TW201218371A - Layer structure comprising electrotechnical structural elements - Google Patents

Description

201218371 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明提供一種包含基板、至少一個LEC(發光 電化學電池）及至少另一個電工技術的結構元件的 層狀結構’―種用於生產此層狀結構的方法，及其 用於生產小、大顯示及㈣元件及生產行動或靜止 電子裝置或小/大家電之殼體元件或生產無活動組 件之鍵盤系統的用途。 【先前技術】 “ 在許多技術領域中，電氣或電子裝置需要提供 光’’組件’亦即照明或顯示。例如，它可為開關的 背光，其係表示位置及/或開關的開/關狀態，或可為 二動電話的顯示’在行動電話的天線收到訊號時發 光。除了開關或天線以外，也有可能給其他電工技 ，的結構元件提供照明。使用電氣操作的燈或顯示 器有“光”組件可用為較佳。 此外’此一電氣或電子裝置必須能夠獨立地甚 至在黑暗中操作。這意指它必須包含電池或儲能器 (aceumuiator)，然而也應能夠連接至電壓較高的電 源供應器，例如連接至包含層狀結構的裝置(例如， Ai車的獨立操作台）之電池，例如連接至裝有該裝置 之>飞車的產品之電池，例如在家電裝有層狀結構時 連接至全國電網系統(nati〇nal grid)。 201218371 裝置要儘可能輕及平垣。這意指裝備於裝置的 層狀結構也必須儘可能輕及平垣。因此，層狀結構 也要包含必要的電池用來供電給層狀結構中所有電 工技術的結構元件。為了促進裝置的組裝，層狀結 構應該只包括一個基板以及只形成一個組件。為了 層狀結構在組裝電氣或電工技術的裝置時保持穩 定，層狀結構的背向射出（back injection)要有可能。 為了儘可能地不受瑕疵影響以及表面容易清 洗，層狀結構應不具有活動組件以及形成沒有間隙 的連續表面連續表面。 為了吸引使用者以及利於操作裝置，裝置應有 數個二維成形區域（three-dimensionally formed region) ° 為了能以儘可能低的成本供應電氣或電工技術 的裝置給客戶，應有可能儘可能簡單及便宜地生產 層狀結構。因此’應有可能至少部份用印刷方法或 喷塗法(spray coating)來生產層狀結構。因此，也應 有可能省略要求防氧化及防潮之昂貴阻障層以正確 地運作的電工技術之結構元件。 此類裝置的原理為先前技術所習知。例如，開 關常有背光讓人可操作例如裝置(例如，家電或入口 大廳的光開關）上的開關，甚至在黑暗或照明條件不 足的情況下。此外’對應照明也可表示開關的狀態， 例如“開”或“關”的狀態。一般而言，發光二極體(LED) 201218371 或習知小燈用來作為開關之背光的光源，在有些情 形下，用附加的擴散箔膜(diffuser foil)或所謂的光管 或光導來擴散光線。開關與背光的組合習知由至少 兩個獨立單元構成，例如，機械開關與對應LED ; 機械開關與ACPELfl膜(ACPEL=交流電粉末電致 發光）；或印刷開關與LED。由獨立元件構成的先前 技術帶燈開關（illuminated switch)的習知組合有缺 點如下：提供成本昂貴，以及由於開關使用機械組 件因而對故障及維修很敏感。此外，其他的缺點有 例如重量較大，形式的自由度受限制，因而設計及 安裝深度較大。 例如’美國專利第US2009/108985A1號揭示一 種以LED為背光的印刷電容開關。然而，LED不是 印上的。美國專利第US2005/0206623A1號揭示一 種以ACPEL箔膜為背光的電容開關。美國專利第 US2008/202912A1 號揭示一種以 LED 或 OLED(OLED =有機發光二極體）為背光的電容開 關。美國專利第US2007/031161A1號揭示一種在經 成形及背向射出之塑膠箔膜上的印刷電容開關。不 過，此文獻沒有揭示開關為背光型。不過，例如， 由世界專利第W098/49871A1號可知，可印刷及背 向射出ACPEL羯膜。 ACPEL 膜的缺點是它們需要以高頻（通常為 4〇〇Hz)由高交流電壓（通常為n〇v)組成的電源供應 201218371 器。必須做出可用於它們的特殊電子驅動器，這會 產生額外的成本。ACPEL箔膜與例如電容開關之奴 合的另一個缺點是電源供應器或用於a)ACpEL箔 膜及b)電容開關所需的觸發訊號有相互作用。因 此，一方面需要在層與層之間提供電磁屏蔽使得不 想要的干擾與相關的失靈不會發生，而另一方面， ，容開關的讀出電子裝置需要額外的支出，因為儘 管有電氣屏蔽仍無法完全排除干擾，因此讀出電子 裝置必須處理雜訊較多的訊號（較差的訊號雜訊 比）。此外，還需特別製作暗(ACPEL箔膜開）及亮 (ACPEL箔膜關）邏輯以可靠地識別開關訊號，因為 °平估電容開關訊號的訊號雜訊比在acpel箔膜開 j關時大不相同。在故障的情形下，操作ACPEl 箔獏所需的相對高電壓對操作員有危險性。 在ACPEL箔膜與其他類型的開關（例如，電阻 開關）’或對電磁場或波敏感的其他電工技術之結構 元件（例如，天線或感測器）組合時，同樣會出現這 種有不合意相互作用的問題。 LED沒有會與其他電卫技術的結構元件電磁相 互作用的缺點，但是它們不能均勻地及沒有陰影地 为光其他三維成形結構元件，即使結合光學擴散箔 膜，因為它無法形成三維的LED。在背光電工技術 之結構元件的情形下，如果LED位於元件下面，LED 也增加配置的安裝深度，或者它們需要額外昂貴的 201218371 結構，例如擴散箔膜或所謂的光管或光導。〇led 與PLED(PLm)=聚合物發光二極體）沒有哪的 上述缺點，但是GLED與PLED對氧氣及水氣極其 敏感。這意指必須用極高品f的阻障箱膜或層以極 貴的方式保護它們免受害於氧氣及水氣。 此類阻障箔膜或層通常有1〇·6 g/m_2 ·廿吖的透 濕率（water vapour permeability)# j 〇-5 cm3/m_2 · _ 的透氧率（oxygen permeability)。 【發明内容】 因此，本發明的目標是要提供一種在單一基板 士的層狀結構’其係具有與至少另一電工技術“ 構元件結合用電能操作的一燈。 該層狀結構之燈不會與該至少另一電工技術的 …構元件有電磁相互作用。此外，應有可能用小直 流電壓操作該燈。 該層狀結構進一步：有小厚度’沒有活動組件 :及形成沒有間隙的連續表面，有儘可能輕的重 里’有二維成形區域，以及可背向射出。 处•該層狀結構的生產既簡單又不貴。因此，有可 能省略要求防氧化及防潮之極貴阻障層以正確地運 作的電工技術之結構元件。 該目標的達成係藉由具有如申請專利範圍獨立 項所述之特徵的層狀結構 ，亦即：

S 8 201218371 一種層狀結構，其係包含： A) —基板， B) 至少一個LEC(發光電化學電池）以及 C) 選自由下列各物組成之群組的至少另一個電工 技術的結構元件：天線、開關、感測器、電池、 光伏電池(ph〇t〇v〇ltaic cell)、致動器、能量轉換 器或該等結構元件中之兩個或更多且可相同或 不同的組合， 其中以印刷方法印刷該至少一個LEC及該至少 維成形區域及/或整體為三維 個電工技術的結構元件於該基板上，以及該層 吹結構有至少一個 戍形。 較佳的具體實施例在附屬項可找到。 麩利用印刷方法有可能以低成本大量製造該層狀 二樽。相較於競爭技術，LEC技術特別適合於印刷 方法。 衾該基板實質或全部由選自由下列各物組成之群 聚合物組成：聚碳酸酯（pc)、聚酯、聚乙烯 寺本二曱酸酯（PET)為較佳、聚萘二曱酸(pEN)、聚 甲基丙烯酸曱酯（PMMA)、聚醯胺、聚醯亞胺、芳 ^鴒聚酯(polyarylates)、有機熱塑纖維酯以及該等 曰物的t氟代煙（p〇lyfluor〇hydrocarb〇n)或混合 物，選自聚碳酸酯、聚乙烯對苯二曱酸酯、聚萘二 甲鳆及聚醯亞胺為較佳，選自聚碳酸酯、聚乙烯對 201218371 笨甲酉夂酉曰及聚萘二甲酸聚碳酸 3上述材料中之—種㈣膜較佳。本發明範相 :’白膜被理解為有厚度1G微米至丨卿微米的實質 一’准物體’ 50微米至75〇微米為較佳’ 125微米至 微米特別較佳。在本發明範#内，實質二維物 體被理解為意指大表面的長度至少十倍大於該物體 的厚度，該等長度有可能相同或不同。 例如，聚碳酸酯為基於雙酚入者，特別是具有 出於拜耳材料科技事業群品牌為Bayf〇l®CR(聚碳 酸酯/聚丁烯對苯二甲酸酯箔膜）、Makr〇f〇^Tp或

Makrof〇l®DE 的羯膜。 聚乙烯對苯二曱酸酯例如為聚對苯二甲酸烯烴 酯(P〇lyalkylene terephthalates)，特別是聚丁烯對苯 一曱酸酯（P〇lybutylene terephthalate)。 特別是，:PEN為出於杜邦帝人杜邦薄膜株式会 社以品牌Kaladex®及Teonex®上市的pen。 本發明範疇内的L E C被理解為一種電工技術的 結構元件，其係包含作為基本功能部件的陽極、發 光聚合物（它可包含作為添加物的一個或更多個電 解質，一個或更多個鹽或其他添加物，例如表面活 性劑）、以及陰極。發光層的組合物可有所不同。添 加物在操作期間可執行數種功能，例如它們可用作 離子導體，陰離子或陽離子。此外，添加物可官能 化以及與發光聚合物化學交聯。最後，可分散大小 201218371 在奈米及微米範圍内的金屬粒子及量子點於發光聚 合物中。此層下文被稱作LEP層（LEP =發光聚合 物）。 LEC可以不同的形式存在。在垂直配置的典型 形式中’陽極、LEP層及陰極係彼此在上面地配置。 在平面配置的替代形式中，陽極、LEP層及陰極也 可彼此並列地配置；因而可塗佈兩個相反的金屬電 極（陽極’陰極）至例如備妥印刷的LEP層。可平行 地或以其他形式形成該等電極。由於本發明層狀結 構包含至少一個LEC以及LEC包含至少一個LEP， 結果’本發明層狀結構也包含至少一個LEP。 此外’幾乎可任意製作像素化的照明段 (pixellated illuminating segment)，例如七段顯示器。 以此方式，LEC不僅為燈，本身也形成顯示器。 另外’ LEC可包含所谓的吸氣層（getter iayer)。 該吸氣層，若存在，最好位在陰極中遠離基板的側 面上。吸氣層的目的是吸收來自個別層或外面的殘 餘水分。從而可增加照明元件的壽命。不過，吸氣 層並非絕對必要，尤其是在不需要有長壽的LEC時。 LEC優於例如OLED及PLED在於它有較簡單 的結構。 不像LEC，OLED及PLED有實質數目較多的 層’例如額外的電洞或電子注入層，電洞或電子阻 擋層等等。此外，該等層需要數百奈米範圍内的層 201218371 厚’這難以用印刷方法來達成。OLED及PLED中 之發光層的厚度甚至在數十奈米範圍内。 另一方面，在LEC由3層（陽極、LEP、陰極） 組成的最簡單情形下，LEP層的厚度在數百奈米範 圍内；在平面配置中，厚度甚至可在數毫米範圍内， 亦即’用印刷技術可實現層厚而不會有問題。此外， 相較於OLED與PLED，LEC的操作對於LEP的厚 度差異比較不敏感。 因此，根據本發明，LEC中的所有層都用簡單 印刷方法塗上，例如用絲網印刷法（screen printing)、凹雕印刷法(intagli〇 priming)、柔版印刷 法（flex〇graphic㈣此㈣、凹版印刷法（以麵代 printing)、轉寫印刷法(transfer 、數位印刷 法（digital printing)，例如喷墨印刷法（ink jet printing)，或熟諳此藝者所習知的其他印刷方法，或 用喷塗法。這些方法既簡單又不貴，但在〇LED的 情形下無法實行。 ，由於OLED及PLED的操作方式，它們需要有 適當工作缝的電極材料。例如m戈鎮組 成姆極在環境條件下反應強烈以及會快速氧化。 另方面’在LEC的情形下，例如，在反應及氧化 日方面定性的銀或鋁電極係用作陰極。根據本發 這疋用印刷方法塗上，例如絲網印刷法、凹雕 印刷法、柔版印刷法、凹版印刷法、轉寫印刷法、 201218371 數位印刷法、例如噴墨印刷法、或熟諳此藝者所習 知的其他印刷方法，或喷塗法，然而〇LED及pled 通常是用需要真空製程的氣相沉積法。此外，由於 LEC的工作方式，對於與工作函數有關的需求較 低，使得可使用較大工作函數的電極材料。 由於LEC中之諸層有化學穩定性，因此在不必 調整或控制溫度、空氣壓力、大氣水分或空氣組合 物下可預備，甚至不需縣護氣㈣氣氛，例如^ 大水及氧含量各有G.l ppm的純氮魏或相對純氧 及乾燥氣體或氣體混合物的氣氛。 為了確保该至少一個LEC的長期穩定性，該至 少一個LEC在面對基板的表面上設有第一阻障層。 為了保證此事，基板至少在—面（亦即，面對LEc 的那-面）上設有第-轉層，其係覆蓋整個表面或 部份表面，㈣至少要覆蓋該至少—個LEC所在的 區域。不過’基板也有可能在遠離LEC的表面上設 有第-阻障層。在本發明範B壽内，阻障層可為單層 或阻障性質與單層類似的多層。 第一阻障層有1〇·5至1 η-ι 2 平/ ·9主10 g/m2· day的透濕 率 ’2 至 10 g/m · day 為較佳，1〇-4 至 1〇-3 g/m- .day 特別較佳，以及 1〇-^i(rlcm3/m.2eday 的透氧率，1〇-4至1〇-2 cm3/ 2 ^ 1λ.3 3 2 · day 為較佳，ΐ〇·4 至10 cm /m . day特別榦4 _ 1 乂佳。因此，此阻障層顯 然比〇咖及PLED所要求的還便宜。 .13 201218371 該第一阻障層包含一序列的聚合物層及無機層 為較佳。聚合物層通常由光可交聯單體 (photocrosslinkable monomer)或聚合物（例如，丙烯 酸酯）組成。單一聚合物層的厚度約有5〇〇奈米。無 機層通常由金屬氧化物組成，例如Si〇x或氧化鋁。 單一無機層的厚度約有50奈米。該第一阻障層由丄 至層構成為較佳；結果，該阻障層約有5〇〇奈米 至約6000奈米的厚度。 在卷對卷製程(roll-to-rollprocess)中，可用物理 氣相沉積法（PVD)及化學氣相沉積法（cvD)塗上要 歸屬於基板A)的個別阻障層。 例如 ’ WOOO/36665A1 號專利及 US6268695B1 號專利揭示可使用的阻障層。 該基板至少在面對該至少一個LEC的表面上更 設有電極層，其係覆蓋整個表面或部份表面，特別 是覆蓋該至少一個LEC所在的區域。該電極層（在 LEC為陽極層（簡稱陽極))通常約有1〇〇奈米厚以及 含有IT0(氧化銦錫），ΑΤΟ(氧化錄錫）。CNT(CNT = 碳奈米管），例如SWCNT(SWCNT =單壁碳奈米 管），石墨或本質導電聚合物系統，例如PEDOT : PSS(聚(3,4-亞乙二氧基嗟吩)-聚（苯乙稀石黃酸)），例 如’由H.C. Starck GmbH以商標CLEVI0S以及由 Agfa-Gevaert Group 以商標 0RGAC0N 上市者，或 聚苯胺’聚吡咯或噻吩。根據本發明，該陽極層也 201218371 用印刷方法塗上，例如絲網印刷法、凹雕印刷法、 柔版印刷法、凹版印刷法、轉寫印刷法、數位印刷 法、例如喷墨印刷法、或熟諳此藝者所習知的其他 印刷方法，或喷塗法。另外’IT0及ΑΤΟ可用pvd、 CVD、濺鍍法、浸塗法或溶膠凝膠法塗上。本質導 電聚合物也可用真空交聯法(vacuum crosslinking)塗 上。 陽極層如果對應地寬廣也可用作其他電工技術 之結構元件（位於與LEC相同的基板表面上）的電 極。 如果不只是要在該至少一個LEC所在的表面， 在另一面也要塗上至少另一個電工技術的結構元件 時，則基板的兩面可設有電極層。然後，必須確保 該等電極層彼此被充分地絕緣。 此外，3M Deutschland GmbH有賣已在一面上 設有實質覆蓋整個表面之上述第一阻障層及IT〇陽 極的聚萘二曱酸(PEN)基板。 在大部份的情形下’該陽極是透明的，使得電 激發光線(electroluminescent light)能夠穿過它。替換 地，3亥陰極可呈透明。在此情形下，陽極視需要可 呈透明或部份透明。 在平面配置中，陽極與陰極兩者視需要可呈不 透明，例如可由薄銀或金組成。 透明的或透明，’在本發明範嘴内被理解為奄 15 201218371 指提及層或一序列之層在可見光或紅外線波長範園 的主要部份内可透射LEC所放射的光線6〇%以 上，70%以上為較佳，80%以上特別較佳，9〇%以 上特別最佳。在該層序列包含迄今未提及之層時， 這也為真。 邊吸氣層，若存在，位在陰極中遠離基板的側 面上為較佳，例如在陰極與下述有苐二阻障層的一 承載層（carrier layer)或下述金屬薄祺之間。用psA 薄膜(PSA=壓敏黏著劑）或液體黏著劑可層壓該吸氣 層與該承载層或金屬薄膜。在面對承載層及面對陰 極的表面可塗上該吸氣層。根據本發明，它可用印 刷方法塗上，例如絲網印刷法、凹雕印刷法、柔版 印刷法、凹版印刷法、轉寫印刷法、數位印刷法， 例如喷墨印刷法、或熟諳此藝者所習知的其他印刷 方法，或噴塗法。 在至少一個L E C的情形下，該l E P係塗佈於陽 極層。根據本發明，這也用印刷方法塗上，例如絲 網印刷法、凹雕印刷法、柔版印刷法、凹版印刷法、 轉寫印刷法、數位印刷法、例如噴墨印刷法、或熟 諸此藝者所習知的其他印刷方法，或嘴塗法。· ' 然後，另一電極層(在至少一個LEC為陰極層 (簡稱陰極))塗佈於LEP。該陰極層含有銀、鋁、銅 及/或金，以及根據本發明，用對應塗料的印刷可塗 上，例如絲網印刷法、凹雕印刷法、柔版印刷法二 201218371 忘版i7刷法、轉寫印刷法、數位印刷法、例如喷墨 =法、或熟諸此藝者所習知的其他印刷方法，或 、、务此外適用於陽極層的材料也適用於陰極。 姓陰極層如果對應地寬廣也可用作其他電工技術 =、°構兀件（位於與LEC相同的基板表面上）的電 才亟° 人i、電、.口廷極所需之條狀導體(血屮c〇nduct〇r)的 a適材料為列於與陽極及陰極有關之段落的物質。 用同樣列於該等段落的塗佈方法可塗上該等材料。 ^為了確保該至少一個LEC的長期穩定性，該至 ^一個LEC在遠離基板的表面上設有第二阻障層。 °亥第一阻障層可覆蓋基板的整個表面或部份表面， 然而至少要覆蓋該至少一個LEC所在的區域。 該第二阻障層的組合物可對應至第一阻障層的 組合物。然後，塗佈該阻障層於材料及性質可對應 至基板的承載層。該第二阻障層至承載層的塗佈方 式可與第一阻障層至基板的一樣。 以阻障層位於承載層面對LEC之表面上的方式 塗佈有第二阻障層的承載層。 替換地，可以阻障層位於承載層遠離LEC之表 面上的方式塗佈有第二阻障層的承載層。 也可使用金屬薄膜，替代設有第二阻障層的承 載層。這在透濕率及透氧率方面有跟阻障層一樣戋 更佳的性質。因此，不再需要承載層。 17 201218371 該金屬薄膜實質由鋁、金、銀、銅'鉻組成以 及有10至200微米的厚度，50至100微米為較佳， 60至80微米特別較佳。替換地，以對應至阻障層 的方式，該金屬薄膜可塗佈於承載層，例如用層壓 法、黏著劑結合法或熟諳此藝者所習知的其他方 法。在另一替代具體實施例中，用PVD方法，例如 濺鍍法，塗上要歸屬於基板A)的金屬薄膜至承載 層。 有第二阻障層或金屬薄膜的承載層用黏著層 (例如，PSA層（PSA=壓敏黏著劑）連結（特別是，層 壓）至LEC及視需要壓其他區域為較佳。如果吸氣 層存在，可引進黏著層於塗上吸氣層的第二阻障層 與LEC之間。隨後，視需要該黏著層可用適當的紫 外線輻射交聯化。 形成黏著層的另一可能包括使用液體黏著劑， 而不是PSA薄膜。該液體黏著劑，例如，用分配系 統或印刷方法塗上，例如絲網印刷法、凹雕印刷法、 柔版印刷法、凹版印刷法、轉寫印刷法、數位印刷 法、例如喷墨印刷法、或熟諳此藝者所習知的其他 印刷方法，或喷塗法。然後，對應地定位有第二阻 障層的承載層於LEC上以及視需要於其他區域上， 予以層壓，然後用適當的紫外線輻射交聯化。 如果金屬薄膜用作阻障層，該黏著層也形成陰 極的絕緣層。 201218371 另外’該層狀結構有下列其他層及/或組件：視 需要的一個或更多個絕緣層、視需要的一個或更多 個保護層、視需要的一個或更多個裝飾層（decorative layer)、視需要的一個或更多個彩色濾光片（c〇1〇ur filter)、視需要的一個或更多個屏蔽，根據本發明， 這些都用印刷方法塗上。若使用彩色濾光片時，它 們會被塗佈成LEC的光線可穿過它們。 為了可放射出由LEP層產生的LEC光線，沿著 放射方向（亦即，至少一個LEC塗上基板的方向）塗 佈的層序列必須透明。“透明的，，或“透明，，在本發明 範疇内被理解為意指提及層或一序列之層在可見光 或紅外線波長範圍的主要部份内可透射LEC所放射 的光線有6G%以上’ 7〇%以上為較佳，以上特 ^較佳’ 9G%以上特別最佳。在該層序列包含迄今 未提及之層時，這也為真。 除了該至少一個LEC以外， 一個電工技術的結構元件。 該基板塗佈至少另 工技術的会士播畀从认 轉換器（亦即 機械力的系統 藝者所習知。 刷方法來得到

例如，電工 測器、電池、 電池）、光伏^ 19 201218371 US2009/066600A1號專利；與開關、感測器有關的 有：US2009/0108985A1 號專利，US2007/0031161A1 號專利；與電池有關的有：US2008/063931A1號專 利；與光伏電池有關的有：US2007/163638A1號專 利；與致動器、能量轉換器有關的有 W02009/074192A1 號專利。 相對於基板的表面法線(surface normal)，可以 一個在另一個上面地以及彼此在旁邊地配置該至少 一 LEC與該至少另一電工技術的結構元件。該表面 法線為垂直於平面的向量，至於平面理論上有可能 任意小。就實際的考量而言，本發明以邊長！毫米 的正方形為平面的最小單位。 若可能及必要，該至少另一個電工技術的結構 元件使用有LEC之結構的諸層與至該LEC的電源 供應器是有利的。特別是，對於陽極層、陰極層、 第一阻障層、有承載層之第二阻障層、或金屬薄膜、 以及黏著層，和電性條狀導體及裝飾層（若存在）， 這是真的。 該等電性條狀導體也可電氣連接該至少一個 LEC與該至少另一個電工技術的結構元件。例如， 該至少-個L E C可電氣連接至選自由下列各物組成 之群組的至少另一個電工技術的結構元件：天線、 開關、感測器、電池、光伏電池、致動器、能量轉 換器或该等結構元件中之兩個或更多且可相同或不

S 20 201218371 同的組合，也有可能電氣連接該等其他電氣結構元 件。 〆如果與LEC連接的電氣結構元件(視需要也電 氣連接在一起)不包括電池，則需要電壓較高的電源 供應器’亦即不位於層狀結構上的電源供應器。該 電源供應器例如可為：包含層狀結構之裝置的電 池，裝入裝置之產品（例如，汽車）的電池；國家電 網’在例如家電裝入層狀結構時。 不過’該構包含供電至LEC及視需要至層狀結 構之其他電氣結構元件的至少一個電池為較佳。除 了 LEC及電池以外，該層狀結構包含選自由下列各 物組成之群組的至少另一個電工技術的結構元件則 更佳··天線、開關、感測器、光伏電池、致動器、 能量轉換器或該等結構元件中之兩個或更多且可相 同或不同的組合。 該至少另一個電工技術的結構元件在一面或兩 面上也可設有阻障層，該（等）層有可能與形成LEC 的阻障層在同一層。對應至阻障層用於LEC的情 开>，在至少一個電工技術之結構元件的情形下，阻 障層也有可能視需要由金屬薄膜形成。 如上述，该層狀結構整體可包含基板、至少一 個LEC、至少另一個電工技術的結構元件，相對於 基板的表面法線有可能以一個在另—個上面地以及 彼此在旁邊地配置該至少一個L E c與該至少另一電 21 201218371 3:=:件—阻障層、陽極層、叫 需要的1阻障層’或金屬薄膜，黏著層及視 要的：+ g，例如，—個或更多個絕緣層、視需 ΐ更多個保護層、視需要的-個或更多個 要的二3 =或更多個彩色滤'光片、視需 3_微米蔽。該層狀結構有200微米至 微米至1 ^ ⑽微米至2_微米為較佳· 倣卡至1500微米特别較佳。 構可使用者及利於裝置的操作，該層狀結 係意指，二成形在本發明範，内 是背面上，今Π” 在基板的正面或者 杯少另—表面法線°在此不考慮基 心相i生產有關的正常不均勻度，其係落在^基 内。、心數值相差在不大於+/_2()微米左右的範圍 制^此’三維成形意指，在用於生產層狀結構的 ^中之至少-個任意步驟期間，相對於至少一個 空間軸線，已發生與基板有關的至少一個永久性成 成形意指不僅在實質平坦表面生產縮進 大起，例如，也產生該表面的彎曲、折疊或捲邊。 /二維成形層狀結構中設有電池、天線、開關、 感測器、光伏電池、致動器或能量轉換器的區域。 忒層狀結構在成形區域中的曲率半徑可小於1〇毫

S 22 201218371 米，小於5毫米為較佳，小於2毫米特別較佳，小 於1毫米特別最佳。 不過，在設有電池、天線、開關、感測器、光 伏電池、致動器或能量轉換器的區域中，該層狀結 構提供有上述曲率半徑的縮進或突起為較佳。 在本發明範疇内，曲率半徑是在基板的中平面 (midplane)測定。 在成形期間，要確保的是，不形成或只是稍微 形成該層狀結構中設有至少一個LEC的區域，因為 阻障層經不起上述的成形及其阻障性質會因此降 低。這導致LEC的壽命減少。不過，有可能形成有 1米及更大曲率半徑，2至10米較佳，3至5米特 別較佳的整個層狀結構及阻障層而不損壞阻障層， 這會導致LEC的壽命可察覺地縮短。 因此，例如，有可能形成LEC與電工技術的結 構元件(例如，開關或感測器，由上方俯視有圓形、 橢圓形或其他幾何形狀）的組合使得在中間向操作 者突出的開關被周邊呈平坦環狀橢圓形或有遵循突 起周邊之其他形狀的LEC包圍。 替換地，LEC在該組合的中間可平放，同時對 應電工技術的結構元件遵循LEC的周邊為突起物。 用以下方法可得到本發明層狀結構： (1)製備一基板，其表面或其中之一部份上設有至 少一個阻障層及至少一個陽極層； 23 201218371 (2) 視需要構造該至少一個陽極層及視需要的電性 條狀導體； (3) 塗佈該至少一個LEP層於該基板中設有至少一 個阻障層與至少一個陽極層兩者以及將會形成 該至少一個LEC於其中的一區域； (4) 塗佈至少一個陰極層以及視需要電性條狀導體 至少於該至少一個LEP層所在的區域中； (5) 塗佈一黏著層至少於該至少一個LEC所在的區 域中； (6) 塗佈至少一個金屬羯膜或一第二阻障層及一承 載層至少於該至少一個LEC所在的區域中，藉 此配置該至少一個LEC於兩個阻障層之間： (7) 塗佈該至少另一個電工技術的結構元件； (8) 視需要塗佈另一個電工技術的結構元件或多個 其他電工技術的結構元件； 另外塗佈下列各層：一個或更多個電性條狀導 體、視需要的一個或更多個絕緣層、視需要的一個 或更多個保護層、視需要的一個或更多個裝飾層、 視需要的一個或更多個彩色濾光片、視需要的一個 或更多個屏蔽，然後三維成形該層狀結構於至少一 個區域及/或整體，以及 該LEP層、該陰極層、該黏著層、視需要該第 二阻障層、該等電性條狀導體、可能存在的該絕緣 層，可能存在的該保護層及可能存在的該裝飾層，

S 24 201218371 以及視需要該陽極層全部用一印刷方法塗佈。 在該方法中 (a) 以指示順序執行該等步驟；或 (b) 在步驟(2)後的任何一點，執行步驟(7)及視需要 的步驟(8)。 在本發明的背景内，“構造至少一個導電層”被 理解為意指提及之層或層序列例如用化學方法、雷 射消溶法、衝壓法由基板移除，或例如藉由用印刷 法（例如，絲網印刷法）塗佈絕緣層來覆上至少一個 介電層’藉此只在操作LEC及/或不會干擾操作系統 操作其他電工技術的結構元件所需要的區域，留下 或空出作為至少一個LEC的電極(陽極）。視需要， 可以對應方式或其工作可根據該至少一個導電層來 構造該等電性條狀導體。 為了得到三維成形層狀結構，必須成形該層狀 結構。成形係由例如均勻高壓成形（isostatic high-pressure forming)實現，如 EP 0 371 425 A2 號 專利與W02009/043539 A2號專利所示。藉由熱壓成 形法的成形也有可能，如US5932167A號、 US6210623B1號專利及US6257866B1號專利所示。 可用塑料背向射出平坦（亦即未成形）與三維成 形層狀結構兩者，如EP0371425A2號專利及 W02009/043539A2 號專利所示。 本發明層狀結構可用來生產小、大顯示及控制 25 201218371 元件以及生產行動或靜止電子裝置或小/大家電的 殼體元件或生產沒有活動另件的鍵盤系統。 【實施方式】 以下用層序列的示範具體實施例更詳細地描述 本發明的層狀結構，其中係強調本發明的基本特徵 而不是限定本發明。 對於所有選定的實施例，相對於基板的表面法 線，係以一個在另一個上面地配置LEC及電工技術 的結構元件，以及由LEP視之，光線由LEP射出在 陽極所在的方向離開層狀結構。如果沒有金屬層以 及缺少吸氣層或吸氣層呈透明，則光線可在陽極方 向及陰極方向離開層狀結構，如果所有其他層也透 明的話，根據本發明，在陽極方向離開是必須的， 以及在陰極方向離開為一般的情形。 實施例 實施例1 : 屏蔽，開關，承載層，阻障層，吸氣層，黏著 層，陰極，LEP，陽極，阻障層，基板，彩色濾、光 片，裝飾薄膜。 實施例2 : 屏蔽，開關，絕緣層，金屬薄膜，吸氣層，黏

S 26 201218371 著層，陰極，LEP，陽極，阻障層，基板，彩色濾 光片’裝飾薄膜。 實施例3 : 承載層，阻障層，吸氣層，黏著層，陰極，LEp， 陽極，阻障層，基板，彩色濾光片，開關，裝飾薄 膜。 實施例4 : 金屬薄膜，吸氣層，黏著層，陰極，LEp，陽 極’阻障層’基板’彩色濾、光片，開關，裝飾薄膜。 實施例5 : _承載層，阻^層，黏著層，開關，絕緣層，吸 氣層，絕緣層，陰極，；LEP，陽極，阻障層，基板， 彩色濾、光片，裝飾薄膜。 實施例6 : 承載層，阻障層’吸氣層，黏著層，陰極，LEp， 陽極，阻障層，基板，彩色濾光片，黏著層，開關， 承载層，裝飾薄膜。 實施例7 : 金屬薄膜，吸氣層，黏著層，陰極，LEP，陽 27 201218371 極，阻障層，基板，彩色濾光片，黏著層，開關， 承載層，裝飾薄膜。 以下用附圖（圖1)更詳細地解釋本發明；在此也 強調本發明的基本特徵而不是限定本發明。 圖1圖示包含基板1、電接觸插塞2、電氣連線 3、天線4、感測器5、開關6、LEC 7及電池8的層 狀結構。由圖可見，該層狀結構的三維成形使得相 對於所有其他組件2至6，LEC係配置於下層。在 此情形下，只在層狀結構的主要層級與LEC 7的下 層之間的過渡區配置數條電氣連線3。不過，原則 上，也有可能在層狀結構之下層與其他層級之間的 三維成形過渡區中配置其他的組件。 【圖式簡單說明】 圖1圖示包含基板1、電接觸插塞2、電氣連線3、 天線4、感測器5、開關6、LEC 7及電池8的層狀 結構。 【主要元件符號說明】 5.. .感測器 6.. .開關 7 …LEC 8.. .電池 1.. .層狀結構 2.. .電接觸插塞 3.. .電氣連線 4.. .天線

S 28

Claims (1)

1. 201218371 七 申凊專利範圍： L 一種層狀結構，其係包含： A) —基板(1)， B) 至少一個LEC(7)(發光電化學電池）以及 C) 至少另一個電工技術的結構元件其選自由 下列元件組成之群組：天線(4)、開關、感 測器（5)、電池(8)、光伏電池、致動器、能 量轉換器或該等結構元件中之兩個或更多 且可相同或不同的組合， 其中係用一印刷方法塗佈該至少一個LEC(7)及 °亥至少另一個電工技術的結構元件(4，5，8)於 該基板（1)，以及該層狀結構有至少一個三維成 形區域(9)及/或整體為三維成形。 2. 如申請專利範圍第1項之層狀結構，其中該至 少另一個電化學結構元件為電池(8)。 3. 如申請專利範圍第i項或第2項之層狀結構， 其中該層狀結構包含選自由下列各物組成之群 組的至少另一個電工技術的結構元件：天線 (=)、開關、感測器（5)、光伏電池、致動器、能 里轉換益或該等結構元件中之兩個或更多個且 可相同或不同的組合。 4. 如申^專利範圍帛1項之層狀結構，其中基板 ⑴係實質或全部由選自由下列各物組成之群 組的一聚合物組成：聚碳酸酉旨(PC)、聚醋、聚 29 乙烯對苯二曱酸酯(PET)為較佳、聚萘二曱酸 (PEN)、聚曱基丙烯酸酯(PMMA)、聚醯胺、聚 醯亞胺、芳香族聚酯、有機熱塑纖維酯以及該 等聚合物的聚氟代烴或混合物，選自聚碳酸 酯、聚乙烯對苯二曱酸酯、聚萘二曱酸及聚醯 亞胺為較佳，選自聚碳酸酯、聚乙烯對苯二甲 酸酯及聚萘二曱酸聚碳酸酯特別較佳。 如申請專利範圍第1項之層狀結構，其中該至 少一個LEC(7)在面對該基板（1)的一面上設有 一阻障層及一陽極層。 如申請專利範圍第1項之層狀結構，其中該至 少一個LEC(7)在遠離該基板(1)的表面上設有 一陰極層以及一金屬络膜或一第二阻障層與一 承載層，用一黏著層塗佈該金屬箔膜與有該承 載層的該阻障層為較佳。 如申請專利範圍第1項之層狀結構，其中該層 狀結構有下列其他層及/或組件：一個或更多個 電性條狀導體，視需要的一個或更多個絕緣 層，視需要的一個或更多個保護層，視需要的 一個或更多個裝飾層，視需要的一個或更多個 彩色濾光片，視需要的一個或更多個屏蔽。 如申請專利範圍第1項之層狀結構，其中該層 狀結構在至少一個區域為三維成形，該至少一 個區域設有一電池(8)、一天線(4)、一開關、一 201218371 感測器（5)、一光伏電池、一致動器或一能量轉 換器。 9. 如申請專利範圍第8項之層狀結構，其中該層 狀結構在該成形區域的曲率半徑小於10毫 米，小於5毫米為較佳，小於2毫米特別較佳， 小於1毫米特別最佳。 10. —種用於生產如申請專利範圍第1項之層狀結 構的方法，其特徵在於下列步驟： (1) 製備一基板（1)，其表面或其中之一部份上 設有至少一阻障層及至少一陽極層； (2) 視需要構造該至少一陽極層及視需要的電 性條狀導體； (3) 塗佈該至少一個LEP層至該基板（1)中設 有至少一個阻障層及至少一個陽極層兩者 的一區域； (4) 塗佈至少一個陰極層以及視需要電性條狀 導體至少於該至少一個LEP層所在的區域 中； (5) 塗佈一黏著層至少於該至少一個LEC所在 的區域中； (6) 塗佈至少一個金屬羯膜或一第二阻障層及 一承載層至少於該至少一個LEC所在的區 域中，藉此配置該至少一個LEC於兩個阻 障層之間； 31 201218371 (7) 塗佈該至少另一個電工技術的結構元件 (4 ， 5 ， 8); (8) 視需要塗佈另一個電工技術的結構元件或 多個其他電工技術的結構元件(4，5，8); 另外塗佈下列各層：一個或更多個電性條 狀導體、視需要的一個或更多個絕緣層、視需 要的一個或更多個保護層、視需要的一個或更 多個裝飾層、視需要的一個或更多個彩色濾光 片， 然後三維成形該層狀結構於至少一個區域 及/或整體，以及 該LEP層、該陰極層、該黏著層、視需要 該第二阻障層、該等電性條狀導體、可能存在 的該絕緣層，可能存在的該保護層及可能存在 的該裝飾層，以及視需要該陽極層全部用一印 刷方法塗佈。 11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中： (a) 以指示順序執行該等步驟；或 (b) 在步驟(2)後的任何一點，執行步驟(7)及視 需要的步驟(8)。 12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中成形係藉 由均勻高壓成形或熱壓成形法達成。 13. 如申請專利範圍第10項之方法，其中係背向射 出成該三維成形層狀結構。 32 201218371 14. 一種根據申請專利範圍第1項之層狀結構或根 據申請專利範圍第10項製成之層狀結構的用 途，其係用於生產小、大顯示及控制元件以及 用於生產行動或靜止電子裝置或小/大家電的 殼體元件或用於生產無活動組件的鍵盤系統。 33