專利名稱：基于聚合物的發(fā)光、透明膜系統(tǒng)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于聚合物的發(fā)光、透明、任選柔性的膜系統(tǒng)，涉及其制備方法以及其用途。
背景技術(shù)：
WO03/037031和US-A5,780,965公開了發(fā)光膜系統(tǒng)，其是可成形的，且可將材料注入到其背面。在第一制備步驟中，將圖形花樣、用于前面透明電極的材料、無機(jī)發(fā)光劑以及用于后面電極的材料印制在透明基底上。當(dāng)直接使用這種膜系統(tǒng)時(shí)，通過例如保護(hù)膜的方式使所述背面絕緣。然而，對(duì)于所述系統(tǒng)而言，在印制工藝以及將之插入注入模制工具中之后，使之預(yù)成形是可能的，其中，將材料注入到其背面。通過以適當(dāng)方式連接到所述電極的觸點(diǎn)，借助反相器(inverter)施加交變電壓場(chǎng)(例如110V，400Hz)并激發(fā)用于發(fā)射光的發(fā)光劑是可能的。在US-A-5,780,965中，用于透明電極的材料例如為銦摻雜的錫氧化物(ITO)。在WO03/037031中，公開了用于導(dǎo)電物質(zhì)的制備和加工的Baytron化學(xué)制劑，其可從H.C.Stark GmbH & Co.KG購買。Baytron化學(xué)制劑相對(duì)于ITO的優(yōu)點(diǎn)在于其更好的成形性。將所述發(fā)光劑——其通常攙雜氧化錫或硫化錫——分散在適宜用于絲網(wǎng)印刷工藝的漿料中?；旧蠈⑦@種發(fā)光膜系統(tǒng)用于小面積的應(yīng)用中，因?yàn)椋绕涫侵苽浜軓?fù)雜且成本很高。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種完全基于聚合物的大面積、發(fā)光膜系統(tǒng)，所述膜系統(tǒng)易于制備。
通過根據(jù)本發(fā)明的膜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)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(fā)光顏料。
具體實(shí)施例方式
在根據(jù)本發(fā)明的膜系統(tǒng)中，通過電致發(fā)光顏料提供發(fā)光功能。根據(jù)本發(fā)明的膜系統(tǒng)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(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)是透明的，因此可將其用于許多應(yīng)用領(lǐng)域中。
本發(fā)明提供一種基于聚合物的發(fā)光、透明和柔性的膜系統(tǒng)，所述膜系統(tǒng)的特征在于下述結(jié)構(gòu)a)第一透明塑料膜，b)沉積在第一塑料膜a)內(nèi)部的第一有機(jī)、透明電極涂層，c)鄰近涂層b)和涂層d)的透明膜，其具有10-200μm，特別優(yōu)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(fā)光顏料，基于透明膜的總重量，其量為5-95wt％，特別優(yōu)選為10-50wt％，d)沉積在塑料膜e)內(nèi)部的第二有機(jī)、透明電極涂層，以及e)第二透明塑料膜。
本發(fā)明還提供一種用于制備所述基于聚合物的發(fā)光、透明且柔性的膜系統(tǒng)的方法，其中a)設(shè)置其中一面已被有機(jī)透明電極材料涂覆的兩個(gè)塑料膜中的每一個(gè)，從而使得這些塑料膜中的每一個(gè)的被涂覆面面對(duì)另一個(gè)的被涂覆面，b)將基于金屬導(dǎo)體的電觸點(diǎn)(electrical contact)施加到塑料膜中的每一個(gè)的透明電極材料涂層，以及c)將透明膜層壓到塑料膜中的每一個(gè)的涂覆面，所述透明膜具有10-200μm，特別優(yōu)選為20-100μm的厚度，其包含硬度為ShoreA75-Shore D55，優(yōu)選為ShoreA75-Shore A88的熱塑性聚氨酯，以及5-95wt％，特別優(yōu)選為10-50wt％的電致發(fā)光顏料。
使用的透明塑料膜各自優(yōu)選為基于聚碳酸酯、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(yōu)選由相同的材料制成。如此處所用，塑料膜還包括由多種膜組成的、所謂的復(fù)合膜的任何一種。
有機(jī)透明電極材料優(yōu)選為一種基于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(dǎo)電油墨。電極層應(yīng)具有優(yōu)選為100-1000歐姆的電導(dǎo)率/表面電阻。
存在于熱塑性聚氨酯膜中的電致發(fā)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(yōu)選為未用膠囊封裝的電致發(fā)光顏料。
使用的熱塑性聚氨酯膜優(yōu)選為由熱塑性聚氨酯和電致發(fā)光顏料擠壓的膜。
使用的熱塑性聚氨酯應(yīng)具有ShoreA75-ShoreD55，優(yōu)選為ShoreA75-Shore A88的硬度。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方案中，優(yōu)選通過下面的方法進(jìn)行膜系統(tǒng)的制備。
用有機(jī)透明的電極材料涂覆兩個(gè)塑料膜例如聚碳酸酯膜中的每一個(gè)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(dǎo)電油墨。電極層應(yīng)具有優(yōu)選為100-1000歐姆的電導(dǎo)率/表面電阻。使涂覆的膜干燥，且其裝備有由例如為導(dǎo)電的銀材料制成的觸頭。同時(shí)，將電致發(fā)光顏料混入熱塑性聚氨酯中，并將之?dāng)D壓以形成厚度為10-200μm，優(yōu)選為20-100μm的膜?；跓崴苄跃郯滨ツさ目傊亓?，以重量計(jì)，電致發(fā)光顏料的量為5-95wt％，優(yōu)選為10-50wt％。然后例如通過輥筒將兩個(gè)塑料膜中的每一個(gè)和中間TPU膜層壓，所述塑料膜的一面用導(dǎo)電聚合物涂覆，其被涂覆面彼此相對(duì)，所述中間TPU膜具有電致發(fā)光顏料。優(yōu)選在高溫(例如從80-150℃，特別優(yōu)選從100-130℃)進(jìn)行層壓?？蓪⑦@樣制備的膜系統(tǒng)用于多種應(yīng)用中。
可使本發(fā)明的膜系統(tǒng)成形，并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(tǒng)用作發(fā)光系統(tǒng)(發(fā)光膜)，或者可將適當(dāng)成形的系統(tǒng)和模具，任選有塑料材料注入到其背面，用作場(chǎng)致發(fā)光部件。
通過下面的實(shí)施例，更詳細(xì)地說明了本發(fā)明。
實(shí)施例電致發(fā)光TPU膜的擠壓在100℃，將5kg Bayer MaterialScienceAG(Shore硬度A＝88，其相當(dāng)于33的Shore硬度D)的Desmopan588E聚氨酯干燥一整夜。將1kg發(fā)光顏料(Lumilux Blau EL，Honeywell，Art.No.54503)添加到其中。在鼓式混合機(jī)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(jī)(三區(qū)螺旋37cm的直徑，大約890cm的長度，不排氣；20rpm的轉(zhuǎn)速，8A的電流消耗，以及46bar的壓力)中進(jìn)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(dǎo)電層涂覆所述塑料膜用從H.C.Stark GmbH & Co.KG購買的BaytronF材料涂覆兩個(gè)125μm厚的聚碳酸酯膜(Bayer MaterialScience AG的Makrolon)。濕膜厚度為24μm。在大約120℃，干燥所述濕膜。結(jié)果是用上述導(dǎo)電聚合物涂覆其一面的兩個(gè)聚碳酸酯膜。表面電阻為330歐姆。
接觸每一個(gè)塑料膜具有一大約5mm寬的導(dǎo)電銀漆條，所述膜內(nèi)部用導(dǎo)電聚合物涂覆。
用電致發(fā)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(jī)中層壓8分鐘。將含有發(fā)光顏料的TPU膜放置在塑料膜之間，所述塑料膜的內(nèi)部用導(dǎo)電聚合物涂覆。使兩個(gè)塑料膜偏置，從而在每一種接觸的情況下，使得具有導(dǎo)電銀漆條的帶保持自由。
試驗(yàn)通過施加交變電壓(230V，2500Hz)，致使所述膜系統(tǒng)發(fā)光。在456nm的最高輻射下，達(dá)到的亮度為2.5cd/m2。
盡管為了說明，在前面詳細(xì)公開了本發(fā)明，應(yīng)該理解的是，這些細(xì)節(jié)僅僅是為了說明的目的，除了如權(quán)利要求限定的以外，不偏離本發(fā)明的精神和范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員在此還可進(jìn)行變化。
權(quán)利要求
1.一種基于聚合物的發(fā)光、透明且柔性的膜系統(tǒng)，包含a)第一透明塑料膜，b)施加在塑料膜a)一面的有機(jī)、透明電極涂層，c)鄰近涂層b)和涂層d)的透明膜，其具有10-200μm的厚度，并含硬度為Shore A75-Shore D55的熱塑性聚氨酯，以及一種電致發(fā)光顏料，基于膜c)的總重量，其量為5-95wt％，d)施加在塑料膜e)一面的有機(jī)、透明電極涂層，以及e)第二透明塑料膜。
2.權(quán)利要求1的膜系統(tǒng)，其中熱塑性聚氨酯的硬度為Shore A75-Shore A88。
3.權(quán)利要求1的膜系統(tǒng)，其中基于膜c)的總重量，電致發(fā)光顏料以10-50wt％的量存在。
4.權(quán)利要求1的膜系統(tǒng)，其中透明膜c)的厚度為20-100μm。
5.一種用于制備權(quán)利要求1的膜系統(tǒng)的方法，包括a)設(shè)置其中一面已被有極透明電極材料涂覆的兩個(gè)塑料膜中的每一個(gè)，從而使得各個(gè)膜的被涂覆面面對(duì)另一個(gè)被涂覆塑料膜的被涂覆面，b)將基于金屬導(dǎo)體的電觸點(diǎn)施加到各塑料膜的涂層，以及c)將透明膜層壓到b)的各個(gè)塑料膜的被涂覆面之間，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(fā)光顏料，基于熱塑性聚氨酯膜的總重量，所述顏料的量為5-95wt％。
6.權(quán)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(quán)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(quán)利要求5的方法，其中基于熱塑性聚氨酯膜的總重量，電致發(fā)光顏料以10-50wt％的量存在。
9.一種包括權(quán)利要求1的膜系統(tǒng)的發(fā)光系統(tǒng)。
全文摘要
通過包括一種熱塑性聚氨酯膜來制備一種基于聚合物的發(fā)光、透明、柔性膜系統(tǒng)，所述膜具有電致發(fā)光顏料，其混合在所述柔性膜系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)作為發(fā)光系統(tǒng)很有用。
文檔編號(hào)H05B33/10GK1728901SQ20051008796
公開日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月28日
發(fā)明者G·維斯邁爾, E·福爾廷, J·勒納 申請(qǐng)人:拜爾材料科學(xué)股份公司