JP2004511891A - ウレタンキャリアを有する膜状モノリシックｅｌ構造体 - Google Patents

Abstract

展開前に選択された層が（１）ゲル状のビニル樹脂と、（２）高分子ヘキサメチレンジイソシアナート触媒より成るキャリア中で浮遊状態にされた膜状エレクトロルミネッセンス構造。硬化時に、触媒はビニル樹脂キャリアのウレタンへの変換を容易にする。一旦硬化すると変換済みのウレタンキャリア化合物はエレクトロルミネッセンス層が外被層のような他の接触ウレタン層を含むモノリシック構造において結合するのを可能にする。その結果、本発明による膜状エレクトロルミネッセンス構造がその従来技術の装置と比べて高い堅牢性を有する。隣接ウレタン層間では高い度合いの橋かけが得られる。

Description

【０００１】
【関連出願】
本願は、２０００年１０月１１日付け米国仮出願第６０／２３９，５０７号の優先権を主張する。
【０００２】
本願はさらに、１９９８年１０月１５日に出願され、現在米国特許第６，２６１，６３３号が付与された、本出願人の米国特許出願第０９／１７３，５２１号（発明の名称：ＴＲＡＮＳＬＵＣＥＮＴ ＬＡＹＥＲ ＩＮＣＬＵＤＩＮＧ ＭＥＴＡＬ／ＭＥＴＡＬ ＯＸＩＤＥ ＤＯＰＡＮＴ ＳＵＳＰＥＮＤＥＤ ＩＮ ＧＥＬ ＲＥＳＯＮ）と関連し、この出願を本願の一部として引用する。
【０００３】
【発明の技術分野】
本発明は、一般的に、エレクトロルミネッセンス装置に関し、さらに詳細には、モノリシックな相が一体的なゲル状ビニル樹脂キャリアを用いて展開された接触する一連のエレクトロルミネッセンス層より成り、ゲル状ビニル樹脂キャリアが硬化時に触媒作用により一体的なウレタンキャリアに変換する膜状モノリシックエレクトロルミネッセンスウレタン構造体に関する。
【０００４】
【発明の背景】
当該技術分野において、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）による照明は、軽量で比較的低電力消費の光源として長年知られている。これらの特性により、今日、エレクトロルミネッセンスランプは、例えば、自動車、航空機、時計及びラップトップコンピューターのディスプレイの光源として広く用いられている。エレクトロルミネッセンスのかかる用途の１つに、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に必要なバックライトの提供がある。
【０００５】
エレクトロルミネッセンスランプは通常、層状構造で多損失の平行なプレートキャパシターと考えることができる。現在技術のエレクトロルミネッセンスランプは通常、２つの電極を分ける誘電体層及び発光層より成り、一方の電極は発光層からの光が透過できるように半透明である。誘電体層はランプを容量性にする。発光層は、通常は約４００Ｈｚで発振する約１１５ボルトの適当な交流電源により作動されるが、この電源は乾電池バッテリーにより給電されるインバーターにより供給するのが有利である。しかしながら、交流電圧６０乃至５００ボルトで且つ６０Ｈｚ乃至２．５ＫＨｚの発振周波数範囲で作動するエレクトロルミネッセンスランプが知られている。
【０００６】
当該技術分野において、標準の半透明電極は、酸化インジウム−スズ（ＩＴＯ）をスパッタリングしたポリエステルフィルムより成る。通常、ＩＴＯをスパッタリングしたポリエステルフィルムを使用すると、電極としての使用に適した導電性を有する使用可能な半透明材料が得られる。
【０００７】
このポリエステルフィルムを用いる問題点は、エレクトロルミネッセンスランプの最終的な形状及びサイズがＩＴＯをスパッタリングした製造可能なポリエステルフィルムのサイズ及び形状により大きく左右されることである。さらに、ＩＴＯスパッタリングフィルムを使用する際の設計要因として、エレクトロルミネッセンス領域の所望のサイズを、その領域を使用するために必要なＩＴＯフィルムの電気的抵抗（従って、光／エネルギー損失）とバランスさせる必要性がある。一般的に、エレクトロルミネッセンス層が大きければ、電力消費を扱い易いレベルに維持するために低抵抗のＩＴＯフィルムを必要とする。従って、ＩＴＯスパッタリングフィルムを用いる特定のランプの必要条件を満たすようにフィルムを製造しなければならない。このため、ランプの製造プロセスが非常に複雑になり、特注のＩＴＯスパッタリングフィルムが完成するまで時間が余分にかかり、製造可能なランプのサイズ及び形状が一般的になる。加えて、ＩＴＯスパッタリングフィルムを用いる標準でない形状のエレクトロルミネッセンスランプは、製造コストが増加する傾向がある。
【０００８】
当該技術分野のエレクトロルミネッセンスランプにみられるそれ以外の層は、通常は化学的に互いに異なる種々の多様なキャリア化合物（「媒体」と呼ぶことが多い）中に浮遊状態になっている。後述するように、これらのキャリア化合物を互いに、またＩＴＯスパッタリングポリエステルフィルム上に重畳するため、ランプの製造及び性能に特別な問題が生じる。
【０００９】
エレクトロルミネッセンス層は通常、エレクトロルミネッセンス等級のリンが液状のセルロース系樹脂中に浮遊するものである。多くの製造プロセスにおいて、この浮遊液は、半透明電極のポリエステル上のＩＴＯスパッタリング層上に適用される。エレクトロルミネッセンス等級のリンの個々の粒子の寸法は通常、比較的大きく、強い発光を行なうに十分なサイズのリン粒子が得られる。しかしながら、この粒径により浮遊液が均一にならない傾向がある。さらに、リン粒子のサイズが比較的大きいため、エレクトロルミネッセンスによる発光にばらつきがあるように見える可能性がある。
【００１０】
誘電体層は通常、液状のセルロース系樹脂中に浮遊する二酸化チタンとチタン酸バリウムの混合物より成る。上述の例示的な製造プロセスについてさらに説明すると、この浮遊液は通常、エレクトロルミネッセンス層上に適用する。発光を改善するために、エレクトロルミネッセンス層は通常、半透明電極と誘電体層との間に設けるが、当業者はこれがエレクトロルミネッセンスランプを機能させる必要条件でないことがわかるであろう。普通でない設計基準であるが、必要条件として、誘電体層をエレクトロルミネッセンス層と半透明電極との間に設けることが考えられる。また、時として、当該技術のランプのリン層と誘電体層お両方にキャリア化合物として、上述したより一般的なセルロース系樹脂でなくてポリエステル系樹脂を用いることに注意されたい。
【００１１】
第２の電極は通常は不透明であり、普通はアクリルまたはポリエステルのキャリア中に浮遊する銀及び／またはグラファイトのような導体より成る。
【００１２】
当該技術において標準のこれら液体系キャリア化合物を使用する際の問題点は、浮遊する種々の元素が比較的重いため浮遊液が早く分離してしまうことである。このため、浮遊液を維持するためには溶液を頻繁に攪拌しなければならない。この攪拌の必要性により１つの製造ステップが付加され、浮遊液の品質が可変なものとなる。さらに、当該技術において標準の液状キャリア化合物は揮発性が高く、通常は毒性または有害なガスを発生する傾向がある。その結果、現在の製造プロセスは、作業員の安全性に大きな注意を払わなければならない環境において蒸発損失を予想しなければならない。
【００１３】
当該技術分野で一般的であるように、種々のキャリア化合物を組合せる際のさらに別の問題点は、多数の層間の結合及び移行が本質的に急激であることである。層間のこれらの急激な移行により、組立体を折曲たり極端な温度変化にさらすと積層体が剥離する傾向が強い。
【００１４】
種々のキャリア化合物を組合せる際のさらに別の問題点は、各層につきそれぞれ異なる取扱い及び適用条件が生じることである。エレクトロルミネッセンスランプの各層は、化合物の調製、適用及び硬化法を含む種々の技術を用いて形成しなければならないことがわかるであろう。製造技術がこのように多様であると、製造プロセスが複雑になり、その結果、製造コスト及び製品の性能に悪い影響が出る。
【００１５】
本願の一部として引用する米国特許出願第０９／１７３，５２１号の発明は、ゲル状の一体的なビニル樹脂を用いてモノリシック構造のエレクトロルミネッセンス装置を提供することにより、エレクトロルミネッセンス技術における上述の要望の多くに対処している。このビニル系モノリシック構造は、本願の一部として引用する米国特許出願０９／１７３，４０４号に記載された膜状エレクトロルミネッセンス装置の実施例としても開示されている。詳述すると、この特許出願０９／１７３，４０４号は、２つの膜状ウレタン外被層間に展開されるエレクトロルミネッセンス積層物としてビニル系モノリシック構造の例示的な使用を教示している。
【００１６】
米国特許出願第０９／１７３，５２１号及び第０９／１７３，４０４号に記載されたエレクトロルミネッセンス装置は使用可能であることが判明しているが、特許出願第０９／１７３，４０４号のエレクトロルミネッセンス積層体の層をウレタンキャリア中に浮遊させればさらに別のモノリシック構造の利点が得られることがわかるであろう。このように、特許出願第０９／１７３，４０４号に記載された膜状エレクトロルミネッセンス装置は、周囲のウレタン外被層とモノリシックな一体性を備えたエレクトロルミネッセンス積層体中の層を含んでいる。
【００１７】
しかしながら、製造及び展開の点では、ウレタンはエレクトロルミネッセンス装置にとっては最適とはいえないキャリアであり、米国特許出願第０９／１７３，５２１号に記載されたビニル樹脂のゲル媒体により教示される利点の多くを欠くことがわかる。従って、当該技術分野では、硬化すると米国特許出願第０９／１７３，４０４号に記載されるようなウレタン外被層とのモノリシックな一体性を得るゲル状ビニル樹脂より成る一体的な共通キャリアを用いて構成するエレクトロルミネッセンス装置が求められている。
【００１８】
【発明の概要】
本発明は、膜状エレクトロルミネッセンス装置の選択された層を、展開前に、（１）ゲル状ビニル樹脂と、（２）高分子ヘキサメチレンジイソシアナート触媒とより成るキャリア中に浮遊させることにより上述の問題に対処するものである。触媒は、硬化時に、ビニル樹脂キャリアのウレタンへの変換を促進する。一旦硬化すると、変換済みウレタンキャリア化合物により、エレクトロルミネッセンス層は、外被層のような他の接触ウレタン層を含むモノリシック構造中で結合する。その結果、本発明による膜状エレクトロルミネッセンス構造体は、従来技術のものに比べて高い堅牢性を有し、耐剥離性が大きい。隣接ウレタン層間では高い橋かけ度が得られるようになる。
【００１９】
上述したように、本発明の好ましい実施例は、先ず最初に、本発明のインキの展開時において一体的なキャリア化合物としてゲル状ビニル樹脂を使用する。キャリアのこの選択は、従来技術において予想される教示に反するものである。上述したように、エレクトロルミネッセンスランプを機能させるには、誘電体層が容量性を備える必要がある。ビニル樹脂は誘電材料としては一般的に使用されないため、その使用は直感に反するものである。キャリアのこの選択はどちらかといえば予想に反するものであるが、金属、プラスチック及び布の繊維を含む種々の基体に対する適合性があることが判明している。
【００２０】
従って本発明は、ゲル状ビニル樹脂にエレクトロルミネッセンスインキを展開すると得られる上述及び他の利点を保持する。しかしながら、一旦展開されると、ビニル樹脂系インキに添加される触媒がビニルをウレタンに変換し、変換済みインキ層と他の接触ウレタン層との間の硬化済み積層物において高い橋かけ度が得られる。この高い橋かけ度は、ウレタン層がウレタンとしてまたは触媒を添加したビニルとして展開されたかには無関係に隣接する硬化済みウレタン層の間で得られる。
【００２１】
現在好ましい実施例の用途の１つとしてアパレル業界がある。本願に記載される膜状エレクトロルミネッセンス装置は、従来のスクリーンに印刷技術により転写剥離紙またはシリコン被覆ポリエステルシートに適用すると、膜状の「転写シート」を構成できることがわかる。その後、適当な接着剤により、事実上無限の形状、サイズ及び範囲の堅牢なエレクトロルミネッセンスデザインを非常に広い範囲の衣料及び被服に固着することができる。この適用法は、所定の形状及びサイズに予め製造されたエレクトロルミネッセンスランプを縫製、接着剤または他の同様な手段により被服に結合して固着する従来技術で知られたアパレル手法とは区別すべきものである。本発明は、従来のシステムとは違って被服の織物をエレクトロルミネッセンス装置の基体として使用する点において、かかる手法とは明らかに相違することがわかるであろう。
【００２２】
本発明は、アパレル用に特に限定されないことが理解されるであろう。上述したように、本発明は、非常に広い範囲の基体と適合するため、緊急照明、計器照明、ＬＣＤバックライト、情報ディスプレイ、携帯電話キーパッド、キーボードバックライトなどを含む（それらに限定されない）無数のさらに別の用途に利用できる。事実、本発明の範囲は、過去において情報またはビジュアル設計が基体に適用した不活性インキにより伝達された任意の用途において、かかる用途はエレクトロルミネッセンスにより同じ情報を増強するか置換するように構成できることを強く示唆している。
【００２３】
当該技術分野で標準のアクセサリーを本発明と組合せると、その用途をさらに広げることができることがわかるであろう。例えば、事実上任意の色を得るために、染料及び／またはフィルターを適用してもよい。あるいは、遅延または他の一時的効果を得るために、電源にタイマーまたはシーケンサーを用いることも可能である。
【００２４】
さらに、本発明の好ましい実施例はスクリーン印刷技術による適用を含むものであるが、他に任意の数の適当な適用方法があることがわかるであろう。例えば、基体と接触しないノズルから力を加えてスプレーすることによりその基体に個々の層を適用することもできる。本発明によると、エレクトロルミネッセンス装置を構成する各層をその隣接の層とは異なる態様で適用できることも注意されたい。
【００２５】
従って、本発明の技術的な利点として、本発明のインキには、展開時にはゲル状ビニル樹脂インクであると共に硬化後にウレタンインクになるという利点がある。ビニルの形で展開されるが、本発明の硬化済み隣接層は触媒によりウレタンに変換されるため、互いに、また外被層のような周囲のウレタン層と本質的に強く結合する。かなり強い結合が得られるのは、最終的にキャリアが一体的になり、またウレタン層間に橋かけが生じるからである。その結果得られる本発明のモノリシック構造は高い堅牢性を有する。このモノリシック構造は膜状で、米国特許出願第０９／１７３，４０４号に記載されたかかる膜状構造の全ての利点を有する。
【００２６】
本発明のさらに別の技術的な利点は、多数の層について最初に一体的なゲル状ビニル樹脂キャリアを用いることにより、製造が単純化され、製造コストが当然に減少するということである。本発明の好ましい実施例では、ただ１つのキャリア化合物を購入し取り扱う必要があるに過ぎない。さらに、各層は同様なプロセスで適用され、硬化に必要な条件は同じであり、同じ溶媒で清浄可能であるため、層の適用及び装置の清浄を含む材料の取り扱いが単純化される。
【００２７】
本発明のさらに別の技術的な利点は、ゲルである最初のキャリアが最初の混合後において長い間非触媒成分を完全な浮遊状態に継続維持することである。このように浮遊状態が維持される結果、成分が浮遊液中に沈殿する傾向がなく再攪拌の必要がないため製造コストが軽減されることがわかる。
【００２８】
さらに、キャリアの最初の形がゲルであるため、ゲルは当該技術分野で伝統的に使用されるキャリア化合物と比べると揮発性が低いことから、その効能が減少する傾向が少ない。効能低下の傾向が少ないのは、上述したように浮遊液の寿命が長いことによる。従来技術では揮発性のキャリア化合物を頻繁に攪拌しなければならないため、キャリア化合物の蒸発が促進される傾向がある。頻繁に攪拌することが不要になるため、蒸発するキャリア化合物が減少する傾向がある。
【００２９】
以上において、以下の詳細な説明を理解しやすくするため本発明の特徴及び技術的利点を概略的に述べた。本発明の特許請求の範囲の主題を構成する本発明のさらに別の特徴及び利点について後述する。当業者は、本明細書に述べる発明思想及び特定の実施例を容易に利用して変形または設計することにより同一目的を達成する他の構造体を想到することができるであろう。当業者はまた、かかる等価的構成が特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱するものではないことを理解されたい。
【００３０】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図１は、本発明による膜状構造としてのＥＬランプの好ましい実施例を示す断面図である。図２は、図の斜視図である。図１及び２に示す全ての層は転写剥離紙１０２上に展開されることがわかる。好ましい実施例において、転写剥離紙１０２はＭｉｄｌａｎｄ Ｐａｐｅｒ社により製造されるＡｑｕａｔｒｏｎ 剥離紙である。また、紙の代替物として、例えば、転写剥離フィルムまたはシリコン被覆ポリエステルシートを本発明に従って使用できることがわかるであろう。あるいは、ＥＬランプを永続的な基体上に直接展開してもよい。
【００３１】
図１及び２（及び後続の図面）に示す連続する全ての層は、当該技術分野において知られたスクリーン印刷プロセスにより展開すると有利である。しかしながら、再び、本発明は各層がスクリーン印刷だけにより適用される膜状ＥＬランプに限定されず、本発明に従って他の層適用方法により膜状ＥＬランプを構成できることもわかるであろう。
【００３２】
第１の外被層１０４は、転写剥離紙１０２上に印刷される。第１の外被層１０４を幾つかの中間層として印刷して所望の全厚を得るようにすると有利であろう。一連の中間層として第１の外被層１０４を印刷すると、自然光によるＥＬランプの所望の外観を得るための特定の層の染色または他の着色が容易になる。第１の外被層１０４は、Ｎａｚｄａｒ ＤＡ １７０を触媒ＤＡ １７６と３対１の割合で混合したようなポリウレタンであると有利であるが、これは必要条件ではない。これは、スクリーン印刷用のポリウレタンインキとして市販されている。上述したように、このポリウレタンは外被層としての所望の膜状特性を示し、ＥＬランプの他の成分に対して化学的に安定であり、展性及び延性が極めて良好である。このポリウレタンはさらに、多数の層として印刷しても、硬化すると最終的厚さのモノリシック構造体になるようにおさまりがよい。最後に、このポリウレタンは実質的に無色であり、一般的に透明であるため、その層は染色または他の着色処理（さらに後述する）を受けやすく、自然光での外観が柔らかな光の中で活性光の外観を相補うように設計されたＥＬランプを提供する。
【００３３】
図１及び２を再び参照して、第１の外被層１０４は、境界１０５にＥＬ装置の層１０６−１１２の端縁部が存在しないように転写剥離紙上に印刷される。これは、第２の外被層１１４がＥＬ装置を完全に密封し橋かけするように結合する領域を提供できるようにするためであり、この点については後で詳しく説明する。
【００３４】
次に、第１の外被層１０４の上にＥＬ装置を印刷する。図１及び２からわかるように、ＥＬランプは「下向きに」構成される。本発明によると、半透明電極層１０６、発光層１０８、誘電体層１１０及び後方電極層１１２より成る層のうち１またはそれ以上、好ましくは全ての層を、最初に活性成分（以下、「ドーパント」と呼ぶ）を一体的なゲル状ビニル樹脂キャリア中に浮遊させた形で展開する。好ましい実施例ではその中で全ての層が浮遊する一体的なゲル状ビニル樹脂キャリアを例示的に用いるが、本発明の別の実施例では隣接する全ての層ではなくその一部を浮遊させてもよいことがわかる。
【００３５】
最初にゲル状ビニル樹脂中にドーパントを浮遊状態で展開すると、同じ浮遊液を貯蔵、混合、取り扱い、硬化且つ清浄するだけでなく多量のキャリアの購入できるため製造コストが減少することがわかる。
【００３６】
研究によると、最初にゲル状キャリアを使用するとさらに別の利点が得られることが判明している。ゲルの粘性及び実装性により、ゲルに混合される粒状ドーパントの浮遊性が改善される。この浮遊性の改善により、ドーパントを浮遊状態で保持するための化合物の攪拌を頻繁に行う必要がない。経験によると、攪拌を頻繁に行わないため、製造プロセスに間における化合物の効能の低下が少ない。
【００３７】
さらに、ゲル状ビニル樹脂は、従来方法において現在使用する液体系セルロース、アクリル及びポリエステル系樹脂と比べて揮発性及び毒性が本質的に低い。本発明の好ましい実施例において一体的なキャリアとして使用するゲル状ビニルは、Ａｃｈｅｓｏｎ社から市販されるＳＳ２４８６５のような電子等級のビニルインキである。かかる等級のビニルインキである。かかるゲル状の電子等級ビニルインキは、製造プロセスの間中、粒状ドーパントを実質的に浮遊状態に維持することが判明している。さらに、かかる電子等級ビニルインキは当該技術で標準のスクリーン印刷技術を用いる多層適用法にとり理想的である。
【００３８】
本発明によると、ゲル状ビニル樹脂キャリアに特定の活性成分をドーピングしてインキを形成した後、インキのゲル状ビニル樹脂含有量に依存する量の触媒をそのインキに混合する。この触媒は、硬化時にビニルキャリアのウレタンへの変換を促進する。従って、図１及び図２を再び参照すると、ＥＬ層１０６、１０８、１１０、１１２が硬化すると、隣接するウレタン層はそれ自身との間だけでなく周囲の外被層１０４、１１４との間に橋かけが生じ、ウレタンである最終の積層体のモノリシック性が増加する。米国特許出願第０９／１７３，４０４号に記載されるように、ウレタンである最終の積層体も膜状の性質と共に高い柔軟性を備えている。
【００３９】
本願の実施例に用いる好ましい触媒は、ポリマーの脂肪族ポリイソシアナートの高分子ヘキサメチレンジイソシアナートとしても知られている１、６ヘキサメチレンジイソシアナート系ポリイソシアナートである。本願明細書は、以後、以下の本発明の好ましい実施例における触媒としての例示的な使用を説明する際にこのポリマーを「ＰＨＤ」と呼ぶ。ＰＨＤは、製品名Ｄｅｓｍｏｄｕｒ Ｎ−１００、製品コードＤ−１１３でＢａｙｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。しかしながら、本発明は触媒としてのＰＨＤの使用に限定されず、等価な効果が得られるビニルをウレタンに変換するＰＨＤと同じ触媒特性を有する任意の触媒を使用できることがわかるであろう。
【００４０】
再び、図１及び２を参照して、第１の外被層１０４の上に最初に半透明電極層１０６を印刷する。半透明電極１０６は、一体的なキャリアに粒状で半透明な適当な電気導体をドーピングしたものである。本発明の好ましい実施例において、このドーパントは粉末状の酸化インジウム−スズ（ＩＴＯ）である。
【００４１】
半透明電極層１０６の設計は、幾つかの変数について行う必要がある。半透明電極層１０６の性能は、使用するＩＴＯの濃度だけでなくＩＴＯドーパント中のスズに対する酸化インジウムの比率に影響されることがわかるであろう。半透明電極層１０６に使用するＩＴＯの正確な濃度を決定するにあたり、エレクトロルミネッセンスランプのサイズ及び利用可能な電力のようなファクターを考慮しなければならない。混合物中のＩＴＯが多ければ多いほど半透明電極層１０６の導電性が高くなる。しかしながら、これには半透明電極層１０６の半透明性が低くなるという犠牲が伴う。電極の半透明性が低くなると、十分なエレクトロルミネッセンス光を発生するために必要な電力が大きくなる。一方、半透明電極層１０６の導電性が高くなればなるほどＥＬ装置１０６−１１２全体の抵抗が低くなり、エレクトロルミネッセンス光の発生に必要な電力が少なくなる。従って、設計仕様を満足する性能を発揮させるためには、ＩＴＯ中のスズに対する酸化インジウムの比率、浮遊液中のＩＴＯの濃度及び層の全厚をすべて注意深くバランスさせなければならないことが容易にわかるであろう。
【００４２】
実験によると、９０％の酸化インジウムと１０％のスズを含む重量比２５％乃至５０％のＩＴＯ粉末と、５０％乃至７５％のゲル状電子等級ビニルインキとより成る浮遊液を約９ミクロンの厚さにスクリーン印刷により適用すると、ほとんどの用途にとって使用可能な半透明電極層１０６が得られることがわかっている。ＩＴＯ粉末をゲル状ビニルとボールミルの中で約２４時間混合すると有利である。ＩＴＯ粉末はＡｒｃｏｎｉｕｍ社から市販されており、ゲル状ビニルはＡｃｈｅｓｏｎ社から市販されているＳＳ２４８６５である。あるいは、ゲル状ビニルのＩＴＯを予め混合した適当なインキは、Ａｃｈｅｓｏｎ社から製品名ＥＬ０２０で市販されている。さらに、半透明電極層１０６中のドーパントはＩＴＯに限定されず、半透明性を有する他の任意の導電性ドーパントでよいことがわかるであろう。
【００４３】
本発明によると、ボールミル粉砕後にＩＴＯインキに触媒を添加するか、または予め混合したものが得られれば触媒をインキに直接添加する。所要重量の触媒をポリポロピレンのかいまたはへらを用いて手でインキ内で攪拌するのが好ましい。攪拌は、触媒がインキ内で目で見て十分に分散したように見えるまで継続する。
【００４４】
触媒を添加したインクはその後、スクリーン印刷または他の適当な方法により半透明電極層１０６として展開する。触媒を添加した未使用のインキは約５℃の温度で冷蔵する必要がある。冷蔵すると、かかる未使用のインキは、触媒を最初に添加した後数日間使用可能であることが判明している。
【００４５】
添加すべき触媒の量は、ＩＴＯ及びビニル樹脂キャリアのインキ組成に応じて異なる。ＩＴＯ粉末をボールミル粉砕によりゲル状ビニルにする時最適な結果を得るために実験が必要であるが、ＰＨＤ触媒の最適重量は、ボールミル粉砕した混合物に用いる電子等級ビニルインキ（Ａｃｈｅｓｏｎ社のＳＳ２４８６５のような）の重量の３％乃至５％の範囲である。あるいは、予め混合したインキを用いる「近道」の方法では、予め混合したＡｃｈｅｓｏｎ社のＩＴＯインキ製品ＥＬ０２０にＰＨＤを、予め混合した発光インキ製品１００グラムに対してＰＨＤ０．４５グラムの比率で添加することにより利用可能な結果を得られることが判明している。
【００４６】
図１及び２を再び参照すると、該図に示す前方バスバー１０７は、半透明電極層１０６と電源（図示せず）とを電気的に接触させるために半透明電極層１０６上に展開されることがわかる。好ましい実施例において、前方バスバー１０７は、半透明電極１０６を第１の外被層１０４上に展開した後に半透明電極層１０６と接触関係に配設する。本発明にとって特別な必要条件ではないが、実験によると、前方バスバー１０７を半透明電極層１０６上に展開した方が逆、即ち、半透明電極層１０６を前方バスバー１０７上に展開する場合よりも性能が改善することが分かっている。これは、半透明電極層１０６を前方バスバー１０７上に展開すると、半透明電極層１０６が硬化して先に形成した前方バスバー１０７との導電を阻止する障壁を形成する傾向があることが判明しているからである。しかしながら、この現象は逆の場合は発生しないように思われるため、前方バスバー１０７を半透明電極層１０６の上に展開する方が好ましい。
【００４７】
前方バスバー１０７が薄い金属バーであれば、硬化前に前方バスバー１０７を半透明電極層１０６に適用して前方バスバー１０７がモノリシック構造の一部となるようにし、前方バスバー１０７と半透明電極層１０６との間の電気的接触を最適化することが好ましいが、これは必要条件ではない。しかしながら、他の実施例において、前方バスバー１０７としてスクリーン印刷または他の適当な方法によりインキを展開してもよい。かかる場合、後方電極層１１２に関して以下に説明するように、インキを配合し展開すればよい。しかしながら、後方電極層１１２に関連して以下に説明するように、前方バスバーへ触媒を使用しても実際は効果がないことが判明していることに注意されたい。インキに電極が含まれると過剰反応の傾向があり、インキがたった数分で使用不可になる。
【００４８】
発光層１０８（好ましくはリン／チタン酸バリウムの混合物）はその後、半透明電極層１０６及び前方バスバー１０７の上に印刷する。発光層１０８は、エレクトロルミネッセンス等級のカプセル化したリンをドーピングした一体的なキャリアより成る。実験により、重量比で５０％のリンと、５０％のゲル状電子等級ビニルインキとを含む浮遊液を約２５乃至３５ミクロンの厚さに適用すると、使用可能な発光層１０８が得られることがわかっている。リンは、約１０乃至１５分の間ゲル状ビニルと混合すると有利である。混合は、個々のリン粒子への損傷を最小限に抑える方法により行う必要がある。適当なリンはＯｓｒａｍ Ｓｙｌｖａｎｉａ社から市販され、ゲル状ビニルは再びＡｃｈｅｓｏｎ社のＳＳ２４８６５である。
【００４９】
発光の色は発光層１０８に用いるリンの色に左右され、さらに染料を用いて変化できることがわかるであろう。所望の色の染料をリンを添加する前にゲル状ビニルに混合すると有利である。例えば、発光層１０８のゲル状ビニルにローダミンを添加すると、白色光が発生する。
【００５０】
実験によると、チタン酸バリウムのような適当な混合物が発光層１０８の性能を向上させることがわかっている。上述したように、チタン酸バリウムのような混合物は発光層１０８中で浮遊状態のエレクトロルミネッセンス等級リンより粒子構造が小さい。その結果、混合物は浮遊液のコンシステンシーを一つにして、発光層１０８がより均一におさまるようにすると共に浮遊液中のリンをより均等に分布させるのに役立つ。混合物の小さい粒子は、発光性リンの粒状の外観を改善する光拡散手段として作用する傾向がある。最後に、実験によると、バリウムとチタン酸塩の混合物が実際、光子放出速度を刺激することにより分子レベルにおけるリンの発光を増加させることがわかる。
【００５１】
好ましい実施例に用いるチタン酸バリウムの混合物は、以下に延べるように、誘電体層１１０に用いるチタン酸バリウムと同じである。後述するように、このチタン酸バリウムは、Ｔａｍ Ｃｅｒａｍｉｃｓ社から粉末とし手に入れることができる。再び、ゲル状ビニルのキャリアはＡｃｈｅｓｏｎ社のＳＳ２４８６５である。好ましい実施例において、チタン酸バリウムをゲル状ビニルのキャリアと、好ましくはチタン酸バリウム３０％に対してゲル状ビニル７０重量パーセントの比率で予め混合すると有利である。この混合物は、少なくとも４８時間ボールミルで混合する。あるいは、予め混合され、チタン酸バリウムを配合したゲル状ビニルの発光インキが、Ａｃｈｅｓｏｎ社から製品名ＥＬ０３５、ＥＬ０３５Ａ及びＥＬ０３３で市販されている。発光層１０８を染色する場合、かかる染料はボールミルにより混合する前にゲル状ビニルのキャリアに添加する必要がある。
【００５２】
本発明によると、発光インキ（それがチタン酸バリウムを配合したものか否かは無関係に）への触媒の添加をボールミル粉砕の後に行うかまたは、予め混合したものであれば触媒をインキに直接添加する。上述したＩＴＯインキの場合と同様に、所要重量の触媒をポリプロピレンのかいまたはへらを用いて手によりインク中で攪拌するのが好ましい。攪拌は、目で見て触媒がインキ内に十分に分散するまで継続する必要がある。
【００５３】
触媒を添加したインキはその後、スクリーン印刷または他の適当な方法により発光層１０８として展開すればよい。前と同様に、触媒を加えた未使用のインキは冷蔵すれば、数日間は性能が大きく低下することなく再使用できる。
【００５４】
再び、添加する触媒の量は、リンとビニル樹脂キャリアのインキ組成に応じて異なる。リン粉末（チタン酸バリウムを含むまたは含まない）をボールミルによりゲル状ビニルにする時最適な結果を得るために実験が必要であるが、ＰＨＤ触媒の最適重量は再び、ボールミル粉砕した混合物に用いる電子等級インキ（Ａｃｈｅｓｏｎ社のＳＳ２４８６５のような）の重量の３乃至５％の範囲内にある。あるいは、予め混合したチタン酸バリウムを配合した発光インキを用いる「近道」では、ＰＨＤを予め混合した発光インキ製品ＥＬ０３５、ＥＬ０３５Ａ及びＥＬ０３３にＥＬ０２０が１００グラムに対してＰＨＤが０．２２グラムの割合で添加すると利用可能な結果が得られることが判明している。
【００５５】
再び、図１及び２を参照して、誘電体層１１０（チタン酸バリウムが好ましい）は発光層１０８の上に印刷する。誘電体層１１０は、粒状の誘電体をドープした一体的なキャリアである。好ましい実施例において、このドーパントはチタン酸バリウム粉末である。実験によると、重量比で５０％乃至２５％のゲル状電子等級ビニルインキに対して５０％乃至７５％のチタン酸バリウム粉末を含む浮遊液を厚さ約１３乃至３５ミクロンにスクリーン印刷により適用すると、使用可能な誘電体層１１０が得られることがわかっている。チタン酸バリウムは、ボールミルにおいて約４８時間ゲル状ビニルと混合すると有利である。前述したように、適当なチタン酸バリウム粉末はＴａｍ Ｃｅｒａｍｉｃｓ社から手に入れることができ、ゲル状ビニルはＡｃｈｅｓｏｎ社のＳＳ２４８６５である。あるいは、ゲル状ビニルの予め混合した適当なチタン酸バリウムインキは、Ａｃｈｅｓｏｎ社から製品名ＥＬ０４０で市販されている。さらに、誘電体層１１０におけるドーピング剤は、他の誘電体材料から単独で、または混合物の形で選択できることがわかるであろう。かかる他の材料には、二酸化チタンまたはマイラー、テフロン、ポリスチレンの誘導体が含まれる。
【００５６】
本発明によると、ボールミル粉砕後、触媒を誘電体インキに添加するか、触媒を予め混合したものがある場合はインキに直接添加する。上述した前のインキと同様に、所要重量の触媒をポリプロピレンのかいまたはへらを用いて手でインク内で攪拌するのが好ましい。攪拌は、目で見て触媒がインク内に十分に分散するまで継続する必要がある。
【００５７】
触媒を添加したインキはその後、スクリーン印刷または他の適当な方法により誘電体層１１０として展開する。前と同様に、触媒を加えた未使用のインキを冷蔵すると数日間後に性能低下に気づくことなく再使用できる。
【００５８】
再び、添加する触媒の量は誘電体ドーパント及びビニル樹脂キャリアのインキ組成に応じて異なる。誘電体ドーパント（チタン酸バリウムのような）をボールミル粉砕によりゲル状ビニルにする時に最適な結果を得るために実験が必要であるが、ＰＨＤ触媒の最適重量は、ボールミル粉砕による混合物に用いる電子等級ビニルインキ（Ａｃｈｅｓｏｎ社のＳＳ２４８６５のような）の重量の３％乃至５％の範囲である。あるいは、予め混合した誘電体インキを用いる「近道」では、ＰＨＤを予め混合した誘電体インキ製品ＥＬ０４０１００グラムに対してＰＨＤ０．３４５グラムの比率で添加すると、利用可能な結果が得られることが判明している。
【００５９】
本発明のエレクトロルミネッセンス構造体のさらなる堅牢化は、誘電体層１１０として展開される誘電体インキにウレタンを添加することにより達成できることも判明している。例えば、製品名ＤＡ１７０ “Ｃｌｅａｒ Ｔ Ｇｒａｄｅ”のポリウレタンのようなウレタンを、Ａｃｈｅｓｏｎ社の予め混合した誘電体インキ製品ＥＬ０４０に添加する。ＤＡ１７０ “Ｃｌｅａｒ Ｔ Ｇｒａｄｅ”のポリウレタン添加物を最初にＤＡ１７６触媒と、ポリウレタン約３部に対し触媒１部の割合で混合する。その後、触媒を添加した添加剤を、誘電体インキをＰＨＤ触媒と混合した後、ＥＬ０４０と混合する。ポリウレタン添加物と誘電体インキとの混合は、任意の触媒（ＤＡ１７６またはＰＨＤ）を添加する前に、重量で測定して、添加剤２５％／インキ７５％乃至添加剤７５％／インキ２５％の範囲内の比率で行ってもよい。
【００６０】
ウレタンを誘電体インキに添加すると、展開し硬化させた時の誘電体層１１０の機械的強度が大きく改善される。誘電体層１１０と隣接するウレタン層との間の橋かけも改善される。さらに、ウレタンを含有するため、誘電体層１１０が電気的絶縁破壊を生じる可能性が減少する傾向にある。ウレタンの含有量が大きければ大きいほど、硬化済み誘電体インキの堅牢性が増加する。
【００６１】
しかしながら、誘電体インキのウレタン含有量を増加するとエレクトロルミネッセンス構造全体の動作容量が減少し、そのため、例えば、その構造を展開したランプの潜在的輝度が減少することに注意されたい。誘電体層１１０の添加物としてのウレタン含有量のレベルを選択するに当たり、設計者は得られるであろう堅牢性と強度とを構造体のエレクトロルミネッセンス能力との間でバランスさせる必要がある。
【００６２】
図１及び２を再び参照して、後方電極層１１２を誘電体層１１０の上に印刷する。後方電極層１１２は最初は、一体的なビニルキャリアに浮遊液を導電性にする成分をドーピングしてものである。好ましい実施例において、後方電極層１１２のドーピング剤は粒状の銀である。しかしながら、後方電極層１１２のドーピング剤は、金、亜鉛、アルミニウム、グラファイト及び銅またはそれらの組合せを含む（それらに限定されない）任意の導電性材料でよいことを理解されたい。実験によると、Ｇｒａｃｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社から部品番号Ｍ４２００及びＭ３００１−１ＲＳとしてそれぞれ市販される電子等級ビニルインキ中に浮遊する銀／グラファイトを含む特許混合物は、後方電極層１１２としての使用に好適であることがわかっている。あるいは、ゲル状ビニルの予め混合した適当な銀インキが、Ａｃｈｅｓｏｎ社から製品名ＥＬ０１０として市販されている。研究によりさらに、層の厚さを約８乃至１２ミクロンにすると利用可能な結果が得られることが判明している。これらの層は、標準のスクリーン印刷技術を用いてそのような厚さに付着させる。
【００６３】
理論上、触媒を後方電極インキに添加することによりキャリアをビニルからウレタンに変換できるが、かかる触媒の使用は実際は効果がないことが判明している。触媒はインキ中の後方電極のドーパントと過剰反応する傾向があることが判明している。急速な橋かけが起こると、触媒添加の数分以内にインキが使用不可状態となる。
【００６４】
再び図１及び２を参照して、第２の外被層１１４を後方電極層１１２の上に印刷する。図１及び２からわかるように、ＥＬ装置の層１０６−１１２は境界１０５に何もない状態にして印刷すると有利である。これにより、第２の外被層１１４は境界１０５の周りで第１の外被層１０４と接合するように印刷することが可能となり、それにより、（１）ＥＬ装置が外被内に密封されて電気的に隔離され、（２）第２の外被層１１４とＥＬ装置の硬化済みウレタン層１０６−１１２の端部との間で橋かけが可能となり、（３）積層体全体が実質的に耐湿性となる。第２の外被層１１４は、第１の外被層１０４と同じ材料で形成すると有利である。さらに、上述したように、第２の外被層１１４は所望の厚さにするために一連の中間層として印刷することができる。
【００６５】
上述したように、第１の外被層１０４、ＥＬ装置のウレタン層１０６−１１２並びに第２の外被層１１４より成る積層体は、モノリシックなウレタン構造を提供する。ゲル状ビニル樹脂を最初に展開する時にＥＬ装置の層１０６−１１０に添加される触媒は、硬化時にＥＬ装置の層１０６−１１０をウレタンに変換する。これらの変換済みウレタン層は、もともと元々ウレタンとして展開された第１及び第２の外被層１０４、１１４と結合し橋かけする。その結果得られるウレタン積層体は、米国特許出願第０９／１７３，４０４号に記載されるように高い堅牢性と共に膜状性を有する。
【００６６】
図１及び２に示す最後（頂部）の層は、オプションとして設ける接着剤層１１６である。上述したように、本発明のエラストマーＥＬランプの１つの用途は基体へ固着される転写シートとしての用途である。この場合、転写シートは熱接着剤により固着できるが、接触接着剤のような他の固着手段を使用することができる。熱接着剤は、組立体の他の層と同じ製造プロセスにより印刷できるという利点があり、転写シートは簡単な熱プレス法により基体に後で接着することができる状態で貯蔵する。この場合、図１及び２に示すように、接着剤層１１６は第２の外被層１１４の上に印刷する。
【００６７】
もちろん、エラストマーＥＬランプが別の製品の自蔵コンポーネントである本発明の他の用途では、オプションとしての接着剤層１１６は不要である可能性がある。
【００６８】
図１及び２に示すさらに別の特徴として、一対の後方接点窓１１８Ａ、１１８Ｂがある。ＥＬ装置１０６−１１２を作動させる電力を供給するために、この後方接点窓１１８Ａは接着剤層１１６及び第２の外被層１１４を介して後方電極層１１２に到達するために必要であるのは明らかである。同様に、接着剤層１１６、第２の外被層１１４、後方電極層１１２、誘電体層１１０及び発光層１０８を介して前方バスバー１０７に到達するためにさらに別の窓が必要である。この別の窓は図示を簡略にするため図１には示さないが、図２において前方バスバー１０７へ到達するために全ての層を貫通してそのバスバーへの給電を可能にするための窓１１８Ｂとして示されている。
【００６９】
図３は、完成後であって転写剥離紙１０２から剥ぎ取る準備ができた状態における上述した組立体を示す。膜状ＥＬランプ３００（図１及び２に示す層及びコンポーネント１０４−１１６より成る）は、基体に固着するための準備段階として転写剥離紙１０２から引き剥がされる段階にある。後方及び前方接点窓１１８Ａ、１１８Ｂも示してある。
【００７０】
図示はしないが、本発明は、多数の同一デザインのランプを必要とする状況では従来のＥＬランプ製造プロセスに比べて製造コストをさらに軽減できることがわかる。スクリーン印刷技術により、多数のＥＬランプ３００を転写剥離紙１０２の１枚の大きなシートの上に同時に構成することができる。これらのランプ３００の位置を１枚の転写紙１０２の上に見当合わせした後、適当な大型パンチにより同時にパンチングする。その後、個々のランプ３００を貯蔵して後で使用するようにすればよい。
【００７１】
上述したように、本発明によると、自然光でのエラストマーＥＬランプ３００の前方の外観を、第１の外被層１０４の選択した中間層について染色または他の技術を用いることにより設計及び調製することができる。かかる技術に従って、図３は、エラストマーＥＬランプ３００を引き剥がす際にロゴ３０１の第１の部分が明らかになる状態を示している。ロゴ３０１の好ましい調製方法の特徴は、以下に詳説する。
【００７２】
しかしながら、最初に、本発明のエラストマーＥＬランプに電力を供給する２つの好ましい代替手段についてさらに述べる。図４を参照して、エラストマーＥＬランプ３００は後方及び前方接点窓１１８Ａ、１１８Ｂを見えるようにするため右側が上方にめくれ、反対方向に巻いた形になっている。電力は、例えば、当該技術分野で知られるような銀をポリエステル上に印刷した印刷回路である可撓性バス４０１により遠隔の電源から供給する。あるいは、可撓性バス４０１をポリウレタンの薄い条片上に印刷した導体（銀のような）で構成してもよい。可撓性バス４０１はコネクター４０２で終端するが、そのサイズ及び形状は後方及び前方接点窓１１８Ａ及び１１８Ｂと係合するように予め決定されている。コネクター４０２は、各々が後方及び前方接点窓１１８Ａ及び１１８Ｂに嵌合する２つの接点４０３より成り、接点４０３は、機械的な圧力を加えると、エラストマーＥＬランプ３００のＥＬ装置へ必要な電力を供給する。
【００７３】
好ましい実施例において、接点４０３は、可撓性バス４０１の端部を後方及び前方接点窓１１８Ａ及び１１８Ｂ内の電気接点に接続するための導電性シリコンゴム接点パッドより成る。この構成は、エラストマーＥＬランプ３００を熱接着剤により基体に固着する場合、特に有用である。転写シートを基体に固着するために熱プレスを用いると、シリコンゴムの接点パッドと接点窓１１８Ａ、１１８Ｂ内の接点４０３上の接点表面との間の電気的接触を増加させる機械的圧力が発生する。接点表面の間にシリコン接着剤を適用すると、電気的接触はさらに増加する。シリコンゴムの接点パッドはＣｈｒｏｍｅｒｉｃｓ社により製造され、その製造業者により「導電性シリコンゴム」と呼ばれている。シリコンの接着剤はＣｈｒｏｍｅｒｉｃｓ １３０である。
【００７４】
シリコンゴムの接点パッドを用いる特別な利点は、パッドがエラストマーＥＬランプとコネクター４０２との間の相対的せん断変位を吸収する傾向があることである。例えば、エポキシで接着した機械的接続部と比較されたい。転写シート３００とコネクター４０２との間の接着は本質的に非常に強力であるが、その接着が剛性的で柔軟性がないと、転写シート３００とコネクター４０２との間の相対的なせん断変位が２つのコンポーネントのうちの一方または両方へ直接伝達される。その結果、エポキシで接着した界面（エポキシと転写シート３００の間またはエポキシとコネクター４００との間）の一方または他方が剥離する可能性がある。
【００７５】
しかしながら、これとは対照的に、シリコンゴム接点パッドは、その可撓性によりシリコンゴムの界面のかかる相対的せん断変位を吸収し、その際パッドも電気機械的接合部も劣化しない。かくして、電気的接点が破壊的なせん断応力を受けることによりエラストマーＥＬランプ３００への給電が早い時期に断たれる可能性が最小限に抑えられる。
【００７６】
図５は、本発明のＥＬランプに電力を供給する別の好ましい手段を示す。この場合、前方バスバー１０７及び後方電極層１１２を印刷する時（図１を参照して上述した）、エラストマーＥＬランプ３００の境界を越えて、また後続の印刷バス５０１上に延長部を印刷する。後続の印刷バス５０１のための適当な基体は、例えば、第１または第２の外被層１０４、１１４から延びるポリウレタンの「尾部」である。さらに、所望であれば、後続の印刷バス５０１の導体を第１及び第２の外被層１０４、１１４の両方から後に続く延長部内に封止すればよいことがわかる。その後、後続の印刷バス５０１により転写シート３００から離れた所で電源に接続できる。
【００７７】
好ましい実施例の電源は非常に薄いバッテリー／インバーター印刷回路を使用することに注意されたい。例えば、シリコンチップを用いるインバーターは、非常に薄く小型である。このため、電源のこれらのコンポーネントは、本発明のエラストマーＥＬランプを使用する製品中に容易且つ安全にまた目障りにならないように隠すことができる。例えば、衣料では、これらの電源コンポーネントを特別のポケットに効果的に隠すことが可能である。ポケットは安全のために密封してもよい。当該技術で標準の６ボルトリチウム電池のような電源は、バッテリーを衣料と共に折曲げることができるような展性及び延性を有する。さらに、図４に示すような可撓性バス４０１または図５に示すような後続の印刷バス５０１は、完全な電気的隔離のための封止が容易であり、製品の構造内に便宜的に隠すことができる。
【００７８】
印刷技術については、本発明は、自然光での外観とエレクトロルミネッセンスによる外観とが相補的になるように設計されたＥＬランプ（エラストマーＥＬランプを含む）を製造するＥＬランプ印刷技術を改良するものである。かかる相補的方式は、ＥＬランプの自然光での外観がエレクトロルミネッセンスによる外観と実質的に同じように見えるように設計することにより、ＥＬランプが、点灯中か点灯中でないかに拘らず、少なくとも画像及び色相の点で同じように見えるようにする。あるいは、ランプを一定の画像を表示するように設計するが、その一部が点灯中と点灯中でない時とで色相を変化させるようにすることができる。あるいは、ＥＬランプの外観を点灯すると変化するように設計してもよい。
【００７９】
これらの効果を実現するために組合せて使用できる印刷技術には、（１）エレクトロルミネッセンス層１０８に用いるリンのタイプ（とりわけ発光色）を変化させ、（２）エレクトロルミネッセンス層１０８の上に印刷する層を着色する染料を選択し、（３）ドットサイジング印刷法により点灯時及び非点灯時のＥＬランプの見かけ上の色相を徐々に変化させることが含まれる。
【００８０】
図６は、これらの技術を説明するための図である。エラストマーＥＬランプの切欠き部分６０１は、エレクトロルミネッセンス層１０８を示している。切欠き部分６０１には３つの別個のエレクトロルミネッセンス領域６０２Ｂ、６０２Ｗ、６０２Ｇがあるが、各領域は異なる色の光（それぞれ青、白及び緑）を発するリンを含むエレクトロルミネッセンス材料を用いて印刷されている。当該技術において知られたスクリーン印刷技術によると、３つの別個の領域６０２Ｂ、６０２Ｗ、６０２Ｇを印刷できることがわかる。このようにして、種々の色の光を発する種々の領域を印刷し、必要に応じて、発光しない領域（即ち、エレクトロルミネッセンス材料が印刷されていない領域）と組合せて、エレクトロルミネッセンス層１０８が作動されると表示される任意のデザイン、ロゴまたは情報を表すようにすることができる。
【００８１】
その後、作動時におけるエレクトロルミネッセンス層１０８の外観を、ＥＬランプのエレクトロルミネッセンス層１０８と前面との間の層を選択的に着色（染色が有利である）することにより、さらに変化することができる。かかる選択的な着色は、エレクトロルミネッセンス層１０８の上方の選択領域だけの着色層を印刷することによりさらに制御することが可能である。
【００８２】
図６を再び参照して、エラストマーＥＬランプ３００は第１の外被層１０４がエレクトロルミネッセンス層１０８に亘って配設されているが、図１及び２を参照して述べたように、第１の外被層１０４は、複数の中間層をその上に形成することにより所望の厚さに印刷できる。これらの層のうち１またはそれ以上の層が、所定の色に染色され印刷された外被層を含むようにして、その色が作動時における下方からの予想される光による外観を相補うようにすることができる。その結果、ＥＬランプの点灯または非点灯状態を交番させると全体的に所望の効果が得られる。
【００８３】
例えば、図６において、領域６０３Ｂが青に着色され、領域６０３Ｘが着色されず、領域６０３Ｒが赤に着色され、領域６０３Ｐが紫に着色されていると仮定する。エラストマーＥＬランプ３００の自然光での外観は、実質的に、赤と紫のストライプのデザイン６０５が青の境界６０６に接したものであろう。赤の領域６０３Ｒと紫の領域６０３Ｐとはその下の領域６０２Ｗの白の色相を変化させ、無着色領域６０３Ｘはその下の領域６０２Ｂのベイジュの色相を変化させず、また青の領域６０３Ｂはその下の領域６０２Ｇの軽い緑／ベイジュの色相を変化させて、わずかに暗い青の外観を与える。さらに領域６０３Ｂを青色に選択すると、その下の領域６０２Ｇの緑と結合されて自然光での外観は実質的に同じ青になることがわかるであろう。
【００８４】
しかしながら、エラストマーＥＬランプ３００を作動されると、領域６０３Ｒ、６０３Ｐ、６０３Ｘは依然としてそれぞれ赤、紫、青であり、一方、領域６０３Ｂは下からの強い緑のリンの光が領域６０３Ｂの青により変化するため青緑色になる。従って、画像の一部はエラストマーＥＬランプ３００が点灯状態か非点灯状態かに拘らず事実上同じであるが、画像の別の部分は作動時に外観が変化するように設計された例示的な効果が生じる。
【００８５】
従って、リンによる種々の着色領域をその上の種々の着色領域と組合せて印刷することにより、ランプ点灯時の外観と非点灯時の外観とを相関させる無限のデザインの可能性が生じることがわかるであろう。かかる点灯時／非点灯時の外観の設計の融通性及び範囲は、種々の「着色」領域を精密に印刷するかまたはモノリシックな厚さ構造内の中間層として印刷するのが困難な従来のＥＬ製造技術では得られないことが分かるであろう。
【００８６】
さらに、上述した着色技術では、例えば、ペイントまたは他の着色層の使用とは対照的に、蛍光着色染料を着色すべき材料も配合すると有利であることを強調したい。かかる染色技術を使用すると、反射する自然光及び作動時のＥＬ光において事実上等価の色相を容易に得ることができる。色の混合は、「試行錯誤」によるか、例えば、ペイントカラーの混合に関して当該技術において従来から知られているコンピューターによる色を混合を行うことにより可能になる。
【００８７】
さらに図６を参照して、該図は、領域６０３Ｂと６０３Ｘとの間の移行領域６２０を示している。移行領域６２０は、領域６０３Ｂの暗い青の色相（エラストマーＥＬランプ３００の作動時）が徐々に領域６０３Ｘの明るい青の色相に変化する領域を表すように意図されている。
【００８８】
印刷業界では、「ドット印刷」は標準の技術である。さらに、「ドット印刷」技術はスクリーン印刷により容易に実現できることがわかる。「ドット印刷」により隣接する２つの印刷領域の境界を「融合」させて見かけ上の移行領域を形成する。これは、各隣接領域から移行領域へドットを延ばし、移行領域内へ延びるに従ってドットのサイズを減少させ、間隔を増加させることにより行う。このようにして、移行領域におけるドットパターンをオーバーラップまたは重畳させると、１つの隣接領域から次の隣接領域への移行領域において効果が徐々に変化する。
【００８９】
この効果は、本発明により容易に実現可能であることがわかるであろう。図６を再び参照して、領域６０３Ｂに特定の色相を与える染色層を印刷し、ドットが移行領域６２０内へ延びるにつれてドットのサイズが減少し間隔が増加するようにしてもよい。領域６０３Ｘにおいて特定の色相を与える染色層をその上に印刷し、ドットが移行領域６２０内へ相互に延びるように印刷してもよい。自然光及び作動時の光の両方での正味の効果は、移行領域６２０が１つの色相から次の色相へ徐々に変化する。
【００９０】
本発明及びその利点を詳細に説明したが、頭書の特許請求の範囲により規定された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変形例及び設計変更を想到できることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、本発明による膜状ＥＬランプの好ましい実施例を示す断面図である。
【図２】
図２は、図１の断面図の斜視図である。
【図３】
図３は、転写剥離紙１０２を引き剥がした状態で示す本発明の膜状ＥＬランプの斜視図である。
【図４】
図４は、本発明の膜状ＥＬランプの給電を可能にする好ましい方法を示す。
【図５】
図５は、本発明の膜状ＥＬランプの給電を可能にする別の好ましい方法を示す。
【図６】
図６は、所定の照明なし部分／照明部分の外観を与えるために層の種々の着色法をサポートする切欠き部６０１を有する膜状ＥＬランプ３００の領域を示す。

Claims (21)

1. 複数の硬化済み層のうち選択された接触する硬化済み層がモノリシックな層であり、これらのモノリシックな層が結合されて実質的にモノリシックな集合体を形成し、
   モノリシックな層はさらにウレタン層とビニル層とを有し、ウレタン層は未硬化のウレタン媒体を用いて最初に展開され、ビニル層は触媒を混合した未硬化のビニル媒体を用いて最初に展開され、硬化時に触媒が未硬化のビニル媒体からウレタン媒体への変換を促進し、
   モノリシックな集合体は少なくとも１つのビニル層と少なくとも１つのウレタン層とを含むエレクトロルミネッセンス構造体。
2. 触媒は、高分子ヘキサメチレンジイソシアナートより成る請求項１のエレクトロルミネッセンス構造体。
3. 未硬化のビニル媒体は約３乃至５重量パーセントの触媒と混合される請求項２のエレクトロルミネッセンス構造体。
4. ビニル層は、
   （ａ）第１の電極層、
   （ｂ）誘電体層、
   （ｃ）エレクトロルミネッセンス層、及び
   （ｄ）第２の電極層より成る群から選択される請求項１のエレクトロルミネッセンス構造体。
5. 複数の硬化済み層は膜状の積層体を形成する請求項１のエレクトロルミネッセンス構造体。
6. 接触する硬化済みウレタン層及び硬化済みビニル層を含む実質的にモノリシックな集合体より成り、硬化済みウレタン層は未硬化のウレタン媒体を用いて最初に展開され、硬化済みビニル層は触媒を混合した未硬化のビニル媒体を用いて最初に展開され、硬化時に触媒が未硬化のビニル媒体からウレタン媒体への変換を促進し、
   ビニル層は、
   （ａ）第１の電極層、
   （ｂ）誘電体層、
   （ｃ）エレクトロルミネッセンス層、及び
   （ｄ）第２の電極層より成る群から選択され、
   第１または第２の電極層のうちの少なくとも一方は硬化すると半透明である膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
7. 触媒は、高分子ヘキサメチレンジイソシアナートより成る請求項６の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
8. 未硬化のビニル媒体は約３乃至５重量パーセントの触媒と混合される請求項７の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
9. 第１及び第２の電極層のうちの一方は硬化時に半透明でなく、この半透明でない電極はグラファイト、金、銀、亜鉛、アルミニウム及び銅より成る群から選択される材料を含む請求項６の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
10. 半透明でない電極層は、硬化後約８乃至１２ミクロンの厚さを有する請求項９の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
11. 誘電体層は、チタン酸バリウム、二酸化チタン、マイラーの誘導体、テフロンの誘導体及びポリスチレンの誘導体から成る群から選択される材料を含む請求項６の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
12. 誘電体層の硬化後の厚さは約１５乃至３０ミクロンである請求項６の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
13. エレクトロルミネッセンス層は、チタン酸バリウムより成る混合物を含む請求項６の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
14. エレクトロルミネッセンス層は、硬化後約２５乃至３５ミクロンの厚さを有する請求項６の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
15. 第１及び第２の電極層の少なくとも一方は硬化時に半透明であり、この半透明な層は酸化インジウム−スズ、酸化アルミニウム及び酸化タンタルから成る群から選択する材料を含む請求項６の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
16. 半透明の層は、硬化後約５ミクロンの厚さを有する請求項１５の膜状エレクトロルミネッセンス構造体。
17. ウレタンのエレクトロルミネッセンス構造体を展開する方法であって、
    （ａ）未硬化ビニル媒体を、硬化時に未硬化ビニル媒体からウレタン媒体への変換を促進する触媒と混合することにより、触媒を添加した未硬化ビニル媒体を用意し、
    （ｂ）触媒を添加した第１の量の未硬化ビニル媒体に半透明電極のドーパントをドーピングすることにより第１のビニル化合物を調製し、
    （ｃ）触媒を添加した第２の量の未硬化ビニル媒体にエレクトロルミネッセンスのドーパントをドーピングすることにより第２のビニル化合物を調製し、
    （ｄ）触媒を添加した第３の量の未硬化ビニル媒体に半透明でない電極のドーパントをドーピングすることにより第３のビニル化合物を調製し、
    （ｅ）順次展開された層より成る積層体を形成するステップより成り、積層体の各層は次の層がその上に展開される前に硬化させられ、積層体はウレタン媒体を用いて最初に展開された層を含み、さらに、第１、第２及び第３のビニル化合物の各々のうちの少なくとも１つの層を含むウレタンのエレクトロルミネッセンス構造体の展開方法。
18. 触媒は、高分子ヘキサメチレンジイソシアナートより成る請求項１７の方法。
19. 未硬化のビニル媒体は、ステップ（ａ）において約３乃至５重量パーセントの触媒と混合される請求項１８の方法。
20. （ｆ）触媒を添加した第４の量の未硬化ビニル媒体に誘電体のドーパントをドーピングすることにより第４のビニル化合物を調製するステップをさらに含み、
    ステップ（ｅ）で形成される積層体はさらに、第１、第２、第３及び第４のビニル化合物の各々の少なくとも１つの層を含む請求項１７の方法。
21. 複数の硬化済み層は、触媒と混合されドーピングを施されたビニルとして最初に未硬化の状態で展開された少なくとも１つの層を含み、触媒は硬化時においてビニルからウレタンへの変換を促進する膜状エレクトロルミネッセンス積層体。