專利名稱：具有嵌入式空腔的層壓結構以及相關的制造方法
技術領域：
通常，本發明的大部分實施例涉及光學器件。具體地但不排他地，本發明涉及具有嵌入式光學功能空腔的層壓結構及其制造方法。
背景技術：
傳統上，在光學透明的襯底的表面區域上已經排他地制造了微型結構，例如，包含不同光學器件(諸如照明設備和電子設備)的微棱鏡或光柵。這些結構最初配置成以某種預定方式(重新)定向、耦合入射光或者與入射光相互作用，但是在材料表面上定位這些結構通常造成至少長期(如果不是立即)存在的多個問題和缺點。
S卩，自然地根據使用情況，光學意義上的表面浮雕結構(諸如，耦合光學器件)經常受到由各種外部因素(諸如，通常由灰塵、沙、水、油脂以及污垢造成的污染)造成的應力。此夕卜，表面形式通常容易受到外部物體的影響，這會使這些精致結構破裂、變形以及損壞，例如，這些精致結構的尺寸可能僅為微米或納米級。有意接觸的外部元件所產生的壓力甚至會損壞接觸表面上圖案化的表面結構并且干擾其期望的功能。為了闡述上述問題中的一些，尤其在太陽能電池的示例性情景中，圖Ia示出了最初的兩種問題，在通常包含光傳播和介質邊界的同一種使用情景中也可能一起發生這兩種問題。在左邊，由光源(諸如，太陽)發射并且以較大的入射角度入射到太陽能電池104的保護玻璃102上的光106在空氣-玻璃界面處從保護玻璃102的表面被不期望地部分反射108。其次，進入保護玻璃102的光部分從玻璃-太陽能電池界面103仍舊進一步在內部部分地反射110。假設外部介質為空氣，那么對于該介質、玻璃材料以及對于電池頂部的相應的折射率分別可為nsn、nl和n2。最后，基本上垂直入射到保護玻璃102上的僅僅有限的入射光(諸如，光線112)因此可穿過保護玻璃102并進入太陽能電池104，而不會由于界面處的反射而在整個光路上遭遇大量的相關的電磁能量損失。因此，能夠有效地進行內部耦合(incoupling)并且具有總效率的入射角的范圍依然很窄。為了處理上述界面并且提高耦合效率，可考慮一種大致遵循圖Ib的解決方案。最外面的層102 (諸如以上的保護下面的太陽能電池104并且因此再次成為接收入射光的第一元件的保護玻璃)設有表面浮雕圖案114，該表面浮雕圖案被構造成在預定的角度內朝著電池104耦合以及重新定向光。例如，可具體地構造該圖案，以重新定向光線120更垂直于電池104。然而，由于該結構顯然容易被額外的材料118 (諸如，伸入由表面浮雕形式限定的凹部內的塵粒或水滴)污染，所以至少一部分入射光實際上被污染物118反射和/或以有點隨機的角度朝著電池104耦合時，圖案114的效果遲早變差，這會造成在玻璃-電池邊界103處進一步不期望地被反射并且造成所提供的結構的總效率降低。在太陽能電池的示例性情景中仍舊存在的是，主要由于污染物引起的反射和誤耦合、表面反射、內部反射，諸如，ITO (氧化銦錫)層和通常應用于太陽能電池的光學結構中的其他層之間的介質邊界處的反射，所以現有解決方案所實現的總效率可能格外低，可能大約為15%或以下。由于某些入射角基本上被所使用的傳統光學器件忽視，所以入射到包括太陽能電池的光學結構上的大部分太陽光未被利用。換言之，在太陽能的示例性情景中，可以說，僅僅垂直地到達太陽能電池的直射陽光補充對太陽位置極其敏感的太陽能電池的效率。以往，甚至建議例如在載體材料的折射率發生內部的局部變化時使用激光，從而模仿內部的光柵。而且，具有預定的高或低折射率的特定涂層已經應用于襯底結構上，以便控制其中的光傳播。然而，由于工業規模使用范圍廣，所以甚至這些和其他的現有解決方案已太受限制、性能不足、復雜并且昂貴。
發明內容
因此，目的在于解決通過現有設置還未令人滿意地解決的上述一個或多個問題，并且提供一種可行方案，以便產生各種功能性結構，例如，光學功能性結構。根據本發明的層壓結構及其相關制造方法的實施例實現該目的。應注意的是，該發明內容通常用來引入下面在具體實施方式
中進一步描述的概念的選擇。然而，本發明內·容并非用于明確識別所要求的主題的唯一重要的或者具體而言必不可少的特征從而限制要求保護的主題的范圍。因此，在本發明的一個方面，一種集成層壓結構，適合應用于太陽能技術、晶片技術、冷卻通道、溫室照明、窗口照明、街道照明、交通照明、交通反射鏡或者安全膜中，包括-第一載體元件，例如塑料片或玻璃片，可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料，-第二載體元件，例如塑料片或玻璃片，具有至少一個表面浮雕圖案，所述表面浮雕圖案包括多個表面浮雕形式并且相對于入射到其上的光具有至少一種預定的光學功能，所述第二載體元件可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料，第一和第二載體元件層壓在一起，從而所述至少一個表面浮雕圖案嵌入已確定的層壓結構內，并且在所述第一和第二載體元件的界面處形成有多個相關的具有光學功能的空腔。優選地,任何一個或兩個載體元件包括光學上大致透明的材料，但是在一些實施例中，根據特定的上述使用情景，至少一個元件可光學上大致不透明和/或包括不透明的材料。例如，其可為不透明或半透明的。優選地，層壓元件通過層壓牢固地連接在一起，從而這些層壓元件之間沒有任何不需要的間隙，例如氣隙，自然不包括由至少一個嵌入式表面浮雕圖案所產生的期望的優選地具有光學功能的空腔。而且，人們通常會注意到，在層壓的過程中，嵌入載體元件的表面浮雕圖案或形式時，該圖案或形式并不出現在所構成的層壓結構的表面上并且并非為該結構的表面浮雕圖案或形式。然而，在光學應用中，具有相同折射率的帶圖案的層壓層可相對于入射到其上的光在光學功能方面形成單個元件。在一些實施例中，第一載體可具有至少一個表面浮雕圖案，相對于入射到其上的光具有預定的光學功能并且包括多個表面浮雕形式。例如，層壓(嵌入)之時以及之后，該圖案可位于朝著第二載體元件的那一側或者相反側。在后一種情況下，該圖案可位于該結構的表面上，或者例如由另一個元件覆蓋并且因此可嵌入該圖案。例如，第一和第二載體元件的圖案可形成聚合式多層圖案，具有至少同一個功能。載體元件(例如，第一或第二載體元件)可通常大致為平面狀，但是也能夠具有其他形狀。在一些實施例中，優選地嵌入層壓結構內的第二載體和/或第一載體元件的至少一個表面浮雕圖案實際上可配置成與第一載體和/或第二元件一起，在其界面上，分別可選地限定其內多個優選地光學功能性空腔。對于其尺寸而言，嵌入式封閉的空腔可為例如微型空腔或納米空腔。這些空腔可包含與第一或第二載體元件的材料可能不同的多個材料。空腔可包括或者裝有空氣等流體、合適的液體和/或固體。空腔可包括凝膠體。也可使用油墨，油墨可透明或者帶色。可選擇這些物質，從而在例如折射率方面提供預定的光學性能。該折射率可與相關的載體元件的折射率不同，或者可相同。例如，空腔可具有點狀、細長型或者更復雜的形狀。在一些實施例中，包括多個表面浮雕形式的所使用的潛在地嵌入式表面浮雕圖案可具有至少一個可選地光學功能，該功能可包括選自所述組的一個功能光引導功能、光捕獲(light trapping,光陷)功能、反射功能、透射功能、半穿透半反射功能、顆合功能、內部 率禹合功能、外部稱合功能、偏振功能、衍射功能、折射功能、防炫射功能、防清澈功能、抗反射功能、準直功能、預準直功能、透鏡功能、會聚功能、發散功能、波長修改功能、散射功能、著色功能、介質分布功能、以及漫射功能。在具有嵌入式圖案時，在元件界面上，所確定的相關空腔可實現一個或多個功能。必要時，通過例如適當地選擇折射率(相同)，這些界面或其預定的部分光學上可透明。該圖案的多個表面浮雕形式可具有相同的功能。或者，該圖案的不同形式可具有不同的功能。在一個實施例中，單個形式可提供若干個(至少兩個)功能。例如，同一個圖案或者甚至形式可配置成透射式耦合光，并且另一方面反射光。該功能可取決于性質(例如，光的入射角和/波長)和/或入射光的形式的側邊。例如，通過適當地選擇相關的材料(輪廓材料和填充材料)、尺寸、位置和/或對準，嵌入式或非嵌入式表面浮雕形式可配置成用于預定數量的功能。在一些實施例中，層壓結構可包括第三和可選地多個隨后的載體元件。這些元件上面可包括其他表面浮雕圖案。可將表面浮雕圖案嵌入層壓結構內。第一、第二或者可選地其他元件中的任何一個元件可為層壓板或者其他類型的多層和/或多部分元件。例如，中間元件可比周圍的頂部和底部元件更厚，例如可具有可選地嵌入的多個表面浮雕圖案的膜。而且，在制造層壓結構的過程中，中間元件可具有嵌入層壓板內的表面浮雕圖案。在一些實施例中，集成層壓結構可包括多層(最初地)表面浮雕圖案。每個層壓元件(例如膜、金屬箔或者薄片)可包括一個或多個表面浮雕圖案，并且分別構成一個或多個光學功能層。每層可具有一個專有的光學功能或若干個功能。可在其兩側，由最初具有一層表面浮雕形式的單個載體元件形成多層圖案，均具有至少一層表面浮雕形式的多個載體元件可用于共同形成多層圖案。這幾層多層圖案可具有至少一個共同的功能。在一些實施例中，第一和/或第二載體元件大致為彈性并且可彎曲。在不同的實施例中，彈性和彎曲性的程度可不同。例如，使用預定的彎曲半徑，可實現預定的彎曲，例如，180度，而不損壞材料。其他載體材料也具有彈性并且可彎曲。該層壓結構可具有彈性并且也可彎曲。
該載體元件較薄，例如可為薄膜。根據該實施例，載體元件的厚度也可變化。例如，可能為僅僅幾納米到幾毫米厚。這同樣也適用于層壓結構的其他載體元件。然而，顯然可交替地使用更厚的元件。在一些實施例中，第一和/或第二載體元件包括聚合物或彈性體等塑料材料、玻璃和/或陶瓷材料。另外/或或者，可使用半導體材料等其他材料，例如，硅或硅片。在一些實施例中，可選地嵌入的表面浮雕圖案包括多個表面浮雕形式，限定選自以下實體構成的組中的至少一個實體光柵、光柵凹槽、二元形狀、傾斜形狀、方形或矩形形狀、三角形狀、梯形形狀、像素、光柵像素、突出部、凹部、中空以及透鏡形狀。在一些實施例中，層壓結構可包括或形成至少部分透射式、反射式或半透射半反射式元件。在一些實施例中，層壓結構包含或具有涂層等功能性表面層和/或包含表面浮雕形式的層。這些形式實際上可位于層壓結構的表面上。例如，其功能或者“性能”可包括抗·反射功能、疏水功能、親水功能和/或自清潔功能。在一些實施例中，層壓結構包含、確定或包括指示性元件和/或層，或者包含在其內，或者至少設置在一個指示性元件和/或層的頂部。可包括指示性表面，例如，指示性標牌、海報或板塊。指示性窗口或顯示器可為無源式。可包含一個或多個符號、數字和/或字母。就其本性而言，所顯示的數據可大致為信息性(例如，交通標志、警告標志或者記錄板)和/或商業性(例如，廣告數據)。使用可選地嵌入式表面浮雕形式，以便通過配合與其耦合的光來確定預定的視覺消息，和/或通過在表面上進行印刷，可實施數據指示。例如，該元件以及使用該元件指示的數據可由電子設備控制。在這種情況下，層壓板可具有例如提供或引導光的功能。在一些實施例中，嵌入或者提供給層壓結構的表面浮雕形式和/或相關圖案的長度、深度/高度和/或寬度的尺寸可大致為亞微米。或者，該形式和/或圖案的尺寸可為幾微米或幾十微米，例如，大約20或者大約30微米到幾毫米。甚至可使用更大的尺寸。另一方面，一種構成集成結構的方法，所述結構在光學上應用于太陽能技術、晶片技術、冷卻通道、溫室照明、窗口照明、街道照明、交通照明、交通反射鏡、或者安全膜中，包括-獲得第一載體元件，例如塑料片或玻璃片，可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料，-獲得第二載體元件，例如塑料片或玻璃片，具有至少一個表面浮雕圖案，所述浮雕圖案包括多個表面浮雕形式并且相對于入射光，具有至少一種預定的光學功能，所述第二載體元件可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料，-將第一和第二載體元件層壓在一起，從而所述至少一個表面浮雕圖案嵌入已確定的層壓結構內。嵌入至少一個表面浮雕圖案實際上可促使多個相關的空腔大致位于層壓板內第一和第二載體元件的相關界面上。部分空腔邊緣因此可由第一載體元件的相對表面層限定。在一些實施例中，在該方法中使用滾動式(roll-to-roll)工序。例如，滾動式工序(例如，滾動式壓花或滾動式壓印)可用于在載體元件上確定表面浮雕圖案。或者/此外，使用選自以下技術構成的組中的至少一個技術，可形成表面浮雕圖案壓花、壓印、精密加工、紫外線壓花、紫外線壓印、光刻、微模制以及澆鑄。然而，層壓工序可使用滾動式或平面加工技術。在一些實施例中，至少一個表面浮雕圖案提供載體元件，例如，第二載體元件，從而使用合適的技術，例如，電成形、澆鑄或模制，首先形成包括預母版圖案的預母版元件(例如，預母版板塊)。根據預母版元件，可形成母版元件，例如，鎳墊片、塑料母版板塊、鑄造材料板塊或者模制板塊。可選地，合適的技術(例如，印刷)可調制預母版元件的圖案。例如，噴墨裝置進行的滴入填充可用于進行調制，從而預母版的油墨填充部分不會這樣出現在目標元件內，即，母版元件。技術人員要理解的是，涉及層壓結構的各種實施例的上述考慮因素可靈活地用于該準用方法的實施例中，反之亦然。根據每個特定的實施例，本發明的效用通常源自多種問題。首先，具有各種功能的簡單而且非常復雜的高性能集成納米或微米級結構(例如，光學結構、流體結構(例如，通 道)、冷卻結構、或者潤滑結構)可嵌入層壓結構內，該層壓結構包括至少兩個元件，該元件限定連接在一起的至少兩層。可優選地選擇所使用的層壓技術，從而安全進行連接和/或在層壓元件之間基本上沒有任何(非預期的)間隙。其他集成元件、層或涂層可位于所獲得層壓板的任一側。在大部分實施例中，使用比較簡單并且成本較低的工業規模的方法，可制造層壓結構。然而，依然保護層壓板的嵌入式結構不受到外部沖擊和污染。延長相關產品的使用期限，并且大部分相關產品實際上無需維修。而且，可容易地構成多級/層嵌入式結構。使用例如特定幾何體、折射率和/或材料的內部光捕獲結構可用于在內部反射光。可使用通過較大范圍的入射角有效地采集和準直光的光捕捉層。例如，結合集成電子設備、半導體、(生物)醫學系統、摩擦系統、窗口照明等窗口、太陽能電池、溫室照明、廣告、安全應用、汽車以及普通車輛工業、街道照明、普通照明、以及交通標志和發光標簽等各種標志或板塊，可使用層壓板。具體而言，在使用太陽能的情景中，尤其在使用太陽能電池(光伏電池)的情景中，由于更有效地采集太陽能電池的入射(表面)光、更有效地捕獲內部光、并且減少(如果未完全地)消除污染的問題，所以可提高操作效率。太陽能電池可保持靜態，并且即使提高了效率，也無需使用移動裝置調節其對準。與太陽能電池連接的層壓結構可進一步具有額外的功能和層，例如，自清潔納米結構、涂層等等。可形成更大的功能性表面。可考慮剛性或柔性太陽能電池結構。措辭“多個(a number of )”在本文中表示從一(I)開始例如到1、2或3的任何正整數。措辭“多個(a plurality of)”在本文中表示從一(I)開始例如到1、2、3或4的任何正整數。措辭“包括(to comprise)”在本文中用作開放式限制，既不需要也不排除具有同樣未列舉的特征。術語“一(a)和(an)”并不表示數量限制，而是表示具有至少一個引用條目。同樣，術語“第一”和“第二”并不表示任何順序、數量或重要性，而是用于區分元件。
術語“光”表示電磁輻射，例如可見光，但是不限于可見光。術語“載體元件”在本文中通常表示包括預定材料(例如用于傳遞光的材料)的層壓板的元件、包括預定功能性元件(例如，涂層)或至少部分結構(例如，表面浮雕圖案或相關空腔)的元件、和/或支持、傳遞、保護精制的層壓板內的其他一個或多個元件或者固定到該元件中并且因此形成層壓板的主要部分的元件。在附屬權利要求書中公開本發明的不同實施例。
接下來，參照附圖中更詳細地描述本發明，附圖中圖Ia示出了與現有太陽能電池裝置有關的各種問題；圖Ib示出了表面浮雕結構在受到典型的使用條件(例如，室外)時的各種問題； 圖2為根據本發明的層壓結構的一個實施例的剖視圖；圖3為根據本發明的層壓結構的另一個實施例的剖視圖；圖4為根據本發明的層壓結構的又一個實施例的剖視圖；圖5為根據本發明的層壓結構的又一個實施例的剖視圖；圖6為根據本發明的層壓結構的又一個實施例的剖視圖；圖7為根據本發明的一個實施例的太陽能電池的層壓結構的剖視圖；圖8為根據本發明的一個實施例的用于內部耦合目的的層壓結構的剖視圖；圖9a為根據本發明的一個實施例的用于內部耦合目的的結構的剖視圖；圖9b為根據本發明的用于內部耦合目的的兩個其他實施例的剖視圖；圖10示出了制造根據本發明的層壓結構的一個實施例；圖11為公開根據本發明的制造方法的一個實施例的流程圖；圖12示出了潛在的滾動式制造方案的各個方面；圖13示出了產生根據本發明的層壓結構的一個實施例的制造過程的所選元件。
具體實施例方式已經結合背景技術的描述介紹了圖Ia和圖lb。本發明的原理可用于各種使用情況和情景中。例如，該情景可涉及可見光、紅外光和/或紫外光的使用。在本發明的一些實施例中，可通過大型元件(例如，大型板塊或膜)來制成層壓結構。這些元件可設有光學圖案，這些光線圖案具有期望的光學功能，例如耦合(例如內部耦合或外部耦合)功能。可使用具有較小的表面浮雕形式的圖案，例如，光柵、二元、閃耀、傾斜和/或梯形形式。可使用不連續的圖案(例如，光柵像素、小型凹部)或連續的形式、細長型凹部或通道、二維或三維形式中的基本上任何一種。優選地，在層壓接合區域(界面)上至少具有較小的平坦部分，即，接觸表面，從而提高相關層壓層的粘附和/或獲得期望的光傳播和/或其他性能。嵌入式表面浮雕圖案可形成并且可視為在接合區域上包括多個封閉的空腔，例如填充有空氣或其他介質的微型空腔。而且，可確定多個更大的結構，例如，折射結構。因此，空腔優選地具有光學功能并且具有至少一種預定的光學功能。因此，當設計要嵌入的表面浮雕形式/圖案時，根據光學效應，人們自然地會考慮嵌入層壓板內的形式/圖案的功能，從而適當地考慮周圍的層壓材料、形狀以及形式、界面處確定的空腔等。在一些實施例中，在使用時，最外面的層壓元件(例如，頂部或底部層壓元件)可包含整體的光耦合光學器件，例如，內部耦合光學器件、外部耦合光學器件和/或偏振光柵(例如，線柵或其他光柵方案)。光學 器件可包括嵌入式光學器件和/或表面光學器件。在一些實施例中，使用適當的可選的層壓式和/或光源集成的耦合光學器件(例如，準直和/或反射光學器件)，多個光源可通過例如邊緣與層壓結構在功能和/或物理上連接。而且，能夠進行底部耦合。在一些實施例中，通過層壓來實現多層(例如，雙層)光學結構，用于耦合或其他目的。層壓的層或其他元件可配置成用于一定波長的光，例如，波長的某個范圍。另一層可配置成用于其他波長。例如，表面層或更靠近該表面的層可配置成用于紅外輻射(更長的波長)，并且位于該結構內更深處的另一層用于可見光(更短的波長)，反之亦然。可根據目標波長來選擇層厚度。對于適當的厚度，可制成從期望的波長這一角度來看實際上不可見的期望的層。層壓板在其多個側邊上可包含耦合光學器件，例如，具有表面浮雕圖案的耦合層。在一些實施例中，層壓結構可應用于廣告和指示性窗口、顯示器、標牌或標記。具有光學功能的元件(例如，板或膜)可為層壓板，其可作為單獨的元件設置在目標圖片或其他目標元件的頂部上或與其整合(例如，層壓)在一起。可包含表面浮雕圖案，該表面浮雕圖案可選地比相對的表面更加靠近圖片或其他目標元件，從而增強對比度。二元光柵或其他圖案可與例如面板元件一起使用。二元光柵可用于更大的視角場合中，而閃耀光柵用于更窄的視角場合中。混合光柵方案也是可行的。可以使用擴散光學器件來避免熱點并且用于更均勻的照明。例如，該方案也可用于Π方案以及牌照。通過牌照或其上設有識別或其他可見數據的其他元件，可層壓指示性數字、字母等，以便與前板接觸，從而將周圍的數字/字母照亮，例如，用于提高對比度。在本發明的各種實施例中，層壓結構的一個或多個元件可基本上為光學透明的、半透明的或不透明的。每個元件的期望透明度自然地取決于每個特定的使用情況。例如，在一些實施例中，例如，在這種情況下，對于被認為是基本上光學透明的材料，與預定(例如，紅外、可見或紫外)波長的光有關的優選的透射比可在大約80到95%的范圍內。回到附圖，圖2描述了其中可使用本發明的一個實施例的一種情況。集成層壓結構202包括層壓在一起的兩個平面載體元件204和206。如果需要，可添加更多的元件。在圖中，虛線表示兩個層壓元件204 (由于在圖中的位置，后文中稱為“頂部元件”;在實際的使用情況中，根據頂部/外部與底部/內部的比例，這些元件的物理位置可相同或者例如相反)、206 (由于相應的原因，后文中稱為“底部元件”)之間的(外)界面。如上所述，該界面可以是光學上透明的。在圖中，很少的光線可見，如實線箭頭。頂部元件204最初已經具有表面浮雕圖案，在其底部包括多個突出的表面浮雕形式208，在這些表面浮雕形式之間具有相應的凹部210。底部元件206可視為頂部元件204的襯底載體以及用于所形成的在元件204、206的界面處限定其至少一部分壁部的空腔的部分襯底，頂部元件204和該底部元件已經層壓在一起，從而向下延伸的具有例如截錐(注意，在該圖中為等腰梯形的剖面形式)形狀的表面浮雕圖案的突出部208與底部元件206相應的對準表面部分接觸，在所示情況下，該底部元件具有大致平坦的接觸表面。因此，凹部210已經形成空腔，所述空腔可能包括其內捕獲的諸如空氣的材料，除非提供了真空。因此，該材料可具有與周圍材料不同的折射率。如果元件204的材料為塑料，那么其折射率通常比例如空氣的折射率高。針對通常使用不同的材料或折射率的情況，當多個元件(諸如材料層)具有相同的折射率時，可將這些元件視為對于光而言的單個元件，從而限定光學上透明的界面。相反，可使用具有不相等折射率的不同材料，以便按照需要改變光性能(management),例如,整個內部反射率。可選擇元件204、206所具有的材料所使用的形狀和/或折射率η空氣、nl、η2，從而在光傳播方面提供所期望的功能效應。在圖中由箭頭示出了具有不同入射角的多個光線如何由所使用的層壓層結構和其中的表面浮雕圖案進行準直，以便沿大致垂直的方式朝著 層壓板的底部前進。因此，頂部元件204可視為用作用于下面的一個或多個元件206的光捕獲層。在一些實施例中，元件204可較薄，基本上為膜，具有僅僅例如幾納米的厚度，而在一些其他實施例中，該元件可具有幾毫米厚或者甚至厚得多。相同的考慮因素適用于底層206。例如，所示出的或類似的實施例可應用于窗口照明或太陽能電池的情況。圖3公開了具有兩個載體元件304、306的另一個實施例302。在該實施例中，底部元件306包含具有突出部308a和中間凹部308b形式或“剖面”的表面浮雕圖案308，在其頂部，層壓有平坦的頂部元件304。而且，所確定的空腔可包含空氣和/或某種/某些其他材料。圖4公開了一個實施例402，其中，多個不同的嵌入式表面浮雕形式被配置成相對于層壓在一起的元件404、406形成多個嵌入式表面浮雕圖案。圖中示出了三角形408、梯形410以及傾斜的(矩形或方形)412形式。例如，這些形式和相關的圖案可配置成用于進行外部耦合和/或其他類型的光重新定向，在圖中由箭頭表示。可配置不同形狀和/或材料的形式，從而提供同一個(common)共同的光學功能，或者將這些形式用于不同的用途。根據例如光的入射角和/或面，某個嵌入式表面浮雕形式可具有多種用途。例如，在圖中，最左邊的三角形形式或空腔具有外部耦合和光捕獲功能，這通過兩條光線可見。所確定的空腔可包含空氣和/或某種/某些其他材料。例如，層壓結構402可設置在其他元件或窗口的頂部上并且與其他元件或窗口可選地層壓，例如，指示性元件，諸如，海報、標牌或者板塊。可替換地，指示性元件或其他元件可包含在元件406中。圖5示出了另一個實施例502，其中，三個載體元件504、505、506已經層壓在一起。每個元件504、505、506可包含多個表面浮雕圖案和/或其他特征，但是在所示出的產品中，底部元件506不包含這些并且僅僅用作上部元件504、505的襯底。在某些使用情況下，底部元件506可包含和/或顯示例如指示性數據(廣告數據、信息數據)。例如，它可為其上印刷或者以其他方式構造有指示性數據的標牌或板塊。中間元件505包括大致矩形(二元)形式的表面浮雕圖案508，(在剖面圖中不可見)可為點或像素狀形式或者更長的凹槽(例如，光柵凹槽)或相應的突出部。頂部元件504包括三角形形式的圖案510。頂部元件504可在層壓板內形成至少一個光學功能層，該層的嵌入式表面浮雕圖案具有至少一種預定功能，例如，內部耦合或外部耦合功能。中間元件505可形成至少一個其他的光學功能層，該層的嵌入式表面浮雕圖案具有潛在的其他預定功能，例如，反射功能。而且，從所期望的功能的觀點來看，對于同一個功能而言，例如，預定的光內部耦合或外部耦合性能，例如，準直或不準直性能，可配置微型結構的多個不同的形式和/或層。由嵌入式表面浮雕形式所確定的空腔可包含空氣和/或某種/某些其他材料。圖6公開了另一個實施例602，其中，在層壓結構中，層壓板的頂部元件604在面對底部元件606的表面上包括至少一個圖案，該圖案包括多個第一基本上方形的表面浮雕形式608以及第二基本上矩形的表面浮雕形式610。這些形式可具有類似或不同的用途。例如，在所使用的材料、尺寸和/或位置方面可配置第一形式608，用于諸如外部耦合或內部耦合功能，而第二形式610用于進行反射、潛在地鏡面反射。圖7示出了尤其適合于產生太陽能(即，太陽能動力和太陽能電池)的情景中的又一個實施例。可能配置成用作光捕獲元件的載體元件(諸如薄膜元件702)(為了清晰起見，所描述的厚度和其他尺寸通常不成比例)可具有表面浮雕圖案，該圖案包括多個表面浮雕形式708，這些表面浮雕形式能夠朝著預定的方向在層壓結構中準直光(具有更窄的分布)，從穿過元件702的表面并且入射在圖案上的外部光(通常為太陽光)的入射角的更寬的范圍來看，這個預定的方向大致為太陽能電池706的底部元件的方向。例如，該圖案的表面浮雕 形式708的高度/深度可大約為10 μ m。例如，還可用作太陽能電池結構的保護塑料或保護玻璃(實際上，太陽能電池通常具有整體式保護玻璃)的膜元件702和載體元件704可首先層壓在一起，并且儲存和傳輸這兩個元件，以便稍后與整個太陽能電池結構的其余部分706接合，如下文中所述。這在圖中的702a處突出顯示，其中，豎直箭頭表示已經層壓的膜元件702和保護玻璃704如何與太陽能電池組706接合，該太陽能電池組通常包括圖中由多條水平線示出的多個不同的層和相關元件。例如，太陽能電池結構706可能堆疊在保護玻璃704之下，該保護玻璃優選地包含鋼化玻璃，該太陽能電池結構可包含一個或多個層或元件，這些層或元件選自以下物質構成的組后觸點、P型半導體、η型半導體、前觸點、透明粘合劑以及抗反射涂層。在702b處，示出了一種在完成制造整個太陽能電池結構之后的使用情況，該結構也包括作為主要部分的膜元件702，以便捕獲光。可替換地，膜元件702可設置在具有已經處于適當位置的前部玻璃704的太陽能電池結構上。作為另一個替換的或補充的選擇，元件702可設置在玻璃704和太陽能電池結構706的其余部分之間。而且，作為另一個實例，玻璃704可具有表面浮雕圖案。在制造層壓結構的工序中，所確定的空腔709可包含留下的或者特別設置在其內的空氣和/或某種/某些其他材料。通常，所描述的納米和微型空腔膜技術可用于太陽能電池產品702b的不同層中。例如，能夠具有復雜的切口剖面。而且，適合使用在前文中所考慮的具有多個剖面的多層。在頂部表面上、某個內部表面(例如，位于玻璃板之下的中間位置)上或者直接在包括娃/光伏表面內可能具有的納米剖面的硅表面/太陽能電池表面上，可產生/應用具有光學功能的層，以便提高光吸收。優選地完全整合光學剖面。圖中的箭頭表示所提出的結構如何可以使用各種方式來提高太陽能電池的效率。除了或者代替入射光耦合和/或引導(例如，準直)功能708a，通過所使用的圖案(包括空腔、其位置、對準和材料選擇)還可實現反射和通常的“光捕獲”功能710、712。因此可形成光陷阱，而無需載體材料中的真正的反光鏡表面。
本文中所提出的太陽能電池結構可提供比傳統的解決方案高大約20-40%的效率，因此，總效率可接近大約40%或50%。可應用和構造剛性的以及柔性的太陽能電池材料和結構。圖8示出了實施例801，其中，層壓在保護太陽能電池的其余部分806的玻璃804上的光捕獲膜或板塊元件802進一步具有功能性表面層808，例如，由特定的膜、涂層、表面浮雕圖案或者以上和/或其他元件的任意組合實現該功能性表面層。例如，多個抗反射(AR)和/或自清潔(納米)剖面可用于使表面反射和污染最小化。相對于結構表面(標準的)，甚至使用非常大的入射角，例如大約70或80度的角，AR功能可優選地通過大氣內部耦合太陽光與該結構，從而太陽能電池接收盡可能多的光，并且其效率可最大化。在圖中由箭頭808b表示,然后,使用元件802的嵌入式表面浮雕圖案802a，以朝著太陽能電池806引導和準直內部耦合的光。圖案802a還可設計成能夠依照要求耦合相當大范圍的入射角，例如，總范圍為120、130、140、150或160度。例如，圖案802a可配置成耦合入射光，例如，進入該結構內的太陽光，從而入射角 適當地耦合，可選地限定至少大約120、130、140、150或160度的范圍，并且其中，該圖案配置成大致朝著太陽能電池的預定方向耦合入射光和準直功能。而且，具有微型空腔的集成反射鏡可用于太陽能電池結構中，這可更長時間地將太陽光保持在該結構內，從而可以提高能量吸收。因此，在一些實施例中，所提出的層壓結構可大幅提高太陽能電池的效率。應提及的是，在一些實施例中，所構造的包括光捕獲或其他層壓元件的整個太陽能電池結構可包含多個(例如，兩個)功能(例如，抗反射)層。結合光捕獲膜元件，一個功能層可設置在保護玻璃的任一側上，另一個功能層可設置在另一側，從而在光捕獲膜元件之前，優選地接收外部入射光。相對于具有較大入射角準直的太陽能電池耦合膜或其他元件，上文中提出的主要思路通常也可用于其他情況中，包括例如與溫室相關的實施例。例如，這幾種膜可更多地使用太陽光，而無需額外的鏡子。相對于例如其尺寸，通過最小化的圖案特征，可提高該膜的透明度。在一些實施例中，在窗口或顯示器中可使用本文中所描述的原理。例如，窗口 /顯示器可用于廣告、安全或保障目的。在一些實施例中，通過本文中所提出的技術，可制造多個嵌入式反射鏡(例如，納米反射鏡)。可直接在例如平面反射鏡上層壓小型圖案(例如，基于光柵的反射剖面)，并且可完全嵌入層壓元件的這些小型表面浮雕圖案，與例如傳統的反光鏡膜不同。在一些實施例中，根據本文中所提出的原理，可制造偏光器。例如，可選地通過滾動式方法制造光柵/線柵偏振器。例如，通過使用紫外線固化和相關的固化材料，可制造基本的剖面，隨后，可通過激光輔助沉積，通過更高的折射率立即進行沉積涂覆。可使用激光來沉積多種不同的材料。而且，能夠進行定向沉積(本側沉積、非對稱沉積)。光柵剖面可為二元的、傾斜的、正方形等，具有不同的傾斜表面等。在一些實施例中，結合光內部耦合和相關的解決方案，可使用本發明的多個特征。目前，例如，對通常為平面狀的元件進行LED光內部耦合和準直為關鍵問題。可選地排成一排的扁球透鏡桿為獨特的解決方案。根據準直軸，可包含2D或3D表面。主要地，一個準直軸足矣。可單獨地或者與平面元件一起來產生這種光學解決方案。可能的制造方法包括注射成型、澆鑄、激光切割等。在光方向控制的頂部和底部上，可以使用鏡面。而且，邊緣和/或例如頂部上的特別的光柵定向圖案也可提供期望的解決方案。具有空氣介質的楔形準直為又一個可行的選擇。圖9a示出了用于進行內部耦合目的的一個實施例。內部耦合元件902包括多個潛在的嵌入式(例如，層壓膜)反射鏡形式908和一個潛在的嵌入式(例如，層壓膜)光引導結構906，可用作載體材料904 (例如，塑料或玻璃)的預定表面上的層壓層/元件。在所示出的情況下，多個LED 910用作光源。圖9b示出了涉及內部耦合結構的其他實施例。在920處，在左邊920a處，示出了一個實施例的頂部/底部視圖，具有多個光源(諸如LED 910)、內部耦合形式(諸如透鏡形式924a)以及一個目標元件922。所示出的透鏡形式基本上為圓形或橢圓形。在右邊920b處，提出了具有不同的內部耦合形式(例如，透鏡形式924b)的其他實施例。在930處，示出了可能的相應的側視圖，具有額外的、優選地集成的反射鏡元件·932。在圖中，顯然可見透鏡形狀924a、924b。因此，在本發明的各種實施例中，層壓透鏡元件(諸如透鏡膜)可用于形成納米/微型空腔耦合結構。可在載體材料/膜上層壓壓花/壓印膜。這就能夠產生具有多層圖案的新的透鏡結構。另一個有利之處在于，可完全地整合/嵌入光學圖案，并且這些圖案不容易變質或損壞。具有幾個可行的應用，例如街燈、鹵素燈替換物等。另一個可能的照明透鏡為非直接的透射元件，其耦合例如來自空氣介質的光并且將所述光引導至優選的角度。一個表面可具有一個反射鏡(2D或3D)，并且另一個表面可具有表面耦合圖案(2D或3D)。可至少在2D水平方向將光源(例如LED)桿準直。這可使得耦合圖案更加簡單有效。該解決方案可用于例如街燈、公共照明等。另一種應用為燈條、燈棒或燈管，其中，稱合結構或膜形成或位于其外表面或內表面中，以便耦合和引導光。在燈管的解決方案中，在中心(內部)內可使用反射鏡棒。耦合膜也可層壓在玻璃中，從而將光引入導至優選的角度(內部或外部)。例如，基于表面浮雕的、可選地嵌入式透鏡(例如，光柵透鏡)的一個額外的優點在于具有效率，這比傳統的菲涅耳透鏡更好，這是因為例如更小的特征具有比傳統的更大圖案少得多的背向反射，也因為這些圖案可能具有的(底部)位置。由于介質載體位于頂側上，所以當這些圖案位于整個結構的底側時，沒有這么多的直接背向反射。由于更低的太陽幻影效應(背向反射)，所以對于例如交通標志而言，這較為有利。此外，該解決方案適合于例如車輛的制動器和信號燈。圖10示出了根據本發明的一個實施例的一種層壓結構1002，其包括多個元件1004、1006。通過將具有表面浮雕圖案和/或特定材料(例如，在折射率方面)的新元件(例如，功能性載體膜1004)加入其中，可向層壓板1002提供多個嵌入式集成功能。在目標表面上可直接確定表面浮雕圖案。可使用固化材料，例如，漆。主要地，可將所需要的耦合和/或其他光學器件作為膜或更厚的元件層壓到其載體實體中。自然地，依然根據該實施例和性質(例如，所使用的元件的彈性和厚度)，能夠使用并且通常優選地使用滾動式處理技術。圖11僅僅通過實例公開了根據本發明的制造方法的流程圖。
在開始階段1102，獲得并且配置必要的設備，例如壓花/壓印齒輪、模制齒輪、鑄造齒輪、層壓齒輪、固化齒輪和/或滾動式齒輪。然而，如果有的話，獲得用于層壓層和層壓板本身的源材料，例如，必要的粘合劑。在1104處，獲得第一載體元件，該第一載體元件限定集成層壓結構的至少一個層。第一元件可具有期望的表面浮雕圖案和涂層。例如，可提供壓花或其他方式處理的固化材料(例如漆)，以便包含表面浮雕圖案，并且固化該材料。從更大的一塊源材料(例如，塑料或玻璃)，可將該元件模制或切割為期望的尺寸。可進行多種處理和/或具有粘合劑，用于層壓目的。可選地，第一元件為多層元件，例如層壓元件本身。可包含例如多個由太陽能電池構成的層和/或元件。在1106處，獲得集成層壓結構中要使用的第二載體元件。在其表面上包含多個表面浮雕圖案，利用與第一元件的圖案不同的方法制造這些圖案，例如，滾動式壓花/壓印、光刻、微模制、鑄造等。例如，其可包含塑料、玻璃或陶瓷材料。可進行適當的固化。而且， 可向第二元件提供期望的額外元件和/或涂層。第二元件可為多層元件，例如，層壓元件。結合本發明，可通過預母版(pre-master)圖案、母版圖案以及相關的元件來產生表面浮雕圖案。可通過精加工、光刻、壓印、壓花和/或通過某種其他的方法首先形成具有預母版圖案的預母版元件。然后，可通過電成型、鑄造或模制復制這個預母版圖案。于是，所形成的鎳墊片、塑料母版板塊、鑄造材料板塊、模制板塊在表面上可包含多個微型浮雕圖案，優選地包括小型凹槽、凹部、點、像素等。優選地，預母版的陰型浮雕圖案有利地適合于噴墨和/或印刷調制工序。該調制工序可基于剖面填充方法，其中，潛在地將現有的凹槽、凹部、點、像素等完全充滿噴墨/印刷材料。通過形成較小的微型滴狀物來分配這種材料，以便填充和“隱藏”現有圖案。該方法適合于在目標元件(即，母版)的表面上完成填充系數調制。自然地，該方法不僅適合于填充系數，也適合于多種其他應用。例如，也適合于設計不同的離散圖、圖標、形式和形狀。這就能夠產生低成本的光學設計工序，該工序快速、靈活并且首先容易使用。技術人員會認識到，在應用該層壓板的情況以外的其他情況中，本文中所提出的剖面填充方法通常也可行。填充材料(例如，油墨)可透明并且光學上透澈，與板塊材料相比，該材料具有更好的相同折射率。使用這種方法能夠進行實際的功能性測試和試驗。但是，例如，也能夠具有有色油墨，然后，需要復制工序，以便獲得功能性光學測試部件。要考慮的一個問題是滴狀物尺寸和材料粘度。在進行受控的高質填充時，這較為重要。如果粘度太低，那么滴狀物會在較大的區域內流動，并且沿著凹槽底部流動。因此，更加難以實現完全填充的結構。如果粘度較高，那么滴狀物尺寸變得較大，但是該形式更加緊湊并且在凹槽上不會流動過多。因此，優選的解決方案可包括粘度較低的材料，這就保證滴狀物具有較小的尺寸。并且，如果僅僅使用較小的圖案、離散凹槽、凹部、點或像素，那么滴狀物有利地僅在所需要的位置填充優選的圖案。因此，利用較小的像素或離散剖面可優選地形成預母版。在1108處，在待層壓在一起的元件之間使用合適的壓力、熱量以及可選地粘合齊U，將第一和第二元件以及可選地其他元件層壓在一起。可進行可行的固化。嵌入式表面浮雕剖面主要確定相關的微型和/或納米空腔圖案。可產生可能非常復雜的容量(例如，空腔)，即使使用其他方法可能產生該容量，這也較為困難。通過將若干個帶圖案的介質載體(元件)層壓在一起，能夠具有多級/多層圖案。層壓板內所包含的元件在其多個側面上可包括表面浮雕圖案。不同的圖案可在層壓板內提供不同的功能。一種實現方式在于，在更厚的載體(例如，塑料或玻璃板)上層壓例如UV壓花/壓印薄膜(帶圖案的膜)，然后，進行最終的固化，以便在層壓膜和板之間獲得良好的粘性。如果層壓元件適用，即，足夠薄/柔性，那么能夠進行滾動式層壓。在1110處，可向層壓板提供其他元件和/或功能。也可進行后處理操作，例如，切害I]、去除多余的材料、(重新)旋轉、測試等。在1112處結束該方法的執行。根據每個特定的使用情景所設置的要求，技術人員可改變以上所公開的方法示圖的方法條目的相互排序和整體存在。在虛線箭頭所示出的方法中，可交替地重復執行某些方法條目。
圖12示出了本發明中可使用的可能的滾動式制造方案的各個方面。在所示出的略圖中，將兩個元件(主要為膜、薄片或箔片)1204、1206層壓在一起，并且在進行層壓之前的工序中，由圓柱體/滾軸1208將表面浮雕圖案1206b復制到元件1206中。形成層壓結構1216，并且由層壓圓柱體/滾軸1210將圖案1206b層壓在結構1216內。可進行預固化1212 (例如，UV光固化)以及后固化1214，可選地再次進行UV固化。可執行多個其他工序操作，例如，切割、旋轉以及測試操作(圖中未示出)。目標元件(例如，元件1204)也可選地在其兩側具有多個額外的層(例如，膜)。如果所需要的硬件(例如，圓柱體/滾軸等)的量和性質充足，那么這可一次性執行。替換地，通過多次可獲得相同的結果，在此期間，例如，每輪可在層壓板內加入一層。圖13示出了根據本發明的優選地基于滾動式制造方法的又一個實施例的可能不同的條目。該特定實例關于箔片層壓，但是技術人員會認識到，這些原理也可用于待層壓的各種其他載體元件。在1302處，通常示出了如何將功能性(例如，光學上的功能性)元件提供給載體材料(例如，膜)。如圖中1312所示，首先，將箔片、膜或者其他類型的元件可具有能夠在其內形成表面浮雕形式并且可固化的材料，例如，漆。例如，其中，具有表面浮雕圖案的材料實際上可熱固化、UV固化、濕固化、或者電子束固化。此外，根據所使用的材料，可應用使用至少兩種固化方法(例如，UV固化+熱固化、UV固化+濕固化、熱固化+電子束固化等)的組合的固化技術。在通過壓花或某種其他技術由漆提供的箔片上確定表面浮雕圖案“A” 1316之后，需要時，可使用合適的方法(例如，UV固化)預固化該圖案1318，然后，相對于載體元件(例如另一個膜)可進行層壓1320。在1322處，可固化所確定的層壓板“A”，包括優選地嵌入式圖案A，隨后，優選地通過層壓1324，可將又一個功能性元件(例如，箔片)耦合到其中，在1304處，通常僅僅通過實例進行顯示，然而，具有大致相似的工序條目，由加有‘b’的相同參考數字表示。然而，這些工序條目不需要相似，并且例如，可使用不同的圖案形成技術和/或固化技術。該另一個功能性元件可包括圖中所示的圖案“B”。包括圖案A和B的最終層壓板可進行多個可應用的固化工序1326和/或其他處理。因此，根據本公開和公知常識，技術人員可應用所提供的教導資料，以便在每個特定的應用情況下，執行所附權利要求書所限定的本發明的范圍，若需要，可進行必要的修改、刪除和添加。
例如，在一些實施例中，集成層壓結構的一個或多個元件可包含所述空腔光學器件，用于預定的目的，例如，均勻照明或離散照明。通過使用其他元件(例如，各種電子設備或其他裝置的保護件)進行層壓，可整合具有光學功能的元件。本發明能夠在集成結構(例如層壓板)內提供局部光學功能。在其某些實施例中，可產生局部效應和視覺指示，例如，信息指示。通常，在本發明的不同實施例中，相對于載體襯底的相關表面水平，浮雕形式可為陽型或陰型。在一些實施例中，代替層壓或者除了進行層壓以外，還可使用某些其他方法(例如，機械緊固結構、單純的粘合劑等)連接集成結構的元件。在一些實施例中，根據本發明的層壓結構可進一步與其他元件整合或者配置成包含其他元件，這些元件例如為芯片、芯片封裝件、太陽能電池結構、光源、照明元件、電子設備、保護件或主體結構等。·可通過專用元件、共有的元件或者通過多個配合的元件在層壓結構內執行上述各種功能/機能中的每個功能/機能。代替光學器件或除了光學器件以外，本文中所提出的層壓解決方案還可用于其他情景中，例如，微流體。例如，使用該層壓解決方案，可制造冷卻結構和冷卻通道。而且還可形成潤滑通道。
權利要求
1.一種集成層壓結構，適合應用于太陽能技術、晶片技術、冷卻通道、溫室照明、窗口照明、街道照明、交通照明、交通反射鏡或者安全膜中，包括 第一載體元件，例如塑料片或玻璃片，可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料， 第二載體元件，具有至少一個表面浮雕圖案，所述表面浮雕圖案包括多個表面浮雕形式并且相對于入射光具有至少一種預定的光學功能，所述第二載體元件可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料， 所述第一載體元件和所述第二載體元件層壓在一起，從而所述至少一個表面浮雕圖案嵌入已確定的層壓結構內，并且在所述第一載體元件和所述第二載體元件的界面處形成有多個相關的具有光學功能的空腔。
2.根據權利要求I所述的集成層壓結構，其中，所述層壓結構內所形成的空腔包括與所述第二載體元件以及可選地所述第一載體元件的材料不同的流體或固體，優選地相對于任一個或兩個所述載體元件具有不同的折射率。
3.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，其中，所形成的空腔主要包括空氣或其他氣體介質，優選地具有與周圍材料的折射率不同的折射率，例如，與所述第二載體元件和/或所述第一載體元件的材料的折射率不同。
4.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，其中，所形成的空腔包括液體或凝膠體，優選地具有與周圍材料的折射率不同的折射率。
5.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，其中，所述第二載體元件大致為膜，優選地大致比所述第一載體元件更薄，可選地為可彎曲的膜。
6.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，進一步包括功能性膜，可選地包括光學上的功能性膜。
7.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，包括指示性元件，例如包括膜或層，具有視覺上的指示性表面，例如，視覺上的指示性標牌、海報或板塊表面，以便顯示視覺消息，其中，所述視覺上的指示性表面可選地包括其上印刷的圖片和/或多個印刷的符號、字母和/或數字。
8.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，其中，與入射光配合時，多個可選的嵌入式表面浮雕形式被配置成確定視覺消息，其中，所述消息能夠顯示圖片和/或多個符號、數字和/或字母。
9.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，被配置成顯示信息性和/或商業性視覺消息。
10.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，包括選自以下元件構成的組中的至少一個元件被配置成準直入射光的嵌入式表面浮雕圖案或形式、被配置成通過將光反向耦合和/或大致重新定向返回到其到達所述圖案或形式所沿著的方向以便捕獲內部光的嵌入式表面浮雕圖案或形式、以及被配置成可選地耦合/或重新定向內部光而無需反射功能的嵌入式表面浮雕圖案或形式。
11.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，包括表面浮雕形式的至少部分嵌入式多層圖案，具有同一個功能或至少共同設計的多個功能，其中，所述多層圖案能夠由層壓結構內層壓在一起的一個或多個元件確定。
12.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，其中，所述嵌入式表面浮雕圖案的優選的光學功能包括選自以下構成的組中的至少一個功能光引導功能、光捕獲功能、反射功能、透射功能、半穿透半反射功能、稱合功能、內部稱合功能、外部稱合功能、偏振功能、衍射功能、折射功能、防炫射功能、防清澈功能、抗反射功能、準直功能、預準直功能、透鏡功能、會聚功能、發散功能、波長修改功能、散射功能、著色功能、介質分布功能、以及漫射功倉泛。
13.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，其中，所述第一載體元件、所述第二載體元件或其他載體元件包含選自由以下材料構成的組中的至少一種材料塑料、彈性體、聚合物、玻璃、半導體、硅、粘合劑、樹脂以及陶瓷材料。
14.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，包括功能性涂層和/或表面結構，例如表面浮雕圖案。
15.根據權利要求14所述的集成層壓結構，其中，所述涂層和/或表面結構具有選自以下功能構成的組中的至少一種功能抗反射功能、疏水功能、親水功能、以及自清潔功能。
16.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，在尺寸為亞微米的嵌入式表面浮雕圖案內包括多種形式。
17.根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構，其中，所述表面浮雕圖案包括選自以下形式構成的組中的至少一種形式凹槽、突出部、脊狀物、凹部、二元形式、傾斜形式、矩形形式、方形形式、三角形式、光柵像素形式、梯形形式、等腰梯形形式、以及透鏡形式。
18.一種指示性結構，用于視覺上指示數據，例如，廣告或信息性數據，包括根據前述權利要求中任一項所述的集成層壓結構。
19.根據權利要求18所述的指示性結構,包括指示性元件,所述指示性元件被配置成與光配合而視覺上顯示消息，其中，所述指示性元件可選地包括印刷的圖片和/或多個印刷的符號、字母和/或數字，和/或包括多個優選地嵌入式表面浮雕形式，配置成與入射到其上的光配合時確定視覺消息，其中，所述消息能夠指示圖片和/或多個符號、數字和/或字母。
20.根據權利要求19所述的指示性結構，包括嵌入其內的表面浮雕圖案，所述表面浮雕圖案比所述結構的相對表面實質上更靠近所述指示性元件，從而提高視覺上指示的數據的對比度。
21.一種光耦合或透射元件，例如，內部耦合或外部耦合元件，包括根據前述權利要求1-17中任一項所述的集成層壓結構。
22.—種光準直、漫射或發散元件，包括根據前述權利要求1-17中任一項所述的集成層壓結構。
23.—種窗口結構,例如,照明窗口或廣告窗口，包括根據前述權利要求1-17中任一項所述的集成層壓結構。
24.一種溫室照明元件，包括根據前述權利要求1-17中任一項所述的集成層壓結構。
25.—種元件，包括根據前述權利要求1-17中任一項所述的集成層壓結構，并且具有選自以下功能構成的所述組中的至少一種功能光引導功能、光捕獲功能、反射功能、透射功能、半穿透半反射功能、稱合功能、內部稱合功能、外部稱合功能、偏振功能、衍射功能、折射功能、防炫射功能、防清澈功能、抗反射功能、準直功能、預準直功能、透鏡功能、會聚功能、發散功能、波長修改功能、散射功能、著色功能、介質分布功能、以及漫射功能。
26.一種集成層壓結構，適合應用于太陽能技術、晶片技術、冷卻通道、溫室照明、窗口照明、街道照明、交通照明、交通反射鏡、或者安全膜中，所述集成層壓結構包括層壓在一起的至少兩個元件，從而任何一個元件的至少一個表面浮雕圖案嵌入所述層壓結構內。
27.一種構成集成結構的方法，所述集成結構在光學上應用于太陽能技術、晶片技術、冷卻通道、溫室照明、窗口照 明、街道照明、交通照明、交通反射鏡、或者安全膜中，所述方法包括 獲得第一載體元件，例如塑料片或玻璃片，優選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料， 獲得第二載體元件，具有至少一個表面浮雕圖案，所述表面浮雕圖案包括多個表面浮雕形式并且相對于入射光具有至少一種預定的光學功能，所述第二載體元件可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料， 可選地以滾動式將所述第一載體元件和所述第二載體元件層壓在一起，從而所述至少一個表面浮雕圖案嵌入已確定的層壓結構內，并且在所述第一載體元件和所述第二載體元件的界面處形成多個空腔。
28.根據權利要求27所述的方法，其中，在制造母版以便產生表面浮雕的過程中，確定具有表面浮雕形式的圖案的預母版，并且通過在圖案中結合優選地可去除的材料，例如，油墨，來填充其多個形式而調制所述圖案以生成所述母版并且因此防止在所述母版中產生這些形式。
29.根據權利要求27或28所述的方法，其中，使用選自以下技術構成的組中的至少一種技術來生成表面浮雕形式壓花、壓印、光刻、模制、微模制以及澆鑄。
30.根據權利要求27-29中任一項所述的方法，其中，在層壓和/或形成所述表面浮雕圖案的過程中，使用粘合劑和/或固化劑。
31.根據權利要求27-30中任一項所述的方法，其中，所述第二載體元件包括或者具有固化材料，例如固化漆，這種材料適合于具有所述表面浮雕圖案。
全文摘要
一種集成層壓結構(202、302、402、502、602、702a、702b、801、902、1002、1216)適合應用于太陽能技術、晶片技術、冷卻通道、溫室照明、窗口照明、街道照明、交通照明、交通反射鏡、或者安全膜中，包括第一載體元件(206、304、406、505、506、606、704、804、1006、1204)和第二載體元件(204、306、404、504、505、604、702、802、1004、1206)，第一載體元件例如為塑料片或玻璃片，可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料，第二載體元件具有至少一個表面浮雕圖案(308、802a、1206b)，所述浮雕圖案包括多個表面浮雕形式(208、308a、308b、408、412、508、510、608、610、708)并且相對于入射光具有至少一種預定的光學功能(708a、710、712)，所述第二載體元件可選地包括能夠透光的光學上大致透明的材料，第一和第二載體元件層壓在一起，從而所述至少一個表面浮雕圖案已經嵌入已確定的層壓結構內，并且在所述第一和第二載體元件的界面處形成多個相關空腔(210、308b、408、410、412、508、510、608、610、709)。提出了一種適用的制造方法。
文檔編號H01L31/0232GK102947090SQ201180028010
公開日2013年2月27日 申請日期2011年4月6日 優先權日2010年4月6日
發明者卡里·林科 申請人:斯勒多米娜公司