專(zhuān)利名稱(chēng):制造彈性el燈的方法
本申請(qǐng)是同時(shí)待審、同時(shí)受讓的于1996年12月30日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?8/774743的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“ELASTOMERIC ELECTROLUMINESCENT LAMP”的分案申請(qǐng),該美國(guó)專(zhuān)利號(hào)是5856030。
在本申請(qǐng)中引證同時(shí)受讓和同時(shí)待審的于1996年5月30日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?8/656435的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“ELECTROLUMINESCENT SYSTEM IN MONOLITHICSTRUCTURE”。
本申請(qǐng)一般涉及電致發(fā)光燈,特別涉及配置于彈性結(jié)構(gòu)中的獨(dú)立(self-contained)電致發(fā)光系統(tǒng),該電致發(fā)光系統(tǒng)以轉(zhuǎn)印(trnasfer)形式有效和低成本地粘貼于有可變的三維形狀的各種襯底上,或者作為獨(dú)立的膜狀元件裝配于其它產(chǎn)品中。
由上述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“ELECTROLUMINESCENT SYSTEM IN MONOLITHICSTRUCTURE”(“在先發(fā)明”)教導(dǎo)的發(fā)明的實(shí)施例涉及具有其層形成為單片式結(jié)構(gòu)的單元載體的電致發(fā)光(EL)系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中優(yōu)選的單元載體為乙烯基樹(shù)脂。該單片式形式的電致發(fā)光系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于,在其中的層可以在絲網(wǎng)印刷工藝中象油墨那樣被曬印在各種襯底上。
已知在現(xiàn)有技術(shù)中彈性結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特和有用的特性。其作用很象堅(jiān)固的膜那樣,彈性結(jié)構(gòu)的可延展性和柔軟性可用于不能使用剛性更強(qiáng)或塑性更強(qiáng)的元件的應(yīng)用中。
使用彈性電致發(fā)光(“EL”)燈有許多潛在的優(yōu)點(diǎn)。例如,在移動(dòng)電話或其它個(gè)人通信裝置中能夠?qū)崿F(xiàn)高柔順和有彈性的背光鍵盤(pán)板。
另外,彈性EL燈可按轉(zhuǎn)印形式構(gòu)成,然后粘貼于諸如織物(fabric)之類(lèi)的纖維襯底上。實(shí)驗(yàn)表明,按照在先發(fā)明,在向諸如織物之類(lèi)的襯底絲網(wǎng)印刷EL系統(tǒng)時(shí)常常要求按最好的結(jié)果預(yù)先準(zhǔn)備襯底。首先,該織物并不總是有與EL系統(tǒng)第一層的最佳的化學(xué)兼容性。其次,已發(fā)現(xiàn)織物纖維有“直立”的趨勢(shì)和與EL系統(tǒng)平坦和均勻的曬印沖突。結(jié)果,盡管在先發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種織物的所有功能,但電致發(fā)光的質(zhì)量低劣。因此發(fā)現(xiàn)在織物等襯底上預(yù)先印刷單元載體的“平臺(tái)層”(沒(méi)有EL活性成分)以抑制這些因素是有利的。因而按照在先發(fā)明將EL系統(tǒng)曬印在平臺(tái)層上。
盡管配置該平臺(tái)層可以增強(qiáng)EL燈的性能,但應(yīng)該理解,這需要附加的制造步驟,時(shí)間、材料和制造工藝成本隨之增加。
并且,按照在先發(fā)明的曬印EL系統(tǒng)的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)還表明,使承受印刷的區(qū)域變平成為平面時(shí)印刷操作最好。例如,對(duì)于織物的印刷來(lái)說(shuō),用諸如T恤衫之類(lèi)的衣服可容易地實(shí)現(xiàn)這種“變平”,但用諸如夾克或棒球帽之類(lèi)的其它衣服不能這樣容易地實(shí)現(xiàn),對(duì)于它們來(lái)說(shuō),“變平”步驟可損害或貶低衣服的最終外形。
因此在現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)彈性EL燈有普遍的需求。這樣的彈性燈最好作為要求可彎曲背光照明的產(chǎn)品中的部件。或者,以轉(zhuǎn)印形式,這種彈性燈可改善在先發(fā)明的EL系統(tǒng)在包括織物的纖維襯底上的應(yīng)用,而不招致附加的成本和預(yù)先制備襯底以接受EL系統(tǒng)的制造步驟。彈性EL燈還有助于在先發(fā)明的EL系統(tǒng)較少損傷地用于三維形狀的襯底上。
本發(fā)明涉及大體按照在先發(fā)明但作為離散的彈性結(jié)構(gòu)制造的EL燈。如果需要,該結(jié)構(gòu)隨后可固定于襯底上以便利用“轉(zhuǎn)印”的好處?;蛘撸瑥椥越Y(jié)構(gòu)也可在諸如鍵盤(pán)板之類(lèi)的應(yīng)用中用作離散的獨(dú)立電致發(fā)光元件,其中最好是薄膜狀的EL燈。
按照本發(fā)明,用絲網(wǎng)印刷或其它印刷技術(shù)整體地制造彈性EL燈。因此,相對(duì)于按照在先發(fā)明將EL燈直接印刷于襯底上的情況來(lái)說(shuō),通常本發(fā)明的絲網(wǎng)印刷成本和后勤工作并不更復(fù)雜或棘手。可是,將燈構(gòu)成為彈性結(jié)構(gòu)體可獲得各種優(yōu)點(diǎn)。如果彈性結(jié)構(gòu)體以轉(zhuǎn)印形式粘貼于襯底上,那么可不必準(zhǔn)備具有平臺(tái)層的織物或其它襯底。并且,按照本發(fā)明以轉(zhuǎn)印形式的彈性EL燈具有顯著的可延展性和柔軟性,能夠在隨后粘貼于實(shí)際為任意三維形狀并且不用必須“變平坦”來(lái)實(shí)施印刷工藝的區(qū)域的襯底上。另一方面,如果彈性結(jié)構(gòu)用作獨(dú)立元件,那么它可以批量生產(chǎn)并在其后潛在地象墊片或其它薄膜狀元件那樣容易地裝配于產(chǎn)品中。
綜上所述,按照本發(fā)明的彈性結(jié)構(gòu)的EL燈,首先將第一外殼層印刷于市場(chǎng)購(gòu)置的重量級(jí)轉(zhuǎn)移剝離紙(heavy-grade transfer release paper)上。隨后可曬印第一外殼層,以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的單片式第一外殼層厚度。并且,可按照?qǐng)D形染色和/或印刷一層或多層,因而可使外殼的第一層在自然光下有預(yù)定的外觀(例如標(biāo)志圖符或鍵盤(pán)板層)。
外殼第一層的材料最好(盡管并不要求)是清澈或半清澈的聚氨基甲酸乙酯。實(shí)驗(yàn)表明,這種材料有優(yōu)異的彈性性能。并且,已證實(shí)該材料與在EL燈應(yīng)用中可能碰到的差不多所有的材料和大多數(shù)襯底本身都有化學(xué)穩(wěn)定性,這些材料包括轉(zhuǎn)移剝離紙、EL系統(tǒng)的層、和可將印版粘貼于襯底上的粘合劑,這些襯底包括纖維襯底。聚氨基甲酸乙酯也是有極好柔軟性和可延展性的材料,能夠制造容易適應(yīng)或“包裝”并且在差不多任何三維形狀的襯底上都可無(wú)外傷地接收的彈性EL燈。
一旦外殼的第一層被印在轉(zhuǎn)移剝離紙上,最好(盡管并不要求)就按照在先發(fā)明,將EL系統(tǒng)印在第一外殼層上。EL系統(tǒng)在第一外殼層上是較小的,以在外部四周留出第一外殼邊界。然后將第二外殼層曬印于EL系統(tǒng)的頂部上,圍繞邊緣與第一外殼邊界組合,從而將EL系統(tǒng)密封在外殼內(nèi)。在外殼中制備或保留適當(dāng)?shù)拇翱冢軌驅(qū)㈦娊佑|引入EL系統(tǒng)。再有,第二外殼層是最好按幾個(gè)中間層印刷以實(shí)現(xiàn)預(yù)定厚度的聚氨基甲酸乙酯。在實(shí)現(xiàn)聚氨基甲酸乙酯的預(yù)定厚度中,該設(shè)計(jì)方案最好確保在外殼內(nèi)的EL燈與外部電隔離,并且外殼是防水的。
當(dāng)期望彈性EL燈用作轉(zhuǎn)移件(transfer)時(shí),最佳的是在第二外殼層上以膜的形式曬印或熱密封最后的熱粘合劑層。熱粘合劑層最好是聚氨基甲酸乙酯,盡管這并不是特別要求的。通過(guò)加熱和加壓,該熱粘合劑層將轉(zhuǎn)移件粘貼于襯底上。可是,應(yīng)注意,還可用本技術(shù)領(lǐng)域中已知的其它方法將作為彈性結(jié)構(gòu)的EL燈粘貼于襯底上,例如接觸粘接等,在接觸粘接的情況下,不需要熱粘合劑層。并且,當(dāng)彈性EL燈用作另一產(chǎn)品中的獨(dú)立元件時(shí),很可能也不需要熱粘合劑。
顯然,本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于,可按轉(zhuǎn)移形式并與將施加于其上的襯底表面(例如纖維)分離地制備彈性結(jié)構(gòu)的EL燈,這消除了在EL系統(tǒng)應(yīng)用之前預(yù)備襯底表面的要求。按轉(zhuǎn)移形式制造作為彈性結(jié)構(gòu)的EL燈的絲網(wǎng)印刷步驟和所需要的成本盡管如此大體等于將EL系統(tǒng)本身直接涂敷于襯底上的情況。因此,用等效的資源費(fèi)用,可將更通用和更可靠的EL燈用于纖維襯底上,例如具有各種三維形狀的纖維上。
本發(fā)明的進(jìn)一步的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還在于,作為彈性結(jié)構(gòu)的EL燈有極好的可延展性和柔軟性。因此,以轉(zhuǎn)移形式,可容易地設(shè)置,快速和方便地固定于具有各種三維形狀的襯底上,例如棒球帽的正面上。另外,以獨(dú)立元件的形式,可批量生產(chǎn)并可容易和快速地安裝在例如移動(dòng)電話等需要鍵盤(pán)的產(chǎn)品中,其中成形為膜狀的鍵盤(pán)板更有優(yōu)勢(shì)本發(fā)明的進(jìn)一步的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還在于,外殼可包括按著色圖形例如標(biāo)志圖符或其它圖形的染色層,從而作為彈性結(jié)構(gòu)在自然光下EL燈的外觀與在受激時(shí)在柔和光線下EL燈的外觀視覺(jué)上是一致的。
本發(fā)明的進(jìn)一步的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還在于,通過(guò)對(duì)單張轉(zhuǎn)移剝離紙的一系列曬印能夠批量生產(chǎn)大量的彈性EL燈??墒惯@些在轉(zhuǎn)移剝離紙上的大量EL燈的位置對(duì)齊,通過(guò)單錘沖穿可以大量地從剝離紙上沖下EL燈。這可最佳利用EL燈制造中的資源,提供比分別將EL燈提供給襯底的傳統(tǒng)方法更有效的節(jié)約。
以上概括和廣泛地說(shuō)明了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn),以更好地理解本發(fā)明的詳細(xì)描述。下面將描述構(gòu)成本發(fā)明權(quán)利要求主題的本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易地利用所公開(kāi)的構(gòu)思和具體實(shí)施例,以此為基礎(chǔ)修改或設(shè)計(jì)其它結(jié)構(gòu)實(shí)施來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相同目的。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,這種等效結(jié)構(gòu)并不脫離由所附權(quán)利要求所提出的本發(fā)明的精神和范圍。
為了更完整地理解本發(fā)明和其優(yōu)點(diǎn),下面參照附圖進(jìn)行以下說(shuō)明,其中
圖1是本發(fā)明的彈性EL燈的優(yōu)選實(shí)施例的剖面圖;圖2是圖1所示剖面圖的透視圖;圖3是從轉(zhuǎn)移剝離紙剝離的本發(fā)明的彈性EL燈的透視圖;圖4表示將電源供給本發(fā)明的彈性EL燈的優(yōu)選方法;圖5表示將電源供給本發(fā)明的彈性EL燈的另一優(yōu)選方法;和圖6表示帶有部分切去部分601的彈性EL燈300的區(qū)域,披露了層的各種著色技術(shù),以產(chǎn)生選擇的不發(fā)光/發(fā)光的外觀。
圖1表示按照本發(fā)明作為彈性結(jié)構(gòu)的EL燈的最佳實(shí)施例的剖面圖。通過(guò)參照上述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“ELECTROLUMINESCENT SYSTEM IN MONOLITHICSTRUCTURE”,示于圖1中的激勵(lì)EL系統(tǒng)大體如所述申請(qǐng)中所公開(kāi)的那樣,使用最初以凝膠體形式涂敷的諸如乙烯基樹(shù)脂之類(lèi)的普通單元載體。盡管如此,應(yīng)該明白,本發(fā)明對(duì)這里使用的具體EL系統(tǒng)沒(méi)有特殊的要求,并且本發(fā)明的范圍期望包括能夠用作彈性結(jié)構(gòu)體的許多不同EL系統(tǒng)。
按照?qǐng)D1,將所有層曬印在轉(zhuǎn)移剝離紙102上。在最佳實(shí)施例中,轉(zhuǎn)移剝離紙102是諸如用Midland Paper-Aquatron Release Paper制造的紙張。還應(yīng)明白,作為該紙張的另一個(gè)實(shí)例,也可用按照本發(fā)明的轉(zhuǎn)移剝離膜。
最好用現(xiàn)有技術(shù)中已知的絲網(wǎng)印刷工藝涂敷如圖1(和隨后的圖)所示的所有隨后的層??墒?,還應(yīng)理解,本發(fā)明并不限于配備僅用絲網(wǎng)印刷法涂敷其層的彈性EL燈,也可用涂敷層的其它方法來(lái)構(gòu)成本發(fā)明的彈性EL燈。
將第一外殼層104曬印于轉(zhuǎn)移剝離紙102上。最好以幾個(gè)中間層的形式曬印第一外殼層104,以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的總的組合厚度。按許多中間層的形式曬印第一外殼層104還有助于染色或其它特殊層的染色,以實(shí)現(xiàn)EL燈的預(yù)定自然光外觀。第一外殼層104最好(盡管并不要求)是聚氨基甲酸乙酯,例如按3∶1比例與催化劑DA 176混合的Nazdar DA 170。這是可商業(yè)購(gòu)置將用于絲網(wǎng)印刷的聚氨基甲酸乙酯油墨。如上所述,該聚氨基甲酸乙酯呈現(xiàn)外殼層所要求的彈性特性、與EL燈的其它部分的化學(xué)穩(wěn)定性和極好的可延展性和柔軟性。還設(shè)置該聚氨基甲酸乙酯以按多層曬印,當(dāng)固化后達(dá)到單片的最終厚度。最后,該聚氨基甲酸乙酯基本上是無(wú)色的并且通常是清澈的,因此還要這樣很好地設(shè)置其層,以接受染色或其它著色處理(正如以下所進(jìn)一步說(shuō)明的那樣),提供其外觀被設(shè)計(jì)為自然光以按柔和的光補(bǔ)償其激勵(lì)光外觀的EL燈。
返回到圖1,顯然,將第一外殼層104曬印在轉(zhuǎn)移剝離紙102上,并提供為EL系統(tǒng)層106-112的邊緣的邊界105空隙。這樣可提供在其上粘接第二外殼層114以完全密封EL系統(tǒng)的區(qū)域,下面將更詳細(xì)地描述該方案。
最好按照上述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“ELECTROLUMINESCENT SYSTEM IN MONOLITHICSTRUCTURE”所公開(kāi)的那樣,接著將EL系統(tǒng)曬印在第一外殼層104上。可見(jiàn),按照?qǐng)D1,EL燈“面朝下”地構(gòu)成,所以氧化銦錫(“ITO”)層106首先形成在第一外殼層104上。
接著,將正面匯流條107(最好是銀)曬印在ITO層106上。然后將電致發(fā)光層108(最好是熒光體/鈦酸鋇混合物)曬印在ITO層106上和正面匯流條107上。盡管本發(fā)明沒(méi)有特殊的要求,但實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)正面匯流條107設(shè)置于ITO層106的表面上而不是相反的情況(ITO層106印刷于正面匯流條107上)時(shí)性能提高。這是因?yàn)?,?dāng)ITO層106疊置于正面匯流條107表面上時(shí),發(fā)現(xiàn)在ITO層106中的乙烯基樹(shù)脂載體有固化的趨勢(shì),從而形成抑制在先疊置的正面匯流條107的導(dǎo)電性的阻擋層??墒?,反之則不產(chǎn)生這種現(xiàn)象,并且這樣的正面匯流條107最好印刷于ITO層106上。
再參照?qǐng)D1,電介質(zhì)層110(最好是鈦酸鋇)曬印于電致發(fā)光層108上,然后背面電極層112(最好是銀或碳)曬印于電介質(zhì)層110上。注意,按照上述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“ELECTROLUMINESCENT SYSTEM IN MONOLITHIC STRUCTURE”的公開(kāi),ITO層106、正面匯流條107、電致發(fā)光層108、電介質(zhì)層110和背面電極層112,于是構(gòu)成了具備本發(fā)明的電致發(fā)光特性的一個(gè)EL系統(tǒng)實(shí)例。
再參見(jiàn)圖1,然后在背面電極層12上曬印第二外殼層114。從圖1可見(jiàn),EL系統(tǒng)層106-112最好曬印得留出邊界105空隙。這允許曬印第二外殼層114,使其在邊界105周?chē)辰佑诘谝煌鈿?04上,從而(1)密封EL系統(tǒng)于外殼中使EL系統(tǒng)電隔離和(2)使整個(gè)EL燈組件基本上防潮。最好還用與第一外殼層104相同的材料制備第二外殼層114,以便完成時(shí),可組合兩個(gè)部分形成圍繞EL系統(tǒng)的單片式外殼。如上所述,適合的聚氨基甲酸乙酯例如是按3∶1比例與催化劑DA 176混合的Nazdar DA 170。并且,還如上所述,第二外殼層114還可以以一系列中間層的形式曬印,以達(dá)到預(yù)定的厚度。
示于圖1中的最后的(頂)層是光學(xué)粘合劑層116。如所述的那樣,本發(fā)明的彈性EL燈的一個(gè)應(yīng)用是作為轉(zhuǎn)移件粘貼于襯底上。在這種情況下,可使用熱粘合劑粘貼轉(zhuǎn)移件,盡管可使用例如接觸粘接之類(lèi)的其它粘貼方法。熱粘合劑的優(yōu)點(diǎn)是,可使用與組件其它層相同的制造工藝方法印刷,然后可存儲(chǔ)或儲(chǔ)存轉(zhuǎn)移件,準(zhǔn)備隨后使用簡(jiǎn)單熱壓技術(shù)將其粘貼于襯底上。在這種情況下,如圖1所示,將粘合劑層116印刷于第二外殼層114上。
當(dāng)然,在EL燈為另一產(chǎn)品的獨(dú)立元件的本發(fā)明的其它應(yīng)用中,很可能不需要光學(xué)粘合劑層116。
示于圖1中的進(jìn)一步特征是背面接觸窗口118A。顯然,為了將電功率引入以激勵(lì)EL系統(tǒng)層106-112,要求背面接觸窗口118A通過(guò)粘合劑層116和第二外殼層114到達(dá)背面電極層112。類(lèi)似地,要求另一個(gè)窗口通過(guò)粘合劑層116、第二外殼層114、背面電極層112、電介質(zhì)層110和電致發(fā)光層108到達(dá)正面匯流條107。所述的另一個(gè)窗口未示于圖1中,為清楚起見(jiàn)而省略,但在為本發(fā)明的透視剖面圖的圖2上可看見(jiàn)該部分118B。
返回到圖2,圖2是展示圖1所描繪的剖面部分的透視圖。第一外殼層104首先曬印于轉(zhuǎn)移剝離紙102上。邊界105也是明顯的。ITO層106曬印于第一外殼層104上,正面匯流條107曬印于ITO層106上。然后將電致發(fā)光層108曬印于ITO層106上并覆蓋正面匯流條107,于是,將電介質(zhì)層110曬印于電致發(fā)光層108上。將背面電極層112曬印于電介質(zhì)層110上,然后圍繞邊界105用曬印于背面電極層112上并與第一外殼層104組合的第二外殼層114密封整個(gè)組件。然后將粘合劑層116曬印于第二外殼層114上。
如上所述,圖2還展示了前部接觸窗口118B,顯然該窗口穿過(guò)所有層到達(dá)正面匯流條107并由此容易將電功率供給于此。根據(jù)圖2顯然可見(jiàn),設(shè)置第二外殼層114,密封在前部接觸窗口118B內(nèi)于正面匯流條107上的各插入層的邊緣。
圖3展示在大體如上所述那樣完成之后并準(zhǔn)備就緒從轉(zhuǎn)移剝離紙102上轉(zhuǎn)移下來(lái)的整個(gè)組件。在粘貼于襯底上之后,從轉(zhuǎn)移剝離紙102背面剝離彈性EL燈300(如圖1和2所示包括各層和組成部分104-116)。還可看見(jiàn)背接觸窗口118A和前部接觸窗口118B。
還應(yīng)認(rèn)識(shí)到(盡管未示出),當(dāng)需求大量相同設(shè)計(jì)的燈時(shí),本發(fā)明還可提供比傳統(tǒng)EL燈制造工藝方法更經(jīng)濟(jì)的制造。絲網(wǎng)印刷技術(shù)允許大量EL燈300可同時(shí)構(gòu)成于大張轉(zhuǎn)移剝離紙102上??梢詫⑦@些燈300定位登記于單張剝離紙102上,然后用適當(dāng)大的穿孔機(jī)同時(shí)穿孔。
如上所述,按照本發(fā)明,也可設(shè)計(jì)和使用染色或其它技術(shù)在選擇的第一外殼層104的中間層上制備呈現(xiàn)自然光的彈性EL燈300的前部外觀。按照該技術(shù),圖3還描繪了當(dāng)背面剝離彈性EL燈300時(shí)顯露的標(biāo)志圖符301的第一部分。
可是,首先,隨之還要討論將電功率供給本發(fā)明的彈性EL燈的兩個(gè)供選擇優(yōu)選裝置。參照?qǐng)D4,可從右上側(cè)后翻觀察彈性EL燈300,以展現(xiàn)背接觸窗口118A和前部接觸窗口118B。從遠(yuǎn)端電源通過(guò)柔軟的母線401引入電功率,例如,正如本領(lǐng)域所公知的,母線401可以是印刷于聚酯上的銀的印刷電路?;蛘?,柔軟的母線401可包括印刷于聚氨基甲酸乙酯薄條上的導(dǎo)體(例如銀)。柔軟母線401終接于連接器402,并預(yù)定連接器402的尺寸、形狀和構(gòu)形以與背接觸窗口118A和前部接觸窗口118B緊密配合。連接器402包括兩個(gè)觸點(diǎn)403,每一個(gè)分別被裝入背接觸窗口118A和前部接觸窗口118B中,借助機(jī)械壓力,觸點(diǎn)403將所需的電源供給彈性EL燈300內(nèi)的EL系統(tǒng)。
在最佳實(shí)施例中,觸點(diǎn)403包括導(dǎo)電硅橡膠接觸焊盤(pán),該焊盤(pán)將柔軟母線401的終端連接到背接觸窗口118A和前部接觸窗口118B內(nèi)的電接觸接點(diǎn)上。當(dāng)用熱粘合劑將彈性EL燈300粘貼于襯底上時(shí)這種設(shè)置特別有利。用于將轉(zhuǎn)移件粘貼于襯底上的熱壓產(chǎn)生機(jī)械壓力,以增強(qiáng)硅橡膠接觸焊盤(pán)與在觸點(diǎn)403上且在接觸窗口118A和118B內(nèi)的電接觸接點(diǎn)表面之間的電接觸。在接觸表面之間涂敷硅粘合劑還可進(jìn)一步增強(qiáng)電接觸。用Chromerics可制造賦能(enabling)硅橡膠接觸焊盤(pán),制造者稱(chēng)其為“導(dǎo)電硅橡膠”。賦能硅粘合劑是Chromerics 1030。
使用硅橡膠接觸焊盤(pán)的具體優(yōu)點(diǎn)是,它們有吸收彈性EL燈300與連接器402的相對(duì)剪切位移的趨勢(shì)。例如,與環(huán)氧樹(shù)脂膠機(jī)械接合點(diǎn)相比。在轉(zhuǎn)移件300與連接器402之間的粘附本身是非常強(qiáng)的,但是如此有剛性和不易彎折,以便在轉(zhuǎn)移件300與連接器402之間的相對(duì)剪切位移不能直接轉(zhuǎn)移到這兩個(gè)部件或其中之一上。最終,環(huán)氧樹(shù)脂膠界面(環(huán)氧樹(shù)脂/轉(zhuǎn)移件300或環(huán)氧樹(shù)脂/連接器402)中總有一個(gè)界面很可能被切斷。
可是,相反,硅橡膠接觸焊盤(pán)的彈性使提供的硅橡膠界面由此吸收這樣的相對(duì)剪切位移而不使焊盤(pán)或電機(jī)械接合變劣。使因電接觸點(diǎn)遭受災(zāi)難性的剪切應(yīng)力而過(guò)早損失功率。
另一個(gè)將電功率供給本發(fā)明的彈性EL燈的優(yōu)選裝置示于圖5中。在這種情況下,當(dāng)印刷正面匯流條107和背面電極層112時(shí)(正如參照?qǐng)D1所述的那樣),也在其上超過(guò)彈性EL燈300的邊界延伸印刷并達(dá)到拖尾印刷母線501上。用于拖尾印刷母線501的適當(dāng)襯底可以是例如從第一外殼層104或第二外殼層114延伸出的聚氨基甲酸乙酯的“拖尾”。顯然,如果需要,印刷母線501的導(dǎo)體也可密封在第一外殼層104或第二外殼層114的拖尾延伸內(nèi)。然后利用拖尾印刷母線501從轉(zhuǎn)移件300遠(yuǎn)端連接電功率。
應(yīng)該指出,在優(yōu)選實(shí)施例中的電源使用具有非常小的外形的電池/逆變器印刷電路。例如,以硅芯片為基礎(chǔ)的逆變器配置非常小的外形和尺寸。這些電源部分可容易、安全和不唐突地隱藏于其上使用本發(fā)明彈性EL燈的產(chǎn)品中。例如,在衣服中,這些電源部件可有效地隱藏于專(zhuān)門(mén)的衣袋中。為安全起見(jiàn)可密封該衣袋(例如假襯里)。諸如本領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)的6V鋰電池之類(lèi)的電源也將提供可延展性和柔軟性使電池隨衣服折疊和彎曲。還可看出,可容易地密封如圖4所示那樣的柔軟母線401或諸如圖5所示那樣的拖尾印刷母線501,以提供徹底的電隔離然后方便地隱藏于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中。
返回到印刷技術(shù),本發(fā)明還公開(kāi)了在EL燈印刷技術(shù)方面的改進(jìn),發(fā)展了EL燈(包括彈性EL燈),其無(wú)源自然光外觀設(shè)計(jì)成與有源電致發(fā)光外觀互補(bǔ)。這種互補(bǔ)包括設(shè)計(jì)該EL燈的無(wú)源自然光外觀看起來(lái)大體與有源電致發(fā)光外觀相同,從而至少在圖象和色調(diào)方面,無(wú)論EL燈是否發(fā)光或不發(fā)光看起來(lái)都是相同的。另外,也可設(shè)計(jì)燈,顯示不變的圖象,但當(dāng)與不發(fā)光相反而發(fā)光時(shí),其一部分可改變色調(diào)。另外,可設(shè)計(jì)EL燈的外觀,以便它發(fā)光時(shí)改變外觀。
可結(jié)合以產(chǎn)生這些效果的印刷技術(shù)包括(1)改變用于電致發(fā)光層108中的熒光體的種類(lèi)(發(fā)光顏色中),(2)選擇染色,用其使曬印在電致發(fā)光層108上的層著色,和(3)使用點(diǎn)尺寸印刷技術(shù),實(shí)現(xiàn)發(fā)光和不發(fā)光EL燈的明顯色調(diào)的逐漸改變。
圖6展示這些技術(shù)。彈性EL燈300的部分切掉部分601展示電致發(fā)光層108。在部分切掉部分601中,已曬印三個(gè)分離的電致發(fā)光區(qū)域602B、602W和602G,各印刷的區(qū)域使用包括發(fā)射不同顏色光(分別為藍(lán)、白和綠)的熒光體的電致發(fā)光材料。應(yīng)該指出,本技術(shù)領(lǐng)域中已知的絲網(wǎng)印刷技術(shù)能夠曬印三個(gè)分離的區(qū)域602B、602W和602G。以這種方式,可曬印發(fā)射不同顏色光的各種區(qū)域,如果需要,可與不發(fā)光(即沒(méi)有曬印電致發(fā)光材料)的區(qū)域組合,當(dāng)激勵(lì)電致發(fā)光層108時(shí)可展示要顯示的任何設(shè)計(jì)、標(biāo)志圖符或信息。
選擇著色(最好通過(guò)染色)介于電致發(fā)光層108與EL燈前部之間的其它層,從而當(dāng)受到激勵(lì)時(shí),還可改變電致發(fā)光層108的外觀。通過(guò)僅在電致發(fā)光層108上的所選區(qū)域中曬印著色的層還可控制這種選擇著色。
再次參見(jiàn)圖6,彈性EL燈300具有位于電致發(fā)光層108上的第一外殼層104,如圖1和2所示,第二外殼層104通過(guò)疊置多層中間層可印刷達(dá)到要求的厚度。這些層中的一個(gè)或多個(gè)可包括被染色為預(yù)定顏色并曬印的外殼層材料,從而所述著色可由此補(bǔ)充期望的激活光外觀。這是EL燈交替發(fā)光和不發(fā)光時(shí)所要求的整體組合結(jié)果。
例如。在圖6中,假設(shè)區(qū)域603B染色為藍(lán)色,區(qū)域603X未染色,603R染色為紅色和區(qū)域603P染色為紫色。彈性EL燈300的自然光外觀大體應(yīng)該為具有藍(lán)邊界606的紅色和紫色條形圖案605。紅色區(qū)域603R和紫色區(qū)域603P將改變?cè)谙旅娴膮^(qū)域602W的白色色調(diào),未染色區(qū)域603X將保留下面的區(qū)域602B的米色色調(diào)不變,藍(lán)色區(qū)域603B將改變下面的區(qū)域602G的淺綠/米色色調(diào),變?yōu)橛行┥畹乃{(lán)色的外觀。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,還可選擇區(qū)域603B的藍(lán)色色調(diào),以便當(dāng)與下面的區(qū)域602G的綠色組合時(shí),自然光外觀大體是相同的藍(lán)色。
可是,當(dāng)激勵(lì)彈性EL燈300時(shí),區(qū)域603R、603P和603X將分別保持紅色、紫色和藍(lán)色,當(dāng)用區(qū)域603B的藍(lán)色色調(diào)改變來(lái)自下面的深綠色熒光體發(fā)射光時(shí),白色區(qū)域603B將變?yōu)榍嗑G色。這樣,產(chǎn)生作為示例的效果,即盡管因激勵(lì),圖象的一部分改變了外觀,但無(wú)論彈性EL燈300發(fā)光或不發(fā)光,圖象的另一部分被設(shè)計(jì)為看起來(lái)相同。
顯然,通過(guò)曬印各種著色熒光體區(qū)域并結(jié)合以上的各種染色區(qū)域,使燈的發(fā)光和不發(fā)光外觀相互關(guān)連的可能的設(shè)計(jì)方案是沒(méi)有限制的。應(yīng)該理解,在傳統(tǒng)EL制造技術(shù)中不能利用這種發(fā)光/不發(fā)光外觀設(shè)計(jì)適應(yīng)性和范圍,在該技術(shù)中難以精確地印刷各種著色“區(qū)域”或作為在單片式厚度內(nèi)的中間層。還應(yīng)明白,借助本發(fā)明和在先的發(fā)明(上述美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)“ELECTROLUMINESCENT SYSTEMIN MONOLITHIC STRUCTURE”),用絲網(wǎng)印刷技術(shù)曬印整個(gè)EL系統(tǒng)、燈和印版,能夠?qū)崿F(xiàn)這種發(fā)光/不發(fā)光外觀設(shè)計(jì)適應(yīng)性和范圍。
還應(yīng)強(qiáng)調(diào),在上述色調(diào)技術(shù)中,熒光著色染料最好混入將要調(diào)色的材料中,例如與上色或其它著色層的情況相反。這樣的染色有助于在反射自然光和激活EL光中從視覺(jué)上實(shí)現(xiàn)等效的色調(diào)。通過(guò)“反復(fù)試驗(yàn)”或用本技術(shù)領(lǐng)域公知的例如相對(duì)混入上色更傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)計(jì)算的顏色混入,能夠?qū)崿F(xiàn)顏色混入。
仍參照?qǐng)D6,圖6還示出了區(qū)域603B和603X之間的過(guò)渡區(qū)域620。過(guò)渡區(qū)域620表示其中區(qū)域603B的深藍(lán)色色調(diào)(當(dāng)彈性EL燈300被激勵(lì)時(shí))逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)域603X的淺藍(lán)色色調(diào)的區(qū)域。這是通過(guò)制造本發(fā)明和在先發(fā)明的EL系統(tǒng)利用的絲網(wǎng)印刷技術(shù)引起的新的和意料之外的效果。
“點(diǎn)印刷”是印刷行業(yè)中標(biāo)準(zhǔn)化的。并且,認(rèn)為用絲網(wǎng)印刷容易實(shí)施該“點(diǎn)印刷”技術(shù)。已知“點(diǎn)印刷”能夠使兩個(gè)印刷的相鄰區(qū)域的邊界“合并”在一起,形成明顯過(guò)渡的區(qū)域。通過(guò)使各點(diǎn)從各相鄰區(qū)域延伸到過(guò)渡區(qū)域中,并當(dāng)這些點(diǎn)伸入過(guò)渡區(qū)域中時(shí)減小點(diǎn)尺寸和增加點(diǎn)之間的間隔便可形成過(guò)渡區(qū)域。因而,當(dāng)過(guò)渡區(qū)域中的點(diǎn)圖形重疊或疊加時(shí),從一個(gè)相鄰區(qū)域通過(guò)過(guò)渡區(qū)域進(jìn)入相鄰的區(qū)域其效果逐漸改變。
應(yīng)該理解,根據(jù)本發(fā)明可容易地實(shí)現(xiàn)該效果。再參照?qǐng)D6,曬印在區(qū)域603B中提供特殊色調(diào)的染色層,其具有延伸入過(guò)渡區(qū)域620中的點(diǎn),其中當(dāng)所述點(diǎn)伸入過(guò)渡區(qū)域620中時(shí)所述點(diǎn)減小尺寸和增加點(diǎn)之間的間隔。然后用相應(yīng)的方式曬印在區(qū)域603X中提供特殊色調(diào)的染色層,其具有延伸入過(guò)渡區(qū)域620中的點(diǎn)。在自然光和激勵(lì)發(fā)光中獲得的效果是,過(guò)渡區(qū)域620呈現(xiàn)從一種色調(diào)到另一種色調(diào)的漸變。
盡管已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明和其優(yōu)點(diǎn),但應(yīng)該指出,可以進(jìn)行各種變更、變換和更替而不會(huì)脫離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種彈性電致發(fā)光燈,包括電致發(fā)光系統(tǒng);和外殼,電致發(fā)光系統(tǒng)設(shè)置在外殼內(nèi),組合的電致發(fā)光系統(tǒng)與外殼具有膜的特性。
2.如權(quán)利要求1的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)包括多層,使用絲網(wǎng)印刷工藝沉積所述層中的所選層。
3.如權(quán)利要求1的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)是單片式的。
4.如權(quán)利要求1的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)包括多層,使用單元載體沉積所述的層。
5.如權(quán)利要求4的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于所述單元載體是乙烯基樹(shù)脂。
6.如權(quán)利要求1的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于外殼包括多層,使用絲網(wǎng)印刷工藝沉積所述層中的所選層。
7.如權(quán)利要求6的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于所述層中的所選層的預(yù)選區(qū)域被著色為預(yù)定的色調(diào)。
8.如權(quán)利要求7的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于預(yù)定所述色調(diào)和預(yù)選所述區(qū)域,以便未受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀時(shí)與受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀協(xié)調(diào)。
9.如權(quán)利要求1的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于外殼由聚氨基甲酸乙酯構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于外殼包括第一外殼層和第二外殼層,電致發(fā)光系統(tǒng)設(shè)置于第一外殼層和第二外殼層之間。
11.如權(quán)利要求10的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)包括氧化銦錫(ITO)層和正面母線條,其中ITO設(shè)置于第一外殼層和正面母線條之間。
12.如權(quán)利要求1的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于還包括連接電致發(fā)光系統(tǒng)與遠(yuǎn)端電源的連接裝置,所述連接裝置具有至少一個(gè)在電致發(fā)光系統(tǒng)與連接裝置之間提供電耦合的電接觸接點(diǎn),這樣設(shè)置電接觸接點(diǎn),以便在保持所述電耦合時(shí)吸收彈性電致發(fā)光燈與連接裝置之間的相對(duì)剪切位移。
13.如權(quán)利要求12的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于所述電接觸接點(diǎn)包括導(dǎo)電性硅界面。
14.如權(quán)利要求1的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于還包括粘合劑,所述粘合劑設(shè)置于外殼上,用于使彈性電致發(fā)光燈粘貼于襯底上。
15.一種彈性電致發(fā)光燈,包括電致發(fā)光系統(tǒng),電致發(fā)光系統(tǒng)包括多層電致發(fā)光層,使用單元載體承載所述所述電致發(fā)光層,使用絲網(wǎng)印刷工藝沉積所述電致發(fā)光層中的所選層;和外殼,電致發(fā)光系統(tǒng)設(shè)置在外殼內(nèi),外殼具有膜的特性,該外殼包括多層外殼層,使用絲網(wǎng)印刷工藝沉積所述外殼中的所選層。
16.如權(quán)利要求15的彈性電致發(fā)光燈,特征在于還包括連接電致發(fā)光系統(tǒng)與遠(yuǎn)端電源的連接裝置,所述連接裝置具有至少一個(gè)在電致發(fā)光系統(tǒng)與連接裝置之間提供電耦合的電接觸接點(diǎn),這樣設(shè)置電接觸接點(diǎn),以便在保持所述電耦合時(shí)吸收彈性電致發(fā)光燈與連接裝置之間的相對(duì)剪切位移。
17.如權(quán)利要求16的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于所述電接觸接點(diǎn)包括導(dǎo)電性硅界面。
18.如權(quán)利要求15的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于所述外殼層中的所選層的預(yù)選區(qū)域被著色為預(yù)定的色調(diào)。
19.如權(quán)利要求18的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于預(yù)定所述色調(diào)和預(yù)選所述區(qū)域,以便未受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀時(shí)與受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀協(xié)調(diào)。
20.如權(quán)利要求15的彈性電致發(fā)光燈,其特征在于還包括粘合劑,所述粘合劑設(shè)置于外殼上,用于使彈性電致發(fā)光燈粘貼于襯底上。
21.一種構(gòu)成彈性電致發(fā)光燈的方法,該方法包括以下步驟(a)配置第一外殼層;(b)將電致發(fā)光系統(tǒng)配置在第一外殼層上,電致發(fā)光系統(tǒng)包括正面母線條和背面電極;和(c)在整個(gè)電致發(fā)光系統(tǒng)上配置第二外殼層,以便密封在第一和第二外殼層之間的電致發(fā)光系統(tǒng),組合的第一和第二外殼層與電致發(fā)光系統(tǒng)具有膜的性能。
22.如權(quán)利要求21的方法,其特征在于通過(guò)絲網(wǎng)印刷進(jìn)行步驟(a)、(b)和(c)中選定的一些步驟。
23.如權(quán)利要求21的方法,其特征在于還包括以下步驟(d)在第二外殼層上配置粘合劑;和(e)用所述粘合劑將彈性電致發(fā)光燈粘貼于襯底上。
24.如權(quán)利要求21的方法,其特征在于還包括以下步驟(d)設(shè)置窗口,以便在正面母線條和背面電極上露出電接觸點(diǎn);和(e)在所述電接觸點(diǎn)和連接遠(yuǎn)端電源的連接裝置之間提供電耦合,這樣設(shè)置電接觸接點(diǎn),以便在保持所述電耦合時(shí)吸收彈性電致發(fā)光燈與連接裝置之間的相對(duì)剪切位移。
25.如權(quán)利要求24的方法,其特征在于所述電耦合包括導(dǎo)電性硅界面。
26.如權(quán)利要求21的方法,其特征在于第一和第二外殼層各自包括多個(gè)中間外殼層,所述方法還包括以下步驟(d)將所述中間外殼層中選定的一些在其預(yù)選的區(qū)域中染色成預(yù)定的顏色,其中,未受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀時(shí)與受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀一致。
27.如權(quán)利要求21的方法,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)是單片式的。
28.如權(quán)利要求21的方法,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)包括多層,利用單元載體沉積所述層。
29.如權(quán)利要求28的方法,其特征在于單元載體包括凝膠形式的乙烯基樹(shù)脂。
30.如權(quán)利要求21的方法,其特征在于外殼由聚氨基甲酸乙酯構(gòu)成。
31.如權(quán)利要求21的方法,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)包括氧化銦錫(ITO)層和正面母線條,其中,在第一外殼層和正面母線之間設(shè)置ITO層。
32.一種構(gòu)成彈性電致發(fā)光燈的方法,該方法包括以下步驟(a)設(shè)置第一外殼層;(b)將電致發(fā)光系統(tǒng)設(shè)置在第一外殼層上,該電致發(fā)光系統(tǒng)包括正面母線條和背面電極;(c)在電致發(fā)光系統(tǒng)上設(shè)置第二外殼層,以便將電致發(fā)光系統(tǒng)密封在第一和第二外殼層之間,組合的第一和第二外殼層與電致發(fā)光系統(tǒng)具有膜的性能;(d)設(shè)置窗口,以便在正面母線和背面電極上露出電接觸點(diǎn);(e)在所述電接觸點(diǎn)和連接遠(yuǎn)端電源的連接裝置之間提供電耦合,這樣設(shè)置電接觸接點(diǎn),以便在仍然保持所述電耦合時(shí)吸收彈性電致發(fā)光燈與連接裝置之間的相對(duì)剪切位移;(f)在第二外殼層上設(shè)置粘合劑;和(g)用所述粘合劑將彈性電致發(fā)光燈粘貼在襯底上。
33.如權(quán)利要求32的方法,其特征在于通過(guò)絲網(wǎng)印刷進(jìn)行步驟(a)、(b)和(c)中選定的一些步驟。
34.如權(quán)利要求32的方法,其特征在于,所述電耦合包括導(dǎo)電的硅界面。
35.如權(quán)利要求32的方法,其特征在于第一和第二外殼層各自包括多個(gè)中間外殼層,所述方法還包括以下步驟(h)將所述中間層中選定的一些在其預(yù)選的區(qū)域中染色成預(yù)定的色彩,其中,未受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀時(shí)與受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀協(xié)調(diào)。
36.如權(quán)利要求32的方法,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)是單片式的。
37.如權(quán)利要求32的方法,其特征在于外殼由聚氨基甲酸乙酯構(gòu)成。
38.如權(quán)利要求32的方法,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)包括氧化銦錫(ITO)層和正面母線,其中,在第一外殼層和正面母線之間設(shè)置ITO層。
39.如權(quán)利要求32的方法,其特征在于電致發(fā)光系統(tǒng)包括多層,利用單元載體沉積所述層,單元載體包括凝膠形式的乙烯基樹(shù)脂。
40.一種構(gòu)成彈性電致發(fā)光燈的方法,該方法包括以下步驟(a)設(shè)置第一外殼層;(b)將電致發(fā)光系統(tǒng)設(shè)置在第一外殼層上,該電致發(fā)光系統(tǒng)包括正面母線和背面電極;(c)在電致發(fā)光系統(tǒng)上設(shè)置第二外殼層,以便將電致發(fā)光系統(tǒng)密封在第一和第二外殼層之間,組合的第一和第二外殼層與電致發(fā)生系統(tǒng)具有膜的性能;和(d)將所述中間外殼層中選定的一些在其預(yù)選的區(qū)域中染色成預(yù)定的色彩,其中,未受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀與受激勵(lì)時(shí)彈性電致發(fā)光燈的視覺(jué)外觀協(xié)調(diào)。
全文摘要
一種彈性電致發(fā)光(EL)燈,其中按彈性結(jié)構(gòu)設(shè)置最好是單片式電致發(fā)光系統(tǒng)。結(jié)果,燈薄、易彎曲和為膜狀。最好通過(guò)絲網(wǎng)印刷將第一外殼層涂敷于轉(zhuǎn)移剝離紙上。然后,最好通過(guò)絲網(wǎng)印刷EL系統(tǒng)涂敷于第一外殼層上,然后涂敷第二外殼層,將EL系統(tǒng)密封在外殼內(nèi)。切割適當(dāng)?shù)拇翱诨虮A糸_(kāi)口,以與EL系統(tǒng)電接觸。如果燈以轉(zhuǎn)印形式使用,那么可以涂敷光學(xué)粘合劑層,將燈粘貼于襯底上。此外,燈可用作安裝于另一產(chǎn)品中的獨(dú)立彈性部件。
文檔編號(hào)H05B33/00GK1263429SQ9912545
公開(kāi)日2000年8月16日 申請(qǐng)日期1999年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月15日
發(fā)明者K·布爾洛斯 申請(qǐng)人:E·L·專(zhuān)家公司