KR100276552B1 - 광투과성 및 도전성을 갖는 플라스틱 웨브전극 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가요성 및 반투과성을 갖는 도전성 플라스틱 웨브전극에 관한 것으로, 상기 전극은 통상의 비전도성인 반투명 플라스틱 막을 천공하거나 또는 플라스틱 섬유의 웨브를 직조한 후 인듐-주석산화물과 같은 도전성 금속산화물의 직물 박막층 또는 상기 막의 양 표면에 도포함으로써 제조된다. 상기 도전성 층은 천공부 또는 직조 공간을 통해 연통되므로 전자 발광층 또는 후방 전극에 이용되는 도전성 막 또는 웨브전극이 형성되므로 등(lights), 사인(signs) 및 이와 유사한 전자발광 적층구조가 용이하게 형성된다.

Description

광투과성 및 도전성을 갖는 플라스틱 웨브전극 및 그 제조방법

본 발명은 광투과성 및 도전성을 갖는 플라스틱 웨브전극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 전기적으로 발광 및 감광하는 박막의 디스플레이장치, 램프 또는 전류의 통과에 따라 광을 발생, 투과하는 사인(sign) 등에 이용되는 도전성 시이트(sheet) 또는 웨브(web)에 관한 것이다.

다양한 구성의 복합 전자발광 또는 전기감광성의 박막구조를 갖는 광발생, 광투과 장치는 야폐(Jaffe) 등의 미국특허 제3,315,111호, 아만스(Amans)의 미국특허 제3,295,002호, 가와신마(Kawashinma) 등의 미국특허 제5,411,759호에 공지되어 있다. 상기 장치에 따른 복합 구조는 전방 전극층 또는 피막, 후방 전극층 또는 박막, 및 상기 전극층들 사이에 개재되어 상기 전극층들 사이로 전류의 흐름에 따라 광을 방출하는 전기감광 또는 발광층 또는 피막으로 이루어진 셀을 포함한 적층구조이다. 상기 전자발광층은 도안이나 메시지 형태로 인쇄되며, 상부 전극층은 전도성과 광투과성을 구비하므로 활성화된 도안이나 메시지를 통해 볼 수 있다. 상기 상하부 전극층에는 도선들이 형성되며, 전체의 셀 적층구조는 투명한 비도전성 플라스틱 막과 같은 보호용 상하부 시이트에 의해 싸여진다. 상기 도선들은 상기 상하부 시이트로 부터 연장되어 상기 형광층을 구동시키기 위해 적층구조를 통해 전류를 통과시킬 수 있게 되어 있다.

상기 장치에 따른 상부 전극층은 강성, 가용성, 자체 지지성, 도전성 및 높은 광투과성이 요구된다는 문제점이 있으며, 통상의 저가의 플라스틱 막은 강성, 가요성 및 광투광성은 구비되어 있으나 비도전성이다. 인듐산화물, 주석산화물 및 이와 유사한 공지의 재질과 같은 도전성 재질은 도전성 및 광투과성을 구비한 층을 형성시키기 위한 피복재로 알려져 있으나, 이 층은 자체 지지성 또는 강성을 구비하지 못하므로 알루미늄 박막과 같은 베이스 전극에 형성된 형광층의 전체에 걸쳐 피복된 층으로 형성되어야 한다.

따라서, 자체 지지성을 갖는 저가의 강한 가요성 플라스틱 웨브는 전기도전성 및 광투과성을 가지며, 연속한 웨브형태와 같이 다량으로 예비성형될 수 있어야 하고, 상술한 바와 같이 전자발광장치의 제조를 포함한 다양한 용도에 적용시키는 것이 필요하다.

본 발명에 따른 저가의 광투과성 플라스틱 웨브는 광전달 특성이 유지되면서 도전성과 전기전달성을 갖는다. 상기 웨브는 조밀하게 이격되고 작은 직경을 가지는 다수의 경유부, 홀, 천공부 또는 통로, 및 박막의 형광웨브의 양 면을 마련하는데, 상기 형광웨브의 양 면은 도전성 금속, 바람직하게는 접착 결합재를 포함한 광투과성을 갖는 도전성재의 박막층을 구비한다. 상기 지지 플라스틱 웨브의 대향면 상에 위치한 층은 전기가 통하는데, 이것은 도전성 충진재가 천공부 또는 홀에 충진되거나 혹은 상기 플라스틱 웨브의 몸체에 형성된 통로를 통해 연장되므로, 실질적으로 웨브의 광투과성이 감소되지 않고 도전성 경유부를 형성하기 때문이다. 따라서, 상기 웨브의 피복된 상부면의 어떤 영역에 전류를 가하게 되면 충진된 경유부를 통하여 상기 웨브의 피복된 하부면으로 통전되기 때문에, 플라스틱 막인 경우의 플라스틱 막이 요구되는 특성이 그대로 유지된 채 그 절연특성을 해결할 수 있는 광투광성 도전성 플라스틱 웨브가 제공된다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 광투과성 및 도전성을 갖는 플라스틱 막 전극의 사시도.

도2는 도1의 선 2-2에 따른 단면도.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 전자발광등 또는 디스플레이 사인(sign)의 개략적인 사시도.

도4는 인듐-주석산화물 층과 같은 반투명의 도전성 박막 염으로 미리 피복된 광투과성 및 도전성을 갖는 플라스틱 조성물의 필라멘트 또는 가요성 섬유로 직조된 광투광성 및 도전성을 구비한 플라스틱 웨브(web)의 사시도.

도5는 웨브에 도전성을 부여하기 위해 인듐-주석산화물 층과 같은 반투과성의 도전성 염으로 양 표면에 피복되고, 플라스틱 조성물의 필라멘트 또는 광투과성의 가요성 섬유로 직조된 광투과성 및 도전성을 구비한 플라스틱 웨브의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 홀 21 : 전극층

23,24 : 도전성 와이어 30,35 : 웨브

31,36 : 섬유 37,38 : 박막층

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상술한다.

도1 및 도2에 도시되어 있는 바와 같이, 0.00635∼1.27mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Mylar), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 셀로판 또는 다른 유사한 강성 막과 같은 가용성의 투명한 플라스틱 박막(11)의 시이트 또느 웨브는 조밀하게 이격된 다수의 천공부 또는 홀(12)을 구비하며, 상기 홀(12)은 자동 레이저 버닝, 기계적인 펀칭 또는 천공수단에 의해 형성되고, 상기 막은 연속한 웨브 형상이 바람직하다.

상기 천공된 막의 양쪽 표면에는 산소 분위기하게 반응스퍼터링에 의한 인듐-주석 타게트에 용착된 인듐-주석 산화물(ITO) 층과 같은 통상의 도전성 투명 금속 산화물의 연속 박막층 또는 피막이 제공된다. 이러한 과정에 따라 상기 막의 양쪽 표면과 상기 막을 관통하는 상기 홀(12)에는 연속하는 반투과성의 도전성 증착부가 형성되고, 이에 따라 도전성 경유부(15)가 형성된다.

상기 과정에 따라 강성의 가요성 및 반투과성을 구비하고 자체 지지되는 도전성 플라스틱막(10) 또는 전극막을 제2전극층 또는 형광층 또는 전기 접촉부 또는 도선과 같은 다른 부품과 독립하여 대량으로 제조할 수 있다.

도4 및 도5에 도시되어 있는 바와 같이, 강성의 가요성 및 반투과성을 구비하고 자체 지지되는 도전성 플라스틱 웨브 또는 전극 웨브는 직조된 플라스틱 섬유 또는 필라멘트의 웨브 또는 구조물로 구성된다.

도4에 도시된 바와 같이, 상기 직조된 웨브(30)는 느슨하게 직조된 다수의 위사 및 경사 섬유(31)를 포함하는 바, 상기 섬유(31)를 나일론, 데이크론 폴리에스테르, 레이온으로 재생된 셀룰로우즈, 또는 이와 유사한 조성물과 같은 섬유형성 플라스틱 조성물로부터 사출한 후, 인듐-주석 산화물과 같은 반투과성의 도전성 조성물의 박막층으로 피복하고 직조하여 웨브(30)를 형성한다. 상기 웨브(30)에 있어서, 상기 반투과성이 도전성 섬유(31)는 상기 웨브(30)의 한 표면에서 다른 표면으로 엮어지며, 주변둘레뿐만 아니라 전체 길이를 따라 전류가 통하게 된다.

도5에 도시된 웨브(35)에 있어서, 위사 및 경사 섬유(36)는 전술한 형태의 섬유형성 플라스틱 조성물에서 사출되어 느슨하게 직조되므로써 반투과성 섬유 웨브(35)가 형성된다. 그 후 상기 웨브(35)의 양 표면에 상기 섬유 사이의 통로 또는 공간으로 침투되는 반투광성인 도전성 조성물의 박막층(37, 38)으로 피복되므로써 상기 표면층(37, 38) 사이에 도전성 연결부 또는 경유부(39)가 형성된다. 따라서, 상기 웨브(35)는 상기 표면층(37, 38) 사이에서 도전성을 갖게 된다.

도3에 도시된 전자발광등 또는 디스플레이 사인은 입체도안(20) 또는 문자로 이루어져 있으며, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 적층의 상부 전극층(10), 황화아연 형광층등의 중간 발광층(22), 유리 또는 플라스틱등의 비도전성 지지면(25)에 부착된 알루미늄 박막등의 베이스 전극층(21)으로 구성되어 있다. 상기 전극층(10)은, 도4에 도시된 웨브(30) 또는 도5에 도시된 웨브(35)로 대체할 수 있다.

상기 입체도안(20)은 적층 시이트 또는 웨브에서 펀치되거나 절단된 장식 그림 또는 숫자 또는 문자일 수 있다. 예를들어 알루미늄 박막 시이트 또는 웨브를 종래의 방법에 의해 망간등의 전이금속을 소량 함유하는 황화아연과 같은 형광물질로 구성된 통상의 전자발광 조성물로 피복한 후, 상부 전극 도전성 막 또는 웨브의 시이트 또는 웨브에 적층한다. 그 대신, 상기 형광층을 상부의 전극 도전성 막 또는 웨브상에 피복한 후, 하부의 전극 박막에 적층하여 조립체를 형성할 수도 있다.

본 발명은 본래의 반투과성, 가요성 및 강성을 손상시키지 않고 플라스틱 막과 같은 비전도체인 가요성을 구비한 강성의 반투과성 시이트재에 도전성을 부여하는 것이다. 이것은 레이저버닝, 펀칭, 피어싱 또는 그외의 천공방법으로 시이트를 천공하여 얻을 수 있는데, 상기 시이트는 인듐-주석 산화물등의 반투과성의 도전성 염의 용착으로 충전되기에 충분한 작은 홀을 구비한다. 그리고, 상기 천공된 시이트의 대향면들은 연속한 반투과성 박막층에 적용되는 반응스퍼터링, 증기용착 또는 그외의 방법의 종래의 방법으로 상기 도전성 염의 연속층으로 피복된다. 이러한 예가 미국특허 제5,489,489호에 기재되어 있다.

상기 플라스틱 막은 통상의 기계적인 펀칭 또는 천공장치 또는 레이저장치로 천공되는 것이 바람직하며, 불규칙하거나 또는 일정하게 천공되어 형성되는 다수의 홀은 약 0.0508∼1.524mm의 직경을 가지며, 약 0.1016∼12.7mm 이격되어 형성된다. 그리고, 본 발명에 따라 사용되는 플라스틱 시이트재를 천공하기 위한 레이저장치는 미국특허 제3,226,527호, 제4,218,606호 및 제4,743,123호에 기재되어 있다.

상기 반투과성 전극 시이트, 막 또는 직조된 구조물은 여러가지 용도로 사용 가능하며, 그중에서도 상기 상부 전극층(10)을 통하여 볼 수 있거나 또는 상부 전극층(10)을 통해 빛이 투과된다는 것이 가장 중요하다. 상기 전극 시이트는 전류가 전후방 전극 시이트 사이를 통과하는 경우 활성 및 발광을 위해 이들 사이에 개재된 가요성 후방 전극과 전자발광 형광층에 관련된 평면의 박막 전자발광등 또는 사이에 특히 유용하다.

상기 형광층은 상기 후방 전극 시이트의 전방면이나 또는 상기 전방의 반투과성 전극 시이트의 후방면에 피복된다. 상기 후방 전극 시이트는 알루미늄 박막과 같은 반투과성일 필요는 없으나, 상기 전방 전극 시이트로 사용되는 새로운 반투과성 막과 같은 것일 수 있다. 도안과 같은 조명사인인 경우, 도안이 유리윈도우와 같은 반투명성 지지부재에 부착되면 양 면에서 볼 수 있게 된다. 다양한 형광 피복조성물과 그 피복공정이 미국특허 제5,294,368호와 제5,411,759호에 기재되어 있다.

본 발명에 따른 반투과성 전극막, 직물웨브, 및 알루미늄등의 전자 발광층 및 후방 전극시이트를 구비한 적층 구조물의 이점은 대형 시이트 또는 웨브로 제조되고 자체 지지되는 별개의 도안, 문자, 또는 숫자로 절단될 수 있다는 점이다. 또한 이들은 상하부 전극과, 하나의 도안, 문자 또는 숫자의 전극층과 다음 전극층 사이에 전극도선, 즉 도3의 도전성 와이어(23, 24)를 부착하기 전에 사인의 입체요소들로 조립될 수 있다. 이것은 도선 부착후 상하부 보호막 내에 두층을 싸게되어 있는 구성으로 된 공지의 장치에서는 가능하지 않다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 저가의 광투과성 플라스틱 웨브는 광전달 특성도 유지되면서 도전성과 전기전달성을 구비한다.

상술한 내용은 본 발명의 일예에 불과하며, 본 발명을 일탈하지 않는 범위내에서 이 기술분야의 당업자에 의해 다양한 실시예와 변화가 가능할 것이다. 따라서 본 발명은 이하의 청구범위에서 이러한 실시예와 변화의 모든 예를 포함할 수 있다.

Claims (23)

1. 강성이고 가요성을 가지며 반투과성인 도전성 플라스틱 웨브전극에 있어서, 두께를 관통하여 전체 표면에 걸쳐 조밀하게 이격되어 형성된 다수의 개구부를 포함하는 강성의 가요성 반투과성 플라스틱막 또는 직물인 평상시에 비도전성인 박막 시이트로 구성되고, 상기 시이트는 그 전후방면 사이에 도전성이 연속되어 상 플라스틱 웨브전극이 형성되도록, 상기 전후방면에 상기 개구부를 관통하여 연장되는 도전성 조성물의 연속한 반투과성 도전성 층이 마련되는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극.
2. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 막의 두께는 0.0127∼1.27mm인 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극.
3. 제1항에 있어서, 상기 플라스틱 막은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 및 셀로판으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극.
4. 제1항에 있어서, 상기 반투과성 직물은 상기 웨브에 도전성을 부여하기 위해 반투과성인 도전성 조성물로 피복된 플라스틱 조성물의 필라멘트로 직조되는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극.
5. 제1항에 있어서, 상기 반투과성 직물은 플라스틱 조성물의 필라멘트로 직조된 후, 상기 웨브에 도전성을 부여하기 위해 양쪽면을 상기 섬유로 침투되는 반투과성인 도전성 조성물로 피복하는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극.
6. 제1항에 있어서, 상기 도전성 조성물은 상기 플라스틱 막의 표면에 대해 친화력을 갖는 소량으 수지성 결합재를 함유하는 금속산화물 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극.
7. 제1항에 있어서, 상기 도전성 조성물은 인듐산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극.
8. 제7항에 있어서, 상기 인듐산화물은 인듐-주석산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극.
9. 전방 또는 후방면의 도전성 층 전체에 형광화합물의 연속한 전자발광층이 또한 피복된 제1항 기재의 도전성 플라스틱 웨브전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자발광 디스플레이장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 형광화합물 층은 상기 도전성 층에 대해 친화력을 갖는 소량의 수지성 결합재를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 전자발광 디스플레이장치.
11. 전방 전극인 제1항 기재의 플라스틱 웨브전극, 후방 전극인 가요성을 구비한 도전성 후방 시이트, 및 상기 전극과 상기 시이트 사이에 개재된 형광화합물의 연속한 전자발광층으로 구성되므로써, 전류가 어느 한 전극 시이트로부터 상기 형광 화합물층 및 다른 전극 시이트를 통해 흐르는 경우 상기 전자발광층이 상기 전방 전극을 통해 볼 수 있는 빛을 방출하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자발광 디스플레이장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 플라스틱 웨브전극은 인듐산화물의 연속한 반투과성 도전성 층으로 피복되고 천공된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자발광 디스플레이장치.
13. 강성이고 가요성을 가지며 반투과성인 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법에 있어서, (a) 두께를 관통하여 연장되고 조밀하게 이격되어 형성된 다수의 개구부를 포함하는 강성의 가요성 반투과성 플라스틱 웨브를 형성하는 단계; (b) 상기 플라스틱 웨브의 전후방 면사이에 도전성이 연속되어 상기 플라스틱 웨브 전극이 형성되도록, 상기 플라스틱 웨브의 전후방면을 상기 개구부를 관통하여 연장되는 도전성 조성물의 반투과성 연속 박막층으로 피복하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 플라스틱 웨브의 두께는 0.0127∼1.27mm인 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 플라스틱 막은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론 및 셀로판으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 도전성 조성물을 상기 플라스틱 막의 표면에 대해 친화력을 갖는 소량의 수지성 결합재를 함유하는 금속산화물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 도전성 조성물은 인듐산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 인듐산화물은 인듐-주석산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법.
19. 전방 또는 후방면의 도전성 층상의 상기 제13항 기재의 플라스틱 웨브전극을 형광 화합물의 연속한 전자발광층으로 피복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자발광 디스플레이장치의 제조방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 형광 화합물의 연속한 전자발광층은 상기 도전성 층에 대해 친화력을 갖는 소량의 수지성 결합재를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 전자발광 디스플레이장치의 제조방법.
21. 전방 전극인 상기 제13항 기재의 플라스틱 웨브전극, 후방 전극인 가요성을 구비한 도전성 후방 시이트 및 상기 전극과 상기 시이트 사이에 개재된 형광화합물의 연속한 전자발광층을 조립하므로써, 전류가 어느 한 전극 시이트로부터 상기 형광화합물층 및 다른 전극 시이트를 통해 흐르는 경우 상기 전자발광층이 상기 전방 전극을 통해 볼 수 있는 빛을 방출하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자발광 디스플레이 장치의 제조방법.
22. 제21항에 있어서, 전자발광 조립체를 형성하기 위해 천공된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 막 전방 전극을 인듐산화물로 피복하고, 중간에 개재되는 전자발광 형광층, 및 알루미늄 박막의 도전성 후방 전극을 적층시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자발광 디스플레이 장치의 제조방법.
23. 강성이고 가용성을 가지며 반투과성인 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법에 있어서, (a) 플라스틱 조성물에서 강성의 반투명성 섬유를 사출하는 단계; (b) 상기 섬유를 반투명성의 도전성 표면층으로 피복하는 단계; 및 (c) 반투명과성을 갖는 도전성 박막 직물웨브를 형성시키기 위해 상기 섬유를 직조하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 도전성 플라스틱 웨브전극의 제조방법.

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