KR20130119412A - 전기기술적 구성요소들을 포함하는 레이어 구조물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판(1), 적어도 하나의 LEC(7)(발광 화학 전지) 및 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소(4, 5, 8)를 포함하는 레이어 구조물, 이런 레이어 구조물의 생산을 위한 방법, 및 소형 및 대형 디스플레이 및 제어 요소들을 성형하고 이동식 또는 고정식 전자 장치 또는 소형 또는 대형 가전 제품을 위한 덮개 요소를 성형하거나 이동부들 없는 키보드 시스템을 성형하는 상기 레이어 구조물의 사용에 관한 것이다.
Description
본 발명은 기판, 적어도 하나의 LEC(발광 화학 전지) 및 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소를 포함하는 레이어 구조물, 이런 레이어 구조물의 생산을 위한 공정, 및 소형 및 대형 디스플레이 및 제어 요소들의 생산 및 이동식 또는 고정식 전자 장치 또는 소형 또는 대형 가전 제품을 위한 덮개 요소의 생산 또는 이동 구성요소들 없는 키보드 시스템의 생산에서 이의 사용을 제공한다.
기술의 많은 분야에서, 전기 또는 전자 장치는 "광" 구성요소 즉 일루미네이션(illumination) 또는 디스플레이를 구비하는 것을 필요로 한다. 예를 들어, 이는 스위치의 온/오프 상태 및/또는 위치를 나타내는, 스위치의 백라이팅일 수 있거나, 휴대전화의 안테나가 신호를 수신할 때 조사하는(illuminate), 휴대전화의 디스플레이일 수 있다. 일루미네이션을 갖는, 스위치들 또는 안테나들로부터 이격된, 다른 전기기술적 구조 요소들을 제공하는 것이 또한 가능한 것이다. "광" 구성요소는 바람직하게는 전기적으로 작동되는 램프 또는 디스플레이를 이용하여 이용가능하게 제조되는 것이다.
게다가, 위치에 관계없이 심지어 어둠에서 이러한 전기 또는 전자 장치를 작동시킬 수 있다는 것이 필요하다. 이는 이것이 배터리 또는 어큐뮬레이터(accumulator)를 포함해야만 하나, 이것을 더 높은-전압 전원 공급기, 예를 들어 레이어 구조물을 포함하는 장치, 예를 들어 모터 차량의 독립적으로 작동하는 콘솔의 배터리, 제품, 예를 들어 장치가 끼워지는 모터 차량의 배터리, 예를 들어, 레이어 구조물이 가전 제품에 끼워질 때 내셔널 그리드(national grid)에 연결하는 것이 또한 가능하여야 한다는 것을 의미한다.
장치는 가능한 한 가볍고 평평한 것이다. 이는 장치가 탑재되는 레이어 구조물이 또한 가능한 한 가볍고 평평해야만 한다는 것을 의미한다. 따라서, 레이어 구조물은 또한 전원을 레이어 구조물의 모든 전기기술적 구조 요소들에 공급하는, 필요할 수 있는 배터리를 포함하는 것이다. 장치의 조립을 용이하게 하기 위하여, 레이어 구조물은 하나의 기판만을 포함하는 것이고 하나의 구성요소만을 성형하는 것이다. 레이어 구조물이 전기적 또는 전기기술적 장치의 조립 동안에 계속 안정적이기 위하여, 레이어 구조물의 백 사출(back injection)이 가능한 것이다.
가능한 한 결점에 둔감하고 표면 상에서 손쉽게 세척하기 위하여, 레이어 구조물은 이송 구성요소를 갖는 것이 아니고 갭들 없이 연속적인 표면을 성형하는 것이다.
사용자에게 매력적이고 장치의 작동을 용이하게 하기 위하여, 장치는 3차원으로 성형된 영역들을 갖는 것이다.
전기적 또는 전기기술적 장치는 가장 낮은 가능한 비용으로 고객에게 공급될 수 있기 위하여, 가능한 한 단순하고 저렴하게 레이어 구조물을 생산하는 것이 가능한 것이다. 따라서, 인쇄 공정 또는 스프레이 코팅에 의하여 적어도 부분적으로 레이어 구조물을 생산하는 것이 가능한 것이다. 또한 이런 이유 때문에, 정확하게 기능하기 위하여 산소 및 수분에 대하여 비싼 배리어 레이어를 요구하는 전기기술적 구조 요소들을 생략하는 것이 가능한 것이다.
이러한 장치들은 종래 기술로부터 원칙적으로 알려진다. 예를 들어, 스위치들은 심지어 어둡거나 부적절한 조명 상태에서 작동되도록, 예를 들어 현관 홀에서의 광 스위치 또는 가전 제품과 같은 장치에 대한 스위치를 허용하는 백라이트를 갖는다. 게다가, 대응하는 조명은 또한 "온" 또는 "오프" 상태와 같은, 스위치의 상태를 나타낼 수 있다. 일반적으로, 발광 다이오드(LED) 또는 소형의 종래 램프는 스위치들의 백라이팅을 위한 광원으로서 이용되고, 몇몇의 경우들에는 광이 추가적인 디퓨저 호일(diffuser foil) 또는 소위 광-파이프들 또는 광-가이드들에 의해 확산된다. 백라이트 및 스위치의 조합은 종래에는 예를 들어, 기계적 스위치 및 대응하는 LED들; 기계적 스위치 및 ACPEL 호일들(ACPEL = 교류 분말 전기루미네센스(alternating current powder electroluminescence)) 또는 인쇄된 스위치들 및 LED들과 같은 적어도 2개의 분리된 유닛들로 구성된다. 분리된 요소들로 구성되는 조사된 스위치들의 종래 기술로부터 알려진 조합들은 제공하기에 비싸고, 스위치에 대한 기계적 구성요소들의 사용으로 인해, 결점 및 유지보수에 대하여 민감하다는 단점을 갖는다. 게다가, 더 큰 중량, 형태 및 이에 따른 설계에 대한 제한된 자유, 및 더 큰 장착 깊이와 같은 추가적인 단점들이 발생한다.
예를 들어, US2009/108985A1은, LED들에 의해 백라이팅된(backlit) 인쇄된 정전용량 스위치를 개시한다. 하지만, LED들은 인쇄되지 않는다. US2005/0206623A1은 ACPEL 호일에 의해 백라이팅된 정전용량 스위치를 개시한다. US2008/202912A1은 LED들 또는 OLED들(OLED = 유기 발광 다이오드)에 의해 백라이팅된 정전용량 스위치를 개시한다. US2007/031161A1은 성형되고 백-사출된 플라스틱 호일 상에 인쇄된 정전용량 스위치를 개시한다. 하지만, 문헌들은 스위치가 백라이팅되는 것을 개시하지 않는다. 하지만, 본 문헌은 스위치가 백라이팅되는 것을 개시하지 않는다. 하지만, 예를 들어, ACPEL 호일들이 인쇄되고 백 사출될 수 있다는 것이 WO98/49871A1으로부터 알려진다.
ACPEL 호일들은 높은 주파수(일반적으로 400㎐)에서 높은 교류전압(일반적으로 110V)으로 이루어진 전원 공급기를 요구한다는 단점을 갖는다. 특별한 전자 드라이버(electric driver)는 그 때문에 이용가능하게 제조되어야 하고, 이는 추가 비용을 발생시킨다. 예를 들어, 정전용량 스위치들과, ACPEL 호일들의 조합의 추가적인 단점은 a) ACPEL 호일 및 b) 정전용량 스위치에 대하여 요구된 트리거 신호들 또는 전원 공급이 상호작용한다는 것이다. 따라서 한편으로는 원치않는 간섭 및 연관된 오작동이 발생하지 않도록 레이어들 사이에 전자기 실딩(shileding)을 제공하는 것이 필요하고, 다른 한편으로는 간섭이 전기 실딩에도 불구하고 완전히 제거될 수 없고 이에 따라 판독 전자장치가 더 심한 잡음 신호(좋지 못한 신호-대-잡음 비율)를 처리해야만 하기에 때문에 추가 지출이 정전용량 스위치들의 판독 전자장치에 대하여 필요하다. 또한, ACPEL 호일이 스위칭 온되거나 오프될 때 평가되는 것인 정전용량 스위치들의 신호들의 신호-대-잡음 비율이 크게 상이하기 때문에 특히 스위치 신호들이 확실히 식별될 수 있는 암(스위칭 온된 ACPEL 호일) 및 명(스위칭 오프된 ACPEC 호일) 로직을 생산하는 것이 추가로 필요하다. ACPEL 호일을 작동시키는 데 필요한 상대적으로 높은 전압은 결점의 경우에 작업자에게 위험할 수 있다.
ACPEL 호일이 다른 형태의 스위치, 예를 들어 저항 스위치들, 또는 전자기장 또는 전자기파에 민감한 다른 전기기술적 구조 요소들, 예를 들어 안테나들 또는 센서들과 조합될 때 이런 원치않는 상호작용의 문제점이 유사하게 일어난다.
LED들은 다른 전기기술적 구조 요소들과의 이런 전자기적 상호작용의 단점을 갖지 않으나, 심지어 광학 디퓨저 호일과의 조합으로, LED들이 3차원으로 성형될 수 없기 때문에 그림자 없이 균일하게 다른 3차원으로 성형된 구조 요소들을 백라이팅할 수 없다. 만약 전기기술적 구조 요소의 백라이팅의 경우에, LED들은 이런 요소 아래에 위치되거나, 디퓨저 호일들 또는 소위 광-파이프들 또는 광-가이드들과 같은 추가적인 비싼 구조물들을 요구한다면, LED들은 또한 배열의 장착 깊이를 증가시킨다. OLED들 및 PLED들(PLED = 폴리머 발광 다이오드)은 최후에 언급된 LED들의 단점을 갖지 않으나, OLED들 및 PLED들은 산소 및 수분에 지극히 민감하다. 이는 이것들이 꽤 높은 품질 배리어 호일들 또는 레이어들에 의해 지극히 비싸게, 산소 및 수분으로부터 보호되어야만 한다는 것을 의미한다.
이러한 배리어 호일들 또는 레이어들은 일반적으로 10-6 g/m-2·일의 수증기 투과성 및 10-5㎝3/m-2·일의 산소 투과성을 갖는다.
따라서, 본 발명의 목적은 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소와 조합하여 전기 에너지에 의해 작동되는 램프를 갖는 단일 기판 상에 레이어 구조물을 제공하는 것이다.
레이어 구조물의 램프는 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소와 전자기적으로 상호작용하는 것이 아니다. 또한, 낮은 전기 직류 전압으로 램프를 작동시키는 것이 가능한 것이다.
또한 추가로 레이어 구조물은: 작은 두께를 갖는 것이고, 이동 구성요소들을 갖는 것이 아니며 갭들 없이 연속적인 표면을 성형하는 것이고 가능한 한 가벼운 것이며 3차원으로 성형된 영역들을 갖는 것이며, 백 사출가능한 것이다.
레이어 구조물은 생산하기에 단순하고 저렴한 것이다. 따라서 정확하게 기능하기 위하여 산소 및 수분에 대한 꽤 비싼 배리어 레이어(barrier layer)들을 요구하는 전기기술적 구조 요소들을 생략하는 것이 가능한 것이다.
목적은 독립항의 특징들을 갖는 레이어 구조물, 즉:
A) 기판,
B) 적어도 하나의 LEC(발광 화학 전지), 및
C) 안테나, 스위치, 센서, 배터리, 광전지, 액추에이터(actuator), 에너지 컨버터(energy converter), 또는 동일하거나 상이할 수 있는 상기 구조 요소들 중 둘 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소를 포함하되,
적어도 하나의 LEC 및 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소는 인쇄 공정에 의해 기판에 인쇄되며, 레이어 구조물이 적어도 하나의 3차원으로 성형된 영역을 가지고 그리고/또는 전체적으로 3차원으로 성형되는 레이어 구조물에 의해 달성된다.
바람직한 구체예들은 종속항들에서 발견되는 것이다.
인쇄 공정을 이용함으로써 낮은 비용 및 많은 개수로 레이어 구조물을 제조하는 것이 가능하다. LEC 기술은 경쟁적 기술들에 비하여 인쇄 공정에 특히 적절하다.
기판은 폴리카보네이트(PC), 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 유기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 및 폴리플루오르하이드로카본으로 이루어진 그룹 또는 상기 폴리머들의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리이미드로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트로부터 선택된 폴리머로 실질적으로 또는 전체적으로 이루어진다. 바람직하게는, 기판은 상기에 언급된 재료들 중 하나의 호일이다. 본 발명의 범위 내의 호일은 10㎛부터 1000㎛까지, 바람직하게는 50㎛부터 750㎛까지, 특히 바람직하게는 125㎛부터 500㎛까지의 두께를 갖는 실질적으로 이차원 물체인 것으로 이해된다. 발명의 범위 내에서, 실질적으로 이차원 물체는 큰 표면들의 길이가 물체의 두께보다 적어도 10배 크고, 이런 길이가 동일하거나 상이한 것이 가능하다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
폴리카보네이트는 예를 들어, 비스페놀 A을 기초로 한 것들, 특히 바이엘 머티리얼 사이언스 AG로부터의 상표명 Bayfol ® CR(폴리카보네이트/폴리부틸렌 테페프탈레이트 호일), Makrofol ® TP 또는 Makrofol ® DE을 갖는 호일들이다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트는 예를 들어, 폴리아킬렌 테레프탈레이트, 특히 폴리부틸렌 테레프탈레이트이다.
PEN은 특히 듀폰 테이진 필름스 룩셈부르크 S.A.에 의한 상표명 Kaladex ® 및 Teonex ® 하에서 판매되는 PEN이다.
본 발명의 범위 내의 LEC는 기본적인 기능부(functional part)들로서 양극, 첨가제로서 하나 이상의 전해질, 하나 이상의 염 또는 추가 첨가제 예를 들어 계면활성제를 포함할 수 있는 발광 폴리머, 및 음극을 포함하는 전기기술적 구조 요소인 것으로서 이해된다. 발광 레이어의 조성은 변할 수 있다. 첨가제들은 작업 동안에 몇몇의 기능들을 수행할 수 있고, 예를 들어, 이온 컨덕터(ion conductor), 양이온 또는 음이온으로서 작용할 수 있다. 또한, 첨가제들은 기능화될 수 있고 발광 폴리머와 화학적으로 가교결합될 수 있다. 결국, 양자점(quantum dot)들 및 나노미터 및 마이크로미터 범위에서 크기를 갖는 금속 입자들 모두는 발광 폴리머 안으로 분산될 수 있다. 이런 레이어는 하기에서 LEP 레이어라 불린다(LEP = 발광 폴리머).
LEC는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 일반적인 형태, 수직 배열에서, 양극, LEP 레이어 및 음극이 상하로 배열된다. 대안적인 배열, 평면 배열에서, 양극, LEP 레이어 및 음극이 또한 좌우로 배열될 수 있고; 이에 따라 2개의 반대 금속 전극들(양극, 음극)은 예를 들어, 바로-인쇄된 LEP 레이어에 형성될(applied) 수 있다. 전극들은 평행하거나, 다른 형태로 성형될 수 있다. 본 발명에 따른 레이어 구조물은 적어도 하나의 LEC를 포함하고 LEC는 적어도 하나의 LEP를 포함하기 때문에, 이에 따라 본 발명에 따른 레이어 구조물은 또한 적어도 하나의 LEP를 포함한다.
더욱이, 화소로 나누어지는 조사된 세그먼트들, 예를 들어 7개-세그먼트 디스플레이는, 거의 임의로 생산될 수 있다. 이런 방식으로, LEC는 램프를 나타낼 뿐 아니라, 그 자체가 디스플레이를 성형한다.
LEC는 소위 게터(getter) 레이어를 더 포함할 수 있다. 존재하는 경우, 게터 레이어는 바람직하게는 기판으로부터 이격된 음극의 측 상에 위치된다. 게터 레이어의 목적은 개별적인 레이어들 또는 외부로부터 비롯될 수 있는 잔여 수분을 흡수하는 것이다. 이에 의해 조사 요소의 수명은 증가된다. 게터 레이어는 반드시 필요하지 않지만, 특히 LEC가 긴 수명을 갖는 것을 필요로 하지 않을 때 필요하지 않다.
예를 들어, OLED 및 PLED 위에서 LEC의 장점은 더 단순한 구조물에 놓인다.
LEC들과 달리, OLED들 및 PLED들은 실질적으로 더 큰 개수의 레이어들, 예를 들어 추가 홀 또는 전자 주입 레이어들, 홀 또는 전자 차단 레이어들 등을 갖는다. 더욱이, 이런 레이어들은 인쇄 공정에 의해 상당히 어렵게 달성될 수 있는, 수백 나노미터의 범위에서 레이어 두께를 요구한다. OLED들 및 PLED들의 발광 레이어들의 두께는 심지어 수십 ㎚의 범위에서 존재한다.
한편으로는, LEC는 3개의 레이어들(양극, LEP, 음극)의 가장 단순한 경우로 이루어지고, LEP 레이어의 두께는 수백 나노미터의 범위에서 존재하고; 평면 배열에서, 두께는 심지어 수 밀리미터의 범위 즉, 인쇄 기술에 의한 문제없이 달성가능한 레이어 두께로 존재한다. 또한, LEC들의 작동은 OLED들 및 PLED들을 갖는 경우보다 LEP의 두께에 대한 편차에 덜 민감하다.
따라서, 본 발명에 따른, LEC의 레이어들 모두는 예를 들어 스크린 인쇄, 음각 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 그라비어 인쇄, 전사 인쇄, 디지털 인쇄, 예를 들어 잉크-젯 인쇄, 또는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다른 인쇄 공정들에 의한 단순한 인쇄 공정, 또는 스프레이 코팅에 의해 형성된다. 이런 공정들은 단순하고 저렴하나, OLED들의 경우에 수행될 수 없다.
OLED들 및 PLED들은 작동하는 방법 때문에, 적절한 일함수(work function)를 갖는 전극 재료를 요구한다. 음극에 대하여, 예를 들어, 이들은 대기 조건 하에서 꽤 반응성이 있고 재빨리 산화시키는, 칼슘, 바륨 또는 마그네슘으로 이루어진다. LEC들의 경우에, 한편으로는, 예를 들어, 반응 및 산화에 대하여 안정적인, 은 또는 알루미늄 전극이 음극으로서 사용된다. 이는 예를 들어 스크린 인쇄, 음각 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 그라비어 인쇄, 전사 인쇄, 디지털 인쇄, 예를 들어 잉크-젯 인쇄, 또는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다른 인쇄 공정들에 의한 인쇄 공정, 또는 스프레이 코팅에 의해 본 발명에 따라 형성되는 반면에, 증착은 결국 진공 공정을 요구하는, OLED들 및 PLED들의 경우에 일반적으로 사용된다. 또한, LED들이 작동하는 방법 때문에, 더 낮은 요구가 일함수에 대하여 이루어져, 더 큰 일함수를 갖는 전극 재료가 사용될 수 있다.
LEC들의 레이어들의 화학적 안정성으로 인해, 이들은 온도, 공기 압력, 대기 수분 또는 공기 조성을 제어하거나 조정하지 않아도 되고, 심지어 가스 대기 예를 들어, 동등한 순수 산소 및 건조 가스 또는 가스 혼합물 또는 각각의 경우에 0.1 ppm의 최대 물 및 산소 함량을 갖는 순수 질소의 대기를 보호할 필요없이 준비될 수 있다.
적어도 하나의 LEC의 장기간 안정성을 보장하기 위하여, 적어도 하나의 LEC는 기판을 향하는 측 상에 제 1 배리어 레이어를 구비한다. 이를 보장하기 위하여, 기판은 적어도 하나의 LEC가 위치되는 영역들 외에, 전체적으로 또는 부분적으로 표면 위에서, 적어도 일측, 즉 LEC를 향하는 측 상에 제 1 배리어 레이어를 구비한다. 하지만, 기판이 LEC로부터 이격된 측 상에 제 1 배리어 레이어를 구비하는 것이 또한 가능하다. 본 발명의 범위 내에서, 배리어 레이어는 단일 레이어 또는 배리어 특성에 대하여 단일 레이어처럼 작용하는 복수 개의 레이어들일 수 있다.
제 1 배리어 레이어는 10-5 내지 10-1 g/m-2·일, 바람직하게는 10-4 내지 10-2 g/m-2·일, 특히 바람직하게는 10-4 내지 10-3 g/m-2·일의 수증기 투과성, 및 10-5 내지 10-1 ㎝3/m-2·일, 바람직하게는 10-4 내지 10-2 ㎝3/m-2·일, 특히 바람직하게는 10-4 내지 10-3 ㎝3/m-2·일의 산소 투과성을 갖는다. 따라서 이런 배리어 레이어는 OLED들 및 PLED들에 요구되는 것들보다 현저하게 덜 비싸다.
제 1 배리어 레이어는 바람직하게는 무기 레이어 및 폴리머의 레이어들의 시퀀스(sequence)를 포함한다. 폴리머 레이어는 일반적으로 광가교결합가능한 모노머 또는 폴리머(예를 들어, 아크릴레이트)로 이루어진다. 단일 폴리머 레이어의 두께는 대략 500㎚이다. 무기 레이어는 일반적으로 금속 산화물, 예를 들어, SiOx 또는 Al2O3로 이루어진다. 단일 무기 레이어의 두께는 대략 50㎚이다. 제 1 배리어 레이어는 바람직하게는 1개 내지 10개의 레이어들을 포함하고; 이에 따라 배리어 레이어의 두께는 대략 500㎚ 내지 대략 6000㎚일 수 있다.
기판 A)에 기인되는 개별 배리어 레이어들은 롤-대-롤 공정에서 화학 증착(CVD) 및 물리 증착(PVD)에 의해 형성될 수 있다.
사용될 수 있는 배리어 레이어들은 예를 들어, WO00/36665A1 및 US6268695B1에 개시된다.
기판은 전체적으로 또는 부분적으로 표면 위에서, 특히 적어도 하나의 LEC가 위치되는 영역들에서, 적어도 하나의 LEC를 향하는 측 상에 전극 레이어를 더 구비한다. LEC을 위한 양극 레이어(생략한 양극)인, 전극 레이어는 일반적으로 대략 100 ㎚ 두께이고, ITO(인듐 주석 산화물), ATO(안티몬 주석 산화물), CNT(CNT = 탄소 나노튜브), 예를 들어 SWCNT(SWCNT = 단일벽 탄소 나노튜브), 그래핀 또는 본질적으로 전도성 폴리머 시스템 예컨대, 예를 들어 상표 CLEVIOS 하의 H.C Starck GmbH 및 상표 ORGACON 하의 아그파-게바트 그룹에 의해 판매되는, 예를 들어, PEDOT:PSS(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)폴리(스티렌 술포네이트)), 또는 폴리아닐린, 폴리피롤 또는 폴리티오펜을 포함한다. 본 발명에 따라, 양극 레이어는 또한 예를 들어 스크린 인쇄, 음각 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 그라비어 인쇄, 전사 인쇄, 디지털 인쇄, 예를 들어 잉크-젯 인쇄, 또는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다른 인쇄 공정들에 의한 인쇄 공정, 또는 스프레이 코팅에 의해 형성된다. ITO 및 ATO는 PVD, CVD, 스퍼터링(sputtering), 딥 코팅 또는 졸-겔 공정에 의해 추가로 형성될 수 있다. 또한 본질적으로 전도성 폴리머는 진공 가교결합에 의해 형성될 수 있다.
대응하도록 광범위하다면, 양극 레이어는, 또한 LEC와 기판의 동일측 상에 위치되는 다른 전기기술적 구조 요소들에 대한 전극으로서 작용할 수 있다.
만약 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소는 적어도 하나의 LEC가 위치되는 기판의 측뿐 아니라, 다른 측에 형성되는 것이라면, 기판의 양측들은 전극 레이어를 구비할 수 있다. 이어서 전극 레이어들이 상호 간에 대하여 충분히 절연되는 것이 보장되어야만 한다.
더욱이, 상기에 서술된 바와 같이 제 1 배리어 레이어 및 ITO의 양극(anode)을 갖는, 실질적으로 전체 표면 위에, 바로 일측 상에 제공되는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)의 기판은 3M 도이칠란트 GmbH에 의해 판매하려고 제공된다.
양극은 대부분의 경우에 투명하여서, 전기루미네센스 광은 양극을 통과할 수 있다. 대안적으로, 음극은 투명 형태로 존재할 수 있다. 이런 경우에, 양극은 광학적으로 투명하거나 부분적으로 투명할 수 있다.
평면 배열에서, 양극 및 음극 모두는 광학적으로 불투명할 수 있고, 예를 들어, 얇은 은 또는 금으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 범위 내에서 "투명한(transparent)" 또는 "투명성(transparency)"은 해당 레이어 또는 레이어들의 시퀀스가 60%보다 크고, 바람직하게는 70%보다 크며, 특히 바람직하게는 80%보다 크고 가장 바람직하게는 90%보다 큰 LEC에 의하여 방출된 광의 가시 또는 IR 파장 범위의 주요부에서 투과율을 갖는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 레이어 시퀀스가 지금까지 언급되지 않는 추가 레이어들을 포함할 때 이는 또한 참이다.
존재하는 경우, 게더 레이어는, 바람직하게는 예를 들어, 하기에 서술되는 똑같은 금속 필름 또는, 제 2 배리어 레이어를 갖는 하기에 서술되는 하나의 캐리어 레이어(carrier layer)와 음극 사이에서, 기판으로부터 이격된 음극의 측 상에 위치된다. 게터 레이어 및 캐리어 레이어, 또는 금속 필름은 PSA 필름(PSA = 압력 감지 접착제) 또는 액체 접착제에 의해 라미네이팅될(laminated) 수 있다. 게더 레이어는 음극을 향할 뿐아니라 캐리어 레이어를 향하는 측 상에 형성될 수 있다. 이는 예를 들어 스크린 인쇄, 음각 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 그라비어 인쇄, 전사 인쇄, 디지털 인쇄, 예를 들어 잉크-젯 인쇄, 또는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다른 인쇄 공정들에 의한 인쇄 공정, 또는 스프레이 코팅에 의해 본 발명에 따라 형성된다.
적어도 하나의 LEC의 경우에, LEP는 양극 레이어에 형성된다. 이는 또한 예를 들어 스크린 인쇄, 음각 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 그라비어 인쇄, 전사 인쇄, 디지털 인쇄, 예를 들어 잉크-젯 인쇄, 또는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다른 인쇄 공정들에 의한 인쇄 공정, 또는 스프레이 코팅에 의해 본 발명에 따라 형성된다.
이어서 적어도 하나의 LEC을 위한 음극 레이어(생략한 음극)인, 추가 전극 레이어가 LEP에 형성된다. 음극 레이어는 은, 알루미늄, 구리 및/또는 금을 포함하고 예를 들어 스크린 인쇄, 음각 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 그라비어 인쇄, 전사 인쇄, 디지털 인쇄, 예를 들어 잉크-젯 인쇄, 또는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다른 인쇄 공정들에 의한 대응하는 페이스트의 인쇄, 또는 스프레이 코팅에 의해 본 발명에 따라 형성된다. 게다가, 양극 레이어에 적절한 재료는 또한 음극에 적절하다.
대응하게 광범위하다면, 음극 레이어는, 또한 LEC와 기판의 동일측 상에 위치되는 다른 전기기술적 구조 요소들에 대한 전극으로서 작용할 수 있다.
전극들에 전원을 공급하도록 요구되는 스트립 컨덕터(strip conductor)들을 위한 적절한 재료는 양극 및 음극에 관련한 단락 하에 나열된 물질이다. 이런 재료는 이런 단락에 나열된 똑같은 형성(application) 공정들에 의해 형성될 수 있다.
적어도 하나의 LEC의 장기간 안정성을 보장하기 위하여, 적어도 하나의 LEC는 기판으로부터 이격된 측 상에 제 2 배리어 레이어를 구비한다. 제 2 배리어 레이어는 적어도 하나의 LEC가 위치되는 영역들 외에, 전체적으로 또는 부분적으로 표면 위에서 기판을 덮을 수 있다.
제 2 배리어 레이어의 조성은 제 1 배리어 레이어의 조성에 대응할 수 있다. 이어서 배리어 레이어는 재료 및 특성에 대하여 기판에 대응할 수 있는 캐리어 레이어에 형성된다. 제 2 배리어 레이어는 기판에 대한 제 1 배리어 레이어와 동일한 방식으로 캐리어 레이어에 형성될 수 있다.
제 2 배리어 레이어를 갖는 캐리어 레이어는 배리어 레이어가 LEC를 향하는 캐리어 레이어의 측 상에 위치되는 방식으로 형성된다.
대안적으로, 제 2 배리어 레이어를 갖는 캐리어 레이어는 배리어 레이어가 LEC로부터 이격된 캐리어 레이어의 측 상에 위치되는 방식으로 형성될 수 있다.
제 2 배리어 레이어를 구비한 캐리어 레이어에 대한 대안으로서, 금속 필름이 또한 사용될 수 있다. 이는 수증기 투과성 및 산소 투과성에 대하여 배리어 레이어와 동일하거나 더 양호한 특성들을 갖는다. 이어서 캐리어 레이어는 더 이상 필요하지 않다.
금속 필름은 실질적으로 알루미늄, 금, 은, 구리, 크롬으로 이루어지고 10 내지 200㎛, 바람직하게는 50 내지 100㎛, 특히 바람직하게는 60 내지 80㎛의 두께를 갖는다. 대안적으로, 금속 필름은 예를 들어, 라미네이션, 접착 결합 및 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다른 공정에 의해, 배리어 레이어에 대응하는 방식으로 캐리어 레이어에 형성될 수 있다. 추가적인 대안 구체예에서, 기판 A)에 기인되는 금속 필름은 예를 들어, 스퍼터링과 같은, PVD 공정에 의해 캐리어 레이어에 형성되어 왔다.
금속 필름 또는, 제 2 배리어 레이어를 갖는 캐리어 레이어는, 바람직하게는 접착 레이어 예를 들어, PSA 레이어(PSA = 압력 감지 접착제)에 의해 LEC 및 선택적으로 다른 영역들에 접합되고, 특히 라미네이팅된다. 만약 게터 레이어가 존재한다면, 접착 레이어는 게터 레이어가 형성되는, 제 2 배리어 레이어와 LEC 사이에 도입될 수 있다. 이어서 접착 레이어는 적절한 UV 복사에 의해 선택적으로 가교결합될 수 있다.
접착 레이어를 성형하는 추가적인 가능성은 PSA 필름 대신에 액체 접착제를 이용하는 것으로 이루어진다. 액체 접착제는 예를 들어, 분배 시스템을 이용하거나, 예를 들어 스크린 인쇄, 음각 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 그라비어 인쇄, 전사 인쇄, 디지털 인쇄, 예를 들어 잉크-젯 인쇄, 또는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 다른 인쇄 공정들에 의한 인쇄 공정, 또는 스프레이 코팅에 의해 형성된다. 이어서 제 2 배리어 레이어를 갖는 캐리어 레이어는 LEC 및 선택적으로 다른 영역들 위에 대응되게 위치되고, 라미네이팅되며 적절한 UV 복사에 의해 가교결합된다.
금속 필름이 배리어 레이어로서 사용된다면, 접착 레이어는 또한 음극에 대한 절연 레이어를 성형한다.
레이어 구조물은 하기의 추가 레이어들 및/또는 구성요소들: 선택적인 하나 이상의 절연 레이어, 선택적인 하나 이상의 보호 레이어, 선택적인 하나 이상의 장식 레이어, 선택적인 하나 이상의 색상 필터, 선택적인 하나 이상의 실드(shield)를 더 가질 수 있고, 이들 모두는 인쇄 공정에 의해 본 발명에 따라 형성된다. 색상 필터가 사용될 때, LEC의 광이 색상 필터를 통과하도록 그렇게 형성되는 것이다.
LEP 레이어에 의해 생산된 LEC의 광이 방출될 수 있기 위하여, 방출 방향, 즉 적어도 하나의 LEC가 형성되는 기판의 방향으로 형성되는 레이어 시퀀스는 투명해야만 한다. 본 발명의 범위 내에서 "투명한(transparent)" 또는 "투명성(transparency)"은 해당 레이어 또는 레이어들의 시퀀스가 60%보다 크고, 바람직하게는 70%보다 크며, 특히 바람직하게는 80%보다 크고 가장 바람직하게는 90%보다 큰 LEC에 의하여 방출된 광의 가시 또는 IR 파장 범위의 주요부에서 투과율을 갖는다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 레이어 시퀀스가 지금까지 언급되지 않는 추가 레이어들을 포함할 때 이는 또한 참이다.
적어도 하나의 LEC로부터 이격된, 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소가 기판에 형성된다.
전기기술적 구조 요소들은 예를 들어, 안테나들, 스위치들, 센서들, 배터리들, 어큐뮬레이터들(배터리 및 어큘뮬레이터는 하기에는 함께 배터리라 불린다), 광전지들, 액추에이터들, 즉 이동을 실행하거나 전기 에너지의 도움으로 기계적 힘을 가하는 시스템들, 에너지 컨버터들, 즉 일 에너지 형태를 다른 에너지 형태로 변환시키는 시스템들이다. 추가 전기기술적 구조 요소들은 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 충분히 꽤 알려진다. 모든 상기에 언급된 전기기술적 구조 요소들은 인쇄 공정들에 의해 획득가능하다. 이와 관련한 관련 공보들은 안테나들에 대한: US2009/066600A1; 스위치들, 센서들에 대한: US2009/0108985A1, US2007/0031161A1; 배터리들에 대한: US2008/063931A1; 광전지들에 대한: US2007/163638A1; 액추에이터들, 에너지 컨버터들에 대한: WO2009/074192A1이다.
적어도 하나의 LEC 및 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소는 기판의 표면 법선에 대하여 상하 및 좌우 모두로 배열될 수 있다. 표면 법선은 평면 상에 직교하는 벡터이고, 이론상으로 평면이 임의로 작은 것이 가능하다. 실제 고려하면, 이런 평면의 가장 작은 유닛은 엣지 길이 1㎜의 정사각형에 의해 본 발명을 위하여 서술된다.
가능하고 필요한, 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소는 바람직하게는 LEC에 대한 전원 공급기 및 구조물을 위하여 존재하는 레이어들을 이용할 수 있다. 이는 전기 스트립 컨덕터들 및 존재하는 경우 장식 레이어뿐 아니라 특히 양극 레이어, 음극 레이어, 제 1 배리어 레이어, 캐리어 레이어를 갖는 제 2 배리어 레이어, 또는 금속 필름, 및 접착 레이어을 위하여 참이다.
전기 스트립 컨덕터들은 또한 함께 전기적으로 적어도 하나의 LEC 및 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소를 연결할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 LEC는 안테나, 스위치, 센서, 배터리, 광전지, 액추에이터, 에너지 컨버터 또는 동일하거나 상이할 수 있는 상기 구조 요소들 중 둘 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소에 전기적으로 연결될 수 있고, 또한 추가 전기 구조 요소들이 함께 전기적으로 연결되는 것이 가능하다.
만약 LEC가 연결되고 또한 선택적으로 전기적으로 함께 연결되는 전기 구조 요소들이 배터리를 포함하지 않는다면, 이어서 더 높은-전압 전원 공급기, 즉 레이어 구조물 상에 위치되지 않는 전원 공급기가 필요하다. 이러한 전원 공급기는 예를 들어: 레이어 구조물을 포함하는 장치의 배터리; 장치가 끼워지는, 제품, 예를 들어 모터 차량의 배터리; 레이어 구조물이 예를 들어, 가전 제품에 끼워질 때, 내셔널 그리드일 수 있다.
하지만, 바람직하게는, 레이어 구조물은 전원을 LEC 및 선택적으로 레이어 구조물의 추가 전기 구조 요소들에 공급하는 적어도 하나의 배터리를 포함한다. 더 바람직하게는, 레이어 구조물은 LEC 및 배터리 이외에, 안테나, 스위치, 센서, 광전지, 액추에이터, 에너지 컨버터 또는 동일하거나 상이할 수 있는 상기 구조 요소들 중 둘 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소를 포함한다.
적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소는 또한 일측 또는 양측 상에 배리어 레이어를 구비할 수 있고, 이런 레이어(들)는 LEC에 대한 배리어 레이어(들) 형태(들)와 동일한 레이어(들)인 것이 가능하다. 또한 적어도 하나의 전기기술적 구조 요소의 경우에 배리어 레이어가 LEC의 경우에 사용되는 것에 대응하는 금속 필름에 의해 성형되는 것이 선택적으로 가능하다.
상기에 언급된 바와 같이, 전체적으로 레이어 구조물은 기판, 적어도 하나의 LEC, 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소를 포함하고, 적어도 하나의 LEC 및 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소가 기판, 제 1 배리어 레이어, 양극 레이어, 음극 레이어, 캐리어 레이어를 갖는 제 2 배리어 레이어, 또는 금속 필름, 접착 레이어, 예를 들어, 하나 이상의 절연 레이어, 선택적인 하나 이상의 보호 레이어, 선택적인 하나 이상의 장식 레이어, 선택적인 하나 이상의 색상 필터, 선택적인 하나 이상의 실드와 같은 선택적인 추가 레이어의 표면 법선에 대하여 상하 및 좌우 모두로 배열되는 것이 가능하다. 레이어 구조물의 두께는 200㎛ 내지 3000㎛, 바람직하게는 500㎛ 내지 2000㎛, 특히 바람직하게는 800㎛ 내지 1500㎛이다.
사용자에게 매력적이고 장치의 작동을 용이하게 하기 위하여, 레이어 구조물은 3차원으로 성형된 영역들을 가질 수 있다. 본 발명의 범위 내에서 3차원으로 성형된다는 것은 레이어 구조물의 기판을 기초로 하여, 기판의 동일 측 상에서 적어도 다른 하나의 표면 법선에 평행하지 않는, 기판의 전측 또는 후측 중 어느 하나 상에서, 이런 기판 상에 적어도 하나의 표면 법선이 존재하는 것을 의미한다. 일반적으로, 기판의 원하는 값으로부터 +/- 20㎛보다 크지 않는 오차 범위 내에 놓이는, 기판의 표면의 생산-관련된 불균일은 여기서 고려되지 않는다.
따라서, 3차원으로 성형된다는 것은, 레이어 구조물의 생산을 위한 공정 중 적어도 하나의 임의 단계 동안에, 기판에 대한, 적어도 하나의 영구적인 성형(permanent forming)이 적어도 하나의 공간축에 대하여 발생하여 왔다는 것을 의미한다. 따라서 성형은 실질적으로 평평한 표면 안으로의 함몰부 또는 실질적으로 평평한 표면으로부터의 돌출부의 생성뿐 아니라, 예를 들어, 이런 표면의 굽힘, 접힘 또는 크림핑(crimping)을 의미한다.
레이어 구조물은 배터리, 안테나, 스위치, 센서, 광전지, 액추에이터 또는 에너지 컨버터를 구비한 영역들에서 3차원으로 성형될 수 있다. 성형된 영역들에서 레이어 구조물의 곡률 반경은 10㎜보다 작을 수 있고, 바람직하게는 5㎜보다 작을 수 있으며, 특히 바람직하게는 2㎜보다 작을 수 있고 가장 바람직하게는 1㎜보다 작을 수 있다.
하지만, 바람직하게는 레이어 구조물은 배터리, 안테나, 스위치, 센서, 광 전지, 액추에이터 또는 에너지 컨버터를 구비한 영역들에서 상기에 언급된 곡률 반경을 갖는 함몰부 또는 돌출부를 구비한다.
본 발명의 범위 내에서, 곡률 반경은 기판의 중간평면에서 결정된다.
성형 동안에 배리어 레이어들이 상기에 서술된 바와 같은 성형을 견디지 못하고 이에 따라 배리어 특성들이 감소되기 때문에 적어도 하나의 LEC를 구비한 레이어 구조물의 영역들은 성형되지 않거나 단지 약간만 성형되는 것이 보장되는 것이다. 이는 LEC의 감소된 수명으로 유도된다. 하지만, 1m 이상, 바람직하게는 2 내지 10m, 특히 바람직하게는 3 내지 5m의 곡률 반경을 갖는, 전체적으로 레이어 구조물 - 및 또한 이에 따른 배리어 레이어들의 성형은 LEC의 수명의 감지할 수 있는 단축을 초래하는 배리어 레이어에 대한 손상 없이 가능하다.
따라서, 예를 들어, LEC와 전기기술적 구조 요소, 예를 들어, 상기로부터 관찰될 때 둥근, 타원체 또는 다른 기하학적 형상을 갖는 스위치 또는 센서의 조합이 주변에서 평평한 고리 모양의 타원체 형상화되거나 또는 그렇지 않으면 돌출부의 주변에 따라 형상화된 LEC에 의해 둘러싸인, 작업자를 향하여 돌출한 중간 스위치에 위치되도록 그렇게 성형되는 것이 가능하다.
대안적으로, LEC가 이러한 조합의 중간에서 평평하게 위치될 수 있는 반면에, 대응하는 전기기술적 구조 요소들은 돌출부와 같이 LEC의 주변을 따른다.
본 발명에 따른 레이어 구조물은 하기의 공정에 의해 달성가능하다:
(1) 적어도 하나의 배리어 레이어 및 적어도 하나의 양극 레이어를 갖는 표면의 모두 또는 부분 위에 제공되는 기판의 준비;
(2) 적어도 하나의 양극 레이어 및 선택적인 전기 스트립 컨덕터의 선택적 구조화;
(3) 적어도 하나의 LEC가 성형되는 것이고 적어도 하나의 양극 레이어 및 적어도 하나의 배리어 레이어 모두를 구비한 영역에서 기판에 적어도 하나의 LEP 레이어의 형성;
(4) 적어도 하나의 LEP 레이어가 위치되는 영역에 적어도 하나의 음극 레이어 및 선택적인 전기 스트립 컨덕터의 형성;
(5) 적어도 하나의 LEC가 위치되는 영역에 접착 레이어의 형성;
(6) 적어도 하나의 LEC가 2개의 배리어 레이어들 사이에 배열되도록, 적어도 하나의 LEC가 위치된 영역에 캐리어 레이어 및 제 2 배리어 레이어 또는 적어도 하나의 금속 호일의 형성;
(7) 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소의 형성;
(8) 하나의 추가 전기기술적 구조 요소 또는 복수 개의 추가 전기기술적 구조 요소들의 선택적인 형성.
다음의 레이어들: 하나 이상의 전기 스트립 컨덕터, 선택적인 하나 이상의 절연 레이어, 선택적인 하나 이상의 보호 레이어, 선택적인 하나 이상의 장식 레이어, 선택적인 하나 이상의 색상 필터, 선택적인 하나 이상의 실드가 추가로 형성되고, 이어서 레이어 구조물은 적어도 일 영역에서 및/또는 전체적으로 3차원으로 성형되며, 선택적인 양극 레이어뿐 아니라, LEP 레이어, 음극 레이어, 접착 레이어, 선택적인 제 2 배리어 레이어, 전기 스트립 컨덕터, 존재할 수도 있는 절연 레이어, 존재할 수도 있는 보호 레이어 및 존재할 수도 있는 장식 레이어가 인쇄 공정에 의해 완전히 형성된다.
공정에서
(a) 단계들이 지시된 시퀀스로 수행되고; 또는
(b) 단계 (7) 및 선택적인 단계 (8)이 단계 (2) 이후 어떤 단계에서 수행된다.
본 발명의 문맥 내에서, "적어도 하나의 전기 전도성 레이어의 구조화(structuring of the at least one electrically conductive layer)"는 해당 레이어 또는 레이어들의 시퀀스가 작동 시스템의 추가 전기기술적 구조 요소들의 작동과 간섭되지 않고 그리고/또는 LEC의 작동을 위하여 필요한 이런 영역들만을 적어도 하나의 LEC을 위한 전극(양극)으로서 자유롭게 계속 있거나 남겨지는 이러한 방식으로, 예를 들어, 인쇄, 예를 들어 스크린 인쇄에 의한 절연 레이어의 형성에 의해, 적어도 하나의 유전체 레이어에 덮히거나, 또는 예를 들어, 화학 공정들, 레이어 삭마, 천공에 의해, 기판으로부터 제거된다. 전기 스트립 컨덕터들은 대응하는 방식으로 선택적으로 구조화될 수 있거나, 적어도 하나의 전기 전도성 레이어로부터 작업될 수 있다.
3차원으로 성형된 레이어 구조물을 획득하기 위하여, 레이어 구조물이 성형되어야 한다. 성형은 예를 들어, EP 0 371 425 A2 및 WO2009/043539 A2에 개시된 바와 같은, 등압 고압 성형에 의해, 영향을 받는다. 열성형에 의한 성형은 또한 US5932167A, US6210623B1 및 US6257866B1에 개시된 바와 같이, 가능하다.
평평하고, 즉 성형되지 않고, 3차원으로 성형된 레이어 구조물은 EP0371425A2 및 WO2009/043539A2에서 이미 개시된 바와 같이, 플라스틱 재료로 백 사출될(back injected) 수 있다.
본 발명에 따른 레이어 구조물은 소형 및 대형 디스플레이 및 제어 요소들의 생산 및 이동식 또는 고정식 전자 장치 또는 대형 또는 소형 가전 제품들을 위한 덮개 요소들의 생산 또는 이동부들 없는 키보드 시스템의 생산에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 레이어 구조물은 레이어 시퀀스를 위한 예시적인 구체예들에 의해 하기에 더 상세하게 서술되되, 본 발명에 대하여 기본적인 특징들이 거기에서 발명을 제한하지 않고 강조되는 것이다.
선택된 실시예들 모두에 대하여, LEC 및 전기기술적 구조 요소는 기판의 표면 법선에 대하여 상하로 배열되고, LEP로부터 관찰될 때, LEP에 의해 방출된 광은 양극이 위치되는 방향으로 레이어 구조물을 벗어난다. 만약 어떤 금속 레이어도 존재하지 않고 게터 레이어가 없거나 게터 레이어가 투명하다면, 광은 양극의 방향 및 음극의 방향 모두로 레이어 구조물을 벗어날 수 있고, 모든 다른 레이어들이 또한 투명하다면, 이는 본 발명에 따라 양극 방향으로 의무적이고 일반적으로 음극 방향으로의 경우이다.
도 1은 본 발명에 따른 레이어 구조물을 도시한다.
실시예들
실시예
1:
실드, 스위치, 캐리어 레이어, 배리어 레이어, 게터 레이어, 접착 레이어, 음극, LEP, 양극, 배리어 레이어, 기판, 색상 필터, 장식 필름.
실시예
2:
실드, 스위치, 절연 레이어, 금속 필름, 게터 레이어, 접착 레이어, 음극, LEP, 양극, 배리어 레이어, 기판, 색상 필터, 장식 필름.
실시예
3:
캐리어 레이어, 배리어 레이어, 게터 레이어, 접착 레이어, 음극, LEP, 양극, 배리어 레이어, 기판, 색상 필터, 스위치, 장식 필름.
실시예
4:
금속 필름, 게터 레이어, 접착 레이어, 음극, LEP, 양극, 배리어 레이어, 기판, 색상 필터, 스위치, 장식 필름.
실시예
5:
캐리어 레이어, 배리어 레이어, 접착 레이어, 스위치, 절연 레이어, 게터 레이어, 절연 레이어, 음극, LEP, 양극, 배리어 레이어, 기판, 색상 필터, 장식 필름.
실시예
6:
캐리어 레이어, 배리어 레이어, 게터 레이어, 접착 레이어, 음극, LEP, 양극, 배리어 레이어, 기판, 색상 필터, 접착 레이어, 스위치, 캐리어 레이어, 장식 필름.
실시예
7:
금속 필름, 게터 레이어, 접착 레이어, 음극, LEP, 양극, 배리어 레이어, 기판, 색상 필터, 접착 레이어, 스위치, 캐리어 레이어, 장식 필름.
본 발명은 도면(도 1)에 의해 하기에서 더 상세하게 설명되고; 여기서 또한, 발명에 대하여 기본적인 특징들은 거기에서 발명을 제한하지 않고 강조되는 것이다.
도 1은 기판(1), 전기 접촉 플러그(2), 전기 연결부(3), 안테나(4), 센서(5), 스위치(6), LEC(7) 및 배터리(8)를 포함하는 레이어 구조물을 도시한다. 도시된 바와 같이, 레이어 구조물은 3차원으로 성형되어 LEC는 모든 다른 구성요소들(2 내지 6)에 대하여 하측 레벨(level)에 배열된다. 본 경우에서, 전기 연결부(3)들만이 LEC(7)의 하측 레벨과 레이어 구조물의 메인 레벨(main level) 사이의 트랜지션(transition)에 배열된다. 하지만, 또한 레이어 구조물의 잔여 레벨(remaining level)과 하측 레벨 사이에서 3차원으로 성형된 트랜지션 영역에 다른 구성요소들을 배열시키는 것이 원칙적으로 가능하다.
Claims (14)
- 레이어 구조물에 있어서,
A) 기판(1);
B) 적어도 하나의 LEC(7)(발광 화학 전지); 및
C) 안테나(4), 스위치, 센서(5), 배터리(8), 광전지, 액추에이터, 에너지 컨버터, 또는 동일하거나 상이할 수 있는 상기 구조 요소들 중 둘 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소를 포함하되,
적어도 하나의 LEC(7) 및 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소(4, 5, 8)는 인쇄 공정에 의해 기판(1)에 형성되며 레이어 구조물은 적어도 하나의 3차원으로 성형된 영역(9)을 가지고 그리고/또는 전체적으로 3차원으로 성형되는 것을 특징으로 하는 레이어 구조물.
- 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 추가 전기화학 구조 요소는 배터리(8)인 것을 특징으로 하는 레이어 구조물.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 레이어 구조물은 안테나(4), 스위치, 센서(5), 광전지, 액추에이터, 에너지 컨버터, 또는 동일하거나 상이할 수 있는 상기 구조 요소들 중 둘 이상의 조합으로부터 선택된 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이어 구조물.
- 제 1 항에 있어서,
기판(1)은 폴리카보네이트(PC), 폴리에스테르, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아릴레이트, 유기 열가소성 셀룰로오스 에스테르 및 폴리플루오르하이드로카본으로 이루어진 그룹 또는 상기 폴리머들의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 및 폴리이미드로부터 선택되며, 특히 바람직하게는 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트로부터 선택된 폴리머로 실질적으로 또는 전체적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이어 구조물.
- 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 LEC(7)는 기판(1)을 향하는 측 상에 양극 레이어 및 배리어 레이어를 구비하는 것을 특징으로 하는 레이어 구조물.
- 제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 LEC(7)는 캐리어 레이어 및 제 2 배리어 레이어 또는 금속 호일뿐 아니라 음극 레이어를 갖는 기판(1)으로부터 이격된 측 상에 제공되고, 바람직하게는 캐리어 레이어와 함께 배리어 레이어 및 금속 호일은 접착 레이어에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 레이어 구조물.
- 제 1 항에 있어서,
레이어 구조물은 하기의 추가 레이어들 및/또는 구성요소들을 갖는 것을 특징으로 하는 레이어 구조물.
하나 이상의 전기 스트립 컨덕터, 선택적인 하나 이상의 절연 레이어, 선택적인 하나 이상의 보호 레이어, 선택적인 하나 이상의 장식 레이어, 선택적인 하나 이상의 색상 필터, 선택적인 하나 이상의 실드.
- 제 1 항에 있어서,
레이어 구조물은 배터리(8), 안테나(4), 스위치, 센서(5), 광전지, 액추에이터 또는 에너지 컨버터를 구비한, 적어도 일 영역에서 3차원으로 성형되는 것으로 특징으로 하는 레이어 구조물.
- 제 8 항에 있어서,
성형된 영역에서 레이어 구조물의 곡률 반경은 10㎜보다 작고 바람직하게는 5㎜보다 작으며 특히 바람직하게는 2㎜보다 작고 가장 바람직하게는 1㎜보다 작은 것을 특징으로 하는 레이어 구조물.
- 제 1 항에 따른 레이어 구조물의 생산 공정에 있어서,
(1) 적어도 하나의 배리어 레이어 및 적어도 하나의 양극 레이어를 갖는 표면의 모두 또는 부분 위에 제공되는 기판(1)을 준비하는 단계;
(2) 적어도 하나의 양극 레이어 및 선택적인 전기 스트립 컨덕터를 선택적으로 구조화하는 단계;
(3) 적어도 하나의 배리어 레이어 및 적어도 하나의 양극 레이어 모두를 구비한 영역에서의 기판(1)에 적어도 하나의 LEP 레이어를 형성시키는 단계;
(4) 적어도 하나의 LEP 레이어가 위치되는 영역에 적어도 하나의 음극 레이어 및 선택적인 전기 스트립 컨덕터를 형성시키는 단계;
(5) 적어도 하나의 LEC가 위치되는 영역에 접착 레이어를 형성시키는 단계;
(6) 적어도 하나의 LEC가 위치된 영역에 캐리어 레이어 및 제 2 배리어 레이어 또는 적어도 하나의 금속 호일을 형성시켜, 적어도 하나의 LEC가 2개의 배리어 레이어들 사이에 배열되는 단계;
(7) 적어도 하나의 추가 전기기술적 구조 요소(4, 5, 8)를 형성시키는 단계; 및
(8) 하나의 추가 전기기술적 구조 요소 또는 복수 개의 추가 전기기술적 구조 요소들(4, 5, 8)을 선택적으로 형성시키는 단계를 포함하되,
다음 레이어들 - 하나 이상의 전기 스트립 컨덕터, 선택적인 하나 이상의 절연 레이어, 선택적인 하나 이상의 보호 레이어, 선택적인 하나 이상의 장식 레이어, 선택적인 하나 이상의 색상 필터 - 가 더 형성되고,
이어서 레이어 구조물은 적어도 일 영역에서 및/또는 전체적으로 3차원으로 성형되며,
선택적인 양극 레이어뿐 아니라 LEP 레이어, 음극 레이어, 접착 레이어, 선택적인 제 2 배리어 레이어, 전기 스트립 컨덕터, 존재할 수도 있는 절연 레이어, 존재할 수도 있는 보호 레이어 및 존재할 수도 있는 장식 레이어는 인쇄 공정에 의해 완전히 형성되는 것을 특징으로 하는 공정.
- 제 10 항에 있어서,
(a) 상기 단계들이 지시된 시퀀스로 수행되고; 또는
(b) 단계 (7) 및 선택적인 단계 (8)이 단계 (2) 이후 어떤 단계에서 수행되는 것을 특징으로 하는 공정.
- 제 10 항에 있어서,
성형은 등압 고압 성형 또는 열성형에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 공정.
- 제 10 항에 있어서,
3차원으로 성형된 레이어 구조물은 백 사출되는 것을 특징으로 하는 공정.
- 소형 및 대형 디스플레이 및 제어 요소들의 생산 및 이동식 또는 고정식 전자 장치 또는 소형 또는 대형 가전 제품을 위한 덮개 요소의 생산 또는 이동 구성요소들 없는 키보드 시스템의 생산에서 제 1 항에 따르거나 제 10 항에 따라 생산된 레이어 구조물의 사용.
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| EP10165581A EP2395572A1 (de) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Schichtaufbau umfassend elektrotechnische Bauelemente |
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