專利名稱：包含功能性元件的物體的制造方法、轉(zhuǎn)印工藝與物體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含嵌入于其表面的功能性元件的物體、其制造方法、轉(zhuǎn)印工藝 及經(jīng)此轉(zhuǎn)印工藝加工的物體。
背景技術(shù)：
目前，針對于一種具有功能性元件的物體，該物體與功能性元件分開制造且兩個 構(gòu)件接著被組裝在一起。該種物體的元件通常需要機(jī)械整合或疊合，且因此其為逐批而實 施。換言之，該種物體無法由一種連續(xù)方法所制造。此外，機(jī)械整合或疊合方法典型地造成 于物體與功能性元件之間的大間隙、以及于物體的總厚度或體積的增大。結(jié)果，目前的方法 不僅耗時且亦為勞力密集。此外，為了符合期望規(guī)格，諸如風(fēng)格、小巧性、耐久性、與對于手 持式裝置為重要的其它特征，目前的方法可能為極高成本。轉(zhuǎn)印工藝是將承載層上的圖文利用壓力轉(zhuǎn)移至所欲印制的物體上，而增添物品外 觀的變化性。為能保護(hù)轉(zhuǎn)印至物體上的圖文，傳統(tǒng)的作法是在轉(zhuǎn)印工藝后，進(jìn)行噴涂作業(yè)形 成一保護(hù)膜。然而，噴涂作業(yè)不僅會造成環(huán)境上的污染，且浪費大量的噴涂材料，增加生產(chǎn) 所需成本。由于傳統(tǒng)轉(zhuǎn)印工藝具有上述缺陷，模內(nèi)裝飾技術(shù)(In-Mold Decoration, IMD)遂 成為形成物體表面的圖文的另一種選擇技術(shù)。對于具有非平坦表面的物體而言，若使用傳 統(tǒng)的模內(nèi)轉(zhuǎn)印技術(shù)，在物體的大彎角處容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)印的圖文龜裂、轉(zhuǎn)印膜產(chǎn)生皺褶及轉(zhuǎn)印 膜與物體之間存在氣泡等問題。此外，傳統(tǒng)的模內(nèi)轉(zhuǎn)印技術(shù)例如射出成型、熱壓成形法、壓 縮成型法、吹噴成型法、注入模制法、擠壓成型等方式將塑料材質(zhì)的物體與轉(zhuǎn)印膜結(jié)合。一 般需在高溫及高壓的工藝條件下進(jìn)行，可能會造成設(shè)置于轉(zhuǎn)印膜內(nèi)的功能性元件受損或影 響其可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個觀點是針對一種具有嵌入于其頂表面的至少一個功能性元件的 物體。該物體亦可具有出現(xiàn)于物體之上的一裝飾性設(shè)計(例如文字或圖像)、顯示面板、
或二者。本發(fā)明的第二個觀點是針對一種模內(nèi)(in-mold)轉(zhuǎn)移膜或箔。本發(fā)明的第三個觀點是針對一種模內(nèi)插入膜或箔。本發(fā)明的第四個觀點是針對用于制造本發(fā)明的第一個觀點的物體的方法。當(dāng)一功能性元件嵌入于一物體的表面，無縫式整合產(chǎn)生極具吸引力的外觀。功能 性元件可順從于物體的形狀，即使該表面為彎曲。結(jié)果，功能性元件可顯現(xiàn)為該物體的一整 體部分。本發(fā)明還提出一種轉(zhuǎn)印工藝，包括放置一物體于一制造平臺上；放置一轉(zhuǎn)印膜 于物體上；以一工具加熱加壓轉(zhuǎn)印膜，使得轉(zhuǎn)印膜受工具加熱加壓的部分貼附于物體；將 轉(zhuǎn)印膜與物體放置于一反應(yīng)室；以及抽氣以使反應(yīng)室呈真空狀態(tài)，并使轉(zhuǎn)印膜未受工具加 熱加壓的部分貼附于物體。
在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，轉(zhuǎn)印膜包括一暫時承載層、一釋放層、一功能 性元件以及一接著層。釋放層配置于暫時承載層上。功能性元件配置于釋放層上。接著層 配置于釋放層上。轉(zhuǎn)印膜被放置于物體上時，功能性元件及接著層位于物體與暫時承載層 之間。此外，轉(zhuǎn)印膜可還包括一耐久層。耐久層配置于釋放層上，而功能性元件及接著層配 置于耐久層上。另外，在使轉(zhuǎn)印膜未受工具加熱加壓的部分貼附于物體后，轉(zhuǎn)印工藝可更包 括將暫時承載層與釋放層移除，并將耐久層、功能性元件與接著層保留于物體上。轉(zhuǎn)印膜可 還包括一油墨層，油墨配置于釋放層并覆蓋功能性元件，而接著層配置于油墨層上。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，在放置轉(zhuǎn)印膜于物體上之前，轉(zhuǎn)印工藝還包 括于物體上放置一功能性元件。功能性元件位于轉(zhuǎn)印膜與物體之間。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，功能性元件為一集成電路。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，以工具加熱加壓轉(zhuǎn)印膜的步驟是以一滾輪定 向滾壓并加熱轉(zhuǎn)印膜。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，以工具加熱加壓轉(zhuǎn)印膜的步驟是于80°C至 進(jìn)行。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，抽氣以使反應(yīng)室呈真空狀態(tài)時，反應(yīng)室的溫 度為 500C M 3000C ο在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，制造平臺具有一夾具，用以在放置轉(zhuǎn)印膜于 物體上之后，將轉(zhuǎn)印膜固定于物體上。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，轉(zhuǎn)印膜受工具加熱加壓的部分是貼附于物體 的一平坦表面，而轉(zhuǎn)印膜未受工具加熱加壓的部分貼附于物體的一非平坦表面。平坦表面 與非平坦表面的連接處的夾角介于10度至90度。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)印工藝的一實施例中，制造平臺具有一真空管道，抽氣以使反應(yīng)室 呈真空狀態(tài)的步驟是通過真空管道進(jìn)行抽氣。本發(fā)明還提出一種物體，經(jīng)過前述轉(zhuǎn)印工藝加工。此外，此物體與轉(zhuǎn)印膜接觸的 部分的材質(zhì)例如是選自于聚碳酸酯、聚丙烯、壓克力、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯 晴-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚縮醛或這些材質(zhì)的組合。由本發(fā)明所產(chǎn)生的物體具有廣泛種類的應(yīng)用。舉例而言，此物體可為觸碰式或按 壓式面板、濾色片、背光板、喇叭、麥克風(fēng)、時鐘、手表、收音機(jī)面板、行動電話、數(shù)字相機(jī)殼 體、個人數(shù)據(jù)助理殼體、筆記型計算機(jī)殼體、桌上型計算機(jī)殼體、觸碰式面板殼體、電視殼 體、全球定位系統(tǒng)殼體、車用顯示器殼體、航空用顯示器殼體、數(shù)字相框殼體、DVD播放機(jī)殼 體、化妝盒、玩具、汽車儀表板、收音機(jī)殼體、信用卡或智能卡與其它的電子裝置殼體。此列 出者明顯非毫無遺漏。其它的應(yīng)用鑒于以下的說明而將為熟悉此技藝人士所明白，且因此 其為均涵蓋于本發(fā)明的范疇內(nèi)。


圖1為本發(fā)明的一種物體的俯視圖。圖加為一種包含功能性元件的模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔的橫截面圖。圖2b為一種包含功能性元件的模內(nèi)插入膜或箔的橫截面圖。圖3a為一種涉及模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔的注入模制方法的橫截面圖。



圖北為一種涉及模內(nèi)插入膜或箔的注入模制方法的橫截面圖( 圖如與圖4b說明本發(fā)明的一種物體，其具有內(nèi)腔。 圖5為本發(fā)明一實施例的轉(zhuǎn)印工藝的流程圖。 圖6至圖9示出了圖5的轉(zhuǎn)印工藝的部分步驟。 圖10示出了本發(fā)明另一實施例的轉(zhuǎn)印膜。 圖11為本發(fā)明另一實施例的轉(zhuǎn)印工藝的流程圖。 圖12示出了圖11的轉(zhuǎn)印工藝的部分步驟。 其中，附圖標(biāo)記說明如下
10物體
11功能性元件
12裝飾性元件
20模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔
21、21a 承載層
22釋放層
23耐久層
24功能性元件
25黏著或系緊披覆層 30 模具
31、31a 承載層
32釋放層
33耐久層
34功能性元件
35黏著層 36a 模具腔部 36b 物體
40物體
41開孔或槽
42功能性元件
44撓曲纜線
45導(dǎo)電性黏著劑
46鈕扣式插頭 SlO S70 步驟
50物體
52平坦表面
54非平坦表面
60制造平臺
62夾具
64真空管道
70模具
80工具
90反應(yīng)室
100轉(zhuǎn)印膜
110暫時承載層
120釋放層
130,132功能性元件
140接著層
160耐久層
170油墨層
具體實施例方式于此申請文件中所提及的術(shù)語“功能性元件”廣義地包括能夠?qū)嵭幸还δ艿娜魏?電氣或機(jī)械元件。所述功能性元件的實例可包括(而不受限于)光學(xué)構(gòu)件、光學(xué)裝置、波 導(dǎo)、電子設(shè)計(諸如導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的電線)、電子構(gòu)件(諸如集成電路、印刷電路、 晶體管、二極管、電阻器、電感器、電容器、天線、RFID收發(fā)器、電池、太陽能電池、發(fā)光二極管 (LED)、與不限于LED的其它二極管、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED))、顯示構(gòu)件、背光構(gòu)件、喇叭、 麥克風(fēng)、按鈕、觸碰式面板、觸碰式墊、連接器與類似的構(gòu)件。于本發(fā)明的情況，術(shù)語“嵌入(embedded)于頂表面”的意圖為指出當(dāng)物體正在形 成時而非在物體形成之后，功能性元件整合至物體的頂表面；功能性元件并非安裝于物體 之內(nèi)。圖1示出了一種包含嵌入于其表面的一功能性元件11的物體10。如圖所示，該物 體可從功能性元件的一側(cè)而觀看?；蛘呤牵撐矬w可自相反側(cè)而觀看，且于該種情形，功能 性元件將對于觀看者而言為不可見。亦可能存在出現(xiàn)于物體上的一裝飾性元件12、一顯示元件(未顯示)、或二者。存在多種不同的可運用的方法，以于一物體的表面嵌入一功能性元件。后文提供 有兩個實例。雖然運用術(shù)語“模內(nèi)”，但需了解的是本發(fā)明可延伸至下列的方法，諸如壓印、 疊合、加熱成形、注入模制、壓縮模制、吹噴模制、或是壓印或疊合與模制方法的一組合。(I)樽內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔在一個方式中，一種包含一功能性元件的模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔為首先備制。圖加為該種模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔20的橫截面圖，模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔20包含一承載層 21、一釋放層22、一選用式耐久層23、一功能性元件M及一黏著或系緊披覆層25。 釋放層22、耐久層23 (若存在)、與黏著層25依序披覆或疊合于承載層21，且此等 不同層為了容易說明而于此申請文件中集體稱作“模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔”。當(dāng)并無耐久層存在，功能性元件M存在于釋放層22與黏著層25之間。此可通過 在各層依序披覆以形成一模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔之前而施加該功能性元件至釋放層或至黏著層 所達(dá)成。當(dāng)一耐久層存在，功能性元件可施加至一耐久層披覆膜。功能性元件可存在于釋 放層與耐久層之間或是于耐久層與黏著層之間。替代而言，可運用具有夾設(shè)于兩個黏著層之間的一功能性元件的一種復(fù)合膜，以疊合于釋放層或一耐久-釋放披覆膜。需要所述兩個黏著層，這是因為兩個黏著層的其中 之一確保在復(fù)合膜與釋放層或耐久-釋放膜之間的黏著性，而其中的另一個確保在復(fù)合膜 與注入模制樹脂之間的黏著性。后者的黏著層實際為于圖加的黏著層25。如所描述的復(fù) 合膜實際作為模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔的一支撐層。功能性元件至釋放、耐久-釋放膜、黏著或系緊披覆層的施加可通過諸如印刷、披 覆、濺鍍、蒸氣沉積、噴灑、電鍍、黏貼、蝕刻、疊合或類似的方法而達(dá)成，亦可通過此等方法 的任意組合而達(dá)成。于一個實施例，功能性元件可先形成且接著轉(zhuǎn)移至該層。于另一個實 施例，功能性元件可直接形成至該層。但是于任一情形，物體的表面的平坦度與平滑度不應(yīng) 歸因于功能性元件的存在而受到影響。于模內(nèi)轉(zhuǎn)移方法，模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔饋送至一模具，而使承載層21接觸于模具表 面，如于圖3a所示。承載層21通常為具有厚度從約3. 5微米至約200微米的薄的塑料 膜。聚對苯二甲酸乙酯(PET，polyethylene ter印hthalate)、聚萘二甲酸乙酯(PEN， polyethylene naphthalate)與聚碳酸酯(PC，polycarbonate)膜因為其低成本、高透明度 與熱機(jī)械穩(wěn)定度而為較佳。釋放層22允許功能性元件M以對于功能性元件的損壞為最小的方式而釋放自該 承載層，且能于模制期間采用一完全自動卷轉(zhuǎn)移過程。釋放層通常備制自諸如蠟、石蠟或聚硅氧的一材料的一低表面張力覆層、或是備 制自諸如輻射可固化的多官能基丙烯酸酯、聚硅氧丙烯酸酯、環(huán)氧化物、乙烯基酯、烯丙基 與乙烯化物、不飽和的聚酯或其混合物的一材料做的高度平滑不滲透的覆層。釋放層可包 含選自環(huán)氧化物、聚胺酯、聚酰亞胺、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、脲甲醛、與酚甲醛所組成的群 組的一種縮合聚合物、共聚合物、混合物或復(fù)合物。另一種適合的釋放層組成物揭示于美國專利公開案第2005-0255314號，其 內(nèi)容以參照方式而整體納入于本文。簡言之，該種釋放層包含一共聚合物或穿插網(wǎng)絡(luò) (IPN，interpenetration network)，其由包含一胺醛縮合物與一自由基抑制物或猝熄物 (quencher)的一組成物所形成。耐久層23(若存在)作為對于功能性元件M的一保護(hù)層。適用于耐久層的原料可 包括而不限于輻射可固化的多官能基丙烯酸酯，其包括環(huán)氧丙烯酸酯、聚胺酯丙烯酸酯、 聚酯丙烯酸酯、聚硅氧丙烯酸酯、縮水甘油基丙烯酸酯；環(huán)氧化物；乙烯基酯；二烯丙基鄰 苯二甲酸；乙烯醚；及其混合物。耐久層可包含一縮合聚合物或共聚合物，諸如環(huán)氧化物、 聚胺酯、聚酰胺、聚酰亞胺、三聚氰胺甲醛、脲甲醛、或酚甲醛。耐久層可包含一溶膠-凝膠 (sol-gel)硅酸鹽或鈦酯。耐久層可部分或完全固化。若為部分固化，一個后固化步驟將運用在模制及/或 轉(zhuǎn)移步驟之后，以增強(qiáng)耐久性，特別是硬度、抗刮力與抗油性。欲改良釋放性質(zhì)，原料(特別是耐久層的低分子量成分)較佳為不可滲透至釋放 層。在披覆及固化或部分固化耐久層之后，其應(yīng)為勉強(qiáng)相容或不相容于釋放層。黏合劑及諸 如增稠劑、表面活化劑、分散劑、UV安定劑或抗氧化劑的添加物可運用，以控制流變性、濕潤 性、披覆性質(zhì)、風(fēng)化性能、與老化性質(zhì)。諸如氧化硅、A1203、TiO2, CaCO3、微晶體蠟或聚乙烯、 Teflon或其它潤滑粒子的填充劑亦可添加，以改良例如該耐久層的抗刮力與硬度。耐久層 的厚度通常為約2微米至約20微米，且較佳為約3微米至約12微米。耐久層(若存在)較佳于一窗區(qū)域為透明。除了上述的材料之外，針對于選用式耐久層的其它適合的組成物揭示于美國專利 公開案第2005-0181204、2005-0171292與2006-0093813號，其內(nèi)容以參照方式而整體納入 于本文。舉例而言，美國專利公開案第2005-0181204號揭示一種耐久層組成物，其包含一 可熱交聯(lián)及光化學(xué)或可接自由基的聚合物、一熱交聯(lián)劑及一輻射可固化的多官能基單體或 低聚物；美國專利公開案第2005-0171292號揭示一種耐久層組成物，其包含具有用于熱 交聯(lián)的至少一個羰酸或酸酐官能基與至少一個UV交聯(lián)官能基的一聚合物或共聚合物；且 美國專利公開案第2006-0093813號揭示一種耐久層組成物，其包含一胺基交聯(lián)劑、具有 反應(yīng)于胺基交聯(lián)劑的至少一個官能基的一可UV固化單體或低聚物、一酸催化劑、及一光引 發(fā)劑。黏著層25納入至該模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔以提供功能性元件M至模制物體表面的最佳 化的黏著性。黏著層可由諸如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚胺酯、 聚酯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚合物(EVA，ethylene vinyl acetate)、熱塑 性彈性體或類似的材料、或是其共聚合物、混合物或復(fù)合物的一材料所形成。諸如聚胺酯與 聚酰胺的熱熔合或熱活化的黏著劑極佳。除了以上指出的材料之外，適用于黏著層的一種 組成物揭示于美國專利公開案第2006-0019088號，其內(nèi)容以參照方式而整體納入于本文。 簡言之，黏著層組成物可包含一黏著性的黏合劑與一聚合微粒材料。黏著層的厚度可為從約1微米至約20微米的范圍，較佳為從約2微米至約6微米 的范圍。(II)模內(nèi)插入膜或箔圖2b為一種模內(nèi)插入膜或箔的示意橫截面圖。于此情形，承載層21a將在壓印、疊 合或一模制方法之后而成為完成產(chǎn)品的部分。功能性元件M可通過選用式的黏著層(未 顯示)而施加至承載層21a，且于功能性元件的另一側(cè)以一熱熔合或熱活化的黏著劑25所 覆蓋。施加至承載膜的黏著層并非總是需要的，因為功能性元件可由其本身而黏著至承載 膜。為了容易說明，不同諸層在此申請文件中集體稱作“模內(nèi)插入膜或箔”。上述的段落(I)的模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔或段落(II)的模內(nèi)插入膜或箔可為單片 (sheet)的形式或為一卷(roll)的形式。(III)物體的制造于圖3a中說明了一種典型的模內(nèi)的轉(zhuǎn)移方法。于模制方法中，模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔于 連續(xù)饋送至一模制機(jī)器的一卷或網(wǎng)(web)上。模具30可為用于物體36b的一種注入或壓 縮模具。于模制期間，模具閉合且用于形成物體的熔化的塑料通過注入噴嘴與流道而注入 至模具腔部36a。在模制之后，功能性元件與耐久層(若存在)轉(zhuǎn)移到模制的物體上。模制 的物體自該模具移除。承載層31與釋放層32同時被移除，于物體的表面的最頂層留下耐 久層33 (若存在)，且功能性元件34嵌入其下面而作為物體的整體部分。層35為一黏著 層。若耐久層不存在，功能性元件將為暴露且其可為直接連接至一電源或其它的電子 構(gòu)件。若耐久層存在，于耐久層上可能具有孔，功能性元件通過各個孔而可接線至一電源或 其它的電子構(gòu)件。
欲利于轉(zhuǎn)移膜或箔的對準(zhǔn)至模具，該卷或網(wǎng)可事先印有對準(zhǔn)記號且連續(xù)饋送至模 具，及通過例如一光學(xué)傳感器而對準(zhǔn)。在如圖北所示的一種模內(nèi)插入方法中，一模內(nèi)插入膜或箔首先被切割為一適當(dāng) 的尺寸與形狀且接著插入至一模具30。模內(nèi)插入膜或箔如圖所示為置放于模具壁部，可選 用于真空下。膜或箔可為手動置放且可運用靜電以利于其插入，或是可機(jī)械化的插入。機(jī) 械化的插入特別有利于大量生產(chǎn)。插入膜或箔的承載層31a接觸于該模具的內(nèi)壁表面。模具接著閉合，且用于形成 物體36b的熔化的塑料通過注入噴嘴與流道而注入至模具腔部36a。于此情形的承載層31a 可成為完成產(chǎn)品的整體部分。選用而言，插入膜或箔可在插入至模具之前而加熱形成某個 形狀及以模具切割(die cut)。適用于形成物體于壓印、疊合或模制方法的塑料材料的實例可包括而不限于熱 塑性材料，諸如聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸、聚砜、聚芳基酯、聚丙烯氧化物、聚烯烴、丙烯 腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物(ABS，acrylonitrile-butadiene-styrene)、甲基丙烯酸 酉旨一丙煉月青-丁二煉-苯乙煉共聚合物(MABS,methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene)、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸丁酯(PBT，polybutylene terephthalate)、聚對苯二甲 酸乙酯(PET)、聚胺酯、與其它的熱塑性彈性體或其混合物；及熱固性材料，諸如反應(yīng)注入 模制等級的聚胺酯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、乙烯基酯、或其復(fù)合物、預(yù)浸物(prepreg)、與混 合物。運用于這兩種形式的制造方法的其中任一種的模具必須設(shè)計為可使功能性元件 插入或轉(zhuǎn)移。閘位置必須允許功能性元件上壓于模具腔部以確保適當(dāng)?shù)臒徂D(zhuǎn)移。再者，模 具必須設(shè)計為使得模制后的功能性元件可容易連接至一電源。此外，模具流量與填料分析 應(yīng)在模具材料切割之前而實行。一模具冷卻分析亦應(yīng)考慮，以使得于模具中的熱點為最少。 最后，模具溫度與壓力設(shè)定必須考慮該功能性元件的存在。圖如具有嵌入于其表面的功能性元件的一種固態(tài)物體的橫截面圖。物體40可 具有連接腔部，其形式為如圖所示于本體的開孔或槽41，以允許功能性元件42連接至一電 源。功能性元件至電源的連接為通過諸孔或槽而安排路線。一撓曲纜線44或其它形式的可撓曲的連接配件可通過導(dǎo)電性的黏著劑45或 機(jī)械式夾持而附接至功能性元件，導(dǎo)電性的黏著劑45諸如為異向性的導(dǎo)電膜(ACF， anisotropic conductive film)、導(dǎo)電性的壓力靈敏黏著劑(PSA, pressure sensitive adhesive)或銀涂料。圖4b說明了一種鈕扣式(snap-in)插頭46，其可進(jìn)而插入以穩(wěn)固結(jié)合面，且加強(qiáng) 功能性元件與電源之間的連接可靠度。通過吹噴模制或加熱成形以形成本發(fā)明的物體亦為可能，以建立一容納電路的內(nèi) 腔。針對于通過吹噴模制或加熱成形以制造一物體，轉(zhuǎn)移或插入膜或箔先置放至一打開模 具中，且通過例如真空或張力而保持于定位，然后再關(guān)閉模具。用于形成物體的塑料材料為 加熱成形或吹噴至模具里。如同于注入或壓縮模制方法，功能性元件嵌入于模制的物體表面。形成的物體表面可具有抗眩光、抗反射或無光澤、光澤或粗面的特征。舉例而言， 表面特征可通過模具本身的表面設(shè)計或處理而達(dá)成。替代而言，表面特征可通過實行于承載基板的化學(xué)蝕刻或噴砂而達(dá)成，此乃當(dāng)釋放層為不存在，此允許該承載基板維持作為模 制物體的頂表面。于注入模制期間，表面特征轉(zhuǎn)移至模制的物體。在注入模制之后而施加表面特征至模制的物體亦為可能。舉例而言，具有粗糙與 光澤面的一轉(zhuǎn)移層可疊合于模制的物體上，以傳遞表面紋理至該物體的表面。于此情形，轉(zhuǎn) 移層可具有由砂紙、非編織式織品或類似的材料或通過噴砂或化學(xué)蝕刻所形成的粗糙面， 以及具有通過印刷一樹脂層于其上所形成的光澤面。替代而言，轉(zhuǎn)移層的粗糙面可通過于 光澤的塑料膜上印刷一油墨而形成。進(jìn)一步替代而言，模制物體的表面特征可通過披覆一 粗糙度轉(zhuǎn)移膜于其上以建立粗糙區(qū)域，隨后部分披覆一透明轉(zhuǎn)移膜于該粗糙區(qū)域以建立光 澤區(qū)域而達(dá)成。粗糙度轉(zhuǎn)移膜可具有一薄金屬膜層以提供期望的紋理。首先通過一薄金屬 膜層而部分披覆整個表面、隨后形成一抗蝕層于該金屬膜要保留處的區(qū)域、通過酸或堿而 蝕刻該表面、且最后移除該抗蝕層，亦可以達(dá)成期望的粗糙度于一模制物體的表面。(IV)功能件元件于運用時，物體可保持在該功能性元件被使用者所看見或看不見的方式。如上所述，適用于本發(fā)明的功能性元件可包括能夠?qū)嵭幸还δ艿娜魏蔚碾姎饣驒C(jī) 械元件。通過諸如疊合、電鍍、濺鍍、蒸汽沉積、真空沉積或其組合的種種的方法，諸如導(dǎo)電 性或半導(dǎo)電性的電氣線路的電子設(shè)計可施加至于模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔的釋放層、耐久層(若存 在)、或黏著或系緊披覆層，或是施加至模內(nèi)插入膜或箔的承載層。于一個實施例，于基板層的導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的圖案涉及一種光蝕印方法的運 用。此亦可通過直接印刷而達(dá)成，諸如絲網(wǎng)、凹版或橡皮版或平版印刷。替代而言，導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的圖案的形成可通過如于美國專利公告公開案第 2003-0203101與US 2004-0131779號所揭示的任一種方法而達(dá)成，這兩件公告的內(nèi)容以參 照方式而整體納入于本文。舉例而言，導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的圖案的形成可通過一種“正像印刷”方法而實施。 于此種方法，一“正像”建立于一模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔的耐久層(若存在)或于黏著或系緊披覆 層或是于一模內(nèi)插入膜或箔的承載層，此乃通過用難以剝除自該層的材料印刷在對應(yīng)于一 期望圖案的區(qū)域。任何油墨或可印刷材料可運用，其具有特征在于后續(xù)沉積的導(dǎo)電性或 半導(dǎo)電性的膜相較于其附著至該層而更為強(qiáng)力附著至該油墨或印刷材料。印刷可通過任何 的印刷技術(shù)而實施，諸如橡皮版、干膠印(driographic)、電子照相、或平版印刷。其它的 印刷技術(shù)亦可適用，諸如壓印、絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、噴墨印刷或加熱印刷。在“正像”形成 后，一導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料沉積于該層的圖案化的表面。在導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料 的沉積后，在未由油墨或可印刷材料所覆蓋區(qū)域的導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料以一種剝除方 法而移除以顯露圖案。該剝除可通過運用一種剝除溶劑(其可為一水性或有機(jī)溶劑)而實 施，剝除溶劑能夠移除直接形成于該層的導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料。替代而言，該剝除可通 過機(jī)械方式而實施。亦可通過一種“負(fù)像印刷”方法而實施，的在一模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔的耐久層或黏著或 系緊披覆層或是于一模內(nèi)插入膜或箔的承載層形成導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的圖案，。于此種方 法，一屏蔽覆層或油墨首先印刷于該層以建立期望圖案的一“負(fù)像”。換言之，屏蔽覆層或油 墨印刷于該導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性材料將不存在的區(qū)域。本質(zhì)而言，油墨圖案作為針對后續(xù)沉積導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性材料的一屏蔽。任何適合的印刷技術(shù)可運用以印刷負(fù)像于該層，諸如 橡皮版、干膠印、電子照相、或平版印刷。于某些應(yīng)用，其它的印刷技術(shù)可適用，諸如壓印、 絲網(wǎng)印刷、凹版印刷、噴墨印刷或加熱印刷，視所期望的分辨率而定。在“負(fù)像”形成后，一 導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料沉積于該層的圖案化的表面。于一個實施例，運用蒸汽沉積以沉 積導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料于該層的圖案化側(cè)。于一個替代實施例，導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的 材料沉積是通過濺鍍披覆導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料于該層的圖案化側(cè)。屏蔽覆層或油墨最 后剝除自該導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料已沉積的該層的圖案化側(cè)。覆層/油墨的剝除具有效 應(yīng)為剝除所形成的印刷負(fù)像，以及剝除沉積于該層有覆層/油墨的區(qū)域的導(dǎo)電性或半導(dǎo) 電性的材料部分。結(jié)果，剝除溶劑能夠剝除該覆層/油墨圖案與形成于該覆層/油墨圖案 頂表面的導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料，即使剝除步驟實行在該導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的材料沉積 后。導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的圖案可運用作為介于至少兩個功能性元件之間的互連件，或 作為針對于同個功能性元件的連接線路。導(dǎo)電性或半導(dǎo)電性的圖案亦可實行天線或電磁屏 蔽的功能。功能性元件本身可為剛性，雖然其較佳為可撓性/可變形。(V)裝飾件設(shè)計的施加文字及/或圖像設(shè)計亦可出現(xiàn)于物體的表面。最常見的設(shè)計包括廠牌名稱、標(biāo)志 或符號或其它裝飾性設(shè)計。用于附加裝飾性設(shè)計的傳統(tǒng)方法包括絲網(wǎng)印刷、打印、熱壓印、疊合與涂繪。此等 方法歷來為模制后的作業(yè)，其需要額外的處理步驟。近年來，已經(jīng)運用替代的裝飾方法，諸如以上所述的模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔或是模內(nèi)插 入膜或箔。裝飾性設(shè)計與功能性元件可均存在于該膜或箔中。舉例而言，裝飾性設(shè)計可印刷 于模內(nèi)轉(zhuǎn)移或插入膜或箔的一適當(dāng)層。用于裝飾性設(shè)計的適合的材料可包括油墨、金屬、 金屬氧化物、無機(jī)粉末或類似者。裝飾性設(shè)計可在功能性元件附加至該膜或箔之前或之后 而形成/印刷。裝飾性設(shè)計亦可通過加熱成形而形成。于此情形，通常在一模具中對一 ABS、聚 苯乙烯、或PVC片加熱成形。替代而言，裝飾性層可通過高壓成形而形成，此涉及運用高 壓空氣以于一膜產(chǎn)生裝飾性設(shè)計。裝飾性層亦可通過液壓成形而形成，其中，一液壓囊 (bladder)(而非空氣)作為成形機(jī)構(gòu)。于一個設(shè)計，裝飾性設(shè)計并未與功能性元件重疊于物體的表面。替代而言，裝飾性 設(shè)計可與功能性元件為重疊或部分重疊。舉例而言，功能性元件可為位于一裝飾性圖案的 頂部或部分于其頂部，或是功能性元件可位于一裝飾性圖案的下方或部分于其下方。于后 者情形，裝飾性圖案可見，而在裝飾性圖案的下方的功能性元件連接至接線或連接器?？蛇\ 用此等選項中的任一個，視所期望的應(yīng)用或效應(yīng)而定。亦為可能的是裝飾性圖案與功能性元件位于兩個分離的膜或箔。具有裝飾性圖 案的膜或箔較佳為具有一耐久層，而針對于具有功能性元件的膜或箔，耐久層為選用式。在 注入過程之前，裝飾性膜或箔與功能性元件膜或箔置放于模具的不同位置。(VI)顯示面板一顯示面板亦可存在為顯現(xiàn)于物體上。雖然本發(fā)明涵蓋所有的顯示器形式，有利的為運用基于塑料的顯示面板，諸如聚合物分布式液晶顯示器(PDLC，polymer dispersed liquid crystal display)、月旦固酉享液晶 H示器(ChLCD，cholesteric liquid crystal display)、有機(jī)發(fā)光裝置(OLED, organic light emittingdevice)、電泳顯示器(EPD， electrophoretic display)、基于塑料的LCD、或是基于其它粒子的顯示器。顯示面板可疊合于物體表面的頂部。替代而言，顯示面板亦可嵌入于物體表面。用 于達(dá)成嵌入一顯示面板于一物體表面的方法揭示于美國專利公開案第2005-0163940號， 其內(nèi)容以參照方式而整體納入于本文。圖5為本發(fā)明一實施例的轉(zhuǎn)印工藝的流程圖，而圖6至圖9為圖5的轉(zhuǎn)印工藝的部 分步驟。請參照圖5與圖6，本實施例的轉(zhuǎn)印工藝是先于一制造平臺60上放置一物體50，步 驟S10。物體50的材質(zhì)例如是選自于聚碳酸酯、聚丙烯、壓克力、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共 聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚縮醛或這些材質(zhì)的組 合，亦或是其它材質(zhì)。另外，物體50也可以是只有后續(xù)將與轉(zhuǎn)印膜接觸的部分的材質(zhì)是選 自于聚碳酸酯、聚丙烯、壓克力、苯乙烯甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯、 聚苯乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚縮醛或這些材質(zhì)的組合。當(dāng)物體50是以射出成型方 式制成時，可選擇將物體50與部分的模具70 —同放置于制造平臺60上。接著參照圖5與圖7，于物體50上放置一轉(zhuǎn)印膜100，步驟S20。選擇性地，制造平 臺60可具有一夾具62，用以在轉(zhuǎn)印膜100被放置于物體50上之后，將轉(zhuǎn)印膜100固定于物 體50上。接著參照圖5與圖8，以一工具80加熱加壓轉(zhuǎn)印膜100，使得轉(zhuǎn)印膜100受工具80 加熱加壓的部分貼附于物體50，步驟S40。本實施例的工具80是以一滾輪為例，工具80是 以定向方式在轉(zhuǎn)印膜100上滾壓并加熱轉(zhuǎn)印膜100。然而，工具80也可以是其它適當(dāng)?shù)墓?具而不限定為滾輪。本實施例中以工具80加熱加壓轉(zhuǎn)印膜100的步驟是于80°C至250°C 進(jìn)行。此外，轉(zhuǎn)印膜100受工具80加熱加壓的部分例如是貼附于物體50的一平坦表面52。接著參照圖5與圖9，將轉(zhuǎn)印膜100與物體50放置于一反應(yīng)室90，步驟S50。然 后，抽氣以使反應(yīng)室90呈真空狀態(tài)，并使轉(zhuǎn)印膜100未受工具80 (繪示于圖8)加熱加壓的 部分貼附于物體50，步驟S60。至此，大致完成本實施例的轉(zhuǎn)印工藝。在抽氣以使反應(yīng)室90 呈真空時，反應(yīng)室90的溫度例如是50°C至300°C。此工藝溫度低于習(xí)知模內(nèi)裝飾技術(shù)的工 藝溫度，可降低元件損毀的可能性。此外，轉(zhuǎn)印膜100未受工具80(繪示于圖8)加熱加壓 的部分例如是貼附于物體50的一非平坦表面M。平坦表面52與非平坦表面M的連接處 的夾角可介于10度至90度。換言之，本實施例的轉(zhuǎn)印工藝不僅可將轉(zhuǎn)印膜100轉(zhuǎn)印至物 體50的平坦表面52，更可將轉(zhuǎn)印膜100轉(zhuǎn)印至物體50的非平坦表面M。同時，還不易出 現(xiàn)轉(zhuǎn)印的圖文龜裂、轉(zhuǎn)印膜100產(chǎn)生皺褶及轉(zhuǎn)印膜100與物體50之間存在氣泡等問題。另 外，制造平臺60例如具有一真空管道64，以通過真空管道64進(jìn)行抽氣而使反應(yīng)室90呈真 空。制造平臺60與反應(yīng)室90可以是屬于同一機(jī)臺。在第5圖所示的轉(zhuǎn)印工藝中，轉(zhuǎn)印膜100(標(biāo)示于圖6)可以是圖加或圖2b的實 施例所說明的模內(nèi)轉(zhuǎn)移膜或箔。或者，轉(zhuǎn)印膜100也可以不包含圖加中的功能性元件M。 又或者，轉(zhuǎn)印膜100也可以如圖10所示。圖10的轉(zhuǎn)印膜100包括一暫時承載層110、一釋放層120、一功能性元件130以及 一接著層140。選擇性地，轉(zhuǎn)印膜100還可包括一耐久層160與一油墨層170。暫時承載層110、釋放層120、功能性元件130、耐久層160及接著層140的材質(zhì)都可以與圖加的實施例 相同。功能性元件130可為一集成電路或其它功能性元件。釋放層120配置于暫時承載層 110上。耐久層160配置于釋放層120上，功能性元件130與油墨層170配置于耐久層160 上，且功能性元件130可內(nèi)嵌于油墨層170。轉(zhuǎn)印膜100被放置于物體50 (標(biāo)示于圖6)上 時，暫時承載層110可位于最外側(cè)。請參照圖5、圖9與圖10，在使轉(zhuǎn)印膜100未受工具80加熱加壓的部分貼附于物 體50后，可將暫時承載層110與釋放層120移除，并將耐久層160、油墨層170、功能性元件 130與接著層140保留于物體50上，步驟S70。圖11為本發(fā)明另一實施例的轉(zhuǎn)印工藝的流程圖，而圖12為圖11的轉(zhuǎn)印工藝的部 分步驟。請參照圖11與圖12，本實施例的轉(zhuǎn)印工藝與圖5的轉(zhuǎn)印工藝相似，差異在于本實 施例的轉(zhuǎn)印工藝中，在放置轉(zhuǎn)印膜100于物體50上之前，還包括于物體50上放置一功能性 元件132。功能性元件132位于轉(zhuǎn)印膜100與物體50之間。換言之，功能性元件132并非 嵌置于轉(zhuǎn)印膜100內(nèi)，功能性元件132與轉(zhuǎn)印膜100是個別獨立的構(gòu)件。相較于傳統(tǒng)模內(nèi)裝飾技術(shù)，以圖5與圖11的轉(zhuǎn)印工藝加工過的本發(fā)明的一實施例 的物體，具有較佳的可靠度與外觀。盡管本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于其特定實施例而描述，要了解的是種種的變化可作成且等 效內(nèi)容可代用而未脫離本發(fā)明的真正精神與范疇。此外，諸多修改可作成以適用于一特定 情況。所有修改均涵蓋在本發(fā)明的范疇內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種物體，具有嵌入于其頂表面的一功能性元件。
2.如權(quán)利要求1所述的物體，其中，該物體通過模制、壓印、疊合、或其組合所形成。
3.如權(quán)利要求1所述的物體，其中，該物體由一材料所形成，該材料選自下列材料所組 成的群組熱塑性材料、熱塑性彈性體、熱固性材料、與其混合物、預(yù)浸物或復(fù)合物。
4.如權(quán)利要求1所述的物體，其中，該功能性元件為一光學(xué)構(gòu)件、光學(xué)裝置、波導(dǎo)、電 子設(shè)計、電子構(gòu)件、顯示構(gòu)件、背光構(gòu)件、喇叭、麥克風(fēng)、按鈕、觸碰式面板、觸碰式墊、或連接ο
5.如權(quán)利要求4所述的物體，其中，該電子構(gòu)件為集成電路、印刷電路、晶體管、二極 管、電阻器、電感器、電容器、天線、RFID收發(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。
6.一種模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或箔，其還包含一暫時承載層、一釋放層、一功能性元件、 一黏著或系緊層、以及一選用式耐久層。
7.如權(quán)利要求6所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或箔，其中，該選用式耐久層由一輻射可固 化的多官能基丙烯酸酯、環(huán)氧化物、乙烯基酯、二烯丙基鄰苯二甲酸、乙烯醚、或其混合物所 形成。
8.如權(quán)利要求6所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或箔，其中，該選用式耐久層包含一溶膠-凝 膠硅酸鹽或鈦酯。
9.如權(quán)利要求6所述的模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或箔，其中，該膜或箔呈卷的形式。
10.一種模內(nèi)顯示器插入膜或箔，其包含一承載層、一功能性元件、與一黏著層。
11.一種用于制造物體的方法，該物體具有嵌入于其頂表面的一功能性元件，該方法包 含(a)形成一模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或箔，其包含一暫時承載層、一釋放層、一功能性元件、一 黏著層與一選用式耐久層；(b)饋送該模內(nèi)顯示器轉(zhuǎn)移膜或箔至一模具里，該暫時承載層 接觸于該模具的內(nèi)表面；(c)注入一塑料材料至該模具里以形成該物體，或是借助于該模 具里的塑料材料而加熱成形、吹噴模制或壓縮成形該物體；(d)自該模具移除所形成的物 體；及(e)同時移除該暫時承載層與釋放層。
12.一種用于制造物體的方法，該物體具有嵌入于其表面的一功能性元件，該方法包 含(a)形成一模內(nèi)顯示器插入膜或箔，其包含一承載層、一功能性元件、與一黏著層；(b) 插入該模內(nèi)顯示器插入膜或箔至一模具里，該承載層接觸于該模具的內(nèi)表面；(c)注入一 塑料材料至該模具里以形成該物體，或是借助于該模具里的塑料材料而加熱成形、吹噴模 制或壓縮成形該物體；及(d)自該模具移除所形成的物體。
13.一種轉(zhuǎn)印工藝，包括 于一制造平臺上放置一物體； 于該物體上放置一轉(zhuǎn)印膜；以一工具加熱加壓該轉(zhuǎn)印膜，使得該轉(zhuǎn)印膜受該工具加熱加壓的部分貼附于該物體； 將該轉(zhuǎn)印膜與該物體放置于一反應(yīng)室；以及抽氣以使該反應(yīng)室呈真空狀態(tài)，并使該轉(zhuǎn)印膜未受該工具加熱加壓的部分貼附于該物體。
14.如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)印工藝，其中該轉(zhuǎn)印膜包括一暫時承載層；一釋放層，配置于該暫時承載層上；一功能性元件，配置于該釋放層上；以及一接著層，配置于該釋放層上，其中該轉(zhuǎn)印膜被放置于該物體上時，該功能性元件及該 接著層位于該物體與該暫時承載層之間。
15.如權(quán)利要求14所述的轉(zhuǎn)印工藝，其中該轉(zhuǎn)印膜還包括一耐久層，該耐久層配置于 該釋放層上，而該功能性元件及該接著層配置于該耐久層上。
16.如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)印工藝，其中在該于該物體上放置該轉(zhuǎn)印膜之前，還包括 于該物體上放置一功能性元件，其中該功能性元件位于該轉(zhuǎn)印膜與該物體之間。
17.如權(quán)利要求14或16所述的轉(zhuǎn)印工藝，其中該功能性元件為一集成電路。
18.如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)印工藝，其中抽氣以使該反應(yīng)室呈真空狀態(tài)時，該反應(yīng)室 的溫度為50°C至300°C。
19.如權(quán)利要求13所述的轉(zhuǎn)印工藝，其中該轉(zhuǎn)印膜受該工具加熱加壓的部分是貼附于 該物體的一平坦表面，而該轉(zhuǎn)印膜未受該工具加熱加壓的部分貼附于該物體的一非平坦表 面，該平坦表面與該非平坦表面的連接處的夾角介于10度至90度。
20.一種經(jīng)過如權(quán)利要求13至19中任一項所述的轉(zhuǎn)印工藝加工的物體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有嵌入于其頂表面的功能性元件的物體的制造方法、轉(zhuǎn)印工藝與物體。該物體概括為通過模制、壓印、疊合、或其組合所形成。功能性元件包括其能夠?qū)嵭幸还δ艿娜魏蔚碾姎饣驒C(jī)械元件。
文檔編號B41M3/12GK102126369SQ201010004
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者侯豐歡, 廖志遠(yuǎn), 王順程, 黃世敏 申請人:鑼洋科技股份有限公司