具有嵌入式光源和导光特征的多层结构和其制造方法与流程

文档序号:25599640发布日期:2021-06-22 17:19阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种集成式多层结构(100,200,300,400,600,700),其包括

衬底膜(102),所述衬底膜具有第一侧和相对的第二侧;

电子设备,所述电子设备包括设置在所述衬底膜的所述第一侧上的至少一个光源(110),任选地led(发光二极管)和优选地通过印刷电子设备技术印刷的至少电耦合到所述至少一个光源(110)的许多电导体(112),所述至少一个光源(110)被配置成至少以选择的一个或多个频率或波长发射光,任选地包含可见光;

光学透射元件(104),所述光学透射元件包括关于所述选择的频率或波长在光学上透射的热塑性材料,所述在光学上透射的热塑性材料具有第一折射率并且优选地通过利用由所述光学透射热塑性材料模制来生产到所述衬底膜(102)的所述第一侧上以便将所述至少一个光源(110)至少部分地嵌入其中;以及

光学包层(106,106a,106b,106d,106e,106f),所述光学包层包括折射率低于所述第一折射率的材料并且邻近所述光学透射元件设置在所述衬底膜(102)的所述第一侧上,

其中所述至少一个光源、所述光学透射元件和所述光学包层已经被相互配置(702,704)成在所述光学透射元件的所述光学透射材料内传送由所述光源(110)发射的光,所传送光的至少一部分在入射到所述光学包层上时经历基本上全内反射。

2.根据权利要求1所述的结构,其中所述光学包层(106,106a,106b)的所述材料关于所述选择的频率或波长在光学上基本上透明。

3.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述光学包层(106,106a,106b)包括优选地在其间具有所述光学透射元件(104)的至少一部分的若干层,其中两个或更多个层任选地基本平行于所述衬底膜的表面和/或横向方向延伸,和/或其中所述光学包层任选地包括:

在所述衬底膜与所述透射元件之间的层(106d),所述层优选地与所述膜和所述透射元件中的任何一个接触,以及

在所述透射元件的相对于所述衬底膜的相对侧上的其它层(106f),所述其它层优选地与所述透射元件接触和/或任选地位于所述透射元件与任选的光阻挡元件之间,其中仍然任选地在所述层与所述其它层之间存在另外的包层(106e),所述另外的包层优选地与所述透射元件接触并且任选地连接所述层和所述其它层和/或基本上横向于所述层和所述其它层定向。

4.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述衬底膜(102)至少局部地包括选自由以下组成的组的至少一个元件:光学透明材料、透射材料、半透明材料、不透明容积、透明容积、半透明容积、透射容积、不透明材料、不透明涂层、半透明涂层、光学吸收材料、光学吸收涂层、吸收区域、光散射材料、散射区域、光散射涂层、反射材料、反射涂层、彩色膜、彩色涂层、彩色颜料、彩色染料、发光材料、印刷层、油墨、有色油墨、图形图案和图形图样。

5.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其进一步包括任选地基本上不透明的光吸收或散射元件(102a,103a,114),所述任选地基本上不透明的光吸收或散射元件任选地基本上定位于所述衬底膜(102)与所述光学透射元件(104)之间,其中所述元件进一步任选地呈现出至少一种选择的颜色,所述至少一种选择的颜色任选地由所述元件中包括的彩色颜料、彩色染料、彩色涂层或彩色膜提供。

6.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其进一步包括在所述光学透射元件(104)上的至少一个另外的膜(103),所述至少一个另外的膜相对于面对所述衬底膜(102)的一侧在所述光学透射元件的相对侧上,其中所述另外的膜(103)任选地容纳或至少邻近所述光学包层(106,106b)的至少一部分。

7.根据权利要求6所述的结构,其中所述另外的膜(103)至少局部地包括选自由以下组成的组的至少一个元件:光学透明材料、透射材料、半透明材料、不透明容积、透明容积、半透明容积、透射容积、不透明材料、不透明涂层、半透明涂层、光学吸收材料、光学吸收涂层、吸收区域、光散射材料、散射区域、光散射涂层、反射材料、反射涂层、彩色膜、彩色涂层、彩色颜料、彩色染料、发光材料、印刷层、油墨、有色油墨、图形图案、图形图样、电元件和电子组件。

8.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其包括光出射元件(108,108b),所述光出射元件邻近所述光学透射元件(104)被布置成将在所述透射元件内传送并入射到所述出射元件上的光从所述透射元件以及任选地从整体结构出耦合到所述结构的环境中。

9.根据权利要求8所述的结构,其中所述光出射元件包括选自由以下组成的组的至少一个元件:限定在所述光学包层中并且由所述光学包层的所述材料限定的用于使入射到所述光学包层上的所述所传送光能够从其中穿过的通孔;表面浮雕结构;光栅结构;棱镜结构;所述所传送光入射到的介于所述衬底膜与所述光学透射元件之间的无包层区域或容积;介于所述透射元件与所述结构的表面之间的无光学掩模区域或容积;折射出耦合元件;衍射出耦合元件;包括关于频率或频带在光学上基本上透射的,任选地半透明或基本上透明的材料,任选地呈现出选择的一种或多种颜色的光学透射材料的出耦合元件;反射元件;以及包括折射率等于或高于所述第一折射率的光学透射材料的出耦合元件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其包括基本上不透明的,任选地反射、吸收或散射光学阻挡元件(116),所述光学阻挡元件基本上邻近所述光学透射元件(104)和/或所述光学包层(106),所述光学阻挡元件在整体结构内任选地限定光传播、泄漏或串扰限制或掩蔽结构如光学结构分隔如光通道分隔壁和/或支撑结构的至少一部分。

11.根据权利要求10所述的结构,其中所述阻挡元件(116)在所述衬底膜的表面和横向方向中的任何一个上基本上覆盖所述透射元件(104)和/或所述光学包层(106,106a)或与其接界。

12.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述衬底膜的一种或多种材料包括选自由以下组成的组的至少一个元件:聚合物、热塑性材料、有机材料、弹性材料、电绝缘材料、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(pc)、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(ms树脂)、玻璃、有机材料、纤维材料、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、金属、木材、实木、单板、胶合板、树皮、树皮、桦树皮、软木、天然皮革、天然纺织品或织物材料、纺织材料、棉花、羊毛、亚麻、丝绸、可成形材料、可热成形材料和可冷成形材料。

13.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中包含在所述结构中的所述光学透射元件、所述光学包层、所述光学出射元件或所述光学阻挡元件的一种或多种材料包括选自由以下组成的组的至少一个元件:聚合物、热塑性材料、弹性材料、电绝缘材料、pc、pmma、abs、pet、尼龙(pa,聚酰胺)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(gpps)和ms树脂。

14.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其包括优选地位于所述衬底膜(102)上的至少一个另外的电元件或电子元件,所述至少一个另外的电元件或电子元件包含选自由以下组成的组的至少一个元件:集成电路、处理单元、存储器、通信单元、收发器、发射器、接收器、信号处理器、微控制器、电池、光感测装置、光电二极管、连接器、电连接器、光学连接器、电源连接器、二极管、印刷电子组件、传感器、力传感器、触摸传感器、接近传感器、天线、惯性传感器、加速度计、陀螺仪、电容式开关或传感器、电感式传感器、用户接口元件、振动元件、电极、传感器电极、印刷传感器电极、无线标签、电子子组合件和光伏电池单元。

15.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述衬底膜和任选地整体结构呈现出非平面的三维形状,如至少局部弯曲的形状。

16.一种用于生产集成式多层结构(100,200,300,400)的方法(500),所述方法包括:

获得(504)被配置成在其至少第一侧上容置电子设备的衬底膜(102),所述衬底膜具有所述第一侧和第二侧;

提供(508)电子设备,所述电子设备包括在所述衬底膜的所述第一侧上的任选地可印刷的或可安装的至少一个光源(110)如led和优选地通过印刷电子设备技术连接到所述至少一个光源(110)的许多电导体(112);以及

优选地通过模制或铸造将光学透射元件(104)建立(510)到所述衬底膜的所述第一侧上并且由此至少部分地将所述至少一个光源嵌入,所述透射元件由具有第一折射率的光学上至少半透明的优选地透明的热塑性材料建立,

其中在所述方法中,也任选地通过印刷、浸涂、喷涂所述衬底膜和/或至少部分地与所述衬底膜一起建立(518)光学包层(106)以邻近所述光学透射元件位于所述衬底膜(102)的所述第一侧上,所述光学包层包括折射率低于所述第一折射率的材料。

17.根据权利要求16所述的方法,其中所述光学包层的至少一部分利用选自由以下组成的组的至少一种提供技术提供:

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

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

18.根据权利要求16到17中任一项所述的方法,其中所述光学包层(106)以若干层(106d,106e,106f)提供,优选地

所述光学包层的至少一层(106d)在所述透射元件的至少一部分之前提供,使得所述透射元件至少部分地覆盖所述至少一层;并且

所述光学包层的至少一个另外的层(106e,106f)在提供所述透射元件的所述至少一部分之后提供并且位于所述透射元件的所述至少一部分的旁边和/或顶部上。

19.根据权利要求16到18中任一项所述的方法,优选地通过模制基本上邻近所述光学包层的至少一部分,任选地在所述光学包层的至少一部分的旁边和/或顶部上进一步将由基本上不透明的材料制成的光阻挡元件(116)建立(512)到所述衬底膜的所述第一侧上,所述光阻挡元件任选地与所述光学包层的所述至少一部分直接接触。

20.根据权利要求16到19中任一项所述的方法,其包括选自由以下组成的组的至少一个动作:在所述衬底膜上或更具体地在所述透射元件上提供至少一个另外的膜,其中所述至少一个另外的膜任选地容纳许多图形、电导体、电极和/或组件;向所述衬底膜、所述另外的膜或所述多层结构的其它层提供光学元件,所述光学元件优选地包含任选地光学上基本上不透明的散射或吸收元件,任选地合并了在提供也结束在临时掩蔽元件上的包层材料之后从其中去除所述掩蔽元件;任选地在所述衬底膜上提供所述透射元件的至少一部分之前和/或在提供所述透射元件的所述至少一部分之后以若干步骤和层提供所述光学包层;提供任选地邻近或至少光学上连接到所述光学透射元件的光出射元件(108);以及优选地在所述衬底膜上提供如电导体或电子组件等至少一个元件如所述光源之后使所述衬底膜成形,任选地热成形或冷成形,以呈现出目标三维形状。


技术总结
一种集成式多层结构(100,200,300,400,600,700),所述集成式多层结构包括:衬底膜(102),所述衬底膜具有第一侧和相对的第二侧;电子设备,所述电子设备包括设置在所述衬底膜的所述第一侧上的至少一个光源(110),任选地LED和优选地通过印刷电子设备技术印刷的至少电耦合到所述至少一个光源(110)的许多电导体(112),所述至少一个光源(110)被配置成以选择的一个或多个频率或波长发射光,任选地包含可见光;光学透射元件(104),所述光学透射元件包括关于所述选择的频率或波长在光学上透射的热塑性材料,所述在光学上透射的热塑性材料具有第一折射率并且优选地通过利用由所述光学透射热塑性材料模制来生产到所述衬底膜(102)的所述第一侧上以便将所述至少一个光源(110)至少部分地嵌入其中;以及光学包层(106,106a,106b),所述光学包层包括折射率低于所述第一折射率的材料并且邻近所述光学透射元件设置在所述衬底膜(102)的所述第一侧上,其中所述至少一个光源、所述光学透射元件和所述光学包层已经被相互配置(702,704)成在所述光学透射元件的所述光学透射材料内传送由所述光源(110)发射的光,所传送光的至少一部分在入射到所述光学包层上时经历基本上全内反射。提出了相关制造方法。

技术研发人员:安蒂·克雷嫩;米科·海基宁
受保护的技术使用者:塔克托科技有限公司
技术研发日:2019.12.05
技术公布日:2021.06.22
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