DE102006057653A1

DE102006057653A1 - EL-Element enthaltend eine semitransparente Metallfolie und Herstellungsverfahren und Anwendung

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Publication number: DE102006057653A1
Application number: DE102006057653A
Authority: DE
Inventors: Thilo-J. Werners; Michael Dr. Heite; Thomas-Hermann Kessler; Klaus Dr. Reinartz
Original assignee: Lyttron Technology GmbH
Current assignee: Covestro Deutschland AG
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-06-26
Also published as: CL2007003532A1; CN101632326B; JP2010511982A; JP5640182B2; HK1138465A1; AR064178A1; US20100141134A1; EP2103186A1; TWI473050B; RU2009125632A; US20120306361A1; MX2009005873A; WO2008068016A1; TW200832301A; CN101632326A; KR20090096507A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Folienelement, aufgebaut aus einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie, einer semitransparenten Spiegelschicht, einer weiteren zumindest teilweise transparenten Folie, einem Elektrolumineszenz-Element und einer Schutzschicht oder weiteren Folie, ein Verfahren zur Herstellung des Folienelements, ein dreidimensional verformtes Folienelement, herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung des erfindungsgemäßen Folienelements, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements und die Verwendung des erfindungsgemäßen Folienelements und des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements zur Ausbildung von dekorativen Blenden oder Abdeckungen oder Anzeigenelementen für Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge, zur Ausbildung von Sicherheitsgurtblenden oder Warnhinweisblenden in Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen und Warnhinweisblenden in Gebäuden und zur Ausbildung von Gehäuseelementen für mobile und stationäre Elektronikgeräte und zur Ausbildung einer Tastatur.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Folienelement aufgebaut aus einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie, einer semitransparenten Spiegelschicht, einer weiteren zumindest teilweise transparenten Folie, einem Elektrolumineszenz-Element und einer Schutzschicht oder weiteren Folie, ein Verfahren zur Herstellung des Folienelements, ein dreidimensional verformtes Folienelement herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung des erfindungsgemäßen Folienelements, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements und die Verwendung des erfindungsgemäßen Folienelements und des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements zur Ausbildung von dekorativen Blenden oder Abdeckungen oder Anzeigenelementen für Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge, zur Ausbildung von Sicherheitsgurtblenden oder Warnhinweisblenden in Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen und Warnhinweisblenden in Gebäuden und zur Ausbildung von Gehäuseelementen für mobile und stationäre Elektronikgeräte und zur Ausbildung einer Tastatur.
Im Stand der Technik sind Elektrolumineszenz-Leuchtflächen für mobile oder stationäre elektronische Geräte bekannt. Solche Elektrolumineszenz-Leuchtflächen werden üblicherweise als Einbauteile zur Hinterleuchtung von Anzeigevorrichtungen und Bedienelementen eingesetzt. Übliche Elektrolumineszenz-Leuchtflächen weisen eine Polyesterfolie als Trägermaterial auf mit einer im Sputterverfahren aufgedampften elektrisch leitenden weitgehend transparenten Schicht. Daneben enthalten solche Elektrolumineszenz-Leuchtflächen im Allgemeinen weitere Schichten, z. B. Schichten, die Elektrolumineszenzkristalle enthalten, eine Gegenelektrode und Schutzschichten. Da diese im Stand der Technik zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Leuchtflächen eingesetzten Schichten häufig einen spröden Charakter haben, bzw. einem Verformprozess mit hohen Temperaturen nicht standhalten, sind die herkömmlichen Anzeigevorrichtungen im Allgemeinen eben ausgebildet, was z. B. bei Gegenständen, die dreidimensionale Geometrien aufweisen, zu einer Beeinträchtigung der Wahrnehmbarkeit von Informationsangaben und der Bedienbarkeit führen kann.
Im Stand der Technik wurden daher bereits dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeigen vorgeschlagen.
DE-A 44 30 907 betrifft eine dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige mit einer durchsichtigen Scheibe, einer auf mindestens einer Seite der Scheibe aufgebrachten lichtdurchlässigen Schicht, mindestens einer neben der lichtdurchlässigen Schicht aufgebrachten Elektrolumineszenz-Lampe und einem an die Elektrolumineszenz-Lampe und die Scheibe angeformten Substrat zur Bildung einer ganzstückigen dreidimensionalen Elektrolumineszenz-Anzeige. Die Herstellung der dreidimensionalen Elektrolumineszenz-Anzeige erfolgt ausgehend von einer vorgeformten Scheibe. Es ist jedoch weiterhin erwähnt, dass die Scheibe auch nachgeformt sein kann, d. h., dass die dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige vor der Anformung des Substrats durch gebräuchliche Verfahren geformt wird. DE-A 44 30 907 enthält jedoch keine weiteren Informationen bezüglich geeigneter gebräuchlicher Verfahren.
DE-A 102 34 031 betrifft eine Elektrolumineszenz-Leuchtfläche, die den Aufbau eines Kondensators mit zwei parallel liegenden Elektroden aufweist, von denen zumindest eine transparent ausgebildet ist, mit einer durch ein elektrisches Feld erregbaren Leuchtsubstanz, die zwischen den Elektroden angeordnet ist. Die Elektrolumineszenz-Leuchtfläche enthält des Weiteren eine mit Informationsangaben versehene Trägerschicht, die aus einem frei verformbaren Folienmaterial oder aus einem Hartmaterial, das eine dreidimensional verformte Oberfläche aufweist, gefertigt ist, wobei die Trägerschicht kongruent entsprechend ihrer Verformung zumindest im Bereich ihrer Informationsangaben eine Beschichtung mit einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht, einer Pigmentschicht, einer Isolations- und Reflexionsschicht, einer Deckelektrode sowie einer optionalen Schutzschicht aufweist. Die Herstellung der Elektrolumineszenz-Leuchtfläche erfolgt dadurch, dass zunächst die Trägerschicht aus dem frei verformbaren Folienmaterial oder aus einem Hartmaterial, das vorher in eine dreidimensional verformte Oberflächenform gebracht wurde, mit Informationsangaben bedruckt wird und anschließend mit einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht, einer Pigmentschicht, einer Isolations- und Reflexionsschicht, einer Rückelektrode sowie einer optionalen Schutzschicht versehen wird. Danach kann der dreidimensional verformte Folienkörper mit einem Kunststoffmaterial hinterspritzt werden, um einen Tragkörper herzustellen. Bei Einsatz einer Trägerschicht aus einem frei verformbaren Folienmaterial kann eine Verformung des bedruckten und mit den weiteren vorstehend genannten Schichten versehenen Folienkörpers erfolgen, wobei als einziger Verformungsvorgang in DE-A 102 34 031 das Tiefziehen erwähnt ist.
WO 03/037039 betrifft eine dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige, die einen Hauptkörper und eine Elektrolumineszenzeinrichtung umfasst. Die Elektrolumineszenz-einrichtung besteht aus einer Folie und einer Elektrolumineszenzvorrichtung, wobei die der Elektrolumineszenzvorrichtung zugewandte Fläche der Folie mit anzuzeigenden Motiven versehen ist. Die Elektrolumineszenzvorrichtung umfasst eine Frontelektrode und eine Rückelektrode, zwischen welchen sich ein Dielektrikum befindet. Die Frontelektrode ist der das Motiv wiedergebenden Schicht zugeordnet und mit dieser einstückig. Innerhalb der Fläche der Elektrolumineszenzeinrichtung ist eine Speisequelle angeordnet, welche die Elektroden der Elektrolumineszenzeinrichtung kontaktiert. Der Hauptkörper ist aus einem geeigneten Kunststoff, der sich vorteilhafterweise in einem Spritzgießprozess verarbeiten lässt. Zur Herstellung der dreidimensionalen Elektrolumineszenzanzeige wird zunächst die Elektrolumineszenzeinrichtung hergestellt. Dabei wird zunächst die Folie bereitgestellt, die als Träger für die Elektrolumineszenzvorrichtung dient. Anschließend wird die Elektrolumineszenzeinrichtung umgeformt, indem sie tiefgezogen, geprägt, hohlgeprägt oder massiv geprägt wird, wobei die Umformung bevorzugt durch Tiefziehen erfolgt. Nach der Verformung wird der Hauptkörper der Rückseite der Elektrolumineszenzeinrichtung zugeordnet, z. B. durch Hinterspritzen der Elektrolumineszenzeinrichtung mit einem dazu geeigneten Material.
Die prioritätsältere nicht vorveröffentlichte deutsche Anmeldung DE 10 2006 031 315 mit dem Titel „3D-EL HDFV-Element und Herstellungsverfahren und Anwendung" betrifft ein dreidimensional verformtes Folienelement aufgebaut aus einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie A aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, mindestens einem auf die Trägerfolie aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element B und einer Schutzschicht CA oder Folie CB, das durch isostatische Hochdruckverformung eines ebenen Folienelements aufgebaut aus den Komponenten A, B und C bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelements herstellbar ist. Eine Besonderheit des dreidimensional verformten Folienelements ist, dass die dreidimensionale Verformung des alle gewünschten Komponenten enthaltenden Folienelements erfolgt, d. h., dass z. B. das Elektrolumineszenz-Element vor einer dreidimensionalen Verformung aufgebracht wird. Das dreidimensional verformte Folienelement zeichnet sich insbesondere durch eine positionsgenaue Aufbringung des Elektrolumineszenz-Elements und gegebenenfalls vorhandener graphischer Darstellungen aus.
Aus dekorativen Gründen ist die Bereitstellung von Elektrolumineszenz-Folienelementen wünschenswert, die in dem Fall, dass kein Strom fließt, eine metallisch aussehende, d. h. Licht reflektierende, Oberfläche aufweisen (Metalloptik). Auf diese Weise sind die weiteren Schichten des Folienelements bei abgeschaltetem Strom nicht sichtbar. Sobald der Strom eingeschaltet wird, soll das Folienelement, bevorzugt farbig, leuchten. Die Bereitstellung derartiger Folienelemente mit metallisch aussehender Oberfläche kann dadurch erzielt werden, dass die Folienelemente eine semitransparente Spiegelschicht aufweisen. Derartige Folienelemente sind im Stand der Technik bekannt.
DE-A 42 08 044 betrifft einen elektrolumineszierenden Leuchtstreifen, der ein Elektrolumineszenz-Leuchtelement enthält, das eine Schicht aus einem halbtransparenten Film aufweist und in einem feuchtigkeitsundurchlässigen Material verkapselt ist. Der Leuchtstreifen umfasst eine halbtransparente metallische Filmschicht die direkt an die Elektrolumineszenz-Leuchtenschicht stößt. Die Herstellung des elektrolumineszierenden Leuchtstreifens erfolgt durch sogenanntes Strangpressen. Eine dreidimensionale Verformung des in DE-A 42 08 044 offenbarten Leuchtstreifens erfolgt nicht.
DE-A 41 26 051 betrifft ein Sicherheitselement, das zwei elektrisch leitfähige Schichten und eine zwischen den elektrisch leitfähigen Schichten angeordnete Schicht mit elektrolumineszierenden Eigenschaften aufweist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei Kunststofffolien jeweils einseitig mit einer dünnen Aluminiumschicht versehen, und auf eine der Metallschichten wird in Streifenform ein elketrolumineszierendes Material auf Zinksulfid-Basis gedruckt. Im Anschluss daran werden die Kunststofffolien so laminiert, dass das elektrolumineszierende Material zwischen den metallischen Schichten zu liegen kommt. Schließlich wird der erhaltene laminierte Bogen entsprechend den elektrolumineszierenden Streifen in Fäden geschnitten. Eine dreidimensionale Verformung der Sicherheitselemente erfolgt gemäß DE-A 41 26 051 nicht.
US 3,497,750 betrifft eine flexible Elektrolumineszenz-Lampe, die eine dielektrische Schicht aus Kunststoff enthält, in die elektrolumineszente Phosphorpartikel in fein verteilter Form eingebettet sind, sowie eine Licht-durchlässige Elektrode, an deren eine Oberfläche ein Film eines elektrisch leitfähigen Materials gebunden ist. Die Licht-durchlässige Elektrode ist mit einem Lichtdurchlässigen Kunststofffilm beschichtet, der über die Seiten der Phosphor-Kunststoff-Schicht hinausgeht. Des Weiteren ist auf der anderen Seite der Phosphor-Kunststoff-Schicht ein metallisierter Kunststofffilm aufgebracht, der ebenfalls über die Seiten der Phosphor-Kunststoff-Schicht hinausgeht. Die überstehenden Anteile der Kunststoff-Schichten werden verschmolzen, so dass der metallisierte Kunststofffilm sowohl als Elektrode als auch als Schutzumschlag für die Elektrolumineszenz-Lampe dient. Eine dreidimensionale Verformung der Elektrolumineszenz-Lampe ist in US 3,497,750 nicht erwähnt.
JP-A 2000-348870 betrifft ein schichtförmiges Elektrolumineszenz (EL)-Display, umfassend ein EL-Element, mindestens aufgebaut aus einer Oberflächenelektrodenschicht, einer lumineszierenden Schicht, einer isolierenden Schicht und einer Rückelektrodenschicht, wobei die Oberflächenelektrodenschicht aus einem dünnen Metallfilm mit einer Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 5% bis 60% gebildet wird. Eine dreidimensionale Verformung des in JP-A 2000-348870 offenbarten EL-Elements ist nicht erwähnt.
Bei den im Stand der Technik bekannten elektrolumineszierenden Schichtaufbauten, die eine semitransparente Spiegelschicht aufweisen, stößt die semitransparente Spiegelschicht direkt an die elektrolumineszierende Leuchtschicht und bildet – im Allgemeinen gemeinsam mit einer zumindest teilweise transparenten Kunststoffschicht – die (zumindest teilweise) transparente Elektrode.
Nachteilig an diesem Schichtaufbau ist, dass eine zerstörungsfreie dreidimensionale Verformung eines solchen Schichtaufbaus nicht möglich ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines zur Elektrolumineszenz geeigneten Schichtaufbaus, der zerstörungsfrei dreidimensional verformbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung eines Folienelements aufgebaut aus

a) einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie, Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist,
b) einer semitransparenten Spiegelschicht, Komponente B,
c) einer zumindest teilweise transparenten Folie, Komponente C, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial,
d) mindestens einem auf die zumindest teilweise transparente Folie C aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element, Komponente D, enthaltend die folgenden Komponenten
da) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente DA,
db) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente DB,
dc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente DC,
dd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente DD,
de) eine Rückelektrode, Komponente DE,
e) einer Schutzschicht, Komponente EA und/oder einer Folie, Komponente EB.

Neben den genannten Schichten (Komponenten A, B, C, D und E) kann das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement weitere Schichten aufweisen. Wesentlich ist, dass sich auf beiden Seiten der semitransparenten Spiegelschicht B jeweils eine zumindest teilweise transparente Folie (A und C) befindet, wobei die Folien A und C direkt an die semitransparente Spiegelschicht B stoßen. Es wurde gefunden, dass Folienelemente, die den erfindungsgemäßen Aufbau aufweisen, d. h. insbesondere jeweils eine zumindest teilweise transparente Folie A und C auf beiden Seiten der semitransparenten Spiegelschicht B aufweisen, zerstörungsfrei dreidimensional verformbar sind, insbesondere durch isostatische Hochdruckverformung des erfindungsgemäßen Folienelements, das üblicherweise eben ausgebildet ist, im Allgemeinen bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponenten A und C des Folienelements.
Komponente A
Das erfindungsgemäße Folienelement enthält eine zumindest teilweise transparente Trägerfolie, Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls mit grafischen Darstellungen versehen ist.
Unter einer „zumindest teilweise transparenten Trägerfolie" sind sowohl transparente Trägerfolien zu verstehen als auch solche, die durchscheinend, jedoch nicht vollständig transparent sind. Dabei weist eine transparente Folie eine Durchlässigkeit von sichtbarem Licht von 100% auf, während eine teilweise transparente Folie eine Durchlässigkeit von sichtbarem Licht von < 100%, im Allgemeinen 5 bis < 100%, bevorzugt 10 bis 99%, besonders bevorzugt 50 bis 99% aufweist. Die Trägerfolie ist erfindungsgemäß aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial aufgebaut. Dies ist erforderlich, damit eine Herstellung des dreidimensional verformten Folienelements durch isostatische Hochdruckverformung bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A durchgeführt werden kann. Geeignete kalt-reckbare Folienmaterialien sind zum Beispiel in EP-A 0 371 425 genannt. Es können sowohl thermoplastische als auch duroplastische zumindest teilweise transparente kalt-reckbare Folienmaterialen eingesetzt werden. Bevorzugt werden kalt-reckbare Folienmaterialen eingesetzt, die bei Raum- und Gebrauchstemperatur ein geringes oder kein Rückstellvermögen aufweisen. Besonders bevorzugte Folienmaterialien sind ausgewählt aus mindestens einem Material aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonaten, bevorzugt Polycarbonaten auf Basis von Bisphenol A, beispielsweise die von Bayer MaterialScience AG vertriebenen Makrofol^®-Sorten, Polyester, insbesondere aromatischen Polyester, beispielsweise Polyalkylenterephthalaten, Polyamiden, beispielsweise PA 6- oder PA 6,6-Sorten, hochfesten „Aramide-Folien", Polyimiden, beispielsweise die unter der Handelsbezeichnung Kapton^® vertriebenen Folien auf der Basis von Poly-(diphenyloxid-pyromellith-imid), Polyarylaten, organischen thermoplastischen Celluloseestern, insbesondere deren Acetaten, Propionaten und Acetobutyraten, beispielsweise Folienmaterialen, die unter der Handelsbezeichnung Cellidor^® vertrieben werden, und Polyfluorkohlenwasserstoffen, insbesondere die unter der Bezeichnung FEB bekannten Copolymerisate aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen, die in transparenter Ausführungsform verfügbar sind. Bevorzugte Folienmaterialien der Trägerfolie sind ausgewählt aus Polycarbonaten, beispielsweise die von Bayer MaterialScience AG vertriebenen Makrofol^®-Sorten, Polyester, insbesondere aromatischen Polyester, beispielsweise Polyalkylenterephthalaten, und Polyimiden, beispielsweise die unter der Handelsbezeichnung Kapton^® vertriebenen Folien auf der Basis von Poly-(diphenyloxid-pyromellith-imid). Ganz besonders bevorzugt werden als Folienmaterialien Polycarbonate auf der Basis von Bisphenol A eingesetzt, insbesondere Folien mit der Bezeichnung Bayfol^® CR (Polycarbonat/Polybutylenterephthalat-Folie), Makrofol^® TP oder Makrofol^® DE der Bayer MaterialScience AG.
Die erfindungsgemäß eingesetzte zumindest teilweise transparente Trägerfolie kann einseitig satinierte, bzw. raue Oberflächen oder beidseitig hochglänzende Oberflächen aufweisen. Die Schichtdicke der erfindungsgemäß eingesetzten zumindest teilweise transparenten Trägerfolie beträgt im Allgemeinen 40 bis 2000 μm. Bei höheren Schichtdicken bewirkt die schlagartige Umformung, die bei der isostatischen Hochdruckverformung durchgeführt wird, häufig eine Versprödung des Materials. Bevorzugt wird eine Trägerfolie mit einer Schichtdicke von 50 bis 500 μm eingesetzt, besonders bevorzugt 100 bis 400 μm, ganz besonders bevorzugt 150 bis 375 μm.
In einer bevorzugten Ausführungsform – in Abhängigkeit von der Anwendung des erfindungsgemäßen Folienelements – ist die zumindest teilweise transparente Trägerfolie mit graphischen Darstellungen versehen. Dabei kann es sich um Informationssymbole handeln, so dass auf der Oberfläche des dreidimensional verformten Folienelements beispielsweise Buchstaben, Zahlen, Symbole oder Piktogramme sichtbar sind. Bei der graphischen Gestaltung handelt es sich bevorzugt um eine drucktechnische graphische Gestaltung, insbesondere um einen Farbaufdruck. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäß eingesetzte Trägerfolie mit graphischen Darstellungen in Form von deckenden oder transluzenten Farbaufdrucken versehen. Diese Farbaufdrucke können nach beliebigen, dem Fachmann bekannten, Verfahren erfolgen, zum Beispiel durch Siebdruck, Offset-Lithographie, Serigraphie, Rotationsdruck, Tiefdruck oder Flexodruck, die alle gebräuchlich und im Stand der Technik bekannt sind. Bevorzugt erfolgt die graphische Gestaltung durch Farbauftrag mittels Siebdruck, da mittels Siebdruck pigmentierte Farben mit hoher Schichtstärke und guter Verformbarkeit aufgetragen werden können.
Die zur graphischen Gestaltung eingesetzten Druckfarben müssen unter den Bedingungen der isostatischen Hochdruckverformung ausreichend verformbar sein. Geeignete Farben, insbesondere Siebdruckfarben, sind dem Fachmann bekannt. Es können zum Beispiel Farben mit einem plastischen Farbträger, beispielsweise auf Polyurethanbasis, eingesetzt werden. Diese Siebdruckfarben weisen eine hervorragende Haftung zu dem Folienmaterial der erfindungsgemäß eingesetzten Trägerfolie auf. Besonders bevorzugt werden Siebdruckfarben basierend auf wässrigen Dispersionen von aliphatischen Polyurethanen eingesetzt. Geeignete Farben sind zum Beispiel unter dem Handelsnamen AquaPress PR^® von Pröll, Weissenburg erhältlich. Weitere geeignete Siebdruckfarben sind solche auf Basis von Hochtemperatur beständigen Thermoplasten, insbesondere Siebdruckfarben mit dem Handelsnamen Noriphan^® von Pröll, Weissenburg.
Sind die grafischen Symbole auf der Rückseite der Folie C angebracht, so sind diese grafischen Darstellungen aufgrund der semitransparenten Spiegelschicht B in einer bevorzugten Ausführungsform nur bei eingeschaltetem Strom sichtbar. Ist der Strom hingegen ausgeschaltet, ist „nur" eine metallische Oberfläche sichtbar.
Die grafischen Symbole können aber auch auf der Frontseite der Folie A aufgedruckt werden, so dass diese grafischen Darstellungen permanent sichtbar sind. Die Hinterleuchtung der Symbole oder der gesamten Fläche dient dann der besseren Erkennbarkeit bei Dunkelheit.
Komponente B
Bei der Komponente B handelt es sich um eine semitransparente Spiegelschicht. Dabei ist unter einer semitransparenten Spiegelschicht im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Schicht zu verstehen, die sichtbares Licht teilweise reflektiert und teilweise für sichtbares Licht durchlässig ist. Dabei ist unter sichtbarem Licht Licht mit einer minimalen Wellenlänge von ca. 360 nm und mit einer maximalen Wellenlänge von ca. 830 nm zu verstehen, wie dem Fachmann bekannt ist.
Bevorzugt weist die semitransparente Spiegelschicht B eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von im Allgemeinen 5% bis 60%, bevorzugt 10% bis 40% auf.
Die semitransparente Spiegelschicht kann z. B. eine Metallschicht oder eine semitransparenten polymeren druckbaren Spiegelschicht sein.
Die Schichtdicke der semitransparenten Spiegelschicht B beträgt im Allgemeinen 1 nm bis 500 nm, bevorzugt 50 nm bis 200 nm, bei Verwendung einer Metallschicht und 500 nm bis einige 5 bis 10 μm bei Verwendung einer semitransparenten polymeren druckbaren Spiegelschicht.
Geeignete Metalle, die die semitransparente Spiegelschicht bilden können, sind dem Fachmann bekannt. Bevorzugt wird als die semitransparente Spiegelschicht bildendes Metall mindestens ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Magnesium, Zinn, Gold, Silber, Kupfer, Zink, Nickel, Chrom, Kobalt, Mangan, Blei, Titanium, Eisen und Wolfram, eingesetzt. Besonders bevorzugte, die semitransparente Spiegelschicht bildende Metalle sind Aluminium und/oder Chrom. Auch Mischungen mehrerer Metalle oder eine oder mehrere Metallic-Druckfarben können eingesetzt werden.
Üblicherweise wird die semitransparente Spiegelschicht B zunächst auf die zumindest teilweise transparente Trägerfolie A aufgebracht. Es ist jedoch ebenfalls möglich, die semitransparente Spiegelschicht zunächst auf die zumindest teilweise transparente Folie C aufzubringen. Die Aufbringung kann nach den dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen, die geeignet sind, einen bevorzugt gleichmäßigen dünnen Metallfilm ohne Unebenheiten zu erzeugen. Geeignete Verfahren sind z. B. PVD-Verfahren (physikalische Gasphasenabscheidung, Physical Vapor Deposition methods), z. B. Verdampfungsverfahren wie thermisches Verdampfen (Bedampfen), Elektronenstrahlverdampfen, Laserstrahlverdampfen, Lichtbogenverdampfen und Molekularstrahlepitaxie, Sputtern oder Ionenplattieren; CVD-Verfahren (chemische Gasphasenabscheidung, Chemical Vapor Deposition) wie thermische CVD, plasmaunterstützte CVD und metallorganische CVD (MOCVD) oder Kalandern.
Geeignete Verfahrensbedingungen der vorstehend genannten Verfahren sind dem Fachmann bekannt.
Komponente C
Bei der Komponente C handelt es sich um eine zumindest teilweise transparente Folie aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial. Um eine dreidimensionale Verformung des erfindungsgemäßen Folienelements nach dem Verfahren der isostatischen Hochdruckverformung zu ermöglichen, ist die Folie C bevorzugt aus den bezüglich der Komponente A genannten Materialien aufgebaut. Dabei können die Materialien der Komponenten A und C in dem erfindungsgemäßen Folienelement gleich oder verschieden (bevorzugt jeweils ausgewählt aus den bezüglich der Trägerfolie A genannten Materialien) sein. Besonders bevorzugt sind die Folien A und C in einem Folienelement jeweils aus den gleichen Materialien aufgebaut.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind das Folienmaterial der Trägerfolie A und das Folienmaterial der Folie C ausgewählt aus mindestens einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonaten, Polyester, Polyamiden, Polyimiden, Polyarylaten, organischen thermoplastischen Celluloseestern und Polyfluorkohlenwasserstoffen, ganz besonders bevorzugt Polycarbonaten, Polyester und Polyimiden.
Weiter bevorzugte Materialien für die Folie C sind die bezüglich der Trägerfolie A genannten Materialien.
In einer insbesondere ganz besonders bevorzugten Ausführungsform sind das Folienmaterial der Trägerfolie A und das Folienmaterial der Folie C Polycarbonate, insbesondere Polycarbonate auf Basis von Bisphenol A, z. B. Folien mit der Bezeichnung Bayfol^®CR (Polycarbonat/Polybutylenterephthalat-Folie), Makrofol^®TP oder Mackrofol^®DE von Bayer MaterialScience AG.
Die Dicke der Folie C entspricht ebenfalls der bezüglich der Trägerfolie A genannten bevorzugten Dicke.
Die Aufbringung der zweiten Folie (A oder C) auf die zweite Oberfläche der bereits auf die erste Folie (A oder C) aufgebrachten semitransparenten Metallfolie B kann nach dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen, z. B. durch Kleben. Geeignete Verfahren und Klebstoffe sind dem Fachmann bekannt.
Komponente D
Das erfindungsgemäße Folienelement enthält mindestens ein auf die Folie C aufgebrachtes Elektrolumineszenz-Element als Komponente D.
Das Elektrolumineszenz-Element enthält die folgenden Komponenten

da) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente DA,
db) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente DB,
dc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente DC,
dd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente DD,
de) eine Rückelektrode, Komponente DE.

Das Elektrolumineszenz-Element kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten weitere Komponenten aufweisen. Beispielsweise können zwischen der Rückelektrode, Komponente DE, und der gegebenenfalls einen weiteren Isolationsschicht, Komponente DD (bzw., falls die Isolationsschicht nicht vorhanden ist, zwischen der Komponente DE und der Komponente DC), weitere Schichten vorliegen. Dabei kann sich an die Komponente DD (bzw., falls diese nicht vorliegt, an die Komponente DC) ein weiterer Aufbau umfassend eine zumindest teilweise transparente Elektrode, eine weitere Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, und gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht anschließen. Dieser Aufbau kann sich gegebenenfalls noch einmal wiederholen, wobei die letzte Komponente des Aufbaus an die Rückelektrode, Komponente DE, anschließt.
Geeignete Elektrolumineszenz-Elemente sind dem Fachmann bekannt. Es wurde gefunden, dass Folienelemente, die mindestens ein erfindungsgemäß eingesetztes Elektroluminesenz-Element aufweisen, mittels isostatischer Hochdruckverformung zerstörungsfrei verformt werden können, so dass aus den erfindungsgemäßen Folienelementen durch isostatische Hochdruckverformung dreidimensional verformte Folienelemente erhalten werden können.
Dem Fachmann ist bekannt, dass das erfindungsgemäß eingesetzte mindestens eine Elektrolumineszenz-Element mit einer Stromquelle kontaktiert ist. Im Allgemeinen weist das mindestens eine Elektrolumineszenz- Element dazu elektrische Anschlüsse auf, die an einen Seitenrand des erfindungsgemäßen Folienelements geführt werden und dort mittels Kontaktierhilfen mit einer Stromquelle kontaktiert werden. Geeignete Kontaktierhilfen sind zum Beispiel Crimpen, Klemmen, elektrisch leitender Kleber, Schrauben und andere dem Fachmann bekannte Mittel. Die Ansteuerung des Elektrolumineszenz-Elements kann in herkömmlicher dem Fachmann bekannter Weise erfolgen.
Im Allgemeinen wird das Elektrolumineszenz-Element mit Wechselstrom betrieben. Um den Wechselstrom zu erzeugen, werden Elektrolumineszenz-Inverter (EL-Inverter) eingesetzt. Geeignete EL-Inverter sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich.
Bei den in dem erfindungsgemäßen Folienelement als Komponente D eingesetzten Elektrolumineszenz-Elementen handelt es sich im Allgemeinen um Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elemente, die mit Wechselstrom betrieben werden (Dickfilm-AC-EL-Elemente). Ein Vorteil dieser Dickfilm-AC-EL-Elemente ist, dass relativ hohe Spannungen von im Allgemeinen größer 100 Volt-Spitze-Spitze, bevorzugt größer 100 Volt-Spitze-Spitze bis 140 Volt-Spitze-Spitze, bei mehreren 100 Hz bis in den kHz-Bereich (1000 Hz), bevorzugt 250 Hz bis 800 Hz, besonders bevorzugt 250 Hz bis 500 Hz, verwendet werden und bei Ausbildung der Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente DC, (dielektrische Schicht) praktisch keine ohmsche Verlustleistung gegeben ist. Die elektrische Leitfähigkeit der Elektroden (Komponenten DA und DE) sollte daher möglichst gleichmäßig sein, es tritt jedoch keine besondere Strombelastung auf. Bevorzugt werden allerdings gut leitende Bus-bars eingesetzt, um Spannungsabfälle zu reduzieren.
Im Allgemeinen erfolgt der Betrieb der in dem erfindungsgemäßen Folienelement eingesetzten Elektrolumineszenz-Elemente (Komponente B) bei einer Helligkeit von 10 cd/m² bis 500 cd/m², bevorzugt 10 cd/m² bis 100 cd/m². Dabei können bei Verwendung von mikroverkapselten ZnS-Elektroluminophoren in der Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Lebensdauerhalbwertszeiten von im Allgemeinen mindestens 2.000 Stunden erreicht werden. Grundsätzlich ist der Betrieb derartiger Elektrolumineszenz-Elemente mit einer Wechselspannung mit harmonischer Kurvenform zu bevorzugen. Es sollten transiente Spannungsimpulse vermieden werden. Speziell der Ein- und Ausschalt-Vorgang wird bevorzugt derart gestaltet, dass keine überhöhten Spannungsimpulse die Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz (Dielektrikum) schädigen und gegebenenfalls einzelne Leuchtsubstanzen (Elektroluminophore) ebenfalls schädigen. Die Reduktion der Helligkeit mit der Lebensdauer, die so genannte Halbwertszeit, also jene Zeit bis zur Abnahme auf die Hälfte der Initialhelligkeit, kann durch Nachregelung der Spannungsversorgung, beziehungsweise gegebenenfalls durch Nachregelung der Frequenz, ausgeglichen werden. Dabei kann zur Nachregelung der Lichtemission beispielsweise eine externe Photodiode verwendet werden, welche die Elektrolumineszenz-Emission misst. Mit der Veränderung der Frequenz kann auch in gewissen Bereichen die Emissionsfarbe der Elektrolumineszenz-Emission beeinflusst werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das erfindungsgemäße Folienelement zusätzlich zu dem mindestens einen Elektrolumineszenz-Element ein LED Element enthalten. Bevorzugt handelt es sich um ein SMD-LED-Element. Geeignete LED-Elemente sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Folienelement aufgebaut aus den Komponenten A, B, C, D und E und zusätzlich mindestens einem LED-Element, bevorzugt mindestens einem SMD-LED-Element, als Komponente F.
Bevorzugt werden die SMD-LED Bausteine auf der Rückseite der Folienelemente aufgebaut aus den Komponenten A, B, C, D und E angeordnet, z. B. durch Kleben mittels dem Fachmann bekannten Verfahren und dem Fachmann bekannten Klebstoffen.
LED-Elemente weisen üblicherweise eine punktartige Lichtemission von sehr hoher Leuchtdichte auf und können daher z. B. hinter einem transluzent und signalwirksam angeordneten Hinweisfeld höhere Leuchtintensitäten als flächige Elektrolumineszenz-Elemente erzeugen. Erfindungsgemäße Folienelemente, die LED-Elemente aufweisen, sind daher gut als Alarmsignalelement verwendbar. Die transluzenten Leuchtfelder werden überdies in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform drucktechnisch und/oder dispensertechnisch mittels Diffusorelementen versehen, so dass das SMD-LED Element eine breite Abstrahlcharakteristik aufweist und derart als optisches Signal für einen Alarmzustand verwendet werden kann, wie zum Beispiel die Anzeige einer Übertemperatur oder von zu wenig Öl oder den Ausfall des ABS-Bremssystems und dergleichen. Geeignete Diffusorelemente sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Elektrolumineszenz-Element weist eine zumindest teilweise transparente Elektrode auf. Dabei ist unter einer „zumindest teilweise transparenten" Elektrode eine Elektrode zu verstehen, die vollständig transparent sein kann, oder eine Elektrode, die durchscheinend, jedoch nicht vollständig transparent, sein kann.
Die zumindest teilweise transparente Elektrode ist im Allgemeinen eine flächige Elektrode, die aufgebaut ist aus einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Materialien auf anorganischer oder organischer Basis. Geeignete zumindest teilweise transparente Elektroden, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind alle dem Fachmann zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Elementen bekannten Elektroden, die durch die Verformung zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements mittels isostatischer Hockdruckverformung nicht beschädigt werden. Somit sind übliche im Stand der Technik erwähnte Indium-Zinn-Oxid(ITO)-Sputterschichten auf thermostabilisierten Polyesterfolien zwar grundsätzlich geeignet, jedoch nicht bevorzugt. Bevorzugt werden polymere elektrisch leitfähige gut transparente Beschichtungen bzw. designspezifische Siebdruckschichten verwendet.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäß eingesetzte zumindest teilweise transparente Elektrode somit ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ITO-Siebdruckschichten, ATO(Antimon-Zinn-Oxid)-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten (wobei der Begriff „Non-ITO" alle Siebdruckschichten umfasst, die nicht auf Indium-Zinn-Oxid (ITO) basieren), das heißt intrinsisch leitfähigen polymeren Schichten mit üblicherweise nanoskaligen elektrischleitfähigen Pigmenten, beispielsweise die ATO-Siebdruckpasten mit den Bezeichnungen 7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon^® System von Agfa, dem Baytron^® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H.C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT-conductive polymer polyethylene-dioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- oder Druckfarbensystemen von Panipol OY und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin. Bevorzugt wird als Material der zumindest teilweise transparenten Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements Baytron^® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H.C. Starck GmbH eingesetzt.
Im Allgemeinen ist die zumindest teilweise transparente Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements direkt mit der zumindest teilweise transparenten Folie C verbunden.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Elektrolumineszenz-Element enthält neben der zumindest teilweise transparenten Elektrode, Komponente DA, eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, als Komponente DC. Die Schicht ist im Allgemeinen auf eine gegebenenfalls vorliegende erste Isolationsschicht, Komponente DB, oder, falls diese Schicht nicht vorliegt, auf die zumindest teilweise transparente Elektrode, aufgebracht. Bei der durch ein elektrisches Feld anregbaren Leuchtsubstanz (Luminophor) in der Schicht (Komponente DC) handelt es sich bevorzugt um ZnS, das im Allgemeinen mit Phosphor dotiert ist.
Üblicherweise handelt es sich bei der Schicht (Komponente DC) um dielektrisches Material. Dieses Material kann beispielsweise ZnS, im Allgemeinen dotiert mit Phosphor, oder eine Mischung von ZnS, im Allgemeinen dotiert mit Phosphor (als Leuchtsubstanz), BaTiO₃ und hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel solchen auf Basis von PU, PMMA, PVA, sein.
Neben den Komponenten DA und DB kann das Elektrolumineszenz-Element eine Isolationsschicht als Komponente DC enthalten, die im Allgemeinen auf die Schicht enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz aufgebracht ist. Geeignetes Material für eine Isolationsschicht ist zum Beispiel Bariumtitanat (BaTiO₃).
Des Weiteren enthält das mindestens eine erfindungsgemäß eingesetzte Elektrolumineszenz-Element eine Rückelektrode, Komponente DD. Diese ist im Allgemeinen auf die Isolationsschicht – wenn sie vorhanden ist – aufgebracht. Falls keine Isolationsschicht vorhanden ist, ist die Rückelektrode auf die Schicht enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz aufgebracht.
Bei der Rückelektrode handelt es sich – wie bei der zumindest teilweise transparenten Elektrode – um eine flächige Elektrode, die jedoch nicht transparent oder zumindest teilweise transparent sein muss. Diese ist im Allgemeinen aus elektrisch leitenden Materialien auf anorganischer oder organischer Basis aufgebaut, wobei bevorzugt solche Materialien eingesetzt werden, die bei Anwendung des isostatischen Hochdruckverformungsverfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements nicht beschädigt werden. Geeignete Elektroden sind daher insbesondere polymere elektrisch leitfähige Beschichtungen. Dabei können die bereits vorstehend bezüglich der zumindest teilweise transparenten Elektrode genannten Beschichtungen eingesetzt werden. Daneben sind solche, dem Fachmann bekannten polymeren elektrisch leitfähigen Beschichtungen einsetzbar, die nicht zumindest teilweise transparent sind.
Geeignete Materialien der Rückelektrode sind somit bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen wie Silber, Kohlenstoff, ITO-Siebdruckschichten, ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten, das heißt intrinsisch leitfähigen polymeren Systemen mit üblicherweise nanoskaligen elektrisch leitfähigen Pigmenten, beispielsweise ATO-Siebdruckpasten mit der Bezeichnung 7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon^® System von Agfa, dem Baytron^® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H. C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT conductive polymer polyethylene-dioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- und Druckfarbensystemen von Panipol Oy und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin, wobei die vorstehend genannten Materialien zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit mit Metallen wie Silber oder Kohlenstoff versetzt werden können und/oder mit einer Lage aus diesen Materialien ergänzt werden können.
Die Herstellung des Elektrolumineszenz-Elements kann beispielsweise durch Aufbringung der einzelnen Schichten durch das im Stand der Technik bekannte so genannte Dickschichtverfahren erfolgen.
Die Aufbringung der Schichten des Elektrolumineszenz-Elements auf die Folie C erfolgt nach dem Fachmann bekannten Verfahren. Die Verbindung des Elektrolumineszenz-Elements mit der Folie C erfolgt im Allgemeinen durch direkte Aufbringung, zum Beispiel durch Siebdruck, auf die Folie C.
Komponente E
Neben den Komponenten A, B, C und D enthält das erfindungsgemäße Folienelement eine Schutzschicht, Komponente EA, um eine Zerstörung des Elektrolumineszenz-Elements bzw. der gegebenenfalls vorhandenen graphischen Darstellungen zu vermeiden. Geeignete Materialien der Schutzschicht sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Schutzschichten EA sind z. B. hochtemperaturbeständige Schutzlacke wie Schutzlacke, die Polycarbonate und Bindemittel enthalten, z. B. Noriphan^® HTR von Pröll, Weißenburg.
Je nach Anwendung kann das erfindungsgemäße Folienelernent neben den Komponenten A, B, C und D anstelle der Schutzschicht, Komponente EA, eine Folie, Komponente EB, aufweisen. Geeignete Folien sind die als Trägerfolien (Komponente A) genannten Folien. Die Folie kann z. B. durch Laminieren oder Kleben aufgebracht werden.
Das erfindungsgemäße, im Allgemeinen ebene, Folienelement ist durch isostatische Hochdruckverformung bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponenten A und C dreidimensional verformbar, wobei ein entsprechendes dreidimensional verformtes Folienelement erhalten wird. Ein geeignetes isostatisches Hochdruckverformungsverfahren ist z. B. in EP-A 0 371 425 erwähnt. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau aus den Komponenten A, B, C, D und E, die vorstehend beschrieben sind, ist gewährleistet, dass eine dreidimensionale Verformung des erfindungsgemäßen, im Allgemeinen ebenen, Folienelements mittels isostatischer Hochdruckverformung ohne Beschädigung der einzelnen Komponenten des Folienelements, insbesondere ohne Beeinträchtigung der Lampenfunktion und der semitransparenten Spiegelschicht des Elektrolumineszenz-Elements, erfolgen kann.
Die Schichten (Komponenten A, B, C, D und E) in dem erfindungsgemäßen Folienelement sind so abgestimmt, dass Kurzschlüsse vermieden werden. Die Schutzschicht, Komponente E, auf der Rückseite bewirkt, dass eine rissfreie Verformung möglich ist. Da ein im Allgemeinen ebenes Folienelement aufgebaut aus den Elementen A, B, C, D und E mittels isostatischer Hochdruckverformung verformt wird, ist es von besonderer Bedeutung, dass eine gute Haftung der einzelnen Schichten des Folienelements gewährleistet ist. Die gute Haftung ist durch die Zusammensetzung der einzelnen Schichten (Komponenten A, B, C, D und E), insbesondere durch den Einsatz von hochflexiblen Bindemitteln in den Schichten, z. B. Bindemitteln auf Basis von PU, PMMA, PVA, gewährleistet. Die Zusammensetzung der Schichten (Komponenten A, B, C, D und E) gewährleistet nicht nur eine hervorragende Haftung der Schichten untereinander sondern auch eine zur Durchführung der isostatischen Hochdruckverformung erforderlichen Dehnfähigkeit.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein dreidimensional verformtes Folienelement aufgebaut aus einem erfindungsgemäßen Folienelement umfassend die Kompo nenten A, B, C, D und E, herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung des erfindungsgemäßen Folienelements bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponenten A und C des erfindungsgemäßen Folienelements.
Bevorzugte Komponenten A, B, C, D und E sowie bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Folienelements sind vorstehend genannt.
Das erfindungsgemäße dreidimensionale Folienelement zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine auf die Trägerfolie aufgebrachte Elektrolumineszenz-Element sowie die gegebenenfalls auf der transparenten Trägerfolie vorhandenen grafischen Darstellungen positionsgenau aufgebracht sind. Dies ist wesentlich, da das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement z. B. zur Ausbildung von Oberflächen dienen soll, wobei eine exakte Positionierung der Informationssymbole wichtig sein kann. Eine solche exakte Positionierung wird dadurch erreicht, dass ein ebenes Folienelement bereitgestellt wird, das die Komponenten A, B, C, D und E aufweist, wobei diese Komponenten so ausgewählt sind, dass das ebene Folienelement durch isostatische Hochdruckverformung dreidimensional verformt werden kann. Es wurde gefunden, dass eine solche dreidimensionale Verformung mittels isostatischer Hochdruckverformung in Anwesenheit eines Elektrolumineszenz-Elements, das die Komponenten DA, DB, gegebenenfalls DC und DD aufweist, und in Anwesenheit einer semitransparenten Metallfolie B, möglich ist.
Die erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelemente sind für zahlreiche Anwendungszwecke hinreichend formstabil, so dass ein Hinterspritzen des Folienelements mit einem geeigneten Kunststoff, wie in dem vorstehend genannten Stand der Technik vorgeschlagen, nicht erforderlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung daher ein dreidimensional verformtes Folienelement, aufgebaut aus den Komponenten A, B, C, D und E, wobei das dreidimensional verformte Folienelement kein angeformtes Substrat aufweist, insbesondere nicht mit einem Kunststoff hinterspritzt ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann es allerdings sinnvoll sein, dass das Folienelement mit einem Kunststoff hinterspritzt wird. Dies wird besonders der Fall sein, wenn hohe Anforderungen an die dreidimensionale Stabilität des gesamten Bauteils und/oder eine hohe Beständigkeit gegenüber äußeren Krafteinwirkungen gefordert sind. Dies kann beispielsweise in Gehäusedeckeln, Blenden und Abdeckungen der Fall sein.
Das erfindungsgemäße, im Allgemeinen ebene, Folienelement kann gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Folienelements (vor der dreidimensionalen Verformung) die folgenden Schritte:

ia) Bereitstellung einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie A und gegebenenfalls Bedrucken der transparenten Trägerfolie mit graphischen Darstellungen,
ib) Aufbringen einer semitransparenten Spiegelschicht B auf die zumindest teilweise transparente Trägerfolie A,
ic) Aufbringen einer zumindest teilweise transparenten Folie C auf die semitransparente Spiegelschicht B und gegebenenfalls Aufbringung einer Grafik auf die zumindest teilweise transparente Folie C,
id) Aufbringen mindestens eines Elektrolumineszenz-Elements D auf die zumindest teilweise transparente Folie C,
ie) Aufbringen einer Schutzschicht EA oder Folie EB auf das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element D.

Schritt ia)
Die Herstellung der zumindest teilweise transparenten Trägerfolie A bzw. der zumindest teilweise. transparenten Folie C, die in Schritt ia) bzw. Schritt ic) eingesetzt werden, erfolgt gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren. Des Weiteren sind geeignete Trägerfolien A bzw. Folien C kommerziell erhältlich.
Die Aufbringung von graphischen Darstellungen auf die Trägerfolie A kann ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen, zum Beispiel durch Siebdruck, Offset-Lithographie, Rotationsdruck, Tiefdruck, Inkjet, Tampondruck, Laserdruck oder Flexodruck, die alle gebräuchlich und im Stand der Technik bekannt sind. Bevorzugt erfolgt die graphische Gestaltung durch Farbauftrag mittels Siebdruck.
Um eine komplette Abdeckung ohne kleinste durchsichtige Fehlstellen zu erhalten, kann ein Mehrfachdruck, zum Beispiel ein Zweifachdruck erfolgen. Für die Positionierung der einzelnen Drucke werden im Allgemeinen Referenzmarken oder eine Dreipunktkantenregistrierung verwendet.
Schritt ib)
Die semitransparente Spiegelschicht B kann nach dem Fachmann bekannten Verfahren auf die Trägerfolie A aufgebracht werden. Geeignete Verfahren zur Aufbringung der semitransparenten Spiegelschicht B sind vorstehend genannt. Beispiele für geeignete Verfahren sind PVD-Verfahren, CVD-Verfahren und anderen geeigneten Verfahren.
Schritt ic)
Auf die auf die Trägerfolie A, die gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist, aufgebrachte semitransparente Spiegelschicht B wird in Schritt ic) eine weitere zumindest teilweise transparente Folie C aufgebracht. Die Aufbringung kann nach beliebigen dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfolgt die Aufbringung der Folie C durch Kleben. Geeignete Klebeverfahren und Klebstoffe sind dem Fachmann bekannt.
Auf die Folie C kann gegebenenfalls rückseitig eine Grafik aufgebracht werden. Diese Grafik kann durch dem Fachmann bekannte Verfahren, zum Beispiel durch Siebdruck, Offset-Lithographie, Rotationsdruck, Tiefdruck, Inkjet, Tampondruck, Laserdruck oder Flexodruck, die alle gebräuchlich und im Stand der Technik bekannt sind, aufgebracht werden. Bevorzugt erfolgt die graphische Gestaltung durch Farbauftrag mittels Siebdruck.
Um eine komplette Abdeckung ohne kleinste durchsichtige Fehlstellen zu erhalten, kann ein Mehrfachdruck, zum Beispiel ein Zweifachdruck erfolgen. Für die Positionierung der einzelnen Drucke werden im Allgemeinen Referenzmarken oder eine Dreipunktkantenregistrierung verwendet.
Schritt id)
Das Aufbringen des Elektrolumineszenz-Elements D auf die Folie C in Schritt id) kann ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. Die Verbindung des Elektrolumineszenz-Elements D mit der Folie C kann durch dem Fachmann bekannte Mittel, im Allgemeinen durch direkte Aufbringung, zum Beispiel durch Siebdruck, auf die Trägerfolie erfolgen, wie vorstehend bereits erwähnt wurde.
Schritt ie)
In Schritt ie) wird die Schutzschicht EA oder die Folie EB ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren auf das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element aufgebracht, bevorzugt ebenfalls mittels Siebdruck.
Die Isolationsschichten werden ebenfalls bevorzugt mittels Siebdruck aufgebracht.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Folienelements ist, dass alle Schichten der EL-Lampe sowie des gegebenenfalls erforderlichen Grafikdrucks des Folienelements so ausgewählt sind, dass sie durch Siebdruck aufgebracht werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen das gegebenenfalls durchgeführte Bedrucken der transparenten Trägerfolie mit graphischen Darstellungen in Schritt ia), das Aufbringen des Elektrolumineszenz-Elements auf die gegebenenfalls bedruckte Trägerfolie in Schritt id), und das Aufbringen der Schutzschicht auf das Elektrolumineszenz-Element in Schritt ie) mittels Siebdruck. Die Schritte ib) und ic) werden im Allgemeinen in separaten Schritten durchgeführt, mittels dem Fachmann bekannten Verfahren. Bei Bedarf kann der Schritt ia) auch nach dem Schritt ic) durchgeführt werden, um die Prozesskette zu optimieren.
Das erfindungsgemäße Folienelernent eignet sich zur Herstellung von dreidimensional verformten Folienelementen mittels dem isostatischen Hochdruckverfahren.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional verformten Folienelements umfassend:

i) Herstellung eines erfindungsgemäßen Folienelements,
ii) isostatische Hochdruckverformung des in Schritt i) erhaltenen erfindungsgemäßen Folienelements bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponenten A und C des Folienelements,
iii) gegebenenfalls Hinterspritzung des in Schritt ii) erhaltenen erfindungsgemäßen Folienelements.

Üblicherweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Folienelement um ein ebenes Folienelement.
Schritt i)
Schritt i) betrifft die Herstellung des erfindungsgemäßen Folienelements. Bevorzugt erfolgt Schritt i) durch ein Verfahren umfassend die Schritte ia), ib), ic), id) und ie). Die einzelnen Verfahrensschritte ia) bis ie) wurden bereits vorstehend beschrieben.
Die Komponenten A, B, C, D und E weisen die bereits vorstehend genannten Bedeutungen auf. Neben den Komponenten A, B, C, D und E kann das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement gegebenenfalls weitere Schichten enthalten.
Schritt ii)
Die isostatische Hochdruckverformung in Schritt ii) erfolgt bevorzugt gemäß dem in EP-A 0 371 425 genannten Verfahren, wobei eine Verfahrenstemperatur gewählt wird, die unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponenten A und C des Folienelements liegt.
Im Allgemeinen wird das erfindungsgemäße Folienelement, das in Schritt i) erhalten wird, aufgebaut aus den Komponenten A, B, C, D und E, bei einer Arbeitstemperatur mit einem fluiden Druckmittel beaufschlagt und isostatisch verformt, wobei die Verformung bei einer Arbeitstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Materials der Trägerfolie A und der Folie C und unter einem Druckmitteldruck von im Allgemeinen >20 bar, bevorzugt >100 bar, besonders bevorzugt von 200 bis 300 bar vorgenommen wird. Die Verformung des Folienmaterials erfolgt im Allgemeinen innerhalb von wenigen Sekunden Taktzeit, bevorzugt innerhalb einer Zeitspanne von <10 Sekunden, besonders bevorzugt innerhalb einer Zeitspanne von <5 Sekunden. Dabei können Verformungen von 100% bis 200% erreicht werden, ohne Auftreten von optisch störendem Weißbruch.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die isostatische Hochdruckverformung im Allgemeinen wenigstens 5°C, bevorzugt wenigstens 10°C, besonders bevorzugt wenigstens 20°C und mehr unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelements. Die Erweichungstemperatur von besonders bevorzugt als Material der zumindest teilweise transparenten Trägerfolie eingesetzten Polycarbonaten auf Basis von Bisphenol A (zum Beispiel Makrofol^®-Folien) liegt etwa bei oder oberhalb von 150°C. Es ist möglich, dass die isostatische Hochdruckverformung von Folienelementen, die solche Polycarbonatfolien als Trägerfolien aufweisen, bei Zimmertemperatur durchgeführt wird. Bevorzugt erfolgt die isostatische Hochdruckverformung aufgrund der weiteren Komponenten, unter anderem aufgrund der graphischen Darstellungen, die bevorzugt mittels Farbaufdruck erfolgen, bei Arbeitstemperaturen zwischen 80 und 130°C, wenn als Folienmaterial der Trägerfolie Polycarbonate auf Basis von Bisphenol A, wie vorstehend erwähnt, eingesetzt werden. Bei dem Einsatz von Trägerfolien aus anderen Materialien kann die Verarbeitungstemperatur in Schritt ii) bei Kenntnis der Erweichungstemperatur des Materials für den Fachmann problemlos ermittelt werden.
Geeignete Vorrichtungen zur Durchführung der isostatischen Hochdruckverformung zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements sind zum Beispiel in EP-A 0 371 425 genannt.
Das im Anschluss an Schritt ii) erhaltene dreidimensional verformte Folienelement kann in eine endgültige gewünschte Kontur gebracht werden, z. B. durch Beschneiden, Ausstanzen oder Laser. Geeignete Verfahren und Vorrichtungen, um das Folienelement in seine endgültige Kontur zu bringen, z. B. durch Ausstanzen, Beschneiden oder Laser, sind dem Fachmann bekannt. Im Allgemeinen erfolgt das Ausstanzen, Beschneiden oder Laser mit hoher Präzision, wobei z. B. ein geeignetes Verfahren zum Beschneiden das Präzisionsschneiden ist.
Schritt iii)
Das zuvor beschriebene Folienelement enthaltend mindestens eine Elektrolumineszenzeinrichtung verfügt für viele Anwendungen bereits über eine hinreichende Steifigkeit und Dimensionsstabilität.
Für bestimmte Anwendungen kann es jedoch erforderlich sein, dass das verformte und in Form gebrachte Folienelement hinterspritzt werden muss, um eine Steifigkeit zu erzielen, die den an das fertige Teil gestellten Anforderungen genügt.
Das Hinterspritzen erfolgt im Allgemeinen gemäß dem Spritzgussverfahren für bedruckte und vorgeformte Folienelemente, welches den Fachleuten unter anderem unter den Begriffen „In Mold Decoration" (IMD), „In Mold Labeling" (IML) oder „Film Insert Molding" (FIM) bekannt ist.
Das erfindungsgemäße, im Allgemeinen ebene, Folienelement und das erfindungsgemäße, dreidimensional verformte Folienelement können in zahlreichen Anwendungen eingesetzt werden. Geeignete Anwendungen sind zum Beispiel die Verwendung der erfindungsgemäßen Folienelemente zur Ausbildung von dekorativen Blenden und Abdeckungen oder Anzeigenelementen für Land- Wasser- und Luftfahrzeuge, zur Ausbildung von Sicherheitsgurtblenden oder Warnhinweisblenden in Land- Wasser- und Luftfahrzeugen und zur Ausbildung von Warnhinweisblenden in Gebäuden, zur Ausbildung von Gehäuseelementen für mobile Elektronikgeräte, beispielsweise einem Mobiltelefon oder einer Fernbedienung und Gehäuseelementen für stationäre Elektronikgeräte wie einem Drucker, Kopierer, PC, Notebook oder einem kleinen oder großen Haushaltsgerät oder zur Ausbildung einer Tastatur.

Claims

Folienelement aufgebaut aus a) einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie, Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist, b) einer semitransparenten Spiegelschicht B, c) einer zumindest teilweise transparenten Folie aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, Komponente C, d) mindestens einem auf die zumindest teilweise transparente Folie C aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element, Komponente D, enthaltend die folgenden Komponenten da) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente DA, db) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente DB, dc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente DC, dd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente DD, de) eine Rückelektrode, Komponente DE, e) einer Schutzschicht, Komponente EA oder einer Folie, Komponente EB.
Folienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienmaterial der Trägerfolie A und der Folie C ausgewählt ist aus mindestens einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonaten, Polyester, Polyamiden, Polyimiden, Polyarylaten, organischen thermoplastischen Celluloseestern und Polyfluorkohlenwasserstoffen, bevorzugt Polycarbonaten, Polyester und Polyimiden.
Folienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie A und/oder die Folie C mit graphischen Darstellungen in Form von deckenden oder transluzenten Farbaufdrucken versehen ist.
Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die semitransparente Spiegelschicht B eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 5% bis 60%, bevorzugt 10 bis 40% aufweist.
Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als die semitransparente Spiegelschicht bildendes Metall mindestens ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Magnesium, Zinn, Gold, Silber, Kupfer, Zink, Nickel, Chrom, Kobalt, Mangan, Blei, Titanium, Eisen und Wolfram, bevorzugt Aluminium oder Chrom, oder eine Metallic-Druckfarbe, eingesetzt wird.
Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element elektrische Anschlüsse aufweist.
Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element mittels Wechselstrom betrieben wird und der Wechselstrom mittels eines EL-Inverters erzeugt wird.
Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement zusätzlich zu den Komponenten A, B, C, D und E mindestens ein LED-Element, bevorzugt mindestens ein SMD-LED-Element, als Komponente F aufweist.
Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise transparente Elektrode DA des Elektrolumineszenz-Elements D eine flächige Elektrode ist, aufgebaut aus einem elektrisch leitenden Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ITO-Siebdruckschichten, ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten und intrinsisch leitfähigen Polymersystemen.
Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz DC ZnS, im Allgemeinen dotiert mit Phosphor, als Leuchtsubstanz enthält.
Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückelektrode DE des Elektrolumineszenz-Elements D eine flächige Elektrode ist, aufgebaut aus elektrisch leitfähigen Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen wie Silber, Kohlenstoff, ITO-Siebdruckschichten, ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten und intrinsisch leitfähigen Polymersystemen, wobei die Materialien zwecks Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit mit Metallen wie Silber oder Kohlenstoff versetzt sein können und/oder mit einer Lage aus diesen Materialien ergänzt werden können.
Dreidimensional verformtes Folienelement, herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung eines Folienelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponenten A und C des Folienelementes.
Verfahren zur Herstellung eines Folienelements nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfassend ia) Bereitstellung einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie A und gegebenenfalls Bedrucken der transparenten Trägerfolie mit graphischen Darstellungen, ib) Aufbringen einer semitransparenten Spiegelschicht B auf die zumindest teilweise transparente Trägerfolie, ic) Aufbringen einer zumindest teilweise transparenten Folie C auf die semitransparente Spiegelschicht und gegebenenfalls Aufbringen einer Grafik auf die zumindest teilweise transparente Folie C, id) Aufbringen des mindestens einen Elektrolumineszenz-Elements D auf die zumindest teilweise transparente Folie, ie) Aufbringen der Schutzschicht EA oder Folie EB auf das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element.
Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional verformten Folienelements umfassend i) Herstellung eines Folienelements gemäß einem Verfahren gemäß Anspruch 13, ii) isostatische Hochdruckverformung des in Schritt i) erhaltenen Folienelements bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponenten A und C des Folienelements, iii) Gegebenenfalls Hinterspritzung des in Schritt iii) erhaltenen erfindungsgemäßen Folienelements.
Verwendung eines Folienelements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 oder hergestellt nach Anspruch 13 oder eines dreidimensional verformten Folienelements nach Anspruch 12 oder hergestellt nach Anspruch 14 zur Ausbildung von dekorativen Blenden oder Abdeckungen, oder Anzeigenelementen für Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge, zur Ausbildung von Sicherheitsgurtblenden oder Warnhinweisblenden in Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen, zur Ausbildung von Warnhinweisblenden in Gebäuden und zur Ausbildung von Gehäuseelementen für mobile Elektronikgeräte oder stationäre Elektronikgeräte oder einem kleinen oder großen Haushaltsgerät oder zur Ausbildung einer Tastatur.