多層體及其製造方法與流程
2023-09-14 21:04:45 1

本發明涉及一種用於製造多層體的方法以及如此製造的多層體。
背景技術:
在製造塑料構件時除了裝飾外集成電子功能的要求也不斷增加。塑料部件早已設有發光元件,用於向用戶指示特定設備狀態(如機動車中的開關元件、家用電器的操作面板)。
通常為此必須在一個附加步驟中將已裝飾的塑料部件與傳統電路板連接,該電路板帶有發光元件、如發光二極體、和/或其它電子構件。通常必須在進一步的製造步驟中在塑料面板和發光元件之間加入附加層,其例如將點光源、如發光二極體轉換為面發光體(附加層形式的擴散膜)或將光導向不同位置(附加層形式的光導體)。此外,LED電路板必須藉助插接連接被連接到主電路板上或設備的控制器上。
總之這種集成有電子功能的裝飾塑料構件的生產因此極為複雜和昂貴。
技術實現要素:
因此,本發明的任務在於提供一種特別簡單且低成本的、用於製造集成有裝飾和電子功能的多層體的方法以及這種多層體。
根據本發明,所述任務通過權利要求1和38的技術方案來解決。
這種用於製造多層體的方法包括以下步驟:
a)提供載體層,在其上設置至少一個發光裝置、尤其是LED;
b)提供裝飾層;
c)在注塑模具中在載體層和/或裝飾層上注塑塑料層。
藉助這種方法獲得一種多層體,其包括載體層、裝飾層和塑料層,在載體層上設有至少一個發光裝置、尤其是LED。
「層」在此應理解為優選大致平面的結構,其本身又可包括多個層。在此例如可涉及膜或電路板。但作為替代方案,尤其是對於通過注塑製造的塑料層而言也可能是更為複雜的三維幾何形狀。
這種層在此並非必須是獨立構件。例如裝飾層也可通過印刷到基底上形成。
裝飾層、載體層和塑料層的連接因此可在一個唯一的工作步驟中實現。不需要事後安裝電子構件,因此通過這種方式可特別簡單且低成本地製造集成有裝飾和發光裝置的多層體。此外實現了一種特別穩定且耐久的多層體,其層能夠過程可靠地以定義的位置關係設置。
關於所述層的相對布置存在多種可能性:
首先裝飾層可加設在載體層上。這可在注塑塑料層之前進行,使得裝飾層和載體層共同地被從背面注塑或包圍注塑。但裝飾層也可在注塑之後加設,例如通過增加覆膜或通過在包括載體層和塑料層的複合體上印刷進行。也可將載體層和裝飾層共同放入注塑模具中,使得它們直接接觸並且在注塑期間連接。為此所述層之一可設有可熱活化粘合劑,該粘合劑在注塑過程的壓力和溫度條件下活化。
在此裝飾層可加設在載體層的背離所述至少一個發光裝置的側面上。所述至少一個發光裝置的光因此既穿過載體層也穿過裝飾層。因此載體層本身也可用作著色層、擴散器或類似光學元件。
作為替代方案,裝飾層也可加設在載體層的朝向所述至少一個發光裝置的側面上、尤其是在發光裝置和載體層之間。由此可縮短出射光的光路,從而降低吸收損失。
在此載體層也可構造成可分離的,使得其在背面注塑後可除去。於是僅剩餘發光裝置和裝飾層以及塑料層上可能的其它功能元件、如印製導線或類似物。
在此有利的是,裝飾層和載體層(尤其是通過機械夾緊裝置和/或真空)固定在注塑模具的一個模具半部中並且在一側被背面注塑。背面注塑在此可在裝飾層側或載體層側進行。在此有利的是,無需被背面注塑的層面狀地貼靠在注塑模具的壁上,使得該層可靠地不與塑料材料接觸。
塑料層也可注射到載體層的背離所述至少一個發光裝置的側面和裝飾層之間。
作為替代方案,塑料層也可注射到載體層的朝向所述至少一個發光裝置的側面和裝飾層之間。
在此載體層和裝飾層例如分別被放入注塑模具的相對置模具半部中,且它們不直接接觸並且在載體層和裝飾層之間的空隙中注入塑料層。為此不僅載體層而且裝飾層設有可熱活化粘合劑,該粘合劑在注塑過程的壓力和溫度條件下活化。
在這兩種方案中產生夾心結構,在其中塑料層被載體層和裝飾層封閉。在此發光裝置可從外部接近或完全包封在塑料中。
在此有利的是,裝飾層固定在注塑模具的第一模具半部中並且載體層固定在注塑模具的第二模具半部中,尤其是通過機械夾緊裝置和/或真空固定。
優選相應層在此又面狀地貼靠在模具內壁上,使得所述層僅在一側與塑料材料接觸。
有利的是,裝飾層具有0.1μm至50μm、優選1μm至20μm的層厚度。
裝飾層在此可作為單獨的元件被提供、如以膜的形式,其本身又可具有多個層、如印刷層或漆層。
作為替代方案,裝飾層可通過印刷、尤其是澆注、絲網印刷、凹版印刷或移印和/或通過在載體層和/或塑料層上塗漆來提供。
載體層優選構造為尤其是由PET(聚乙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PVC(聚氯乙烯)、(聚氧二亞苯基均苯四酸)或其它聚醯亞胺、PLA(聚乳酸)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)製成的膜並且具有1μm至500μm、優選20μm至300μm的層厚度。
藉助這種載體膜可製造特別薄並且必要時柔性的多層體。
作為替代方案,載體層可構造為尤其是由FR4(環氧樹脂基材玻璃纖維布)、聚醯亞胺或紙製成的印製電路板並且具有50μm至2mm、優選100μm至1.5mm的層厚度。
由此尤其是可製造具有特別良好的機械穩定性的多層體,其也適合用於高要求的條件下。
優選為了注塑塑料層使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、PS(聚苯乙烯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PC(聚碳酸酯)、POM(聚甲醛)、PA(聚醯胺)、ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯)、SAN(苯乙烯丙烯腈)或TPU(熱塑性聚氨酯)中的至少一種塑料材料。
通過選擇適合的塑料材料可根據其希望的應用領域在較大範圍上調整多層體的材料特性。
在此也可組合多種塑料——作為混合物或者在多組分注塑工藝的範圍中。
優選塑料層的注塑在預調溫的模具中在150℃至350℃、優選200℃至300℃的材料溫度下和/或在500bar至2800bar、優選700bar至2500bar的壓力下進行。
有利的是,為了注塑塑料層使用這樣的注塑模具,其型腔具有至少兩個局部平面且平行的內壁。當載體層和裝飾層在注塑塑料層之前被放置到一個或所述兩個內壁上時,可獲得平面的多層體。
作為替代方案,為了注塑塑料層使用這樣的注塑模具,其型腔具有至少一個局部彎曲的內壁。
通過這種方式也可獲得具有三維幾何形狀的多層體。彎曲在此也可僅在部分區域上存在。在此還可通過使用型腔內的滑塊和/或芯件進一步影響多層體的幾何形狀。總之在此可採用所有常見的、由注塑已知的設計可能性。
此外有利的是,作為發光裝置使用SMD-LED(SMD=表面安裝器件),其具有400μm至20mm、優選0.6mm至2mm的長度、200μm至5mm、優選0.3mm至1.25mm的寬度、和200μm至5mm、優選0.2mm至1.5mm的高度,和/或Chip-LED,其具有100μm至2mm、優選0.2mm至0.5mm的長度、100μm至2mm、優選0.2mm至0.5mm的寬度、和50μm至250μm、優選75μm至125μm的高度。
作為替代發光裝置原則上也可使用有機發光二極體(OLED)、發光單元(LEC)或電致發光顯示器。
此外,除了發光元件外還可集成附加的構件、如邏輯電路、電阻、二極體、壓電揚聲器,其與發光元件互連。發光元件還可用於顯示信息狀態,替代或附加地,反射的非自發光顯示元件、如電泳或電致變色顯示器也可集成在載體上。
此外有利的是,在裝飾層和/或載體層和/或注塑的塑料層上加設至少一個光學輔助層、尤其是反射層或吸收層。
通過這種輔助層可控制多層體內的光導。在此例如可確保僅單側的光射出或避免幹擾的散射光。這種輔助層也可局部加設並且例如為所述至少一個發光裝置的光提供定義的出口。
對於製造反射層有利的是,所述至少一個光學輔助層通過金屬、尤其是鋁、銀、鉻、銅、金或其合金的氣相噴鍍或濺射製成且具有1nm至500nm、優選5nm至100nm的層厚度。
作為替代方案,反射層也可通過印刷含有金屬顏料的漆製成且具有0.1μm至50μm、優選1μm至20μm的層厚度。
對於加設吸收層有利的是,所述至少一個光學輔助層通過加設含有顏料的、尤其是含有炭黑顏料的漆製成且具有0.1μm至50μm、優選1μm至20μm的層厚度。
此外有利的是,所提供的裝飾層包括至少一個第一區域,該區域關於由所述至少一個發光裝置發出的光的光譜至少是部分透明的,和至少一個第二區域,該區域關於由所述至少一個發光裝置發出的光的光譜是不透明的。
如此也可控制多層體的光射出。第一和第二區域在此可構成簡單的顯示表面或複雜的光學信息。
此外優選這樣設置裝飾層,使得所述至少一個發光裝置垂直於裝飾層的表面看與所述至少一個第一區域重合。
通過這種方式可實現直接的光射出。這例如可用於顯示表面的點照射。
作為替代方案,可這樣設置裝飾層,使得所述至少一個發光裝置垂直於裝飾層表面看與所述至少一個第二區域重合。
因此光不能通過第一區域直接射出。這例如可用於均勻地從後面照射表面結構。
由所述至少一個發光裝置發出的光的直接射出和間接射出當然也可組合,用以實現吸引人的光學效果。
此外有利的是,向用於注塑塑料層的塑料材料和/或構成載體層的層的材料中添加著色劑、尤其是染料和/或顏料和/或顆粒和/或量子點材料和/或磷光材料,這些添加的材料在由所述至少一個發光裝置發出的光的波長範圍中吸收和/或散射和/或可被激發為在可見波長範圍內的螢光或磷光。
由此可實現塑料層和/或載體層中光分布的均勻化。這尤其是適合用於提供從後面被均勻照射的表面。
因此同時或替代地,尤其是在使用螢光或吸收物質或量子點時可有針對性地影響由所述至少一個發光裝置發出的光的光譜,使得實現多樣的顏色效果。
在此有利的是,所添加的著色劑包括無機顏料和/或尤其是由二氧化矽、熱解矽酸、二氧化鈦、硫化鋅或金屬製成的顆粒,其具有5nm至500μm、優選500nm至100μm的粒度。
此外有利的是,所述載體層的表面是無光澤的。
由此也可均勻化載體層上的亮度,以便獲得均勻的發光表面。因此可省卻附加的擴散體。
此外有利的是,提供具有多個區域的裝飾層,所述區域關於由所述至少一個發光裝置發出的光的光譜在顏色和/或透明度方面互不相同。
由此可顯示多色圖形元素,其外觀不直接取決於所使用發光裝置的顏色。在此特別有利的是,平面地加設這種裝飾層、即其不具有出口。此外,可通過這種方式實現在所述至少一個發光裝置的關斷狀態中不可見的裝飾。
此外有利的是,在裝飾層上加設局部的、關於由所述至少一個發光裝置發出的光的光譜不透明的層、尤其是金屬層,其具有光學信息。
由此可實現定義的光射出幾何形狀。這尤其適合與平面加設的裝飾結合。因此也可確保在所述至少一個發光裝置發光時僅能看到希望的光學信息。
此外有利的是,在裝飾層和/或載體層和/或塑料層中設置光學活性浮雕結構、尤其是衍射結構、零階衍射結構、宏結構、透鏡結構、微透鏡結構、微稜鏡結構,尤其是如此實現,即通過在尤其是製造裝飾層時的複製和/或通過成型到設置在注塑模具中的陰模的塑料層中。陰模在此可與相應模具半部一體連接或作為替代方案可構造為單獨的嵌件或插件。
通過這種結構也可有針對性地控制從多層體的光射出。根據浮雕結構和其關於所述至少一個發光裝置的相對布置在此可在局部區域上有針對性地輔助或防止由發光裝置發出的光的耦出。
此外有利的是,在注塑塑料層時使用至少兩種塑料材料,其在光學特性、尤其是其光學折射率方面互不相同。
這可藉助不同的多組分注塑工藝實現。例如可順序地在不同注塑模具中澆注不同的塑料材料。或者也可為了順序的澆注步驟而改變一個注塑模具的幾何形狀,例如通過適合的滑塊。塑料層或載體層也可定位於轉臺上,該轉臺可為了順序的澆注步驟駛近不同的模具嵌件。
根據由不同塑料材料製成的塑料層部分區域的幾何形狀、尤其是根據這些部分區域之間的界面形狀並且根據折射率的差異可由此實現不同效果,其也可用於光導。尤其是可通過光折射實現透鏡效果或通過界面上的全反射實現反射鏡面。
此外有利的是,在載體層上加設用於接觸所述至少一個發光裝置的印製導線層。
由此可省卻外部接觸裝置、如附加的印製導線板,這尤其簡化了多層體的製造和安裝。藉助印製導線層也可接觸其它可能存在於載體層上的電子元件、如傳感器、天線結構或類似物。
在此有利的是,印製導線層通過金屬、尤其是鋁、銀、鉻、銅,金或其合金的氣相噴鍍、濺射、電沉積或層壓、和/或通過加設導電顏料、納米顆粒、ITO(銦錫氧化物)、ATO(銻錫氧化物)、導電性有機聚合物、尤其是PEDOT(聚3,4-乙撐二氧噻吩)或PANI(聚苯胺)、碳納米管、石墨或炭黑製成並且具有1nm至500μm、優選10nm至50μm的層厚度。
優選印製導線層具有至少一個耦合面,垂直於載體層看在載體層的背離所述至少一個發光裝置的側面上加設互補的耦合面。
通過互補的耦合面,交流電壓可電容地耦合到印製導線層中。因此無須連續的導體結構延伸到多層體的表面上,以便為發光裝置或其它電子元件供給電壓或向其傳送控制信號。
替代或附加地,印製導線層具有至少一個繞組結構和/或天線結構,垂直於載體層看在載體層的背離所述至少一個發光裝置的側面上加設互補的繞組結構和/或天線結構。
這也使得可以實現無接觸地耦入交流電壓和/或傳送控制信號。但在此情況下耦入以感應方式進行。
此外,可在載體層上設置至少一個電接觸元件,其電接觸印製導線層並且其在注塑塑料層時最多部分被塑料材料封閉。
在此情況下印製導線層向外直接接觸。必要時這可通過適合的插接連接器或類似物實現。
在此有利的是,作為電接觸元件設置貫穿載體層的直通連接和/或壓接元件。
替代或附加地,在注塑塑料層時可使印製導線層的至少一個部分區域不被塑料材料封閉和/或在注塑塑料層後可將載體層的部分區域——在其上設有印製導線層的至少一個部分區域——與塑料層分離。
如此也可實現印製導線層的直接接通。
附圖說明
現在藉助實施例詳細說明本發明。附圖如下:
圖1為多層體的一種實施例,其包括裝飾層和具有發光元件的載體層以及在一側被背面注塑的塑料層;
圖2為多層體的一種替代實施例,其包括裝飾層和具有發光元件的載體層以及設置在裝飾層和載體層之間的塑料層;
圖3為集成有印製導線的光學輔助層的示意圖;
圖4為多層體的一種替代實施例,其包括裝飾層和具有發光元件的載體層以及設置在裝飾層和載體層之間的塑料層;
圖5為多層體的一種替代實施例,其包括裝飾層和具有發光元件的載體層以及在一側被背面注塑的塑料層;
圖6為多層體的一種實施例的俯視圖,其包括間接從後面被照射的裝飾;
圖7為根據圖6的多層體的剖面圖;
圖8為多層體的一種實施例的俯視圖,其包括直接從後面被照射的裝飾;
圖9為根據圖8的多層體的剖面圖;
圖10為多層體的一種替代實施例,其在塑料層中具有散射顆粒;
圖11為多層體的一種替代實施例,其具有全表面光柵;
圖12為多層體的一種替代實施例,其在塑料層和載體層中具有全表面光柵;
圖13為多層體的一種替代實施例,其在塑料層中具有部分表面光柵;
圖14為多層體的一種替代實施例,其包括具有反射結構的多組分塑料層;
圖15為多層體的一種替代實施例,其包括具有透鏡結構的多組分塑料層;
圖16為多層體的一種替代實施例,其包括貫穿載體層的直通連接;
圖17為多層體的一種替代實施例,其包括側面的壓接連接;
圖18為多層體的一種替代實施例,其包括電容接觸;
圖19為多層體的一種替代實施例,其包括感應接觸;
圖20為多層體的一種替代實施例,其包括部分可接近的印製導線層;
圖21為多層體的一種替代實施例,其包括部分地在邊緣可接近的印製導線層;
圖22為多層體的一種替代實施例,其包括部分可分離的載體層。
具體實施方式
圖1示出多層體1的第一種實施例。該多層體包括載體層2。在載體層2的一側上加設光學輔助層3,在輔助層上又設置裝飾層4。在裝飾層4中設置缺口41,該缺口41也貫穿輔助層3。替代並且在此未示出地,在缺口41中也可設有光學透明漆或其它材料。
在載體層2的背離輔助層3和裝飾層4的側面上加設印製導線層5,藉助其接觸發光裝置6。
在發光裝置6側注塑塑料層7,在該塑料層上鄰接另一光學輔助層3'。
載體層2可構造為膜。優選該膜由PET、PEN、PC、PVC、PLA、PMMA或ABS製成並且具有1μm至500μm、優選20μm至300μm的層厚度。
作為替代方案,載體層可構造為尤其是由FR4、聚醯亞胺或紙製成的電路板並且具有50μm至2mm、優選100μm至1.5mm的層厚度。
輔助層3、3'可構造為反射層或吸收層並且尤其是應確保每個發光裝置6僅通過相配的缺口41可見,以避免散射光。通過反射層應改善發光裝置在缺口上的光輸出,其方式是,將側向散射的光反射到缺口中。
反射層優選通過金屬、尤其是鋁、銀、鉻、銅、金或其合金的氣相噴鍍、濺射或類似方法製成並且具有1nm至500nm、優選5nm至100nm的層厚度。
可為吸收層使用含有顏料的、尤其是含有炭黑顏料的漆,其具有0.1μm至50μm、優選1μm至20μm的層厚度。
裝飾層4可構造為膜、尤其是層壓膜或IMD膜(IMD=模內裝飾)。裝飾層優選具有0.1μm至50μm、優選1μm至20μm的層厚度。
作為替代方案,裝飾層4也可以是印刷層或漆層。該層優選通過印刷、尤其是通過絲網印刷、凹版印刷或移印和/或通過在載體層和/或塑料層上塗漆來加設。
裝飾層4本身又可包括多個層或多個具有不同光學特性的區域,使得可實現複雜的視覺設計。下面將藉助其它實施例說明裝飾層4設計的特殊可能性。
印製導線層5優選通過金屬、尤其是鋁、銀、鉻、銅、金或其合金的氣相噴鍍、濺射、電沉積或層壓和/或通過加設導電顏料、納米顆粒、ITO、ATO、導電性有機聚合物、尤其是PEDOT或PANI、碳納米管、石墨或炭黑製成並且具有1nm至500μm、優選10nm至50μm的層厚度。
如圖3所示,印製導線層5也可集成到光學輔助層3中並且同時提供光學特性。例如光學輔助層可以是由氣相噴鍍、濺射或印刷的金屬層製成的金屬反射層並且藉助適合的結構化同時提供相應的金屬導電印製導線。
發光裝置6優選是發光二極體、在此尤其可使用SMD-LED,其具有400μm至20mm、優選0.6mm至2mm的長度、200μm至5mm、優選0.3mm至1.25mm的寬度、和200μm至5mm、優選0.2mm至1.5mm的高度,和/或Chip-LED,其具有100μm至2mm、優選0.2mm至0.5mm的長度、100μm至2mm、優選0.2mm至0.5mm的寬度、和50μm至250μm、優選75μm至125μm的高度。作為替代方案,原則上也可使用有機發光二極體(OLED)、發光單元(LEC)或電致發光顯示器。
塑料層7優選通過注塑製成。為此將包括載體層2和設置其上的層3、4、5以及發光裝置6的複合體放入注塑模具的型腔中並且利用塑料材料被背面注塑。為了改善載體層2和塑料層7之間的附著,選擇性地可在包括載體層2和設置其上的層3、4、5以及發光裝置6的複合體的朝向塑料層7的一側上加設可熱活化的粘合劑層。
作為塑料材料在此優選使用PMMA、ABS、PS、PE、PP、PC、POM、PA、ASA、SAN或TPU。也可以是這些塑料的組合——作為混合物或在多組分工藝中。
塑料層7的注塑在此在優選預調溫的模具中在150℃至350℃、優選200℃至300℃的材料溫度下和/或在500bar至2800bar、優選700bar至2500bar的壓力下進行。
下面所描述的多層體1的其它實施例與前述實施例的區別主要在於層和構件的數量、布置和幾何設計。各層和元件的前述特徵在此也適用於下述實施例。
在根據圖2的實施例中,裝飾層4和光學輔助層設置在塑料層7的第一側上並且載體層2連同印製導線層5和發光裝置6設置在塑料層7的相對置側上。發光裝置在此背離塑料層7並且在此情況下不與缺口41重合,因此缺口間接地從後面被照射。
在該方案中,裝飾層4與光學輔助層3一起通過IMD過程直接被加設到塑料層7上。具有LED6的載體層2被放置到注塑模具的與裝飾層4相對置的一側上且載體層2朝向注塑材料方向。裝飾載體層2以及將其加設到塑料層7上在此可在一個工作過程中完成。
根據圖4的實施方式與此類似地構造。該實施方式與圖2實施方式的區別僅在於,載體層2連同發光裝置6和印製導線層5朝向塑料層7定向並且發光裝置6與缺口41重合,使得缺口直接從後面被照射。在載體層2的背離發光裝置6的側面上在此設有另一輔助層3',該輔助層防止光從該側射出和/或將向後反射的光向前方反射,從而改善光輸出。但如應避免相鄰發光裝置的散射光進入缺口中,則該光學輔助層3'構造成吸收性的。
在根據圖5的實施方式中與根據圖1的實施方式一樣在一側注塑塑料層7。但在此與圖1不同,裝飾層4、印製導線層5和發光裝置6設置在載體層2的同一側上並且朝向塑料層7定向。在此省卻了光學輔助層3、3'。
圖6示出多層體1的另一種實施方式的俯視圖。圖7以示意性剖面圖示出同一多層體1。LED6的光在此間接耦出。LED優選未定位於裝飾層4中的缺口41下方。這在光應通過較大的或分布的較小的出口均勻分布時尤為有利。在此情況下有利的是,將選擇性的光學輔助層3、3'構造為鏡反射的、如鏡反射氣相噴鍍或濺射的金屬層,使得儘可能多的光反射到出口41中。
有時出於設計原因要求在LED 6關斷時不能看到發光結構,或裝飾層4在接通狀態中改變LED光的顏色。這可通過下述方式實現:裝飾層4如圖6所示在LED6上構造成連續的。在此裝飾層可包括具有不同顏色、結構和透明度的區域42、43,所述區域形成希望的裝飾。
當表面為單色並且待顯示結構僅應在LED6接通狀態中被照亮成可見的時,尤為有利的是,連續印刷裝飾層4。發光結構在此優選通過金屬或特別是不透光的層3形成,該層包括作為缺口的待顯示結構(即構成裝飾層4下方的蔭罩)。在此可使用圖1中所示的層順序,區別在於,無缺口41地印刷裝飾層4。
如LED6——例如作為指示器——應直接可見,則如圖8和9所示裝飾層4可直接在LED6上方沿視向具有缺口41。在此位於LED6直接光路之外的光學輔助層3、3'應構造成儘可能吸光的,以防止光從相鄰缺口41射出(串擾或光學「串音」)。
如應實現表面均勻的光效果,例如當LED6應從後面照射字符時,則需要儘可能均勻的光分布。光的均勻化可通過使用大量LED6(極為複雜且昂貴)或通過在塑料層7的注塑材料和/或載體層2中使用散射顆粒71和/或均勻分布的螢光染料來實現。這在圖10中示出。
在此可通過材料的染色和/或螢光來製造附加的顏色效果。代替可溶的螢光染料也可使用不溶性螢光顏料,其同時用作光散射顆粒71。
光散射顆粒71在此可包括無機顏料和/或尤其是由二氧化矽、熱解矽酸、二氧化鈦、硫化鋅或金屬製成的顆粒,其具有5nm至500μm、優選500nm至100μm的粒度。
在塑料層7和/或裝飾層4中可加工細光柵72,其防止或輔助光耦出。優選亞波長光柵適合於此、但相對深和/或粗的結構、尤其是折射作用的微稜鏡也適合於此。亞波長光柵的優選光柵參數是優選200nm至500nm的周期以及優選100nm至500nm的光柵深度。光柵類型在此優選選自直鏈、交叉或六邊形光柵。在使用微稜鏡時,稜鏡的橫向尺寸dx或dy為1μm至100μm、優選5μm至50μm。結構深度優選大約是橫向尺寸的0.3至2倍。微稜鏡可規則、即周期性或隨機及偽隨機地設置。
在此光柵72可全表面(參見圖11)或僅在缺口41區域中(參見圖13)設置在裝飾層4和/或光學輔助層3和/或塑料層7中。
例如通過複製或結構化注塑模具來在注塑塑料層7時成形光柵72。
作為其它方案,選擇性地可在載體層2上構造另一光柵21,如圖12所示。在此缺口41未被光柵72覆蓋。箭頭示出由LED6發出的光的可能光路。
此外,可使用兩種不同的、具有不同光學折射率的注塑材料,其分別形成塑料層7的部分區域73、74,以便如圖15所示尤其是通過光折射產生透鏡效果,或如圖14所示在界面上反射光。例如可防止多個出口41之間的串擾、即光學「串音」或改善出口41上的光輸出。
在這種情況下塑料層7通過雙組分注塑成形。在分開的模具中注射區域73、74、即首先在LED6上注射區域73,隨後取出工件並放入第二模具內。然後在那裡注射區域74。
另一種可能性在於使用轉臺。在此例如首先注射區域73。然後打開模具並且構件隨轉臺繼續旋轉半圈,使得其與第二模具嵌件相對置。然後在那裡注射區域74。
與此同時,將區域73設置在第二工件上。在第一工件上注射區域74後,取出完成的第一工件並且轉臺再次旋轉半圈。
也可想到使用這樣的模具,在其中可通過使用滑塊改變型腔。
下面的實施例涉及印製導線層5的電接觸。這可通過直接的電流接通或無接觸地實現。
為了直接接通,如圖16所示例如可設置貫穿載體層2的直通連接8(VIA,垂直互連訪問)。由此產生饋電線與印製導線層5的直接連接。這種直通連接8例如可電化學地、通過有針對性地在之前於載體層2內製出的孔中沉積金屬或通過壓入金屬銷來實現。也可想到使用壓接技術。兩者均在載體層2通過注塑處理之前進行。
另一種藉助壓接的接通可能性在於使用第二印製導線基板9,其如圖17所示在印製導線層5側面放置在載體層2上並且藉助壓接技術錨固。
通過這種方式可從多層體1側面引出接觸。這種以機械方式建立的連接可在注塑過程之前在單獨的步驟中制出或在注塑過程期間藉助集成的壓接工具形成。
為了連接印製導線基板,不僅可使用機械連接技術,也可使用粘接或釺焊。在工藝中該步驟可在注塑過程之前單獨進行。
可電容地實現印製導線層5的間接接通,如圖18所示。電容耦合的基礎是印製導線層5中的兩個耦合面51,其必須分別至少在部分區域上定位在相配的外側耦合面10上方。在加設交變電場時,在通過上下疊置的耦合面10、51形成的電容器上產生反向場,使得電流可流過與耦合面51接觸的用電器。
代替上下疊置的耦合面也可使用與此類似設置的天線結構52、11,以便實現感應耦合。理想的是,這樣調諧天線結構,使得外部發射天線11與內部接收天線52諧振地工作。基本結構在圖19中示出。
在該示例中也通過感應耦合在印製導線層5中產生交流電,而無須直接接觸印製導線層。也可藉助適合的構件整流。此外還可根據天線11、52的尺寸和形狀調節諧振頻率和有效距離。通過調製信號還可將信息或控制命令傳輸至集成在載體層上的封閉的電子裝置。外部天線52也可直接加設到載體層2上或在製成多層體1後加設。
另一種直接接觸印製導線層5的可能性在於,在注塑塑料層7時不完全以塑料封閉印製導線層5。在此可如圖20所示在塑料層7中空出缺口75,或塑料層7不加設至載體層2的邊緣,使得產生載體層2的突出的接片22,可在該接片22上接觸印製導線層5(參見圖21)。
作為替代方案,如圖22所示也可在注塑塑料層7後將載體層2的部分區域23——印製導線層5延伸到該部分區域上——與塑料層7分離。為此必要時可在注塑前在部分區域23上加設相應的分離層。分離層優選由蠟、矽氧烷聚合物或含氟聚合物(如)製成並且具有10nm至5μm、優選100nm至1μm的層厚度。
附圖標記列表
1 多層體
2 載體層
3、3' 光學輔助層
4 裝飾層
5 印製導線層
6 發光裝置
7 塑料層
8 直通連接
9 印製導線基板
10 耦合面
11 天線結構
21 光柵結構
22 接片
23 載體層的可分離區域
41 缺口
42、43 載體層區域
51 耦合面
52 天線結構
71 散射顆粒
72 光柵結構
73、74 塑料層區域
75 缺口