KR20010013806A - 자체 발광 역반사성 시이트 및 이것의 제조 방법 - Google Patents

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KR20010013806A
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아라키요시노리
아베히데토시
마쯔모토가주미
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스프레이그 로버트 월터
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

본 발명은 다수개의 프리즘형 돌출부, 라이닝 필름, 및 전기루미네선스 디바이스를 비롯한 투광용 역반사성 부품을 포함하는 자체 발광 역반사성 시이트를 제공한다. 라이닝 필름은 밀봉 돌출부에 의해 형성된 다수개의 밀봉 셀 내에 프리즘형 돌출부를 가두도록 표면 중 하나에 밀봉 돌출부를 구비한 투광 필름을 포함한다. 밀봉 셀 내에서, 프리즘형 돌출부의 표면은 공기와 계면을 이루어 발광 루미네선스를 증가시키고 그것의 균일성을 증가시킨다.

Description

자체 발광 역반사성 시이트 및 이것의 제조 방법{SELF LIGHT-EMITTING RETROREFLECTIVE SHEET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
프리즘형 역반사성 시이트(예, 정육면체 코너 프리즘형 역반사성 시이트)는 교통 신호 또는 옥외 광고 표지판과 같은 판의 전시에 사용되는데, 왜냐하면 상기 시이트는 반사 루미네선스가 더 높고 유리 비이드 타입의 역반사성 시이트에 비해 야간 가시도(可視度)를 더욱 효과적으로 개선시키기 때문이다.
이하에서는, 프리즘형 역반사성 시이트의 구조와 기능을 간략히 설명하고자 한다.
프리즘 역반사성 시이트는 다수개의 프리즘 돌출부가 배열되어 있는 주표면을 갖는 역반사성 부품 및 투광용 수지로 만들어진 라이닝 필름을 포함하는데, 상기 역반사성 부품과 라이닝 필름은 부분적으로 결합되어서 이들 사이에 세부 밀봉 셀을 형성한다. 프리즘형 돌출부의 표면은 공기와 계면을 갖도록 가두어져 있으므로, 공기와 계면을 갖는 이 프리즘은 고 루미네선스로 입사 광선을 역반사시킨다. 밀봉 돌출부는 역반사성 부품에 부분적으로 결합되어 밀봉된 셀을 형성하는데, 이는 대개 라이닝 필름의 전구체인 수지 필름의 배면으로부터 수지 필름을 엠보싱하여 수지 필름의 표면 사이드를 돌출시킴으로써 형성된다.
그러나, 이러한 역반사성 시이트는 제한된 광원(예, 자동차의 헤드 램프)만이 사용 가능한 장소, 예컨대 주위에 전혀 빛이 없는 도로에서 야간 가시도를 개선시키는 데는 제한이 있다. 왜냐하면 상기 시이트는 그 시이트를 비추는 광선을 반사할 때만 보이기 때문이다. 즉, 상기 시이트는 전술한 환경 하에서는 야간 보행자에게 정보를 제공하는 교통 표지판 또는 광고 표지판으로서 충분한 기능을 수행할 수 없다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해, 몇가지 방안이 검토되어 왔다. 예컨대 JP-A-8-502131(미국 특허 제5,315,491호 및 제5,300,783호 참조) 및 WO92/14173(미국 특허 제5,243,457호 및 제5,237,448호 참조)이 있다.
이들 특허 공보는 정육면체 코너 프리즘형 역반사성 시이트 및 EL 디바이스 또는 형광층을 포함하는 비교적 두꺼운 자체 발광 역반사성 시이트를 개시하고 있다.
즉, 하기 (a), (b) 및 (c)유형의 역반사성 시이트가 개시되어 있다:
(a) 정육면체 코너 프리즘 및 최외곽 표면의 프리즘 돌출부와 밀접하게 접촉하고 있는 투명한 상부 덮개를 갖는 EL 디바이스를 포함하는 역반사성 시이트.
(b) 프리즘 돌출부의 표면이 공기와 계면을 이루는 조건 하에서 밀봉 셀 내에 가두어지는 정육면체 코너 프리즘, 프리즘 돌출부와 접촉하는 셀 내에 충전된 투명한 접착제 층, 및 상기 셀 내 접착제 층의 배면에 부착하는 EL 디바이스를 포함하는 역반사성 시이트.
(c) 정육면체 코너 프리즘, 및 프리즘 표면은 프리즘 돌출부로부터 소정의 거리에 공기와의 계면을 갖도록 프리즘 돌출부를 가두는, 셀 내에 제공된 EL 디바이스를 포함하는 역반사성 시이트.
역반사성 시이트 (a)는 EL 디바이스를 비추는 경우, 효과적으로 발광하나, 입사광선을 역반사시키지는 않는다. 왜냐하면 이 프리즘 돌출부의 표면은 공기와의 계면을 갖지 않기 때문이다.
역반사성 시이트 (b)는 EL 디바이스가 투명한 접착제 층을 거쳐 정육면체 코너 프리즘과 접촉하고 있는 부위에서는 효과적으로 발광할 수 있으며, EL 디바이스가 존재하지 않는 부위에서는 입사광선을 역반사시킬 수 있다. 그러나, EL 디바이스는 정육면체 코너 프리즘을 구비한 시이트 표면의 일부에서는 발광하나, 시이트의 전체 표면에 걸쳐 균일하게 발광하지 않는다.
역반사성 시이트 (c)는 시이트의 전체 표면에 걸쳐 입사 광선을 역반사시킬 수 있으나, EL 디바이스는 시이트 표면의 일부에서 발광한다.
형광을 방출하는 라이닝 필름이 프리즘형 역반사성 부품의 배면에 제공된 역반사성 시이트는 공지되어 있는데, 예를 들면 미국 특허 제5,415,911호 및 JP-A-7-218708에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 시이트는 EL 디바이스가 작용하는 것만큼 밝게 발광하지 않는다.
본 발명은 자체 발광 역반사성 시이트 및 이것의 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 전기 루미네선스 디바이스(EL 디바이스) 및 프리즘형 역반사성 부품을 포함하는 역반사성 시이트 및 이것을 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 역반사성 시이트의 한 실시태양의 횡단면도이다.
도 2는 본 발명의 역반사성 시이트에 사용된 적층 EL 디바이스의 한 실시태양의 황단면도이다.
본 발명의 역반사성 시이트(100)에서, 접촉층(4)은 엠보싱 처리된 표시부에 상응하는 함몰부(22)에 의해 형성되는 공극이 EL 디바이스(3)의 실질적으로 편평한 발광 표면(31)과 라이닝 필름(2)의 배면 사이에 남지 않도록 EL 디바이스(3)와 라이닝 필름(2)을 전체 표면에 걸쳐 결합시킨다.
만약 그와 같은 공극이 남는 경우, EL 디바이스(3)와 라이닝 필름(2) 사이에 공기 계면이 형성되어 EL 디바이스로부터 광선을 반사시킨다. 따라서, 라이닝 필름(2), 즉 역반사성 부품(1)에 도달하는 광선의 양은 감소한다. 본 발명의 역반사성 시이트는 상기 공기 계면에서의 반사현상으로 인해 EL 디바이스(3)로부터 역반사성 부품(10)까지 도달하는 광선의 양을 감소시킬 수 있으며, 발광 루미네선스를 증가시킬 수 있다.
투명한 전도층이 라이닝 필름(2)의 배면에 직접 결합하여, 함몰부(22)에 상응하는 이(dent)를 갖는 투명한 전도층을 형성하는 경우, 상기 전도층에 밀접하게 형성되는 발광층의 두께가 불규칙하게 되는 경향이 있으므로, 이러한 발광층 두께는 루미네선스 효율을 감소시킨다. 접촉층(4)은 루미네선스 효율 감소를 효과적으로 막으며 또한 발광 휘도의 감소를 효과적으로 막는다.
프리즘형 역반사성 부품(1)(때로는 "역반사성 부품"으로 언급함)은 돌출부의 표면이 공기와의 계면을 갖는 상태 하에 프리즘형 돌출부를 가두도록 형성된 다수개의 밀봉 세부 셀에서 높은 휘도로 입사 광선을 역반사시킨다.
역반사성 부재는 EL 디바이스로부터 방출되는 광선을 전체 역반사성 부품(1)(즉, 밀봉 돌출부(21)가 결합되어 있는 면적과 밀봉 셀을 갖는 면적)을 거쳐 투과시키고, 시이트의 전체 표면은 광선을 방출하는데, 왜냐하면 밀봉 돌출부는 투광성을 지니기 때문이다.
접촉층, 라이닝 필름 및 역반사성 부품은 투광 물질로 이루어진다. 이들 세 개의 부재로 이루어진 적층물의 투광율은 대개는 30% 이상, 바람직하게는 40% 이상, 더욱 바람직하게는 45% 이상이다.
휘도의 균일성은 접촉층, 라이닝 필름 및 역반사성 부품 중 하나 이상이 확산성 반사 입자를 함유하며 적층물의 투광율이 바람직하게는 30 내지 70%, 더욱 바람직하게는 40 내지 65%일 때 개선될 수 있다. 확산된 광선의 휘도의 균일성을 증가시키는 것 보다는 EL 디바이스로부터 방출되는 광선의 휘도를 증가시키는 효과를 개선시키고자 하는 경우, 적층물의 투광율은 바람직하게는 70% 이상, 특히 80% 이상이다. 적층물의 투광율은 접촉층 사이드로부터 역반사성 부품으로 전개되는 광선의 투과율이다.
본 명세서에 사용된 "투광율"이란 용어는 니혼 벙코 가부시키가이샤에서 제조한 UV 광선/가시광선 분광측정기인 "U Best V-560"을 사용하여 550 ㎚의 광선에서 측정한 투광율을 의미한다.
전술한 세 부재 각각의 투광율은 세개의 부재로 이루어진 적층물의 투광율이 상기 범위에 놓이도록 선택한다. 일반적으로 역반사성 부품은 투광율이 70% 이상인 물질로 만들어지며, 라이닝 필름은 투광율이 20% 이상인 물질로 만들어지고, 접촉층은 투광율이 30% 이상인 물질로 만들어진다. 따라서, 세개의 부재로 만들어진 적층물은 투광율이 30% 이상이다.
역반사성 부품의 투광율은 배면으로부터 표면으로 전개되는 광선의 투광율이다.
역반사성 부품의 거의 모든 표면은 실질적으로 편평할 수 있는데, 그 이유는 밀봉 셀을 형성하는 밀봉 돌출부가 역반사성 부품의 배면에 결합하기 때문이다. 역반사성 부품의 거의 모든 표면이 실질적으로 편평한 경우, 종래의 인쇄 방법에 의해 표면에 전시물(display)이 용이하게 제공될 수 있다. 즉, 본 발명의 역반사성 시이트는 역반사성 표지판의 부재로서 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 역반사성 시이트는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 이 방법은 하기 (I) 내지 (V)단계를 포함하는 것이 바람직하다:
(I) 라이닝 필름(2)의 전구체인 수지 필름의 표면을 역반사성 부품(1)의 배면에 마주하게 역반사성 부품(1)의 배면으로부터 소정의 거리에 놓이도록 위치시키는 단계,
(II) 상기 수지 필름의 배면을 엠보싱 처리하여 그것의 표면을 부분적으로 돌출시켜서 상기 역반사성 부품(1)의 배면에 결합하는 밀봉 돌출부(21)를 형성시킴으로써 다수개의 밀봉 공간(23)을 갖는 역반사성 부재(10)를 형성시키는 단계,
(III) 중합성 액체를 상기 라이닝 필름(2)의 배면에 도포하여 엠보싱 처리에 의해 형성된 함몰부(22)를 충전시킴으로써 실질적으로 편평한 액체 표면을 갖는 코팅층을 형성시키는 단계,
(IV) 상기 코팅용 액체를 중합시켜서, 상기 실질적으로 편평한 액체 표면으로부터 형성되며 상기 라이닝 필름(2)에 결합하는 실질적으로 편평한 표면을 갖는 접촉층(4)을 형성시키는 단계, 및
(V) 발광 표면(31)이 접촉층(4)과 접촉하도록 전기루미네선스 부품(3)을 상기 접촉층(4)의 실질적으로 편평한 표면 상에 위치시키는 단계.
상기 방법은 함몰부(22)를 확실히 충전시키고 라이닝 필름(2) 및 EL 디바이스가 접촉층(4)에 결합하는 구조를 용이하게 형성할 수 있는 것이 바람직하다.
다음은 도 1을 참고하여 본 발명의 역반사성 시이트의 바람직한 실시태양을 설명하였다.
역반사성 시이트(100)는 프리즘형 역반사성 부재(10), EL 디바이스(3), 그리고 이들 사이에 게재된 접촉층(4)를 포함한다.
프리즘형 역반사성 부재(10)는 실질적으로 편평한 표면과 다수개의 프리즘형 돌출부가 배열되어 있는 배면을 구비한 투광용 역반사성 부품(1)(i), 및 투광용 수지로 만들어진 라이닝 필름(2)(ii)을 포함한다. 부품(1) 및 라이닝 필름(2)은 세부 밀봉된 셀(23)을 형성하도록 부분적으로 결합된다.
프리즘형 돌출부의 표면들(24)은 공기와의 계면을 가지면서 가두어져 있다. 밀봉 돌출부(21)는 라이닝 필름(2)의 배면에서 필름을 엠보싱 처리함으로써 라이닝 필름의 전구체인 수지 필름의 표면을 돌출시켜서 부분적으로 역반사성 부품(1)에 결합시킴으로써 형성된다. 따라서, 라이닝 필름(2)의 배면은 엠보싱 처리에 의해 형성된 표시부에 상응하는 함몰부를 지닌다.
EL 디바이스(3)는 발광 표면(31)이 라이닝 필름(2)의 실질적인 전체 배면 위에 연장되도록 제공된다. EL 디바이스의 세부 사항은 이하에 기술하였다.
접촉층(4)은 함몰부(22)를 충전시키면서 라이닝 필름(2)의 실질적인 전체 배면과 결합하며, 또한 접촉층(4)의 편평한 표면(40)은 EL 디바이스(3)의 실질적인 전체 발광 표면(31)에 결합한다.
역반사성 부품(10)은 임의로 이 역반사성 부품(1)의 표면에 적층되는 보호 필름(5)을 구비할 수 있다. 또한, 역반사성 시이트(100)를 알루미늄 표지판과 같은 기판에 잘 부착시키기 위해서는, EL 디바이스(3)의 배면, 즉 발광 표면(31)에 마주한 면에 접착층(6)을 제공할 수 있다.
본 발명의 역반사성 시이트는, (엠보싱 처리 후) 형성된 역반사성 부재의 배면 상에 접촉층을 형성시키고, 투명한 전도층을 상기 접촉층 위에 형성시키고, 발광 층 등과 같은 EL 디바이스의 부품을 상기 투명한 전도층 위에 적층시킴으로써 접촉층 위에 EL 디바이스를 제공함으로써 제조할 수 있다. 이 경우, 투명한 전도층의 표면(접촉층에 결합된 표면)은 발광 표면을 형성한다. 대안적으로, 완성된 역반사성 부재의 라이닝 필름의 배면 및 완성된 EL 디바이스의 발광 표면은 접촉층을 통해 부착된다.
프리즘형 역반사성 부품
프리즘형 역반사성 부품은 대개 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 보다 더 바람직하게는 90% 이상의 투광율을 갖는 수지로 만들어진다. 이러한 타입의 프리즘형 역반사성 부품은 역반사성 부품의 투명성을 감소시키는 어떠한 금속 반사 필름도 사용하지 않고도 높은 반사 휘도를 가질 수 있으며, EL 디바이스로부터의 발광 및 역반사의 상승 효과로 인해 전체 표면에 걸쳐 균일하게 휘도를 증가시킬 수 있다.
이러한 타입의 프리즘형 역반사성 시이트는 JP-A-60-100103, JP-A-6-50111, 미국 특허 제4,775,219호 등에 개시된 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 프라스틱 물질은 특정한 모양과 배열을 갖는 주형을 사용하여 주조할 수 있다.
프리즘형 돌출부의 바람직한 모양은 정육면체 코너로 일컬어지는 삼각형 피라미드이다. 정육면체 코너는 역반사성 부품의 반사 휘도와 광각 관찰능을 증가시킬 수 있다.
삼각형 피라미드의 크기는 바닥 삼각형의 한면이 0.1 내지 3.0 ㎜이고, 높이가 25 내지 500 ㎛인 것이 바람직하다. 바닥 삼각형은 이등변 삼각형 또는 정삼각형일수 있다.
역반사성 부품을 형성하는 수지는 굴절율이 1.4 내지 1.7인 고도로 투명한 수지가 바람직하다. 이러한 수지의 예로는 아크릴계 수지, 에폭시 변성 아크릴계 수지, 폴리카보네이트 수지 등이 있다. 본 발명의 효과에 나쁜 영향을 미치지 않는한, UV 흡수체, 흡습제, 착색제(예, 형광 염료), 인광 물질, 열안정화제, 충전제 등과 같은 첨가제를 함유할 수 있다.
라이닝 필름
라이닝 필름은 투광율이 20% 이상, 바람직하게는 30% 이상인 수지로 만들어진다.
라이닝 필름의 투광율은 라이닝 필름이 광선 확산 부재로 작용하는 경우, 20 내지 80%이며, 25 내지 75%가 바람직하다.
라이닝 필름의 투광율은, 확산 광선에 기인한 휘도의 균일성보다 EL 디바이스로부터의 발광으로 인한 휘도의 향상이 더 요구되는 경우에 있어서, 80% 이상인 것이 바람직하며, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
수지 필름의 예로는 폴리에스테르 수지, 아크릴계 수지, 폴리우레탄, 염화 비닐 수지, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 불소화 폴리비닐, 불소화 폴리비닐리덴, 폴리부티레이트 등으로 된 필름이 있다. 이 수지 필름은 본 발명의 효과에 나쁜 영향을 미치지 않는한, UV 흡수제, 흡습제, 착색제(예, 형광 염료), 인광 물질, 열안정화제, 확산성 반사 입자 등과 같은 첨가제를 함유할 수 있다. 확산성 반사 입자의 예로는 백색 무기 입자(예, 이산화티탄), 중합체 입자(예, 폴리스티렌 입자) 등이 있다.
라이닝 필름의 두께는 대개 10 내지 1000 ㎛ 범위이다. 필름의 연화점은 80 내지 250℃인 것이 바람직하다.
수지 필름은, 예를 들면 압출법으로 제조될 수 있다. 수지 필름은 본 발명의 효과에 나쁜 영향을 미치지 않는한, 두개 이상의 층을 구비한 다층 필름일 수 있다.
역반사성 부재의 제작
역반사성 부재는 라이닝 필름의 전구체인 수지 필름의 표면을 역반사성 부품의 배면에 마주하게 역반사성 부품의 배면으로부터 소정의 거리에 놓이도록 위치시키고, 그 라이닝 필름의 배면을 엠보싱 처리함으로써 제작한다. 엠보싱 처리는 상기 수지 필름의 표면을 부분적으로 돌출시켜서 상기 역반사성 부품의 배면에 결합하는 밀봉 돌출부를 형성시킨다. 따라서, 다수개의 밀봉 셀이 형성된다. 엠보싱 처리 온도는 대개 상기 라이닝 필름의 연화점 이상으로, 100 내지 300℃가 바람직하다.
하나의 세부 셀의 면적(밀봉 돌출부에 의해 둘러싸인 한 부분의 면적)은 2.5 내지 40 ㎟인 것이 바람직하며, 특히 5 내지 30 ㎟이다. 하나의 세부 셀 면적이 2.5 ㎟ 미만인 경우, 반사 휘도가 불충분하다. 하나의 세부 셀 면적이 40 ㎟를 초과하는 경우, 프리즘형 돌출부가 붕괴되어 시이트에 주름이 잡히거나 시이트 외관이 바람 또는 충격에 의해 변형된다.
역반사성 부품의 표면에 나타나는 밀봉 돌출부의 전체 접착 면적은 역반사성 부품의 전체 배면의 10 내지 85%이고, 20 내지 70%가 바람직하며, 특히 30 내지 60%이다.
전체 접착 면적이 85%를 넘으면, 역반사성 휘도가 감소하는 경향이 있다. 전체 접착 면적이 10% 미만인 경우, 접착 강도는 감소하고 라이닝 필름은 역반사성 부품으로부터 박리되는 경향이 있다. 총 접착 면적이 증가하면 전술한 하나의 셀 면적이 감소한다.
라이닝 필름이 확산성을 지닌 반투명한 필름인 경우, 밀봉 돌출부의 총 접착 면적은 EL 디바이스로부터 방출되는 광선으로 인해 최대 70% 까지 증가하여 휘도를 개선시킬 수 있다.
역반사성 부품(1)의 표면 위에 적층된 보호 필름(5)은 역반사성 시이트의 옥외 내후성을 더 개선시키기 위해 UV 흡수체를 함유하는 투명한 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. 이러한 투명한 필름은 아크릴계 중합체, 아크릴계 중합체와 플루오르화 폴리비닐리덴의 중합체 혼합물 등과 같은 플라스틱으로 만들어질 수 있다.
이러한 역반사성 부재는 JP-A-60-100103, JP-A-6-50111, US-A-4775219 등에 개시된 방법에 따라 제조할 수 있다.
EL 디바이스
EL 디바이스는 투명한 전도층, 배면 전극 및 이들 사이에 게재된 루미네선스 층으로 이루어진 적층 구조를 갖는다. 임의로, 투광(비전도성) 필름을 투명한 전도층의 표면에 적층시킬 수 있다. 발광 표면은 투명한 전도층 또는 투광 필름의 표면이 될 수 있다. 그와 같은 표면은 편평하다. 필요에 따라, 루미네선스 층과 배면 전극 사이에 절연층이 제공될 수 있다. 이들 성분은 이들 사이에 어떠한 공기 층도 존재하지 않도록 결합시키는 것이 바람직하다.
시이트의 총 표면에 걸쳐 휘도를 효과적으로 증가시키기 위해서는, EL 디바이스만을 단독으로 조명했을 때 자체 발광 휘도가 13 cd/㎡ 이상인 것이 바람직하다.
투명한 전도층
투명한 전도층은 라이닝 필름의 배면에 형성된 접촉층의 실질적으로 편평한 표면상에 직접 코팅함으로써 형성시킬 수 있다. 접촉층을 이하에 상세히 설명하였다.
투명한 전도 필름은 ITO(인듐-주석 산화물) 필름 등과 같은 임의의 투명한 전극일 수 있다. 이 투명한 전도 필름의 두께는 대개 0.01 내지 1000 ㎛이며, 표면 저항도는 대개 500 Ω/스퀘어 이하이고, 약 1 내지 300 Ω/스퀘어인 것이 바람직하다. 투광율은 대개 70% 이상이며, 80% 이상인 것이 바람직하다. ITO 필름은 종래의 필름 형성법, 예컨대 증착법, 스퍼터링법, 페이스트 코팅법 등에 의해 형성된다.
루미네선스 층 표면에 투명한 전도층을 형성시킨 후, 투명한 전도층과 접촉층을 결합시킬 수 있다. 대안적으로, 투명한 전도층은 생략할 수 있으며, 루미네선스 층은 접촉층이 충분한 전도성을 지니는 경우 접촉층의 편평한 표면에 직접 형성시킬 수 있다.
투광용 필름과 투명한 전도 필름의 적층물을 투명한 전도층으로 사용할 수 있다. 이 경우, 투명한 전도층은 루미네선스 층에 대면하는 전도 필름을 구비한다.
투광 필름의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 플라스틱 필름이 있다.
필름의 투광율은 대개 70% 이상이고, 필름의 두께는 대개 10 내지 1000 ㎛이다. 투광용 필름은 루미네선스 층에 의해 방출되는 광선의 색을 보강하는 색상을 전개시키는 형광 염료를 함유할 수 있으므로, 이로써 백색 광선을 방출하는 EL 디바이스가 형성될 수 있다.
배면 전극
배면 전극(34)은 루미네선스 층의 배면, 즉 투명한 전도층(30)에 마주한 표면에 위치된다. 배면 전극은 대개 루미네선스 층과 직접적으로 접촉한다. 절연층이 루미네선스 층의 배면과 접촉하여 존재하는 경우, 배면 전극은 절연층과 접촉하도록 제공된다.
배면 전극은 알루미늄, 금, 은, 구리, 니켈, 크롬 등의 금속 필름과 같이 종래의 분산물 타입 EL 디바이스에 사용되는 전도성 필름; ITO 필름과 같은 투명한 전도성 필름; 전도성 카본 필름 등일 수 있다. 금속 필름은 증착된 필름, 스퍼터링한 필름, 금속 호일 등일 수 있다.
배면 전극의 두께는 대개 5 ㎚ 내지 1000 ㎛이다.
루미네선스 층
루미네선스 층은 다음과 같이 형성될 수 있다.
유전율이 높은 중합체를 포함하는 매트릭스 수지, 형광 입자 및 용매를 호모믹서와 같은 반죽 장치를 사용하여 균질하게 혼합하고 분산시켜서, 분산물 타입 루 층용 도료를 제조하였다. 그 후, 루미네선스 층을 형성하기 위해 이것을 피복하고 건조시켰다. 이 경우, 투명한 전도층, 배면 전극 또는 절연층 위에 상기 도료를 직접 도포할 수 있다. 대안적으로, 박리성을 지닌 임시 지지체 상에 루미네선스 층을 형성시킬 수 있으며, 이후 이것을 투명한 전도층, 배면 전극 또는 절연층으로 이동시킬 수 있다. 상기 도료의 고형분 함량은 대개 10 내지 60 중량%이다.
매트릭스 수지 100 중량부당 50 내지 200 중량부 분량의 형광 입자를 함유한다.
형광 입자는 2 종 이상의 입자들을 함유할 수 있다. 예를 들면, 청색, 청녹색 또는 오렌지색 광선을 방출하며 별개의 스펙트럼을 갖는 2종 이상의 루미네선스 입자들을 서로 혼합하여 백색 루미네선스 층을 형성할 수 있다. 대안적으로, 루미네선스 층은 상이한 색을 띠는 입자를 함유하는 2종 이상의 내부층을 포함한다.
코팅 방법, 코팅 두께, 건조 조건 등은 종래의 분산 타입 루미네선스 층을 형성할 때의 코팅 방법, 코팅 두께, 건조 조건 등과 동일하다(참고 JP-B-59-14878, JP-B-62-59879 등).
적층된 루미네선스 층(32)(즉, 지지체 층(38), 루미네선스 입자 층(37) 및 절연층(36)으로 이루어진 적층 구조물)은 다음과 같이 형성할 수 있다.
먼저, 지지체 층을 형성하기 위한 도료를 투명한 전도 층에 도포하였다. 그 후, 도료를 건조시키기 전에 임의의 종래 분말 코팅법으로 지지체 층의 표면에 루미네선스 입자 층을 형성시켰다. 그 후, 그 입자들을 부분적으로 지지체 층 내에 매립시키고, 그 지지체 층을 건조시켰다. 이로써, 지지체 층과 입자층이 함께 결합한다. 마지막으로, 절연층을 루미네선스 입자 층에 적층하여 층들이 결합된 적층 구조물을 형성하였다. 절연층은 절연층 형성용 물질을 함유하는 도료를 도포하고 그것을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
루미네선스 입자 층은 다수개의 입자들로 이루어지는데, 이들은 단일층 상태로 배치되어, 지지체 층과 절연층 모두에 결합한다. 지지체 및/또는 절연층은 본 발명의 효과에 나쁜 영향을 미치지 않는한, 두개 이상의 층을 지닌 적층물일 수 있다.
루미네선스 층에 대한 지지체 층
지지체 층은 매트릭스 수지를 함유하는 투명한 층이다. 지지체 층의 두께는 대개 5 내지 1000 ㎛이며, 투광율은 대개 70% 이상이고, 80% 이상이 바람직하다.
매트릭스 수지는 에폭시 수지, 유전율이 높은 중합체 등과 같은 종래의 분산물 유형 EL 디바이스에 사용되는 수지일 수 있다. 상기 유전율이 높은 중합체는 1 ㎑의 교류를 걸어 측정하였을 때, 대개 약 5 이상, 바람직하게는 7 내지 25, 더욱 바람직하게는 8 내지 18의 유전율을 갖는 중합체이다. 유전율이 너무 낮으면, 휘도는 증가할 수 없다. 반면에 너무 높으면, 루미네선스 층의 수명이 단축되는 경향이 있다.
유전율이 높은 중합체의 예로는 플루오르화 비닐리덴 수지, 시아노수지 등이 있다. 예를 들면, 플루오르화 비닐리덴 수지는 플루오르화 비닐리덴 및 1종 이상의 기타 플루오르 함유 단량체를 공중합시킴으로써 제조될 수 있다. 기타 플루오르 함유 단량체의 예로는 테트라플루오로에틸렌, 트리플루오로클로로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌 등이 있다. 시아노수지의 예로는 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸화 에틸렌-비닐 알코올 공중합체 등이 있다.
지지체층은 일반적으로 매트릭스 수지로 이루어지나, 본 발명의 효과에 나쁜 영향을 미치지 않는한, 기타 수지, 충전제, 계면활성제, UV 흡수체, 산화방지제, 항균제, 방청제, 흡습제, 착색제, 인광물질 등과 같은 첨가제를 함유할 수 있다.
예를 들면, 루미네선스 입자 층으로부터 방출된 광선이 청녹색인 경우, 매트릭스 수지는 로다민 6G, 로다민 B, 페릴렌 염료 등과 같은 적색 또는 핑크색 형광 염료 또는 그러한 염료들을 수지 중에 분산시킴으로써 형성된 가공 안료를 함유하므로 백색 루미네선스 층이 형성된다.
루미네선스 층에 대한 절연층
루미네선스 층에 대한 절연층 내에 함유된 절연 물질은 절연 입자, 유전율이 높은 중합체 등일 수 있으며, 이것은 종래의 분산물 타입 EL 디바이스에 사용된다. 그 절연 입자의 예는 이산화티탄, 티탄산바륨, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화규소, 질화규소 등으로 된 무기 절연 입자들이 있다. 유전율이 높은 중합체는 지지체층으로 사용되는 중합체일 수 있다.
절연층은 배면 전극 또는 루미네선스 입자 층 위에 도료를 코팅함으로써 형성될 수 있다.
절연층이 절연 입자 및 유전율이 높은 중합체를 포함하는 코팅된 층인 경우, 절연 입자의 양은 유전율이 높은 중합체 100 중량부당 1 내지 400 중량부이며, 10 내지 300 중량부인 것이 바람직하고, 20 내지 200 중량부인 것이 더욱 바람직하다. 절연 입자의 양이 너무 적으면, 절연 효과는 감소되며 따라서 휘도도 감소하는 경향이 있다. 절연 입자의 양이 너무 많으면, 도료의 도포가 어려울 수 있다.
절연층의 두께는 대개 5 내지 1000 ㎛이다. 절연층은 절연성을 손상시키지 않는한 충전제, 계면활성제, 산화방지제, 항균제, 방청제, 수분 흡수체, 착색제, 인광 물질, 경화성 수지, 점착부여제 등과 같은 첨가제를 함유할 수 있다.
루미네선스 입자 층
루미네선스 입자 층 내의 루미네선스 입자는 종래의 분산물 타입 EL 디바이스에 사용된 형광 입자일 수 있다. 형광 물질의 예로는 형광 화합물(예, ZnS, CdZnS, ZnSSe, CdZnSe 등)의 단일물질 또는 형광 화합물과 보조 성분(예, Cu, I, Cl, Al, Mn, NdF3, Ag, B 등)의 혼합물이 있다.
형광 입자의 평균 입자 크기는 대개 5 내지 100 ㎛이다. 유리, 세라믹 등의 코팅 필름이 표면에 형성된 미립자 형광 물질을 사용할 수 있다.
루미네선스 입자 층 내 루미네선스 입자 함량은 40 중량% 이상인 것이 바람직하다. 그 함량이 40 중량% 미만인 경우, 휘도 개선 효과가 감소될 수 있다.
발광 입자층의 두께는 대개 5 내지 500 ㎛이다. 형광 입자 층이 단일층 상태로 배치되는 다수개의 입자들로 이루어지는 경우, EL 디바이스는 용이하게 얇은 두께로 제조될 수 있다.
또한, 루미네선스 입자 층은 2종 이상의 루미네선스 입자들을 함유할 수 있다.
루미네선스 입자 층은 루미네선스 입자외에도 1종 이상의 입자, 예컨대 착색 물질, 인광물질, 중합체, 무기 산화물 등을 함유할 수 있다. 상기 입자들이 루미네선스 입자들로 이루어지는 경우 휘도는 최대화될 수 있다. 예를 들면, 청녹색 광선을 방출하는 루미네선스 입자 및 청녹색을 보강하는 관계의 색상을 갖는 분홍색 착색 물질(예, 로다민 6G, 로다민 B 등을 함유하는 입자)을 혼합하면, 백색 루미네선스 층이 형성된다.
접촉층은 라이닝 필름의 배면에 중합성 단량체 또는 올리고머를 함유하는 중합성 액체를 도포하고 그것을 중합시킴으로써 형성시킬 수 있다. 그같은 단량체 또는 올리고머 함유 액체는 점도가 충분히 낮으므로 함몰부를 확실히 충전시킬 수 있다.
중합성 액체의 점도(25℃)는 대개 1 내지 100,000 cp이고, 5 내지 80,000 cp인 것이 바람직하며, 10 내지 50,000 cp인 것이 보다 더 바람직하다. 점도가 너무 낮으면, 충분한 두께의 접촉층이 형성되지 않으며 결합성이 저하되는 경향이 있다. 점도가 너무 높으면, 함몰부가 충분히 충전되지 않을 수 있다.
본 명세서에서는 액체의 점도를 2호 로토를 갖는 브룩 필드 타입 점도계를 사용하여 60 rpm에서 측정하였다.
대안적으로, 라이닝 필름의 배면에 프라이머를 먼저 코팅시킨 후, 중합성 액체를 도포한다.
비중합 접촉층(코팅된 층)은 함몰부를 충전시켜, 실질적으로 편평한 액체 표면을 형성하도록 일정한 두께로 형성된다. 코팅된 층의 두께가 너무 얇으면, EL 디바이스 및 라이닝 필름에 대한 접촉층의 결합성이 저하되는 경향이 있다. 접촉층의 두께(함몰부를 제외한 라이닝 필름의 배면으로부터 접촉층의 편평한 표면에 이르는 거리)는 대개 1 내지 100 ㎛이다.
라이닝 필름의 배면에 형성된 코팅된 층의 액체 표면을, EL 디바이스(또는 투명한 전도층)를 제공하기 전에 편평하게 할 수 있다. 예를 들면, 박리 필름의 편평한 박리면을 라이닝 필름의 배면에 도포된 중합성 액체의 표면과 접촉시키고, 코팅된 층이 형성되도록 박리 필름을 통해 그것을 가압하면서 액체를 주조함으로써 액체 표면을 편평하게 할 수 있다. 가압화를 통해 함몰부를 액체로 용이하게 충전한다. 역반사성 부재, 코팅된 층 및 박리 필름의 적층물을 한쌍의 압력 롤 사이에 통과시킴으로써 가압화를 수행할 수 있다. 가압 단계 동안, 적층물을 가열할 수 있다. 역반사성 부재의 표면을 보호하기 위해 역반사성 부재의 표면 사이드에 또 다른 박리 필름을 적층시킨 후, 그 적층물을 가압하는 것이 바람직하다.
코팅된 층을 덮는 박리 필름이 PET, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등으로 된 필름과 같은 매우 투명한 필름인 경우 코팅된 층을 광중합시킬 수 있다. 광중합화에 사용된 광선은 UV 광선, 전자빔, 가시광선, 원적외선 등일 수 있다. 조사(照射)하고자 하는 광선 조사량은 접촉층을 충분히 고화시키고, 라이닝 필름과 EL 디바이스가 박리되지 않고 결합할 수 있는 정도로 선택된다. 예컨대, UV 광선의 경우, 조사량은 1 내지 10 J/㎠이다.
그 후, 형성된 접촉층의 실질적으로 편평한 표면으로부터 박리 필름을 제거하고, EL 디바이스의 발광 표면이 상기 실질적으로 편평한 표면에 결합하도록 상기 실질적으로 편평한 표면에 EL 디바이스를 위치시킨다. 예를 들면, EL 디바이스는 접촉층과 접촉하고 있는 투명한 전도층을 형성시킨 후, 이어서 루미네선스 층과 같은 EL 디바이스의 부품들을 투명한 전도층 상에 적층시킴으로써 형성시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 롤을 사용한 코팅법외에도 나이프, 바아, 금형 등을 사용하는 방법에 의해 코팅된 층을 중합 전에 도포할 수 있다. 롤, 바아 등과 같은 도구의 표면이 충분한 박리성을 갖는 경우에는 박리 필름을 사용할 필요가 없다.
대안적으로, 라이닝 필름과 EL 디바이스 모두에 결합된 접촉층은, 투명한 전도층 또는 투명한 전도층을 갖는 투광용 필름을 코팅된 층의 액체 표면과 접촉시키면서 코팅된 층을 중합시킴으로써 형성시킬 수 있다.
전술한 중합성 액체 중에 함유된 단량체 또는 올리고머는 (메트)아크릴레이트, 에폭시 화합물, 시아노아크릴레이트 화합물 등과 같은 중합성 화합물일 수 있다.
(메트)아크릴레이트는 실질적으로 다작용성 아크릴레이트 화합물을 포함하는 것이 바람직한데, 이는 중합 후 접촉층의 가교 밀도가 증가하여, 경시적으로 치수 안정성이 개선되므로, 접촉층의 수축 또는 팽창에 의해 야기되는 접촉층의 박리가 효과적으로 방지될 수 있기 때문이다.
중합성 액체는 필요에 따라 다양한 첨가제를 함유할 수 있다. 예를 들면, 반응성을 증가시키기 위해 광중합반응 개시제를 첨가할 수 있다. 접착성을 개선시키기 위해서는 실란 커플링제와 같은 커플링제를 첨가할 수 있다. 커플링제는 중합성 화합물 100 중량부당 0.1 내지 10 중량부의 분량으로 함유될 수 있다. 또한, 접촉층의 굴절율을 증가시키기 위해서는 오산화안티몬, 지르코니아 등과 같은 무기 콜로이드성 입자를 첨가할 수 있다. 본 발명의 효과에 나쁜 영향을 미치지 않는한 확산성 반사 입자, 전도 입자, 계면활성제, UV 흡수체, 산화방지제, 항균제, 방청제, 흡습제, 착색제(예, 형광 염료), 인광 물질 등과 같은 기타 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 용어 "중합성"이란 "경화 가능한" 및 "가교 가능한"의 다른 표현이다. 중합성 액체는 열경화성 또는 수분경화성 액체일 수 있다.
접촉층은 본 발명의 효과에 나쁜 영향을 미지치 않는한 비중합성 중합체로 형성될 수 있다. 또한, 접촉층은 다수개의 투광층들을 포함할 수 있다.
역반사성 시이트의 도포
본 발명의 역반사성 시이트는 EL 디바이스의 배면에 제공되는 접착제를 통해 표지판인 기판에 부착되어 역반사성 표지판을 형성하는 데 사용된다. 이러한 접착제의 예로는 아크릴계, 폴리우레탄 및 에폭시 수지 접착제가 있다.
백색 루미네선스 층을 갖는 EL 디바이스가 사용되는 경우, 역반사성 시이트의 표면에 형성되는 싸인(sign)에 대한 바탕의 백색도가 증가한다. 이로써, 주간과 야간에 동일한 수준의 가시도를 얻게 된다. 야간 가시도는 EL 디바이스가 켜있건 꺼져있건 간에 실질적으로 변화하지 않는다. 또한, 투명한 잉크로 형성시킨 싸인의 외관을 개선시킨다.
투명한 전도층 및 배면 전극에 각각 연결된 한 쌍의 터미날을 전원에 연결시켜서 이 디바이스에 전압을 걸어주는 경우, EL 디바이스는 광선을 낼 수 있다. 전원으로서, 건식 셀, 배터리, 태양 전지 등과 같은 셀을 사용할 수 있거나 또는 교류를 인버터를 거쳐 전선으로부터 EL 디바이스에 공급하여 전압 또는 주파수를 변경하거나 또는 교류와 직류간 전류를 변화시킨다. 교류의 주파수는 대개 50 내지 1000 ㎐이다. 걸어준 전압은 대개 3 내지 200 V이다. 적층물 타입 EL 디바이스는 발광 효율이 높으므로 종래의 분산물 타입 디바이스에서 요구되는 것보다 더 낮은 전압에서 광선을 방출한다.
교통 및 광고 표지판 분야에서의 역반사성 시이트 응용물에서는, 역반사가 전혀 일어나지 않는 경우, 즉 외부 광원이 거의 또는 전혀 비춰지지 않는 장소와 같은 환경 하에서 광원을 갖지 않은 관찰자가 역반사성 시이트를 보았을 때, 역반사성 시이트의 휘도(자체 발광 휘도)를 증가시키기는 것이 중요한 목적 중 하나이다. 그러나, 전술한 종래의 역반사성 시이트로는 시이트의 충분한 역반사도를 유지함과 동시에 EL 디바이스 자체의 휘도를 증가시킬 수 없었다.
따라서, 본 발명의 목적은 외부 광선이 없으며 역반사가 전혀 일어나지 않는 경우에도 충분한 야간 가시도를 제공하기에 충분한 역반사도(반사 휘도)와 증가된 발광 휘도를 갖는 자체 발광 역반사성 시이트를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일면은,
(A) (i) 실질적으로 편평한 표면과 다수개의 프리즘형 돌출부가 배열되어 있는 배면을 구비한 투광용 역반사성 부품(1), 및
(ii) 엠보싱 처리에 의해 돌출되고, 프리즘형 돌출부의 표면이 공기와 계면을 가져서 다수개의 밀봉 셀(23)을 형성함과 동시에 상기 프리즘형 돌출부를 가두도록 역반사성 부품(1)의 상기 배면에 부분적으로 결합하는 밀봉 돌출부(21)를 표면에 구비한 투광용 필름을 포함하는 라이닝 필름(2)
을 포함하는 역반사성 부재(10), 및
(B) 상기 라이닝 필름(2) 배면의 실질적인 전체 면적에 연장되어 있는 실질적으로 편평한 발광 표면(31)을 갖는 전기루미네선스 디바이스(3)
를 포함하는 자체 발광 역반사성 시이트(100)를 제공하는 것으로서, 상기 시이트는 라이닝 필름(2)의 배면을 엠보싱 처리함으로써 형성된 함몰부(22)를 충전시키며 라이닝 필름 배면의 실질적인 전체 면적과 또한 전기루미네선스 부품(3)의 발광 표면(31)의 실질적인 전체 면적에 결합하고 있는 투광용 접촉층(4)을 더 포함한다.
상기 투광용 역반사성 부품(1)의 투광율은 70% 이상인 것이 바람직하며, 라이닝 필름(2)의 투광율은 20% 이상인 것이 바람직하고, 상기 접촉층(4)의 투광율은 30% 이상인 것이 바람직하다.
본 발명의 자체 발광 역반사성 시이트는 투광용 역반사성 부품(1)의 실질적으로 편평한 표면 상에 보호 필름(5)을 더 포함할 수 있다.
상기 역반사성 부품(1)의 배면에 부분적으로 결합하는 밀봉 돌출부(21)의 접착 면적은 역반사성 부품(100)의 전체 배면의 약 10% 내지 약 85%를 이루는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 자체 발광 시이트를 제조하는 방법을 제공한다. 이 방법은
라이닝 필름(2)의 전구체인 수지 필름의 표면을 역반사성 부품(1)의 배면에 마주하게 역반사성 부품(1)의 배면으로부터 소정의 거리에 놓이도록 위치시키는 단계,
상기 수지 필름의 배면을 엠보싱 처리하여 그것의 표면을 부분적으로 돌출시켜서 상기 역반사성 부품(1)의 배면에 결합하는 밀봉 돌출부(21)를 형성시킴으로써 다수개의 밀봉 공간(23)을 갖는 역반사성 부재(10)를 형성시키는 단계,
중합성 액체를 상기 라이닝 필름(2)의 배면에 도포하여 엠보싱 처리에 의해 형성된 함몰부(22)를 충전시킴으로써 실질적으로 편평한 액체 표면을 갖는 코팅층을 형성시키는 단계,
상기 코팅용 액체를 중합시켜서, 상기 실질적으로 편평한 액체 표면으로부터 형성되며 상기 라이닝 필름(2)에 결합하는 실질적으로 편평한 표면을 갖는 접촉층(4)을 형성시키는 단계, 및
발광 표면(31)이 접촉층(4)과 접촉하도록 전기루미네선스 부품(3)을 상기 접촉층(4)의 실질적으로 편평한 표면 상에 위치시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
실시예 1
본 실시예들은 도 2의 구조를 갖는 적층물 타입 EL 디바이스(3) 및 도 1의 구조를 갖는 역반사성 부재(10)를 포함하며, 이것들이 접촉층(4)을 통해 결합되어 있는 역반사성 시이트를 예시하였으나, 본 발명을 이것에 국한하는 것은 아니다.
역반사성 부재의 제조
라이닝 필름의 전구체인 수지 필름의 표면을 역반사성 부품의 배면에 마주하게, 일정한 거리에서 배면으로부터의 투광도가 100%인 정육면체 코너 역반사성 부품의 배면(정육면체 코너 프리즘을 구비함) 위에 배치하고, 엠보싱하여 밀봉 돌출부를 형성하였다. 따라서, 다수개의 세부 밀봉 셀을 구비한 역반사성 부재가 얻어졌다. 엠보싱 처리 롤 온도는 260℃이고 닙 압력은 4.2 ㎏/㎠이었다.
전술한 역반사성 부품을 JP-A-6-501111에 개시된 방법에 따라 폴리카보네이트 수지로부터 주조하였다. 수지 필름은 투광도가 90.2%인 투명한 폴리에스테르로 만들었다.
다수개의 셀 모양은 역반사성 부품의 표면에서 보았을 때 실질적으로 동일하고 모두 정사각형이었다. 하나의 셀 면적(부재의 표면에서 보았을 때 밀봉 돌출부로 둘러싸인 면적)이 10 ㎟이었다. 밀봉 돌출부가 차지하는 총 면적은 역반사성 부품의 총 배면의 38%였다.
그 후, 상부 필름(보호 필름)으로서 충격저항 등급의 폴리메틸메타크릴레이트로 된 무색 투명한 필름을 옥외 내후성을 개선시키기 위해 역반사성 부품의 표면에 융합시켰다. 전술한 세가지 성분 층들로 된 적층물의 라이닝 필름 면으로부터의 총 투광율은 89.5%였다. 총 두께는 약 300 ㎛였다.
접촉층의 형성
다음 조성을 갖는 중합성 액체를 다음 방법에 따라 전술한 역반사성 부재의 라이닝 필름의 배면에 도포하고, 엠보싱 처리된 부위(함몰부)를 충전하여 편평한 액체 표면을 갖는 코팅층을 형성하였다.
중합성 액체의 조성
히단토인 헥사아크릴레이트 58 중량%
1,6-헥산디올 디아크릴레이트 38 중량%
Irgagure 651(광중합반응 개시제) 2 중량%
실란 커플링제("KBM-603" 시네쯔 실리콘 제품) 2 중량%
먼저, 중합성 액체(점도 205 cp)를 라이닝 필름 배면의 한 연부에 공급하였으며, 역반사성 부재를 한 쌍의 PET 박리 필름사이에 게재하고 이것을 한쌍의 롤 사이에서 중합성 액체를 수송하는 상기 연부로부터 마주한 연부까지 통과시켰다. 따라서, 중합성 액체가 라이닝 필름의 배면 위에 주조되었다.
그 후, 중합성 액체의 코팅층을 중합시켜서, 라이닝 필름에 결합한 액체 표면으로부터 형성된 편평한 표면을 갖는 접촉층을 형성시켰다.
코팅층은 박리 PET 필름을 통해 UV 광선을 조사시킴으로써 중합된다. 광원은 ORC 가부시키가이샤에서 상표명 JP-200-EXC로 시판하는 고압 수은 램프이다. 조사 시간은 약 3분이고, 총 조사량은 약 3.8 J/㎠이었다.
중합 후, PET 필름을 박리하였다.
접촉층의 두께(라이닝 필름의 배면(함몰부 제외)으로부터 접촉층의 편평한 표면에 이르는 거리)는 약 10 ㎛였다. 접촉층 및 역반사성 부재로 된 적층물의 접촉층 면으로부터의 투광율은 86.5%였다.
EL 디바이스의 적층
전술한 바와 같이 하여 형성시킨 적층물의 접촉층의 편평한 표면에, 다음 과정에 따라 투명한 전도층, 루미네선스 층(지지체 층, 루미네선스 입자 층 및 절연층을 구비함) 및 배면 전극을 이 순서대로 적층하여 세개의 층을 결합시켜서 EL 디바이스를 조립하였다.
이에 따라, 역반사성 부재, 그리고 발광 표면이 접촉층의 편평한 표면에 결합된 EL 디바이스를 포함하는 본 실시예의 역반사성 시이트를 얻었다.
ITO(인듐-주석 산화물)로 이루어진 투명한 전도 층을 스퍼터링법으로 적층하였다. ITO 층의 두께는 100 ㎚이고, 표면 저항은 90 Ω/스퀘어였다.
유전율이 높은 중합체(미국 미네소타주 세인트폴에 소재한 다이네온에서 제조한 상표명 THV 200 P의 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌비닐리덴 플루오라이드 공중합체)를 에틸아세테이트 중에 호모믹서를 사용하여 혼합하고 균일하게 용해하여, 별도로 지지체층을 형성하는 도료를 제조하였다. 도료의 고형분 함량은 약 25 중량%였다.
지지체 층을 형성하는 도료를 ITO 층위에 도포하였다. 그 후, 도료를 건조시키기 전, 도포된 도료 위에 실질적으로 단일 층 상태로 루미네선스 입자를 산포시키고 직경의 약 50%가 묻히도록 도료에 매립시켰다. 그 후, 도료를 건조시켰다. 도료를 나이프 피복기로 도포하고 도료를 도포한 직후, 입자를 산포시켰다. 건조 조건으로서 약 65℃의 온도로 약 1분간 건조시켰다. 지지체 층 및 루미네선스 입자 층의 총 건조 두께는 40 ㎛였다. 루미네선스 입자들은 ZnS 루미네선스 입자(오스람 실바니아에서 제조한 상표명 S-728; 평균 입자 크기 약 23 ㎛)였다.
이어서, 도료가 루미네선스 입자 층을 덮도록 절연층을 형성하는 도료를 도포하고, 건조시켜서 절연층을 형성하였다. 이로써, 결합 구조물이 형성되었으며, 이때 루미네선스 입자 층은 지지체와 절연층 모두에 매립되며 각 쌍의 층들간 계면에서 기포는 실질적으로 존재하지 않았다.
절연층 형성용 도료는 유전율이 높은 중합체(전술한 THV 200 P), 절연 입자(간토 가가쿠에서 제조한 바륨 티탄) 및 에틸아세테이트를 혼합하는 것을 제외하고는 지지체 층 형성용 도료와 동일한 방법으로 제조하였다. 중합체 대 절연 입자의 중량비는 100:80이었으며, 도료의 고형분 함량은 약 38 중량%였다. 도료를 나이프 피복기를 사용하여 도포하였으며, 건조 조건으로서 약 65℃의 온도에서 약 1분간 건조시켰다. 지지체 층, 루미네선스 입자 층 및 절연층으로 된 적층물의 건조 두께는 45 ㎛였다.
마지막으로, 알루미늄으로 만든 배면 전극층을 진공 증착법으로 절연층 위에 적층하여 본 발명의 필름형 EL 디바이스를 얻었다. 이 단계에서, 10-5Torr 이하의 감압 하에서 상표명 EBA-6DA(울백 제품)의 진공 침착 장치를 사용하여 5초간 진공 침착법을 수행하였다.
EL 디바이스의 발광
본 실시예의 투명한 전도층 및 디바이스로부터 시이트를 100 ㎜ x 100 ㎜의 정사각형으로 절단하여 제조한 EL 디바이스의 배면 전극 층에 각각의 터미날을 부착시키고, 전원(구쿠수이 일렉트로닉 인더스트리즈 리미티드에서 제조한 상표명 PCR 500L)에 연결시켰다. 그 후, 120 V, 600 ㎐의 조건 하에서 상기 디바이스에 교류 전압을 걸었다. 시이트의 발광 표면 전체에서 광선이 밝고 균일하게 방출되었다.
휘도(자체 발광 휘도)를 측정하고, 그 결과를 표 1에 수록하였다. 암실에 역반사성 시이트를 놓고 휘도 측정계(미놀타에서 제조한 상표명 LS 110)를 사용하여 상단 필름의 표면으로부터 1 m 떨어진 거리에서 휘도를 측정하였다.
역반사성 반사 휘도
본 실시예의 역반사성 시이트의 반사 휘도는 감마 사이언티픽에서 제조한 모델 920 장치를 사용하는 JIS Z 8714에 따라, EL 디바이스를 분리시켰을 때에 측정한 것이다. 그 결과를 표 1에 수록하였다.
이 결과로 본 실시예의 역반사성 시이트는 충분히 높은 역반사성 반사 휘도를 갖는다는 것을 알았다.
비교예 1
접촉층을 형성시키지 않은 것을 제외하고는 본 비교예의 역반사성 시이트를 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였으며 그것의 자체 발광 휘도 및 반사 휘도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다. 그 결과를 표 1에 수록하였다.
비교예 2
접촉층을 형성시키지 않은 것을 제외하고는 본 비교예의 역반사성 시이트를 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였으며 하기한 페이스트를 코팅함으로써 ITO 층을 형성시켰다.
본 비교예에 사용된 ITO 페이스트는 도호쿠 가코에서 제조한 상표명 SC-100으로 시판하는 것이다. 이 페이스트를 바아 피복기를 사용하여 라이닝 필름의 배면에 코팅하고 건조시켜서 ITO 층을 형성하였다.
이러한 방법으로 형성된 ITO 층은 라이닝 필름 배면 상의 함몰부를 충전시킬 수 없으며 함몰부로부터 형성된 많은 공극들이 남았다.
이 역반사성 시이트의 자체 발광 휘도 및 반사 휘도를 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였다. 그 결과를 표 1에 수록하였다.
역반사성 시이트의 발광 휘도 및 반사 휘도
실시예 EL 디바이스가 켜져 있을 때의 발광 휘도(cd/m2) EL 디바이스가 꺼져 있을 때의 발광 휘도(cd/lux/m2)
실시예 1 33.77 543
비교예 1 11.73 546
비교예 2 9.66 541
본 발명은 어떠한 외부 광원도 존재하지 않으며 역반사가 일어나지 않는 경우에도 야간 가시도를 충분히 증가시킬 정도의 충분한 역반사성 반사 휘도(예, 500 cd/lux/㎡) 및 발광 휘도를 갖는 자체 발광 역반사성 시이트를 제공한다.
모든 특허, 특허 문헌 및 간행물에 개시된 모든 내용은 마치 개별적으로 인용한 것과 같이 본 명세서에서 참고로 인용하였다. 본 발명의 다양한 변형 및 수정은 본 발명의 취지 및 정신을 벗어나지 않는한 당업자에게는 명백한 것이며 본 발명은 전술한 실시태양에 의해 부당하게 제한되지 않는다.

Claims (7)

  1. (A) (i) 실질적으로 편평한 표면과 다수개의 프리즘형 돌출부가 배열되어 있는 배면을 구비한 투광용 역반사성 부품(1), 및
    (ii) 엠보싱 처리에 의해 돌출되고, 프리즘형 돌출부의 표면이 공기와 계면을 가져서 다수개의 밀봉 셀(23)을 형성함과 동시에 상기 프리즘형 돌출부를 가두도록 역반사성 부품(1)의 상기 배면에 부분적으로 결합하는 밀봉 돌출부(21)를 표면에 구비한 투광용 필름을 포함하는 라이닝 필름(2)
    을 포함하는 역반사성 부재(10), 및
    (B) 상기 라이닝 필름(2) 배면의 실질적인 전체 면적에 연장되어 있는 실질적으로 편평한 발광 표면(31)을 갖는 전기루미네선스 디바이스(3)
    를 포함하는 자체 발광 역반사성 시이트(100)로서, 상기 시이트는 라이닝 필름(2)의 배면을 엠보싱 처리함으로써 형성된 함몰부(22)를 충전시키며 라이닝 필름 배면의 실질적인 전체 면적과 또한 전기루미네선스 부품(3)의 발광 표면(31)의 실질적인 전체 면적에 결합하고 있는 투광용 접촉층(4)을 더 포함하는 것이 특징인 자체 발광 역반사성 시이트(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투광용 역반사성 부품(1)의 투과율은 70% 이상인 것이 특징인 자체 발광 역반사성 시이트(100).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 라이닝 필름(2)의 투광율은 20% 이상인 것이 특징인 자체 발광 역반사성 시이트(100).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접촉층(4)의 투광율은 30% 이상인 것이 특징인 자체 발광 역반사성 시이트(100).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 투광용 역반사성 부품(1)의 실질적으로 편평한 표면에 보호 필름(5)를 더 포함하는 것이 특징인 자체 발광 역반사성 시이트(100).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 역반사성 부품(100)의 상기 배면에 부분적으로 결합하는 밀봉 돌출부(21)는 역반사성 부품(10) 전체 배면의 약 10% 내지 약 85%의 접착 면적을 형성하는 것이 특징인 자체 발광 역반사성 시이트(100).
  7. 하기 (A) 내지 (E)단계를 포함하는 것이 특징인 제1항에 의한 자체 발광 시이트를 제조하는 방법:
    (A) 라이닝 필름(2)의 전구체인 수지 필름의 표면을 역반사성 부품(1)의 배면에 마주하게 역반사성 부품(1)의 배면으로부터 소정의 거리에 놓이도록 위치시키는 단계,
    (B) 상기 수지 필름의 배면을 엠보싱 처리하여 그것의 표면을 부분적으로 돌출시켜서 상기 역반사성 부품(1)의 배면에 결합하는 밀봉 돌출부(21)를 형성시킴으로써 다수개의 밀봉 공간(23)을 갖는 역반사성 부재(10)를 형성시키는 단계,
    (C) 중합성 액체를 상기 라이닝 필름(2)의 배면에 도포하여 엠보싱 처리에 의해 형성된 함몰부(22)를 충전시킴으로써 실질적으로 편평한 액체 표면을 갖는 코팅층을 형성시키는 단계,
    (D) 상기 코팅용 액체를 중합시켜서, 상기 실질적으로 편평한 액체 표면으로부터 형성되며 상기 라이닝 필름(2)에 결합하는 실질적으로 편평한 표면을 갖는 접촉층(4)을 형성시키는 단계, 및
    (E) 발광 표면(31)이 접촉층(4)과 접촉하도록 전기루미네선스 부품(3)을 상기 접촉층(4)의 실질적으로 편평한 표면 상에 위치시키는 단계.
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