JP2005508511A - Integrated lighting system - Google Patents
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Abstract
基板上に形成される照明デバイスを利用した統合照明システムが説明される。１つの実施形態では、ディスプレイシステムは、エレクトロルミネセントランプ（３０２）、光電池（３０４）、光電池（３０４）からエネルギーを受取りかつＥＬランプ（３０２）へ電気的エネルギーを放電する電力供給（３０６）、および、選択的に照明のためにＥＬランプ（３０２）に電気的エネルギー放電の間隔を管理する制御スイッチを備える。対象（３０８）に対して照明を供給するためのディスプレイシステムコンポーネントを結合する。別の実施形態では、光電池（２０８）、電力供給（２０４）、および、発光デバイス（２０６）は、全体的に内蔵する、電源内蔵式照明デバイス（２００）を形成するために、単一の基板上にそれぞれが形成される。さらに別の実施形態では、エレクトロルミネセントランプ（６０４）は、照らされる転写（６００）を形成するために提供される。
【選択図】図３An integrated lighting system using lighting devices formed on a substrate is described. In one embodiment, the display system includes an electroluminescent lamp (302), a photovoltaic cell (304), a power supply (306) that receives energy from the photovoltaic cell (304) and discharges electrical energy to the EL lamp (302), In addition, the EL lamp 302 is selectively provided with a control switch for managing an electric energy discharge interval for illumination. Combine display system components for providing illumination to an object (308). In another embodiment, the photovoltaic cell (208), power supply (204), and light emitting device (206) are integrated into a single substrate to form a self-contained lighting device (200). Each is formed on top. In yet another embodiment, an electroluminescent lamp (604) is provided to form an illuminated transfer (600).
[Selection] Figure 3
Description
【背景技術】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、一般的に照明デバイスに関し、より詳細には、基板上に形成される照明デバイスに関する。
（問題）
従来の電球（例えば、白熱および蛍光灯）およびネオン充填チュービング等の照明光源は、信号、車両等のさまざまな対象、および、安全性、識別、または、広告等のさまざまな目的のために照明を提供するように構成され得る。しかし、これらの照明光源は、多くの場合、一般的に壊れやすく、輸送にコストがかかり、頻繁なメンテナンスを必要とし、さらに一般的に点灯しているディスプレイの種々の要素の動き、および、正確なロゴまたはアイコン画像を表現するように形成されるための性能の両方を実現することができないので、多くの用途に受け入れることができるソリューションでない。さらに、従来の照明光源の容積およびサイズは、照らされている対象の有用性を低下させ得る。従って、信号および他の対象を照らす等の様々な状況において照明を提供するために、より統合され、コンパクトな照明システムが所望される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
（ソリューション）
本発明は、統合照明システムを形成するために、基板上に形成される照明デバイスを利用する。１つの局面では、ディスプレイシステムは、エレクトロルミネセントランプ、光電池、光電池からエネルギーを受取りかつＥＬランプへ電気的エネルギーを放電する電力供給、および、照明のためのＥＬランプへの電気的エネルギー放電の間隔を管理する制御スイッチを結合する。ディスプレイシステムのコンポーネントは、標識等の対象のために照明を提供するために結合される。エレクトロルミネセントランプは、前部照明表面および対象の第一の表面への取り付けのために構成される後部表面を有する。光電池は、太陽エネルギーまたは太陽輻射を受取るための表面を有する。動作中、光電池は、日中の間に太陽エネルギーを受取る。太陽エネルギーは電気的エネルギーに変換されて、ＥＬランプに直接電力を供給するか、または、後でＥＬランプに放電するために電力供給に保存される。制御スイッチは、ＥＬランプが照らすべき適切な時かどうかを判断し、それにより、電力供給からの電気的エネルギーの放電を制御する。
【０００３】
別の局面では、本発明は、光電池、電力供給、および、発光デバイスを単一の基板上に結合して、全体的に内臓する、電源内蔵式の照明デイバスを形成する。光電池は、太陽輻射を受取り、それを電気的エネルギーに変換する。電力供給は、光電池から電気的エネルギーを受取り、それを必要とされるまで保存する。発光デバイスは、電力供給から電気的エネルギーを受取り、そのようなエネルギーを利用して照明を行う。光電池、電力供給、および、発光デバイスの各々は、理想的には、薄い、膜のようなコンポーネントの基板上に印刷され、その結果、照明デバイスは、照明が望まれるほぼ任意の位置において利用され得る。
【０００４】
別の局面では、エレクトロルミネセントランプは、照らされた転写を形成するために提供される。ＥＬランプは、転写の支持（ｂａｃｋｉｎｇ）が後部マウンティング表面に取り付けられた状態で、前部照明表面および後部マウンティング表面を有するように構成され得る。転写支持は、車両等の様々な対象に固定されて、照明光源をそこに提供するように構成される。もしくは、磁気材料が、転写支持を置換するために、ＥＬランプの後部マウンティング表面に固定され得る。磁気材料は、ＥＬランプを、スチールや鉄等の磁気材料に磁気的に引き付けられる対象に固定され易くする。
【０００５】
本発明の他の利点およびコンポーネントは、本明細書の一部をなし、かつ、本発明の様々な特徴を示すための本発明の例示的な実施形態を示す添付の図面に連携した以下の説明から明らかになる。
（発明の詳細な説明）
本発明は、一般的な照明または特定の目的に関連した照明等（例えば、標識、浮標等）の様々な用途のために利用され得る照明デバイスを提供する。照明の光源としてエレクトロルミネセントランプを組み込む本発明の実施形態では、そのようなＥＬランプの特定のコンポーネントは、Ｍｕｒａｓｋｏの米国特許シリアルナンバー第６，２０３，３９１号に記載されるように、一緒に形成され得、この教示は、本明細書中で参照として援用する。‘３９１号特許は、エレクトロルミネセントランプコンポーネントと標識基板を結合することによって、エレクトロルミネセント標識を形成するための方法を開示する。
【０００６】
電源内蔵式照明デバイス１００が図１に示され、組立基板１０２、電力供給１０４、および、発光デバイス１０６を含む。組立基板１０２は、一般的に、薄い外形の、細長い土台を提供し、その土台の上に、電力供給１０４および非放射デバイス１０６が形成される。組立基板１０２は、発光デバイス１０６の照明が表示され得る前部表面１０８と、電力供給１０４および発光デバイス１０６がお互いに隣接して形成される後部表面１１０とを有する。好ましくは、電力供給１０４は、薄膜の電池であり、発光デバイスは、エレクトロルミネセントランプであり、それらの両方が、組立基板後部表面１１０上にプリント配線される。電池１０４は、再充電可能なように、あるいは、一回だけの照明光源が必要な場合は、再充電可能でないように構成され得る。さらに、組立基板１０２は、ガラス、プレキシガラス、プラスチック（ポリカーボネート等）等の光透過性材料から作られる（すなわち、透明または半透明な材料）。組立基板１０２の光透過性特性により、基板１０２を介して発光デバイス１０６の照明の表示を可能にする。組立基板１０２はまた、環境条件に曝されることによる照明デバイス１００の短絡を防ぐために、電気的に絶縁性であるべきである。光は、矢印１１４の方向に主に発光される。
【０００７】
別の実施形態によると、電力供給１０４および発光デバイス１０６は、組立基板１０２の前部表面１０８上に形成され得、その結果、デバイス１０６から発光した照明は、表示されるために基板１０２を介して通過する必要がない。従って、組立基板１０２は、光透過性である必要はなく、ガラス、プレキシガラス、プラスチック（ポリカーボネート等）、金属（例えばアルミニウム）、または、厚紙などの材料から選択的に作られ得る。紫外線コーティング等の光透過性の電気的に絶縁性材料は、電力供給１０４およびデバイス１０６を接触させることによる感電の危険性を低減させ、かつ、環境条件に曝されることによる短絡を防ぐために、電力供給１０４および発光デバイス１０６の上に配置され得る。
【０００８】
エレクトロルミネセントランプ１０６は、特許第‘３９１号の教示に応じて製造され得る。ＥＬランプコンポーネントのために利用される材料はまた、２００１年３月２２日に出願された「Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｅｇｍｅｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ」と称する米国特許出願シリアルナンバー第０９／８１５，０７８号において開示される材料を含み、この教示は、本明細書中で参照として援用される。
【０００９】
エレクトロルミネセントランプ１０６のコンポーネント層は、好ましくは、組立基板の後部表面１１０上に逆方向型（ｒｅｖｅｒｓｅ ｂｕｉｌｄ）で形成される。この配置において、ＥＬランプは、基板の後部表面１１０上に形成された透明な前部電極、透明な前部電極上に形成された発光層、エレクトロルミネセント蛍光体が発光層のために利用される場合は、発光層上に形成される誘電体層、および、発光層上に形成される後部電極を含み、選択的誘電体層が提供される場合は、後部電極はそのような誘電体層上に形成される。ＥＬランプのコンポーネント層の各々は、ステンシリング、フラットコーティング、ブラッシング、ローリング、および、スプレイを含む様々な手段によって、基板１０２上に連続的に付加され得るが、好ましくは、スクリーンまたはインクジェット印刷によって基板上に印刷される。これらのＥＬランプコンポーネントは、以下の材料から作られ得る。すなわち、透明前部電極は、ポリアニリン、ポリプロール、フェニリンアミノイミン、および、ポリエチレン−ジオキシチオフェン等の有機物、または、インジウム錫オキサイド等の無機物から製造され得る。発光層は、発光ポリマー／有機発光ダイオードなどの有機物、または、例えば、重合体結合剤に分散する銅またはマンガンでドーピングされた亜鉛硫化物等のエレクトロルミネセント粒子の蛍光体層から製造され得る。誘電体層は、バリウムチタネート等の高誘電定数材料で製造され得る。後部電極は、ＮＪ Ｒｉｄｇｅｆｉｅｌｄ ＰａｒｋのＡｇｆａ Ｃｏｒｐの商標名「Ｏｒｇａｃｏｎ」の下で流通しているポリアニリン、ポリプロール、ポリフェリンアミノイミン、および、ポリエチレン−ジオキシチオフェン等の有機物、または、銀、または、重合体インクに分散する炭素粒子等の無機物から製造される。好ましくは、照明デバイス１００に対して適切な照明レベルを維持しながら、電源１０４からの電気的エネルギーの放出を最小化するために、発光層は、動作のために低電圧（典型的には、約１０ボルトかそれより低い）を条件とする発光ポリマーから作られる。選択的に、例えばカラー印刷可能なインクによって形成される特定の透明および選択的に不透明な領域を有する背景層は、ＥＬランプが組立基板後部表面１１０に形成される前に、ＥＬ１０６が配置されるべき場所に、組立基板後部表面１１０上に形成され得る。そのような背景層は、照らされる画像の形（例えば、言い回し、ロゴ、アイコン等）に作られた特定の照らされたデザインを形成し得る。さらに、照らされた画像は、そのような画像の形式にＥＬランプの発光層を配置することによって形成され得る。
【００１０】
リード１１２は、デバイス１０６に電気的エネルギーを導くために、電力供給１０４を発光デイバス１０６に電気的に接続する。デバイス１０６がエレクトロルミネセントランプである場合、リード１１２は、ランプの前部および後部電極に接続する。好ましくは、リード１１２は、前部の中心から離れた電極リードと、後部電極リードを含む。前部の中心から離れた電極リードは、ＥＬランプの透明な前部電極を実質的に取り囲み、かつ、ＥＬランプの透明な前部電極と電気的に接続されるように構成される。後部電極リードは、ＥＬランプの後部電極に電気的に接続されるように構成される。光駆動型の昼／夜スイッチ（示されない）が、照明デイバス１００における周囲の光のレベルを感知し、かつ、照明のための発光デイバス１０６への電力供給１０４の放電サイクルを管理するために、提供され得る。例えば、周囲の光状況が所定のレベルまで低減される場合、スイッチは、照明のための電力供給１０４からデバイス１０６への電気的エネルギーの放電を可能にする。逆に、所定のレベルを超える周囲の光状況においては、スイッチは電気的エネルギー放電を切り、デバイス１０６は照明を停止する。光駆動スイッチの代替として、タイマースイッチ（示されない）は、予め設定された時間間隔、一般的には、夜明けおよび夕暮れに対応する時間等で、電力供給１０４からの電気的エネルギーの放電を制御し得る。
【００１１】
図２は、電源内蔵型の照明デバイス２００の別の実施形態を提供する。図１に示される照明デバイスと同様に、電力内臓型照明デバイス２００は、組立基板２０２、電力供給２０４、および、発光デバイス２０６を含むが、さらに、光電池２０８を含む。この配置では、光電池２０８は、照明デバイス２００の周りの周辺環境から太陽エネルギーまたは輻射を受け取り、そのようなエネルギーを電力供給２０４において保存するために電気的エネルギーに変換する。
【００１２】
組立基板２０２および発光デバイス２０６は、図１の実施形態における要素に対応したものと同一である。このため、組立基板２０２は、電力供給２０４、発光デバイス２０６、および、光電池２０８が形成される土台を提供する。組立基板２０２は、発光デバイス２０６の照明が表示される前部表面２１０と、電力供給２０４、デバイス２０６、および、光電池２０８がそれぞれが他方と隣接して形成される後部表面２１２とを有ている。好ましくは、電力供給２０４は、再充電可能な薄膜の電池（例えば、亜鉛／銀酸化電池）であり、発光デバイス２０６は、エレクトロルミネセントランプであり、それら両者は、組立基板後部表面２１２上に印刷される。組立基板２０２は、ガラス、プレキシガラス、プラスチック（ポリカーボネート等）等の光透過性材料（すなわち、透明もしくは半透明）から作られる。組立基板２０２の光透過性特性により、基板２０２を介して発光デバイス２０６の照明を表示すること、および、基板２０２を介して光電池２０８へ太陽エネルギーまたは輻射を通過させることが可能になる。組立基板２０２は、環境条件に曝されることによる照明デバイス２００の短絡を防ぐために、電気的に絶縁性であり得る。光は、矢印２１６の方向に主に放射される。
【００１３】
別の実施形態によると、電力供給２０４、発光デバイス２０６、および、光電池２０８は、組立基板２０２の前部表面２１０上に形成され得、その結果、デバイス２０６から発光される照明は、表示されるために基板２０２を介して通過する必要がない。従って、組立基板２０２は、光透過性である必要はなく、ガラス、プレキシガラス、プラスチック（プリカーボネート等）の材料、金属（例えば、アルミニウム）、または、厚紙から選択的に作られ得る。紫外線コーティング等の光透過性の電気的に絶縁性の材料は、電力供給２０４、発光デバイス２０６、および、選択的な光電池２０８の上に配置され得、電力供給２０４およびデバイス２０６と接触することによる感電の危険性を低減し、かつ、環境条件に曝されることによる短絡を防ぐ。
【００１４】
エレクトロルミネセントランプ２０６のコンポーネント層は、図１の実施形態におけるものと同一であり、組立基板後部表面２１２上で逆方向型に形成される。この配置では、ＥＬランプ２０６は、基板後部表面２１２上に形成される透明な前部電極、透明な前部電極上に形成される発光層、エレクトロルミネセント蛍光体が発光層のために利用される場合は、発光層上に形成される誘電体層、および、発光層上に形成される後部電極を含み、または、選択的誘電体層が提供される場合は、後部電極は、そのような誘電体層上に形成される。好ましく、これらのＥＬランプコンポーネントは、組立基板２０２上に印刷される画面である。
【００１５】
光電池２０８は、太陽エネルギーを受取り、このようなエネルギーをＥＬランプ２０６に電力供給を行うために電気的エネルギーに変換する。光電池２０８は、ポリシリコン材料から作られ、一緒に形成される光電池のアレイとして構成され得る。光電池２０８のサイズおよびアレイの光電池の数は、発光デバイス２０６の照明に電力を与えるために必要となるエネルギーの量に依存する。リード２１４は、光電池２０８を電力供給１０４に電気的に接続して、光電池２０８によって生成される電気的エネルギーを電力供給１０４に伝達する。同様に、このようなリード２１４は、電力供給１０４を発光デバイス１０６へ電気的に接続して、照明のために電気的エネルギーをデバイス１０６へ伝達する。好ましくは、リード２１４の一部分は、前部の中心から離れた電極リードと、後部電極リードを含む。前部の中心から離れた電極リードは、ＥＬランプの透明な前部電極を実質的に取り囲み、かつ、ＥＬランプの透明な前部電極と電気的に接続されるように構成される。後部電極リードは、ＥＬランプの後部電極に電気的に接続されるように構成される。デバイス１０６がエレクトロルミネセントランプである１つの実施形態によると、リード２１４は、ランプの前部および後部電極と接続する。光駆動型の昼／夜スイッチ（示されない）は、照明デバイス２００における周囲の光のレベルを感知し得、照明のための発光デバイス２０６への電力供給２０４の放電サイクルを管理し得る。例えば、周囲の光条件が所定のレベルに対して低減される場合、スイッチは、電力供給２０４から照明のためのデバイス２０６への電気的エネルギーの放電を可能にする。逆に、所定のレベルを越えた周囲の光条件においては、スイッチは、電気的エネルギー放電を切り、デバイス１０６は照明を停止する。さらに、光駆動型スイッチは、電力供給の過充電ダメージを避けるために、電力供給２０４が満充電される場合を感知し、光電池２０８から電力供給２０４への電気的エネルギーの伝達を妨げることができる。光駆動型スイッチの代替として、タイマースイッチ（示されない）は、一般的に夜明けおよび夕暮れに対応する時間等の所定の時間間隔で、電力供給２０４からの電気的エネルギーの放電を許可することも不許可にすることもできる。
【００１６】
図１および図２の実施形態の照明デバイスは、それぞれ非常に薄くかつコンパクトな設計の電源内蔵型の照明システムを提供する。光電池、電力供給、および、発光デバイスを単一の薄膜基板上に印刷する能力は、さらに、照明デバイスのコンパクトな性質を向上させる。本発明の照明デバイスに対して様々な応用が採用され得、例えば、道路標識、広告板、信号浮標、位置標識、アウトドア用具（テント、バックパックなど）等のための照明を提供し、あるいは、ほとんど任意の場所における特定の照らされるデザインまたは画像を提供する。このように、照明デバイスは、熱ボンディングまたは接着剤の利用等による様々な手段によってそのような対象に固定され得る。
【００１７】
標識、案内補助等の特定の目的のための照明を提供するために利用される照明システム３００に対して、本発明の別の実施形態が図３〜５に示される。照明システム３００は、エレクトロルミネセントランプ３０２、太陽エネルギーを受取るための光電池３０４、電気的エネルギーをＥＬランプ３０２に供給する電力供給３０６、および、照明のためにＥＬランプへの電気的エネルギー放電の間隔を管理する制御スイッチ（図示されない）を含む。図３および４は、照明システム３００が対象３０８を表示する交通標識に固定される例示的な実施形態を示す。
【００１８】
エレクトロルミネセントランプ３０２は、図１および図２に示される本発明の実施形態のエレクトロルミネセントランプと同一であり得、故に、‘３９１号特許の教示に従い、かつ、米国特許出願シリアルナンバー第０９／８１５，０７８号において開示される材料を利用して製造され得る。しかし、ＥＬランプ３０２のコンポーネント層は、順方向または逆方向型のどちらかで形成され得る。
【００１９】
順方向型の配置において、ＥＬランプ３０２は、基板として機能する標識３０８の前部表面３１０上に直接か、または、標識に付加される基板上かのどちらかに形成される。基板は、薄く、細長い部材であり、金属、アルミニウム、プラスチック（例えば、ポリカーボネート）、ガラス、プレキシガラス等の材料から作られ得るが、基板が固定される標識３０８が導電性である場合は、電気的に絶縁性にすべきである。また、基板が表示されることが望まれる標識３０８の領域を遮る場合は、基板は光透過性（透明または半透明）であるべきである。ＥＬランプ３０２は、基板または標識前部表面のどちらかの上に形成される後部電極、後部電極上に形成される選択的誘電体層、後部電極上に形成される発光層、または、誘電体層が含まれる場合は、発光層はそのような誘電体層上に形成され、および、発光層上に形成される透明な前部電極層を含む。好ましくは、これらのＥＬランプのコンポーネントは、基板または標識３０８上に印刷される。ＥＬランプ３０２はまた、約０．００２から約０．０１２インチの厚みを有するべきである。紫外線コーティング等の光透過性の電気的に絶縁性の材料はまた、ＥＬランプ３０２を覆って配置され得、ランプの導電性要素との接触による感電の危険性を低減し、かつ、環境条件に曝されることによる短絡を防ぐ。
【００２０】
１つの実施形態によると、透明光反射層は、Ｍｕｒａｓｋｏの米国特許シリアルナンバー第５，５５２，６７９号において教示されるＥＬランプ３０２の前部表面３１２を覆って形成され、この教示は、本明細書中で参照として援用される。光反射層は、車のヘッドライト等の光源からＥＬランプ３０２上の入射光を反射する一方で、ＥＬランプ３０２の照明が観測者によってそれを介して観測され得るようにする。光反射層は、熱ボンディングまたは透明な接着剤の利用等の様々な方法によって、ＥＬランプ前部表面３１２に取り付けられ得る。
【００２１】
逆方向型配置では、ＥＬランプ３０２は、プラスチック（例えばポリカーボネート）、グラス、プレキシグラス等のような光透過性材料から作られる薄く、細長い部材等の光透過性基板上に形成される。基板は、環境条件に曝されることからＥＬランプの他のコンポーネントを保護することに関して、充分に強くあるべきである。もしくは、ＥＬランプ３０２は、透明な光反射層上に形成される。ＥＬランプは、基板上に形成される前部電極、前部電極上に形成される発光層、エレクトロルミネセント蛍光体が発光層のために利用される場合は、発光層上に形成される誘電体層、および、発光層上に形成される後部電極を含み、あるいは、選択的誘電体層が提供される場合は、後部電極は、そのような誘電体層上に形成される。好ましくは、これらのＥＬランプコンポーネントは、光透過性基板上に印刷されて、約０．００２から約０．０１２インチの厚みを有するＥＬランプを形成する。ＥＬランプ３０２は、熱ボンディングまたは接着剤の利用等の様々な方法により、標識の前部表面３１０に取り付けられ得る。
【００２２】
図４は、標識３０８に取り付けられる照明システム３００の側面図である。実装取付金具３１４は、光電池３０４および電力供給３０６を標識３０８に備え付けるために利用され、安定した基盤、および、エレクトロルミネセントランプ３０２に電力を与える太陽エネルギーの最大量を受取るために、水平線に対して適切な角度で、光電池３０４の配置決めを提供する。例えば、光電池３０４は、日中の少なくとも一部分の間、太陽からの入来太陽エネルギー光線に対して一般的に直交するエネルギー受光表面３１６を有するように、配置されるべきである。実装取付金具３１４は、標識３０８の後部表面３２０へ取り付けられるように構成される第１の表面３１８と、光電池３０４および電力供給３０６を下に横たえるように構成される第２の表面３２２とを有する。
【００２３】
光電池３０４は、図５に詳細が示される。光電池３０４は、筐体３２４を有し、環境条件から光電池要素３２６のアレイを取り囲み、かつ、保護する。筐体３２４は、例えば、ＡＢＳプラスチックまたは同様の構造特性を示す他の材料で作られ得る。光センサー３２８がそこに配置されて、光電池３０４上への周囲の入射光のレベルを感知する。光電池要素３２６は、図１および２に示される本発明の実施形態の光電池と同一であり得る。光電池３０４は、太陽エネルギーを受取り、そのようなエネルギーを電力供給３０６に保存するため、あるいは、照明のためにＥＬランプ３０４の即刻の利用のために電気的エネルギーに変換する。
【００２４】
電力供給３０６は、光電池３０４から受取った電気的エネルギーを保存し、照明のために電気的エネルギーをエレクトロルミネセントランプ３０２に伝達する。リードのセット（示されない）は、電力供給３０６をＥＬランプ３０２に電気的に接続して、電気的エネルギーを照明のためにランプへ供給する。これらのリードは、ＥＬランプの前部電極および後部電極に接続する。好ましくは、リードの一部分は、ＥＬランプの透明な前部電極を実質的に取り囲み、かつ、ＥＬランプの透明な前部電極と電気的に接続するように構成される前部の中心から離れた電極リード、および、ＥＬランプの後部電極と電気的に接続するように構成される後部電極リードを含む。光センサー３２８はまた、光電池３０４において周囲の光のレベルを感知するだけでなく、ＥＬランプ３０２への電力供給３０６の放電サイクルをも管理する、光駆動型昼／夜スイッチであり得る。例えば、周囲の光条件が、所定のレベルよりも低減される場合、スイッチは、照明のために、電力供給３０６からＥＬランプ３０２への電気的エネルギーの放電を可能にする。逆に、所定のレベルを超過した周囲の光条件では、スイッチは電気的エネルギー放電を切り、デイバスは照明を停止する。光駆動型スイッチの代替として、タイマースイッチ（示されない）は、所定の時間間隔、一般的には、夜明けおよび夕暮れに対応する時間等で、電力供給３０６からの電気的エネルギーの放電を制御し得る。タイムスイッチはまた、例えば、ＥＬランプ３０２のフラッシュ照明が観測されるように２、３秒毎に電力供給放電をオンおよびオフにする、ストロボ特性を有するように構成され得る。もしくは、光駆動型のスイッチは、電力供給２０４が満充電される場合を感知し、電力供給への過充電ダメージを避けるために光電池３０４から電力供給３０６への電気的エネルギーの伝達を妨げる。選択的に、マイクロプロセッサおよびメモリ等のコントローラ（示されない）は、電力供給３０６に電気的に接続され得る。コントローラは、例えば、特定の時間間隔でランプの特定の領域を照らす（すなわち、ランプ上に形成される文字「Ｓ−Ｔ−Ｏ−Ｐ」を逐次的に照らす）、または、照明の強度を変化させることによって、ＥＬランプ３０２の照明パターンを変化させ、光の動画を生成するように構成され得る。
【００２５】
１つの実施形態によると、第２のエレクトロルミネセントランプ３０２は、標識３０８に固定され得、電力供給３０６に電気的に接続され得る。コントローラは、各ＥＬランプを、異なる時間間隔で、照明の強度を変化させながら照らされるようにする。道路標識を対象３０８とする例では、ＥＬランプの１つは、一般的な標識の形に照らすために、標識の周囲に形成される。第２のＥＬランプは、標識の特定の文字やグラフィックの照らされた形を提供するために形成され、標識の特定のメッセージを運転手に知らせる。第２のＥＬランプは、第１のランプの照射の後、遅れた期間に照らされ得、または、両方のランプは、同時に照らし得る。
【００２６】
本発明の照明システム３００は、道路標識、信号浮標、案内補助、位置標識、アウトドア用具、広告板、バス待合所、電話ブース、もしくは、任意の他のオブジェクトまたは構造等の多数の目的３０８のための照明を供給するのに用いられ、これらの上にＥＬランプ３０２が取り付けられ得、かつ、太陽エネルギーが照明システムに電力を与えるように集められ得ることも理解される。
【００２７】
図６〜８に示される本発明の別の実施形態では、照らされた転写システム６００は、照明デバイスを、様々な移動車両（例えば、オートモービル、トラック、バス、電車、ボート、飛行機等）、および、安全設備等の様々な対象６０２に提供するように構成される。図６および７は、車両６０２に固定されるように構成される照明付きの転写システム６００を形成するために、エレクトロルミネセントランプ６０４が転写の支持６０６に固定される、例示的な実施形態を示す。
【００２８】
エレクトロルミネセントランプ６０４は、図１および２で示される本発明の実施形態のエレクトロルミネセントランプと同一であり得、従って、第‘３９１号特許の教示に従い、かつ、米国特許出願シリアルナンバー第０９／８１５，０７８号に記載される材料を利用して製造され得る。しかし、ＥＬランプ６０４のコンポーネント層は、順方向または逆方向型のどちらかで形成され得る。
【００２９】
順方向型の配置では、ＥＬランプ６０４は、基板として機能する転写の支持６０６の第１の表面６０８上に直接か、または、典型的なＥＬランプ基板（すなわち、金属、アルミニウム、プリカーボネートプラスチック、ガラス、プレキシガラス等から作られる薄く、平面の部材）上のどちらかに形成される。ＥＬランプ６０４は、基板もしくは転写の支持の第１の表面６０８のどちらかの上に形成される後部電極、エレクトロルミネセント蛍光体が発光層のために利用される場合は、後部電極上に形成される誘電体層、後部電極上に形成される発光層、または、選択的誘電体層が提供される場合は、発光層が誘電体層上に形成され、および、発光層上に形成される透明な前部電極層を含む。好ましくは、これらのＥＬランプコンポーネントは、基板もしくは表面３０８上に印刷される。ＥＬランプ６０４はまた、約０．００２から約０．０１２インチの厚みを有すべきである。紫外線コーティング等の光透過性の電気的に絶縁性の材料はまた、ＥＬランプ６０４を覆って配置され得、ランプの導電性要素と接触することによる感電の危険性を低減し、かつ、環境条件に曝されることによる短絡を防ぐ。
【００３０】
ある実施形態によると、透明な光反射層は、Ｍｕｒａｓｋｏの米国特許シリアルナンバー第５，５５２，６７９号で教示されるようなＥＬランプの前部表面６１０を覆って形成され、この教示は、本明細書中で参照として援用される。光反射層は、車のヘッドライト等の光源からＥＬランプ６０４上への入射光を反射する一方、ＥＬランプ６０４の照明が観測者によってそれを通して観測されることを可能にする。光反射層は、熱ボンディングまたは透明な接着剤の利用等の様々な方法によって、ＥＬランプ前部表面６１０に取り付けられ得る。
【００３１】
逆方向型配置では、ＥＬランプ６０４は、プリカーボネートプラスチック、ガラス、プレキシガラス等の光透過性材料から作られた薄く、細長い部材等の光透過性基板上に形成される。基板は、環境条件に曝されることからＥＬランプ３０２の他のコンポーネントを保護することに関して、十分に強くあるべきである。もしくは、ＥＬランプ６０４は、透明な光反射層上に形成される。ＥＬランプは、基板上に形成される前部電極、前部電極上に形成される発光層、エレクトロルミネセント蛍光体が発光層のために利用される場合は、発光層上に形成される誘電体層、発光層上に形成される後部電極を含み、あるいは、選択的誘電体層が提供される場合は、後部電極がそのような誘電体層上に形成される。紫外線コーティングまたはウレタン層等の電気的に絶縁性の層はまた、ＥＬランプ６０４全体を保護するために後部電極を覆って配置され得る。好ましくは、これらのＥＬランプコンポーネントは、約０．００２から約０．０１２インチの厚みを有するＥＬランプを形成するために、光透過性基板上に印刷される。
【００３２】
転写支持６０６は、プラスチック、ゴムなどの任意の多数の耐久性があり、かつ、化学的に安定した材料から製造され得る。ビニール接着剤等の接着剤は、ＥＬランプ６０４の後部表面６１２を転写の支持の前部表面６０８に取り付けるために利用され得る。ＥＬランプ６０４が、順方向型配置で転写の支持の第１の表面６０８上に直接製造される場合、接着剤は必要がない。また、ＥＬランプ６０４が、逆方向型配置で製造される場合は、接着剤は、理想的には、導電性要素が曝されていないランプ基板の領域に配置されるか、あるいは、提供される場合は、電気的に絶縁性の層上に配置される。一旦、ＥＬランプ６０４が転写の支持６０６に固定されると、転写の支持の組立品の第２の表面６１４は、照らされる転写システム６００を車両６０２上に固定して配置するために、接着剤（例えば、ビニール接着剤）または熱ボンディング等の他の取り付け手段を利用して車両６０２に固定され得る。
【００３３】
代替の実施形態では、磁気材料が、ＥＬランプ後部表面６１２に取り付けられ、または、結合されてもよく、その結果、ＥＬランプ６０４は、スチールまたは鉄から作られた表面等の磁気材料に磁気的に引き付けられた表面上に除去可能なように配置され得る。選択される磁気材料は、車両６０２への磁気引力を維持する一方で、ＥＬランプ６０４の重みを支えるのに十分であるべきである。この実施形態は、転写の支持６０６を必要としない。
【００３４】
リードのセット（示されない）は、電源（示されない）をＥＬランプ６０４に接続して、照明のために、ランプに電気的エネルギーを導く。好ましくは、少なくともリードの一部分は、ＥＬランプの透明な前部電極を実質的に取り囲み、かつ、ＥＬランプの透明な前部電極に電気的に接触するように構成される前部の中心から離れた電極リード、および、ＥＬランプの後部電極と電気的に接触するように構成される後部電極リードを含む。電源は、ＥＬランプ基板上に形成される、図１および２の実施形態において説明されたもの、すなわち、再充電可能な薄膜の電池であり得るが、好ましくは、車両６０２の電源である。リードがＥＬランプ６０４に達するために車両の外部に沿って伸びる場合は、リードは環境条件に曝され得るので、リードは、適切に耐候性（すなわち、電気的に絶縁される）を持つべきである。スイッチメカニズム（示されない）が、車両６０２内部に提供されて、リードと電気的に接続して、照明のために電源からＥＬランプ６０４への電気的エネルギーの放電を制御し得る（照明のレベルを変化させるランプ照明をオンまたはオフにする等）。スイッチはまた、タイマースイッチであってもよい。選択的に、マイクロプロセッサまたはメモリ等のコントローラ（図示されない）は、図３〜５の実施形態に対して説明されたように、ＥＬランプ３０２の照明パターンを変化させるために、電源と電気的に接続し得る。
【００３５】
示された本発明の照らされた転写システム６００は、軽量で、車両等の多数の対象への組み込みが容易であり、維持費が安い照明光源を提供し、かつ、動く対象に特定のロゴまたはアイコンの照らされた画像を伝えるように構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に沿った、組立基板、電力供給、および、発光デバイスの側面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に沿った、組立基板、光電池、電力供給、および、発光デバイスの側面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に沿った、対象に照明を提供するディスプレイシステムの正面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に沿った、対象に照明を提供するディスプレイシステムの側面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に沿った、ディスプレイシステムの光電池の上面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に沿った、対象に固定される照らされた転写の概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に沿った、照らされた転写の分解図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に沿った、照らされた転写の図である。[Background]
[0001]
(Background of the Invention)
(Field of Invention)
The present invention relates generally to lighting devices, and more particularly to lighting devices formed on a substrate.
(problem)
Illumination sources such as traditional bulbs (eg incandescent and fluorescent) and neon-filled tubing can be used for various purposes such as traffic lights, vehicles, and for various purposes such as safety, identification, or advertising. It can be configured to provide. However, these illumination sources are often fragile, generally costly to transport, require frequent maintenance, and generally move the various display elements that are lit and accurate. It is not a solution that is acceptable for many applications because it cannot achieve both the performance to be formed to represent a simple logo or icon image. Furthermore, the volume and size of conventional illumination sources can reduce the usefulness of the object being illuminated. Thus, a more integrated and compact lighting system is desired to provide illumination in a variety of situations, such as illuminating signals and other objects.
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[Means for Solving the Problems]
[0002]
(solution)
The present invention utilizes a lighting device formed on a substrate to form an integrated lighting system. In one aspect, the display system includes an electroluminescent lamp, a photovoltaic cell, a power supply that receives energy from the photovoltaic cell and discharges electrical energy to the EL lamp, and an electrical energy discharge interval to the EL lamp for illumination. Control switch to manage. The components of the display system are combined to provide illumination for objects such as signs. The electroluminescent lamp has a front illumination surface and a rear surface configured for attachment to a first surface of an object. The photovoltaic cell has a surface for receiving solar energy or solar radiation. In operation, the photovoltaic cell receives solar energy during the day. Solar energy is converted to electrical energy to power the EL lamp directly, or it is stored in the power supply for later discharge to the EL lamp. The control switch determines when it is appropriate to illuminate the EL lamp, thereby controlling the discharge of electrical energy from the power supply.
[0003]
In another aspect, the present invention combines a photovoltaic cell, a power supply, and a light emitting device on a single substrate to form a self-contained lighting device that is fully integrated. A photovoltaic cell receives solar radiation and converts it into electrical energy. The power supply receives electrical energy from the photovoltaic cell and stores it until needed. A light emitting device receives electrical energy from a power supply and uses such energy to illuminate. Each of the photovoltaic, power supply, and light emitting devices is ideally printed on a substrate of a thin, film-like component so that the lighting device can be utilized in almost any location where illumination is desired. obtain.
[0004]
In another aspect, an electroluminescent lamp is provided to form an illuminated transfer. The EL lamp may be configured to have a front illumination surface and a rear mounting surface with transfer backing attached to the rear mounting surface. The transfer support is fixed to various objects such as a vehicle and is configured to provide an illumination light source thereto. Alternatively, a magnetic material can be secured to the rear mounting surface of the EL lamp to replace the transfer support. The magnetic material facilitates fixing the EL lamp to an object that is magnetically attracted to a magnetic material such as steel or iron.
[0005]
Other advantages and components of the present invention are described below in conjunction with the accompanying drawings, which form a part hereof, and which illustrate exemplary embodiments of the present invention to illustrate various features of the present invention. It becomes clear from.
(Detailed description of the invention)
The present invention provides lighting devices that can be utilized for various applications such as general lighting or lighting related to a particular purpose (eg, signs, buoys, etc.). In an embodiment of the invention that incorporates an electroluminescent lamp as a light source for illumination, certain components of such an EL lamp can be combined together as described in Murasko US Pat. No. 6,203,391. This teaching is incorporated herein by reference. The '391 patent discloses a method for forming an electroluminescent label by combining an electroluminescent lamp component and a label substrate.
[0006]
A self-powered lighting device 100 is shown in FIG. 1 and includes an assembly substrate 102, a power supply 104, and a light emitting device 106. The assembled substrate 102 generally provides a thin, elongated base on which a power supply 104 and a non-radiating device 106 are formed. The assembly substrate 102 has a front surface 108 on which the illumination of the light emitting device 106 can be displayed, and a rear surface 110 on which the power supply 104 and the light emitting device 106 are formed adjacent to each other. Preferably, the power supply 104 is a thin film battery and the light emitting device is an electroluminescent lamp, both of which are printed on the assembly substrate back surface 110. The battery 104 can be configured to be rechargeable or not rechargeable if only one illumination source is required. Further, the assembly substrate 102 is made of a light transmissive material such as glass, plexiglass, plastic (polycarbonate, etc.) (ie, a transparent or translucent material). The light transmissive property of the assembled substrate 102 allows the illumination of the light emitting device 106 to be displayed through the substrate 102. The assembled substrate 102 should also be electrically insulative to prevent shorting of the lighting device 100 due to exposure to environmental conditions. The light is emitted mainly in the direction of the arrow 114.
[0007]
According to another embodiment, the power supply 104 and the light emitting device 106 can be formed on the front surface 108 of the assembly substrate 102 so that the light emitted from the device 106 is transmitted through the substrate 102 to be displayed. There is no need to pass through. Thus, the assembly substrate 102 need not be light transmissive and can be selectively made from materials such as glass, plexiglass, plastic (polycarbonate, etc.), metal (eg, aluminum), or cardboard. Light transmissive electrically insulating materials, such as UV coatings, reduce the risk of electric shock from contacting the power supply 104 and the device 106 and prevent short circuits from exposure to environmental conditions. It can be placed over the power supply 104 and the light emitting device 106.
[0008]
The electroluminescent lamp 106 may be manufactured in accordance with the teachings of patent '391. The materials utilized for the EL lamp component are also those disclosed in US patent application serial number 09 / 815,078, filed March 22, 2001, referred to as “Electroluminescent Multiple Segment Display Device”. The teachings of which are incorporated herein by reference.
[0009]
The component layer of the electroluminescent lamp 106 is preferably formed in a reverse build on the rear surface 110 of the assembly substrate. In this arrangement, the EL lamp uses a transparent front electrode formed on the rear surface 110 of the substrate, a light emitting layer formed on the transparent front electrode, and an electroluminescent phosphor for the light emitting layer. A dielectric layer formed on the light emitting layer, and a back electrode formed on the light emitting layer, and if a selective dielectric layer is provided, the back electrode is such a dielectric layer Formed on top. Each of the component layers of the EL lamp can be continuously applied onto the substrate 102 by various means including stenciling, flat coating, brushing, rolling, and spraying, but preferably the substrate by screen or ink jet printing. Printed on top. These EL lamp components can be made from the following materials. That is, the transparent front electrode can be manufactured from an organic material such as polyaniline, polyprole, phenyline aminoimine, and polyethylene-dioxythiophene, or an inorganic material such as indium tin oxide. The emissive layer can be made from an organic material such as a light emitting polymer / organic light emitting diode, or a phosphor layer of electroluminescent particles such as, for example, zinc sulfide doped with copper or manganese dispersed in a polymer binder. The dielectric layer can be made of a high dielectric constant material such as barium titanate. The rear electrode is an organic material such as polyaniline, polyprole, polyferrinaminoimine, and polyethylene-dioxythiophene distributed under the trade name “Orgacon” of Agfa Corp of NJ Ridgefield Park, or silver, or heavy Manufactured from inorganic materials such as carbon particles dispersed in the combined ink. Preferably, in order to minimize the emission of electrical energy from the power source 104 while maintaining an appropriate illumination level for the lighting device 100, the emissive layer has a low voltage (typically Made from a light-emitting polymer subject to about 10 volts or less). Optionally, a background layer having specific transparent and selectively opaque areas formed by, for example, color printable ink is placed on the EL 106 before the EL lamp is formed on the rear surface 110 of the assembled substrate. It can be formed on the assembly substrate rear surface 110 at a desired location. Such a background layer may form a particular illuminated design made in the form of an illuminated image (eg, wording, logo, icon, etc.). Further, an illuminated image can be formed by placing the light emitting layer of an EL lamp in such an image format.
[0010]
Lead 112 electrically connects power supply 104 to light emitting device 106 to direct electrical energy to device 106. If device 106 is an electroluminescent lamp, leads 112 connect to the front and rear electrodes of the lamp. Preferably, lead 112 includes an electrode lead spaced from the front center and a rear electrode lead. The electrode lead away from the front center is configured to substantially surround the EL lamp transparent front electrode and to be electrically connected to the EL lamp transparent front electrode. The rear electrode lead is configured to be electrically connected to the rear electrode of the EL lamp. A light driven day / night switch (not shown) senses the ambient light level in the lighting device 100 and manages the discharge cycle of the power supply 104 to the light emitting device 106 for lighting. Can be provided. For example, if the ambient light conditions are reduced to a predetermined level, the switch allows the discharge of electrical energy from the power supply 104 for lighting to the device 106. Conversely, in ambient light conditions above a predetermined level, the switch turns off the electrical energy discharge and the device 106 stops lighting. As an alternative to a light-driven switch, a timer switch (not shown) controls the discharge of electrical energy from the power supply 104 at preset time intervals, typically times corresponding to dawn and dusk. obtain.
[0011]
FIG. 2 provides another embodiment of a self-powered lighting device 200. Similar to the lighting device shown in FIG. 1, the power built-in lighting device 200 includes an assembly substrate 202, a power supply 204, and a light emitting device 206, but further includes a photovoltaic cell 208. In this arrangement, the photovoltaic cell 208 receives solar energy or radiation from the surrounding environment around the lighting device 200 and converts such energy into electrical energy for storage in the power supply 204.
[0012]
The assembly substrate 202 and the light emitting device 206 are the same as those corresponding to the elements in the embodiment of FIG. Thus, the assembly substrate 202 provides a base on which the power supply 204, the light emitting device 206, and the photovoltaic cell 208 are formed. The assembly substrate 202 has a front surface 210 on which the illumination of the light emitting device 206 is displayed, and a rear surface 212 on which the power supply 204, the device 206, and the photovoltaic cell 208 are each formed adjacent to the other. . Preferably, the power supply 204 is a rechargeable thin film battery (eg, a zinc / silver oxide battery), and the light emitting device 206 is an electroluminescent lamp, both of which are on the assembled substrate back surface 212. Printed. The assembly substrate 202 is made of a light transmissive material (that is, transparent or translucent) such as glass, plexiglass, or plastic (polycarbonate or the like). The light transmissive property of the assembled substrate 202 allows the illumination of the light emitting device 206 to be displayed through the substrate 202 and allows solar energy or radiation to pass through the substrate 202 to the photovoltaic cell 208. The assembly substrate 202 can be electrically insulating to prevent short circuiting of the lighting device 200 due to exposure to environmental conditions. Light is mainly emitted in the direction of arrow 216.
[0013]
According to another embodiment, the power supply 204, the light emitting device 206, and the photovoltaic cell 208 can be formed on the front surface 210 of the assembly substrate 202 so that the illumination emitted from the device 206 is displayed. Therefore, there is no need to pass through the substrate 202. Thus, the assembled substrate 202 need not be light transmissive and can be selectively made from glass, plexiglass, plastic (such as precarbonate) material, metal (eg, aluminum), or cardboard. A light transmissive, electrically insulating material, such as an ultraviolet coating, can be placed over and in contact with the power supply 204, the light emitting device 206, and the optional photovoltaic cell 208. Reduces the risk of electric shock and prevents short circuits due to exposure to environmental conditions.
[0014]
The component layers of the electroluminescent lamp 206 are the same as in the embodiment of FIG. 1 and are formed in a reverse mold on the assembled substrate rear surface 212. In this arrangement, the EL lamp 206 utilizes a transparent front electrode formed on the substrate rear surface 212, a light emitting layer formed on the transparent front electrode, and an electroluminescent phosphor for the light emitting layer. A dielectric layer formed on the light emitting layer and a back electrode formed on the light emitting layer, or if a selective dielectric layer is provided, the back electrode is It is formed on the dielectric layer. Preferably, these EL lamp components are screens printed on the assembly substrate 202.
[0015]
The photovoltaic cell 208 receives solar energy and converts such energy into electrical energy for powering the EL lamp 206. The photovoltaic cells 208 may be configured as an array of photovoltaic cells made from polysilicon material and formed together. The size of the photovoltaic cells 208 and the number of photovoltaic cells in the array depend on the amount of energy required to power the illumination of the light emitting device 206. The lead 214 electrically connects the photovoltaic cell 208 to the power supply 104 and transfers electrical energy generated by the photovoltaic cell 208 to the power supply 104. Similarly, such leads 214 electrically connect the power supply 104 to the light emitting device 106 and transfer electrical energy to the device 106 for illumination. Preferably, a portion of lead 214 includes an electrode lead spaced from the front center and a rear electrode lead. The electrode lead away from the front center is configured to substantially surround the EL lamp transparent front electrode and to be electrically connected to the EL lamp transparent front electrode. The rear electrode lead is configured to be electrically connected to the rear electrode of the EL lamp. According to one embodiment, where device 106 is an electroluminescent lamp, leads 214 connect to the front and rear electrodes of the lamp. A light driven day / night switch (not shown) can sense the level of ambient light in the lighting device 200 and can manage the discharge cycle of the power supply 204 to the light emitting device 206 for lighting. For example, if ambient light conditions are reduced to a predetermined level, the switch allows the discharge of electrical energy from the power supply 204 to the device 206 for illumination. Conversely, in ambient light conditions above a predetermined level, the switch turns off the electrical energy discharge and the device 106 stops lighting. Furthermore, the light-driven switch can sense when the power supply 204 is fully charged to avoid overcharging damage to the power supply and can prevent the transfer of electrical energy from the photovoltaic cell 208 to the power supply 204. . As an alternative to a light-driven switch, a timer switch (not shown) generally does not allow discharge of electrical energy from the power supply 204 at predetermined time intervals, such as times corresponding to dawn and dusk. It can also be allowed.
[0016]
The lighting devices of the embodiments of FIGS. 1 and 2 each provide a self-powered lighting system with a very thin and compact design. The ability to print photovoltaic cells, power supplies, and light emitting devices on a single thin film substrate further improves the compact nature of the lighting device. Various applications may be employed for the lighting device of the present invention, for example providing lighting for road signs, billboards, signal buoys, location signs, outdoor equipment (tents, backpacks, etc.), or Provide a specific illuminated design or image in almost any location. In this way, the lighting device can be secured to such objects by various means such as by thermal bonding or the use of adhesives.
[0017]
Another embodiment of the present invention is shown in FIGS. 3-5 for a lighting system 300 utilized to provide lighting for specific purposes such as signs, guidance aids, etc. The illumination system 300 includes an electroluminescent lamp 302, a photovoltaic cell 304 for receiving solar energy, a power supply 306 that supplies electrical energy to the EL lamp 302, and an electrical energy discharge interval to the EL lamp for illumination. A control switch (not shown) for managing 3 and 4 show an exemplary embodiment in which the lighting system 300 is secured to a traffic sign that displays the object 308.
[0018]
The electroluminescent lamp 302 may be identical to the electroluminescent lamp of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, and thus follows the teachings of the '391 patent and is subject to US patent application serial number 09. / 815,078 can be made utilizing the materials disclosed. However, the component layer of the EL lamp 302 can be formed in either the forward or reverse type.
[0019]
In a forward-type arrangement, the EL lamp 302 is formed either directly on the front surface 310 of the sign 308 that functions as a substrate or on a substrate that is attached to the sign. The substrate is a thin, elongate member that can be made from materials such as metal, aluminum, plastic (eg, polycarbonate), glass, plexiglass, etc., but if the sign 308 to which the substrate is secured is conductive, electrical Should be insulative. Also, the substrate should be light transmissive (transparent or translucent) if it obstructs the area of the sign 308 where it is desired to be displayed. The EL lamp 302 includes a rear electrode formed on either the substrate or the front surface of the sign, a selective dielectric layer formed on the rear electrode, a light emitting layer formed on the rear electrode, or a dielectric Where layers are included, the light emitting layer is formed on such a dielectric layer and includes a transparent front electrode layer formed on the light emitting layer. Preferably, these EL lamp components are printed on a substrate or sign 308. The EL lamp 302 should also have a thickness of about 0.002 to about 0.012 inches. A light transmissive, electrically insulating material, such as an ultraviolet coating, can also be placed over the EL lamp 302 to reduce the risk of electric shock from contact with the conductive elements of the lamp and to environmental conditions. Prevent short circuit due to exposure.
[0020]
According to one embodiment, the transparent light reflecting layer is formed over the front surface 312 of the EL lamp 302 taught in Murasko US Pat. No. 5,552,679, the teachings of which are hereby incorporated by reference herein. Incorporated by reference in the text. The light reflecting layer reflects incident light on the EL lamp 302 from a light source, such as a car headlight, while allowing the illumination of the EL lamp 302 to be observed by the observer. The light reflecting layer can be attached to the EL lamp front surface 312 by various methods such as thermal bonding or the use of a transparent adhesive.
[0021]
In the reverse orientation arrangement, the EL lamp 302 is formed on a light transmissive substrate such as a thin, elongated member made from a light transmissive material such as plastic (eg polycarbonate), glass, plexiglass, or the like. The substrate should be strong enough to protect other components of the EL lamp from exposure to environmental conditions. Alternatively, the EL lamp 302 is formed on a transparent light reflecting layer. The EL lamp has a front electrode formed on the substrate, a light-emitting layer formed on the front electrode, and a dielectric formed on the light-emitting layer when an electroluminescent phosphor is used for the light-emitting layer. If a body layer and a back electrode formed on the light emitting layer are included, or a selective dielectric layer is provided, the back electrode is formed on such a dielectric layer. Preferably, these EL lamp components are printed on a light transmissive substrate to form an EL lamp having a thickness of about 0.002 to about 0.012 inches. The EL lamp 302 can be attached to the front surface 310 of the sign by various methods such as thermal bonding or the use of adhesives.
[0022]
FIG. 4 is a side view of the illumination system 300 attached to the sign 308. A mounting fixture 314 is utilized to equip the sign 308 with a photovoltaic cell 304 and a power supply 306, and with respect to the horizon to receive a stable foundation and the maximum amount of solar energy to power the electroluminescent lamp 302 Provide the placement of the photovoltaic cells 304 at an appropriate angle. For example, the photovoltaic cell 304 should be arranged to have an energy receiving surface 316 that is generally orthogonal to incoming solar energy rays from the sun during at least a portion of the day. The mounting bracket 314 has a first surface 318 configured to be attached to the rear surface 320 of the sign 308 and a second surface 322 configured to lie down the photovoltaic cell 304 and the power supply 306. .
[0023]
The details of the photovoltaic cell 304 are shown in FIG. The photovoltaic cell 304 has a housing 324 that surrounds and protects the array of photovoltaic cell elements 326 from environmental conditions. The housing 324 can be made of, for example, ABS plastic or other material that exhibits similar structural characteristics. A light sensor 328 is disposed there to sense the level of ambient incident light on the photovoltaic cell 304. The photovoltaic element 326 may be the same as the photovoltaic cell of the embodiment of the invention shown in FIGS. The photovoltaic cell 304 receives solar energy and converts it to electrical energy for storage in the power supply 306 or for immediate use of the EL lamp 304 for illumination.
[0024]
The power supply 306 stores the electrical energy received from the photovoltaic cell 304 and transmits the electrical energy to the electroluminescent lamp 302 for illumination. A set of leads (not shown) electrically connects the power supply 306 to the EL lamp 302 to supply electrical energy to the lamp for illumination. These leads connect to the front and rear electrodes of the EL lamp. Preferably, a portion of the lead substantially surrounds the transparent front electrode of the EL lamp and is spaced from the center of the front configured to be electrically connected to the transparent front electrode of the EL lamp. An electrode lead and a rear electrode lead configured to be electrically connected to the rear electrode of the EL lamp. The light sensor 328 can also be a light driven day / night switch that not only senses the ambient light level in the photovoltaic cell 304 but also manages the discharge cycle of the power supply 306 to the EL lamp 302. For example, if ambient light conditions are reduced below a predetermined level, the switch allows the discharge of electrical energy from the power supply 306 to the EL lamp 302 for illumination. Conversely, in ambient light conditions that exceed a predetermined level, the switch turns off the electrical energy discharge and the device stops lighting. As an alternative to a light driven switch, a timer switch (not shown) may control the discharge of electrical energy from the power supply 306 at predetermined time intervals, typically times corresponding to dawn and dusk. . The time switch can also be configured to have a strobe characteristic that, for example, turns the power supply discharge on and off every few seconds so that the flash illumination of the EL lamp 302 is observed. Alternatively, the light driven switch senses when the power supply 204 is fully charged and prevents the transfer of electrical energy from the photovoltaic cell 304 to the power supply 306 to avoid overcharge damage to the power supply. Optionally, a controller (not shown) such as a microprocessor and memory can be electrically connected to the power supply 306. The controller may, for example, illuminate a specific area of the lamp at a specific time interval (ie, sequentially illuminate the letters “STOP” formed on the lamp) or change the intensity of the illumination. By doing so, the illumination pattern of the EL lamp 302 can be changed to generate a moving image of light.
[0025]
According to one embodiment, the second electroluminescent lamp 302 can be secured to the sign 308 and electrically connected to the power supply 306. The controller causes each EL lamp to be illuminated at different time intervals with varying illumination intensity. In an example where a road sign is an object 308, one of the EL lamps is formed around the sign to illuminate a common sign shape. The second EL lamp is formed to provide a specific character or graphic illuminated form of the sign and informs the driver of the sign specific message. The second EL lamp can be illuminated for a delayed period after irradiation of the first lamp, or both lamps can be illuminated simultaneously.
[0026]
The lighting system 300 of the present invention is for many purposes 308 such as road signs, signal buoys, guidance aids, location signs, outdoor equipment, billboards, bus shelters, telephone booths, or any other object or structure. It is also understood that an EL lamp 302 can be mounted on top of these and solar energy can be collected to power the lighting system.
[0027]
In another embodiment of the present invention shown in FIGS. 6-8, the illuminated transfer system 600 can connect lighting devices to various mobile vehicles (eg, automobiles, trucks, buses, trains, boats, airplanes, etc.), And configured to provide to various objects 602 such as safety equipment. FIGS. 6 and 7 illustrate an exemplary embodiment in which an electroluminescent lamp 604 is secured to a transfer support 606 to form an illuminated transfer system 600 configured to be secured to a vehicle 602. Show.
[0028]
The electroluminescent lamp 604 may be the same as the electroluminescent lamp of the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, and is thus in accordance with the teachings of the '391 patent and US patent application serial number 09. / 815,078 can be used to make the material. However, the component layer of EL lamp 604 can be formed in either the forward or reverse type.
[0029]
In the forward-type arrangement, the EL lamp 604 is either directly on the first surface 608 of the transfer support 606 that functions as a substrate or a typical EL lamp substrate (ie, metal, aluminum, precarbonate plastic, A thin, flat member made of glass, plexiglass or the like. An EL lamp 604 is formed on the back electrode formed on either the substrate or the transfer support first surface 608, or on the back electrode if an electroluminescent phosphor is utilized for the emissive layer. A dielectric layer, a light emitting layer formed on the back electrode, or a selective dielectric layer is provided, the light emitting layer is formed on the dielectric layer and formed on the light emitting layer Includes a transparent front electrode layer. Preferably, these EL lamp components are printed on a substrate or surface 308. The EL lamp 604 should also have a thickness of about 0.002 to about 0.012 inches. A light transmissive, electrically insulating material, such as an ultraviolet coating, can also be placed over the EL lamp 604 to reduce the risk of electric shock from contact with the conductive elements of the lamp, and environmental conditions Prevent short circuit due to exposure to.
[0030]
According to one embodiment, a transparent light reflecting layer is formed over the front surface 610 of an EL lamp as taught in Murasko US Pat. No. 5,552,679, which teachings Incorporated herein by reference. The light reflecting layer reflects light incident on the EL lamp 604 from a light source such as a car headlight while allowing the illumination of the EL lamp 604 to be observed through it by an observer. The light reflecting layer can be attached to the EL lamp front surface 610 by various methods such as thermal bonding or the use of a transparent adhesive.
[0031]
In the reverse orientation arrangement, the EL lamp 604 is formed on a light transmissive substrate such as a thin, elongated member made from a light transmissive material such as precarbonate plastic, glass, plexiglass. The substrate should be strong enough to protect other components of the EL lamp 302 from exposure to environmental conditions. Alternatively, the EL lamp 604 is formed on a transparent light reflecting layer. The EL lamp has a front electrode formed on the substrate, a light-emitting layer formed on the front electrode, and a dielectric formed on the light-emitting layer when an electroluminescent phosphor is used for the light-emitting layer. The body layer includes a back electrode formed on the light emitting layer, or if a selective dielectric layer is provided, the back electrode is formed on such a dielectric layer. An electrically insulating layer, such as a UV coating or a urethane layer, can also be placed over the rear electrode to protect the entire EL lamp 604. Preferably, these EL lamp components are printed on a light transmissive substrate to form an EL lamp having a thickness of about 0.002 to about 0.012 inches.
[0032]
The transfer support 606 can be made from any number of durable and chemically stable materials such as plastic, rubber and the like. An adhesive, such as a vinyl adhesive, may be utilized to attach the rear surface 612 of the EL lamp 604 to the front surface 608 of the transfer support. If the EL lamp 604 is manufactured directly on the first surface 608 of the transfer support in a forward-type configuration, no adhesive is required. Also, if the EL lamp 604 is manufactured in a reverse-type arrangement, the adhesive is ideally arranged or provided in the area of the lamp substrate where the conductive elements are not exposed. In some cases, it is placed on an electrically insulating layer. Once the EL lamp 604 is secured to the transfer support 606, the second surface 614 of the transfer support assembly is used to secure the illuminated transfer system 600 on the vehicle 602 for adhesive placement. Other attachment means such as (e.g., vinyl adhesive) or thermal bonding may be utilized to secure the vehicle 602.
[0033]
In an alternative embodiment, magnetic material may be attached or bonded to the EL lamp back surface 612 so that the EL lamp 604 is magnetically coupled to a magnetic material such as a surface made from steel or iron. It can be removably arranged on the surface attracted to. The magnetic material selected should be sufficient to support the weight of the EL lamp 604 while maintaining the magnetic attraction to the vehicle 602. This embodiment does not require a transfer support 606.
[0034]
A set of leads (not shown) connects a power source (not shown) to the EL lamp 604 to direct electrical energy to the lamp for illumination. Preferably, at least a portion of the lead substantially surrounds the EL lamp transparent front electrode and is spaced from the center of the front configured to be in electrical contact with the EL lamp transparent front electrode. And a rear electrode lead configured to be in electrical contact with the rear electrode of the EL lamp. The power source may be the one described in the embodiment of FIGS. 1 and 2 formed on an EL lamp substrate, ie a rechargeable thin film battery, but is preferably the power source of the vehicle 602. If the lead extends along the exterior of the vehicle to reach the EL lamp 604, the lead should be appropriately weatherproof (ie, electrically insulated) since it can be exposed to environmental conditions. is there. A switch mechanism (not shown) may be provided inside the vehicle 602 to electrically connect with the leads to control the discharge of electrical energy from the power source to the EL lamp 604 for lighting (the level of lighting). For example, turning on or off the changing lamp illumination). The switch may also be a timer switch. Optionally, a controller (not shown) such as a microprocessor or memory is electrically connected to the power supply to change the illumination pattern of the EL lamp 302 as described for the embodiments of FIGS. Can connect.
[0035]
The illustrated illuminated transfer system 600 of the present invention is lightweight, easy to integrate into a large number of objects such as vehicles, provides an illumination light source that is inexpensive to maintain, and provides a logo or It can be configured to convey an illuminated image of the icon.
[Brief description of the drawings]
[0036]
FIG. 1 is a side view of an assembly board, power supply, and light emitting device in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of an assembly substrate, photovoltaic cell, power supply, and light emitting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view of a display system that provides illumination to an object in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view of a display system that provides illumination to an object in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a top view of a photovoltaic cell of a display system, in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic illustration of an illuminated transfer secured to an object, in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an exploded view of illuminated transfer in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram of illuminated transfer, in accordance with an embodiment of the present invention.
Claims (41)
太陽エネルギーから電気的エネルギーを生成する光電池と、
該光電池から該電気的エネルギーを受け取り、かつ、保存するために該光電池に接続され、該ランプに該電気的エネルギーを放電するために該第１のエレクトロルミネセントランプに電気的に接続される、電力供給と
を備える、ルミネセントディスプレイシステム。A first electroluminescent lamp having a front illumination surface and a rear surface configured to be attached to the first surface of the object;
A photovoltaic cell that generates electrical energy from solar energy;
Receiving and storing the electrical energy from the photovoltaic cell and connected to the photovoltaic cell and electrically connected to the first electroluminescent lamp to discharge the electrical energy to the lamp; A luminescent display system comprising a power supply.
前記前部照明表面を形成する光透過性基板層と、
該基板層上に配置される透明な前部電極と、
該透明な前部電極層上に配置される照明層と、
前記照明層上に配置される後部電極と、
前記後部電極上に配置され、かつ、前記後部表面を形成する後部絶縁性層と
を含む、請求項１に記載のシステム。The first electroluminescent lamp is:
A light transmissive substrate layer forming the front illumination surface;
A transparent front electrode disposed on the substrate layer;
An illumination layer disposed on the transparent front electrode layer;
A rear electrode disposed on the illumination layer;
The system of claim 1, comprising a rear insulating layer disposed on the rear electrode and forming the rear surface.
前記後部表面を形成する基板層と、
該基板層上に配置される後部電極と、
該後部電極上に配置される照明層と、
該照明層上に配置される透明な前部電極と、
該透明な電極上に配置され、かつ、前記照明表面を形成する光透過性の絶縁性層と
を含む、請求項１に記載のシステム。The electroluminescent lamp is:
A substrate layer forming the rear surface;
A rear electrode disposed on the substrate layer;
An illumination layer disposed on the rear electrode;
A transparent front electrode disposed on the illumination layer;
The system of claim 1, comprising a light transmissive insulating layer disposed on the transparent electrode and forming the illumination surface.
該光電池によって生成される電気的エネルギーを電力供給に保存するステップと、
そこに接続された対象を照らすために該電気的エネルギーを前記電力供給からエレクトロルミネセントランプへ伝達するステップと
を包含する、対象を照らす方法。Receiving sunlight into the photovoltaic cell;
Storing electrical energy generated by the photovoltaic cell in a power supply;
Transferring the electrical energy from the power supply to an electroluminescent lamp to illuminate an object connected thereto.
該基板の表面上に形成される電池と、
該電池に電気的に接続され、かつ、該基板表面上に形成される発光デバイスと
を備える、統合発光組立品。A light transmissive assembly board;
A battery formed on the surface of the substrate;
An integrated light emitting assembly comprising: a light emitting device electrically connected to the battery and formed on the substrate surface.
前記組立基板の前記後部表面上に印刷される透明な前部電極と、
該透明な前部電極層上に印刷される発光層と、
該発光層上に印刷される後部電極と
を含むエレクトロルミネセントランプである、請求項２１に記載の組立品。The light emitting assembly is:
A transparent front electrode printed on the rear surface of the assembly substrate;
A light emitting layer printed on the transparent front electrode layer;
The assembly of claim 21, wherein the assembly is an electroluminescent lamp including a rear electrode printed on the light emitting layer.
該基板の該後部表面上に形成される光電池と、
該光電池に隣接し、かつ、該光電池に電気的に接続される該基板の該後部表面上に形成される再充電可能な電力供給と、
該再充電可能な電力供給と電気的に接続され、かつ、該基板の該後部表面上に形成される発光デバイスと
を備える、統合発光組立品。A light transmissive assembly substrate having front and rear surfaces;
A photovoltaic cell formed on the rear surface of the substrate;
A rechargeable power supply formed on the back surface of the substrate adjacent to and electrically connected to the photovoltaic cell;
An integrated light emitting assembly comprising: a light emitting device electrically connected to the rechargeable power supply and formed on the back surface of the substrate.
前記組立基板の前記後部表面上に印刷された透明な前部電極と、
該透明な前部電極層上に印刷された発光層と、
該発光層上に印刷された後部電極と
を含むエレクトロルミネセントランプである、請求項２６に記載の組立品。The light emitting device is:
A transparent front electrode printed on the rear surface of the assembly substrate;
A light emitting layer printed on the transparent front electrode layer;
27. The assembly of claim 26, wherein the assembly is an electroluminescent lamp comprising a rear electrode printed on the light emitting layer.
該エレクトロルミネセントランプの該後部表面を固定するように構成される第１の表面と、転写の支持およびそこに固定されるランプを対象の表面上に固定するように構成される該第１の表面の反対側の第２の表面とを有する転写の支持と
を備える、照らされた転写。An electroluminescent lamp having a front illumination surface and a rear surface;
A first surface configured to secure the rear surface of the electroluminescent lamp, and the first surface configured to secure a transfer support and a lamp secured thereto onto a surface of interest. Illuminated transfer comprising a transfer support having a second surface opposite the surface.
光透過性基板と、
該基板上に形成される透明な前部電極と、
前記透明な前部電極上に形成される発光層と、
前記発光層上に形成される後部電極と
を含む、請求項３３に記載の転写。The electroluminescent lamp is:
A light transmissive substrate;
A transparent front electrode formed on the substrate;
A light emitting layer formed on the transparent front electrode;
34. The transfer of claim 33, comprising a rear electrode formed on the light emitting layer.
基板と、
該基板上に形成される後部電極と、
該後部電極上に形成される発光層と、
該発光層上に形成される前部電極と
を含む、請求項３３に記載の転写。The electroluminescent lamp is:
A substrate,
A rear electrode formed on the substrate;
A light emitting layer formed on the rear electrode;
34. The transfer of claim 33, comprising a front electrode formed on the light emitting layer.
磁気材料であって、該エレクトロルミネセントランプの該後部表面に取り付けられ、かつ、該エレクトロルミネセントランプを該磁気材料に磁気的に引き付けられる対象に固定するように構成される、磁気材料と
を備える、照らされる転写。An electroluminescent lamp having a front illumination surface and a rear surface;
A magnetic material attached to the rear surface of the electroluminescent lamp and configured to secure the electroluminescent lamp to an object that is magnetically attracted to the magnetic material; Prepared, illuminated transcription.
該エレクトロルミネセントランプの該後部表面を、転写の支持の第１の表面上に取り付けるステップと、
該第１の表面の反対側の該転写の第２の表面を、接着剤を用いて対象に固定するステップと
を包含する、照らされる転写を対象に固定する方法。Forming an electroluminescent lamp on a light transmissive substrate, the lamp having a front illumination surface and a rear surface;
Mounting the rear surface of the electroluminescent lamp on a first surface of a transfer support;
Fixing the illuminated transfer to the object, comprising fixing the second surface of the transfer opposite the first surface to the object with an adhesive.
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