JP2001522512A

JP2001522512A - 光電発光素子を内蔵するプラスチック成形体

Info

Publication number: JP2001522512A
Application number: JP54652598A
Authority: JP
Inventors: クリスチャンツァック
Original assignee: シェーンベルグ＋ツェルニィゲーエムベーハー
Priority date: 1997-04-26
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2001-11-13
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: DE19717740C2; PT978220E; WO1998049871A1; EP0978220B1; US6411029B1; DE59807014D1; JP4247416B2; DE19717740A1; ES2191300T3; ATE231679T1; DK0978220T3; US20020021086A1; EP0978220A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、一体化されたエレクトロルミネセンス素子を備えた可塑性成形体およびその製造方法に関する。この目的のために、半透明で常温延伸可能なプラスチックフィルムが、少なくとも発光素子の領域に３次元で形成され、続いて、熱可塑性合成物質でスプレーされる。発光素子は、プラスチックフィルムが形成される前に、発光フィールドの形態で非形状化フィルム上にプリントされる。

Description

【発明の詳細な説明】光電発光素子を内蔵するプラスチック成形体本発明は、グラフィック形態の表面及び一体化されたエレクトロルミネセンス素子（ＥＬ素子）とを備えるプラスチック成形体に関するものてある。例えば、透明かつ常温延伸可能な熱可塑性プラスチックフォイルの上に、スクリーン印刷法を用いて、グラフィック構造とエレクトロルミネセンス構造とを施し、引き続き衝撃的なアイソスタティック高圧成形に供して、打ち抜くと共に、射出成形モールド(Spritzguβformen)に挿入し、一般的には、適当な熱可塑性プラスチックを用いて内壁にバックインジェクトする。その結果、ＥＬ発光フィールドを内包した３次元のプラスチック成形部材を得ることができる。ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３０９０７号公報から、立体形成物に統合されたエレクトロルミネセンスランプをベースとする３次元のエレクトロルミネセンス表示が公知である。ここでは、予め成形したエレクトロルミネセンスランプを一体化して成形する。この技術の不利な点は、上述の透光性を有する層とエレクトロルミネセンスランプとの分離した形態であり、それらの相互の正確な位置決め、及び、それに起因する労力及びコストの嵩む製造が好適でない。通常、装飾フォイルは真空方式又は圧搾空気方式により、立体的な深絞り成形体に成形される。その際、グラフィック形態の熱可塑性フォイルは、材料の熱変形温度よりも高い温度に加熱され、比較的僅かな圧力乃至真空における変形を可能にする。これらの真空方式及び圧搾空気方式は、グラフィックで問題なく中立的に形成されたフォイル及び成形体において、極めて効率的に投入される。真空方式では、加圧手段の圧力が０．９５ｂａｒ未満でも機能し、圧搾空気方式では動作手段の圧力が６ｂａｒ未満でも機能する。グラフィック形態の素子に係る正確な位置決め、即ち、原型に係る極めて高い画像精度及び／又は輪郭の高い鮮明度及び深絞り工程における正確な形状を必要とする成形部材においては、ドイツ連邦共和国特許第３８４０５４２号明細書に開示されたアイソスタティック高圧成形のプロセス、あるいは若干局限するならば、いわゆるハイドロフォーミングが有利である。グラフィック形態と結合したエレクトロルミネセンスフィールドを作成する場合、個々のプリントとプロセスとの高いポジショニング精度に留意しなければならない。特に、殆ど透明なＩＴＯ−ペーストグラフィックのポジショニングは、本質的な品質基準に係るものである。米国特許第５５８３３９４号明細書に開示されたレジストレーション方法においては、可視光では見えない位置決めマークを備えている。これらマークは、例えば紫外線などの適当な光源を用いて、適切な読み取りセンサには認識可能となり、正確なポジショニングが可能となる。この不利な点は、これらレジストレーションマークが追加的操業工程によってのみ付加できるにすぎず、特別な光源及び特別なポジショニングセンサによってのみ使用できるにすぎないという点である。エレクトロルミネセンス−スクリーンプリンティングペーストは、一般的に無機物質をベースとして合成される。ここでは、周期表のII族及びIV族の化合物である高純度のＺｎＳ，ＣｄＳ，Ｚｎ_xＣｄ_1-xＳ等が主要であり、これらは通常，Ｃｕ，Ｍｎ，Ａｇ等でドープないし活性化される。通常の顔料(Farben)は、黄、緑、緑青、青緑及び白である。現行の技術水準に応じて、これらのタイプのルミネセンス顔料はマイクロカプセル化され、概ね１５〜６０μｍの直径として、各種のスクリーンプリンティング顔料と混合される。また、ＺｎＳ顔料に固有の吸湿特性を考慮してカプセル化されないこともある。その際、結合剤を使用する。このような結合剤は、一方では、いわゆるＩＴＯ−層に対する良好な付着性を有し、良好な絶縁作用を与え、誘電体を増強し、こうして大きな電界強度では破裂強度を向上させ、加えて、硬化した状態では良好な水蒸気バリアとなり、燐系顔料を保護すると共に、耐用寿命を延ばす効果がある。通常、この種の燐ペーストは、スクリーンプリンティング法又は他の被覆プロセス、例えば、はけ塗り、ローラ被覆等によって透明のプラスチックフォイル又はガラスの上に施され、これらのフォイル又はガラスは十分に透明な導電層を備えると共に、可視サイドのための電極を示す。次に、プリント技術及び／又はラミネーション技術により、誘電体と背面電極とが作製される。スクリーンプリンティング法による通常のＩＴＯ−ペースト−被覆層（又は、錫酸化物等の被覆層）は、広範なランダムな幾何学的デザインの可能性を有するのが利点であるが、蒸着ないしスパッターされた導電性を有する透明層に対しては不利である。即ち、光学的な透過性に乏しく、多くの場合、数１００Ωの僅かな表面導電率を示す。これに比べて、ＩＴＯ−ポリエステルフォイルの場合には、数１０Ω／□、ＩＴＯ被覆ガラスでは数Ω ／□となる。ガラスの場合には、ペーストを追加して投入することができるが、例えば，Ｉｎ₂Ｏ₃／ＳｎＯ₂では、当然のことながら５００℃を超える温度で焼成されねばならず、既にフィルム厚０．２５μｍで光学的な透明度は９５％を超え、単一被覆層における導電率は５００〜１０００Ω／□とすることができる。本発明の課題は、エレクトロルミネセンス素子を内蔵した３次元の立体グラフィック形態のプラスチック成形体を、低コストで、長い耐用寿命、優れた光力、多様な電源における機能を有するものとして製造することを提案することにある。本発明の一環として確認されるように、新しいタイプのエレクトロルミネセンス−スクリーンプリンティング顔料と、新しいタイプのＩＴＯ（インジウム−錫 −酸化物）−顔料と、新しいタイプの絶縁ないし誘電体顔料とは、印刷画と共通の広く知られた銀−導電ペーストと共に、塗布することが可能であり、それに続く熱可塑性プラスチックを用いた高圧成形及びバックインジェクションは、いくつかの基本原則を遵守しつつ、エレクトロルミネセンス素子の機能を損なわずに、実行することができる。本発明においては、プラスチック部材を成形するために、記述のアイソスタティック高圧成形の方法を用いる。いわゆる常温延伸可能なプラスチックフォイルにプリント顔料を付与し、熱可塑性フォイルプラスチックの軟化温度よりも低い操業温度において、衝撃的な成形によって画像精度の高い３次元の立体的なプラスチック成形部材に導く。好ましくは、数百ｂａｒ、特に、５０〜３００ｂａｒ程度の圧縮空気をプラスチック部材に衝撃的に当てることにより、アイソスタティック高圧成形が生じ、完全にコントロールされた均質な成形と、優れた画像の忠実度とにおいて、極めて短いサイクルタイムが達成可能となる。更に、このように作製された成形部材は、僅かな加熱と時間の掛かる冷却段階の省略とにより、寸法安定性に優れた形成体と一定の輪郭とを与える。このことは、次に続くスタンピング工程と射出成形ダイへの挿入にとって極めて重要であり、質的向上に資する。プラスチックフォイルを３次元的に変形する他の方法として、例えば、機械的変形又は機械的スタンピング工程によるものが考えられる。射出成形ダイに挿入したプラスチックフォイルの再成形は、熱可塑性プラスチック自体を射出することによっても実現する。更に、本発明は、次の認識に基づくものである。即ち、この種の生成物に対して、特に、マイクロカプセル化した形態、又はカプセル化しない形態にある燐系顔料を含有する公知のスクリーンプリンティングペーストは極めて適するものであり、特殊な常温延伸可能なポリカーボネート基質、ポリカーボネートとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＰ）との各種混合物、ポリアルキレンテレフタレートと組合せた、周期表のII族およびIV族のドープされた化合物、特に、Ｃｕ，Ｍｎ，Ａｇ等でドープしたＺｎＳ顔料をベースとする。他の発光色素の添加により選択可能な広い領域において、或いは、狭い波長ピークで、特に、エレクトロルミネセンス放射が、光励起と対応する光放出を非常に顕著に発揮する。本方法の別の形態において、２層のフォイル材料の間に着色成分をサンドイッチ状態として挟み込むことができる。こうすると、熱可塑性プラスチックを用いたバックインジェクションの場合に、問題が少ない。ここでは、着色成分はインジェクション領域における歪みと融解とに対する追加的なフォイルによって一層良好に保護される。別の典型的な実施形態においては、２個の電気接続部材を備える単一の発光フィールドを実施するだけでなく、複数のフィールド、例えば、各種カラーで発光するフィールド、及び、文字・シンボルなどを実施する。個々のプリントに必要とされるポジショニング精度については、本発明の一環として確認されるように、様々な層とプロセスとの記録は、一般的に可視光の領域における手動又は自動の光学的なレジスターマークによって行われる。また、殆ど透明なＩＴＯ−ペーストをベースとする層は、導電ペースト構造と結合した電気的なテスト構成により、極めて良好にポジショニング精度と優れたプロセス不変性とについてコントロール及びレジスターすることができる。さらに、許容平面抵抗及び／又はＩＴＯ−ペーストコンタクトの導電ペーストに対する接触抵抗を測定及び記録することができる。以下、本発明を好適ないくつかの実施形態について更に具体的に説明すると共に、本発明における主たる特徴を詳述する。図面において、図１は、本発明によるＥＬ−発光フィールドを備える典型的な３次元プラスチック成形体を示す断面図である。図２は、図１の拡大部分図である。図３は、ＥＬ−発光フィールドを備えた別の典型的な３次元プラスチック成形体を示す断面図である。図４は、図３の拡大部分図である。図５は、別の実施形態におけるＥＬ−発光フィールドを備えた３次元プラスチック成形体を示す断面図である。図６は、更に別の実施形態におけるＥＬ−発光フィールドを備えた立体プラスチック成形体を示す断面図である。図７は、更に別の実施形態におけるＥＬ−発光フィールドを備えた立体プラスチック成形体を示す断面図である。図８は、変更した実施形態におけるＥＬ−発光フィールドを備えた立体プラスチック成形体を示す断面図である。図９は、ＥＬ−発光フィールドを備えた立体プラスチック成形体を示す断面図である。但し、この場合、外からのインジェクションが行われ、３次元の装飾フォイル部材が射出成形ダイのコアに置かれる。図１０は、多様なプリントパターンと、特に、導電性を有し、殆ど透明である認識困難なＩＴＯ−スクリーンプリンティングパターンとのポジショニング精度をチェックするテストパターンを示す平面図である。図１１は、図１０に示したシステムの断面図である。図１２は、グラフィック形態の表面とエレクトロルミネセンス−発光フィールドとを備えた３次元プラスチック成形体を示す平面図である。図１に示すフォイル１は、透明で厚さが約１００〜３００μｍあり、好適にはポリカーボネート乃至ポリカーボネート−ポリエステル混合物から構成される。所与の表面性状については、極めて光沢がある仕上げ、あるいは絹のように無光沢とする仕上げがある。内側にはグラフィックプリント２を備え、好適にはスクリーンプリンティング方法及び適当なスクリーンプリンティングインクを使用する。しかしながら、グラフィック形態のために、オフセットプリントのような他の印刷方式と組み合わせることも可能である。特に、インクジェット方式のようなディジタルプリント方法は基本的に適している。このグラフィックプリント２には発光フィールド１７が埋設され、例えば、スクリーンプリンティング法ではフォイル１の内側に施される。次のステップでは、プリントされた装飾フォイル１を衝撃的なアイソスタティック高圧成形に供し、所定の３次元形状を仕上げる。次に、成形したフォイル１には熱可塑性プラスチック３をバックインジェクトする。エレクトロルミネセンスフィールド１７は開放した接触面６にコンタクトする。図２は、図１に示す装飾フォイル−射出成形体(Dekor施形態においては、プリントの第１段階として、不透明、透明性又は半透明性の顔料を用いてグラフィック形態２を実現し、これをフォイル部材１に固着する。続いて、例えば、ＩＴＯ−スクリーンプリンティングペースト及び所望の構造の形態にある十分に透明な被覆電極(Deckelektrode)を装着する。このＩＴＯ−層７には、所定の構造にエレクトロルミネセンス−ペースト８をプリントする。その場合、エレクトロミネセンス−顔料を含むエレクトロルミネセンス−ペースト８だけでなく、多くの異なる輝きを有するＥＬ−顔料も使用することができる。特に、ＥＬ−顔料には昼光カラーを混合することが可能であるため、ＥＬ−フィールド１７の活性化に際して所望のカラー効果が得られる。さらに、これらのＥＬ−素子１７は、多様な電流回路を備えることもでき、これは、特に、銀導電ペースト−電極７の分離した形成によって実施可能である。ＥＬ−ペースト−プリント７に続いて、絶緑プリント顔料９は、多くの場合、欠陥を防止するために、異なるスクリーンを用いた２つのプリント工程において施される。それと共に、いわゆる誘電体が生成される。通常、これらの絶縁ベースト９は、白色であり、ＥＬ−放射のために反射効果を生み出すことができる。これらの絶縁層９に続いて、銀導電ペースト構造１０を重ねることにより、ベース電極を作製する。通常、それと同時に周囲のＩＴＯ− ペーストプリント７が強化され、これは一般的にバス−バー技術として記述される。したがって、ＥＬ−発光フィールド１７全体に亙って均一な電界強度が達成される。さらに、この銀ペースト１０のプリントにより、ＩＴＯ−電極７の接続面もまた強化される。ここでの強化とは、電気的な平面抵抗の低減を意味する。これらの異なるスクリーンプリンティング層７〜１０を更にポリウレタンディスパーションコーティング１１によって覆い、異なる熱可塑性射出成形コンパウンドに最適な給合を実現するのがしばしば有利である。これらの常温延伸可能なグラフィック形態のＥＬ−装飾フォイル１は、多くの場合、衝撃的なアイソスタティック高圧成形に多数回供され、そのために予め特に４０〜８０℃に加熱される。しかしながら、この加熱は、装飾フォイル１の熱可塑性プラスチックの熱変形温度よりも確実に低い温度である。さもなくば、深絞りしたプリント画像の高い画像精度が得られないからである。この深絞り工程に続いて、この立体形成物の正確な輪郭打ち抜きを行う。形成物を射出成形ダイに挿入し、本実施形態では冒頭に掲げた材料による適切な熱可塑性プラスチック３をバックインジェクトする。成形体上のインジェクションサイトの選択に際しては、歪みと再融とを回避するために、形状及びグラフィック形態に細心の注意を払う必要がある。一般的に、既に射出成形ダイには、ＥＬ−発光フィールド１７のための接続箇所を空けておくことにより、ＥＬ−電極接続部材６はスプリング接触、クリンプ又は電気的な導電接着手段を介してコンタクトを実現する。スクリーンプリンティングプロセスの一環として、銀導電ペーストの接続面は、不動態化する導電層で覆われ、これら接続部材の優れた酸化防止とより長い耐用寿命とが達成される。本実施形態を発展させるならば、電気的な接続素子を立体形成した装飾フォイルにクリンプ又はクランプすると共に、このユニットを一緒に又は連続的に射出成形ダイに挿入し、バックインジェクトされる。その結果、ＥＬ− 発光フィールド１７のために、極めて機械的かつ電気的に負荷しうる接続素子が実現可能となる。図３に示すように、既出の実施形態に加え、グラフィック形態のＥＬ−装飾フォイル１の下側には、熱可塑性プラスチックフォイル１２を積層することができる。要求された仕様に応じて、付着結合はポリウレタン−ディスパーションコーティングと熱可塑性ホットメルト−スクリーンプリンティングコーティングとのスクリーンプリントによって実現する。しかし、その他にも、追加的な熱可塑性フォイル１２を高温融解プロセスによってグラフィック形態のＥＬ−装飾フォイル１と結合させるか、あるいは熱可塑性フォイル１２が、例えば、適当なホットメルト被覆層のような追加的な被覆層を備え、ラミネーション工程を経てサンドウィッチ状の結合フォイルを生成することも可能である。内側及び射出成形ダイの注入側に施した追加的なフォイルの利点は、装飾フォイル１のグラフィック・彩色形態を一層良好に保護する点である。インジェクションポジションが不都合に選択されねばならず、高いインジェクション温度が歪みと変色とをインジェクション領域に生起するものとし、それらを追加的フォイルによって捕捉可能とする臨界パターンを実現することができる。図４は、図３に示した実施形態の拡大断面図である。層を形成する順序は、図２に示した順序に概ね一致している。しかしながら、記述された一連の層７〜１１の上に、更なる熱可塑性プラスチックフォイル層１２を施す。図５に示すように、スクリーンプリンティング法により絶縁層９とカウンタ電極層１０との代わりに、金属化したプラスチックフォイル１３を貼り付ける。接着結合は、仕様の要求に応じて、ポリウレタン−分散層１１のスクリーンプリンティング技術により、熱可塑性ホットメルト−スクリーンプリンティング被覆層を得ることができる。その他にも、追加的な金属化されたフォイル１３を高温溶解プロセスによってグラフィックデザインされたＥＬ−装飾フォイル１と結合するために適用するか、あるいは金属化したフォイル１３が、例えば、適当なホットメルト被覆層とする追加的な被覆層を備えると共に、ラミネーション工程によってサンドウィッチ状の結合フォイルに形成されることが可能である。この、実施形態においては、僅かなプリント数と、良質な絶緑層と、それらに関連する良好な可塑性において有利である。本実施形態において、ＥＬ−発光フィールド１７の制御可能性が制限される不利がある。この場合、一般的には、共通制御可能なＥＬ −発光素子１７だけが形成可能であり、この実施形態ではエネルギー供給の節減に係る解決とはならない。全体平面は平板コンデンサとして作用し、個々の選択的な平面だけではないからである。別の実施形態においては、通常の誘電体層９が２回のスクリーンプリンティング工程で２０〜３０μｍ厚さを超えず、ＥＬ− 励起を目的として、同種の電力供給で数１０⁶ボルト／ｃｍの電解強度を達成するために、金属化したプラスチックフォイルを前記の厚さで貼り付ける必要がある限り、上述の不利を活用することができる。この特別な実施形態において、特に厚さ５０μｍの背面を金属化したプラスチックフォイル１３を使用し、立体的な形態を適切に選択することにより、所望のＥＬ−励起の領域でのみ材料が例えば１００％だけ伸張する。その結果、誘電体として作用する層は半減し、通常のＥＬ−供給電圧では十分に大きな電界が生じると共に、これらの選択的な領域ではＥＬ−励起が実現する。図６は、スクリーンプリンティング法による装飾フォイル１のＩＴＯ−ペースト被覆層７の代わりに、ＩＴＯ−スパッタ被覆層１４及び／又は半透明の反射層を備える透明な装飾フォイルを示している。この実施形態においては、ＩＴＯ− 被覆による透明なフォイル１４が８５％超〜９５％の領域で光学的に極めて高い透明性を有し、更に１００〜１０００Ω／□の領域では極めて低い平面抵抗値を示す。その結果、光学的な高い照度と僅少の寸法とを有するＥＬ−発光素子１７が実現する。しかしながら、被積したプラスチックフォイル１４としては価格が高く、導電性を有する被覆層の完全な平面性と僅かな可塑性とが不利である。電気的遮断なしで可塑性が制限される問題については、通常のＥＬ−フィールド１７が多くの場合に立体的な変形を生ずることなく、大きな変形の領域ではいわゆるバス−バーの導電性を支持するために使用される限りクリアーされている。バス− バーは、一般的には銀ペースト−構造である。これらの導電性を有するポリマーペーストは、比較的良好に可塑変形が可能であり、透明な被覆電極に的確なコンタクトを実現すると共に、追加的なプリントを必要としない。絶緑構造を適切に形成することにより、ＩＴＯ−構造を強化する導電ペースト構造は、ベース電極プリントと同時に実現する。図７に示すように、スクリーンプリンティングによる装飾フォイル１のＩＴＯ −ペースト被覆層７の代わりに、ＩＴＯ−スパッタ被覆層１４及び／又は半透明の反射層を備える透明な装飾フォイル１を使用すると共に、既述の実施形態に加えて、熱可塑性プラスチックフォイル１２をグラフィック形態のＥＬ−装飾フォイルの下側にラミネートする。図８に示すように、スクリーンプリンティングによる装飾フォイル１のＩＴＯ −ペースト被覆層７の代わりに、ＩＴＯ−スパッタ被覆層１４及び／又は半透明の反射層を備える透明な装飾フォイル１を使用すると共に、二重の絶縁プリント９と銀ペーストプリント１０との代わりに、金属化した熱可塑性プラスチックフォイル１３をグラフィック形態のＥＬ− 装飾フォイル１の下側にラミネートする。図９に示すように、熱可塑性プラスチック３を用いた装飾フォイル１の注入は外からでも実行可能であり、立体的な装飾フォイル部材１は射出成形−コア(Spr itzguβformen-Kern)の上に施される。その際、注入された熱可塑性プラスチック３は、ＥＬ−発光フィールド１７の領域に放光用の凹所１６を有するか、あるいは少なくともＥＬ−発光フィールド１７の領域では透明ないし半透明として形成されなければならない。図１０は、多様なプリントパターンと、特に、導電性及びほぼ透明性を有し、認識困難なＩＴＯ−スクリーンプリンティングパターンとのポジショニング精度を査定するテストパターンを示す平面図である。例えば、フォイル１の担体支持体には、上述の方法に従って、エレクトロルミネセンス素子をプリントする。典型的な実施形態においては、例えば、銀−導電ペーストから成る４個の接続面１８を有し、そのうち２面はＩＴＯ−構造１９のため、他の２面は銀−及び導電ペースト構造２０のために備える。ＩＴＯ−ペースト構造１９の接続面１８は、通例のように、銀ペーストを介して補強されるため、点状のコンタクトフィンガー２１もまた、確実な電気的接触を実現することが可能であり、このコンタクトはポジショニングの観点からは比較的問題がないものとされる。パターンを特別に選択することにより、多様なプリント構造の所与の許容誤差については、概ね全てが極めて容易に電気的なテストアダプタによって検査・記録される。その際、多様な構造だけを、検査すべき許容誤差に応じて形成する必要があり、例えば、それぞれに突出部を０．１ｍｍまたは０．２ｍｍとしてプリントすることになる。個々のプリント工程においてポジショニングが正しく行われなかった場合、適切なテスト電圧が印加されると、異なる抵抗値が示される。これらは、極めて容易に其々の誤差に分類される。さらに、これらの電気的なテストパターンにより、絶縁プリント２２とＥＬ−プリント２３とのポジショニング精度を査定し、適切なテスト電圧を印加することにより、絶縁検査と平面抵抗検査とを実施することができる。さらに、これらのテストパターンを用いて、適切に選択したＥＬ−電圧を印加し、光学的にも発光フィールド２４を検査することができる。加えて、ＥＬ−発光フィールド２４では、全自動のカラー測定センサないし強度測定センサを使用して仕様の要求値をチェックすることができる。図１１は、図１０に示したシステムの断面図である。図１２は、エレクトロルミネセンス素子を内包した立体的な面的形成物の実施形態を示している。スケール照明、機能表示等のＥＬ素子を使用している。符号の説明１プラスチックフォイル（装飾フォイル）２プリント被覆層（グラフィック形態及びＥＬ−構造用）３裏付け注入（熱可塑性プラスチック）４ＥＬ−発光領域（裏付け注入されたプラスチックを除く）５ＥＬ−発光領域（裏付け注入されたプラスチックを含む）６異なるＥＬ−電極のコンタクト７ＩＴＯ−ペーストプリント８ＥＬ−ペーストプリント（異なる昼光顔料−混合物を含む）９絶縁プリント（＝誘電体）１０銀ペーストプリント１１ポリウレタン−分散−被覆層１２熱可塑性プラスチックフォイル１３金属化された熱可塑性プラスチックフォイル１４ＩＴＯ−スパッタ層１５ＥＬ−発光領域（前面に吹き付けプラスチック）１６凹所１７発光フィールド１８接続面１９ＩＴＯ−構造２０導電ペースト構造２１コンタクトフィンガー２２絶縁プリント２３エレクトロルミネセンスプリント２４発光フィールド

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年５月１８日（１９９９．５．１８）【補正内容】明細書光電発光素子を内蔵するプラスチック成形体本発明は、グラフィック形態の表面及び一体化されたエレクトロルミネセンス素子（ＥＬ素子）とを具えるプラスチック成形体に関するものてある。例えば、透明かつ常温延伸可能な熱可塑性プラスチックフォイルの上に、スクリーン印刷法を用いて、グラフィック構造とエレクトロルミネセンス構造とを施し、引き続き衝撃的なアイソスタティック高圧成形に供して、打ち抜くと共に、射出成形モールド(Spritzgupβformen)に挿入し、一般的には、適当な熱可塑性プラスチックを用いて内壁にバックインジェクトする。その結果、ＥＬ発光フィールドを内包した３次元のプラスチック成形部材を得ることができる。ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４３０９０７号公報から、立体形成物に統合されたエレクトロルミネセンスランプをベースとする３次元のエレクトロルミネセンス表示が公知である。ここでは、予め成形したエレクトロルミネセンスランプを一体化して支持体上に成形する。この技術の不利な点は、上述の透光性を有する層とエレクトロルミネセンスランプとの分離した形態であり、それらの相互の正確な位置決め、及び、それに起因する労力及びコストの嵩む製造が好適でない。同様の立体的なエレクトロルミネセンス表示はＷＯ−Ａ−９４／１４１８０に開示されている。ここでもまた、予め形成されたフォイル状のエレクトロルミネセンスランプを担体に施し、該担体と共に成形することができる。この場合、担体とエレクトロルミネセンスランプとの透光層を分離して形成し、担体におけるＥＬ−ランプの位置決めを必要とするため、製造の労力とコストとが嵩むのが不利である。請求の範囲１．１または２以上の一体化された光電活性発光素子を有するプラスチック成形体であって、少なくとも発光素子領域において透明で、常温延伸可能で、三次元的に可塑成形されたプラスチックフォイル(1)を備えており、該プラスチックフィルムは熱可塑性プラスチック（3）で裏付け注入されており、スクリーンプリンティング又はデジタルプリントの方法による発光素子の形成に先立って、発光フィールド(17)に合致する形状に形成されていることを特徴とするプラスチック成形体。２．請求項１に記載のプラスチック成形体であって、発光フィールド(17)はエレクトロルミネセンス発光フィールド(17)であり、基本的に一方がベース電極(10; 13)で他方がカバー電極(7;14)である電気的に絶縁された２つの電極からなり、これらの電極の間にエレクトロルミネセンス層(8)を配置したことを特徴とするプラスチック成形体。３．請求項１または２に記載のプラスチック成形体であって、電極(10,13;7,14) とエレクトロルミネセンス層(8)とを備えており、該エレクトロルミネセンス層( 8)は、スクリーンプリンティングペーストの形態で付与されており、誘電体層および絶縁層(9)の少なくとも１つがエレクトロルミネセンス層(8)とベース電極(10;13)との間に配置されており、スクリーンプリンティング層(7-11)がプラスチックフォイル(1)の熱変形温度未満の温度で成形可能であるプラスチック成形体。４．請求項１〜３の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、エレクトロルミネセンス層（８）は主として有機物質又は無機物質から構成され、該物質は直径が概ね１０〜６０μｍとする微粉末及び／又はマイクロカプセル化した十分な水蒸気に対する耐性を有する素子であり、適切に可塑変形しうる誘電性に優れるスクリーンプリンティング顔料を添加したことを特徴とするプラスチック成形体。５．請求項１〜３の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、プラスチックフォイル（１）の内側及び／又は外側には、熱可塑性プラスチック（３）を裏付け注入したことを特徴とするプラスチック成形体。６．請求項１〜４の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、サンドウィッチ形状としてグラフィック形態のプラスチックフォイル（１）は、内側及び／又は外側に追加的な熱可塑性フォイル（１２）を備えることを特徴とするプラスチック成形体。７．請求項１〜６の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、十分に透明かつ導電性を有する被覆電極（７）は、いわゆるインジウム一錫−酸化物（ＩＴＯ）−ペーストから構成されることを特徴とするプラスチック成形体。８．請求項１〜７の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、プラスチックフォイル（１）はＩＴＯ−スパッタ層（１４）及び／又は半透明の反射層の形態の被覆電極を有し、この十分な透明性を有する被覆電極（１４）は、強い変形の領域及び／又は発光フィールド（１７）の外側の領域において、導電性ポリマーペーストを介してプリントされたことを特徴とするプラスチック成形体。９．請求項１〜８の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、絶縁層（９）と銀ペーストーベース電極（１０）との代わりに、背面に金属化した透明かつ薄いフォイル（１３）を、エレクトロルミネセンス層（８）ないし被覆層（１１）の上に施したことを特徴とするプラスチック成形体。１０．請求項１〜９の何れか一項に記載のプラスチック成形体を製造する方法において、下記の工程、即ち、透明の常温延伸可能な薄いプラスチックフォイル− 支持体の調製；被覆性及び／又は半透明性のスクリーンプリンティング形成物の形態のグラフィック形態の塗布；十分に透明な導電性を有する被覆電極層の塗布；エレクトロルミネセンス層の塗布；誘電性を有する絶縁層の塗布；導電性を有するベース電極層の塗布；単一利用又は多重利用によるプラスチックフォイル−支持体の立体的な可塑成形；単一利用の打ち抜きを特徴とする製造方法。１１．請求項１〜９の何れか一項に記載のプラスチック成形体を製造する方法において、下記の工程、即ち、スパッタ方式により、内側をＩＴＯ−層及び／又は半透明反射層で全面的に被覆した、透明の常温延伸可能な薄いプラスチックフォイル−支持体の調製；被覆性及び／又は半透明性のスクリーンプリンティング形成物の形態のグラフィック形態の塗布；エレクトロルミネセンス層の塗布；誘電性を有する絶縁層の塗布；導電性を有するベース電極層の塗布；単一利用又は多重利用によるプラスチックフォイル−支持体の立体的な可塑成形；単一利用の打ち抜きを特徴とする製造方法。１２．請求項１０又は１１に記載の方法において、成形したプラスチックフォイル−支持体を射出成形ダイ(Spritzguβwerkzeug)に挿入すると共に、適切な熱可塑性プラスチックで裏付け注入し、エレクトロルミネセンス電極と、必要に応じた窓とのために電気接続面を空けておくか、あるいは電気接続面を導電性コンタクト素子及び／又はフォイルケーブルとする挿入部材及び／又は付加部材によって外方へ案内することを特徴とする方法。１３．請求項１０〜１２の何れか一項に記載の方法において、プラスチックフォイル−支持体の立体的な可塑成形は、圧縮液の圧力が２０ｂａｒを超え、プラスチックの熱変形温度よりも低い動作温度に加熱するアイソスタティック高圧成形によって実現することを特徴とする方法。１４．請求項１０〜１２の何れか一項に記載の方法において、立体的な可塑成形は、平板な成形していないプラスチックフォイル−支持体を射出成形ダイに挿入することによって実現し、射出成形ダイはプラスチックの熱変形温度よりも低い動作温度に加熱され、主として力学的な成形と、それに続く熱可塑性の注入コンパウンドによる最終成形又は主として熱可塑性の注入コンパウンドそれ自体によって成形を実現することを特徴とする方法。１５．請求項１０〜１２の何れか一項に記載の方法において、プラスチックフォイル−支持体を力学的なエンボス工程を介して立体的に予め成形し、そのように予め成形して射出成形ダイに挿入することを特徴とする方法。１６．請求項１０〜１５の何れか一項に記載の方法において、ベース電極層への中間工程として、水性ポリウレタン−分散媒及び／又は溶剤を含むポリウレタン顔料をベースとするスクリーンプリンティング層を、最適な結合を目的として、熱可塑性プラスチックコンパウンドに塗布し、エレクトロルミネセンス電極と、必要に応じた窓とのために電気接触面を空けておくことを特徴とする方法。１７．請求項１０〜１６の何れか一項に記載の方法において、エレクトロルミネセンス層のスクリーンプリンティングペーストに、各種のエレクトロルミネセンス−顔料の他にも、昼光カラー顔料を混合することを特徴とする方法。１８．請求項１０〜１７の何れか一項に記載の方法において、互いに組み込まれ、別個に制御可能な発光フィールドを生成し、内在する発光フィールドのベース電極接続部材を銀導電ペーストによって外方に導くと共に、付加的な局部の絶縁被圧層は外在する電極接続を介して施され、前記の内在するベース電極接続は電気的に絶縁して外方へ案内可能であると共に、ベース電極接続は電気的に分離して制御可能であることを特徴とする方法。１９．請求項１０〜１８の何れか一項に記載の方法において、ベース電極層には薄い熱可塑性フォイルをラミネートし、熱可塑性プラスチックを用いた裏付け注入の場合には、より高い温度負荷と、それに伴う高温の、特に、不都合な注入ポジションとが許容されることを特徴とする方法。２０．請求項１０〜１９の何れか一項に記載の方法において、熱可塑性プラスチックを用いた注入は、内側のみならず、外側にも両サイドから実現するため、光学的なレンズ効果と光導効果とを生じ、特に、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、透明なアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、プラスチック及び前記プラスチックの適当な混合物をベースとした熱可塑性プラスチックを使用することを特徴とする方法。２１．請求項１０〜２０の何れか一項に記載の方法において、導電ペーストを用いて誘電性を有する絶縁層とベース電極層とを塗布する代わりに、ＩＴＯ−電極の増強及びその電気的接続を目的として、パターンだけをプリントし、次に、水性ポリウレタン−分散被覆層の有無を問わず、背面に金属化した透明の薄いフォイルをラミネートし、該フォイルは誘電体とベース電極とを含むレフレクタであることを特徴とする方法。２２．請求項１０〜２１の何れか一項に記載の方法において、十分に透明で認識困難であると共に、銀ペーストのプリントのために位置決めされるＩＴＯ−スクリーンプリンティング被覆層のポジショニングに係る検査及びプロセスコントロールは、電気的なコンタクトピンを介して実行され、所与のテストパターンは幾何学的に正確な電気的測定アダプタと接触可能であると共に、ほぼ透明の導電性を有するＩＴＯ−スクリーンプリンティングパターンが所与の許容誤差内で施されるならば、正の信号のみが与えられること、及び、電気的な測定アダプタを用いて、ＩＴＯ−及び銀ペースト−テストパターンに係る平面抵抗を確定すると共に、これらの測定値をプロセス−及び機能コントロールに援用すること、及び、適切なテストパターンにおける相応にサイズ決定された電気的なテストピンによって、絶縁プリントとエレクトロルミネセンスプリントとの破裂強度を検査すると共に記録保存し、加えて層構造の乾燥状態をチェックすると同時に、テストパターンの電気容量値を測定し、所与の許容誤差を審査すると共に、このプロセスは空中湿度及び温度をコントロールした一定の周辺条件の下で遂行されることを特徴とする方法。

Claims

【特許請求の範囲】１．１または２以上の一体化された光電活性発光素子を有するプラスチック成形体であって、少なくとも発光素子領域において透明で、常温延伸可能で、三次元的に成形されたプラスチックフォイル(1)を備えており、該プラスチックフィルムは熱可塑性プラスチック(3)で裏付け注入されており、スクリーンプリンティングによる発光素子の形成に先立って、発光フィールド(17)に合致する形状に形成されていることを特徴とするプラスチック成形体。２．請求項１に記載のプラスチック成形体であって、発光フィールド(17)はエレクトロルミネセンス発光フィールド(17)であり、基本的に一方がベース電極(10; 13)で他方がカバー電極(7;14)である電気的に絶縁された２つの電極からなり、これらの電極の間にエレクトロルミネセンス層(8)を配置したことを特徴とするプラスチック成形体。３．請求項１または２に記載のプラスチック成形体であって、電極(10,13;7,14) とエレクトロルミネセンス層(8)とを備えており、該エレクトロルミネセンス層( 8)は、スクリーンプリンティングペーストの形態で付与されており、誘電体層および絶縁層(9)の少なくとも１つがエレクトロルミネセンス層(8)とベース電極(10;13)との間に配置されており、スクリーンプリンティング層(7-11)がプラスチックフォイル(1)の熱変形温度未満の温度で成形可能であるプラスチック成形体。４．請求項１〜３の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、エレクトロルミネセンス層（８）は主として有機物質又は無機物質から構成され、該物質は直径が概ね１０〜６０μｍとする微粉末及び／又はマイクロカプセル化した十分な水蒸気に対する耐性を有する素子であり、適切に可塑変形しうる誘電性に優れるスクリーンプリンティング顔料を添加したことを特徴とするプラスチック成形体。５．請求項１〜３の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、プラスチックフォイル（１）の内側及び／又は外側には、熱可塑性プラスチック（３）を裏付け注入したことを特徴とするプラスチック成形体。６．請求項１〜４の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、サンドウィッチ形状としてグラフィック形態のプラスチックフォイル（１）は、内側及び／又は外側に追加的な熱可塑性フォイル（１２）を備えることを特徴とするプラスチック成形体。７．請求項１〜６の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、十分に透明かつ導電性を有する被覆電極（７）は、いわゆるインジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）−ペーストから構成されることを特徴とするプラスチック成形体。８．請求項１〜７の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、プラスチックフォイル（１）はＩＴＯ−スパッタ層（１４）及び／又は半透明の反射層の形態の被覆電極を有し、この十分な透明性を有する被覆電極（１４）は、強い変形の領域及び／又は発光フィールド（１７）の外側の領域において、導電性ポリマーペーストを介してプリントされたことを特徴とするプラスチック成形体。９．請求項１〜８の何れか一項に記載のプラスチック成形体において、絶縁層（９）と銀ペースト−ベース電極（１０）との代わりに、背面に金属化した透明かつ薄いフォイル（１３）を、エレクトロルミネセンス層（８）ないし被覆層（１１）の上に施したことを特徴とするプラスチック成形体。１０．請求項１〜９の何れか一項に記載のプラスチック成形体を製造する方法において、下記の工程、即ち、透明の常温延伸可能な薄いプラスチックフォイル− 支持体の調製；被覆性及び／又は半透明性のスクリーンプリンティング形成物の形態のグラフィック形態の塗布；十分に透明な導電性を有する被覆電極層の塗布；エレクトロルミネセンス層の塗布；誘電性を有する絶縁層の塗布；導電性を有するベース電極層の塗布；単一利用又は多重利用によるプラスチックフォイル−支持体の立体的な成形；単一利用の打ち抜きを特徴とする製造方法。１１．請求項１〜９の何れか一項に記載のプラスチック成形体を製造する方法において、下記の工程、即ち、スパッタ方式により、内側をＩＴＯ−層及び／又は半透明反射層で全面的に被覆した、透明の常温延伸可能な薄いプラスチックフォイル−支持体の調製；被覆性及び／又は半透明性のスクリーンプリンティング形成物の形態のグラフィック形態の塗布；エレクトロルミネセンス層の塗布；誘電性を有する絶縁層の塗布；導電性を有するベース電極層の塗布；単一利用又は多重利用によるプラスチックフォイル−支持体の立体的な成形；単一利用の打ち抜きを特徴とする製造方法。１２．請求項１０又は１１に記載の方法において、成形したプラスチックフォイル−支持体を射出成形ダイ(Spritzguβwerkzeug)に挿入すると共に、適切な熱可塑性プラスチックで裏付け注入し、エレクトロルミネセンス電極と、必要に応じた窓とのために電気接続面を空けておくか、あるいは電気接続面を導電性コンタクト素子及び／又はフォイルケーブルとする挿入部材及び／又は付加部材によって外方へ案内することを特徴とする方法。１３．請求項１０〜１２の何れか一項に記載の方法において、プラスチックフォイル−支持体の立体的な成形は、圧縮液の圧力が２０ｂａｒを超え、プラスチックの熱変形温度よりも低い動作温度に加熱するアイソスタティック高圧成形によって実現することを特徴とする方法。１４．請求項１０〜１２の何れか一項に記載の方法において、立体的な成形は、平板な成形していないプラスチックフォイル−支持体を射出成形ダイに挿入することによって実現し、射出成形ダイはプラスチックの熱変形温度よりも低い動作温度に加熱され、主として力学的な成形と、それに続く熱可塑性の注入コンパウンドによる最終変形又は主として熱可塑性の注入コンパウンドそれ自体によって成形を実現することを特徴とする方法。１５．請求項１０〜１２の何れか一項に記載の方法において、プラスチックフォイル−支持体を力学的なエンボス工程を介して立体的に予め成形し、そのように予め成形して射出成形ダイに挿入することを特徴とする方法。１６．請求項１０〜１５の何れか一項に記載の方法において、ベース電極層への中間工程として、水性ポリウレタン−分散媒及び／又は溶剤を含むポリウレタン顔料をベースとするスクリーンプリンティング層を、最適な結合を目的として、熱可塑性プラスチックコンパウンドに塗布し、エレクトロルミネセンス電極と、必要に応じた窓とのために電気接触面を空けておくことを特徴とする方法。１７．請求項１０〜１６の何れか一項に記載の方法において、エレクトロルミネセンス層のスクリーンプリンティングペーストに、各種のエレクトロルミネセンス−顔料の他にも、昼光カラー顔料を混合することを特徴とする方法。１８．請求項１０〜１７の何れか一項に記載の方法において、互いに組み込まれ、別個に制御可能な発光フィールドを生成し、内在する発光フィールドのベース電極接続部材を銀導電ペーストによっていわゆるクロスオーバー技術により外方に導くと共に、付加的な局部の絶縁被圧層は外在する電極接続を介して施され、前記の内在するベース電極接続は電気的に絶縁して外方へ案内可能であると共に、ベース電極接続は電気的に分離して制御可能であることを特徴とする方法。１９．請求項１０〜１８の何れか一項に記載の方法において、ベース電極層には薄い熱可塑性フォイルをラミネートし、熱可塑性プラスチックを用いた裏付け注入の場合には、より高い温度負荷と、それに伴う高温の、特に、不都合な注入ポジションとが許容されることを特徴とする方法。２０．請求項１０〜１９の何れか一項に記載の方法において、熱可塑性プラスチックを用いた注入は、内側のみならず、外側にも両サイドから実現するため、光学的なレンズ効果と光導効果とを生じ、特に、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、透明なアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、プラスチック及び前記プラスチックの適当な混合物をベースとした熱可塑性プラスチックを使用することを特徴とする方法。２１．請求項１０〜２０の何れか一項に記載の方法において、導電ペーストを用いて誘電性を有する絶縁層とベース電極層とを塗布する代わりに、ＩＴＯ−電極の増強及びその電気的接続を目的として、パターンだけをプリントし、次に、水性ポリウレタン−分散被覆層の有無を問わず、背面に金属化した透明の薄いフォイルをラミネートし、該フォイルは誘電体とベース電極とを含むレフレクタであることを特徴とする方法。２２．請求項１０〜２１の何れか一項に記載の方法において、十分に透明で認識困難であると共に、銀ペーストのプリントのために位置決めされるＩＴＯ−スクリーンプリンティング被覆層のポジショニングに係る検査及びプロセスコントロールは、電気的なコンタクトピンを介して実行され、所与のテストパターンは幾何学的に正確な電気的測定アダプタと接触可能であると共に、ほぼ透明の導電性を有するＩＴＯ−スクリーンプリンティングパターンが所与の許容誤差内で施されるならば、正の信号のみが与えられること、及び、電気的な測定アダプタを用いて、ＩＴＯ−及び銀ペーストーテストパターンに係る平面抵抗を確定すると共に、これらの測定値をプロセス−及び機能コントロールに援用すること、及び、適切なテストパターンにおける相応にサイズ決定された電気的なテストピンによって、絶縁プリントとエレクトロルミネセンスプリントとの破裂強度を検査すると共に記録保存し、加えて層構造の乾燥状態をチェックすると同時に、テストパターンの電気容量値を測定し、所与の許容誤差を審査すると共に、このプロセスは空中湿度及び温度をコントロールした一定の周辺条件の下で遂行されることを特徴とする方法。