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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein dreidimensional verformtes Folienelement
herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung, wobei die dreidimensionale
Verformung des Folienelements derart ausgestaltet ist, dass in das
ebene Folienelement eine oder mehrere Vertiefungen und/oder Erhebungen
eingeformt sind, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements und die Verwendung des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements zur Ausbildung von mobilen oder stationären Kennzeichnungsschildern.
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Im
Stand der Technik sind Elektrolumineszenz-Leuchtflächen für mobile
oder stationäre
elektronische Geräte
bekannt. Solche Elektrolumineszenz-Leuchtflächen werden üblicherweise
als Einbauteile zur Hinterleuchtung von Anzeigevorrichtungen und
Bedienelementen eingesetzt. Übliche
Elektrolumineszenz-Leuchtflächen
weisen eine Polyesterfolie als Trägermaterial auf mit einer im
Sputterverfahren aufgedampften elektrisch leitenden weitgehend transparenten
Schicht. Daneben enthalten solche Elektrolumineszenz-Leuchtflächen im
Allgemeinen weitere Schichten, z. B. Schutzschichten. Da diese im
Stand der Technik zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Leuchtflächen eingesetzten
Schichten häufig
einen spröden
Charakter haben, bzw. einem Verformprozess mit hohen Temperaturen
nicht standhalten, sind die herkömmlichen
Anzeigevorrichtungen im Allgemeinen eben ausgebildet, was z. B.
bei Gegenständen,
die dreidimensionale Geometrien aufweisen, zu einer Beeinträchtigung
der Wahrnehmbarkeit von Informationsangaben und der Bedienbarkeit
führen
kann.
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Im
Stand der Technik wurden daher bereits dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeigen
vorgeschlagen.
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DE-A 44 30 907 betrifft
eine dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige mit einer durchsichtigen
Scheibe, einer auf mindestens einer Seite der Scheibe aufgebrachten
lichtdurchlässigen
Schicht, mindestens einer neben der lichtdurchlässigen Schicht aufgebrachten
Elektrolumineszenz-Lampe und einem an die Elektrolumineszenz-Lampe
und die Scheibe angeformten Substrat zur Bildung einer ganzstückigen dreidimensionalen
Elektrolumineszenz-Anzeige. Die Herstellung der dreidimensionalen
Elektrolumineszenz-Anzeige
erfolgt ausgehend von einer vorgeformten Scheibe. Es ist jedoch
weiterhin erwähnt,
dass die Scheibe auch nachgeformt sein kann, d. h., dass die dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige
vor der Anformung des Substrats durch gebräuchliche Verfahren geformt
wird.
DE-A 44 30 907 enthält jedoch
keine weiteren Informationen bezüglich
geeigneter gebräuchlicher
Verfahren. Gemäß
DE-A 44 30 907 soll
eine dreidimensionale Leuchtanzeige bereitgestellt werden, bei der
gekrümmte
oder profilierte Oberflächen
leuchtend sind. Eine Leuchtanzeige in Form eines Folienelements,
in das Vertiefungen und/oder Erhebungen eingeformt sind und das
des Weiteren gebogen werden kann, ist in
DE-A 44 30 907 nicht erwähnt.
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DE-A 102 34 031 betrifft
eine Elektrolumineszenz-Leuchtfläche,
die den Aufbau eines Kondensators mit zwei parallel liegenden Elektroden
aufweist, von denen zumindest eine transparent ausgebildet ist,
mit einer durch ein elektrisches Feld erregbaren Leuchtsubstanz,
die zwischen den Elektroden angeordnet ist. Die Elektrolumineszenz-Leuchtfläche enthält des Weiteren
eine mit Informationsangaben versehene Trägerschicht, die aus einem frei
verformbaren Folienmaterial oder aus einem Hartmaterial, das eine
dreidimensional verformte Oberfläche
aufweist, gefertigt ist, wobei die Trägerschicht kongruent entsprechend
ihrer Verformung zumindest im Bereich ihrer Informationsangaben
eine Beschichtung mit einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht,
einer Pigmentschicht, einer Isolations- und Reflexionsschicht, einer Deckelektrode
sowie einer optionalen Schutzschicht aufweist. Die Herstellung der
Elektrolumineszenz-Leuchtfläche erfolgt
dadurch, dass zunächst die
Trägerschicht
aus dem frei verformbaren Folienmaterial oder aus einem Hartmaterial,
das vorher in eine dreidimensional verformte Oberflächenform
gebracht wurde, mit Informationsangaben bedruckt wird und anschließend mit
einer ersten elektrisch leitfähigen
Schicht, einer Pigmentschicht, einer Isolations- und Reflexionsschicht,
einer Back-Elektrode sowie einer optionalen Schutzschicht versehen
wird. Danach kann der dreidimensional verformte Folienkörper mit
einem Kunststoffmaterial hinterspritzt werden, um einen Tragkörper herzustellen.
Bei Einsatz einer Trägerschicht
aus einem frei verformbaren Folienmaterial kann eine Verformung
des bedruckten und mit den weiteren vorstehend genannten Schichten
versehenen Folienkörpers
erfolgen, wobei als einziger Verformungsvorgang in
DE-A 102 34 031 das Tiefziehen
erwähnt
ist. Gemäß
DE-A 102 34 031 ist
eine flexible Elektrolumineszenz-Leuchtfläche herstellbar, die sich individuell
an Gerätekonturen
anpassen kann oder die vom Benutzer beim Gebrauch verformbar ist.
Ein Folienelement, in das selbst eine oder mehrere Vertiefungen
und/oder Erhebungen eingeformt sind, d. h. die nicht erst bei dem
Aufbringen der Folie auf einen Grundkörper ausgebildet werden, ist in
DE-A 102 34 031 nicht
offenbart.
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WO 03/037039 betrifft eine
dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige, die einen Hauptkörper und
eine Elektrolumineszenzeinrichtung umfasst. Die Elektrolumineszenzeinrichtung
besteht aus einer Folie und einer Elektrolumineszenzvorrichtung,
wobei die der Elektrolumineszenzvorrichtung zugewandte Fläche der
Folie mit anzuzeigenden Motiven versehen ist. Die Elektrolumineszenzvorrichtung
umfasst eine Frontelektrode und eine Rückelektrode, zwischen welchen
sich ein Dielektrikum befindet. Die Frontelektrode ist der das Motiv
wiedergebenden Schicht zugeordnet und mit dieser einstückig. Innerhalb
der Fläche
der Elektrolumineszenzeinrichtung ist eine Speisequelle angeordnet,
welche die Elektroden der Elektrolumineszenzeinrichtung kontaktiert. Der
Hauptkörper
ist aus einem geeigneten Kunststoff, der sich vorteilhafterweise
in einem Spritzgießprozess
verarbeiten lässt.
Zur Herstellung der dreidimensionalen Elektrolumineszenzanzeige
wird zunächst
die Elektrolumineszenzeinrichtung hergestellt. Dabei wird zunächst die
Folie bereitgestellt, die als Träger
für die
Elektrolumineszenzvorrichtung dient. Anschließend wird die Elektrolumineszenzeinrichtung
umgeformt, indem sie tiefgezogen, geprägt, hohlgeprägt oder
massiv geprägt
wird, wobei die Umformung bevorzugt durch Tiefziehen erfolgt. Nach
der Umformung (Tiefziehen) wird der Hauptkörper der Rückseite der Elektrolumineszenzeinrichtung
zugeordnet, z. B. durch Hinterspritzen der Elektrolumineszenzeinrichtung
mit einem dazu geeigneten Material. Eine Elektrolumineszenzanzeige
in Form eines Folienelements, das gebogen werden kann, ist in
WO 03/037039 nicht erwähnt.
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Bei
der Herstellung von dreidimensionalen Elektrolumineszenz-Leuchtflächen, die
bevorzugt gedruckte Informationssymbole aufweisen, ist es wichtig,
dass das Elektrolumineszenz-Element, sowie die gegebenenfalls vorhandenen
gedruckten Informationssymbole positionsgenau und verzugsfrei erhalten
bleiben, bzw. der Verzug konstant ist, so dass er durch Zerrdruck
ausgeglichen werden kann. Des Weiteren ist es Wesentlich, dass die
Vertiefungen und/oder Erhebungen positionsgenau, exakt und mit hoher
Reproduzierbarkeit geformt in das Elektrolumineszenz-Element eingebracht
werden. Dies ist bei den üblichen
Kaltverformungsverfahren wie Tiefziehen bzw. Prägen nicht sicher gewährleistet.
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Des
Weiteren sind die im Stand der Technik bekannten dreidimensionalen
Elektrolumineszenzanzeigen hinterspritzt bzw. weisen ein angeformtes Substrat
auf. Solche Elektrolumineszenzanzeigen können aufgrund ihres Aufbaus
nicht gebogen werden. Des Weiteren ist es nicht möglich, z.
B eine Spannungsquelle, einen Inverter, einen Schalter und/oder
andere Elemente in durch dreidimensionale Verformung erhaltenen
Vertiefungen oder Erhebungen anzuordnen, was z. B. bei der Bereitstellung
von mobilen Kennzeichnungsschildern, z. B. beleuchteten bzw. beleuchtbaren
Namensschildern, die beispielsweise zur Identifizierung von Personen
auf Tagungen an der Kleidung angebracht werden können, sehr hilfreich ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines dreidimensional
verformten Folienelements, dass mindestens ein Elektrolumineszenz-Element
aufweist und gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen
ist, das gebogen werden kann und das Aufnahmemöglichkeiten für verschiedene
Komponenten des Folienelements aufweist, die zur Erzeugung von Elektrolumineszenz notwendig
bzw. nützlich
sind, z. B. Spannungsquellen, Inverter, Schalter, Verkabelung (Leitungen)
etc. und so ein integriertes Bauteil darstellen.
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Die
Aufgabe der Bereitstellung eines dreidimensional verformten Folienelements
wird gelöst durch
ein dreidimensional verformtes Folienelement aufgebaut aus
- a) einer zumindest teilweise transparenten
Trägerfolie,
Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial,
das gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist,
- b) mindestens einem auf die Trägerfolie aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element,
Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten
ba) eine
zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA,
bb)
gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente BB,
bc)
eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches
Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC,
bd) gegebenenfalls
eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD,
be) eine Rückelektrode,
Komponente BE,
- c) einer Schutzschicht, Komponente CA oder einer Folie, Komponente
CB,
herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung eines
ebenen Folienelements aufgebaut aus den Komponenten A, B und C bei
einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der
Komponente A des Folienelements.
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Das
erfindungsgemäße Folienelement
ist dann dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionale Verformung
des Folienelements derart ausgestaltet ist, das in das ebene Folienelement
eine oder mehrere Vertiefungen und/oder Erhebungen ausgehend von
einer durch das ebene Folienelement gebildeten Grundfläche eingeformt
sind.
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Erfindungsgemäß kann die
Folie allein (ohne Elektrolumineszenz-Element, d. h. an den Positionen,
an denen kein Elektrolumineszenz-Element vorhanden ist) verformt
sein und/oder die Folie mit dem Elektrolumineszenz-Element (d. h.
das Elektrolumineszenz-Element
wird ebenfalls verformt). D. h. erfindungsgemäß kann die Nicht-EL-Fläche und/oder
die EL-Fläche
verformt sein (EL bedeutet im Sinne der vorliegenden Anmeldung Elektrolumineszenz).
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Bevorzugt
sind die Folie und das Elektrolumineszenzelement verformt. Unter „Verformen" ist im Sinne der
vorliegenden Erfindung das Einformen von Vertiefungen und/oder Erhebnungen
zu verstehen.
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Die
einzelnen Komponenten A, B und C des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements entsprechen den in der älteren,
nicht vorveröffentlichten
Anmeldung mit dem Titel „3D-EL-HDFV
Element und Herstellungsverfahren und Anwendung" und dem deutschen Aktenzeichen (bitte
hier das Aktenzeichen ergänzen),
die am ? (bitte hier das Anmeldedatum einfügen) beim Deutschen Patent-
und Markenamt eingereicht wurde, genannten Komponenten A, B und
C, die nachstehend genannt sind.
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Neben
den genannten Schichten (Komponenten A, B und C) kann das erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement weitere Schichten aufweisen.
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Unter
Vertiefungen und/oder Erhebungen ausgehend von der durch das ebene
Folienelement gebildeten Grundfläche
sind Verformungen relativ zur Grundfläche des Folienelements zu verstehen. Dabei
sind Vertiefungen Verformungen, die relativ zu Erhebungen in die
entgegengesetzte Richtung ausgehend von der Grundfläche eingeformt
sind. Ob es sich bei einer Verformung um eine Vertiefung oder Erhebung
handelt, ist grundsätzlich
von der Perspektive des Betrachters abhängig. Eine Erhebung kann bei
entgegengesetzter Betrachtung der Folienfläche eine Vertiefung sein. Erfindungsgemäß kann das dreidimensional
verformte Folienelement gleichzeitig eine oder mehrere Vertiefungen
und eine oder mehrere Erhebungen aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform
weist das dreidimensional verformte Folienelement eine oder mehrere
Vertiefungen auf (wie bereits erwähnt, können die „Vertiefungen" bei entgegengesetzter
Betrachtungsperspektive „Erhebungen" sein). Im Sinne
der vorliegenden Anmeldung sind unter dem im folgenden verwendeten
Ausdruck „Verformungen" Vertiefungen und/oder
Erhebungen zu verstehen.
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Die
Form, der Durchmesser und die Tiefe bzw. Höhe der Verformungen ist dabei
beliebig. In einer bevorzugten Ausführungsform dienen die Verformungen
zur Aufnahme einzelner Komponenten des erfindungsgemäßen Folienelements.
Die Form, der Durchmesser und die Tiefe bzw. Höhe der Verformungen ist dann
bevorzugt von der Form und Größe der jeweiligen
Komponente abhängig.
So können
die Verformungen z. B. eine Form, einen Durchmesser und eine Tiefe
bzw. Höhe
aufweisen, die zur Aufnahme der entsprechenden Komponenten geeignet
sind, d. h. üblicherweise
ist der Durchmesser und die Tiefe bzw. Höhe der Vertiefung und/oder
Erhebung geringfügig
größer als
die Komponenten selbst, damit die Aufnahme der Komponente in die
Vertiefung und/oder Erhebung möglich
ist. Grundsätzlich
sind beliebige andere Formen der Vertiefung und/oder Erhebung denkbar,
z. B. runde oder eckige Formen oder Mischformen. Des Weiteren sind
beliebige Durchmesser denkbar, wobei die Durchmesser im Allgemeinen
abhängig
von der Größe der Fläche des Folienelements
und der Zahl der Verformungen sind. Übliche Durchmesser sind im
Allgemeinen 1 bis 200 mm, bevorzugt 1,5 bis 80 mm, besonders bevorzugt 2
bis 70 mm. Übliche
Tiefen bzw. Höhen
der Verformungen sind im Allgemeinen 0,5 bis 100 mm, bevorzugt 1
bis 80 mm, besonders bevorzugt 1,5 bis 70 mm (bitte ergänzen).
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Die
Zahl der Verformungen beträgt
im Allgemeinen 1 bis 20, bevorzugt 1 bis 10, besonders bevorzugt
1 bis 8. Wie bereits vorstehend erwähnt liegen in einer bevorzugten
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements eine oder mehrere Verformungen vor; die bevorzugte
Anzahl der Verformungen ist vorstehend genannt.
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Das
erfindungsgemäße dreidimensionale Folienelement
zeichnet sich zum einen dadurch aus, dass das mindestens eine auf
die Trägerfolie
aufgebrachte Elektrolumineszenz-Element
sowie die gegebenenfalls auf der transparenten Trägerfolie
vorhandenen grafischen Darstellungen positionsgenau aufgebracht
sind und die Verformungen ebenfalls positionsgenau angeordnet sind.
Eine solche exakte Positionierung wird dadurch erreicht, dass ein
ebenes Folienelement bereitgestellt wird, das die Komponenten A,
B und C aufweist, wobei diese Komponenten so ausgewählt sind,
dass das ebene Folienelement durch isostatische Hochdruckverformung dreidimensional
verformt werden kann. Es wurde gefunden, dass eine solche dreidimensionale
Verformung mittels isostatischer Hochdruckverformung in Anwesenheit
eines Elektrolumineszenz-Elements, das die Komponenten BA, BB, gegebenenfalls
BC und BD aufweist, möglich
ist.
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Des
Weiteren zeichnen sich die erfindungsgemäßen dreidimensional verformten
Folienelemente dadurch aus, dass sie formstabil sind, so dass ein Hinterspritzen
des Folienelements mit einem geeigneten Kunststoff, wie in dem vorstehend
genannten Stand der Technik vorgeschlagen, nicht erforderlich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform
betrifft die vorliegende Erfindung daher ein dreidimensional verformtes
Folienelement, aufgebaut aus den Komponenten A, B und C, wobei das
dreidimensional verformte Folienelement kein angeformtes Substrat
aufweist, insbesondere nicht mit einem Kunststoff hinterspritzt
ist. Dies ist wesentlich, da erfindungsgemäß bevorzugt ein Folienelement
bereitgestellt wird, in das die vorstehend erwähnten Verformungen eingeformt
sind und das gleichzeitig gebogen werden kann bzw. gebogen ist.
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Unter „Biegen" ist im Sinne der
vorliegenden Erfindung das Umklappen eines Flächenteils oder mehrerer Flächenteile
des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements gegenüber einem
verbleibenden Flächenteil
des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements zu verstehen. Dabei wird unter „Biegen" im Sinne der vorliegenden
Erfindung auch „Falten" bzw. „Knicken" verstanden.
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Das
erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement wird in einer bevorzugten Ausführungsform
derart gebogen, dass die Biegung dauerhaft erhalten bleibt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Anmeldung betrifft somit ein erfindungsgemäßes dreidimensional
verformtes Folienelement, das zusätzlich zu der dreidimensionalen
Verformung gebogen ist.
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Komponente A
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Das
erfindungsgemäße dreidimensionale Folienelement
enthält
eine zumindest teilweise transparente Trägerfolie, Komponente A, aus
mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls
mit grafischen Darstellungen versehen ist.
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Unter
einer „zumindest
teilweise transparenten Trägerfolie" sind sowohl transparente
Trägerfolien
zu verstehen als auch solche, die durchscheinend, jedoch nicht vollständig transparent
sind. Die Trägerfolie
ist erfindungsgemäß aus mindestens
einem kalt-reckbaren Folienmaterial aufgebaut. Dies ist erforderlich,
damit eine Herstellung des dreidimensional verformten Folienelements
durch isostatische Hochdruckverformung bei einer Verfahrenstemperatur
unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A durchgeführt werden
kann. Geeignete kalt-reckbare Folienmaterialien sind zum Beispiel in
EP-A 0 371 425 genannt.
Es können
sowohl thermoplastische als auch duroplastische zumindest teilweise
transparente kalt-reckbare Folienmaterialen eingesetzt werden. Bevorzugt
werden kalt-reckbare Folienmaterialen eingesetzt, die bei Raum-
und Gebrauchstemperatur ein geringes oder kein Rückstellvermögen aufweisen. Besonders bevorzugte
Folienmaterialien sind ausgewählt
aus mindestens einem Material aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonaten,
bevorzugt Polycarbonaten auf Basis von Bisphenol A, beispielsweise
die von Bayer MaterialScience AG vertriebenen Makrofol
®-Sorten,
Polyester, insbesondere aromatischen Polyester, beispielsweise Polyalkylenterephthalaten,
Polyamiden, beispielsweise PA 6- oder PA 6,6-Sorten, hochfesten „Aramide-Folien", Polyimiden, beispielsweise
die unter der Handelsbezeichnung Kapton
® vertriebenen
Folien auf der Basis von Poly-(diphenyloxid-pyromellith-imid), Polyarylaten, organischen
thermoplastischen Celluloseestern, insbesondere deren Acetaten,
Propionaten und Acetobutyraten, beispielsweise Folienmaterialen
von Bayer MaterialScience AG unter der Handelsbezeichnung Cellidor
®,
und Polyfluorkohlenwasserstoffen, insbesondere die unter der Bezeichnung
FEB bekannten Copolymerisate aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen,
die in transparenter Ausführungsform
verfügbar
sind. Bevorzugte Folienmaterialien der Trägerfolie sind ausgewählt aus
Polycarbonaten, beispielsweise die von Bayer MaterialScience AG
vertriebenen Makrofol
®-Sorten, Polyester, insbesondere
aromatischen Polyester, beispielsweise Polyalkylenterephthalaten,
und Polyimiden, beispielsweise die unter der Handelsbezeichnung
Kapton
® vertriebenen
Folien auf der Basis von Poly-(diphenyloxid-pyromellith-imid). Ganz
besonders bevorzugt werden als Folienmaterialien Polycarbonate auf
der Basis von Bisphenol A eingesetzt, insbesondere Folien mit der
Bezeichnung Bayfol
® CR (Polycarbonat/Polybutylenterephthalat-Folie),
Makrofol
® TP
oder Makrofol
® DE
der Bayer MaterialScience AG.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzte
zumindest teilweise transparente Trägerfolie kann einseitig satinierte,
bzw. raue Oberflächen
oder beidseitig hochglänzende
Oberflächen
aufweisen. Die Schichtdicke der erfindungsgemäß eingesetzten zumindest teilweise
transparenten Trägerfolie
beträgt
im Allgemeinen 40 bis 2000 μm.
Bei höheren
Schichtdicken bewirkt die schlagartige Umformung, die bei der isostatischen
Hochdruckverformung durchgeführt
wird, häufig
eine Versprödung
des Materials. Bevorzugt wird eine Trägerfolie mit einer Schichtdicke
von 50 bis 500 μm
eingesetzt, besonders bevorzugt 100 bis 400 μm, ganz besonders bevorzugt
150 bis 375 μm.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform – in Abhängigkeit
von der Anwendung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten
Folienelements – ist
die zumindest teilweise transparente Trägerfolie mit graphischen Darstellungen
versehen. Dabei kann es sich um Informationssymbole handeln, so
dass auf der Oberfläche
des dreidimensional verformten Folienelements beispielsweise Buchstaben,
Zahlen, Symbole oder Piktogramme sichtbar sind. So kann es sich
bei den graphischen Darstellungen z. B. um Namen (Personennamen,
Firmennamen etc.) handeln. Bei der graphischen Gestaltung handelt
es sich bevorzugt um eine drucktechnische graphische Gestaltung,
insbesondere um einen Farbaufdruck. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
ist die erfindungsgemäß eingesetzte
Trägerfolie
mit graphischen Darstellungen in Form von deckenden oder transluzenten
Farbaufdrucken versehen. Diese Farbaufdrucke können nach beliebigen, dem Fachmann
bekannten, Verfahren erfolgen, zum Beispiel durch Siebdruck, Offset-Lithographie,
Serigraphie, Rotationsdruck, Tiefdruck oder Flexodruck, die alle gebräuchlich
und im Stand der Technik bekannt sind. Bevorzugt erfolgt die graphische
Gestaltung durch Farbauftrag mittels Siebdruck, da mittels Siebdruck pigmentierte
Farben mit hoher Schichtstärke
und guter Verformbarkeit aufgetragen werden können. Die zur graphischen Gestaltung
eingesetzten Druckfarben müssen
unter den Bedingungen der isostatischen Hochdruckverformung ausreichend
verformbar sein. Geeignete Farben, insbesondere Siebdruckfarben,
sind dem Fachmann bekannt. Es können
zum Beispiel Farben mit einem plastischen Farbträger, beispielsweise auf Polyurethanbasis,
eingesetzt werden. Diese Siebdruckfarben weisen eine hervorragende
Haftung zu dem Folienmaterial der erfindungsgemäß eingesetzten Trägerfolie
auf. Besonders bevorzugt werden Siebdruckfarben basierend auf wässrigen
Dispersionen von aliphatischen Polyurethanen eingesetzt. Geeignete
Farben sind zum Beispiel unter dem Handelsnamen AquaPress PR® von
Pröll,
Weissenburg erhältlich.
Weitere geeignete Siebdruckfarben sind solche auf Basis von Hochtemperatur
beständigen
Thermoplasten, insbesondere Siebdruckfarben mit dem Handelsnamen
Noriphan® von
Pröll,
Weissenburg.
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Komponente B
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Das
erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement enthält
mindestens ein auf die Trägerfolie
aufgebrachtes Elektrolumineszenz-Element als Komponente B.
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Das
Elektrolumineszenz-Element enthält
die folgenden Komponenten
- ba) eine zumindest
teilweise transparente Elektrode, Komponente BA,
- bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente
BB,
- bc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches
Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC,
- bd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente
BD,
- be) eine Rückelektrode,
Komponente BE.
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Das
Elektrolumineszenz-Element kann zusätzlich zu den vorstehend genannten
Komponenten weitere Komponenten aufweisen. Beispielsweise können zwischen
der Rückelektrode,
Komponente BE, und der gegebenenfalls einen weiteren Isolationsschicht,
Komponente BD (bzw., falls die Isolationsschicht nicht vorhanden
ist, zwischen der Komponente BE und der Komponente BC), weitere
Schichten vorliegen. Dabei kann sich an die Komponente BD (bzw.,
falls diese nicht vorliegt, an die Komponente BC) ein weiterer Aufbau
umfassend eine zumindest teilweise transparente Elektrode, eine
weitere Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches
Feld anregbare Leuchtsubstanz, und gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht
anschließen.
Dieser Aufbau kann sich gegebenenfalls noch einmal wiederholen,
wobei die letzte Komponente des Aufbaus an die Rückelektrode, Komponente BE, anschließt.
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Geeignete
Elektrolumineszenz-Elemente sind dem Fachmann bekannt. Überraschenderweise wurde
gefunden, dass Folienelemente, die mindestens ein erfindungsgemäß eingesetztes
Elektroluminesenz-Element aufweisen mittels einer isostatischen
Hochdruckverformung verformt werden können, so dass die erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelemente erhalten werden können.
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Dem
Fachmann ist bekannt, dass das erfindungsgemäß eingesetzte mindestens eine
Elektrolumineszenz-Element mit einer Spannungsquelle kontaktiert
ist. Im Allgemeinen weist das mindestens eine Elektrolumineszenz-
Element dazu elektrische Anschlüsse
auf, die mittels Kontaktierhilfen mit einer Spannungsquelle kontaktiert
werden. Geeignete Kontaktierhilfen sind zum Beispiel Crimpen, Klemmen,
elektrisch leitender Kleber, Schrauben, Löten und andere dem Fachmann
bekannte Mittel. Die Ansteuerung des Elektrolumineszenz-Elements
kann in herkömmlicher
dem Fachmann bekannter Weise erfolgen.
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Die
Kontaktierung des Elektrolumineszenz-Elements mit einer Spannungsquelle
erfolgt durch eine Mehrzahl von Leitungen, die mit den vorstehend
genannten Kontaktierhilfen verbunden sind. Die Leitungen sind im
Allgemeinen aus einem leitfähigen
Material, zum Beispiel Kupfer, hergestellt und können mit einem Stanzwerkzeug
und -vorgang gemäß im Stand
der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden. Alternativ können die Leitungen
in Siebdruck hergestellte Bahnen leitfähiger Pasten, zum Beispiel
Silberleitpaste, sein, die zu den elektrischen Anschlüssen des
mindestens einen Elektrolumineszenz-Elements fahren, wobei in einem
Bauteil beide Alternativen eingesetzt werden können.
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Als
Spannungsquelle sind für
das erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement grundsätzlich
alle dem Fachmann bekannten zum Betrieb eines Elektrolumineszenz-Elements
geeigneten Spannungsquellen geeignet. Da die erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelemente in einer bevorzugten Ausführungsform
für mobile
Anwendungen geeignet sind, handelt es sich bei der Spannungsquelle
um eine Spannungsquelle, die bevorzugt mobil ist. Besonders bevorzugt
ist die Spannungsquelle ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Batterien wie Gelbatterien, Knopfzellen
Akkumulatoren und Brennstoffzellen. Die Größe der Spannungsquelle ist
abhängig
von der Größe des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements und dem Anwendungszweck. Werden die dreidimensional
verformten Folienelemente beispielsweise als beleuchtete bzw. beleuchtbare
Namensschilder eingesetzt, die z. B. zur Identifizierung von Personen
auf Tagungen an der Kleidung angebracht werden können, werden bevorzugt Batterien, z.
B. Knopfzellen, eingesetzt.
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Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten
Folienelements ist – neben
der Möglichkeit,
das Folienelement zu biegen – das
Vorliegen von Verformungen. Diese Verformungen können zur Aufnahme von einzelnen Komponenten
des Folienelements dienen, die zum Betrieb als elektrolumineszierendes
Folienelement notwendig sind, z. B. zur Aufnahme einer oder mehrerer
Spannungsquellen und/oder der Verkabelung (Leitungen) und/oder einer
oder mehrerer Inverter und/oder eines Schalters, der neben den genannten Komponenten
eine weitere Komponente des erfindungsgemäßen Folienelements sein kann.
Dieser Schalter kann z. B. dazu dienen, die Elektrolumineszenz des
in dem Folienelement vorliegenden Elektrolumineszenz-Elements ein-
oder auszuschalten.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein erfindungsgemäßes dreidimensional
verformtes Folienelement, wobei die mindestens eine Spannungsquelle
und/oder der mindestens eine Inverter und/oder die Verkabelung (Leitungen)
und/oder weitere Funktionsbauteile in/auf den Vertiefungen und/oder
Erhebungen des dreidimensional verformten Folienelements angeordnet
sind. Die einzelnen Komponenten (Spannungsquelle, Inverter, Schalter)
und/oder weitere geeignete Komponenten werden durch dem Fachmann
bekannte Verfahren, z. B. durch Kleben mit einem geeigneten dem
Fachmann bekannten Klebstoff auf das Folienelement, bevorzugt in
die Verformungen, aufgebracht.
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Im
Allgemeinen wird das Elektrolumineszenz-Element mit Wechselstrom
betrieben. Um den Wechselstrom zu erzeugen, werden – wie bereits vorstehend
erwähnt – Elektrolumineszenz-Inverter (EL-Inverter)
eingesetzt. Geeignete EL-Inverter sind dem Fachmann bekannt und
kommerziell erhältlich. In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden EL-Inverter in Form von SMD (Surface Mounted Device) Bauelementen
eingesetzt. Geeignete SMD-EL-Inverter sind dem Fachmann ebenfalls
bekannt und kommerziell erhältlich.
Der Vorteil von SMD-EL-Invertern ist, dass diese keine Drahtanschlüsse aufweisen, sondern
mittels dem Fachmann bekannten polymeren leitfähigen Klebern mit dem Elektrolumineszenz-Element
kontaktiert werden können.
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Im
Anschluss an die mechanische und elektrische Montage der SMD-EL-Inverter
werden im Allgemeinen zusätzlich
passivierende und haftverbessernde Vergussmassen, z. B. mittels
einem Dispenser, appliziert.
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Bei
den in dem erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelement als Komponente B eingesetzten Elektrolumineszenz-Elementen handelt
es sich im Allgemeinen um Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elemente,
die mit Wechselstrom betrieben werden (Dickfilm-AC-EL-Elemente).
Ein Vorteil dieser Dickfilm-AC-EL-Elemente ist, dass relativ hohe
Spannungen von im Allgemeinen größer 100 Volt-Spitze-Spitze,
bevorzugt größer 100
Volt-Spitze-Spitze bis 140 Volt-Spitze-Spitze, bei mehreren 100
Hz bis in den kHz-Bereich (1000 Hz), bevorzugt 250 Hz bis 800 Hz,
besonders bevorzugt 250 Hz bis 500 Hz, verwendet werden und bei
Ausbildung der Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches
Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC, (dielektrische Schicht)
praktisch keine ohmsche Verlustleistung gegeben ist. Die elektrische Leitfähigkeit
der Elektroden (Komponenten BA und BE) sollte daher möglichst
gleichmäßig sein,
es tritt jedoch keine besondere Strombelastung auf. Bevorzugt werden
allerdings gut leitende Busbars eingesetzt, um Spannungsabfälle zu reduzieren.
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Im
Allgemeinen erfolgt der Betrieb der in dem erfindungsgemäßen Folienelement
eingesetzten Elektrolumineszenz-Elemente (Komponente B) bei einer
Helligkeit von 10 cd/m2 bis 500 cd/m2, bevorzugt 10 cd/m2 bis
100 cd/m2. Dabei können bei Verwendung von mikroverkapselten
ZnS-Elektroluminophoren in der Schicht, enthaltend mindestens eine durch
ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Lebensdauerhalbwertszeiten von
im Allgemeinen etwa 2.000 Stunden erreicht werden. Grundsätzlich ist
der Betrieb derartiger Elektrolumineszenz-Elemente mit einer Wechselspannung
mit harmonischer Kurvenform zu bevorzugen. Es sollten transiente Spannungsimpulse
vermieden werden. Speziell der Ein- und Ausschalt-Vorgang wird bevorzugt
derart gestaltet, dass keine überhöhten Spannungsimpulse die
Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld
anregbare Leuchtsubstanz (Dielektrikum) schädigen und gegebenenfalls einzelne Leuchtsubstanzen
(Elektroluminophore) ebenfalls schädigen. Die Reduktion der Helligkeit
mit der Lebensdauer, die so genannte Halbwertszeit, also jene Zeit
bis zur Abnahme auf die Hälfte
der Initialhelligkeit, kann durch Nachregelung der Spannungsversorgung,
beziehungsweise gegebenenfalls durch Nachregelung der Frequenz,
ausgeglichen werden.
-
Das
erfindungsgemäß eingesetzte
Elektrolumineszenz-Element weist eine zumindest teilweise transparente
Elektrode auf. Dabei ist unter einer „zumindest teilweise transparenten" Elektrode eine Elektrode
zu verstehen, die vollständig
transparent sein kann, oder eine Elektrode, die durchscheinend, jedoch
nicht vollständig
transparent, sein kann.
-
Die
zumindest teilweise transparente Elektrode ist im Allgemeinen eine
flächige
Elektrode, die aufgebaut ist aus einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Materialien
auf anorganischer oder organischer Basis. Geeignete zumindest teilweise
transparente Elektroden, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind
alle dem Fachmann zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Elementen
bekannten Elektroden, die durch die Verformung zur Herstellung des
erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements mittels isostatischer Hockdruckverformung
nicht beschädigt
werden. Somit sind übliche im
Stand der Technik erwähnte
Indium-Zinn-Oxid (ITO)-Sputterschichten auf thermostabilisierten
Polyesterfolien zwar grundsätzlich
geeignet, jedoch nicht bevorzugt. Bevorzugt werden polymere elektrisch leitfähige gut
transparente Beschichtungen bzw. designspezifische Siebdruckschichten
verwendet.
-
Bevorzugt
ist die erfindungsgemäß eingesetzte
zumindest teilweise transparente Elektrode somit ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus ITO-Siebdruckschichten, ATO (Antimon-Zinn-Oxid)-Siebdruckschichten,
Non-ITO-Siebdruckschichten (wobei der Begriff „Non-ITO" alle Siebdruckschichten
umfasst, die nicht auf Indium-Zinn-Oxid (ITO) basieren), das heißt intrinsisch leitfähigen polymeren
Schichten mit üblicherweise nanoskaligen
elektrischleitfähigen
Pigmenten, beispielsweise die ATO-Siebdruckpasten mit den Bezeichnungen
7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem
Orgacon® System
von Agfa, dem Baytron® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System
von H.C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT-conductive
polymer polyethylene-dioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon,
leitfähigen
Beschichtungs- oder Druckfarbensystemen von Panipol OY und gegebenenfalls
mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA
(Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin.
Bevorzugt wird als Material der zumindest teilweise transparenten
Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements
Baytron® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System
von H.C. Starck GmbH eingesetzt.
-
Im
Allgemeinen ist die zumindest teilweise transparente Elektrode des
Elektrolumineszenz-Elements direkt mit der gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen
versehenen zumindest teilweise transparenten Trägerfolie verbunden.
-
Das
erfindungsgemäß eingesetzte
Elektrolumineszenz-Element enthält
neben der zumindest teilweise transparenten Elektrode, Komponente
BA, eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches
Feld anregbare Leuchtsubstanz, als Komponente BC. Die Schicht ist
im Allgemeinen auf eine gegebenenfalls vorliegende erste Isolationsschicht,
Komponente BB, oder, falls diese Schicht nicht vorliegt, auf die
zumindest teilweise transparente Elektrode, aufgebracht. Bei der
durch ein elektrisches Feld anregbaren Leuchtsubstanz (Luminophor)
in der Schicht (Komponente BC) handelt es sich bevorzugt um ZnS,
das im Allgemeinen mit Phosphor dotiert ist.
-
Üblicherweise
handelt es sich bei der Schicht (Komponente BC) um dielektrisches
Material. Dieses Material kann beispielsweise ZnS, im Allgemeinen dotiert
mit Phosphor, oder eine Mischung von ZnS, im Allgemeinen dotiert
mit Phosphor (als Leuchtsubstanz), BaTiO3 und
hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel solchen auf Basis von PU,
PMMA, PVA, sein.
-
Neben
den Komponenten BA und BB kann das erfindungsgemäße Elektrolumineszenz-Element eine Isolationsschicht
als Komponente BC enthalten, die im Allgemeinen auf die Schicht
enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz
aufgebracht ist. Geeignetes Material für eine Isolationsschicht ist
zum Beispiel Bariumtitanat (BaTiO3).
-
Des
Weiteren enthält
das mindestens eine erfindungsgemäß eingesetzte Elektrolumineszenz-Element
eine Rückelektrode,
Komponente BD. Diese ist im Allgemeinen auf die Isolationsschicht – wenn sie
vorhanden ist – aufgebracht.
Falls keine Isolationsschicht vorhanden ist, ist die Rückelektrode auf
die Schicht enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld
anregbare Leuchtsubstanz aufgebracht.
-
Bei
der Rückelektrode
handelt es sich – wie bei
der zumindest teilweise transparenten Elektrode – um eine flächige Elektrode,
die jedoch nicht transparent oder zumindest teilweise transparent
sein muss. Diese ist im Allgemeinen aus elektrisch leitenden Materialien
auf anorganischer oder organischer Basis aufgebaut, wobei bevorzugt
solche Materialien eingesetzt werden, die bei Anwendung des isostatischen
Hochdruckverformungsverfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidirnensional
verformten Folienelements nicht beschädigt werden. Geeignete Elektroden
sind daher insbesondere polymere elektrisch leitfähige Beschichtungen.
Dabei können
die bereits vorstehend bezüglich
der zumindest teilweise transparenten Elektrode genannten Beschichtungen
eingesetzt werden. Daneben sind solche, dem Fachmann bekannten polymeren
elektrisch leitfähigen
Beschichtungen einsetzbar, die nicht zumindest teilweise transparent
sind.
-
Geeignete
Materialien der Rückelektrode sind
somit bevorzugt ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallen wie Silber, Kohlenstoff, ITO-Siebdruckschichten,
ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten,
das heißt
intrinsisch leitfähigen
polymeren Systemen mit üblicherweise nanoskaligen
elektrisch leitfähigen
Pigmenten, beispielsweise ATO-Siebdruckpasten mit der Bezeichnung
7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem
Orgacon® System von
Agfa, dem Baytron® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System
von H. C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT conductive
polymer polyethylene-dioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon,
leitfähigen
Beschichtungs- und Druckfarbensystemen von Panipol Oy und gegebenenfalls
mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen),
PMMA (Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes
Polyanilin, wobei die vorstehend genannten Materialien zur Verbesserung
der elektrischen Leitfähigkeit
mit Metallen wie Silber oder Kohlenstoff versetzt werden können und/oder
mit einer Lage aus diesen Materialien ergänzt werden können.
-
Die
Herstellung des Elektrolumineszenz-Elements kann beispielsweise
durch Aufbringung der einzelnen Schichten durch das im Stand der
Technik bekannte so genannte Dickschichtverfahren erfolgen.
-
Die
Aufbringung der Schichten des Elektrolumineszenz-Elements auf die
Trägerfolie
erfolgt nach dem Fachmann bekannten Verfahren. Die Verbindung des
Elektrolumineszenz-Elements mit der Trägerfolie erfolgt im Allgemeinen
durch direkte Aufbringung, zum Beispiel durch Siebdruck, auf die
Trägerfolie.
-
Komponente C
-
Neben
den Komponenten A und B enthält das
erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement eine Schutzschicht, Komponente CA, um eine
Zerstörung
des Elektrolumineszenz-Elements bzw. der gegebenenfalls vorhandenen
graphischen Darstellungen zu vermeiden. Geeignete Materialien der
Schutzschicht sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Schutzschichten
CA sind z. B. hochtemperaturbeständige
Schutzlacke wie Schutzlacke, die Polycarbonate und Bindemittel enthalten, z.
B. Noriphan® HTR
von Pröll,
Weißenburg.
-
Je
nach Anwendung kann das erfindungsgemäße dreidimensional verformte
Folienelement neben den Komponenten A und B anstelle der Schutzschicht,
Komponente CA, eine Folie, Komponente CB, aufweisen. Geeignete Folien
sind die als Trägerfolien
(Komponente A) genannten Folien. Die Folie kann z. B. durch Laminieren
oder Kleben aufgebracht werden.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen dreidimensional verformten
Folienelement um ein Folienelement, das eine Fläche von 1 cm2 bis 1000
m2, bevorzugt 5 cm2 bis
500 cm2 aufweist. Die Spannungsquelle und/oder
der Inverter und/oder ein oder mehrere Schalter zum Ein- oder Ausschalten der
Elektrolumineszenz sind in den in dem erfindungsgemäßen Folienelement
in den Verformungen angeordnet. Das erfindungsgemäße Folienelement ist
bevorzugt dauerhaft gebogen. Folienelemente gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform
sind als Namensschilder, z. B. beleuchtete bzw. beleuchtbare Namensschilder,
die beispielsweise zur Identifizierung von Personen auf Tagungen
an der Kleidung angebracht werden können, besonders geeignet. Das bedeutet,
dass die Trägerfolie
A graphische Darstellungen, insbesondere in Form von Buchstaben
(Namen) oder Zahlen aufweist.
-
Ein
Beispiel für
ein besonders bevorzugtes erfindungsgemäßes dreidimensional verformtes
Folienelement ist in 1 dargestellt. Darin bedeuten:
-
- 1
- dreidimensional
verformtes Folienelement (die innere Umrandung entspricht der Größe des fertigen
Folienelements;
- 2
- graphische
Darstellung/Gestaltung
- 3a,
3b, 3c
- Verformungen
für
- 3a
- Spannungsquelle(n)
- 3b,
3c
- Schalter
- 4
- Leitungen
- 5
- EL-Inverter
- 6
- mögliche Biegestellen
zur Herstellung eines Namensschildes, wobei die Pfeile die bevorzugte
Biegerichtung angeben
- 7
- äußere Umrandung
vor Schneiden des Folienelements in seine endgültige Größe.
-
Innerhalb
der endgültigen
Umrandung (1) des erfindungsgemäßen Folienelements befinden sich
alle zum Betrieb (Elektrolumineszenz) des Folienelements erforderlichen
Komponenten. Die graphischen Darstellungen (2) werden in
einer bevorzugten Ausführungsform
mittels Siebdruck auf das Folienelement aufgebracht. Üblicherweise
erfolgt die Aufbringung der graphischen Darstellungen vor der dreidimensionalen
Verformung des Folienelements. Geeignete Siebdruckfarben sind vorstehend
genannt. Die Verformungen (3a, 3b, 3c)
werden erfindungsgemäß durch
isostatische Hochdruckverformung in das Folienelement eingebracht.
Dadurch ist es möglich, die
Verformungen präzise
an der gewünschten
Position einzufügen
(positionsgenau). Die Tiefe und Form der Vertiefung ist abhängig von
der Größe und Form der
Komponente, die in die Vertiefung eingebracht, bevorzugt mittels
dem Fachmann bekannten Verfahren und Klebstoffen eingeklebt, werden
soll. Die in 1 dargestellten Verformungen
sind beispielhaft. Es ist denkbar, dass das erfindungsgemäße Folienelement
eine oder mehrere Verformungen in beliebiger Form und Größe aufweist.
Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße Folienelement in einer bevorzugten
Ausführungsform
Leitungen (4), die das Elektrolumineszenz-Element mit einer
oder mehreren Ansteuerungen über
Kontaktierhilfen verbinden. Geeignete Ausführungsformen der Leitungen
und Kontaktierhilfen sind vorstehend genannt. Bevorzugt sind die
Leitungen in Siebdruck hergestellte Bahnen leitfähiger Pasten. Geeignete Pasten
sind dem Fachmann bekannt. Es können
jedoch ebenfalls Leitungen (Kabel) verwendet werden. Im Allgemeinen
weist das Folienelement bei der Herstellung einen größeren Umfang
(7) auf als das fertige Folienelement. Das fertige Folienelement
wird im Allgemeinen durch Schneiden, Stanzen oder Laser in die gewünschte Größe gebracht.
Ein wesentlicher Aspekt ist, dass das erfindungsgemäße Folienelement
in einer bevorzugten Ausführungsform
gebogen werden kann. In 1 sind mögliche Positionen (6)
gekennzeichnet, an denen ein Biegen erfolgen kann. Die in 1 dargestellten
Pfeile geben dabei die bevorzugte Biegerichtung an. Das bedeutet,
dass das Folienelement in einer Ausführungsform so gebogen wird,
dass die Fläche
mit den graphischen Darstellungen außen liegt und somit sichtbar
ist.
-
Das
erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement ist durch isostatische Hochdruckverformung
eines ebenen Folienelements aufgebaut aus den Komponenten A, B und
C bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur
der Komponente A des Folienelements herstellbar. Ein geeignetes
isostatisches Hochdruckverformungsverfahren ist z. B. in
EP-A 0 371 425 erwähnt. Durch
den erfindungsgemäßen Aufbau
aus den Komponenten A, B und C, die vorstehend beschrieben sind,
ist gewährleistet,
dass eine dreidimensionale Verformung des ebenen Folienelements mittels
isostatischer Hochdruckverformung ohne Beschädigung der einzelnen Komponenten
des Folienelements, insbesondere ohne Beeinträchtigung der Lampenfunktion
des Elektrolumineszenz-Elements, erfolgen kann und die Verformungen
positionsgenau eingebracht werden können.
-
Die
Schichten (Komponenten A, B und C) in dem erfindungsgemäßen Folienelement
sind so abgestimmt, dass Kurzschlüsse vermieden werden. Die Schutzschicht,
Komponente C, auf der Rückseite
bewirkt, dass eine rissfreie Verformung möglich ist. Da ein ebenes Folienelement
aufgebaut aus den Elementen A, B und C mittels isostatischer Hochdruckverformung
verformt wird, ist es von besonderer Bedeutung, dass eine gute Haftung
der einzelnen Schichten des Folieelements gewährleistet ist. Die gute Haftung
ist durch die Zusammensetzung der einzelnen Schichten (Komponenten
A, B und C), insbesondere durch den Einsatz von hochflexiblen Bindemitteln
in den Schichten, z. B. Bindemitteln auf Basis von PU, PMMA, PVA,
insbesondere PU, gewährleistet.
Die Zusammensetzung der Schichten (Komponenten A, B und C) gewährleistet
nicht nur eine hervorragende Haftung der Schichten untereinander sondern
auch eine zur Durchführung
der isostatischen Hochdruckverformung erforderlichen Dehnfähigkeit.
-
Das
erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement ist durch isostatische Hochdruckverformung,
wie sie z. B. in
EP-A
0 371 425 offenbart ist, herstellbar. Ein weiterer Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung
eines dreidimensional verformten Folienelements umfassend
- i) Herstellung eines ebenen Folienelements
aufgebaut aus
a) einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie,
Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbarem Folienmaterial,
das gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist,
b)
mindestens einem auf die Trägerfolie
aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element, Komponente B, enthaltend
die folgenden Komponenten
ba) eine zumindest teilweise transparente
Elektrode, Komponente BA,
bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente
BB,
be) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein
elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC,
bd)
gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD,
be)
eine Rückelektrode,
Komponente BE,
c) einer Schutzschicht, Komponente CA oder einer
Folie, Komponente CB, und
- ii) Einformen einer oder mehrerer Vertiefungen und/oder Erhebungen
in eine von dem ebenen Folienelement gebildete Grundfläche durch
isostatische Hochdruckverformung des in Schritt i) erhaltenen ebenen
Folienelements bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur
der Komponente A des Folienelements, wobei ein dreidimensional verformtes
Folienelement erhalten wird,
- iii) gegebenenfalls Biegen des in Schritt ii) erhaltenen dreidimensional
verformten Folienelements.
-
Die
Komponenten A, B und C weisen die bereits vorstehend genannten Bedeutungen
auf. Neben den Komponenten A, B und C kann das erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement gegebenenfalls weitere Schichten enthalten.
-
Schritt i)
-
Das
ebene Folienelement kann gemäß dem Fachmann
bekannten Verfahren hergestellt werden.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst die Herstellung des ebenen Folienelements in Schritt i)
die folgenden Schritte:
- ia) Bereitstellung
einer transparenten Trägerfolie, Komponente
A, und gegebenenfalls Bedrucken der transparenten Trägerfolie
mit graphischen Darstellungen,
- ib) Aufbringen des Elektrolumineszenz-Elements auf die gegebenenfalls
bedruckte Trägerfolie,
- ic) Aufbringen der Schutzschicht oder der Folie auf das Elektrolumineszenz-Element;
wobei
zwischen den Schritten ia) und ib) und/oder den Schritten ib) und
ic) jeweils gegebenenfalls eine Isolationsschicht aufgebracht werden
kann.
-
Die
Herstellung der transparenten Trägerfolie
in Schritt ia) erfolgt gemäß dem Fachmann
bekannten Verfahren. Des Weiteren sind geeignete Trägerfolien
kommerziell erhältlich.
Die Aufbringung von graphischen Darstellungen auf die Trägerfolie
kann ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen, zum
Beispiel durch Siebdruck, Offset-Lithographie,
Rotationsdruck, Tiefdruck, Inkjet, Tampondruck, Laserdruck oder
Flexodruck, die alle gebräuchlich
und im Stand der Technik bekannt sind. Bevorzugt erfolgt die graphische
Gestaltung durch Farbauftrag mittels Siebdruck oder Inkjet.
-
Um
eine komplette Abdeckung ohne kleinste durchsichtige Fehlstellen
zu erhalten, kann ein Mehrfachdruck, zum Beispiel ein Zweifachdruck
erfolgen. Für
die Positionierung der einzelnen Drucke werden im Allgemeinen Referenzmarken
oder eine Dreipunktkantenregistrierung verwendet.
-
Das
Aufbringen des Elektrolumineszenz-Elements auf die gegebenenfalls
bedruckte Trägerfolie in
Schritt ib) kann ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren
erfolgen. Die Verbindung des Elektrolumineszenz-Elements mit der
Trägerfolie kann
durch dem Fachmann bekannte Mittel, im Allgemeinen durch direkte
Aufbringung, zum Beispiel durch Siebdruck, auf die Trägerfolie
erfolgen, wie vorstehend bereits erwähnt wurde.
-
In
Schritt ic) wird die Schutzschicht oder die Folie ebenfalls nach
dem Fachmann bekannten Verfahren auf das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element
aufgebracht, bevorzugt ebenfalls mittels Siebdruck.
-
Die
Isolationsschichten werden ebenfalls bevorzugt mittels Siebdruck
aufgebracht.
-
Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Folienelements
ist, dass alle Schichten des Folienelements so ausgewählt sind,
dass sie durch Siebdruck aufgebracht werden können. In einer bevorzugten
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgen das gegebenenfalls durchgeführte Bedrucken der transparenten
Trägerfolie
mit graphischen Darstellungen in Schritt ia), das Aufbringen des
Elektrolumineszenz-Elements auf die gegebenenfalls bedruckte Trägerfolie
in Schritt ib), und das Aufbringen der Schutzschicht der der Folie
auf das Elektrolumineszenz-Element in Schritt ic) mittels Siebdruck.
-
Schritt ii)
-
Die
isostatische Hochdruckverformung in Schritt ii) erfolgt bevorzugt
gemäß dem in
EP-A 0 371 425 genannten
Verfahren, wobei eine Verfahrenstemperatur gewählt wird, die unterhalb der
Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelements liegt.
-
Im
Allgemeinen wird das ebene Folienelement, das in Schritt i) erhalten
wird, aufgebaut aus den Komponenten A, B und C, bei einer Arbeitstemperatur
mit einem fluiden Druckmittel beaufschlagt und isostatisch verformt,
wobei die Verformung bei einer Arbeitstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur
des Materials der Trägerfolie
(Komponente A) und unter einem Druckmitteldruck von im Allgemeinen > 20 bar, bevorzugt > 100 bar, besonders
bevorzugt von 200 bis 300 bar vorgenommen wird. Die Verformung des
Folienmaterials erfolgt im Allgemeinen innerhalb von wenigen Sekunden
Taktzeit, bevorzugt innerhalb einer Zeitspanne von < 10 Sekunden, besonders
bevorzugt innerhalb einer Zeitspanne von < 5 Sekunden. Dabei können Verformungen von
100% bis 200% erreicht werden, ohne Auftreten von optisch störendem Weißbruch.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die isostatische Hochdruckverformung im Allgemeinen wenigstens
5°C, bevorzugt
wenigstens 10°C, besonders
bevorzugt wenigstens 20°C
und mehr unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des
Folienelements. Die Erweichungstemperatur von besonders bevorzugt
als Material der zumindest teilweise transparenten Trägerfolie
eingesetzten Polycarbonaten auf Basis von Bisphenol A (zum Beispiel
Makrofol®-Folien)
liegt etwa bei oder oberhalb von 150°C. Es ist möglich, dass die isostatische Hochdruckverformung
von Folienelementen, die solche Polycarbonatfolien als Trägerfolien
aufweisen, bei Zimmertemperatur durchgeführt wird. Bevorzugt erfolgt
die isostatische Hochdruckverformung aufgrund der weiteren Komponenten,
unter anderem aufgrund der graphischen Darstellungen, die bevorzugt
mittels Farbaufdruck erfolgen, bei Arbeitstemperaturen zwischen
80 und 130°C,
wenn als Folienmaterial der Trägerfolie
Polycarbonate auf Basis von Bisphenol A, wie vorstehend erwähnt, eingesetzt werden.
Bei dem Einsatz von Trägerfolien
aus anderen Materialien kann die Verarbeitungstemperatur in Schritt
ii) bei Kenntnis der Erweichungstemperatur des Materials für den Fachmann
problemlos ermittelt werden.
-
Geeignete
Vorrichtungen zur Durchführung der
isostatischen Hochdruckverformung zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements sind zum Beispiel in
EP-A 0 371 425 genannt.
-
Erfindungsgemäß kann die
Folie allein (ohne Elektrolumineszenz-Element, d. h. an den Positionen,
an denen kein Elektrolumineszenz-Element vorhanden ist) verformt
sein und/oder die Folie mit dem Elektrolumineszenz-Element (d. h.
das Elektrolumineszenz-Element
wird ebenfalls verformt). D. h. erfindungsgemäß kann die Nicht-EL-Fläche und/oder
die EL-Fläche
verformt sein (EL bedeutet im Sinne der vorliegenden Anmeldung Elektrolumineszenz).
-
Bevorzugt
sind die Folie und das Elektrolumineszenzelement verformt. Unter „Verformen" ist im Sinne der
vorliegenden Erfindung das Einformen von Vertiefungen und/oder Erhebnungen
zu verstehen.
-
Das
im Anschluss an Schritt ii) erhaltene dreidimensional verformte
Folienelement kann in eine endgültige
gewünschte
Kontur gebracht werden, z. B. durch Beschneiden, Ausstanzen oder
Lasern. Geeignete Verfahren und Vorrichtungen, um das Folienelement
in seine endgültige
Kontur zu bringen, z. B. durch Ausstanzen, Beschneiden oder Laser,
sind dem Fachmann bekannt. Im Allgemeinen erfolgt das Ausstanzen,
Beschneiden oder Lasern mit hoher Präzision, wobei z. B. geeignete
Verfahren zum Beschneiden das Präzisionsschneiden
oder Ultraschallschneiden ist.
-
Schritt iii)
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird das erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement im Anschluss an Schritt ii) gebogen. Eine
Definition des Begriffs „Biegen" gemäß der vorliegenden
Anmeldung ist vorstehend genannt, wobei unter „Biegen" im Sinne der vorliegenden Erfindung auch „Falten" bzw. „Knicken" verstanden wird.
-
Die
Biegung des erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements bleibt bevorzugt dauerhaft erhalten.
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Das
Biegen des dreidimensional verformten Folienelements kann nach beliebigen
dem Fachmann z. B. für
das Biegen von Blechen oder Kunststoffen oder Falten von Papier
bekannten Verfahren erfolgen, wobei bevorzugt das Kunststoffbiegen
oder Kunstofffalzen angewendet wird..
-
Das
erfindungsgemäße dreidimensional
verformte Folienelement kann in zahlreichen Anwendungen eingesetzt
werden. Geeignete Anwendungen sind zu Beispiel die Verwendung des
erfindungsgemäßen dreidimensional
verformten Folienelements zur Ausbildung von mobilen oder stationären Kennzeichnungsschildern,
z. B. Namensschildern, Nummernschildern, z. B. Nummernschilder zur Kennzeichnung/Nummerierung
von Gebäuden,
Aus- und Eingängen
wie Notausgängen
etc. Bevorzugt geeignete Ausführungsformen
für Namensschilder sind
z. B. beleuchtete bzw. beleuchtbare Namensschilder, die beispielsweise
zur Identifizierung von Personen auf Tagungen an der Kleidung angebracht werden
können.