TWI743612B - 具有嵌入式光源及光導特徵的多層結構及相關製造方法 - Google Patents

具有嵌入式光源及光導特徵的多層結構及相關製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI743612B
TWI743612B TW108144273A TW108144273A TWI743612B TW I743612 B TWI743612 B TW I743612B TW 108144273 A TW108144273 A TW 108144273A TW 108144273 A TW108144273 A TW 108144273A TW I743612 B TWI743612 B TW I743612B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
optical
coating
substrate film
transmissive
Prior art date
Application number
TW108144273A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202030440A (zh
Inventor
安堤 凱雷寧
米科 海基寧
Original Assignee
芬蘭商塔科托科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 芬蘭商塔科托科技有限公司 filed Critical 芬蘭商塔科托科技有限公司
Publication of TW202030440A publication Critical patent/TW202030440A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI743612B publication Critical patent/TWI743612B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0083—Details of electrical connections of light sources to drivers, circuit boards, or the like
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/045—Light guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/005—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided by one optical element, or plurality thereof, placed on the light output side of the light guide
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0058—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide
    • G02B6/006—Means for improving the coupling-out of light from the light guide varying in density, size, shape or depth along the light guide to produce indicia, symbols, texts or the like
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0065—Manufacturing aspects; Material aspects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0068—Arrangements of plural sources, e.g. multi-colour light sources
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0066—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form characterised by the light source being coupled to the light guide
    • G02B6/0073—Light emitting diode [LED]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
    • G02B6/0086—Positioning aspects
    • G02B6/0091—Positioning aspects of the light source relative to the light guide
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0274—Optical details, e.g. printed circuits comprising integral optical means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/185—Components encapsulated in the insulating substrate of the printed circuit or incorporated in internal layers of a multilayer circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0063—Means for improving the coupling-out of light from the light guide for extracting light out both the major surfaces of the light guide
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01—Dielectrics
    • H05K2201/0104—Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0129—Thermoplastic polymer, e.g. auto-adhesive layer; Shaping of thermoplastic polymer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13—Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1305—Moulding and encapsulation
    • H05K2203/1316—Moulded encapsulation of mounted components

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

整體化的多層結構(100、200、300、400、600、700)包括：具有第一側和相對的第二側的基板膜(102)；包括經設置在基板膜的第一面上的至少一個光源(110)(可選地為LED)和較佳地藉由印刷電子技術印刷的多個電導體(112)的電子設備，多個電導體(112)至少與至少一個光源(110)電耦合，至少一個光源(110)被配置成發射選定的一或多個頻率或波長的光(可選地包括可見光)；光學透射元件(104)，該光學透射元件(104)包括考慮到所選定的頻率或波長而具有第一折射率的熱塑性光學透射材料，且較佳地藉由利用該光學透射的熱塑性材料的模製將該光學透射元件(104)製成在基板膜(102)的第一側上，以便至少部分地將至少一個光源(110)嵌入其中；光學覆層(106、106a、106b)，其具有比第一折射率低的折射率且在基板膜(102)的第一側上與光學透射元件相鄰地設置，其中至少一個光源、光學透射元件和光學覆層已相互配置(702、704)，以便在光學透射元件的光學透射材料內傳輸由光源(110)發射的光，至少一部分所傳輸的光在入射到光學覆層上時經歷基本上全內反射。介紹了相關的製造方法。

Description

具有嵌入式光源及光導特徵的多層結構及相關製造方法
大體來說，本發明涉及與電子設備連接的多層結構(其與主機裝置和結構相關)及製造方法。具體來說，但並非排他地，本發明涉及設置在多層結構內的整體照明解決方案。
一般來說，在(例如)電子設備和電子產品(如各種電子裝置)的背景下，存在各種不同的堆疊組件和結構。
將電子設備和其他元件堆疊在一個公共結構中的動機可能與相關的使用環境一樣多樣的。相對來說，就(例如)製造處理或物流而言，當最終的最佳化解決方案最終地表現出多層特性時，通常係尋求節省尺寸、節省重量、節省成本、提高可用性或僅是高效地將元件整合。相應地，相關的使用場景可能涉及產品包裝或食品包裝、裝置外殼的視覺設計、可穿戴電子設備、個人電子設備、顯示器、偵測器或感測器、車輛內部、天線、標籤及車輛，尤其是汽車電子裝置等。
通常可藉由多種不同的技術將如電子元件、IC(積體電路)和導體的電子設備設置到基板元件上。例如，可將如各種表面安裝裝置(SMD)的現成電子設備安裝在最終形成多層結構的內部或外部界面層的基板表面上。另外，可使用落入術語「印刷電子設備」下的技術來實際地直接和附加地將電子設備生產到相關的基板上。在此上下文中，術語「印刷」是指能夠藉由基本上額外的印刷處理從印刷品生產電子設備/電子元件的各種印刷技術，包括但不限於絲網印刷、苯胺印刷和噴墨印刷。所使用的基板可以是柔性的，而印刷材料可以是有機的，然而，並非總是如此。
可對如塑膠基板膜的基板進行處理，例如(熱)成型或模製。確實，使用可在膜上供應(例如)注模或澆鑄塑膠層，接著可能在膜上嵌入許多元件(如電子元件)。塑膠層可具有不同的機械、光學、電及熱等特性。所獲得的多層或堆疊結構可被配置成用於多種目的，這取決於所包括的特徵(如電子設備)及預期的使用場景和相關的使用環境。例如，所獲得的多層或堆疊結構可包括用於與主機裝置或一般主機結構的兼容特徵耦合(反之亦然)的連接特徵。
然而，注塑成型結構電子技術(IMSE)的概念實際上涉及以多層結構的形式構建功能性裝置及其部件，該多層結構典型地儘可能無縫地封裝電子功能。IMSE的特徵還在於，通常(並非總是) 根據整體目標產品、零件或總體設計的3D模型來將電子產品製造成真正的3D(非平面)形式。為了在3D基板上及相關最終產品中實現所需的電子設備的3D佈局，仍可使用電子組件的二維(2D)方法將電子設備設置在最初為平面的基板(如膜)上；接著，已容納電子設備的基板可形成為所需的三維(即，3D)形狀並(例如)藉由覆蓋和嵌入如電子設備的底層元件的合適塑膠材料來進行二次成型，從而保護元件不受環境影響並潛在地對環境隱藏這些元件。附加地或替代地，可利用電子設備的3D組裝。
有時，不同的元件、表面或裝置(如由IMSE結構組成或包括IMSE結構的那些元件、表面或裝置)，應具有照明能力，該照明能力可具有(例如)裝飾性的/美學的或功能性(如指導性或指示性)的動機。例如，元件或裝置的環境應進行泛光照明，以增加夜間在昏暗或黑暗中的能見度，從而可沒問題地執行通常需要相對較高照明舒適度的各種人類活動，如散步或讀書。替代地，可應用照明以警告或通知不同方，例如藉由不同的警告或指示燈來警告或通知主機元件或經連接的遠端裝置的狀態。然而，照明可藉由設置(例如)其上具有所需顏色的較亮區域來產生主機元件所期望的外觀並在視覺上強調其某些特徵。相應地，也可將照明應用成向裝置的使用者指示(例如)裝置表面上之不同功能特徵(如按鍵、開關、觸控區域等)的位置或照明功能背後的實際功能的位置。
因此，存在用於與不同的IMSE結構和裝置結合的照明的各種使用情況。然而，由於照明可能並非始終是相關產品中具有最高優先級或最重要的關鍵或唯一功能，因此照明可至少有時僅被視為補充的、可選的功能，應適當執行設置所需的照明效果的照明功能的設計和實現。重量和尺寸要求、功耗增加、額外的設計考慮因素、新的處理步驟及製造階段和最終產品的總體複雜性普遍地增加，這些皆為眾多缺點的例子，且這些缺點很容易體現成採用在目標解決方案中之次佳照明功能的副作用。然而，照明效果的外觀和(例如)照明元件的可感知性是另一個問題。在某些應用中，光源應保持隱藏或微弱暴露，或照明效果應避免容易識別的熱點。
從光學上講，在IMSE環境中，許多原則上在光傳輸或照明效能方面達到其目的的解決方案仍會遭受包含光洩漏、串擾和傳輸損耗(衰減)之問題的困擾，這可能是由於不相干的散射和吸收等原因造成的。
本發明的目的是在具有照明特徵的各種電子設備或其他主機元件的情況下，至少減輕與現有解決方案相關聯的一或多個上述缺點。
以根據本發明的多層結構和相關的製造方法的實施例來實現本發明的目的。
根據本發明的一個態樣和較佳實施例，一種整體化的多層結構包括： 基板膜，其具有第一側和相對的第二側； 電子設備，其包括經設置在基板膜的第一側上的至少一個光源(可選地為LED)且有利地包括至少電耦合到至少一個光源的多個電導體，該至少一個光源經配置成發射至少在選定的頻率/(多個)頻帶或相應的(多個)波長中的光(所屬技術領域中具有通常知識者自然地意識到兩者之間的某種直接的逆關係；即，頻率x波長=光速)，該選定的頻率/(多個)頻帶或相應的(多個)波長中的光可選地包括或在一些實施例中限制所有或選定波長的可見光； 光學透射元件，其包括熱塑性光學透射材料，該熱塑性光學透射材料考慮到選定的頻率或(多個)波長及具有第一折射率，且較佳地藉由利用該光學透射熱塑性材料的模製在基板膜的至少第一側上製成該光學透射元件，以便至少部分地將至少一個光源嵌入其中；及 光學覆層，其包括折射率比第一折射率低的材料並在基板膜的第一側上鄰近光學透射元件設置； 其中至少一個光源、光學透射元件和光學覆層相互配置，以便在光學透射元件的光學透射材料內傳輸由光源發射的光，至少一部分經傳輸的光在入射到光學覆層上時經歷基本上全內反射。
例如，覆層可被設置成鄰近透射元件，使得其與光學透射元件的至少在其周圍的位置(若不是大部分則係局部地，或基本上每個地方)接觸及毗鄰該等至少在其周圍的位置。
在較佳實施例中，至少一個光源、透射元件和覆層已相互對準，使得從光源發出的(至少在感興趣的頻率/波長中，例如可見光)和進入透射元件的至少約30％或50％(更較佳地至少約75％，甚至更較佳地至少約90％)的光、且最佳地基本上所有光，就潛在多個這種相互作用而言至少第一次是有利地，到達透射元件和覆層之間的介面，該介面其角度超過兩者之間的臨界角；即，由反正弦波定義的角度(覆層的折射率/透射元件的折射率)。因此，以比所關注的臨界角更大的角度到達界面的那部分光基本上被完全反射。在這種情況下，相對於表面法線量測了臨界入射角。
然而，在一些實施例中，可在結構中佈置多個膜，特別是基板膜；例如，在覆層的每一側上可至少有一個膜。
在各種補充或替代的實施例中，除了或代替如表面可安裝的組件型光源(例如LED)之至少一個經安裝的光源外，至少一個光源還包括一個或多個如OLED(有機發光二極體)的光源，其已被添加生產(如直接印刷在基板膜上)，從而在物理外觀(如尺寸及/或其發光圖案)方面表現出所需的形狀。
一般來說，例如參照至少一個光源、一或多個電導體及/或覆層，藉由印刷電子技術而因此至少部分地附加地製造經設置在多層結構中的多個元件。
在各種補充或替代的實施例中，考慮到所選定的頻率或波長，就相關材料而言，已將覆層配置為光學上基本上透明的。
在至少一些補充或替代的實施例中，光學覆層由多個物理上分離或連接(整體化)的層及/或通常較佳在其間具有至少一部分光學透射元件的元件(其中覆層的兩層或更多層可選地至少局部地基本平行於基板膜的表面而延伸)形成。附加地或替代地，例如當覆層接觸及/或遵循(多個)元件形狀或(多個)透射元件的形狀時，覆層可相對於基板膜至少局部地橫向延伸。覆層的層或部分或覆層通常來說可為基本上平面或可以是三維的，並遵循(例如)基板、透射元件及/或其他相鄰的層形狀及/或元件形狀。
在各個實施例中，覆層可因此在相對於透射元件的任何方向上，為該透射元件建立至少一個相鄰的且較佳地也物理接觸的層。如本文中在其他地方所重複地，多層結構的實際使用取向可用取決於使用場景的方式而變化，但若將多層結構視為其中基板膜位於透射元件下方的結構，則可在透射元件下方設置覆層(即，在基板膜和透射元件之間)。附加地或可替代地，覆層的至少一部分可設置在透射元件的一側(透射元件旁邊)及/或在透射元件的頂部。覆層可包括至少部分平行於或符合(例如)基板膜之如層的部分。然而，覆層可包括如層的部分，該部分至少部分地垂直於基板膜及/或平行於或符合(例如)透射元件的(多個)側。因此，可認為覆層形成了多個光通道的一或多個反射壁的至少一部分，該多個光通道具有透射元件作為多層結構內的內部光透射芯。
在各種仍是補充或替代的實施例中，光學覆層包括： 在基板膜和透射元件之間的至少一層，其較佳地與膜和透射元件中的任何一者接觸；及 透射元件相對於基板膜的相對側上的至少另一層，其較佳地與透射元件接觸及/或位於透射元件與可選的光阻擋元件之間。將在下文中更詳細地討論潛在的光阻擋元件的特徵。
然而，光學覆層可包括多個(例如) 如側壁的橫向部分，該等橫向部分可以可選地將上述至少一層和至少另一層連接在一起，覆層藉此潛在地從基本上全部方向至少在有些地方覆蓋透射元件。
在各種補充或替代的實施例中，基板膜至少局部地包括選自以下各項組成的組中的至少一種元件：光學透明材料、透射材料、半透明材料、不透明體積、透明體積、半透明體積、透射體積、不透明材料、不透明塗層、半透明塗層、光學吸收材料、光學吸收塗層、吸收區域、光散射材料、散射區域、光散射塗層、反射材料、反射塗層、彩色膜、彩色塗層、彩色顏料、彩色染料、發光材料、印刷層、油墨、有色油墨、圖形圖案和圖形。
在各種補充或替代的實施例中，結構進一步包括可選的基本上不透明的光吸收或散射元件，該元件可選地基本上位於基板膜和光學透射元件之間。吸收或散射元件可表現出至少一種選定的顏色，該至少一種選定的顏色可選地由元件中所包括的彩色顏料、彩色染料、彩色塗層或彩色膜設置。可將吸收或散射元件可已印刷或以其他方式產生在基板膜上，或(例如)作為現成元件而定位在該基板膜上。
在各種補充或替代的實施例中，結構進一步包括在光學透射元件上的、在光學透射元件之相對於面對基板膜的一側的相對側上的至少一個另外的膜。附加膜可以可選地容納或至少鄰近光學覆層的至少一部分。當容納如覆層、其他光學特徵或電子設備的其他(多個)元件時，就其功能而言，附加膜可被認為是另一種基板膜。
附加膜可至少局部地在一或多個位置上包括選自以下各項組成的組的至少一種元件：光學透明材料、透射材料、半透明材料、不透明體積、透明體積、半透明體積、透射體積、不透明材料、不透明塗層、半透明塗層、光學吸收材料、光學吸收塗層、吸收區域、光散射材料、散射區域、光散射塗層、反射材料、反射塗層、彩色膜、彩色塗層、彩色顏料、彩色染料、發光材料、印刷層、油墨、彩色油墨、圖形圖案、圖形、電氣元件(例如，導電跡線、電極及接觸墊)及電子組件。
在各種補充或替代的實施例中，可在結構中佈置至少一個光出射元件(較佳地鄰近光學透射元件佈置)，以使在透射元件內傳輸並入射在出射元件上的光向外耦合。(多個)光出射元件可除了將來自透射元件的向外耦合之外，還可因此使(或至少部分參與)將來自整個多層結構的光向外耦合(例如)至結構的環境。例如，可額外產生、相減地產生及/或實施(多個)光出射元件，藉由從目標表面(例如，從基板膜、透射元件或附加膜的表面)省略至少一部分選定的(多個)特徵(如覆層材料)。
光出射元件可包括選自由以下各項組成的組中的至少一個元件：通孔(該通孔經限定在光學覆層的材料中且由光學覆層的材料限定以使得入射到其上之經傳輸的光能通過該通孔)、表面浮雕結構、光柵結構、稜鏡結構、基板膜和經傳輸的光所入射到的光學透射元件之間的覆層自由區域或體積、透射元件與結構的表面之間的光學遮罩的自由區域或體積、折射向外耦合元件、繞射向外耦合元件、包括考慮到頻率或頻帶之光學上基本上透射的、可選地半透明的或基本上透明的材料、表現出選定的一或多種顏色的光學透射的材料的向外耦合元件、反射元件及包括其折射率等於或高於第一折射率的光學透射材料的向外耦合元件。
如所屬技術領域中具通常知識者所理解的，以上列出的組成元件可被靈活地選擇性地組合，以針對多層結構的每個實施例提出所期望的光出射元件。例如，所形成的通孔可設置有選定的填充材料/向外耦合元件，該填充材料/向外耦合元件的折射率高於第二折射率，較佳地甚至高於第一折射率。
在各種補充或替代的實施例中，已設置了基本上不透明的、可選地反射的、吸收性或散射性的光阻擋元件，該光阻擋元件基本上鄰近多層結構中的光學透射元件及/或光學覆層。阻擋元件可(例如)限定光傳播、洩漏及/或如光通道分離壁的或整個結構內的支撐結構的串擾限制遮罩結構的至少一部分。阻擋元件可經配置為至少選擇性地在基板膜的表面及/或橫向方向中基本上覆蓋或毗鄰透射元件及/或光學覆層。
所屬技術領域中具有通常知識者將進一步認識到以下事實，本文所討論的具有與之相關聯的某些功能(如光散射或光出射功能)的各種元件亦可被巧妙地組合成共同的元件或結構。例如，塗有顏色或顏色更充分著色的膜可設置有通孔或填充有另一種材料之基本上透明的窗口。因此，公共元件可用空間上分開的方式產生一些效果。替代地，例如，可將散射材料施加在孔中(因散射材料仍可使光充分​​通過)，從而實現了組合的散射和出射元件。因此，即使元件的基本上相同的面積或體積也可實現多種期望的功能。然而，阻擋元件或阻擋功能可與吸收及/或散射元件或功能一起或實際上由吸收及/或散射元件或功能在共同的元件或結構中(具體地，甚至在共同元件或結構之完全相同的部分或位置中)實現。
如所屬技術領域中具有通常知識者所理解的，多層結構的許多各種元件(如基板膜、可選的附加膜、覆層、阻擋元件、透射元件、吸收或散射元件及/或光出射元件)及潛在地一般來說的多層結構可至少局部地呈現非平面的、三維的形狀；做為參考，(例如)局部彎曲或有角的形狀。替代地，可較偏好並由此構造基本上平坦的(多個)膜、選定的其他(多個)層及/或整個結構。
為了完整起見，且無論如何應該清楚、應該提到的是，在一些實施例中，多層結構可包含許多其他的元件，這些其他的元件在結構、功能及/或例如定位方面或相關配置的其他方面，可與本文討論的元件相同、相似或者更明顯地不同。例如，多層結構或特別是(例如)其中的基板膜可設置有一或多個附加光源，但該一或多個附加光源不嵌入在透射元件的材料中，或不以與本文所具體討論的至少一個光源一致的方式光學地連接到該透射元件的材料上。
根據本發明的另一個態樣和較佳實施例，可設置一種建立整體化多層結構的方法，包括以下步驟： 獲得經配置成在其至少第一側上容納電子設備的基板膜，該膜具有第一側和第二側； 設置電子設備，該電子設備包括在該基板膜的該第一側上的至少一個、可選的可印刷或可安裝的光源及多個電導體，該光源如LED及該多個電導體較佳地藉由印刷電子技術連接到該至少一個光源；及 較佳地藉由模製或鑄造將光學透射元件建立到該基板膜的該第一側上，從而至少部分地嵌入該至少一個光源，該透射元件由熱塑性的、光學上至少半透明的(較佳地為透明的) 材料製成，該材料具有第一折射率，亦可選地藉由印刷、浸塗、噴塗及/或至少部分地與該基板膜一起建立光學覆層，以鄰近該基板膜的該第一側上的該光學透射元件定位，該光學覆層包括具有比該第一折射率低的折射率的材料。
在一些實施例中，可以可選地藉由附加製造步驟(如模製步驟)及/或藉由利用(例如)開口(如基板膜中的切口或通孔)來設置元件(如透射元件)的至少一部分在基板膜的第二側上，其使得用於形成透射元件的熔融及/或流動的塑膠材料能夠在基板膜的側之間流動並在兩側上建立所需的結構。因此，可在第二側上設置如一或多個光源、其他元件、光學元件及/或導體的電子設備，且可選地至少選擇性地將該等電子設備嵌入在透射元件的包覆成型的或通常包覆過度的塑膠中。
在各種實施例中，可選地在基板膜上設置一或多個選定元件之前，(例如)選擇性地在基板膜的第一側上的一或多個區域上設置光學覆層，其中潛在地省略已設置或將要設置在其上的一或多個元件的位置，如至少一個元件的位置，該至少一個元件係選自以下各項組成的組中：至少一個光源、電導體和光吸收或散射區域或元件。
另一方面，光學覆層可基本上非選擇性地設置在基板膜的第一側上，可選地已容納了至少一個元件，該至少一個元件係進一步選自由以下各項組成的組：至少一個光源、電導體、光出射元件及光吸收或散射區域或元件。可選地，可首先在至少一個元件或基板膜上的其他位置上或旁邊設置臨時遮罩元件，且在設置光學覆層之後將該臨時遮罩元件去除。然而，可將選擇性覆層設置和非選擇性覆層設置結合。例如，可非選擇性地設置其某些層或層的一部分，而其餘部分則被選擇性地設置。
在各種實施例中，可用幾個步驟及/或層來設置相鄰的光學覆層，較佳地在透射元件的至少一部分之前設置其至少一層，以使得透射元件至少部分地覆蓋下方的基板膜上的至少一層及/或在設置透射元件的至少一部分之後並因此位於透射元件的至少一部分的旁邊(側旁)及/或頂部所設置之覆層的至少一其它層。
在一些實施例中，方法可包括以下步驟：較佳地藉由模製自基本上不透明的材料來至少在基板膜的第一側上設置光阻擋元件，其基本上鄰近、可選地鄰近透射元件及/或光學覆層及/或位於該透射元件及/或該光學覆層上方。阻擋元件可被配置成從如側面或頂部的(多個)選定方向基本上覆蓋透射元件及/或光學覆層。阻擋元件可因此接觸覆層，但較佳地，覆層至少在某些區域中仍保留在透射元件和阻擋元件之間，其中透射元件應保留由(多個)光源所發射的光在其中。阻擋元件可具有在多層結構中滿足遮罩功能、絕緣功能、結構剛度或其他結構特性增強功能的特性。
然而，在各種補充或替代實施例中，方法可合併選自以下各項所組成的組中的至少一種作用： -在基板膜上(或更具體地，在透射元件上)設置至少一個另外的膜，其中該至少一個另外的膜可選地容納許多圖形、電導體、電極及/或電子設備或其它元件(例如，一或多個更多額外光源，如LED及/或相關的控制電路)； -在覆層材料的設置亦最終到達臨時遮罩元件上之後，可選地結合從其去除該遮罩元件之該去除來設置至少一個光學元件至多層結構的基板膜、另外的膜或其他層，該至少一個光學元件可選地為光學上基本上不透明的散射或吸收元件； -可選地在將透射元件的至少一部分設置到基板膜上之前及/或在設置透射元件的至少一部分之後，在多個步驟和層中設置光學覆層； -可選地鄰近(例如，接觸)或至少光學地連接到光學透射元件來設置光出射元件(例如)在基板及/或附加膜處，或至少部分地由其限定；及 -可選地熱成型或冷成型形成基板及/或另外的膜，以較佳地在設置如電導體或如光源的電子元件的至少一種元件之後，在其上呈現目標三維形狀。
在方法的各種實施例中，至少一個附加膜可包括經設置在透射元件之與面對基板膜的一側相反的一側上的膜。附加膜可以可選地容納或至少鄰近光學覆層的至少一部分。
可設置包括多層結構的實施例的裝置(如電子裝置)。裝置可以是可攜式的、手持的、可穿戴式的、桌上型的或其他類型的裝置。例如，裝置可以是單機的、或裝置可參照車輛的儀表板、門板、車頂板、其他面板、座椅或其他特徵而構成較大整體的一部分。可選地用於車輛或一些其他目標裝置，裝置可以是照明裝置或主要實現其他功能。然而，根據本發明的方法的實施例可包括一或多個階段，該一或多個階段與根據本發明之實施例將多層結構安裝或直接生產到主機裝置或主機結構上相關。
如所屬技術領域中具有通常知識者所理解的，本文中提出的關於多層結構的實施例的不同考慮可比照適用地靈活地應用於方法的實施例，反之亦然。
根據實施例，本發明的效用來自複數個問題。
例如，仍自然地取決於所考慮的多層結構或方法的特定實施例，可藉由利用所建議的多層結構和相關製造方法來獲得各種緊湊、重量輕、高度整體化且光學效率高的照明設備及仍結合了電子設備和照明相關光學特徵的許多其他設備、元件或結構。由於最終結構在結構上可能看起來有些簡單和緊湊，因此這些屬性在許多使用場景中都會轉換成耐久性和其他額外的有益資產。相關的製造處理的相對簡單性靠其自身產生了益處(參考例如相當可容忍的設備和材料成本、空間、處理時間、物流和存儲要求及較高的總產量)。
在各種實施例中，藉由(例如)在具有透射元件的光導功能的外圍處利用所討論的多層結構內的所建議的光學覆層的實施例，如實質上全內反射(TIR)樣式的反射及因此光學上基本上無損及至少在選定的頻率/波長處的光傳播為可能，或強化如實質上全內反射(TIR)樣式的反射及因此光學上基本上無損及至少在選定的頻率/波長處的光傳播。接著，透射元件可位於至少一個通常係經嵌入的光源與結構中的目的地(目標)元件、區或區域之間，該結構中的目的地(目標)元件、區或區域如特定出口元件或定義朝向(例如)環境及環境中之結構的潛在 (多個)使用者之出口區域/表面之結構中的其他部分。選擇覆層材料以使其具有足夠低的折射率，以確保透射元件和覆層之間的臨界角足夠小，這通常轉化成透射元件處的全內反射光朝向所關注的界面中的覆層方向的量增加。
然而，使用容易以其他方式引起(例如)在不希望的光散射、吸收或洩漏方面的光學損失的各種附加元件(如阻擋元件或例如為彩色膜/塗層的顏色表現元件)有利於結構，因覆層可方便地定位在該等各種附加元件與由(例如)模壓塑膠製成的透射層之間，以更有效地將光線保持在透射層內。相反地，即，若在該等各種附加元件與該透射層之間沒有覆層，則更多的光可首先從透射光導元件逸出到附加元件，且從該處逸出到環境。例如，相關界面處的臨界角(若存在的話)(附加元件甚至可能比主要透射元件具有更高的折射率)，可能會比透射元件​​與環境(例如空氣)之間直接界面的情況下還小。然而，也可藉由選擇性地從位置省略(例如)覆層來利用洩漏現象，該等位置是希望選擇性地(例如)藉由有色的或一些其他元件而自透射元件發生光向外耦合的位置。在其中透射元件直接接觸(例如)環境中存在的空氣的位置處，也可省略覆層，因空氣的折射率非常低，故空氣通常比動態「覆層」作用的更好。
在各種實施例中，考慮到(例如) 可見光或其他選定的頻率/波長，覆層可以是光學上基本上透明；或替代地，覆層展示至少一種選定的顏色。因此，例如，覆層可具有至少與其相關聯的有限的光學遮罩功能。
又，與所描述的覆層的引入及相關之經增加的阻擋/遮罩元件的可應用性有關；該等阻擋/遮罩元件或具體來說係為有色元件，該等阻擋/遮罩元件與(例如)基於IMSE的多層結構連接，在該多層結構內還便於光源的靈活定位，這進一步藉由提高相關的設計自由度而使得通常更方便地設計這種結構。因此，在各種實施例中，考慮到實際的主機多層結構及/或其環境，通常放寬了如LED和嵌入式電子設備的光源的定位。不僅可藉由光源和透射材料的定位和對齊來獲得，且還可藉由配置覆層及多層結構中所想要之潛在的其他光學特性元件(如光出射元件，吸收或散射元件及光學微結構等)來獲得所想要的光路徑、光學效率和其他較佳的光學特性(若與照明完全不相關)。較佳的照明特性可包括(例如)經增強之對所需位置(如結構的選定光出射表面)處的光均勻性的可控性。例如，可相對於這樣的表面提高照明均勻性。然而，例如，可用各種3D形狀設置由(多個)透射元件和相關的覆層所建立的不同的高度保形的光傳輸通道；只要需要該等光傳輸通道時，該等光傳輸通道就可很好地跟隨並適應整個多層結構的形狀。
一般來說，可獲得結構的各種特性的完成決定，該等各種特性如就(例如) 透射率、反射率、吸光度或吸收率及散射特性而言之覆層材料、覆層的尺寸和位置及期望的光學特性，及在空間上靈活地進行同時可在結構中精確地控制(甚至是局部地)各種特性的完成決定。因此，可整體上或局部地提高或以其他方式最佳化結構的光學效率。
在各種實施例中，如光源和相關聯的光學元件之許多照明特徵，該等照明特徵引導光(具體來說為光透射；較佳地為低光損耗)，誘導層、覆層、透鏡、漫射器、準直器、稜鏡、衍射元件、反射器及不透明/掩蔽元件等可被巧妙地整合到通用組件中，該通用組件接著可建立主機裝置或主機元件的至少一部分。不同類型的光源就(例如)輸出特性(波長/頻率、點狀光源對區域光源)而言，即使係在一般的實施例中，亦可設置功耗、尺寸或製造技術(例如，印刷及安裝)。例如，所建立的一或多種照明效果可具有美學/裝飾性、指示性、指導性及/或警告性成分。藉由適當地配置光源、中間元件(如透射元件)、阻擋/有色元件及(例如)相關的發光區域或元件，向外耦合的光可看起來非常均勻，而各種遮罩或阻擋功能仍可以用來向結構的外部觀看者(例如使用者)隱藏如光源、導體、控制電路或其他嵌入式功能的底層電子設備。
最後，除了照明方面，所獲得的結構還可表現出選定的外觀或(例如)藉由所選定的表面圖形、嵌入式圖形、具有不同的表面輪廓(外觀和感覺)的表面材料及總體形狀等的選定配置給觀看者(如操作員)帶來觸覺。為各種包括(例如) 保護、光學、視覺、附著力、耐用性和電氣方面之目的，可最佳化所使用的材料。例如，可選擇透射元件的材料及(可選的)其他使用過的材料，如薄膜材料或其他層狀材料，以保護如電子設備之類的嵌入式元件不受各種環境條件(如潮濕、高溫、寒冷、髒污及震動等)的影響。
表述「多個」在本文中可指從一(1)開始的任何正整數。
另外，表述「複數個」可指從兩(2)開始的任何正整數。
若沒有以其他方式明確說明，則如「第一」和「第二」之類的序數在本文中係用於將一個元件與其他元件區分開，而不是對該等元件具體進行排優先序或排序。
在所附申請專利範圍中揭露了本發明的不同實施例。
如所屬技術領域中具有通常知識者所理解的，仍取決於每個特定實施例，本發明的各種材料層和一般元件(如透射元件、覆層、(多個)膜、吸收或散射元件(例如，彩色膜)、遮光元件及/或光出射元件可在多層結構內及/或多層結構上以多個尺寸延伸；即，元件可具有明顯的寬度、長度和高度，其中高度或「厚度」可(例如)在相對於至少局部由基板膜的表面限定的平面的橫向方向上被量測。然而，寬度、長度和高度可被認為是相互垂直的，從而(例如)可方便地在三維歐幾里得空間中藉由笛卡爾坐標定義元件的各個位置。例如經常地，基板膜或透射元件局部地或大體上限定基本上平面的或僅輕微彎曲的及/或伸長的形狀，由此，由於相對於其餘尺寸來說可忽略不計的高度，所考慮的元件通常被認為是基本上二維的，更根本來說，在本發明的背景中，基本上三維的整體形狀是可行的。
本文所述的各種元件的材料(如上述的那些材料)可具有不同的特性，因該等材料可以是柔性的、彈性的、硬的或剛性的，(例如)由此得到的元件和整個多層結構也可至少局部地(若非整體的話)表現出這種特性。
在本發明的各種實施例中，(多個)膜的一或多種材料(其可以可選地用作各種電子設備(如光源、控制及/或感測(例如，觸摸或環境感測)電路) 的基板及/或用作其他元件(如所討論的各種光學元件)的基板)可包括選自由以下各組組成的組中的至少一種材料：聚合物、熱塑性材料、有機材料、彈性體材料、電絕緣材料、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯(MS樹脂)的共聚物、玻璃、有機材料、纖維材料、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、金屬、木材、實木、單板、膠合板、樹的皮、樹皮、白樺樹皮、軟木、天然皮革、天然紡織或織物材料、紡織材料、棉、羊毛、亞麻、絲綢、可成型材料、可熱成型材料和可冷成型材料。
在各種實施例中，包括在結構中的光學透射元件、光學覆層、光學出射元件及/或光學阻擋元件中的一或多種材料可接著包括選自以下各項中組成的組中的至少一種材料：聚合物、熱塑性材料、彈性體材料、電絕緣材料、PC、PMMA、ABS、PET、尼龍(PA聚酰胺)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(GPPS)和MS樹脂。
在各種實施例中，可設置除了(例如) 多個光源和相關的電導體(如添加印刷的跡線及/或接觸墊)及至少一個其他的電氣或電子元件外的多層結構，該至少一個其他的電氣或電子元件包括選自下列各項組成的組的至少一個元件：積體電路、處理單元、記憶體、通訊單元、收發器、發射器、接收器、信號處理器、微控制器、電池、光敏裝置、光電二極體、連接器、電連接器、光連接器、電源連接器、二極體、印刷電子元件、感測器、力感測器、觸摸感測器、接近感測器、天線、慣性感測器、加速度計、陀螺儀、電容開關或感測器、電感感測器、使用者界面元件、振動元件、電極、感測器電極、印刷感測器電極、無線標籤、電子子組件和光伏電池。例如，可將這些元件最初地提供給結構的一或多個膜。
一般來說，在各種實施例中，可藉由所包括的電池或其他本端設置的電源來至少部分地佈置供應至如由多層結構容納的(多個)光源或控制/處理裝置的任何元件的電源。然而，為了從電源對包括在多層結構中的多個電氣或特定電子元件佈置合適的功率，可使用特定功率電路，該特定功率電路包括(例如)多個轉換器。可將許多電導體用於功率傳輸及不同元件之間的通訊目的。
替代地或附加地，可藉由至少一個連接元件將電源連接及/或通訊連接佈置到多層結構上，該至少一個連接元件如(基於接觸的)電連接器，該至少一個連接元件經由(例如) 如多層結構的主機的外部裝置或外部系統的兼容外部連接器，及/或經由如以(例如)導電迴路(或具體來說，線圈)形式設置的多個電感或電容連接元件的無線或無接觸連接佈置而較佳地經定位或藉由結構的表面至少功能上可達。
具體地參考附圖，圖1以100示出了根據本發明的多層結構或多層組件的一個實施例。
為了清楚起見，示出所繪製但僅為示例性的結構100以展示相當平坦的總體形狀。然而，如上所述，所屬技術領域中具有通常知識者應理解的是，可基於(例如) 光學、結構、尺寸和美學設計目標，來具體情況地決定最佳形狀。因此，所包含的元件的最終整體形狀及/或組成形狀也可更根本地是三維的，並結合(例如)除了或代替基本平坦的表面外之至少局部地彎曲或成角度的部分。然而，結構100的更精細尺度的表面紋理可以是恆定的或在空間上變化。由於(例如)所使用的材料或表面類型的微結構(如設置給表面層的光學微結構)，紋理可包含(例如)平坦及/或顆粒狀的部分。
結構100設置有較佳地為膜(或「箔」)型的至少一個基板，因此結構100通常具有與厚度(圖中的垂直方向)相比下相當大的寬度及/或長度。基板膜102可包含(例如)塑膠(可選的為熱塑性的)材料。若不完全電實質上絕緣，則基板膜102可至少位於適當的位置。基板膜102可以是柔性的(例如，可彎曲的)，使得基板膜102可至少在局部上(若非整體的話)符合並呈現出不同的目標形狀(如彎曲形狀)，而在最終結構100中也不會破裂。然而，基板膜102可以是彈性的。
在一些實施例中，結構100可建立其自身的完整功能集合，而在一些其他實施例中，結構100可物理地及/或操作地(就例如潛在的無線通訊及/或功率傳輸而言)連接到另一結構(如主機裝置)。
基板膜102至少在其一側(在圖中被稱為「第一」)及其相應的表面上容納電子設備，該電子設備包括至少一個光源110(如上文所討論的LED)。然而，基板膜102可被配置成在相同或相反(「第二」)側上容納多個其他電(或具體地，電子)元件及/或不同性質的元件，如光學元件。
在一些實施例中，基板膜102的相對的第二側可限定結構的外部的至少一部分，但基板膜102也可被多個其他元件或層覆蓋。然而，在一些實施例中，多層結構100可經由基板膜102附接到主機結構。例如，基板膜102的第二側可用作為接觸側(或具體來說，用作為承載或接收多個特定連接元件的接觸表面，該等多個特定連接元件如鉚釘、螺釘、黏合劑、銷釘、釘子、凸台、凸台底座或上述各項之對應物)。替代地或另外地，在所描繪的示例中，為固定結構，可類似地應用結構100的基本上任何側壁(顯示為垂直)或(例如)光學透射元件104相對於基板膜102的相對側的頂表面。
如上文所討論的，可已設置了多個電導體112或「佈線」，以從內部或外部電源向如光源110的電子設備供電。然而，可能存在導體112，以在車載電子設備(即，結構100中包括的電子設備)的不同元件之間及/或結構100中包括的電子設備及外部裝置或結構之間傳送信號(例如，控制信號及/或(其他)資料)。相同的導體112甚至可共同用於電力和資料通訊。
可已佈置光學覆層106在基板膜102上，以與光學透射元件104協作，其中該透射元件104較佳地包括(例如)如本文所考慮的熱塑性材料。
透射元件104經配置成傳輸由至少一個光源110發射的光，且因此為此目的其具有合適的透射特性，如在感興趣的波長/頻率(其可選地包括或限於可見光及/或光 源110所發射之其他選定的波長)下的透射率。因此，可認為元件104在功能上建立了光導或光導結構的透射芯，該光導或光導結構還可被稱為光通道。例如從所使用的製造技術(如注塑)的觀點來看，可具體地用使用情況來選擇元件104的形狀。在一些實施例中，透射元件104可指多部分元件，該多部分元件可選地包括幾個物理上不連接的(但可能仍(例如)光學連接的)透射(子)元件。子元件或(例如)基本上整體的或整體的透射元件104的突起或其他部分可另一方面地經配置成在多層結構內建立複數個光通道。
在各種實施例中，覆層106可包括一或多個相互連接及/或未連接的覆層元件或如層的部分，這些覆層元件或部分可選地在空間上(基本上在平面內及/或三維上)分佈在結構100內的選定位置處。於是，可已設置覆層106，以便建立幾個組成層，較佳地至少局部地在該等層之間具有光透射元件104的至少一部分。兩個或更多個這樣的層可以可選地至少局部地基本上平行於基板膜102的表面及/或橫向方向延伸。
因此，代替位於基板膜102上的覆層106或除了位於基板膜102上的覆層106之外，可將覆層106的一部分設置在其他地方，如在透射元件104相對於基板膜102或光源110的相對側上，這在圖1中藉由使用間斷線在所示結構的頂部描繪覆層元件106來表示。如在本文的其他地方所詳細討論的，透射元件104的相對側也可以可選地包含膜，該膜可經配置成首先接收或至少隨後鄰近如覆層106的層 的至少一部分。然而，在元件104的相對側上設置覆層106時不需要這種另外的膜，因可僅印刷、噴塗覆層106，或覆層106可僅(例如)轉移在元件104上的層壓。
在一些實施例中，可將覆層材料106佈置在已容納如光源110的電子設備的基板膜102上，隨後光源110可從側面及/或頂部方向至少部分地被覆層材料覆蓋，這在106a處示出。在這種情況下，例如，可在之後(例如)機械地或化學地清除光源110的至少發光表面(例如，光源可為側面發光或頂部發光類型)，在設置覆層106期間藉由臨時遮罩來保護，或可僅選擇覆蓋源110的覆層106的材料和總體配置，使得由源110輸出的光仍然到達透射元件104以即使在設置了覆層106之後也達到了所需的程度。例如，可選擇光源110-覆層106界面處的材料和幾何形狀，以在從光源110行進到透射元件104中時不會將光反射回光源110，也不會在覆層106中衰減太多。例如，光源110的光學元件的折射率可經選擇為低於覆層106之一者，或可調整光學元件使得所發射的光以(多個)入射角入射在覆層106的表面上，該(多個)入射小於所關注的臨界角，例如接近零的入射角(相對於表面法線)。
一般來說，在感興趣的波長處之期望的總透射率可自然地根據將要實施的特定實施例而變化，但通常，用於建立(例如)透射元件104的塑膠材料包括光學上基本上透明或半透明的材料，該材料考慮到所選定的頻率或波長，從而使得頻率/波長以足夠低的損耗穿過透射元件104。因 此，元件104在相關波長下的充分的總透射率可根據實施例而變化，但例如可為約50%、60%、70%、75%、85%、90%或95%或更高。
結構100較佳地經配置為基於由至少一個光源110所發射的光的傳播來至少局部地在透射元件104內實現內反射(較佳地為基本上全內反射)。因此，元件104較佳地包括(多種)材料，該(多種)材料具有比相鄰覆層106更高的折射率。潛在地藉由更精細地調整相關材料特性(如組成物質的濃度)，而可就(例如)折射率而言在結構內(甚至是在單一元件內)在空間上選擇地控制包含反射與向外耦合比的光傳播。透射元件104和覆層106的界面材料在被檢查位置處的折射率的較大差異可由於較低的臨界角而在該位置處轉換為增加的反射光量，反之亦然。因此，例如可藉由改變透射元件的材料、覆層的材料及/或藉由省略覆層來實現在透射元件覆層界面處的光反射和透射性質的整體和局部調整兩者。
較佳地，至少覆層106的主要材料的折射率為約1.4或更小。若透射元件104包括基本上(例如)PMMA或PC，故元件104的折射率分別約為1.48或1.55。
較佳地，覆層106的厚度至少在經選擇成足以允許或增強基於TIR的光在相鄰的透射元件104內傳播的位置。作為一個通用的經驗法則，厚度可大致為TIR傳播光在元件104中的波長的至少約兩倍。當考慮可見光時，這 種最小厚度可為約1.5μm。這是為了避免(例如)藉由覆層106之可能的漸逝波耦合(受挫的TIR)。
鑑於上述，透射元件104、(多個)如頂部或側面發射的LED的光源110及覆層106的相互位置、尺寸和形狀或幾何形狀可經配置成使得由(多個)光源110發射的光在傳輸元件104內傳播後到達(至少達到足夠的程度)選定的材料界面(如104-106界面)，該等界面具有大於相關臨界角的角度，確保內部反射及(因此)入射在透射元件104內的界面處(而不是進入相鄰的材料)的光的連續傳播，自然地排除了一或多個潛在的特殊位置，在這些位置其中需要其他現象(如光耦合、透射、吸收及/或散射)並設計該等其他現象發生，因此至少在一定程度上該一或多個潛在的特殊位置是期望的。可能更較佳地，例如，由於部分反射，即使到達這樣的特殊位置的一小部分光也繼續在透射元件104內傳播，直到遇到(例如)下一個特殊位置為止。
在一些實施例中，透射元件104和至少一個另外的元件(如基板膜102)經配置成在(例如)折射率方面至少局部地具有基本上相似的光學特性。接著，可認為兩者之間的界面相對於入射光及(例如)其在建立相關元件組合的光導的功能聚合類型內之基於全內反射的傳播是透明的或基本上不存在的。除了基板膜102之外或代替基板膜102，至少一個另外的元件可包括其他(多個)元件，如也可包括在結構中的另外的膜。
多層結構100實際上通常可包括許多各種附加元件，如(例如)鄰近覆層的(彩色)膜及/或(基板)膜、(彩色)印刷層或其他材料層，該鄰近可指的是在與覆層106共同的平面中緊挨著覆層106同時還與透射元件104接觸，或從透射元件104的角度看該等膜或層被中間的覆層106遮蔽/遮蓋。如前文所略為提及的，此類額外的元件可具有如折射率的屬性；若將該等屬性設置為與元件104(而不是覆層106)直接接觸，則該等屬性可能會導致更多的光從透射元件104射出。
例如，項目108指的是光出射元件，其較佳地位於透射元件104附近或可選地與透射元件104接觸，以促進光從其向外耦合。光出射元件108可被配置成使入射光藉由以用於外耦合目的及/或以(例如)所選定的(多個)角度的方式反射光，使得當下一次到達透射元件104的周圍(例如，元件104-覆層106界面)時，光將更容易地離開透射元件104。然而，可配置光出射元件108，以促進入射光的部分向外耦合和部分連續透射(在元件104內)。
因此，光出射元件108可包括(例如)選自以下各項所組成的組的至少一種元件：通孔(該通孔經限定在該光學覆層的該材料中且由該光學覆層的該材料限定以使得入射到其上之經傳輸的光能通過該通孔)、表面浮雕結構、光柵結構、稜鏡結構、該基板膜和該經傳輸的光所入射到的該光學透射元件之間的覆層自由區域或體積、折射向外耦合元件、繞射向外耦合元件、包括考慮到頻率或頻帶之光學 上基本上透射的、可選地半透明的或基本上透明的材料、表現出選定的一或多種顏色的光學透射的材料的向外耦合元件、反射元件及包括其折射率等於或高於該第一折射率的光學透射材料的向外耦合元件。
如圖中所示，可在共通的多層結構100的期望位置處(例如在透射元件104的任一側或兩側上)，設置多個光出射元件108。
在一些實施例中，光出射元件108及/或其他光學功能/有意義的元件(例如，元件106、114、116)的空間分佈及/或其他特性可被配置成取決於如光源110(或具體來說，到光源110的距離)的參考。
例如，若期望出射表面上之向外耦合光的照明均勻度，則可增加光出射元件的效率及/或頻率(即，相互距離(所謂的間距)，其在相鄰出射元件之間減小)，且可增加到光源110的距離，以補償損耗並大體上減少到達較遠離光源110的區域的光。首先可在設計階段使用可適用的通用或專有光學模擬工具來對均勻性進行模擬，接著在原型階段中在目標區域上進行量測。
決定均勻性的一種方法是決定目標區域上最小亮度和最大亮度之間的比率。當然，仍取決於所使用的材料、尺寸及光源110等，藉由如本文所建議的足夠密集且潛在地自適應地定位光源110和施加覆層106，可相當方便地實現相對較高的均勻度值，可選地藉由巧妙地使用其他特徵(如上文所述的光出射元件108)來補充。另一方面，藉由 採用覆層106，可放寬與光源110的其他態樣(如節距)有關的各種要求，(例如)在其中包括光源110的電子設備的空間及/或功耗將被最小化的使用場景中這可為特別有益的。
項目114是指光吸收或散射元件(自然地，相同的元件可以既能夠吸收又能夠散射)。考慮到選定的波長/頻率(如，可見光及/或例如，若與可見光不同的話，(多個)光源110發出的光)，元件114可以可選地是半透明的或基本上不透明的。因此，元件114可表現出至少一種選定的顏色，該至少一種選定的顏色可選地由元件中包括的彩色顏料、彩色染料、彩色塗層或彩色膜設置。
在各種實施例中，可靈活地定位多個結構及/或功能上不同的元件(如元件106、108和114中的任何一者)，以便(例如)根據期望的定位方案，(例如)在平行於透射元件104內傳輸的光的平均或總體傳播方向的方向上(在所示情況下，基本上是水平方向)，及/或在其橫向方向上，來(例如)選擇性地交替。可如此做以控制結構100內部(尤其是透射元件104內部)的光分佈，及/或控制相關的光向外耦合、遮罩及/或衰減特性。
上文已參考圖1(或沒有明確參考所附的任何附圖)及參考(例如)所包括的元件、該等元件的功能、材料、其他特性及該等元件在結構內的相互配置所闡述的各種通用原理，基本上在本發明的任何實施例中是可選擇性地採用和應用的，因所屬技術領域中具有通常知識者可容易地理解它們；而如所屬技術領域中具有通常知識者容易理解 的那樣，故下文不必結合其餘附圖的描述來贅述。同樣地，除非另外明確指出，否則在其他圖示或僅以文字描述的實施方式中，可靈活地採用下文結合任何其餘附圖的描述之首次公開的附加特徵。
圖2在200處示出了圖1的實施例的變型，其中已在透射元件104之相對於基板膜102的另一相對側上設置了附加膜103。考慮到(例如)膜103的屬性、材料、功能、尺寸及託管元件等，關於基板膜102已說過的那些亦一般地適用膜103。基板膜102及膜103就(例如)所使用的材料、尺寸、功能及/或主體元件而言可以是彼此上基本相同、大致相似或基本上不同。
膜103本身可具有表徵功能及/或膜103可充當具有期望功能的許多其他元件的基板。膜103、或如導電跡線的元件、光學元件或如設置在其上的光源110的電子部件可藉由專用連接構件112b(如銷、桿、印刷材料、(填充的)孔及佈線等)連接至基板膜102或其上的元件。構件112b可包括(例如)分別用於設置成電連接或光連接的電導或光導材料。在一些實施例中，甚至可藉由在結構200的邊緣處已基本上彎曲了180度的公共膜來建立基板膜102及膜103。因此，限定公共膜的中央部分的邊緣可用來連接由公共膜的相對端所限定的基板膜102、膜103。
在各種實施例中，膜103可覆蓋或容納覆層106的至少一部分，這在圖中明確示出。然而，如進一步示出的， 可能存在許多中間元件，如層，可選地包括(例如)吸收或散射層103a及/或其他吸收或散射元件104。
另外或可替代地，可將如層102a的至少一個吸收及/或散射元件102a、114設置在基板膜102上或至少更靠近基板膜102(例如，作為塗層)。
本文中通常考慮的多層結構的這種特定和其他實施例較佳地包括一或多個光輸出或出射表面，如在附圖中進一步可見的。在圖1至圖2的例子中，明確地示出了光藉由頂表面和底表面兩者離開結構，而甚至可能(例如)在多層結構的任一側(在此示例中，基本上是垂直壁)處存在另外的或替代的光出射(多個)表面或區域。相對於透射元件104，出射表面可位於結構200之與對應光源110相同的一側(即，基板膜102的一側)，及/或在相對的一側(即，電位膜103的一側)。為了促進和增強經由選定的光出射表面的光向外耦合，本文中描述的多個光出射元件108可能已被定位成相鄰(例如，接觸)透射元件104。
圖3在300處示出了先前多個圖的實施例的另一變型。在示例中，已設置了至少一個較佳地基本上不透明的阻擋元件116，該阻擋元件116可選地藉由將合適的塑膠材料模製而直接形成在基板膜102上(例如，在基板膜102和潛在的附加膜103之間)。可設置(多個)阻擋元件116以限定多個光學上基本上不透射的支撐結構，如用於一或多個光通道的內壁及/或外壁的至少部分，透射元件104通常建 立其芯，及(例如)覆層106由於經設置在其之間而至少在某些地方與(多個)阻擋元件116分開。
圖4在400處示出了先前多個圖的實施例的又一變型。此處，設置了(多個)阻擋元件116的較佳地光學上基本上不透明的阻擋材料，以(例如)藉由成型從上方另外覆蓋透射元件104和覆層106(在附圖的方向上是「上方」；所屬技術領域中具通常知識者，應當意識到，本發明的此實施例和其他所討論的實施例可在各種固定或動態取向中找到適用的用途，這些取向可以或可以不遵循如附圖所示的多層結構的取向)，且可從側面(垂直部分/層)另外覆蓋透射元件104和覆層106。因此，可在基板102上將(多個)阻擋元件116配置成使得透射元件104基本上嵌入其內。然而，已在透射元件104和(多個)阻擋元件116之間基本上配置了覆層106以(例如)防止至阻擋元件116中之不希望的光洩漏到透射元件104內。
在多層結構的各種實施例中，包括但不限於圖4中所示的一個多層結構，覆層106可在相對於透射元件104的任何方向上為透射元件104建立至少一層、相鄰的且較佳地還物理接觸、潛在符合的層。
例如，覆層106的至少一部分可佈置在元件104的下方106d，從而更接近且潛在地符合基板膜102的形狀，基板膜102在製造期間可進一步用作覆層106的基板。
附加地或替代地，覆層106的至少一部分可經佈置在元件104的側面106e上，使得其緊鄰元件104且潛在地基本上垂直於基板膜102及/或平行於元件104的側面。
附加地或替代地，覆層106的至少一部分可經佈置在元件104的頂部106f上。
在所示的情況下，可選地藉由僅在局部上省略覆層材料及/或藉由實際添加特定的光出射元件，而在相對於光源110的透射元件104的相對遠端角處已設置光出射元件108，但所屬技術領域中具有通常知識者可理解，參考(例如)透射元件104之與光源110和基板膜102相同側的間斷線描繪區域108b，也可容易地在結構400中的其他地方設置附加的或替代的光出射元件108和相關的出射表面；在這種情況下，覆層106及/或阻擋元件116可在透射元件104和嵌入式光源110上建立基本上連續的保護蓋或殼結構。已在106b處用間斷線示出了覆層106的最上層中的「修補」區域，這表示在上部覆層106或阻擋元件116中不必有任何開口(特別是在上述情況的後一種情況下)。
基於前述內容，對於所屬技術領域中具有通常知識者而言清楚的是，藉由本發明的不同實施例，可將光學上非常有效的、或多或少有選擇地遮罩的光導結構與IMSE電子設備和類似的多層結構整體化。
在各種實施例中，可配置(多個)光出射元件108及/或如基板膜102、膜103中的任何一者的其他元件，以便大體地或局部地限定所選擇的圖形圖案、觸控區域(當 (例如)嵌入式電子設備110、112包括如電感式或電容式觸控感應電路的觸控感應電路時)、及視覺狀態指示器區域(例如藉由選擇性地控制(多個)光源110進行選擇性照明之例如圓形、矩形或更複雜的區域，以反映例如整個多層結構的選定狀態、其選定組件或(例如)主體結構/裝置)、圖片、數字、字母、文本及字母數字代碼等的形狀，以便可藉由(多個)光源110所發射的光來照亮形狀且從結構100向外耦合。如所屬技術領域中具通常知識者所理解的，可藉由(例如)光阻擋和透射材料的適當的相互定位來共同定義形狀。
考慮到本文所考慮的多層結構的不同實施例的照明特徵，先前還提到的一個總目的可以是藉由朝向環境的選定的(多個)出射表面來提供均勻的照明或均勻的「亮度」分佈，從而避免熱點過多。光的方向性(例如，它是更準直的或是漫射的)也可根據具體情況來決定。例如，可在光出射元件及/或其他剩餘特徵(如膜、透射元件或覆層)中設置藉由(例如)表面及/或嵌入式(腔)光學元件(如浮雕)所實施的散射或準直透鏡、微稜鏡及微光柵，先前在透射元件104中傳輸的光經由該等光出射元件及/或其他剩餘特徵到達或至少接近環境。
除了由多層結構從其中投射或發射的光之外，表面照明的感知均勻性亦可能取決於所反射的外部光的均勻性。因此，在一些實施例中，多層結構的外(外部)層可至少局部地(如，在選定的光出射位置處)設置擴散表面，以 在每個方向上均等地反射入射的外部光。這種擴散特性例如可藉由提高表面粗糙度來實現。
圖6示出了根據本發明的實施例的多層結構600的使用場景，其可靈活地且選擇性地併入(例如)來自圖1至圖4中的任何一者的解決方案之各種特徵。
在藉助於間斷線勾勒出輪廓的結構600的局部草圖的這種大致軸測圖類型中，光出射元件108在整個結構中限定了細長的、可外部感知的光條。在其他實施例中，光出射元件108可自然地限定一些其他形狀。例如，由元件108限定的形狀可具有指示、裝飾及/或照明功能等。在元件108沒有延伸到整個結構600的實際表面的情況下，如附加膜103之類的表面層應至少局部地設有透射材料，以使光以足夠的透射率穿過它。
在圖的特定示例中，已在透射元件104(即，光通道芯)的各個表面上設置了覆層106。在透射元件和基板膜之間及在透射元件104的相對側上(即，更靠近所描繪的出口元件108)具有覆層。可替代地或另外地，在用間斷線表示的透射元件104的任何側壁(圖中垂直)上可以有覆層，只是為了突出本發明設置給產品設計師的多種選擇，這使得能夠或多或少地將光限制在元件104的透射介質中，同時光大體上從(多個)光源110到元件104和多層結構的表面上的選定出口區域。
出口元件108可以例如以脈衝方式(若結構600通電時，出口元件108沒有被多個光源110持續點亮的話)而 至少是間歇性的。源110可由可應用的控制及/或電源的電路110b控制或服務，控制及/或電源的電路110b可至少部分地位於結構600之內部及/或外部。為了清楚起見，電路110b在圖中被示出在外部，但實際上電路110b可能至少部分是內部的且位於(例如)在基板膜102或附加膜103上。
可將光源110定位在不一定直接位於光出射元件108下方的位置，以減少向環境的零路徑發射，從而有利於減少熱點，但(例如)可將光源110設置在基板膜102上及/或在潛在的附加膜103上緊挨著光出射元件108，這是圖中明確示出的情況。
項目118指示可能的連接元件，如電線、(多個)連接器、電纜、插腳、接觸墊及無線連接元件等，該等可能的連接元件在結構600和外部結構或裝置之間(例如)在從外部裝置到結構600的方向上設置電源及/或控制其他資料信號，但當(例如)控制輸入、確認資料、感測器資料或其他資料是藉由多層結構獲得的且被認為值得轉移到外部裝置時，該等可能的連接元件在結構600和外部結構或裝置之間潛在地另外在相反的方向上設置電源及/或控制其他資料信號；這自然取決於本發明的特定實施例和使用情況。
如圖所示，多個光源110可用如列或矩陣配置(列-行配置)的選定配置佈置在如基板膜102和膜103中的任何一者的合適的一或多個載體上。
在一些實施例中，例如，完全相同的整體多層結構600可自然地包含(例如)大致示出的性質的複數個光通道，該性質之芯部由透射元件104建立且由覆層106和可選的(多個)中間阻擋元件116隔開。
圖7在700處描繪了根據本發明的多層結構的實施例，該多層結構結合了多個光通道702、704。如所屬技術領域中具有通常知識者容易理解的，所描繪的視圖可直接應用(例如)至前文討論過的圖1至圖4的場景，也可對所描繪的視圖進行一些修改應用(例如)至前文討論過的圖1至圖4的場景。視圖可被認為是代表(例如)頂視圖或底視圖、當從選定表面(如其頂表面或底表面)開始進入結構時之在選定切片深度處截取的相關橫截面圖，或選擇性透視圖；即，在現實生活中的實現方式中，所描述的元件可位於不同的級別且在基本上垂直於/遠離從圖平面延伸的方向上跨越不同的長度，這可(例如)對應到所實施結構的厚度方向。然而，相對於所描繪的平面，所圖解說明的元件的絕對和相互定位及所應用的形狀和尺寸兩者僅是示例性的，但仍代表一種可行的選擇。為了促進對先前附圖和圖7的表示之間的潛在關係和對齊的理解，在圖7中進一步示出了在圖3的側面上所設置的「A」符號，並藉由間斷線連接。
如上文所預期，結構700中可包括一或多個膜或基板膜102、膜103。基板膜102、膜103中的任何一者可在其上設置有多個光源110。
在圖7的示例中，兩者均呈現出整體上細長的形狀(但仍具有彼此部分不同的形狀)的光通道702、704經配置成基本上平行且在一定程度上經緊密地定位，但在其他實施例中，光通道的數量、光通道的形狀、尺寸、絕對或相互定位及/或對齊方式自然可不同。
考慮到(例如)通道702，光通道702、704中的任何一者可有具有基本上規則的橫截面的形狀，其中只有遠端/向外耦合端呈輕度錐形或「圓形」。可替代地，形狀可至少在某些地方是更不規則的，如就(例如)橫截面而言或多或少地不斷變化。例如，形狀可在直接圍繞或鄰近光源110的體積較小、接著朝著光出射區域/元件108擴展的意義上被提醒為漏斗狀。在所示的通道704中(具體來說，在所示的通道704的上半部中)，已大致採用這種在空間上連續或空間中逐步擴展的通道形狀；最初較窄的形狀演變為更寬、更寬敞和更大的向出耦合端。然而，基本上倒置(即，光通道的體積通常隨著距相關光源的距離的增加而減小)、組合(在較寬或較大部分之間的(多個)較窄部分)或其他形狀也是可行的。
本文所考慮的光通道702、704通常可由多個元件限定。
多層結構700的透射元件104可以是光透射材料的整體或基本單片，或如圖7所示，元件104可包括多個透射(子)元件，該多個透射(子)元件至少在物理上是彼此分離(若非光學上彼此分離的話)，這在前文亦已討論過。另 一方面，在各種實施例中，連限定透射元件104的整體透射材料也可建立複數個光通道702、704，因此在該等光通道之間保持至少一個連接部分(如圖中的703所示)來替代使用完全獨立的透射(子)元件。因此，透射元件104可包含(例如)共同的主體部分703，將定義光通道的許多可選的(但不一定是平行的)突起整體地連接到主體部分703上。就由(多個)光源110發出的光而言，取決於(例如)尺寸和相互配置(如(多個)源110和元件104的定位和對齊)，兩個或更多個光通道702、704也可以經由主體光學地連接。
然而，光通道702、704中的任何一者都可與多個光源110相關聯，而不是僅與一個光源相關聯，但為了清楚起見，在圖中示出後一種選擇。源110可根據需要相互對準。考慮到某通道或一般地，可將兩個或更多個源110設置為彼此相對或設置在相對的載體表面(如基板膜102、膜103)中，及/或經定位成列、矩陣、圓形或其他選定的形式。
此外，在所示的情況下，每個通道702、704基本上具有專用的(排他的)光源110，但在其他情況下，可以可選地借助於如多個透鏡、反射器及/或合適的光學微結構的嵌入式傳播光學元件來將由單個光源110發出的光傳播至多個光通道702、704。
在較佳實施例中，透射元件104限定了至少一個光通道702、704的透射芯，其中光基本上以限定的、至少在 選定的程度在光源110和潛在的出射區域/元件108或其他預定目的地之間傳播。
可設置覆層106以(例如)在其外圍鄰接、包圍和覆蓋透射元件104的透射材料，以限定殼體及/或壁結構，為此至少在一些地方(即，選擇地)或基本上到處仍可潛在地排除許多選定的出口區域或元件108。
通常可用一或多層和取向設置覆層材料。106可經配置成僅在一個或幾個方向上至少部分地覆蓋透射元件104的透射材料，或106可從基本上每個方向至少局部地覆蓋元件104。覆層106因此可包括多個基本上平坦的或筆直的部分(例如，在平坦的或成形的膜上、在透射元件上或在部件上的塗層)及/或圓形的部分(例如，圓形或管狀)或甚至成角的(例如，矩形或立方體的)部分，該等部分通常也應用至透射元件104和通道702、704的形狀。
覆層106因此可在透射元件104的側面(在元件104旁邊，例如垂直於基板膜102和/或平行於元件104的側表面)及/或在透射元件104的頂部，在相對於透射元件104的任何方向上，例如在元件104下方(例如，靠近或接觸基板膜102)，為透射元件104建立至少一個相鄰的層且較佳地還物理接觸該層。在圖4中已進一步說明了這一點。
光出射元件108是或至少限定了較佳地不具有(例如)光學覆層106或遮罩的光出射區域，其將防止或減少藉由其的光向外耦合。出射元件108可包含許多向外耦合增強及/或控制特徵，如本文其他地方設想的光學微結構、透 鏡等。這些特徵可被嵌入及/或位於元件108的表面上，及/或可選地在整個多層結構700的表面上。
用於從環境及/或彼此光學隔離(例如)光通道702、704的(多個)遮罩特徵可包括結構700中所包含的各種元件或由結構700中所包含的各種元件組成。在所示的情況下，如靠近光源110的透射元件104的一部分的區域相對於結構700的環境被遮蔽，而在遠端的選定出射(向外耦合)區域或元件108較佳地未被遮蔽，從而在透射元件104及與環境(如空氣/大氣或結構700可與之光學連接的外部裝置)直接界面的結構的表面之間保持足夠無損的光路。
藉由一或多個基板膜102、膜103(當至少部分地包含適用的遮罩材料時)及/或潛在地仍由(多個)基板膜102、膜103所包含或至少連接至(多個)基板膜102、膜103的多個其他特徵114，可實現多個期望的遮罩特徵。
此外，可藉由進一步參考(例如)圖4的多個阻擋元件116來實現遮罩，其中阻擋元件116從不同方向覆蓋透射元件104和覆層106，仍有利地留下許多選定區域108、108b不被佔用，以使通過其的光受控地向外耦合。因此，可通常地使用(多個)阻擋元件116作為(例如)通道702、704之間的光學絕緣填充物或壁材料，同時該(多個)阻擋元件116亦可被配置成將期望部分(如通道702、704)與結構700的環境絕緣。(多個)阻擋元件116可表現出所選定的一或更多顏色。(多個)阻擋元件116可進一步為結構700設置結構剛度及/或各種附加的絕緣特性(氣密密封等)。
用於遮罩的材料可以是基本上不透明的(即，不透射的)或至少是半透明的。遮罩材料因此可包括有色材料，或具體來說，例如，遮罩材料可包括(例如)(彩色)塗層或其他光學遮罩功能層(參考先前討論的項目102a、103a)。通常來說，遮罩材料可以是光學反射的、吸收性的及/或散射的。
除了或替代相似或甚至接合元件之外，不同的光通道702、704的遮罩可依賴於互不相同的遮罩元件。
在所示的示例中，在704處向外耦合的光比在702處向外耦合的更散射或無方向性的光更準直。
離開結構700及在環境中可感知的經向外耦合的光的整體特性可能是由於多種因素影響了從(多個)光源110開始並在結構700的表面特性處或環境本身的實際媒介或材料處終止的相關光路。例如，如本文所討論的光出射元件108可在調節特性中起主要作用，且如本文所討論的光出射元件108包括(例如)許多準直結構(例如，如準直光柵或透鏡的微結構)及/或漫射結構(例如，漫射表面不規則結構或透鏡)。
圖5包括流程圖500，其揭露了根據本發明的方法的實施例。
在用於製造多層結構的方法的開始處，可執行啟動階段502。在啟動階段502期間，可發生必要的任務，如材料、組件和工具的選擇、獲取、校準和其他配置活動。必須格外小心的是，使各個元件和材料選擇協同工作並在所 選的製造和安裝過程中存活下來，自然最好是根據製造過程規範和組件資料表或(例如)藉由調查和測試產品原型來對這些元件和材料進行預先檢查。因此，在此階段，可將如成型、鑄造、層壓、(熱)成型、切割、鑽孔及/或印刷設備之類的所使用的設備增強到運行狀態。(多個)模具可製備成具有必要的表面形狀等。
在504處，獲得至少一個用於容納電子設備的、可選地柔性及/或彈性的基板膜或潛在地其他基板元件。可獲取基板材料的現成元件(例如，一卷或一片塑膠膜)。在一些實施例中，可首先由所需的(多種)源材料藉由模製、擠出或其他方法來內部生產基板膜本身。在一些實施例中，可由選定的來源或原材料(可選地，塑膠)來至少部分地與至少一個其他元件(如覆層)共同地製造基板膜，這將在下文中更詳細地討論。可選地，對基板膜進行處理。根據需要，基板膜可(例如)被塗覆、切割及/或設置有開口、凹口、凹陷及切口等。初始的及/或最後的處理過的膜可帶有(例如)矩形、正方形或圓形。考慮到所選定的光的頻率/波長，如要設置在其上的光源的發射頻率/波長，基板膜可大體上或至少選擇性地在不透明、半透明或基本上透明的位置。基板膜可包括熱塑性材料，但如本文其他地方所討論的，多種相互相當不同的材料可適用於基板和本文所考慮的其他膜。
在506處，較佳地藉由參考相關添加劑技術的一或多種印刷電子技術，在基板膜上設置定義(例如)所需電路 圖案或電路設計的多個導線的多個導電跡線及/或用於電耦合電子組件(如光源、電源(供電)電路及/或控制電路)的接觸墊(或其它接觸區域)。例如，可利用絲網印刷、噴墨印刷、苯胺印刷、凹版印刷或膠印平版印刷。然而，若(例如)所使用的基板材料與更傳統的基於蝕刻的方法相容，也可考慮使用該等更傳統的基於蝕刻的方法。涉及(例如)印刷或色層、圖形、視覺指示符及塗層等的其它設置之建立基板膜的進一步動作亦可在此處發生。
同樣地，在已有多個基板膜或一般來說目標多層結構中包含膜的情況下，可對每個基板膜進行製程並設置有所需的處理及許多其他元件(如組件或導體)。
在508處，在(多個)基板膜上設置包括至少多個光源(可選地，LED)的電子設備，其潛在地有一或多個其他電子組件，如電源電路、感測電路及/或控制電路(例如，微控制器、處理器、信號處理器、可程式化/經程式化的邏輯晶片等)。在實施中，例如，可藉由焊料及/或黏合劑將(例如)許多如各種SMD(表面安裝裝置)的現成的組件連接到所選定的接觸區域。替代地或附加地，可確切地將印刷電子技術應用於將至少部分部件(如OLED)直接製造在(多個)基板膜上。每個所包括的光源可以可選地被單獨地選擇、製造或以其他方式配置為發射(例如)白光或僅選擇的波長/頻率(顏色)，不要忘記潛在的不可見波長。
另外，在此階段時及/或在隨後的階段期間，可在(多個)膜上及/或結構中的其他任何地方(如嵌入及/或表 面上)設置多個熱管理元件(如包括導熱材料的冷卻元件)。例如，可設置散熱器、散熱塊或散熱井。
先前已討論了如光源之類的電子設備如何相對於經構造中的多層結構的其他特徵相互或相對地決定尺寸、對準或定位。簡而言之，應選擇各種元件的相互定位，以就(例如)藉由選定表面向外耦合的光的均勻性及/或光學效率而言完成期望的整體效能目標。然而，可能有(例如)影響電子設備及/或掩蔽或阻擋元件定位使得從完成的多層結構外部看不到電子設備的美觀目標。
在一些實施例中，可形成520包括在多層結構中的(多個)基板膜及/或(多個)其他膜，以較佳地藉由熱成型(如真空或壓力成型)來顯示期望的3D形狀(至少局部地基本上非平面的形狀)。冷成型也可適用。考慮到成型技術，例如可採用上述壓力成型為基板設置精確、清晰的細節；當基板缺少可使不想要的流及由此導致的壓降為可能的(通)孔時，一般較佳地亦為壓力成型。可在設置電子設備508之後執行形成520，以避免相關的3D組裝。然而，替代地或附加地，可能已在階段508之前執行3D形成。
在一些實施例中，電子設備/子基板的多個子組件(例如，已被設置有(多個)電子組件的PCB、印刷電路板)可照此在509處被設置給任何基板且藉由黏合劑及/或焊料固定。
在510處，設置至少一層(較佳地但不是必須的)熱塑性層，該熱塑性層為由光源發射的光建立光傳輸透射 元件，且具體來說，該至少一層熱塑性層(例如)藉由模製或澆鑄有利地直接由所涉及的(多種)材料製成在基板膜和其上的至少一部分電子設備(如跡線和許多電子元件)上。較佳地，至少一部分電子設備(如光源及/或設置給基板的其他元件)從而至少部分地經嵌入在所設置的(多個)材料內。因此，可使光源和透射元件之間的光學耦合有效且使相關的耦合損耗減少。
在實施中，可將一層或兩層(基板)膜用作(例如)在注塑處理中的(多個)插入物。若需要，(多個)膜的選定區域(如邊緣)可不留模製塑膠。在一些實施例中，甚至膜的兩個側面都可設置有(多個)模製層。基板膜可包括通孔或如盲孔或切口的(例如)薄弱部分，模製塑膠被設計成(例如)處於熔融狀態在成型期間通過該通孔或薄弱部分從一側流過到另一側。
考慮到由光源發射的光，所使用的透射元件的材料若不透明則較佳地至少是半透明的。所使用的透射元件的材料可能仍顯示至少一種顏色。材料與第一折射率相關。
在518處，可選地藉由印刷、模製、浸塗及/或噴塗，相鄰(在下面、在上面、在側面及在其間等等)基板膜102上的光學透射元件來建立光學覆層106，光學覆層106如所選定的(多個)覆層材料的一層或多層。如上文更全面地討論地，光學覆層可包括具有比第一折射率低的折射率的材料。
在一些實施例中，覆層106的至少一部分(如層)可與至少一個其他元件(如基板膜102)一起由相關聯的(多種)源材料產生，而不是(例如)在已完全準備好或主要地準備好製造的基板膜102上設置覆層。因此，可設置源材料(例如，塑膠材料)，使得該等源材料或多或少地同時建立覆層106的至少一部分和(例如)基板膜102來作為聚集體、整體結構或元件。因此，代替更順序化的方法，可至少部分同時執行幾個所示的方法項目，如項目504和項目518。
然而，項目518已被有目的地說明為拉伸實體，其可能會在多個階段中連接到其餘處理。實際上，覆層可包括可選地以多個步驟設置的多個部分(如層)，該多個步驟具有(例如)一或多個其他步驟，如在其之間設置透射元件518或阻擋元件512。
例如，可在如上文所考慮之(例如)電佈線/導體506及/或電元件508(如光源及/或其上的其他組件)的設置之前(選項「a」)或設置之後(選項「b」)，設置至少一層覆層材料。
例如，根據選項a，可在基板上施加至少一個覆層，使得所選組件、導體及/或其他元件位置保持無覆層，這可能是由於所採用的選擇性施加技術(例如，藉由印刷電子技術的印刷)或遮罩，其中可在這樣的位置預先設置臨時遮罩，並在或多或少地非選擇性地設置覆層之後將該臨時遮罩移除。
例如，根據選項b，可在基板上設置至少一個覆層，並在基板上設置好多個元件(佈線、電子設備及/或一或多個其他元件，如吸收、散射、光出射或其他光學元件)，因此基本上覆蓋了這些元件。
也可靈活組合選項a和選項b。例如，已安裝的組件或其他元件可設置有臨時遮罩覆蓋，該臨時遮罩覆蓋在基本上非選擇性地設置覆層之後被去除。
仍應當記住，並非本發明的所有實施例都需要在光源承載基板和透射元件之間精確地設置任何覆層，因可能僅在結構的其他地方存在覆層，例如在透射元件的另一側和表面，其中可能還會有其他膜(「附加膜」103)。
因此，在相當普遍但非強制性地設置一些覆層後，例如根據已在項目510之前的選項「a」及/或選項「b」，可執行項目510。
與項目510相關或在項目510之後，例如，可藉由模製來執行涉及設置如上文所討論的一或多個光阻擋元件的可選項目512。較佳地，使用雙色成型處理及/或多次(至少兩次)成型設備來基本上共同執行項目510和項目512。
在項目510之後，可設置(518)複層結構的一或更多個部分(如層)，其可在可選項目512之前及/或之後發生，這取決於產生於512處之(多個)阻擋元件的空間配置和尺寸。
例如，如(例如)圖4所描述地，若至少一個阻擋元件將基本上覆蓋至少一部分(若非全部的話)的透射元件， 則在設置覆蓋阻擋元件之前將要設置在該至少一部分及阻擋元件之間的任何覆層較佳地經施加在透射元件的相關部分上。當採用如圖4所示的多層結構的取向作為方向參考時，覆層可因此被佈置成從(多個)側面及/或從上方至少部分地覆蓋和接觸透射元件。
然而，若(例如)考慮到圖3或圖6的場景(即，在仍然需要覆層的某個區域處，將沒有阻擋元件覆蓋透射元件)，至少在設置阻擋元件512之後還可方便地設置覆層的至少該部分在一些其他(多個)區域。可(例如)藉由噴塗或印刷而直接將覆層設置在透射元件上，或可先將覆層設置在膜(附加膜103)上(若有的話)，接著藉由層壓將其附接到其餘結構上。
然而，在多層結構中將要包括兩個膜(所謂的基板膜和附加膜)且該兩個膜將至少有選擇地容納覆層結構或與覆層結構接觸故該兩個膜之間應設置透射元件及可選的阻擋元件的情況下，可首先為該兩個膜兩者設置除了各種其他元件(如電子元件及/或光學元件)外之覆層的預期部分，接著在模製處理中將該兩個膜兩者作為插入物，在此期間，透射元件及可選的阻擋元件經設置在其之間。可將有關選項應用於(例如)在圖2和圖3所示的情況下。這特別有利於兩個膜都包含要嵌入至透射(及/或阻擋)元件的中間材料中的元件(如電子元件及/或光學元件)的情況，這在模製期間可比較簡單(即，當材料通常處於熔融/流動狀態時)。
一般來說，當施加模製時，可藉由一或多個位置(例如，從(多個)插入膜的(多個)側面開始)注入有關塑膠。因此，可施加(例如)邊緣注入及/或空孔注入(藉由(多個)膜中的一或多個孔在膜之間進行塑膠注入)。替代地，可之後藉由涉及(例如)黏合劑、壓力及/或基於熱的黏合之合適的層壓技術將用於建立(例如)如本文所稱之「附加膜」的其他膜附接至基板膜及透射元件(可選地，亦包含阻擋元件)的集合體。
如前所述，所製造的多層結構可進一步包含許多其他元件，如光出射元件及/或吸收或散射元件。可將此類元件設置給多層結構及(例如)所選定的主體元件(如膜、阻擋元件或透射元件)，在其中係積層地(例如，若未安裝成現成的元件，則藉由印刷、噴塗或其他方式由源材料構成)、減色地(例如，光出射元件可藉由局部地從透射元件的表面上去除覆層材料來定義)，或藉由從目標位置選擇性地省略某些材料(例如，覆層材料可首先被選擇性地引入，以限定穿過其中延伸的孔，從而實現有效的光向外耦合或藉由其傳輸(一般來說))。因此，所屬技術領域中具有通常知識者將容易理解這樣的事實，即，可取決於元件的性質、元件在結構中的位置及結構的總體設計目標，(例如)與項目518、506、508或514結合使用來在不同的階段將這種元件設置給構造中的多層結構。
當結構通常以分層方式構造時，通常有利的是，藉由遵循與特徵將保持在最終結構中的順序的相同順序來在 正在發展的多層堆疊中設置該等特徵，但如上文所提到的，亦去除已設置好的材料可有利於包含或定義新特徵，因此遵循此通用法則並不是唯一的選擇或始終盲目遵循此通用法則，亦考慮(例如)模製解決方案，其中透射元件的材料和可選的阻擋元件可與現有的、但最初較遠的元件(放置在(例如)半模中作為插入物)連接，該現有的、但最初較遠的元件如潛在地已容納各種其他元件(如覆層)的膜、其他光學特徵(光出射元件、散射/吸收特徵)及/或電子設備。
項目514涉及可能的後處理任務，例如，如在結構中設置附加層及/或其他元件(例如，就(例如)視覺圖案、圖形或顏色而言，選擇性地設置的表面塗層或具有保護性、緊固性、(電性)連接、觸覺及/或美觀功能或指示功能的元件)及/或到主機裝置的結構的附接。例如，當結構在使用中時，結構的一或多個外層可面對環境並受到(例如)使用者的視覺感知。因此，表面外觀和(例如)觸感可能會在結構在其預期用途中的整體適用性中起作用，因此，外層可設置有膜或塗層，這些膜或塗層除了潛在地具有有利的其他特性(例如，保護或連接功能)外，還可就顏色、圖形、反射率或其他光學特性而言在視覺上適應使用環境，並就(例如)粗糙度而言設置所需的表面拓撲。
在516，方法執行結束。
關於所獲得的堆疊結構的最終總厚度，其在很大程度上取決於所使用的材料及相關的最小材料厚度，從而考慮到製造和後續使用而設置必要的強度。必須逐案考慮這 些態樣。例如，結構的總厚度可以是大約1mm，但相當較厚或較薄的實施例也是可行的。
本發明的範圍由所附申請專利範圍及其等同物決定。所屬技術領域中具有通常知識者將理解以下事實：所揭露的實施例僅出於說明性目的而構造，且可容易地準備應用許多上述原理的其他佈置以最適合每種潛在的使用場景。
100:多層結構
102:基板膜
102a:基本上不透明的光吸收或散射元件
103:膜
103a:基本上不透明的光吸收或散射元件
104:光學透射元件
106:光學覆層
106a-106f:光學覆層
108:光出射元件
108b:光出射元件
110:光源
110b:電路
112:電導體
114:基本上不透明的光吸收或散射元件
116:光阻擋元件
118:連接元件
200:多層結構
300:多層結構
400:多層結構
500:流程圖
502:階段
504:階段
506:階段
508:階段
509:階段
510:階段
512:階段
514:階段
516:階段
518:階段
520:階段
600:多層結構
700:多層結構
702:配置
703:部分
704:配置
接下來，將參考附圖更詳細地描述本發明，其中：
圖1藉由相關的側視圖或橫截面側視圖示出了根據本發明的多層結構的一個實施例。
圖2示出了圖1的實施例的變型。
圖3示出了進一步的變化。
圖4示出了進一步的變化。
圖5是公開根據本發明的方法的實施例的流程圖。
圖6示出了根據本發明的實施例的多層結構的使用場景，該場景可靈活地並選擇性地採用例如從圖1至圖4中之任一圖所示的特徵。
圖7藉由偽平面圖描繪了根據併入多個光通道之本發明之多層結構的實施例。
102:基板膜
103:膜
104:光學透射元件
106:光學覆層
106b-106f:光學覆層
108:光出射元件
108b:光出射元件
110:光源
112:電導體
116:光阻擋元件
400:多層結構

Claims (20)

  1. 一種整體化的多層結構，包括：一基板膜，其具有一第一側和一相對的第二側；電子設備，該電子設備包括至少一個光源和多個電導體，該至少一個光源經設置在該基板膜的該第一側，及該多個電導體藉由印刷電子技術印刷並至少電耦合到該至少一個光源，該至少一個光源經配置成至少以選定的一或多個頻率或波長發射光，該光包括可見光；一光學透射元件，該光學透射元件包括熱塑性的光學透射的材料，該材料考慮到所選定的頻率或波長及具有一第一折射率，且藉由利用該光學透射的熱塑性材料的模製將該光學透射元件製成在該基板膜的該第一側上，以便至少部分地將該至少一個光源嵌入其中；及光學覆層，其包含一折射率比該第一折射率低的材料，並與該光學透射元件相鄰地設置在該基板膜的該第一側上，其中該至少一個光源、該光學透射元件和該光學覆層已相互配置以便在該光學透射元件的該光學透射材料內傳輸由該光源發射的光，至少一部分所傳輸的光在入射到該光學覆層上時經歷一基本上全內反射。
  2. 如請求項1所述的結構，其中考慮到該等所選定的頻率或波長，該光學覆層的該材料是光學上基本上透明的。
  3. 如請求項1所述的結構，其中該等光學覆層 包括多個層，該等光學覆層在其間具有至少一部分該光學透射元件，其中兩層或更多層基本上平行於表面及/或該基板膜的橫向方向延伸，及/或其中該光學覆層包括：一層，該層在該基板膜和該透射元件之間，該層與該膜和該透射元件中的任何一者接觸，及另一層，該另一層相對於該基板膜在該透射元件的相對側上，該另一層與該透射元件接觸及/或位於該透射元件和一光阻擋元件之間，其中存在位於該層和該另一層之間的進一步覆層，該進一步覆層與該透射元件接觸且連接該層和該另一層及/或基本上橫向於該層和該另一層取向。
  4. 如請求項1所述的結構，其中該基板膜至少局部地包括選自由以下各項組成的組的至少一種元件：光學透明材料、透射材料、半透明材料、不透明體積、透明體積、半透明體積、透射體積、不透明材料、不透明塗層、半透明塗層、吸光材料、吸光塗層、吸收區、光散射材料、散射區、光散射塗層、反射材料、反射塗層、彩色膜、彩色塗層、彩色顏料、彩色染料、發光材料、印刷層、油墨、彩色油墨、圖形圖案及圖形。
  5. 如請求項1所述的結構，進一步包括一基本上不透明的光吸收或散射元件，該基本上不透明的光吸收或散射元件基本上位於該基板膜和該光學透射元件之間，其中該元件進一步呈現至少一種選定的顏色，該至 少一種選定的顏色由該元件中包含的彩色顏料、彩色染料、彩色塗層或彩色膜設置。
  6. 如請求項1所述的結構，進一步包括在該光學透射元件上的、在該光學透射元件之相對於面對該基板膜的一側的一相對側上的至少一個附加膜，其中該附加膜容納該光學覆層的至少一部分或至少鄰近該光學覆層的至少一部分。
  7. 如請求項6所述的結構，其中該附加膜至少局部地包括選自由以下各項組成的組的至少一種元件：光學透明材料、透射材料、半透明材料、不透明體積、透明體積、半透明體積、透射體積、不透明材料、不透明塗層、半透明塗層、光學吸收材料、光學吸收塗層、吸收區域、光散射材料、散射區域、光散射塗層、反射材料、反射塗層、色膜、色塗層、彩色顏料、彩色染料、發光材料、印刷層、油墨、彩色油墨、圖形圖案、圖形、電氣元件和電子元件。
  8. 如請求項1所述的結構，包括一光出射元件，該光出射元件經佈置在該光學透射元件附近，以將在該透射元件內傳輸及從該透射元件及從整個結構入射到該出射元件上的光向外耦合到該結構的環境。
  9. 如請求項8所述的結構，其中該光出射元件包括選自由以下各項組成的組中的至少一個元件：通孔，該通孔經限定在該光學覆層的該材料中且由該光學覆層的該材料限定以使得入射到其上之經傳輸的光能通過該 通孔、表面浮雕結構、光柵結構、稜鏡結構、該基板膜和該經傳輸的光所入射到的該光學透射元件之間的覆層自由區域或體積、該透射元件與該結構的該表面之間的光學遮罩的自由區域或體積、折射向外耦合元件、繞射向外耦合元件、包括考慮到頻率或頻帶之光學上基本上透射的、半透明的或基本上透明的材料、表現出選定的一或多種顏色的光學透射的材料的向外耦合元件、反射元件及包括其折射率等於或高於該第一折射率的光學透射材料的向外耦合元件。
  10. 如請求項1所述的結構，包括一基本上不透光的、反射的、吸收性或散射性的光阻擋元件，該光阻擋元件基本上鄰近該光學透射元件及/或光學覆層，該光阻擋元件限定光傳播、洩漏、或如分離如光通道分離壁的光學結構的及/或整個結構內的一支撐結構的串擾限制或遮罩結構的至少一部分。
  11. 如請求項10所述的結構，其中該阻擋元件在該基板膜的表面和橫向方向上的任何一者中基本上覆蓋或毗鄰該透射元件及/或光學覆層。
  12. 如請求項1所述的結構，其中該基板膜的一或多種材料包括選自由以下各項組成的組中的至少一個元件：聚合物、熱塑性材料、有機材料、彈性體材料、電絕緣材料、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亞胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(MS樹脂)、玻璃、有機材料、纖維材料、聚對苯二甲 酸乙二酯(PET)、金屬、木材、實木、單板、膠合板、樹皮、樹的皮、樺樹的皮、軟木、天然皮革、天然紡織或織物材料、紡織材料、棉、羊毛、亞麻、絲綢、可變形材料、可熱變形材料和冷可變形材料。
  13. 如請求項1所述的結構，其中包括在該結構中的該光學透射元件、光學覆層、一光學出射元件或一光學阻擋元件中的一或多種材料包括選自由以下各項組成的組的至少一種元件：聚合物、熱塑性材料、彈性體材料、電絕緣材料、PC、PMMA、ABS、PET、尼龍(PA及聚酰胺)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(GPPS)和MS樹脂。
  14. 如請求項1所述的結構，包括至少一個另外的電氣或電子元件，其位於該基板膜上，其包括選自由以下各項組成的組中的至少一個元件：積體電路、處理單元、記憶體、通訊單元、收發器、發射器、接收器、信號處理器、微控制器、電池、光敏裝置、光電二極體、連接器、電連接器、光連接器、電源連接器、二極體、印刷電子元件、感測器、力感測器、觸摸感測器、接近感測器、天線、慣性感測器、加速度計、陀螺儀、電容開關或感測器、電感感測器、使用者介面元件、振動元件、電極、感測器電極、印刷感測器電極、無線標籤、電子子組件和光伏電池。
  15. 如請求項1所述的結構，其中該基板膜和整個結構表現出一非平面的三維形狀。
  16. 一種生產一整體化的多層結構的方法，包括以下步驟：獲得經配置成在其至少一第一側上容納電子設備的一基板膜，該膜具有該第一側和一第二側；設置電子設備，該電子設備包括在該基板膜的該第一側上的至少一個可印刷或可安裝的光源及多個電導體，該多個電導體藉由印刷電子技術連接到該至少一個光源；及藉由模製或鑄造將一光學透射元件建立到該基板膜的該第一側上，從而至少部分地嵌入該至少一個光源，該透射元件由熱塑性的、光學上至少半透明的或透明的材料製成，該材料具有一第一折射率，其中在該方法中，亦藉由印刷、浸塗、噴塗及/或至少部分地與該基板膜一起建立光學覆層，以鄰近該基板膜的該第一側上的該光學透射元件定位，該光學覆層包括具有比該第一折射率低的一折射率的材料。
  17. 如請求項16所述的方法，其中利用從包括以下各項的組中選擇的至少一種設置技術來設置該光學覆層的至少一部分：在該基板膜上設置一或多個選定元件之前，選擇性地在該基板膜的該第一側上的一或多個區域上，省略該一或多個選定元件的位置，如至少一個元件的位置，該至少一個元件係選自由以下各項組成的組：該至少一個光源、一電導體及一光吸收或散射區域或元件；及 基本上非選擇性地在該基板膜的該第一側上，已容納了至少一個元件，該至少一個元件係進一步選自由以下各項組成的組：該至少一個光源、一電導體、光出射元件及光吸收或散射元件，其中進一步先在該基板膜上的該至少一個元件或其他選定的位置上或旁邊設置一遮罩元件，並在設置該光學覆層之後去除該遮罩元件。
  18. 如請求項16所述的方法，其中該光學覆層經設置在多個層中；在該透射元件的至少一部分之前設置該光學覆層的至少一層，使得該透射元件至少部分地覆蓋該至少一層；及在設置該透射元件的該至少一部分之後設置該光學覆層的至少一個另外的層，及該至少一個另外的層位於該透射元件的該至少一部分的附近及/或該透射元件的該至少一部分之上方。
  19. 如請求項16所述的方法，進一步藉由模製從基本上不透明的材料建立一光阻擋元件到該基板膜的該第一側上，且該光阻擋元件基本上鄰近該光學覆層的至少一部分、在該光學覆層的至少一部分附近及/或在該光學覆層的至少一部分之上方，該光阻擋元件與該光學覆層的該至少一部分直接接觸。
  20. 如請求項16所述的方法，包括選自由以下各項組成的組中的至少一種作用：在該基板膜上(或更具體地，在該透射元件上)設置至少一個另外的膜，其中該 至少一個另外的膜容納許多圖形、電導體、電極及/或元件；在覆層材料的設置亦最終到達一臨時遮罩元件上之後，結合從其去除該遮罩元件之該去除來設置光學元件至該多層結構的該基板膜、另外的膜或其他層，該光學元件包括光學上基本上不透明的散射或吸收元件；在將該透射元件的至少一部分設置到該基板膜上之前及/或在設置該透射元件的至少一部分之後，在多個步驟和層中設置該光學覆層；鄰近或至少光學地連接到該光學透射元件來設置一光出射元件，及形成熱成型或冷成型的該基板模，以在設置如一電導體或如一光源的電子元件的至少一種元件之後，在其上顯示一目標三維形狀。
TW108144273A 2018-12-08 2019-12-04 具有嵌入式光源及光導特徵的多層結構及相關製造方法 TWI743612B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/214,050 2018-12-08
US16/214,050 US10288800B1 (en) 2018-12-08 2018-12-08 Multilayer structure with embedded light source and light-guiding features and related method of manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202030440A TW202030440A (zh) 2020-08-16
TWI743612B true TWI743612B (zh) 2021-10-21

Family

ID=66439523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108144273A TWI743612B (zh) 2018-12-08 2019-12-04 具有嵌入式光源及光導特徵的多層結構及相關製造方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10288800B1 (zh)
EP (2) EP3891538B1 (zh)
JP (2) JP7077488B2 (zh)
KR (2) KR20220044224A (zh)
CN (3) CN115327691A (zh)
MX (1) MX2021006728A (zh)
TW (1) TWI743612B (zh)
WO (1) WO2020115370A1 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10637977B1 (en) * 2016-08-31 2020-04-28 Apple Inc. Illumination systems for items with leather
CN112675555B (zh) * 2018-01-08 2022-09-27 克兹二世怡人合资有限公司 具有电容式触摸交互性的儿童玩具
USD945535S1 (en) 2019-01-07 2022-03-08 Kids Ii Hape Joint Venture Limited Children's play table
EP3787381A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-03 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Electronic device with multilayer laminate
US10766413B1 (en) * 2019-10-30 2020-09-08 Ford Global Technologies, Llc Vehicle lighting system, light guide, and method of making thereof
US11309676B2 (en) * 2020-05-12 2022-04-19 Tactotek Oy Integrated multilayer structure and a method for manufacturing a multilayer structure
USD979656S1 (en) 2020-12-11 2023-02-28 Kids Ii Hape Joint Venture Limited Toy drum
USD985676S1 (en) 2021-01-11 2023-05-09 Kids Ii Hape Joint Venture Limited Toy drum
USD985677S1 (en) 2021-01-11 2023-05-09 Kids Ii Hape Joint Venture Limited Toy guitar
TWI763407B (zh) * 2021-03-30 2022-05-01 達運精密工業股份有限公司 觸控指示蓋板與應用其之電子裝置
US11175014B1 (en) * 2021-05-17 2021-11-16 Tactotek Oy Optoelectronically functional multilayer structure and related manufacturing method
US11175438B1 (en) 2021-05-17 2021-11-16 Tactotek Oy Optoelectronically functional multilayer structure having embedded light-defining segments and related manufacturing method
TWI766713B (zh) 2021-06-03 2022-06-01 元太科技工業股份有限公司 光源模組
US11502757B1 (en) * 2021-07-28 2022-11-15 QuantumZ Inc. Method of manufacturing device with optical component disposed thereon and transmission device manufactured by the same
KR20230040826A (ko) * 2021-09-16 2023-03-23 엘지이노텍 주식회사 조명 장치 및 이를 구비한 차량 램프
US20240003516A1 (en) * 2022-07-02 2024-01-04 Tactotek Oy Optically functional multilayer structure and related method of manufacture
US11914184B2 (en) 2022-07-02 2024-02-27 Tactotek Oy Optically functional multilayer structure suitable for large area illumination and related method of manufacture
US11817534B1 (en) * 2022-07-02 2023-11-14 Tactotek Oy Optically functional multilayer structure and related method of manufacture
US11500142B1 (en) 2022-07-02 2022-11-15 Tactotek Oy Optically functionally multilayer structure suitable for large area illumination and related method of manufacture
EP4357668A1 (en) * 2022-10-20 2024-04-24 Pegatron Corporation Decoration plate

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101509623A (zh) * 2008-01-15 2009-08-19 罗门哈斯丹麦金融有限公司 多层集成背光照明装置
US20150301274A1 (en) * 2010-10-11 2015-10-22 3M Innovative Properties Company Illumination device having viscoelastic lightguide
TW201801353A (zh) * 2015-12-23 2018-01-01 露明控股公司 光轉換模組

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7080528B2 (en) * 2002-10-23 2006-07-25 Applied Materials, Inc. Method of forming a phosphorus doped optical core using a PECVD process
KR100851973B1 (ko) * 2006-11-02 2008-08-12 삼성전자주식회사 굽은 도파로, 이의 제조방법, 굽은 도파로를 이용한 광전송모듈 및 굽은 도파로를 채용한 열보조 자기기록 헤드
GB2474298A (en) * 2009-10-12 2011-04-13 Iti Scotland Ltd Light Guide Device
US8355093B2 (en) * 2010-03-16 2013-01-15 Lg Electronics Inc. Backlight unit and display device
JP5479314B2 (ja) * 2010-12-10 2014-04-23 日東電工株式会社 Ｓｐｒセンサセルおよびｓｐｒセンサ
CN202791646U (zh) * 2012-09-04 2013-03-13 常熟精元电脑有限公司 背光模组装置
KR20140064393A (ko) * 2012-11-20 2014-05-28 서울반도체 주식회사 백라이트 유닛
US9335034B2 (en) * 2013-09-27 2016-05-10 Osram Sylvania Inc Flexible circuit board for electronic applications, light source containing same, and method of making
JP5861797B1 (ja) * 2014-10-06 2016-02-16 オムロン株式会社 光デバイス
CN107548468A (zh) * 2015-02-10 2018-01-05 瑞士Csem电子显微技术研发中心 白光源
CN107615136B (zh) * 2015-04-08 2021-05-11 迪斯帕列斯有限公司 光学透视显示元件和使用这样的元件的设备
US9841548B2 (en) * 2015-06-30 2017-12-12 Apple Inc. Electronic devices with soft input-output components
EP3443260A4 (en) 2016-04-13 2019-12-11 TactoTek Oy ILLUMINATED MULTILAYER STRUCTURE WITH EMBEDDED SURFACE LIGHT SOURCE
KR102366619B1 (ko) * 2016-04-13 2022-02-22 택토텍 오와이 내장 광원을 포함하는 조명 다층 구조체
CN109076710B (zh) * 2016-04-13 2020-12-18 塔科图特科有限责任公司 具有嵌入式多层电子器件的多层结构
EP3549412B1 (en) * 2016-11-30 2022-10-05 Tactotek Oy Illumination structure and related method of manufacture

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101509623A (zh) * 2008-01-15 2009-08-19 罗门哈斯丹麦金融有限公司 多层集成背光照明装置
US20150301274A1 (en) * 2010-10-11 2015-10-22 3M Innovative Properties Company Illumination device having viscoelastic lightguide
TW201801353A (zh) * 2015-12-23 2018-01-01 露明控股公司 光轉換模組

Also Published As

Publication number Publication date
CN113015929B (zh) 2023-02-17
EP3891538B1 (en) 2023-10-18
CN115327691A (zh) 2022-11-11
US10288800B1 (en) 2019-05-14
EP4283351A2 (en) 2023-11-29
TW202030440A (zh) 2020-08-16
JP7077488B2 (ja) 2022-05-30
KR102398429B1 (ko) 2022-05-16
EP3891538A1 (en) 2021-10-13
JP2022508298A (ja) 2022-01-19
KR20220044224A (ko) 2022-04-06
KR20210073588A (ko) 2021-06-18
EP4283351A3 (en) 2024-01-03
WO2020115370A1 (en) 2020-06-11
CN115951443A (zh) 2023-04-11
CN113015929A (zh) 2021-06-22
JP2022122891A (ja) 2022-08-23
MX2021006728A (es) 2022-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI743612B (zh) 具有嵌入式光源及光導特徵的多層結構及相關製造方法
JP7253022B2 (ja) 埋め込まれた面光源を有する照明多層構造体
CN110178450B (zh) 照明结构及相关制造方法
KR102366619B1 (ko) 내장 광원을 포함하는 조명 다층 구조체
KR102630207B1 (ko) 내장 다층 전자 소자를 포함하는 다층 구조체
TW202416504A (zh) 光學功能性多層結構及相關製造方法
TW202415888A (zh) 適用於大面積照明的光學功能多層結構及其相關製造方法