KR20180034328A - 패키징 라벨 및 패키지를 라벨링하기 위한 방법 - Google Patents

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KR20180034328A
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packaging label
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마리오 카이로니
마르코 카벨리
안토니오 이아체티
조르지오 델레르바
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폰다치오네 이스티튜토 이탈리아노 디 테크놀로지아
폴리테크니코 디 밀라노
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Abstract

패키징 라벨(1)은, 기판(10), 기판(10) 위에 배치된 디스플레이(6), 디스플레이(6)와 전기 접촉하도록 배치되고, 상기 디스플레이(6)의 동작을 제어하도록 적응된 제어 모듈(4), 기판(10) 위에 그리고 디스플레이(6) 옆에 배치되고 디스플레이(6) 및 제어 모듈(4)에 공급하도록 이루어진 적어도 하나의 광전자 모듈(2)을 포함하고, 광전자 모듈(2), 제어 모듈(4), 및 디스플레이(6)는 도펀트들과 혼합된 인쇄 잉크를 사용하여 기판(10) 상에 인쇄된다.

Description

패키징 라벨 및 패키지를 라벨링하기 위한 방법
본 발명은 패키징 라벨 및 패키지를 라벨링하기 위한 방법에 관한 것이다.
패키징 산업에서, 고정된 그래픽들을 갖는, 즉, 미리 결정된 메시지를 담고 있는 라벨들이 공지되어 있고, 라벨들은 패키징, 예컨대, 플라스틱 또는 유리 병 상에 직접 인쇄되거나 접착될 수 있다.
그러나, 그러한 라벨들은 오직 하나의 메시지(예컨대, 제품명, 성분 목록, 홍보 메시지)만을 생성할 수 있다는 단점을 갖고, 따라서 많은 상업적 제품들의 경우에, 복수의 상이한 라벨들 ― 각각의 라벨들은 특정 내용들로 전용됨 ― 을 사용할 필요가 있다.
플라스틱 상의 전자 장치들(electronics on plastic)의 분야에서, 복수의 상이한 메시지들, 이를테면, 예컨대, 패키징된 제품의 성분들, 유통기한 및/또는 홍보 메시지를 디스플레잉하기 위한 디스플레이가 제공되는 동적(dynamic) 라벨들이 또한 공지되어 있다. 그러나, 그러한 라벨들은 (디스플레이를 포함하여) 재활용과 호환적인 재료들로 완전하게 구성되지는 않으며, 생산 프로세스는 패키징 컨테이너 상에의 직접 인쇄 또는 고성능 인쇄와 호환적이지 않다. 게다가, 그러한 라벨들은 자가-공급(self-supplied)되어야 하며, 공급 유닛조차 상기 표시된 요건들을 만족시키지 않는다.
그러므로, 주로 마케팅 및 광고 목적들로, 패키징된 제품들을 "동적으로" 라벨링하는 문제에 대한 혁신적인 해법들을 찾을 필요가 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 디스플레잉되는 내용들을 점진적으로 변화시킬 수 있는 동적 라벨을 제안하는 것으로, 그러한 동적 라벨은, 경제적으로 지속 가능할 수 있기 위해, 패키징 그 자체에 무시할만한 비용을 부가함으로써, 현재의 패키징 생산 프로세스들과 호환적이고 패키징 상에 직접 인쇄되고 그리고/또는 통합될 수 있다.
본 발명의 추가적인 목적은 쉽게 재활용 가능한 라벨을 제안하는 것이다.
이러한 그리고 다른 목적들은 특징들이 청구항 제1 항에 정의된 라벨로 달성된다.
특정 실시예들은 종속 청구항들의 청구대상을 형성하며, 그러한 청구대상의 내용들은 본 설명의 필수적인 부분으로 간주되어야 한다.
본 발명의 추가적인 특징들 및 장점들은, 첨부된 도면들에 관하여, 비-제한적인 예로써 주어진 이하의 상세한 설명으로부터 나타날 것이고, 첨부된 도면들에서:
- 도 1은, 본 발명에 따른 라벨의 개략적인 정면도이고;
- 도 2는, 도 1의 라벨의 실시예의 정면도를 예시하며;
- 도 3은, 도 1의 라벨의 단면도를 도시하고;
- 도 4는, 본 발명에 따른 라벨의 변형을 도시하며; 그리고
- 도 5는, 본 발명에 따른 라벨을 획득하기 위한 방법의 동작들의 블록도를 도시한다.
요약하면, 본 발명에 따른 라벨은 완전히 재활용 가능하며, 플라스틱 상에, 또는 종이 상에, 또는 직접 플라스틱 패키징, 예컨대 PET 상에 고성능 인쇄 프로세스들로 인쇄될 수 있으며, 현재의 패키징 산업 표준들과 함께 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 라벨은 또한, 독립적인 에너지 소스를 통합한다.
도 1은, 본 발명에 따른 라벨(1)의 개략적인 정면도를 도시한다. 그러한 라벨(1)은 적어도, 제어 모듈(4)에 공급하도록 적응된 광전자(photovoltaic) 소스(2), 및 메시지를 담고 있는 디스플레이(6)를 포함한다.
광전자 소스(2)는 그 자체가 공지된 광전자 모듈이며, 바람직하게, 벌크 이종접합 유기 기술(bulk heterojunction organic technology)을 사용한다. 대안적으로, 광전자 소스는 유기물이 아니며, 예컨대, 퀀텀 도트들(quantum dots) 또는 하이브리드 페로브스카이트(perovskite)에 기반한 광전자 소스이다. 광전자 모듈(2)은 공지된 방식으로 플라스틱 기판, 예컨대, 바람직하게 1㎛ ―100㎛ 간격으로 구성된 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET; polyethylene terephthalate) 상에 인쇄될 수 있다.
도 2는, 둘레를 따라 배열된 복수의 광전자 모듈들(2), 메시지를 포함하는 영역에 대응하는 디스플레이(6), 및 디스플레이(6) 옆에 있는 제어 모듈(4)(대안적으로, 이하에서 상세하게 설명되는 바와 같이 제어 모듈(4)은 디스플레이(6) 아래에 포지셔닝됨)이 있는 라벨(1)의 실시예의 정면도를 도시한다.
아래에서, 도 3 및 4와 관련하여, 본 발명에 따른 라벨을 획득하기 위한 프로세스가 설명될 것이고, 프로세스의 블록도가 도 5에 도시된다. 그러한 절차는, 바람직하게, 상기 설명된 유형의 기판(10)을 제공하는 제1 단계(100)로 시작한다. 그러한 기판(10)은 투명하거나 불투명할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 라벨은 패키징(예컨대, 플라스틱 병 또는 종이 상자) 상에 직접 인쇄되며, 그러한 경우에 기판은 패키징 자체의 표면이다. 대안적으로, 기판은 다른 재료들, 예컨대, 금속 호일들(foils), 고무, 자가-접착 기판, 타투 종이(tattoo paper)로 만들어질 수 있다(또는 포함할 수 있다).
도 3은, 기판(10)이 존재하는 라벨(1)의 단면도를 도시하며, 기판은 바람직하게 플라스틱 시트(sheet) 또는 병이며, 단계(102)에서 기판 상에 광전자 모듈이 인쇄된다. 단계(104 및 106)에서 광전자 모듈들(2) 사이에, 바람직하게, 적어도 낮은 파워 공급 박막 트랜지스터를 포함하는 제어 모듈(4), 및 디스플레이(6)가 각각 인쇄되고, 디스플레이는 바람직하게, 전기적으로 어드레싱 가능한 재료, 예컨대, 그리고 일렉트로크로믹(electrochromic) 재료의 층의 형태로 제공된다. 대안적으로, 층은 임의의 다른 전기적으로 어드레싱 가능한 재료, 예컨대, 전자발광(electroluminescent) 재료로 만들어질 수 있다.
박형(10-200㎛) 및 초박형(10㎛ 미만) 플라스틱 지지부들 상에의 유기 전자 인쇄(상기 설명된 단계들(102-106))와 관계된 근본적인 한계는 인쇄 프로세스의 최대 온도와 관계된다. 전형적으로, 그러한 인쇄를 수행하기 위해, 열 가열 프로세스들이 요구되며, 열 가열 프로세스들은 패키징에 사용되는 플라스틱 기판의 박형 층과 호환되지 않는데, 이는 그러한 층이 열에 민감할 것이기 때문이다. 유기 전자 인쇄 프로세스의 최적화는 어닐링 프로세스들과 밀접하게 관계되는데, 어닐링 프로세스들은 전형적으로, 100℃ 초과의 온도들을 요구하며, 인쇄된 디바이스들의 성능을 최적화하기 위해, 예컨대, 충전 캐리어들의 이동성을 개선하기 위해, 오염물질들을 배출(de-absorbing)하기 위해, 그리고 지지 층의 원하는 형태(morphology)를 획득하기 위해 필수적이다.
상기 설명된 인쇄 동작들(102-106)에서, 그 자체로 공지된 잉크가 사용되며, 인쇄 자체를 수행하기 전에, 잉크에 도펀트들, 바람직하게 벤조이미다졸 및 벤조이미다졸린 또는 세슘 또는 리튬 염들의 전구체들이 부가된다.
이러한 특정한 화학적 도펀트들의 사용 덕분에, 최적화된 전자 장치들이 획득되어, 실온에서, 또는 한편으로는 기판(10)과 호환적인 낮은 온도들(바람직하게 70℃ 미만)에서 직접 인쇄되고, 그러한 온도들에서는 오직 잉크 용매의 증발만이 요구된다.
미리 결정된 메시지들이 디스플레이(6) 상에 보여지도록, 제어 신호들을 디스플레이(6)에 전송하기 위해 제어 모듈(4)이 제공된다.
제어 모듈(4) 및 디스플레이(6)는, 광전자 모듈(2)에 의한 공급을 허용하기 위해, 광전자 모듈(2)과 전기 접촉된다.
단계(108)에서, 제어 모듈(4) 및 디스플레이(6) 위에, 바람직하게 이온-겔 또는 고체 전해질 유형의 전기적 측방향 상호연결 층(12)이 증착되고, 이는 제어 모듈(4)이 디스플레이(6)의 저전압 제어를 수행하는 것을 허용하는데, 즉, 제어 모듈(4)이 제어 신호들을 디스플레이(6)에 전송하는 것을 허용한다.
대안적으로, 제어 모듈(4)은 반도체 금속 산화물들, 이를테면, 예컨대, ZnO, IZO, IGZO를 포함하는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 통해 제공된다.
최종적으로, 단계(110)에서, 아래 놓인 층들을 산소 및 수증기로부터 보호하기 위해, 아래 놓인 층들의 정상부 상에, 장벽 층(14), 바람직하게 산화물/폴리머 다층, 예컨대, 무기물 층의 경우에 실리카 및 알루미나, 그리고 유기물 층의 경우에 EVA, ETFE, PET 또는 PEN이 증착된다.
도 4는 본 발명의 변형을 도시하고, 여기서, 유사한 층들은 동일한 참조 번호들로 표시되었다. 이러한 변형에서, 오직 디스플레이(6)만이 2개의 광전자 모듈들(2) 사이에서 기판(10) 위에 배치되고, 제어 모듈(4)은 배치되지 않는다. 미리 결정된 패턴을 갖는, 즉, 디스플레이(6)에 대응하여 복수의 홀들(16a)이 배치된 절연 층(16)이 광전자 모듈들(2) 및 디스플레이(6) 위에 먼저 증착되고, 이어서 제어 모듈(4)이 증착되어, 홀들(16a)을 통해, 아래의 디스플레이(6)와 접촉하게 된다. 최종적으로, 제어 모듈(4) 위에 장벽 층(14)이 증착된다.
그러므로, 이 실시예에서, 사용 동안에, 전방 디스플레이(6)가 있을 것이고 그 뒤에 제어 모듈(4)이 있을 것이다.
본 발명에 따른 라벨(1)은 재활용 가능한데, 이는, 전자 컴포넌트들 모두가 플라스틱 전자 재료들로 만들어지거나 플라스틱으로부터 쉽게 분리 가능하기 때문이다(은 또는 다른 금속들의 금속화들).
활성 라벨(1)은 또한, 재활용 가능한데, 이는, 라벨의 각각의 컴포넌트들, 즉, 광전자 모듈(2), 제어 모듈(4) 및 디스플레이(6)를 구성하는 재료들이, 낮은 용융 온도(200 내지 400℃로 구성됨)로 특징지어지기 때문이다. 이러한 방식으로, 라벨(1)에 존재하는 비-플라스틱 재료들(금속들, 금속 산화물들, 등)의 임의의 트레이스들(traces)이, 공지된 방식으로, 재활용되는 플라스틱의 정제를 위한 기법들을 통한 필터링에 의해 제거될 수 있다.
당연하게, 본 발명의 원리, 실시예들, 및 구성 세부 사항들에 대한 다양한 수정들이, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은, 단지 비-제한적인 예로써 설명되고 개시된 것에 따라, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 가능할 수 있다.

Claims (16)

  1. 패키징 라벨(packaging label; 1)로서,
    가요성(flexible) 기판(10);
    상기 기판(10) 위에 배치된 디스플레이(6) ― 상기 디스플레이는 인쇄 가능한 잉크의 전기적으로 어드레싱 가능한(addressable) 층을 포함함 ―;
    상기 디스플레이(6)와 전기적으로 접촉하도록 배치되고, 상기 디스플레이(6)의 동작을 제어하도록 배열된 제어 모듈(4) ― 상기 제어 모듈은, 도펀트들(dopants)과 혼합된 적어도 하나의 인쇄 잉크(printing ink)를 포함하는 층을 포함함 ―;
    상기 기판(10) 위에 그리고 상기 디스플레이(6) 옆에 배치되고, 상기 디스플레이(6) 및 상기 제어 모듈(4)에 공급하도록 배열된 적어도 하나의 광전자 모듈(photovoltaic module; 2) ― 상기 광전자 모듈은 도펀트들과 혼합된 적어도 하나의 인쇄 잉크를 포함하는 층을 포함함 ― 을 포함하는,
    패키징 라벨.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은 다음의 재료들: 플라스틱, 종이에서 선택된 하나 또는 그 초과의 재료로 만들어진,
    패키징 라벨.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 기판은 다음의 재료들: 플라스틱, 종이, 금속 호일들, 고무, 자가-접착 기판, 타투 종이(tatoo paper)에서 선택된 하나 또는 그 초과의 재료로 만들어진,
    패키징 라벨.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 일렉트로크로믹(electrochromic) 인쇄 가능한 잉크의 층을 포함하는,
    패키징 라벨.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 1 내지 100 ㎛의 두께를 갖는,
    패키징 라벨.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도펀트들은 벤조이미다졸 및 벤조이미다졸린 또는 세슘 또는 리튬 염들을 포함하는,
    패키징 라벨.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 모듈(4)과 상기 디스플레이(6) 간의 전기 접촉은 이온-겔 또는 고체 전해질의 상호-연결 층(12)을 포함하고, 상기 상호-연결 층은 또한, 상기 제어 유닛에서의 트랜지스터들을 위한 게이트 매체 및/또는 상기 일렉트로크로믹 디스플레이를 위한 이온 저장소(reservoir)의 기능을 갖는,
    패키징 라벨.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 모듈(4)은 저-전압 유기 박형 층 트랜지스터를 포함하는,
    패키징 라벨.
  9. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 모듈(4)은, 반도체 금속 산화물들을 포함하는 적어도 박막 트랜지스터를 포함하는,
    패키징 라벨.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 모듈(4) 위에 배치된 장벽 층(14)을 더 포함하는,
    패키징 라벨.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스플레이(6) 위에 배치된 절연 층(16)을 더 포함하고, 상기 절연 층(16) 상에 상기 제어 모듈(4)이 배치되며, 상기 절연 층(16)은, 상기 디스플레이(6)에 대응하여 배치되고 상기 디스플레이(6)와 상기 제어 모듈(4) 사이의 전기 접촉을 허용하도록 배열된 복수의 홀들(16a)을 갖는,
    패키징 라벨.
  12. 패키징을 위한 패키징 라벨(1)을 획득하는 방법으로서,
    기판(10) 상에 적어도 하나의 광전자 모듈(2)을 인쇄하는 단계(102);
    상기 광전자 모듈(2) 옆에, 제어 모듈(4) 및 디스플레이(6)를 각각 인쇄하는 단계(104, 106);
    상기 제어 모듈(4) 및 상기 디스플레이(6) 위에, 상기 제어 모듈(4)이 상기 디스플레이(6)를 제어하는 것을 허용하도록 배열되는 전기적 측방향 상호연결 층(12)을 증착시키는 단계(108)를 포함하고,
    상기 광전자 모듈(2), 상기 제어 모듈(4), 및 상기 디스플레이(6)의 상기 인쇄 단계들(102, 104, 106)은 인쇄 잉크를 도펀트들과 혼합하는 단계를 포함하는,
    패키징을 위한 패키징 라벨을 획득하는 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    아래 놓인 층들을 보호하도록 장벽 층(14)을 배열하는 단계(110)를 더 포함하는,
    패키징을 위한 패키징 라벨을 획득하는 방법.
  14. 제12 항 또는 제13 항에 있어서,
    상기 제어 모듈(4)을 절연 층(16) 위에 배치시키기 위해 상기 디스플레이(6) 위에 상기 절연 층(16)을 증착시키는 단계를 더 포함하고, 상기 절연 층(16)은, 상기 디스플레이(6)에 대응하여 배치되고 상기 디스플레이(6)가 상기 제어 모듈(4)과 전기적으로 접촉하는 것을 허용하도록 배열된 복수의 홀들(16a)을 갖는,
    패키징을 위한 패키징 라벨을 획득하는 방법.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 패키지의 표면인,
    패키징을 위한 패키징 라벨을 획득하는 방법.
  16. 패키징으로서,
    제15 항의 방법으로 인쇄된 라벨을 포함하는,
    패키징.
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