EP3283663A1 - Kabellos elektrisch aufladbares gerät mit metallisch aussehender beschichtung - Google Patents

Kabellos elektrisch aufladbares gerät mit metallisch aussehender beschichtung

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EP3283663A1
EP3283663A1 EP16720053.4A EP16720053A EP3283663A1 EP 3283663 A1 EP3283663 A1 EP 3283663A1 EP 16720053 A EP16720053 A EP 16720053A EP 3283663 A1 EP3283663 A1 EP 3283663A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
metallic
layer
electronic device
looking
coating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16720053.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ruediger Schaefer
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Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon
Original Assignee
Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon
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Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon filed Critical Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon
Publication of EP3283663A1 publication Critical patent/EP3283663A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B05D5/068—Metallic effect achieved by multilayers
    • H02J7/025—

Definitions

  • the present invention relates to a wirelessly chargeable device with metallic-looking coating.
  • such devices here are called mobile phones or tablets. It is now possible and already common to equip mobile phones with inductive receiver, so that they can be charged wirelessly, for example, according to the OJ standard. If no such receiver is integrated in the mobile phone, then a retrofit adapter can be used, which can be connected to the electrical connection of the mobile phone. Equipped with such inductive receivers devices or their batteries can then be charged with appropriate, inductive chargers that can replace common chargers for charging via the electrical connection. This creates a certain level of comfort because the mobile phone now has to be stored on the charging cradle of the inductive charger connected to the power grid for charging.
  • design plays a central role and sometimes triggers the purchase decision.
  • a metallic look is often used in this context.
  • the metal coating of plastic surfaces here is a known technique, but has the great disadvantage that metallic coatings are conductive in the area and thus an inductive and thus wireless charging is not possible. In particular, this is probably the reason to see why in some mobile phone and / or Tablettogethern mainly produce premium brands no device is offered which would be loadable according to the OJ standard.
  • this object is achieved in that the decorative surface of a device equipped with an inductive charging device is coated with a thin, preferably between 10 nm and 100 nm thick, semiconductor layer.
  • a thin, preferably between 10 nm and 100 nm thick, semiconductor layer is particularly suitable for this purpose.
  • This coating can be done for example by means of physical vapor deposition (PVD). Density and thus preferred layers can be achieved by means of a magnetron sputtering process.
  • a silicon layer 35nm thick (i.e., in the thickness range of 10nm to 100nm) is applied as a semiconductor layer to the surface of a plastic package protecting an electronic component from the environment.
  • a primer UV acrylic lacquer
  • a cover layer UV acrylic lacquer
  • the inductive charging device is not electrically or capacitively shielded.
  • the semiconductor layer is embodied as a layer system.
  • This can be used, for example, as a switching system with a semiconductor, e.g. Si and a dielectric e.g. Si02 be built.
  • the total thickness of the Si layers should again be in the range between 10 nm and 100 nm.
  • germanium is used as the semiconductor material for the coating.
  • This coating can also be designed as a single thin monolayer with a thickness lOnm to lOOnm or as a alternating layer system with one or more dielectrics, such as SiO 2.
  • Ge can also be combined with Si to achieve the desired effects.
  • Such a resist layer disposed between the PVD layer and the substrate may be referred to as a basecoat.
  • this basecoat may optionally be dispensed with.
  • mobile phones and / or tablets can now be produced which have a metallic appearance and which can be charged wirelessly, for example by means of an inductive receiver integrated in the device.
  • the invention also relates to the retrofit adapter mentioned above, which can now also be given a metallic appearance without any problems.
  • the idea of the invention finds its application primarily on electrical and wirelessly chargeable terminals, such as mobile phones, MP3 players, voice recorders, external storage media and the like, and their peripherals, such as, inter alia, associated charging stations, retrofit, brackets, and the like.
  • the application of the subject invention extends not only to consumer goods in the private sector but should also be considered for applications in medical technology or the automotive sector.
  • Wireless power transmission has been commonly associated with the term "Qi standard” since 2008.
  • the first option for energy transfer uses the coupling of two coils by magnetic induction, whereby one coil is installed in the "transmitter”, the other in the “receiver device.”
  • This transmission possibility is only suitable for short distances between transmitter and receiver and can also be explained by the terms “magnetic resonance coupling”, “magneto-dynamic coupling It is based on the Qi standard in the frequency range from 110 to 205 kHz and is therefore classified in the "long wave range”.
  • the other type of transmission uses the transmission of electromagnetic waves or laser beams and requires a special "receiving device", which is able to convert the radiation into electrical energy.
  • metallic monolayer or multilayer systems can not be used in special applications because the metallic character of metal layers and / or metal-containing layers has no or only weakened electromagnetic interaction with external electromagnetic field sources, e.g. an induction coil of a charging station enabled.
  • external electromagnetic field sources e.g. an induction coil of a charging station enabled.
  • the inventive metallic-looking coatings, the inductive coupling, ie an electromagnetic interaction in the frequency range of about 110 to 205 kHz, as used for the Qi standard substantially do not hinder.
  • a combination of one or more semiconductors or even one or more semiconductors with one or more dielectrics, such as silicon dioxide may be used to optimize the optical appearance ,
  • the metallic-looking coating may be formed as a multi-layered layer structure comprising two or more metallic-looking, alternately deposited layers, wherein at least one of the layers of one or more semiconductor materials and an overlying or underlying layer of one or more dielectrics consists.
  • the present invention has been tested on plastic parts and surprisingly shows the possibility of adjusting the color values in any color space, eg the CIE-Lab space.
  • This can be adjusted inter alia by the choice of semiconductors or dielectrics, and their combination in the form of multi-layer structures, and in particular their layer thickness.
  • the color values L, a and b are shown by way of example for two layer structures according to the invention as a function of their respective total layer thickness.
  • the parameter This is a product of the deposition current used for deposition and the coating time, which therefore reflects the layer thickness only indirectly. However, this has no effect on the qualitative course of the color measurement values of the layers according to the invention.
  • silicon layers deposited on a plastic surface by means of a PVD process are shown without (PVD) or with an optional topcoat (PVD + TC) in relation to a reference.
  • the reference consists of an electroplated chrome metal layer (metallic) whose color values are indicated as constant over the considered layer thickness for the PVD layers.
  • Topcoat TC
  • This top coat may alternatively be composed of a two-component polyurethane (PU) lacquer layer, which offers the advantage that it can be colored semi-transparent.
  • PU polyurethane
  • the preferred application space is considered to be 20 ⁇ L ⁇ 98, -10 ⁇ a ⁇ 10, and -10 ⁇ b ⁇ 10, more preferably 40 ⁇ L ⁇ 90, -5 ⁇ a ⁇ 5, and -5 ⁇ b was ⁇ 5.
  • the total layer thicknesses according to the invention of the metallic-looking layer comprising either individual layers of one or more semiconductors, or one or more dielectrics, or even multi-layered layer structures consist of two or more metallic-looking alternately deposited layers wherein at least one of the layers consists of one or more semiconductor materials and an overlying or underlying layer of one or more dielectrics, in the range of 5 to 200 nm, preferably in the range of 10 to 100 nm, an electromagnetic Wechel Sign between the electronic component and an external electronic component in the frequency domain from 110 to 205 kHz.
  • the particularly thin layers allow even more advantages, which is contrary to a use on housings of electronic components.
  • the small layer thickness to backlit the metallic-looking surfaces of the component interior. This can be used for example in mobile devices and their charging stations to indicate the state of charge of the device by different colored lighting effects.
  • the comparatively small layer thickness also has a positive effect on the flexibility of the coated plastic surfaces, compared with pure but somewhat thicker metal layers.
  • electronic devices are often exposed to direct skin contact of their users, which also requires some corrosion resistance, as well as non-toxicity, of the coating and is advantageously feasible in the present invention.
  • Enabling flexible structures by using thin non-conductive layers Possibility to introduce symbols, logos, and the like
  • an electronic device comprising at least one electronic component which can be used as an electrical and wirelessly chargeable terminal or as a transmitting device for such a terminal, wherein the electronic device has a plastic surface, which electromagnetic interaction between the electronic component and an external electronic component in the frequency range of 110 to 205 kHz, characterized in that the plastic surface has a coating with a metallic appearance, wherein the coating comprises at least one metallic-looking layer comprising at least one semiconductor material or at least one dielectric.
  • a method for producing a metal-looking electronic device is presented, the method comprising the steps of:
  • Producing a metallic color impression by depositing a metallic-looking layer by means of a PVD method, wherein the metallic-looking layer comprises at least one semiconductor material or dielectric.
  • the method for producing a metal-looking electronic device includes the following steps:

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Gerät umfassend zumindest eine elektronische Komponente, welche als ein elektrisches und kabellos aufladbares Endgerät oder als Sendegerät für ein solches Endgerät verwendbar ist, wobei das elektronische Gerät eine Kunststoffoberfläche aufweist, welche eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen der elektronischen Komponente und einer externen elektronischen Komponente im Frequenzbereich von 110 bis 205 kHz ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffoberfläche eine Beschichtung mit metallischem Aussehen aufweist, wobei die Beschichtung zumindest eine metallisch aussehende Schicht umfasst, welche mindestens ein Halbleitermaterial oder mindestens ein Dielektrikum umfasst.

Description

Kabellos elektrisch aufladbares Gerät mit metallisch aussehender Beschichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kabellos elektrisch aufladbares Gerät mit metallisch aussehender Beschichtung. Als Beispiel für solche Geräte seien hier Mobiltelefone oder auch Tablets genannt. Es ist heute möglich und auch bereits verbreitet, Mobiltelefone mit induktivem Empfänger auszustatten, so dass sie beispielsweise nach dem OJ-Standard kabellos aufgeladen werden können. Ist kein solcher Empfänger im Mobiltelefon integriert, so kann ein Nachrüstadapter eingesetzt werden, welcher an den elektrischen Anschluss des Mobiltelefons angeschlossen werden kann. Mit solchen induktiven Empfängern ausgestattete Geräte bzw. deren Akkumulatoren können dann mit entsprechenden, induktiven Ladegeräten aufgeladen werden, die gängige Ladegeräte zum Laden über den elektrischen Anschluss ersetzen können. Damit wird ein gewisser Komfort geschaffen, weil das Mobiltelefon zum Laden nunmehr auf die Ladeschale des am Stromnetz hängenden induktiven Ladegeräts abgelegt werden muss.
Nun ist es so, dass vor allem im Bereich der Mobiltelefone und der Tablets das Design eine zentrale Rolle spielt und mitunter den Kaufentscheid triggert. Vor allem bei Edelmarken wird in diesem Zusammenhang gerne auf einen metallischen Look zurückgegriffen.
Die Metallbeschichtung von Kunststoffoberflächen ist hier eine bekannte Technik, die aber den großen Nachteil hat, dass metallische Beschichtungen in der Fläche leitfähig sind und somit eine induktive und damit kabellose Aufladung nicht möglich ist. Insbesondere darin ist vermutlich der Grund zu sehen, warum bei einigen Mobiltelefon und/oder Tabletherstellern die hauptsächlich Edelmarken produzieren kein Gerät angeboten wird welches nach dem OJ-Standard auf ladbar wäre.
Das Problem stellt sich daher folgendermassen dar: Einerseits werden metallisch glänzende Kunststoffoberflächen gefordert, die aber andererseits die darunterliegende Aufladevorrichtung nicht abschirmen darf. Besondere Herausforderungen ergeben sich in der Problemstellung dadurch, dass die metallischen Oberflächen sowohl durch ihren Glanzgrad und als auch durch ihren Farbton (CIE-Lab Werte) gekennzeichnet sind.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung das oben geschilderte Problem zu überwind oder zumindest abzuschwächen.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Dekorfläche eines mit einer induktiven Aufladevorrichtung ausgestatteten Gerätes mit einer dünnen, bevorzugt zwischen lOnm und lOOnm dicken Halbleiterschicht beschichtet wird. Besonders geeignet ist hierfür Silizium. Diese Beschichtung kann beispielsweise mittels physical vapor deposition (PVD) erfolgen. Dichte und damit bevorzugte Schichten können mittels eines Magnetron-Zerstäubungsverfahren (magnetron sputtering) erzielt werden. Die Erfindung wird nun im Detail anhand von Beispielen genauer erläutert.
Gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine 35nm dicke (d.h. im Dickenbereich von lOnm bis lOOnm liegende) Silizumschicht als Halbleiterschicht auf die Oberfläche eines Kunstoffgehäuses, welches eine elektronische Komponente gegenüber der Umwelt schützt, aufgebracht. Um eventuelle Oberflächenstrukturen zu glätten wird auf die Oberfläche zunächst ein Primer (UV Acryl-Lack) aufgebracht. Nach dem Aufbringen der Si-Schicht mittels Magnetronzerstäuben wird im vorliegenden Beispiel eine Deckschicht (UV Acryl-Lack) zum zusätzlichen Schutz der dünnen Si- Schicht aufgebracht. Es resultiert eine bläulich bis gelblich metallisch schimmernde Oberfläche. Aufgrund der geringen elektrischen Leitfähigkeit von Silizium wird die induktive Ladevorrichtung nicht elektrisch bzw. kapazitiv abgeschirmt.
Um weitere Farben zu realisieren ist es zum Beispiel möglich die Deckschicht halb-transparent einzufärben.
Gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Halbleiterschicht als Schichtsystem ausgeführt. Dies kann zum Beispiel als Wechselschichtsystem mit einem Halbleiter, z.B. Si und einem Dielektrikum z.B. Si02 aufgebaut werden. Die Gesamtdicke der Si-Schichten sollte dabei wiederum im Bereich zwischen lOnm und lOOnm liegen. Um die gewünschte Transmissions- und Reflexionscharakteristik im sichtbaren Bereich des Spektrums elektromagnetischer Strahlen zu erhalten, stehen heute dem Fachmann leistungsstarke Optimierungsprogramme für optische Dünnfilme zur Verfügung. Auf eine tiefer gehende diesbezügliche Ausführung wird daher vorliegend verzichtet.
Gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird für die Beschichtung als Halbleitermaterial Germanium verwendet. Auch diese Beschichtung kann als einzelne dünne Monolayer mit einer Dicke lOnm bis lOOnm oder als Wechselschichtsystem mit einem oder mehreren Dielektrika, wie zum Beispiel Si02 ausgeführt sein. Insbesondere kann Ge auch mit Si kombiniert werden, um die gewünschten Effekte zu erzielen.
Die drei Ausführungsformen sind vorliegend mit Primer beschrieben. Eine solche Lackschicht, welch zwischen der PVD-Schicht und dem Substrat angeordnet ist kann als Basecoat bezeichnet werden. J nach Oberflächenqualität kann gegebenenfalls auf diesen Base-Coat verzichtet werden.
Entsprechend der oben erläuterten Erfindung lassen sich nun beispielsweise Mobiltelefone und/oder Tablets herstellen, die ein metallisches Aussehen haben und die, beispielsweise mittels im Gerät integriertem induktiven Empfänger kabellos aufgeladen werden können. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf die oben genannten Nachrüstadapter, denen nun ebenfalls problemlos ein metallisches Aussehen verliehen werden kann. Die erfindungsgemäße Idee findet ihren Anwendungsbereich vorrangig auf elektrischen und kabellos aufladbaren Endgeräten, wie u.a. Mobiltelefonen, MP3-Playern, Diktiergeräten, externe Speichermedien und dergleichen, sowie deren Peripheriegeräten, wie u.a. zugehörige Ladestationen, Nachrüstadapter, Halterungen, und dergleichen. Die Anwendung der gegenständlichen Erfindung erstreckt sich jedoch nicht nur auf Konsumgüter im privaten Bereich sondern soll auch für Anwendungen in der Medizintechnik oder dem Automobilsektor angedacht sein.
Seit 2008 ist die kabellose Energieübertragung landläufig unter dem Begriff„Qi-Standard" vereint. Die Funktionsweise einer kabellosen Aufladungseinrichtung kann grundsätzlich auf zwei Arten erfolgen. Zum einen durch strahlungslose Energieübertragung und zum anderen durch Strahlungsübertragung. Die erste Möglichkeit der Energieübertragung nutzt die Kopplung zweier Spulen durch magnetische Induktion, wobei eine Spule im„Sendegerät", die andere im„Empfängergerät" verbaut ist. Diese Übertragungsmöglichkeit ist nur für kurze Distanzen zwischen Sender und Empfänger geeignet und kann auch durch die Begriffe„Magnetische Resonanz Kopplung",„Magneto-dynamische Kopplung" beschrieben werden. Sie erfolgt nach dem Qi-Standard im Frequenzbereich von 110 bis 205 kHz und wird demnach im„Langwellenbereich" eingestuft. Die andere Übertragungsart nutzt die Übertragung elektromagnetischer Wellen oder auch von Laserstrahlen und setzt eine spezielle „Empfangseinrichtung" voraus, welche in der Lage ist die Strahlung in elektrische Energie umzuwandeln.
Für die Gestaltung der äußeren Erscheinung von Kunststoffoberflächen sind heutzutage eine ganze Reihe unterschiedlicher Verfahren bekannt. Dem Fachmann ist dabei geläufig dass die Erzeugung einer metallischen Oberfläche auf Kunststoffen u.a. durch Galvanisieren, oder auch durch PVD-Verfahren möglich ist. Es wird daher auf eine nähere Diskussion dieser Verfahren verzichtet.
Es ist dem Fachmann ebenso bekannt, dass metallische Ein- oder Mehrlagenschichtsysteme in speziellen Anwendungen nicht verwendet werden können, da der metallische Charakter der Metallschichten, und/oder von metallhaltigen Schichten, keine oder nur abgeschwächte elektromagnetische Wechselwirkung mit externen elektromagnetischen Feldquellen, wie z.B. einer Induktionsspule einer Ladestation, ermöglicht.
Zur Lösung der oben genannten Problematik, also im Wesentlichen der Oberflächenveredelung von Kunststoffkomponenten zur Erzielung metallisch aussehender Oberflächen, muss also die nachteilige Eigenschaft der elektrischen Flächenleitfähigkeit vermieden werden, wobei der Erfinder nicht in einfacher Weise auf bekannte Technologien zurückgreifen konnte.
Zur Überraschung des Erfinders zeigte sich jedoch dass die Verwendung eines weitgehend bekannten Verfahrens für die Gestaltung metallischer Oberflächenerscheinungen auf Sanitär- und Automobilkomponenten in einer Abwandlung für die Lösung der oben genannten Aufgabenstellung herangezogen werden kann. Zur Umsetzung der erfindungsgemäßen Idee wurde ein Verfahrensprinzip verwendet, welches hinreichend in WO2014170004 beschrieben ist.
Die Vermeidung der oben angegeben Nachteile, insbesondere der elektrischen Leitfähigkeit, konnte damit weitgehend umgangen werden in dem elektrisch isolierende bzw. halbleitende Materialien, also im Wesentlichen nichtmetallische Materialien, für die PVD-Schicht verwendet wurden. Darüber hinaus wurde überraschend festgestellt dass die erfindungsgemässen metallisch aussehenden Beschichtungen die induktive Kopplung, also eine elektromagnetische Wechselwirkung, im Frequenzbereich von ca. 110 bis 205 kHz, wie er für den Qi-Standard verwendet wird, im Wesentlichen nicht behindern. Wie in den drei grundsätzlichen Ausführungsbeispielen oben erwähnt, können neben den Halbleitermaterialien Silizium und Germanium, auch eine Kombination von einem oder mehreren Halbleitern oder aber auch von einem oder mehreren Halbleitern mit einem oder mehreren Dielektrika, wie etwa Siliziumdioxid, zur Optimierung des optischen Erscheinungsbildes verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann die metallisch aussehende Beschichtung als mehrlagige Schichtstruktur ausgebildet ist, welche zwei oder mehr metallisch aussehende, alternierend abgeschiedene Schichten umfasst, wobei mindestens eine der Schichten aus einem oder mehreren Halbleitermaterialien und eine darüber liegende oder darunter liegende Schicht aus einem oder mehreren Dielektrika besteht.
Dem Anwender steht nun durch geeignete Materialauswahl und -kombination, sowie der Bauteilgeometrie angepasste Prozessparameter ein leistungsfähiges Verfahren zur Verfügung, welches neben seiner Umweltfreundlichkeit vor allem die Beschichtung grosser Stückzahlen in kurzer Zeit ermöglicht. Bei der Beschichtung der Kunststoff Substrate wird darauf geachtet dass die Beschichtungstemperaturen unterhalb von etwa 85 °C liegen, was dieses Verfahren besonders geeignet für temperatursensitive Kunststoffe macht.
Die vorliegende Erfindung wurde auf Kunststoffteilen erprobt und zeigt überrascherweise die Möglichkeit die Farbwerte in einem beliebigen Farbraum, z.B. dem CIE-Lab Raum, einzustellen. Dies kann u.a. durch die Wahl der Halbleiter bzw. Dielektrika, sowie deren Kombination in Form von Mehrschichtaufbauten, sowie insbesondere deren Schichtdicke, eingestellt werden. In Abbildung 1 sind die Farbwerte L, a und b für zwei erfindungsgemäße Schichtaufbauten in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Gesamtschichtdicke beispielhaft gezeigt. Der Parameter hierbei ein Produkt aus dem zur Abscheidung verwendeten Beschichtungsstrom und der Beschichtungszeit dar, was deshalb die Schichtdicke nur indirekt wiederspiegelt. Auf den qualitativen Verlauf der Farbmesswerte der erfindungsgemässen Schichten hat dies jedoch keine Auswirkung. Im Vergleich werden jeweils mittels eines PVD-Verfahrens auf einer Kunststoffoberfläche abgeschiedene Siliziumschichten ohne (PVD) bzw. mit einem optionalen Topcoat (PVD+TC) gegenüber einer Referenz dargestellt. Die Referenz besteht aus einer galvanisch aufgebrachten Chrom-Metallschicht (Metallic), deren Farbwerte über die betrachtete Schichtdicke für die PVD-Schichten als konstant angedeutet werden. Es ist gut ersichtlich dass die erfindungsgemäße Verwendung einer Siliziumschicht eine sehr genaue Annäherung an die optische Erscheinung einer Chrom-Metallschicht erlaubt. Die optionale Verwendung einer UV- aushärtbaren Lackschicht zwischen dem Substratmaterial und der optisch aktiven PVD-Schicht sei an dieser Stelle zwar erwähnt, da sie jedoch keinerlei Einfluss auf die Farbgebung hat wird nicht weiter darauf eingegangen. Im Gegensatz dazu ist ersichtlich dass sich die Aufbringung einer Deckschicht, als Topcoat (Topcoat = TC) bezeichnet, welche vorzugsweise aus einer UV-aushärtbaren Lackmischung besteht, vorteilhaft in Bezug auf die Optimierung eines gewünschten Glanzgrades auswirken kann. Dieser Topcoat kann alternativ aus einer Zweikomponenten Polyurethan (PU) Lackschicht zusammengesetzt sein, welche den Vorteil bietet, dass man diese halbtransparent einfärben kann. Die Verwendung eines solchen Topcoats erhöht nochmals die Diversität in der Farbgebung. Eine Vielzahl von metallischen Farbeffekten können somit relativ einfach realisiert werden. Es sind neben den metallischen Farben die an Silber erinnern, auch andere metallische Farbetöne wie z.B. von Gold oder Kupfer möglich. Bevorzugt im Rahmen der erfindungsgemässen Idee kommen für die Verwendung der oben genannten PVD-Schichten für Kunststoffgehäuse elektronischer Komponenten metallisch-silbrige Farben zur Anwendung. Im CIE-Lab Raum wird daher der bevorzugte Anwendungsraum von 20<L<98, -10<a<10, sowie -10<b<10 angesehen, als besonders bevorzugt 40<L<90, -5<a<5, sowie -5<b<5. Dies soll jedoch nicht als Einschränkung für die Erfindung verstanden werden.
Es hat sich gezeigt dass wenn sich die erfindungsgemäßen Gesamtschichtdicken der metallisch aussehenden Schicht, umfassend entweder Einzellagen aus einem oder mehreren Halbleitern, oder einem oder mehreren Dielektrika, oder auch mehrlagige Schichtstrukturen die aus zwei oder mehr metallisch aussehenden alternierend abgeschiedene Schichten bestehen wobei mindestens eine der Schichten aus einem oder mehreren Halbleitermaterialien und eine darüberliegende oder darunterliegende Schicht aus einem oder mehreren Dielektrika besteht, im Bereich von 5 bis 200 nm, bevorzugt im Bereich von 10 bis 100 nm befinden, eine elektromagnetische Wechelwirkung zwischen der elektronischen Komponente und einer externen elektronischen Komponente im Frequenzbereich von 110 bis 205 kHz ermöglicht wird.
Die besonders dünnen Schichten erlauben darüber hinaus noch weitere Vorteile, welche einer Verwendung auf Gehäusen elektronischer Komponenten entgegen kommt. Beispielsweise ist es durch die geringe Schichtdicke möglich die metallisch aussehenden Oberflächen aus dem Bauteilinneren zu hinterleuchten. Dies kann beispielsweise bei Mobilfunkgeräten und deren Ladestationen dazu verwendet werden, den Ladezustand des Gerätes durch verschiedenfarbige Leuchteffekte anzuzeigen. Hinzu kommt die Möglichkeit, durch z.B. gezielten Laserabtrag der dünnen PVD-Schicht, spezielle Schriftzüge, Logos, und dergleichen relativ einfach erstellen zu können, welche durch ihre Hinterleuchtung zusätzlich attraktiver gestaltet werden können. Die vergleichsweise geringe Schichtdicke wirkt sich ausserdem positiv auf die Flexibilität der beschichteten Kunststoffoberflächen, verglichen mit reinen, aber dafür etwas dickeren Metallschichten, aus. Des Weiteren sind elektronische Geräte häufig dem direktem Hautkontakt ihrer Benutzer ausgesetzt, was zudem eine gewisse Korrosionsbeständigkeit, sowie Ungiftigkeit, der Beschichtung erfordert und in der gegenwärtigen Erfindung vorteilhaft realisierbar ist.
Der erfindungsgemäße Ansatz zur Lösung der oben beschriebenen Problematik weist somit folgende erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf:
Erzeugung metallisch aussehender Oberflächen von elektronischen Geräten, welche nach dem „Qi-Standard" verwendbar sind
Für Serienproduktion relativ einfach zu realisierende Belackungs-, UV-Aushärte-, sowie PVD- Verfahren zur Erzeugung von Oberflächen mit metallischem Aussehen
Vermeidung von elektrischen und/oder magnetischen Interferenzen der metallisch aussehenden Oberfläche mit der elektronischen Komponente darunter
- Hohe Versatilität in der Farbgestaltung für metallisches Aussehen
Relative einfach zu realisierende Einstellung eines gewünschten Glanzgrades
Erhöhte Umweltfreundlichkeit des PVD-Verfahrens verglichen mit z.B. Galvanisieren
Niedrige Prozesstemperaturen ermöglichen Oberflächenveredelung vieler gängiger Ku n ststoff stoff a rte n
- Hohe Korrosionsbeständigkeit
Ermöglichung flexibler Strukturen durch Verwendung dünner nichtleitender Schichten Möglichkeit Symbole, Schriftzüge, und dgl. einzubringen
Möglichkeit der punktuellen und/oder flächigen Hinterleuchtbarkeit der Beschichtung Zusammenfassend wird also ein elektronisches Gerät beschrieben, umfassend zumindest eine elektronische Komponente, welche als ein elektrisches und kabellos aufladbares Endgerät oder als Sendegerät für ein solches Endgerät verwendbar ist, wobei das elektronische Gerät eine Kunststoffoberfläche aufweist, welche elektromagnetische Wechselwirkung zwischen der elektronischen Komponente und einer externen elektronischen Komponente im Frequenzbereich von 110 bis 205 kHz ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffoberfläche eine Beschichtung mit metallischem Aussehen aufweist, wobei die Beschichtung zumindest eine metallisch aussehende Schicht umfasst, welche mindestens ein Halbleitermaterial oder mindestens ein Dielektrikum umfasst. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Geräts mit metallisch aussehender Schicht vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Kunststoff Oberfläche des elektronischen Geräts
Erzeugen eines metallischen Farbeindrucks durch Abscheidung einer metallisch aussehenden Schicht mittels eines PVD-Verfahrens, wobei die metallisch aussehende Schicht zumindest ein Halbleitermaterial oder Dielektrikum umfasst.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird umfasst das Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Geräts mit metallisch aussehender Schicht zudem folgende Schritte:
Bereitstellen einer Kunststoff Oberfläche des elektronischen Geräts
Aufbringen eines UV-aushärtbaren Lackes als Schicht auf die Kunststoff Oberfläche und Aushärten des UV-aushärtbaren Lackschicht mittels vornehmlich UV-Strahlung vor der
Abscheidung der metallisch aussehenden Schicht wie oben beschrieben,
und/oder
Aufbringen eines UV-aushärtbaren Lackes als Topcoat auf die metallisch aussehende Schicht Aushärten des Topcoats mittels vornehmlich UV-Strahlung.

Claims

Ansprüche:
1. Elektronisches Gerät umfassend zumindest eine elektronische Komponente, welche als ein elektrisches und kabellos aufladbares Endgerät oder als Sendegerät für ein solches Endgerät verwendbar ist, wobei das elektronische Gerät eine Kunststoffoberfläche aufweist, welche eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen der elektronischen Komponente und einer externen elektronischen Komponente im Frequenzbereich von 110 bis 205 kHz ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffoberfläche eine Beschichtung mit metallischem Aussehen aufweist, wobei die Beschichtung zumindest eine metallisch aussehende Schicht umfasst, welche mindestens ein Halbleitermaterial oder mindestens ein Dielektrikum umfasst.
2. Elektronisches Gerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet dass der Farbwert der metallisch aussehenden Beschichtung im CIE-Lab Raum innerhalb der Werte für 20<L<98, -10<a<10, sowie - 10<b<10 liegt.
3. Elektronisches Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine metallisch aussehende Schicht aus einem oder mehreren Halbleitermaterialien besteht.
4. Elektronisches Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine metallisch aussehende Schicht aus einem oder mehreren Dielektrika besteht.
5. Elektronisches Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung als eine mehrlagige Schichtstruktur ausgebildet ist, welche zwei oder mehr metallisch aussehende, alternierend abgeschiedene Schichten umfasst, wobei mindestens eine der Schichten aus einem oder mehreren Halbleitermaterialien und eine darüberliegende oder darunterliegende Schicht aus einem oder mehreren Dielektrika besteht.
6. Elektronisches Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet dass mindestens eine der Halbleitermaterial umfassenden Schichten Silizium als Halbleitermaterial umfasst, vorzugsweise Silizium als Hauptbestandteil umfasst, besonders bevorzugt aus Silizium besteht.
7. Elektronisches Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 2 oder 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass mindestens eine der Dielektrikum umfassenden Schichten Siliziumdioxid als Dielektrikum umfasst, vorzugsweise Siliziumdioxid als Hauptbestandteil umfasst, besonders bevorzugt aus Siliziumdioxid besteht.
Elektronisches Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Schichtdicke der metallisch aussehenden Schicht oder die Gesamtschichtdicke der metallisch aussehenden Schichten zwischen 5 und 200 nm liegt.
Elektronisches Gerät nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Beschichtung zumindest einen UV-aushärtenden Lack zwischen der Kunststoffoberfläche und der metallisch aussehenden Schicht oder Schichten umfasst.
Elektronisches Gerät nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass die Beschichtung zumindest einen Lack als Topcoat zum Abschluss der Beschichtung gegenüber der Umwelt umfasst, wobei der Lack ein UV-aushärtender oder ein halbtransparenter eingefärbter Zweikomponenten Polyurethan Lack ist.
11. Elektronisches Gerät nach einem oder mehreren der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass es ein nach dem Qi Standard kabellos aufladbares Gerät ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Geräts nach einem oder mehreren vorhergehenden Ansprüchen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen einer Kunststoff Oberfläche des elektronischen Geräts
Erzeugen eines metallischen Farbeindrucks durch Abscheidung einer metallisch aussehenden Schicht mittels eines PVD-Verfahrens, wobei die metallisch aussehende Schicht zumindest ein Halbleitermaterial oder Dielektrikum umfasst
13. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Geräts nach Anspruch 12, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Aufbringen eines UV-aushärtbaren Lackes als Schicht auf die Kunststoff Oberfläche und Aushärten des UV-aushärtbaren Lackschicht mittels vornehmlich UV-Strahlung vor der
Abscheidung der metallisch aussehenden Schicht,
und oder
Aufbringen eines UV-aushärtbaren Lackes oder eines halbtransparenten eingefärbten Zweikomponenten Polyurethan Lacks als Topcoat auf die metallisch aussehende Schicht - Aushärten des Topcoats mittels vornehmlich UV-Strahlung
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13 dadurch gekennzeichnet dass die Einstellung der Farbe de beschichteten Oberfläche mittels einer Kombination von zumindest einer Halbleiterschicht un zumindest einer Dielektrikaschicht in Form einer mehrlagigen Schichtstruktur erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14 dadurch gekennzeichnet dass die Einstellung d Farbe der beschichteten Oberfläche durch die Anpassung der Schichtdicke der Beschichtung od der metallisch aussehenden Schicht oder der mehrlagigen Schichtstruktur erfolgt.
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