TWI517755B - ３ｄ電致發光之高壓成型元件及其製備方法和應用 - Google Patents

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Description

3D電致發光之高壓成型元件及其製備方法和應用
本發明係關於一種可經由等壓高壓成型製造之三維成型薄膜元件，製造根據本發明之三維成型薄膜元件之方法，以及根據本發明之三維成型薄膜元件用於發展諸如陸上、水上及空中用速度計面板等顯示器元件，用於發展陸上、水上及空中用安全帶標誌或警告標誌，以及建築物內警告標誌，以及用於發展行動及固定電子裝置之家用元件，以及用於發展鍵盤之用途。
先前技術已知行動電子裝置及固定電子裝置用之電致發光照明表面。此種電致發光照明表面係用作為顯示器裝置及控制器的背光元件。習知電致發光照明表面具有聚酯薄膜作為撐體，以及使用濺鍍法藉氣相沈積來施用導電大型透明層。此種電致發光照明表面大致上也包括額外層諸如保護層。由於先前技術用於製造電致發光照明表面之此等各層經常有脆變性質，或無法忍受高溫成型處理，習知顯示器裝置通常為平面設計，當物件有三度空間幾何形狀(舉例)時可能難以讀取或操作。
因此先前技術已經提示製造三維電致發光顯示器。
DE-A 44 30 907係有關一種三維電致發光顯示器，有一透明面板，施用於該面板之至少一側之一半透明層，位在該半透明層旁之至少一個電致發光燈具，以及模製成型於該電致發光燈具及面板上之一基材，來形成一整合一體之 三維電致發光顯示器。三維電致發光顯示器係由一種欲成型的面板製造。但也曾敘述面板也可為後成型，換言之，於模製基材之前可藉習知方法來成型該三維電致發光顯示器。但DE-A 44 30 907並未含有任何更進一步有關適當習知方法之資訊。
DE-A 102 34 031係有關一種電致發光照明表面，其組成為有兩個平行電極之電容器，其中至少一個電極為透明，發光物質可藉位在電極間之電場激發。電致發光照明表面也含有一撐體層被提供以資訊細節，該撐體層係由可自由成型之膜材所製成，或由具有三維成型表面之剛性材料所製成，其中，至少於含有資訊細節區，撐體層被提供以適合其成型形狀之一塗層，該塗層包含一第一導電層、一顏料層、一絕緣及反射層、一頂電極及一任選的保護層。電致發光照明表面之製法係經由首先於由可自由成型膜材所組成或由先前已經被形成為三維成型表面形狀之剛性材料所組成之撐體層上，印刷資訊細節；然後對該撐體層提供以一第一導電層、一顏料層、一絕緣及反射層、一後電極及一任選的保護層。然後將該三維成型薄膜本體使用塑膠材料回模製成型而製造支承本體。若使用由可自由成型之膜材所製成之撐體層，則可形成設置有前文載明之其它層之印刷薄膜本體，熱成型法為DE-A 102 34 031所述之唯一成型方法。
WO 03/037039係有關包含一主體及一電致發光排列之三維電致發光顯示器。該電致發光排列包含一薄膜及一電 致發光元件，面對該電致發光元件之薄膜表面被提供以欲顯示之基本圖案。電致發光元件係由一前電極及一後電極其間有介電材料所組成。前電極係附接至基本圖案再現層，且於其間形成有一單一元件。電源供應器係設置於該電致發光配置表面上，與該電致發光配置之多個電極接觸。主體係由適當塑膠所製成，塑膠較佳係藉射出模製加工。三維電致發光顯示器的製造係始於製造電子發光配置。首先，製備薄膜，該薄膜係作為電致發光元件的撐體。然後經由熱成型、衝鍛、壓花、或壓印成型，較佳係藉熱成型來成型。於成型(熱成型)加工程序後，例如經由使用適當材料的回模製電致發光配置，來將該主體附接至該電致發光配置的背部。
於三維電致發光照明表面的製造中，較佳包括印刷資訊符號，重要地，電致發光元件以及視需要可印刷於其上之資訊符號可保有其正確位置，且維持無翹曲，或翹曲為恆定，故可藉拉力來平衡。使用習知冷成型法諸如熱成型或衝鍛係無法絕對保證此點。
因此本發明之目的係提供一種具有至少一個電致發光元件以及視需要可設置圖形影像之三維成型薄膜元件，該至少一個電致發光元件及視需要的圖形影像係正確定位於該三維成型薄膜元件上。
提供一種三維成型薄膜元件之目的可經由一種由下列組成分所組成之三維成型薄膜元件來達成 a)一至少部分透明撐體薄膜，組成分A，其係由至少一種冷拉伸膜材所組成且視需要可被提供以圖形影像，b)施用於該撐體薄膜上之至少一種電致發光元件，組成分B，含有下列組成分：ba)一至少部分透明電極，組成分BA，bb)任選地一第一絕緣層，組成分BB，bc)含有可藉電場激光之至少一種發光物質之一層，組成分BC，bd)任選地又一絕緣層，組成分BD，be)一後電極，組成分BE，c)一保護層，組成分CA或一薄膜，組成分CB，可經由於低於薄膜元件中之組成分A之軟化點之加工溫度，藉由組成分A、B及C所組成之一平坦薄膜元件藉等壓高壓成型來製造。
除了載明之各層(組成分A、B及C)之外，根據本發明之三維成型薄膜元件也有額外層。
根據本發明之三維成型薄膜元件，其特徵在於施用於該撐體薄膜上之至少一個電致發光元件以及視需要可存在於該透明撐體薄膜上之圖形影像係準確定位。實質原因在於根據本發明之三維成型薄膜元件意圖用於發展陸上、水上及空中用之速度計面板，例如其中各個資訊符號的準確定位相當重要之用途。經由提供具有組成分A、B及C之平坦膜元件，三個組成分係選擇為平坦薄膜元件可藉等壓高壓成型三維成型，來達成此種準確的定位。出乎意外地發 現於包含組成分BA、BB、任選的BC及BD之電致發光元件存在下，可藉等壓高壓成型來完成此種三維成型。
根據本發明之三維成型薄膜元件用於多項用途具有充分尺寸穩定性，因此與前述先前技術之提示相反，本發明之三維成型薄膜元件無需使用適當塑膠進行薄膜元件來回模製。於一較佳實施例中，如此本發明提供一種由組成分A、B及C所組成之三維成型薄膜元件，其中該三維成型薄膜元件並未模製於基材上，且特別並未使用塑膠回模製。
組成分A
根據本發明之三維成型薄膜元件含有至少一種部分透明之撐體薄膜，組成分A，其係由至少一種冷拉伸膜材所組成且視需要可提供以圖形影像。
須了解「至少部分透明撐體薄膜」表示透明撐體薄膜以及半透明而非全透明撐體薄膜二者。根據本發明，撐體薄膜係由至少一種冷拉伸膜材所組成。需要冷拉伸膜材讓三維成型薄膜元件可於低於組成分A之軟化點的加工溫度藉等壓高壓成型來製造。適當冷拉伸膜材例如說明於EP-A 0 371 425。可使用熱塑性及熱固性至少部分透明冷拉伸膜材二者。較佳使用冷拉伸膜材其於室溫及工作溫度顯示極少反彈性或無反彈性。特佳膜材係選自於由下列所組成之組群中之至少一種材料：聚碳酸酯，特別為基於雙酚A之聚碳酸酯，例如拜耳材料科學公司(Bayer MaterialScience AG)出售之麥克羅弗(Makrofol)等級；聚酯，特別為芳香族聚酯 例如聚伸烷基對苯二甲酸酯；聚醯胺，例如PA 6或PA 6.6等級之高強度「芳醯胺薄膜」；聚醯亞胺，例如以商品名凱普敦(Kapton)出售之基於聚(二苯基氧化物均苯四醯胺)薄膜；聚芳酸酯，有機熱塑性纖維素酯特別為其乙酸酯、丙酸酯及乙醯基丁酸酯，例如拜耳材料科學公司以商品名西里洛(Cellidor)出售之膜材；及多氟化烴類，特別為被稱作為FEB之四氟乙烯與六氟丙烯之共聚物，係以透明形式取得。較佳撐體薄膜之膜材係選自於聚碳酸酯，例如拜耳材料科學公司出售之麥克羅弗；聚酯，特別為芳香族聚酯，例如聚伸乙基對苯二甲酸酯；及聚醯亞胺，例如以商品名凱普敦出售之基於聚(二苯基氧化物均苯四醯胺)之薄膜。基於雙酚A之聚碳酸酯用作為膜材為最佳，特別為得自拜耳科學材料公司之稱作為拜弗(Bayfol)CR(聚碳酸酯/聚對苯二甲酸伸丁酯薄膜)、麥克羅弗TP或麥克羅弗DE。
根據本發明所使用之至少部分透明撐體薄膜有至少一面為粗紗化或粗糙，或兩面皆為高度光澤表面。根據本發明所使用之該至少部分透明撐體薄膜之薄膜厚度通常為40微米至2000微米。使用較高薄膜厚度，使用等壓高壓成型時出現之驟然成型經常造成材料的脆變。較佳使用具有薄膜厚度為50微米至500微米之撐體薄膜，特佳為100微米至400微米，最佳為150微米至375微米。
於較佳實施例中，依據根據本發明之三維成型薄膜元件之用途而定，至少部分透明撐體薄膜可被提供以圖形影像。圖形影像可為資訊符號諸如字母、數字、符號或象形 圖(舉例)於該三維成型薄膜元件之表面上為目測可見。圖形設計較佳為印刷圖形設計，特別為著色之壓印。於特佳實施例中，根據本發明所使用之撐體薄膜被提供以呈不透明或半透明之著色之壓印型式的圖形影像。此等著色壓印可藉熟諳技藝人士已知之任一種方法製造，例如藉網版印刷、平版印刷、立體印刷、旋轉印刷、凹版印刷或膠版印刷製造，該等皆為習知且為先前技術所已知。圖形設計較佳係使用網版印刷藉施加薄膜製造，原因在於可藉網版印刷施用有高膜厚度及良好成型性之添加顏料之墨水。
用於圖形設計之印刷墨水必須於等壓高壓成型條件下具有足夠成型性。適當墨水，特別為網版印刷墨水為熟諳技藝人士所已知。例如可使用基於聚胺基甲酸酯有塑膠墨水載劑之墨水。此等網版印刷墨水對根據本發明所使用之撐體薄膜之膜材有絕佳黏著性。特佳使用基於脂肪族聚胺基甲酸酯水性分散液之網版印刷墨水。適當墨水例如可以商品名亞夸普雷司(AquaPress)PR得自普洛爾(Pröll)公司，德國威森堡。其它適當網版印刷墨水為基於耐高溫熱塑性材料之墨水，特別為得自普洛爾公司，德國威森堡之諾瑞芳(Noriphan)(商品名)。
組成分B
根據本發明之三維成型薄膜元件含有施用於撐體薄膜上作為組成分B之至少一個電致發光元件。
該電致發光元件含有下列組成分：ba)一至少部分透明電極，組成分BA， bb)任選地一第一絕緣層，組成分BB，bc)含有可藉電場激光之至少一種發光物質之一層，組成分BC，bd)任選地又一絕緣層，組成分BD，be)一後電極，組成分BE。
除了前文列舉之組成分之外，電致發光元件也可包括額外組成分。例如後電極、組成分BE與任選的額外絕緣層組成分BD(或若不存在有絕緣層，則於組成分BE與組成分BC間)可有額外層。組成分BD(或若不存在時組成分BC)接著可有包含至少部分透明電極之額外結構、含有可藉電場激光之至少一種發光物質之一額外層、以及任選地一額外絕緣層。此種結構視需要可重複一次，結構的最末組成分接著為後電極，亦即組成分BE。
適當電致發光元件為熟諳技藝人士所已知。出乎意外地，發現根據本發明所使用之具有至少一個電致發光元件之薄膜元件可藉等壓高壓成型而形成，因而獲得根據本發明之三維成型薄膜元件。
熟諳技藝人士已知根據本發明所使用之至少一個電致發光元件係與電源供應器接觸。為了達成此項目的，至少一個電致發光元件通常具有沿根據本發明之薄膜元件的側緣而路由通過之電連接裝置，於該側緣，電連接裝置係利用接觸輔助而與電源供應器接觸。適當接觸輔助例如為捲邊、夾具、導電黏著劑、螺絲、及其它熟諳技藝人士已知之裝置。電致發光元件可以熟諳技藝人士已知之習知方式 控制。
電致發光元件使用多條引線，引線連接至前述接觸輔助來與電源接觸。引線通常係由導電材料例如銅製成，引線可使用衝壓工具及熟諳技藝人士已知之方法處理來製造。另外，引線可為藉網版印刷所製造之導電糊例如油墨軌跡，該等油墨軌跡被導引至該至少一個電致發光元件之電連接裝置。
電致發光元件通常係以交流電操作。電致發光反相器(EL反相器)係用來產生交流電。適當EL反相器為熟諳技藝人士所已知且為市面上可得。於一較佳實施例中，使用呈SMD(表面安裝元件)組成形式之EL反相器。適當SMD EL反相器同樣為熟諳技藝人士所已知且為市面上可購得。SMD EL反相器之優點為不具有導線連接器，反而係使用聚合物傳導性黏著劑來與電致發光元件接觸。於本發明之發展中，呈SMD組成形式之EL反相器係直接附接至由組成分A、B及C所組成之薄膜元件的背側，通常係使用聚合物黏合方法附接，包括於電致發光元件上使用接線路徑來建立電接觸。藉此方式，例如可於由組成分A、B及C所組成之三維成型薄膜元件之邊緣上製造12伏特直流電壓連接元件。
於機械及電氣安裝SMD EL反相器後，通常例如使用配送器來額外施用變成無活性化之化合物及黏著性改良之埋設化合物。
藉HV850 EL燈具驅動器SMD元件(得自美國加州桑尼 維爾，蘇泊泰士公司(Supertex,Inc.)可極為有效操作小面積電致發光電場，通常至多約50平方毫米，該HV850之大小約3毫米×3毫米×1毫米(高×寬×深)，此種情況下無需額外感應線圈。
於根據本發明之三維成型薄膜元件用作為組成分B之電致發光元件通常為以交流電操作之厚膜電致發光元件(厚膜AC EL元件)。此等厚膜AC EL元件之一項優點為使用相對高電壓，通常大於100伏特峰至峰，較佳為100伏特峰至峰至140伏特峰至峰間，於kHz範圍(1000Hz)中之數百Hz，較佳為250Hz至800Hz，特佳為250Hz至500Hz；以及當該層係含有可藉電場激光之至少一種發光物質組成分BC所形成時(介電層)，實質上並無歐姆功率損耗。因此電極(組成分BA及組成分BE)之導電性須儘可能為均勻，但並無特殊電流負載。但較佳使用高度導電性匯流排來降低電壓降。
於根據本發明之薄膜元件所使用之電致發光元件(組成分B)通常係於10燭光/平方米(cd/m2)至500cd/m2，且較佳10cd/m2至100cd/m2之亮度操作。若於該層使用含有可藉電場激光之至少一種發光物質之微包膠ZnS電致發光基團，則可達成通常約2000小時之半生期值。原則上，以具有諧波波形之AC電壓之此種電致發光元件的操作為佳。須避免暫態電壓湧浪。特別，開始過程及關閉過程較佳係設計成無過度電壓湧浪，以免毀損含有可藉電場激光之至少一種發光物質(介電材料)層，視需要也避免毀損特別發光物 質(電致發光基團)。亮度隨著壽命的減低(稱作為半生期)，換言之，達到最初亮度的一半的時間可藉調整電壓供應或視需要可藉調整頻率來加以補償。調整也可藉減少電致發光元件的電容，或利用測量電致發光元件之發射能力之外部光二極體來進行調整。於某些區域，改變頻率也可能影響電致發光之發光色彩。
於本發明之額外較佳實施例中，根據本發明之三維成型薄膜元件除了至少一個電致發光元件之外可含有LED元件。較佳為SMD LED元件。適當LED元件為熟諳技藝人士所已知，且可於商業上獲得。
因此本發明也提供由組成分A、B及C所組成之一種三維成型薄膜元件以及額外至少一個LED元件較佳為至少一個SMD LED元件作為組成分D所組成之三維成型薄膜元件，其中該三維成型薄膜元件可經由由組成分A、B、C及D所組成之平坦薄膜元件，於低於該層薄膜元件之組成分A之軟化點之加工溫度藉等壓高壓成型製造。
SMD LED模組較佳係置於由組成分A、B及C所組成之三維成型薄膜元件之背側上，例如藉熟諳技藝人士已知之方法藉膠黏黏在該元件背側上。
LED元件習知顯示有極高亮度的點狀發光，因此於半透明之資訊場後方有訊號衝擊，因此比較平坦電致發光元件可產生更高的光強度。因此具有LED元件之根據本發明之三維成型薄膜元件極為適合用作為警報信號元件。此外，於進一步較佳實施例中，藉印刷或利用配送器，半透 明發光場被提供以漫射器元件，故SMD LED元件有寬廣輻射發光特性，因此可用作為警報狀態的視覺信號，例如指示ABS煞車系統之過熱或油含量過低或失效等情況。適當漫射器元件為熟諳技藝人士所已知且於市面上可得。
根據本發明所使用之電致發光元件包括至少部分透明電極。須了解「至少部分透明」電極表示全透明電極，或半透明電極，但非全透明。
至少部分透明電極通常為由一種或多種基於無機或基於有機之導電材料所組成之二維電極。根據本發明可使用之適當至少部分透明電極為熟諳技藝人士已知用於製造電致發光元件，該等元件不會藉等壓高壓成型來製造根據本發明之三維成型薄膜元件而受損之全部電極。如此，如先前技術所述，於耐熱聚酯膜上之習知氧化銦錫(ITO)濺鍍層原則上適合但非較佳。較佳使用聚合物導電高度透明塗層或特殊設計網版印刷薄膜。
如此，根據本發明所使用之至少部分透明電極較佳係選自於由下列所組成之組群：ITO網版印刷薄膜、ATO(氧化銻錫)網版印刷薄膜、非ITO網版印刷層(「非ITO」一詞涵蓋並非基於氧化銦錫(ITO)之全部網版印刷薄膜)，換言之，具有習知奈米級導電顏料之特性導電聚合物層，例如得自杜邦公司(DuPont)具有參考號碼7162E或7164之ATO網版印刷糊、特性導電聚合物系統諸如得自阿格發公司(Agfa)之歐葛康(Orgacon)、得自H.C.史達克公司(H.C.Starck GmbH)之拜崇(Baytron)聚-(3,4-伸乙基二氧基噻吩)系統、得 自歐米康公司(Ormecon)被描述為有機金屬之系統(PEDT導電聚合物，亦即聚伸乙基二氧基噻吩)、得自帕尼波(Panipol)OY之導電塗層或印刷油墨系統及視需要地有高度可撓性之黏結劑，該黏結劑例如係基於PU(聚胺基甲酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PVA(聚乙烯醇)、改性聚苯胺。得自H.C.史達克公司之拜崇聚-(3,4-伸乙基二氧基噻吩)系統較佳係用作為電致發光元件之該至少部分透明電極。
電致發光元件之該至少部分透明電極通常係直接連接至視需要可設有圖形影像之至少部分透明撐體薄膜。
除了該至少部分透明電極亦即組成分BA外，根據本發明所使用之電致發光元件含有可藉電場激光之至少一種發光物質之一層作為組成分BC。該層通常係施用於視需要可存在的第一絕緣層亦即組成分BB；或若不存在有組成分BB層，則係施用至至少部分透明電極。於該層(組成分BC)中藉電場激光之發光物質(發光基團)較佳為ZnS，通常以磷摻雜。
該層(組成分BC)習知為介電材料。此種材料例如為ZnS，通常以硫摻雜或ZnS通常以硫摻雜(作為發光物質)、BaTiO3與高度可撓性黏結劑(例如基於PU、PMMA、PVA之黏結劑)之混合物。
除了組成分BA及BB之外，根據本發明之電致發光元件可含有絕緣層作為組成分BC，該絕緣層通常係施用至含有可藉電場激光之至少一種發光物質之該層。絕緣層之適當材料例如為鈦酸鋇(BaTiO3)。
根據本發明所使用之至少一種電致發光元件也含有後電極亦即組成分BD。後電極通常係施用於絕緣層(若存在時)。若未存在有絕緣層，則後電極施用至含有可藉電場激光之至少一種發光物質之該層。
如同至少部分透明電極，後電極為二維電極，其無需為透明或至少為部分透明。通常係由基於無機或基於有機之導電材料所組成，材料較佳係使用不會被用來製造根據本發明之三維成型薄膜元件之等壓高壓成型法所損壞。因此適當電極特別為聚合物導電塗層。可使用前文就該至少部分透明電極已經載明之塗層。此外，可使用熟諳技藝人士已知並非至少部分之聚合物導電塗層。
如此後電極之適當材料較佳係選自於由下列所組成之組群：諸如銀之金屬、碳、ITO網版印刷薄膜、ATO網版印刷薄膜、非ITO網版印刷薄膜，亦即具有習知奈米級導電顏料之特性導電聚合物層，例如得自杜邦公司(DuPont)具有參考號碼7162E或7164之ATO網版印刷糊、特性導電聚合物系統諸如得自阿格發公司(Agfa)之歐葛康(Orgacon)、得自H.C.史達克公司(H.C.Starck GmbH)之拜崇(Baytron)聚-(3,4-伸乙基二氧基噻吩)系統、得自歐米康公司(Ormecon)被描述為有機金屬之系統(PEDT導電聚合物，亦即聚伸乙基二氧基噻吩)、得自帕尼波(Panipol)OY之導電塗層或印刷油墨系統及視需要地有高度可撓性之黏結劑，該黏結劑例如係基於PU(聚胺基甲酸酯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PVA(聚乙烯醇)、改性聚苯胺，其中諸如銀等金屬或碳可添加至前 述材料來改良其導電性及/或可補充以此等材料層。
電致發光元件例如可藉熟諳技藝人士已知之所謂之厚膜法施用個別層來製造。
電致發光元件層可藉熟諳技藝人士已知方法施用至撐體薄膜。電致發光元件通常係經由直接施用例如藉網版印刷施用至撐體薄膜來連接至撐體薄膜。
組成分C
除了組成分A及B之外，根據本發明之三維成型薄膜元件含有保護層，亦即組成分CA來防止電致發光元件或視需要可存在之圖形影像受到破壞。保護層之適當材料為熟諳技藝人士所已知。適當保護層CA例如為耐高溫保護性清漆，諸如含聚碳酸酯及黏結劑之保護性清漆例如得自普洛爾公司，德國威森堡之諾端芳HTR。
依據用途而定，根據本發明之三維成型薄膜元件除了組成分A及B之外，含有薄膜組成分CB來替代保護層組成分CA。適當薄膜為載明用作為撐體薄膜之薄膜(組成分A)。薄膜例如可藉層合法或膠黏法施用。
根據本發明之三維成型薄膜元件可藉由組成分A、B及C所組成之平坦薄膜元件，於低於薄膜元件之組成分A之軟化點之加工溫度，藉等壓高壓成型來製造。適當等壓高壓成型方法例如係說明於EP-A 0 371 425。根據本發明之得自前述組成分A、B及C之組成結構可確保可藉等壓高壓成型進行平坦薄膜元件的三維成型，而不會損壞薄膜元件的個別組成分，特別不會有害電致發光元件的燈具功能。
於根據本發明之薄膜元件中之各層(組成分A、B及C)互相匹配而可防止短路。於後方之保護層亦即組成分C的效果係允許成型而不會裂開。因由元件A、B及C所組成之平坦薄膜元件係藉等壓高壓成型而形成，故確保該薄膜元件之個別層間之良好黏著性相當重要。經由個別層之組成(組成分A、B及C)，特別係經由於各層中使用高度可撓性黏結劑，例如基於PU、PMMA、PVA之黏結劑，特別基於PU之黏結劑可確保良好黏著性。各層之組成(組成分A、B及C)不僅可確保各層彼此間之良好黏著性，同時也可確保執行等壓高壓成型所需要的延展性。
根據本發明之三維成型薄膜元件可藉例如說明於EP-A 0 371 425之等壓高壓成型方法製造。因此本發明也提供一種製造三維成型薄膜元件之方法，包含i)製造一平坦薄膜元件，該薄膜元件係由下列組成分所組成a)一至少部分透明撐體薄膜，組成分A，其係由至少一種冷拉伸膜材所組成且視需要可被提供以圖形影像，b)施用於該撐體薄膜上之至少一種電致發光元件，組成分B，含有下列組成分：ba)一至少部分透明電極，組成分BA，bb)任選地一第一絕緣層，組成分BB，bc)含有可藉電場激光之至少一種發光物質之一層，組成分BC，bd)任選地又一絕緣層，組成分BD， be)一後電極，組成分BE，c)一保護層，組成分CA或一薄膜，組成分CB，以及ii)於低於薄膜元件之組成分A之軟化點之加工溫度，進行於步驟i)所得平坦薄膜元件之等壓高壓成型。
組成分A、B及C具有前文說明之定義。除了組成分A、B及C之外，根據本發明之三維成型薄膜元件視需要可含有額外層。
步驟i)
平坦薄膜元件可藉熟諳技藝人士已知之方法製造。
於一較佳實施例中，於步驟i)中之平坦薄膜元件之製造包含下列步驟：ia)提供一透明撐體薄膜，組成分A及視需要可於該透明撐體薄膜上印刷圖形影像，ib)將該電致發光元件施用至該視需要經印刷的撐體薄膜，ic)施用保護層或施用薄膜至該電致發光元件；其中於步驟ia)與ib)間及/或於步驟ib)與ic)間視需要可使用絕緣層。
步驟ia)之透明撐體薄膜之製造係藉熟諳技藝人士已知之方法進行。適當撐體薄膜亦為市面上可購得。圖形影像之施用至該撐體薄膜同樣也可藉熟諳技藝人士已知之方法進行，施用方法例如為網版印刷、平版光刻術、旋轉印刷、凹版印刷、噴墨印刷、墊片印刷、雷射印刷或膠版印刷，全部皆為習知且為先前技術所已知。
為了獲得完全覆蓋而無些微透明瑕疵，例如可進行多重印刷，例如雙重印刷。參考記號或三維邊緣紀錄系統通常係用來定位個別印刷。
步驟ib)中電致發光元件施用至視需要可經過印刷之撐體薄膜可藉熟諳技藝人士已知之方法進行。電致發光元件可藉熟諳技藝人士已知手段連接至撐體薄膜，通常例如係藉網版印刷直接施用至撐體薄膜，如前文已述。
於步驟ic)中，保護層或薄膜同樣係藉熟諳技藝人士已知方法較佳同樣係藉網版印刷法而施用至該至少一個電致發光元件。
絕緣層同樣較佳係藉網版印刷而施用。
根據本發明之薄膜元件之一項優點為該薄膜元件的全部層經選擇因此可藉網版印刷施用。於根據本發明方法之一較佳實施例中，步驟ia)中視需要所進行的透明撐體薄膜被印刷以圖形影像、步驟ib)中電致發光元件施用至視需要經過印刷之撐體薄膜、及步驟ic)中施用保護層或膜至該電致發光元件係藉網版印刷進行。
步驟ii)
步驟ii)中之等壓高壓成型較佳係藉EP-A 0 371 425之方法進行，其中加工溫度係選用低於薄膜元件之組成分A之軟化點。
由組成分A、B及C所組成之步驟i)中所得平坦薄膜元件通常係於工作溫度使用液壓流體處理且被等壓成型，該成型係於低於撐體薄膜材料(組成分A)之軟化點之工作溫 度，且於通常大於20巴，較佳大於100巴，特佳為200巴至300巴之液壓流體壓力下進行。膜材之成型通常係於數秒之週期時間以內進行，較佳為少於10秒時間，特佳為少於5秒時間。可達成100%至200%的成型率，而不會出現視覺上突兀的有壓迫感的白化。
於較佳實施例中，等壓高壓成型通常係於低於薄膜元件之組成分A之軟化點至少5℃，較佳至少10℃，特佳至少20℃之溫度進行。特佳用作為至少部分透明撐體薄膜之材料之基於雙酚A之聚碳酸酯(例如為麥克羅弗薄膜)之軟化點為約150℃或高於150℃。具有此種聚碳酸酯薄膜作為撐體薄膜之薄膜元件之等壓高壓成型可於室溫進行。由於其它組成分，包括由於圖形影像(較佳使用油墨印刷製造)，若前述基於雙酚A之聚碳酸酯係用作為撐體薄膜之膜材，則等壓高壓成型較佳係於80℃至130℃之工作溫度進行。若使用由其它材料所組成之撐體薄膜，則若材料之轉化點為已知，則熟諳技藝人士可毫無困難地決定步驟ii)之加工溫度。
用來執行等壓高壓成型製造根據本發明之三維成型薄膜元件之適當裝置例如係說明於EP-A 0 371 425。
步驟ii)結束時所得之三維成型薄膜元件例如可藉修邊、衝壓、或雷射切削而調整為任何期望的最終形狀。例如藉衝壓、修邊或雷射切削可將薄膜元件調整為其最終形狀之適當方法及裝置為熟諳技藝人士所已知。衝壓、修邊或雷射切削通常係以高精度進行，例如適當修邊法為精密 切削等。
根據本發明之三維成型薄膜元件可用於多項應用用途。適當應用用途例如使用根據本發明之三維成型薄膜元件來發展諸如陸上、水上及空中用速度計面板等顯示器元件，用於發展陸上、水上及空中用安全帶標誌或警告標誌，以及建築物內警告標誌，發展行動電子裝置例如行動電話或遙控器用之家用元件，以及固定式電子裝置諸如印表機、影印機、個人電腦、筆記型電腦或小型或大型家電等家用元件，或發展鍵盤。
本發明之多個具體實施例將於後文參照附圖作說明。
附圖之說明如下：
第1圖：於速度計面板(15)領域通過尚未三維成型薄膜元件(3)之一示意剖面圖A-B
第2圖：於速度計面板(15)領域通過三維成型薄膜元件(3)之一示意剖面圖A-B
第3圖：根據本發明之三維成型薄膜元件(3D EL HPF)(1)經過衝壓或經過修邊(5)成型之一個實例之示意圖
第4圖：根據本發明之三維成型薄膜元件(3D EL HPF)(1)具有3個EL元件(2、15、16)之一個實例之示意圖
第5圖：具有3個EL元件(2、15、16)及表面安裝SMD EL反相器元件(10)之3D EL HPF元件(1)之一個實例之示意圖
第6圖：具有2個EL元件(2、15、16)及表面安裝SMD EL反相器元件(10)及SMD LED元件(13)之3D EL HPF元件(1)之一個實例之示意圖
第1圖顯示於速度計面板(15)領域通過尚未三維成型薄膜元件(3)之一示意剖面圖A-B。為求簡明，由於印刷技術係與先前技術相對應，故各印刷層(4)並未顯示其進一步細節。
第2圖顯示於速度計面板(15)領域通過三維成型薄膜元件(3)之一示意剖面圖A-B。為求簡明，由於印刷技術係與先前技術相對應，故各印刷層(4)並未顯示其進一步細節。
第3圖顯示根據本發明經過衝壓或經過修邊(5)之成型薄膜元件(3D EL HPF)之一個實例之示意圖。於修邊或衝壓後，形狀(5)習知略小於第2圖之印刷形狀(5)。於本實例中，使用速度計顯示器(15)及燃料位準顯示器(16)用來舉例說明本發明。此種3D EL HPF元件(1)必須成型有高精度，圖形設計必須準確定位，原因在於於中央形成一個孔洞，通過該孔洞指針元件指示速度。根據本發明使用電致發光(EL)元件(2)來產生背光。
第4圖顯示有3個電致發光(EL)元件(2、15、16)之3D EL HPF元件(1)之一個實例之示意圖。替代習知先前技術背光方法，印刷EL元件(2)只需要位在要求有半透明視圖的位置(15、16)。各個電致發光元件(2)(電致發光場)係根據先前技術製造，連接至邊緣(8、9)之連接裝置的電連接(6、7)同樣也係根據先前技術建立。前文已經說明適當方法。優於根據先前技術所製造之三維成型薄膜元件之實質優點為電致發光元件之至少部分透明電極可通過等壓高壓成型處理程序，不會形成如髮絲狀的裂痕，也不會造成離層，透過 較佳使用適當聚合物可印刷層及導電層可達成此項目的。製造電致發光元件之至少部分透明電極之方法已經說明如前。實質態樣為電致發光元件之至少部分透明電極與電致發光元件之至少部分透明電極及其它各層間有良好黏著性，也已經說明如前。
第5圖顯示具有3個EL元件(2、15、16)及表面安裝SMD EL反相器元件(10)之一個3D EL HPF元件(1)實例之示意圖。由美國加州桑尼維爾，蘇泊泰士公司可得極為小型平坦元件，例如HV850 EL燈具驅動器，尺寸約3毫米×3毫米×1毫米(高×寬×深)，表示容易使用SMD技術以機械方式及電氣方式安裝於3D EL HPF元件(1)的背側上。即使此種EL反相器只發展成有額定功率可於約50平方毫米EL表面上操作，具有亮度為數10燭光/平方米，此等元件極為適合直接安裝於緊貼於EL元件。如此可避免需要長引線(6、7)連接至EL元件，3D EL HPF元件(1)可供應例如3伏特至12伏特之直流電壓直接供應至接點(8、9)。
第6圖顯示具有2個EL元件(2、15、16)及表面安裝SMD EL反相器元件(10)及一SMD LED元件(13)之3D EL HPF元件(1)之一個實例之示意圖。因高表面亮度EL元件(2)之使用壽命較短，故需要高度信號衝擊的某些發光場被選擇性實質上照明時間較短可能有用。此外，因SMD LED元件(13)可如同表面安裝SMD EL反相器元件(10)一般容易安裝及連接，故發現EL元件與LED元件的組合極為簡單且有效。第6圖中，空白處印刷符號為並非以EL元件(2)作背光，反 而以SMD LED元件(13)作為背光照明。為了獲得信號衝擊的額外加強，直徑數微米亦即由1微米至20微米，且較佳為1毫米至5毫米之小玻璃珠可混入偏好使用之半透明網版印刷墨水中。此種具有折射率通常為1.6至1.9及以上之玻璃珠可達成額外散射效果，藉此來增強信號的衝擊性。最佳玻璃珠直徑及最佳折射率必須匹配於印刷墨水黏結劑中所選用的聚合物。
如前文引述，玻璃珠可混合半透明印刷墨水(例如紅或綠或黃或藍印刷墨水)；但同樣地玻璃珠也可摻混入無色透明印刷層。
1‧‧‧藉等壓高壓成型所製造且印刷以圖形影像之、具有至少一個集積化硫化鋅電致發光元件之三維成型塑膠薄膜元件(3D EL HPF 元件)
2‧‧‧電致發光(EL)元件
3‧‧‧原先平坦之經冷拉伸之薄膜元件
4‧‧‧冷拉伸圖形印刷
5‧‧‧形狀(經修邊或經衝壓或經雷射切削緣)
6、7‧‧‧EL元件之電連接裝置
8、9‧‧‧有電連接裝置之側緣
10‧‧‧表面安裝裝置(SMD)EL元件反相器元件：典型數伏特DC之低電壓直流電，典型>60伏特峰至峰數百赫茲交流電壓
11、12‧‧‧電連接裝置
13‧‧‧SMD LED元件
14‧‧‧參考標記
15‧‧‧速度計面板區
16‧‧‧燃料位準指示器
第1圖：於速度計面板(15)領域通過尚未三維成型薄膜元件(3)之一示意剖面圖A-B
第2圖：於速度計面板(15)領域通過三維成型薄膜元件(3)之一示意剖面圖A-B
第3圖：根據本發明之三維成型薄膜元件(3D EL HPF)(1)經過衝壓或經過修邊(5)成型之一個實例之示意圖
第4圖：根據本發明之三維成型薄膜元件(3D EL HPF)(1)具有3個EL元件(2、15、16)之一個實例之示意圖
第5圖：具有3個EL元件(2、15、16)及表面安裝SMD EL反相器元件(10)之3D EL HPF元件(1)之一個實例之示意圖
第6圖：具有2個EL元件(2、15、16)及表面安裝SMD EL反相器元件(10)及SMD LED元件(13)之3D EL HPF元件(1)之一個實例之示意圖
1‧‧‧藉等壓高壓成型所製造且印刷以圖形影像之、具有至少一個集積化硫化鋅電致發光元件之三維成型塑膠薄膜元件(3D EL HPF元件)
2‧‧‧電致發光(EL)元件
5‧‧‧形狀(經修邊或經衝壓或經雷射切削緣)
6、7‧‧‧EL元件之電連接裝置
8、9‧‧‧有電連接裝置之側緣
10‧‧‧表面安裝裝置(SMD)EL元件反相器元件：典型數伏特DC之低電壓直流電，典型>60伏特峰至峰數百赫茲交流電壓
11、12‧‧‧電連接裝置
13‧‧‧SMD LED元件
15‧‧‧速度計面板區
16‧‧‧燃料位準指示器

Claims (14)

  1. 一種三維成型電致發光薄膜元件，其係由下列組成分所組成a)一至少部分透明撐體薄膜，其係由至少一種具有150-375μm厚度之冷拉伸膜材所組成，b)施用於該撐體薄膜上之至少一種電致發光元件，含有下列組成分：一至少部分透明電極，含有可藉電場激光之至少一種發光物質之一層，以及一後電極，c)一具有150-375μm厚度之保護層或薄膜，且該三維成型薄膜元件係經由於低於該撐體薄膜之軟化點之加工溫度，藉由一平坦薄膜元件之等壓高壓成型來製造，其中該三維成型電致發光薄膜元件並未模製於基材上，且並未使用塑膠回模製(back-moulded with a plastic)。
  2. 如申請專利範圍第1項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該撐體薄膜之膜材係選自於由聚碳酸酯類、聚酯類、聚醯胺類、聚醯亞胺類、聚芳酸酯類、有機熱塑性纖維素酯類及多氟化烴類所組成之組群中之至少一種材料。
  3. 如申請專利範圍第1項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該撐體薄膜被提供以呈不透明或透明著色壓印之 圖形影像。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該至少一個電致發光元件具有沿該薄膜元件之一側緣路由通過之電連接裝置，此處該等電連接裝置係利用接觸助劑而與一電源供應器接觸。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之三維成型電致發光薄膜元件，其中至少一個電致發光元件係以交流電操作，交流電係利用一電致發光反相器產生。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該薄膜元件更包括至少有一個LED元件。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該電致發光元件之至少部分透明電極為由導電材料所組成之二維電極，該導電材料係選自於由ITO網版印刷薄膜、ATO網版印刷薄膜、特性導電聚合物系統。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該含有可藉一電場激光之至少一種發光物質之該層含有ZnS且通常摻雜磷來作為發光物質。
  9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該電致發光元件之後電極為由導電材料所組成之二維電極，該導電材料係選自於由銀、碳、ITO網版印刷薄膜、ATO網版印刷薄膜、特性導電聚合物系統，其中碳或金屬可添加至該等導電材料來改良其 導電性，及/或可補充以一層該導電材料層。
  10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該撐體薄膜係具有一或多個圖形影像。
  11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之三維成型電致發光薄膜元件，其中該至少一電致發光元件更包括一第一絕緣層，置於該部分透明電極與該含有至少一種發光物質之一層之間。
  12. 一種製造如申請專利範圍第1項之三維成型電致發光薄膜元件之方法，包含i)製造一平坦薄膜元件，該薄膜元件係由下列組成分所組成a)一至少部分透明撐體薄膜，其係由至少一種冷拉伸膜材所組成，b)施用於該撐體薄膜上之至少一種電致發光元件，含有下列組成分：一至少部分透明電極，含有可藉電場激光之至少一種發光物質之一層，一後電極，c)一保護層或一薄膜，以及ii)於低於撐體薄膜軟化點之加工溫度，進行於步驟i)所得平坦薄膜元件之等壓高壓成型。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中於步驟i)中之平坦薄膜元件之製造包含下列步驟： ia)提供一透明撐體薄膜及於該透明撐體薄膜上印刷一或多個圖形影像，ib)將該電致發光元件施用至該撐體薄膜，ic)施用保護層或施用薄膜至該電致發光元件。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，更包括於步驟ia)與ib)間及/或於步驟ib)與ic)間施用一絕緣層之步驟。
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