照明结构及相关制造方法与流程

文档序号:18548669发布日期:2019-08-27 21:56阅读:145来源:国知局
照明结构及相关制造方法与流程

本发明总体涉及电子器件、照明、关联装置、结构和制造方法。特别地然而非排他性地,本发明涉及一种在环境中具有可感知的照明部分的多层组件。



背景技术:

通常,在电子器件和电子产品的背景下存在各种不同的叠置的组件和结构。

电子器件和相关产品集成背后的动机可能与相关使用背景一样多样化。当所得到的解决方案最终呈现出多层性质时,通常寻求尺寸减小、重量减轻、成本节省或仅有效的部件集成。进而,关联的使用场景可能涉及产品包装或食品盒、装置壳体的可视化设计、可穿戴电子器件、个人电子装置、显示器、探测器或传感器、汽车工业、汽车/交通工具外饰(例如门柄、装饰、保险杠、镜等)、交通工具(诸如汽车)内饰、天线、标签、(内置)交通工具电子器件、控制面板、仪表板、装饰、座椅等。

电子器件诸如电子部件、ic(集成电路)和导体通常可以通过多种不同的技术设置于基板元件。例如,现成的电子器件诸如各种表面安装装置(smd)可以安装于基板表面,该基板表面最终形成多层结构的内界面层或外界面层。另外,可以应用落入术语“印刷电子器件”的技术,以实际生产直接和附加于关联的基板的电子器件。在本文中,术语“印刷”是指能够通过基本加成印刷工艺从印刷品生产电子器件/电子元件的各种印刷技术,包括但不限于丝网印刷、柔性版印刷和喷墨印刷。所使用的基板可以是柔性的并且印刷有机材料,然而,不一定总是如此。

当多层结构载有各种电子器件时,可能必须向其提供相关的电源、数据和/或控制连接,这通常需要提供电连接器和相关的布线,即使偶尔也可以应用无线连接。另外,多层解决方案的到主表面的机械固定可能偶尔会很麻烦。

在若干元件诸如电子部件与相关层将一起集成在三维(3d)结构中的应用中,电子器件的所需的附加的3d类型组件可能变得耗时且技术上有困难。

然而,与包含在同一结构中的具有多个辐射发射诸如发光的部件的连接中,可能容易产生由它们之间的相互干扰引起的各种问题。例如,所谓的光泄漏或串扰现象是常见问题,并且解决方案涉及在相同组件中的更多数量的光源以及其他潜在的挑战。通常,可以说,光的可控性仍然是一个挑战。期望的以及实际实现的光在结构内传播的光路以及相关的目标和实现的分布,在实际情况中可能彼此显著不同。例如,从光源发射的光最初可能过于准直或分散,因此相关的光传输或导向结构应包含用于校正该情况的特征。许多现代的光控特征还趋向于甚至很明显地增加相关结构的局部材料厚度,这在局部厚度应保持适中的情况下可能是有问题的。



技术实现要素:

本发明的目的是在成一体设置的多层结构和嵌入其中的电子器件的背景下利用现有解决方案至少减轻上述缺点中的一个或多个缺点。

该目的通过根据本发明的多层结构和相关制造方法的各种实施方式来实现。

根据本发明的一种实施方式,一种用于电子装置的发光的多层结构,包括:

基本不透明的盖构件,其中若干长型指示器元件延伸穿过该盖构件,该盖构件具有朝向环境的外部面和朝向所述结构的内部的基本相反的内部面,每个长型指示器元件具有在该盖构件中限定对应的指示器形状的周缘,所述指示器形状可选地大致为条带,所述指示器元件包括至少光学半透明的、可选地透明的材料,以使入射在所述材料上的光透射并使到达内部面的背光能够经由外部面而出离,

由至少一个膜构成的柔性基板膜层,该柔性基板膜层是3d形状的,优选地热成型的,用以限定大致与该盖构件的若干指示器元件对准的若干长型凹部,

该膜层在所形成的凹部中每个凹部中容置设置在该膜层上的大致对准的多个光源,该光源优选led或其他电光源,所述多个光源沿着凹部的长度分散开并且被构造成可选地经由成一体设置的或分开设置的光学器件而大致朝向盖构件发光,以及

热塑性的光学透射性的光导材料层,该热塑性的光学透射性的光导材料层被模制到该膜层上且位于该膜层与盖层之间,从而使所述多个光源嵌入所述热塑性的光学透射性的光导材料层,同时热塑性的光学透射性的光导材料层限定与凹部和指示器元件对准的多个长型突出部,所述突出部中的每个突出部被构造成朝向盖构件传输位于下方的膜层的对应凹部的光源发射的光,而优选地,热塑性的光学透射性的光导材料层基本上支持能够由介于该突出部的侧壁与相邻材料之间的界面实现的在该热塑性的光学透射性的光导材料层内的全部的基于内反射的光的传播,所述相邻材料优选空气或其他气体物质。

在各种实施方式中,已经模制于基板膜层的光导透射层通常可以遵循膜层的3d形状,即该光导透射层可以增加基本上恒定或随膜层的3d形状而变化的厚度,而考虑到照明目的该光导透射层优选地也可以包括更多的偏离构造诸如至少朝向盖构件延伸并且因此朝向结构的目标环境延伸的突出部。该层包含这样的材料:优选地,假设入射在位于突出部(侧壁)与邻近材料通常是空气或其他气体材料之间的界面上的光具有足够的入射角(大于临界角)并且突出部的折射率大于环境的折射率,这通常是当模制的层的材料是塑料并且交界的另外物质是例如空气时的情况,所述材料能够实现在该材料内进行全部的内反射(tir)类型的光的传播。

优选地,在每个上述凹部中有成行排列的多个光源。然而,在一些实施方式中,排列可以是不同的或包含除了行构型以外的另外的构型。凹部中的光源可以与由模制材料形成的所述多个突出部中的专用的叠置的突出部相关联。在这种情况下,专用的关联主要是指光学连接,即由光源发射的光是由关联的上方的突出部透射的,该突出部以该其主要(如果不唯一的话)从位于下方的特别是仅是凹部的光源来接收光的方式在该凹部上方排列。

用于制造该结构的方法的实施方式包括:

获得由至少一个膜构成的柔性基板膜层,

优选地通过采用印刷电子技术诸如丝网印刷将若干导电迹线设置到基板层以形成预定的电路设计,

将基板层上的多个光源优选led或其他电光源构造为大致排列成若干行、连接到由迹线形成的电路设计,

对基板层优选地通过热成型来进行3d成形,从而为每行所述光源限定长型凹部,对应的行的光源定位于该长型凹部的底部处,

将热塑性的光学透射性的光导层模制到该膜层上,以将位于长型凹部中的成所述若干行的所述多个光源以及优选地由迹线限定的电路设计的至少一部分嵌入热塑性的光学透射性的光导层,其中所述光导层还在每个凹部和这些凹部中相关行的光源上方限定光导的、光学透射性的突出部,所述突出部延伸背离基板层和所述相关行的光源,以及

优选地,通过层压设置基本不透明的盖构件,其中若干长型指示器元件在所模制的光导层的上方延伸穿过该盖构件,盖构件具有朝向环境的外部面和朝向如下结构的内部的基本相反的内部面:所述结构包括具有突出部的模制的光导层和位于下方的具有多个光源的膜层,

其中所述若干指示器元件、成行的光源和突出部是相互对准的,从而使光能够从每个光源经由叠置的光导层及光导层的突出部传播到依旧叠置的若干指示器元件中、并且经由所述多个指示器元件传播到环境中。

在优选实施方式中,上述成行的光源中的每行光源优选地与所述多个突出部中的专用的对准的叠置的突出部以及所述多个指示器元件中的专用的对准的叠置的指示器元件相关联,以形成该行与环境之间的光学路径。

在另外的实施方式中,用于电子装置的叠置的优选的成一体设置的发光的多层结构包括:

由至少一个膜构成的柔性基板膜层,该柔性基板膜层是经3d成形的优选地热成型的,用以在柔性基板膜层的第一侧上限定若干对准的凹部,优选地为多个对准的凹部,

该膜层在在第一侧在所形成的凹部中的每个凹部中容置设置在该膜层中的至少一个光源优选地led,所述光源构造成发射光穿过该膜层至该膜层的相反的第二侧以及由此优选地朝向环境,其中为此目的,该膜层在每个所述凹部中包含与光源的透射性的、可选地成一体设置的和/或分开设置的光学器件相接触并且延伸通过该膜层至少一部分,所述至少一部分是光学上至少半透明、优选地为基本透明的,以及

热塑性的可选地基本不透明的层,该层模制到该膜层的第一侧上,所述模制的层优选地基本上使由该膜层容置的光源嵌入该模制的层。

相关制造方法的实施方式包括:

获得由至少一个膜构成的柔性基板膜层,其中该膜层至少在某些位置是光学半透明的或基本透明的,

优选地,可选地通过采用印刷电子技术诸如丝网印刷将若干导电迹线设置到基板层以形成预定的电路设计,

将基板层的第一侧上的若干光源、优选地多个光源构造成可选地大致排列成至少一行(在多个光源的情况下)以及优选地连接到由迹线形成的电路设计,所述电源优选为led,其中每个光源的光学器件进一步对准成在该膜层是在光学上至少半透明的优选地基本透明的位置处接触该膜层,所述光学器件可选地是成一体设置的和/或分开设置的,

对基板层优选地通过热成型而进行3d成形,从而为若干光源中的每个光源限定可选地专用的凹部,对应的光源定位于该专用的凹部的底部处,以及

将热塑性的、可选地不透明的层模制到该膜层的第一侧上,以优选地使位于所述凹部中的所述若干光源以及另外优选地由所述迹线限定的所述电路设计的至少部分嵌入热塑性的可选地不透明的层。

在另外的实施方式中,叠置的优选的成一体设置的发光的多层结构包括:

由至少一个膜构成的柔性的第一基板膜层,该第一基板膜层是经3d成形的优选地热成型的,用以在第一基板膜层的第一侧上限定若干凹部、可选地为多个凹部,所述凹部可选地具有钝角边缘,其中该膜层是光学不透明的或透射、可选地为半透明的或透明的,

盖,该盖包括一个或多个材料层,该盖具有朝向环境的外部面和朝向包括有若干凹部的结构的内部的基本相反的内部面,所述盖至少包括延伸穿过所述层的由光学透射性的材料、优选地至少在某些位置具有扩散性的材料制成的一部分,以及可选地所述盖还包括基本不透明的材料,所述盖层可选地限定有要经由内部面照亮的指示器元件和/或图形形状例如标志、符号或图标,

该膜层在这些凹部中的每个凹部中容置设置在该膜层上的至少一个光源优选led,所述光源构造成发射光以在该结构内朝向盖的内部面传播并且穿过所述盖朝向环境传播,以及

热塑性的光学透射性的、可选地为半透明的或基本透明的中间层,该中间层模制于该膜层,所述模制的层基本上使所述若干凹部中的光源嵌入所述模制的层。

在另外的相关实施方式中,一种用于制造发光的多层结构的方法包括:

获得由至少一个膜构成的柔性基板膜层,

优选地,可选地通过采用印刷电子技术诸如丝网印刷将若干导电迹线设置到基板层以形成预定的电路设计,

在基板层的第一侧上构造若干光源、可选地为多个光源例如led,该多个光源优选地连接到由迹线形成的电路设计,

对基板层优选地通过热成型来进行3d成形,从而为所述若干光源中的每个光源可选地限定专用的凹部,对应的所述光源定位于所述专用的凹部的底部处,

将热塑性的、光学透射性的例如半透明的或基本透明的材料层模制到所述膜层的所述第一侧上,从而优选地使位于所述凹部中所述若干光源以及还优选地使由所述迹线限定的所述电路设计的至少一部分嵌入所述热塑性的、光学透射性的材料层,以及

对盖进行层压,所述盖包括位于所述模制的层以及其上的可选的光学透射性的第二膜上方的一个或多个材料层,所述盖具有朝向环境的外部面和朝向包括有凹部的所述结构的内部的基本相反的内部面,所述盖至少包括延伸穿过所述层的并且将环境与所述光源光学地耦合的光学透射性的、优选地为在某些位置是扩散性的材料制成的一部分,并且可选地,所述盖还包括基本不透明的材料,所述盖层可选地限定要由所述若干光源经由所述内部面照亮的指示器元件和/或图形形状例如标志、符号或图标。

在上述结构和方法的各种实施方式中,指示器元件、(热)塑料模制的层和/或基板膜层因此可以至少在某些位置包括光学上基本不透明、半透明或透明的材料,使得例如可见光通过所述材料而具有可以忽略不计的损耗。在后一种情况下,所需波长处的足够的光学透射率可以为例如至少约70%、75%、80%、85%、90%、95%或甚至更高。所考虑的目标波长实际上可以随特定实施方式而改变并且考虑到一些实施方式/元件,光的基本上所有可见波长的透射率可能是相关的,而在一些其他实施方式中,感兴趣的波长可以是在更具体的或更宽的带宽(一个或多个)。

另外,在各种实施方式中,多层结构可以设置有附加特征诸如电子器件、固定特征、层、或具体地可以具有光学或一些其他功能的膜。这种特征的示例在后文中有更详细的讨论。

通常,可行的模制方法包括例如注塑。在包括多种塑料材料的情况下,这些塑料材料可以使用两次注射或通常多次注射成型方法来模制。可以使用具有多个模制单元的模制机器。可替代地,多个机器或单个可重新构造的机器可以用于顺序地设置多种材料。

如技术人员所理解的,关于结构的各种实施方式的先前提出的考虑可以灵活地应用于该方法的准用的实施方式,并且反之亦然。

本发明的实用性源于取决于实施方式的多个问题。

成行的或其他构型的发光的部件诸如led可以巧妙地定位在通过形成原始平面基板膜层而形成的凹部的底部处。在一些实施方式中,专用凹部可以分配给单个光源诸如led。可替代地,例如长型形状的凹部可以包括多个光源元件诸如led。由于每个光源或线/行或一般构型的光源可以被分配在专用凹部中,所以可以减少定位在不同凹部中的光源之间的泄漏或串扰。因此,利用光源创造的各种照明效果保持视觉上敏锐且清晰,如同最初预期的那样,而没有由在该结构外部经由例如其非预期元件诸如盖构件的非预期指示器元件感知的杂散光引起的各种污染问题。相应地,增加了解决方案的光学效率,并且可以使指示器元件或其他元件(发射的光通过该指示器元件或其他元件传播到环境)的照明看起来基本上均匀而没有明显的明暗相间现象(hotspots)。

这些凹部容纳光源,并且例如在其上模制的材料可以通过适当的材料选择、尺寸确定和成形来构造,以例如形成用于控制光的光学功能特征。例如,这些凹部和关联的壁或一般材料界面可以构造成通过发散(散开)或准直来改变光的特性诸如分布。在一些实施方式中,模制材料可以构造成在该结构内形成突出部形状,例如沿着且根据长型凹部形状延伸。在一些实施方式中,可以成形一个或多个膜和/或在其上的材料诸如模制材料以形成光学元件例如透镜形状。因此,介于光源和将光与环境外耦合的目标表面之间的距离可以仍然保持相对短,这在许多实施方式中优选成使材料厚度相应地最小化,可能有助于结构的集成和小型化。在一些实施方式中,可以利用凹部底部处的一个或多个光源的定位来使相关的基板膜以及因此一个或多个光源更靠近位于包含凹部的基板下方的目标表面,这可以再次提高光学效率,并使负面影响诸如光泄漏最小化。

所感知的外耦合光的均匀性可以通过包括的扩散元件来进一步增强,该扩散元件诸如嵌入(表面)浮凸构型的一个或多个层或由例如该结构内的一个或多个膜容置的具有扩散性的白表面。通过适当使用具有反射性和/或具有吸收性的元件,例如,分别对入射在其上的光赋予白色和/或黑色的表面或层,可以使不希望的光传播并且尤其是外耦合最小化。

获得的一种或多种照明效果可以是信息和/或美学(艺术)性质的,而不是环境和/或结构本身的照明或者除了环境和/或结构本身的照明之外的。因此,可以控制该一个或多个光以将信息诸如状态指示传达给环境中的观察者。通过动态地控制这些光源,诸如其开/关、颜色和/或亮度状态(发射强度、变暗)随时间变化,这些效果可以是动态的。因此,可以为各种空间效果(一种或多种)诸如在结构中例如在指示器元件内传播的动画提供动态控制。这些影响可以包括例如照明条带或根据例如相邻光源之间的间隔(这可以根据应用要求进行缩放)而得到的有些离散或更连续的出现效果。可以通过所使用的控制逻辑将若干条件或参数转换成用于嵌入的光源的控制输入。例如,时间(例如,一天的时间)、速度(例如承载交通工具或人的速度)、或者使用者可选特征的情形/状态(例如,音频装置的音量控制的状态)可以被转换成对光源的控制。因此,例如,可以产生不同的视觉指示、气氛或情绪性照明效果。

然而,与难处理的3d组装程序相比(其中组装是在考虑到其不同层上基本上三维的元件的情况下执行的),由于在基板仍然是基本上平面的时,电子器件诸如光源和可能的各种通信或控制元件诸如连接器或控制芯片可以分别组装在该基板上,因此便于制造该结构。

由于该结构可以形成为大致非平面的例如弯曲的形状,该结构可以容易地用于不可能使用平面形状、或由于美学或功能原因例如就主装置/槽尺寸而言而至少需要使用平面形状的应用中。

然而,所获得的结构可以容易地安装在目标表面上。该结构可以保持相对轻且平坦,具有高度的集成。该结构甚至可以包括成一体设置的支撑件和/或附接元件诸如用于定位和固定目的的凸台。

通常,所获得的多层结构可以用于在主元件或装置中形成所需的装置或模块,诸如智能服装(例如衬衫、护套或裤子、或例如压缩服装)、其他可穿戴电子器件(例如,腕带装置、头饰或鞋类)、交通工具、仪表板、或交通工具内饰的其他特征、个人通讯装置(如智能手机、平板或平板电脑)、娱乐电子器件诸如音频装置、显示器/电视机或音频视频装置、家用电器、电动工具、计算机和各种照明解决方案。因此,该结构可以包括在例如信息娱乐和装饰领域中的各种应用中。消费者和专业应用都是可行的。所获得的结构的集成水平可以较高且期望的尺寸诸如其厚度较小。

构成所获得的多层结构的一部分的一个或多个膜可以在其上包含图形和其他视觉上和/或触觉上可检测的特征,因此除了容置和保护这些电子器件之外,该膜还可以具有美学和/或信息效果。该一个或多个膜至少在某些位置可以是半透明的或不透明的。该一个或多个膜可以是所需颜色或包括所需颜色的部分。因此,所获得的多层结构可以包含可选地确定图形诸如文本、图片、符号、标志、图标、图案等的一个或多个颜色/着色层。这些层可以通过某个或某些颜色的专用膜来实现,例如,或作为涂层(例如通过印刷)设置在现有的一个或多个膜上、一个或多个模制的层和/或其他表面上。通常,iml/imd(模内标签/装饰)技术可以用于在该结构内嵌入图形。

所包括的一个或多个膜和/或模制塑料可以构造成形成关联产品的外部面和/或内部面的至少一部分。

可以通过该结构的内部层提供视觉特征诸如图形图案或着色,使得这些特征保持隔离并因此至少通过该膜的厚度而免受环境影响。因此,可能容易损坏例如涂布表面特征的不同的冲击、摩擦、化学品等通常不会到达这些表面特征。

一种或多种模制的热塑性材料可以针对各种目的进行优化,这些目的包括固定电子器件并且具体地例如光源、掩蔽(阻挡)从外部观察至少一些结构内部、和/或传输光(因此是具有可选地特别是光导配置诸如尺寸和定位的具有透射性的材料)。然而,该一种或多种材料可以构造成保护这些电子器件免受例如环境条件诸如湿气、热、冷、污垢、冲击等的影响。鉴于例如光透射率和/或弹性,该材料还可以具有所需的性质。

表述“若干”在本文中可以指从一(1)开始的任何正整数。

表述“多个”可以分别指从二(2)开始的任何正整数。

除非另外明确说明,否则术语“第一”和“第二”在本文中用于将一个元件与另一元件区分开,而不用于确定它们的具体地优先顺序或排序。

除非另外明确指出,否则术语“膜”和“箔”在本文中通常可互换使用。

术语“专用的”在本文中可以指代在所讨论的功能和/或元件方面的排他性程度,例如,专用凹部可以分配给光源,意味着在凹部内没有另外的光源,但除非另有明确说明,否则在凹部内仍然有除光源以外的另外的元件。

在随附从属权利要求中公开了本发明的不同实施方式。

附图说明

接下来,将参考随附附图更详细地描述本发明,在随附附图中:

图1示出了根据本发明的多层结构的一种实施方式,其中出于清楚和解释性原因,设置在多层结构上的模制的层和可能的另外的层(一个或多个)从剖面部分被移除,还省略了盖构件。

图2是图1的实施方式的轴测截面图。

图3a和图3b示出了在设置电子器件和成型之后但在模制之前的,根据本发明的多层结构的另一种实施方式,或者更具体地,仍然大致上是多层结构的一工件。

图4是根据本发明的制造方法的几个适用的实施方式的不同特征的流程图。

图5和图6示出了根据本发明的多层结构的另外的实施方式。

具体实施方式

图1由局部剖视图以100示出了多层结构的实施方式。图2以200示出了图1的实施方式的轴测截面图。

完成的多层结构可以是这样的,也可以在随后的另一处理之后,有效地形成其自身的最终产品,例如电子装置,或者被设置在主装置或元件中作为其构成块或部件模块。

所示的实施方式100呈现出通常大致弯曲的3d形状,但是其他形状,诸如更多有角的形状或平面形状,也是完全可行的。

由一个或多个膜构成的基板膜层102和可选地另外的层(一个或多个)例如可以由从以下组成的组选择的至少一种材料组成,或包括从以下组成的组选择的至少一种材料:聚合物、塑料、热塑性材料、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(pc)、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯的共聚物(ms树脂)、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、碳纤维以及金属。

层102可以是光学上基本不透明的、半透明的或透明的,或者它可以包含不同光学性质诸如前所述透明度的多个部分。

除了若干膜之外,层102可以在一侧设置有涂层、或者在两侧设置有不同涂层,所述涂层诸如可以是光学不透明的、半透明的或透明的漆、油墨或胶带。另外或可替代地,层102可以包含若干内部元件,诸如漆层、油墨层或胶带层。该涂层和其他层可以具有例如光学功能,诸如反射、吸收和/或扩散功能。

层102是优选地是柔性的。

层102可以具有相等的或变化的厚度。考虑到多个膜层压在一起的平面膜或叠置件,所述厚度可以是在约0.1毫米的量级。在3d成形诸如热成型之后,成型的部件所得到的最大厚度可能相当大,例如,比大致平面的层102的初始厚度大许多倍。

层102包含优选附加印刷的可选地丝网印刷的或喷墨的电子器件,诸如呈例如用于例如那些以119示出的电子部件的导体迹线和可选地接触垫的形式的传导区域。除了可印刷的传导油墨(一种或多种)之外或者代替可印刷的传导油墨(一种或多种),例如,焊料、传导粘合剂和/或布线可以用于制造所需的导电元件以及例如相关的电路设计。

层102可以至少局部地在某些位置包括掩蔽层,所述掩蔽层位于容纳例如迹线以及可选地容纳光源的基部层上,所述掩蔽层优选不透明的或半透明的、可选地是深色的例如赋予大致黑色的。可选地包括例如膜、漆/油墨或胶带的掩蔽层可构造成阻挡或至少阻碍例如从外部观察到下面的元件,例如基部的迹线119。

然而,呈例如表面安装装置(smd)的形式的多个光源104已被设置在层102上,优选地,设置成排列成若干所需的构型,诸如多个平行的行/线构型、其他长型构型、或大致其他形状的构型,该表面安装装置诸如led(芯片)、oled(有机led)、或具有成一体设置的和/或分开设置的外部光学器件(例如透镜、反射器、tir光学器件/光导、和/或其他透射元件)的其他光电子部件。然而,例如,线或其他构型可以大致是直线的或扭曲的。

光源104可以是顶发射型的,或者在一些实施方式中,是例如如后文中更详细地讨论的侧射型的。该构型的相邻光源104之间的距离可以是恒定的或变化的。这同样适于相邻构型诸如线之间的距离。

另外,电元件或电子部件例如控制电子器件(例如控制器、处理器、存储芯片、可编程逻辑、连接器、天线等)和/或传感电子器件124可以通过例如安装和/或印刷设置在膜层102上。例如为了控制或其他目的,这种电子器件124可以经由迹线119连接到光源104。

电子器件124可以包括从由以下组成的组中选择的至少一种元件:光电部件、微控制器、微处理器、信号处理器、dsp(数字信号处理器)、传感器、可编程逻辑芯片、存储器、晶体管、电阻器、电容器、电感器、存储阵列、存储芯片、数据接口、传感元件、加速度计、惯性传感器、光敏部件、光伏电池、光电二极管、光电探测器、连接器、收发器、无线收发器、发射器、接收器、无线发射器和无线接收器。

电子器件124可以包括子组件。例如,一个或多个部件可以首先设置在单独的基板上例如电路板诸如fpc(柔性印刷电路)板或例如fr4型(阻燃)的刚性板,并且随后作为整体(即作为子组件)附接到目标基板102。可选地,柔性连接器或通常的接触元件(一个或多个)可以用于将子组件电连接到基板102和例如在基板102上的迹线119。

每个光源104可以发射某种或某些波长,即一种或多种颜色;或者考虑到诸如发光的强度和/或波长之类的特性每个光源104是动态可控制的。

层102经3d成形,以便限定若干凹部116,或更典型地,多个优选地长型凹部116。每种上述构型的光源都可以在该构型所在的底部处设有专用凹部。在一些实施方式中,诸如线之类的构型可以延伸达到基本上相关凹部116的长度。在一些替代实现方式中,甚至可以为单个光源102提供专用凹部116。下面参考图3a-3b提供这些解决方案的示例。

层102的至少限定凹部的部分可以至少在某些位置是高反射的、可选地是具有扩散性的、并且还可选地对入射在其上的光赋予白色。这可以增加解决方案的光学效率,因为光源104最初发射的入射光然后可以被反射到期望的方向,即朝向盖构件120。

层102的处于凹部外部的至少一部分可以是基本不透明的并且可选地是高吸收性的、还可选地对入射在所述层的处于凹部外部的至少一部分上的光赋予暗色,例如黑色。这种布置可以减少由单独的凹部116与在其内的光源104形成的“通道”或“通路”之间的串扰和泄漏。

在200处,示出了模制于膜层102上方的材料层106以及(因此嵌入所模制的材料中的)电子器件104、119、124的至少一部分。

层106的模制材料可以包含例如塑料,诸如弹性树脂。更详细地,层106可以包括从以下组成的组中选择的至少一种热塑性材料:pc、pmma、abs、pet、尼龙(pa,聚酰胺)、聚丙烯(pp)、tpu(热塑性聚氨酯)、tpsiv(热塑性硅硫化橡胶)、聚苯乙烯(gpps)和ms树脂。

层106优选地限定若干突出部106a,或对应地,与凹部116对准的多个突出部106a。对于每个凹部116,可以存在通过包覆成型的层106形成的一个或多个突出部106a,使得优选地与凹部116关联的一个或多个长型突出部106a与凹部116交叠,优选地基本上延伸达到位于下方的凹部116的长度。因此,与凹部116关联的突出部116a的长度可以可选地与凹部116的长度基本匹配。突出部106a可以相对于对应的凹部116的底部大致垂直。

如也在220处所示的,模制的层106可以限定出在相对于至少一个凹部116、经对准的光源以及长型突出部106a成横向设置的方向上截取的大致w形的截面,突出部106a因此限定w形截面的中部脊。

通常,3d成形的基板膜层102的至少一个长型凹部116可以限定大致梯形的截面形状、所述梯形优选地是等腰的或三等边的,该至少一个长型凹部116具有容纳光源的较短的基部以及缺省的较长的基部(因此是开放的)。凹部116可以具有至少一个钝角的和可选的经倒圆角的边缘。在一些实施方式中,例如,根据膜层的可成形性,一个或多个边缘可以是锐利的(更锐利的)。例如在220处的草图的基础上,如果考虑到首先从其移除模制的层106,则这是明显的。因此,梯形形状的限定梯形形状的腿部的侧边可以相对于膜层102和在凹部116的底部处的膜层的表面法向形成约45度的角,参见222的α。

此外,由在膜层102的凹部116上方的模制的层106形成的两个侧壁和至少一个长型突出部106a可以限定出优选地相互对称的谷状部116b,所述谷状部在所述侧壁中的每个侧壁与位于所述侧壁之间的长型突出部之间容纳其他材料诸如空气或其他气体材料。因此,谷状部116b可以形成凹部116的一部分,或者在对层106与其上的突出部106a进行模制之后从凹部116剩余的部分。

考虑到所选择的波长,诸如人眼可见的并且由嵌入的光源104发射的波长,优选地,层106基本上是光学透明的或者至少是半透明的。因此,层106构造成传输并优选地引导光源104向环境发射的光,使得环境中的使用者可以感知该光。所需波长的透射率可为例如约70%、75%、80%、85%、90%、95%或甚至更高。

优选地,层106被构造成使得能够在其内进行基本上全部的基于内反射的光的传播。因此,已选择了在每个突出部106a的侧壁与相邻材料优选地如上文所述的空气或其他气体材料之间的界面处的由光源104发射的光的入射角和材料,因此可以在层106内进行全部的基于内反射的传播。

突出部106a的优选地长型形状有利于使在其内传播的光在光朝向环境行进时在凹部116的纵向方向上并且自然地在突出部106a本身的纵向方向上散开。因此,例如,可以增强外耦合光的均匀性并且减少明暗相间现象。

在实践中,从模制材料106内到达界面处的光的入射角,尤其是从模制材料106的突出部106a部分内到达界面的入射角,应超过如所讨论的由相关界面材料的关联折射率所限定的所谓的界面临界角,其中层106的折射率应该特别地超过凹部116上的谷状部116b的相邻的一种或多种材料中的一种材料。

然而,多层结构优选地包括一个或多个材料层的盖构件120。如图2所示,盖构件120可以具有指向环境的外部面和朝向结构内部的基本相反的内部面。

优选地,盖构件120包括在厚度方向上延伸穿过盖构件120的多个可选地长型指示器元件122,使得由位于下方的光源104发射的光在光导模制的层106内传播并且在经对准的指示器元件122上入射之后,可以以镜面或例如散射方式穿过,如在图中由概念性地描绘相关光路的虚线的箭头所指示的。一个或多个尺寸诸如指示器元件122的长度可以可选地与关联的位于下方的突出部116a和/或相关的凹部116的长度基本匹配。

因此,指示器元件122优选地包括至少光学半透明的、可选地透明的、并且通常是固体的材料,以使入射在其上的光透射,并且使得背光能够到达内部面至经由外部面而出离。为了在凹部116中的若干光源104与指示器元件122之间形成有效的、短的光学路径,凹部116和其中的线形或其他构型的光源104、中间模制突出部106a、和盖120的指示器元件122可以叠置成至少部分地可选地完全地彼此交叠。在一些实施方式中,指示器元件122可以由盖构件120中的通孔限定。

然而,指示器元件122具有在盖构件120中限定对应的指示器形状的周缘,所述指示器形状可选地大致是直线的或扭曲的条带/线。元件122可以作为单独的材料元件引入盖构件120中,从而限定在构件120中的以半透明或透明材料覆盖的窗口,或者元件122可以与盖构件120原本是成一体设置的并且同质的但是之后由不同的(例如省略的)油墨、漆或材料层,或者使周围盖材料呈现或保持不透明的另外的加工来定制。盖构件120的材料通常可以包括塑料、玻璃、橡胶或橡胶材料、皮革、纺织/织物材料、碳织物、木材、金属等。

除了指示器元件122的面积或体积之外,盖构件120优选地相对于所选择的波长是光学上基本不透明的,所选择的波长诸如由光源104和/或外部环境光源诸如太阳发射的波长。盖构件120可以对入射在其上的光赋予所选择的颜色范围从亮色到黑色的可行颜色。盖构件120可以是反射式的或是吸收性的(例如大致黑色的)。指示器元件122的材料可以是类似的或相当不同的。例如,指示器元件122可以包括塑料或玻璃。元件122的足够的透射率可以处于期望的例如可见的波长,例如约为70%、75%、80%、85%、90%、95%或甚至更高。例如,盖构件120可以通过粘合、热和/或压力而层压到位于下方的层。可替代地,可以利用附接到盖构件120的例如螺钉、钉子、铆钉或其他连接元件来移除盖构件120。

可能在盖构件120与模制的层106之间存在若干另外的层,例如膜或其他材料层。

实际上,一个或多个粘合剂层108可以设置在盖构件120与一个或多个位于下方的层诸如模制的层106或者在其上面向构件120的另外的层之间。粘合剂108可以构造成将盖构件120固定到位于下方的层。粘合剂108可以是光学不透明的、半透明的或基本透明的。至少在某些位置可以施加不透明的粘合剂108,以进一步减少在相邻的光学通道即相邻的凹部116之间的以及例如相关的线形或其他构型的光源104之间的串扰/泄漏。

设置在模制光导层106与盖构件120之间的可能的另外的膜或其他层可选地包含从由以下组成的组中选择的至少一种元素:光学表面浮凸构型、光学表面浮凸构型结构、光栅结构、扩散结构、扩散膜或其他层、印刷、印刷字母、印刷数字、印刷形状、印刷图像和印刷图形。

如上所述,模内膜、层压膜或其他层110可以设置有光学形状件(例如扩散件或准直件)和/或印刷件。

可以在所述突出部中的至少一个突出部与盖构件之间设置可能填充有空气或其他气体材料的间隙112。

另外的膜或一般的层114可以结合例如光学扩散件和/或印刷件设置在光学路径中,优选地在间隙112的相反侧上,并且如果不紧邻盖构件120和例如其指示器元件122则更靠近盖构件120和例如其指示器元件122。

在一些实施方式中,也可以在膜层102的相反侧102b(未示出)上设置若干另外的层,诸如模制的层。这些层可以具有例如隔离、保护、装饰、光学和/或附接功能。

iml(模内标签)/imd(模内装饰)技术可以应用于可选地特别是向盖构件120、基板膜102和/或结构100的其他的膜/层在结构100内提供嵌入的图形、颜色等。

可以应用经由例如热成型工艺诸如真空或压力成型的3d成形以将大致三维的形状例如若干凹部116引入到多层结构的目标元件,特别地参考基板膜层102。对于通常合适的热成型温度(摄氏度)的下限的有些实际示例包括:pc150、pet70和abs88-120。向通过将空气机械地压入模具中或通过将对模具抽真空而获得的目标膜上施加的压力,对单层膜构造来说,可以大致超过大约100psi,而对于层压结构来说,可以大致超过大约200psi。除非特别需要,否则所使用的膜以及工艺参数应优选地选择成使得所述膜不熔化。

在模制参数方面,给出很少的另外的仅示例性的指导。当目标膜诸如基板膜102是例如pet并且例如待在其上注塑的塑料是pc时,熔融的pc的温度在一般情况下可以是约280摄氏度至320摄氏度,并且模具温度可以是约20摄氏度至95摄氏度,例如约80摄氏度。除非另有所需,否则所使用的膜以及工艺参数应优选地选择成使得所述膜不熔化并该该工艺期间保持完全地固态。膜应定位在模具中,使得该膜保持适当固定。本领域技术人员将理解以下事实:最佳成型和模制参数取决于例如要形成的结构的所使用的材料和目标特性,因此在最佳情况下,这些参数应该根据材料在受到热应力和物理应力诸如由例如压力/真空引起的拉伸时的已知性质和行为而视具体情况来选择。然而,在适当选择模制以及成型参数的时候,应特别注意保护在模制之前已经设置在基板膜层102上的电子器件和可能的其他元件。

在各种实施方式中,多层结构可以设置有优选地成一体设置的例如模制的特征,诸如可选地孔/插入设置式的凸台(例如铆钉或螺钉)和关联基部,用于附接、分隔和/或定位相对于外部表面以及例如主装置的结构。然而,若干成一体设置的优选地模制的特征诸如肋可能已被结合以加强该结构。

图3a和图3b示出了在设置电子器件和3d成形之后但在模制之前,根据本发明的多层结构的另一种实施方式,或者更具体地,仍然是多层结构的工件。

通常,本文提供的关于图1和图2的实施方式的就例如所利用的制造和加工技术、所包括的元件/部件、所使用的材料、构造层等而言的先前考虑也完全可适用于图3a和图3b的实施方式。因此,如本领域技术人员所理解的,这里不必要地重复上述考虑,以利于可读性和可理解性。相反的是,在下文中主要考虑致使与先前实施方式不同的图3a和图3b的实施方式的特征。

可以回想,在图1和图2的实施方式中,透射层106模制于膜102的限定凹部的第一侧102a,使得例如光源104也优选地嵌入模制材料中。相反,在图3a和图3b的实施方式中,类似的或不同的透射材料306可以选择性地模制于基板膜层102的背面的相反侧(限定突出部的侧)102b,使得该透射材料306至少部分地覆盖经由基板膜102的3d成形形成的构造316的相反的突出部侧。然而,如果需要,层102的第一侧102a及其上的元件诸如光源104、导体迹线119和/或可能的另外的电子器件124可以用可选地光学上例如基本不透明的、可选地具有反射性的材料305包覆成型。

在300处,基板膜层102的第一侧102a示出为在其中具有明显的凹部构型316,而在310处,相同的膜102的相反的第二侧被示出为具有对应的突出部形状。

仍然在所示的示例中,凹部316基本上排列为行的构型。每个凹部316在其底部容纳光源104。在解决方案的不同变体中,与仅示例性示出的仅具有单个行的情况形成对比,可以存在以下解决方案:例如在具有相关凹部316的基板膜102上产生多个可选地平行的成行的光源。所示的凹部316具有大致矩形的周缘,但也可以是其他形状。每个凹部316已经被分配了专用的单个光源104(或者在概念上反之亦然,当从制造工艺的角度检查构造时,其中光源104可以在成型之前被设置到层102),但是在一些其他实施中方式,至少一个凹部316可以容纳多个光源104,所述光源104在例如所发射的光(例如波长/颜色)方面具有相互相似或不同的特性。

320处的仅示例性的截面示意图描绘了定位在凹部316中的光源104是如何排列的使得发射的光经由膜层102的光学透射性(半透明的或透明的)元件或部分317进入层102的第二侧102b并在可选地模制在该第二侧102b上的材料306内传播以最终离开所示结构或在虚线位置处进入另外的材料层。通过凹部316,光源104与目标材料、表面或由如下面的虚线所示的界面的距离可以被最小化并且光源104可以更接近目标,例如,以减少例如沿相关光路的泄漏和损耗。该部分317可以具有例如圆形的或角形的如矩形的周缘,该部分317延伸穿过膜102并且因此在膜102中限定用于由光源104发射的光的半透明或透明的窗口。该窗口可以包含优选半透明的/透明的通常为固体的材料,或可以基本上限定在层102中的通孔。该膜层102的其余部分可以是或者光学透射性的(透明的/半透明的)或不透明的。

在一些实施方式中,模制或以其他方式设置在膜层102的第一侧102a上的材料305——优选地因此填充凹部316的至少一部分并使光源104嵌入所述材料——可以可选地是光学地可透射的(透明或半透明的),并且考虑到由光源104发射的光,所述材料305被构造成与其上的另外的材料层一起实现为光学反射器(材料界面),以将入射光重新导回凹部316的底部以及例如部分317。

在一些实施方式中,可以在基板膜层102的第二侧102b上或在基板膜层102的第二侧102b内设置基本不透明的层,所述基本不透明的层优选地是膜、油墨、胶带、其他着色材料或模制的层,不透明的层还包括半透明的或透明的部分,诸如覆盖半透明/透明材料的孔或窗口,该半透明的或透明的部分与膜的半透明的或透明的部分对准,以使由光源104发射的光能够穿过。

在一些相关的实施方式中,基板膜层102可以本身是基本不透明的,可选地是对从第二侧102b入射到所述基板膜层上的光具有高吸收性的,还可选地对这种光赋予黑色;和/或所述基板膜层是对从第一侧102a入射到所述基板膜层上的光具有高反射性,可选地,因此对这种光赋予白色。

在322处,粗略地呈现了光源104的实施方式可以如何在侧面104b上容纳光学器件,参考例如侧射型led(侧在本文中指的是与主膜层102的接触表面大致垂直的方向和平面),和/或如何在光源104的底部/顶部(翻转)表面104c上容纳光学器件。因此,光学器件可以被定位成将由光源104发射的光传输到元件317,以穿过膜层102。光学器件104b、104c——从光源诸如led的角度来看,可以指成一体设置的(例如透镜)和/或分开设置的或所谓的次级光学器件——可以被定位成接触该部分317以实现他们之间有效的光学耦合。光学器件104b、104c和可选地光源104的其余部分因此可以与该部分317重叠。

关于光源104以及相关的成一体设置的和/或分开设置的光学器件的整体结构的类似考虑也适用于图1和图2的实施方式,其中例如顶发射型led可以从相反的底侧附接到基板膜102,使得光有效地耦合到包覆成型的层106。同样,例如侧发射型光源诸如led可以应用有引导发射的光进入模制的层106中的必要的光学器件。

图4是根据本发明的制造方法的几个适用的实施方式的不同特征的流程图。通过选择性地采用所示的方法项目,例如可以产生图1-2和图3a-3b的实施方式。

在用于制造多层结构的方法开始,可以执行启动阶段402。在启动402期间,可以进行诸如材料、部件和工具选择、获取、校准和其他配置之类的必要任务。必须特别注意,单独的元件和材料选择一起进行并且留存所选择的制造和安装过程,这是例如基于过程规范和部件数据表、或通过调查和测试所生产的原型自然优选地首先进行检查的。所使用的设备诸如模制/imd(模内装饰)设备、层压设备、粘合设备、(热)成型设备、切割设备、钻孔设备和/或印刷设备等因此可以在该阶段上升到操作状态。

在404处,获得至少一个优选柔性的基板膜或用于容纳电子器件的其他典型平面基板,以形成基板膜层。如上所述的多个膜和可选地另外的特征可以在此参考例如不同的涂层转换成膜层。例如可以获得现成的基板材料的元件,例如塑料膜卷。在一些实施方式中,基板膜本身可以首先通过从所需的一种或多种起始材料模制或以其他方法而在室内生产。可选地,对基板膜进行加工。例如,如前所述,该基板膜可以设置有开口、凹口、凹部、切口等。

在406处,限定例如用于电耦合电子部件的导体线、接触垫(或其他接触区域)等的若干传导迹线优选地通过一种或多种印刷电子器件的技术而设置在膜上。例如,可以使用丝网印刷、喷墨印刷、柔版印刷、凹版印刷、移印(tampo)或胶印印刷。同样,此处可以进行形成一个或多个膜的另外的动作,这些动作涉及例如在该一个或多个膜上印刷图形、视觉指示等。在这个阶段,基板膜层和可选地在其上设置的电导体还可以例如由用于例如掩蔽目的的若干元件诸如(印刷的)涂层、胶带和/或膜之类的部分地覆盖。

在408处,电子器件诸如若干光源可以可选地通过印刷而布置在基板膜上。现成的部件诸如各种smd(光源诸如led和/或其他特征诸如前文考虑的各种集成电路)可以通过焊料和/或粘合剂而附接到接触区域。介于电子器件与在406处设置的导体之间的电连接可以通过焊料和/或传导性粘合剂设置,或者电子器件的接触部分诸如引脚例如可以压入基板的仍然湿的导体迹线中。可替代地或另外地,可以采用印刷电子技术以将这些部件的至少一部分诸如oled直接实际制造到该一个或多个膜上。项目409指的是在基板膜上设置预先准备的子组件。

为了产生图1-2和图5-6的实施方式,可以执行项目408b,该项目408b指的是将光源和/或可能的相关的附加光学器件定位在基板膜上,使得光发射方向背离基板(例如,大体上与使用例如顶发射型led或其他适用的光源相反的方向)。

为了产生图3a-3b的实施方式,可以执行项目408a,其中,对该光源和相关的成一体设置的和/或附加的光学器件进行定位能够将通过基板膜发射的光经由对该光至少半透明或透明的部分进行传输。如前所述,该部分可以例如通过基板膜层中的半透明/透明材料的窗口来形成。

在例如利用回流焊来安装电子器件的情况下,基板膜层可以被输送通过回流炉。

也是在这个阶段,基板膜层和可选地在其上设置的电导体和电子器件还可以例如由若干(掩蔽)元件诸如涂层、胶带和/或膜而部分地覆盖。

在410处,例如基板膜层是使用热成型诸如压力或抽吸成型而3d成形的。优选地,至少为光源形成所需的凹部。含有可热成型材料的基板膜层可以进一步被通常成形成为更好地匹配目标环境或主表面/装置以及相关的形状。在成型之后,基板膜层通常可以呈例如弯曲的形状。另外地或可替代地,在多层叠置件设计成经受这种加工的情况下,成型可以发生在模制之后。至少一些成型也可以发生于在基板膜层上设置光源和可能的其他电子器件之前,然而这导致电子器件的后续3d组装。因此,在许多实施方式中,在成型之前设置光源和可能的另外的电子器件是优选的。

为防止在成型主要目标(如前所述,其可能是光学的并且便于将结构最终定位到主表面)期间引入光源和/或其他电子器件的损坏,例如,考虑到基板,可以是实施例如计算机辅助建模(cad)或模型构建和相关的三维表面应变测量。建模可以包括关于应变、力、尺寸、热和/或应力分析以及可能的失效的参数,诸如由大致平坦的基板膜层形成大致三维的对应物而引起的膜的破裂。建模可以包括结构的应力分析。

优选地,然后光源和/或其他电子器件可以定位到在成型期间或成型之后没有过度应力的位置,以防止光源/电子器件的相关破坏。通常,这可以包括根据表面的形状设置元件,该元件将被附接于该表面上,使得膜的平坦表面区域相对于该元件的表面区域的变形相对于膜的所述表面区域是足够小的。更具体地,例如,膜表面的曲率的大小——所述曲率是由膜的三维成型引起的——相对于面向的元件表面投影可以被最小化。关于构造成容纳光源的凹部的成型,例如,与关联的一个或多个光源接触的每个凹部的底部可以维持成相对平面的,以避免对例如具有平面接触表面的附接的光源造成应力。通常,基板膜层和光源两者的接触表面的形状诸如曲率因此可以保持大约相同,以避免受到光源的附加的应力。

在412处,在基板膜层上模制至少一个热塑性层。根据如前所述的实施方式,基板膜的第一侧和相关的表面(光源侧)可以被包覆成型。另外地或可替代地,相反的第二侧和相关的表面也可以用合适的材料包覆成型。实际上,设置有光源和可选的其他电子器件的基板膜层可以用作注塑工艺中的插入件。可选地,在一些实施方式中,例如参考图5和图6的实施方式,另外的膜或一般元件可以设置为在模具中的另一个相对的插入件。另外的膜可以设置有安装的和/或印刷的元件,诸如导体、电极和/或部件。可能适用的成型参数已在前文中讨论过。

在414处,根据实施方式,可以可选地通过层压和/或模制向所获得的结构设置若干另外的层(例如粘合剂层、光学/扩散膜等)。这些层也可以另外地或可替代地在项目416之后设置。

在416处,特别是参考图1-2和图5-6的实施方式,可以提供盖构件,其中利用包括优选地长型指示器元件的盖构件(图1-2)。例如,可以应用依赖于热、粘合剂和/或压力的合适的层压技术。

关于所获得的叠置结构的最终总厚度,其在很大程度上取决于所使用的材料和相关的最小材料厚度,从而鉴于制造和随后的使用而提供必要的强度。必须根据具体情况考虑这些方面。例如,结构的总厚度可以是大约1毫米或几毫米,但是相当厚或相当薄的实施方式也是可行的。

然而,可以执行若干后处理任务。可以实施成行/切割。可以向所获得的多层结构提供另外的元件和/或层。例如,该结构可以附接到外部主表面或装置,或包括在外部主表面或装置中。

在418处,结束方法执行。

图5-6描绘了根据本发明的多层结构的另外的实施方式500、600。

关于例如材料选择、所包括的元件、加工和制造方法的各种考虑,以及关于前面的实施方式中在上文中已经提出的结构的光学性质的各种考虑,通常也适用于此。

再次,设置有包括若干光源104和例如印刷导体的电子器件的基板膜102是3d成形的,可选地更通常地并且至少以便形成用于容纳光源104的若干凹部516(例如,每个凹部516容纳一个或多个光源104诸如led)。然后用填充在第一膜102与可选的第二膜502之间的空间的材料106对该膜102进行包覆成型,并且补充有面向环境以及例如留驻在环境中的使用者的一个或多个顶部(盖)元件504、606。

在模制材料106或第二膜502与上部元件504、606之间,可以保留气体容积,诸如空气间隙。

特征504指的是光学元件诸如扩散元件,该光学元件最初可以是单独的扩散器/元件,例如然后安装在多层结构500、600中的一片膜,或者该光学元件可以通过例如扩散印刷和/或表面浮凸构型而从下文所述的较大元件606的一部分形成的。

可以分别通过例如模制和成型来构造模制材料106和可选的第二膜502,以便形成光学元件506,诸如透镜,用于会聚、发散(散开)或以其他方式优化透射光的分布。例如,可以因此增加入射在元件504上的光的均匀性。

在一些实施方式中,气体体积诸如空气间隙可以保留在凹部516中在模制材料106/第二膜502与图中所示的上面的元件504、606之间。

通过光学元件506的集成,膜102的凹入部分的厚度以及因此所示的整个多层组件的材料厚度可以保持合理,例如,因为元件506可以已经有效地减少例如不希望的光泄漏到相邻结构,否则这将通过增加凹部516的深度来实现,因此也至少局部地增加整体材料厚度。

顶部元件606可以指层压的视觉前部部分诸如片,该层压的视觉前部部分优选地至少在某些位置是至少半透明的,以使由光源104发射的光能够穿过而到达环境。元件606可以包括例如若干优选地附加印刷的装饰、图形、图标或者待由下面的一个或多个光源104照射的其他半透明或透明的光学特征,以产生相关的照明效果。

项目508涉及至少一个电极,例如,用于感测目的、优选地用于触摸感测或“触摸检测”目的,可选地由附加印刷的传导材料诸如传导油墨形成。因此,电极508可以用于例如电容感测。电极508可以设置在第二膜502中,例如,在第二膜502的表面(外面、里面)或嵌入第二膜502中。可替代地,电极508可以设置在模制的层106的(顶部)面上,或者设置在元件606处。因此,一个或多个电极508可以有利地位于膜502或元件606的外表面上的预定触摸区域(触摸表面)附近,以增加检测灵敏度并因此也增加检测范围。

在优选实施方式中,可以选择电极508的位置,使得在电极508与触摸表面之间没有空气间隙或通常的气体容积(诸如在模制材料106以及可能的第二膜502之上的凹部516的位置处可能形成的空气间隙或通常的气体容积),以减少关联的性能问题。因此,电极508可以更加优选位于该空气间隙附近或更远离该空气间隙,如图所示。在一些实施方式中,至少一个电极可以另外地或可替代地布置到第一膜102。电极508可以是电耦合或电磁耦合的以控制包含在结构500、600中或结构500、600外部的电子器件。

本发明的范围由随附权利要求与其等同物一起确定。本领域技术人员将理解,所公开的实施方式仅为了说明目的而构造的,并且可以容易地准备应用许多上述原理的其他布置以最佳地适合每个可能的使用场景。

在本发明的一些实施方式中,参考例如上述图1-2、图3a-3b和图5-6的实施方式,代替单个光源,可以将多个光源104诸如led定位在凹部116、316、516内,这可以促进例如从其产生和外耦合期望的光图案。

在一些实施方式中,除了一个或多个长型凹部116之外,还有至少一个凹部316、506,与更加呈凹槽状的长型凹部116相比,该至少一个凹部316、506可以在总体形状上更局部化或例如呈圆形/圆顶状,该至少一个凹部316、506可以在其中设置有和构造有一个或多个光源104诸如led。

在一些实施方式中,可以在基板102的凹部316、516内构造诸如定位、安装或制造(例如,通过印刷电子技术印刷)一个或多个光源104诸如led,以便保持相对于参考物保持歪斜/倾斜/倾侧和/或以其他方式排列(例如旋转),所述参考物诸如凹部底部(由凹部底部限定的平面)、或具体地例如窗口限定部分317、和/或在凹部316、516上的元件诸如材料层305的表面、基板102(表面水平)、膜502、其他顶部或上部元件504、606、或者例如光学元件506。尽管是倾斜和/或其他特定排列,一个或多个光源104因此仍然可以立于基板102上并且位于例如凹部底部和/或侧壁处。

考虑到以上和其他实施方式中的任一实施方式,所述一个或多个光源104诸如led可以通过例如定位或直接制造被构造成使得从例如凹部底部的中心和/或与所选择的特征诸如部分317对应的位置是偏心或偏位的。在一些实施方式中,这种偏位或偏心可以能够或增加实现光源104相对于参考物和/或例如所需的照明图案的歪斜/倾斜的排列。

例如,参考草图320,光源104被示出为构造成基本上在凹部316底部处、基本上居中并且对应于部分317的位置。相反,一个或多个光源104d可能已经可替代地偏位,例如,偏位到凹部316的侧部或至少朝向凹部316的侧部偏位,以相对于参考物诸如部分317(和/或凹部底部的中心)偏心和/或光源倾斜(例如,如果最终至少部分地立于凹部壁上,如所示出的),有利于例如使可能朝向/通过其的期望的照明效果。

上述配置通常可以用于调节诸如延长或以其他方式调整例如关联的照明和/或空间的特性诸如光源104或者特别是例如光源104的发光的部分与其他元件可选地窗口限定部分317之间的距离。可替代地或另外,通过这样配置多光源104或特别是例如光源104的发光的部分,可以更有效地装配和调节以指向所需的一个或多个方向诸如其他元件。

技术人员将容易理解,例如,选择性地结合前述实施方式的各种可能性。例如,考虑到一个或多个光源中的至少一些光源,可以在图1-2的实施方式中采用根据图3a-3b或图5-6中的实施方式为每个单个光源提供专用凹部的原理。因此,在这些实施方式之间可以分别采用另外的相关的元件诸如突出部、盖构件和指示器元件的形状和尺寸。对应地,如在图1-2的实施方式中当前提供的那样,各自容纳多个光源的长型凹部可以与图3a-3b或图5-6的实施方式结合使用,或者单独地或者与容纳-单个光源的凹部一起。

仍然参考图5-6的实施方式,其中提供了用于触摸感测目的的导电区域,类似的一个或多个触敏区域也可以由本领域技术人员灵活地结合到其他实施方式中,诸如前文描述的图1-2或图3-4的实施方式。

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