JP2002502538A - エレクトロルミネッセンス・フィラメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気的に活性化される光発光の円柱又は他形状の混成フィラメント。コア導体（４０１）は、外部電極（４０３）及びエレクトロルミネッセンス蛍光物質（４０４）によって囲まれた第１のオプションの絶縁層（４０２）によって選択的に囲まれている。部品全体は第２の絶縁層（４０６）でコーティングされてもよい。コア導体（４０１）と外部電極（４０３）とが適当な電源に接続され通電されたとき蛍光物質によって光が生成される。フィラメントは種々の１次、２次及び３次元光発光物を形成するために使用されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】 エレクトロルミネッセンス・フィラメント 本出願は、参照のために組み込まれた１９９５年１２月２２日に提出された係 属中の米国出願No.08/578,887の一部継続出願である。 背景 本発明はエレクトロルミネッセンス・フィラメント（ＥＬフィラメント）に関 し、詳しくは、本発明はその一部が個別に発光するＥＬフィラメントに関する。 ＥＬフィラメントは一般的に公知であるが、テスト段階を経て製造された少数 のもの及び従来のフィラメントは、低信頼性及び低光強度を含む一連の問題をも つ。加えて、従来のＥＬフィラメントは、フィラメント状の形成において原材料 を使用する編成、製織、編組等の織物製造技術を用いて１次、２次及び３次元の 光発光物を形成する場合、十分な柔軟性に欠ける。 従来、ＥＬフィラメントは、発光材料でコーティングされた中央固形コア導体 と、コアの周囲に巻回された単一の導線又は発光層上にコーティングされた透明 導電性フィルムからなる外部電極とを含む。従来のフィラメントは単一の外部電 極又は透明コート電極のみを含んでいるため、従来のフィラメントの個々の部分 を通電することは不可能である。このことは、フィラメントの異なる部分を異な る時間に通電するような用途、例えば動画の視覚効果を必要とするような用途に おいて不利益となる。一つの外部電極のみを含む従来のフィラメントは、外部電 極のフィラメントに沿うある部分が破損した場合、全体のフィラメントの発光が 停止するという付加的な不利益がある。このことは、従来のフィラメントが破損 し易いということを示す。 従って、通電されたときに高光強度で発光することができ、かつ織物製造技術 を用いて物品が形成されるか又は、物品に組み込まれるような信頼性及び柔軟性 のあるＥＬが必要とされる。又、その一部のみが何時でも通電されるようなＥＬ フィラメントも必要とされる。更に、フィラメントの一部のみが破損したときに 完全に動作しないことのないＥＬフィラメントが必要とされる。 概要 本発明は、コア導体、コア導体を囲う発光層、発光層に組み込まれるか又は発 光層を囲う編組外部電極を含むＥＬフィラメントを提供することによって上記要 望を解決する。一実施の形態では、コア導体は多重より線導体である。好ましい 実施の形態では、コア導体は多重より線導体であり、編組外部電極は発光層の表 面の約５０％を覆い、発光層はエンキャプシュレートされた(encapsulated)活性 化硫化亜鉛の蛍光物質を含む。 本発明の別の実施の形態では、編組外部電極は複数の個別アドレス可能な電極 を含む。個々の電極が互いに絶縁されている場合、それらを個々に通電すること により、ＥＬフィラメントの一部のみが発光する。上記のことを達成する本発明 の一実施の形態は、コア導体、コア導体を少なくとも部分的に囲う発光層、コア 導体の周りに配置された２つ以上の個別アドレス可能な電極を含む。本発明のこ の実施の形態では、個別アドレス可能な電極は互いに絶縁され、付加的に、個別 アドレス可能な電極は共に埋め込まれて外部電極を形成するか、発光層に埋め込 まれるか又は発光層を囲うようにして配置されてもよい。 前述の実施の形態において個々の電極へのアドレスを容易にするため、ＥＬフ ィラメントは個々の電極を外部電源に接続するためのカプラーを含んでもよい。 カプラーは、近接した間隔で、易損性のある個々の電極を、より簡単なアクセス を可能にし、太くより強固な電線に接続して、その電線は電源回路に取り付けら れる。カプラーは個別アドレス可能な電極を２つ以上の電源入力に接続してもよ い。概して、カプラーは、より易損性のある個別アドレス可能な電極に接続され る強固で耐久性のあるコンタクトを含む。これらのコンタクトは外部電源に接続 して、電力を個別アドレス可能な電極に供給するためのものである。 図面の簡単な説明 本発明は添付された図面を参照することによりより理解される。 図１は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 断面図である。 図２は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 断面図である。 図３は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 長手方向の正面図である。 図４は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 長手方向の正面図である。 図５は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 長手方向の正面図である。 図６は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 断面図である。 図７は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 断面図である。 図８は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 断面図である。 図９は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態の 断面図である。 図１０は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態 の断面図である。 図１１は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態 の斜視図である。 図１２は、図１１のエレクトロルミネッセンス・フィラメントを駆動するため に使用される一連の波形図である。 図１３は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントに接続された本 発明のカプラーの一実施の形態の斜視図である。 図１４Ａは、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントに接続された 本発明のカプラーの一実施の形態の断面図である。 図１４Ｂは、図１４Ａのカプラーの平面図である。 図１５は、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントに接続された本 発明のカプラーの一実施の形態の斜視図である。 詳細な説明 ＥＬフィラメントを多重より線コア導体及び編組の外部電極を用いて製造した 場合、フィラメントは織物製造技術に使用される場合に十分な柔軟性を有すると ともに、商業的に使用することができるような光発光強度及び信頼性を有するこ とが確認された。この柔軟性、信頼性及び輝度の組み合わせによって、本発明の ＥＬフィラメントをロゴ照明、夜間の衣類に使用される照明生地、安全衣類、色 変化服地、安全用対象物輪郭表示、刺繍照明、ニードルチップ照明を含む種々の 応用に使用することができる。加えて、本発明のＥＬフィラメントは綿繊維のよ うな非導電性コアに編組されてもよい。これにより、ベルト等に製織することが 可能又は、例えばバスケットボール、テニス等に使用され得るようなネット照明 を行うために使用することが可能なより太い強力な光発光ファイバーが生み出さ れる。 概して、本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントは、コア導体、コ ア導体を囲う発光層、コア導体を囲い、かつコア導体から絶縁された外部電極と を含む。ここで、「囲う」は、素子Ａが素子Ｂの表面の少なくとも一部を囲う場 合、素子Ａは素子Ｂを囲うことを意味する。ここでは、素子Ａは素子Ｂを囲うた めに素子Ｂと接触している必要はない。更に、素子Ａは素子Ｂを囲うために素子 Ｂの全表面を覆っている必要はない。例えば、ここでは、らせん形状のワイヤは コアに接触しているのではなくコアを「囲う」ようにして巻回されている。 エレクトロルミネッセンス・フィラメントは、コア導体を囲う第１の絶縁層と 発光層を囲う第２の絶縁層とを選択的に含む。本発明の一実施の形態では、外部 電極は発光層を囲ってもよい。別の実施の形態では、外部電極は発光層に埋め込 まれてもよい。フィラメントが第２の絶縁層を含んでいる場合、外部電極はこの 絶縁層に埋め込まれてもよい。柔軟性を維持しつつ強度を提供するためには、コ アは多重より線で形成され、外部電極は製織されている。以下に詳細に説明する ように、付加的な製織層が強度、断面抵抗等を改善するため加えられる。 概して、エレクトロルミネッセンス・フィラメントは、コア導体及び外部電極 に接続された交流又はパルスＤＣ電流源に応答して光を発生する。コア導体及び 外部電極は必要に応じて光を発生するために電圧源に接続することができる。単 一のフィラメントに１つ以上の電圧源を使用することが可能である。これは、１ つ以上の外部電極がフィラメント（以下参照）に存在する場合、又は多重より線 コア導体が使用される場合に対応され得る。 本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントは、そのエレクトロルミネ ッセンス・フィラメントが適切な電力源に接続され、かつ通電されたときに発光 する状態を作り出すために使用される。本発明のフィラメントは、フィラメント 状の形成において原材料を使用する織物製造技術を用いて編成、製織、編組等さ れるに十分な柔軟性を有する。これらの技術を使用して、本発明のフィラメント は１次、２次及び３次元の全ての種類の光発光物を作成するのに使用され得る。 そのような発光物の例としては、衣類、作業道具、型部品及び情報表示が含まれ る。衣類において、例えば、エレクトロルミネッセンスより糸が刺繍ロゴ、デザ インあるいは他のアクセントに使用可能である。 図１は本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメントの一実施の形態を示 す。フィラメント１００は、コア導体１０１、第１の絶縁層１０２、発光層１０ ４、外部電極１０５及び第２の絶縁層１０６を含む。 コア導体 コア導体１０１は、導体あるいは半導体であり、単一あるいは多重フィラメン ト状金属あるいは炭素質材料、他の電気的導電性又は半導電性材料もしくはそれ らの組み合わせであってもよい。コア導体１０１は、固形体又は多孔性のもので あってもよい。コア導体１０１の断面形状は円形、平坦、又は他の許容可能な幾 何学形状であってもよい。コア導体１０１は、導電性フィラメントの多重より線 構成であることが好ましくい。その理由は、細いフィラメントの束は固形体フィ ラメントよりもより柔軟性があるからである。多重より線構成により、フィラメ ントに強度及び柔軟性が加えられる。 従って、フィラメントの好ましい実施の形態では、コア導体は多重より線コア 導体である。これらの多重より線コア導体は平行、コイル状、ねじれ状、編組状 あるいは他の許容可能な形状又は配置であってもよい。より線の数、個々の直径 、構成物、パッキング方法及び／又はねじれ数は任意に組み合わせられる。 特に好ましいコア導体材料は、１９本のより線束のステンレススチール導体フ ィラメントである。各より線（フィラメント）は約５０ゲージ（おおよそ０．０ ０１インチ（０．０２５ミリメートル）の直径に等しい）である。各より線束は 、約０．００２インチ（０．０５１ミリメートル）の厚さのフルオリネイテッド ・エチレン・プロピレン（ＦＥＰ）絶縁層を有し、全体のワイヤ導体の外径（絶 縁層を含む）は、約０．０１２インチ（０．３０５ミリメートル）である。その ようなコア導体は、バイアード・インダストリーズ(Baird Industries)(ホホカ ス(hohokus)、ニュージャージー州)から入手可能である。 第１の絶縁層 図１は、コア導体の一つのフィラメント又は複数のフィラメントが絶縁材料の 第１の絶縁層によって囲まれている本発明の実施の形態を示す。第１の絶縁層１ ０２は発明を実施するにあたり必要とされないが、設けられている方が好ましい 。第１の絶縁層１０２はコア導体と外部電極との間の短絡の可能性を低くして、 信頼性を高めるための役割をもつ。 図１に示す実施の形態では、第１の絶縁層１０２はコア導体を囲っている。多 重より線コア導体のケースでは、各より線はオプショナルな第１の絶縁層によっ て個別に囲まれてもよい。付加的な絶縁層が個々に囲まれたより線の全体の束を 囲うようにしてもよい。 発光層 図１は、一つの絶縁層又は複数の層を囲う発光層１０４を含む本発明の一実施 の形態を示す。発光層１０４は好ましくは「蛍光物質(phosphor)」を含む。蛍光 物質は電界に配置されたとき、光を発する何らかの材質を意味するように展開さ れる用語である。その光は種々の波長を有する。発光層１０４は、コア導体の絶 縁層の外表面上に連続的又は断続的にコーティングされたものとして設けられて もよい。発光層１０４が断続的コーティングとして配置された場合、しま模様又 は環状の光生成製品となる。個々に絶縁された複数のより線が存在する場合、発 光層は各より線上にコーティングされるか、あるいは絶縁されたより線間に配置 されてもよい。 代わりに、蛍光物質は第１の絶縁層に直接混合され、押し出し加工又は他のプ ロセスによって設けられてもよい。この実施の形態では、第１の絶縁層及び発光 層は同じ層である。 特に、蛍光物質は銅及び／又はマンガン活性化硫化亜鉛粒子からなる。好まし い実施の形態では、各蛍光物質の粒子は有用寿命を改善するためにエンキャプシ ュレートされている。蛍光物質は、蛍光物質のパウダー／樹脂の混合物の形態又 は純粋の形態であってもよい。適切な樹脂は、ミシガン州のＴＥＬシステムズ・ オブ・トロイ(TEL Systcms of Troy)によるアクリロサン(Acrylosan:商標)又は アクリロセル(Acrylocel:商標)として供給されるシアンエチル・スターチ又はシ アンエチル・セルロースを含む。高絶縁耐力処理された他の樹脂が混合マトリク ス材料に使用されてもよい。 発光層１０４に使用するのに特に好適な材料は、オスラム・シルバニア・イン コーポレイテッド(Osram Sylvania Inc.)(トワンダ(Towanda)、ペンシルバニア) からＥＬ−７０として入手可能なＥＬ蛍光物質として知られている蛍光物質がベ ースのパウダーである。混合物の好ましい組成は、混合物の全重量に対して２０ ％の樹脂/８０％の蛍光物質である。しかしながら、他の重量割合も使用されて もよい。 他の蛍光物質として異なる放射周波数を発するものを利用可能であり、蛍光物 質を組み合わせて使用してもよい。 発光層１０４は、熱可塑処理又は熱硬化処理、静電堆積、流動パウダー層、溶 剤流し込み、プリンティング、スプレーオン塗布又は他の許容可能な方法等の多 くの方法によって配置されてもよい。 発光層１０４を第１の絶縁層又は他の適切な層に付着させる方法は、当該材料 として用いるのに好適であれば、第１の絶縁層１０２又は他の適切な層を熱ある いは溶剤もしくは他の方法を用いて柔軟にして、その第１の絶縁層１０２又は他 の適切な層に蛍光物質材料を埋め込むことである。 外部電極 図１は、外部電極１０５が発光層１０４を囲う本発明の一実施の形態を示す。 本発明の別の実施の形態では、外部電極１０５は発光層１０４よりも前又は同時 に設けられる。外部電極１０５は電気的導体又は半導体材料を含み、好ましくは 編組フィラメント構造を有する。ここで、「編組フィラメント構造」は、複数の 個々の電極が互いに編組されていることを意味する。編組外部電極を構成する個 々の電極は、コーティング又は非コーティングされてもよい。編組外部電極を含 むＥＬフィラメントの利点としては、編組外部電極を構成する個々の電極のいく つかが損傷しても、フィラメントは発光を継続するという点にある。編組電極に おける全ての電極が損傷した場合のみ、フィラメントは発光を停止する。従って 、本発明のフィラメントは外部電極において冗長性が組み込まれており、その特 徴によって、本発明のフィラメントは一つの外部電極のみを含む従来のフィラメ ン トよりも耐久性に優れる。適切な外部電極材料の例としては、金属、カーボン、 金属コートファイバー、固有に導電性を有するポリマー、本質的に導電性を有す るポリマー、インジウムすず酸化物を含有するコンパウンド及び半導体が含まれ る。他の外部電極構成には、穿孔を有する巻き付き金属箔(穿孔形状は円形、ス ロット等であってもよい。)、電気的に導電性を有する編成編み組又は非編み組 布地もしくは生地、電気的に導電性を有するウィスカ(whiskers)又は金属糸が重 ねられているような非編み組マット材料、他の電気的に導電性を有する材料、又 はそれらの材料の組み合わせからなるものが含まれる。外部電極は好ましくは不 透明な材料からなる。この場合、発光層において生成されたエレクトロルミネッ センスが外部電極を介して発光可能となるように、外部電極は、非連続（例えば 、編組構成、多孔性、その他）であることが好ましい。 第２の絶縁層 図１は外部電極１０５がその中に埋め込まれている第２の絶縁層を含む本発明 の一実施の形態を示す。別の実施の形態では、絶縁層１０６は光学的に透明で、 アモルファス又は結晶質有機又は無機材料からなることが好ましい。第２の絶縁 層１０６は液体又は他の形態で塗布されて、引き続き硬化又は他のプロセスによ って永久的、半永久的又は一時的な保護層となる。特に好ましい材料には、エポ キシ、シリコン、ウレタン、ポリアミド及びそれらの混合物が含まれる。他の材 料が所望の効果を得るために使用されてもよい。透明で電気的な絶縁性を有する 材料が他の層にも使用されてもよい。 第２の絶縁層１０６は必要とされないが、信頼性を向上するためには好ましい 。第２の絶縁層１０６は、フィラメント及びフィラメントから製造された結果物 の「感触」(即ち、表面の肌合い)も向上する。 シン−エツ・シリコン・オブ・アメリカ(Shin-Etsu Silicones of America)( トランス(Torrance)、カリフォルニア)から入手可能な部品番号ＯＦ１１３−Ａ ＆Ｂのようなシリコンコーティング樹脂を第２の絶縁層１０６として用いてもよ い。 シン−エツ・シリコン・オブ・アメリカから入手可能なシリコン樹脂ＫＥ１８７ １も第２の絶縁層１０６として用いてもよい。 図２は中間層２０３によって囲まれた第１の絶縁層２０２によって囲まれたコ ア導体２０１を含む本発明の一実施の形態を示す。中間層２０３は、その中に埋 め込まれた外部電極２０５を有する第２の絶縁層２０６によって囲まれた発光層 ２０４によって囲まれている。 この実施の形態では、発光層２０４は一つ以上の接着増強中間層２０３を用い て第１の絶縁層２０２の最外側表面に設けられている。中間層２０３は概して層 間の接着性を増強するために使用されるか、あるいは、絶縁界耐力又は長さ方向 のひずみ性能を改善するというような他の所望の効果のために使用されてもよい 。第１の絶縁層の表面に対する接着性を増強するために、機械的接着、化学的エ ッチング、物理的圧印加工、レーザー又は火炎処理、プラズマ又は化学処理ある いは表面の性質を改善するための他のプロセスのような表面の性質を改質するプ ロセスが用いられてもよい。 図３は、発光層３０４によって囲まれた第１の絶縁層３０２によって囲まれた コア導体３０１を含む本発明の一実施の形態を示す。発光層３０４は、その中に 外部電極３０５が埋め込まれた第２の絶縁層３０６によって囲まれている。埋め 込み外部電極はダイアゴナル(diagonal)パターンを形成する３つ以上の個々の電 極を含む。個々の電極は相互関連していてもよい。埋め込み構造は線格子の形状 をとってもよい。編組は、下部及び上部幾何学配置を有する反巻線状電極を含ん でもよい。図１０は反巻線状の編組１０５の上部及び下部幾何学配置のより詳細 な構成を示す。編組構成によってフィラメントに対する強度及び柔軟性が加わる 。 編組外部電極は、同じ又は異なる規格を有するいくつかの異なる個々の電極か ら形成されてもよい。個々の電極は同じ又は異なる寸法、形状及び構成物を有す ることができる。示されている実施の形態では、個々の電極はエレクトロルミネ ッセンス・コアが埋め込まれている。編組はエレクトロルミネッセンス・コアの ５０％を覆っていることが好ましいが、それより大きいか、または小さい範囲で 応用されてもよい。 図４は、中間層４０３によって囲まれた第１の絶縁層４０２によって囲まれた コア導体４０１を含む本発明の一実施の形態を示す。中間層４０３は、その中に 埋め込まれた電極４０５を有する第２の絶縁層４０６によって囲まれた発光層４ ０４によって囲まれている。中間層４０３は好ましくは接着性増強中間層である が、フィラメントの動作を改善する他の目的のための役割を有してもよい。 図５は、中間層５０４によって囲まれた第１の絶縁層５０２によって囲まれた コア導体５０１を含む本発明の一実施の形態を示す。発光層５０４は電極５０５ によって囲まれた第２の絶縁層５０６によって囲まれている。外側電極５０５は 付加的な保護層５０６ａによって囲まれている。付加的な保護層５０６ａは概し て、ここに開示された何らかの材料からなっていてもよい。 図６は、第１の絶縁層６０２を囲い、かつ発光層６０４に埋め込まれた誘電編 組６０７を含む本発明の一実施の形態を示す。誘電編組６０７を形成するために 、誘電ファイバーが第１の絶縁層６０２上に編組され、螺旋重ねされ、あるいは 両方の幾何学的配置の組み合わせを用いて設けられてもよい。その結果、誘電編 組６０７はコア導体６０１を囲う。誘電編組６０７はコア導体６０１又はコア導 体６０１を囲う第２の絶縁層６０２をも囲っている。 概して、誘電編組は、以下に記載された誘電ファイバーを用いて本発明のどの 層においても使用されてもよい。 ここで、誘電編組を形成する誘電ファイバーは、ガラス、ケブラー(Kevlar:商 標)、ポリエステル、アクリル、あるいは誘電ファイバーとして使用されるに好 適な他の有機又は無機材料からなっていてもよい。ここで、発光層は、この誘電 編組の上に設けられる。誘電ファイバー層はコーティング厚さ制御としての機能 を有し、かつ、発光層のコア導体への接着を促進する。 この接着性の改善は特に、第１の絶縁層がフルオロポリマー(fluoropolymer) コーティングのような低摩擦及び／又は低接着性コーティングである場合に有用 である。加えて、誘電ファイバー層は「断面」への改善された抵抗を提供すると と もに、改善された軸強度を提供する。その理由は誘電ファイバー層が耐力部材と して機能するからである。ここで、外部電極は、誘電ファイバー層を含有する蛍 光物質に直接設けられる。ここで、第２の絶縁層は外部電極に設けられる。 図７は、中間層７０３によって囲まれた第１の絶縁層７０２によって囲まれた コア導体７０１を含む本発明の一実施の形態を示す。中間層７０３は図６の誘電 編組６０７と同じような誘電編組７０７によって囲まれている。発光層７０４は 、図６の発光層６０４と誘電編組６０７との間の関係と同じように、誘電編組７ ０７を覆うようにしてコーティングされている。第２の絶縁層７０６は発光層７ ０４を囲い、かつその中に埋め込められた外部電極７０５を有する。 図８は、図６の誘電編組６０７と同様に、誘電編組８０７によって囲まれた第 １の絶縁層８０２によって囲まれたコア導体８０１を含む本発明の一実施の形態 を示す。発光層８０４は、図６の発光層６０４と誘電編組６０７との間の関係と 同じように、誘電編組８０７を覆うようにしてコーティングされている。第２の 絶縁層８０６は発光層８０４を囲い、かつその中に両方が埋め込められた外部電 極８０５及び第２の誘電編組８０８を有する。第２の誘電編組８０８は、既に説 明した誘電編組と同じ材料からなる。 図９は、例えば、第１の絶縁層９０２上に直接設けられた編組ワイヤ電極であ る外部電極９０５を含む本発明の一実施の形態を示す。別の実施の形態では、外 部電極９０５は何らかの方法で絶縁されているのであれば、コア導体９０１上に 直接設けられてもよい。示されている実施の形態では、その全体の構成は発光層 ９０４の材料によってコーティングされている。こうして、外部電極９０５は発 光層９０４に埋め込まれている。このようにして設けられた外部電極９０５は、 誘電材料と結合されてもよい。例えば、外部電極９０５が編組ワイヤ電極である 場合、その外部電極９０５は、誘電編組９０７とオプショナルな第１の絶縁層９ ０２かコア導体９０１のいずれかの上に直接的に相互編組されるように結合され る。例えば接着性増強中間層である中間層９０３は必要に応じて設けられてもよ い。 付加的な層又は充填材が加えられるか、上記した層が改良されてもよい。例え ば、層に透明色の材料及び／又は半透明材料を使用することによって、発光スペ クトルが変化して、異なる色が生成される。不透明な材料を例えばストライプの ある製品を生成するために層に使用してもよい。リン光体（即ち、「暗がりで輝 く」）及び反射材料を用いてもよい。反射材料は微粒子又はシート材料であって もよい。 他の付加的なものとしては、色出力を補正することと、特殊は発光に対するフ ィルタリングが用いられてもよい。例えば、レーザーダイ(laser dye)が蛍光物 質の構成物に加えられるか、蛍光物質の構成物の表面上にコーティングされるか 、あるいは蛍光物質のコーティングの表面にコーティングされてもよい。この材 料によってスペクトル発光が変化する。 エレクトロルミネッセンス・フィラメントとして有用であるとして当業者が認 めるような、ここには記載されない層が加えられてもよい。 個別アドレス可能な電極 図１１は編組外部電極１０１０、発光層１０２０及びコア導体１０３０を含む 本発明のエレクトロルミネッセンス・フィラメント１０００を示す。図は複数( 図１１においては６本)の個別アドレス可能な電極１０４０〜１０４５を含む編 組外部電極１０１０を示す。この実施の形態では、個別アドレス可能な電極は互 いに絶縁されている。この絶縁は例えば、個々に絶縁された電極１０４０〜１０ ４５を用いて外部電極１０１０を編組することによってなされる。この実施の形 態では、オプションとして上記したような絶縁層、中間層、誘電編組及びその他 の層が含まれてもよい。 動作時において、この実施の形態の個別アドレス可能な電極は個々に「通電」 されてもよい。ここで、「通電」は個々の電極とコア導体との間にＡＣ（又はパ ルスＤＣ）差電圧が印加されることを意味する。通電された個別アドレス可能な 電極が他の電極と絶縁されている場合、電界は通電された電極とコア導体との間 の空間にのみ生成される。従って、通電された電極とコア導体との間にある発光 層内の蛍光物質は電界発光する。このようにして、ＥＬフィラメントの一部のみ を発光させることが可能となる。 図１２は、図１１のＥＬフィラメントにおいてチェイシング(chasing)光パタ ーンを生成するために使用される１セットの電圧波形の例を示す。図１２におい て、波形１０５０はコア導体と電極１０４０との間に印加される電圧に対応し、 波形１０５１はコア導体と電極１０４１との間に印加される電圧に対応する。そ の他同様。各電極の一連の通電を個々に制御することによって、光パターン及び 効果に帰属するいくらかの時間が生み出される。本発明の一実施の形態において 、個々の電極はマイクロプロセッサを用いて制御される順序に従って通電される 。多重エレクトロルミネッセンス・ランプを制御するためのマイクロプロセッサ の使用については、参照として組み込まれた１９９６年８月１６日に出願された 米国出願第０８／６９８，９７３号において以前に示されている。図１２に示さ れたようなものと同じような波形を用いて個別アドレス可能な電極を連続的に通 電することにより、らせん状のチェイシング・パターンが観察された。個々の電 極の順番を制御することにより、理髪店のポール効果のような多くの異なる光パ ターンを生み出すことが可能となる。加えて、カラー層を個々の電極の位置に選 択的に設けることにより、異なる電極が通電されたときにＥＬフィラメントに異 なる色を発光させることが可能となる。 図１３は、個別アドレス可能な電極を電源に容易に結合させるためのカプラー １０６０の一実施の形態を示す。この実施の形態において、カプラー１０６０は 、ＥＬフィラメント１０９０を収容する開口１０８０を有するセパレータあるい はマニフォールド１０７０を含む。個別アドレス可能な電極１１００〜１１０３ (この例では４つの電極)は、コンタクトパッド１１２０〜１１２３を介して電線 １１１０〜１１１３に電気的に接続されている。コア導体１１３０は電源に接続 するために露出されている。電線１１１０〜１１１３は個別アドレス可能な電極 １１００〜１１０３よりも強固で耐久性があり、かつ電源回路及びマイクロプロ セ ッサ制御回路に接続されている。個別アドレス可能な電極は従来の方法、例えば 半田付けによりコンタクトパッドと接続されてもよい。 図１４Ａ及び１４Ｂは図１３に示されるものと同じようなコネクタの断面図及 び平面図を示す。 図１５は、本発明の別の実施の形態のカプラーを示す。この実施の形態では、 カプラー１２００はセパレータ１２２０に搭載された１セットの導電ピン１２１ ０を含む。ピン１２１０の一端は個別アドレス可能な電極及びコア導体に接続さ れている。電極及び導体は従来の方法、半田付けを使用してピンに取り付けられ てもよい。動作時において、電極に接続されていないピンの端部１２３０は電源 に接続される。概して、カプラーは易損性のある個別アドレス可能な電極を外部 電極に接続するための手段を含む。この手段は個々の電極に接続される耐久性の ある、強固なコンタクトを含むことが好ましい。加えて、カプラーは、簡単にア クセス及び取り扱いできるように個別アドレス可能な電極を空間的に分離するよ うな構成であってもよい。 ＥＬフィラメントが個別アドレス可能な電極を含んでいる場合、コア電極を完 全に取り除くことが可能である。この実施の形態では、外部電極において差電圧 が異なる個別アドレス可能な電極間印加される。この差電圧は発光層に発光させ るような電界を生成する。この実施の形態では、導電コアは完全に無くてもよく 、代わりにフィラメントの強度を増加させるために非導電性コアに置き換えられ てもよい。本発明のこの実施の形態では、外部電極は発光層に埋め込まれている ことが好ましい。 本発明のＥＬフィラメントの実施例 ５０ゲージのワイヤを１９本のより糸束としたコア導体が選択される。その全 体の束は第１の絶縁層を形成する２ミルの厚さのフルオロポリマー絶縁コーティ ングを有する。第１の絶縁層は、蛍光物質と樹脂の８０／２０重量％の混合によ る微粒子混合物を用いてコーティングされる。 微粒子混合物は、アセトンとジメチルアセトアミドとの５０／５０混合物を用 いて蛍光物質パウダーと樹脂を適当な割合で混合することにより溶液／懸濁液と して準備される。溶液／懸濁液の粘度は溶媒／固体比を変化させることにより調 整される。コーティングを行う場合、コア導体は蛍光物質混合物の垂直方向に向 けられたリザーバを通過する。このとき、付着プロセス中リザーバの底部でコー ティングダイを用いてコーティングの厚さが制御される。溶媒は、ワイヤが一連 のインライン、熱チューブ炉を通過したとき湿式コーティングから除去される。 その結果、蛍光物質を含有する固化された混合物のコーティングが得られる。２ つの溶媒が沸点が異なることにより異なる割合で蒸発するので、溶媒の２元ブレ ンドを用いて乾燥プロセスが行われる。最終生成物は、均一で、同心円をなし、 更に約２ミルの厚さの蛍光物質コーティングが第１絶縁層上の発光層を形成する ものとして得られる。 次に、１６カウント（キャリヤの数）の組機が、発光層を５０％の範囲で覆う １ミルの直径のワイヤを作成するために使用される。この編組は外部電極を形成 する。 最後に、適切な直径にサイジングされたダイを有する第２コーティングリザー バがワイヤ上に第２の絶縁層を設けるために使用される。コーティングされたフ ィラメントは、インラインチューブ炉を通過して第２の絶縁層がその最終形態に 変換される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，Ｈ Ｕ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． （ａ） 多重より線導体と、 （ｂ） 多重より線導体を囲う第１の絶縁層と、 （ｃ） 第１の絶縁層を囲う発光層と、 （ｄ） 発光層を囲う第２の絶縁層と、 （ｅ） 第２の絶縁層に埋め込まれた編組外部電極と、 エレクトロルミネッセンス・フィラメントは約０．０２インチ以下の外径を 有することと、を備えるエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ２． 外部電極は発光層の表面の約５０％を覆っている、請求項１に記載のエ レクトロルミネッセンス・フイラメント。 ３． 多重より線導体と、 多重より線導体を囲う発光層と、 多重より線導体を囲う編組外部電極とを備えるエレクトロルミネッセンス・フ ィラメント。 ４． 編組外部電極は発光層に埋め込まれている、請求項３に記載のエレクト ロルミネッセンス・フィラメント。 ５． 発光層を囲う外部絶縁層を更に備える、請求項４に記載のエレクトロル ミネッセンス・フィラメント。 ６． 編組外部電極は発光層を囲っている、請求項３に記載のエレクトロルミ ネッセンス・フィラメント。 ７． 発光層を囲う外部絶縁層を更に備え、編組外部電極は外部絶縁層に埋め 込まれている、請求項６に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ８． 多重より線導体と発光層との間に配置された絶縁層を更に備える、請求 項３に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ９． いずれか２つの層間の接着中間層を更に備える、請求項３に記載のエレ クトロルミネッセンス・フィラメント。 １０． 発光層は蛍光物質を備える、請求項３に記載のエレクトロルミネッセ ンス・フィラメント。 １１． 蛍光物質は、エンキャプシュレートされた硫化亜鉛の蛍光物質と、銅 、マンガン及びそれらの混合物からなるグループから選択された活性化物とを備 える、請求項１０に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 １２． 発光層に埋め込まれた第１の誘電編組を備える、請求項３に記載のエ レクトロルミネッセンス・フィラメント。 １３． 外部絶縁層に埋め込まれた第２の誘電編組を備える、請求項５に記載 のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 １４． 外部絶縁層に埋め込まれた第２の誘電編組を備える、請求項７に記載 のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 １５． 外部電極は有向伸長ポリマー材料を備える、請求項３に記載のエレク トロルミネッセンス・フィラメント。 １６． コア導体と、 コア導体を囲う発光層と、 コア導体を囲う多孔性外部電極とを備えるエレクトロルミネッセンス・フィラ メント。 １７． 多孔性外部電極は編組外部電極である、請求項１６に記載のエレクト ロルミネッセンス・フィラメント。 １８． 多孔性外部電極は発光層に埋め込まれている、請求項１６に記載のエ レクトロルミネッセンス・フィラメント。 １９． 多孔性外部電極は発光層を囲っている、請求項１６に記載のエレクト ロルミネッセンス・フィラメント。 ２０． コア導体は多重より線導体である、請求項１６に記載のエレクトロル ミネッセンス・フィラメント。 ２１． （ａ） コア導体を提供する工程と、 （ｂ） コア導体を発光層でコーティングする工程と、 （ｃ） 発光層上に外部電極を編組する工程とを備えるプロセスによって作製 されたエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ２２． プロセスは、外部電極が発光層上に編組された後、エレクトロルミネ ッセンス・フィラメントを外部絶縁層でコーティングする工程を更に備える、請 求項２１に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ２３． コア導体は内部絶縁層によって囲まれた多重より線導体を備える、請 求項２１に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ２４． （ａ） コア導体と、 （ｂ） コア導体を少なくとも部分的に囲う発光層と、 （ｃ） コア導体の周囲に配置された２つ以上の個別アドレス可能な電極とを 備えるエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ２５． 個別アドレス可能な電極は互いに絶縁されている、請求項２４に記載 のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ２６． 個別アドレス可能な電極は共に編組されて外部電極を形成する、請求 項２５に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ２７． 個別アドレス可能な電極を２つ以上の電源入力に接続するための手段 を更に備える、請求項２４に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ２８． コア導体は多重より線導体である、請求項２４に記載のエレクトロル ミネッセンス・フィラメント。 ２９． 個別アドレス可能な電極は発光層に埋め込まれている、請求項２４に 記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ３０． 個別アドレス可能な電極は発光層を囲うようにして配置されている、 請求項２４に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ３１． 発光層を囲う絶縁層を更に備える、請求項２４に記載のエレクトロル ミネッセンス・フィラメント。 ３２． 個別アドレス可能な電極は絶縁層に埋め込まれている、請求項３１に 記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ３３． コア導体と発光層との間に配置された内部絶縁層を更に備える、請求 項２４に記載のエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ３４． （ａ） 多重より線導体と、 （ｂ） コア導体を少なくとも部分的に囲う内部絶縁層と、 （ｃ） 内部絶縁層を少なくとも部分的に囲う発光層と、 （ｄ） 発光層を少なくとも部分的に囲う外部絶縁層と、 （ｅ） 外部絶縁層に共に編組されて埋め込まれた２つ以上の個別アドレス可 能な電極とを備えるエレクトロルミネッセンス・フィラメント。 ３５． コア導体と個別アドレス可能な電極の第１のサブセットとの間に差電 圧を印加し、コア導体と個別アドレス可能な電極の第２のサブセットとの間に差 電圧を印加する手段を更に備える、請求項３４に記載のエレクトロルミネッセン ス・フィラメント。