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WO2020020883A1 - Verfahren zur herstellung eines mindestens eine elektronische komponente aufweisenden extrusionsprofils - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines mindestens eine elektronische komponente aufweisenden extrusionsprofils Download PDF

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Publication number
WO2020020883A1
WO2020020883A1 PCT/EP2019/069793 EP2019069793W WO2020020883A1 WO 2020020883 A1 WO2020020883 A1 WO 2020020883A1 EP 2019069793 W EP2019069793 W EP 2019069793W WO 2020020883 A1 WO2020020883 A1 WO 2020020883A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electronic component
structural layer
extrusion profile
electrical conductor
extrusion
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/069793
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Eibl
Ansgar NIEHOFF
Constanze Ranfeld
Steven Schmidt
Amin SHABANI
Original Assignee
Rehau Ag + Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rehau Ag + Co filed Critical Rehau Ag + Co
Publication of WO2020020883A1 publication Critical patent/WO2020020883A1/de

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    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/15Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. extrusion moulding around inserts
    • B29C48/154Coating solid articles, i.e. non-hollow articles
    • B29C48/155Partial coating thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S4/00Lighting devices or systems using a string or strip of light sources
    • F21S4/20Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports
    • F21S4/22Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports flexible or deformable, e.g. into a curved shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V15/00Protecting lighting devices from damage
    • F21V15/01Housings, e.g. material or assembling of housing parts
    • F21V15/013Housings, e.g. material or assembling of housing parts the housing being an extrusion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an extrusion profile having at least one electronic component, a structural layer of the extrusion profile being extruded first, after which the electronic component, preferably as film-like tape, is expediently applied to the structural layer in a cohesive manner, e.g. is laminated on, and wherein the electronic component, preferably oriented in the form of a strand in the direction of extrusion, has at least one connection element for the electrical power supply.
  • touch foils are laminated onto the back of plastic components.
  • the touch foil is regularly connected to a central evaluation unit and a power supply.
  • the surface of the plastic component thus becomes a touch control panel, which can be used, for example, to control electrical consumers. Up to a certain length of the component (approx. 60 cm) only a central evaluation unit is required.
  • touch foils can also be laminated onto endless profiles.
  • Printed electronics is a new form of electronic components (eg OLED lighting elements) that are very thin, light and flexible. This enables new applications, for example through integration into previously inaccessible processes. So far, these new types of components have generally been processed using batch processes. More recent approaches envisage integrating OLEDs into extrusion products (eg edge bands, surface lights, etc.) ⁇ The length of the electrified extrudates should be cut as required.
  • the OLEDs are fed into the extrusion process as roll goods or individually on a roll roll carrier. After extrusion, the OLEDs are completely enclosed with the corresponding polymer. In order to be able to produce the functionality, the surrounding polymer must be opened so that the electrical connection elements of the OLEDs are accessible. However, this is problematic since the connecting elements have only a very small thickness and can therefore be easily damaged during mechanical processing to remove the polymer as desired (eg drilling, milling or punching).
  • the invention has for its object to provide a method with the features described above, which enables simplified electrical contacting of the connection element.
  • the object is achieved in that an electrically conductive, powdery or flowable substance is applied, in particular printed or sintered, to the connection element by means of a layering process, so that the at least one electrical conductor track resulting from the layering process is used for electrical connection points of the extrusion profile for forms the electronic component.
  • the flowable substance can be liquid or also pasty.
  • the substance can be, for example, an electrically conductive ink that is printed on the connection element.
  • screen printing, gravure and flexographic printing can be used as the printing process.
  • digital layering processes such as digital printing, dispensing or sintering processes, are also within the scope of the invention.
  • the electrical conductor track can be designed as an electrode.
  • the electrical conductor track represents a mechanical protective cover for the connection element.
  • the electrical conductor track is mechanically comparatively robust and provides a large contact available.
  • the electrical conductor track in particular when it is applied continuously along the structural layer, permits position-independent electrical contacting of the extrusion profile.
  • the electrical conductor track can supply the electronic component with current and / or data.
  • the electrical conductor track expediently has a layer thickness of at least 200 nm, in particular at least 1 pm. It is also within the scope of the invention that the electrically conductive substance contains electrically conductive particles with an average grain size of at most 5 pm, preferably at most 100 nm.
  • the electronic component is preferably designed to be light-emitting, in particular as an OLED or LED.
  • other electronic components such as e.g. Displays, sensors, in particular touch-sensitive foils or the like.
  • the electronic component expediently has at least two connection elements, and at least two electrical conductor tracks spaced apart from one another and preferably running parallel in the extrusion direction are provided for electrically contacting these connection elements.
  • the electronic component can be applied to the back of the structural layer.
  • the extrusion profile expediently comprises a plurality of electronic components arranged one behind the other in the extrusion direction. These can e.g. exist coherently as film-like tape goods or roll goods.
  • the rear side of the structural layer is provided with an adhesive material, preferably an adhesive (e.g. hot melt adhesive).
  • the adhesive material can also contain or consist of a copolymer, preferably a graft copolymer, particularly preferably a maleic anhydride-grafted polypropylene.
  • the adhesive material can also contain laser pigments so that it can be activated by means of laser radiation.
  • the adhesive material is expediently extruded or else liquid, e.g. by means of a dispenser. Subsequent activation of the adhesive martial allows the extrusion profile to be attached to other objects, e.g. Furniture panels, doors, windows or the like can be attached.
  • the adhesive material is expediently applied to the structural layer on both sides at the edge (possibly only on the edge) and thereby frames the electronic component provided with the electrical conductor track.
  • the electronic component is preferably first connected to the structural layer and then the connecting element of the electronic component is provided with the electrical conductor track.
  • This has the advantage that the extrusion of the structural layer on the one hand and the layering process on the other hand are decoupled from one another and can each be optimized in terms of process technology. It is also advantageous in terms of production technology if the structure layer serves as a stabilizing base under the electronic component to be coated during the layering process.
  • the connection between the structural layer and the electronic component can e.g. be produced by means of lamination or lamination.
  • the connecting element expediently has a cross-sectional thickness of at most 20 pm, preferably at most 2 pm.
  • the structural layer can have a cross-sectional thickness of at least 200 pm, preferably at least 500 pm.
  • the connection element is thus very thin compared to the structural layer.
  • the cross-sectional width B of the structural layer is expediently more than 0.5 cm, in particular more than 2 cm, e.g. 0.5 to 10 cm or 2 to 10 cm.
  • the structural layer is expediently designed as a, preferably transparent or translucent, plastic layer.
  • the transparency of the structure layer is particularly expedient if the electronic component is light-emitting (for example LED, OLED) and has been applied to the structure layer on the back.
  • the plastic layer can contain PMMA and / or PC and / or PP and / or PET and / or TPU and / or EVA or made of PMMA and / or PC and / or PP and / or PET and / or TPU and / or EVA exist.
  • a preferably rear cavity is formed in the structure layer - expediently during extrusion - which forms a receiving recess for the electronic component.
  • the cross-sectional shape of the cavity is expediently adapted to the cross-sectional shape of the electronic component. In particular, a flush termination between the electrical component and the surface of the structural layer can thus be produced.
  • this can simplify the layering process according to the invention on the connection element in terms of production technology.
  • extrusion profiles produced with the method according to the invention can be used in a variety of ways, for example as an edge band for furniture panels, as a door or window component, as a lighting element in motor vehicle or aircraft applications (for example light lens or room lighting) or as a labeling strip for supermarket shelves.
  • the extrusion profile can be designed as a luminous edge band, which is mounted on a narrow side of a table top for the purpose of generating atmospheric lighting.
  • the fields of application of the extrusion profile are not limited to the aforementioned applications.
  • the invention also relates to an extrusion profile produced using the above-described method according to the invention.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention in one of Fig. 1 d corresponding
  • Presentation. 1a to 1d show sequentially each in cross-section a method for producing an extrusion profile 2 having several electronic components 1 arranged one behind the other in the extrusion direction x (see FIGS. 2a-2c).
  • a structural layer 30 of the extrusion profile 2 is first extruded from a plastic material by means of an extrusion device (not shown) (FIG. 1 a).
  • the lined up electronic components 1, which in the exemplary embodiment are present as film-like tape goods are applied to the structural layer 30, for example by lamination.
  • the electronic components 1, one behind the other in the form of a strand in the direction of extrusion x each have two connection elements 3 in the form of a positive and a negative pole for the electrical power supply (see FIG. 2a).
  • an electrically conductive, powdery or flowable, in particular liquid or pasty substance 70 is applied to the connection elements 3 by means of a layering process (not shown in more detail) —printed or sintered on in the exemplary embodiment — so that the two resulting from the layering process , electrical conductor tracks 50 (see FIG. 2 b) aligned in the extrusion direction x form electrical connection points of the extrusion profile 2 for the electronic components 1.
  • the substance 70 can be, for example, an electrically conductive ink that is printed on the connection elements 3. Screen printing, gravure and also flexo printing or digital printing processes can be used as the printing process.
  • a drying process (not shown), e.g. by applying heat to dry the substance 70.
  • the electrical conductor tracks 50 can be designed as electrodes and can now supply the electronic components 1 with current and / or data. 2b, c that the electrical conductor tracks 50 electrically connect the electronic components 1 arranged one behind the other.
  • the electrical conductor tracks 50 have a layer thickness s of at least 200 nm, e.g. 500 nm to 1 pm.
  • the width b of the electrical conductor tracks is at least 1 mm, e.g. 2 mm to 5 mm.
  • the electrically conductive substance 70 contains electrically conductive particles (not shown) with an average grain size of at most 5 pm, e.g. 100 nm to 1 pm.
  • the electronic components 1 can be designed to emit light, in particular as an OLED or LED. However, other electronic components, such as displays, sensors, in particular touch-sensitive foils or the like, are also within the scope of the invention. As can be seen from FIGS. 2a-c, the electronic components each have two connection elements 3 on (positive and negative pole) and for electrical contacting of these connection elements 3, two electrical conductor tracks 50 spaced apart from one another and running parallel in the extrusion direction x are provided. It can also be seen that the electronic components 1 are applied to the back of the structural layer 30 (pointing upwards in FIGS. 1 a - d).
  • the rear side of the structural layer 30 is additionally coated with an adhesive material 6, e.g. a hot melt adhesive (Fig. 1 d).
  • the adhesive material 6 can also contain or consist of a copolymer, preferably a graft copolymer, particularly preferably a maleic anhydride-grafted polypropylene.
  • the adhesive material 6 can also contain laser pigments in order to be able to be activated by means of laser radiation.
  • the adhesive material 6 can be extruded or else liquid, e.g. by means of a dispenser, applied to the structure layer 30 or to the electronic components 1.
  • the production process of the extrusion profile 2 can also be ended in the state according to FIG. 1c. Any necessary attachment of the profile 2 to other objects can then e.g. through a subsequent application of an adhesive material, e.g. an adhesive, or in another way (riveting, screwing, etc.).
  • an adhesive material e.g. an adhesive
  • the adhesive material 6 is applied to the structure layer 30 on both sides at the edge in the form of tracks 100 in the extrusion direction x and thereby frames the electronic components 1 provided with the electrical conductor tracks 50 on.
  • another path 100 ′ made of adhesive material 6 is applied directly to the electronic components 1 in the middle between the two electrical conductor paths 50.
  • the webs 100, 100 'each have a width b H of at least 10% of the total width B of the profile 2, for example 1 mm to 6 mm. It can be seen from FIG.
  • the electronic components 1 are first connected to the structural layer 30, e.g. by means of a lamination or lamination process, and then provide the connecting elements 3 of the electronic components 1 with the electrical conductor tracks 50.
  • the connection elements 3 expediently have a cross-sectional thickness d of at most 20 pm, preferably at most 2 pm.
  • the structure layer 30 has a cross-sectional thickness D of at least 200 pm, preferably at least 500 pm.
  • the connection elements 3 are thus made very thin in comparison to the structural layer 30.
  • the cross-sectional width B of the structural layer 30 is more than 0.5 cm, in particular more than 2 cm, e.g. 0.5 to 10 cm or 2 to 10 cm.
  • the finished extrusion profile 2 shown in Fig. 2c can be cut to length between the individual electronic components 1, e.g. along the section line F.
  • the structural layer 30 is designed as a transparent or translucent and thus transparent plastic layer.
  • the electronic components 1 e.g. LED, OLED
  • the plastic layer can e.g. consist of PMMA.
  • a rear cavity 300 is formed in the structural layer 30 - expediently already by means of the extrusion - which forms a receiving recess for the electrical components 1.
  • the cross-sectional shape of the cavity 300 is adapted to the cross-sectional shape of the electronic components 1.
  • a flush seal is thereby produced on the rear side of the extrusion profile 2 between the electrical components 1 and the rear surface of the structural layer 30 (represented by the common plane E ′).
  • extrusion profiles 2 produced with the method according to the invention can be used in a variety of ways, for example as an edge band for narrow sides of furniture components, as a door or window component, as a lighting element in aircraft applications or as a labeling strip for supermarket shelves.
  • the extrusion profile 2 can be designed as a luminous edge band, which is used to create an atmospheric lighting device is mounted on a narrow side of a table top.
  • the areas of application of the extrusion profile 2 are, however, not limited to the aforementioned applications.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens eine elektronische Komponente (1) aufweisenden Extrusionsprofils (2), wobei zunächst eine Strukturschicht (30) des Extrusionsprofils (2) extrudiert wird, wobei danach die elektronische Komponente (1), vorzugsweise als folienartige Bandware, auf die Strukturschicht (30) aufgebracht wird, und wobei die, vorzugsweise strangförmig in Extrusionsrichtung (x) ausgerichtete, elektronische Komponente (1) mindestens ein Anschlusselement (3) zur elektrischen Stromversorgung aufweist. Erfindungsgemäß wird mittels eines Aufschichtvorganges auf das Anschlusselement (3) eine elektrisch leitfähige pulverförmige oder fließfähige Substanz aufgebracht, insbesondere aufgedruckt oder aufgesintert, so dass die durch den Aufschichtvorgang entstehende mindestens eine elektrische Leiterbahn (50) elektrische Anschlussstellen des Extrusionsprofils (2) für die elektronische Komponente (1) bildet.

Description

Verfahren zur Herstellung eines mindestens eine elektronische
Komponente aufweisenden Extrusionsprofils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens eine elektronische Komponente aufweisenden Extrusionsprofils, wobei zunächst eine Strukturschicht des Extrusionsprofils extrudiert wird, wobei danach die elektronische Komponente, vorzugsweise als folienartige Band- ware, auf die Strukturschicht zweckmäßigerweise stoffschlüssig aufgebracht, z.B. aufkaschiert wird, und wobei die, vorzugsweise strangförmig in Extrusionsrichtung ausgerichtete, elektro- nische Komponente mindestens ein Anschlusselement zur elektrischen Stromver- sorgung aufweist.
Im Stand der Technik sind beispielsweise als kapazitive„Touch“-Folien ausgebildete elekt- ronische Komponenten bekannt, die auf die Rückseite von Kunststoffbauteilen kaschiert werden. Die Touch-Folie wird hierbei regelmäßig mit einer zentralen Auswerteeinheit sowie einer Stromversorgung verbunden. Somit wird die Oberfläche des Kunststoffbauteils zu einem Touch-Bedienfeld, mit dem sich beispielsweise elektrische Verbraucher steuern las- sen. Bis zu einer gewissen Länge des Bauteils (ca. 60 cm) wird nur eine zentrale Auswer- teeinheit benötigt. Touchfolien lassen sich prinzipiell auch auf Endlosprofile kaschieren.
Eine Funktionsfähigkeit über beliebige Längen kann hierbei jedoch nur dann gewährleistet werden, wenn in bestimmten Abständen Auswerteeinheiten platziert werden. Das setzt nach dem Stand der Technik voraus, dass sich alle elektronischen Auswerteeinheiten in bestimmten Abständen auf der Folie befinden.
Gedruckte Elektronik ist eine neuartige Form elektronischer Komponenten (z.B. OLED- Leuchtelemente), die sehr dünn, leicht und flexibel ausgebildet sind. Dies ermöglicht neue Anwendungen, z.B. durch eine Integration in bisher dafür nicht zugängliche Verfahren. Die- se neuartigen Komponenten werden bislang in der Regel mittels Batch-Prozessen verarbei- tet. Neuere Ansätze sehen vor, OLEDs in Extrusionsprodukte zu integrieren (z.B. Kantenbän- der, Flächenleuchter etc.)· Die elektrifizierten Extrudate sollen je nach Bedarf in ihrer Länge zuschneidbar sein. Die OLEDs werden als Rollenware oder einzeln auf einem Träger aus Rollenware in den Extrusionsprozess eingefahren. Nach der Extrusion sind die OLEDs komplett mit dem entsprechenden Polymer umschlossen. Um die Funktionalität hersteilen zu können, muss das umschließende Polymer geöffnet werden, damit die elektrischen An- schlusselemente der OLEDs zugänglich sind. Dies ist jedoch problematisch, da die An- schlusselemente nur eine sehr geringe Dicke aufweisen und daher bei einer mechanischen Bearbeitung zum gewünschten Abtrag des Polymers (z.B. Bohren, Fräsen oder Stanzen) leicht beschädigt werden können.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welches eine vereinfachte elektrische Kontaktierung des Anschlusselementes ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mittels eines Aufschichtvorganges auf das Anschlusselement eine elektrisch leitfähige, pulverförmige oder fließfähige Sub- stanz aufgebracht, insbesondere aufgedruckt oder aufgesintert wird, so dass die durch den Aufschichtvorgang entstehende mindestens eine elektrische Leiterbahn elektrische An- schlussstellen des Extrusionsprofils für die elektronische Komponente bildet. Die fließfähige Substanz kann flüssig oder aber auch pastös ausgebildet sein. Bei der Substanz kann es sich beispielsweise um eine elektrisch leitfähige Tinte handeln, die auf das Anschlussele- ment aufgedruckt wird. Als Druckverfahren kommen grundsätzlich beispielsweise Sieb- druck, Tief- und auch Flexodruck infrage. Ebenso liegen aber auch digitale Aufschichtver- fahren, wie z.B. digitale Druck-, Dispens- oder Sinterverfahren im Rahmen der Erfindung. Nach dem Aufschichtvorgang kann ein Trocknungsvorgang zur Trocknung der aufgebrach- ten Substanz, z.B. durch Zufuhr von Wärme oder anderer elektromagnetischer Strahlung zweckmäßig sein. Die elektrische Leiterbahn kann als Elektrode ausgebildet sein. Im Rah- men der Erfindung wurde erkannt, dass eine wesentlich einfachere elektrische Kontaktie- rung des Anschlusselementes im Extrusionsprofil möglich ist, wenn der elektrische An- schluss durch die Auftragung der elektrischen Leiterbahn in seiner Dimension vergrößert und damit mechanisch belastbarer wird. Die elektrische Leiterbahn stellt erfindungsgemäß eine mechanische Schutzabdeckung des Anschlusselementes dar. Die elektrische Leiter- bahn ist mechanisch vergleichsweise robust ausgebildet und stellt eine große Kontaktie- rungsfläche zur Verfügung. Außerdem erlaubt die elektrische Leiterbahn, insbesondere wenn sie kontinuierlich entlang der Strukturschicht aufgetragen wird, eine positionsunab- hängige elektrische Kontaktierung des Extrusionsprofils. Die elektrische Leiterbahn kann die elektronische Komponente mit Strom und/oder Daten versorgen. Die elektrische Leiter- bahn weist zweckmäßigerweise eine Schichtdicke von mindestens 200 nm, insbesondere mindestens 1 pm auf. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass die elektrisch leitfähi ge Substanz elektrisch leitfähige Partikel mit einer durchschnittlichen Korngröße von höchs- tens 5 pm, vorzugsweise höchstens 100 nm enthält.
Vorzugsweise wird die elektronische Komponente lichtemittierend, insbesondere als OLED oder LED, ausgebildet. Im Rahmen der Erfindung liegen jedoch auch andere elektronische Komponenten, wie z.B. Displays, Sensoren, insbesondere touchsensitive Folien oder dergl. Zweckmäßigerweise weist die elektronische Komponente mindestens zwei Anschlussele- mente auf und zur elektrischen Kontaktierung dieser Anschlusselemente werden mindes- tens zwei voneinander beabstandete, vorzugsweise parallel in Extrusionsrichtung verlau- fende, elektrische Leiterbahnen vorgesehen. Insbesondere kann die elektronische Kompo- nente auf die Rückseite der Strukturschicht aufgebracht werden. Zweckmäßigerweise um- fasst das Extrusionsprofil mehrere hintereinander in Extrusionsrichtung angeordnete elekt- ronische Komponenten. Diese können z.B. zusammenhängend als folienartige Bandware bzw. Rollenware vorliegen.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, dass die Rückseite der Strukturschicht mit einem haftfä- higen Material, vorzugsweise einem Klebstoff (z.B. Schmelzklebstoff), versehen wird. Das haftfähige Material kann auch ein Copolymer, vorzugsweise ein Propfcopolymer, besonders bevorzugt ein Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen enthalten bzw. daraus beste- hen. Das haftfähige Material kann ferner Laserpigmente enthalten, um mittels Laserstrah- lung aktivierbar zu sein. Zweckmäßigerweise wird das haftfähige Material durch Extrusion oder aber auch flüssig, z.B. mittels eines Dispensers, aufgetragen. Durch eine nachfolgen- de Aktivierung des haftfähigen Martials kann das Extrusionsprofil an anderen Gegenstän- den, z.B. Möbelplatten, Türen, Fenster oder dergleichen, befestigt werden.
Zweckmäßigerweise wird das haftfähige Material beidseitig am Rand (ggf. lediglich randsei- tig) auf die Strukturschicht aufgetragen wird und rahmt hierdurch die mit der elektrischen Leiterbahn versehene elektronische Komponente ein. Vorzugsweise liegen mindestens eine freie Oberfläche des haftfähigen Materials und mindestens eine freie Oberfläche der elektrischen Leiterbahn zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene, insbe- sondere in einer gemeinsamen Ebene. Dies hat den Vorteil, dass die Kontaktoberfläche der elektrischen Leiterbahn mit der Haftoberfläche des Extrusionsprofils abschließt und somit eine besonders leichte elektrische Kontaktierung der Leiterbahn z.B. mit dem Gegenstand erlaubt, an dem das Extrusionsprofil mit dem haftfähigen Material befestigt wird. Insbeson- dere kann hierdurch eine Sonderbearbeitung der Fläche, an der das Extrusionsprofil befes- tigt wird (z.B. Einbringung von Nuten an der Schmalseite einer Tischplatte oder dergl.), vermieden werden.
Vorzugsweise wird die elektronische Komponente zunächst mit der Strukturschicht verbun- den und danach das Anschlusselement der elektronischen Komponente mit der elektri schen Leiterbahn versehen. Dies hat den Vorteil, dass die Extrusion der Strukturschicht einerseits und Aufschichtvorgang andererseits voneinander entkoppelt sind und jeweils für sich verfahrenstechnisch optimiert werden können. Ferner ist es produktionstechnisch vor- teilhaft, wenn während des Aufschichtvorgangs die Strukturschicht als stabilisierende Un- terlage unter der zu beschichtenden elektronische Komponente dient. Die Verbindung zwi- schen Strukturschicht und elektronischer Komponente kann z.B. mittels Laminierung bzw. Kaschierung hergestellt werden.
Das Anschlusselement weist zweckmäßigerweise eine Querschnittsdicke von höchstens 20pm, vorzugsweise höchstens 2 pm, auf. Ferner kann die Strukturschicht eine Quer- schnittsdicke von mindestens 200 pm, vorzugsweise mindestens 500 pm, aufweisen. Das Anschlusselement ist somit im Vergleich zur Strukturschicht sehr dünn ausgebildet. Die Querschnittsbreite B der Strukturschicht beträgt zweckmäßigerweise mehr als 0,5 cm, ins- besondere mehr als 2 cm, z.B. 0,5 bis 10 cm bzw. 2 bis 10 cm.
Zweckmäßigerweise ist die Strukturschicht als, vorzugsweise transparente oder transluzen- te, Kunststoffschicht ausgebildet. Die Durchsichtigkeit der Strukturschicht ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die elektronische Komponente lichtemittierend ausgebildet ist (z.B. LED, OLED) und rückseitig auf die Strukturschicht aufgebracht wurde. So kann z.B. die Kunststoffschicht PMMA und/oder PC und/oder PP und/oder PET und/oder TPU und/oder EVA enthalten bzw. aus PMMA und/oder PC und/oder PP und/oder PET und/oder TPU und/oder EVA bestehen. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass in die Struk- turschicht - zweckmäßigerweise bei der Extrusion - eine vorzugsweise rückseitige Kavität eingebracht wird, die eine Aufnahmevertiefung für die elektronische Komponente bildet. Zweckmäßigerweise ist die Querschnittsform der Kavität an die Querschnittsform der elekt- ronischen Komponente angepasst. Somit kann insbesondere ein bündiger Abschluss zwi- schen elektrischer Komponente und Oberfläche der Strukturschicht hergestellt werden.
Dies kann beispielsweise den erfindungsgemäßen Aufschichtvorgang auf das Anschluss- element fertigungstechnisch vereinfachen.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Extrusionsprofile können vielfältig eingesetzt werden, z.B als Kantenband für Möbelplatten, als Tür- oder Fensterbauteil, als Beleuchtungselement in Kraftfahrzeug- oder Flugzeuganwendungen (z.B. Light Lens oder Raumbeleuchtung) oder als Beschriftungsleiste für Supermarktregale. So kann z.B. das Extrusionsprofil als leuchtfähiges Kantenband ausgebildet sein, welches zwecks Erzeugung einer stimmungsvollen Beleuchtung an einer Schmalseite einer Tischplatte montiert wird. Die Einsatzgebiete des Extrusionsprofils sind jedoch nicht auf die vorgenannten Anwen- dungen begrenzt. Gegenstand der Erfindung ist auch ein mit dem vorbeschriebenen erfin- dungsgemäßen Verfahren hergestelltes Extrusionsprofil.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellen- den Zeichnung erläutert. Es zeigen schematisch
Fig. 1 a-d einen erfindungsgemäßen Herstellungsprozess für ein mehrere elektronische
Komponenten aufweisendes Extrusionsprofil in Querschnittsdarstellung,
Fig.2a das in Fig. 1 b im Schnitt B - B dargestellte endlose Extrusionsprofil während des
Herstellungsprozesses in einer ausschnittsweisen Draufsicht,
Fig.2b das in Fig. 1c im Schnitt C - C dargestellte endlose Extrusionsprofil während des
Herstellungsprozesses in einer ausschnittsweisen Draufsicht,
Fig.2c das in Fig. 1 d im Schnitt D - D dargestellte endlose Extrusionsprofil während des
Herstellungsprozesses in einer ausschnittsweisen Draufsicht und
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in einer der Fig. 1 d entsprechenden
Darstellung. Die Fig. 1a bis 1 d zeigen sequenziell jeweils im Querschnitt ein Verfahren zur Herstellung eines in Extrusionsrichtung x mehrere hintereinander angeordnete elektronische Kompo- nenten 1 aufweisenden Extrusionsprofils 2 (s. Fig. 2a - 2c). Hierbei wird zunächst mittels einer nicht dargestellten Extrusionsvorrichtung eine Strukturschicht 30 des Extrusionsprofils 2 aus einem Kunststoffmaterial extrudiert (Fig. 1 a). Danach werden gemäß Fig. 1 b die an- einandergereihten elektronischen Komponenten 1 , die im Ausführungsbeispiel zusammen- hängend als folienartige Bandware vorliegen, auf die Strukturschicht 30 aufgebracht, z.B. durch Laminierung. Die hintereinander strangförmig in Extrusionsrichtung x ausgerichteten elektronischen Komponenten 1 weisen jeweils zwei Anschlusselemente 3 in Form eines Plus- und eines Minuspols zur elektrischen Stromversorgung auf (s. Fig. 2a).
Gemäß Fig. 1c wird mittels eines (nicht näher dargestellten) Aufschichtvorganges auf die Anschlusselemente 3 eine elektrisch leitfähige, pulverförmige oder fließfähige, insbesonde- re flüssige oder pastöse Substanz 70 aufgebracht - im Ausführungsbeispiel aufgedruckt oder aufgesintert -, so dass die durch den Aufschichtvorgang entstehenden beiden, in Extrusionsrichtung x ausgerichteten elektrische Leiterbahnen 50 (s. Fig. 2b) elektrische Anschlussstellen des Extrusionsprofils 2 für die elektronischen Komponenten 1 bilden. Bei der Substanz 70 kann es sich beispielsweise um eine elektrisch leitfähige Tinte handeln, die auf die Anschlusselemente 3 aufgedruckt wird. Als Druckverfahren können Siebdruck, Tief- und auch Flexodruck oder auch digitale Druckverfahren zum Einsatz kommen. Nach dem Aufschichtvorgang kann ein (nicht näher dargestellter) Trocknungsvorgang, z.B. durch Zufuhr von Wärme zweckmäßig sein, um die Substanz 70 zu trocknen. Die elektrischen Leiterbahnen 50 können als Elektroden ausgebildet sein und nun die elektronischen Kom- ponenten 1 mit Strom und/oder Daten versorgen. Es ist ferner gemäß Fig. 2b, c erkennbar, dass die elektrischen Leiterbahnen 50 die hintereinander angeordneten elektronischen Komponenten 1 elektrisch miteinander verbinden. Die elektrischen Leiterbahnen 50 weisen im Ausführungsbeispiel eine Schichtdicke s von mindestens 200 nm auf, z.B. 500 nm bis 1 pm. Die Breite b der elektrischen Leiterbahnen beträgt mindestens 1 mm, z.B. 2 mm bis 5 mm. Die elektrisch leitfähige Substanz 70 enthält elektrisch leitfähige Partikel (nicht dar- gestellt) mit einer durchschnittlichen Korngröße von höchstens 5 pm, z.B. 100 nm bis 1 pm.
Die elektronischen Komponenten 1 können lichtemittierend, insbesondere als OLED oder LED, ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung liegen jedoch auch andere elektronische Komponenten, wie z.B. Displays, Sensoren, insbesondere touchsensitive Folien oder dergl. Wie aus den Figuren 2a -c ersichtlich, weisen die elektronischen Komponenten jeweils zwei Anschlusselemente 3 auf (Plus- und Minuspol) und zur elektrischen Kontaktierung dieser Anschlusselemente 3 werden zwei voneinander beabstandete, parallel in Extrusions- richtung x verlaufende, elektrische Leiterbahnen 50 vorgesehen. Es ist ferner erkennbar, dass die elektronischen Komponenten 1 auf die (in den Fig. 1 a - d nach oben zeigenden) Rückseite der Strukturschicht 30 aufgebracht werden.
Nach der Aufbringung der elektrischen Leiterbahnen 50 wird die Rückseite der Struktur- schicht 30 zusätzlich mit einem haftfähigen Material 6, z.B. einem Schmelzklebstoff, verse- hen (Fig. 1 d). Das haftfähige Material 6 kann auch ein Copolymer, vorzugsweise ein Propfcopolymer, besonders bevorzugt ein Maleinsäureanhydrid-gepfropftes Polypropylen enthalten bzw. daraus bestehen. Das haftfähige Material 6 kann ferner Laserpigmente ent- halten, um mittels Laserstrahlung aktivierbar zu sein. Das haftfähige Material 6 kann durch Extrusion oder aber auch flüssig, z.B. mittels eines Dispensers, auf die Strukturschicht 30 bzw. auf die elektronischen Komponenten 1 aufgetragen werden. Mittels einer nachfolgen- den Aktivierung des haftfähigen Materials 6 kann das Extrusionsprofil 2 nun an seiner Rückseite an anderen Gegenständen, z.B. Möbelplatten, Türen, Fenster oder dergleichen, befestigt werden. Alternativ hierzu kann aber auch der Herstellungsprozess des Extrusi- onsprofils 2 im Zustand gemäß Fig. 1c beendet sein. Eine ggf. erforderliche Anbringung des Profils 2 an anderen Gegenständen kann dann z.B. durch einen nachträglichen Auftrag eines haftfähigen Materials, z.B. einem Klebstoff, oder auch auf andere Weise (nieten, schrauben etc.) erfolgen.
Wie anhand einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1d und 2c erkennbar ist, wird im Ausführungsbeispiel das haftfähige Material 6 beidseitig am Rand auf die Strukturschicht 30 in Form von Bahnen 100 in Extrusionsrichtung x aufgetragen und rahmt hierdurch die mit den elektrischen Leiterbahnen 50 versehenen elektronischen Komponenten 1 ein. Au- ßerdem wird in der Mitte zwischen den beiden elektrischen Leiterbahnen 50 eine weitere Bahn 100‘ aus haftfähigem Material 6 direkt auf die elektronischen Komponenten 1 aufge- tragen. Die Bahnen 100, 100‘ weisen eine Breite bH von jeweils mindestens 10 % der Ge- samtbreite B des Profils 2, z.B. 1 mm bis 6 mm auf. Anhand der Fig. 1 d ist erkennbar, dass die freien Oberflächen der randseitigen Bahnen 100, die freie Oberfläche der mittleren Bahn 100‘ und die freien Oberflächen der elektrischen Leiterbahnen 50 in einer gemeinsa- men Ebene E liegen. Dies hat den Vorteil, dass die Kontaktoberflächen der elektrischen Leiterbahnen 50 mit den Haftoberflächen des Extrusionsprofils 2 abschließen und somit eine besonders leichte elektrische Kontaktierung der Leiterbahnen 50 z.B. mit dem Gegen- stand erlauben, an dem das Extrusionsprofil 2 mit dem haftfähigen Material 6 befestigt wird.
Wie anhand des in den Fig. 1a bis 1 d dargestellten Ablaufs erkennbar ist, werden die elekt- ronischen Komponenten 1 zunächst mit der Strukturschicht 30 verbunden, z.B. mittels ei- nes Kaschier- bzw. Laminiervorganges, und danach die Anschlusselemente 3 der elektro- nischen Komponenten 1 mit den elektrischen Leiterbahnen 50 versehen. Die Anschlus- selemente 3 weisem zweckmäßigerweise eine Querschnittsdicke d von höchstens 20 pm, vorzugsweise höchstens 2 pm, auf. Ferner weist die Strukturschicht 30 eine Querschnitts- dicke D von mindestens 200 pm, vorzugsweise mindestens 500 pm, auf. Die Anschluss- elemente 3 sind somit im Vergleich zur Strukturschicht 30 sehr dünn ausgebildet. Die Querschnittsbreite B der Strukturschicht 30 beträgt mehr als 0,5 cm, insbesondere mehr als 2 cm, z.B. 0,5 bis 10 cm bzw. 2 bis 10 cm. Das in Fig. 2c gezeigte, fertig hergestellte endlose Extrusionsprofil 2 kann zwischen den einzelnen elektronischen Komponenten 1 abgelängt werden, z.B. entlang der Schnittlinie F.
Die Strukturschicht 30 ist im Ausführungsbeispiel als transparente oder transluzente und somit durchsichtige Kunststoffschicht ausgebildet. Dadurch kann bei einer lichtemittieren- den Ausbildung der elektronischen Komponenten 1 (z.B. LED, OLED) das Licht dieser Komponenten 1 durch die Strukturschicht 30 nach außen hindurchscheinen. So kann die Kunststoffschicht z.B. aus PMMA bestehen. Im Rahmen der Erfindung liegt es ferner, dass gemäß Fig. 3 in die Strukturschicht 30 - zweckmäßigerweise bereits im Wege der Extrusi- on - eine rückseitige Kavität 300 eingebracht wird, die eine Aufnahmevertiefung für die elektrischen Komponenten 1 bildet. Es ist erkennbar, dass die Querschnittsform der Kavität 300 an die Querschnittsform der elektronischen Komponenten 1 angepasst ist. Im Ausfüh- rungsbeispiel wird hierdurch an der Rückseite des Extrusionsprofils 2 ein bündiger Ab- schluss zwischen den elektrischen Komponenten 1 und der rückseitigen Oberfläche der Strukturschicht 30 hergestellt (dargestellt durch die gemeinsame Ebene E‘).
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Extrusionsprofile 2 können vielfäl- tig eingesetzt werden, z.B als Kantenband für Schmalseiten von Möbelbauteilen, als Tür- oder Fensterbauteil, als Beleuchtungselement in Flugzeuganwendungen oder als Beschrif- tungsleiste für Supermarktregale. So kann z.B. das Extrusionsprofil 2 als leuchtfähiges Kantenband ausgebildet sein, welches zwecks Erzeugung einer stimmungsvollen Beleuch- tung an einer Schmalseite einer Tischplatte montiert wird. Die Einsatzgebiete des Extrusi- onsprofils 2 sind jedoch nicht auf die vorgenannten Anwendungen begrenzt.
- Patentansprüche -

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines mindestens eine elektronische Komponente (1 ) auf- weisenden Extrusionsprofils (2),
- wobei zunächst eine Strukturschicht (30) des Extrusionsprofils (2) extrudiert wird,
- wobei danach die elektronische Komponente (1 ), vorzugsweise als folienartige Bandware, auf die Strukturschicht (30) aufgebracht wird, und
- wobei die, vorzugsweise strangförmig in Extrusionsrichtung (x) ausgerichtete, elektronische Komponente (1 ) mindestens ein Anschlusselement (3) zur elektri schen Stromversorgung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Aufschichtvorganges auf das An- schlusselement (3) eine elektrisch leitfähige, pulverförmige oder fließfähige Substanz aufgebracht, insbesondere aufgedruckt oder aufgesintert wird, so dass die durch den Aufschichtvorgang entstehende mindestens eine elektrische Leiterbahn (50) elektri sche Anschlussstellen des Extrusionsprofils (2) für die elektronische Komponente (1 ) bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leiterbahn (50) eine Schichtdicke von mindestens 200 nm, insbesondere mindestens 1 pm auf- weist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leit- fähige Substanz elektrisch leitfähige Partikel mit einer durchschnittlichen Korngröße von höchstens 5 pm, vorzugsweise höchstens 100 nm enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Komponente (1 ) lichtemittierend, insbesondere als OLED oder LED, oder als Sensor ausgebildet wird.
- 1 -
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Komponente (1 ) mindestens zwei Anschlusselemente (3) aufweist und zur elektrischen Kontaktierung dieser Anschlusselemente (3) mindestens zwei vonei- nander beabstandete, elektrische Leiterbahnen (50) vorgesehen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Komponente (1 ) auf die Rückseite der Strukturschicht (30) aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite der Strukturschicht mit einem haftfähigen Material (6), vorzugsweise einem Klebstoff, versehen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das haftfähige Material (6) beidseitig am Rand auf die Strukturschicht (30) aufgetragen wird und hierdurch die mit der elektrischen Leiterbahn (50) versehene elektronische Komponente (1 ) ein- rahmt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine freie Oberfläche des haftfähigen Materials (6) und mindestens eine freie Oberfläche der elektrischen Leiterbahn (50) zumindest im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebe- ne (E) liegen.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Komponente (1 ) zunächst mit der Strukturschicht (30) verbunden wird und danach das Anschlusselement (3) der elektronischen Komponente (1 ) mit der elektrischen Leiterbahn (50) versehen wird.
1 1. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (3) eine Querschnittsdicke (d) von höchstens 20 pm, vorzugsweise höchstens 2 pm, aufweist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturschicht (30) eine Querschnittsdicke (D) von mindestens 200 pm, vorzugswei- se mindestens 500 pm, aufweist.
- 2
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturschicht (4) als, vorzugsweise transparente oder transluzente, Kunststoff- schicht ausgebildet ist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Extrusionsprofil (2) als Kantenband für Möbelbauteile, als Tür- oder Fensterbauteil, als Beleuchtungselement in Kraftfahrzeug- bzw. Flugzeuganwendungen oder als Be- schriftungsleiste für Supermarktregale ausgebildet ist.
15. Extrusionsprofil (2) hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
3
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