[发明专利]弯曲的功能膜结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种功能膜结构及其制造方法。该功能膜结构具有布置在膜基材上的传感器按钮，且可通过真空深拉或高压成型等热成型工艺被成型为三维形状。所述功能膜结构优选是柔性的且优选具有透明和发光部分。

技术领域

本发明涉及一种具有传感器单元的三维功能膜结构及其制造方法。

背景技术

目前，薄膜表面往往具有结构电子、模内电子和三维(3D)集成电子领域的功能。然后将所述功能性薄膜成型为三维形状或在模内嵌片注塑工艺(FIM)中进行背面成型，从而实现机械稳定性。这方面的例子是欧洲项目TERASEL1，其中提供了几个FIM演示器，例如在3D塑料罩上的3D集成LED或带有基于所集成LED的均匀发光的凹槽的板。市场上还有一种背模式LED显示屏或发光柔性腕带，其中LED首先使用拾放方式放置在可拉伸的基材上，然后稍微变形。然后在使用卷对卷(R2R)工艺的注塑工艺中进行包覆成型和稳定化。Taktotek和塑料电子公司也在开发智能3D集成电子产品，在两种情况下都提出了智能表面例如操作家用电器、白色家电、汽车内饰和可穿戴设备。其中，各种电容式开关和滑块被集成在平面薄膜基材上，然后通过注塑成型形成和稳定。

本发明解决的问题

然而，现有技术并未公开将压敏或温敏按钮制成三维形状的结构。

因此，本发明的目的是提供一种结构，其中将诸如光学、电学和/或感应功能的功能施加到三维形状且优选柔性的膜基材上。

本发明的进一步目的在于制造在薄膜基材上的透明、柔性的传感器按钮，其具有以下特性：(i)传感器按钮的压力敏感性或温度敏感性，(ii)用于借助安装在传感器旁边的LED或用于远程LED光分布的波导实现的按钮发光或背光的部分透明性，(iii)通过诸如真空深拉或高压成型等热成型工艺得到的组装印刷基板的可变形性。

发明内容

本发明目的的实现是通过提供一种布置在膜基材上的具有传感器按钮的功能膜结构，其中所述功能膜结构通过诸如真空深拉或高压成型等热成型工艺被成型为三维形状。

更具体地，本发明的目的如以下方面要点[1]-[15]中定义的那样：

[1]一种具有弯曲部分(curvature)的功能膜结构，其可通过包括以下步骤的方法获得：

(a)提供一种功能膜，其包括膜基材和设置在其上的传感器单元，该传感器单元具有传感器和与其连接的导体，该传感器响应选自压力变化和温度变化中的至少一种变化；以及

(b)在至少部分地包括传感器和导体的部分的功能膜中形成弯曲部分，从而拉伸导体和传感器。

因此，根据本发明的功能膜结构的弯曲部分至少包括传感器的一部分和导体的一部分，所述传感器的部分和导体的部分被拉伸。优选地，所述传感器被完全包含在所述弯曲部分中。

[2]要点[1]的功能膜结构，其中所述传感器是分层传感器，包括，按所指示的顺序，第一导电层、铁电聚合物层和第二导电层。

在根据要点[2]的优选实施例中，所述传感器被完全包含在弯曲部分中并且在z方向上从x-y平面弯曲至少3mm。

[3]根据要点[2]的功能膜结构，其中所述铁电聚合物层、导电层和导体是可印刷的。

[4]根据前述要点中任一项所述的功能膜结构，其中，包含传感器的部分比与其相邻的部分厚。

在根据要点[1]和[4]所述的优选结构中，所述传感器被完全包含在弯曲部分中并且包含传感器的部分比与其相邻的部分厚至少0.1mm，优选地厚至少0.3mm。

[5]根据前述要点中任一项所述的功能膜结构，其为自支撑的。