KR100267208B1 - 후막 이엘시트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후막 EL시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 투명도전막(ITO가 코팅되어 있는 PET 필름, 유리 및 크리스탈)위에 스크린 인쇄법을 이용하여 EL시트를 제조하므로서, 사이즈의 대형화가 가능하며 발광효율과 휘도 및 경제성이 우수하고, 생산성과 재현성이 향상된 후막 EL시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 전체 제조공정은, 투명도전막(ITO가 코팅되어 있는 PET 필름, 유리 및 크리스탈)을 세척하는 제1공정 ; 투명도전막(ITO가 코팅된 PET 필름, 유리 및 크리스탈)의 양단부에 카본 부스바를 인쇄하는 제2공정 ; 카본 부스바의 상면에 실버 부스바를 인쇄하는 제3공정 ; 상기 부스바의 내측에 형광층을 인쇄하는 제4공정 ; 형광층의 상부에 절연층을 인쇄하는 제5공정 ; 절연층의 상면에 보호막 카본을 인쇄하는 제6공정 ; 보호막 카본의 상면에 배면 전극으로 실버를 인쇄하는 제7공정 ; 건조 및 후면 보호피막층을 라미네이팅하는 제8공정 ; 부스바와 배면 전극위에 전극을 설치하는 제9공정 ; 방습 및 제품보호용 PCTEE를 이용 라미네이팅하는 제10공정으로 이루어지는 것이다.

Description

후막 이엘시트 및 그 제조방법

본 발명은 후막 EL시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 스크린 인쇄법을 이용하여 ITO가 증착된 기판위에 발광층을 형성하여 EL시트를 제조하는 것으로서, 특히 사이즈가 대형화되면서 발광효율과 휘도 및 경제성이 우수하고 생산성과 재현성이 향상된 후막 EL시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

현재 생산되고 있는 EL시트는 최대크기가 10㎝×20㎝로서 알루미늄판을 배면전극으로 사용하고 있다. 이런 구조의 EL을 대형화할 경우 발생하는 공정상의 불편함이나 어려움과, 면 저항이 증가되는 문제를 해결하지 못하여 극히 제한적인 용도 범위내에서만 EL시트가 제조되어 산업분야에 이용되고 있다.

본 발명은 종래기술에서 문제점으로 지적되고 있는 전기저항을 낮출 수 있는 연구를 거듭한 결과 본 발명을 완성하기에 이른 것으로서, 본 발명의 목적은 배면전극으로 실버를 사용하여 박형으로 형성함으로써, 전기저항을 낮추고 유연성이 우수한 후막 EL시트 및 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 EL시트를 구성하는 절연층과 실버 배면 전극사이에 카본을 인쇄함으로써 실버의 이동을 막아주고, 황의 침투를 억제하는 보호피막을 형성하여 안정적으로 구동이 가능한 후막 EL시트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 EL시트를 구성하는 바인더로 PES, PVC, 니트로셀룰로오즈를 사용하여 제품의 코스트를 절감함과 아울러 작업효율을 증대하고 일반 산업분야에 광범위하게 이용할 수 있는 후막 EL시트 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 절연물질인 BaTiO₃에 La를 첨가하여 기존의 BaTiO₃보다 뛰어난 절연효과를 얻음으로서 대형절연에 적합하게 구성함으로서 대형의 후막 EL시트의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 후막 EL시트의 제조방법은 불순물을 완전 제거하여 부착력을 향상시키고 시트의 안정성을 유지하기 위하여 투명도전막(ITO가 코팅된 PET필름, 유리 및 크리스탈)을 초음파 세척한 후 질소(N₂) 가스를 분사하여 표면의 수분을 제거시키고, 건조기에서 80~100℃ 온도에서 완전 건조시키는 투명도전막(ITO가 코팅된 PET 필름, 유리 및 크리스탈)의 상면 양단부에 폭 5∼10㎜, 두께 10∼12㎛로 카본을 인쇄하고 60~80℃ 온도에서 5∼10분 건조시킨 후 상기 카본 부스바 위에 두께 7∼14㎛ 두께로 실버 부스바를 인쇄한 후 60~80℃ 온도에서 5∼10분간 건조시키는 실버 부스바 인쇄공정 후에 부스바의 양단 안에 형광체를 유기용매에 녹인 바인더(시아노에틸 폴리비닐알콜, PES, 니트로셀룰로오즈)와 1∼4:1wt%의 비율로 혼합하여 교반시킨 형광체 Paste를 이용하여 두께 50∼60㎛로 인쇄하고, 60∼70℃ 온도에서 5∼10분간 건조시켜 형광층을 형성한다. 형광층 위에 절연물질로 BaTiO₃과 (Pb, La)TiO₃, SrTiO₃를 사용하여 바인더(시아노에틸 폴리비닐알콜, PES, PVC, 니트로셀룰로오즈)와 1∼4:1wt%(시아노에틸 폴리비닐알콜의 경우는 3∼6:1wt%)의 비율로 혼합하여 교반시킨 후 두께 15∼20㎛로 인쇄하고 60~70℃ 온도에서 5~20분간 건조시켜 절연층을 형성시킨다.

특히, 배면전극으로서 실버를 이용하여 두께 7~14㎛로 인쇄하고 60~80℃ 온도에서 5~20분간 건조시킨 후 다시 80~90℃ 온도에서 5~3분간 열처리하여 배면전극을 완성시킨다.

이때 실버의 이동과 황의 침투를 막기 위해 실버에 대한 시트보호용으로 카본을 10~12㎛ 두께로 절연층과 배면 전극 사이에 형성시킨다. 후면보호 피막 및 내부 방습효과를 위하여 건조층을 삽입한 뒤 라미네이팅하는 코팅공정과 전극처리로서 구리를 이용하여 2~10mm 폭으로 부스바와 배면 전극 양단에 전극을 설치하는 공정과 외부의 습기로부터 제품을 보호하기 위해서 PCTFE(폴리클로로 트리풀로오르에틸렌)을 전체적으로 라미네이팅하는 공정으로 제조하는 것이다.

이와 같은 제조공정으로 투명도전막(ITO가 코팅된 PET필름, 유리 및 크리스탈) 양단부에 카본 부스바를 10∼12㎛와 실버 부스바를 7∼14㎛의 두께로 순차적으로 인쇄하고, 상기 실버 부스바의 사이에 형광층을 50∼60㎛의 두께로 인쇄하고, 형광층 위에 두께 15∼20㎛의 절연층을 인쇄하고, 절연층의 상면에 보호층 카본을 10∼12㎛와 두께와 실버 배면 전극을 7∼14㎛ 두께로 인쇄하고, 후면보호피막 및 방습층을 삽입한 뒤 라미네이팅 처리를 하고, 상기 실버 부스바와 배면 전극 위에는 구리를 이용하여 전극 처리한 후, 외부에는 PCTFE로 라미네이팅 처리한 구조를 갖는 후막 EL시트를 제조하는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 대하여 첨부도면 도1~도3을 이용하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

도 1은 본 발명에 의해서 제조된 EL시트의 전체 구조를 나타낸 단면도

도 2는 본 발명의 제조공정을 나타낸 플로우 챠트도

도 3은 본 발명의 연속 스크린 인쇄장치도

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1)…형광층 (2)…ITO (3)…카본부스바

(4)…실버부스바 (5)…보호막카본 (6)…실버배면전극

(7)…보호피막 및 건조층 (8)…전극 (9)…절연층

(10)…기판

(제1공정)

먼지등 기타 이물질을 제거하고 투명 전도막내에 핀홀이나 불순물 이온을 제거하여 소자의 안정성을 유지하기 위하여 기판(10)위에 ITO(2)가 균일하게 도포되어 있는 투명도전막(ITO가 도포되어 있는 PET필름, 유리 및 크리스탈)을 5∼10초 동안 초음파 세척한 후 질소가스(N₂)를 분사하여 표면의 수분을 제거한 후 80~100℃ 온도에서 완전 건조한다.

(제2공정)

투명도전막의 표면저항을 줄이고, 고른 전계를 가해주어 EL시트의 안정성을 높이기 위하여 상기의 ITO(2)층의 양단부에 폭5∼10㎜, 두께 10∼12㎛의 두께로 카본을 스크린 인쇄법으로 인쇄한 후 이를 60~80℃ 온도에서 5∼10분간 건조시켜 카본 부스바(3)를 형성한다.

(제3공정)

상기와 같이 완전 건조된 카본 부스바(3)의 상면에는면적이 커지면서 증가되는 투명도전막의 표면저항을 줄이고, 형광체에 고른 전계분포를 형성시켜 휘도편차를 줄이고, 전력소비를 절감시켜 휘도 및 응답속도를 증가시키기 위하여, 폭 5∼10㎜, 두께7∼14㎛로 실버 부스바(4)를 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 60~80℃ 온도에서 5∼10분간 건조시킨다.

(제4공정)

상기 제3공정에서 완료된 실버 부스바(4)의 내측에는 형광층을 인쇄하는 것으로서, 이의 형광층(1) 인쇄공정은 3가지의 방법으로 제작할 수 있으며, 제 1의 방법은 휘도를 높이기 위하여 형광체와 유기용매를 혼합한 시아노에틸 폴리비닐알코올을 1∼4:1wt%로 혼합하여 일정 점도를 유지시키며 교반한 후 스크린 인쇄법으로 인쇄한 후 60∼70℃ 온도에서 5∼10분간 건조시킨 후, 두께가 50∼60㎛이 되도록 반복하여 인쇄하는 방법과, 제2의 방법으로는 저렴한 가격으로 경제성이 우수한 EL시트를 제공하기 위하여 형광체와 유기용매를 혼합한 PES(폴리에스테르)를 1∼4:1wt%로 혼합하고 이 혼합액의 일정 점도를 유지시키며 교반하여 스크린 인쇄법으로 인쇄한 후 60∼70℃ 온도에서 5∼10분간 건조시킨 후 두께가 50∼60㎛가 되도록 반복하여 인쇄하는 방법과, 제3의 방법으로는 형광체와 유기용매를 혼합한 니트로셀룰로오즈를 1∼4:1wt%로 혼합하고 이 혼합액을 일정 점도를 유지하며 교반시킨 후 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 60~70℃ 온도에서 5∼10분간 건조시킨 후 두께가 50∼60㎛이 되도록 반복하여 인쇄하는 방법으로서 니트로셀룰로오즈는 접착성이 좋고 유전성질도 있으면서 가격이 저렴하여 경제성이 우수하고 휘도가 높은 EL시트를 제공할 수 있는 것이다.

(제5공정)

상기의 형광층(1)의 상면에는 BaTiO₃, SrTiO₃, (Pb, La)TiO₃을 절연물질로 사용하여 절연층(9)을 스크린 인쇄법으로 형성하는 것으로서, 이는 하기와 같이 3가지의 방법으로 제조한다.

제1의 방법은 상기의 절연물질중 어느 하나와 유기용매에 용해시킨 시아노에틸 폴리비닐알코올을 3∼6:1wt%로 혼합한 혼합액을 일정 점도를 유지하여 교반시킨 잉크를 이용하여 스크린 인쇄법으로 인쇄한 후 60~70℃ 온도에서 5~20분간 건조시킨 후, 두께가 15∼20㎛이 될 때까지 반복 인쇄한다.

제2의 방법으로는 상기의 절연물질중 어느 하나와 유기용매에 용해시킨 PVC(폴리염화비닐)를 1∼4:1wt%로 혼합하고 이 혼합액을 일정 점도를 유지하여 교반시킨 후 스크린 인쇄법으로 인쇄하여 60~70℃ 온도에서 5~20분간 건조시킨 후, 두께가 15∼20㎛가 될 때까지 반복 인쇄한다.

제3의 방법으로는 상기의 절연물질중 어느 하나와 유기용매에 용해시킨 니트로셀룰로오즈를 1∼4:1wt%로 혼합하고 이 혼합액을 일정 점도를 유지하여 교반시킨 후 스크리니 인쇄법으로 인쇄하여 60∼70℃ 온도에서 5∼20분간 건조시킨 후, 두께가 15~20㎛가 될 때까지 반복 인쇄한다.

상기와 같은 방법은 고유전계인 시아노에틸 폴리비닐 알코올을 사용함으로써 휘도를 높일 수 있고 PVC를 바인더로 사용하여 경제성이 우수하고 습기에 강한 EL시트를 제조할 수 있으며, 또한 니트로셀룰로오즈를 바인더로 사용하여 유전성질 및 경제성을 높일 수 있으며, 더욱이 두께가 15∼20㎛ 정도로 인쇄하여 높은 휘도를 갖는 시트를 제작할 수 있고, PbTiO₃에 소량의 La를 첨가하여 기존의 BaTiO₃보다 우수한 절연효과를 얻음으로서 대형절연에 적합하게 구성함으로서 대형의 후막 EL시트를 제공할 수 있는 것이다.

(제6공정)

제5공정으로 인쇄된 절연층(9)의 상면에는 고전계에서 실버의 이동을 방지하고 황의 침투를 억제시키는 실버에 대한 보호피막을 형성하여 안정적인 EL시트를 제조하기 위하여 부스바와 1~2mm의 간격을 두고 카본(5)을 10∼12㎛ 두께로 스크린 인쇄한 후 60~80℃ 온도로 5∼10분간 건조시킨다.

(제7공정)

상기 제6공정에서 완성된 보호막 카본(5)의 상부에 실버 배면 전극(6)을 인쇄하는 것으로서, 이는 EL시트의 크기에 따라 크게 두가지 방법을 사용하여 형성한다.

제1의 방법으로서 전도성이 뛰어난 실버를 전면적에 인쇄하여 저항을 낮추어 전력소비를 줄이는 것으로서, 이는 EL시트의 폭이 60㎝ 이상의 대형사이즈를 생산하는데 적용하는 것으로 실버를 카본의 상면 상에 7∼14㎛ 두께로 스크린 인쇄한 후 60~80℃ 온도로 5∼10분간 건조한 후 다시 80~90℃ 온도에서 5~30분간 열처리하는 방법이다.

그리고 제2의 방법은 경제성이 우수하면서도 전력소비를 줄이기 위한 것으로서 이는 폭이 60㎝ 이하의 EL시트를 생산하는데 적합한 것으로서 실버를 카본의 상면에 선두께2~5㎜의 벌집 무늬 모양으로 인쇄하는 것이.

(제8공정)

이어서 EL시트의 안전성을 유지하기 위하여 후면보호피막 및 건조층(7)(폴리아미드, 나이론66)을 삽입하여 내부의습기로부터 소자를 보호하여 수명을 연장시킨다.

(제9공정)

폭 2~10mm의 구리를 부스바와 배면 전극 위 양단에 부착하여 전극(8)을 설치한다.

(제10공정)

상기와 같은 공정으로 완성된 EL시트에 방습층을 삽입하고, 품질검사를 행한 후, 외부습기 및 제품보호용으로 PCTFE로 라미네이팅하여 포장하면 일련의 제조공정이 완료되는 것이다.

이상 상기에서와 같이 본 발명은 일련의 공정을 종래 기술에서 문제점으로 지적되고 있는 EL시트의 면적이 커질 때 전기저항이 상승함으로써 대형사이즈의 생산이 불가능한 기술적인 문제점을 해소함으로써 대형사이즈의 생산이 가능하고 각종의 산업분야에 걸쳐서 범용화할 수 있는 것이다.

또한, 저렴한 바인더를 사용하여 경쟁력이 우수할 뿐만 아니라 고유전율을 가지는 절연물질을 사용하여 전력소비를 줄이고 대체산업 및 수출의 효과를 극대화 할 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (19)

1. 투명도전막(ITO가 코팅되어 있는 PET필름, 유리 및 크리스탈)을 세척하는 제1공정 ; 투명도전막(ITO)가 코팅되어 있는 PET필름, 유리 및 크리스탈)의 양단부에 카본 부스바를 인쇄하는 제2공정, 카본 부스바의 상면에 실버 부스바를 인쇄하는 제3공정 ; 상기 실버 부스바의 내측에 형광층을 인쇄하는 제4공정 ; 형광층의 상부에 절연층을 인쇄하는 제5공정 ; 절연층의 상면에 보호막 카본을 인쇄하는 제6공정 ; 보호막 카본의 상면에 배면 전극으로 실버를 인쇄하는 제7공정 ; 건조 및 후면보호피막층을 삽입하여 라미네이팅하는 제8공정 ; 부스바와 배면 전극 위에 전극을 설치하는 제9공정 ; 외부방습 및 제품보호용 피막을 라미네이팅하는 제10공정으로 이루어지는 후막 EL시트의 제조방법.
2. 투명도전막(ITO가 코팅된 PET필름, 유리 및 크리스탈)의 양단부에 카본 부스바를 10∼12㎛와 실버 부스바를 7∼14㎛ 두께로 순차적으로 인쇄된 상기 부스바의 내측면에 형광층을 50∼60㎛ 두께로 인쇄하고, 형광층의 외표면에 두께 15∼20㎛의 전면층을 인쇄하고, 절연층의 상면에 보호층 카본을 10∼12㎛ 두께 실버 배면 전극을 7∼14㎛ 두께로 인쇄하고, 후면보호피막 및 건조층을 삽입하여 라미네이트하고, 상기 실버 부스바와 배면 전극에는 구리를 이용하여 전극 처리하고, 외부에는 PCTFE로 코팅후 라미네이팅 처리한 것을 특징으로 하는 후막 EL시트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2의 공정의 카본 부스바를 ITO층 상면 양단에 폭 5∼10㎜로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제3공정의 실버 부스바를 폭 5∼10㎜로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제4공정의 형광층을 50∼60㎛의 두께로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제5공정의 절연층을 BaTiO₃, SrTiO₃, (Pb, La)TiO₃, 중 어느 하나를 사용하여 15∼20㎛ 두께로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
7. 상기 제1항에 있어서,

   상기 제6공정의 보호막 카본을 부스바와 1~2㎜ 간격을 두고 절연층 위에 10∼12㎛의 두께로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제7공정의 실버 배면 전극을 보호막 카본의 상면 전면적에 7∼14㎛ 두께로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 제9공정의 전극설치는 구리를 이용하여 부스바와 배면 전극의 상면 양단에 2∼10㎜의 폭으로 형성하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 제10공정의 보호피막은 외부 습기로부터 EL시트를 보호하기 위해 PCTFE로 라미네이팅하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
11. 제5항에 있어서,

    상기 형광층은 형광체를 시아노에틸 폴리비닐 알코올과 1∼4:1wt%로 혼합하여 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
12. 제5항에 있어서,

    상기 형광층은 형광체를 PES와 1∼4:1wt%로 혼합하여 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
13. 제5항에 있어서,

    상기 형광층은 형광체와 니트로셀룰로오즈를 1∼4:1wt%로 혼합하여 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
14. 제6항에 있어서,

    상기 절연물질중 어느 하나와 사이노에틸 폴리비닐 알코올을 3∼6:1wt%로 혼합하여 인쇄하는 것을 특징으로 하는 EL시트의 제조방법.
15. 제6항에 있어서,

    상기 절연물질중 어느 하나와 PVC를 1∼4:1wt%로 혼합하여 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
16. 제6항에 있어서,

    상기 절연물질중 어느 하나와 니트로셀룰로오즈를 1∼4:1wt%로 혼합하여 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
17. 제8항에 있어서,

    상기 실버 배면 전극을 보호막 카본 위에 육각형 벌집 모양으로 7∼14㎛의 두께로 인쇄하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
18. 제1항에 있어서,

    후막 보호피막 및 내부 습기로부터 EL시트를 보호하기 위해 건조층(폴리아미드, 나일론66)을 삽입하는 것을 특징으로 하는 후막 EL시트의 제조방법.
19. 제18항에 있어서,

    실버 배면 전극은 선 두께 2~5㎜로 정육각형 벌집 모양으로 인쇄한 것을 특징으로 하는 EL시트.