KR20100053584A - 전자발광 효과를 갖는 마킹, 이것의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전자발광 배열체에 관한 것이다. 상기 전자발광 배열체는 하기 기능성 층을 포함한다: (a) 층 A로서의 복귀 전극; (b) 층 B로서의 유전층; (c) 층 C로서의 전자발광층; (d) 층 D로서의 커버 전극.
Description
본 발명은 전자발광 배열체, 이것의 제조 방법 뿐만 아니라 차량용 식별/구별 표시에 있어서의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전면 다이어프램 블랭크 뿐만 아니라 이것의 제조 방법도 제공한다.
전자발광(이하 "EL"이라고 약함)은 교대 전기장에 의한 발광 안료 또는 발광체로부터의 광의 직접 여기를 의미하는 것으로 이해된다.
전자발광 기술은 근래에 점점 더 중요해지고 있다. 이러한 기술은, 눈부심 및 음영이 없는, 실질적으로 형성하기를 원하는 임의의 크기를 갖는 균일한 발광 표면을 가능하게 한다. 이와 동시에 전력 소모 및 구조상의 두께(1 밀리미터 이하의 크기 정도)가 극히 낮다. 전형적인 용도는, 액정 디스플레이의 배경 조명 외에도, 레터링 및/또는 이미지 모티브가 제공된 투명 필름의 배면-조명을 포함한다. 따라서, 예를 들면 정보 게시판, 광고판 또는 장식 목적으로 사용될 수 있는, 투명 전자발광 배열체, 예를 들면 유리 또는 투명 플라스틱을 기재로 하는 전자발광 발광판이 종래 기술로부터 공지되어 있다.
전도성 유리로 된 두 개의 전극들 및 그 사이에 배열된 전자발광 인광체를 사용함을 기본으로 하는 황화아연 전자발광 배열체는 이미 1950년에 E.C. 페인(E.C.Payne)에 의해 US 2,838,715에 기술되어 있고, "필로소피컬 매거진(Philosophical Magazine)"에서 G.데스트리아우(G.Destriau)의 "전자발광의 신규한 현상 및 결정격자의 연구에서의 가능성(The New Phenomenon of Electroluminescence and its Possibilities for the Investigation of Crystal Lattice)"이 참고로 언급되었는데, 이와 관련하여 교대 전압 장에서의 특정한 ZnS EL 현상의 원래 발견은 이미 1936 년에 데스트리아우에 의해 이미 달성되었다.
이러한 EL 요소에서 사용되는 발광 안료 및 발광체는 투명한 유기 또는 세라믹 결합제 내에 함침된다. 출발 물질은 일반적으로 황화아연인데, 이것은 도핑 또는 동시(co)-도핑 및 제조 공정에 따라서, 상이한, 비교적 좁은 대역의 방출 스펙트럼을 형성한다. EL 층에 황화아연을 사용하는 이유는 한편으로는 이용가능한 황화아연 EL 안료가 비교적 많기 때문이다. 이와 동시에 스펙트럼의 무게중심은 방출된 광의 각각의 색을 결정한다. 다수의 가능한 수단을 사용하여 EL 요소의 방출색을 원하는 색감과 일치시킬 수 있다. 이러한 수단은 발광 안료들을 도핑 및 동시-도핑하기, 둘 이상의 EL 안료들을 혼합하기, 하나 이상의 유기 및/또는 무기 색-변환 및/또는 색-여과 안료를 첨가하기, 유기 및/또는 무기 색-변환 및/또는 색-여과 물질로써 EL 안료를 코팅하기, 발광 안료가 분산되어 있는 중합체 매트릭스에 착색제를 혼합해 넣기 뿐만 아니라, EL 요소의 구조 내에 색-변환 및/또는 색-여과 층 또는 필름을 혼입시키기를 포함한다. 일반적으로, 황화아연의 사용된 도핑 및 동시-도핑에 따라서, 통상적으로 50 볼트 초과 내지 200 볼트 초과의 적합하게 높은 교대 전압 및 50 Hz 초과 내지 수 kHz, 통상적으로 400 Hz 내지 2 kHz의 범위의 주파수가 가해지는 경우, 비교적 넓은 대역의 방출 스펙트럼이 형성된다.
형성된 방출물을 볼 수 있게 하기 위해, 하나 이상의 평탄한(평평한) 전극을 바람직하게는 고도로 투명성이도록 디지인한다.
의도된 용도 및 제조 기술에 따라, 전기 전도성이면서 고도로 투명성인 코팅을 갖는 유리 기재 또는 중합체성 필름을 이러한 목적에 사용할 수 있다. 특수한 실시양태에서는, 전면 투명 전극으로서, 얇은 층만을 인쇄 또는 나이프 코팅하거나 롤러 코팅 방법, 커튼 캐스팅 방법 또는 분무 방법을 사용하여 도포하는 방식으로, EL 커패시터 구조물을 기재 상에 배열할 수도 있다. 원칙적으로 두 평탄 전극들 모두를 고도로 투명성이도록 만들 수 있고, 이렇게 해서 양면에서 광을 방출하는 반투명 EL 요소를 형성한다.
전자발광 배열체는 예를 들면 차량용 자기-발광 번호판 분야에서 사용된다.
"자기-발광 식별 표시" 또는 "자기-발광 식별판"이라고도 지칭되는 자기-발광 번호판("SLN"이라고 약함)은, 어둠 속에서 판독을 위해 외부 광원에 의해 조명될 필요 없이 스스로 광을 방출하는 차량 식별 표시이다.
현재, 상업적으로 입수가능한 두 가지의 상이한 유형의 자기-발광 번호판이 존재한다:
● 첫번째 유형의 자기-발광 번호판에서는, 뒷면에 백색 LED가 배열된, 반투명 백색 반사 팔라스틱 판을 엠보싱함으로써 레터링을 형성한다. 쓰리엠(3M, 등록상표) 캄파니에 의해 개발된 이러한 시스템의 경우, 2006년 7월 10일에 독일연방 도로관리청(German Federal Highways Authority)에 의해 일반 모델 및 디자인 승인(ABG)을 받았다.
● 두번째 유형의 자기-발광 번호판에서는, 레터링은 투명 필름 상에 인쇄되고, 이것은 또한 전자발광 필름에 결합된다. 전자발광 필름은, 전압이 필름에 가해질 때 발광한다. 이러한 원칙에 따르는 번호판은 마찬가지로 독일연방 도로관리국에 의해 인가되었다(2007년 2월 27일 ABG K55).
상응하는 전자발광 시스템은 종래 기술의 인쇄 기술로부터 공지되어 있다.
예를 들면, WO 03/064210 A1에는, 제 1 전극을 직접 또는 추가의 층을 통해 형성하도록 전기 전도성 물질로 이루어지거나 전기 전도성 코팅을 포함하는 본체를 갖는 판, 특히 차량용 식별판 또는 번호판이 공지되어 있다. 전자발광 안료를 함유하는 코팅을 본체 또는 전기 전도성 코팅에 도포하고, 착색된 코팅을 또한 전기 전도성 투명층으로 피복하여 제 2 전극을 형성한다. 제 2 전극을 형성하기 위한 본체 또는 전자발광층 및 전기 전도성 투명 층을 갖는 본체를 성형, 특히 엠보싱할 수 있다.
EP 1 463 654 A1에는, 하나 이상의 평탄 커패시터를 형성하도록 가소적으로 변형가능한 물질, 예를 들면 금속으로 만들어진 지지체 및 전자발광층 구조물을 포함하는 판, 특히 차량 식별판이 기술되어 있다. 전자발광층 구조물은 기본 전극, 절연층, 작동시 발광하는 안료층, 및 투명 커버 전극을 갖는다. 추가의 절연층이 지지체에 도포되는데, 이러한 절연층 상에는 전기 전도성 층이 배열되어 있고, 이로부터 기본 전극, 및 하나 이상의 평탄 커패시터의 커버 전극을 위한, 이것과 전기적으로 분리된 하나 이상의 전원 리드(lead)가 형성된다. 추가의 절연층은 특히 지지체를 외면하는 면 상에 전기 전도성 물질로써 연속적으로 코팅된 플라스틱 필름이며, 상기 절연층은 지지체 너머로 돌출된 브라켓을 가지며 이것 위에는 기본 전극과 전원 리드의 접촉에 필요한 연결 리드가 형성되어 있다.
EP 0 978 220 A에는, 3-차원적으로 성형된, 필름의 연화점보다 낮은 작동 온도에서 배면에 열가소성 물질이 분무된 EL 후막 요소를 갖는 플라스틱 성형 물품이 기술되어 있으며, 이렇게 해서 3-차원적 자기-발광 성형 물품이 제조된다.
발명의 명칭이 "3D-EL-HDVF 요소 및 제조 공정 및 용도(3D-EL-HDVF element and production process and use)"인, 보다 이른 우선권 주장일을 갖지만 선공개되지 않은 독일특허출원 DE 10 2006 031 315에는, 다양한 냉(cold)-신장성 그래픽 인쇄물과 하나 이상의 보호성 필름을 갖는, 원래 평탄하고 냉-신장성인 필름을 등압 고압 성형기 내에서 움직이고, 플라스틱 필름의 연화점 미만의 공정 온도에서 20 bar 초과의 압력에서 유체 압축제를 사용하여 응력-백화가 없는 방식으로 3-차원적으로 성형함과 동시에 라미네이팅시키고 가장자리를 따라 절단하는, 연화점 미만의 온도에서 냉-신장될 수 있는 하나 이상의 그래픽-형성된 플라스틱 필름 및 하나 이상의 보호성 필름 요소로 이루어진, 3-차원적으로 성형되고 그래픽-형성된 플라스틱 필름 요소의 제조 공정이 기술되어 있다. 또한 그래픽 인쇄물에는 인쇄가능한 무기 전자발광층 서열과 같은 기능성이 제공된다.
종래 기술로부터 공지된 전자발광 효과를 갖는 이러한 식별 표시는 여전히 많은 측면에서 단점을 갖는다.
따라서, 종래 기술로부터 공지된 전자발광 효과를 갖는 식별 표시는 모두, 식별 표시와 예를 들면 차량의 전기회로의 단순하고 안전하고 쉽게 이용가능한 접촉이 가능하지 않다는 단점을 갖는다. 예를 들면 전술된 EP 1 463 654 A에서 기술된, 브라켓으로서 디자인된 접촉 장치는 제조하기가 복잡하다. 또한, 이러한 브라켓은 추가의 가공, 특히 라미네이션을 방해한다. 비용-효과적인 롤-투-롤(roll-to-roll) 라미네이션 공정을 이러한 실행 형태로는 수행하기가 어려운데, 왜냐하면 이러한 공정에서 브라켓은 두 무한 지지체들 사이의 접촉 영역 내에 위치하므로, 나중에 복잡한 절차를 통해 가공해야 하기 때문이다. 더욱이, 브라켓의 노출로 인해 수분에 대한 확산 장벽을 제공할 필요가 있는데, 왜냐하면 발광체는 수분에 민감하여 전도성 부품이 수분의 작용 하에서 전기적 부식을 겪을 위험이 있기 때문이다.
더욱이, 전자발광 효과를 갖는 상응하는 식별 표시는, 예를 들면 차량용 식별 표시의 엠보싱에서와 같이, 종종 3-차원적으로 성형된다. 그 결과, 전기 전도성 코팅은, 특히 전극 내에서, 파쇄 및 파단될 수 있다. 이러한 파쇄는, 전체 전극에 걸쳐 전기 전도성이 보장되지 않는다는 것을 의미할 수 있다.
이와는 완전히 별개로, 상응하는 전자발광 요소의 냉-가공 성질(성형성)은 일반적으로 항상 만족스럽게 달성되지는 않는다.
종래 기술로부터 공지된 전자발광 효과를 갖는 자동차 식별 표시의 경우, 기재에 대한 결합도 만족스럽게 달성되지 않는다. 따라서, 종래 기술로부터 공지된 시스템에서는 전자발광 배열체와 기재 사이의 상응하는 전이는 충분히 안정적이지도 않고 충분히 지속적이지도 않다. 더욱이, 이러한 전이는, 특히 전자발광 효과를 갖는 자동차 식별 표시를 엠보싱하는 경우에 필수적인 적당한 성형성을 나타내지 않는다. 예를 들면 자동차 식별 표시를 엠보싱하는 경우에, 2 ㎜의 높이에서 90 °의 두 각을 엠보싱하는 것이 일반적으로 필요하다. 또한 종래 기술로부터 공지된 전자발광 성질을 갖는 자동차 식별 표시의 반사 성질도 개선될 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 다양한 측면에서, 특히 상기에서 결정적이라고 밝혀진 분야에서, 전술된 유형의 전자발광 배열체를 개선하는 목적과 관계가 있다.
이러한 목적은 본 발명에 따르는 전자발광 배열체에 의해 달성된다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체는, 하기 기능성 층을 포함함을 특징으로 한다:
(a) 성분 BE로서의 후면 전극:
(b) 성분 BD로서의 유전층;
(c) 성분 BC로서의 전자발광층; 및
(d) 성분 BA로서의 커버 전극(= 전면 전극).
본 발명에 따르는 전자발광 배열체는 일반적으로, 예를 들면 통상적인 평판 및/또는 실린더 실크-스크린 인쇄기를 사용하여 제조할 수 있는 무기 후막 AC 시스템을 기재로 한다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체를 통상적이고 입수가능한 설비를 사용하여 단순한 방식으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따르는 전자발광 요소의 구조적 배열은 이후에 보다 상세하게 기술된다.
본 발명에 따르는 전자발광 요소는 층 BC로서의 하나 이상의 EL 층을 포함한다. 층 BC는 전자발광 효과를 갖는 여러 개의 층들로부터 형성될 수도 있다. 하나 이상의 전자발광층(성분 BC)은 일반적으로 커버 전극(성분 BA)과 유전층(성분 BD) 사이에 배열된다. 이와 관련하여 전자발광층은 유전층(성분 BD)에 바로 인접하게 배열될 수 있거나, 임의로 하나 이상의 추가의 층이 유전층(성분 BD)과 전자발광층(성분 BC) 사이에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 전자발광층(성분 BC)은 유전층(성분 BD)에 바로 인접하게 배열된다.
본 발명의 추가의 실시양태에서, 하나 이상의 전자발광층(성분 BC)은 일반적으로 후면 전극(성분 BA)과 유전층(성분 BD) 사이에 배열된다. 이와 관련하여, 전자발광층은 유전층(성분 BD)에 바로 인접하게 배열될 수 있거나, 임의로 하나 이상의 추가의 층이 유전층(성분 BD)과 전자발광층(성분 BC) 사이에 배열될 수 있다. 바람직하게는, 전자발광층(성분 BC)은 유전층(성분 BD)에 바로 인접하게 배열된다.
더욱이, 본 발명에 따르는 전자발광 배열체에서, 전자발광층은, 전자발광 배열체 상에 상이한 색들을 형성할 수 있도록 상이한 전자발광 인광체 안료들을 갖는 서로 나란히 배열된 둘 이상의 전자발광층 요소들로 이루어질 수 있다.
추가의 구조에서, 전자발광 표면의 부분 영역들은 임의로, 예를 들면 조성에 있어서, 상이하게 형성될 수 있고, 임의로 서로 개별적으로 작동될 수 있다. 이렇게 해서 상이한 방출색들이 생성될 수 있다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 구조
본 발명의 첫번째의 특히 바람직한 실시양태에서, 전자발광 배열체는 하기 층들로 이루어진다(전형적인 구조):
(a) 적어도 부분적으로 투명한 기재, 성분 A,
(b) 하기 성분을 함유하는, 기재에 도포된 하나 이상의 전자발광 배열체, 성분 B
(ba) 전면 전극으로서의, 적어도 부분적으로 투명한 전극, 성분 BA,
(bb) 임의로 절연층, 성분 BB,
(bc) 전자발광층 또는 안료층이라고 지칭되는, 전기장에 의해 여기될 수 있는 하나 이상의 발광 안료(발광체, El 인광체)를 함유하는 층, 성분 BC,
(bd) 임의로 절연층, 성분 BD,
(be) 적어도 부분적으로 투명할 수 있는 후면 전극, 성분 BE,
(bf) 성분 BA 뿐만 아니라 성분 BE의 전기적 접촉을 위한 전도 트랙 또는 다수의 전도 트랙들, 성분 BF(여기서 전도 트랙 또는 전도 트랙들은 전극들 BA 및 BE의 앞, 뒤 또는 그 사이에 도포될 수 있고, 전도 트랙 또는 전도 트랙들은 바람직하게는 하나의 가공 단계에서 도포될 수 있다. 전도 트랙 또는 전도 트랙들은 바람직하게는 은 패이스트로부터 제조된 은 버스의 형태로 도포될 수 있고, 흑연층이 아마도 은 버스의 도포 전에 도포될 수도 있다),
(c) 보호층, 성분 CA, 또는 필름, 성분 CB.
절연층들 BB 및 BD는 비-투명, 불투명 또는 투명할 수 있고, 이와 관련하여 두 절연층들이 존재하는 경우에 하나 이상의 층들은 적어도 부분적으로 투명해야 한다.
또한 하나 이상의 적어도 부분적으로 투명한 그래픽-형성된 층이 외부적으로 기재 A 상에 및/또는 기재 A와 전자발광 배열체 사이에 배열될 수 있다.
또한, UV-차단 물질이 기재의 임의의 한 면 또는 양면 뿐만 아니라 기재 자체 내에 도포 및/또는 혼입될 수 있다. 이렇게 해서, 발광체의 사용 수명이 현저하게 연장될 수 있고, 이로써 특히 유기 변환 안료의 탈색 또는 색바램이 극적으로 둔화될 수 있다.
전술된 층들(성분 A, B 및 C) 외에도, 본 발명에 따르는 전자발광 요소(통상적인 구조)는 하나 이상의 반사층을 포함할 수 있다. 반사층 또는 반사층들은 특히 하기와 같이 배열될 수 있다:
- 외부적으로 성분 A 상에,
- 성분 A와 성분 BA 사이에,
- 성분 BA와 성분 BB, 또는 성분 BB가 없는 경우 성분 BC 사이에,
- 성분 BD와 성분 BE 사이에,
- 성분 BE와 성분 BF 사이에,
- 성분 BF와 성분 CA 또는 CB 사이에,
- 외부적으로 성분 CA 또는 CB 상에.
바람직하게는, 반사층은, 존재한다면, 성분 BC와 성분 BD, 또는 성분 BD가 없는 경우 성분 BE 사이에 배열된다.
반사층은 바람직하게는 유리구, 특히 중공 유리구를 포함한다. 유리구의 직경은 넓은 범위 내에서 다양할 수 있다. 예를 들면, 이것은 일반적으로 5 ㎛ 내지 3 ㎜, 바람직하게는 10 내지 200 ㎛, 특히 바람직하게는 20 내지 100 ㎛의 크기 d50를 가질 수 있다. 중공 유리구는 바람직하게는 결합제에 함침된다. 또한 반사층은 금속 입자를 함유할 수 있고, 이러한 실시양태에서 반사층은 바람직하게는 외부적으로 성분 A 상에 및/또는 성분 A와 성분 BA 사이에 배열된다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 전자발광 요소는 하기 층들로 이루어진다(역 층 구조):
(a) 적어도 부분적으로 투명한 기재, 성분 A,
(b) 하기 성분을 함유하는, 기재에 도포된 하나 이상의 전자발광 배열체, 성분 B
(be) 적어도 부분적으로 투명할 수 있는 후면 전극, 성분 BE,
(bb) 임의로 절연층, 성분 BB,
(bc) 전자발광층 또는 안료층이라고 지칭되는, 전기장에 의해 여기될 수 있는 하나 이상의 발광 안료(발광체)를 함유하는 층, 성분 BC,
(bd) 임의로 절연층, 성분 BD,
(ba) 전면 전극으로서의, 적어도 부분적으로 투명한 전극, 성분 BA,
(bf) 성분 BA 뿐만 아니라 성분 BE의 전기적 접촉을 위한 전도 트랙 또는 다수의 전도 트랙들, 성분 BF(여기서 전도 트랙 또는 전도 트랙들은 전극들 BA 및 BE의 앞, 뒤 또는 그 사이에 도포될 수 있고, 바람직하게는 전도 트랙 또는 전도 트랙들은 하나의 가공 단계에서 도포될 수 있다. 전도 트랙 또는 전도 트랙들은 바람직하게는 은 패이스트로부터 제조된 은 버스의 형태로 도포될 수 있다. 흑연층이 아마도 은 버스의 도포 전에 도포될 수도 있다),
(c) 적어도 부분적으로 투명한 보호층, 성분 CA 및/또는 필름, 성분 CB.
또한, 하나 이상의 적어도 부분적으로 투명한 그래픽-형성된 층이 투명 보호층 C 상에 및/또는 투명 보호층 C와 EL 배열체 사이에 배열될 수 있다. 특히, 그래픽-형성된 층은 보호층의 기능을 가질 수 있다.
전술된 층들(성분 A, B 및 C) 외에도, 역 층 구조를 갖는 본 발명에 따르는 전자발광 요소는 하나 이상의 반사층을 포함할 수 있다. 반사층 또는 반사층들은 특히 하기와 같이 배열될 수 있다:
- 외부적으로 성분 A 상에,
- 성분 A와 성분 BE 사이에,
- 성분 BE와 성분 BB 사이에,
- 성분 BB와 성분 BC 사이에,
- 성분 BC와 성분 BD 사이에,
- 성분 BD와 성분 BA 사이에,
- 성분 BA와 성분 BF 사이에,
- 성분 BF와 성분 CA 또는 CB 사이에,
- 성분 CA 또는 CB 상에.
바람직하게는, 반사층은, 존재한다면, 성분 BC와 성분 BB, 또는 성분 BB가 없는 경우 성분 BE 사이에 배열된다. 또한, 반사층은 금속 입자를 함유할 수 있고; 이러한 실시양태에서 반사층은 바람직하게는 외부적으로 성분 A 상에 및/또는 성분 A와 성분 BE 사이에 배열된다.
해당 분야의 숙련자라면, 달리 언급이 없는 한, 통상적인 구조에 대해 언급된 특정 실시양태 및 특성을 역 층 구조 및 양면 구조에 적당하게 적용할 수 있다는 것을 명백하게 알 것이다.
통상적인 구조와 역 구조 둘 다에서 하나 이상의 절연층(들) BB 및/또는 BD는, 성분 BC가 두 전극들, 즉 성분 BA와 성분 BE 사이의 단락을 방지하는 층 두께를 갖는다면, 특히 생략될 수 있다.
본 발명에 따르는 EL 배열체의 개별적인 기능성 층들은 하기에 보다 상세하게 기술되어 있다:
(1) 전자발광층
본 발명에 따르는 EL 요소는 하나 이상의 EL 층, 성분 BC를 포함한다. 하나 이상의 EL 층은 제 1의 부분적으로 투명한 전극의 전체 내표면 상에 또는 제 1의 적어도 부분적으로 투명한 전극의 하나 이상의 부분 표면 상에 배열될 수 있다. EL 층이 여러 개의 부분 표면들 상에 배열된 경우에, 부분 표면은 일반적으로 0.5 내지 10.0 ㎜, 바람직하게는 1 내지 5 ㎜의 상호 간격을 갖는다.
EL 층은 일반적으로 EL 안료가 균일하게 분산되어 있는 결합제 매트릭스로 이루어진다. 결합제 매트릭스는 일반적으로 전극층(또는 임의로 여기에 도포된 유전층)에 대한 우수한 접착 결합을 형성하도록 선택된다. 이와 관련하여, 바람직한 구조에서, PVB(폴리비닐 부티랄) 또는 PU(폴리우레탄)을 기재로 하는 시스템이 결합제 시스템에 사용된다. EL 안료 외에도, 임의로 추가의 첨가제, 예를 들면 색-변환 유기 및/또는 무기 시스템, 일광 및 야광 효과를 위한 착색제 및/또는 반사 및/또는 광-흡수 효과 안료, 예를 들면 알루미늄 박편, 유리 박편 또는 운모 박편이, 결합제 매트릭스 내에 존재할 수도 있다.
바람직하게는, 하나 이상의 EL 층 BC는 교대 전류 후막 분말 전자발광(AC-P-EL) 발광 구조이다.
일반적으로, 전자발광층의 총 무게에서 전자발광 안료가 차지하는 비율(충전도)는 20 내지 75 중량％, 바람직하게는 50 내지 70 중량％이다.
전자발광층에서 사용되는 전자발광 안료는 일반적으로 1 내지 50 ㎛, 바람직하게는 5 내지 25 ㎛의 두께를 갖는다.
후막 AC-EL 시스템은 데스트리아우에 의해 1947 년 이후로 잘 공지되어 있고, 일반적으로 스크린 인쇄에 의해 ITO-PET 필름에 도포된다. 황화아연 전자발광체는 작동 시에 특히 승온 및 수증기 대기 중에서 매우 높은 열화를 경험하기 때문에, 요즘에는 일반적으로 마이크로캡슐화 EL 안료가 장기 후막 AC-EL 램프 구조를 위해 사용된다. 그러나, 이후에 추가로 논의되는 바와 같이, 본 발명에 따르는 EL 요소 내에 비-마이크로캡슐화 안료를 사용할 수도 있다.
EL 요소는, 본 발명의 문맥상, 통상적으로 100 볼트 및 400 Hz에서 교대 전압에 의해 작동되고 이렇게 해서 수 cd/㎡ 내지 수백 cd/㎡ 이상의 소위 냉광(cold light)을 방출하는 후막 EL 시스템이라고 이해된다. EL 스크린 인쇄 패이스트가 일반적으로 이러한 무기 후막 교대 전압 EL 요소에서 사용된다.
이러한 EL 스크린 인쇄 패이스트는 일반적으로 무기 물질을 기재로 하여 배합된다. 적합한 물질은 예를 들면 원소주기율표의 II족 및 IV족의 고도로 순수한 ZnS, CdS, ZnxCd1-xS 화합물이며, ZnS가 특히 바람직하게 사용된다. 전술된 물질은 도핑 또는 활성화되고 임의로 동시-활성화될 수 있다. 예를 들면 구리 및/또는 망간이 도핑에 사용된다. 동시-활성화는 예를 들면 염소, 브롬, 요오드 및 알루미늄을 사용하여 수행된다. 전술된 물질 내에서의 알칼리금속 및 희토류 금속의 함량은, 이것이 적어도 존재한다면, 일반적으로 매우 낮다. 가장 특히 바람직하게는, 바람직하게는 구리 및/또는 망간으로써 도핑 또는 활성화된, 바람직하게는 염소, 브롬, 요오드 및/또는 알루미늄으로써 동시-활성화된 ZnS가 사용된다.
전형적인 EL 방출색은 황색, 주황색, 녹색, 녹청색, 청록색 및 백색이고, 백색 또는 적색 방출색은 적합한 EL 인광체(안료)의 혼합물 또는 색 변환에 의해 수득될 수 있다. 색 변환을 일반적으로는 변환층의 형태로 및/또는 EL 안료가 혼입된 스크린 인쇄 잉크의 중합체성 결합제 또는 중합체성 매트릭스 내의 적당한 염료와 안료의 혼합물을 사용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체가 차량용 식별 표시에서 사용되는 경우, 전자발광 배열체는 백색의 색을 방출하는 것이 바람직하다.
본 발명의 추가의 실시양태에서, EL 층의 제조에 사용되는 스크린 인쇄 매트릭스는 광택이 있는 색-여과 또는 색-변환 염료 및/또는 안료를 포함한다. 방출색 백색 또는 일광/야광 효과가 이러한 방식으로 생성될 수 있다. 추가의 실시양태에서는, 색-변환 마이크로캡슐화가 제공된, 420 내지 480 ㎚의 청색 파장 범위에서 방출하는 안료가 EL 층에서 사용된다. 이렇게 해서 백색이 방출될 수 있다.
한 실시양태에서, EL 층 내의 안료로서, 420 내지 480 ㎚의 청색 파장 범위에서 방출하는 AC-P-EL 안료가 사용된다. 또한 AC-P-EL 스크린 인쇄 매트릭스는 바람직하게는 유로퓸(II)-활성화된 알칼리토류 오르토규산염 발광 안료, 예를 들면 (Ba, Sr, Ca)2SiO4:Eu2+ 또는 YAG 발광 안료, 예를 들면 Y3Al5O12:Ce3+ 또는 Tb3Al5O12:Ce3+ 또는 Sr2GaS4:Eu2+ 또는 SrS:Eu2+ 또는 (Y, Lu, Gd, Tb)3(Al, Sc, Ga)5O12:Ce3+ 또는 (Zn, Ca, Sr)(S, Se):Eu2 +를 기재로 하는 파장-변환 무기 미립자를 함유한다. 이렇게 해서 백색 방출이 달성될 수도 있다.
종래 기술에 따라, 전술된 EL 안료는 마이크로캡슐화될 수 있다. 무기 마이크로캡슐 기술로 인해 우수한 반감기가 달성될 수 있다. 여기서 이 아이 듀폰 드 네모아즈 앤드 캄파니즈(E.I. du Pont de Nemours and Companies)의, EL을 위한 EL 스크린 인쇄 시스템 룩스프린트(Luxprint, 등록상표)가 예로서 언급될 수 있다. 유기 마이크로캡슐화 기술 및 다양한 열가소성 필름을 기재로 하는 필름-랩 라미네이트는 원칙적으로는 적합하지만, 비용이 많이 들고 사용 수명을 현저하게 연장시키지는 못하는 것으로 밝혀졌다.
적합한 황화아연 마이크로캡슐화 EL 발광 안료는, 토완다 소재의 오스람 실바니아 인코포레이티드(Osram Sylvania, Inc.)에서 글라시어GLO(GlacierGLO, 상표명) 스탠다드(Standard), 하이 브라이트(High Brite) 및 롱 라이프(Long Life)라는 상표명으로서, 및 듀렐 디비젼 오브 더 로저스 코포레이션(Durel Division of the Rogers Corporation)에서 1PHS001(등록상표) 하이-이피션시 그린 인캡슐레이티드 EL 포스포르(High-Efficiency Green Encapsulated EL Phosphor), 1PHS002(등록상표) 하이-이피션시 블루-그린 인캡슐레이티드 EL 포스포르(High-Efficiency Blue-Green Encapsulated EL Phosphor), 1PHS003(등록상표) 롱-라이프 블루 인캡슐레이티드 EL 포스포르(Long-Life Blue Encapsulated EL Phosphor), 1PHS004(등록상표) 롱-라이프 오렌지 인캡슐레이티드 EL 포스포르(Long-Life Orange Encapsulated EL Phosphor)라는 상표명으로서 입수가능하다.
EL 층 내의 적합한 마이크로캡슐화 안료의 평균입경은 일반적으로 15 내지 60 ㎛, 바람직하게는 20 내지 35 ㎛이다.
바람직하게 높은 사용 수명을 갖는, 비-마이크로캡슐화 미립 EL 안료도, 이미 언급된 바와 같이, 본 발명에 따르는 EL 요소의 EL 층에서 사용될 수 있다. 적합한 비-마이크로캡슐화 미립 황화아연 전자발광 인광체는 예를 들면 US 6,248,261 및 WO 01/34723에 개시되어 있다. 이것은 바람직하게는 입방 결정격자 구조를 갖는다. 비-마이크로캡슐화 안료는 바람직하게는 1 내지 30 ㎛, 특히 바람직하게는 2 내지 15 ㎛, 가장 특히 바람직하게는 5 내지 10 ㎛의 평균입경을 갖는다.
특히, 10 ㎛ 미만까지의 보다 작은 안료 치수를 갖는 비-마이크로캡슐화 EL 안료가 사용될 수 있다.
따라서, 비-캡슐화 안료는, 바람직하게는 안료, 바람직하게는 ZnS 안료의 특수한 흡습성을 갖는, 적합한 본 발명에 따르는 스크린 인쇄 잉크와 혼합될 수 있다. 이와 관련하여 일반적으로, 한편으로는 소위 ITO 층(인듐-주석 산화물 층) 또는 본질적으로 전도성인 중합체성 투명 층에 대해 우수한 접착성을 갖고 또다른 한편으로는 우수한 절연 효과를 갖고 유전성을 강화시킴으로써 높은 전기장 세기에서 파단강도를 개선하고 또한 경화된 상태에서 우수한 수증기 장벽 효과를 나타내고 추가로 EL 안료를 보호하고 사용 수명을 연장시키는 결합제가 사용된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 마이크로캡슐화되지 않은 안료가 AC-P-EL 발광층에서 사용된다.
전자발광층 내의 적합한 안료의 반감기, 즉 본 발명에 따르는 전자발광 요소의 최초 휘도가 절반으로 감소하기까지 소요되는 시간은 일반적으로 100 볼트 및 80 볼트 및 400 Hz에서 400 내지 5,000 시간, 특히 1,000 내지 3,500 시간이다.
휘도값(EL 방출)은 일반적으로 1 내지 200 cd/㎡, 바람직하게는 3 내지 100 cd/㎡, 특히 바람직하게는 5 내지 40 cd/㎡이고, 큰 발광 표면적의 경우, 휘도값은 바람직하게는 1 내지 50 cd/㎡이다.
그러나 보다 긴 또는 보다 짧은 반감기 및 보다 높은 또는 보다 낮은 휘도값을 갖는 안료도 본 발명에 따르는 EL 요소의 EL 층에서 사용될 수 있다.
본 발명의 추가의 실시양태에서 EL 층 내에 존재하는 안료는 이러한 작은 평균입경 또는 이러한 낮은 EL 층 내 충전도를 갖거나, 개별 EL 층들은, 기하학적으로 작게 형성되거나 개별 층들의 간격이 크게 선택됨으로써, 비-전기적 활성화된 발광 구조의 경우 EL 요소가 적어도 부분적으로 투명하게 되거나 투과성을 갖게 된다. 적합한 안료 입경, 충전도, 발광 요소의 치수 및 발광 요소들의 간격은 이전에 언급되었다.
층은, 전술된, 임의로 도핑된, 바람직하게는 상기에서 기술된 바와 같이 마이크로캡슐화된, ZnS 결정을, 각각 패이스트의 중량에 대해, 바람직하게는 40 내지 90 중량％, 더욱 바람직하게는 50 내지 80 중량％, 특히 바람직하게는 55 내지 70 중량％의 양으로 함유한다. 1-성분 및 바람직하게는 2-성분 폴리우레탄이 결합제로서사용될 수 있다. 바이엘 머터리얼사이언스 아게(Bayer MaterialScience AG)의 고도로 가요성인 물질, 예를 들면 데스모펜(Desmophen) 및 데스모두르(Desmodur) 계열의 래커 원료, 바람직하게는 데스모펜 및 데스모두르, 또는 바스프 아게(BASF AG)의 루프라네이트(Lupranate), 루프라놀(Lupranol), 또는 플루라콜(Pluracol) 또는 루프라펜(Lupraphen) 계열의 래커 원료가 본 발명에 따라 바람직하다. 용매로서는, 에톡시프로필 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메톡시프로필 아세테이트, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥산온, 톨루엔, 자일렌, 용매 나프타 100 또는 둘 이상의 상기 용매들의 임의의 혼합물이, 각각의 경우에 패이스트의 총량에 대해 바람직하게는 1 내지 50 중량％, 바람직하게는 2 내지 30 중량％, 특히 바람직하게는 5 내지 15 중량％의 양으로 사용될 수 있다. 더욱이, 기타 고도로 가요성인 결합제, 예를 들면 PMMA, PVA, 특히 쿠라레이 유럽 게엠베하(Kuraray Europe GmbH)(지금은 쿠라레이 스페셜티즈(Kuraray Specialties)라고 불림)의 모위올(mowiol) 및 포발(poval), 또는 왁커 아게(Wacker AG)의 폴리비올, 또는 PVB, 특히 쿠라레이 유럽 게엠베하의 모위탈(mowital)(B 20 H, B 30 T, B 30 H, B 30 HH, B 45 H, B 60 T, B 60 H, B 60 HH, B 75 H), 또는 왁커 아게의 피올로폼(pioloform), 특히 피올로폼 BR18, BM18 또는 BT18이 사용될 수 있다. 중합체성 결합제, 예를 들면 PVB를 사용하는 경우, 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 디아세톤 알콜, 벤질 알콜, 1-메톡시프로판올-2, 부틸 글리콜, 메톡시부탄올, 다우아놀, 메톡시프로필 아세테이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 부톡실, 글리콜산 n-부틸 에스테르, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 메톤, 시클로헥산온, 톨루엔, 자일렌, 헥산, 시클로헥산, 헵탄 뿐만 아니라 둘 이상의 전술된 용매들의 혼합물이, 패이스트의 총중량에 대해, 1 내지 30 중량％, 바람직하게는 2 내지 20 중량％, 특히 바람직하게는 3 내지 10 중량％의 양으로 추가로 첨가될 수 있다.
또한, 0.1 내지 2 중량％의 첨가제가, 유동 거동 및 유동을 개선하기 위해서, 포함될 수 있다. 유동 개선제의 예는 40:60 내지 60:40의 혼합비의 부톡실 중 아디톨(Additol) XL480이다. 추가의 첨가제로서, 각각 패이스트의 총중량에 대해, 0.01 내지 10 중량％, 바람직하게는 0.05 내지 5 중량％, 특히 바람직하게는 0.1 내지 2 중량％의 레올로지 첨가제가 포함될 수 있는데, 레올로지 첨가제는 패이스트 내 안료 및 충전제의 침강 거동을 감소시키며, 예를 들면 BYK 410, BYK 411, BYK 430, BYK 431 또는 이것들의 임의의 혼합물이다.
성분 BC로서의 EL 발광 안료층의 제조를 위한 인쇄 패이스트의 본 발명에 따르는 특히 바람직한 배합물은 하기 성분들을 함유한다:
추가의 특히 바람직한 실시양태에서, 전자발광 배열체 내의 전자발광층은 녹색을 방출하는 전자발광 인광체 및 전자발광층 내에 균일하게 분산된 색-변환 안료를 기재로 한다. 이러한 목적에 적합한 색-변환 안료는 예를 들면 일본의 신로히 캄파니 리미티드(Sinloihi Co. Ltd.)의 "EL 컬러 컨버팅 피그먼츠 FA-000 시리즈(EL Color Converting Pigments FA-000 Series)"이다. 백색 방출이 수득되도록 로다민과 같은 색-변환 물질을 혼합할 수도 있다. 전자발광 배열체가 차량용 식별판에 사용되는 경우, 백색 영역에서의 전자발광 방출이 특히 바람직하다.
또한, 필요한 형성성/성형성을 갖는 모든 상업적으로 입수가능한 EL 패이스트가 EL 층을 제조하는데 사용될 수 있다. 특히, 듀폰의 패이스트 시스템, 특히 룩스프린트 계열의 것이 적합하다.
전극
본 발명에 따르는 EL 요소는 제 1의 적어도 부분적으로 투명한 전면 전극 BA 및 제 2의 전극인 후면 전극 BE를 포함한다.
"적어도 부분적으로 투명한"이라는 표현은 본 발명의 문맥상 일반적으로 60 ％ 초과, 바람직하게는 70 ％ 초과, 특히 바람직하게는 80 ％ 초과, 특히 90 ％ 초과의 투과도를 갖는 물질로 구성된 전극을 나타내는 것으로 이해된다.
후면 전극 BE은 반드시 투명할 필요는 없다.
전극에 적합한 전기 전도성 물질은 해당 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 원칙적으로 여러 유형의 전극들이, 교대 전압 여기를 나타내는 후막 EL 요소의 제조에 사용될 수 있다. 이것은 한편으로는 스퍼터링 또는 증착에 의해 플라스틱 필름에 도포되는 인듐-주석 산화물 전극(인듐-주석 산화물, ITO)을 포함한다. 이것은 극히 얇고(수백 Å) 높은 투명성과 함께 비교적 낮은 시트 저항(약 60 내지 600 Ω)이라는 장점을 갖는다.
더욱이, ITO 또는 ATO(인듐-주석 산화물, 안티몬-주석 산화물)을 갖는 인쇄 패이스트 또는 본질적으로 전도성인 투명 중합체 패이스트를 사용할 수 있고, 이로부터 평탄 전극을 스크린 인쇄를 통해 제조할 수 있다. 약 5 내지 20 ㎛의 두께에서, 이러한 전극은 단지 비교적 작은 투명도 및 높은 시트 저항(50 kΩ 이하)을 갖는다. 이것을 대부분 임의의 원하는 구조적 형상으로 도포할 수 있고 실제로 구조화된 표면 상에 도포할 수 있다. 또한 이것은 비교적 우수한 라미네이트성을 갖는다. 또한 비-ITO 스크린 인쇄층(여기서 "비-ITO"라는 용어는 인듐-주석 산화물(ITO)을 기재로 하지 않는 모든 스크린 인쇄층을 포함함), 즉 통상적으로 나노급의 전기 전도성 안료를 갖는 본질적으로 전도성인 중합체성 층, 예를 들면 듀폰의 7162E 또는 7164라는 상표명의 ATO 인쇄 패이스트, 본질적으로 전도성인 중합체 시스템, 예를 들면 아그파(Agfa)의 오르가콘(Orgacon, 등록상표) 시스템, 에이치 씨 스탁 게엠베하(H.C.Starck GmbH)의 베이트론(Baytron, 등록상표) 폴리-(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 시스템, 오르메콘(Ormecon) 시스템이라고 불리는 유기 금속(PEDT-전도성 중합체 폴리에틸렌-디옥시티오펜), 파니폴 OY(Panipol OY)의 전도성 코팅 또는 인쇄 패이스트 시스템, 및 임의로 고도로 가요성인 결합제, 예를 들면 PU(폴리우레탄), PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트), PVA(폴리비닐 알콜), 또는 개질된 폴리아닐린을 기재로 하는 결합제가 사용될 수 있다. 바람직하게는 에이치 씨 스탁 게엠베하의 베이트론 폴리-(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 시스템이 전자발광 요소의 적어도 부분적으로 투명한 전극의 물질로서 사용된다. 전기 전도성 중합체 필름의 예는, 금속 산화물 충전제를 갖거나 갖지 않는, 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, 폴리피롤이다(문헌[Handbook of Conducting Polymers, 1986]).
본 발명에 따라, 각각의 경우에 인쇄 패이스트의 총중량에 대해서, 10 내지 90 중량％, 바람직하게는 20 내지 80 중량％, 특히 바람직하게는 30 내지 65 중량％의, 클레비오스(Clevios) P, 클레비오스 PH, 클레비오스 P AG, 클레비오스 P HCV4, 클레비오스 P HS, 클레비오스 PH 500, 클레비오스 PH 510 또는 이것들의 임의의 혼합물이, 적어도 부분적으로 투명한 전극 BA의 제조를 위한 인쇄 패이스트의 배합물에 바람직하게 사용된다. 디메틸 술폭사이드(DMSO), N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 소르비톨, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디메틸아미노에탄올, 물, 또는 둘, 셋 또는 그 이상의 전술된 화합물들의 혼합물이 용매로서 사용될 수 있다. 용매의 양은 인쇄 패이스트 내에서 넓은 범위 내에서 다양할 수 있다. 예를 들면, 패이스트의 본 발명에 따르는 한 배합물은 55 내지 60 중량％의 용매를 함유할 수 있는 반면에, 본 발명에 따르는 또다른 배합물에서는 둘 이상의 물질들의 용매 혼합물이 약 35 내지 45 중량％로 사용될 수 있다. 더욱이 실퀘스트(Silquest) A187, 네오 레즈(Neo Rez) R986, 디놀(Dynol) 604 및/또는 둘 이상의 상기 물질들의 혼합물이 계면활성제 및 결합 활성화제로서 포함될 수 있다. 이러한 물질의 양은 인쇄 패이스트의 총중량에 대해 0.1 내지 5.0 중량％, 바람직하게는 0.3 내지 2.5 중량％이다.
결합제로서, 배합물은 예를 들면 베이덤 피니시(Bayderm Finish) 85 UD, 베이히드롤(Bayhydrol) PR340/1, 베이히드롤 PR135 또는 이것들의 임의의 혼합물을 바람직하게는 약 0.5 내지 10 중량％, 바람직하게는 3 내지 5 중량％의 양으로 함유할 수 있다. 층의 건조 후에 전도성 층을 위한 결합제를 형성하는, 본 발명에 따라 사용되는 폴리우레탄 분산액은, 바람직하게는 수성 폴리우레탄 분산액이다.
본 발명에 따라, 부분적으로 투명한 전극 BA의 제조를 위한 인쇄 패이스트의 특히 바람직한 배합물은 하기 성분들을 함유한다:
부분적으로 투명한 전극 BA에 대해 상기에서 언급된 배합물을 벗어나서, 본원에서 예로서 언급된, 하기 즉시 사용가능한, 상업적으로 입수가능한 인쇄 패이스트가 본 발명에 따라 최종 배합물로서 사용될 수도 있다: 아그파의 오르가콘 EL-P1000, EL-P3000, EL-P5000 또는 EL-P6000 계열, 바람직하게는 EL-P3000 및 EL-P6000 계열(특히 성형용).
이러한 전극 물질은 예를 들면 스크린 인쇄, 나이프 코팅, 스퍼터링, 분무 및/또는 브러싱에 의해 상응하는 운반체 물질(기재)에 도포될 수 있고, 이어서 이것은 바람직하게는 예를 들면 80 내지 120 ℃의 저온에서 건조된다.
더욱이, 산화주석(NESA) 패이스트도 상응하는 전극 물질로서 사용될 수 있다.
또다른 바람직한 실시양태에서, 전기 전도성 코팅의 도포는 진공 중에서 또는 열분해적으로 수행된다.
특히 바람직하게는 또다른 실시양태에서, 전기 전도성 코팅은, 바람직하게는 5 mΩ 내지 3,000 Ω/square, 특히 바람직하게는 0.1 내지 1,000 Ω/square, 가장 특히 바람직하게는 5 내지 30 Ω/square의 시트 저항을 갖고, 추가의 바람직한 실시양태에서는 적어도 60 ％ 초과(60 ％ 초과 내지 100 ％), 특히 76 ％ 초과(76 ％ 초과 내지 100 ％)의 일광 투과성을 갖는, 진공 중에서 또는 열분해적으로 제조된 금속성 또는 금속 산화물의, 얇은, 고도로 투명한 층이다.
더욱이 전기 전도성 유리도 전극으로서 사용될 수 있다.
특히 바람직한 유형의 전기 전도성 및 고도로 투명한 유리, 특히 플로트 유리는, 높은 표면 경도를 갖고 일반적으로 수 밀리오옴 내지 3,000 Ω/square의 매우 넓은 범위에서 조절될 수 있는 전기적 표면 저항을 갖는 열분해적으로 제조된 층이다.
이러한 열분해적으로 코팅된 유리는 용이하게 성형/형성될 수 있고, 우수한 스크래치 내성을 갖는데, 특히 스크래치는 전기 전도성 표면층의 전기적 방해를 유도하지 않지만 단순히 일반적으로 시트 저항의 약간의 증가를 초래한다.
더욱이, 열분해적으로 제조된 전도성 표면층은, 열처리로 인해, 후속 물질 도포에 있어서 유리 기재와의 극히 높은 접착 결합이 이루어질 정도로 많이 확산되고 표면 내에 고정되는데, 이는 마찬가지로 본 발명을 위해 매우 유리하다. 또한, 이러한 코팅은 우수한 균일성을 갖기 때문에, 큰 표면에 걸쳐 표면 저항이 약간만 변동한다. 이러한 성질도 마찬가지로 본 발명을 위해 유리한 점이다.
전기 전도성의 고도로 투명한 얇은 층을, PET, PMMA 또는 PC와 같은 중합체성 기재보다 훨씬 더 효율적이고 비용-효과적으로, 본 발명에 따라 바람직하게 사용되는 유리 기재 상에 제조할 수 있다. 유리 코팅의 경우 전기적 시트 저항은, 필적할만한 투명성을 갖는 중합체성 필름의 전기적 시트 저항에 비해, 평균적으로 10 배 더 유리한데, 예를 들면 PET 필름의 경우에는 30 내지 100 Ω/square인데 비해, 유리 층의 경우에는 3 내지 10 Ω/square이다.
후면 전극 성분 BE는, 적어도 부분적으로 투명한 전극의 경우에서처럼, 투명할 필요가 없거나 적어도 부분적으로 투명한 평탄 전극이다. 이것은 일반적으로, 존재한다면, 절연층에 도포된다. 절연층이 존재하지 않는 경우, 후면 전극은, 전기장에 의해 여기될 수 있는 하나 이상의 발광 물질을 함유하는 층에 도포된다. 또다른 실시양태에서, 후면 전극은 기재 A에 도포된다.
후면 전극은 일반적으로 무기 또는 유기 물질을 기재로 하는 전기 전도성 물질, 예를 들면 은과 같은 금속으로부터 형성되는데, 여기서 바람직하게는 본 발명에 따르는 3-차원적으로 형성된 시트 요소를 제조하는데 등압 고압 형성 방법이 사용되는 경우에 손상되지 않는 물질이 사용된다. 적합한 전극은 특히 중합체성 전기 전도성 코팅을 추가로 포함한다. 이 경우에 적어도 부분적으로 투명한 전극과 관련하여 이미 언급된 코팅이 사용될 수 있다.
더욱이, 적어도 부분적으로 투명하지 않은, 해당 분야의 숙련자에게 공지된 중합체성 전기 전도성 코팅이 사용될 수 있다.
이와 관련하여 후면 전극을 위한 인쇄 패이스트의 배합물이 부분적으로 투명한 전극을 위한 인쇄 패이스트의 배합물에 상응할 수 있다.
그러나, 이러한 배합물을 벗어나서, 하기 배합물을 후면 전극을 위해 본 발명에 따라 사용할 수도 있다.
각각의 경우에 인쇄 패이스트의 총중량에 대해서, 전도성 중합체의 30 내지 90 중량％, 바람직하게는 40 내지 80 중량％, 특히 바람직하게는 50 내지 70 중량％의, 클레비오스 P, 클레비오스 PH, 클레비오스 P AG, 클레비오스 P HCV4, 클레비오스 P HS, 클레비오스 PH, 클레비오스 PH 500, 클레비오스 PH 510 또는 이것들의 임의의 혼합물이, 후면 전극의 제조를 위한 인쇄 패이스트의 배합물에 사용된다. 디메틸 술폭사이드(DMSO), N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 에틸렌 글리콜, 글리세롤, 소르비톨, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, n-프로판올, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디메틸아미노에탄올, 물, 또는 둘, 셋 또는 그 이상의 상기 용매들의 혼합물이 용매로서 사용될 수 있다. 사용되는 용매의 양은 넓은 범위 내에서 다양할 수 있다. 본 발명에 따르는 패이스트의 한 배합물은 55 내지 60 중량％의 용매를 함유하는 반면에, 본 발명에 따르는 또다른 배합물에서는 세 가지의 용매들의 용매 혼합물이 약 40 중량％로 사용될 수 있다. 더욱이 실퀘스트 A187, 네오 레즈 R986, 디놀 604 및/또는 둘 이상의 상기 물질들의 혼합물이 계면활성제 및 결합 활성화제로서 바람직하게는 0.7 내지 1.2 중량％의 양으로 사용될 수 있다. 이러한 배합물은 예를 들면 0.5 내지 1.5 중량％의 UD-85, 베이히드롤 PR340/1, 베이히드롤 PR135 또는 이것의 임의의 혼합물을 결합제로서 함유할 수 있다.
본 발명에 따르는 추가의 실시양태에서, 후면 전극에는 흑연이 충전될 수 있다. 흑연을 상기에서 기술된 배합물에 첨가함으로써, 이를 수행할 수 있다. 후면 전극에 대해 상기에서 언급된 배합물을 벗어나서, 본원에서 이미 예로서 언급된, 하기 즉시 사용가능한, 상업적으로 입수가능한 인쇄 패이스트가 본 발명에 따라 사용될 수도 있다: 아그파의 오르가콘 EL-P1000, EL-P3000, EL-P5000 또는 EL-P6000 계열, 바람직하게는 EL-P3000 및 EL-P6000 계열(특히 성형용). 이 경우에 흑연이 첨가될 수도 있다.
오르가콘 EL-P4000 계열, 특히 오르가콘 EL-P4010 및 EL-4020의 인쇄 패이스트가 특히 후면 전극을 위해 사용될 수도 있다. 둘은 임의의 원하는 비로 서로 혼합될 수 있다. 오르가콘 EL-P4010 및 EL-4020은 이미 흑연을 함유한다.
상업적으로 수득될 수도 있는 흑연 패이스트, 예를 들면 아체슨(Acheson)의 흑연 패이스트, 특히 일렉트로다그(Electrodag) 965 SS 또는 일렉트로다그 6017 SS가 후면 전극으로서 사용될 수 있다.
후면 전극 BE를 제조하기 위한 인쇄 패이스트의 본 발명에 따르는 특히 바람직한 배합물은 하기 성분들을 함유한다:
본 발명의 문맥상, 본질적으로 전도성인 중합체도 전극 물질로서 사용될 수 있다. 본질적으로 전도성인 중합체로부터 형성된 상응하는 전극의 시트 저항은 일반적으로 100 내지 2000 Ω/square, 특히 바람직하게는 200 내지 1500 Ω/square, 특히 200 내지 1000 Ω/square, 특별히 300 내지 600 Ω/square여야 한다.
상기에서 기술된 전기 전도성 물질은 추가로 운반체 물질로서 형성된 기재에 도포될 수 있다. 예를 들면 금속 호일, 금속 층 및 열가소성 필름이 운반체 물질로서 적합하다.
후면 전극은, 적어도 부분적으로 투명한 커버 전극의 경우에서처럼, 투명할 필요가 없거나 적어도 부분적으로 투명한 평탄 전극이다. 이러한 전극은 일반적으로 무기 또는 유기 기재의 전기 전도성 물질, 예를 들면 은과 같은 금속으로 이루어진다. 적합한 전극은 특히 중합체성 전기 전도성 코팅이다. 이와 관련하여, 적어도 부분적으로 투명한 커버 전극과 관련하여 이미 상기에서 언급된 코팅이 사용될 수 있다. 또한, 해당 분야의 숙련자에게 공지된, 적어도 부분적으로 투명하지 않은 중합체성 전기 전도성 코팅이 사용될 수도 있다.
따라서 적합한 후면 전극의 물질은 바람직하게는 금속, 예를 들면 은, 탄소, ITO 실크-스크린 인쇄층, ATO 실크-스크린 인쇄층, 비-ITO 실크-스크린 인쇄층, 즉 통상적으로 나노급의 전기 전도성 안료를 함유하는 본질적으로 전도성인 중합체성 시스템, 예를 들면 듀폰의 관리 번호가 7162E 또는 7164인 ATO 실크-스크린 인쇄 패이스트, 본질적으로 전도성인 중합체 시스템, 예를 들면 아그파의 오르가콘 시스템, 에이치 씨 스탁 게엠베하의 베이트론 폴리-(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 시스템, 오르메콘 시스템이라고 불리는 유기 금속(PEDT 전도성 중합체 폴리에틸렌-디옥시티오펜), 파니폴 오이(Panipol Oy)의 전기 전도성 코팅 및 인쇄 잉크 시스템 및 임의로 고도로 가요성인 결합제, 예를 들면 PU(폴리우레탄), PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트), PVA(폴리비닐 알콜) 또는 개질된 폴리아닐렌을 기재로 하는 결합제로 이루어진 군에서 선택되는데, 여기서 은 또는 탄소와 같은 금속이, 전기 전도성을 개선하기 위해, 상기 물질들에 층으로서 첨가 및/또는 혼입될 수 있다.
더욱이, 커버 전극 BA는 나노구조를 갖는 입자를 포함할 수 있다.
후면 전극 BE도 나노구조를 갖는 입자를 포함할 수 있다.
제 3의 구조에서, 커버 전극 BA와 후면 전극 BE는 둘 다 나노구조를 갖는 입자를 함유한다.
본 발명의 범주 내에서, "나노구조를 갖는 입자"라는 표현은 단일벽 탄소 나노튜브(SWCNT), 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT), 나노호른, 나노디스크, 나노콘(즉 원뿔형 재킷을 갖는 구조), 금속성 나노와이어 및 전술된 입자들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 나노급 물질 구조를 나타내는 것으로 이해된다. 탄소를 기재로 하는 나노구조를 갖는 상응하는 입자는 예를 들면 탄소 나노튜브(단일벽 및 다중벽), 탄소 나노섬유(헤링본, 판형, 스크류형) 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 단일벽 탄소 나노튜브의 제조는 해당 분야의 숙련자에게 공지되어 있고, 따라서 종래 기술에서 상응하는 공정을 참조할 수 있다. 이것은 예를 들면 촉매작용적 화학적 기상 침착(CCVD)을 포함한다.
이러한 공정에서는 종종 직경, 길이, 키랄성 및 전자적 성질이 상이한 분획들이 제조된다. 이것은 번들의 형태로 일어나고 종종 일정 구성비율의 비결정형 탄소와 혼합된다. SWCNT는 이러한 분획으로부터 분리된다.
지금까지 SWCNT에 대해 공지된 분리 공정은, 디아조늄염으로써 처리된 금속성 SWCNT에 대한 전자 이동 효과, 유전 영동, 옥타데실아민에 대한 반도성 탄소 나노튜브의 특수한 화학적 친화성 및 단일-스트랜드 DNA로써 피복된 탄소 나노튜브를 기본으로 한다. 이러한 방법의 선택성은 전처리된 분산액의 강력한 원심분리 및 이온교환 크로마토그래피에 의해 추가로 개선될 수 있다. 본 발명의 문맥상, 바람직하게는 분획-순수 단일벽 탄소 나노튜브, 즉 직경, 길이, 키랄성 및 전자적 성질로 이루어진 군에서 선택된 변수에 있어서, 50 ％ 이하, 특히 바람직하게는 40 ％ 이하, 특히 30 ％ 이하, 특별히 20 ％ 이하, 가장 특히는 10 ％ 이하 만큼 상이한 단일벽 탄소 나노튜브의 분획이 사용된다.
금속성 나노와이어와 관련해서는, 본원에서 개시된 나노와이어와 관련해서 본 발명에서 참고로 인용된 WO 2007/022226 A2를 참고하도록 한다. WO 2007/022226 A2에 기술된 전기적으로 높은 전도성을 갖는 고도로 투명한 은 나노와이어가 본 발명에서 특히 적합하다.
나노 구조를 갖는 기타 입자의 제조는 해당 분야의 숙련자에게 공지되어 있고 종래 기술의 상응하는 문헌에 기술되어 있다.
전도 트랙, 전극들의 연결
발광 커패시터 구조를 갖는 큰 표면적의 발광 요소의 경우, 표면 전도성은 균일한 발광 밀도와 관련하여 중요한 역할을 한다. 큰 표면적의 발광 요소의 경우, 소위 버스바(busbar)가, 전도 트랙, 즉 비교적 큰 전류가 흐르는, 특히 반도성 LEP(광-방출 중합체), PLED 및/또는 OLED 시스템을 갖는 성분 BF로서 사용된다. 이 경우에 매우 고도로 전기 전도성인 트랙은 십자(cross) 방식으로 형성된다. 이렇게 해서 예를 들면 큰 표면적이 네 개의 작은 면적으로 나뉘어진다. 이로써 발광 표면의 중간 영역에서의 전압 강하가 현저하게 감소되고, 발광장 중심에서의 발광 밀도의 균일성 및 휘도의 감소는 감소된다.
본 발명에 따르는 한 실시양태에서 사용되는 황산아연 특정 EL 장의 경우, 일반적으로 100 볼트 초과 내지 200 볼트 초과의 교대 전압이 가해지며 우수한 유전 물질 또는 우수한 절연이 사용되는 경우 매우 낮은 전류가 흐른다. 따라서 본 발명에 따르는 ZnS 후막 AC-EL 요소에서, 전류 부하의 문제는 반도성 LEP 또는 OLED 시스템의 경우에서보다 훨씬 덜하므로, 버스바의 사용이 절대적으로 필요한 것은 아니고, 그 대신에 버스바를 사용하지 않고서도 큰 표면적의 발광 요소를 이미 설치할 수 있다.
바람직하게는 본 발명에 따르면, DIN A3보다 더 작은 면적의 경우 은 버스가 전극 층 BA 또는 BE의 가장자리 상에만 인쇄된다면 충분하고; DIN A3보다 큰 면적의 경우 은 버스가 적어도 추가의 전도 트랙을 형성하는 것이 본 발명에 따라 바람직하다.
예를 들면 주석, 아연, 은, 팔라듐, 알루미늄 및 추가의 적합한 전도성 금속, 또는 이것들의 조합 및 혼합물 또는 합금을 함유하는 전기 전도성 및 가열건조형 패이스트를 사용함으로써 전기적 연결을 형성할 수 있다.
이와 관련하여 전기 전도성 접촉 스트립을 일반적으로 스크린 인쇄, 브러쉬 도포, 잉크-젯, 나이프 코팅, 롤러 도포, 분무를 통해, 또는 분배기 도포 또는 해당 분야의 숙련자에게 공지된 필적할만한 도포 방법을 사용하여, 전기 전도성이면서 적어도 부분적으로 투명한 얇은 코팅에 도포한 후, 일반적으로 오븐에서 열처리하여, 통상적으로 기재 가장자리를 따라 측방향으로 도포된 스트립을 납땜, 클램핑 또는 플러그-인 연결을 통해 전기 전도 방식으로 효과적으로 접촉시킬 수 있도록 한다.
매우 작은 전기적 출력만이 전기 전도성 코팅 상에서 개시되는 한, 스프링 접촉 또는 탄소-충전된 고무 요소 또는 소위 제브라(zebra) 고무 스트립이면 충분하다.
은, 팔라듐, 구리 또는 금-충전된 중합체 접착제를 기재로 하는 패이스트를 바람직하게 전도성 접착제 패이스트로서 사용한다. 예를 들면 z-방향으로 전기 전도성 접착제를 갖는 주석-도금된 구리 호일의 자기-접착성 전기 전도성 스트립을 마찬가지로 접촉 가압을 통해 도포할 수 있다.
이러한 경우에 접착제 층을 일반적으로는, 수 N/㎠의 표면 압력을 가함으로써 균일하게 가압하고, 실행 양태에 따라서는, 0.013 ohm/㎠(예를 들면 하임슈 A-8451 소재의 디 앤드 엠 인터네셔널(D & M International)의 전도성 구리 호일 테이프 VE 1691) 또는 0.005 ohm(예를 들면 미국 텍사스주 오스틴 소재의 쓰리엠 일렉트리컬 프로덕츠 디비젼(3M Electrical Products Division)의 1183 유형; MIL-STD-200 메쏘드 307에 따라 1 제곱인치의 표면적 상에서 측정시 5 psi/3.4 N/㎠에서 유지) 또는 0.001 ohm(예를 들면 쓰리엠 캄파니의 1345 유형) 또는 0.003 ohm(예를 들면 홀란드 쉴딩 시스템즈 BV(Holland Shielding Systems BV)의 3202 유형)의 값을 달성한다.
그러나 해당 분야의 숙련자에게 공지된 모든 통상적인 방법, 예를 들면 크림핑, 플러깅 인, 클램핑, 리벳팅 또는 볼팅/스크류잉을 사용하여 접촉을 수행할 수 있다.
유전층
본 발명에 따르는 EL 요소는 바람직하게는, 후면 전극인 성분 BE과 EL 층인 성분 BC 사이에 제공된 하나 이상의 유전층인 성분 BD를 포함한다.
적합한 유전층은 해당 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 적합한 층은 바람직하게는 플루오렌-함유 플라스틱 또는 시아노-기재의 수지에 분산된, 바륨 티타네이트와 같은 고도로 유전성으로 작용하는 분말을 종종 포함한다. 특히 적합한 입자의 예는 바람직하게는 1.0 내지 2.0 ㎛의 범위의 바륨 티타네이트 입자이다. 높은 충전도에서 이것은 100 이하의 상대 유전상수를 형성할 수 있다.
유전층은 일반적으로 1 내지 50 ㎛, 바람직하게는 2 내지 40 ㎛, 특히 바람직하게는 5 내지 25 ㎛, 특히 8 내지 15 ㎛의 두께를 갖는다.
본 발명에 따르는 EL 요소는, 한 실시양태에서, 서로의 위에 배열되어 함께 절연 효과를 개선하거나 부유 전극 층이 중간에 삽입된 추가의 유전층을 추가로 함유할 수도 있다. 제 2 유전층의 사용 여부는 제 1 유전층의 품질 및 핀홀 자유도에 따라 달라질 수 있다.
충전제로서, 문헌으로부터 해당 분야의 숙련자에게 공지된 무기 절연 물질이 사용되며 이것은 예를 들면 BaTiO3, SrTiO3, KNbO3, PbTiO3, LaTaO3, LiNbO3, GeTe, Mg2TiO4, Bi2(TiO3)3, NiTiO3, CaTiO3, ZnTiO3, Zn2TiO4, BaSnO3, Bi(SnO3)3, CaSnO3, PbSnO3, MgSnO3, SrSnO3, ZnSnO3, BaZrO3, CaZrO3, PbZrO3, MgZrO3, SrZrO3, ZnZrO3 및 리드 지르코네이트-티타네이트 혼합된 결정 또는 둘 이상의 상기 충전제들의 혼합물을 포함한다. 본 발명에 따르는 바람직한 충전제는, 절연층을 제조하는데 사용되는 패이스트에서, 각각의 경우에 패이스트의 총중량에 대해, 바람직하게는 5 내지 80 중량％, 바람직하게는 10 내지 75 중량％, 특히 바람직하게는 40 내지 70 중량％의 충전량의, BaTiO3 또는 PbZrO3 또는 이것들의 혼합물이다. 특히 적합한 입자의 예는 바람직하게는 1.0 내지 2.0 ㎛의 범위의 바륨 티타네이트 입자이다. 이는 높은 충전도를 갖고서 100 이하의 상대 유전상수를 형성할 수 있다.
1-성분 또는 바람직하게는 2-성분 폴리우레탄 시스템, 바람직하게는 바이엘 머터리얼사이언스 아게에서 입수가능한 시스템, 특히 바람직하게는 데스모두르 및 데스모펜, 또는 바스프 아게의 루프라네이트, 루프라놀, 플루라콜 또는 루프라펜 계열의 래커 원료; 데구사 아게(Degussa AG)(에보닉(Evonik))의, 바람직하게는 베스타네이트, 특히 바람직하게는 베스타네이트 T 및 B; 또는 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Company)의, 바람직하게는 보라스타가 이러한 층을 위해 결합제로서 사용될 수 있다. 더욱이, 고도로 가요성인 결합제, 예를 들면 PMMA, PVA, 특히 쿠라레이 스페셜티즈 유럽 게엠베하의 모위올 및 포발, 또는 왁커 아게의 폴리비올, 또는 PVB, 특히 쿠라레이 스페셜티즈 유럽 게엠베하의 모위탈(B 20 H, B 30 T, B 30 H, B 30 HH, B 45 H, B 60 T, B 60 H, B 60 HH, B 75 H), 또는 왁커 아게의 피올로폼, 특히 피올로폼 BR18, BM18 또는 BT18이 사용될 수 있다. 특히 플루오렌-함유 플라스틱 또는 시아노-기재의 수지도 결합제 매트릭스로서 사용될 수 있다.
용매로서는, 예를 들면 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 1-메톡시프로필 아세테이트-2, 톨루엔, 자일렌, 솔베소(solvesso) 100, 쉘솔(shellsol) A 또는 둘 이상의 이러한 용매들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면 결합제로서 PVB가 사용되는 경우, 패이스트는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 디아세톤 알콜, 벤질 알콜, 1-메톡시프로판올-2, 부틸 글리콜, 메톡시부탄올, 다우아놀, 메톡시프로필 아세테이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 부톡실, 글리콜산 n-부틸 에스테르, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥산온, 톨루엔, 자일렌, 헥산, 시클로헥산, 헵탄 뿐만 아니라 둘 이상의 전술된 용매들의 혼합물을, 패이스트의 총중량에 대해, 1 내지 30 중량％, 바람직하게는 2 내지 20 중량％, 특히 바람직하게는 3 내지 10 중량％의 양으로 함유할 수도 있다. 성질을 개선하기 위해서 유동 개선제 및 레올로지 첨가제와 같은 추가의 첨가제를 첨가할 수 있다. 유동 개선제의 예는 40:60 내지 60:40의 혼합비의 부톡실 중 아디톨 XL480이다. 패이스트는 추가의 첨가제로서, 각각의 경우에 패이스트의 총중량에 대해, 0.01 내지 10 중량％, 바람직하게는 0.05 내지 5 중량％, 특히 바람직하게는 0.1 내지 2 중량％의 레올로지 첨가제를 함유할 수 있다. 패이스트 내 안료 및 충전제의 침강 거동을 감소시키는 레올로지 첨가제로서는, 예를 들면 BYK 410, BYK 411, BYK 430, BYK 431 또는 이것들의 임의의 혼합물이 사용될 수 있다.
성분 BB 및/또는 BD로서의 절연층의 제조를 위한 인쇄 패이스트의 본 발명에 따르는 특히 바람직한 배합물은 하기 성분들을 함유한다:
커버층
성분 A 및 B 외에도, 본 발명에 따르는 EL 성분은, 전자발광 요소 및 아마도 존재할 수 있는 그래픽의 파괴를 방지하기 위해서, 보호층인 성분 CA를 함유한다. 보호층을 위한 적합한 물질은 해당 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 적합한 보호층 CA는 예를 들면 고-내열성 보호성 래커, 예를 들면 폴리카르보네이트 및 결합제를 함유하는 보호성 래커이다. 이러한 보호성 래커의 예는 바이젠베르크 소재의 프뢸(Proell)의 노리판(Noriphan, 등록상표) HTR이다.
또다르게는, 보호성 래커는 폴리우레탄, PMMA, PVA 또는 PVB와 같은 가요성 중합체를 기재로 하여 배합될 수도 있다. 바이엘 머터리얼사이언스 아게의 폴리우레탄이 이러한 목적에 사용될 수 있다. 이러한 배합물은 충전제를 포함할 수도 있다. 해당 분야의 숙련자에에 공지된 모든 충전제, 예를 들면 인쇄 패이스트의 10 내지 80 중량％, 바람직하게는 20 내지 70 중량％, 특히 바람직하게는 40 내지 60 중량％의 충전도를 갖는, TiO2, ZnO, 리토폰 등과 같은 무기 금속 산화물을 기재로 하는 충전제가 이러한 목적에 적합하다. 더욱이, 배합물은 레올로지 첨가제와 같은 유동 개선제를 함유할 수 있다. 용매로서, 예를 들면 에톡시프로필 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 메톡시프로필 아세테이트, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥산온, 톨루엔, 자일렌, 용매 나프타 100 또는 둘 이상의 상기 용매들의 혼합물이 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 보호성 래커 CA의 특히 바람직한 배합물은 예를 들면 하기 성분들을 함유한다:
기재
본 발명에 따르는 EL 요소는, 각각의 전극의 한 면 또는 양면 상에, 예를 들면 유리, 플라스틱 필름 등과 같은 기재를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르는 EL 요소에서는, 적어도 투명 전극과 접촉하는 기재는 내부가 그래픽 상으로 광택있게 반투명하고 불투명하게 커버링되도록 디자인되는 것이 바람직하다. 불투명 커버링 디자인은 고-해상도 그래픽 디자인에 의해 불투명하게 커버링되고/되거나, 표시 목적을 위해 예를 들면 전-녹-청의 개념에서 광택있게 반투명하게 형성된 큰 면적의 전자발광 영역을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체를, 후면 전극 BE를 통해, 후면 전극, 예를 들면 알루미늄 기재에 도포할 수 있다. 이와 관련하여 전자발광 배열체를, 후면 전극에 도포된 접착제 층을 통해, 기재에 연결할 수 있다.
본 발명의 추가의 실시양태에서, 본 발명에 따르는 EL 배열체에서, 보호성 래커의 층을 기재와 후면 전극 사이에 제공할 수 있다. 보호성 래커의 층을 본 발명에 따르는 전자발광 배열체 내에 제공하는 경우, 전자발광 배열체를, 이 경우에는 보호성 래커에 도포된 접착제 층을 통해, 상응하는 기재에 연결할 수 있다.
냉-경화 접착제 시스템 뿐만 아니라 열-경화 접착제 시스템을 접착제 시스템으로서 사용할 수 있다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체에서 사용되는 접착제 시스템은 1-성분 시스템 뿐만 아니라 2-성분 시스템으로서 배합될 수 있다.
접착제 시스템은, 한 개질 양태에서는, 열가소성 우레탄 탄성중합체 또는 실리콘, 에틸렌 비닐 아세테이트, PVC를 포함하는 시스템을 기재로 할 수 있다. 이것들 중에서, 열가소성 우레탄 탄성중합체를 기재로 하는 접착제 시스템이 특히 바람직하다.
특수한 실시양태에서, 열가소성 우레탄 탄성중합체(TPU)를 기재로 하는 접착제 시스템이 본 발명에 따르는 전자발광 배열체를 결합시키는데 사용된다.
접착제 시스템은 필름으로서 배합될 수 있는데, 즉 접착제 시스템은 필름의 형태로서 사용될 수 있다. 이러한 실시양태에서는 필름의 취급이 단순해짐으로 인해 상응하는 EL 시스템의 제조가 단순해진다.
필름으로서 형성된 접착제 층을 위한 물질의 예는, 열가소성 우레탄 탄성중합체를 기재로 하는, 듀어플렉스(Dureflex, 등록상표), 플라틸론(Platilon, 등록상표) 및/또는 왈로푸르(Walopur, 등록상표)라는 상표명으로서 공지된 필름이 언급될 수 있다.
상응하는 필름-기재의 접착제 시스템이 사용되는 경우, 필름은 운반체 필름과 함께 사용될 수 있다. 이러한 경우에 필름 형태의 접착제 층의 두께는 0.01 내지 2 ㎜, 특히 바람직하게는 0.02 내지 0.5 ㎜, 특히 0.15 내지 0.40 ㎜이다.
추가의 기재(커버 기재)가 본 발명에 따르는 전자발광 배열체 내 커버 전극 BA 상에 제공될 수도 있다.
마찬가지로 커버 기재는 상기에서 언급된 접착제 시스템을 사용하여 본 발명에 따라 전자발광 배열체에 고정된다. 여기서도 역시 열가소성 폴리우레탄 탄성중합체를 기재로 하는 시스템이 바람직하다.
본 발명에 따르는 배열체에 의해 생성된 전자발광이 커버 기재를 통해 방출되기 때문에, 커버 기재는 투명하도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 개질 양태에서, 커버 기재는 상부 면, 즉 전자발광 배열체를 외면하는 면이 무광택성일 수 있다.
또한, 투명 전극 BA와 접촉하는 기재가, 유리전이온도 Tg보다 낮은 온도에서 냉-신장가능하게 가공가능한 필름인 것이 바람직하다. 이렇게 해서, 결과물인 EL 요소를, 바람직하게는 응력-백화가 없이, 3-차원적으로 가공할 수 있게 된다.
더욱이, 후면 전극 BE와 접촉하는 기재가, 마찬가지로 Tg 미만의 온도에서 냉-신장가능하게 가공가능한 필름인 것이 바람직하다. 이렇게 해서, 결과물인 EL 요소를, 바람직하게는 응력-백화가 없이, 3-차원적으로 가공할 수 있게 된다.
따라서 EL 요소는 3-차원적으로 가공가능한데, 여기서 굴곡의 반경은 2 ㎜ 미만, 바람직하게는 1 ㎜ 미만일 수 있다. 이와 관련하여 가공 각도는 60° 초과, 바람직하게는 75°초과, 특히 바람직하게는 90°초과, 특별히는 105°초과일 수 있다.
더욱이, EL 요소가 3-차원적으로 가공가능하고 특히 Tg 미만의 온도에서 냉-신장가능하게 가공가능한 것이 바람직하고, 이렇게 해서 정밀한 가공된 3-차원적 형상을 얻게 된다.
3-차원적으로 가공된 요소를 사출성형틀에서 하나 이상의 면 상에서 열가소성 물질과 함께 성형할 수 있다.
본 발명에 따르는 EL 요소의 제조
통상적으로 지금까지 언급된 패이스트(스크린 인쇄 패이스트)를, 고도로 투명한 전기 전도성 코팅을 포함하는 투명한 플라스틱 필름 또는 유리에 도포하여, 영상 디스플레이 면을 위한 전극을 형성한다. 이어서, 존재한다면, 유전 물질, 및 후면 전극을 인쇄 기술 및/또는 라미네이션 기술을 통해 제조한다.
그러나 제일 먼저 후면 전극을 제조하거나 후면 전극을 금속화 필름의 형태로서 제조하고 유전 물질을 이러한 전극에 도포하는 역 제조 공정도 가능하다. 이어서 EL 층 및 뒤이어 투명한 전기 전도성 상부 전극을 도포한다. 이어서 그 결과의 시스템을 임의로 투명한 커버 필름과 라미네이팅시킴으로써, 수증기 및 기계적 손상으로부터 보호한다.
본 발명의 한 실시양태에서, 전도 트랙(은 버스)을 기재 A에 첫번째 층으로서 도포한다. 그러나, 본 발명에 따르면, 이것들을 바람직하게는 두 가공 단계에서, 각각의 경우에 개별적으로, 전극 BA 및 BE에 도포하거나, 하나의 가공 단계에서 전극에 함께 연결한다.
EL 층을 통상적으로는, 스크린 인쇄 또는 분배기 도포 또는 잉크-젯 도포를 통한 인쇄 기술, 나이프 코팅 공정, 또는 롤러 코팅 방법 또는 커튼 캐스팅 방법 또는 전사 방법을 사용하여 도포하지만, 바람직하게는 스크린 인쇄를 통해 도포한다. EL 층을 바람직하게는 전극의 표면에 또는 임의로 후면 전극에 도포된 절연층에 도포한다. 이어서 일반적으로 둘 이상의 교대 전압 공급 리드를, 하나 이상의 평탄 전극 상에 서로 이격되게 배열된 두 부위에 부착시킨다.
본 발명에 따르는 EL 배열체의 추가의 구조
둘 이상의 EL 층을 사용함으로써, 상이한 전자발광 인광 안료를 함유하는 둘 이상의 인접하게 배열된 전자발광층을 선택함으로써 위치 및 파장이 상이한 발광장을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체는 200 내지 1,000 Hz 초과의 범위의 교대 전압 주파수를 갖는 전자발광 전압 공급원에 의해 작동된다. 이와 관련하여, 수 Hz의 범위에서 코드가 생성될 수 있고, 이렇게 해서 코드는 기계에 의해, 예를 들면 광전센서 또는 카메라에 의해 검증될 수 있다. 예를 들면, 자동차 식별 표시의 유효성 또는 면허증의 유효성 및 기타 보안-관련 성질이 점검될 수 있다.
본 발명은, 실내용 또는 실외용의, 바람직하게는 빌딩의 실외 외면 상의, 시설물 및 설비 내 또는 상의, 육상 차량, 항공기 또는 선박 내 또는 상의, 전기 또는 전자 장치 내의 또는 상의, 또는 광고판 내의 장식 요소 및/또는 발광 요소로서의, 상기에서 기술된 바와 같은 전자발광 배열체의 용도도 제공한다.
이와 관련하여, 전자발광 배열체는, 전압 수준, 전접압차, 주파수 및/또는 주파수차가 음원의 음량 및 주파수 응답 및/또는 전자-, 감각- 및/또는 컴퓨터-제어된 조절에 의해 제어되고 조절될 수 있는 광학 식별 요소로서 디자인될 수 있다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체는 조합된 안전 유리 요소 또는 절연 유리 요소로서 디자인될 수 있다.
따라서 전자발광 배열체는 측정가능한 및/또는 감각에 의해 감지될 수 있는 양들, 특히 소음, 연기, 진동, 속도, 대기 습도 및/또는 온도를 위한 시각적 표시기로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체는 자기-발광성인 자동차 식별 표시의 구성 성분으로서 특히 적합하다. 그러나 이러한 목적을 위해서는, 자동차 식별 표시에 상응하는 자동차 식별 표시 숫자를 제공하기 위해서, 전자발광 배열체를 가공 단계에 적용시킬 필요가 있다. 이를 일반적으로는, 상응하는 문자 및 숫자가 번호판으로부터 앞으로 튀어나오도록, 번호판의 후면으로부터 실행되는 가공 단계를 통해 수행한다. 이어서 이러한 영역을 흑색-불투명하게 만들 수 있다.
그러나, 이러한 엠보싱에서, 전극 코팅에 균열이 일어나서 그 결과 전극의 전도성이 제한되거나 심지어는 부분적으로 차단된다는 문제가 발생할 수 있다.
더욱이, 전원으로 인해 과부하가 있는 경우, 본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 커버 전극 및/또는 후면 전극의 파쇄가 초래될 수 있다.
본 발명은, 금속 그리드가 바람직하게는 각각의 전극 내에 혼입된다는 점에서, 이러한 문제를 포괄적으로 해결한다. 본 발명의 특수한 실시양태에서, 후면 전극 BE와 커버 전극 BA 중 하나 이상의 전극은 금속 격자 또는 그리드를 포함하는 것으로 구상된다. 금속 격자 또는 그리드는, 본질적으로 (통상적인) 전극과 대조적으로, 보다 용이하게 3-차원적으로 가공가능하고, 금속 격자 또는 그리드의 확장성으로 인해, 파쇄가 훨씬 덜 흔하게 일어나고 일반적으로는 훨씬 더 심한 가공 하에서만 일어나는데, 이는 차량 식별 표시의 구성 부품으로서 사용될 때 및 논의되는 유형의 전자발광 배열체의 경우에는 일반적으로 필요하지 않다.
이와 관련하여 금속 그리드는 교차 또는 횡단하는 스트랜드를 갖는 금속 그리드 인레이일 수 있다.
더욱이 금속 그리드는 추가의 구조에서 교차하는 경도 스트랜드 및 위도 스트랜드로 이루어질 수 있다.
금속 그리드는 일반적으로 상이한 금속을 사용하여 제조될 수 있다. 따라서, 금속 그리드는 실질적으로, 은, 구리, 금, 백금, 황동, 철 및 니켈로 이루어진 군에서 선택된 하나의 금속으로 이루어질 수 있다. 금속 그리드가 실질적으로 은으로 이루어지는 것이 특히 바람직하다. 전기 전도성에 따라서, 전도체의 두께는 5 ㎛ 내지 2 ㎜, 바람직하게는 10 내지 200 ㎛일 수 있다. 그리드는 체스판 패턴의 형태, 헤어 와이어(hare wire)의 형태 또는 임의의 기타 임의적 형상을 가질 수 있다.
전극 물질의 전기 전도성이 차단되는 경우, 차단의 유형 및 원인에 상관없이, 전극의 전기 전도성은 추가의 금속 그리드를 통해 계속 유지될 수 있다. 따라서, 심지어는 손상된 경우에도 기능 모듈이 실질적으로 영향받지 않은 성능을 갖고서 작동할 수 있다. 이로써 피로 물성이 개선된다.
본 발명의 추가의 개질 양태에서, 논의되는 유형의 전자발광 배열체 내의 상응하는 금속 그리드의 용도가 특허청구되는데, 여기서 의도된 용도는 전자발광 배열체의 가공(변형)으로 인한 전극 내 전기 전도성의 파괴를 방지하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 전극의 접촉은 상이한 방식으로 일어날 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르는 첫번째 실시양태에서, 후면 전극 및/또는 커버 전극은 전원 리드에 의해 접촉될 수 있다. 각각의 전원 리드는 바람직하게는 전기발광장의 외부에 배열되며, 바람직하게는 이것이 전체 EL 표면에 걸쳐 균일한 EL 방출을 달성할 수 있도록 구성된다. 버스바로서 디자인된 이러한 전원 리드와 관련하여, 국소 전류 밀도를 가능한 한 낮게 유지하기 위해서, 가능한 한 넓은 면적에 걸쳐 커버 전극 및 후면 전극에 흐르는 교대 전류를 공급하는 것이 편리하다. 그렇지 않으면, 후면 전극과 커버 전극의 작은 두께, 연소로 인한 적어도 국소적인 손상, 또는 너무 높은 전류 밀도로 인한 증발로 인한 위험이 존재한다.
상응하는 버스바를, 높은 전도성의 인쇄 패이스트를 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 패이스트는 예를 들면 불투명 은 패이스트, 구리 패이스트 또는 탄소 패이스트일 수 있다. 적합한 인쇄 패이스트는 시트 저항과 관련하여 기본적으로 전혀 제한되지 않는다. 그러나 통상적으로 이것은 10 mΩ/square 미만 내지 수백 mΩ/square의 범위 내의 시트 저항을 갖는다.
특히 큰 표면적 및 간격 및 비교적 높은 저항성의 투명 전극층의 경우에는, 균일한 EL 방출을 위해 버스바를 사용하는 것이 적합하다.
한 구조에서, 후면 전극 BE를 위한 버스바는 후면 전극 BE와 하기에 기술된 추가의 보호성 래커 사이에 제공된다.
한 구조에서, 커버 전극 BA를 위한 버스바는 커버 전극 BA와 커버 기재 사이에 제공된다.
버스바는 예를 들면 접촉 스트립에 의해 상응하는 전자발광 변환기(인버터)에 의해 연결될 수 있다.
상응하는 전기적 접촉 스트립은 일반적으로, 스크린 인쇄, 브러쉬 도포, 잉크-젯, 나이프 코팅, 롤러, 분무 또는 분배기 도포, 또는 해당 분야의 숙련자에게 공지된 필적할만한 도포 방법에 의해, 전기 전도성이면서 적어도 부분적으로 투명한 얇은 코팅에 도포된 후에, 통상적으로 기재 가장자리를 따라 측방향으로 도포된 스트립이 우수한 전기 전도 방식으로 납땜, 클램핑, 크림핑, 리벳팅, 결합 또는 플러그-인 연결에 의해 접촉될 수 있도록, 일반적으로 오븐에서 열처리될 수 있다.
본 발명의 특수한 실시양태에서는, 후면 전극 및/또는 커버 전극의 접촉은, 아마도 직접 버스바를 통해, 접촉 요소를 통해 후면 상에서 후면 기재까지 일어날 수 있다. 이러한 경우에, 전기적 접촉을 위한 둘 이상의 함몰부가 층 구조 방향으로 수직으로 전자발광 배열체 내에 제공된다. 접촉 요소들, 예를 들면 스크류 연결, 리벳 연결 또는 톱니-형상의 연결 형태의 접촉 요소들은 포지티브 로킹(positive locking) 방식으로 이러한 함몰부 내에 삽입된다. 접촉 요소들은, 이러한 접촉 요소들을 통해 상응하는 커버 전극 및 후면 전극과의 전기적 접촉이 존재하도록, 디자인된다. 각각의 전극과의 이러한 접촉은, 이미 기술된 중간에 연결된 버스바를 통해, 이미 상기에서 기술된 이점을 갖고서 수행될 수도 있다. 이는 특히 바람직한데, 왜냐하면 전력 공급이 접촉 요소/전극 접촉 부위 뿐만 아니라 버스바/전극 접촉 부위에서의 큰 영역에 걸쳐서도 일어나기 때문이다.
이러한 실시양태에서, 본 발명에 따르는 전자발광 배열체에 제공된 함몰부는 바람직하게는 전자발광 배열체의 가장자리 영역에 형성된다.
전자발광 배열체의 기계적 고정은 상응하는 접촉 요소를 통해 가능할 수도 있다.
특히 바람직한, 본 발명에 따르는 이러한 유형의 접촉은 본 발명과 관련한 도면에 보다 상세하게 묘사되어 있다.
후면 및/또는 커버 전극의 접촉의 정확한 본질과는 상관없이, 이러한 연결부는 전자발광 인버터(변환기)에 연결된다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체가 차량 상에서 자기-발광 식별 표시로서 사용되는 경우, 이러한 전원이 차량의 전기 회로에 의해 제공될 수 있다.
이와 관련하여, 차량의 운전자가, 각각의 조명 조건에 상관 없이, 그리고 전자발광 기능의 변동 없이, 예를 들면 자동차 식별 표시의 충분한 발광을 항상 보장받을 수 있도록, 차량의 출발시 전자발광 배열체가 자동적으로 전류를 공급받을 수 있다.
전자발광 배열체가 차량용 식별 표시로서 사용되는 경우, EL 배열체의 커버 기재는 플라스틱 필름으로서 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 커버 기재는 폴리카르보네이트 또는 폴리카르보네이트 블렌드를 기재로 하는 필름인 것이 추가로 바람직하다. 폴리카르보네이트(PC)는, 탁월한 투명성을 갖는, 열적으로 및 기계적으로 강하게 응력이 가해질 수 있는 플라스틱 물질이다. 이것은 차량용 식별 표시의 한 성분으로서 사용되는 경우, 본 발명에 따르는 전자발광 배열체를 위한 커버 기재로서 사용되기에 특히 적합한데, 왜냐하면 이러한 물질은 충격강도, 스크래치 내성 및 열안정성과 관련하여 극히 엄격한 요건을 충족시키기 때문이다.
더욱이, 폴리카르보네이트 필름의 형태를 갖는 본 발명에 따라 제공된 커버 기재는, 커버 기재가 임의의 거울 반사 효과를 나타내지 않도록 커버 기재의 표면이 스크래치-내성 표면 조도를 갖는 것을 보장한다. 또한 본 발명에 따르는 시스템의 사용 수명은, 황변 효과 및 취화(embrittlement) 효과가 완전히 방지된다는 사실로 인해 개선된다.
본 발명의 한 실시양태에서, 폴리카르보네이트 필름은 하나 이상의 면에 무광택 표면을 갖고 나머지 면 상에 그래픽 형상을 갖는다.
적합한 폴리카르보네이트 필름은 특히 마크로폴(Makrofol, 등록상표), 베이폴(Bayfol, 등록상표), 마르노트(Marnot, 등록상표) 또는 프로텍(ProTek, 등록상표)이라는 물질로부터 제조된 폴리카르보네이트 필름이다. 상응하는 폴리카르보네이트 필름의 두께는 일반적으로 50 내지 350 ㎛, 특히 바람직하게는 75 내지 300 ㎛, 특히 100 내지 250 ㎛의 범위이다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 추가의 구조는, 특히 차량 식별 표시로서 사용되는 경우에, 임의의 특수한 제한에 적용되지 않는다. 예를 들면, 백색 래커의 층을 커버 기재 상에 도포할 수 있다. 이어서 예를 들면 반사층을 백색 래커의 층 상에 제공할 수 있다. 백색 래커를 본 발명에 따르는 전자발광 배열체 내에서 사용하는 경우, 반사층을 접착제를 통해 백색 래커의 층에 연결할 수 있다. 이러한 접착제 시스템과 관련해서는, 상기 실행을 참고하도록 한다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체를 예를 들면 차량용 식별 표시로서 사용할 수 있게 하기 위해서, 본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 문맥에서 반사층을 사용하는 경우, 반사층을 실질적으로 투명하게 디자인하는 것이 바람직하다.
더욱이, 본 발명에서, 중공 유리구를 사용하여 반사를 증가시키는 것이 더욱 유리하다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 본 발명의 추가의 특수한 실시양태에서, 전자발광 배열체는 중공 유리구를 포함한다.
반사성을 개선하기 위해서는, 중공 유리구를 커버 기재에 첨가할 수 있다.
또한 본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 문맥에서 중공 유리구를 사용하는 경우, 중공 유리구를 반사층에 첨가할 수도 있다.
더욱이, 중공 유리구를 커버 기재와 반사층 둘 다에 첨가할 수 있다.
이러한 개질 실시양태들 중 하나에서, 중공 유리구가 본 발명에 따르는 전자발광 배열체에서 사용되는 경우, 이것은 바람직하게는 5 내지 200 ㎛, 특히 바람직하게는 10 내지 100 ㎛, 특히 15 내지 50 ㎛의 평균 직경을 갖는다. 상응하는 중공 유리구의 비중량은 바람직하게는 0.05 내지 10 g/㎤, 특히 바람직하게는 0.1 내지 5 g/㎤, 특히 0.15 내지 1 g/㎤이다. 상응하는 중공 유리구는 예를 들면 수-불용성의, 화학적으로 안정한 소다 석회 붕규산염 유리를 기재로 하고, 스코치라이트(Scotchlite, 등록상표) 글라스 버블스(Glass Bubbles) S60 또는 S60HS라는 상표명으로서 상업적으로 입수가능하다.
이러한 상응하는 중공 유리구는 예를 들면 커버 기재 또는 반사층의 결합제 매트릭스 내에 도포될 수 있다.
상기에서 기술된 전자발광 배열체는 바람직하게는 자동차 식별 표시에 사용된다.
따라서 후면 기재로서 금속 기재, 바람직하게는 알루미늄 기재를 사용하는 것이 바람직하다. 특히 이것은 알루미늄 시트 물질일 수 있다.
차량용 식별 표시를 엠보싱할 수 있게 하기 위해서는, 본 발명에 따르는 전자발광 배열체는, 전체적으로 바람직하게는, 냉-가공성이어서 응력-백화가 없도록 디자인된다. 식별 표시는 특히 3-차원적으로 가공될 수 있고, 이와 관련하여 굴곡의 반경은 2 ㎜ 미만, 바람직하게는 1 ㎜ 미만일 수 있다. 이와 관련하여 가공 각도는 60°초과, 바람직하게는 75°초과, 특히 바람직하게는 90°초과, 특별히는 105°초과일 수 있다.
특히 본 발명에 따르는 전자발광 배열체는 차량의 번호판을 위한 전면 다이어프램 블랭크로서 사용된다. 이와 관련하여 전면 다이어프램 블랭크로서 전자발광 배열체를 제공하는 것을, 펀칭기, 절단기 및/또는 레이저 젯 시스템을 사용하여 원호-형상의 구조물로부터 수행한다.
전면 다이어프램 블랭크에서, 엠보싱을 후면으로부터 차량용 식별 표시를 가한다. 전면에서의 엠보싱에 의해 형성된 융기부는 일반적으로 흑색 영역으로서 불투명하게 착색된다.
상응하는 블랭크는 일반적으로 50 내지 350 ㎛, 특히 바람직하게는 75 ㎛ 내지 300 ㎛, 특히 100 내지 250 ㎛의 층 두께를 갖는다.
차량 번호판의 식별 표시에서 사용되는 본 발명에 따르는 전자발광 배열체는, 일반적으로 전자발광에 의해 생성된 백색광 외에도, 추가로 특정 파장의 색을 방출하도록 구성된다. 이렇게 하여, 추가의 그래픽 구조가 임의로 달성될 수 있다. 추가의 파장-특이적 방출은 예를 들면 배열체 상에 워터마크(watermark) 방식으로 표상을 형성할 수 있는데, 이와 관련하여 워터마크는, 식별 표시가 위조되지 못하도록, 시간-분해 방식으로 은폐되게 배열될 수도 있다.
본 발명에 따르는 전자발광 배열체를 다중 문자 가압 시트 형태를 사용하여 통상적인 평판 및/또는 실린더 스크린 인쇄기에서 제조할 수 있고, 여기에 제조 동안에 예를 들면 인쇄 기술을 통해 추가의 보안 요소를 제공할 수도 있다.
따라서 본 발명은 상기에서 기술된 전자발광 배열체를 포함하는 식별 표시, 특히 차량용 식별 표시를 제공하는데, 여기서 식별 표시는 틀 내에 고정되고 EL 요소의 둘 이상의 전기적 연결부가 EL 인버터(변환기)에 연결되며, 이것은 또한 일반적으로 차량의 전기 회로에 연결되고, 바람직하게는 차량의 출발시 자동적으로 전류를 공급받고, 이렇게 해서 EL 필름이 발광하게 된다.
본 발명의 실행 양태의 몇몇 예가 지금부터 도면의 도움을 받아 보다 상세하게 기술된다. 비록 본 발명이 이러한 실시양태로 제한되는 것은 아니지만, 이러한 실시양태는 본 발명의 예시적인 형태를 제시한다.
도면 부호:
1: 자기-발광 식별 표시
2: 천공부(함몰부)
3: 천공부(함몰부)
4: 알루미늄 후면 기재
5: TPU를 기재로 하는 접착제 층
6: 전자발광 배열체
7: 커버 기재
8: 전자발광 방향
9: TPU를 기재로 하는 접착제 층
10: 중합체성 결합제 매트릭스
11: 중공 유리구
12: 전면 융기부
13: 전면의 밝은 표면
14: 틀
15: 필름 형태의 반사층
16: 전기적 접촉 요소
17: 커버 전극
18: 커버 전극의 버스바
19: 후면 전극
20: 후면 전극의 버스바
21: 전자발광 인버터
22: 압축 슬리브
23: 유전층/절연층
24: 전자발광층
25: 접촉 표면
26: 함몰부
27: 접촉 표면
28: 함몰부
29: 밀봉 O-링/평탄 밀봉 링
30: 보안 엠보싱
31: 고정 장치
32: 고무 밀봉물
33: 고무 밀봉물
34: 접촉 표면
35: 접촉 표면
36: 전도 와이어
37: 절연체
38: 어두운 가장자리
39: EL 장
도 1에는 알파벳으로 "BMS-123"이라고 표시된, 자기-발광 자동차 식별 표시(1)가 평면도로서 예시적으로 도시되어 있다. 전기적 접촉은 도면 부호 2 및 3이라고 표시된 두 개의 천공부들(구멍)을 통해 수행되며, 이러한 구멍(2 및 3)을 통해 자동차 식별 표시를 차량에 기계적으로 조일 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 3-차원적 층 구조를 보여준다. 이러한 도면에 도시된 전자발광 배열체의 베이스는 알루미늄으로 만들어진 금속성의 가공가능한 후면 기재(4)이다. TPU를 기재로 하는 접착제 층(5)이 이러한 후면 기재(4) 상에 배열되어 있다. 그 다음 층으로서 본 발명에 따르는 전자발광 배열체(6)가 이러한 접착제 층(5) 상에 제공된다. 상응하는 압력과 온도 영역을 맞춤으로써, 본 발명에 따르는 전자발광 배열체(6)를 접착제 층(5)을 통해 후면 전극(4) 상에 라미네이팅시킨다. 커버 기재(7)는 본 발명에 따르는 전자발광 배열체(6)에 도포된다. 커버 기재는 마크로폴 또는 베이폴의 폴리카르보네이트 필름으로 이루어진다. 3-차원적 층 구조물이 그래픽으로 도시되어 있다. 전기적 접촉을 위한 천공부들(2 및 3)은 대략적으로만 나타나 있다.
도 3에는 자기-발광 자동차 식별 표시(1)를 관통하는 구획 A/B(도 1에 따름)가 도시되어 있다. 전자발광 방향(8) 뿐만 아니라 구획 C도 도시되어 있는데, 이것은 후속되는 도 4에 보다 상세하게 기술되어 있다.
도 4에는, 도 3에 도시된 구획 C가 보다 상세하게 도시되어 있다. 이러한 도면에 도시된 전자발광 배열체의 베이스도 역시, 알루미늄으로 만들어진 금속성의 가공가능한 후면 기재(4)이고, 이것 위에 TPU 접착제 층(5)이 제공되어 있다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체(6)가 그 다음 층으로서 이 접착제 층(5) 상에 제공된다. 추가의 TPU 접착제 층(9)에 의해, 전자발광 배열체(6)에, 중공 유리구(11)를 함유하는 중합체성 결합제 매트릭스(10)가 제공된다. TPU는 마찬가지로 이러한 층에서 결합제로서 사용된다. 이어서 100 내지 250 ㎛의 층 두께를 갖는 폴리카르보네이트 필름의 커버 기재(7)가 구조물 상에 라미네이팅된다. 자기-발광성 자동차 식별 표시(1)는 3-차원적으로 가공되며, 이로써 융기부(12)가 전면 상에 형성되고 이것은 흑색으로 불투명하게 유지된다. 임의의 융기부(12)를 포함하지 않는 자기-발광 자동차 식별 표시(1)의 영역은 밝은 표면(13)을 갖는다. 3-차원적 층 구조물이 그래픽으로 도시되어 있다.
본 발명에 따르는 자동차 식별 표시에 대한 접촉 변형양태가 도 5에 도시되어 있다. 이러한 경우에 자동차 식별 표시는 틀(14)을 갖는다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 구조는, 이전 도면에 이미 도시된, 제 1의 TPU 접착제 층(5)이 도포된 알루미늄 기재(4)로 이루어진 구조와 동일하다. 전자발광 배열체(6)는 TPU 접착제 층(5)에 도포되고, 또한 폴리카르보네이트 필름으로 이루어진 커버 기재(7)는 배열체(6)에 도포된다. 추가의 TPU 접착제 층(9) 및 필름 형태의 반사층(15)이 커버 기재에 도포된다. 자기-발광 자동차 식별 표시(1)는 3-차원적으로 가공되며, 이로써 융기부(12)가 전면에 형성되고 이것은 흑색으로 불투명하게 유지된다. 자동차 식별 표시의 가장자리 영역에 제공된 전기적 접촉 요소(16)를 통해 전기적 접촉이 수행된다. 전기적 접촉 요소(16a)는 전기 전도 방식으로 커버 전극(17)에 연결된다. 접촉 요소(16a)와 커버 전극(17) 사이의 전기적 접촉은 탄소 및 은 패이스트에 의해 형성된 버스바(20)를 통해 수행된다. 전기적 접촉 요소(16b)는 전기 전도적인 방식으로 후면 전극(19)에 연결된다. 접촉 요소(16b)와 후면 전극(19) 사이의 전기적 접촉은 탄소 및 은 패이스트에 의해 형성된 버스바(18)를 통해 수행된다. 접촉 요소들은 전기 전도 방식으로 전자발광 인버터(21)에 연결된다. 각각의 접촉 요소들은, 자동차 식별 표시(1)의 후면 상에 제공된 압축 슬리브(22)에 의해 제자리에 고정된다. 도 5는 후속되는 도면들에 보다 상세하게 기술된 두 구획 A 및 B를 보여준다. 도 5에서 커버 전극(17) 및 후면 전극(19)은 도시되어 있지 않지만, 이것들은 도시된 EL 요소(6)의 성분이다.
도 5에 도시된 구획 A가 도 6에 기술되어 있다. 구획 A는 커버 전극(17)의 접촉을 보여준다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 구조는, 제 1 TPU 접착제 층(5)이 도포된 알루미늄 기재(4)로 이루어진, 이전의 도면에서 이미 도시된 것과 동일하다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체(6)는 TPU 접착제 층(5)에 도포되는데, 여기서 배열체(6)는 후면 전극(19), 유전층(23), 전자발광층(24) 및 커버 전극(17)으로 이루어진다. 폴리카르보네이트 필름으로 이루어진 커버 전극(7)은 커버 전극(17)에 도포된다. TPU를 기재로 하는 추가의 접착제 층(9) 및 필름 형태의 반사층(15)은 커버 기재(7)에 도포된다. 커버 전극의 접촉은 도면 부호 25에 의해 나타내어진 접촉 표면을 통해 수행된다. 접촉 요소(16a)는 도 6에 도시되어 있지 않지만, 함몰부(26) 내로 포지티브 로킹 방식으로 삽입되고 커버 전극(17)의 접촉 표면(25)과 전기 전도 방식으로 접촉하도록 하는 형상을 갖는다. 함몰부(26)는 구멍(2 또는 3)과 동일할 수 있다.
도 5에 도시된 구획 B가 도 7에 도시되어 있다. 구획 B는 후면 전극(19)의 접촉을 보여준다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 구조는 이전의 도면에서 이미 도시된 것과 동일하고, 제 1 TPU 접착제 층(5)이 도포된 알루미늄 기재(4)로 이루어진다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체(6)는 제 1 TPU 접착제 층(5)에 도포되는데, 여기서 배열체(6)는 후면 전극(19), 유전층(23), 전자발광층(24) 및 커버 전극(17)으로 이루어진다. 또한 폴리카르보네이트 필름으로 이루어진 커버 기재(7)는 커버 전극(17)에 도포된다. TPU를 기재로 하는 추가의 접착제 층(9) 및 필름(15) 형태의 반사층은 커버 기재(7)에 도포된다. 접촉은 도면 부호 27에 의해 나타내어진 접촉 표면을 통해 수행된다. 접촉 요소(16b)는 도 6에 도시되어 있지 않지만, 함몰부(28) 내로 포지티브 로킹 방식으로 삽입되고 후면 전극(19)의 접촉 표면(27)과 전기 전도 방식으로 접촉하도록 하는 형상을 갖는다. 전극의 접촉은 버스바에 의해 수행될 수 있다.
도 5에 도시된 구획 B가 또다른 구조로서 도 8에 기술되어 있다. 도 8에 도시된 구조에서, 후면 전극의 전기적 접촉은 이와 동시에 기계적 고정의 역할도 한다. 구획 B는 후면 전극(19)의 접촉을 보여준다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체의 구조는, 제 1 TPU 접착제 층(5)이 도포된 알루미늄 기재(4)를 포함하는, 이전의 도면에서 이미 도시된 것과 동일하다. 본 발명에 따르는 전자발광 배열체(6)는 TPU를 기재로 하는 접착제 층(5)에 도포되는데, 여기서 상기 배열체(6)는 후면 전극(19), 유전층(23), 전자발광층(24) 및 커버 전극(17)으로 이루어진다. 또한 폴리카르보네이트 필름으로 이루어진 커버 전극(7)은 커버 전극(17)에 도포된다. TPU를 기재로 하는 추가의 접착제 층(9) 및 필름 형태의 반사층(15)은 커버 기재(7)에 도포된다. 자동차 식별 표시(1)는 틀(14) 내에 배열된다. 자동차 식별 표시(1)는 접촉 요소(16b) 밑에 배열된 밀봉 O-링(29) 또는 평탄 밀봉 링의 도움을 받아 전면에 조여진다. 보안 엠보싱(30)이 접촉 요소(16b) 상에 제공되며, 이것에 의해 코드가 검증되고 이렇게 해서 예를 들면 자동차 식별 표시의 유효성 및 면허증 및 유사한 보안-관련 물품의 유효성이 점검될 수 있다. 본 발명에 따르는 자동차 식별 표시(1)는 톱니 캐치, 리벳 또는 트레드의 형태의 조임 장치(31)에 의해 접촉 요소(16b)를 통해 후면에 기계적으로 고정된다. 추가의 고무 밀봉물(32 및 33)이 접촉 요소(16b) 상에 제공된다. 접촉 표면(34 및 35)가 접촉 요소(16b) 상에 제공되며, 이것은 후면 전극(19)의 버스바(20)와 포지티브 로킹 방식으로 접촉한다. 전자발광 배열체를 작동시키는데 요구되는 전류가, 절연체(37)에 의해 절연된 전도 와이어(36)를 통해, 전자발광 인버터(21)(도시되지 않음)로부터 공급된다.
도 9에는 알파벳으로 "BMS-123"이라고 표시된, 자기-발광 자동차 식별 표시(1)가 평면도로서 예시적으로 도시되어 있다. 이러한 실시양태에서 두 개의 천공부들(구멍)(2 및 3)은 전기적 접촉 및 기계적 조임을 위해 제공된다. 두 개의 천공부들(2 및 3)은 원칙적으로는 실질적으로 임의의 위치에 배열될 수 있고, 바람직하게는 왼쪽 및 오른쪽 가장자리 상에 제공되는데, 왜냐하면 이러한 경우에는 최적의 기계적 조임도 가능하고 두 전기 전도 평탄 전극(17 및 19)(도시되지 않음)이 매우 편리하게 배열될 수 있기 때문이다. 이러한 실행에서, 커버 전극(17)의 접촉은 왼쪽 구멍 영역에서 일어나고, 후면 전극(19)의 접촉은 오른쪽 구멍 영역에서 일어난다. 비록 통상적으로는 작은 가장자리 영역은 어두운 채로 있고 두 개의 구멍 주위의 영역은 마찬가지로 EL 발광장 없이 실행되지만, 사선이 그어진 EL 장은 전체 영역에 걸쳐 연장된다.
도 10에는 자기-발광 식별 표시(1)가 평면도로서 대략적으로 도시되어 있는데, 여기에는 단순히 버스바(18)를 갖는 커버 전극(17)이 도시되어 있다. 커버 전극(17)은 바람직하게는 스크린-인쇄 기술에 의해 제조되고, 이로써 높은 정밀도를 가지고 배열될 수 있다. 커버 전극(17)은, 통상적으로 얇은 백색 반투명 인쇄물을 포함하는 그래픽 인쇄물에 바로 인접하게, 커버 기재(7)(도시되지 않음)로서의 투명 필름 상에 배열되며, 바람직하게는 약 0.5 내지 3.0 ㎜의 작은 가장자리 영역이 여분으로 남는다. 마찬가지로, 오른쪽 구멍을 둘러싸는 영역은 후면 전극 접촉의 실행을 위해 여분으로 남는다. 커버 전극(17)은 가능한 한 투명하고 고도로 전기 전도성이어야 하며, 바람직하게는 임의의 균열 형성 없이 식별 표시의 엠보싱을 위해 고도의 냉-가공에 의해 실행될 수 있도록 디자인된다. 버스바(18)가 도 10에 도시되어 있는데, 이것은 수 밀리미터 너비의 가장자리 영역을 갖는 버스바의 통상적인 구조로 배열되고, 또한 왼쪽 구멍 영역에서는 커버 전극(17)을 위한 접촉 영역을 덮는다.
도 11에는 자기-발광 식별 표시(1)가 평면도로 대략적으로 도시되어 있는데, 이와 관련하여 단순히 그리드-유사 버스바를 갖는 후면 전극(19)이 도시되어 있다. 비용 및 기능성을 이유로, 전형적으로 5 내지 100 Ω/square의 시트 저항을 갖는 탄소 패이스트가 후면 전극(19)으로서 바람직하게 사용된다. 탄소 패이스트의 시트 전도도는, 전형적으로 100 mΩ/square 미만 내지 20 mΩ/square 미만의 시트 저항을 갖는, 그리드의 방식으로 배열된 은 패이스트(은 플리스)에 의해 제공되고, 은 패이스트는 오른쪽 구멍 영역에 배열되고, 이것 역시 후면 전극(19)의 접촉을 개선하려는 것이다. 원칙적으로는 은 패이스트는 버스바의 통상적인 배열의 방식으로 가장자리를 따라 배열될 수도 있다. 이 경우에 후면 전극(19)은 투명하게 만들어질 필요가 없기 때문에, 그리드-유사 배열이 선택될 수 있으며, 이것은 식별 표시의 엠보싱 공정에서 추가의 보안성을 제공하는데, 왜냐하면 통상적인 은 패이스트는 비교적 잘 냉-가공될 수 있고 탄소 패이스트의 잠재적으로 높은 비저항이 방지되기 때문이다. 균열 형성이 없어서 비 시트 저항의 임의의 증가가 없는 탄소 패이스트의 냉-가공성도, 수 0.1 ％ 내지 수 ％의 MWCNT(다중 벽 탄소 나노튜브)의 혼합에 의해, 추가로 개선될 수 있다. 통상적인 MWCNT는 이미 수 ㎛의 길이를 갖고 이렇게 해서 통상적인 흑연 입자와 조합으로 삼투(percolation)를 개선한다. 은 패이스트 내의 MWCNT의 혼합물도 마찬가지로 편리하고, 이와 관련하여 높은 비저항을 유도하는 균열 형성의 위험 없이, 가공성을 개선한다. EL 커패시터의 다양한 층들의 적합한 배열에서, 그리드-유사 후면 전극 강화를 위한 은 패이스트 가압부는 이와 동시에 커버 전극(17)(도시되지 않음)을 위한 버스바로서 작용할 수 있고, 이러한 하나의 은 패이스트 가압부만이 두 개의 접촉 구멍(2 및 3)의 영역 내의 전기 전도성을 강화시킨다는 점을 아는 것이 중요하다. 이와 관련하여 그리드-유사 은 패이스트 가압부는 실질적으로 임의의 그래픽 형상을 가질 수 있고, 특히 식별 표시를 위한 엠보싱 영역에서 보다 미세한 그리드 패턴을 갖고서 실행될 수 있고, 특히 균일한 그리드로서 형성될 필요는 없지만 점진적인 횡단면을 갖도록 디자인될 수 있다. 커버 전극(17)(도시되지 않음) 및 후면 전극(19)의 전기적 접촉은 동일한 접촉 요소에 의해 수행될 수 있다. EL 요소는 교대 전압에 의해 작동될 수 있기 때문에, 극성도는 고려될 필요가 없다. 두 접촉에 있어서, 비교적 강한 표면 압력이 은 패이스트 상에 가해질 수 있는데, 왜냐하면 투명한 전기 전도성 층은 전면 전극의 경우에는 은 패이스트 밑에 배열되고 탄소 패이스트 층은 후면 전극의 경우 그 밑에 배열되기 때문이다. 따라서 마이크로-피어싱 또는 나노-피어싱 뿐만 아니라 크림핑에 의해 미세하고 예리한 가장자리를 갖는 전기 전도성 요소를 사용하여 전기적 접촉이 수행될 수 있다.
Claims (29)
- (a) 성분 BE로서의 후면 전극(19);
(b) 성분 BD로서의 유전층(23);
(c) 성분 BC로서의 전자발광층(24); 및
(d) 성분 BA로서의 커버 전극(17)
의 기능성 층 구조를 포함함을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6). - 제1항에 있어서, 후면 전극(19)을 통해 후면 기재(4)에 적용됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제2항에 있어서, 후면 전극(19)과 후면 기재(4) 사이에 제공된 접착제 층(5)을 통해 후면 기재(4)에 연결됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 추가의 커버 기재(7)가 커버 전극(17) 상에 제공됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제4항에 있어서, 커버 전극(17)과 커버 기재(7) 사이에 제공된 접착제 층(9)을 통해 커버 기재(7)에 연결됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제3항 또는 제5항에 있어서, 접착제 시스템이 열가소성 우레탄 탄성중합체 또는 실리콘, 에틸렌 비닐 아세테이트, PVC를 포함하는 시스템을 기재로 함을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제6항에 있어서, 접착제 시스템이 필름으로서 형성됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 백색 래커의 층이 커버 기재(7)에 도포됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 반사층(15)이 백색 래커의 층 상에 제공됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제9항에 있어서, 반사층(15) 및/또는 커버 기재(7)가 중공 유리구(11)를 포함함을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제10항에 있어서, 중공 유리구(11)가 10 내지 200 ㎛의 평균 직경을 가짐을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 커버 전극(17)의 조성물 및/또는 후면 전극(19)의 조성물이 다중벽 및/또는 단일벽 탄소 나노튜브를 포함함을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 후면 전극(19) 및/또는 커버 전극(17)이 버스바(busbar)(18, 20)에 의해 접촉됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제13항에 있어서, 후면 전극(19)이 버스바(20)를 통해 접촉되고, 여기서 버스바(20)는 후면 전극(19)과 보호성 래커 및/또는 후면 기재(4) 사이에 제공됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제13항에 있어서, 커버 전극(17)이 버스바(18)를 통해 접촉되고, 여기서 버스바(18)는 커버 전극(17)과 커버 기재(7) 사이에 제공됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 둘 이상의 전극의 전기적 연결이 후면 기재(19) 상의 후면에 제공됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제16항에 있어서, 둘 이상의 전극의 전기적 연결이 전자발광 배열체(6)의 가장자리 영역에서 실행됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제16항 또는 제17항에 있어서, 전자발광 배열체(6)의 둘 이상의 전기적 접촉이, 함몰부(2, 3), 및 상응하는 전극(17, 19)과의 전기적 접촉을 수행하도록 스크류 연결, 리벳 연결 또는 톱니 모양의 연결로서 형성되고 포지티브 로킹 방식으로 함몰부(2, 3) 내에 삽입된 접촉 요소(16a, 16b)에 의해 수행됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 후면 전극(19) 또는 커버 전극(17) 중 하나 이상이 금속 그리드 또는 격자를 포함함을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제19항에 있어서, 금속 그리드가 실질적으로, 은, 구리, 금, 백금, 황동, 철 및 니켈로 이루어진 군에서 선택된 금속으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제20항에 있어서, 금속 그리드가 실질적으로 은으로 이루어진 것임을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 자동차 식별 표시(1)의 틀 내에서 사용됨을 특징으로 하는 전자발광 배열체(6).
- 자동차용 식별 표시에 있어서의 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 전자발광 배열체(6)의 용도.
- 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 전자발광 배열체를 포함하는 전면 다이어프램 블랭크.
- 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 전자발광 배열체로부터 아치형의 구조물을 제조하고, 이러한 아치형 구조물로부터 예정된 크기로, 특히 레이저 처리를 통해, 블랭크를 절단하거나, 스탬핑하거나 달리 형상화함을 특징으로 하는, 전면 다이어프램 블랭크의 제조 방법.
- 제25항에 있어서, 다중 가압 아치형 구조물을 사용함을 특징으로 하는 방법.
- 제25항 또는 제26항에 있어서, 인쇄 기술을 사용하여 블랭크에 추가의 보안 요소를 제공함을 특징으로 하는 방법.
- 식별 표시가 틀(14) 내에 고정되고, 둘 이상의 전기적 연결부들이 EL 인버터(21)에 연결되고, 이것이 임의로는 다시 차량의 전기 회로에 연결되어 임의로는 차량의 출발시 전류가 자동적으로 공급되고, 이러한 방식으로 EL 필름이 발광함을 특징으로 하는, 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 전자발광 배열체(6)를 포함하는, 특히 차량용의, 식별 표시(1).
- 특히 전자발광 배열체(6)의 가공시, 전자발광 배열체(6)의 전극(17, 19)의 전기 전도성의 파괴를 방지하기 위한, 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 따른 금속 그리드의 용도.
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