KR100409247B1 - 전계분할 발광포스터 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

각종 응용물의 사인 또는 광고용 조명 램프 등으로 사용되고 있는 전계발광시트(EL시트)의 개선된 제조방법이 개시되어 있다. 응용물의 제작과정에서 발생되는 재료 로스 및 제작 작업의 번거로움을 해결하기 위한 전계분할 발광포스터의 구조는, 투명전극인 ITO필름의 상부에 형광체 보호용 투명 절연층을 형성하는 공정과; 상기투명 절연층의 상부에 분할발광 구조를 갖도록 설정된 패턴형태로 형성된 형광층과, 상기 형광층의 상부에 형성된 절연층과, 상기 절연층의 상부에서 상기 형광층과 같은 패턴의 배면 전극과, 상기 배면 전극의 상부에 홀들을 형성시키는 분리발광면 절연막과, 상기 분리발광면 절연막의 홀들을 연결하여 상기 배면 전극에 전원을 공급하기 위한 홀 연결 버스 바를 형성하는 특징에 의해 형광체 파괴 현상에 기인한 수명감소를 방지하고 응용물의 형상대로 전계발광시트를 제조함으로서 응용물 제작의 소재로만 이용되어 오던 것을 직접 응용물로 제작함으로 그 활용 범위가 넓어진다.

Description

전계분할 발광포스터 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING POSTER DIVIDED BY ELECTRIC FIELD AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}

본 발명은 전계발광시트(electroluminescence sheets: 이하 "EL시트"라 칭함)에 관한 것으로, 특히 부분적 발광이 원하는 색상과 형상대로 행하여지게 되는 분할발광 구조의 전계발광시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

통상적으로 EL시트는 물질의 열방사와는 다른 원리로, 전계를 걸어주는 것에 의해 빛을 내는 소자로서 알려져 있으며, 통상적으로 LCD(Liquid Crystal Display)의 후면발광체, 광고용 조명 램프 등으로 널리 사용되어져 왔다. 또한, 최근에는 시트별 형태에 적당한 크기로 제작되는 것이 좋은 응용물 예컨대 팝 광고물, 액자, 간판 등의 사인(sign)물에 더욱 광범위하게 사용되고 있는 실정이다.

그러나 종래에는 응용물에 최적으로 적합한 사이즈나 발광형태를 갖는 EL시트 완제품을 제공하지 못하여 시트의 재료 로스가 발생하고, 커팅면 또는 전극처리후의 보호코팅 작업추가에 따른 응용물 제작작업의 번거로움이 뒤따르는 문제점이 있었다. 예컨대, 각기 다른 색의 빛을 표현하기 위해서는 평면상태의 전면발광 EL시트를 각각의 크기와 칼라에 맞게 원하는 패턴대로 잘라 붙인 다음, 전극 처리 후 다시 보호 코팅을 하여야 하는 것이다. 또한, 각각의 사용된 EL시트마다 전선을 연결하고 그 전선들을 각기 디스플레이 할 순서대로 연결 가장자리까지 배선하는 작업이 필요하게 된다.

또한, 통상적인 전면발광 EL시트는 전면 투명전극인 ITO필름상부에 형광층, 절연층, 보호층, 그리고 배면 전극을 차례로 형성하는 것에 의해 제조되는데, 종래에는 형광층의 안정성을 확보하지 못하여 제품의 수명을 장기간 보장하기 어려운 문제점이 있었다. 종래의 EL 시트에서 상기 형광층의 안정성을 충분히 확보하지 못한 이유는 다음과 같다. 상기 형광층을 중심으로 접지전극을 통한 상기 ITO 필름과 배면 전극사이에 고전압이 인가되는 경우에 상기 배면 전극과 상기 형광층 사이에는 절연층 및 보호층이 개재되어 있지만 상기 ITO 필름과 상기 형광층 사이에는 보호층으로서 기능 하는 막이 없기 때문에 핀홀(pin hole)의 생성에 기인한 형광체 파괴가 점차적으로 일어나게 된다. 이에 따라 제품의 수명은 장기간 보장되기 어려운 것이다. 상기 형광체 파괴에 따른 수명감소를 완화시키기 위해 종래에는 상기 형광층의 형성 두께를 약 50㎛ 이상으로 하였는데, 이는 원재료의 투입 부담과 제조작업의 타임증가를 초래하여 제조원가가 상승되는 직접적인 요인으로서 작용한다.

이와 같이 종래에는 응용물의 제작과정에서 발생되는 시트재료 로스 및 제작 작업의 번거로운 문제점과, 형광층의 동작 안정성 확보미비에 따른 장기간 수명보장의 어려움이 있어왔다.

따라서, 상기한 종래의 문제점들을 해결할 수 있는 신규하고 개선된 EL 시트의 구조 및 그 제조방법이 본 분야 및 제반 관련분야에서 강력히 요망된다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점들을 해소할 수 있는 개선된 EL 시트의 구조 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 응용물의 제작과정에서 발생되는 시트재료 로스 및 제작 작업의 번거로움을 해결할 수 있는 전계분할 발광포스터 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 형광체 파괴현상에 기인한 수명감소를 최적으로 방지할 수 있는 EL 시트의 구조 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 형광층의 두께를 종래에 비해 얇게 형성하면서도 제품의 수명을 최적으로 보장하고 발광효율과 휘도 특성을 우수하게 할 수 있는 개선된 EL 시트의 구조 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 EL을 이용한 광고물 및 그 응용물의 제조원가를 다운시켜 제품의 가격 경쟁력을 최대로 보장할 수 있도록 함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적도 EL 시트 완제품을 응용물의 종류에 최적으로 맞게 제조하여 시트의 로스를 방지하고 응용물 제작작업의 번거로움을 해소케 하는데 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상(aspect)에 따라, 전계분할 발광포스터 구조는, ITO 정착 보오드의 상부에 분할발광 구조를 갖도록 설정된 패턴형태로 형성된 형광층과, 상기 형광층의 상부에 형성된 보호층과, 상기 보호층의 상부에서 상기 형광층의 패턴에 대응되게 형성된 배면 전극과, 상기 배면 전극의 상부에 형성되고 홀들이 형성된 분리발광면 절연막과, 상기 분리발광면 절연막의 홀들을 통하여 상기 배면 전극에 전원을 공급하기 위한 홀 연결 버스 바를 구비함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 양상에 따라, 전계발광시트 구조는, ITO 필름과 형광층간에 형광체 보호를 위한 투명 절연층을 더 형성한 구조를 가짐을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따라, 전계분할 발광포스터 제조방법은, 투명전극인 ITO필름의 상부에 분할발광 구조를 갖도록 설정된 패턴형태로 형광층을 형성하는 단계와, 상기 형광층의 상부에 보호층을 형성하는 단계와, 상기 보호층의 상부에서 상기 형광층의 패턴에 대응되게 배면 전극을 형성하는 단계와, 상기 배면 전극의 상부에 홀들이 형성된 분리발광면 절연막을 형성하는 단계와, 상기 분리발광면 절연막의 홀들을 통하여 상기 배면 전극에 전원을 공급하기 위한 홀 연결 버스 바를 형성하는 단계를 가짐을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 것으로, 전계분할 발광포스터 제조방법은, 투명전극인 ITO필름의 상부에 형광체 보호용 투명 절연층을 형성하는 공정과; 상기 투명 절연층의 상부에 형광체를 코팅하여 형광층을 형성하는 공정과; 상기 형광층의 상부에 차례로 절연층, 보호층, 및 배면 전극을 형성하는 공정들을 가짐을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 예의 제조공정에 따라 완성된 전계분할 발광포스터의 구조도.

상기한 본 목적들 및 타의 목적들, 특징, 그리고 구조상의 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 기술되는 본 발명의 상세하고 바람직한 실시 예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

먼저, 후술되는 공정들을 통한 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이 본 발명의 기술적 요지를 간략히 설명한다. 종래의 경우, 전면발광 형태의 EL 시트를 사용하여 각종 색상으로 이루어진 특정한 형태의 응용물을 제작하기 위해서는 각 색상별 EL 시트를 준비하여 특정한 형태 내에 차지하는 해당 색상영역만큼 자르고, 각 시트와 배선을 연결하고, 배선을 마감 한 후, 보호 코팅을 하여 왔다. 그러나 본 발명에서는 종래의 문제를 말끔히 해결하기 위해 시트를 제단하고 배선하던 작업을 배제하고, 형광층 인쇄 시 필요한 시트형태로 인쇄하고 각각의 컨트롤되는 형광층 모양에 따라 배면전극 인쇄도 그에 대응되게 하고, 마지막으로 홀 연결 버스 바로서 전원연결 부위까지 마무리함으로써 재료의 로스 및 작업의 번거로움을 해소한다. 또한, 형광체 파괴현상에 기인한 수명감소를 최적으로 방지하기 위하여, ITO 필름과 형광층간에 형광체 보호를 위한 투명 절연층을 더 형성한다.

도 1에는 본 발명의 일 예의 제조공정에 따라 완성된 전계분할 발광포스터의 구조가 도시된다.

이하에서는 상기 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 전계분할 발광포스터 제조 방법이 설명될 것이다. 먼저, 공정의 순서에 번호를 사용한 것은 일 실시 예에 대한 이해의 편의를 위해 제공된 것일 뿐 본 분야에 통상의 지식을 가진 자에 있어서는 번호를 사용한 공정들 사이에 타의 공정이 삽입되거나 공정들의 순서가 바뀌거나 생략되거나 변경될 수 있음이 명백하다.

먼저, 제1공정으로서, 실크스크린 인쇄기법에 적용될 도안작성공정을 행한다. 상기 공정에서는 원하는 도안을 작성하고 형태에 따라 제판을 하는 작업이 행해진다. 상기 형성된 도안들은 각기 형광층 인쇄판/전극 인쇄판/전극홀 인쇄판/전극연결 인쇄판(제판작업)으로서 기능 한다.

제2공정으로서, ITO필름세척공정을 행한다. 이는 PET-ITO 필름(film:2)의 이물질을 제거(roll cutting 시 정전기 및 이물질 제거 패드 사용) 하고 고른 발광과 안정성을 확보하기 위한 것이다. 상기 공정은, 클린 부스(clean booth) 내에서 증류수로 5∼10초 동안 초음파세척을 실시하고, 질소 가스를 사용하여 수분을 제거한 후, 오븐에서 80℃에서 5∼10분간 건조하는 작업을 행함에 의해 달성된다.

제3공정으로서, 투명 절연잉크를 사용한 투명 절연층(4)형성 공정이 수행된다. 이는 세척된 ITO필름(2) 위에 핀홀(pin hole) 생성방지, 접착성보완의 목적으로 투명 절연층(4)을 스크린 인쇄방식으로 인쇄하기 위한 것이다. 종래의 EL 시트는 PET-ITO 필름 측에서의 습기 유입, 형광층 인쇄시의 핀홀 등의 생성에 대해 취약한 점을 보였다. 이를 해결하기 위해 본 발명의 실시 예에서는 PET-ITO 필름과 형광층 사이에 투명 절연층(4)을 형성시킴으로써 습기로부터 형광체를 보호케 하여그 수명을 연장시키도록 한 것이다. 여기서, 상기 투명 절연층(4)을 두께 10㎛이상으로 스크린 인쇄 기법으로 인쇄하되 20㎛이상이 되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 20㎛이상이 될 경우 제품의 휘도에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 상기 형성된 투명 절연층(4)은 60℃에서 30분간 건조된다.

제4공정으로서, 도안에 의한 형광층 인쇄 공정이 행하여진다. 이 공정은 건조된 필름 위에 형광층(6)을 도안에 따른 패턴대로 인쇄하는 작업이다. 형광체는 기존의 형광물질대신 BIO 형광체를 사용한 형광체를 바인더와 2:1 중량(weight)비로 혼합하고 교반기로 점도 18,000∼20,000cps되도록 진공 상태에서 40-50분 정도 교반하여 스크린인쇄 기법에 의해 인쇄한다. 이때 두께는 40㎛내외의 두께로 하고 60-70℃에서 10분간 건조시킨다. 종래의 공정에 따라 제조된 형광층 두께는 50㎛내외에서 형성되나 본 발명의 실시 예에서는 상기 제3공정을 가짐에 의해 상기 형광층의 두께를 약 40㎛으로 형성하여도 안정성을 확보하게 된다. 또한, 핵심이 되는 원료를 절약하고 안정성 확보에 의해 종래에 2-3번 반복되는 형광층 인쇄공정을 간소화하는 효과를 가진다.

제5공정으로서, 절연층(8) 인쇄공정을 행한다. 이 공정에서 상기 형광층(6) 위에 BaTiO3(티탄산바륨)을 사용하여 절연층(8)을 형성하되 원하는 위치의 가장자리에 배면 전극을 형성할 부분은 제외시키고 형광층이 형성되는 부분에만 핀트 정밀도를 유지하여 인쇄하여야 한다. 유기용매에 용해시킨 PVC를 2:1 weight비로 혼합하고 이 혼합액을 점도를 18,000∼20,000cps 유지하기 위해 30-60분간 교반 후 스크린 인쇄법에 의해 인쇄하고 70℃에서 30분간 건조시킨다. 그 두께를 10㎛∼20㎛가 되도록 인쇄한다.

제6공정으로서, 전극 형성을 위한 절연막(10) 인쇄공정을 행한다. 고전계에서 물질의 이동을 막고 내부전극 형성에 대한 보호피막을 형성시켜 안정적인 시트를 제조하기 위하여 각각의 분할 발광부위와 가장자리의 버스 바(bus bar)를 카본 페이스트(carbon paste)를 이용하여 동시에 인쇄하는 공정이다. 상기 버스 바는 가장자리에 폭 5∼10㎜, 두께 10∼12㎛로 인쇄되도록 하되 최종전극설계를 고려하여 10∼30㎜정도의 인쇄되지 않은 부분(connector 설치부분)을 두어야 한다. 발광부분은 발광유효부분만 정확한 핀트로 같은 두께로 인쇄되게 하고 60∼80℃에서 10∼20분간 건조시킨다.

제7공정으로서, 접지전극과 배면 전극(12)의 인쇄를 행한다. 상기 제6공정의 카본 페이스트 인쇄부분에 다시 핀트를 맞추어 전기 전도성이 우수한 실버 페이스트(silver paste)를 이용하여 전극을 형성한다. 실버 페이스트를 교반기에서 20,000cps 되도록 교반하고 두께는 7∼14㎛로 스크린 인쇄법에 의해 인쇄하고 60∼80℃에서 5∼20분간 건조하고 80∼90℃에서 30∼60분간 열처리한다 .

제8공정으로서, 분리발광면 절연막형성 및 연결 홀(14)생성공정을 행한다. 전극 돌출을 위해 실버 페이스트 위에 연결 단자를 형성한다. 다시 말하면 각 분리발광면에 각 한 개씩의 홀이 존재하는 형태로 절연층을 형성하고 전면에서의 투과를 방지하기 위해 연결전극용 홀(hole)을 남겨두고 스크린 인쇄법에 의해 인쇄한다. 유기 용매에 용해시킨 PE또는 PT를 2:1weight비로 혼합하고 이 혼합액을 교반하여 18,000∼20,000cps의 점도를 유지하도록 하고 두께 25∼30㎛가 되도록 인쇄하여 60∼80℃에서 10∼20분간 건조한다.

제9공정으로서 홀(hole)연결 버스 인쇄(16)공정을 행한다. 분리발광면 절연막 위에 형성된 홀에서부터 제6공정의 커넥터(connector)부위까지 도안에 대응되는 패턴대로 실버 페이스트를 이용하여 스크린 인쇄법에 의해 인쇄한다. 전극은 실버 페이스트를 교반기에서 20,000cps 되도록 교반하고 7-12㎛ 두께로 인쇄한 후 60∼80℃에서 5∼20분간 건조시킨다. 이때 전극은 겹쳐지지 않게 폭 5㎜내로 증착 한다.

제10공정으로서 후면 보호막(18) 공정을 진행한다. 외기와 습기로부터 전극을 보호하기 위해 배면을 전극형성부위를 제외한 부분을 라미네이팅(laminating)한다.

제11공정으로서 칼라증착 공정을 진행한다. 이는 ITO 필름(2)의 전면에 정확한 칼라매칭을 이루게 하는 공정이다. 도안대로 인쇄된 형광체에 핀을 맞추어 투명 FX 잉크를 사용하여 인쇄한다.

제12공정으로서 UV 코팅(coating)을 행한다. 형광체 및 인쇄된 도안의 내구성을 향상시키기 위해 필름 전면에 UV 코팅 층을 형성한다.

마지막으로, 제13공정으로서 품질검사가 행해진다. 여기서는 휘도, 내구성, 및 외형 등의 품질검사가 행해진다.

상기한 공정들에 의해 완성된 도 1의 시트 구조는 응용물에 최적으로 맞게 되므로 시트의 로스가 방지되고, 응용물 제작작업의 번거로움이 해소됨은 물론, 형광체의 파괴에 기인하는 수명감소가 완화된다.

상기한 본 발명은 예시된 도면을 위주로 한 실시 예에 의거하여 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않은 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시 예가 가능하다는 것은 명백하다. 예를 들어, 각종 공정의 조건을 달리 변경할 수 있음은 물론이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 분할구조를 가지는 전계발광시트에 따르면, 전계발광시트 재료의 로스 및 응용물 제작 작업의 번거로움을 해소하는 효과가 있다. 또한, ITO 필름과 형광층간에 투명 절연층을 형성하는 것에 의해, 형광층의 두께를 종래에 비해 얇게 형성하면서도 제품의 수명을 최적으로 보장하고 발광효율과 휘도 특성을 우수하게 할 수 있는 개선된 효과가 있다. 따라서, 완성된 시트 제품의 신뢰도가 향상되고 제품의 생산원가에 대한 경쟁력이 개선되는 이점이 있다.

Claims (13)

1. 전계분할 발광포스터의 제조방법에 있어서:

   ITO가 정착된 투명소재위에 분할 발광구조를 다이렉트 스크린 프린팅 기법으로 발광층을 증착하여 발광포스터 및 광고물을 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 전계분할 발광포스터 구조에 있어서:

   ITO 정착 보오드 상부에 분할발광 구조를 갖도록 설정된 패턴형태로 형성된 형광층과,

   상기 형광층의 상부에 형성된 보호층과,

   상기 보호층의 상부에서 상기 형광층의 패턴에 대응되게 형성된 배면 전극과,

   상기 배면 전극의 상부에 형성되고 홀들이 형성된 분할 발광면 절연막과,

   상기 분할 발광면 절연막의 홀들을 통하여 상기 배면 전극에 전원을 공급하기 위한 홀 연결 버스 바를 구비함을 특징으로 하는 구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 ITO 증착 보오드와 상기 형광층간에 형광체 보호를 위한 투명 절연층을 더 형성한 것을 특징으로 하는 구조.
4. 제2항에 있어서, 상기 투명 절연층의 두께는 약 10㎛ 내지 20㎛ 범위로 형성됨을 특징으로 하는 구조.
5. 제2항에 있어서, 상기 형광층의 두께는 약 40㎛ 내외로 형성됨을 특징으로 하는 구조.
6. 제2항에 있어서, 상기 투명 절연층은 스크린 인쇄방식으로 인쇄하고 약 60℃에서 약 30분간 건조하는 것에 의해 형성됨을 특징으로 하는 구조.
7. 제2항에 있어서, 상기 ITO 증착 보오드는 ITO가 증착된 필름, 글래스, 아크릴 등의 모든 투명소재로 구성됨을 특징으로 하는 구조.
8. 제2항에 있어서, 상기 형광층의 패턴은, 원하는 로고, 문구, 또는 그림 등이 나타내 지도록 도안된 도안 틀을 사용하여 실크스크린 인쇄를 통해 얻어짐을 특징으로 하는 구조.
9. 전계분할 발광포스터 제조방법에 있어서:

   투명전극인 ITO필름의 상부에 분할발광 구조를 갖도록 설정된 패턴형태로 형광층을 형성하는 단계와,

   상기 형광층의 상부에 보호층을 형성하는 단계와,

   상기 보호층의 상부에서 상기 형광층의 패턴에 대응되게 배면 전극을 형성하는 단계와,

   상기 배면 전극의 상부에 홀들이 형성된 분할 발광면 절연막을 형성하는 단계와,

   상기 분할 발광면 절연막의 홀들을 통하여 상기 배면 전극에 전원을 공급하기 위한 홀 연결 버스 바를 형성하는 단계를 가짐을 특징으로 하는 방법.
10. 전계분할 발광포스터 제조방법에 있어서:

    투명전극인 ITO필름의 상부에 형광체 보호용 투명 절연층을 형성하는 공정과;

    상기 투명 절연층의 상부에 형광체를 코팅하여 형광층을 형성하는 공정과;

    상기 형광층의 상부에 차례로 절연층, 보호층, 및 배면 전극을 형성하는 공정들을 가짐을 특징으로 하는 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 투명 절연층은 스크린 인쇄방식으로 코팅되고 약 60℃에서 약 30분간 건조되는 것에 의해 약 10㎛ 내지 20㎛ 두께로 형성됨을 특징으로 하는 방법.
12. 제9항에 있어서, 상기 형광층은, BIO 형광체를 사용한 형광체를 바인더와 2:1 중량비로 혼합하고 교반기로 점도 18,000∼200,000cps 되도록 진공 상태에서 40 내지 50분 정도 교반하여 스크린인쇄 기법을 수행함에 의해 약 40㎛내외의 두께로 형성됨을 특징으로 하는 방법.
13. 전계분할 발광포스터의 제조방법에 있어서:

    실크스크린 인쇄에 사용될 판으로서 원하는 형태의 도안작성을 행하는 제1공정과;

    준비된 ITO필름을 세척하는 제2공정과;

    투명 절연잉크를 사용하여 투명 절연층을 형성하는 제3공정과;

    상기 도안에 의한 형광층 인쇄공정을 행하는 제4공정과;

    상기 제4공정의 결과물 상부에 절연층 인쇄공정을 행하는 제5공정과;

    전극 형성을 위한 절연막 인쇄공정을 행하는 제6공정과;

    접지전극과 배면 전극의 인쇄를 행하는 제7공정과;

    분리발광면 절연막형성 및 연결 홀 생성공정을 행하는 제8공정과;

    홀 연결 버스 인쇄공정을 행하는 제9공정과;

    후면 보호막 공정을 행하는 제10공정과;

    칼라증착 공정을 행하는 제11공정과;

    전면에 코팅을 행하는 제12공정을, 차례로 가짐을 특징으로 하는 방법.