多层体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造多层体的方法，包括以下步骤：a)提供载体层，在该载体层上设置至少一个发光装置、尤其是LED；b)提供装饰层；c)在注塑模具中在载体层和/或装饰层上注塑塑料层。本发明专利技术还涉及借助这种方法制造的多层体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多层体及其制造方法
本专利技术涉及一种用于制造多层体的方法以及如此制造的多层体。
技术介绍
在制造塑料构件时除了装饰外集成电子功能的要求也不断增加。塑料部件早已设有发光元件，用于向用户指示特定设备状态(如机动车中的开关元件、家用电器的操作面板)。通常为此必须在一个附加步骤中将已装饰的塑料部件与传统电路板连接，该电路板带有发光元件、如发光二极管、和/或其它电子构件。通常必须在进一步的制造步骤中在塑料面板和发光元件之间加入附加层，其例如将点光源、如发光二极管转换为面发光体(附加层形式的扩散膜)或将光导向不同位置(附加层形式的光导体)。此外，LED电路板必须借助插接连接被连接到主电路板上或设备的控制器上。总之这种集成有电子功能的装饰塑料构件的生产因此极为复杂和昂贵。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于提供一种特别简单且低成本的、用于制造集成有装饰和电子功能的多层体的方法以及这种多层体。根据本专利技术，所述任务通过权利要求1和38的技术方案来解决。这种用于制造多层体的方法包括以下步骤：a)提供载体层，在其上设置至少一个发光装置、尤其是LED；b)提供装饰层；c)在注塑模具中在载体层和/或装饰层上注塑塑料层。借助这种方法获得一种多层体，其包括载体层、装饰层和塑料层，在载体层上设有至少一个发光装置、尤其是LED。“层”在此应理解为优选大致平面的结构，其本身又可包括多个层。在此例如可涉及膜或电路板。但作为替代方案，尤其是对于通过注塑制造的塑料层而言也可能是更为复杂的三维几何形状。这种层在此并非必须是独立构件。例如装饰层也可通过印刷到基底上形成。装饰层、载体层和塑料层的连接因此可在一个唯一的工作步骤中实现。不需要事后安装电子构件，因此通过这种方式可特别简单且低成本地制造集成有装饰和发光装置的多层体。此外实现了一种特别稳定且耐久的多层体，其层能够过程可靠地以定义的位置关系设置。关于所述层的相对布置存在多种可能性：首先装饰层可加设在载体层上。这可在注塑塑料层之前进行，使得装饰层和载体层共同地被从背面注塑或包围注塑。但装饰层也可在注塑之后加设，例如通过增加覆膜或通过在包括载体层和塑料层的复合体上印刷进行。也可将载体层和装饰层共同放入注塑模具中，使得它们直接接触并且在注塑期间连接。为此所述层之一可设有可热活化粘合剂，该粘合剂在注塑过程的压力和温度条件下活化。在此装饰层可加设在载体层的背离所述至少一个发光装置的侧面上。所述至少一个发光装置的光因此既穿过载体层也穿过装饰层。因此载体层本身也可用作着色层、扩散器或类似光学元件。作为替代方案，装饰层也可加设在载体层的朝向所述至少一个发光装置的侧面上、尤其是在发光装置和载体层之间。由此可缩短出射光的光路，从而降低吸收损失。在此载体层也可构造成可分离的，使得其在背面注塑后可除去。于是仅剩余发光装置和装饰层以及塑料层上可能的其它功能元件、如印制导线或类似物。在此有利的是，装饰层和载体层(尤其是通过机械夹紧装置和/或真空)固定在注塑模具的一个模具半部中并且在一侧被背面注塑。背面注塑在此可在装饰层侧或载体层侧进行。在此有利的是，无需被背面注塑的层面状地贴靠在注塑模具的壁上，使得该层可靠地不与塑料材料接触。塑料层也可注射到载体层的背离所述至少一个发光装置的侧面和装饰层之间。作为替代方案，塑料层也可注射到载体层的朝向所述至少一个发光装置的侧面和装饰层之间。在此载体层和装饰层例如分别被放入注塑模具的相对置模具半部中，且它们不直接接触并且在载体层和装饰层之间的空隙中注入塑料层。为此不仅载体层而且装饰层设有可热活化粘合剂，该粘合剂在注塑过程的压力和温度条件下活化。在这两种方案中产生夹心结构，在其中塑料层被载体层和装饰层封闭。在此发光装置可从外部接近或完全包封在塑料中。在此有利的是，装饰层固定在注塑模具的第一模具半部中并且载体层固定在注塑模具的第二模具半部中，尤其是通过机械夹紧装置和/或真空固定。优选相应层在此又面状地贴靠在模具内壁上，使得所述层仅在一侧与塑料材料接触。有利的是，装饰层具有0.1μm至50μm、优选1μm至20μm的层厚度。装饰层在此可作为单独的元件被提供、如以膜的形式，其本身又可具有多个层、如印刷层或漆层。作为替代方案，装饰层可通过印刷、尤其是浇注、丝网印刷、凹版印刷或移印和/或通过在载体层和/或塑料层上涂漆来提供。载体层优选构造为尤其是由PET(聚乙烯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、PC(聚碳酸酯)、PVC(聚氯乙烯)、(聚氧二亚苯基均苯四酸)或其它聚酰亚胺、PLA(聚乳酸)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)制成的膜并且具有1μm至500μm、优选20μm至300μm的层厚度。借助这种载体膜可制造特别薄并且必要时柔性的多层体。作为替代方案，载体层可构造为尤其是由FR4(环氧树脂基材玻璃纤维布)、聚酰亚胺或纸制成的印制电路板并且具有50μm至2mm、优选100μm至1.5mm的层厚度。由此尤其是可制造具有特别良好的机械稳定性的多层体，其也适合用于高要求的条件下。优选为了注塑塑料层使用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(聚酰胺)、ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯)、SAN(苯乙烯丙烯腈)或TPU(热塑性聚氨酯)中的至少一种塑料材料。通过选择适合的塑料材料可根据其希望的应用领域在较大范围上调整多层体的材料特性。在此也可组合多种塑料——作为混合物或者在多组分注塑工艺的范围中。优选塑料层的注塑在预调温的模具中在150℃至350℃、优选200℃至300℃的材料温度下和/或在500bar至2800bar、优选700bar至2500bar的压力下进行。有利的是，为了注塑塑料层使用这样的注塑模具，其型腔具有至少两个局部平面且平行的内壁。当载体层和装饰层在注塑塑料层之前被放置到一个或所述两个内壁上时，可获得平面的多层体。作为替代方案，为了注塑塑料层使用这样的注塑模具，其型腔具有至少一个局部弯曲的内壁。通过这种方式也可获得具有三维几何形状的多层体。弯曲在此也可仅在部分区域上存在。在此还可通过使用型腔内的滑块和/或芯件进一步影响多层体的几何形状。总之在此可采用所有常见的、由注塑已知的设计可能性。此外有利的是，作为发光装置使用SMD-LED(SMD＝表面安装器件)，其具有400μm至20mm、优选0.6mm至2mm的长度、200μm至5mm、优选0.3mm至1.25mm的宽度、和200μm至5mm、优选0.2mm至1.5mm的高度，和/或Chip-LED，其具有100μm至2mm、优选0.2mm至0.5mm的长度、100μm至2mm、优选0.2mm至0.5mm的宽度、和50μm至250μm、优选75μm至125μm的高度。作为替代发光装置原则上也可使用有机发光二极管(OLED)、发光单元(LEC)或电致发光显示器。此外，除了发光元件外还可集成附加的构件、如逻辑电路、电阻、二极管、压电扬声器，其与发光元件互连。发光元件还可用于显示信息状态，替代或附加地，反射的非自发光显示元件、如电泳或电致变色显示器也可集成在载体上。此外有利的是，在装饰层和/或载体层和/或注塑的塑料层上加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造多层体的方法，包括以下步骤：a)提供载体层，在该载体层上设置至少一个发光装置、尤其是LED；b)提供装饰层；c)在注塑模具中在载体层和/或装饰层上注塑塑料层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.09 DE 102014106585.91.一种用于制造多层体的方法，包括以下步骤：a)提供载体层，在该载体层上设置至少一个发光装置、尤其是LED；b)提供装饰层；c)在注塑模具中在载体层和/或装饰层上注塑塑料层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述装饰层加设在载体层上。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述装饰层加设在载体层的背离所述至少一个发光装置的侧面上。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述装饰层——尤其是在发光装置和载体层之间——加设在载体层的朝向所述至少一个发光装置的侧面上。5.根据权利要求2至4之一所述的方法，其特征在于，所述装饰层和载体层——尤其是通过机械夹紧装置和/或真空——固定在注塑模具的一个模具半部中并且在一侧被背面注塑。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述塑料层注塑到载体层的背离所述至少一个发光装置的侧面和装饰层之间。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述塑料层注塑到载体层的朝向所述至少一个发光装置的侧面和装饰层之间。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，尤其是通过机械夹紧装置和/或真空，将所述装饰层固定在注塑模具的第一模具半部中并且将所述载体层固定在注塑模具的第二模具半部中。9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述装饰层具有0.1μm至50μm、优选1μm至20μm的层厚度。10.根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，所述装饰层通过印刷、尤其是通过丝网印刷、凹版印刷或移印和/或通过在载体层和/或塑料层上涂漆提供。11.根据权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，所述载体层作为膜、尤其是由PET、PEN、PC、PVC、Kapton、PLA、PMMA或ABS制成的膜提供，并且具有1μm至500μm、优选20μm至300μm的层厚度。12.根据权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于，所述载体层作为印制电路板、尤其是由FR4、聚酰亚胺或纸制成的印制电路板提供并且具有50μm至2mm、优选100μm至1.5mm的层厚度。13.根据权利要求1至12之一所述的方法，其特征在于，为了注塑塑料层，使用PMMA、ABS、PS、PE、PP、PC、POM、PA、ASA、SAN或TPU中的至少一种塑料材料。14.根据权利要求1至13之一所述的方法，其特征在于，塑料层的注塑在模具、优选预调温的模具中在150℃至350℃、优选200℃至300℃的材料温度下和/或在500bar至2800bar、优选700bar至2500bar的压力下进行。15.根据权利要求1至14之一所述的方法，其特征在于，为了注塑塑料层使用这样的注塑模具，该注塑模具的型腔具有至少两个平面的且平行的内壁。16.根据权利要求1至14之一所述的方法，其特征在于，为了注塑塑料层使用这样的注塑模具，该注塑模具的型腔具有至少一个弯曲的内壁。17.根据权利要求1至16之一所述的方法，其特征在于，作为发光装置使用SMD-LED，其具有400μm至20mm、优选0.6mm至2mm的长度，具有200μm至5mm、优选0.3mm至1.25mm的宽度并且具有200μm至5mm、优选0.2mm至1.5mm的高度，和/或作为发光装置使用Chip-LED，其具有100μm至2mm、优选0.2mm至0.5mm的长度，具有100μm至2mm、优选0.2mm至0.5mm的宽度并且具有50μm至250μm、优选75μm至125μm的高度。18.根据权利要求1至17之一所述的方法，其特征在于，在装饰层和/或载体层和/或注塑的塑料层上加设至少一个光学辅助层、尤其是反射层或吸收层。19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述至少一个光学辅助层通过金属、尤其是铝、银、铬、铜、金或其合金的气相喷镀或溅射制成并且具有1nm至500nm、优选5nm至100nm的层厚度，或通过印刷含有金属颜料的漆制成并且具有0.1μm至50μm、优选1μm至20μm的层厚度。20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述至少一个光学辅助层通过加设含有颜料的、尤其是含有炭黑颜料的漆制成并且具有0.1μm至50μm、优选1μm至20μm的层厚度。21.根据权利要求1至20之一所述的方法，其特征在于，所提供的装饰层包括至少一个第一区域和至少一个第二区域，该第一区域关于由所述至少一个发光装置发出的光的光谱至少是部分透明的，该第二区域关于由所述至少一个发光装置发出的光的光谱是不透明的。22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，装饰层设置成，使得所述至少一个发光装置垂直于装饰层的表面看与所述至少一个第一区域重合。23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，装饰层设置成，使得所述至少一个发光装置垂直于装饰层表面看与所述至少一个第二区域重合。24.根据权利要求1至23之一所述的方法，其特征在于，向用于注塑塑料层的塑料材料和/或构成载体层的层的材料中添加着色剂、尤其是染料和/或颜料和/或颗粒和/或量子点材料，这些添加的材料在由所述至少一个发光装置发出的光的波长范围中吸收和/或散射和/或能被激发为在可见波长范围内的荧光或磷光。25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，所添加的着色剂包括无机颜料和/或颗粒、尤其是由二氧化硅、热解硅酸、二氧化钛、硫化锌或金属制成的颗粒，该颗粒具有5nm至500μm、优选500nm至100μm的粒度。26.根据权利要求1至25之一所述的方法，其特征在于，所述载体层的表面是无光泽的。27.根据权利要求1至26之一所述的方法，其特征在于，提供具有多个区域的装饰层，这些区域关于由所述至少一个发光装置发出的光的光谱在颜色和/或透明度方面互不相同。28.根据权利要求1至27之一所述的方法，其特征在于，在装饰层上加设局部的、关于由所述至少一个发光装置发出的光的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·路德维希，C·舒尔茨，R·施塔尔，
申请(专利权)人：雷恩哈德库兹基金两合公司，波利IC有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE