KR20170026353A - 다층체 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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레오나르트 쿠르츠 스티프퉁 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 다층체의 제조 방법에 관한 것이고, 상기 방법은,
a) 적어도 하나의 발광체(illuminant), 특히 LED가 그 표면에 배열되는 캐리어 플라이(carrier ply)를 제공하는 단계;
b) 장식 플라이를 제공하는 단계;
c) 사출 성형 도구에서 상기 캐리어 플라이 및/또는 상기 장식 플라이 상에 플라스틱 플라이를 사출 성형하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 이러한 방법에 의해 제조되는 다층체에 관한 것이다.

Description

다층체 및 그의 제조 방법{MULTILAYER BODY AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 다층체의 제조 방법 및 이러한 방식으로 제조된 다층체에 관한 것이다.
플라스틱 부품의 제조에 있어서, 장식을 제외하고, 전자기기의 기능의 집적 또한 점점 요구되고 있다. 따라서, 플라스틱 부분은 오랫동안 조명 소자와 함께 제공되어, 사용자에게 특정 디바이스 상태를 표시해왔다(예컨대, 차량의 스위치 소자, 가전 제품의 제어 패널).
이를 위하여, 추가 생산 단계에서, 이미 장식된 플라스틱 부분은 통상적으로 종래의 회로 기판에 연결되어야 하며, 이러한 회로 기판은 발광 소자, 예컨대 발광 다이오드 및/또는 다른 전자 부품을 갖는다. 추가 생산 단계에서, 추가 층은 종종 플라스틱 패널과 발광 소자 사이에 집적되어야 하며, 이러한 층은 예컨대 발광 다이오드와 같은 점광원을 표면 발광 다이오드(추가 층의 형태의 디퓨저 필름)로 변형하거나 광을 상이한 위치로 전도한다(추가 층의 형태의 광 전도체). 또한, LED 회로 기판은 플러그 연결에 의해 디바이스의 컨트롤러 또는 메인 회로 기판에 연결되어야 한다.
전체적으로, 집적된 전자 기능을 갖는 이러한 장식된 플라스틱 부품의 제조는 따라서 힘들고 비용이 많이 든다.
본 발명의 목적은 집적된 장식 및 전자 기능을 갖는 다층체를 위한 특히 단순하고 비용 효율적인 방법 및 이러한 다층체를 제공하는 것이다.
본 발명에 있어서, 본 목적은 청구항 1 및 청구항 38의 대상에 의해 성취된다.
다층체의 이러한 제조 방법은:
a) 적어도 하나의 발광체(illuminant), 특히 LED가 배열되는 캐리어 플라이(캐리어 플라이)를 제공하는 단계;
b) 장식 플라이를 제공하는 단계;
c) 사출 성형 도구에서 상기 캐리어 플라이 및/또는 상기 장식 플라이 상으로 플라스틱 플라이를 사출 성형하는 단계를 포함한다.
이러한 방법에 의해, 다층체는 적어도 하나의 발광체, 특히 LED가 배열되는 캐리어 플라이, 장식 플라이 및 플라스틱 플라이를 얻게 된다.
"플라이(ply)"는 바람직하게 실질적으로 평평한 구조를 의미하고, 이것은 그 자체가 결국 다수의 층이 된다. 예컨대, 이것은 필름 또는 회로 기판일 수 있다. 그러나, 대안적으로, 더욱 복잡한 3차원 기하학적 형상, 특히 사출 성형 공정에서 제조된 플라스틱 플라이가 또한 가능하다.
이러한 플라이는 꼭 독립 부품을 나타낼 필요는 없고, 예컨대 장식 플라이는 기판상에 인쇄에 의해 형성될 수 있다.
따라서, 장식 플라이, 캐리어 플라이 및 플라스틱 플라이의 접착(bonding)은 단일 작업 단계에서 발생할 수 있다. 전자 부품의 후속 조립은 필수가 아니며, 그 결과, 이러한 방식으로 집적된 장식 및 집적된 조명을 갖는 다층체를 제조하는 것은 특히 단순하고 비용 효율적이다. 또한, 이로써, 특별히 안정적이고 내구성 있는 다층체가 생성되고, 이 다층체의 층은 정의된 위치 관계에 신뢰 가능하게 배열될 수 있다.
플라이의 상대 배열에 있어서, 이하의 다수의 가능성이 있다:
먼저, 장식 플라이는 캐리어 플라이에 붙여지는 것이 가능하다. 이것은 플라스틱 플라이의 사출 성형 전에 일어날 수 있고, 그 결과 장식 플라이 및 캐리어 플라이는 후방 사출 성형되거나 함께 인서트 성형된다(insert-molded). 그러나, 또한, 예컨대 필름의 라미네이션 또는 캐리어 및 플라스틱 플라이 합성물 상으로의 인쇄에 의해 사출 성형 이후에만 장식 플라이를 부착하는 것이 가능하다. 캐리어 및 장식 플라이는 또한 사출 성형 도구 내로 함께 도입될 수 있고, 그 결과, 이들은 직접 접촉하며 사출 성형동안 접착된다. 이것을 위하여, 플라이들 중 하나에는 예컨대 가열 활성 접착제가 제공될 수 있고, 이것은 사출 성형 공정의 압력 및 온도조건하에서 활성화된다. 장식 플라이는 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 캐리어 플라이의 측에 붙여지는 것이 가능하다. 적어도 하나의 발광체로부터의 광은 이로써 캐리어 플라이를 통해 그리고 장식 플라이를 양쪽을 통해 통과한다. 캐리어 플라이 그 자체는 또한 발색층으로서, 디퓨저로서 또는 유사한 광학적 소자로서의 역할을 할 수 있다.
대안적으로, 장식 플라이는 또한 적어도 하나의 발광체를 면하는 캐리어 플라이의 측에, 특히 발광체와 캐리어 플라이 사이에 붙여질 수 있다. 방출된 광을 위한 더 짧은 빔 경로가 이로써 실현되고, 그 결과 더 낮은 흡수 손실이 발생한다.
캐리어 플라이는 이로써 분리 가능하게 설계될 수 있고, 그 결과 이것은 후방 사출 성형 후에 제거될 수 있다. 이어서, 이것은 발광체와 장식 플라이만을 벗어나고 선택적으로 플라스틱 플라이 상의 전도 트랙 등과 같은 추가 기능적 소자를 벗어난다.
장식 플라이와 캐리어 플라이가 특히 기계적 클램핑 수단 및/또는 진공에 의해 사출 성형 도구의 하나의 몰드 반체에서 고정되며 하나의 측 상에서 후방 사출성형될 경우 편리하다. 후방 사출 성형은 장식 플라이의 또는 캐리어 플라이의 측 상에서 발생할 수 있다. 후방 사출 성형되지 않을 플라이가 사출 성형 도구의 하나의 벽에 평평하게 놓이는 것은 유리하고 그 결과 이러한 플라이는 플라스틱 화합물과 접촉하게 된다.
또한, 플라스틱 플라이는 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 캐리어 플라이의 측과 장식 플라이 사이에서 사출 성형되는 것이 가능하다.
대안적으로, 플라스틱 플라이는 또한 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 캐리어 플라이의 측과 장식 플라이 사이에서 사출 성형될 수 있다.
캐리어 및 장식 플라이는 예컨대 직접적인 접촉 없이 사출 성형 도구의 각 반대편의 절반으로 도입되며 플라스틱 플라이는 캐리어 플라이와 장식 플라이 사이의 공간 내로 사출성형된다. 이를 위해, 캐리어 플라이와 장식 플라이 모두에 가열 활성 접착제가 제공될 수 있고, 이것은 사출 성형 공정의 압력 및 온도하에서 활성화된다.
이러한 2개의 변형에 있어서, 이로써, 샌드위치 구조가 생성되며, 여기서 플라스틱 플라이는 캐리어 플라이와 장식 플라이에 둘러싸인다. 발광체는 외측으로부터 접근가능하게 유지될 수 있고 또는 플라스틱에서 완전히 캡슐화될 수 있다.
특히 기계적인 클램핑 수단 및/또는 진공에 의해 장식 플라이가 사출 성형 도구의 제 1 몰드 반체에 고정되고 캐리어 플라이는 사출 성형 도구의 제 2 절반에 고정되는 것이 편리하다.
결국, 각 플라이는 바람직하게 성형 도구의 내벽에 평평하게 놓이고, 그 결과 이들은 오직 일 측 상의 플라스틱 화합물과 접촉하게 된다.
편리하게, 장식 플라이는 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖는다.
장식 플라이는 예컨대 필름의 형태인 독립된 소자로서 제공될 수 있고, 이 필름은 그 자체가 결국 예컨대 인쇄 또는 바니쉬 층과 같은 다수의 층을 가질 수 있다.
대안적으로, 장식 플라이는 인쇄, 특히 주조(casting), 스크린 인쇄, 오목판 인쇄 또는 패드 인쇄에 의해 및/또는 캐리어 플라이 및/또는 플라스틱 플라이 상의 바니싱에 의해 제공될 수 있다.
캐리어 플라이는 바람직하게 특히 PET(폴리에틸렌), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트), PC(폴리카보네이트), PVC(폴리염화비닐), Kapton®(폴리-옥시디페닐렌-파이로멜리티마이드(poly-oxydiphenylene-pyromellitimide)) 또는 기타 폴리이미드, PLA(폴리락테이트), PMMA(폴리메타크릴산메틸) 또는 ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌)로 구성되고 1㎛에서 500㎛까지의, 바람직하게 20㎛에서 300㎛까지의 층 두께의 필름으로서 제공될 수 있다.
이러한 캐리어 필름에 의해, 특히 얇고 선택적으로 또한 가요성이 있는 다층체가 제조될 수 있다.
대안적으로, 캐리어 플라이는 특히 FR4(에폭시 레진 매트릭스의 유리 섬유 직물), 폴리 아미드 또는 종이로 구성되고, 50㎛에서 2mm까지의, 바람직하게 100㎛에서 1.5mm까지의 층 두께의 회로 기판으로 제공될 수 있다.
특히, 특별히 우수한 기계적 안정성을 갖는 다층체가 이로써 제조될 수 있고, 이것은 또한 힘든 조건하에서 사용하기 적절하다.
PMMA(폴리메타크릴산메틸), ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌), PS(폴리스티렌), PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PC(폴리카보네이트), POM(폴리옥시메틸렌), PA(폴리아미드), ASA(아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트), SAN(스티렌아크릴로나이트릴) 또는 TPU(열가소성 폴리우레탄) 중 적어도 하나의 플라스틱 화합물은 바람직하게 플라스틱 플라이의 사출 성형을 위해 사용된다.
적절한 플라스틱 재료의 선택을 통해, 다층체의 재료 특성은 그의 원하는 사용 분야에 따라 넓은 범위에 걸쳐 변화할 수 있다.
또한, 혼합물로서 또는 다중 부품 사출 성형 공정의 프레임워크 내에서 다수의 플라스틱을 결합하는 것이 가능하다.
플라스틱 플라이의 사출 성형은 바람직하게 150℃에서 350℃까지의, 바람직하게는 200℃에서 300℃까지의 재료 온도에서 및/또는 500bar에서 2800bar까지의, 바람직하게는 700bar에서 2500bar까지의 압력에서 사전 템퍼링된(pre-tempered) 도구에서 수행된다.
플라스틱 플라이의 사출 성형에 있어서, 사출 성형 도구가 사용되고 상기 사출 성형 도구는 영역에서 평평하고 평행한 적어도 2개의 내벽을 갖는 공동을 갖는 것이 유리하다.
캐리어 플라이 및 장식 플라이가 플라스틱 플라이의 사출 성형 전에 상기 내벽 중 하나 또는 양쪽에 부착될 경우, 평평한 다층체가 이로써 얻어질 수 있다.
대안적으로, 플라스틱 플라이의 사출 성형에 있어서, 사출성형 도구가 또한 사용될 수 있고, 상기 사출 성형 도구는 영역이 곡선인 적어도 하나의 내벽을 갖는 공동을 갖는다.
이런 식으로, 더욱 복잡한 3차원 기하학적 형상을 갖는 다층체들이 또한 얻어질 수 있다. 곡률은 또한 영역들에서만 존재할 수 있다. 또한, 공동의 내부의 슬라이더 및/또는 코어의 사용에 의해 다층체의 기하학적 형상에 추가로 영향을 주는 것이 가능하다. 전체적으로, 사출 성형으로부터 알려진 모든 통상적인 설계 가능성이 여기서 이용가능하다.
또한, 400㎛에서 20mm까지의, 바람직하게는 0.6mm에서 2mm까지의 길이를 갖고, 200㎛에서 5mm까지의, 바람직하게는 0.3mm에서 1.25mm까지의 폭을 갖고, 그리고 200㎛에서 5mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 1.5mm까지의 높이를 갖는 SMD-LED(SMD = 표면 실장 부품) 및/또는 100㎛에서 2mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 0.5mm까지의 길이를 갖고, 100㎛에서 2mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 0.5mm까지의 폭을 갖고, 그리고 50㎛에서 250㎛까지의, 바람직하게는 75㎛에서 125㎛까지의 높이를 갖는 칩 LED가 발광체로서 사용되는 것이 편리하다.
대안적인 발광체로서, 주로, 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 셀(LEC) 또는 전기루미네선스 디스플레이(electroluminescence display)가 또한 사용될 수 있다.
또한, 발광 소자에 더하여, 추가 부품, 예컨대, 발광 소자와 상호연결되는 논리 회로, 저항기, 다이오드, 압전 확성기(piezoelectric loudspeaker)가 집적될 수 있다. 발광 소자가 다른 것 중에서도, 정보 조건을 디스플레이하기 위해 사용되고; 대안적으로 또는 추가적으로 반사적인, 비자기 발광성 디스플레이 소자(non-self-luminous display element), 예컨대 일렉트로포레틱(electrophoretic) 또는 일렉트로크로믹(electrochromic) 디스플레이가 캐리어상으로 집적될 수 있다.
적어도 하나의 광학 보조 층, 특히 반사 층 또는 흡수 층이 장식 플라이 및/또는 캐리어 플라이 및/또는 사출 성형된 플라스틱 플라이에 붙여질 경우 더 유리하다.
이러한 보조 층에 의해, 다층체 내의 광 가이딩이 제어될 수 있다. 예컨대, 일 측 상에서만 광 방출을 보장하고 또는 산란된 광을 방해하는 것을 회피하는 것이 가능하다. 이러한 보조 층은 또한 오직 부분적으로 붙여질 수 있고 따라서 예컨대 적어도 하나의 발광체로부터의 광의 규정된 방출 개구를 제공할 수 있다.
반사 층의 제조에 있어서, 적어도 하나의 광학 보조 층이 1nm에서 500nm까지의, 바람직하게는 5nm 내지 100nm까지의 층 두께를 갖고, 금속, 특히 알루미늄, 은, 크롬, 구리, 금 또는 그의 합금의 기상 증착(vapor deposition) 또는 스퍼터링(sputtering)에 의해 생성될 경우 유리하다.
대안적으로, 반사 층은 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖고 금속 안료-함유 바니시(metal pigment-containing varnish)의 인쇄에 의해 또한 생성될 수 있다.
흡수 층을 붙이기 위하여, 적어도 하나의 광학 보조 층이 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖고 특히 카본 블랙(carbon black) 안료를 포함하는 안료 바니쉬를 도포함으로써 생성될 경우 편리하다.
또한, 제공된 장식 플라이가 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관하여 적어도 부분적으로 투명한 적어도 하나의 제 1 영역 및 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관하여 투명하지 않은, 즉 불투명한 적어도 하나의 제 2 영역을 포함할 경우 유리하다.
다층체로부터의 광 방출은 또한 이런 식으로 제어될 수 있다. 제 1 영역 및 제 2 영역은 단순한 디스플레이 표면 또는 또한 복잡한 광학 정보를 형성할 수 있다.
장식 플라이가, 적어도 하나의 발광체가 장식 플라이의 표면에 수직으로 볼 때 상기 적어도 하나의 제 1 영역과 중첩하게 되도록 배열될 경우 또한 선호된다.
이런 식으로, 직접적인 광 방출이 실현될 수 있다. 이것은 예컨대 디스플레이 표면의 점 조명(point illumination)을 위하여 사용될 수 있다.
대안적으로, 장식 플라이가, 적어도 하나의 발광체가 상기 장식 플라이의 표면에 수직으로 볼 때 상기 적어도 하나의 제 2 영역과 중첩하게 되도록 배열될 수 있다.
이로써, 제 1 영역을 통한 직접적인 광 방출은 가능하지 않다. 이것은 예컨대 평평한 구조의 고른 후면광(even backlighting)을 위하여 사용될 수 있다.
물론, 적어도 하나의 발광체에 의해 생성되는 광의 직접적인 그리고 간접적인 아웃 커플링(out-coupling)은 또한 심미적인 광학 효과를 구현하기 위하여 결합될 수 있다.
착색제(colorant), 특히 염색제 및/또는 안료 및/또는 입자 및/또는 퀀텀 닷(quantum dot) 재료 및/또는 인광성 재료가 플라스틱 플라이의 사출 성형을 위하여 사용되는 플라스틱 재료에 및/또는 캐리어 플라이의 층을 형성하는 재료에 추가되고, 상기 착색제는 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 파장 범위에서 흡수하고 및/또는 산란하고 및/또는 가시 파장 범위에서 형광을 발하거나(fluoresce) 인광을 발하도록(phosphoresce) 여기될 수 있을 경우 또한 유리하다.
플라스틱 플라이 및/또는 캐리어 플라이의 광 분포의 균질성이 이로써 성취될 수 있다. 이것은 특히 고른 후면 발광 표면을 생성하는데 적합하다.
동시에 또는 대안적으로, 특히 형광 또는 흡수 물질 또는 퀀텀 닷의 사용에 의해, 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼은 이로써 표적화된 방식으로 영향받을 수 있고, 그 결과 다양한 색상 효과가 생성될 수 있다.
추가된 상기 착색제가 5nm에서 500㎛까지의, 바람직하게는 500nm에서 100㎛까지의 입자 크기를 갖는 특히 이산화규소, 발열성 규산(pyrogenic silicic acid), 이산화티탄, 황화 아연 또는 금속의 무기 안료 및/또는 입자를 포함할 경우 편리하다.
또한, 캐리어 플라이의 일 표면이 무광일 경우 유리하다.
휘도는 또한 이로써 캐리어 플라이에 걸쳐서 균질화되어서 고른 조명된 표면을 성취할 수 있다. 추가 디퓨저는 따라서 생략될 수 있다.
또한, 장식 플라이가 제공되고, 상기 장식 플라이가 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관해 색상 및/또는 투명도가 상이한 복수의 영역을 가질 경우 유리하다.
이로써 다색 그래픽 소자가 표시될 수 있고, 이것의 외관(appearance)은 사용된 발광체의 색상에 직접적으로 따르지 않는다. 특히 이러한 장식 플라이가 평평하고 따라서 방출 개구가 없을 경우 편리하다. 또한, 이런 방식으로 적어도 하나의 발광체의 스위칭 오프 상태에서 보이지 않는 장식을 실현하는 것이 가능하다.
또한, 적어도 하나의 발광체에 의해 방출된 광의 스펙트럼에 관하여 불투명한 부분 층, 특히 광학적 정보를 포함하는 금속 층이 장식 플라이에 붙여질 경우 편리하다.
따라서, 광에 대한 규정된 방출 기하학적 형상이 이로써 생성된다. 이것은 특히 평평하게 붙여지는 장식에 관하여 편리하다. 따라서, 원하는 광학적 정보가 적어도 하나의 발광체가 광을 방출할 때에만 보이는 것이 보장될 수 있다.
또한, 광학적 활성 릴리프 구조, 특히 회절 구조, 영차(zero-order) 회절 구조, 매크로구조, 렌즈 구조, 마이크로렌즈 구조, 마이크로프리즘 구조가, 특히 장식 플라이의 생성 동안의, 특히 복제 및/또는 사출 성형 도구에 배열된 매트릭스의 플라스틱 플라이내로의 몰딩에 의해 장식 플라이 및/또는 캐리어 플라이 및/또는 플라스틱 플라이에 통합될 경우 유리하다. 매트릭스는 하나의 피스의 각각의 몰드 반체에 본딩되고 또는 별도의 인서트 또는 삽입 부분으로서 대안적으로 설계될 수 있다.
이러한 구조에 의해, 다층체로부터의 광 방출은 또한 표적화된 방식으로 제어될 수 있다. 릴리프 구조의 종류 및 적어도 하나의 발광체에 관한 그의 상대 운동에 따라, 발광체에 의해 방출된 광의 아웃-커플링은 표적화된 방식으로, 영역에서 지지되거나 방지될 수 있다.
또한, 플라스틱 플라이의 사출 성형 동안, 적어도 2개의 플라스틱 화합물이 사용되고, 상기 플라스틱 화합물은 하나의 광학적 특성, 특히 그 굴절률에 있어서 상이할 경우 편리하다.
이것은 다양한 다중 부품 사출 성형 공정으로 수행될 수 있다. 예컨대, 상이한 플라스틱 화합물의 캐스팅은 상이한 사출 성형 도구에서 순차적으로 발생할 수 있다. 그러나, 대안적으로, 사출 성형 도구의 기하학적 구조는 예컨대 적절한 슬라이더에 의해 순차적인 캐스팅 단계 동안 변경될 수 있다. 또한 플라스틱 플라이 또는 캐리어 플라이는 순차적인 캐스팅 단계 동안 상이한 도구 인서트에 접근하는 회전 플레이트 상에 위치지정되는 것이 가능하다.
상이한 플라스틱 화합물로부터 제조된 플라스틱 플라이의 부분 영역의 기하학적 형상에 따라, 특히 이러한 부분 영역 사이의 경계 표면의 형상에 따라 그리고 굴절률의 차이에 따라, 다양한 효과가 이로써 성취되고, 이것은 또한 광 가이딩을 위한 역할을 할 수 있다. 특히, 렌즈 효과는, 특히 광 굴절에 의해 성취될 수 있고 또는 미러 표면은 경계 표면에서의 총 반사에 의해 생성될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 발광체를 접촉하기 위하여 캐리어 플라이에 전도성 트랙 층을 붙이는 것이 유리하다.
예컨대 추가 인쇄 회로 기판과 같은 외부 접촉 수단이 이로써 생략될 수 있고, 이것은 다층체의 생산 및 조립을 특히 단순하게 한다. 전도성 트랙 층에 의해, 예컨대 센서, 안테나 구조 등과 같은 캐리어 플라이 상에 선택적으로 존재하는 추가 전자 부품이 또한 접촉될 수 있다.
전도성 트랙 층이 금속, 특히 알루미늄, 은, 크롬, 구리, 금 또는 그의 합금의 기상 증착, 스퍼터링, 갈바닉 증착(galvanic deposition) 또는 라미네이션에 의해, 및/또는 전도성 안료, 나노입자, ITO(인듐 주석 산화물), ATO(안티몬 주석 산화물), 전도성 유기 폴리머, 특히 PEDOT(폴리-3,4-에틸렌디옥시티오펜) 또는 PANI(폴리아닐린), 탄소 나노튜브, 그라핀 또는 카본 블랙을 도포함으로써 1nm에서 500㎛까지의, 바람직하게는 10nm에서 50㎛까지의 층 두께로 생성될 경우 편리하다.
바람직하게, 전도성 트랙 층은 적어도 하나의 결합 표면을 포함하고, 캐리어 플라이에 수직으로 볼 때, 상보적 결합 표면이 상기 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 캐리어 플라이의 측에 붙여진다.
상보적인 결합 표면을 통해, 교류 전압이 전도성 트랙 층 내로 용량성 결합될 수 있다. 따라서, 연속 전도성 구조는 다층체의 표면 내로 가이드되고 발광체 또는 기타 전압을 갖는 전자 부품에 붙이거나 후자에 전자 신호를 송신할 필요가 없다.
대안적으로 또는 추가로, 전도성 트랙 층은 적어도 하나의 권선 및/또는 안테나 구조를 포함하고, 캐리어 플라이에 수직으로 볼 때, 상보적 권선 및/또는 안테나 구조는 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 상기 캐리어 플라이의 측에 붙여진다.
이것은 또한 교류 전압의 접촉-프리 결합 및/또는 제어 신호의 전송을 가능하게 한다. 그러나, 이러한 경우에, 결합이 유도적으로 일어난다.
또한, 전도성 트랙 층에 전기적으로 접촉하고 플라스틱 플라이의 사출 성형 동안 플라스틱 화합물에 의해 기껏해야 부분적으로 둘러싸이는 적어도 하나의 전기 접촉 소자가 상기 캐리어 플라이에 부착되는 것이 가능하다.
이러한 경우에, 전도성 트랙 층의 직접 접촉은 따라서 외측을 향해 발생한다. 이것은 적절한 플러그 커넥터 등을 통해 선택적으로 발생할 수 있다.
캐리어 플라이를 통한 관통-연결부 및/또는 크림핑(crimping) 소자가 전기 접촉 소자로서 부착될 경우 편리하다.
추가적으로 또는 대안적으로, 플라스틱 플라이의 사출 성형 동안, 전도성 트랙 층의 적어도 하나의 부분 영역이 상기 플라스틱 화합물에 의해 둘러싸지 않을 수 있고 및/또는 플라스틱 플라이의 사출 성형 후에, 전도성 트랙 층의 적어도 하나의 부분 영역이 배열되는 캐리어 플라이의 부분 영역이 상기 플라스틱 플라이로부터 분리될 수 있다.
전도성 트랙 층의 직접 접촉이 또한 이런 방식으로 가능하다.
본 발명은 예시적인 실시예에 관하여 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 일 측상에 후방 사출 성형된 플라스틱 플라이 및 발광 소자를 갖는 장식 플라이 및 캐리어 플라이를 갖는 다층체의 예시적인 실시예이다.
도 2는 장식 플라이와 캐리어 플라이 사이에 배열되는 플라스틱 플라이 및 발광 소자를 갖는 장식 플라이 및 캐리어 플라이를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 3은 집적 전도성 트랙을 갖는 광학 보조 층의 개략도이다.
도 4는 장식 플라이와 캐리어 플라이 사이에 배열되는 플라스틱 플라이 및 발광 소자를 갖는 장식 플라이 및 캐리어 플라이를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 5는 일 측상에 후방 사출 성형된 플라스틱 플라이 및 발광 소자를 갖는 장식 플라이 및 캐리어 플라이를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 6은 간접 후면 발광 장식(indirectly backlit decoration)을 갖는 다층체의 예시적인 실시예의 상면도이다.
도 7은 도 6에 따른 다층체의 단면도이다.
도 8은 직접 후면 발광 장식을 갖는 다층체의 예시적인 실시예의 상면도이다.
도 9는 도 8에 따른 다층체의 단면도이다.
도 10은 플라스틱 플라이에 디퓨저 입자를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 11은 전체 표면에 대한 광학 격자를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 12는 플라스틱 플라이와 캐리어 플라이의 전체 표면에 대한 광학 격자를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 13은 플라스틱 플라이의 표면의 부분 위의 광학 격자를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 14는 반사 구조를 갖는 다중부품 플라스틱 플라이를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 15는 렌즈 구조를 갖는 다중부품 플라스틱 플라이를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 16은 캐리어 플라이를 통한 관통-연결부를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 17은 측방 크림핑 연결부를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 18은 용량성 접촉을 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 19 는 유도성 접촉을 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 20는 부분적으로 접근가능한 전도성 트랙 층을 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 21은 에지에서 부분적으로 접근가능한 전도성 트랙 층을 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 22는 부분적으로 분리가능한 캐리어 플라이를 갖는 다층체의 대안적인 예시적인 실시예이다.
도 1은 다층체(1)의 제 1 예시적인 실시예를 도시한다. 이것은 캐리어 플라이(2)를 포함한다. 캐리어 플라이(2)의 일 측 상에서 광학 보조 층(3)이 붙여지고, 그 위에, 장식 플라이(4)가 결국 배열된다. 장식 플라이(4)에서, 어퍼쳐(41)가 제공되고, 이것은 또한 보조 층(3)을 통과한다. 대안적으로, 그리고 여기에 도시되지 않은, 광학적으로 투명한 바니쉬 또는 기타 재료가 또한 이러한 어퍼쳐(41)에 배열될 수 있다.
보조 층(3) 및 장식 플라이(4)로부터 떨어져 면하는 캐리어 플라이(2)의 측 상에서, 전도성 트랙 층(5)이 붙여지고, 이것에 의해 발광체(6)가 접촉된다.
발광체(6)의 측 상에서, 플라스틱 플라이(7)는 사출 성형되고, 이것에 추가 광학 보조 층(3')이 연결된다.
캐리어 플라이(2)는 필름으로 형성될 수 있다. 이것은 바람직하게, 1㎛에서 500㎛까지의, 바람직하게는 20㎛에서 300㎛까지의 층 두께를 갖고 PET, PEN, PC, PVC, 켑톤®, PLA, PMMA 또는 ABS로 구성된다.
대안적으로, 캐리어 플라이(2)는 특히 FR4, 폴리이미드 또는 종이로 구성되고, 50㎛에서 2mm까지, 바람직하게는 100㎛에서 1.5mm까지의 층 두께를 갖는 회로 기판으로서 제공될 수 있다.
보조 층(3, 3')은 반사층 또는 흡수 층으로서 구성될 수 있고 특히 각각의 발광체(6)가 오직 할당된 어퍼쳐(41)를 통해서만 보여지는 것을 보장하는 것을 의미하여, 그 결과 산란된 광이 회피된다. 어퍼쳐에서의 발광체의 광 출력은 측방향으로 산란된 광이 어퍼쳐내로 반사된다는 점에 있어서 반사층에 의해 개선되는 것을 의미한다.
반사 층은 1nm에서 500nm까지의, 바람직하게는 5nm 내지 100nm까지의 층 두께를 갖고, 금속, 특히 알루미늄, 은, 크롬, 구리, 금 또는 그의 합금의 기상 증착(vapor deposition), 스퍼터링(sputtering) 등에 의해 바람직하게 생성된다.
흡수 층을 위하여, 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖고 특히 카본 블랙(carbon black) 안료를 포함하는 안료 바니쉬가 사용될 수 있다.
장식 플라이(4)는 필름으로서, 특히 라미네이팅 또는 IMD 필름(IMD = 인-몰드 장치)로서 설계될 수 있다. 바람직하게, 이것은 0.1㎛에서 50㎛까지의, 특히 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖는다.
대안적으로, 장식 플라이(4)는 또한 인쇄 층 또는 바니쉬 층이 될 수 있다. 이것은 이로써 바람직하게 인쇄, 특히 스크린 인쇄, 오목판 인쇄(intaglio printing) 또는 패드 인쇄(pad printing)에 의해 및/또는 바니싱(varnishing)에 의해 캐리어 플라이 및/또는 플라스틱 플라이 상에 붙여진다.
장식 플라이(4) 그 자체는 상이한 광학적 특성을 갖는 복수의 층 또는 영역을 결국 가질 수 있고, 그 결과 복잡한 시각적 설계가 또한 생성될 수 있다. 장식 플라이(4)의 설계를 위한 특정 가능성은 추가 예시적인 실시예를 참고하여 이하에서 설명된다.
전도성 트랙 층(5)은 금속, 특히 알루미늄, 은, 크롬, 구리, 금 또는 그의 합금의 기상 증착, 스퍼터링, 갈바닉 증착(galvanic deposition) 또는 라미네이션에 의해, 및/또는 전도성 안료, 나노입자, ITO, ATO, 전도성 유기 폴리머, 특히 PEDOT 또는 PANI, 탄소 나노튜브, 그라핀 또는 카본 블랙을 도포함으로써 1nm에서 500㎛까지의, 바람직하게는 10nm에서 50㎛까지의 층 두께로 생성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전도성 트랙 층(5)은 또한 광학 보조 층(3) 내로 집적될 수 있으며 동시에 광학 특성을 제공할 수 있다. 예컨대, 광학 보조 층은 기상 증착된, 스퍼터링된 또는 인쇄된 금속 층 중 반사 금속 층이 될 수 있고 동시에 상응하게 적절한 구조에 의해 금속 전도성 트랙을 제공할 수 있다.
발광체(6)는 바람직하게 발광 다이오드이다. 특히, 400㎛에서 20mm까지의, 바람직하게는 0.6mm에서 2mm까지의 길이를 갖고, 200㎛에서 5mm까지의, 바람직하게는 0.3mm에서 1.25mm까지의 폭을 갖고, 그리고 200㎛에서 5mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 1.5mm까지의 높이를 갖는 SMD-LED 및/또는 100㎛에서 2mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 0.5mm까지의 길이를 갖고, 100㎛에서 2mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 0.5mm까지의 폭을 갖고, 그리고 50㎛에서 250㎛까지의, 바람직하게는 75㎛에서 125㎛까지의 높이를 갖는 칩 LED가 여기서 사용될 수 있다.
대안적인 발광체로서, 원칙적으로, 유기 발광 다이오드(OLED), 발광 셀(LEC) 또는 전기루미네선스 디스플레이(electroluminescence display)가 또한 사용될 수 있다.
플라스틱 플라이(7)는 바람직하게 사출 성형에 의해 생성된다. 이를 위하여, 발광체(6) 뿐만 아니라 그 위에 배열된 플라이(3, 4, 5)와 캐리어 플라이(2)의 합성물은 사출 금형(injection mold)의 공동 내로 도입되고 플라스틱 화합물과 후방 사출 성형된다. 캐리어 플라이(2)와 플라스틱 플라이(7) 사이의 더 나은 접착을 생성하도록, 열적으로 활성화된 접착 층은 선택적으로 플라스틱 플라이(7)에 면하는 발광체(6) 뿐만 아니라 그 위에 배열되는 캐리어 플라이(2)와 플라이(3, 4, 5)의 합성물의 측에 선택적으로 붙여질 수 있다.
PMMA, ABS, PS, PE, PP, PC, POM, PA, ASA, SAN 또는 TPU는 바람직하게 플라스틱 합성물로서 사용된다. 혼합물로서 또는 다중 부품 공정에서 이러한 플라스틱의 결합이 또한 가능하다.
플라스틱 플라이의 사출 성형(7)은 150℃에서 350℃까지의, 바람직하게는 200℃에서 300℃까지의 화합물 온도에서 및/또는 500bar에서 2800bar까지의, 바람직하게는 700bar에서 2500bar까지의 압력에서 바람직하게는 사전 템퍼링된(pre-tempered) 도구에서 수행된다.
이하에서 기재되는 다층체(1)의 추가 예시적인 실시예는 플라이 및 부품의 개수, 배열 및 기하학적 설계에 의해 상기 실시예와 실질적으로 상이하다. 상기 기재된 개별적인 플라이 및 소자의 특성은 이하의 예시적인 실시예에 대하여 유효하다.
도 2에 따른 실시예에서, 장식 플라이(4) 및 광학 보조 층은 플라스틱 플라이(7)의 반대 측 상의 전도성 트랙 층(5) 및 발광체(6)를 갖는 플라스틱 플라이(7) 및 캐리어 플라이(2)의 제 1 측 상에 배열된다. 발광체는 플라스틱 플라이(7)로부터 멀리 포인팅하며 이러한 경우에 어퍼쳐(41)와 중첩하게 위치되지 않고, 그 결과 이것은 간접적으로 후면 발광된다.
이러한 변형에서, 광학 보조 층(3)과 함께 장식 플라이(4)는 IMD 공정에 의해 플라스틱 플라이(7)에 직접적으로 붙여진다. LED(6)를 갖는 캐리어 플라이(2)는 사출 성형 화합물의 방향으로 캐리어 플라이와 함께 장식 플라이(4)의 반대편인 사출 성형 도구의 측 상에 도입된다. 플라스틱 플라이(7)로의 캐리어 플라이(2) 장식 및 적용이 여기서 하나의 동작으로 발생할 수 있다.
도 4에 따른 실시예는 이것과 유사하게 구성된다. 이것은 발광체(6) 및 전도성 트랙층(5)을 갖는 캐리어 플라이(2)가 플라스틱 플라이(7)를 향해 보내진다는 것 및 발광체(6)가 어퍼쳐(41)와 중첩되게 위치되어 이들이 직접적으로 후면발광 되는 것에 있어서만 도 2에 따른 실시예와 상이하다. 발광체(6)로부터 떨어져 면하는 캐리어 플라이(2)의 측 상에서, 추가 보조 층(3')이 배열되고, 이것은 이러한 측 상에서의 광 방출을 방해하고 및/또는 후방 반사된 광을 앞으로 전반사하여 광 출력을 개선한다. 그러나, 인접한 발광체로부터의 산란된 광이 이러한 어퍼처에서 회피될 경우, 이러한 광학 보조 층(3')은 흡수하도록 설계된다.
도 5에 따른 실시예에서, 플라스틱 플라이(7)는 도 1에 따른 실시예에서와 같이 일 측상에서 사출 성형된다. 그러나, 도 1에 비해, 장식 플라이(4), 전도성 트랙 층(5) 및 발광체(6)는 캐리어 플라이(2)의 동일한 측 상에서 배열되고 플라스틱 플라이(7)를 향해 보내진다. 보조 층(3, 3')은 여기서 생략된다.
도 6은 다층체(1)의 추가 실시예의 상면도를 도시한다. 동일한 다층체(1)는 개략적인 단면도로 도 7에서 도시된다. LED(6)로부터의 광은 여기서 간접적으로 커플링된다. 이들은 바람직하게 장식 플라이(4)의 어퍼쳐(41)의 아래에 위치 지정되지 않는다. 광이 더 큰 방출 개구(41)를 통해 균질하게 분포되거나 더 작은 방출 개구(41)를 통해 분포될 경우 특히 이것은 유리하다. 이러한 경우에, 선택적인 광학적 보조 층(3, 3')이 예컨대 미러링 기상 증착되거나 스퍼터링된 금속 층과 같이 미러링되도록 설계되어서 가능한 많은 광이 방출 개구(41) 내로 반사될 경우 유리하다.
설계상의 이유로, 발광 구조는 LED(6)가 스위칭 오프될 때 보이지 않고 또는 장식 플라이(4)는 스위칭 온 상태에서 LED 광의 색상을 변경하는 것이 때때로 요구된다. 이것은, 도 6에 도시된 바와 같은 장식 플라이(4)가 LED(6) 위에서 연속하도록 설계되는 것에 있어서 성취될 수 있다. 장식 플라이는 상이한 색상, 구조 및 투명도를 갖는 영역(42, 43)을 가질수 있고, 이들은 원하는 장식을 형성한다.
특히, 표면이 단색이 되고 도시될 구조가 LED(6)의 스위칭 온 상태에서 가시적으로 밝혀지는 것만을 의미할 경우, 장식 플라이(4)를 연속적으로 인쇄하는 것이 유리하다. 발광 구조는 금속 또는 특히 차광 층(3) 위에서 생성되고, 이것은 어퍼처로서 도시될 구조를 포함한다(즉, 장식 플라이(4) 하에서 쉐도우 마스크(shadow mask)를 형성함). 도 1에 도시된 층 시퀀스가 사용되되, 장식 플라이(4)가 어퍼쳐(41) 없이 인쇄된다는 차이점을 갖는다.
LED(6)가 예컨대 표시기로서 직접적으로 보이는 것을 의미할 경우, 장식 플라이(4)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 시야 방향으로 LED(6) 바로 위에 어퍼쳐(41)를 포함할 수 있다. LED(6)의 직접적 빔 경로 외부에 놓인 광학 보조 층(3, 3')은 가능한 한 광을 흡수하도록 설계되어서 인접한 어퍼쳐(41) 내로 광이 방출되는 것(광학적 "크로스토크(crosstalk)")를 방지한다.
평평하고 균질한 광 효과가 성취될 경우, 예컨대, LED(6)가 후면 발광 레터링할 경우, 가능한 균질한 광 분포가 요구된다. 광의 균질은 다수의 LED(6)(매우 복잡하고 비용이 많이 듦)에 의해 또는 디퓨저 입자(71)의 및/또는 플라스틱 플라이(7) 및/또는 캐리어 플라이(2)의 사출 성형 화합물에서 균질하게 분포되는 형광 염료 사용에 의해 성취될 수 있다. 이것은 도 10에서 도시된다.
색상 효과는 재료를 염색하거나 및/또는 형광에 의해 추가로 제조될 수 있다. 선택적으로, 광 산란 입자(71)의 역할을 동시에 하는 불용성 형광 안료는 가용성 형광 안료에 추가될 수 있다.
광 산란 입자(71)는 5nm에서 500㎛까지의, 바람직하게는 500nm에서 100㎛까지의 입자 크기를 갖는 특히 이산화규소, 발열성 규산(pyrogenic silicic acid), 이산화티탄, 황화 아연 또는 금속의 무기 안료 및/또는 입자를 포함할 수 있다.
광의 아웃 커플링을 방지하거나 지지하는 미세 광학 격자(72)는 플라스틱 플라이(7) 및/또는 장식 플라이(4) 내로 통합될 수 있다. 서브파장(Subwavelength) 격자는 바람직하게 이것에 적합하되, 또한 특히 굴절 효과를 갖는 마이크로 프리즘의 비교적 깊고 및/또는 거친 구조이다. 서브파장 격자에 대한 선호되는 격자 파라미터는 바람직하게 200nm에서 500nm까지의 기간 및 바람직하게 100nm에서 500nm까지의 격자 깊이이다. 격자의 타입은 여기서 바람직하게 선형, 십자형 또는 육각형 격자 시리즈로부터 선택된다. 마이크로프리즘이 사용될 때, 프리즘의 측방향 크기(dx 또는 dy)는 1 ㎛에서 100 ㎛까지, 바람직하게 5 ㎛에서 50 ㎛까지이다. 구조 깊이는 대략 바람직하게 측방향 크기의 0.3배 내지 2배이다. 마이크로프리즘의 배열은 모두 일정하고, 즉 주기적이며 또한 랜덤 또는 유사랜덤일 수 있다.
광학 격자(72)는 전체 표면에 걸쳐서(도 11 참조) 또는 장식 플라이(4) 및/또는 광학 보조 층(3) 및/또는 플라스틱 플라이(7)에서 어퍼쳐(41)(도 13)의 영역에서만 배열될 수 있다.
생성은 예컨대 사출 성형 도구에 의해 또는 복제에 의해 발행하며, 그 결과 격자(72)는 플라스틱 플라이(7)의 사출 성형 동안 형성된다.
추가 변형으로서, 추가 광학 격자(21)는 도 12에 도시된 바와 같이, 캐리어 플라이(2) 상에서 선택적으로 실현될 수 있다. 어퍼쳐(41)는 여기서 격자(72)에 의해 덮이지 않는다. 화살표는 LED(6)에 의해 방출된 광의 가능한 빔 경로를 표시한다.
또한, 플라스틱 플라이(7)의 부분 영역(73, 74)을 각각 형성하는 상이한 광학 굴절률을 갖는 2개의 상이한 사출 성형 화합물의 사용은 도 15에 도시된 바와 같이 특히 광 굴절에 의해 렌즈 효과를 생성하고 또는 도 14에 도시된 바와 같이 경계 표면에서 광을 반사하도록 사용될 수 있다. 예컨대, 이러한 크로스토크, 즉, 다수의 방출 개구(41) 간의 광학적 크로스토크는 방지될 수 있고 또는 방출 개구(41)에서 출력되는 광이 개선될 수 있다.
이러한 경우의 플라스틱 플라이(7)는 2개의 부품의 사출 성형에 의해 형성될 수 있다. 영역(73, 74) 중 하나는 별도의 도구 내로 주입되고, 즉, 영역(73)은 LED(6) 상으로 먼저 주입되고, 워크 피스가 제거되며 제 2 도구 내로 삽입된다. 영역(74)은 이로써 여기에 주입된다.
추가 가능성은 회전 플레이트의 사용이다. 먼저, 예컨대 영역(73)이 주입된다. 이어서, 도구는 개방되며 부품은 회전 플레이트와의 회전의 절반을 회전하고, 그 결과 이것은 제 2 도구 인서트의 반대편에 놓인다. 영역(74)은 이로써 거기에 주입된다.
이것과 동시에, 영역(73)은 제 2 워크 피스에 부착된다. 제 1 워크 피스 상의 영역(74)의 주입 후에, 마감된 제 1 워크 피스가 제거되고 다시 회전 플레이트가 절반을 회전한다.
공동이 슬라이더를 사용함으로써 변경될 수 있는 도구의 사용 또한 고려할 수 있다.
이하의 예시적인 실시예는 전도성 트랙 층(5)의 전기적 접촉에 관한 것이다. 이것은 직접적인 갈바닉 접촉에 의해 그러나 또한 접촉없이 실현될 수 있다.
직접 접촉에 있어서, 관통 연결부(8)(VIA, 수직 상호연결 액세스)는 도 16에 도시된 바와 같이, 예컨대 캐리어 플라이(2)를 통해 부착될 수 있다. 전도성 트랙 층에 대한 전원의 직접 연결이 이로써 형성된다. 이러한 관통-연결부(8)는 캐리어 플라이(2) 내에서 먼저 제조된 구멍 내에서 금속의 표적 증착에 의해 또는 금속 핀에서의 펀칭에 의해 예컨대 갈바닉식으로 생성될 수 있다. 크림핑(crimping) 기법의 사용이 또한 고려될 수 있다. 모두 캐리어 플라이(2)가 사출 성형에서 처리되기 전에 발생한다.
크림핑에 의한 접촉을 위한 추가 가능성은 제 2 전도성 트랙 기판(9)의 사용에 의해 제시되고, 도 17에 도시된 바와 같이, 이것은 캐리어 플라이(2) 상의 전도성 트랙 층(5)의 측 상에 배치되고 크림핑 기법에 의해 앵커 고정된다.
이런 방식으로, 접촉은 다층체(1)의 측 상에서 성취될 수 있다. 이러한 기계적으로 성취된 본딩은 집적된 크림핑 도구를 사용하는 동안 사출 성형 공정 전에 또는 그 동안 별도의 단계에서 생성될 수 있다.
전도성 트랙 기판의 본딩에 있어서, 기계적 접합 기법이 고려될 뿐만 아니라, 접착 또는 솔더링이 고려된다. 공정 내에서, 이러한 단계는 후방 사출 성형 공정 전에 별도로 수행될 수 있다.
전도성 트랙 층(5)의 간접 접촉은 도 18에 도시된 바와 같이 용량성있게 발생할 수 있다. 용량성 결합을 위한 기본은 전도성 트랙 층(5) 내의 2개의 결합 표면(51)이고, 이것은 각각의 경우에, 외부에 위치된 할당된 결합 표면(10) 위에서 적어도 일부 영역에서 위치 지정되어야 한다. 교류 전기장을 인가함으로써, 반대 편의 필드는 각각의 경우에 서로 위에 놓이는 결합 표면(10, 51)에 의해 형성되는 커패시터 상에 빌드 업(build up)되고, 그 결과 전류는 전도성 트랙 층(5)에 의해 접촉되는 소비자를 통해 흐를 수 있다.
서로 위에 놓인 결합 표면 대신에, 그에 유사하게 배열되는 안테나 구조(52, 11)가 사용되고, 이를 실현하기 위하여 유도 결합을 실현한다. 이상적으로, 이들은, 외부 전송 안테나(11)가 내부 수신 안테나(52)로 공진에서 작동하도록 매칭된다. 기본 구조는 도 19에 도시된다.
이러한 예시에서, 또한, 유도 결합을 통해, 교류 전류는 직접 접촉될 필요 없이 전도성 트랙 층(5)에서 생성된다. 정류는 적절한 구성요소에 의해 발생할 수 있다. 안테나(11, 52)의 크기 및 형태에 따라, 공진 주파수 및 커버리지(coverage)가 또한 설정될 수 있다. 신호의 변조를 통해, 정보 또는 제어 명령은 캐리어 층 상에 집적되는 둘러싸는 전자 기기로 전송될 수 있다. 외부 안테나(52)는 또한 캐리어 층(2)에 직접적으로 붙여지고 또는 다층체(1)의 완료 이후에 부착될 수 있다.
전도성 트랙 층(5)의 직접 접촉을 위한 추가 가능성은 플라스틱 플라이(7)의 사출 성형 동안 플라스틱으로 후자를 완전히 둘러싸지 않게 된다. 플라스틱 플라이(7)의 어퍼처(75)는 도 20에 도시된 바와 같이 열려 있을 수 있고 또는 플라스틱 플라이(7)는 캐리어 플라이(2)의 에지까지 공급될 수 없고, 그 결과, 캐리어 플라이의 돌출 탭(22)이 생성되며 여기에 전도성 트랙 층(5)이 접촉될 수 있다(도 21 참조).
대안적으로, 도 22에 도시된 바와 같이, 플라스틱 플라이(7)의 사출 성형 후에, 전도성 트랙 층(5)이 그 위로 연장하는 캐리어 플라이(2)의 부분 영역(23)은 또한 플라스틱 플라이(7)로부터 분리될 수 있다. 이를 위해, 상응하는 분리 층은 사출 성형 전에 부분 영역(23)에 선택적으로 붙여질 수 있다. 분리 층은 바람직하게 왁스, 실록산(siloxane) 폴리머 또는 플루오린-함유 폴리머(예컨대, 테플론®)로 구성되며 10nm에서 5㎛까지의, 바람직하게 100nm에서 1㎛까지의 층 두께를 갖는다.
1 다층체
2 캐리어 플라이
3, 3' 광학 보조 층
4 장식 플라이
5 전도성 트랙 층
6 발광체
7 플라스틱 플라이
8 관통-연결부
9 전도성 트랙 기판
10 결합 표면
11 안테나 구조
21 격자 구조
22 탭
23 캐리어 플라이의 분리가능한 영역
41 어퍼쳐
42, 43 캐리어 플라이의 영역
51 결합 표면
52 안테나 구조
71 디퓨저 입자
72 격자 구조
73, 74 플라스틱 플라이의 영역
75 어퍼쳐

Claims (50)

  1. 다층체의 제조 방법으로서,
    a) 적어도 하나의 발광체(illuminant), 특히 LED가 그 표면에 배열되는 캐리어 플라이(carrier ply)를 제공하는 단계;
    b) 장식 플라이(decorative ply)를 제공하는 단계;
    c) 사출 성형 도구 내에서 상기 캐리어 플라이 및/또는 상기 장식 플라이 상에 플라스틱 플라이를 사출 성형하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 장식 플라이는 상기 캐리어 플라이에 붙여지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 장식 플라이는 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 상기 캐리어 플라이의 측에 붙여지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 장식 플라이는 적어도 하나의 발광체에 면하는 상기 캐리어 플라이의 측에, 특히 상기 발광체와 상기 캐리어 플라이 사이에 붙여지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  5. 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장식 플라이 및 상기 캐리어 플라이는 특히 기계적 클램핑 수단 및/또는 진공에 의해 상기 사출 성형 도구의 하나의 몰드 반체(半體) 내에 고정되며 일 측 상에 후방 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라스틱 플라이는 상기 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 상기 캐리어 플라이의 측과 상기 장식 플라이 사이에 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 플라스틱 플라이는 상기 적어도 하나의 발광체에 면하는 상기 캐리어 플라이의 측과 상기 장식 플라이 사이에 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 장식 플라이는 상기 사출 성형 도구의 제 1 몰드 반체 내에 그리고 상기 캐리어 플라이는 상기 사출 성형 도구의 제 2 몰드 반체 내에, 특히 기계적 클램핑 수단 및/또는 진공에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장식 플라이는 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장식 플라이는 인쇄, 특히 스크린 인쇄, 오목판 인쇄(intaglio printing) 또는 패드 인쇄(pad printing)에 의해 및/또는 바니싱(varnishing)에 의해 상기 캐리어 플라이 및/또는 상기 플라스틱 플라이 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어 플라이는, 특히 PET, PEN, PC, PVC, 켑톤(Kapton), PLA, PMMA 또는 ABS로 구성되고, 1㎛에서 500㎛까지의, 바람직하게는 20㎛에서 300㎛까지의 층 두께를 갖는 필름으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어 플라이는, 특히 FR4, 폴리이미드 또는 종이로 구성되고, 50㎛에서 2mm까지, 바람직하게는 100㎛에서 1.5mm까지의 층 두께를 갖는 회로 기판으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    PMMA, ABS, PS, PE, PP, PC, POM, PA, ASA, SAN 또는 TPU 중 적어도 하나의 플라스틱 화합물이 상기 플라스틱 플라이의 사출 성형을 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 플라이의 사출 성형은 150℃에서 350℃까지의, 바람직하게는 200℃에서 300℃까지의 재료 온도에서 및/또는 500bar에서 2800bar까지의, 바람직하게는 700bar에서 2500bar까지의 압력에서 바람직하게는 사전 템퍼링된(pre-tempered) 도구에서 수행되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 플라이의 사출 성형을 위하여, 사출 성형 도구가 사용되고, 상기 사출 성형 도구는 적어도 2개의 평평한 평행 내벽을 갖는 공동을 갖는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 플라이의 사출 성형을 위하여, 사출 성형 도구가 사용되고, 상기 사출 성형 도구는 적어도 하나의 곡선 내벽을 갖는 공동을 갖는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    400㎛에서 20mm까지의, 바람직하게는 0.6mm에서 2mm까지의 길이를 갖고, 200㎛에서 5mm까지의, 바람직하게는 0.3mm에서 1.25mm까지의 폭을 갖고, 그리고 200㎛에서 5mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 1.5mm까지의 높이를 갖는 SMD-LED 및/또는 100㎛에서 2mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 0.5mm까지의 길이를 갖고, 100㎛에서 2mm까지의, 바람직하게는 0.2mm에서 0.5mm까지의 폭을 갖고, 그리고 50㎛에서 250㎛까지의, 바람직하게는 75㎛에서 125㎛까지의 높이를 갖는 칩 LED가 발광체로서 사용되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  18. 청구항 1 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 광학 보조 층, 특히 반사 층 또는 흡수 층이 상기 장식 플라이 및/또는 상기 캐리어 플라이 및/또는 사출 성형된 플라스틱 플라이에 붙여지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광학 보조 층은 1nm에서 500nm까지의, 바람직하게는 5nm 내지 100nm까지의 층 두께를 갖고, 금속, 특히 알루미늄, 은, 크롬, 구리, 금 또는 이들의 합금의 기상 증착(vapor deposition) 또는 스퍼터링(sputtering)에 의해 또는 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖고 금속 안료-함유 바니시(metal pigment-containing varnish)의 인쇄에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  20. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광학 보조 층은 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖고 특히 카본 블랙(carbon black) 안료를 포함하는 안료 바니쉬를 도포함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  21. 청구항 1 내지 청구항 20 중 어느 한 항에 있어서,
    제공된 장식 플라이는 상기 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관하여 적어도 부분적으로 투명한 적어도 하나의 제 1 영역 및 상기 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관하여 불투명한 적어도 하나의 제 2 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 장식 플라이는, 상기 적어도 하나의 발광체가 상기 장식 플라이의 표면에 수직으로 볼 때 상기 적어도 하나의 제 1 영역과 중첩하게 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  23. 청구항 21 또는 청구항 22에 있어서,
    상기 장식 플라이는, 상기 적어도 하나의 발광체가 상기 장식 플라이의 표면에 수직으로 볼 때 상기 적어도 하나의 제 2 영역과 중첩하게 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  24. 청구항 1 내지 청구항 23 중 어느 한 항에 있어서,
    착색제(colorant), 특히 염색제 및/또는 안료 및/또는 입자 및/또는 퀀텀 닷(quantum dot) 재료가 상기 플라스틱 플라이의 사출 성형을 위하여 사용되는 플라스틱 재료에 및/또는 상기 캐리어 플라이의 층을 형성하는 재료에 추가되고, 상기 착색제는 상기 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 파장 범위에서 흡수 및/또는 산란하고 및/또는 가시 파장 범위에서 형광을 발하거나(fluoresce) 인광을 발하도록(phosphoresce) 여기될 수 있는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    추가된 상기 착색제는 5nm에서 500㎛까지의, 바람직하게는 500nm에서 100㎛까지의 입자 크기를 갖는, 특히 이산화규소, 발열성 규산(pyrogenic silicic acid), 이산화티탄, 황화 아연 또는 금속의 무기 안료 및/또는 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  26. 청구항 1 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어 플라이의 일 표면은 무광인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  27. 청구항 1 내지 청구항 26 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관해 색상 및/또는 투명도가 상이한 복수의 영역을 갖는 장식 플라이가 제공되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  28. 청구항 1 내지 청구항 27 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광체에 의해 방출된 광의 스펙트럼에 관하여 불투명한 부분 층, 특히 광학적 정보를 포함하는 금속 층이 장식 플라이에 붙여지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  29. 청구항 1 내지 청구항 28 중 어느 한 항에 있어서,
    광학적 활성 릴리프(relief) 구조, 특히 회절 구조, 영차(zero-order) 회절 구조, 매크로구조, 렌즈 구조, 마이크로렌즈 구조, 마이크로프리즘 구조가, 특히 복제에 의해 및/또는 사출 성형 도구에 배열된 매트릭스의 몰딩에 의해 상기 장식 플라이 및/또는 상기 캐리어 플라이 및/또는 플라스틱 플라이에 통합되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  30. 청구항 1 내지 청구항 29 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 플라이의 사출 성형 동안, 적어도 2개의 플라스틱 화합물이 사용되고, 상기 플라스틱 화합물은 하나의 광학적 특성, 특히 그 굴절률에 있어서 상이한 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  31. 청구항 1 내지 청구항 30 중 어느 한 항에 있어서,
    전도성 트랙 층(conductive track layer)이 적어도 하나의 발광체와 접촉하기 위해 상기 캐리어 플라이에 붙여지는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 전도성 트랙 층은 금속, 특히 알루미늄, 은, 크롬, 구리, 금 또는 이들의 합금의 기상 증착, 스퍼터링, 갈바닉 증착(galvanic deposition) 또는 라미네이션에 의해, 및/또는 전도성 안료, 나노입자, ITO, ATO, 전도성 유기 폴리머, 특히 PEDOT 또는 PANI, 탄소 나노튜브, 그라핀 또는 카본 블랙의 도포에 의해 1nm에서 500㎛까지의, 바람직하게는 10nm에서 50㎛까지의 층 두께로 생성되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  33. 청구항 31 또는 청구항 32에 있어서,
    상기 전도성 트랙 층은 적어도 하나의 결합 표면을 포함하고, 상기 캐리어 플라이에 수직으로 볼 때, 상보적 결합 표면이 상기 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 캐리어 플라이의 측에 도포되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  34. 청구항 31 내지 청구항 33 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 트랙 층은 적어도 하나의 권선 및/또는 안테나 구조를 포함하고, 캐리어 플라이에 수직으로 볼 때, 상보적 권선 및/또는 안테나 구조는 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 상기 캐리어 플라이의 측에 도포되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  35. 청구항 31 내지 청구항 34 중 어느 한 항에 있어서,
    전도성 트랙 층에 전기적으로 접촉하고 상기 플라스틱 플라이의 사출 성형 동안 플라스틱 화합물에 의해 기껏해야 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 전기 접촉 소자가 상기 캐리어 플라이에 부착되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 캐리어 플라이를 통하는 관통-연결부 및/또는 크림핑(crimping) 소자가 전기 접촉 소자로서 부착되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  37. 청구항 31 내지 청구항 36 중 어느 한 항에 있어서,
    플라스틱 플라이의 사출 성형 동안, 상기 전도성 트랙 층의 적어도 하나의 부분 영역이 상기 플라스틱 화합물에 의해 둘러싸지 않는 것, 및/또는 상기 플라스틱 플라이의 사출 성형 후에, 전도성 트랙 층의 적어도 하나의 부분 영역이 배열되는 캐리어 플라이의 부분 영역이 상기 플라스틱 플라이로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  38. 특히 청구항 1 내지 청구항 37 중 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조될 수 있는 다층체로서, 적어도 하나의 발광체, 특히 LED가 배열되는 캐리어 플라이, 장식 플라이 및 특히 PMMA, ABS, PS, PE, PP, PC, POM, PA, ASA, SAN 또는 TPU로 구성되는 사출 성형된 플라스틱 플라이를 갖는, 다층체.
  39. 청구항 38에 있어서,
    상기 장식 플라이는 상기 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하거나 상기 적어도 하나의 발광체에 면하는 상기 캐리어 플라이의 측에 배열되는 것을 특징으로 하는 다층체.
  40. 청구항 38에 있어서,
    상기 플라스틱 플라이는 상기 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하거나 상기 적어도 하나의 발광체에 면하는 상기 캐리어 플라이의 측과 상기 장식 플라이 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 다층체.
  41. 청구항 38 내지 청구항 40 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장식 플라이는 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게는 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께를 갖는 필름이거나 상기 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층체.
  42. 청구항 38 내지 청구항 41 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어 플라이는, 특히 PET, PEN, PC, PVC, 켑톤, PLA, PMMA 또는 ABS로 구성되고, 1㎛에서 500㎛까지의, 바람직하게는 20㎛에서 300㎛까지의 층 두께를 갖는 필름이거나 또는 특히 FR4, 폴리이미드 또는 종이로 구성되고, 50㎛에서 2mm, 바람직하게 100㎛에서 1.5mm까지의 층 두께를 갖는 회로 기판이거나 또는 상기 필름 또는 상기 회로 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층체.
  43. 청구항 38 내지 청구항 42 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 광학 보조 층, 특히 금속, 특히 알루미늄, 은, 크롬, 구리, 금 또는 이들의 합금으로 만들어지고 1nm에서 500nm의, 바람직하게는 5nm 내지 100nm의 층 두께의 반사층, 또는 특히 카본 블랙 안료를 포함하는 안료 바니쉬로 구성되고 0.1㎛에서 50㎛까지의, 바람직하게 1㎛에서 20㎛까지의 층 두께의 흡수 층이, 상기 장식 플라이 및/또는 상기 캐리어 플라이 및/또는 사출 성형된 플라스틱 플라이 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 다층체.
  44. 청구항 38 내지 청구항 43 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장식 플라이는 상기 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관하여 적어도 부분적으로 투명한 적어도 하나의 제 1 영역 및 상기 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관하여 불투명한 적어도 하나의 제 2 영역을 포함하고, 상기 장식 플라이는, 상기 장식 플라이의 표면에 수직으로 볼 때 적어도 하나의 발광체가 상기 적어도 하나의 제 1 영역 및/또는 상기 적어도 하나의 제 2 영역과 중첩하게 되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 다층체.
  45. 청구항 38 내지 청구항 44 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라스틱 플라이 및/또는 캐리어 플라이는, 특히 5nm에서 500㎛까지의, 바람직하게는 500nm에서 100㎛까지의 입자 크기의 착색제, 특히 염색제 및/또는 안료, 특히 이산화규소, 발열성 규산, 이산화티탄, 황화 아연 또는 금속의 무기 안료 또는 입자 및/또는 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 파장 범위에서 흡수 및/또는 산란하고 및/또는 가시 파장 범위에서 형광을 발하거나 인광을 발하도록 여기될 수 있는 퀀텀 닷 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층체.
  46. 청구항 38 내지 청구항 45 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장식 플라이는 상기 적어도 하나의 발광체에 의해 방출되는 광의 스펙트럼에 관해 색상 및/또는 투명도에 있어서 상이한 복수의 영역을 갖는 것을 특징으로 하는 다층체.
  47. 청구항 38 내지 청구항 46 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장식 플라이 및/또는 상기 캐리어 플라이 및/또는 상기 플라스틱 플라이는 회절 격자 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층체.
  48. 청구항 38 내지 청구항 47 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 캐리어 플라이는 특히, 금속, 특히 알루미늄, 은, 크롬, 구리, 금 또는 이들의 합금에 의해, 및/또는 1nm에서 500㎛까지의, 바람직하게는 10nm에서 50㎛까지의 층 두께의 전도성 안료, 나노입자, ITO, ATO, 전도성 유기 폴리머, 특히 PEDOT 또는 PANI, 탄소 나노튜브, 그라핀 또는 카본 블랙에 의해 형성되는, 적어도 하나의 발광체를 접촉하기 위한 전도성 트랙 층을 갖는 것을 특징으로 하는 다층체.
  49. 청구항 48에 있어서,
    상기 전도성 트랙 층은 적어도 하나의 전기 접촉 소자, 특히, 상기 적어도 하나의 발광체로부터 떨어져 면하는 상기 캐리어 플라이의 측 상의 상보적인 결합 표면 및/또는 권선 구조 및/또는 안테나 구조와 중첩하여 배열되는 결합 표면 및/또는 권선 구조 및/또는 안테나 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층체.
  50. 청구항 48 또는 청구항 49에 있어서,
    상기 캐리어 플라이는 상기 전도성 트랙 층과 전기적으로 접촉하고 상기 다층체의 외측으로부터 전기적으로 접촉될 수 있는 적어도 하나의 전기 접촉 소자, 특히, 상기 캐리어 플라이를 통하는 관통-연결부 및/또는 크림핑 소자 및/또는 상기 플라스틱 플라이에 의해 덮이지 않고 상기 플라스틱 플라이가 가역적으로 분리될 수 있는 전도성 트랙 층의 부분 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층체.
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