電子機器などに関連し得る。

電子部品、ＩＣ（集積回路）、および伝導体などの電子機器は、一般的には、複数の異なる技法により基板素子上に提供され得る。例えば、様々な表面実装デバイス（ＳＭＤ）などの既製の電子機器は、多層構造体の内側または外側界面層を最終的に形成する基板表面上に装着され得る。加えて、「プリンテッドエレクトロニクス」という用語に該当する技術が、実際に電子機器を生成するために関連基板に直接的およびアディティブに適用され得る。「プリンテッド」という用語は、この文脈においては、実質的にアディティブな印刷プロセスにより、スクリーン印刷、フレキソ印刷、およびインクジェット印刷を含むがこれらに限定されない、印刷物から電子機器／電気素子を生成することができる様々な印刷技法を指す。使用される基板は、可撓性でありかつプリントされた有機材料であり得るが、必ずしも常にこれが当てはまるわけではない。

プラスチック基板フィルムなどの基板は、加工、例えば（熱）形成または成形を施され得る。実際、例えば射出成形を使用して、プラスチック層がフィルム上に提供され得、おそらくはその後、フィルム上に存在する電子部品などのいくつかの素子を埋め込む。プラスチック層は、異なる機械的性質、光学的性質、電気的性質などを有し得る。得られた多層構造体、または積層構造体は、電子機器などの含まれる機構、ならびに意図する使用シナリオおよび関連する使用環境に応じて、様々な目的のために構成され得る。例えば、それは、ホスト素子の対応した凹部と結合するためのいかり爪型突出部などの連結機構を備え得、またはその逆も然りである。

場合によっては、異なる素子、表面、またはデバイスが、例えば装飾性／審美性動機、または誘導もしくは標示などの機能的動機を持ち得る照明能力を備えていなければならない。例えば、素子またはデバイスの周囲環境は、夜間の暗がりまたは暗闇における視認性を高めるために投光照明で照らされなければならず、それにより、ひいては歩行または読書など比較的高い照明快適性を典型的には必要とする様々な人間の活動が問題なく実施されることを可能にする。代替的に、照明は、異なる警告灯または標示灯により、例えばホスト素子または接続されたリモートデバイスの状態に関して異なる当事者に警告または通知するために適用され得る。さらに、照明は、ホスト素子に所望の外観をもたらし、例えばその特定の機構に所望の色を用いてより明るい領域を提供することによりそれを視覚的に強調し得る。したがって、照明はまた、デバイスのユーザに対して、例えば、鍵、スイッチ、タッチセンサ領域などのデバイス表面上の異なる機能的機構の場所について、または照明された機構の根底にある実際の機能について指示するために適用され得る。

このように、照明を異なる構造体およびデバイスと併せた使用事例は多数存在する。しかしながら、照明が常に、関連製品内で最も優先度の高いまたは最も重要な重大または唯一の機構ではない場合があり、それは実際には、補足の任意選択的な機構にすぎないと見なされる場合があるため、所望の照明効果を提供する照明機構の設計および実装は、滞りなく実行されなければならない。重量およびサイズ要件、高い消費電力、追加の設計考慮、新たな加工ステップ、および製造フェーズおよび結果として生じる製品の概して増大された全体的な複雑性はすべて、目標とするソリューションにおいて照明機構を採用する副次的影響として容易に出現し得る数々の欠点の例である。さらに、照明効果の見え方および例えば照明素子の感知可能性は、１つの他の問題である。いくつかの用途において、光源は、隠されているか、もしくは弱く露光されていなければならず、または照明効果は、ホットスポットがなくむしろ繊細でなければならない。

本発明の目的は、照明機構が設けられることになる様々な電子デバイスまたは他のホスト素子の文脈において既存のソリューションに関連付けられる上の欠点のうちの１つまたは複数を少なくとも緩和することである。

本目的は、本発明に従う多層組立体および関連する製造方法の実施形態を用いて達成される。
本発明は以下の［１］から［２６］の実施形態を含む。
［１］電子デバイスのための多層組立体（１００、２００、３００）であって、
好ましくは可撓性の基板フィルム（２０２）であって、少なくともその第１の側面上に電子機器（２１０、２１２、２１４）を収容するように構成され、上記第１の側面および第２の側面を有する、好ましくは可撓性の基板フィルム（２０２）と、
上記基板フィルム（２０２）の上記第１の側面上に提供され、かつ好ましくは可視光を含むかそれに実質的に制限する既定の周波数または周波数帯域の光を発するように構成された面光源（２１５）と、
上記基板フィルム（２０２）の上記第１の側面上に提供され、かつ少なくとも部分的に上記光源（２１５）を埋め込んだ成形プラスチック導光層（２０４）であって、上記既定の周波数または帯域を考慮して光学的に少なくとも半透明の材料でできており、上記プラスチック導光層（２０４）が、上記埋め込まれた光源（２１５）によって発せられる光を透過するように構成され、その結果、上記透過された光が、上記導光層（２０４）内を伝播し、かつ上記埋め込まれた光源（２１５）と実質的に対向する上記プラスチック導光層の外表面を介して上記プラスチック導光層（２０４）から出力結合される、成形プラスチック導光層（２０４）と、
上記プラスチック導光層（２０４）の上記外表面上に提供され、上記多層構造体の少なくともいくつかの内部の外からの視界を遮るために実質的に不透明の材料を含むマスキング層（１０６）であって、上記埋め込まれた光源（２１５）によって発せられ、かつ上記プラスチック導光層内を伝播される光を、周囲環境に向かって上記マスキング層（１０６）を通過させるための窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）を画定する、マスキング層（１０６）と、を備える、多層組立体（１００、２００、３００）。
［２］上記マスキング層（１０６）上に保護カバー層（１０８）をさらに備える、上記［１］に記載の組立体。
［３］上記カバー層が、上記光源（２１５）の上記周波数または周波数帯域を考慮して実質的に光学的に透明の材料のものであるか、または、貫通孔など材料のない、あるいは上記光源の上記周波数もしくは帯域を考慮して実質的に光学的に半透明もしくは透明の材料の窓（１１６Ｃ）を画定する、上記［２］に記載の組立体。
［４］上記面光源（２１５）が窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）に実質的に対向して位置する、上記［１］から［３］のいずれかに記載の組立体。
［５］上記面光源（２１５）が、上記基板上にプリントまたは設置された光源、好ましくはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を備える、上記［１］から［４］のいずれかに記載の組立体。
［６］上記面光源（２１５）が、平坦な実質的に丸い形状、または少なくとも１つの丸い縁部を含む形状を画定する、上記［１］から［５］のいずれかに記載の組立体。
［７］上記面光源（２１５）が、上記窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）のサイズおよび／または形状に実質的に適合する、上記［１］から［６］のいずれかに記載の組立体。
［８］いくつかのさらなる光源（２１４）、好ましくはＬＥＤなどの表面実装素子を上記基板フィルム（２０２）上に備え、上記さらなる光源（２１４）、上記マスキング層（１０６）、および関連する上記窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）が、少なくとも、好ましくは上記マスキング層の面法線からゼロ角を含む上記組立体の外側からの選択された視野角（２２０）内では、上記窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）を通じて上記さらなる光源（２１４）および任意選択的にさらなる電子機器（２１０、２１２）まで直接的な視線（ＬＯＳ）路が実質的に存在しないように相互に構成される、上記［１］から［７］のいずれかに記載の組立体。
［９］上記基板フィルムの第２の側面上に下層（２１８）をさらに備える、上記［１］から［８］のいずれかに記載の組立体。
［１０］上記下層が、任意選択的に接着剤または機械的な固定構造体を含む、上記組立体をホストデバイスまたはホスト素子に固定するための取り付け機構を含むか、またはそれによって確立される、上記［９］に記載の組立体。
［１１］少なくとも上記基板フィルムが、３次元の非平面形状に形成されるように見える、上記［１］から［１０］のいずれかに記載の組立体。
［１２］上記窓が貫通孔である、上記［１］から［１１］のいずれかに記載の組立体。
［１３］上記窓が、上記周波数または帯域を考慮して光学的に実質的に半透明または透明の材料を含む、上記［１］から［１１］のいずれかに記載の組立体。
［１４］上記窓が光拡散体を画定する、上記［１］から［１１］のいずれかに記載の組立体。
［１５］上記窓が、グラフィックパターン、テキスト、記号、数字、および図からなる群から選択される少なくとも１つの照明された素子を画定する、上記［１］から［１４］のいずれかに記載の組立体。
［１６］上記窓と関連付けられた照度、輝度、または光度が、上記周囲環境に均一の照明を提供するために実質的に一定である、上記［１］から［１５］のいずれかに記載の組立体。
［１７］上記基板フィルムが、上記周波数または帯域を考慮して光学的に実質的に半透明または透明の材料を含む、上記［１］から［１６］のいずれかに記載の組立体。
［１８］実質的に内面反射、好ましくは、上記組立体内の光の伝播に基づいた、実質的に総内面反射のために構成される、上記［１］から［１７］のいずれかに記載の組立体。
［１９］上記基板フィルムが、ポリマー、熱可塑性材料、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド、メチルメタクリレートおよびスチレンのコポリマー（ＭＳ樹脂）、ガラス、有機材料、線維材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ならびに金属からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、上記［１］から［１８］のいずれかに記載の組立体。
［２０］上記プラスチック導光層が、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ナイロン（ＰＡ、ポリアミド）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、およびＭＳ樹脂からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、上記［１］から［１９］のいずれかに記載の組立体。
［２１］上記基板上に位置する上記電子機器が、導電性トレース、プリンテッド導電性トレース、導体パッド、部品、集積回路（チップ）、処理ユニット、メモリ、通信ユニット、トランシーバ、送信機、受信機、信号プロセッサ、マイクロコントローラ、バッテリ、発光デバイス、光検知デバイス、フォトダイオード、コネクタ、電気コネクタ、光学コネクタ、ダイオード、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）、プリンテッド電子部品、センサ、力センサ、アンテナ、加速度計、ジャイロスコープ、容量式スイッチまたはセンサ、電極、センサ電極、プリンテッドセンサ電極、および光起電力電池からなる群から選択される少なくとも１つの素子を備える、上記［１］から［２０］のいずれかに記載の組立体。
［２２］電子デバイスのための多層組立体（１００、２００、３００）を確立する方法（４００）であって、
好ましくは可撓性の基板フィルムを得るステップ（４０４）であって、上記好ましくは可撓性の基板フィルムが、少なくともその第１の側面上に電子機器を収容するように構成され、上記第１の側面および第２の側面を有する、ステップ（４０４）と、
上記基板フィルムの上記第１の側面上に少なくとも１つの面型光源を提供するステップ（４０８）であって、上記光源が、既定の周波数または周波数帯域の光を発するように構成されている、ステップ（４０８）と、
上記基板フィルムの上記第１の側面上にプラスチック導光層を成形し、それにより上記光源を少なくとも部分的に埋め込むステップ（４１０）であって、上記プラスチック導光層が、光の上記既定の周波数または帯域を考慮して光学的に少なくとも半透明の材料でできており、上記プラスチック導光層が、上記埋め込まれた光源によって発せられる光を透過するように構成され、その結果、上記透過された光が、上記導光層内を伝播し、かつ上記埋め込まれた光源と実質的に対向する上記導光層の外表面を介して上記導光層から出力結合される、ステップ（４１０）と、
上記導光層の上記外表面上に、上記多層構造体の少なくともいくつかの内部の外からの視界を遮るために実質的に不透明の材料を含むマスキング層を提供するステップ（４１２）であって、上記マスキング層が、上記埋め込まれた光源によって発せられ、かつ上記導光層内を伝播される光を、周囲環境に向かって上記マスキング層を通過させるための窓を画定する、ステップ（４１２）と、を含む、方法。
［２３］上記マスキング層、または上記マスキング層と上記導光層との間の層のいずれかを確立するためのさらなるフィルム、および上記基板フィルムが、成形型内に、各々が好ましくは対向する成形型半体に対して、提供され、上記プラスチック導光層を形成するための熱可塑性材料がそれら２つのフィルムの間で成形される、上記［２２］に記載の方法。
［２４］上記さらなるフィルムが、窓のための貫通孔を含む、またはそれを含むように加工される、上記［２３］に記載の方法。
［２５］上記さらなるフィルムが、実質的に窓の標的位置において、表面特徴、任意選択的に、薄くされた部分、ピンホール、穿孔部分、またはフラップを含むか、またはそれを含むように加工されて、上記特徴にもたらされる関連圧力に起因して成形手順中に窓形成を可能にする、上記［２３］または［２４］に記載の方法。
［２６］上記成形型が、上記窓の位置に実質的に一致するように整列された凹部または孔を含む、上記［２３］から［２５］のいずれかに記載の方法。

本発明の１つの実施形態によると、電子デバイスのための多層組立体は、
好ましくは可撓性の基板フィルムであって、少なくともその第１の側面上に、導電性トレースおよび電子部品などの電子機器、例えばＳＭＤ（表面実装デバイス）を収容するように構成され、第１の側面および第２の側面を有する、好ましくは可撓性の基板フィルムと、
基板フィルムの第１の側面上に提供され、かつ好ましくは可視光を含むかそれに実質的に制限する既定の周波数または周波数帯域の光を発するように構成された、少なくとも１つの、ＯＬＥＤ光源など、任意選択的に平面の、面型光源と、
基板フィルムの第１の側面上に提供され、かつ少なくとも部分的に光源を埋め込む成形プラスチック導光層であって、既定の周波数または帯域を考慮して光学的に少なくとも半透明、任意選択的に透明の材料でできており、プラスチック導光層が、埋め込まれた光源によって発せられる光を透過するように構成され、その結果、透過された光が、導光層内を伝播し、かつ埋め込まれた光源と実質的に対向するプラスチック導光層の外表面を介してプラスチック導光層から出力結合される、成形プラスチック導光層と、
プラスチック導光層の外表面上に提供され、多層構造体の少なくともいくつかの内部の外からの視界を遮るために実質的に不透明の材料を含むマスキング層であって、埋め込まれた光源によって発せられ、かつプラスチック導光層内を伝播される光を、周囲環境に向かってマスキング層を通過させるための窓を画定する、マスキング層と、を備える。

いくつかの実施形態において、基板フィルムは、いくつかのさらなる光源を備え得、このさらなる光源は、少なくとも、好ましくはマスキング層の面法線からゼロ角を含む組立体の外側からの選択された視野角内では、窓を通じてさらなる光源および任意選択的に選択されたさらなる電子機器まで直接的な視線（ＬＯＳ）路が存在しないように、マスキング層および関連する窓と共に相互に構成される。

いくつかの実施形態において、面光源は、マスキング層の窓に実質的に対向するように基板上に位置付けられている。そのため、光源と窓との間には直接的なＬＯＳが存在し得、その結果、光源によって発せられ導光材料に入射する少なくとも一部の光線は、導光層を通じて直接伝播し、窓を介して、直接的または任意選択的なさらなる層を介するかのいずれかで周囲環境へと出射し得る。

いくつかの実施形態において、面光源は、外見および／または窓に対する発光パターンに関して所望の形状を呈するようにプリントされているか、または別のやり方で構成されている。例えば、窓および光源の形状および／またはサイズは実質的に一致し得る。

１つの他の実施形態によると、電子デバイスのための多層組立体を確立する方法は、
好ましくは可撓性の基板フィルムを得るステップであって、好ましくは可撓性の基板フィルムが、少なくともその第１の側面上に電子機器を収容するように構成され、第１の側面および第２の側面を有する、ステップと、
基板フィルムの第１の側面上に少なくとも１つの面型光源を提供するステップであって、光源が、既定の周波数または周波数帯域の光を発するように構成されている、ステップと、
基板の第１の側面上にプラスチック導光層を成形し、それにより光源を少なくとも部分的に埋め込むステップであって、プラスチック導光層が、光の既定の周波数または帯域を考慮して光学的に少なくとも半透明、任意選択的に透明の材料でできており、プラスチック導光層が、埋め込まれた光源によって発せられる光を透過するように構成され、その結果、透過された光が、導光層内を伝播し、かつ埋め込まれた光源と実質的に対向する導光層の外表面を介して導光層から出力結合される、ステップと、
導光層の外表面上に、多層構造体の少なくともいくつかの内部の外からの視界を遮るために実質的に不透明の材料を含むマスキング層を提供するステップであって、マスキング層が、埋め込まれた光源によって発せられ、かつ導光層内を伝播される光を、周囲環境に向かってマスキング層を通過させるための窓を画定する、ステップと、を含む。

いくつかの実施形態において、基板フィルムの第１の側面上に提供される面光源および／またはＬＥＤ源などのさらなる光源、マスキング層、ならびに関連する窓は、少なくとも、組立体の外側からの選択された視野角内では、窓を通じて光源および任意選択的にさらなる電子機器まで直接的な視線路が存在しないように相互に構成される。

本組立体の実施形態を含む電子デバイスなどのデバイスが提供され得る。本デバイスは、ポータブル、ハンドヘルド、ウェアラブル、デスクトップ、または他の種類のデバイスであり得る。本デバイスは、スタンドアローン型のものであり得るか、または本デバイスは、例えば、車両のダッシュボードに関するより大きな全体の一部分を構成し得る。

組立体の実施形態に関して本明細書内に提示される異なる検討事項は、当業者によって理解されるように、必要な変更を加えて方法の実施形態に柔軟に適用され得、その逆も然りである。

本発明の効用は、実施形態に応じて複数の論点から生じる。

光源などの照明機構、および関連光学系、誘導層、レンズ、拡散体、コリメータ、プリズム、回析素子、反射体、不透明／マスキング素子などが、共通の組立体内に巧みに統合され得、これがひいてはホストデバイスまたはホスト素子の少なくとも部分を確立し得る。適用可能な光源は、ＯＬＥＤなどの異なるプリンテッド光源、およびＬＥＤなどのより従来型の装着可能部品を含み、いずれも似ている。このようにして作成される照明効果は、例えば、審美性／装飾性、標示、指示、および／または警告機能を持ち得る。例えば、埋め込まれた光源および導光層に対するマスキング層の位置付けを含む、光源、中間素子、および窓の適切な構成により、マスキング層が光源などの目にしたくない電子機器を外側の見る人から隠すと同時に、出力結合された光は、非常に均一に見え得る。

しかしながら、好ましい実施形態において、プリンテッドエレクトロニクス技術を用いて生成可能であり得る少なくともいくつかの、ＯＬＥＤなどの面光源または他の適用可能な面光源が、例えば、利用される。面光源は、例えば、マスキング層の窓の真向かいに位置付けられ得る（または当然ながら、所望の場合には別の場所に位置し得る）。したがって、光源によって発せられる光は、窓への比較的短い経路を有し、実質的な反射を伴うことなく窓に達し得、これにより光学効率を増大させ、光源の可制御性も促進する。面光源が拡散／広視野角および均一の照明を提供し得るため、依然として、周囲環境に達する光は、特に斑点状または不均一に表れない。

ＯＬＥＤなどの面光源は、基板上に直接、例えば層ごとに生成され得るか、または基板上に部品もしくはモジュールとして装着され得る。例えば、部品／モジュールは、任意選択的にガラスの薄片、または他の実現可能な、例えば十分に透明の、プレートもしくは他の素子を組み込んで提供され得るか、またはそれと結合され得、これらの間には、光源積層体の、または他のおそらくは層状の構造体の、残りの素子が位置する。部品／モジュールは、部品／モジュールを組立体の基板および／または成形プラスチック導光層などの隣接層に取り付けるため、既製の（例えば、既に分散された／既にラミネートされた）接着表面などのいくつかの取り付け機構を備え得る。

さらに、そのような面光源は、例えば通常のＬＥＤを考えたときにより目立つ外観および例えばより点状の光出力を有する例えば多くのＳＭＤと比較して、基板上に平坦なおよび／または目立たない材料積層体として生成され得るため、事実上隠れたままであり得るか、または周囲環境からほとんど見えないもしくは区別できない。しかしながら、いくつかの実施形態において、面光源は、窓を介して組立体の外側から見えたままであることが審美的に所望される場合には、そのようになっていてもよい。

しかしながら、本組立体は、表面グラフィック、埋め込まれたグラフィック（例えば、窓を通して依然として見ることが可能であり得る）、異なる表面プロファイルを有する表面材料、全体的な形状などの構成により、操作者など見る人に対して選択された外観、例えば触感を呈し得る。

得られた構造体は、概して、比較的軽量、薄型、および高エネルギー効率に維持され得る。光源またはセンサなどの埋め込まれたオプトエレクトロニクスと導光との間の光結合は強力であり得、低損失でかつ著しいアーチファクトがない。さらに、本組立体は構造がいくらか単純かつ小型であり得、そのことは通常、耐久性および他の利点にも変わる。関連した製造プロセスの相対的な簡素さは、例えば、関連するかなり許容できるデバイスおよび材料費、空間、工程所要時間、物流および保管要件に対して、それ自体で利益をもたらす。

使用される熱可塑性材料は、成形プロセスの観点から電子機器を固定することを含む様々な目的のために最適化され得る。しかしながら、成形材料は、任意選択的に他の使用される材料と一緒に、例えば、湿度、熱、寒さ、ほこり、衝撃などの環境条件から電子機器などの埋め込まれた素子を保護するように構成され得る。

「いくつかの」という表現は、本明細書では１から始まる任意の正の整数を指し得る。

「複数の」という表現は、それぞれ、２から始まる任意の正の整数を指し得る。

「第１の」および「第２の」などの序数は、本明細書では、ある要素を他の要素と区別するために使用され、別途明示的に記述されない限り、それらを特に優先付けまたは順位付けするものではない。

「フィルム」および「ホイル」という用語は、本明細書では、別途明示的に記述されない限り、一般的に区別なく使用される。

本発明の異なる実施形態は、添付の従属請求項に開示される。

次に、本発明は、添付の図面を参照してさらに詳細に説明される。

本発明に従う多層組立体の１つの実施形態を例証する図である。 本発明に従う多層構造体の実施形態の断面側面図である。 本発明の多層組立体および組立体の関連素子を獲得するための製造プロセスの１つの実施形態を概念的に例証する図である。 本発明に従う方法の実施形態を開示するフロー図である。

様々な実施形態において、マスキング層は、成形プラスチック導光層上に、フィルムなどのコーティングを組み込み得る。マスキング層は、それ自体が、例えば好適な堆積または他の方法を使用してプラスチック導光層などの担体上に生成され得るか、またはいくつかの他の担体、例えばカバー層上に生成され得、次いでこのカバー層が導光層上に提供され、好ましくは、例えば好適なラミネーション法を使用してそこに固定される。代替的に、フィルム、プレート／ボード、および／または他の素子によって画定されるマスキング層は、例えば押出しまたは成形を使用して事前に別個に形成され、次いで組立体における設置のために提供され得る。

様々な実施形態において、本組立体は、実際には、マスキング層の上に、および典型的にはそれと接触して、少なくとも１つのさらなるカバー層、または「上」層を含み得る。カバー層は、マスキング層をホストするか、または別のやり方でそれに接続し、下にある構造体を保護し、および／または配色、グラフィックなどの所望の外観を呈し得る。

カバー層は、フィルム、プレート／ボード、またはコーティング／カバー素子などの少なくとも１つのカバー素子によってマスキング層上に提供され得る。カバー層はまた、光源によって発せられる光が周囲環境へと通過することを可能にする窓を含み得る。窓は、下にあるマスキング層の窓と整列され、少なくとも部分的に重なり得る。それらは同じまたは異なるサイズのものであり得る。

カバーの材料は、例えば、プラスチック、ガラス、革、織物、有機材料、または一般的に繊維状材料を含み得る。同様の検討事項がマスキング層にも当てはまる。任意選択的なカバー層の材料は、マスキング層の材料とは異なり得る。いくつかの実施形態において、この材料は、例えば組立体の光源によって発せられる波長を考慮して、実質的に半透明または透明であり得る。いくつかの他の実施形態において、この材料は実質的に不透明であり得る。カバーおよび／またはマスキング層は、例えばゴムまたはゴム様表面を有し得る。表面材料およびトポロジ（表面形態）は、例えば絶縁性質（例えば湿度および／または熱）もしくは湿し性質に加えて、またはその代わりに、所望の感触および／または審美的性質を提供するように最適化され得る。カバーおよび／またはマスキング層は、可撓性、弾性、または硬性／剛性であり得る。

様々な実施形態において、マスキング層および／またはマスキング層と導光層との間の他の層／素子は、吸収または透過に起因する漏出の代わりに、例えば導光内の光伝播を向上させるために、光源によって発せられる光を考慮して少なくとも局所的に反射性であり得る。それは、任意選択的に、例えばそこからの鏡面反射または乱反射を可能にする反射性材料を含み得る。

少なくとも１つのカバー層に加えて、またはその代わりに、例えばフィルムまたはボード／プレートによって画定される少なくとも１つの下層が、例えば、選択されたラミネーションまたは堆積技法を使用して、基板フィルムの第２の側面、または「下」側に提供され得る。

下層は、組立体を保護し得、および／または、例えば組立体が基板を介してホストに固定されない場合、ホストデバイスへの組立体の取り付けを促進し得る。下層、またはいくつかのシナリオにおいては直接的に基板が、このようにして、接着剤および／またはこの目的のために例えばボス／ベース、クリップ、フック、凹部などの形態にある機械的固定構造体などの、取り付け機構を含み得る。

上の段落を参照すると、下層は、光を少なくとも局所的に反射するように、または好ましくは少なくとも主に導光層およびおそらくは基板フィルム内で発生する光伝播を別のやり方で制御するように構成され得る。この目的のため、下層は、例えば、反射性の、任意選択的に拡散的または鏡面的に反射性の、（表面）材料を含み得る。下層は、可撓性、または硬性／剛性であり得る。

したがって、使用される層材料、それらの厚さ、および例えば埋め込まれた素子に応じて、組立体全体は、全体的に可撓性または剛性／硬性であり得る。いくつかの実施形態において、その底部は、少なくとも可撓性であり得、したがって潜在的なホストデバイスまたは支持部の表面形態により良好に適合する。代替的にまたは追加的に、上部は、可撓性であり得、それを例えば動的に造形することを可能にする。

様々な実施形態において、基板フィルムは、プラスチック、金属、ガラス、革、織物、有機および／または繊維状材料（例えば、紙またはボール紙）を含み得る。基板フィルムは、選択された波長を考慮して、光学的に半透明または透明であり得る。好ましくは、基板フィルムは、電気絶縁性（絶縁体）材料であるか、または少なくともそれを含む。光源によって発せられて後に基板に入射する光は、使用される材料、それぞれの屈折率、ならびに装置およびその素子の全体的な構成、例えばジオメトリおよび表面トポロジに応じて、基板フィルムによって少なくとも部分的に吸収されるか、またはそれを通る（透過する）ことが可能であり得る。しかしながら、基板フィルムは、少なくとも局所的に反射性であり得るか、または、例えばコーティングの形態でもしくはもっと完全に、反射（表面）材料を含み得る。

様々な実施形態において、基板は、例えばプラスチック導光層を基板上に提供する前または提供する際に、好ましくは圧力形成、真空形成、または液圧形成などの熱形成により、所望の実質的に３次元（非平面）の、例えば基板自身の厚さに対して湾曲した、角のある、または起伏のある形状に形成されている。結果として生じる３Ｄ形状は、当初のフィルムより数倍厚くなり得る。プリンテッドエレクトロニクスおよび／または搭載部品などの電子機器が、形成前に基板上に既に提供されている場合がある。追加的にまたは代替的に、電子機器は、形成後に基板に提供されている場合がある。

様々な実施形態において、窓は、マスキング層およびその上の任意選択的なさらなる層内の、貫通孔、フラップ、または切り口などの開口部によって画定され得る。いくつかの実施形態において、マスキング層および任意選択的にその上のさらなる層は、複数の、空間的に離れた窓を含み得、この窓の各々が、埋め込まれた光源の波長などの所望の波長の光を通過させる。

当該光路の部分を確立する、マスキング層および／または他の層内の窓は、任意選択的に、前述の波長または帯域を考慮して半透明、任意選択的に透明の材料、板ガラスなど、任意選択的にガラスまたはプラスチックなどを含み得る。例えば、この材料は、レンズ、プリズム、もしくは他の屈折素子、および／または回折素子などの光学的機能素子を画定し得る。

いくつかの実施形態において、窓材料は、実質的に平面の要素を確立し得る。関連する表面も同様に平坦であり得る。

しかしながら、いくつかの実施形態において、上表面（周囲環境を向き、導光層から離れた）および／または導光の方に面する反対側の下表面は、実質的に３次元形状、例えば非平面形状を持ち得る。これらの表面は、例えば、ドーム形状、凹形状、および／または突出形状を画定し得る。

窓充填物のミクロレベルの表面は、概して平滑または凸凹であり得る。

窓開口部を充填する１つの材料はまた、少なくとも部分的に、周囲環境を向く上層まで及び得る。

窓は、テキスト、数字、記号、グラフィックパターン、および／または図の少なくとも部分形状など、所望の標示的形状および／または装飾的形状を呈し得る。さらに、窓材料は、適用可能な場合、選択された色のものであり得る。いくつかの実施形態において、窓は、複数の異なる重複（多層構造体の面法線の方向、すなわち厚さ方向に）、および／または異なる性質、例えば色、透過率、および／または屈折率を有する隣接する材料を含み得る。

様々な実施形態において、導光層の材料は、窓充填の少なくとも部分を確立し得る。この材料は、例えば、マスキング層および任意選択的に潜在的なさらなる層によって画定される窓内に収容される導光層からの突出部を画定し得る。導光材料はまた、いくつかの実施形態において、組立体の外（上）表面の少なくとも一部分を確立し得る。

多層組立体は、全体的に略平面または平坦であり得る。したがって、組立体の幅および長さの規模は、高さ（層が積層される方向）すなわち「厚さ」とは異なり得、「厚さ」は大幅に小さくなり得る。例えば、厚さは、ほんの数ミリメートル以下であり得るが、幅および長さは、数センチメートル以上、実施形態によってはそれよりさらに大きい場合がある。厚さは一定であり得るか、または厚さは、例えば、いくつかの実施形態においては組立体の形状が全体的に適合し得る円板の全体的形状を考慮して、変化し得る。

様々な実施形態において、本組立体は、光源などの関連素子、材料層、および任意選択的なさらなる光学的に機能的な素子の構成により、外側の見る人の視点から、窓を介した均一の照明を生成するように適合され得る。

本明細書内で先に示唆したように、様々な実施形態において、組立体または少なくともその素子は、光源によって発せられる光を拡散するように構成され得る。拡散は、光を和らげ、明領域と暗領域との間のコントラストを減少させ得る。拡散は、窓を介したより均一の照明効果を得るのに役立ち得る。この目的のため、本組立体は、拡散反射板および／または半透明拡散体など、任意選択的に例えばプラスチックフィルムの形態で、特定の拡散体を含み得る。拡散体は、専用のものであるか、または任意の前述の層と統合され得る。また、マスキング層およびその窓に対する光源の前述の非ＬＯＳの位置付けは、光線が、組立体内での反射などの先述の相互作用なしに光源から直接的に窓を通過することがないように均一の照明を増大させ得る。直接光路は、周囲環境から見えるホットスポットを容易に引き起こす。

いくつかの実施形態において、組立体または少なくともその素子は、光を平行にするように構成され得、そのためコリメータを含み得る。例えば、窓（充填物）材料を画定する素子、または反射体など、窓構造体の前に機能的に位置するいくつかの他の素子は、初めは光源から発せられて、窓を介して出力結合されることになる入射光を平行にするように配置され得る。当然、面光源または他の光源などの使用される光源は、例えば、その寸法、タイプ、内部オプティクスに応じて、高度に平行にされた光または散乱光を発するようにそれ自体が構成され得る。

いくつかの実施形態において、光源の代わりに、または光源に加えて、基板フィルム上に提供されるフォトダイオード、フォトトランジスタ、他の好適な光電素子などのいくつかの光受信機もしくは検出器、または例えば光起電性素子（例えば太陽電池）は、確立されたプラスチック層の内側に成形により少なくとも部分的に埋め込まれる。これらの素子は、窓を通って受信される光、および／または光源によって発せられプラスチック導光層内を伝播される光を捕捉または一般的には検知するように構成される。検知データは、例えば、光源を調節することに利用され得る。

様々な実施形態において、光源または他の電子機器は、その上に導光材料を成形することによりプラスチック導光層の材料内に埋め込まれている場合がある。いくつかの他の実施形態において、既製の導光層、または少なくともその当該部分（例えば、実際には層がいくつかの少なくとも最初は分離した副層を含むということが可能であり、その場合にはその最も下の部分）には、電子機器が基板上にもたらす突出部の少なくとも部分を収容するように構成された、例えば凹部または孔の形状にある表面形態などの特徴が設けられている場合がある。光学的に透明の材料を含む導光層は、基板フィルム上に位置する埋め込まれた光源から入力結合される光を透過するように構成される。光は、好ましくは、基板フィルムおよび導光材料内に埋め込まれた光源の側に対する対向する導光の反対側の表面である導光層の外表面を通って導光層から出力結合される。

様々な実施形態において、基板フィルム上および／またはマスキング層などのさらなる層もしくは素子上に提供されるような、組立体に含まれる電子機器は、一般的には、導電性トレース、プリンテッド導電性トレース、導体パッド、部品、集積回路（チップ）、処理ユニット、メモリ、通信ユニット、トランシーバ、送信機、受信機、信号プロセッサ、マイクロコントローラ、バッテリ、発光デバイス、光検知デバイス、フォトダイオード、コネクタ、電気コネクタ、光学コネクタ、ダイオード、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）、プリンテッド電子部品、センサ、力センサ、アンテナ、加速度計、ジャイロスコープ、容量式スイッチまたはセンサ、電極、センサ電極、プリンテッド電極、プリンテッドセンサ電極、および光起電力電池からなる群から選択される少なくとも１つの機構を備え得る。電子機器は、プリンテッドエレクトロニクス技術（例えば、スクリーン印刷もしくはインクジェット、または他のアディティブ法）を用いてプリントされ得、および／または装着され得る。電子機器は、例えば成形導光層内または異なる層間に少なくとも部分的に埋め込まれ得る。例えば、組立体に電力を供給するために配置され得るコネクタなどのいくつかの機構は、組立体の周囲環境に少なくとも部分的に曝露され得る。

多層積層内に電子機器を備えたいくつかの層（例えば基板およびマスキング層）が存在する場合、層は、成形層を介して構造的に接続される以外に、機能的、例えば電気的にも共に接続されて、それらの間の例えば信号伝達および／または電力提供を可能にし得る。

層の間の接続は、金属ピン、フレックス回路などの導電素子の使用により実現され得る。いくつかの実施形態において、ワイヤレス接続（例えば、ｒｆまたは光学的）も適用され得る。

（有線）接続は、例えば、成形中に接続素子を保護するために適用可能な成形型特徴を使用して成形の後または成形の前に確立され得る。代替的にまたは追加的に、柱など、それによって占有される空間に材料が流れることを防ぐ適切な成形型特徴によって、成形中に接続素子のために、例えばリードスルーが確立され得る。

１つの他の代替的または補足的選択肢として、層は、例えば、任意選択的に電気配線、フレックス回路、または他の伝導体を介して、縁において共に電気的に接続され得、それにより、例えば接続のための成形材料を確立された多層積層体のより中央の領域から後で除去する行為を省くこと、または必要なリードスルーを作成するための柱などの特定の成形型特徴を配置することを可能にし得る。

さらなる選択肢として、成形材料は、接続のためのその中のリードスルーおよび関連導電素子を配置するために、ドリル穿孔など機械加工され得るか、別のやり方で加工され得る。

外部電子機器または例えばホストデバイス電子機器を考慮した任意の層への電力供給および／または通信接続は、同様の様式で、例えば縁において提供される側面接点により、一般的には配置され得る。

本明細書内で先に示唆したように、カバー層、マスキング層、関連する窓充填材料、基板フィルム、下層、および／または組立体の他の素子は、それらの上または中のグラフィックパターンおよび／または色などの視覚的に区別可能な装飾性／審美性および／または情報性の特徴を備えている場合がある。この特徴は、組立体内にその外部表面の下に埋め込まれているか、組立体の外部表面上に提供されている場合がある。したがって、ＩＭＬ（インモールドラベリング）／ＩＭＤ（インモールド装飾）技法が、これらの特徴を製造するために適用可能である。

様々な実施形態において、使用される成形型は、成形プラスチック導光層内に成形型の対応する鏡映特徴を確立する表面形状を組み込み得る。形状／特徴は、例えば、突出部、格子、ボス、ボス－ベース、凹部、溝、隆起、孔、または切り口を含み得る。

添付の図を参照すると、図１は、１００において、本発明に従う多層組立体、特にその外側、の１つの実施形態を例証する。

描写された単に例示にすぎない組立体１００は、概していくらか平坦または平面の、側壁を有するとしても低い、円板形状のものである。組立体１００の外側表面は、マスキング層１０６またはその上の任意選択のカバー層１０８によって少なくとも部分的に画定される。実質的に透明または少なくとも半透明の、この例では円形の、窓１１６Ａは、材料が存在しないか、または透明もしくは半透明材料、例えばプラスチックまたはガラスの円形の略平面のプレートを含み得る。図では、窓１１６Ａはまた、例証の目的のために、設置場所まで導くガイド破線によって示されるように別個に描写されている。

当業者は、最適の形状が、光学、サイズ、および審美的な目的に基づいてケース特異的に決定され得るということを理解する。したがって、依然として単に例示にすぎない右側のものについては、窓形状のより複雑な選択肢１１６Ｂが示される。

他の実現可能な実施形態において、組立体１００および関連素子は、より３次元の形状を持つことができ、したがってかなりの厚さまたは「高さ」も有する。

示される組立体１００は、その厚さ／高さ軸の周りに強い（円形の）対称性を有するが、いくつかの他の実施形態においては、組立体またはその部品の少なくとも１つまたは複数は、異なる対称性を持つか、実質的に全く対称性を持たない（非対称性）。

図２は、断面側面図により、本発明に従う多層組立体の実施形態２００を示す。したがって、この主として概念的な表現は、例えば図１の実施形態および様々な他の実施形態を網羅し得る。図１を参照すると、この図は、例えば、線Ａ－Ａに沿って見たものであり得る。図３は、３００において、特に製造プロセスおよび層構造の見地から本質的に同じまたは類似の実施形態を例証する。図３において、例証された層厚は、例示にすぎないが、相対的な厚さに関しては現実のシナリオも反映し得る。例えば、基板２０２は、フィルムタイプ（例えば、約０．１ミリメートル厚を有する）のものであり得るが、例えば導光層２０４は、実質的により厚く、例えば１もしくは数ミリメートル、またはそれ以上であり得る。

基板２０２には、少なくともその第１の側面（図内の上／上方側面）上に、本明細書で先に記載されるように、導電性トレース（伝導体）２１０、電子部品２１２、２１４、例えば、光源２１４（任意選択的）、面光源２１５（好ましい）、光受信機／センサ、集積回路などの素子が設けられている。任意選択的に、１つまたは複数の面光源２１５は、プリンテッドエレクトロニクス技術を用いて基板２０２（表面）上にプリントされるが、必ずしもそうである必要はない。代替的に、少なくとも１つの、ＯＬＥＤなどの面光源２１５は、（表面）装着可能部品またはモジュールとして基板の表面上に提供され得る。したがって、部品／モジュールは既製であってもよい。部品／モジュールは、例えばバリアフィルムまたは一般的にはバリア素子、反射体、レンズなどに関して、光源の適切な光学機能を強化するまたは可能にするための異なる機能的な機構、例えば光学的機構を含み得る。面光源２１５は、角があるかまたは丸い、おそらくは平坦（平面）の形状を呈するように構成され得る。平坦形状の代わりに、面光源は、実施形態に応じて、設置場所およびホスト構造体にさらに良好に適合させるためおよび／または所望の配光を出力するために湾曲した形状などの３次元形状を呈し得る。

光源２１５の形状および／またはサイズは、窓１１６、１１６Ｃの形状および／またはサイズに実質的に従うか、またはそれらとは異なり得る。加えて、電子部品などのいくつかの素子３１４Ａは、好ましくは熱可塑性材料の導光層２０４の成形後に任意選択的に少なくとも部分的に、基板の両方の側面上に提供され得るか、および／または基板内に埋め込まれ得る。

いくつかの用途においては、導光層２０４を成形する代わりに、導光層２０４は、好ましくは基板２０４の第１の上方表面から突出する電子機器２１２、２１４の少なくとも部分を受容および収容するための凹部などの必要な表面形態を含む、例えば既製の素子に準拠して、別のやり方で提供され得る。

マスキング層１０６は、導光層２０４にラミネートされ得るか、または導光層２０４上に直接生成され得る。マスキング層１０６は、光源２１４、２１５によって発せられる光が周囲環境に向けて透過されることを可能にするための、少なくとも１つの窓１１６、または本明細書内で先に論じられるようにいくつかの実施形態においては、複数の窓を含む。

窓１１６、導光層２０４、および光源２１４、２１５（および／または光検出器／センサなどの他の関連素子）は、例えば相互位置、材料、寸法、および形状に関して、光源２１４、２１５によって発せられ、導光層２０４内を伝播し、窓１１６に入射する光が、選択された入射角を少なくとも考慮して窓１１６を通過するように構成されている場合がある。

さらに、本構成は、１つもしくは複数の光源（例えば、ＬＥＤなどのＳＭＤ型の別々の部品２１４、またはより広い面積にわたってより拡散した均一の光を発する面型光源と比較してより点状のビームを提供する他の光源）および／または追加の電子機器などの他の内部素子が、見る人から実質的に完全に、または少なくとも、組立体の面法線（すなわち、窓充填物／マスキング層１０６、潜在的な上層１０８、あるいは窓充填材料がない場合には導光２０４の面法線）などの基準に対する選択された検査角度内に隠れたままであるようなものであり得る。関連臨界角の大きさは、例えば、約１０度、１５度、２０度、３０度、４０度、４５度、５０度、６０度、またはそれ以上であり得る。いくつかの他の実施形態において、基準は、上記の面法線とは異なり得、したがって例えば面法線から４５度の角度などの特定の角度にある線であってもよく、上記の視角はこの基準に対しておよびおそらくはこの基準の周りで画定される。

少なくとも１つのカバー／上層１０８は任意選択的に、光が導光２０４およびマスキング層１０６だけでなく、組立体全体を所望の程度まで出射するように、マスキング層１０６の窓に対して整列される窓１１６Ｃを伴って提供および配置され得る。例えば、窓１１６、１１６Ｃは、組立体の厚さ／高さ方向に沿って実質的に重ねられ得る。

窓１１６、１１６Ｃは、概して、同じまたは異なる形状および任意選択的に寸法のものであり得る。示されるシナリオにおいて、破線垂直線２１７によって示される重なっている窓１１６Ｃは、窓１１６よりも大きいが、それらは、例えば横方向または全体的に同じサイズのものであってもよい。窓は、平面であり得るが、厚さ変動が可能な状態にさえある相当な３Ｄ形状（すなわち、広範囲の厚さ寸法を有する）であってもよい。例えば、窓と共に、所望の光学機能性、もしくは例えば絶縁、機能性などの他の機能性、および／または関連する機能的素子、例えば、レンズ、プリズム、回析素子などを実装するために、異なる表面トポロジが適用され得る。

好ましくは、装置２００の実施形態は、実際、上記のＯＬＥＤ型光源など、少なくとも１つの面光源２１５を備える。光源２１５は平坦であり得る。光源２１５は、例えば、窓１１６、１１６Ｃの面積の少なくとも約５０％、７５％、９０％、または１００％に対応する面積など、比較的広い面積に対応し得る。

したがって、知覚される光は、外側の見る人の視点から、輝度の均等な分布を伴って、したがって実質的なホットスポットがなく、均一に見え得る。

少なくとも１つの下層２１８は、任意選択的に、導光層２０４と反対の側面上に基板２０２の下に提供され得る。下層２１８は、審美的機能（例えば、グラフィック、表面形態、色などによって提供される）、触覚機能（例えば、表面形態、材料選択により）、保護機能（材料性質、厚さ、可撓性／剛性、硬度、絶縁性など）、接続／固定機能（例えば、粘着性、接着、突出部、凹部、フック、ベルクロ（登録商標）などの機械的な）、導電機能（導電材料、トレース、リード／ワイヤ、または他の伝導体）、および／または他の機能を有し得る。

いくつかの実施形態において、下層２１８は省略され、組立体２００は、基板２０２を介してホストデバイスまたは他のホスト素子２１８に取り付けられる。さらなる代替案として、組立体２００は、スタンドアローン素子もしくはデバイスタイプのものであり得るか、または、他の表面を介して（例えば、側壁／縁または上表面を介して）ホストもしくは他の素子に取り付けられ得る。

いくつかの実施形態において、組立体２００は、ホストデバイス／素子のケーシングまたはカバーの少なくとも部分を形成する。組立体は、例えば、全体的に凸状、中空、入れ物、および／または容器形状を呈するようにそれに応じて造形され得る。

組立体２００は、内面反射、好ましくは導光層２０４内の光の総内面反射ベースの伝播を生じさせるように構成され得る。好適な材料を使用することにより、望まない吸収／漏出の代わりに光の反射型伝播が強化され得る。導光層２０４は、例えば、隣接するマスキング層１０６、基板２０２、下層／ホスト素子表面／保護層２１８、および／または関連反射体よりも高い屈折率を有し得る。さらに、上部または側面発光ＬＥＤなどの光源２１４に対する導光層２０４の場所およびジオメトリは、光が全体的に、関連する臨界角よりも大きい角度で材料界面に到達して、当業者によって理解されるような内面反射を確実にするように構成され得る。

いくつかの実施形態において、例えば基板２０２および導光層２０４は、例えば屈折率に関して、実質的に同様の光学的性質を有する。したがって、これらの２つの間の界面は、導光層２０４および基板２０２の機能的な組み合わせ内での入射光および例えば光の総内面反射ベースの伝播に対して透明または実質的に存在しないと見なされ得る。

組立体２００の照明機構を考慮すると、１つの一般的目的は、本明細書内で先に述べたようなホットスポットのない周囲環境に向けた窓１１６を介して均一の照明、または均一の「輝度」分布を提供することにあり得る。光の指向性（例えばコリメート光であるか散光であるか）は、同様にケース特異的に決定され得る。例えば、拡散／コリメートレンズまたは他の機構が、適切に造形された窓充填物１１６、１１６Ｃ、および／または組立体の他の素子によって実装され得る。プレート、フィルム、または層表面などの埋め込まれた反射／ミラリング機構が、同様の目的のために利用され得る。

組立体２００によって投影／発光される（光源２１４を起源とする）光に加えて、知覚される表面の照明均一性は、反射外部光の均一性にも依存する。

窓１１６、１１６Ｃの、組立体２００の周囲環境からその場所に到達する外部光に対する反射性質に関して、関連充填物（または、導光層２０４など、例えば貫通孔型窓の場合など窓充填物がない場合に外部光を受容する、組立体の他の素子）は、周囲環境に面する外表面を組み込み得る。その表面は、好ましくは、そのような入射光を全方向に等しく反射するために理想的にまたは最大限に拡散性である。この種の拡散性質は、例えば、表面粗さを高めることによって達成され得る。

均一性などの所望の照明特性を得るために、いくつかの実施形態において、組立体２００は、内部透過された光を周囲環境へ出力結合し、おそらくは外部光を反射する外部表面の少なくとも部分を画定する窓１１６、１１６Ｃまたは他の素子の照明に関して構成され得る。下にある導光層２０４からの窓１１６、１１６Ｃの一定の照明は、したがって、１つの潜在的な設計目的と見なされ得る。

追加的にまたは代替的に、窓１１６、１１６Ｃまたは他の素子の輝度値および／または光度は、少なくとも十分に（適切なレベルの十分な量は、当業者によって実施形態特異的に当然に決定されるものとする）一定であるように構成され得る。

一般的に、組立体２００、および例えば特にその窓１１６、１１６Ｃの照明性質は、実際には、使用される素子に関連した材料、それらの相互位置付け、ならびに寸法および形状の組み合わせによって決定され得る。形状は、表面トポロジおよび全体的ジオメトリの両方を網羅し得る。

図４は、本発明に従う方法の実施形態を開示するフロー図４００を含む。

多層構造体を製造するための方法の最初に、始動フェーズ４０２が実行され得る。始動４０２の間、材料、部品、および器具の選択、獲得、較正、および他の構成行為など、必要な作業が行われ得る。個々の素子および材料選択が、連携し、選択された製造および設置プロセスに耐えることにおいて特別な注意がなされる必要があり、これは、当然ながら好ましくは、製造プロセス仕様および部品データシートに基づいて前もって、または例えば、生成されたプロトタイプを検査および試験することによって、チェックされる。使用される設備、中でも成形／ＩＭＤ（インモールド装飾）、ラミネーション、ボンディング、熱形成、切断、ドリル穿孔、および／または印刷設備などは、したがってこの段階で動作可能な状態にまで準備され得る。成形型には、必要な表面形態などが用意され得る。

４０４において、電子機器を収容するための、好ましくは可撓性の基板フィルムまたは潜在的には他の好ましくは平面の基板素子が得られる。基板材料の既製の素子、例えば、プラスチックフィルムのロールが獲得され得る。いくつかの実施形態において、基板フィルム自体がまず、成形、押出し、または他の方法により所望の原材料から内部生成され得る。任意選択的に、基板フィルムは加工される。基板フィルムは、本明細書内で先に企図されるように、例えば、被覆され得、切断され得、および／または開口部、切り目、凹部、切り口などを備え得る。当初のフィルムおよび／または結果として生じるフィルムは、例えば、矩形、正方形、または円形形状を持ち得る。基板は、基板の上に提供されることになる光源もしくは検出器の動作波長など、光の選択された波長または一般的には電磁放射を考慮して、不透明、半透明、または実質的に透明であり得る。

４０６において、電子部品を電気的に結合するための、例えば所望の回路パターンまたは回路設計の伝導体線、導体パッド（または他の接触領域）などを画定するいくつかの導電トレースが、好ましくは関連するアディティブ技術に関するプリンテッドエレクトロニクスの１つまたは複数の技法によって、基板フィルム上に提供される。例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、またはオフセットリソグラフ印刷が利用され得る。また、例えばグラフィック、視覚標識などの印刷を伴うフィルムを助長するさらなる行為がここで行われ得る。

４０８において、ＬＥＤなどのいくつかの光源が、任意選択的に１つまたは複数の電子部品と共に基板上に提供される。実際には、例えば、様々なＳＭＤなどの既製の部品が、はんだおよび／または接着剤によって選択された接触領域に取り付けられ得る。代替的にまたは追加的に、プリンテッドエレクトロニクス技術は、実際に、ＯＬＥＤなどの部品の少なくとも部分を直接フィルム上に製造するために適用され得る。

好ましい実施形態において、ＬＥＤなどの他の光源の代わりに、またはそれに加えて、少なくとも１つの、ＯＬＥＤなどの面光源が、例えば、必要な機能的な層をプリントすることにより基板の上で面光源を直接製作するか、または本明細書内で先に論じられるように、少なくとも部分的に既製の部品もしくはモジュールとして面光源を設置するかのいずれかで基板上に提供され、これは、残りの層をプリントすることまたはいくつかの他の製造方法を使用することによって、任意選択的に、基板上で完成され得る。

面光源は、成形導光層の上に提供されるマスキング層の窓の場所に実質的に一致するように位置付けられ得る。したがって、発せられる光は、反射なしに、または少なくとも過剰な量の反射なしに、真っ直ぐかつ短いルートを通って窓に達し得る。面光源は、選択された程度まで窓の形状および／またはサイズに一致するように寸法決定され得る。

いくつかの実施形態において、基板フィルムは、好ましくは真空または圧力形成などの熱形成４１８により所望の３Ｄ形状（実質的に非平面の形状）を呈するように形成され得る。熱形成可能な材料を含む基板は、ホストデバイスまたは使用シナリオによりよく適合するように造形され得る。追加的にまたは代替的に、熱形成は、既に確立された多層積層体がそのような加工に耐えるように設計される場合には、成形４１０後に行われることさえある。形成技法を考慮して、例えば圧力形成は、基板に非常に正確な鮮明な細部を提供するために適用され得る。圧力形成は、一般的には、望ましくない流れを可能にして、結果としてそこから圧力を低下させることになる（貫通）孔が基板にないときに好まれ得る。

いくつかの実施形態において、いくつかの電子機器の部分組立体／サブ基板が、４０９においてそのようなものとして主基板に提供され、例えば接着剤によって固定され得る。

４１０において、光源によって発せられる光のための導光を確立する少なくとも１つの熱可塑性層が、基板フィルムの第１の側面、ならびにトレースおよびいくつかの電子部品など、基板フィルム上の電子機器の少なくとも部分に、成形される。好ましくは、光源は、成形材料内に少なくとも部分的に埋め込まれる。したがって、光源と成形導光層との間の光学的接触は、光学結合損失が低く、非常に良好である。実際には、基板フィルムは、射出成形プロセスにおいてインサートとして使用され得る。基板素子の第１の側面および関連表面には、いくつかの実施形態において、境界線など、成形プラスチックのない１つまたは複数の領域が残っている。いくつかの実施形態において、基板フィルムの両面に、成形層が提供され得る。使用される熱可塑性材料は、好ましくは、少なくとも半透明である。熱可塑性材料はそれでも、少なくとも１つの色を呈し得る。

一方は基板として他方は例えばマスキング層または組立体積層内でマスキング層の下に位置する層として指定される２つのフィルムが使用される場合、それら両方は、プラスチック層がそれらの間に注入されるように、それらフィルム自体の成形型半体内に挿入され得る。他方のフィルムは、任意選択的に、成形の前に、例えば項目４０６、４０８の実行中に電子機器（例えば、トレースまたは部品などのプリンテッドエレクトロニクス、センサ電極、および／または装着部品など）が提供されており、および／または成形前に形成されている場合がある。電子機器および／または他の素子は、例えば、基板フィルムおよび成形プラスチックに面する他方のフィルムの側に提供され得る。

プラスチックは、１つまたは複数の場所を介して、例えばフィルムの側面から、注入され得る。したがって、例えば縁注入および／または孔注入（フィルム内の１つまたは複数の孔によるフィルム間のプラスチック注入）が適用され得る。代替的に、例えばマスキング層を確立するための他方のフィルムは、好適なラミネーション技法によって、基板フィルムおよびその後のプラスチック導光層の集合体に取り付けられ得る。

他のフィルムには、先に論じた窓のための少なくとも１つの孔が設けられ得る。孔は、例えば、切断、ドリル穿孔、彫刻、スタンピング、またはエッチング工程により生じ得る。成形中、熱可塑性成形材料は次いで一方または両方の側面から孔に入り得、また任意選択的にフィルムの他方の側面へと進んで、少なくとも当該フィルムのための窓充填物の少なくとも部分を確立し得る。

いくつかの実施形態において、成形前に他のフィルム内に貫通孔が準備されていない。フィルムは、依然として、任意選択的に、成形材料の圧力に起因して成形中に窓形成を促進するために、窓の標的位置において例えば薄くされた、または他のやり方で弱体化された（例えば上記の工程のうちの１つを使用して形成された）スポットを有し得る。いくつかの実施形態において、他方のフィルムに接触する成形型表面は、その上に、他のフィルム内の窓の標的位置に対応する凹部、穿孔領域、フラップ、またはピンホールなどの表面特徴を有し得、それにより成形中に窓を形成および／または充填するのを促進し得る。したがって、他のフィルム内の窓の所望の領域に一致しかつそれに面する特徴は、成形材料が窓を介して他のフィルムの他方の側面（すなわち成形型側／外側）に流れることをさらに可能にし得る。

適用可能な材料選択の数例を考慮して、基板フィルムおよび／もしくは潜在的なさらなるフィルムまたは材料層は、実質的に、ポリマー、熱可塑性材料、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド、メチルメタクリレートおよびスチレンのコポリマー（ＭＳ樹脂）、ガラス、有機材料、繊維状材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ならびに金属からなる群から選択される少なくとも１つの材料からなる、またはそれらを含み得る。

実現可能な成形法は、例えば、射出成形を含む。いくつかの可塑性材料の場合、それらは、二段または一般的には多段成形法を使用して成形され得る。複数の成形ユニットを有する成形機が利用され得る。代替的に、複数の機械または単一の再構成可能な機械が、いくつかの材料を順次提供するために使用され得る。

基板の第１の側面およびしたがって関連する第１の表面はこのようにして、関連する表面積を考慮して、プラスチック材料、好ましくはおよび典型的には熱可塑性の材料によって、少なくとも部分的にオーバーモールドされている。任意選択的に、いくつかのオーバーモールド適用可能材料が、１つまたは複数の成形層、例えば基板の第１の側面上に横並びに位置する隣接層を確立するために、および／またはその上に複数の重畳層の積層を形成するために利用され得る。

成形層を確立するために使用される（熱）可塑性材料は、例えば可視光などの埋め込まれた光源によって発せられる光が無視できる損失でそこを通過することを可能にする選択された波長を考慮して、光学的に実質的に不透明、透明、または半透明の材料を含む。選択された波長での材料の十分な透過率は、例えば実施形態に応じて、約６０％、７０％、７５％、８５％、９０％、または９５％、またはそれ以上であり得る。マスキング層を確立する材料などの潜在的なさらなる成形（熱）可塑性材料は、実質的に不透明または半透明であり得る。

オーバーモールド手順によって提供されるプラスチック層は、一般的には、例えば弾性樹脂を組み込み得る。より詳細には、この層は、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、ＰＥＴ、ナイロン（ＰＡ、ポリアミド）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、およびＭＳ樹脂からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む１つまたは複数の熱可塑性材料を含み得る。

４１２において、マスキング層などのさらなる層が、前の段落を参照して既に存在していない場合、最後に組立体に提供され得る。提供は、例えば成形、堆積コーティング／他のコーティング方法、および取り付けによる直接製造を含み得る。窓を画定する切り口または孔は、ドリル穿孔、彫刻、鋸断、エッチング、切断（例えば、レーザまたは機械ブレードを用いて）によって、または当業者によって理解されるような任意の他の実現可能な加工方法を使用して、マスキング層および潜在的なさらなる層内に提供され得る。代替的に、この層は、例えば、成形により既製の窓特徴を有して生成され得る。

様々な層を組立体に固定するための好適なラミネーション技法は、例えば、接着剤、高温、および／または圧力ベースのボンディングを利用する。

得られる積層構造体の全体的な厚さに関して、それは、使用される材料、ならびに製造およびその後の使用の観点から必要な強度を提供する関連する最小材料厚に大きく依存する。これらの態様は、個々の場合に応じて検討されるべきである。例えば、構造体の全体的な厚さは、約１ｍｍであり得るが、それより大幅に厚いまたは薄い実施形態も実現可能である。

項目４１４は、潜在的な後処理作業およびホストデバイスまたは素子への取り付けを指す。

４１６において、方法の実行は終了する。

本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により、その等価物と一緒に決定される。当業者は、開示された実施形態が例示的目的のためだけに構築されたものであり、上の原則の多くに当てはまる他の配置が、それぞれの潜在的な使用シナリオに最も適するように容易に準備され得ることを理解するものとする。例えば、いくつかの用途においては、実質的に不透明マスキング層の代わりに、半透明（例えば、拡散性）の材料が中で使用され得る。半透明の材料は、依然として、マスキング層を通る直接的な光伝播を妨げるか、またはそれを防ぐ。

Claims (33)

1. 電子デバイスのための多層組立体（１００、２００、３００）であって、
   基板フィルム（２０２）であって、少なくともその第１の側面上に電子機器（２１０、２１２、２１４）を収容するように構成され、前記第１の側面および第２の側面を有する、基板フィルム（２０２）と、
   前記基板フィルム（２０２）の前記第１の側面上に提供され、かつ既定の周波数または周波数帯域の光を発するように構成された面光源（２１５）およびいくつかのさらなる光源（２１４）と、
   前記基板フィルム（２０２）の前記第１の側面上に提供され、かつ少なくとも部分的に前記光源（２１４、２１５）を埋め込んだ成形プラスチック導光層（２０４）であって、前記既定の周波数または帯域を考慮して光学的に少なくとも半透明の材料でできており、前記プラスチック導光層（２０４）が、前記埋め込まれた光源（２１４、２１５）によって発せられる光を透過するように構成され、その結果、前記透過された光が、前記導光層（２０４）内を伝播し、かつ前記プラスチック導光層の外表面を介して前記プラスチック導光層（２０４）から出力結合され、前記導光層（２０４）の前記外表面が、前記導光層（２０４）の他の表面の実質的に反対側にあり、前記他の表面が前記基板フィルム（２０２）の前記第１の側面およびその上にある前記面光源（２１５）に対向しており、前記面光源（２１５）が前記他の表面を介して少なくとも部分的に前記導光層（２０４）に埋め込まれている、成形プラスチック導光層（２０４）と、
   前記プラスチック導光層（２０４）の前記外表面上に提供され、前記多層組立体の少なくともいくつかの内部の外からの視界を遮るために実質的に不透明の材料を含むマスキング層（１０６）であって、前記埋め込まれた光源（２１５）によって発せられ、かつ前記プラスチック導光層内を伝播される光を、周囲環境に向かって前記マスキング層（１０６）を通過させるための窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）を画定する、マスキング層（１０６）と、を備え、
   前記面光源（２１５）が窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）に実質的に対向して位置し、前記面光源は平坦であり、前記平坦な面光源により放射された光は、拡散性でかつ均一であり、
   前記平坦な面光源は、前記窓の面積の少なくとも約９０％に対応する面積に及び、
   前記さらなる光源（２１４）、前記マスキング層（１０６）、および関連する前記窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）が、少なくとも前記組立体の外側からの選択された視野角（２２０）内では、前記窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）を通じて前記さらなる光源（２１４）および任意選択的にさらなる電子機器（２１０、２１２）まで直接的な視線（ＬＯＳ）路が実質的に存在しないように相互に構成されており、
   前記さらなる光源（２１４）が、前記面光源（２１５）と比較してより点状の（spot like）光出力を提供する光源である、多層組立体（１００、２００、３００）。
2. 前記基板フィルムが、可撓性の基板フィルムである、請求項１に記載の組立体。
3. 前記既定の周波数または周波数帯域の光が、可視光を含むかそれに実質的に制限する光である、請求項１または２に記載の組立体。
4. 前記マスキング層（１０６）上に保護カバー層（１０８）をさらに備える、請求項１から３のいずれかに記載の組立体。
5. 前記カバー層が、前記光源（２１５）の前記周波数または周波数帯域を考慮して実質的に光学的に透明の材料のものであるか、または、貫通孔など材料のない、あるいは前記光源の前記周波数もしくは帯域を考慮して実質的に光学的に半透明もしくは透明の材料の窓（１１６Ｃ）を画定する、請求項４に記載の組立体。
6. 前記面光源（２１５）が、前記基板上にプリントまたは設置された光源を備える、請求項１から５のいずれかに記載の組立体。
7. 前記面光源が、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を備える、請求項６に記載の組立体。
8. 前記面光源（２１５）が、平坦な実質的に丸い形状、または少なくとも１つの丸い縁部を含む形状を画定する、請求項１から７のいずれかに記載の組立体。
9. 前記面光源（２１５）が、前記窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）のサイズおよび／または形状に実質的に適合する、請求項１から８のいずれかに記載の組立体。
10. 前記いくつかのさらなる光源が、表面実装素子（例：ＬＥＤ）である、請求項１から９のいずれかに記載の組立体。
11. 前記組立体の外側からの前記選択された視野角が、前記マスキング層の面法線からゼロ角を含む、請求項１から１０のいずれかに記載の組立体。
12. 前記基板フィルムの第２の側面上に下層（２１８）をさらに備える、請求項１から１１のいずれかに記載の組立体。
13. 前記下層が、任意選択的に接着剤または機械的な固定構造体を含む、前記組立体をホストデバイスまたはホスト素子に固定するための取り付け機構を含むか、またはそれによって確立される、請求項１２に記載の組立体。
14. 少なくとも前記基板フィルムが、３次元の非平面形状に形成される、請求項１から１３のいずれかに記載の組立体。
15. 前記窓が貫通孔である、請求項１から１４のいずれかに記載の組立体。
16. 前記窓が、前記周波数または帯域を考慮して光学的に実質的に半透明または透明の材料を含む、請求項１から１４のいずれかに記載の組立体。
17. 前記窓が光拡散体を備える、請求項１から１４のいずれかに記載の組立体。
18. 前記窓が、グラフィックパターン、テキスト、記号、数字、および図からなる群から選択される少なくとも１つの照明された素子を画定する、請求項１から１７のいずれかに記載の組立体。
19. 前記窓と関連付けられた照度、輝度、または光度が、前記周囲環境に均一の照明を提供するために実質的に一定である、請求項１から１８のいずれかに記載の組立体。
20. 前記基板フィルムが、前記周波数または帯域を考慮して光学的に実質的に半透明または透明の材料を含む、請求項１から１９のいずれかに記載の組立体。
21. 前記組立体内の光の伝播に基づいた実質的に内面反射のために構成された、請求項１から２０のいずれかに記載の組立体。
22. 前記組立体内の光の伝播に基づいた実質的に全内面反射のために構成された、請求項２１に記載の組立体。
23. 前記基板フィルムが、ポリマー、熱可塑性材料、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド、メチルメタクリレートおよびスチレンのコポリマー（ＭＳ樹脂）、ガラス、有機材料、繊維状材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ならびに金属からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１から２２のいずれかに記載の組立体。
24. 前記プラスチック導光層が、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ、ＰＥＴ、ナイロン（ＰＡ、ポリアミド）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、およびＭＳ樹脂からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む、請求項１から２３のいずれかに記載の組立体。
25. 前記基板上に位置する前記電子機器が、導電性トレース、プリンテッド導電性トレース、導体パッド、集積回路（チップ）、処理ユニット、メモリ、通信ユニット、トランシーバ、送信機、受信機、信号プロセッサ、マイクロコントローラ、バッテリ、発光デバイス、光検知デバイス、フォトダイオード、コネクタ、電気コネクタ、光学コネクタ、ダイオード、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）、プリンテッド電子部品、センサ、力センサ、アンテナ、加速度計、ジャイロスコープ、容量式スイッチまたはセンサ、電極、センサ電極、プリンテッドセンサ電極、および光起電力電池からなる群から選択される少なくとも１つの素子を備える、請求項１から２４のいずれかに記載の組立体。
26. 電子デバイスのための多層組立体（１００、２００、３００）を確立する方法（４００）であって、
    基板フィルムを得るステップ（４０４）であって、前記基板フィルムが、少なくともその第１の側面上に電子機器を収容するように構成され、前記第１の側面および第２の側面を有する、ステップ（４０４）と、
    前記基板フィルムの前記第１の側面上に少なくとも１つの面光源（２１５）およびいくつかのさらなる光源（２１４）を提供するステップ（４０８）であって、前記光源（２１４、２１５）が、既定の周波数または周波数帯域の光を発するように構成されている、ステップ（４０８）と、
    前記基板フィルムの前記第１の側面上にプラスチック導光層を成形し、それにより前記光源（２１４、２１５）を少なくとも部分的に埋め込むステップ（４１０）であって、前記プラスチック導光層が、光の前記既定の周波数または帯域を考慮して光学的に少なくとも半透明の材料でできており、前記プラスチック導光層が、前記埋め込まれた光源によって発せられる光を透過するように構成され、その結果、前記透過された光が、前記導光層内を伝播し、かつ前記導光層の外表面を介して前記導光層から出力結合され、前記導光層の前記外表面が、前記導光層の他の表面の実質的に反対側にあり、前記他の表面が前記基板フィルムの前記第１の側面およびその上にある前記面光源に対向しており、前記面光源が前記他の表面を介して少なくとも部分的に前記導光層に埋め込まれている、ステップ（４１０）と、
    前記導光層の前記外表面上に、前記多層組立体の少なくともいくつかの内部の外からの視界を遮るために実質的に不透明の材料を含むマスキング層を提供するステップ（４１２）であって、前記マスキング層が、前記埋め込まれた光源によって発せられ、かつ前記導光層内を伝播される光を、周囲環境に向かって前記マスキング層を通過させるための窓を画定する、ステップ（４１２）と、を含み、前記面光源（２１５）が窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）に実質的に対向して位置し、前記面光源は平坦であり、前記平坦な面光源により放射された光は、拡散性でかつ均一であり、
    前記平坦な面光源は、前記窓の面積の少なくとも約９０％に対応する面積に及び、
    前記さらなる光源（２１４）、前記マスキング層（１０６）、および関連する前記窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）が、少なくとも前記組立体の外側からの選択された視野角（２２０）内では、前記窓（１１６、１１６Ａ、１１６Ｂ）を通じて前記さらなる光源（２１４）および任意選択的にさらなる電子機器（２１０、２１２）まで直接的な視線（ＬＯＳ）路が実質的に存在しないように相互に構成されており、
    前記さらなる光源（２１４）が、前記面光源（２１５）と比較してより点状の（spot like）光出力を提供する光源である、方法。
27. 前記基板フィルムが、可撓性の基板フィルムである、請求項２６に記載の方法。
28. 少なくとも１つの面光源を備える前記基板フィルムが、選択された３次元形状に熱形成される、請求項２６または２７に記載の方法。
29. 前記マスキング層、または前記マスキング層と前記導光層との間の層のいずれかを確立するためのさらなるフィルム、および前記基板フィルムが、成形型内に提供され、前記プラスチック導光層を形成するための熱可塑性材料がそれら２つのフィルムの間で成形される、請求項２６から２８のいずれかに記載の方法。
30. 前記マスキング層、または前記マスキング層と前記導光層との間の層のいずれかを確立するためのさらなるフィルム、および前記基板フィルムが、成形型内に、各々が対向する成形型半体に対して、提供され、前記プラスチック導光層を形成するための熱可塑性材料がそれら２つのフィルムの間で成形される、請求項２９に記載の方法。
31. 前記さらなるフィルムが、窓のための貫通孔を含む、またはそれを含むように加工される、請求項２９または３０に記載の方法。
32. 前記さらなるフィルムが、実質的に窓の標的位置において、薄くされたまたは弱体化されたスポットを含むか、またはそれを含むように加工されて、表面特徴を有する成形型表面を使用して、前記表面特徴にもたらされる関連圧力に起因して成形手順中に窓形成を可能にする、請求項２９から３１のいずれかに記載の方法。
33. 前記成形型が、前記窓の位置に実質的に一致するように整列された凹部または孔を含む、請求項２９から３２のいずれかに記載の方法。
    
    

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