基於聚合物的發光、透明膜系統及其製備方法
2024-02-17 09:50:15 2
專利名稱：基於聚合物的發光、透明膜系統及其製備方法
技術領域：
本發明涉及基於聚合物的發光、透明、任選柔性的膜系統，涉及其製備方法以及其用途。
背景技術：
WO03/037031和US-A5,780,965公開了發光膜系統，其是可成形的，且可將材料注入到其背面。在第一製備步驟中，將圖形花樣、用於前面透明電極的材料、無機發光劑以及用於後面電極的材料印製在透明基底上。當直接使用這種膜系統時，通過例如保護膜的方式使所述背面絕緣。然而，對於所述系統而言，在印製工藝以及將之插入注入模製工具中之後，使之預成形是可能的，其中，將材料注入到其背面。通過以適當方式連接到所述電極的觸點，藉助反相器(inverter)施加交變電壓場(例如110V，400Hz)並激發用於發射光的發光劑是可能的。在US-A-5,780,965中，用於透明電極的材料例如為銦摻雜的錫氧化物(ITO)。在WO03/037031中，公開了用於導電物質的製備和加工的Baytron化學製劑，其可從H.C.Stark GmbH Co.KG購買。Baytron化學製劑相對於ITO的優點在於其更好的成形性。將所述發光劑——其通常攙雜氧化錫或硫化錫——分散在適宜用於絲網印刷工藝的漿料中。基本上將這種發光膜系統用於小面積的應用中，因為，尤其是製備很複雜且成本很高。
發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種完全基於聚合物的大面積、發光膜系統，所述膜系統易於製備。
通過根據本發明的膜系統實現這種目的是可能的，其在下面得以更充分的公開，其包括電致發光顏料。
具體實施例方式
在根據本發明的膜系統中，通過電致發光顏料提供發光功能。根據本發明的膜系統柔性且可成形，將一種或多種聚合物注入其背面是可能的。此外，根據本發明的系統是透明的，因此可將其用於許多應用領域中。
本發明提供一種基於聚合物的發光、透明和柔性的膜系統，所述膜系統的特徵在於下述結構a)第一透明塑料膜，b)沉積在第一塑料膜a)內部的第一有機、透明電極塗層，c)鄰近塗層b)和塗層d)的透明膜，其具有10-200μm，特別優選為20-100μm的厚度，其包括(1)硬度為ShoreA75-ShoreD55的熱塑性聚氨酯，以及(2)一種或多種電致發光顏料，基於透明膜的總重量，其量為5-95wt％，特別優選為10-50wt％，d)沉積在塑料膜e)內部的第二有機、透明電極塗層，以及e)第二透明塑料膜。
本發明還提供一種用於製備所述基於聚合物的發光、透明且柔性的膜系統的方法，其中a)設置其中一面已被有機透明電極材料塗覆的兩個塑料膜中的每一個，從而使得這些塑料膜中的每一個的被塗覆面面對另一個的被塗覆面，b)將基於金屬導體的電觸點(electrical contact)施加到塑料膜中的每一個的透明電極材料塗層，以及c)將透明膜層壓到塑料膜中的每一個的塗覆面，所述透明膜具有10-200μm，特別優選為20-100μm的厚度，其包含硬度為ShoreA75-Shore D55，優選為ShoreA75-Shore A88的熱塑性聚氨酯，以及5-95wt％，特別優選為10-50wt％的電致發光顏料。
使用的透明塑料膜各自優選為基於聚碳酸酯、聚碳酸酯共混物、聚酯、熱塑性彈性體和/或熱塑性聚氨酯的膜。第一和第二塑料膜優選由相同的材料製成。如此處所用，塑料膜還包括由多種膜組成的、所謂的複合膜的任何一種。
有機透明電極材料優選為一種基於聚乙烯二氧基噻吩的電極。其它透明電極材料例如為銦錫氧化物(ITO)、聚苯胺或者導電油墨。電極層應具有優選為100-1000歐姆的電導率/表面電阻。
存在於熱塑性聚氨酯膜中的電致發光顏料可為任意已知的用膠囊封裝的或未用膠囊封裝的，優選為未用膠囊封裝的電致發光顏料。
使用的熱塑性聚氨酯膜優選為由熱塑性聚氨酯和電致發光顏料擠壓的膜。
使用的熱塑性聚氨酯應具有ShoreA75-ShoreD55，優選為ShoreA75-Shore A88的硬度。
在本發明的一種優選實施方案中，優選通過下面的方法進行膜系統的製備。
用有機透明的電極材料塗覆兩個塑料膜例如聚碳酸酯膜中的每一個的一面，該電極材料例如為可從H.C.Stark GmbH Co.KG購買的Baytron。其它的透明電極材料例如為銦錫氧化物(ITO)、聚苯胺或者導電油墨。電極層應具有優選為100-1000歐姆的電導率/表面電阻。使塗覆的膜乾燥，且其裝備有由例如為導電的銀材料製成的觸頭。同時，將電致發光顏料混入熱塑性聚氨酯中，並將之擠壓以形成厚度為10-200μm，優選為20-100μm的膜。基於熱塑性聚氨酯膜的總重量，以重量計，電致發光顏料的量為5-95wt％，優選為10-50wt％。然後例如通過輥筒將兩個塑料膜中的每一個和中間TPU膜層壓，所述塑料膜的一面用導電聚合物塗覆，其被塗覆面彼此相對，所述中間TPU膜具有電致發光顏料。優選在高溫(例如從80-150℃，特別優選從100-130℃)進行層壓。可將這樣製備的膜系統用於多種應用中。
可使本發明的膜系統成形，並將塑料注入到其背面。如果例如通過反相器將交變電壓(例如110V，400Hz)施加到觸頭，可將所述膜系統用作發光系統(發光膜)，或者可將適當成形的系統和模具，任選有塑料材料注入到其背面，用作場致發光部件。
通過下面的實施例，更詳細地說明了本發明。
實施例電致發光TPU膜的擠壓在100℃，將5kg Bayer MaterialScienceAG(Shore硬度A＝88，其相當於33的Shore硬度D)的Desmopan588E聚氨酯乾燥一整夜。將1kg發光顏料(Lumilux Blau EL，Honeywell，Art.No.54503)添加到其中。在鼓式混合機中，將成分混合大約30分鐘，顏料附著到塑料顆粒上。在Kuhne的擠壓機(三區螺旋37cm的直徑，大約890cm的長度，不排氣；20rpm的轉速，8A的電流消耗，以及46bar的壓力)中進行擠壓。融化溫度為192℃。鑄模和冷卻輥的溫度為15℃。膜的剝離速度為5.4m/分鐘。所述膜的寬度大約為25cm，厚度為大約60μm。用導電層塗覆所述塑料膜用從H.C.Stark GmbH Co.KG購買的BaytronF材料塗覆兩個125μm厚的聚碳酸酯膜(Bayer MaterialScience AG的Makrolon)。溼膜厚度為24μm。在大約120℃，乾燥所述溼膜。結果是用上述導電聚合物塗覆其一面的兩個聚碳酸酯膜。表面電阻為330歐姆。
接觸每一個塑料膜具有一大約5mm寬的導電銀漆條，所述膜內部用導電聚合物塗覆。
用電致發光TPU膜連接膜和層壓塑料膜在90Bar的壓力下，在140℃，在可加熱的壓力機中層壓8分鐘。將含有發光顏料的TPU膜放置在塑料膜之間，所述塑料膜的內部用導電聚合物塗覆。使兩個塑料膜偏置，從而在每一種接觸的情況下，使得具有導電銀漆條的帶保持自由。
試驗通過施加交變電壓(230V，2500Hz)，致使所述膜系統發光。在456nm的最高輻射下，達到的亮度為2.5cd/m2。
儘管為了說明，在前面詳細公開了本發明，應該理解的是，這些細節僅僅是為了說明的目的，除了如權利要求限定的以外，不偏離本發明的精神和範圍，本領域技術人員在此還可進行變化。
權利要求
1.一種基於聚合物的發光、透明且柔性的膜系統，包含a)第一透明塑料膜，b)施加在塑料膜a)一面的有機、透明電極塗層，c)鄰近塗層b)和塗層d)的透明膜，其具有10-200μm的厚度，並含硬度為Shore A75-Shore D55的熱塑性聚氨酯，以及一種電致發光顏料，基於膜c)的總重量，其量為5-95wt％，d)施加在塑料膜e)一面的有機、透明電極塗層，以及e)第二透明塑料膜。
2.權利要求1的膜系統，其中熱塑性聚氨酯的硬度為Shore A75-Shore A88。
3.權利要求1的膜系統，其中基於膜c)的總重量，電致發光顏料以10-50wt％的量存在。
4.權利要求1的膜系統，其中透明膜c)的厚度為20-100μm。
5.一種用於製備權利要求1的膜系統的方法，包括a)設置其中一面已被有極透明電極材料塗覆的兩個塑料膜中的每一個，從而使得各個膜的被塗覆面面對另一個被塗覆塑料膜的被塗覆面，b)將基於金屬導體的電觸點施加到各塑料膜的塗層，以及c)將透明膜層壓到b)的各個塑料膜的被塗覆面之間，所述透明膜具有10-200μm的厚度，其包含硬度為Shore A75-Shore D55的熱塑性聚氨酯，以及一種或多種電致發光顏料，基於熱塑性聚氨酯膜的總重量，所述顏料的量為5-95wt％。
6.權利要求5的方法，其中在c)中層壓的膜具有20-100μm的厚度。
7.權利要求5的方法，其中熱塑性聚氨酯具有Shore A75-ShoreA88的硬度。
8.權利要求5的方法，其中基於熱塑性聚氨酯膜的總重量，電致發光顏料以10-50wt％的量存在。
9.一種包括權利要求1的膜系統的發光系統。
全文摘要
通過包括一種熱塑性聚氨酯膜來製備一種基於聚合物的發光、透明、柔性膜系統，所述膜具有電致發光顏料，其混合在所述柔性膜系統中。這些系統作為發光系統很有用。
文檔編號H05B33/10GK1728901SQ20051008796
公開日2006年2月1日 申請日期2005年7月28日 優先權日2004年7月28日
發明者G·維斯邁爾, E·福爾廷, J·勒納 申請人:拜爾材料科學股份公司