專利名稱：電致發(fā)光燈絲的制作方法
本申請是1995年12月22日提交的未決美國申請No.08/578,887的后繼部分，該申請?jiān)谶@里引為參考。
本發(fā)明涉及電致發(fā)光燈絲(“EL燈絲”)。更具體地，本發(fā)明涉及其中一部分可以單獨(dú)發(fā)光的EL燈絲。
EL燈絲在本領(lǐng)域是公知的；然而，很少能超過測試水平而批量生產(chǎn)，且常規(guī)燈絲有很多問題，比如可靠性低、發(fā)光強(qiáng)度低。另外，常規(guī)燈絲缺乏足夠的柔韌性很難通過如編織、交織、針織等織造技術(shù)來制作成一維、二維和三維發(fā)光體，織造技術(shù)使用的原材料為細(xì)絲形式。
通常，EL燈絲包括涂有發(fā)光材料的實(shí)心的中心芯導(dǎo)體和外電極，外電極可以是繞芯纏繞的單個(gè)導(dǎo)體，也可以是涂在發(fā)光層上的透明導(dǎo)電膜。由于常規(guī)燈絲只包括單個(gè)外電極或透明涂層電極，不可能單獨(dú)地向常規(guī)燈絲的一部分供能。這對下述應(yīng)用是一個(gè)缺點(diǎn)，即要求燈絲的不同部分要在不同時(shí)間供能，例如，要求逼真的視覺效果的應(yīng)用。只有一個(gè)外電極的常規(guī)燈絲還有一個(gè)缺點(diǎn)在于如果沿?zé)艚z上任何地方的外電極損壞了，整個(gè)燈絲都不能發(fā)光。這使常規(guī)燈絲很容易損壞。
因而需要一種可靠的靈活的EL燈絲，它在被供能時(shí)能夠發(fā)出高強(qiáng)度的光，并可用織造技術(shù)做成物品或做入物品中。還要求EL燈絲能在任一時(shí)間只對其一部分供能。而且還要求EL燈絲在只損壞燈絲一部分時(shí)，它不會全部失效。
本發(fā)明為解決以上需要提出了一種EL燈絲，它包括一芯導(dǎo)體，一圍繞芯導(dǎo)體的發(fā)光層，和一編織的外電極，外電極可以嵌入發(fā)光層或者包圍發(fā)光層。在一個(gè)實(shí)施方案中，芯導(dǎo)體是多股導(dǎo)體。在優(yōu)選實(shí)施方案中，芯導(dǎo)體是多股導(dǎo)體，編織的外電極覆蓋了發(fā)光層表面的50％，發(fā)光層包括活化的硫化鋅密封的熒光體。
在本發(fā)明另一實(shí)施方案中，編織的外電極包括多個(gè)單獨(dú)可尋址的電極。如果各個(gè)電極彼此絕緣，它們可以單獨(dú)供能以便只讓EL燈絲的一部分發(fā)光。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的的一個(gè)實(shí)施方案包括一芯導(dǎo)體，一至少部分圍繞該芯導(dǎo)體的發(fā)光層和圍繞該芯導(dǎo)體的兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)可尋址的電極。在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，單獨(dú)可尋址的電極彼此絕緣；另外，單獨(dú)可尋址的電極可以編織在一起形成一外電極，且可以嵌入發(fā)光層或圍繞發(fā)光層放置。
為方便前一實(shí)施方案中各個(gè)電極的尋址，EL燈絲還可包含一耦合器以將各電極連到外電源上。耦合器將間距緊密的易碎的各個(gè)電極連接到更易于連接的、更厚的、更結(jié)實(shí)的導(dǎo)線上，然后這些導(dǎo)線可被連接到電源電路上。耦合器可以將單獨(dú)可尋址電極連接到兩個(gè)或多個(gè)電源輸入上。通常，耦合器含有與更易被損壞的單獨(dú)可尋址電極相連的結(jié)實(shí)耐用的接頭。這些接頭用于連接外電源，并向單獨(dú)可尋址電極供能。
參照附圖能更好地理解本發(fā)明，其中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的縱剖圖；圖4表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的縱剖圖；圖5表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的縱剖圖；圖6表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖7表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖8表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖9表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖10表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖11表示根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案的側(cè)面透視圖；圖12表示可用于驅(qū)動圖11的電致發(fā)光燈絲的一組波形；圖13表示連接到根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的根據(jù)本發(fā)明的耦合器的一個(gè)實(shí)施方案的頂視透視圖；圖14A表示連接到根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的根據(jù)本發(fā)明的耦合器的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖14B表示圖14A中耦合器的頂視平面圖；和圖15表示連接到根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的根據(jù)本發(fā)明的耦合器的一個(gè)實(shí)施方案的頂視透視圖。
我們已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)用多股芯導(dǎo)體和編織的外電極制作EL燈絲時(shí)，所得的燈絲具有足夠的柔韌性以用于織造技術(shù)，并具有可使其商業(yè)應(yīng)用的發(fā)光強(qiáng)度和可靠性。這種柔韌性、可靠性和亮度的結(jié)合使本發(fā)明的EL燈絲可用于各種場合，包括發(fā)光圣像(logos)、夜用服裝的發(fā)光材料、防護(hù)服裝變色布料、安全醒目標(biāo)志，發(fā)光裝飾品、發(fā)光刺繡品。另外，本發(fā)明的EL燈絲可以編織在不導(dǎo)電的芯上，比如棉纖維。這使得可以制造更厚更結(jié)實(shí)的發(fā)光纖維，它可被織成帶子等或者可用制做用于比如籃球或網(wǎng)球等的發(fā)光網(wǎng)。
總地說來，根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲包括一芯導(dǎo)體，一圍繞該芯導(dǎo)體的發(fā)光層、和一圍繞該芯導(dǎo)體并與其絕緣的外電極。所謂“圍繞”是指如果元件A至少部分覆蓋元件B的表面，則我們就說元件A圍繞元件B。正如這里所用，元件A不需與元件B接觸來圍繞它；而且，元件A不需覆蓋元件B的整個(gè)表面來圍繞它。例如，正如這里所用，螺旋形導(dǎo)線繞芯纏繞但并未碰到芯，即“圍繞”芯。
任選地，電致發(fā)光燈絲可以包括圍繞該芯導(dǎo)體的第一絕緣層和圍繞發(fā)光層的第二絕緣層。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，外電極可以圍繞發(fā)光層。在另一實(shí)施方案中，外電極可以嵌入發(fā)光層。如果燈絲包括第二絕緣層，則外電極可以嵌入該絕緣層中。為提供一定的強(qiáng)度并保持柔韌性，芯可以為多股且外電極可以編織形成。如以下詳細(xì)描述，可以加入一額外的編織層以提高強(qiáng)度、剪斷阻力等。
通常，電致發(fā)光燈絲響應(yīng)連接在芯導(dǎo)體和外電極上的交流電或脈沖直流電而產(chǎn)生光。芯導(dǎo)體和外電極可以連接在電壓源上以產(chǎn)生所需要的光。對單個(gè)燈絲可以使用一個(gè)以上的電壓源。例如，在燈絲中有一個(gè)以上的外電極或使用多股芯導(dǎo)體時(shí)。
本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲可制成各種造型，當(dāng)被連接到合適的電源并由其供能時(shí)，它能發(fā)光。本發(fā)明的燈絲足夠柔韌以便用使用絲狀原材料的織造技術(shù)來編織、針織、交織等。使用這些技術(shù)，本發(fā)明的燈絲能制成各種一維、二維和三維發(fā)光物體。這些物體的例子有衣服、藝術(shù)品、模件和信息顯示器。在衣服中，例如，電致發(fā)光線可用于刺繡圣像(logos)、圖案或其它符號。
圖1表示了根據(jù)本發(fā)明的電致發(fā)光燈絲的一個(gè)實(shí)施方案。燈絲100包括芯導(dǎo)體101、第一絕緣層102、發(fā)光層104、外電極105和第二絕緣層106，芯導(dǎo)體芯導(dǎo)體101是導(dǎo)體或半導(dǎo)體，可以是單個(gè)或多股絲狀金屬或含碳材料，其它導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的材料或它們的組合。芯導(dǎo)體101可以是實(shí)心的或多孔的。芯導(dǎo)體的剖面形狀可以是圓的、平的或其它任何可接受的幾何形狀。優(yōu)銑地，芯導(dǎo)體101是導(dǎo)電燈絲的多股構(gòu)形，因?yàn)橐皇?xì)燈絲比單個(gè)實(shí)心燈絲更具柔韌性。多股構(gòu)造增加了燈絲的柔韌性和強(qiáng)度。
因此，在燈絲的優(yōu)選實(shí)施方案中，芯導(dǎo)體為多股的芯導(dǎo)體。這些多股芯導(dǎo)體可以并行，盤繞、絞合編織或構(gòu)造成其它可接受的結(jié)構(gòu)或構(gòu)造。股的數(shù)目、它們各自的直徑、組分、封裝方法和/或纏繞的數(shù)目可以任意組合。
一種具體地優(yōu)選芯導(dǎo)體材料是19股不銹鋼導(dǎo)體燈絲束。每股(燈絲)約50織數(shù)(gauge)(約等于0.001英寸的直徑)。每束具有約0.002英寸厚的氟化乙丙烯(FEP)，整個(gè)導(dǎo)線的外徑約0.012英寸(包括絕緣層)。這種芯導(dǎo)體可從Baird Industries(Hohokus，NJ)買到。
第一絕緣層圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，其中芯導(dǎo)體的單燈絲或多根燈絲由絕緣材料的第一絕緣層102包圍的。雖然第一絕緣層102不是本發(fā)明所必需的，但它是優(yōu)選的。第一絕緣層102用于減少芯導(dǎo)體和外電極之間短路的可能性，因而增加了可靠性。
在圖1所示的實(shí)施方案中，第一絕緣層102圍繞芯導(dǎo)體。在多股芯導(dǎo)體的情形下，每股都可單獨(dú)由任選的第一絕緣層圍繞。由單獨(dú)被圍繞的各股組成的整個(gè)束可被另外的絕緣層圍繞。
發(fā)光層圖1表示本發(fā)明的一實(shí)施方案，它包圍圍繞單個(gè)或多個(gè)絕緣層的發(fā)光層104。發(fā)光層104優(yōu)選地包括“熒光體”。術(shù)語“熒光體”指當(dāng)放在電場中時(shí)能發(fā)光的任何材料。光可以具有各種波長。發(fā)光層104可以作為連續(xù)的或不連續(xù)的涂層沉積在芯導(dǎo)體絕緣層的外表面。當(dāng)發(fā)光層104以不連續(xù)的涂層沉積時(shí)，所得產(chǎn)品為條狀或帶狀發(fā)光產(chǎn)品。如果具有多個(gè)單獨(dú)的絕緣的股線，發(fā)光層可以涂在每個(gè)線上或放在絕緣的股線之間。
另外，熒光體可以直接混和放在第一絕緣層中并通過擠壓或其它工藝施加。在本實(shí)施方案中，第一絕緣層和發(fā)光層是同一層。
典型地，熒光體包括銅和/或錳活化的硫化鋅粒子。在優(yōu)選實(shí)施方案中，每個(gè)熒光體粒子被密封以提高使用壽命。熒光體可以是純凈的或呈熒光體粉末/樹脂混合物形式。適宜的樹脂包括氰乙基漿或氰乙基纖維素，例如TEL systems of Troy，MI提供Acrylosan或Acrylocel。其它具有高介電強(qiáng)度的樹脂也可用在混合基體材料中。
用于發(fā)光層104的具體地優(yōu)選材料是熒光體基粉末，叫做EL熒光體，例如Osram Sylvania Inc.(Towanda PA)的EL-70?；旌衔锏膬?yōu)選配方為20％樹脂/80％熒光體，比例為重量百分比。然而也可使用其它重量比例。
也可使用發(fā)出不同波長的光的其它熒光體，或使用熒光體的組合。
發(fā)光層104可用任何方式沉積，例如熱塑或熱固加工、靜電沉積、流化粉末床、溶劑澆鑄、印制、噴涂或其它可接受的方法。
另一種將發(fā)光層104貼在第一絕緣層或其它適宜的層上的方法，如果適合于所討論的材料的話，是用加熱或溶劑或其它方法軟化第一絕緣層102或其它適當(dāng)?shù)膶樱缓髮晒怏w材料嵌入第一絕緣層102或其它適當(dāng)?shù)膶又小?br> 外電極圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，其中外電極105圍繞發(fā)光層104。在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，外電極105可以在發(fā)光層104之前施加或與其同時(shí)施加。外電極105包含導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的材料，優(yōu)選地，外電極具有編織的絲狀結(jié)構(gòu)。通過“編織的絲狀結(jié)構(gòu)”，我們表示多個(gè)單獨(dú)的電極編織在一起。構(gòu)成編織的外電極的各個(gè)電極可以有涂層，也可以沒有涂層。包含編織的外電極的EL燈絲的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)構(gòu)成編織結(jié)構(gòu)的任何單獨(dú)的電極被損壞時(shí)，燈絲將繼續(xù)發(fā)光；只有編織電極的所有電極都被損壞時(shí)，燈絲才停止發(fā)光。因而本發(fā)明的燈絲對外電極的可靠性余度有貢獻(xiàn)；這一特性使本發(fā)明的燈絲比只含有單獨(dú)一個(gè)外電極的普通燈絲更耐用。適宜的外電極材料的例子包括金屬、碳、金屬涂覆纖維、本身導(dǎo)電的聚合物、本征導(dǎo)電的聚合物、含銦錫氧化物的化合物和半導(dǎo)體。其它的外電極構(gòu)形包括穿孔的卷繞的金屬箔(其中孔可以是任何形狀，如圓、槽等)；導(dǎo)電的編織、紡織或非紡織的布或織物；非紡織的墊子材料；例如交迭的導(dǎo)電細(xì)絲或箔；任何其它導(dǎo)體，或這些材料的任意組合。外電極優(yōu)選地由不透明材料制做。這時(shí)優(yōu)選地，外電極不連續(xù)(如編織結(jié)構(gòu)、有小孔的、等)以使發(fā)光層產(chǎn)生的電致發(fā)光穿過外電極發(fā)出。
第二絕緣層圖1表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括第二絕緣層106，其中嵌有外電極。在另一實(shí)施方案中絕緣層106可以包圍外電極105。第二絕緣層優(yōu)選地由透明的絕緣材料組成，例如非晶或結(jié)晶的有機(jī)或無機(jī)材料。第二絕緣層106可以以液態(tài)或其它形式施加，隨后用固化或其它工藝制成永久、半永久或暫時(shí)保護(hù)層。具體的優(yōu)選材料包括環(huán)氧樹脂、硅酮、氨基酸脂、聚酰胺以及它們的混合物。也可用其它材料來達(dá)到所需的效果。其它層也可使用透明絕緣材料。
第二絕緣層106不是必需的，但它令人高興地可以提高可靠性。第二絕緣層106還提高了燈絲和由燈絲制得的商品“美感”(即，表面紋理)。
硅酮涂層樹脂，例如Shin-Etsu Silicones of America(TorranceCA)提供的Part No.OF 113-A & B，可用于第二絕緣層106，Shin-EtsuSilicones of America提供的硅酮樹脂KE 1871也可用作第二絕緣層106。
圖2表示本發(fā)明的一實(shí)施方案，包括由第一絕緣層202圍繞的芯導(dǎo)體201，第一絕緣層202又被中間層203圍繞。中間層203被發(fā)光層204圍繞，發(fā)光層204被第二絕緣層206圍繞，第二絕緣層中嵌有外電極205。
在本實(shí)施方案中，發(fā)光層204用一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)粘附性的中間層203貼在第一絕緣層202的外表面上。中間層203通常可用于增強(qiáng)中間層粘附性，或?qū)崿F(xiàn)其它期望目的，例如調(diào)整介電強(qiáng)度或改善縱向應(yīng)變性能。為提高與第一絕緣層的表面的粘附性，可以使用任何調(diào)整表面特性的工藝，如機(jī)械研磨、化學(xué)刻蝕、機(jī)械壓紋，激光或火焰處理，等離子體或化學(xué)處理或其它改善表面特性的工藝。
圖3表示本發(fā)明的一實(shí)施方案，包括被第一絕緣層302圍繞的芯導(dǎo)體301，第一絕緣層302被發(fā)光層304圍繞。發(fā)光層304被嵌有編織的外電極305的第二絕緣層306圍繞。編織的外電極可以包括三個(gè)或更多個(gè)形成斜紋圖案的單獨(dú)的電極。這些單獨(dú)的電極可以纏繞在一起。編織的結(jié)構(gòu)可以形成導(dǎo)線的柵格。編織物可以包括反繞的具有下和上結(jié)構(gòu)的單獨(dú)的電極。圖10表示具有下和上結(jié)構(gòu)的反繞編織物105的詳細(xì)描述。編織結(jié)構(gòu)增強(qiáng)燈絲的強(qiáng)度和柔韌性。
編織的外電極可以由幾個(gè)具有相同或不同直徑的不同的單獨(dú)的電極形成。各電極可以具有相同或不同的尺寸、形狀和組分。在所示的實(shí)施方案中，各電極在電致發(fā)光的芯上編織。優(yōu)選地編織物覆蓋電致發(fā)光芯的約50％，當(dāng)然根據(jù)具體的應(yīng)用，覆蓋的比例可以更高或更低。
圖4表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括被第一絕緣層402圍繞的芯導(dǎo)體401，第一絕緣層402被中間層403圍繞。中間層403被發(fā)光層404圍繞，發(fā)光層404被嵌有電極405的第二絕緣層406圍繞。中間層403優(yōu)選地是一個(gè)粘附增強(qiáng)層，但它也可用于其它提高燈絲的性能的目的。
圖5表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括被第一絕緣層502圍繞的芯導(dǎo)體501，第一絕緣層502被發(fā)光層504圍繞。發(fā)光層504被第二絕緣層506圍繞，第二絕緣層506被電極505圍繞。外電極505被另一保護(hù)層506a圍繞。該另一保護(hù)層506a可以是這里公開的任何材料。
圖6表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括圍繞第一絕緣層602的介質(zhì)編織物607，介質(zhì)編織物607嵌入發(fā)光層604。為形成介質(zhì)編織物607，介質(zhì)纖維被編織、螺旋纏繞或使用這兩種結(jié)構(gòu)的結(jié)合施加在第一絕緣層602上。介質(zhì)編織物607也可以通過編織、螺旋纏繞或使用這兩種結(jié)構(gòu)的結(jié)合將介質(zhì)纖維制造在芯導(dǎo)體601上，這樣介質(zhì)編織物607圍繞芯導(dǎo)體601。介質(zhì)編織物607還圍繞芯導(dǎo)體601或圍繞芯導(dǎo)體601的第一絕緣層602。
通常，介質(zhì)編織物可用在本發(fā)明的任何層中，使用下述的介質(zhì)纖維。
用于形成這里所述的介質(zhì)編織物的介質(zhì)纖維可以用玻璃、凱芙拉、聚酯、丙烯酸酯或其后適于作為介質(zhì)纖維的有機(jī)或無機(jī)材料。這里所述的發(fā)光層施加在該介質(zhì)編織物上。然后介質(zhì)纖維層可用作涂層厚度控制器并將發(fā)光層粘在芯導(dǎo)體上。
當(dāng)?shù)谝唤^緣層是低摩擦和/或低粘附性涂層比如含氟聚合物涂層時(shí)，這種粘附性增強(qiáng)是特別有利的。而且，介質(zhì)纖維層提供了增強(qiáng)的“剪斷”阻力和增強(qiáng)的軸向強(qiáng)度，因?yàn)榻橘|(zhì)纖維層將用作強(qiáng)度構(gòu)件。然后這里所述的外電極直接施加在含熒光體的介質(zhì)纖維層上，這里所述的第二絕緣層施加在外電極上。
圖7表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括被第一絕緣層702圍繞的芯導(dǎo)體701，第一絕緣層702被中間層703圍繞。中間層703被介質(zhì)編織物707圍繞，類似于圖6的介質(zhì)編織物607。發(fā)光層704涂覆在介質(zhì)編織物707上，類似于圖6的發(fā)光層604和介質(zhì)編織物607之間的關(guān)系。嵌有外電極705的第二絕緣層706圍繞發(fā)光層704。
圖8表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括被第一絕緣層802圍繞的芯導(dǎo)體801，第一絕緣層802被介質(zhì)編織物807圍繞，類似圖6的介質(zhì)編織物607。發(fā)光層805涂覆在介質(zhì)編織物807上，類似于圖6的介質(zhì)編織物607和發(fā)光層604之間的關(guān)系。嵌有外電極805和第二介質(zhì)編織物808的第二絕緣層806圍繞發(fā)光層804。第二介質(zhì)編織物808可以與已經(jīng)描述的介質(zhì)編織物相同的材料。
圖9表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，包括外電極905，例如由導(dǎo)線編織的電極，它直接施加在第一絕緣層902上。在另一實(shí)施方案中，外電極905可以直接施加在芯導(dǎo)體901上，只要它們之間以某種方式絕緣。在所示的實(shí)施方案中，整個(gè)結(jié)構(gòu)又用發(fā)光層904涂覆。然后外電極905嵌入發(fā)光層904中。這樣，施加的外電極905可以與介質(zhì)材料合并。例如，如果外電極905是由導(dǎo)線編織的電極，它可以合并以便與介質(zhì)編織物907一起直接編織在任選的第一絕緣層902上或直接編織在芯導(dǎo)體901上。中間層903，例如是一種粘附增強(qiáng)層，如果需要的話也可以存在。
可以加入其它層或填充劑，或者可以調(diào)整上述各層。例如在各層中使用彩色透明材料和/或半透明材料可以改變發(fā)光光譜，由此產(chǎn)生不同的顏色。不透明材料也可用在各層中，產(chǎn)生諸如條狀發(fā)光的產(chǎn)品。也可使用熒光物質(zhì)(即“夜光”)和反射性材料。反射性材料可以是顆?；蚱?。
還可使用其它添加劑來校正顏色輸出和過濾光發(fā)射譜。例如，激光染料可以添加到熒光體組分中或涂覆在熒光體組分頂部或涂覆在熒光體涂層上。這種材料可以改變發(fā)射譜。
還可加入這里未描述的附加層，只要它們能夠得到實(shí)用的電致發(fā)光燈絲，且可被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知曉。
單獨(dú)可尋址的電極圖11表示根據(jù)本發(fā)明的含有編織的外電極1010、發(fā)光層1020和芯導(dǎo)體1030的電致發(fā)光燈絲1000。圖中示出的編織的外電極1010包括多個(gè)(在圖11的實(shí)施方案中為6個(gè))單獨(dú)可尋址的電極1040-1045。在本實(shí)施方案中，單獨(dú)可尋址的電極彼此絕緣。這可通過例如用彼此絕緣的電極1040-1045編織外電極而獲得。任選地本實(shí)施方案還可包括絕緣層、中間層、介質(zhì)編織物和上述的其它層。
在工作中，本實(shí)施方案的單獨(dú)可尋址的電極可被單獨(dú)“供能”。所謂“供能”是指在各電極和芯導(dǎo)體之間施加交流(或脈沖直流)電壓差。如被供能的單獨(dú)可尋址的電極與其它單獨(dú)可尋址電極絕緣，則只在被供能電極和芯導(dǎo)體之間產(chǎn)生電場。因而，只有在被供能電極和芯導(dǎo)體之間的發(fā)光層中的熒光體發(fā)光。由此，可以只讓EL燈絲的一部分發(fā)光。
圖12表示可以用于在圖11的EL燈絲中產(chǎn)生迷人的燈光圖案一組電壓波形的例子。在圖12中，波形1050對應(yīng)于施加在芯導(dǎo)體和電極1040之間的電壓，波形1051對應(yīng)于施加在芯導(dǎo)體和電極1041之間的電壓，以此類推。通過控制單獨(dú)激發(fā)每個(gè)電極的順序，可以產(chǎn)生任意數(shù)目的隨時(shí)間變化的燈光圖案和效果。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，用微處理器控制對各個(gè)電極供能的順序使用微處理器控制多個(gè)電致發(fā)光燈已在1996年8月16日提交的美國專利申請No.08/698,973中描述過，該文獻(xiàn)在此引入作為參考。通過使用類似于圖12所示的波形來順序地激勵(lì)編織的單獨(dú)可尋址的電極，可以觀察到螺旋形的燈光圖案。通過控制各電極的順序，可以產(chǎn)生不同的燈光圖案，例如理發(fā)店的標(biāo)志柱效果和移動的條帶。而且，通過選擇性地在各電極的位置上放置彩色層，當(dāng)不同的各電極被供能時(shí)，EL燈絲將發(fā)出不同顏色的光。
圖13表示便于將單獨(dú)可尋址電極耦接到電源的耦合器1060的實(shí)施方案。在本實(shí)施方案中，耦合器1060包括一分離器或復(fù)式接頭1070，它具有容納EL燈絲1090的開口1080。單獨(dú)可尋址電極1100-1103(在本例中為4個(gè))經(jīng)接觸片1120-1123電連接至導(dǎo)線1110-1113。芯導(dǎo)體1130也裸露出來以被連接到電源。導(dǎo)線1110-1113也單獨(dú)可尋址電極1100-1103更結(jié)實(shí)更耐用，這些導(dǎo)線被連接到電源電路和微處理器控制器。單獨(dú)可尋址電極可以經(jīng)常規(guī)方法連接到接觸片；例如焊接。
圖14A和14B表示與圖13類似的一連接器的剖面圖和平面圖。
圖15表示根據(jù)本發(fā)明的耦合器的另一實(shí)施方案。在本實(shí)施方案中耦合器1200包括安裝在分離器1220中的一組導(dǎo)電柱1210。導(dǎo)電柱1210的一端1220被連接到單獨(dú)可尋址電極和芯導(dǎo)體。同樣，電極和芯導(dǎo)體可以用常規(guī)方法例如焊接連接到導(dǎo)電柱。在工作中，導(dǎo)電柱的未與電極連接的一端被連接到電源。通常，耦合器包括將易碎的各電極連接到外電源的裝置。這種裝置優(yōu)選地包括結(jié)實(shí)耐用的接頭，它連接到各電極并用于將能量供應(yīng)到更易碎的電極。而且，耦合器還可用于在空間上分離單獨(dú)可尋址電極以易于存取和操作。
當(dāng)EL燈絲包括多個(gè)單獨(dú)可尋址電極時(shí)，可以將芯導(dǎo)體完全移去。在本發(fā)明的該實(shí)施方案中，電壓差施加在外電極中不同的單獨(dú)可尋址電極之間。該電壓差產(chǎn)生使發(fā)光層發(fā)光的電場。在本發(fā)明的該實(shí)施方案中，導(dǎo)電芯也可以不存在或用非導(dǎo)電的芯代替，這能增加燈絲的強(qiáng)度。在本發(fā)明的該實(shí)施方案中，外電極優(yōu)選地嵌在發(fā)光層中。
根據(jù)本發(fā)明的EL燈絲的例子選用的芯導(dǎo)體由19股50織數(shù)的導(dǎo)線組成。整個(gè)束具2密耳厚的熒光聚合物絕緣涂層；它形成第一絕緣層。然后第一絕緣層上涂有一層顆粒組合物，顆粒組合物為80％熒光體和20％樹脂的混合物，所述比例為重量百分比。
顆粒組合物由制備成溶液/懸濁液，通過將合適比例的熒光體粉末和樹脂與50/50混和的丙酮和二甲基乙酰胺混合而制得。通過改變?nèi)軇?固態(tài)物比例可以調(diào)節(jié)溶液/懸濁液的粘性。為施加涂層，使芯導(dǎo)體穿過垂直定向的熒光體組合物的儲液池，在儲液池底部的涂布模具控制淀積過程的涂層厚度。當(dāng)導(dǎo)線穿過一系列聯(lián)機(jī)的加熱管爐膛，溶劑從濕的涂層中除去。結(jié)果得到含有熒光體的固態(tài)組合物涂層。使用兩種溶劑的混合協(xié)助烘干過程，因?yàn)閮煞N溶劑的沸點(diǎn)不同，它們的蒸發(fā)速率也不同。最終產(chǎn)品是均勻的、集中的約2密耳厚的熒光體涂層，它形成第一絕緣層上的發(fā)光層。
然后，16支(載體數(shù))編織物用于在發(fā)光層上制作50％覆蓋率的直徑1密耳的線。該編織物形成外電極。
最后，具有合適的直徑尺寸的模具的第二涂層儲液池用于將第二絕緣層施加在線上。涂覆后的燈絲穿過聯(lián)機(jī)爐腔以將第二絕緣層轉(zhuǎn)化成最終形成。
權(quán)利要求
1.一種電致發(fā)光燈絲，包括(a)一多股芯導(dǎo)體；(b)一圍繞所述多股芯導(dǎo)體的第一絕緣層；(c)一圍繞第一絕緣層的發(fā)光層；(d)一圍繞發(fā)光層的第二絕緣層；和(e)一嵌在第二絕緣層中的編織的外電極；其中電致發(fā)光燈絲的外徑不大于約0.02英寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電致發(fā)光燈絲，其特征在于外電極覆蓋約50％的發(fā)光層表面。
3.一種電致發(fā)光燈絲，包括一多股芯導(dǎo)體；一圍繞所述多股芯導(dǎo)體的發(fā)光層；和一圍繞所述多股芯導(dǎo)體的編織的外電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述編織的外電極嵌在發(fā)光層中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電致發(fā)光燈絲，其特征在于還包括圍繞發(fā)光層的一外絕緣層。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述編織的外電極圍繞發(fā)光層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電致發(fā)光燈絲，其特征在于還包括圍繞發(fā)光層的一外絕緣層，且其中編織的外電極嵌在外絕緣層中。
8.根據(jù)權(quán)利要求3的電致發(fā)光燈絲，還包括位于所述多股芯導(dǎo)體和所述發(fā)光層之間的一絕緣層。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的電致發(fā)光燈絲，還包括位于任意兩層之間的粘附層。
10.根據(jù)權(quán)利要求3的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述發(fā)光層包括熒光體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電致發(fā)光燈絲，其特征在于熒光體包括硫化鋅封裝的熒光體和從銅、錳及其混合物組成的組中選出的活化劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求3的電致發(fā)光燈絲，還包括嵌在發(fā)光層中的第一介質(zhì)編織物。
13.根據(jù)權(quán)利要求5的電致發(fā)光燈絲，還包括嵌在外絕緣層中的第二介質(zhì)編織物。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的電致發(fā)光燈絲，還包括嵌在外絕緣層中的第二介質(zhì)編織物。
15.根據(jù)權(quán)利要求3的電致發(fā)光燈絲，其特征在于外電極包括縱向方向的聚合物材料。
16.一種電致發(fā)光燈絲，包括一芯導(dǎo)體；一圍繞所述芯導(dǎo)體的發(fā)光層；和一圍繞所述芯導(dǎo)體的有孔的外電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述有孔的外電極是編織的外電極。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述有孔的外電極嵌在所述發(fā)光層中。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述有孔的外電極圍繞所述發(fā)光層。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述芯導(dǎo)體是一種多股芯導(dǎo)體。
21.一種按如下工藝制做的電致發(fā)光燈絲，該工藝包括步驟(a)提供一芯導(dǎo)體；(b)用發(fā)光層涂覆所述芯導(dǎo)體；和(c)在發(fā)光層上編織一外電極。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的電致發(fā)光燈絲，其特征在于該工藝還包括在外電極被編織在發(fā)光層上之后用外絕緣層涂覆電致發(fā)光燈絲的步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述芯導(dǎo)體包括由一內(nèi)絕緣層圍繞的一多股導(dǎo)體。
24.一種電致發(fā)光燈絲，包括(a)一芯導(dǎo)體；(b)一至少部分圍繞所述芯導(dǎo)體的發(fā)光層；和(c)圍繞所述芯導(dǎo)體布置兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)可尋址的電極。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的電致發(fā)光燈絲，其特征在于單獨(dú)可尋址的電極彼此絕緣。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的電致發(fā)光燈絲，其特征在于單獨(dú)可尋址的電極被編織在一起形成一外電極。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的電致發(fā)光燈絲，還包括將單獨(dú)可尋址的電極連接到兩個(gè)或多個(gè)電源輸入端的裝置。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述芯導(dǎo)體是一種多股芯導(dǎo)體。
29.根據(jù)權(quán)利要求24的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述單獨(dú)可尋址的電極嵌在發(fā)光層中。
30.根據(jù)權(quán)利要求24的電致發(fā)光燈絲，其特征在于所述單獨(dú)可尋址電極圍繞所述發(fā)光層布置。
31.根據(jù)權(quán)利要求24的電致發(fā)光燈絲，還包括圍繞所述發(fā)光層的一絕緣層。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的電致發(fā)光燈絲，其特征在于單獨(dú)可尋址的電極嵌在所述絕緣層中。
33.根據(jù)權(quán)利要求24的電致發(fā)光燈絲，還包括放在所述芯導(dǎo)體和發(fā)光層之間的一內(nèi)絕緣層。
34.一種電致發(fā)光燈絲，包括(a)一多股芯導(dǎo)體；(b)至少部分圍繞所述芯導(dǎo)體的一內(nèi)絕緣層；(c)至少部分圍繞所述內(nèi)絕緣層的一發(fā)光層；(d)至少部分圍繞所述發(fā)光層的一外絕緣層；和(e)編織在一起并嵌入所述外絕緣層中的兩個(gè)或多個(gè)單獨(dú)可尋址的電極。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的電致發(fā)光燈絲，還包括用于在所述芯導(dǎo)體和第一組單獨(dú)可尋址的電極之間提供電壓差以及在所述芯導(dǎo)體和第二組單獨(dú)可尋址的電極之間提供電壓差的裝置。
全文摘要
一種電激勵(lì)的圓柱形或其它形狀的組合燈絲。芯導(dǎo)體(401)任選地被任選的第一絕緣層(402)圍繞,第一絕緣層被外電極(403)和電致發(fā)光熒光體(404)圍繞。整個(gè)組件可以涂覆第二絕緣層(406)。當(dāng)芯導(dǎo)體(401)和外電極(403)被連接到合適的電源并由其供能時(shí),熒光體發(fā)光。燈絲可用于形成各種一維、二維和三維發(fā)光物體。
文檔編號H05B33/00GK1209257SQ96199972
公開日1999年2月24日 申請日期1996年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月22日
發(fā)明者M·C·菲爾德曼, B·D·海內(nèi)斯 申請人:Add視覺公司