JP2009200047A - エラストマー・エレクトロルミネセントランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】多様な基板に効率的に貼り付けられるエラストマーELランプを提供する。
【解決手段】エラストマーエレクトロルミネセント(EL)ランプを提供し、それは、都合よくはモノリシックの、エレクトロルミネセントシステムをエラストマー構造で提供する。その結果、このランプは薄く、柔軟で膜状である。第1外被層104を、都合よくはスクリーン印刷で、転写剥離紙102に付ける。次に、ELシステム108を、やはり都合よくはスクリーン印刷で、第1外被層104に付け、次に第2外被層114を付けてELシステム108をこの外被内に封止する。適当な窓を開けまたは開いたままにしてELシステムとの電気的接触を可能にする。もし、このランプを後に基板に貼付けるために転写体の形で使うべきなら、随意の接着層116を付けてもよい。その代りに、このランプを他の製品に設置した内蔵エラストマー部品として使ってもよい。
【選択図】図1
【解決手段】エラストマーエレクトロルミネセント(EL)ランプを提供し、それは、都合よくはモノリシックの、エレクトロルミネセントシステムをエラストマー構造で提供する。その結果、このランプは薄く、柔軟で膜状である。第1外被層104を、都合よくはスクリーン印刷で、転写剥離紙102に付ける。次に、ELシステム108を、やはり都合よくはスクリーン印刷で、第1外被層104に付け、次に第2外被層114を付けてELシステム108をこの外被内に封止する。適当な窓を開けまたは開いたままにしてELシステムとの電気的接触を可能にする。もし、このランプを後に基板に貼付けるために転写体の形で使うべきなら、随意の接着層116を付けてもよい。その代りに、このランプを他の製品に設置した内蔵エラストマー部品として使ってもよい。
【選択図】図1
Description
(関連出願)
これによって、本譲受人に譲渡された、1996年5月30日に提出した米国特許同時係属出願第08/656,435号、モノリシック構造でのエレクトロルミネセントシステム、を参照し、その出願の開示を参考までにここに援用する。
これによって、本譲受人に譲渡された、1996年5月30日に提出した米国特許同時係属出願第08/656,435号、モノリシック構造でのエレクトロルミネセントシステム、を参照し、その出願の開示を参考までにここに援用する。
(本発明の技術分野)
この出願は、一般的には、エレクトロルミネセントランプに関し、更に詳しくは、種々の立体形状の多種多様な基板に、転写体の形で、効率的且つコスト効果よく貼付けられる、またはその代りに他の製品に内蔵膜状部品として設置できるエラストマー構造に設えた内蔵エレクトロルミネセントシステムに関する。
この出願は、一般的には、エレクトロルミネセントランプに関し、更に詳しくは、種々の立体形状の多種多様な基板に、転写体の形で、効率的且つコスト効果よく貼付けられる、またはその代りに他の製品に内蔵膜状部品として設置できるエラストマー構造に設えた内蔵エレクトロルミネセントシステムに関する。
上に参照した米国特許出願、「モノリシック構造でのエレクトロルミネセントシステム(“先の発明”)」が教示するこの発明の実施例は、その層がモノリシック構造を形成する単一の担体(unitary carrier)を有するエレクトロルミネセント(”EL”)システムを対象としている。このシステムの好適な単一の担体は、ビニル樹脂である。このモノリシックなエレクトロルミネセントシステムの利点の一つは、その層をスクリーン印刷プロセスのインキとして多種多様な基板に印刷できることである。
エラストマー構造が独特且つ有用な特性を持つこともこの技術で知られている。まるで丈夫な膜のように挙動するエラストマー構造の変形順応性(malleability)及び延性(ductility)により、一般には堅いまたは可塑性の部品に利用できない用途にも適用可能にする。
エラストマー・エレクトロルミネセント(“EL”)ランプに、多くの潜在的に有利な用途がある。例えば、高度に柔軟で弾力性のあるバックライト付きキーボード盤がセルラ電話またはその他の個人通信装置で可能になるだろう。
その代りに、エラストマー(elastomeric)ELランプを転写体の形に構成し、そして織物のような繊維状基板に貼付けることができる。実験によれば、先の発明によるELシステムを織物のような基板にスクリーン印刷することは、屡々基板を最良の結果を得るように準備する必要があることを示す。第1に、織物は、ELシステムの第1層に必ずしも化学的に最良に適合しないかも知れない。第2に、織物の繊維が“起立”して、ELシステムの平らで均一な印刷を妨害しがちであることが分った。その結果、先の発明がそのような織物に十分機能することは分ったが、エレクトロルミネセンスの品質に支障を期たしている。従って、これらの要因を抑制するために、織物および類似の基板上に一体の単一の担体の“プラットホーム層”(EL作用成分のない)を予め印刷することが有利であることが分った。次に、ELシステムを先の発明に従ってこのプラットホーム層上に印刷する。
このプラットホーム層を設けることは、ELランプの性能の向上に資するが、付随する時間、材料および製造プロセスコストを伴う付加的製造工程であることが分かるだろう。
その上、先の発明によるELシステムを印刷する更なる実験が、この印刷を受ける領域を平らに伸ばして平面にしたときに印刷が最もうまくいくことも示した。織物の印刷のためには、例えば、この“平坦化”がTシャツのような衣類には容易にできるが、ジャケットまたは野球帽のような他の衣類には容易でなく、それらに対して“平坦化”工程で破損しまたはこの衣類の最終外観を損うかも知れない。
従って、この技術においてはエラストマーELランプに対する一般的要求がある。そのようなエラストマーランプは、柔軟なバックライティングが必要な製品の部品として有利であろう。その代りに、転写体の形で、そのようなエラストマーランプが先の発明のELシステムの、織物を含む繊維状基板への、ELシステムを受けるために基板を準備する追加のコストおよび製造工程を背負込むことのない、改良した適用を可能にする。エラストマーELランプは、また、3次元の形状を有する基板へ損傷をより少なくして先の発明のELシステムの適用を容易にすることができる。
本発明は、一般的には先の発明に従うが、別々のエラストマー構造体として製造する、ELランプを対象とする。この構造体は、もし望むなら、“転写体”の形で最終的に基板に貼付けてもよい。その代わり、このエラストマー構造体はキーボード盤のような用途において、ディスクリートで、内蔵されたエレクトロルミネセント部品として用いることもでき、薄い膜状のELランプは非常に有利である。
本発明によれば、エラストマーELランプを専らスクリーン印刷またはその他の印刷法を使うことによって製造する。従って、本発明の下でのスクリーン印刷コストおよびロジスティックスは、まるでこのELランプを先の発明によって基板に直接スクリーン印刷するかのように、あまり複雑でなく問題とならない。しかし、このランプをエラストマー構造体として構成することによって、種々の利点が得られる。もし、このエラストマー構造体を転写体の形で基板に貼付けるなら、織物またはその他の基板にプラットホーム層を予め用意する必要はなくなる。更に、本発明による転写体の形のエラストマーELランプは非常に順応性があり且つ柔軟であり、この印刷を受ける領域を“平坦化”する必要なく、後にそれをどの様な立体形状を有する基板にも貼付け可能にする。その代りに、もしこのエラストマー構造体を内蔵部品として使用すべきであるなら、それを大量生産し、次に潜在的にガスケットまたはその他の薄い膜状部品のように容易に製品に設置することができる。
要約すると、本発明によるエラストマー構造のELランプは、第1外被層を市販の重い等級の転写剥離紙上に印刷することから始める。続く第1外被層を印刷して、所望のモノリシックな第1外被層厚さを得ても良い。更に、一つ以上の層をパターンに染色および/または印刷してこの外被の第1層が自然光で所定の外観(例えば、ロゴまたはキーボード盤レイアウト)を有するようにしてもよい。
この外被の第1層の材料は、都合よくは(必要とされるものではないが)透明または半透明なポリウレタンである。実験によれば、この材料が優れたエラストマー特性を有することを示している。更に、この材料は、転写剥離紙、ELシステムの複数の層、転写体を基板に貼付ける接着剤を含め、ELランプの用途において直面しそうなほとんどの材料及び繊維状基板を含む大抵の基板自体と、化学的に安定であることが分かっている。ポリウレタンは、また非常に柔軟で変形順応性がある材料であり、適合されまたは「巻付け」られて、どの様な3次元の基板にも直接に容易に、且つ損傷無く受け入れ可能なエラストマーELランプの製造を可能にする。
一旦、外被の第1層を転写剥離紙上に印刷すると、ELシステムは、都合よくは(必要とされるものではないが)先の発明に従ってこの第1外被層上に印刷される。このELシステムは、第1外被のへりを外側に残すために、この第1外被層上に小振りにする。次に、第2外被層をELシステムの上に印刷し、縁の周りを第1外被へりと組合わせてELシステムをこの外被内に封止する。この外被に適当な窓を設けて、ELシステムが電気的接触を得るようにする。再び、この第2外被層は、ポリウレタンで、都合よくは幾つかの中間層に印刷して所望の厚さを得る。ポリウレタン外被の所望の厚さを得る際に、この設計は、都合よくこの外被内のELシステムが外部から電気的に分離されること、およびこの外被が水密であることを保証する。
エラストマーELランプを転写体として使いたい場合、第2外被層の上に最終熱接着層を随意に印刷し、またはフィルムの形でヒートシールする。この熱接着層もポリウレタンであるのが都合がよいが、これに特定されるものではない。この熱接着層は、この転写体を基板に熱と圧力によって貼付けられるようにする。しかし、このELランプは、エラストマー構造として基板にこの技術で知られる他の手段、例えば、コンタクト接着剤によって貼付けてもよいことに注意すべきで、その場合、熱接着層は必要ない。更に、エラストマーELランプを他の製品の内蔵部品として使用する際にも、この熱接着層が不要となるであろう。
従って、本発明の技術的利点は、エラストマー構造として、ELランプを転写体の形で、それが適用され貼り付けるべき基板面(例えば、織物)とは別に作ることができて、このELシステムを適用し貼り付ける前にこの基板面を予め準備する必要を無くすることであることが分るだろう。ELランプを転写体の形のエラストマー構造として製造するこれらのスクリーン印刷工程およびコスト関係は、それにも拘らずこのELシステムを基板それ自体に直接適用する場合にほぼ相当する。従って、資源の同等の割付に対して、より用途が広く、確実なELランプを、種々の3次元の形状を有する織物のような、繊維性基板に適用することができる。
本発明の更なる技術的利点は、エラストマー構造としてのこのELランプが非常に柔軟で変形順応性のあることである。従って、再び転写体の形で、それは、たやすく野球帽の前のような、3次元の輪郭を持つ基板に迅速且つ容易に貼付けるように配置される。その代りに、内蔵部品とする場合は大量生産し、次に、成形膜キーボードとすることが好ましい、携帯電話など、キーボードが必要な製品に容易且つ迅速に設けることができる。
本発明の更なる技術的利点は、エラストマー構造としてのELランプの外観が自然光で視覚的に、やわらかい光で付勢したときのELランプの外観と協調するように、外被がロゴまたはその他のデザインのような着色パターンの染色層を含んでもよいことである。
大量のエラストマーELランプを転写剥離紙の単一シート上にその複数を印刷することによって量産できることは、本発明の更なる技術的利点である。剥離紙上のこれらの複数のELランプの位置は整合して、剥離紙シートからELランプを一回で打抜き多数のELランプ部分を形成するようにしても良い。これは、ELランプの製造での資源を最適化し、ELランプを個々に直接基板に貼り付ける伝統的方法に勝る効率的な節約をもたらす。
以下の発明の詳細な説明をより良く理解されるようにするために、本発明の特徴および利点を広範に概説した。請求項記載の発明のもととなるこの発明の付加的特徴および利点を以下に説明する。当業者は、開示した概念および特定の実施例を、本発明と同じ目的を達成するために他の構造を修正または設計するための基礎として容易に利用できることを理解すべきである。当業者は、そのような同等の構成が添付の請求項に示すようなこの発明の精神および範囲から逸脱しないことも理解すべきである。
本発明およびその利点を更に完全に理解するために、次に添付の図面に関連する以下の説明を参照する。
図1は、本発明によるエラストマー構造としてのELランプの好適実施例の断面図を示す。上に参照した米国特許出願、「モノリシック構造でのエレクトロルミネセントシステム」を参照すれば、図1に示す能動ELシステムが、最初にゲルの形のビニルのような共通の単一の担体を使用する上記出願に記載されているものと同じであることが分るだろう。しかして本発明は、ここで説明する特別のELシステムに関して特定されるものでなく、且つ本発明の範囲で種々のELシステムをエラストマー構造とすることが理解できるだろう。
さて、図1を参照して、全ての層を転写剥離紙102上に印刷する。好適実施例では、転写剥離紙102がミッドランドペーパーアクアトロン剥離紙製である。紙の代りに、転写剥離フィルムを本発明と矛盾せずに使えることも分るだろう。
図1(およびその後の図)に示す、その後の層は全て、この技術で知られるスクリーン印刷法によって塗布するのが得策である。しかし、今一度、本発明は、層をスクリーン印刷によってのみ適用された、エラストマーELランプを提供することに限定されず、層を適用する他の方法も、本発明と矛盾せずにエラストマーELランプを作るために使えることが分るだろう。
第1外被層104を転写剥離紙102上に印刷する。第1外被層104を幾つかの中間層に印刷して、所望の全体的組合せ厚さを得るのが有利かも知れない。第1外被層104を一連の中間層に印刷することは、このELランプの所望の自然光での外観を得るための特定層の染色またはその他の着色も容易にする。第1外被層104は、触媒DA176と3:1の比で混合したNazdarDA170のような、ポリウレタンであるのが(必要とされるものではないが)有利である。これは、市販のスクリーン印刷用であるポリウレタンインキである。上記のように、このポリウレタンは、外被層に対する所望のエラストマー特性を示し、このELランプの他の部品と化学的に安定であり、非常に変形順応性と延性もある。このポリウレタンは、更に、硬化したとき、モノリシックな最終厚さに達するように、多層に印刷するようによく処理されている。最後に、このポリウレタンは、ほぼ無色且つ一般的に透明であり、それでそれらの層は、更に、自然光での外観を、やわらかい光でのその能動光外観を補足するように設計したELランプを提供するために、染色またはその他の着色処理(以下に詳しく説明する)を良好に受けるように配置されている。
さて、図1に戻って参照すると、第1外被層104は、ELシステム層106〜112の縁から離れたへり105を得るように転写剥離紙102上に印刷されているのが分るだろう。これは、このELシステムを完全に封止するために第2外被層114を接着できる領域を得るためであり、その態様を詳しく後述する。
今度は、上に参照した米国特許出願、「モノリシック構造でのエレクトロルミネセントシステム」の開示によれば有利に、ELシステムを次に第1外被層104上に印刷する。図1によれば、このELランプを“下向き”に構成し、それでインジウム錫酸化物(“ITO”)層106を最初に第1外被層104上に印刷することが分るだろう。
次に、前方バスバー107(都合よくは、銀)をITO層106上に印刷する。それからエレクトロルミネセント層108(都合よくは、蛍光物質/チタン酸バリウム混合物)をITO層106および前バスバー107上に印刷する。本発明を特定するものではないが、実験によれば、前バスバー107をITO層106上に配置すると、この逆とすること(ITO層106を前バスバー107上印刷すること)よりも性能の改善が見られた。この理由は、ITO層106を前方バスバー107上に置いたとき、ITO層106のビニル担体が硬化して先に置いた前方バスバー107との導電性を阻害する障壁を作るからである。しかし、この現象は、この逆の場合に起りそうにないので、前方バスバー107を都合よくITO層106上に印刷できる。
再び図1を参照して、誘電層110(都合よくは、チタン酸バリウム)をエレクトロルミネセント層108上に印刷し、次に背後電極層112(都合よくは、銀またはカーボン)を誘電層110上に印刷する。上に参照した米国特許出願、「モノリシック構造でのエレクトロルミネセントシステム」に開示したように、ITO層106、前バスバー107、エレクトロルミネセント層108、誘電層110、および背後電極層112がこの様に典型的なELシステムを構成し、本発明のエレクトロルミネセント特性を可能にする。
再び図1を参照して、次に第2外被層114を背後電極層112上に印刷する。図1から、ELシステム層106〜112を都合よく印刷してへり105を空けておくのが分るだろう。これは、第2外被層114をへり105の周りで第1外被層104と結合するように印刷できるようにし、それによって(1)このELシステムを電気的に分離するように外被に封止し、および(2)全ELランプ組立体を実質的に防湿にする。第2外被層114も都合よくは、第1外被層104と同じ材料で作り、それで完成したとき、二つの部品が組み合さってこのELシステムの周りにモノリシックな外被を作る。上記のように、適当なポリウレタンは、例えば、触媒DA176と3:1の比で混合したNazdarDA170である。更に、やはり上記のように、第2外被層114も一連の中間層で構するように印刷して所望の厚さを達成してもよい。
図1に示す最終(上)層は、随意の接着層116である。既に説明したように、本発明のエラストマーELランプの一つの用途は、基板に貼付けた転写体としてである。この場合、この転写体を熱接着剤を使って貼付けてもよいが、コンタクト接着剤のような、他の貼付け手段を使ってもよい。熱接着剤は、この組立体の他の層と同じ製造プロセスを使って印刷し、次にこの転写体を保管または貯蔵して後でいつでも簡単な熱プレス技術を使って基板に貼付ける準備ができているという利点を有する。この場合、図1に示すように、接着層116は、第2外被層114上に印刷する。
勿論、このエラストマーELランプがもう一つの製品の内蔵部品である、本発明の他の用途では、この随意の接着層116は不要となることもある。
図1に示す更なる形態は、後接触窓118Aである。明らかに、電力がELシステム層106〜112を付勢するためには、後接触窓118Aが接着層116および第2外被層114を貫通して背後電極層112に達する必要がある。同様に、更なる窓が接着層116、第2外被層114、背後電極層112、誘電層110およびエレクトロルミネセント層108を貫通して前方バスバー107に達する必要がある。この更なる窓は、図1に示さず、明瞭にするために省略してあるが、本発明の斜視断面図である図2で部品118Bとして見ることができる。
さて、図2を参照すると、図1に描く断面の斜視図が示されている。第1外被層104を最初に転写剥離紙102上に印刷する。へり105も同様に設けられている。ITO層106を第1外被層104上に印刷し、前方バスバー107をITO層106上に印刷する。次に、エレクトロルミネセント層108をITO層106および前方バスバー107上に印刷し、そこで誘電層110をエレクトロルミネセント層108上に印刷する。背後電極層112を誘電層110上に印刷し、次にこの全組立体を、背後電極層112上に印刷してへり105の周りで第1外被層104と結合する第2外被層114で封止する。次に、接着層116を第2外被層114上に印刷する。
上記のように、図2は前接触窓118Bも示し、それは全ての層を前方バスバー107まで貫通し、それによってそれへの電力供給を容易にするのが分るだろう。図2で、第2外被層114が前接触窓118B内の前バスバー107の上の介在層の縁を封止するように配置されているのが分るだろう。
図3は、実質的に上に説明した通りで完成後のおよび転写剥離紙102から剥がす準備ができた、全組立体を示す。エラストマーELランプ300(図1および図2に示す層および部品104〜116を含む)を基板への貼付け後転写剥離紙102から後ろへ剥離している。後および前接触窓118Aおよび118Bも示す。
同じ設計のランプを多数必要なときに、本発明が伝統的ELランプ製造プロセスに勝る製造上の経済性をもたらすことも分るだろう(図示しないが)。スクリーン印刷法が多数のELランプ300を転写剥離紙102の1枚の大きなシート上に同時に作れるようにする。これらのランプ300の位置を剥離紙102の単一シート上に整合し、次に適当な大きいパンチで同時に打抜いてもよい。次に、個々のランプ300を後に使うために保管してもよい。
上記のように、本発明によれば、自然光でのエラストマーELランプ300の正面外観も、第1外被層104の選択した中間層上に染色またはその他の手法を使うよう設計し且つ準備してもよい。そのような手法によれば、図3は、エラストマーELランプ300を後ろに剥離するとき現れるロゴ301の最初の部分も描く。ロゴ301の好適準備の特徴および態様を以下に詳細に議論する。
しかし、最初に、本発明のエラストマーELランプへ電力を供給するための二つの代替好適手段を説明する。図4を参照すると、エラストマーELランプ300が右側を上に巻返して後および前接触窓118Aおよび118Bを現しているのが分るだろう。電力を遠隔電源からフレキシブルバス401を介して持込み、そのバスは、例えば、この技術で知られるような、ポリエステルに銀印刷した印刷回路でもよい。その代りに、フレキシブルバス401がポリウレタンの薄いストリップ上に印刷した導体(例えば、銀)を含んでもよい。フレキシブルバス401は、コネクタ402で終り、その大きさ、形状および構造は、後および前接触窓118Aおよび118Bと結合するように予め決められている。コネクタ402は、二つの接点403を含み、一つずつ後および前接触窓118Aおよび118Bがそれぞれ受け、機械的圧力によって、接点403がエラストマーELランプ300内のELシステムに必要な電力を供給する。
好適実施例で、接点403は、フレキシブルバス401の末端を後および前接触窓118Aおよび118B内の電気接触点に接続するための導電性シリコンゴム接触パッドを含む。この装置は、エラストマーELランプ300を熱接着剤によって基板に貼付けるときに特に有利である。この転写体を基板に貼付けるために使用する熱プレスがこのシリコンゴム接触パッドと接点403上並びに接触窓118Aおよび118B内の電気接触面との間の電気的接触を向上するための機械的圧力を生ずる。電気的接触は、更に接触面間にシリコン接着剤を付けることによっても向上するかも知れない。使用可能なシリコンゴム接触パッドは、クロメリックスが製造し、その製造業者が“導電性シリコンゴム”と称する。使用可能なシリコン接着剤は、クロメリックス1030である。
シリコンゴム接触パッドを使うことの特別な利点は、それらがエラストマーELランプ300とコネクタ402の相対剪断変位を吸収することに役立つことである。例えば、エポキシ接着した機械的継手と比較する。転写体300とコネクタ402の間の接着は、本来非常に強いだろうが、転写体300とコネクタ402の間の相対剪断変位が直接二つの部品のどちらかまたは両方に伝えられるほど硬直で曲らないものである。結局、エポキシ接着したインタフェースの一方または他方(エポキシ/転写体300またはエポキシ/コネクタ402)が破断する可能性がある。
しかし、それに反して、シリコンゴム接触パッドの弾性は、それによって設けられるシリコンゴムインタフェースに、パッドおよび電気機械的継手のどちらも退化することなく、そのような相対剪断変位を吸収させるように作用する。それで、電気接触点が破滅的剪断応力を受けるためにエラストマーELランプ300が早期に電力を失う機会は最小になる。
本発明のELランプ転写体に電力を供給するための代替好適手段を図5に示す。この場合、前バスバー107および背後電極層112を印刷するとき(上に図1を参照して説明したように)、その延長もエラストマーELランプ300の境界を越えて後印刷バス501上に印刷する。後印刷バス501用の適当な基板は、例えば、第1外被層104または第2外被層114から伸びるポリウレタンの“尻尾”だろう。その上、もし望むなら、後印刷バス501の導体を第1外被層104および第2外被層114の両方の後延長部内に封止してもよいことが分るだろう。すると、後印刷バス501を使って電力を転写体300から遠く離れて接続することができる。
好適実施例の電源は、非常に扁平な電池/インバータ印刷回路を使うことに注意すべきである。例えば、シリコンチップベースのインバータは、非常に扁平で小さい。それでこれらの電源部品を、本発明のエラストマーELランプを使用する製品に容易、安全且つ目立たないように隠すことができる。例えば、衣類では、これらの電源部品を特別のボケット効果的に隠すことができる。これらのポケットを安全のために封止することができる(例えば、偽の裏地)。この技術で標準のリチウム6ボルト電池のような電源は、この電池を衣類と共に折曲げられるようにする変形順応性と延性をもたらすだろう。更に、図4に示すようなフレキシブルバス401、または図5に示すような後印刷バス501は、完全な電気分離をするために容易に封止でき、次に製品の構造の中に都合よく隠すことができる。
さて、印刷法を参照して、本発明は、受動自然光による外観が能動エレクトロルミネセント外観を補足するように設計したELランプ(エラストマーELランプを含む)を開発するためのELランプ印刷法の改良も開示する。そのような補足は、ELランプの受動自然光による外観を、少なくとも像および色相に関して、エレクトロルミネセント外観とほぼ同じに見えるように設計して、このELランプが点灯しても消しても同じに見えるようにすることを含む。その代りに、このランプを一定の像を示すように設計してもよいが、その一部は、点灯したときは、消したときと違って、色相を変えてもよい。再びその代りに、このELランプの外観を点灯したときに変るように設計してもよい。
これらの効果を可能にするために組合せられる印刷法は、(1)エレクトロルミネセント層108に使用する蛍光物質の種類(出す光の色の間で)の変更、(2)エレクトロルミネセント層108上に印刷する層を着色する色素の選択、および(3)ELランプを点灯したときと消したときの両方の見掛の色相の漸変を達成するためのドット選別印刷法の使用を含む。
図6は、これらの技術を示す。エラストマーELランプ300の破断部601がエレクトロルミネセント層108を見せている。破断部601に、三つの別々のエレクトロルミネセント領域602B、602Wおよび602Gが印刷されていて、各領域が異なる色(それぞれ、青色、白色および緑色)の光を出す蛍光物質を含むエレクトロルミネセント材料を使って印刷されている。この技術で知られるスクリーン印刷法がこれら三つの別々の領域602B、602Wおよび602Gの印刷を可能にするかも知れないことが分るだろう。この様にして、種々の色の光を出す種々の領域を、もし必要ならば、光を出さない(即ち、エレクトロルミネセント材料を印刷しない)領域と組合わせて印刷して、エレクトロルミネセント層108を付勢したとき、何か表示すべきデザイン、ロゴまたは情報を描いてもよい。
付勢時エレクトロルミネセント層108の外観を、エレクトロルミネセント層108とELランプの前面の間に介在する次の層を選択的にカラー化することによって(都合よくは、染色によって)、更に修正することができる。そのような選択的カラー化は、カラー化した層をエレクトロルミネセント層108上の選択した領域にだけ印刷することによって更に制御することができる。
再び図6を参照して、エラストマーELランプ300は、エレクトロルミネセント層108上に配置した第1外被層104を有し、図1および図2を参照して上に説明したように、複数の中間層を重ねることによって第1外被層104を所望の厚さに印刷してもよい。これらの層の一つ以上が所定の色に染色した外被層材料を含み、印刷して上記カラー化が期待する能動光外観を下から補足するようにしてもよい。結果は、ELランプを交互に点滅したときの所望の全体的組合せ効果である。
例えば、図6で、領域603Bを青に着色し、領域603Xは無着色で、領域603Rを赤に着色し、および領域603Pを紫に着色したとする。エラストマーELランプ300の自然光による外観は、ほぼ、青いへり606の赤と紫の縞のデザイン605になるだろう。赤領域603Rおよび紫領域603Pは、下の領域602Wの白い色相を修正し、無着色の領域603Xは、下の領域602Bのベージュの色相を修正せず、および青領域603Bは、下の領域602Gの浅緑/ベージュの色相を修正して僅かに暗青色の外観を呈するだろう。領域603Bの青の色合は、下の領域602Gの緑と組合わせたとき、自然光外観がほぼ同じ青であるように、更に選択してもよいことが分るだろう。
しかし、エラストマーELランプ300を付勢したとき、領域603R、603Pおよび603Xは、それぞれ赤、紫および青のままであり、一方領域603Bは、下からの強い緑色蛍光物質の光がこの領域603Bの青の色相によって修正されるので、青緑色に変るだろう。この様にして、典型的な効果が生じ、像の一部は、エラストマーELランプ300が点いても消えても視覚的に同じであるように設計され、一方像の他の部分は、付勢すると外観が変る。
それで、種々のカラー化した蛍光体領域を種々の着色した上の領域と組合わせて印刷することによって、ランプの点灯および非点灯外観を相互に関連付けるために無限のデザイン可能性が生ずることが分るだろう。そのような点灯/非点灯外観デザインの柔軟性および範囲は、種々の着色した“領域”を精密に、またはモノリシックなス厚さ内の中間層として印刷することが困難な、伝統的EL製造技術では利用できないことが分るだろう。更に、そのような点灯/非点灯外観デザインの柔軟性および範囲は、全ELシステム、ランプおよび転写体をスクリーン印刷法で印刷するための、本発明および先の発明(上に参照した米国特許出願、「モノリシック構造でのエレクトロルミネセントシステム」)の利点によって可能になることが分るだろう。
更に、上に説明した着色技術では、例えば、塗料またはその他のカラー化層を使うことと対照的に、蛍光着色色素を着色すべき材料の中に都合よく混ぜることを強調する。そのような着色は、反射自然光および能動EL光での視覚的に同等な色相の達成を容易にする。色混合は、“試行錯誤”によるか、または、例えば、塗料の色混合に関してより伝統的にこの技術で知られているように、コンピュータ化した色混合によって、可能にしてもよい。
更に図6を参照すると、更に領域603Bと603Xの間に遷移領域620が示されている。遷移領域620は、領域603Bの暗青色相(エラストマーELランプ300を付勢したとき)が領域603Xの浅緑色相へ次第に変換する領域を表すことを意図する。これは、本発明および先の発明によるELシステムの製造によって利用可能になったスクリーン印刷法によって容易になった、更なる新規にして予期せぬ効果である。
印刷業界では“ドット印刷”が標準である。更に、この“ドット印刷”法は、スクリーン印刷によって容易に可能になることが分るだろう。“ドット印刷”が二つの印刷した隣接領域の境界を互いに“融合”して明らかな遷移領域を作ることを可能にすることが知られている。これは、各隣接領域からこの遷移領域へドットを伸し、それらをこの遷移領域へ伸すにつれて、ドットの大きさを減らし、間隔を増すことによって達成する。よってこの遷移領域でのドットパターンが重複しまたは重畳するとき、一つの隣接領域から次へこの遷移領域を通して漸進的変化が得られる効果を奏する。
この効果が本発明で容易に可能になることが分るだろう。再び図6を参照して、領域603Bに特定の色相をもたらす着色層を遷移領域620へ伸びるドットで印刷し、そこで上記ドットが遷移領域620へ伸びるにつれて、それらの大きさを減らし、間隔を増すようにしてもよい。次に、領域603Xに特定の色相をもたらす着色層を上に遷移領域620へ伸びるドットで相反する方法で印刷してもよい。自然光および能動光の両方での正味効果は、遷移領域620が一つの色相から次への徐々の変化を示すことである。
本発明およびその利点を詳細に説明したが、ここで種々の変形、置換および改変を、添付の請求項によって定めるこの発明の精神および範囲から逸脱することなく行えることを理解すべきである。
Claims (26)
- エラストマー・エレクトロルミネセントランプであって:
エレクトロルミネセントシステム;および
外被を含み、
このエレクトロルミネセントシステムがこの外被内に配置され、このエレクトロルミネセントシステムとこの外被が組合さってエラストマーの特性を有するランプ。 - 請求項1のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記エレクトロルミネセントシステムが複数の層を含み、上記層の選択したものをスクリーン印刷プロセスを使って被着したランプ。
- 請求項1のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記エレクトロルミネセントシステムがモノリシックであるランプ。
- 請求項1のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記エレクトロルミネセントシステムが複数の層を含み、上記層を単一の担体を使って被着したランプ。
- 請求項4のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記単一の担体がビニル樹脂であるランプ。
- 請求項1のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記外被が複数の層を含み、上記層の選択したものをスクリーン印刷プロセスを使って被着したランプ。
- 請求項6のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記層の選択したものをその事前選択した領域で所定の色相にカラー化したランプ。
- 請求項7のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、このエラストマー・エレクトロルミネセントランプの付勢しないときの視覚的外観がこのエラストマー・エレクトロルミネセントランプの付勢したときの視覚的外観と協調するように、上記色相を予め決め、且つ上記領域を事前選択したランプ。
- 請求項1のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記外被がポリウレタン製であるランプ。
- 請求項1のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記外被が第1外被層および第2外被層を含み、上記エレクトロルミネセントシステムをこの第1外被層と第2外被層の間に配置したランプ。
- 請求項10のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記エレクトロルミネセントシステムがインジウム錫酸化物(ITO)層および前バスバーを含み、このITO層を上記第1外被層とこの前バスバーの間に配置したランプ。
- 請求項1のエラストマー・エレクトロルミネセントランプであって、更に、上記エレクトロルミネセントシステムを遠隔電源に接続するための手段を含み、上記接続手段が上記エレクトロルミネセントシステムとこの接続手段の間の電気的結合をもたらす少なくとも一つの電気接触継手を有し、この電気接触継手が上記電気的結合を維持しながら、このエラストマー・エレクトロルミネセントランプとこの接続手段の相対剪断変位を吸収するように配置されているランプ。
- 請求項12のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記電気接触継手が導電性シリコンインタフェースを含むランプ。
- 請求項1のエラストマー・エレクトロルミネセントランプであって、更に、接着剤を含み、上記接着剤は、このエラストマー・エレクトロルミネセントランプを基板に貼付けられるように上記外被に配置されているランプ。
- エラストマー・エレクトロルミネセントランプであって:
複数のエレクトロルミネセント層を含み、上記エレクトロルミネセント層を単一の担体を使って被着し、上記エレクトロルミネセント層の選択したものをスクリーン印刷プロセスを使って被着したエレクトロルミネセントシステム;および
外被を含み、このエレクトロルミネセントシステムがこの外被内に配置され、この外被がエラストマーの特性を有し、この外被が複数の外被層を含み、上記外被層の選択したものをスクリーン印刷プロセスを使って被着したランプ。 - 請求項15のエラストマー・エレクトロルミネセントランプであって、更に、上記エレクトロルミネセントシステムを遠隔電源に接続するための手段を含み、上記接続手段が上記エレクトロルミネセントシステムとこの接続手段の間の電気的結合をもたらす少なくとも一つの電気接触継手を有し、この電気接触継手が上記電気的結合を維持しながら、このエラストマー・エレクトロルミネセントランプとこの接続手段の相対剪断変位を吸収するように配置されているランプ。
- 請求項16のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記電気接触継手が導電性シリコンインタフェースを含むランプ。
- 請求項15のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、上記外被層の選択したものをその事前選択した領域で所定の色相にカラー化したランプ。
- 請求項18のエラストマー・エレクトロルミネセントランプに於いて、このエラストマー・エレクトロルミネセントランプの付勢しないときの視覚的外観がこのエラストマー・エレクトロルミネセントランプの付勢したときの視覚的外観と協調するように、上記色相を予め決め、且つ上記領域を事前選択したランプ。
- 請求項15のエラストマー・エレクトロルミネセントランプであって、更に、接着剤を含み、上記接着剤は、このエラストマー・エレクトロルミネセントランプを基板に貼付けられるように上記外被に配置されているランプ。
- エラストマー・エレクトロルミネセントランプを構成するための方法であって:
(a)第1外被層を設ける工程;
(b)この第1外被層上に前バスバーと背後電極を含むエレクトロルミネセントシステムを配置する工程;並びに
(c)このエレクトロルミネセントシステム上に第2外被層を配置し、このエレクトロルミネセントシステムをこの第1外被層と第2外被層の間に封止する工程を含み、この第1外被層、第2外被層およびエレクトロルミネセントシステムが組合さってエラストマーの特性を有する方法。 - 請求項21の方法に於いて、工程(a)、(b)および(c)の選択したものをスクリーン印刷によって可能にする方法。
- 請求項21の方法であって、更に:
(d)上記第2外被層上に接着剤を配置する工程;および
(e)このエラストマー・エレクトロルミネセントランプを上記接着剤で基
板に貼付ける工程を含む方法。 - 請求項21の方法であって、更に:
(d)上記前バスバーおよび上記背後電極上の電気接触点を露出するための窓を設ける工程;並びに
(e)上記電気接触点と遠隔電源を接続するための手段との間に電気的結合を設ける工程を含み、上記電気的結合が、まだ上記電気的結合を維持しながら、このエラストマー・エレクトロルミネセントランプとこの接続手段の相対剪断変位を吸収するように配置されている方法。 - 請求項24の方法に於いて、上記電気的結合が導電性シリコンインタフェースを含む方法。
- 請求項21の方法に於いて、上記第1外被層および上記第2外被層が各々複数の中間外被層を含み、上記方法が、更に:
(d)このエラストマー・エレクトロルミネセントランプの付勢しないときの視覚的外観がこのエラストマー・エレクトロルミネセントランプの付勢したときの視覚的外観と協調するように、上記中間層の選択したものをその事前選択した領域で所定の色相にカラー化する工程を含む方法。
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