專利名稱：具有功能元件的物件的模內(nèi)制造技術(shù)
具有功能元件的物件的^^莫內(nèi)制造技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及在其表面嵌有功能元件的物件及其制造方法。
技術(shù)背景目前，對于具有功能元件的物件，物件和功能元件是分開制造 的，然后，兩個(gè)部件再組裝在一起。這種物件的組裝通常需要才幾才成 結(jié)合或?qū)訅?，因此它是一批一批進(jìn)行生產(chǎn)的。換言之，該物件不能 采用連續(xù)性工藝進(jìn)行制造。另外，機(jī)械結(jié)合和層壓工藝通常導(dǎo)致物 件和功能元件之間具有大的間隙，并且也增大了物件的總厚度或體 積。結(jié)果，目前的方法不僅消耗時(shí)間而且勞動(dòng)強(qiáng)度大。另外，為了 滿足所需規(guī)格，如式樣、致密性、耐久性及對于手持設(shè)備很重要的 其他特征，目前的方法可能是非常昂貴的。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的第一方面涉及在其頂面嵌有至少一個(gè)功能元件的物 件。該物件上可能還具有裝飾性設(shè)計(jì)(如文字或圖形)、顯示器面 ^i或兩者兼有。本發(fā)明的第二方面涉及模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片。本發(fā)明的第三方面涉及模內(nèi)插入膜或薄片。本發(fā)明的第四方面涉及用于制造本發(fā)明第 一 方面的物件的方法。當(dāng)功能元件插入到物件表面時(shí)，無縫組裝產(chǎn)生 一種非常吸引人 的外觀。功能元件與物件的形狀相一致，即使表面是彎曲的。結(jié)果， 功能元件可表現(xiàn)為物件整體的 一部分。本發(fā)明制備的物件具有廣泛的應(yīng)用。例如，該物件可以是觸摸 屏、彩色濾光片、背光板、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、時(shí)鐘、手表、無線電 控制面板及其它電子設(shè)備。很明顯該清單不是詳盡的。根據(jù)以下的 描述，對于本領(lǐng)域的4支術(shù)人員而言其它的應(yīng)用是清楚的，因此它們 也一皮包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖1示出了本發(fā)明的物件的俯—見圖。圖2a為具有功能元件的模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片的剖視圖。 圖2b為具有功能元件的模內(nèi)插入膜或薄片的剖視圖。 圖3a為涉及模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片的注射成型工藝的剖視圖。 圖3b為涉及模內(nèi)插入膜或薄片的注射成型工藝的剖視圖。 圖4a和4b示出了本發(fā)明的含有內(nèi)腔的物件。具體實(shí)施方式
術(shù)語"功能元件"在整個(gè)申請文件中廣泛地包括任何能實(shí)現(xiàn)功 能的電子或機(jī)械元件。這種功能元件的實(shí)施例可包括，但不限于，光學(xué)部件、光學(xué)裝置、波導(dǎo)管、電子設(shè)計(jì)如導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性電線路(electrical trace )、電子部件如集成電^各、印刷電^各、晶體管、二 極管、電阻器、電感器、電容器、天線、RFID脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器 (transponder)、電池、太陽能電池、發(fā)光二極管(LED )、及其它 并不限于發(fā)光二極管的二極管、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)、顯示器 部件、背光部件、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、按鈕、觸摸屏、觸摸板、連接 器等。在本發(fā)明上下文中的術(shù)語"嵌入頂面"是為了說明功能元件是 在物件形成時(shí)而不是在物件形成后一皮集成到物件的頂面；功能元件 并不是力丈在物件里面。圖1示出了其表面嵌有功能元件11的物件10。如圖所示，可 以從功能元件一側(cè)觀察物件?？商娲兀梢詮南喾捶较蛴^察物件， 在這種情況下，觀察者不能看到功能元件。在物件上還可以有裝飾元件12、顯示元件(未示出)，或二者 兼有?？梢岳枚喾N不同的方法將功能元件嵌入到物件表面。下面給 出了兩個(gè)實(shí)施例。盡管使用了術(shù)語"模內(nèi)"(in-mold), ^旦是應(yīng)該理 解的是本發(fā)明可以延伸至一些工藝，諸如沖壓、層壓、熱成型、注 射成型(注模)、壓縮成型(壓模)、吹塑成型(吹模)，或者沖壓 或?qū)訅号c模制工藝的組合。(I)模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片在一種方法中，首先制備含有功能元件的模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片。圖2a是模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片20的剖面圖，其包含載體層(carrier layer ) 21,脫月莫層(release layer ) 22，可選的耐久層(durable layer ) 23,功能元件24以及粘合或粘結(jié)層25。如果存在耐久層23,則脫膜層22和粘合層25纟皮依序涂敷或?qū)?壓在載體層21上，在本申請中為了簡便，這些層共同被稱為"模 內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片"。當(dāng)不存在耐久層時(shí)，功能元件24 4立于MJ莫層22與粘合層25 之間。這可以通過在各個(gè)層依序涂敷形成模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片之前將 功能元件施加到脫膜層或粘合層來實(shí)現(xiàn)。存在耐久層時(shí)，功能元件可加到耐久層涂膜上。功能元件可位 于脫膜層與耐久層之間或耐久層與粘合層之間?？蛇x地，可以將兩個(gè)粘合層中間夾有功能元件的復(fù)合膜層壓到 脫膜層或耐久-脫膜涂膜上。兩個(gè)粘合層是必需的，因?yàn)閮蓚€(gè)粘合層 中 一個(gè)用來確保復(fù)合膜與脫膜層或耐久膜之間的粘合，另 一個(gè)粘合 層用于確保復(fù)合膜與注射成型(注模)樹脂之間的粘合。后一粘合 層實(shí)際上是圖2a中的粘合層25。所述復(fù)合膜實(shí)際上在模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜 或薄片中起到支撐層的作用。將功能元件施加到脫膜層、耐久-脫膜涂膜(durable-release film)、粘合或粘結(jié)層可通過如印刷、涂Jt、濺射、氣相沉積、噴射、 電鍍、粘貼、蝕刻、層壓等方法而實(shí)現(xiàn)。也可以通過這些方法的任 何組合來實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施方式中，首先形成功能元件，然后其一皮 轉(zhuǎn)移到層上。在另一實(shí)施方式中，功能元件可直接在層上形成。但 在任何情況下，物件表面的平坦和光滑不應(yīng)該由于功能元件的存在 而受影響。在模內(nèi)轉(zhuǎn)移工藝中，如圖2a所示，模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片被填充 到模具中，同時(shí)載體層21與模具表面接觸。通常，載體層21是厚度從約3.5微米至約200微米的薄塑料膜。 優(yōu)選聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET )膜，聚萘二曱酸乙二醇酯(PEN ) 膜和聚碳酸酯(PC)膜，因?yàn)槠鋬r(jià)格低廉，高透光性和熱機(jī)械性能 穩(wěn)定。脫膜層22使得功能元件24可以以一種對功能元件損壞最小的 方式從載體層脫離，并且可以實(shí)現(xiàn)在才莫制過程中的完全自動(dòng)的滾筒 轉(zhuǎn)移工藝 (roll transfer process )。脫膜層通常是由如蠟、石蠟或有機(jī)硅材料制成的低表面張力涂 層，或由如輻射固化多官能丙錄酸酯、有機(jī)硅丙烯酸酯、環(huán)氧化物、 乙烯基酯、乙烯基醚、烯丙基類不飽和聚酯或乙烯基不々包和聚酯或 它們的摻和物的材^牛制成的高度光滑和不滲透的涂層。脫膜層可含 有選自由環(huán)氧樹脂(epoxy)、聚氨酯、聚酰亞胺、聚酰胺、三聚氰 胺曱醛，脲醛及齊分醛組成的組中的縮聚物、共聚物、4參和物或復(fù)合 物。另一種合適的脫膜層組合物在US 2005-0255314中7>開，其內(nèi) 容已全部引入于此作為參考。簡短地說，脫膜層含有由具有胺-醛縮 聚物和自由基抑制劑或猝滅劑的組合物形成的共聚物或互穿網(wǎng)絡(luò) 聚合物(IPN)。耐久層23 (如果存在)對功能元件24起到保護(hù)層作用。適用 于耐久層的原材料可包括，但不限于，包括環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯 丙歸g臾酯、聚酯丙烯酸酯、有機(jī)硅丙烯酸酯、丙晞酸縮水甘油酯的 輻射固4匕多官能丙烯酸酯、環(huán)氧4匕物，乙烯基酯，酞酸二烯丙酯、 乙烯基醚及其摻和物。耐久層可包括縮聚物或共聚物，如環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亞胺、三聚氰胺曱醛、脲醛或酚醛。耐久層 可含有〉容力交—凝力交-圭酸酯(鹽)或《太酸酯。耐久層可以被部分或全部固化。如果部分固化，在才莫制或轉(zhuǎn)移 步驟之后需要應(yīng)用 一個(gè)后固化步驟來才是高耐久性能、尤其是硬度、 抗刮性和耐油性。為提高脫膜性能，原材料尤其是耐久層的低分子量組分，優(yōu)選 不能滲透進(jìn)入脫膜層。耐久層經(jīng)過涂敷、固化或部分固化后，其在 與脫膜層在接界處是相容或不相容的。可以使用粘結(jié)劑和添加劑如 增稠劑、表面活性劑、分散劑、紫外線穩(wěn)定劑或抗氧化劑以控制流 變性能、可濕性，涂覆性能、耐氣候性能和老化性能。也可以加入填料如二氧化硅、A1203、 Ti02、 CaC03、微晶蠟或聚乙烯、聚四氟 乙烯或其4也潤滑顆4立來改善耐久層的抗刮性和石更度。通常耐久層厚 度為約2孩丈米至約20孩i米，優(yōu)選為約3微米至12微米。如果存在 耐久層，那么其在窗口區(qū)域優(yōu)選是透明的。2005-0181204、 US 2005-0171292及US 2006-0093813中公開，它們 的全部內(nèi)容均引入本文作為參考。例如，US 2005-0181204披露了 一種耐久層組合物，其包含可熱交聯(lián)和可光化學(xué)或自由基接枝的聚 合物、熱交聯(lián)劑和輻射固化多官能單體或低聚物；US 2005-0171292 才皮露了一種耐久層組合物，其含有具有至少一個(gè)用于熱交耳關(guān)的羧酸 或酸酐官能度，以及至少一個(gè)紫外線可交聯(lián)官能度的聚合物或共聚 物；US 2006-0093813 4皮露了一種耐久層組合物，其含有氨基交耳關(guān) 劑、具有至少 一個(gè)可與氨基交聯(lián)劑反應(yīng)的官能團(tuán)的紫外線可固化單 體或低聚物、酸催化劑和光敏引發(fā)劑。粘合層25被結(jié)合進(jìn)模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片中以提供功能元件24與 模塑物件表面之間的最佳粘合。粘合層可以由聚丙烯酸酯、聚曱基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚石灰酸酯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、環(huán)氧初于脂、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、熱塑性彈性體等，或它們共聚 物，摻和物或復(fù)合物材料制成。熱熔或熱活化粘合劑如聚氨酯和聚 酰胺是非常優(yōu)選的。除上述材料，US 2006-0019088披露了適用于 粘合層的組合物，其全部內(nèi)容引入于此作為參考。筒言之，粘合層 復(fù)合物可包括膠粘劑和聚合的顆粒物質(zhì)。粘合層的厚度可在約1微米至約20微米的范圍，優(yōu)選在約2 微米至約6孩i米的范圍。(II )模內(nèi)插M或薄片圖2b是模內(nèi)插入膜或薄片的示意性剖面圖。在這種情況中， 載體層21a在經(jīng)過沖壓、層壓或才莫制工藝后將成為最終產(chǎn)品的一部 分。可將功能元件24與可選的粘合層(未示出) 一起加到載體層 21a上并在功能元件的另一面涂覆熱熔或熱活化粘合劑25。加到載 體膜的粘合層并不是必需的，因?yàn)楣δ茉陨砜烧辰Y(jié)在載體膜 上。為了便于說明，在本申請中不同的層被共同稱為"才莫內(nèi)插入膜 或薄片"。上述部分i中的模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片或部分n中的模內(nèi)插入膜或 薄片可以是單片形式或巻(輥)的形式。(m)物4牛的制備圖3a示出了典型的模內(nèi)轉(zhuǎn)移工藝。在模制工藝中，模內(nèi)轉(zhuǎn)移 膜或薄片是在一個(gè)被連續(xù)送入模制機(jī)器中的巻或網(wǎng)帶上。模具30 可以為物件36b的注射或擠壓模具。在成型工藝中，模具被閉合并且用于形成物件的塑料熔料通過注射噴嘴和流道注射到才莫腔36a 內(nèi)。成型后，功能元件和耐久層(如果存在)被轉(zhuǎn)移到成型物件上。 將成型物件從才莫具中取出。載體層31和脫膜層32同時(shí)^皮移除，留 下耐久層33 (如果存在)作為物件表面的最頂層，功能元件34嵌 在耐久層下面作為物件的整件部分。層35是粘合層。如果不存在耐久層，功能元件將^皮暴露而且它可直接與電源或 其他電子部件相連。如果存在耐久層，那么耐久層上會(huì)有孔，通過 它功能元件一皮線連4妾至電源或其他電子部件。為方便轉(zhuǎn)移膜或薄片^皮套準(zhǔn)(registration)至才莫具，該巻或網(wǎng) 帶可被預(yù)先打上套準(zhǔn)標(biāo)記，并借助例如光學(xué)傳感器的記錄一皮連續(xù)送 入模具中。在如圖3b中示出的模內(nèi)插入工藝中，首先模內(nèi)插入膜或薄片 被裁成合適的尺寸和形狀，然后插入到才莫具30中。如圖所示，可 選在真空條件下，模內(nèi)插入膜或薄片抵靠模具壁放置?？梢匀斯し?置該"莫或薄片，也可以用l爭電荷來促進(jìn)其插入或者也可以進(jìn)4亍才幾知戈 插入。尤其對于大批量生產(chǎn)而言，枳4戒插入是有利的。插入膜或薄片的載體層31a與模具的內(nèi)壁表面接觸。然后閉合 模具，將用于形成物件36b的塑料熔料通過注射噴嘴和流道注射進(jìn) 才莫月空36a。這種情況下載體層31a可成為最終產(chǎn)品的整體部分?？?選地，該插入膜或薄片可以熱成形為一定形狀，然后在插入模具之 前加以才莫切。適合于以沖壓、層壓或模制工藝形成物件的塑性材料的實(shí)例包 ^舌，但不限于，熱塑性材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸、聚石風(fēng)、 聚芳酯，聚環(huán)氧丙烷、聚烯烴、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS )、 甲基丙烯酸-丙烯腈-丁二錄-苯乙烯共聚物(MABS)、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二曱酸乙二醇酯(PET)、聚氨 酯及其他熱塑性彈性體或它們的摻和物，以及熱固性材料如反應(yīng)注 聯(lián)成型類型的聚氨酯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、乙烯基酯或它們的 復(fù)合物、預(yù)浸#+和4參和物。兩種生產(chǎn)工藝中的任一種的模具的設(shè)計(jì)必須考慮到功能元件 的插入或轉(zhuǎn)移。澆注口位置必須使功能元件能夠相對于模腔向上貼 緊以確〗呆適當(dāng)?shù)臒醾鬟f。并且，該才莫具必須設(shè)計(jì)成在才莫塑工藝后功 能元件可容易地與電源相接觸。此外，模內(nèi)流動(dòng)和填充分析應(yīng)該在 切割模材料之前進(jìn)行。也應(yīng)該考慮模具冷卻分析以將模具中的熱點(diǎn)(hot spots)最小化。最后，模具溫度和壓力的設(shè)置必須考慮到功能元件的存在。圖4a是表面嵌有功能元件的固體物件的剖面圖。如圖所示， 物件40在本體上具有開孔或開槽41形式的連接空腔以使功能元件 42連4妄至電源。功能元件與電源通過孔或槽而連4姿。柔性電纜44、或其它類型的柔性連接導(dǎo)線可通過導(dǎo)電粘合劑 45,如ACF (非均質(zhì)導(dǎo)電膜)、導(dǎo)電PSA (壓力敏感粘合劑)或銀 汞膏、或機(jī)械夾緊連接于功能元件。圖4b示出了卡扣式插頭46,其可^皮進(jìn)一步^悉入以固定該粘結(jié) 區(qū)并增強(qiáng)功能元件與電源連4妄的可靠性。也可以通過吹才莫或熱成型形成用于容納電^各的內(nèi)腔來制造本 發(fā)明的物件。為了通過吹;漠或熱成型制造物件，首先將轉(zhuǎn)移或插入 膜或薄片放置于打開的模具中并利用例如真空或壓力保持在適當(dāng) 位置上；然后閉合才莫具。用于形成物件的塑性材料在才莫具中被熱成 型或吹塑。如同在注射或壓縮成型工藝中，功能元^H皮插入成型物 件的表面。所制造物件的表面可以具有防眩光、防反射性能，或經(jīng)無光澤、 有光澤或并造面處理。例如，可以通過對才莫具本身的表面i殳計(jì)或處理 來實(shí)現(xiàn)這些表面性能?？梢蕴娲兀诓淮嬖诿撃?使得載體基 質(zhì)處于模制物件的頂面)時(shí)，通過在載體基質(zhì)上進(jìn)行化學(xué)刻蝕或噴 石少來實(shí)現(xiàn)這些表面性能。在注射成型工藝中，表面性能^f皮轉(zhuǎn)移至成 型物件。也可以在注射成型工藝后將表面性能賦予成型物件。例如，可 以將具有粗糙和光滑區(qū)域的轉(zhuǎn)移層層壓在成型物件上，使物件表面 具有這些表面紋理。這種情況下，轉(zhuǎn)移層可具有通過紙，無織物纖 維等，或通過噴砂或化學(xué)刻蝕形成的粗糙區(qū)以及通過在其上印刷樹 脂層而形成的光澤區(qū)?？蛇x地，轉(zhuǎn)移層通過在光澤塑^l"膜上印刷油 墨而形成粗糙區(qū)。仍然可選地，可通過在其表面上涂^隻粗糙轉(zhuǎn)移膜 來產(chǎn)生4且4造區(qū)，隨后在相4造區(qū)局部涂布透明轉(zhuǎn)移月莫來產(chǎn)生光澤區(qū)而 獲得其表面性能。粗糙轉(zhuǎn)移膜可含有薄金屬層以提供所需紋理。在 ^t制物件的表面實(shí)現(xiàn)所需的粗糙性還可能通過首先在整個(gè)表面部 分涂覆薄金屬膜層，然后在有薄金屬層的區(qū)域形成抗蝕層，用酸或 石咸刻蝕表面，最后除去抗蝕層。(IV)功能元件使用時(shí)，物件可以以功能元件可,皮4吏用者看見或看不見的方式 固定。如上所述，適合用于本發(fā)明的功能元件可包4舌能實(shí)現(xiàn)一種功能的4壬4可電子或^x4成元^牛?？梢酝ㄟ^多種手段，如壓層、電鍍、濺射、氣相沉積、真空沉 積或它們的組合，^!尋例如導(dǎo)電性或半導(dǎo)性電線(electrical trace )的 電子設(shè)計(jì)施加至脫膜層、耐久層(如果存在)、或在模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片中的粘合層或粘結(jié)層、或施加至在模內(nèi)插入膜或薄片中的載體 層，。在一種實(shí)施方式中，基質(zhì)層上的導(dǎo)電性或半導(dǎo)性圖案涉及照相平;f反印刷工藝的Y吏用。也可以通過直4妾印刷4尋到，如絲網(wǎng)印刷、凹 片反印刷、"交印或平;f反印刷。可選地，導(dǎo)電性或半導(dǎo)性圖案的形成可通過US 2003-0203101 及US 2004-0131779中揭示的任何工藝而得到，所有7>開物的全部 內(nèi)容均引入本文作為參考。例如，導(dǎo)電性或半導(dǎo)性圖案的形成可通過"正像印刷，，工藝來 實(shí)施。在該工藝中，在模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片中的耐久層(如果存在) 上、或粘合層或粘結(jié)層上、或模內(nèi)插入膜或薄片中的載體層上產(chǎn)生 "正像"，可通過采用不易從該層上剝落的材料印刷所需圖案相對 應(yīng)的區(qū)域。 <壬<可具有以下性質(zhì)的油墨或可印刷材沖牛都可<吏用隨后 沉積的導(dǎo)電或半導(dǎo)電膜與該油墨或可印刷材料的粘合性，要比它與 該層的粘合性強(qiáng)。印刷可通過任何印刷技術(shù)實(shí)施，如柔性版印刷、 平版干膠印刷、電子照相印刷或平版印刷。其他印刷技術(shù)如壓印、 絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、噴墨印刷或熱印刷也是適合的。"正像"形 成后，導(dǎo)電性或半導(dǎo)性材料沉積在該層帶圖案的表面。導(dǎo)電性或半 導(dǎo)性材料沉積后，沒有被油墨或可印刷材料覆蓋的區(qū)域中的導(dǎo)電性 或半導(dǎo)性材料經(jīng)過剝離工藝被移走以暴露出圖案。剝離可通過使用 可移走直接形成在層上的導(dǎo)電性或半導(dǎo)性材料的剝離劑(可以為含 水的或有才幾溶劑)而實(shí)施?？蛇x地，剝離也可通過才幾才戒工具實(shí)施。導(dǎo)電或半導(dǎo)電圖案在模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或薄片中的耐久層或粘合層 或粘結(jié)層，或在模內(nèi)插入膜或薄片中的載體層上的形成可通過"負(fù) 4象印刷"(negative image printing )工藝來實(shí)5見。在這個(gè)工藝中，首 先將遮蓋涂料或油墨印刷在層上，形成所需圖案的"負(fù)像"。換言之，遮蓋涂料或油墨被印刷在導(dǎo)電性或半導(dǎo)性材料不存在的區(qū)域。 基本上，油墨圖案對隨后導(dǎo)電性或半導(dǎo)性材料的沉積起到掩模的作刷、平X反千力史印刷、電子照相印刷或平X反印刷。在某些應(yīng)用中，其 他印刷技術(shù)也是合適的，如壓印、絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、噴墨印刷 或熱印刷，這耳又決于所需的清晰度。"負(fù)像"形成后，導(dǎo)電性或半 導(dǎo)性材料沉積在層的圖案表面上。在一個(gè)實(shí)施方式中，采用氣相沉 積將導(dǎo)電性或半導(dǎo)性材料沉積在層的有圖案側(cè)。在一個(gè)可選的實(shí)施 方式中，通過用導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料濺涂該層的帶圖案的一側(cè)，來沉 積導(dǎo)電性或半導(dǎo)性材料。最后遮蓋涂層或油墨從已經(jīng)沉積有導(dǎo)電性 或半導(dǎo)性材料的層的圖案化表面脫離。涂層/油墨的剝離可以剝離掉 已形成的印刷負(fù)像，以及一部分沉積在層上的、存在涂料/油墨的區(qū) 域的導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料。結(jié)果是，盡管剝離步驟是在導(dǎo)電性或半導(dǎo) 性材料沉積后進(jìn)行的，剝離溶劑能夠剝離涂料/油墨圖案和在涂料/ 油墨圖案表面上形成的導(dǎo)電性或半導(dǎo)性材料。導(dǎo)電性或半導(dǎo)性圖案可作為至少兩個(gè)功能元件之間的連4妄器 或作為相同功能元件之間的連接線。導(dǎo)電性或半導(dǎo)性圖案也可起到 天線或電石茲屏蔽的作用。功能元件本身可以是剛性的，但優(yōu)選是柔性的/可變形的。(v ) ^飾性詔:計(jì)的應(yīng)用文字和/或圖形設(shè)計(jì)也可出現(xiàn)在物件的表面。最常見的i殳計(jì)包 括商標(biāo)名稱、標(biāo)志或符號(hào)或其它裝飾性設(shè)計(jì)。用于添加裝飾性設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)方法包括絲網(wǎng)印刷、壓印(凹版移 印)、熱壓、層壓和描繪。以前這些方法是在才莫塑后進(jìn)行，這需要 額外的加工步驟。近年來，已經(jīng)使用可替換的裝飾方法，例如上面描述的模內(nèi)轉(zhuǎn) 移膜或薄片或模內(nèi)插入膜或薄片。裝飾性設(shè)計(jì)和功能元件可同時(shí)存 在于膜或薄片中。例如，裝飾性設(shè)計(jì)可被印刷在模內(nèi)轉(zhuǎn)移或插入膜 或薄片的適當(dāng)層上。用于裝飾性設(shè)計(jì)的適合材料包括油墨、金屬、 金屬氧化物、無機(jī)粉末或等。裝飾性設(shè)計(jì)可以在功能元件被加到膜 或薄片之前或之后形成/印刷。裝飾性設(shè)計(jì)也可以通過熱成型來形成。在這種情況下，通常由ABS、聚苯乙烯或PVC片在模具中熱成型得到?？蛇x4奪地，裝飾層 還可以通過高壓成型，包括利用高壓空氣在膜上產(chǎn)生裝飾設(shè)計(jì)而形 成。裝飾層還可以通過熱油施壓成形而形成，其中以流體l爭壓囊而 不是空氣作為成型機(jī)制。在 一種設(shè)計(jì)中，裝飾性圖案與物件表面上的功能元件并不重 疊?？蛇x地，裝飾性圖案可與功能元件重疊或部分重疊。例如，功 能元件可位于裝飾性圖案的上部或部分位于其上部，或功能元件位 于裝飾性圖案的下部或部分位于其下部。在后面的情況中，當(dāng)位于 裝飾性圖案下部的功能元件與金屬絲或連接器相連時(shí)，裝飾性圖案 是可見的。根據(jù)應(yīng)用或所需效果采用這些選沖奪中的一種。裝飾性圖案與功能元件也可在兩個(gè)獨(dú)立的膜或薄片上。具有裝 飾圖案的膜或薄片優(yōu)選地具有耐久層，但是對于含有功能元件的膜 或薄片，耐久層是可選的。在注射工藝之前，裝飾性膜或薄片以及功能元件膜或薄片被置在模具中的不同位置。(VI )顯示器面板物件上還可以有顯示面板。盡管本發(fā)明覆蓋所有顯示器類型，但是使用基于塑料的顯示面板如聚合物分散液晶顯示器(PDLC )、 膽甾相液晶顯示器(ChLCD)、有才幾光發(fā)射裝置(OLED)、電泳顯 示器(EPD)、基于塑料的LCD,或其他基于孩i粒的顯示器是有益的。顯示面一反可層壓在物件的表面上?？蛇x地，顯示面纟反也可插入 到物件表面。在US 2005-0163940中披露了將顯示器面板插入物件 表面的方法，其全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。盡管本發(fā)明已經(jīng)參考了具體實(shí)施方式
而被描述，但是可以理解 的是，在不背離本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍下，可以作改變以及可以 被等同物替代。此外，為適應(yīng)具體情況而作出4艮多更改。所有這些 更改均在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在頂面嵌有功能元件的物件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物件，是通過模制、沖壓、層壓，或其 結(jié)合形成的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的物件，其中所述模制工藝為注射成型、 壓縮成型、熱成型、或吹塑成型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物件，其由選自由熱塑性材料、熱塑性 彈性體、熱固性材料及它們的摻和物、預(yù)浸料、或復(fù)合物組成的組中的材料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物件，其中所述功能元件是光學(xué)部件、 光學(xué)裝置、波導(dǎo)管、電子設(shè)計(jì)、電子部件、顯示器部件、背光 部件、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、按鈕、觸摸屏、觸控板或連接器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的物件，其中所述電子設(shè)計(jì)是導(dǎo)電性或半 導(dǎo)性電線。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的物件，其中所述電子部件是集成電路、 印刷電路、晶體管、二極管、電阻器、電感器、電容器、天線、 RFID脈沖轉(zhuǎn)發(fā)器、電池、太陽能電池、發(fā)光二極管，或有機(jī) 發(fā)光二極管。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的物件，進(jìn)一步包括裝飾性設(shè)計(jì)、顯示面 ^^反，或兩者兼有。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的物件，其中所述功能性元件與所述裝飾性設(shè)計(jì)重疊、部分重疊，或不重疊。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的物件，其中所述裝飾性設(shè)計(jì)或顯示面板 在成型后施加。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的物件，其中所述裝飾性設(shè)計(jì)或顯示面板 通過模內(nèi)工藝而施加。
12. —種模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其包括臨時(shí)載體膜、脫膜層、 功能元件、粘合或粘結(jié)層，以及可選的耐久層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 臨時(shí)載體膜是PET、 PEN、或PC薄膜。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 脫膜層是由蠟、石蠟、石圭酮或高光滑不滲透的涂層制成，其中 所述高光滑不滲透的涂層是由輻射固化多官能丙烯酸酯、有扭^ 石圭丙烯酸酯，環(huán)氧4匕物、乙烯基酯、乙烯基醚、晞丙基類不々包 和聚酯或乙烯基類不飽和聚酯，或它們的纟參和物制成。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 脫膜層包含由環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酰亞胺、聚酰胺、三聚氰 胺甲醛、脲醛、S^醛組成的組中的縮聚物、共聚物、揭、和物。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 可選的耐久層由輻射固化多官能丙烯酸酯、環(huán)氧樹脂、乙烯基 酉旨、酞酸二烯丙酯、乙烯基醚、或者它們的4參和物制成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 可選的耐久層含有縮聚物或共聚物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述縮聚物或共聚物選自由環(huán)氧樹脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酰亞胺、 三聚氰胺甲醛、脲醛及酚醛組成的組。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 可選的耐久層包括溶月交-凝"交石圭酸酯(鹽)或鈥酸酯。
20. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 輻射固化多官能丙烯酸酯是環(huán)氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、 聚酯丙烯g臾酯、有枳J圭丙烯酸酯，或丙纟希g臾縮7jc甘油酯。
21. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 粘合層是由聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸 酉旨、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、乙烯-醋酸乙烯共聚 物、熱塑性彈性體、其共聚物、其摻和物、或其復(fù)合物。
22. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，其中所述 粘合層是熱熔或熱活化粘合劑。
23. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或薄片，是以巻的 形式。
24. —種模內(nèi)顯示器插入膜或薄片，其包含載體層、功能元件及粘 合層。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的模內(nèi)顯示器插入膜或薄片，是以巻的 形式。
26. —種制造其頂面嵌有功能元件的物件的方法，包括a) 形成模內(nèi)顯示轉(zhuǎn)移膜或薄片，所述轉(zhuǎn)移膜或薄片包含臨 時(shí)載體層、脫膜層、功能元件、粘合層和可選的耐久層；b) 將所述模內(nèi)顯示轉(zhuǎn)移膜或薄片送入模具內(nèi)，并使所述臨 時(shí)載體膜與模具的內(nèi)表面接觸；c) 將塑性材料注入所述模具，以便用所述模具內(nèi)的塑性材 料形成所述物件，或者熱成型、吹塑成型或壓縮形成所述物件；d) 使形成的物件脫模；以及e) 同時(shí)除去所述臨時(shí)載體層和脫膜層。
27.—種制造其頂面嵌有功能元件的物件的方法，包括a) 形成模內(nèi)顯示插入膜或薄片，所述插入膜或薄片包括臨 時(shí)載體層、功能元件和粘合層；b) 將所述模內(nèi)顯示插入膜或薄片插入模具，并使所述載體 膜與所述才莫具的內(nèi)表面接觸；c) 將塑性材料注入所述模具，以便用所述模具內(nèi)的塑性 材料形成所述物件，或者熱成型、吹塑成型或壓縮形成所述物 件；以及d) -使形成的物件脫才莫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種頂面嵌有功能元件的物件及其制備方法。該物件一般通過沖壓、層壓或其組合而形成。所述功能元件可包括能實(shí)現(xiàn)功能的任何電子或機(jī)械元件。
文檔編號(hào)B32B33/00GK101272901SQ200680035862
公開日2008年9月24日 申請日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月28日
發(fā)明者侯豐讙, 廖志遠(yuǎn) 申請人:希畢克斯影像有限公司