KR20220156445A - 광전자적으로 기능하는 다층 구조 및 관련 제조 방법 - Google Patents

광전자적으로 기능하는 다층 구조 및 관련 제조 방법 Download PDF

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Abstract

광전자적으로 기능하는 다층 구조의 실시예가 본 출원에 설명된다. 또한, 본 출원에는 광전자적으로 기능하는 다층 구조를 제조하는 관련된 방법이 설명되어 있다.

Description

광전자적으로 기능하는 다층 구조 및 관련 제조 방법 {OPTOELECTRONICALLY FUNCTIONAL MULTILAYER STRUCTURE AND RELATED MANUFACTURING METHOD}
일반적으로, 본 발명은 전자장치, 관련 디바이스, 구조 및 제조 방법에 관한 것이다. 배타적인 것은 아니지만, 본 발명은 특히, 환경에서 인지할 수 있는 조명된 부분을 갖는 다층 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 전자장치 및 전자 제품에 관련하여 다양한 상이한 적층형 다층 어셈블리 및 구조와 관련 제조 기술이 존재한다.
인몰드 구조 전자 장치(in-mould structure electronics; IMSE)의 제조 개념에서 기능 디바이스 및 그 부품은 예를 들어 가능한 매끄럽게 구조의 전자 및 광학 기능성을 캡슐화하는 다층 구조의 형태로 적층된다. IMSE의 특징은 전자장치 및 광학장치와 같은 선택적인 추가적인 매립 특징이 일반적으로 전체 타겟 제품, 부품 또는 일반적 설계의 3D 모델에 따라 진정한 3D(비평면) 형태로 제조된다는 것이다. 3D 기재 및 관련 최종 제품에서 전자장치의 원하는 3D 레이아웃을 달성하기 위해, 전자장치는 여전히 2차원(2D) 전자장치 조립 방법을 사용하여 필름과 같은 초기 평면 기재에 제공될 수 있으며, 그 후에, 이미 전자장치를 수용하는 기재가 원하는 3D 형상으로 형성되고, 예를 들어 기본 요소를 덮고 매립하는 적절한 플라스틱 재료에 의한 오버몰딩이 적용될 수 있고, 따라서 이들을 환경으로부터 보호하고 잠재적으로 숨길 수 있다.
US 6,521,830은 미리 결정된 위치에서 접촉핀이 부착된 상태로 그 표면의 선택된 위치에 전기 전도체 트랙을 갖는 열가소성 재료의 몰딩을 포함하는 전기 또는 전자 디바이스 또는 컴포넌트를 위한 하우징을 제시하며, 이에 의해, 센서, 마이크로스위치 또는 표면 실장 디바이스와 같은 전자 컴포넌트가 전기 전도체 트랙에 적용될 수 있고, 전기 전도체 트랙은 후속하여 열가소성 재료의 제2 층에 의해 동시에 캡슐화 및 밀봉된다.
그러나, 예를 들어 IMSE에 관련하여 광 전달 또는 조명을 이용하는 알려진 해결책과 관련된 다양한 과제가 있다. 예를 들어, 소위 광 누설 또는 누화 현상은 고려해야 할 다른 잠재적 요인 중에서 동일한 구조에 배치된 많은 수의 광학 기능 컴포넌트 또는 요소를 수반하는 해결책의 일반적인 문제이다. 추가적으로, 제조 시, 예를 들어 다수의 광학적 기능성 요소를 포함하는 기재층을 다른 후속 층과 정렬하는 것은 시간 소모적이고 기술적으로 어려운 것으로 판명될 수 있다. 일반적으로, 광과 같은 IMSE 구조에서 매립되거나 전달되는 특징의 제어성은 다수의 사용 사례에서 여전히 과제를 남길 수 있고, 동시에, 또한, 집적 수준, 제품 중량 및 크기, 내구성, 제조 프로세스 복잡성 및 수율, 제품 및 프로세스 비용뿐만 아니라 예를 들어 얻어진 집적된 구조에서의 감지, 통신, 데이터 처리 및 데이터 저장의 관점에서 추가적인 기능성을 포함하는 능력은 IMSE의 개념하에 속하는 또는 그 개념을 환기시키는 해결책의 설계 및 제조 시 고려해야 하는 수많은 추가적인 양태의 예라고 말할 수 있다.
본 발명의 목적은 특히 IMSE 구조, 및 그 안에 매립된 전자 또는 기타 기능성과 같은 일체형 다층 구조에 관련하여 기존 해결책과 관련된 상기의 결점 또는 과제 중 하나 이상을 적어도 완화하는 것이다.
본 발명의 목적은 독립항에 제시된 바를 특징으로 하는 다층 구조 및 관련 제조 방법으로 달성된다. 본 발명의 일부 유리한 실시예는 종속항에 제시되어 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 광전자적으로 및/또는 달리 기능하는 다층 구조를 제조하는 방법은
제1 및 대향하는 제2 면을 포함하는 선택적으로 열가소성인 (3D-)성형 가능한, 예컨대, 열성형성 기재 필름을 제공하는 제1 단계로서, 선택적으로 제1 면은 선택된 상단을 향하고 제2 면은 구조의 선택된 하단을 향하는, 상기 제1 단계;
기재 필름을 전자장치와 배열하는 제2 단계로서, 전자장치는 기재 필름의 제1 면의 각각의 광 한정 세그먼트에 배치된 다수의 광학적 기능성, 바람직하게는 발광 및/또는 감광 요소를 포함하고, 회로 설계는 이 다수의 광학적 기능성 요소에 연결하는 다수의 회로 트레이스를 포함하는, 상기 제2 단계;
광학적으로 실질적으로 불투명한 광 차단층을 제공하고 기재 필름의 제1 면 상에 광 차단층을 추가로 배치하는 제3 단계로서, 광 차단층은 근위 단부가 구조의 두께 방향과 본질적으로 일치하는 제1 방향으로 각각의 광 한정 세그먼트의 접촉부로부터 연장되는 다수의 (제1) 구조적 채널을 정의하며, 구조의 두께 방향은 선택적으로 구조의 선택된 상단을 향하는, 상기 제3 단계; 및
기재 필름의 제1 면 상에 광학 투과층을 바람직하게는 몰딩에 의해 생성하여 i) 다수의 광학적 기능성 요소를 포함하는 광 한정 세그먼트가 구조적 채널의 내부를 적어도 부분적으로 확립하는 투과층에 적어도 부분적으로 매립되고 광학적으로 결합되도록 하고 ii) 광 차단층이 투과층과 고정되어 각각의 광 한정 세그먼트 내의 다수의 광학적 기능성 요소를 광 차단층에 위치시키고, 광 차단층이 광 한정 세그먼트를 서로 적어도 부분적으로 광학적으로 분리시키도록 이루어지는, 상기 제4 단계를 포함한다.
상기에서, 개시된 단계의 상호 순서는 바람직하게는 표시된 순서이다.
방법에서, 제3 단계는 바람직하게는 각각의 광 한정 세그먼트를 향한 적어도 하나의 구조적 채널(구멍)의 근위 단부가 각각의 광 한정 세그먼트의 에지를 적어도 부분적으로 형성하고, 적어도 하나의 구조적 채널의 원위 단부가 광 차단층의 다른 면 상에 출구를 형성하도록 제1 방향으로 광 차단층을 통해 연장하여 다수의 관통 구멍을 형성하도록 다수의 구조적 채널로부터의 적어도 하나의 구조적 채널을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 관련하여, 광 차단층의 상기 다른 면은 바람직하게는 예를 들어 구조에 의해 잠재적으로 생성되고 방출되는 광을 인지하는 다층 구조의 사용자가 위치할 수 있는 환경을 향하고 있다.
이 방법에서, 제3 단계는 광 차단층의 일 면 상의 적어도 하나의 구조적 채널의 근위 단부가 각각의 광 한정 세그먼트의 에지를 적어도 부분적으로 형성하고 적어도 하나의 구조적 채널의 원위 단부가 광 차단층의 다른 면의 인근에서 빈공간의 상단을 형성하도록 광 차단층 내로의 빈공간, 즉, 맹공을 형성하도록 다수의 구조적 채널로부터의 적어도 하나의 구조적 채널을 구성하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 각각의 구조적 채널에서 광 차단층의 두께는 국소적으로 감소된다.
방법에서, 제3 단계는 다수의 구조적 채널로부터의 적어도 하나의 구조적 채널의 일부를 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장하는 돌출부 또는 오목부를 포함하도록 배열하여 광 차단층과 투과층 사이의 고정 및/또는 투과층의 위치설정을 개선시키는 단계를 포함할 수 있다.
방법에서, 제4 단계는 바람직하게는 광학 투과층이 광 차단층과 기재 필름의 제1 면 사이에 적어도 부분적으로 몰딩되도록 광 차단층의 재료의 적어도 하나의 단편을 몰드의 삽입물로서 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
방법에서, 제3 단계는 선택적으로 광 차단층과 기재 필름 사이에 접착제 층을 제공하는 단계가 선행되는, 기재 필름과 광 차단층의 재료의 적어도 하나의 단편을 적층하는 단계를 포함할 수 있다.
방법에서, 제2 단계는 LED 등과 같은 발광 요소, 감광 요소, 광 검출기, 광전지 및 감압 컴포넌트로 구성되는 그룹으로부터 선택된 전자장치의 적어도 하나의 전기 요소를 광 한정 세그먼트 중 적어도 하나 내로 배열하는 단계를 포함할 수 있다.
방법에서, 제2 단계는 기재 필름 상에 인쇄 전자장치 기술에 의해 전자장치의 적어도 일부, 바람직하게는 적어도 회로 설계를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
방법에서, 제3 단계는 플라스틱과 같은 적어도 하나의 소스 재료로부터 광 차단층을 적어도 부분적으로 몰딩하는 것을 포함할 수 있다.
이 방법에서, 제2 단계는 기재 필름의 제1 및/또는 제2 면에 마스킹을 제공하는 단계를 포함할 수 있으며, 마스킹은 트레이스에 대한 외부적 관찰을 차단하거나 적어도 방해하기 위해, 트레이스 및 선택적으로 적어도 하나의 광학적 기능성 요소, 선택적으로 필름 또는 테이프를 수용하는 베이스 층 상의 바람직하게는 불투명 또는 반투명의, 선택적으로 실질적으로 흑색과 같은 어두운 컬러의 층이다.
방법에서, 제2 단계는 기재 필름의 제1 면 상에 제1 추가적인 필름을 제공하는 단계를 포함할 수 있고, 제1 추가적인 필름은 선택적으로 적어도 하나의 광 한정 세그먼트 상에 또는 그 내에 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 함유한다: 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽.
방법은 다수의 구조적 채널 중 적어도 하나의 구조적 채널의 원위 단부에 하나 이상의 제2 추가적인 광학적 기능성, 선택적으로 확산성의 필름 또는 층을 제공하는 추가 단계를 포함할 수 있으며, 여기서, 제2 추가적인 필름 또는 층 중 적어도 하나는 선택적으로 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 함유한다: 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽.
방법에서, 제3 단계는 선택적으로 제1 방향에 본질적으로 수직인 제2 방향으로 연장하는 광 차단층의 다수의 제2 구조적 채널을 통해 적어도 2개의 광 한정 세그먼트를 연결하는 단계를 포함할 수 있고, 여기서, 제2 방향은 따라서 예를 들어 기재 필름의 평면에 실질적으로 평행한 방향을 의미할 수 있으며, 따라서, 다수의 제2 구조적 채널로부터의 적어도 하나의 구조적 채널의 근위 단부는 하나의 광 한정 세그먼트에 연결되고, 적어도 하나의 구조적 채널의 원위 단부는 다른 광 한정 세그먼트에 연결된다.
방법은 제2 단계 이후 또는 이전에 추가 단계를 포함할 수 있으며, 이 추가 단계는 바람직하게는 기재 필름을 선택된 3D 타겟 형상(곡선형, 사행형, 돔형, 또는 일부 다른 바람직하고 잠재적으로 더 복잡한 3D 형상)으로 열성형하는 것에 의한 3D 형상화(3D 성형)이고, 선택적으로 광 한정 세그먼트는 기재 필름의 오목부, 홈, 포켓, 리지 및/또는 돌출부의 형상에 의해 형성된다.
본 발명의 일 양태에 따른 광전자적으로 기능하는 다층 구조는
제1 및 대향하는 제2 면을 포함하고 선택적으로 제1 면이 선택된 상단을 향하고 제2 면이 구조의 선택된 하단을 향하는 선택적으로 열가소성의 성형 가능한 기재 필름;
기재 필름의 제1 면의 각각의 광 한정 세그먼트에 배치된 다수의 광학적 기능성, 바람직하게는 발광 및/또는 감광, 요소 및 다수의 광학적 기능성 요소를 연결하는 다수의 전기 전도성 회로 트레이스를 포함하는 회로 설계를 포함하는 전자장치;
다수의 광학적 기능성 요소를 포함하는 각각의 광 한정 세그먼트의 적어도 일부가 투과층에 적어도 부분적으로 매립되고 광학적으로 결합되도록 기재 필름의 제1 면 상에 몰딩되는 광학 투과층; 및
기재 필름의 제1 면 상에 배치된 광학적으로 실질적으로 불투명한 광 차단층- 광 차단층은 적어도 부분적으로 투과층의 재료로 구성된 다수의 구조적 채널을 형성함 -을 포함하고,
다수의 구조적 채널은, 선택적으로 구조의 선택된 상단을 향하는 구조의 두께 방향과 일치하는, 적어도 제1 방향으로 연장되도록 형성되어 i) 광 차단층이 광 한정 세그먼트를 서로 적어도 부분적으로 광학적으로 분리시키도록, 적어도 하나의 광학적 기능성 요소에 의해 방출된 광을 선택적으로 구조의 선택된 상단에 있는 환경을 향해 운반하고, 및/또는 광을 환경으로부터 적어도 하나의 광학적 기능성 요소 상으로 운반하며, ii) 각각의 광 한정 세그먼트 내의 다수의 광학적 기능성 요소를 광 차단층에 위치시킨다.
다층 구조에서, 다수의 구조적 채널로부터의 적어도 하나의 구조적 채널은 광 차단층의 일 면 상의 적어도 하나의 구조적 채널의 근위 단부는 각각의 광 한정 세그먼트의 에지를 적어도 부분적으로 형성하고, 적어도 하나의 구조적 채널의 원위 단부는 광 차단층의 다른 면 상에 출구를 형성하도록 다수의 관통 구멍을 형성하는 광 차단층을 통해 제1 방향으로 연장되도록 형성될 수 있다.
다층 구조에서, 다수의 구조적 채널로부터의 적어도 하나의 구조적 채널은 광 차단층의 일 면 상의 적어도 하나의 구조적 채널의 근위 단부가 각각의 광 한정 세그먼트의 에지를 적어도 부분적으로 형성하고, 적어도 하나의 구조적 채널의 원위 단부가 광 차단층의 다른 면 인근의 빈공간의 상단을 형성하도록 광 차단층 내에 빈공간을 형성하도록 형성될 수 있고, 여기서, 각각의 구조적 채널에서 광 차단층의 두께는 국소적으로 감소된다.
다층 구조에서, 기재 필름의 제1 면에 대한 다수의 구조적 채널로부터의 적어도 하나의 구조적 채널의 적어도 일부는 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되도록 형성되는 돌출부 또는 오목부를 포함할 수 있다.
다층 구조에서, 광 차단층과 기재 필름은 선택적으로 열활성화 필름이 그 사이에 개재된 접착제 층을 포함할 수 있다.
다층 구조에서, 전자장치는 광 한정 세그먼트 중 적어도 하나 상에 배치된 LED 등과 같은 발광 요소, 감광 요소, 광 검출기, 광전지, 및 감압 컴포넌트로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전기 요소를 포함할 수 있다.
다층 구조에서, 선택적으로 적어도 회로 설계의 전자장치의 적어도 일부는 기재 필름 상에 인쇄 전자장치 기술에 의해 생성될 수 있다.
다층 구조에서, 기재 필름의 제1 및/또는 제2 면은 트레이스의 외부적 관찰을 차단 또는 적어도 부분적으로 방해하도록 트레이스 및 선택적으로 적어도 하나의 광학적 기능성 요소, 선택적으로 필름 또는 테이프를 수용하는 베이스 층 상에 바람직하게는 불투명 또는 반투명의, 선택적으로 실질적으로 흑색과 같은 어두운 컬러의 층인 마스킹을 포함할 수 있다.
다층 구조에서, 기재 필름의 제1 면은 선택적으로 적어도 하나의 광 한정 세그먼트 상에 또는 내에 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 선택적으로 함유하는 제1 추가적인 필름을 선택적으로 포함한다: 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽.
다층 구조에서, 구조는 광 차단층 상의 하나 이상의 제2 추가적인, 광학적으로 기능하고 선택적으로 확산성인, 필름 또는 층을 포함할 수 있고, 여기서, 제2 추가적인 필름 또는 층 중 적어도 하나는 선택적으로 다음으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 광 차단층의 다수의 구조적 채널 중 적어도 하나의 구조적 채널의 원위 단부에 함유한다: 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽.
다층 구조에서, 적어도 2개의 광 한정 세그먼트는 다수의 제2 구조적 채널로부터의 적어도 하나의 구조적 채널의 근위 단부가 하나의 광 한정 세그먼트에 연결되고, 적어도 하나의 구조적 채널의 원위 단부가 다른 광 한정 세그먼트에 연결되도록 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장되도록 형성된 광 차단층의 다수의 제2 구조적 채널을 통해 연결될 수 있다.
다층 구조에서, 포함된 다양한 층 및 요소, 예컨대, 광학적 기능성 요소, 몰딩된 층(들), 예컨대, 광학 투과층 및 가능하게는 광 차단층 및/또는 기재 필름 층은 광학적으로 실질적으로 불투명하거나, 반투명하거나 투명한 재료를 적어도 제 위치에 포함하여 예를 들어 가시광 및/또는 다른 선호하는 광 파장이 무시할 수 있는 손실로 이를 통과할 수 있게 한다. 원하는 파장에서의 충분한 광 투과율(투과)은 후자의 경우에 예를 들어 적어도 약 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95% 또는 심지어 그 이상일 수 있다. 이러한 더 높은 투과율 요소는 예를 들어 본 출원에서 고려되는 다층 구조의 광학 투과층을 포함한다. 광 차단층 및 선택적으로 이를 통해 입사광을 투과시키는 것을 목표로 하지 않는 추가 요소(들)는 차례로 약 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 2% 이하 미만의 투과율을 가질 수 있다. 고려되는 파장은 실제로 실시예에 따라 달라질 수 있으며, 일부 실시예/요소와 관련하여, 실질적으로 광의 모든 가시적 파장의 투과율이 관련될 수 있는 반면, 투과 또는 포획의 관점에서 전자기 방사선의 다른 파장을 수반하는 일부 다른 실시예에서는, 예를 들어 더 특정하거나 상이하거나 더 넓은 대역폭(들)에 관심이 있을 수 있다.
일반적으로, 실현 가능한 몰딩 방법은 예를 들어 사출 성형을 포함한다. 구조에 포함된 여러 플라스틱 재료의 경우 투샷 또는 일반적으로 멀티샷 몰딩 방법을 사용하여 몰딩될 수 있다. 다수의 몰딩 유닛을 갖는 몰딩 기계가 사용될 수 있다. 대안적으로, 여러 재료를 순차적으로 제공하기 위해 다수의 기계 또는 재구성 가능한 단일 기계를 사용할 수 있다.
본 발명의 유용성은 관련 각각의 특정 실시예에 따라 다양한 요인으로부터 기인한다.
예를 들어, 기재 필름, 전기 컴포넌트, 예컨대, 광학적 기능성 요소 및 선택적 특징, 예컨대, 그래픽 또는 구조의 추가 층 또는 필름의 다른 정보 요소의 정렬이 알려진 방법에서보다 더 쉬울 수 있다. 사출 또는 몰딩된 투과층의 다수의 개별 부분이 서로 분리될 수 있고 광 차단층에 의해 기재 필름에 고정될 수 있으므로, 사출 또는 몰딩 프로세스(들) 동안의 기재 필름 및 그 위의 요소에 대한 신장 응력이 감소될 수 있다.
구조가 실질적으로 비평면, 예를 들어 곡선, 형상으로 배열될 수 있기 때문에, 평면 형상의 사용이 가능하지 않거나 적어도 미관적 또는 기능적 이유로 예를 들어 호스트 디바이스/슬롯/환경 치수의 관점에서 바람직하지 않은 응용에서 보다 편리하게 사용할 수 있다.
그러나, 얻어진 구조는 타겟 표면에 용이하게 장착될 수 있다. 구조는 높은 집적도로 비교적 가볍고 평탄하게 유지될 수 있다. 이는 심지어 위치설정 및 고정 목적을 위한 돌기와 같은 일체형 지지부 및/또는 부착 요소를 포함할 수 있다. 제조 프로세스는 신속하고 저렴하며 우수한 수율을 제공한다.
그럼에도 불구하고, 본 발명에 따르면, 예를 들어, 구조가 더 많은 수의 광학적 기능성 컴포넌트 및 광전기적 기능성을 수반하는 경우에 누설 또는 누화 현상을 방지할 수 있는 광전자적으로 기능하는 다층 구조 및 이러한 광전자적으로 기능하는 다층 구조를 제조하는 방법을 제공하는 것이 가능하다.
표현 "다수의"는 본 출원에서 하나(1)로부터 시작하는 임의의 양의 정수를 지칭할 수 있다.
"복수"라는 표현은 각각 둘(2)로부터 시작하는 임의의 양의 정수를 지칭할 수 있다.
용어 "제1" 및 "제2"는 본 출원에서 하나의 요소를 다른 요소와 구별하기 위해 사용되며, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 특별히 우선순위를 지정하거나 순서를 지정하지 않는다.
본 기술 분야의 숙련자가 이해할 수 있는 바와 같이, 방법의 다양한 양태 및 실시예와 관련하여 이전에 제시된 고려사항은 필요한 수정을 가하여 다층 구조의 양태 및 실시예에 유연하게 적용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다.
다음으로, 본 발명은 첨부 도면에 따른 예시적인 실시예를 참조하여 더 구체적으로 설명될 것이다.
도 1은 부분 측단면도를 통해 본 개시에 따른 다층 구조의 일 실시예를 예시한다.
도 2는 도 1의 실시예의 변형을 예시한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 개시에 따른 다층 구조의 추가 변형을 예시한다.
도 4 내지 도 6은 본 개시에 따른 다층 구조의 또 다른 변형을 예시한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 개시에 따른 다층 구조의 또 다른 변형을 예시한다.
도 8a 내지 도 8c는 본 개시에 따른 다층 구조의 또 다른 변형을 예시한다.
도 9 내지 도 10은 본 개시에 따른 다층 구조의 또 다른 변형을 예시한다.
도 11은 광 차단층의 일 실시예를 예시한다.
도 12는 본 개시에 따른 다층 구조의 또 다른 변형을 예시한다.
도 13은 본 개시에 따른 방법의 실시예를 개시하는 흐름도이다.
도 14는 다층 구조를 생성하기 위한 대안적인 방법을 개시하는 흐름도이다.
도 15는 본 개시에 따른 다층 구조의 또 다른 변형이다.
각각의 도면에서 동일하거나 대응하는 부분은 동일한 참조 번호로 표시하고, 대부분의 경우 중복되는 텍스트 설명도 생략한다.
도 1은 측단면도에 의해 100에서 다층 구조의 하나의 단지 예시적인 구현을 통한 본 발명의 다양한 실시예의 많은 일반적인 개념을 예시한다.
도시된, 여전히 단지 예시적인, 구조(100)는 명확성을 위해 다소 평탄한 일반적인 형상을 나타내는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 최적의 형상이 예를 들어 광학적, 구조적, 치수적 또는 미적 설계 목적에 기초하여 경우에 특정하게 결정될 수 있다는 사실을 이해할 것이다. 따라서, 포함된 요소 또는 구조의 부분의 결과적인 전체 형상 및/또는 구성 형상은 또한 실질적으로 평면 표면에 추가로 또는 그 대신에 적어도 국소적으로 예를 들어 곡선 또는 각진 부분을 통합하여 보다 근본적으로 3차원일 수 있다. 그러나, 구조(100)의 미세한 스케일 표면 텍스처는 일정하거나 공간적으로 변할 수 있다. 텍스처는 예를 들어 평탄한 부분 및/또는 예를 들어 사용된 재료 또는 표면 유형 미세구조, 예컨대, 표면층에 제공된 광학적 미세구조로 인한 거친 부분을 함유할 수 있다.
완성된 다층 구조(100)는 그 자체로 또는 추가 처리 이후에 그 자체의 최종 제품, 예를 들어 전자 디바이스를 효과적으로 확립하거나, 구성 블록 또는 컴포넌트 모듈로서 호스트 디바이스 또는 요소에 배치될 수 있다. 이 100은 당연히 도면에 도시되지 않은 다수의 추가 요소 또는 층을 포함할 수 있다.
구조(100)는 앞서 설명된 바와 같이 기재 필름(108)을 함유한다.
기재 필름(108) 및/또는 구조의 임의의 추가적인 층 또는 필름(예를 들어, 제1 또는 제2 추가적인 층(118))은 재료(들), 예컨대, 플라스틱 및/또는 유기 또는 생물재료, 참조로, 예를 들어 목재, 가죽 또는 직물 또는 서로간의 또는 예를 들어 금속과의 임의의 이들 재료의 조합을 포함하거나 그로 구성될 수 있다. 필름은 일반적으로 열가소성 재료를 포함하거나 이로 이루어질 수 있다. 필름은 본질적으로 가요성이거나 굴곡 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 필름(108)은 대안적으로 실질적으로 강성일 수 있다. 필름의 두께는 실시예에 따라 달라질 수 있으며; 이는 단지 수십 또는 수백분의 1밀리미터 정도일 수 있거나, 예를 들어, 1 또는 수 밀리미터의 크기로 현저히 더 두꺼울 수 있다.
예를 들어, 필름(108)은 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있다: 폴리머, 열가소성 재료, 열가소성 폴리머, 전기 절연 재료, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리 카보네이트(PC), 코폴리에스터, 코폴리에스터 수지, 폴리이미드, 메틸 메타크릴레이트와 스티렌의 공중합체(MS 수지), 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 탄소 섬유, 유기 재료, 생물재료, 가죽, 목재, 텍스타일, 직물, 금속, 유기 천연 재료, 원목, 베니어, 합판, 목피, 나무 목피, 자작나무 목피, 코르크, 천연 가죽, 천연 텍스타일 또는 직물 재료, 자연 재배 재료, 면, 양모, 린넨, 실크 및 상술한 것들의 임의의 조합.
기재 필름(108)은 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 기재 필름(108)의 제1 면 상의 각각의 광 한정 세그먼트(112)에 배치되는 예를 들어 3개의 별개의 광학적 기능성 요소(106)를 포함하는 전자장치를 호스팅하도록 구성될 수 있다. 전자장치는 광학적 기능성 요소(106)에 전기적으로 연결하는 회로 트레이스(114)를 더 포함할 수 있다. 그러나, 기재 필름(108)은 동일하거나 대향하는 ('제2') 면에서 다수의 추가 전기 또는 구체적으로 전자 요소, 및/또는 상이한 특성의 요소를 호스팅하도록 구성될 수 있다.
실제로, 본 발명의 이러한 실시예 및 다른 실시예에서, 다층 구조(100) 또는 구체적으로 제공된 기재(108)는 예를 들어 다음으로 구성된 목록으로부터 선택된 적어도 하나의 기능 요소를 포함하는 다수의 기능 요소를 포함할 수 있다: 전자 컴포넌트, 전자 기계 컴포넌트, 전기 광학 컴포넌트, 방사선 방출 컴포넌트, 발광 컴포넌트, LED(발광 다이오드), OLED(유기 LED), 측면 발광 LED 또는 기타 광원, 상단 발광 LED 또는 기타 광원, 하단 발광 LED 또는 기타 광원, 적색 (발광) LED, 녹색 LED, 청색 LED, RGB LED, 방사선 검출 컴포넌트, 광 검출 또는 감광 컴포넌트, 광다이오드, 광트랜지스터, 광전지 디바이스, 센서, 마이크로기계 컴포넌트, 스위치, 터치 스위치, 터치 패널, 근접 스위치, 터치 센서, 대기 센서, 온도 센서, 압력 센서, 습기 센서, 가스 센서, 근접도 센서, 용량성 스위치, 용량성 센서, 투영 용량성 센서 또는 스위치, 단일 전극 용량성 스위치 또는 센서, 용량성 버튼, 다중 전극 용량성 스위치 또는 센서, 자체 정전용량 센서, 상호 용량성 센서, 유도 센서, 센서 전극, MEMS(micromechanical) 컴포넌트, UI 요소, 사용자 입력 요소, 진동 요소, 음향 생성 요소, 통신 요소, 송신기, 수신기, 트랜시버, 안테나, 공진기, 적외선(IR) 수신기 또는 송신기, 무선 통신 요소, 무선 태그, 라디오 태그, 태그 리더, 데이터 처리 요소, 데이터 저장 또는 메모리 요소, 전자 서브-어셈블리, 광 지향 요소, 광가이드, 렌즈 및 반사기.
다층 구조(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 광학적으로 실질적으로 불투명한 광 차단층(104) 및 기재 필름(108)의 제1 면 상에 배치된 광학 투과층(103)을 더 포함한다. 이들 둘(103, 104)은 다양한 다른 구성을 교번 및/또는 확립하도록 배열될 수 있다. 광 차단층(104)은 방향(제1 방향) D1으로 관통 구멍 또는 맹공이 존재하는 구조적 채널(110)을 포함하거나 정의한다. 구조적 채널(110)은 투과층(103)의 재료로 완전히 또는 부분적으로 구성되거나 기본적으로 이로 채워질 수 있다. 광학적 기능성 요소(106)는 투과층(103)에 적어도 부분적으로 매립되고 광학적으로 결합된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 기재 필름(108)의 제1 면 상의 광 한정 세그먼트(112)의 에지는 각각의 구조적 채널(110)의 근위 단부에 의해 적어도 부분적으로 형성되고, 따라서 광 한정 세그먼트 112는 적어도 부분적으로 서로 광학적으로 분리되어 있다.
광 차단층(104) 및/또는 투과층(103)의 재료(들)는 예를 들어 열가소성 및/또는 열경화성 재료(들)를 포함할 수 있다. 몰딩 또는 달리 생성된 층(들)의 두께는 실시예에 따라 변할 수 있다. 이는 예를 들어, 1 미만, 1, 수 또는 수십 mm의 크기 정도일 수 있다. 예를 들어, 몰딩된 재료는 전기적으로 절연성일 수 있다. 더 구체적으로, 광 차단(104) 또는 투과(103) 층과 같은 포함된 층은 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있다: 엘라스토머 수지, 열경화성 재료, 열가소성 재료, PC, PMMA, ABS, PET, 코폴리에스터, 코폴리에스터 수지, 나일론(PA, 폴리아미드), PP(폴리프로필렌), TPU(열가소성 폴리우레탄), 폴리스티렌(GPPS), TPSiV(열가소성 실리콘 가황물) 및 MS 수지.
본 기술 분야의 숙련자가 이해하는 바와 같이, 다수의 회로 트레이스(114) 또는 '배선'이 광학적 기능성 요소(들)(106)와 같은 전자장치에 내부 또는 외부 전원으로부터 전력을 공급하기 위해 제공될 수 있다. 그러나, 내장 전자장치, 즉, 구조(100)에 포함된 전자장치의 상이한 요소들 사이 및/또는 구조(100)에 포함된 전자장치와 외부 디바이스 또는 구조 사이에서 신호(예를 들어, 제어 신호 및/또는 (다른) 데이터)를 운반하기 위한 트레이스(114)가 존재할 수 있다. 심지어 전력 및 데이터 통신을 위해 동일한 트레이스(114)가 공동으로 사용될 수 있다.
광학적 기능성 요소(106)는 LED, 감광 요소, 광 검출기 또는 광전지와 같은 발광 요소로 구성된 그룹으로부터 선택된 전기 요소일 수 있다.
트레이스(114), 광학적 기능성 요소(106)의 전도성 부분 및/또는 구조(100)에 포함된 다른 전도성 특징은 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있다: 전도성 잉크(또는 페인트), 전도성 나노입자 잉크, 구리, 강철, 철, 주석, 알루미늄, 은, 금, 백금, 전도성 접착제, 탄소 섬유, 합금, 은 합금, 아연, 황동, 티타늄, 땜납 및 그 임의의 컴포넌트. 사용된 전도성 재료는 가시광과 같은 원하는 파장에서 광학적으로 불투명, 반투명 및/또는 투명하여 가시광과 같은 방사선을 예를 들어 마스킹하거나 그로부터 반사, 내부에 흡수 또는 통과하게 할 수 있다.
그러나, 임의의 구조적 채널(110)은 단 하나가 아닌 다수의 광학적 기능성 요소(106)와 관련될 수 있지만, 그러나, 명확성을 위해 단 하나의 광학적 기능성 요소와 관련된 상황이 도면에 도시되어 있다. 요소(106)는 원하는 대로 상호 정렬될 수 있다. 2개 이상의 요소(106)는 특정 채널(110)을 고려하여 또는 일반적으로 행, 매트릭스, 원형 또는 기타 선택된 형태로 위치될 수 있다.
투과층(103)의 재료는 적어도 하나의 광학적 기능성 요소(106)에 의해 방출된 광을 운반하거나 환경으로부터 적어도 하나의 광학적 기능성 요소(106)로 광을 운반하도록 구성되며, 따라서 이러한 목적을 위해 적절한 투과 특성, 예컨대, 가시광 및/또는 광학적 기능성 요소(106)에 의해 방출된 다른 선택된 파장 및/또는 환경으로부터 운반된 광의 파장을 선택적으로 포함하거나 그에 제한되는 관심 파장/주파수에서의 충분한 투과율을 갖는다.
일반적으로, 관심 파장에서 원하는 전체 투과는 구현될 특정 실시예에 따라 당연히 변할 수 있지만 일반적으로, 예를 들어 투과층(103)을 확립하는 데 사용되는 플라스틱 재료는 선택된 주파수 또는 파장에 관하여 광학적으로 실질적으로 투명하거나 반투명한 재료를 포함하고, 따라서 충분히 낮은 손실로 주파수/파장이 통과할 수 있게 한다. 따라서, 관련 파장에서 층(103)의 충분한 전체 투과는 실시예에 따라 달라질 수 있지만, 예를 들어 앞서 이미 간단하게 설명한 바와 같이 약 50%, 60%, 70%, 75%, 85%, 90% 또는 95% 이상일 수 있다.
일반적으로, 다양한 실시예에서 다층 구조에 의해 호스팅되는 광학적 기능성 요소 또는 제어/처리 디바이스와 같은 임의의 요소에 대한 전력 공급은 포함된 배터리 또는 다른 국소적으로 제공되는 전원에 의해 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 그러나, 소스로부터 다층 구조에 포함된 다수의 전기 또는 구체적으로 전자 요소에 적절한 전력을 배열하기 위해, 예를 들어 다수의 변환기(들)를 포함하는 특정 전력 회로부가 이용될 수 있다. 다수의 전기 전도체 또는 회로 트레이스(114), 커넥터 및/또는 케이블링이 전력 전달 뿐만 아니라 상이한 요소 사이 및/또는 구조(100)와 외부 요소 사이의 통신 목적에 이용될 수 있다.
광 차단층(104)은 층(104) 상의 또는 내부에 선택된 금속 및/또는 열 전도성 특징과 같은 열 전도성 재료를 함유할 수 있다. 이 재료는 히트 싱크로 동작하도록 구성될 수 있다.
광 차단층(104)은 외부 구조 또는 디바이스와 인터페이싱하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 층(104)은 다수의 고정 특징을 함유할 수 있다. 이러한 고정 특징은 예를 들어 외부 구조 또는 디바이스를 구조에 고정하도록 설계된 화학적 기반(접착) 또는 적절한 형상의 기계적 기반 수단일 수 있다.
구조는 투과층(103) 및/또는 기재 필름(108)에 대향한 광 차단층(104)의 다른 면 상의 추가적인 필름(118)을 포함할 수 있다. 추가적인 필름(118)은 광학적으로 또는 달리 기능적일 수 있고; 예를 들어, 이는 적어도 선택적으로 광학적으로 투과성, 불투명, 확산성 및/또는 시준성일 수 있다. 추가적인 필름(118)은 기재 필름(108)의 것과 유사하거나 그와 상이한 요소, 예를 들어 광원(112) 및 심지어 투과층(103)(구조를 통해 기재 필름(108)까지 연장되거나 그렇게 연장되지 않음)을 호스팅할 수 있다.
기재 필름(108) 및/또는 구조 내에 또는 상에 매립될 수 있는 구조의 다른 층은 반사, 산란 및/또는 달리 광학 기능을 가질 수 있다.
예를 들어 포함된 요소, 그 기능성, 재료, 기타 특성 및 구조 내에서의 그 상호 구성에 관하여, 도 1과 관련하여 또는 여기에 첨부된 임의의 도면에 대한 명시적 참조 없이 이미 앞서 설명한 다양한 일반적 원리는 기본적으로 본 기술 분야의 숙련자에 의해 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이 본 개시의 임의의 실시예에서 선택적으로 채택 및 적용 가능하며, 이러한 이유로, 나머지 도면의 설명과 관련하여 아래에서 불필요하게 반복되지 않는다. 유사하게, 임의의 나머지 도면의 설명과 관련하여 아래에서 처음으로 개시되는 추가 특징은 명시적으로 반대로 언급되지 않는 한 다른 예시된 실시예 또는 단지 텍스트로만 설명된 실시예에서 유연하게 채택될 수 있다.
도 2는 제1 방향(D1)에 수직인 제2 방향(D2)(폭)으로 내향 또는 외향 연장되는 구조적 채널에 다수의 돌출부 또는 오목부(101)를 포함한다는 점에서 도 1의 실시예와 상이한 구조의 변형을 200으로 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 돌출부 또는 오목부(101)는 기재 필름(108)의 제1 면 상에 또는 추가로 구조적 채널(110)의 근위 단부와 원위 단부 사이의 면 상에 직접 위치하여 이에 연결될 수 있다. 돌출부 또는 오목부(101)는 예를 들어 직사각형, 쐐기형 또는 이중 쐐기 형상을 가질 수 있다. 광학적 기능성 요소(106)는 도 2에 도시된 바와 같이 돌출부(101)에 위치할 수 있다. 돌출부는 광 차단층(104)과 투과층(103) 사이의 고정 및/또는 투과층(103)의 위치설정을 개선한다.
일반적으로, 2개 이상의 구조적 채널(110)은 또한 선택적으로 추가 구조적 채널(110)(도면에 도시되지 않음)을 통해 서로 연결될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 명확성을 위해 4개의 다른 완성도의 다층 구조(300)를 예시한다. 도 3a에서 다수의 광학적 기능성 요소(108)는 4개의 분리되고 분리된 광 한정 세그먼트(112) 상에 배치된다. 이 설계에서, 광 한정 세그먼트(112)는 기재 필름(108)의 오목부에 형성되고 있다. 도 3b에서, 광 한정 세그먼트(108)의 오목부는 투과층(103)의 재료에 의해 채워지고/몰딩되고, 이에 의해 광학적 기능성 요소(108)는 투과층(103)에 적어도 부분적으로 매립되고 광학적으로 결합된다. 도 3c에서, 광학적으로 실질적으로 불투명한 광 차단층(104)은 도 3b의 구조(300) 상에 배치되어 상이한 광 한정 세그먼트(112) 사이에서 운반되는 광이 배치된 광 차단층(104)에 의해 적어도 부분적으로 차단되지만, 구조의 상단의 환경 및 개별 광 한정 세그먼트(112) 상의 광학적 기능성 요소(108)로 및 그로부터 운반되는 광은 구조적 채널(110) 내부의 투과층(103) 내에서 허용된다. 이는 광 차단층(104)의 투과가 변하도록 제공될 수 있고, 투과는 광 한정 세그먼트(112)의 위치에서(즉, 그 상에서), 즉, 구조적 채널에서 더 높고, 세그먼트(112) 상에 있지 않은 부분에서, 즉, 구조적 채널(110) 외부에서 실질적으로 더 적고, 선택적으로 104는 불투명할 수 있다. 층(104)의 가변적인 투과는 예를 들어 투과 특성을 감소시키는 컬러 입자가 세그먼트(112) 상에 있지 않은 층(104)의 부분에 배열되도록 제조될 수 있다. 본 기술 분야의 숙련자가 이해할 수 있는 바와 같이, 또한 다른 방법이 광 차단층(104)에 대한 가변적인 투과를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도 3d에서 적어도 하나의 제2 추가적인 필름 또는 층(118)이 도 3c의 구조(300)의 상단에 제공되어 적어도 하나의 제2 추가적인 필름 또는 층(118)에서 3개의 광 한정 세그먼트(112) 상에 선택적 정보 요소(116)가 존재한다. 도 3a 내지 도 3c에는 호스트 디바이스, 구조 또는 요소(도면에 도시되지 않음)에 연결하도록(300) 사용될 수 있는 커넥터(114a)가 도시되어 있다.
일반적으로, 원하는 전체 광 차단, 즉, 관심 파장의 광의 투과 차단은 구현될 특정 실시예에 따라 당연히 달라질 수 있지만, 일반적으로 불투명 또는 부분 불투명을 확립하는 데 사용되는 플라스틱 또는 다른 재료, 예를 들어, 광 차단층(104)은 선택된 주파수 또는 파장과 관련하여 광학적으로 실질적으로 불투명한 재료를 포함하며, 따라서, 주파수/파장이 이를 통과하는 것이 방지될 수 있게 한다. 따라서, 관련 파장에서 층(104)의 충분한 전체 투과는 실시예에 따라 달라질 수 있지만, 예를 들어, 약 50%, 40%, 30%, 20%, 10%, 5%, 2%, 1% 또는 0%일 수 있고, 이에 따라 층(104)의 광 투과율은 광학 투과층(103)의 광 투과율보다 실질적으로 더 작게 되도록 구성될 수 있다.
적어도 하나의 추가 필름 또는 일반적으로 층, 예컨대, 적어도 하나의 제2 추가적인 필름 또는 층(118) 또는 제1 추가적인 필름이 제공되어, 예를 들어 확산 광학장치 및/또는 인쇄를 통합시킬 수 있다. 이에 관련하여, 제1 추가적인 필름은 기재 필름(108)의 제1 표면 상에 직접 배치되거나 필름(108)의 제1 표면과 제1 추가적인 필름 사이에 접착제 층 등이 존재하도록 배치되는 필름 또는 층을 의미한다. 이에 관련하여, 제2 추가적인 필름 또는 층(118)은 가능하게는 구조의 상단 커버의 적어도 일부를 구성하는 구조의 층(103 및 104)에 후속하는 필름 또는 층을 의미한다.
일부 실시예에서, 몰딩된 층과 같은 다수의 추가 층 또는 필름이 기재 필름(108)(도면에 도시되지 않음)의 제2 면에 또한 제공될 수 있다. 이러한 추가 층은 예를 들어 분리, 보호, 장식, 광학 및/또는 부착 기능을 가질 수 있다.
IML(인-몰드 라벨링)/IMD(인-몰드 데코레이션) 기술이 구조 내에, 선택적으로 구체적으로 기재 필름(108) 및/또는 그 다른 필름/층에 매립된 그래픽, 컬러 등을 제공하기 위해 적용될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어 진공 또는 압력 성형과 같은 열성형 프로세스를 통한 3D 성형이 실질적으로 3차원 형상, 예를 들어 실시예에 도시된 바와 같은 다수의 오목부(300)를 타겟 요소 또는 특히 기재 필름 층(108)에 관련한 다층 구조의 부분에 도입하기 위해 적용될 수 있다. 일반적으로 적절한 열성형 온도(섭씨 온도)의 하한에 대한 몇 가지 실용적인 예는 다음을 포함한다: PC 150, PET 70 및 ABS 88-120. 기계적으로 공기를 몰드 내로 가압하거나 몰드에 진공을 흡입하여 얻어지는 타겟 필름에 인가되는 압력은 단층 필름 구성의 경우 대략 약 100 psi를 초과할 수 있는 반면 적층 구조의 경우 대략 약 200 psi를 초과할 수 있다. 사용된 필름 및 프로세스 파라미터는 그를 원하지 않는 한 상기 필름이 용융되지 않도록 선택되는 것이 바람직하다.
몰딩 파라미터의 관점에서, 소수의 추가적인 단지 예시적인 지침이 제공될 수 있다. 기재 필름(108)과 같은 타겟 필름이 예를 들어 PET이고, 예를 들어, 그 위에 사출 성형될 플라스틱이 PC인 경우, 일반적인 경우에 용융된 PC의 온도는 약 섭씨 280 내지 320도일 수 있고 몰드 온도는 약 섭씨 20 내지 95도, 예를 들어 섭씨 약 80도일 수 있다. 사용된 필름 및 프로세스 파라미터는 바람직하게는 달리 원치 않는 한 상기 필름이 용융되지 않고 프로세스 동안 실질적으로 고체로 유지되도록 선택되어야 한다. 필름은 적절하게 고정된 상태로 유지되도록 몰드에 위치되어야 한다. 본 기술 분야의 숙련자는 최상의 성형 및 몰딩 파라미터가 예를 들어 사용된 재료 및 확립될 구조의 목표 특성에 의존하고, 따라서 이들은 최적의 경우에 예를 들어 압력/진공에 의해 야기되는 신장과 같은 물리적 응력 및 열적 응력이 적용될 때 재료의 알려진 특성 및 거동에 의존하여 사례 특정적으로 선택되어야 한다는 사실을 이해할 것이다. 그러나, 몰딩 및 성형 파라미터의 적절한 선택에 의해, 몰딩 전에 기재 필름 층(108) 상에 이미 제공된 전자장치 및 가능한 다른 요소를 보존하기 위해 특별한 주의가 취해져야 한다.
다양한 실시예에서, 다층 구조는 외부 표면 및 예를 들어 호스트 디바이스에 대한 구조의 부착, 간격 및/또는 위치설정을 위해 선택적으로 구멍/삽입물 제공 돌기(예를 들어, 리벳 또는 나사를 위함) 및 관련 베이스와 같은 바람직하게는 일체형의, 예를 들어 몰딩된 특징과 함께 배열될 수 있다. 그러나, 구조를 강화하기 위해 리브와 같은 다수의 일체형의, 바람직하게는 몰딩된 특징이 통합될 수 있다.
도 4는 400에서 구조의 추가 변형을 도시한다. 400은 광 차단층(104) 및 광학 투과층(103)의 상단에 제2 추가적인 층(118)을 가지며, 즉, 층(118)이 층(103 및 104)에 후속된다. 도면에서, 제2 추가적인 층(118)은 400의 내부 구조를 나타내기 위해 별도로 도시되어 있다. 400은 광 차단층(104)에 형성되고 투과층(103)의 재료로 채워진 3개의 별개의 구조적 채널(110)을 갖는다. 도면에서, 각각의 구조적 채널(110)은 직사각형 광 한정 세그먼트(112)의 대향 면에 2개의 광학적 기능성 요소(106)를 포함하는 기재 필름(118)의 제1 면에 광 한정 세그먼트(112)를 형성한다. 광학적 기능성 요소(106)는 광 차단층(104) 및/또는 투과층(103)에 의해 캡슐화된 회로 트레이스(114)에 적용되고, 가요성 커넥터(114b)를 통해 예를 들어 호스트 디바이스 또는 요소에 외부적으로 연결될 수 있다. 도면에서, 제2 추가적인 층(118)은 400의 2개의 구조적 채널(110)의 원위 단부 상에 선택적 정보 요소(116)를 포함한다.
실제로, 하나 이상의 제2 추가적인 필름 또는 층(118)은 광학적으로 불투명하거나, 반투명하거나 실질적으로 투명할 수 있다. 층(118)의 불투명한 부분은 이웃하는 광학 채널(110) 사이의 누화/누설을 추가로 감소시키기 위해 적어도 제 위치에 적용될 수 있다.
일반적으로, 적어도 하나의 제2 추가적인 광학 기능, 선택적으로 확산성, 필름 또는 층(118)은 다수의 구조적 채널(110) 중 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부 상에 위치할 수 있다. 제2 추가적인 필름 또는 층(118)은 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 정보 요소를 선택적으로 함유할 수 있다: 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽.
도 5는 500에서 본 기술에 따른 다층 구조의 다른 실시예를 예시한다. 도면에서, 기재층(108), 투과층(103) 및 광 차단층(104)이 별도로 도시되어 있다. 500에서, 투과층(103)은 기재 필름(108)의 제1 면에 얇은 연속 투과층(103)을 포함한다. 이 설계에서, 층(103)은 선택된 상단을 향한 제1 방향(D1)으로 구조적 채널(110)의 내부로 연장하고 그를 성형하는 위치(103b)에서 더 높고/두껍다. 이에 따라, 광 차단층(104)은 연장부(103b) 아래에서 광 한정 세그먼트(112)(도면에 도시되지 않음)를 적어도 부분적으로 광학적으로 서로 분리한다.
도 6은 600에서 본 기술에 따른 다층 구조의 또 다른 실시예를 예시한다. 600은 7-세그먼트 디스플레이를 나타낼 수 있다. 600은 기재 필름(108)의 제1 면 상의 광 차단층(108)을 개시한다. 600에서, 광 차단층(108)은 투과층(103)의 재료로 채워진 7개의 구조적 채널(110)을 포함하고, 따라서 구조적 채널은 광학적으로 적어도 부분적으로 서로로부터 분리된다. 광 한정 세그먼트(112) 상의 광학적 투과 부분 및 각각의 세그먼트(112) 상의 구조적 채널(110)과 다수의 광학적 기능성 요소(106)(도면에 도시되지 않음)를 갖는 층(104)의 상단에 적어도 하나의 제2 추가적인 필름 또는 층(118)이 있다. 본 기술 분야의 숙련자가 이해할 수 있는 바와 같이, 9, 14 또는 16 세그먼트 디스플레이와 같은 7-세그먼트 디스플레이 이외의 다른 유형이 또한 본 기술에 의해 유사한 방식으로 실현될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 700에서 3가지 다른 완성도의 다층 구조의 다른 실시예를 예시한다. 도 7a에는 2개의 광학적 기능성 요소(106) 및 기재 필름(108)의 제1 면 상의 제1 추가적인 필름 양자 모두를 갖는 2개의 광 한정 세그먼트(112)를 갖는 기재 필름(108)이 도시되어 있다. 제1 추가적인 필름은 이들 2개의 광 한정 세그먼트(112) 내에 또는 상에 선택적 정보 요소(116)를 함유한다. 적어도 하나의 정보 요소(116)는 다음으로 구성된 그룹으로부터 선택된다: 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽. 도 7b에는 기재 필름(108)의 제1 면 상의 투과층(103)을 적어도 부분적으로 구성하는 구조적 채널(110)을 갖는 광 차단층(104)이 도시되어 있다. 구조적 채널(110)의 근위 단부는 구조의 선택된 상단을 향한, 구조의 두께 방향과 일치하는, 제1 방향(D1)으로 광 한정 세그먼트(112)의 접촉부로부터 연장된다. 가능하게는 도 7c에 도시된 바와 같이 700의 상단 커버를 구성하는 광 차단층(104) 및 투과층(103) 상의 적어도 하나의 추가적인 층이 있을 수 있다.
도 8a 내지 도 8c는 기재 필름(108)의 제1 면 상의 제1 추가적인 필름 내부 대신에 2개의 광 한정 세그먼트(112) 및 각각의 구조적 채널(110) 상에 있는 적어도 하나의 추가적인 필름 또는 층(118)에 선택적 정보 요소(116)를 포함한다는 점에서 700과 상이한, 구조의 변형을 800으로 도시한다. 도 8a는 또한 기재 필름(108)이 몰딩 관통 구멍(124) 또는 예를 들어, 맹공 또는 절삭부 같은 약화된 부분을 포함할 수 있고, 이 약화된 부분을 통해 몰딩된 플라스틱은 몰딩 동안 예를 들어, 용융 상태에서 일 면으로부터 다른 면으로, 예컨대, 이 예에서 도시된 바와 같이 제2 면으로부터 제1 면으로 유동하도록 설계된다는 것을 도시한다.
도 9는 900에서 다층 구조의 또 다른 실시예를 예시한다. 기재 필름(108)의 다수의 부분은 적어도 하나의 리셉터클, 오목부 또는 포켓 또는 유사한 형상(108d)으로 3D-성형된다. 이러한 설계에서, 광 차단층(104) 및 투과층(103)은 제1 방향으로 환경을 향해 연장하는 포켓(108d)의 내부를 적어도 부분적으로 구성한다.
기재 필름(108)의 포켓(108d)은 광 차단층(104)의 구조적 채널(110) 내부에 투과층(103)의 재료에 적어도 부분적으로 매립된 적어도 하나의 광학적 기능성 요소(106)(도면에 도시되지 않음)를 수용한다. 포켓(108)의 내부 벽(들)은 광 차단층(104)의 재료와 적어도 부분적으로 접촉되며, 이는 따라서, 적어도 부분적으로 포켓(108d)의 내부 부분과의 계면을 형성한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 포켓(108d)에 적어도 부분적으로 투과층(103)의 재료로 구성된 하나 이상의 구조적 채널(110)이 있을 수 있다.
도 10은 1000에서 다층 구조의 다른 실시예를 예시한다. 광 차단층(104)의 적어도 일부는 투과층(103)으로 적어도 부분적으로 구성된 구조적 채널(110)의 다수의 세포 형태 또는 세포 형상을 형성한다.
1000의 도시된 설계는 광 차단층(104)의 구조적 채널(110)의 세포 배열을 통합한다. 이러한 설계는 매우 콤팩트한 다층 구조를 제조하는 것을 가능하게 한다.
도 11은 본 개시에 따른 광 차단층(104)의 실시예를 1100으로 예시한다. 다층 구조의 제조시, 광 차단층(104)은 기성품 층 또는 요소일 수 있거나, 또는 이는(104) 구조의 제조 프로세스에서, 바람직하게는 본 출원에 설명된 바와 같이 몰딩에 의해 준비될 수 있다.
도 12는 1200에서 다층 구조의 다른 실시예, 특히 구조의 상이한 재료 또는 층이 서로 중첩될 수 있는 방식의 일 예를 예시한다. 광 차단층(104) 및/또는 투과층(103)의 적어도 일부는 구조의 외부 에지에 위치할 수 있다. 구조는 구조의 층 또는 필름 사이에 다수의 중공부(130)를 포함할 수 있다.
1200의 도시된 설계는 구조의 외부 에지로 연장되는 기재 필름(108)의 제1 면 상의 중공부(130)를 포함한다. 부분(130)은 기재층(108)과 투과층(103) 사이에 제1 방향으로 샌드위치된다. 중공부(130)는 구조 내부의 센서와 같은 전기 컴포넌트 또는 요소를 외부 디바이스 또는 구조에 대해 인터페이싱하게 할 수 있다.
대안적으로, 부분(130)은 기재층(108)과 광 차단층(104) 사이에 제1 방향으로 샌드위치될 수 있다.
중공부(130)는 예를 들어 원하는 부분(130)의 체적이 먼저 예를 들어 희생 재료로 사출 또는 몰딩함으로써 먼저 채워지도록 제조될 수 있고, 희생 재료는 그 후 후처리 단계에서 구조로부터 제거된다. 희생 재료는 예를 들어 조사 또는 적절한 화학 재료에 희생 재료를 노출시킴으로써 중공부(130)를 제공하기 위해 구조로부터 제거될 수 있다.
본 기술 분야의 숙련자가 이해할 수 있는 바와 같이, 중공부(130)는 1200에서와 다른 방식으로도 위치될 수 있다. 중공부(130)는 예를 들어, 기능 요소(106) 또는 예를 들어 검출기 또는 센서와 같은 다른 전기 컴포넌트의 상단에 위치할 수 있다.
도 13은 본 개시에 따른 방법의 실시예를 개시하는 흐름도(1300)를 포함한다.
다층 구조를 제조하기 위한 방법의 시작 부분에서 시작 단계(1302)가 실행될 수 있다. 시작 단계(1302) 동안, 재료, 컴포넌트 및 도구 선택, 취득, 교정 및 기타 구성 활동과 같은 필요한 작업이 수행될 수 있다. 개별 요소와 재료 선택이 함께 작용하고 선택된 제조 및 설치 프로세스를 존속하도록 특별한 주의를 기울여야 하며, 이는 당연히 제조 프로세스 사양 및 컴포넌트 데이터 시트에 기초하여 또는 예를 들어 생산된 프로토타입을 조사 및 테스트함으로써 확인되는 것이 바람직하다. 잠재적인 다른 것들 중에서, 몰딩, 주조, 라미네이션, (열)성형, 절삭, 드릴링 및/또는 인쇄 장비와 같은 사용되는 장비는 따라서 이 스테이지에서 작동 상태로 램프업될 수 있다. 몰드(들)는 필요한 표면 형태 등으로 준비될 수 있다.
단계(1304)에서, 전자장치를 수용하기 위한 적어도 하나의 선택적으로 열가소성인 성형 가능한 기재 필름(108)이 제공된다. 기재 재료의 기성품 요소, 예를 들어 플라스틱 필름의 롤 또는 시트가 취득될 수 있다. 일부 실시예에서, 기재 필름(108) 자체가 먼저 원하는 소스 재료(들)로부터 몰딩, 압출 또는 다른 방법에 의해 사내에서 생산될 수 있다. 일부 실시예에서, 기재 필름(108)은 선택된 소스 또는 원료로부터 제조될 수 있다. 선택적으로, 기재 필름(108)이 처리된다. 이는 예를 들어, 원하는 대로 코팅, 절삭 및/또는 개구, 노치, 오목부, 절삭부 등이 제공될 수 있다. 초기 및/또는 결과적인 처리된 필름(108)은 예를 들어 직사각형, 정사각형 또는 원형 형상을 가질 수 있다. 기재 필름은 그 위에 제공될 광학적 기능성 요소(106)와 같은 광전자 요소의 방출 주파수/파장과 같은 광의 선택된 주파수/파장과 관련하여 일반적으로 또는 적어도 선택적으로 제 위치에서 불투명하거나, 반투명하거나, 실질적으로 투명할 수 있다. 기재 필름(108)은 열가소성 재료를 포함할 수 있지만, 본 출원에 설명된 바와 같이, 서로 매우 다른 매우 다양한 재료가 본 출원에서 고려되는 기재 및 다른 필름에 사용하기 위해 적용 가능하다.
단계(1306)에서, 기재 필름(108)은 기재 필름의 제1 면의 각각의 광 한정 세그먼트(112) 상에 배치된 다수의 광학적 기능성 요소(106)를 포함하는 전자장치 및 잠재적으로 전력 회로부, 감지 회로부 및/또는 제어 회로부(예를 들어, 마이크로제어기, 프로세서, 신호 프로세서, 프로그램 가능/프로그래밍된 로직 칩 등)와 같은 하나 이상의 다른 전자 컴포넌트와 함께 다수의 광학적 기능성 요소(106)에 연결하는 다수의 회로 트레이스(114)를 포함하는 회로 설계와 함께 배열된다. 각각의 세그먼트(112)는 하나 이상의 광학적 기능성 요소(106)를 포함할 수 있다. 실제로, 예를 들어, 다양한 표면 실장 디바이스(SMD)와 같은 다수의 기성품 컴포넌트가 예를 들어 땜납 및/또는 접착제에 의해 필름(108)의 선택된 접촉 영역에 부착될 수 있다.
선택적인 단계(1306B)에서 전자장치의 적어도 일부, 바람직하게는 적어도 회로 설계가 기재 필름(108)에 인쇄 전자장치 기술에 의해 생성된다. 806B에서, 예를 들어 원하는 회로 설계 또는 회로 패턴의 다수의 전도체 라인, 및/또는 광학적 기능성 요소(106)와 같은 전자 및 광전자 컴포넌트를 전기적으로 결합하기 위한 접촉 패드(또는 다른 접촉 영역)를 형성하는 다수의 전도성 회로 트레이스(114) 및 선택적으로 전력 (공급) 회로부 및/또는 제어 회로부가 기재 필름(108) 상에, 바람직하게는 관련된 적층 기술(additive technologies)을 참조하여 인쇄 전자장치의 하나 이상의 기술에 의해 제공된다. 예를 들어, 스크린, 잉크젯, 플렉소그래픽, 그라비아 또는 오프셋 리소그래픽 인쇄가 이용될 수 있다. 그러나, 예를 들어 기재 필름(108)의 사용된 재료가 그와 양립할 수 있다면, 보다 전통적인 이러한 에칭 기반 방법도 마찬가지로 고려될 수 있다. 또한, 예를 들어 인쇄 또는 기타 컬러 층, 그래픽, 시각적 표시기, 코팅 등의 제공을 수반하는 기재 필름을 구축하는 추가 작용이 여기에서 수행될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 인쇄 전자장치 기술은 기재 필름(108) 상에 직접 OLED와 같은 컴포넌트의 적어도 일부를 실제로 제조하기 위해 적용될 수 있다. 포함된 각각의 광학적 기능성 요소는 선택적으로 개별적으로 선택, 제조 또는 달리 잠재적인 비가시광 파장을 비롯하여 예를 들어 백색광 또는 단지 선택된 파장/주파수(컬러)를 방출하도록 구성될 수 있다.
광학적 기능성 요소(106)와 같은 전자장치가 서로 또는 구성 중인 다층 구조의 다른 특징에 대하여 치수 설정, 정렬 또는 위치될 수 있는 방식은 앞서 설명되었다. 간단히 말해서, 다양한 요소의 상호 위치설정은 예를 들어 선택된 표면을 통해 출사 커플링 또는 입사 커플링된 광의 균일성 및/또는 광학 효율의 관점에서 원하는 전체 성능 목표가 충족되도록 선택되어야 한다. 그러나, 예를 들어, 전자장치가 완성된 다층 구조 외부에서 가시적이지 않도록 전자장치의 위치설정 및/또는 요소의 마스킹 또는 차단에 영향을 미치는 미관적 목표가 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 다층 구조에 포함될 기재 필름(108) 및/또는 다른 필름(들)은 바람직하게는 진공 또는 압력 성형과 같은 열성형의 단계를 통해 원하는 3d 형상(적어도 국소적으로 실질적으로 비평면 형상)을 나타내도록 형성될 수 있다. 또한, 냉간 성형이 적용될 수 있다. 성형 기술과 관련하여, 예를 들어, 앞서 설명한 압력 성형은 정확하고 날카로운 세부사항을 기재에 제공하기 위해 적용될 수 있고; 압력 성형은 또한 기재에 원치 않는 유동 및 이를 통한 결과적인 압력 강하를 가능하게 할 수 있는 (관통하는) 몰딩 구멍이 없을 때 일반적으로 바람직할 수 있다. 열성형 단계는 관련된 3D 조립을 피하기 위해 전자장치(1306)의 배열 이후에 실행될 수 있다. 그러나, 대안적으로 또는 추가적으로 단계(1306) 이전에 이미 3D 성형을 실행하는 것이 가능하다.
단계(1308)에서 광학적으로 실질적으로 불투명한 광 차단층(104)이 제공되고 기재 필름의 제1 면 상에 추가로 배치된다. 광 차단층(104)은 그 근위 단부가 구조의 선택된 상단을 향한 구조의 두께 방향과 일치하는 제1 방향(D1)으로 광 한정 세그먼트(112)의 접촉부로부터 연장되는 다수의 구조적 채널(110)을 형성하도록 구성된다. 광 차단층(108)은 앞서 설명된 바와 같을 수 있거나, 예를 들어 층(104)의 일부 또는 전체(104)의 몰딩을 통해 실행될 수 있거나, 층(104)의 미리 준비된 서브-어셈블리가 사용될 수 있다.
실제로, 기재 필름(108)은 예를 들어 사출 성형 프로세스에서 삽입물로서 사용될 수 있다. 에지와 같은 필름의 선택된 영역은 원하는 경우 몰딩된 플라스틱이 없는 상태로 남겨질 수 있다. 일부 실시예에서, 심지어 필름의 양 측면에도 몰딩된 층(들)이 제공될 수 있다. 기재 필름은 몰딩 관통 구멍 또는 예를 들어 몰딩 맹공 또는 절삭부와 같은 약화된 부분을 포함할 수 있고, 이 약화된 부분을 통해 몰딩된 플라스틱이 몰딩 동안 예를 들어 용융 상태에서 일 면으로부터 다른 면으로 유동하도록 설계된다.
광 차단층(104)의 재료 중 적어도 하나의 단편은 선택적으로 광 차단층(104)과 기재 필름(108) 사이에 접착제 층을 제공하는 것을 선행하여 기재 필름(108)과 적층될 수 있다.
단계(1310)에서, 재료(들)가 바람직하게는 예를 들어 기재 필름(108) 및 그 위의 전자장치의 적어도 일부, 예컨대, 다수의 광학적 기능성 요소(106) 상에서의 몰딩 또는 이스팅(easting)을 통해 관련 재료(들)로부터 직접 생성되는 광 차단층(104)의 구조적 채널(110)의 광 운반 투과성 내부를 확립하도록 광학 투과층(103)이 기재 필름(108)의 제1 면 상에 생성된다.
바람직하게는 광학적 기능성 요소(106) 및/또는 기재에 제공된 다른 요소와 같은 전자장치의 적어도 일부는 그에 의해 제공된 재료(들) 내에 적어도 부분적으로 매립된다. 따라서, 광학적 기능성 요소(106)와 광 차단층(104)의 구조적 채널(110) 내부의 투과층(103) 사이의 광학적 결합이 효율적으로 이루어질 수 있고 관련 결합 손실이 감소될 수 있다.
단계(1310)에서, 광 차단층(104)의 재료 중 적어도 하나의 단편은 바람직하게는 광학 투과층(103)이 광 차단층(104)과 기재 필름(108)의 제1 면 사이에 적어도 부분적으로 몰딩되도록 투과층(103)의 몰딩시 삽입물로서 사용될 수 있다.
단계(1312)는 다수의 구조적 채널(110) 중 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부에 하나 이상의 광학적 기능성, 선택적으로 확산성인 제2 추가적인 필름 또는 층을 제공하는 가능한 작업을 의미한다.
일 실시예에서, 방법은 예를 들어, 제3 단계(1308)과 제4 단계(1310) 사이에 적어도 하나의 추가 단계를 포함하며, 여기서 차단층(104)과 투과층(103) 사이에 클래딩 층(128)이 잠재적으로 선택적으로 제공된다.
단계(1314)에서, 방법의 실행이 종료된다.
도 14는 다층 구조를 생성하는 대안적인 방법을 개시하는 흐름도(1400)을 포함한다.
흐름도(1400)의 방법은 다른 점에서는 흐름도(1300)의 방법과 유사하지만 광학 투과층(103)이 단계(1410)에서 광 차단층(104)을 제공하기 전에 단계(1408)에서 생성된다는 점에서 상이하다.
단계(1408)은 단계(1310)에 대해 앞서 설명된 주제를 포함한다. 단계(1408)에서, 적어도, 다수의 광학적 기능성 요소(106)를 포함하는 광 한정 세그먼트(112)가 투과층(103)에 적어도 부분적으로 매립되고 그에 광학적으로 결합되도록 기재 필름(108)의 제1 면 상에 바람직하게는 몰딩에 의해 투과층(103)이 생성된다.
단계(1410)은 단계(1308)에 대해 앞서 설명된 주제를 포함한다. 단계 1410에서, 광 차단층(104)이 기재 필름(108) 상에 제공되고, 이에 따라 앞서 설명된 바와 같이 광 차단층(104)과 기재 필름(108) 사이에 투과층(103)을 추가로 고정시킨다. 광 차단층(104)은 그 근위 단부가 각각의 광 한정 세그먼트(112) 상에 제공되는 다수의 구조적 채널(110)을 형성하도록 구성되며, 여기서 투과층(103)은 구조의 선택된 상단을 향한 구조의 두께 방향과 일치하는 제1 방향(D1)으로 연장되는 구조적 채널(110)의 내부를 적어도 부분적으로 확립한다.
본 출원에 설명된 바와 같이, 광 차단층(104)은 플라스틱과 같은 적어도 하나의 소스 재료로부터 적어도 부분적으로 이를 몰딩함으로써 제공될 수 있다.
도 15는 흐름도(1500)에서 다층 구조의 다른 실시예를 예시한다. 이는 적어도 하나의 광학적 기능성 요소(106)가 기재 필름(108)을 통해 투과층(103)을 거쳐 기재 필름(108)의 제2 면 상에 위치하는 환경에 광학적으로 결합된다는 점에서 앞서 설명한 다층 구조의 변형과 상이하다.
흐름도(1500)의 설계에서, 광은 기재 필름(108)의 출구 부분(132)을 거쳐 기재 필름(108)을 통해 선택적으로 통과하도록 배열될 수 있다. 따라서, 출구 부분(132)은 적어도 부분적으로 광학적으로 투과성이다. 출구 부분(132)은 예를 들어 광 확산기, 렌즈 또는 회절 요소와 같은 광학적 기능성 요소를 선택적으로 포함할 수 있다.
광 차단층(104)에 의해 생성된 구조적 채널(들)은 가능하게는 두께 또는 제1 방향(D1)보다 폭 또는 제2 방향(D2)으로 훨씬 더 우세하게 연장될 수 있다.
설계(1500)는 차단층(104)과 투과층(103) 사이 및/또는 기재 필름(108)의 제1 면 상에 잠재적으로 선택적으로 제공된 클래딩 층(128)을 선택적으로 포함한다.
얻어진 적층 구조의 결과적인 전체 두께와 관련하여, 이는 사용된 재료 및 제조 및 후속 사용의 관점에서 필요한 강도를 제공하는 관련 최소 재료 두께에 크게 의존한다. 이러한 양태는 사례별 기반으로 고려되어야 한다. 예를 들어, 구조의 전체 두께는 약 1 mm일 수 있지만 현저히 더 두껍거나 더 얇은 실시예도 실현 가능하다.
본 발명의 범위는 그 균등물과 함께 첨부된 청구범위에 의해 결정된다. 본 기술 분야의 숙련자는 개시된 실시예가 단지 예시의 목적으로 구성되었으며, 상기 원리 중 다수를 적용하는 다른 배열이 각각의 잠재적인 사용 시나리오에 가장 적합하도록 쉽게 준비될 수 있다는 사실을 이해할 것이다.

Claims (27)

  1. 광전자적으로 기능하는 다층 구조를 제조하는 방법에 있어서,
    제1 및 대향하는 제2 면을 포함하는 선택적으로 열가소성의 성형 가능한 기재 필름(108)을 제공하는 제1 단계(1304);
    상기 기재 필름(108)을 전자장치와 배열하는 제2 단계(1306)로서, 상기 전자장치는 상기 기재 필름의 상기 제1 면의 각각의 광 한정 세그먼트(112) 상에 배치된 다수의 광학적 기능성, 바람직하게는 발광 및/또는 감광 요소(106) 및 상기 다수의 광학적 기능성 요소(106)에 연결되는 다수의 회로 트레이스(114)를 포함하는 회로 설계를 포함하는, 상기 제2 단계(1306);
    광학적으로 실질적으로 불투명한 광 차단층(104)을 제공하고 상기 광 차단층(104)을 상기 기재 필름(108)의 상기 제1 면에 추가로 배치하는 제3 단계(1308)로서, 상기 광 차단층(104)은 그 근위 단부가 상기 구조의 두께 방향과 일치하는 제1 방향(D1)으로 상기 각각의 광 한정 세그먼트(112)의 접촉부로부터 연장되는 다수의 구조적 채널(110)을 형성하는, 상기 제3 단계(1308); 및
    상기 기재 필름(108)의 상기 제1 면 상에 광학 투과층(103)을 바람직하게는 몰딩에 의해 생성하여 i) 상기 다수의 광학적 기능성 요소(106)를 포함하는 상기 광 한정 세그먼트(112)가 상기 구조적 채널(110)의 내부를 적어도 부분적으로 확립하는 상기 투과층(103)에 적어도 부분적으로 매립되고 광학적으로 결합되도록 하고 ii) 상기 광 차단층(104)이 상기 투과층(103)과 고정되어 각각의 광 한정 세그먼트(112) 내의 상기 다수의 광학적 기능성 요소(106)를 상기 광 차단층(104)에 위치시키고, 상기 광 차단층(104)이 상기 광 한정 세그먼트(112)를 서로 적어도 부분적으로 광학적으로 분리시키도록 하는 제4 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계(1308)는 바람직하게는 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 근위 단부가 상기 각각의 광 한정 세그먼트(112)의 에지를 적어도 부분적으로 형성하고, 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부가 상기 광 차단층(104)의 다른 면 상에 출구를 형성하도록 상기 제1 방향(D1)으로 상기 광 차단층(104)을 통해 연장하도록 상기 다수의 구조적 채널(110)로부터의 적어도 하나의 구조적 채널(110)을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제3 단계(1308)는 상기 광 차단층(104)의 일 면 상의 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 근위 단부가 상기 각각의 광 한정 세그먼트(112)의 에지를 적어도 부분적으로 형성하고 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부가 상기 광 차단층(104)의 다른 면의 인근에서 빈공간의 상단을 형성하도록 상기 광 차단층(104) 내로의 빈공간을 형성하도록 상기 다수의 구조적 채널(110)로부터의 적어도 하나의 구조적 채널(110)을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 각각의 구조적 채널(110)에서 상기 광 차단층(104)의 두께는 국소적으로 감소되는, 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 단계(1308)는 상기 제1 방향(D1)에 수직인 제2 방향(D2)으로 연장되는 돌출부 또는 오목부(101)를 포함하도록 상기 다수의 구조적 채널(110)로부터의 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 일부를 배열하여 광 차단층(104)과 투과층(103) 사이의 고정 및/또는 투과층(103)의 위치설정을 개선하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제4 단계(1310)는 바람직하게는 상기 광학 투과층(103)이 상기 광 차단층(104)과 상기 기재 필름(108)의 상기 제1 면 사이에 적어도 부분적으로 몰딩되도록 상기 광 차단층(104)의 재료의 적어도 하나의 단편을 몰드의 삽입물로서 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 단계(1308)는, 선택적으로 상기 광 차단층(104)과 상기 기재 필름(108) 사이에 접착제 층을 제공하는 단계가 선행되는, 상기 기재 필름(108)과 상기 광 차단층(104)의 재료의 적어도 하나의 단편을 적층하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단계(1306)는 발광 요소, 감광 요소, 광 검출기, 광전지 및 감압 컴포넌트로 구성되는 그룹으로부터 선택된 상기 전자장치의 적어도 하나의 전기 요소를 상기 광 한정 세그먼트(112) 중 적어도 하나 내로 배열하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단계(1306)는 상기 기재 필름(108) 상에 인쇄 전자장치 기술에 의해 상기 전자장치의 적어도 일부, 바람직하게는 적어도 상기 회로 설계를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 단계(1308)는 플라스틱과 같은 적어도 하나의 소스 재료로부터 적어도 부분적으로 상기 광 차단층(104)을 몰딩하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단계(1306)는 상기 기재 필름(108)의 상기 제1 및/또는 제2 면에 마스킹을 제공하는 단계로서, 상기 마스킹은 트레이스(114)에 대한 외부적 관찰을 차단하거나 적어도 방해하기 위해, 상기 트레이스(114) 및 선택적으로 광학적 기능성 요소(106) 중 적어도 하나, 선택적으로는 필름 또는 테이프를 수용하는 베이스 층 상의 바람직하게는 불투명 또는 반투명의, 선택적으로 실질적으로 흑색과 같은 어두운 컬러의 층인, 상기 마스킹을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단계(1306)는 상기 제1 면 기재 필름(108) 상에 제1 추가적인 필름을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 제1 추가적인 필름은 선택적으로 적어도 하나의 광 한정 세그먼트(112) 상에 또는 내에 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 함유하는, 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 다수의 구조적 채널(110) 중 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부 상에 하나 이상의 광학적 기능성, 선택적으로 확산성인 제2 추가적인 필름 또는 층(118)을 제공하는 추가 단계(1312)를 포함하고, 상기 제2 추가적인 필름 또는 층(118) 중 적어도 하나는 선택적으로 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 함유하는, 방법.
  13. 청구항 1 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제3 단계(1308)는, 다수의 제2 구조적 채널(110)로부터의 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 근위 단부가 하나의 광 한정 세그먼트(112)에 연결되고 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부가 다른 광 한정 세그먼트(112)에 연결되도록 상기 제1 방향(D1)에 수직인 제2 방향(D2)으로 연장하는 상기 광 차단층(104)의 상기 다수의 제2 구조적 채널(110)을 통해 적어도 2개의 광 한정 세그먼트(112)를 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 제2 단계(1306) 이후 또는 이전에 있는 추가 단계로서, 바람직하게는 열성형에 의해, 선택된 3D 타겟 형상으로 상기 기재 필름(108)을 3D 형상화하고, 선택적으로 상기 광 한정 세그먼트(112)는 상기 기재 필름(108)의 오목부 및/또는 돌출부의 형태에 의해 형성되는, 상기 추가 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방법은 바람직하게는 상기 제3 단계(1308)와 상기 제4 단계(1310) 사이의 단계로서, 광학 클래딩 층(128)이 선택적으로 상기 차단층(104)과 상기 투과층(103) 사이에 선택적으로 제공되는, 상기 단계를 더 포함하는, 방법.
  16. 광전자적으로 기능하는 다층 구조에 있어서,
    제1 및 대향하는 제2 면을 포함하는 선택적으로 열가소성의 성형 가능한 기재 필름(108);
    상기 기재 필름(108)의 상기 제1 면의 각각의 광 한정 세그먼트(112)에 배치된 다수의 광학적 기능성, 바람직하게는 발광 및/또는 감광, 요소(106) 및 상기 다수의 광학적 기능성 요소(106)를 연결하는 다수의 회로 트레이스(114)를 포함하는 회로 설계를 포함하는 전자장치;
    상기 다수의 광학적 기능성 요소(106)를 포함하는 각각의 광 한정 세그먼트(112)의 적어도 일부가 투과층(103)에 적어도 부분적으로 매립되고 광학적으로 결합되도록 상기 기재 필름(108)의 상기 제1 면 상에 몰딩되는 광학 투과층(103); 및
    상기 기재 필름(108)의 상기 제1 면 상에 배치된 광학적으로 실질적으로 불투명한 광 차단층(104)으로서, 상기 광 차단층(104)은 상기 투과층(103)의 재료로 적어도 부분적으로 구성된 다수의 구조적 채널(110)을 형성하는, 상기 광 차단층(104)을 포함하고,
    상기 다수의 구조적 채널(110)은, 상기 구조의 두께 방향과 일치하는, 적어도 제1 방향(D1)으로 연장되도록 형성되어 i) 상기 광 차단층(104)이 상기 광 한정 세그먼트(112)를 서로 적어도 부분적으로 광학적으로 분리시키도록, 적어도 하나의 광학적 기능성 요소(106)에 의해 방출된 광을 상기 구조 상의 환경을 향해 운반하도록 하고, 및/또는 광을 상기 환경으로부터 적어도 하나의 광학적 기능성 요소(106) 상으로 운반하도록 하며, ii) 각각의 광 한정 세그먼트(112) 내의 상기 다수의 광학적 기능성 요소(106)를 상기 광 차단층(104)에 위치시키는, 구조.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 다수의 구조적 채널(110)로부터의 적어도 하나의 구조적 채널(110)은 바람직하게는 상기 광 차단층(104)의 일 면 상의 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 근위 단부가 상기 각각의 광 한정 세그먼트(112)의 에지를 적어도 부분적으로 형성하고, 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부가 상기 광 차단층(104)의 다른 면 상에 출구를 형성하도록 상기 광 차단층을 통해 상기 제1 방향(D1)으로 연장되도록 배열되는, 구조.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 다수의 구조적 채널(110)로부터의 적어도 하나의 구조적 채널(110)은 상기 광 차단층(104)의 일 면 상의 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 근위 단부가 상기 각각의 광 한정 세그먼트(112)의 에지를 적어도 부분적으로 형성하고, 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부가 상기 광 차단층(104)의 다른 면 인근의 빈공간의 상단을 형성하도록 상기 광 차단층 내에 상기 빈공간을 형성하도록 형성되고, 상기 각각의 구조적 채널(110)에서 상기 광 차단층(104)의 두께는 국소적으로 감소되는, 구조.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다수의 구조적 채널(110)로부터의 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 적어도 일부는 상기 제1 방향(D1)에 수직인 제2 방향(D2)으로 연장되도록 형성된 적어도 하나의 돌출부 또는 오목부(101)를 포함하는, 구조.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 차단층(104)과 상기 기재 필름(108)은 그 사이에 개재된 접착제 층, 선택적으로 열활성화된 필름을 포함하는, 구조.
  21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자장치는 상기 광 한정 세그먼트(112) 중 적어도 하나 상에 배치된 발광 요소, 감광 요소, 광 검출기, 광전지, 및 감압 컴포넌트로 구성되는 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 전기 요소를 포함하는, 구조.
  22. 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    선택적으로 적어도 상기 회로 설계의 상기 전자장치의 적어도 일부는 바람직하게는 상기 기재 필름(108) 상에 인쇄 전자장치 기술에 의해 생성되는, 구조.
  23. 제 16 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재 필름(108)의 상기 제1 및/또는 제2 면은 상기 트레이스(114)의 외부적 관찰을 차단 또는 적어도 부분적으로 방해하도록, 상기 트레이스(114) 및 선택적으로 적어도 하나의 광학적 기능성 요소(106), 선택적으로 필름 또는 테이프를 수용하는 베이스 층 상에 바람직하게는 불투명 또는 반투명의, 선택적으로 실질적으로 흑색과 같은 어두운 컬러의 층인 마스킹을 포함하는, 구조.
  24. 제 16 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재 필름(108)의 상기 제1 면은 선택적으로 적어도 하나의 광 한정 세그먼트(112) 상에 또는 내에 제1 추가적인 필름을 포함하고, 상기 제1 추가적인 필름은 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 함유하는, 구조.
  25. 제 16 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조는 상기 광 차단층(104) 상에 하나 이상의 광학적 기능성, 선택적으로 확산성인 제2 추가적인 필름 또는 층(118)을 포함하고, 상기 제2 추가적인 필름 또는 층(118) 중 적어도 하나는 선택적으로 상기 광 차단층의 상기 다수의 구조적 채널(110)의 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부 상에 적어도 하나의 요소를 함유하고, 상기 적어도 하나의 요소는 광학 표면 릴리프 형태, 광학 표면 릴리프 형태 구조, 광학 격자 구조, 인쇄, 인쇄된 문자, 인쇄된 숫자, 인쇄된 형상, 인쇄된 이미지, 인쇄된 그래픽 및 각인된 문자, 숫자, 형상, 이미지 또는 그래픽으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 구조.
  26. 제 16 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 2개의 광 한정 세그먼트(112)가 다수의 제2 구조적 채널(110)로부터의 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 근위 단부가 하나의 광 한정 세그먼트(112)에 연결되고, 상기 적어도 하나의 구조적 채널(110)의 원위 단부가 다른 광 한정 세그먼트(112)에 연결되도록 상기 제1 방향(D1)에 수직인 제2 방향(D2)으로 연장되도록 형성된 상기 광 차단층(104)의 상기 다수의 제2 구조적 채널(110)을 통해 연결되는, 구조.
  27. 제 16 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구조는 상기 차단층(104)과 상기 투과층(103) 사이에 잠재적으로 선택적으로 제공된 광학 클래딩 층(128)을 포함하는, 구조.
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