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KR20040070272A - 투명한 표면 전극과 전자발광 조명 소자를 구비한 다층소자의 제조 방법 - Google Patents

투명한 표면 전극과 전자발광 조명 소자를 구비한 다층소자의 제조 방법 Download PDF

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KR20040070272A
KR20040070272A KR10-2004-7009981A KR20047009981A KR20040070272A KR 20040070272 A KR20040070272 A KR 20040070272A KR 20047009981 A KR20047009981 A KR 20047009981A KR 20040070272 A KR20040070272 A KR 20040070272A
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헬무트 마에우서
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은, 투명한 표면 전극(2), 전자발광층(3) 및 제 2 표면 전극(5)을 구비한 다층 소자 제조 방법에 관한 것으로, 투명한 표면 전극을 형성하기 위해, 적어도 부분적인 전기 전도층(2.1)과, 다음으로 부분적인 유전층(2.2)을 포함하는 박막 시스템(2)을 기판(1)에 부착되는 단계와, 박막 시스템(2)에, 스크린 인쇄를 통해, 전자발광층(3)과 적어도 제 2 표면 전극(5)을 부착하는 단계와, 전원에 연결하기 위해, 두 개의 표면 전극(2.1과 5)이 각각 전기 연결 소자(7)에 연결되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

투명한 표면 전극과 전자발광 조명 소자를 구비한 다층 소자의 제조 방법{METHOD FOR MAKING A MULTILAYER ELEMENT WITH A TRANSPARENT SURFACE ELECTRODE AND AN ELECTROLUMINESCENT ILLUMINATING ELEMENT}
"다층 소자"라는 용어는 본 명세서에서, 운반체 기판과, 여러 개의 층으로 자체 구성된 EL 소자로 이루어진 유닛을 의미하는 것으로 이해되고, 상기 소자는 운반체 기판에 부착, 적층 또는 인쇄된다.
가능한 한, EL 소자의 높은 밝기 (lighting power)를 얻기 위해서, 표면 전극은 가능한 한 상기 소자에 의해 방출된 가시광이 통과할 수 있어야만 한다. 이 전극은 원칙적으로 기능 소자의 층 중 하나의 층으로 간주되고, 일반적으로 운반체 기판과 기능 소자 사이의 경계 표면을 형성한다.
예를 들어, 유리, 플라스틱 패널 (예를 들어, 폴리카보네이트 패널) 및 플라스틱 (PET, 폴리에틸렌테레프탈레이트) 판과 같은 매우 투명한 재료가 방출된 가시광을 위한 운반체 기판으로 적합하다. 만일 플라스틱 판을 실제 운반체 기판으로 사용할 경우, 이들 플라스틱 판은 EL 소자 제조 후 전혀 문제없이 단단한 기판에적층될 수 있다.
다음으로 적어도 하나의 접착성 중간막과 이와 다른 (단단한) 피복막이 운반체 기판 위에 만들어진 EL 소자 위에 와서, 적층 조립체를 형성한다. 적층 패널 조립체의 두 개의 단단한 패널 사이에 EL 소자를 삽입하는 것이 반드시 필수적인 것은 아니지만, 공급 전압이 매우 높다는 점을 고려할 때 안전의 이유로 이러한 배열이 바람직할 것이라는 점은 분명하다. 적층 패널 조립체에 EL 소자를 삽입하는 것은 또한, 기계의 영향과, 문제를 일으킬 수 있는 수분과 먼지에 의한 침투로부터 EL 소자를 보호한다. 한 면에만 투명함 또는 발광이 필요할 경우, 임의 재료로 된 투명하지 않은 단단한 판이 물론 다른 면에 사용될 수 있다.
전자발광의 기본 원리는 오랫동안 알려져 왔다. 적용예, 재료에 관한 상세한 설명, 얻을 수 있는 광의 색과 함께 이 기술에 관한 상세한 문서는 인터넷 주소 "http://www.dupont.com/mcm/luxprint/about.html" (버전: 2002년 11월)에서 얻을 수 있어서, 본 명세서에서 더 상세히 기술할 필요는 없다.
앞에서 기재된 EL 소자는 일반적으로 스크린 인쇄를 통해 제조된다. 이를 위해, 우선, 발광 기능이 있는 막이 부착된 투명 전극으로 기판을 코팅한다 (바람직하게는 분무법을 통해). 다음으로, 예를 들어 티탄산 바륨으로 제조되어 유전 상수가 매우 큰 유전체 막이 오고, 이 다음에, 반드시 투명할 필요는 없는 제 2 전극이 온다. 이것은, 바람직하게는 은과 같이 우수한 전기 전도성 금속으로 구성된다.
두 개의 전극 사이에 만들어진 AC 전기장에 기능성 막이 놓이자마자, EL 소자에 의한 발광이 시작된다. 유전체가 전극을 분할하는 정확한 위치를 아는가 하는문제가 두 번째로 중요하다. 그러나, 어떠한 지점에서도 항복현상(breakdown)이 일어나지 않는다는 것을 보장하도록 조처를 취해야만 하는데, 이는 항복현상이 즉시 기능성 막의 국부적인 파괴를 일으킬 수 있고, 이러한 파괴는 확산되기 때문이다.
후막의 인쇄 EL 소자에서 전기장의 세기는 106V/m 정도의 크기 자리수일 수 있다. 절연이 충분하지 않을 경우, 항복현상이 일어날 수 있고, 이는 검은 점의 형태로 나타난다. 실제, 스크린 인쇄에 적합한 UV 경화성 니스가, 예를 들어 추가 절연 또는 유전체 막으로 사용된다.
특허 문서 EP-A1-0 267 331호는, 마크가 적층물의 접착층에 삽입되어 있는 자동차용 적층 패널 조립체를 개시하고 있는데, 이 마크는 EL 소자에 의해, 표시되거나 역광으로 조명될 수 있다. 필수적인 전선은 금속이나 산화물로 만들어진 얇고 투명한 전도성 트랙 또는 막 형태로, 적층물 내부에 설치함으로써 실질적으로 눈에 보이지 않게 된다. 공급 전압을 공급함으로써, 발광 마크 (luminous mark)는 전선이 보이지 않는 패널에 떠있는 것으로 보인다. 인용된 문서는 EL 소자의 서로 다른 두 가지 실시예를 개시한다. 제 1 실시예에서, 동일 기판에 두 개의 전도성 전압 전극이 제공되고, 조명 소자(illuminating element)에 의해 결합되며, 이 조명 소자는 그 면에 브리지 전극을 포함한다. 전기적인 관점에서, 직렬로 연결된 두 개의 커패시터는 이렇게 형성된다. 두 번째 유형의 구조에서, 두 개의 전극 중 하나의 전극은 적층 패널 조립체의 두 개의 내면 위에 얇고 투명한 막으로 증착되고, 조명 소자 (lighting element)는 이 사이에, 분리 유전체 막 (separating dielectricfilm)을 따라 놓인다.
이러한 경우, 다른 많은 경우에서와 같이, EL 소자의 투명한 전극은 인듐 주석 산화물 (ITO)로 이루어지고, 발광 (인광체) 막은 높은 밝기를 얻기 위해 이 전극에 직접 부착되는 것이 바람직하다.
많은 해결책들이 이미 제안되었는데, 이러한 해결책에서 투명 전극은 또한 여러 이유에서 다층 시스템으로 설계되고, 이 다층 시스템에서 유전체 막이 EL 기능성 막에 인접해 있다. 조명 막의 양면에 유전체 막이 이와 같이 분포되어 있는 경우, 절연 효과의 합은 충분히 높아야만 한다.
특히, 어떠한 경우에도 막 전체의 두께가 얇은, 박막의 EL 소자의 경우, (예를 들어, US-A-6 036 823호와 US-A-6 358 632호 참조) 실제 EL 기능성 막의 양면에 가능한 한 높은 유전 상수를 갖는 가능한 한 얇은 막을 제조하는 것이 알려져 있다. 따라서 기능성 막을 통한 전기장 파괴는 방지되어야만 한다.
문서 DE-A1-19 825 435는 EL 배열을 개시하는데, 이 배열에서 유전체 막은 EL 조명 막의 양면 위에 후막법(thick-film technique)에 의해 증착된다. 이 문서는 또한 발광된 광의 색에 영향을 미치는 여러 수단을 나타낸다.
가시 광이 아주 잘 투과하는 다층 시스템에 관한 여러 가지 설명이 알려져 있는데, 이 시스템은 중심부(core)로서, 얇은 금속 막이나 전기 전도성 도핑 금속 산화물 막을 포함하고, 단열 또는 반사 특성에 의해 기본적으로 구분된다. 전극을 적절히 배열하면, 이러한 다층 시스템은 또한 전도성 막의 확장부 (옴 저항 때문에 가열됨)를 따라 전류가 안내되면, 전기적인 표면 가열을 위해 작용할 수 있다. 일반적으로, 알려진 이러한 다층 시스템은 또한 예를 들어 규소 질화물 등으로 만들어진 단순한 유전체 막 또는 다층 유전체 막을 포함하고, 이 막은 물론 전도성 막과 전기적으로 접촉하기 위해 관통되어 있어야만 한다. 이러한 다층 시스템은 안테나로 이미 사용되어 왔다.
종래의 독일 특허 출원서 10164063.3호는, 단단한 투명 패널과, 이 위에 부착된 투명한 표면 전극 및 편평한 다층 EL 조명 소자를 구비한 적층 조립체를 개시하는데, 이것의 투명한 표면 전극은 추가 전기 연결부를 통해 EL 조명 소자의 미리 한정된 온도를 정하기 위한 가열 막으로 사용될 수 있다. 이러한 적층 조립체는 예를 들어 자동차에서, 예를 들어 창유리 루프 (glazed roof)로 사용될 수 있고, 이 창유리 루프의 표면은 밝게 빛나서, 어두워지면 승객 좌석의 실내 조명으로 작용한다.
EL 표면 소자를 산업용으로 제조할 경우, EL 소자의 유전체는 필요한 두께와 필요한 절연 효과 모두를 얻기 위해 두 가지 이상의 작업을 통해 인쇄되어야만 한다. 각각의 인쇄 작업 후 코팅이 건조되어야만 하기 때문에, 이것은 매우 상당한 대기 시간을 필요로 한다. 곡면 기판의 스크린 인쇄는 항상 상당한 작업량을 필요로 한다.
본 발명은 제 1항 전제부의 특징을 갖는 투명한 표면 전극과 전자발광(EL) 소자를 구비한 다층 소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
도 1은, 유전체 중 적어도 한 부분을 구비한 투명한 표면 전극 위에 형성된 전자발광 표면 소자가 있는 적층 패널 조립체의 단면도.
도 2는, EL 소자의 외부에 연결부를 만들기 위한 접촉 영역의 상세한 도면.
따라서 본 발명의 목적은, 가판 위에 EL 소자의 기능성 막 인쇄시, 인쇄 작업의 수를 줄일 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 청구항 제 1항의 특징부에 의해 본 발명의 틀 내에서 이루어진다. 종속항의 특징은 본 발명에 기재된 방법에 유리한 개선사항을 제공한다.
따라서, EL 소자는 투명한 박막 전극 위에 형성되고, 이 전극은 EL 소자의 유전 분리막의 적어도 일부를 이미 포함한다. 실질적인 전기 전도성 전극 막과 EL 조명 막 사이에, 적어도 하나의 유전부 막 (dielectric part film)이 존재한다.
윗면에 위치한 투명한 표면 전극의 유전체 막은 파괴에 대해 추가 절연체로 작용한다. 표면 위에, 본 명세서에 기술된 절연체를 구비한 다층 유전 시스템을 사용해서, 나중에 인쇄될 유전체 막의 인쇄 두께는 크게 줄어들고, 적절한 경우, 니스 (UV 경화성 니스) 막을 도포하기 위한 제 2 스크린 인쇄 작업을 필요 없게 할 수 있다. 선택적으로, 심지어 절연 효과가 충분히 커서, 광에 대한 충분한 투명성이 있는 경우, 제 2 유전체 막의 기능은 투명한 표면 전극 위의 유전체 막에 의해 완벽하게 수행될 수 있다.
간섭막을 주성분으로 한 유전 시스템의 경우, 적어도 4 내지 6 옴/스퀘어(ohm/square)의 표면 저항이 얻어진다. 이와 반대로, 표준의 투명한 ITO 박막의 표면 저항은 50 내지 100 옴/스퀘어이다. EL 소자를 교체하는 안(案)에서, 막 저항은 실제 사실이고 활성력의 원인인 직렬 저항과 동일하고, 따라서 손실된 전력이 열로 변환되기 때문에, EL 소자의 활성력과 이에 따른 열적 작용은 표면 저항이 크게 감소된 표면 전극을 사용함으로써 ITO 표면 전극과 비교해서 몇 배 줄어들 수 있다.
이와 동시에, 투명한 표면 전극을 형성하는 다층 시스템의 재료와 막 두께의 목표로 정한 선택을 통해, EL 소자의 시각적인 외관 (전압이 인가되지 않는 경우)과 발광된 광의 식별 가능한 색을 또한 적합하게 조절할 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 EL 조명 막은 색에 관한 한 최종 사용자의 예측과 반드시 일치하지 않는다.
기능성 막 중 어느 한 면 위에 두 개의 표면 전극을 통해 형성된 커패시터의 커패시턴스가 유지되어야 한다면, 비교적 두껍게 인쇄된 유전체 막 대신 매우 얇은 유전체 막을 사용함으로써, 커패시터의 감소된 슬릿 폭에 전체 유전 상수를 맞추기 위해 비교적 두껍게 인쇄된 유전체 막의 두께를 줄일 수 있다. 이러한 경우, 절연막은 등방성, 즉 모든 방향으로 동일한 유전 특성을 갖고 어떠한 "핀홀(pinhole)"도 갖지 않는 것이 중요하다.
단단한 기판 위에 다층 전극 시스템을 만드는 것이 반드시 필요하지는 않다. 이와 반대로, 다층 시스템은 또한 얇은 플라스틱 운반체 막 {예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)로 만들어진} 위에 증착될 수 있고, 적절한 접착 막을 통해 단단한 기판에 결합될 수 있다. 그러나, 이는 또한 원래 알려져 있어서, 본 명세서에서 상세한 내용을 설명할 필요는 없다.
EL 소자가 휘어진 유리 기판 위에 인쇄되어야 한다면, 유리 굽힘 작업 중에 고온 (약 650℃)을 견딜 수 있는 다층 시스템 위에 투명한 소자를 제조하는 것이 바람직할 것이다.
앞에서 명시된 후자의 경우, 편평한 유리 기판 위에 표면 전극이 증착된 후 인쇄해서, 손상 없이, 후자를 굽히는 다음 작업 중의 온도를 견딜 수 있도록 하기 위해서, 충분히 높은 정도까지 자체적으로 열 응력을 받을 수 있는 막을 이용해서, EL 소자 자체를 제조하는 것이 특히 유리하다. 선택적으로 인쇄된 유전체 막과 제2 표면 전극은 이미 이 같은 특성을 갖고 존재한다. 적절한 EL 조명 막의 열적인 작용은 현재 연구 중이다.
투명한 표면 전극을 형성하는 다층 시스템의 다른 이점은, 강력한 투명 절연 효과를 갖고 있다는 점이다. 이는, 예를 들어, EL 소자를 구비한 자동차용 유리 루프 패널에 대해 매우 긍정적인 영향을 갖는데, 이는 자동차 안의 승객에 의해 발생하는 열의 주관적인 감지가 증가한다는 사실 때문이다.
매우 일반적으로, 적절한 다층 시스템은, 은 또는 이와 다른 전도성 금속을 주성분으로 한 열에 견디는 태양 복사선 및/또는 IR 반사 막으로 기술될 수 있다.
본 명세서에 기술된 의도한 용도에 특히 적합한 하나의 다층 시스템은 다음 다층으로 이루어져 있다. 즉,
기판/ Si3N4/ ZnO/ Ti/ Ag/ ZnO/ Si3N4/ ZnO/ Ti/ Ag/ ZnO/ Si3N4.
이것은 고온을 견딜 수 있고, 이에 따라 굽혀지고/굽혀지거나 미리 응력을 받기 전에 유리판에 부착될 수 있고, 원하는 광학 특성 (투명성과 색)과 전기적인 특성 (표면 저항과 유전 상수)을 갖는다.
다층 시스템의 기계 강도와 화학적인 저항성을 증가시키기 위해, 그러나, 특히 윗면의 반사방지 막, 또는 이 윗면의 반사방지 막의 일부 (특히, 가장 위에 위치하는 피복 영역)를, 혼합 산화물을 주성분으로 하는 막 (즉, 여러 개의 산화물로 구성된 막)으로 형성하는 것이 알려져 있다. 따라서, 다층 시스템의 강도와 화학적인 안정성이 향상될 수 있다.
문서 EP-B1-0 304 234에 따라, 혼합 산화물 막은 적어도 두 개의 금속 산화물로 이루어지고, 금속 산화물 중 하나는 Ti, Zr, 또는 Hf 산화물이고, 다른 금속 산화물은 Zn, Sn, In, 또는 Bi 산화물이다.
문서 EP-A1-0 922 681은, 두 부분의 막으로, 윗면의 반사방지 막을 형성하는 것을 개시하고, 상부 막은 아연과 알루미늄을 주성분으로 한 혼합 산화물 {특히, ZnAl2O4타입의 첨정석 구조물(spinel structure)을 갖는}로 구성된다.
문서 DE-C1-19 848 751은 혼합 산화물 막을 구비한 다층 시스템을 개시하는데, 이는 전체 금속 함량에 대해, 35 내지 70 중량%의 Zn, 29 내지 64.5 중량%의 Sn, 원소 Al, Ga, In, B, Y, La, Ge, Si, As, Sb, Bi, Ce, Ti, Zr, Nb 및 Ta 중 0.5 내지 6.5 중량%의 한 가지 이상의 원소를 포함한다.
문서 US 4 996 105호는 조성이 Sn1-xZnxOy인 혼합 산화물 막을 구비한 다층 시스템을 교시한다. 혼합 산화물 막은, Zn/Sn의 비가 1.1 원자%인 아연 주석의 화학량적 합금으로부터 스퍼터링된다.
문서 EP-A1-0 464 789호와 EP-A1-0 751 099호는 또한 혼합 산화물로 제조된 반사방지 막을 구비한 다층 시스템을 개시한다. 이 경우, ZnO 또는 SnO를 주성분으로 한 혼합 산화물은 Sn, Al, Cr, Ti, Si, B, Mg 또는 Ga 첨가물을 포함한다.
열적으로 매우 크게 응력을 받을 수 있는 다층 시스템은 또한 여러 구성으로 알려져 있다. 열적으로 크게 응력을 받을 수 있는 다층 시스템의 제 1 그룹에서, CrNi의 얇은 금속 차단막에 의해 은 기능성 막으로부터 분리된 반사방지 막은, 각각 Si3N4으로 구성된다. 문서 EP 0 883 585 B1호에 개시된 다층 시스템은 또한 이 그룹의 일부를 형성하고, 그러나, 금속 차단막은 이 경우, Si로 이루어진다. 이러한 다층 시스템은, 질화물 스퍼터링시에 알려진 문제 때문에 열적으로 매우 안정하지만, 제조에 많은 비용이 든다. 또한, 비교적 두꺼운 Si3N4막을 스퍼터링 하는 것은, 막의 기계적인 인장에 관한 문제를 갖는다.
물론, 투명한 전극의 다층 전도성 시스템을 제조하기 위해, 예를 들어 플라즈마 CVD와 같은 다른 기술이 또한 사용될 수 있고, 이를 통해 스퍼터링 기술과 비교해서 더 두꺼운 막의 두께가 얻어질 수 있다.
열적으로 크게 응력을 받을 수 있는 다층 시스템의 제 2 그룹의 일부를 형성하는 것은, Si3N4또는 AlN 막과 같은 질화물 막 외에, 특히 피복 막 영역에 산화물 막을 또 구비하는 것이다. 예를 들어, 문서 DE 19 640 800 C2호는 다층 시스템을 개시하는데, 이 시스템에서는, 금속 차단막과 산화물 또는 질화물 피복막 사이에, 금속 차단막의 금속으로부터 형성된 질화물 또는 옥시질화물의 중간 막이 위치한다. 문서 DE 10 105 199 C1호로부터 알려진, 이러한 타입의 다른 다층 시스템은, 은막과 금속 차단 막 사이에 Si3N4또는 AlN 막이 위치한다는 사실에 의해 구분된다. 문서 EP 0 834 483 B1호로부터 알려진 다층 시스템에서, 두께가 적어도 5nm인 TiO2중간 막은 Ti 금속 차단막과 피복 막 사이에 위치하고, 이 중간 막 위에는, Bi, Sn, Zn의 산화물, 질화물 또는 옥시질화물, 또는 이들 금속의 혼합물의 피복막이 위치한다.
열적으로 크게 응력을 받을 수 있는 다층 시스템의 제 3 그룹에서, 기능성 막과 금속 차단막으로부터 떨어진 개별 막은 순수한 산화물 막으로 구성된다. 일반적으로 산화물 막은 질화물 막보다 보다 간단하고 보다 경제적으로 제조될 수 있다. 이러한 경우, 그러나, 금속 차단막은 비교적 큰 두께를 갖는다. 이러한 타입의 다층 시스템은, 예를 들어 문서 DE 19 852 358 C1호에 개시된다. 이러한 경우 차단 금속은 합금의 성분으로 하나 이상의 원소 Mg, Mn, Cu, Zn 및 Si와 알루미늄의 합금으로 구성된다.
이러한 철저한 프리젠테이션을 통해, 본 출원서용 EL 소자의 표면 전극으로 적합할 수 있는 많은 다층 시스템이 존재한다는 것을 주목해야 한다. 본 발명의 문맥 내에서 적절한 다층 시스템을 선택 또는 변형시키는 것은, 이를 수행하는데 적합한 전문가에 의한 단순히 일상적인 점검과 시험을 필요로 한다.
본 발명의 주제의 추가적인 상세한 설명과 이점은 예시적인 예의 도면과 다음에 오는 해당 상세한 설명으로부터 나타난다.
도면은 매우 단순한 프리젠테이션으로 도시되고, 척도에 맞게 그려지지 않았다.
도 1은 가시광에 매우 투명한 다층 시스템(2)이 적층된 투명하고 단단한 패널(1)의 표면을 도시하고, 이 시스템은 바람직하게는 은으로 만들어진 적어도 하나의 전기 전도성 금속막 (2.1)을 포함한다. 이 막(2.1)은 EL 소자의 실질적으로 투명한 표면 전극을 구성한다. 본 명세서에서 막(2.1)과 패널 표면 사이에 추가 막, 특히 반사방지 유전체 막 {예를 들어, 규소 질화물 (Si3N4)과 선택적으로 아연 산화물(ZnO) 막으로 만들어져 은막(2.1)의 성장을 촉진시키는}이 제공된다. 특히 열적으로 크게 응력을 받을 수 있는 다층 시스템, 즉 유리 연화 온도까지 어떠한 손상도 일으키지 않고 가열될 수 있는 다층 시스템에서, 예를 들어 금속 차단막과 같은 다른 중간 막이 추가될 수 있다. 다층 시스템의 원하는 특성 {기판/유리에 대한 접착성, 광 굴절, 투과 및 반사시의 색, 적외선 반사 특성, 전기 전도성, 산화로부터 은막(들)의 보호 등}은, 결합, 순서 및 두께에 의해 매우 광범위한 범위 내에서 영향을 받을 수 있다. 이러한 다층 시스템의 일반적인 표면 저항은 2 내지 4 옴/스퀘어이다. 이러한 다층 시스템이 있기 때문에, 앞에서 이미 언급된 바와 같이, 이미 많은 형태가 알려져 있는 부분 막은, 본 명세서에서 보다 철저하게 제시되지 않을 것이다.
본 발명의 문맥 내에서, EL 소자가 발광하게 되어있는 장(field)에서 커패시터의 유전체 일부를 구성하는 적어도 하나의 유전체 막(2.2)이 전극 막(2.1)의 윗면에 증착된다. 이것은 비록 도시되지 않지만, 이 영역에 다른 막, 예를 들어 제조중, 이후의 변환 중, 조립 상태에서, 재현성 있고 유지될 수 있는 방식으로 전체 다층 시스템의 원하는 특성을 보장하는 차단 막이 또한 추가될 수 있다. 특히, 이러한 다층 시스템의 조성과, 윗면 (피복) 막의 결합을 통해, 큰 기계적 내마모성을 얻을 수 있다. Si3N4막이 외부 피복막으로 특히 적절한데, 이는 이들의 큰 강도 때문이다.
코팅된 패널(1)의 가시광 투과는 적어도 75%인 것이 바람직하다. 이는 자동차용 전면 유리에 대해 유럽에서 요구되는 최소 값이다.
다층 시스템(2)을 구비한 유리 패널(1)은 EL 소자용 전체 기판을 형성한다. EL 소자의 조명 막(lighting film)(3)은, 적어도 한 측면을 따라, 다층 시스템(2)의 좁은 경계 밴드를 남겨두기 위해, 다층 시스템(2)의 외막 위에, 바람직하게는 스크린 인쇄 방법에 의해, EL 소자의 조명 막(3)이 인쇄된다. 이러한 경계 밴드는 전극 막(2.1)과의 전기적인 접촉을 이루기 위해 사용된다. 본래 알려진 방법대로, 패널 가장자리로부터 몇 밀리미터 떨어진 거리는, 금속 막 가장자리로부터 발생하는 부식을 방지하기 위해, 다층 시스템(2) 자체의 경우 또한 유지될 것이다.
다른 유전체 막(4)이 조명 막(3)의 윗면 위에 인쇄되어 있고, 마지막으로, EL 소자의 제 2 표면 전극(5)은, 또한 바람직하게는 스크린 인쇄 방법을 통해, 유전체 막(4)의 윗면 위에 인쇄된다. 전도성 트랙(6)은 다층 시스템(2)의 자유 경계 (free border)를 따라 인쇄된다. 이는 제 2 표면 전극(5)의 인쇄와 동일한 작업 동안 수행되는 것이 바람직하다. 전도성 트랙(6)은 투명한 전극 막(2.1)에 대한 전압공급용 전기 연결부를 형성한다. 이것은 전도성 트랙(6)의 재료가 유전체 막(2.2)을 가로지르는 것이 기호로 표시된다. 마지막으로, 매우 간단하게 도시된 한 쌍의 케이블은 두 개의 전극 (2.1과 5)에 대한 외부 전기 연결부(7)를 나타낸다. 특히 납땜에 의한 이러한 연결부의 제조는 본래 알려져 있다. 본 출원서에 대해, 도 2와 관련해서 보다 상세한 설명의 주제를 형성할 구체적인 수단이 적절한 경우 선택되어야만 한다.
인쇄 막 (3 내지 5)과 전도성 트랙(6)은 다층 시스템 각각의 막과 상기 전체 시스템보다 상당히 더 두껍다. 실제 비는 본 명세서에서 일정한 비율로 나타낼 수 없다. 이는 인쇄된 막의 두께가 부분적으로만 도시되고, 점 밴드 (dotted band)로 차단되기 때문이다. 열적으로 크게 응력을 받을 수 있고 본 출원서에 바람직한 다층 시스템의 전체 두께는, 예를 들어 원하는 착색에 따라, 130 내지 180nm로 변할 수 있지만, EL 소자의 인쇄 막 (3,4,5)은 상당히 더 두껍다.
아래의 표는 제조사 (듀폰)의 권고에 따른 종래의 EL 소자와, 본 발명에 따른 변형된 투명 전극을 갖는 보다 얇은 두께의 비교이다.
ITO 전극을 구비한 권고안 다층 시스템 전극을 구비한 동일한 EL 소자
발광물질 30 - 40㎛ 23 - 25㎛
유전체 20㎛ 8 - 10㎛
은 8㎛ 6㎛
패시베이션용 절연막 30㎛ 없음
전체 60㎛ +패시베이션 약 40㎛
본 발명에 따라 설계된 투명한 표면 전극의 경우, 실질적인 조명 막과 EL 소자의 다른 막 모두는 보다 얇게 만들어질 수 있음을 알 수 있다.
두 개의 전극 (2.1과 5)을 통한 EL 소자용 AC 전원은 U로 표시된 화살표에 의해 기호로 표시되고, 인가된 AC 전기장의 표면 발광은 기능성 막(3)으로부터 발생해서 다층 시스템(2)과 패널(1)을 통해 지나는 일련의 화살표로 표시된다.
EL 소자 또는 제 2 표면 전극(5)의 윗면에는, 패널(1)의 가능한 한 바깥 가장자리를 지나는 접착성 막(8)이 제공된다. 이는 표면을 통해, 단단한 제 2 패널(9)과 패널(1) 및 이 패널의 윗면에 부착된 막을 서로 결합한다. 케이블 쌍(7)은 또한 접착성 막(8)에 삽입되어 있다. 접착성 막은 바깥에 대한 EL 소자 부품의 불투과 실링을 형성한다. 접착성 막은, 패널(1)의 코팅되지 않은 경계 영역에서 접착제에 의해 패널의 표면과 직접 결합되기 때문에, 다층 시스템(2)을 또한 보호한다. 접착성 막은, 용융될 수 있는 열가소성 판으로부터 제조되거나 주조될 수 있는 투명한 물질로부터 제조될 수 있고, 본래 알려진 방법대로 두 개의 단단한 패널 (1과 9) 사이의 한정된 중간 공간으로 들어간 다음 경화된다.
앞에서 명시한 경계 영역에, 본 명세서에는 도시되지 않았지만 본래 알려져 있고, 바람직하게는 베이킹 스크린 인쇄 패이스트로부터 형성되어, 케이블 링크 및 선택적으로 전도성 트랙(6)의 광학 코팅에 또한 사용될 수 있는 불투명 코팅을 제공할 수 있다. 이러한 경계 코팅은 바람직하게는 패널의 바깥 가장자리로부터 일정거리만큼 안쪽으로 뻗어서, 그 말단이 조명 막(3)의 바깥 가장자리 바로 아래 놓인 반면, 다층 시스템(2)의 가장자리 또는 그 아래에 위치할 수 있다. 즉 상기 시스템이 증착되기 전후에 부착되어야만 한다. 불투명 코팅부터 발광 표면까지 변이의 콘트래스트는, 적절한 경우 본래 알려진 방법대로 삽입형 그러데이션 (embedment-type gradation)에 의해 약해질 수 있다.
원할 경우, EL 소자의 가시 발광장에, 구조물 또는 하부 조립체가 또한 제공될 수 있음이 분명하다. 이는 특히, 단순히 앞에서 명시된 경계 코팅을 확대하거나, 부착시 동일 작업 중에 패널(1)의 표면 위에 패턴을 형성함으로써 {다층 시스템(2)의 증착 전후에} 이루어질 수 있다.
도 2는, 적층 패널 조립체 삽입에 특히 적합한, EL 소자용 연결 영역의 일 실시예를 상세히 나타낸다. 도 2는 패널(1)의 코팅 표면 윗면을 도시한다.
산업적인 관점에서, 접촉 영역(10)은 본래 알려진 방법대로 단단한 패널(1) 위에, 가능하다면 그 가장자리를 따라, 도 1의 케이블 선의 매우 간단한 표시와 달리 증착되고, 이 영역에서 바깥에 연결될 접촉 표면은 서로 매우 인접하기 위해 모인다. 따라서, 바깥쪽으로 안내될 케이블 단면을 동시 (자동화될 수 있는) 납땜하는 것의 이점이 존재한다. 이러한 다중 연결 영역의 표시는, 예를 들어 문서 DE-C2-19 536 131호에서 발견될 것이다.
본 출원서에서, 가능한 한 균일하게 투명한 표면 전극(2)에 전압을 가하기 위해, 전도성 트랙(6)은 실제, EL 소자의 전체 표면 둘레에 프레임과 같이 보내어진다. 이 프레임은 전도성 트랙(6')의 단면 영역에, 제 2 표면 전극(5)과의 연결부 형태로 가로막혀 있다. 이 전도성 트랙(6')과 표면 전극(5)과의 전기적인 연결은, 물론, 이 표면에 가능한 한 균일하게 전기적인 전위를 가하기 위해 이루어져야만 하지만, 투명한 표면 전극(2)의 두께와 비교해서, 표면 전극(5)의 가장 두꺼운 두께 및, 표면 전극의 최소 표면 저항에 관한 특별한 규정은 부과되지 않는다.
예시적인 예에서, 단면(6')은 동일 작업 중 전기 전도성 페이스트를 스크린 인쇄함으로써, 표면 전극(5)과 전도성 트랙(6) 모두를 이용해서 간단히 제조되었다. 섭동(perturbation)을 피하기 위해, 외부 연결부(7)용 납땜 접촉점 (본 명세서에서는 편평한 스트립 전도체 형태로 점선으로만 표시)이 위치한 접촉 영역(10)은 코팅(2)이 벗겨져 있다 (또는 처음부터 전혀 코팅이 되어있지 않다). 도 1과 유사한 방식으로, 이러한 연결부를 적층 패널 조립체로 통합하는 동안, 편평한 스트립 전도체의 밑면과 패널 표면 사이의 영역은, 예를 들어 접착제를 사용해서 조심스럽게 실링되어야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, EL 표면 소자 제조시, 상당한 대기 시간과 상당한 작업량을 필요로 하는 종래 기술의 단점을 극복하고, 인쇄 작업의 수를 줄일 수 있는 방법을 제공한다.

Claims (9)

  1. 투명한 표면 전극(2), 전자발광 조명막(3) 및 제 2 표면 전극(5)을 구비한 다층 소자 제조 방법으로서, 상기 두 개의 전극은 전압(U)을 인가하기 위한 전기 연결부(6,7)를 구비한, 다층 소자 제조 방법에 있어서,
    - 투명한 상기 표면 전극을 형성하기 위해, 적어도 전기 전도부 막(2.1)과, 다음으로 유전부 막(2.2)을 포함하는 박막 다층 시스템(2)이 기판(1)에 부착되는 단계와,
    - EL 조명막(3)과 적어도 상기 제 2 표면 전극(5)이 차례로 상기 박막 다층 시스템(2)에 부착되는 단계와,
    - 전압원에 연결하기 위해 상기 두 개의 표면 전극(2.1, 5)이 각각 전기 연결 소자(7)에 연결되는 단계를
    포함하는, 다층 소자 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 다른 유전체 막(4)은 상기 EL 조명막(3)과 상기 제 2 표면 전극(5) 사이에 인쇄되는, 다층 소자 제조 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 투명한 표면 전극(2)은, 열적으로 크게 응력을 받을 수 있고, 특히 유리 굽힘 및/또는 예비 응력 온도에 적합하며, 적어도 하나의 전도부 막(2.1)을 구비한 박막 다층 시스템의 부착을 통해 제조되는 것을특징으로 하는, 다층 소자 제조 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 투명한 표면 전극(2)을 전압원에 연결하기 위해, 전도성 트랙(6)이 상기 투명한 표면 전극(2)의 표면 일부에 인쇄되는 것을 특징으로 하는, 다층 소자 제조 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 전도성 트랙(6)은 상기 제 2 표면 전극(5)과 동일 작업을 하는 동안 인쇄되는 것을 특징으로 하는, 다층 소자 제조 방법.
  6. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 접촉 영역(10) 구역에서, 상기 두 개의 전극(2,5)에 대한 외부의 전기적인 연결(7)을 만들기 위해, 상기 박막 다층 시스템(2)이 국부적으로 결여되어, 부착되지 않거나, 전체 표면에 부착 후 제거되는 것을 특징으로 하는, 다층 소자 제조 방법.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 규소 질화물 피복막은 상기 다층 시스템(2)의 유전부 막(2.2)으로 부착되는 것을 특징으로 하는, 다층 소자 제조 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다층 시스템은,
    기판/ Si3N4/ ZnO/ Ti/ Ag/ ZnO/ Si3N4/ ZnO/ Ti/ Ag/ ZnO/ Si3N4으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 다층 소자 제조 방법.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 산화물 또는 옥시질화물 막은 유전부 막으로 도포되는 것을 특징으로 하는, 다층 소자 제조 방법.
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