在uv固化氨基甲酸乙酯封套中的膜状el装置的制作方法

专利名称：在uv固化氨基甲酸乙酯封套中的膜状el装置的制作方法
相关技术本申请要求申请日为2000年10月11日的美国临时申请US60/239508的优先权。
本申请还涉及共同委托的美国专利申请TRANSLUCENTLAYER INCLUDING METAL/METAL OXIDE DOPANTSUSPENDED IN GEL RESIN，申请号为09/173521，申请日为1998年10月15日，现在为美国专利US 6,261,633，在此结合此专利的公开内容以作参考。
本申请还涉及共同委托的美国专利申请METHOD FORCONSTRUCTION OF ELASTOMERIC ELECTROLUMINESCENTLAMP，申请号为09/173,404，申请日为1998年10月15日，现在为美国专利US 6,270,834，在此也结合此专利的公开内容以作参考。
在由申请号为09/173404的申请教导的膜状电致发光装置的示例性实施方案中，也公开了基于乙烯基的整体结构。具体而言，09/173404教导了基于乙烯基的整体结构作为在两个膜状氨基甲酸乙酯包封层之间采用的电致发光叠层的典型应用。在此结合09/173404的公开内容以作参考。
在已发现在申请号为09/173521和09/173404的申请中描述的电致发光装置可用的同时，应当理解，如果在申请号为09/173404的申请中的电致发光叠层具有在氨基甲酸乙酯载体中悬浮的各层，那么还会得到整体结构的更多优点。以此方式，在09/173404中描述的膜状电致发光装置包括在电致发光叠层中的各层，这些层是围绕氨基甲酸乙酯包封层的整体单一结构。同样未审定的同一申请日的专利申请MEMBRANOUS MONOLITHIC EL SYSTEM WITH URETHANECARRIER，申请号为＿＿，在示例性实施方案中，通过提供膜状整体氨基甲酸乙酯电致发光结构实现了这一需要，其整体结构包括利用单一乙烯基凝胶树脂载体设置的一系列邻近的电致发光层，此单一乙烯基凝胶树脂载体被催化以在固化过程中转化为单一氨基甲酸乙酯载体。申请号为＿＿，MEMBRANOUS MONOLITHIC EL SYSTEMWITH URETHANE CARRIER的公开内容，在此引作参考。
但是，到现在为止，无论电致发光系统的各层是否固化成乙烯基树脂或氨基甲酸乙酯(或任何其它聚合物)，围绕的膜状包封层已经热固化。典型地，在申请号为09/173404的申请中公开的膜状发光体(lamp)中，需要每个配置好的氨基甲酸乙酯包封层在约105℃下热固化大约35分钟。在具有由几个单氨基甲酸乙酯层配置组合成的包封层厚度的结构中，固化相现在需要多次的35分钟固化，这样就明显增加了对于此结构的制造周期(和成本)。
此外，还发现热固化导致了各配置层高度的缩小。因此，即使需要配置更多的层以组合成整个包封层高度，也会因为甚至更进一步的固化而延长了制造周期。
因此，本领域需要一种可选方法，用以在膜状EL结构中热固化包封层。有利地，这种选择性办法不仅降低了固化周期，而且还减少了各配置层的高度缩短。
对于各配置层而言，固化循环时间从几分钟到几秒的缩短还能够使制造过程从批量固化系统转化成连续固化系统。本发明的优选实施方案可以在UV固化传送式装置上进行固化，这在本领域中是公知的。这区别于在烤箱中对一层一层的EL结构“批”进行热固化，正如在目前的制造中通常采取的那样。实现了制造循环时间的进一步优化。不仅存在着因为现在各包封层在几秒内而不是几分钟内进行固化从而使固化周期的缩短，而且还通过采用连续装置而使处理时间优化。
因此，本发明的技术优点在于，显著缩短了对本发明的膜状封套印剂的固化周期。
本发明的另一技术优点在于，还减少了配置层高度的收缩。结果，需要更少的单配置层来获得所需要的整个膜状包封层厚度。
本发明的另一技术优点在于，和现在所能得到的批量处理技术相反，连续固化技术可用于制造过程。
上面宽泛地略述了本发明的特点和技术优点，以便使下面对本发明的详细说明更易理解。本发明的其它特点和优点会在以下描述，这些形成了本发明的权利要求的主题。本领域的普通技术人员应理解，可以容易地利用所公开的概念和具体实施方式
作为基础，修改或设计成其它结构，以实现本发明的相同目的。本领域的普通技术人员应当认识到，这种等效结构不脱离如所附权利要求提出的本发明的实质和范围。
通过本领域中公知的丝网印刷方法有利地配置

图1和2(和此后的图)所示的所有接续层。但应再次理解，本发明并不限于仅提供其各层由丝网印刷单独施加的膜状EL发光器，也可以采用施加各层的其它方法以构成符合本发明的膜状EL发光器。
现在接下来讨论图1和2所示的第一UV固化包封层104。但应理解，有关第一UV固化包封层104的下述讨论可同样应用于第二UV固化包封层114，对固化包封层114的描述也示于图1和2中。
将第一UV固化包封层104印刷在转移释放纸102上。在几个中间层中印刷第一UV固化包封层104以达到希望的总组合厚度是有利的。在一系列的中间层中印刷第一UV固化包封层104还可以进行特定层的染色或其它上色，以使EL发光器达到所需要的自然光外观。在本优选实施例中，第一UV固化包封层104是UV固化的丙烯酸氨基甲酸酯/丙烯酸酯单体如Nazdar 651818PS。这是打算供丝网印刷使用的可UV固化的氨基甲酸乙酯印剂。Nazdar 651818PS产品与UV感光催化剂预混合，当暴露于UV照射时，此UV感光催化剂引发硬化及交联。当固化时，这种聚合物显示出用于包封层所希望的膜状特性，与EL结构的其它元件化学稳定，并且相当地易延展和有弹性。还对该聚合物进行很好地处理以便将其配置在多层中，以便当固化时达到一致的最终厚度。此聚合物还基本上是无色的并通常为透明的，因此对其各层进一步进行很好地处理以接受染色或其它着色处理(以下进一步描述)，从而提供一种EL结构，在自然光中此EL结构的外观被设计成补充弱光中的其有源光外观。最后，这种聚合物(氨基甲酸乙酯)与EL结构相适应，例如在同样未审定的申请＿＿的优选实施方案中所公开的那样，其中，由乙烯基层催化的氨基甲酸乙酯层与邻近的氨基甲酸乙酯包封层结合，以形成膜状整体氨基甲酸乙酯EL结构。
但应理解，本发明不限于由Nazdar 651818PS产品来实现，甚至不限定于氨基甲酸乙酯产品。只要所得的固化的聚合物具有所需要的膜状包封特性并且与邻近的EL层化学稳定，则任何可UV固化的聚合物都可用于本发明并产生同样的效果。
当采用可UV固化的丙烯酸氨基甲酸酯/丙烯酸酯单体如Nazdar651818PS的层时，图1和2中的第一可UV固化包封层104优选配置为一系列厚度为20-40微米的单层。在多数应用中，可用于第一UV固化包封层104的总厚度通常为50-100微米。
利用丝网印刷或其它适合的技术，连续地配置各单层。在配置下一层之前，通过UV照射固化各单层。优选利用常规的UV固化传送机进行固化，从而能够进行连续的制造过程。UV固化传送机可以采用常规的汞蒸汽灯作为UV照射源。
明显地，需要进行某些实验和调整，确定实现希望的层固化的最佳UV照射时间和强度。诸如UV照射源的频率和强度、从照射源到待固化层的距离、待固化层的厚度以及所用的准确可UV固化的聚合物的变化都会影响对最佳曝光时间的确定。这种实验是普通的，在任何UV固化传送方法中都是已知的。但是，例如发现以320-390nm的频率、3秒的UV照射脉冲，给出大约500-600mJ的强度，这对固化约20微米厚的Nazdar 651818PS层是令人满意的。
应当理解，UV固化的快速也使各层的固化无明显的层高度损失。
现在再参考图1和2，可以看出，第一UV固化包封层104印刷在转移释放纸102上，提供离开EL装置各层106-112的边缘的边界105。这就提供了一个区域，在此区域上，第二UV固化包封层114可以粘结以完全密封并交联膜状整体氨基甲酸乙酯结构中的EL装置，以下将更详细地描述此结构的各个方面。
接着，EL装置印刷到第一UV固化包封层104上。在图1和2中可以看出，EL发光器被构造成“面朝下”。但应理解，这不是对本发明的限制，构造成“面朝上”也是很容易的。
可以将图1和2中的EL层106-112配置成任何电致发光装置，其与第一和第二UV固化包封层104和114结合，提供具有膜状性能的EL结构。例如，可采用例如在申请09/173521和09/173404中公开的EL装置结合第一和第二UV固化包封层104和114。或者，具有在固化过程中从乙烯基形式催化转化为氨基甲酸乙酯形式的层的EL装置可用于结合第一和第二UV固化包封层104和114，从而形成膜状整体氨基甲酸乙酯EL结构。
在这种膜状整体氨基甲酸乙酯EL结构中，包括半透明电极层106、发光层108、介电层110和后电极层112的一个或多个、优选所有的这些层以活性成分(以下称作“掺杂剂”)的形式配置，所述活性成分最初悬浮在凝胶形式的单一乙烯基树脂载体中。应当理解，虽然在此优选的实施方案公开了采用其中所有层悬浮的单一乙烯基凝胶载体的示例性应用，但是本发明的可选实施方案可具有更少的悬浮其中的所有邻接层。
应理解，在凝胶形式的乙烯基树脂中悬浮的掺杂剂的最初配置导致了制造成本的降低，这是由于在经济上能够购买更大数量的载体以及类似悬浊液地进行储存、混合、处理、固化和清洗。
研究也表明凝胶形式的载体的最初使用导致了其它优点。凝胶的粘度和包封特性使得混入凝胶中的粒状掺杂剂更好的悬浮。这种改善的悬浮液即便需要也仅需要较低频率的化合物搅拌来保持掺杂剂悬浮。实验结果表明，在制造过程中较低频率的搅拌使得化合物的损坏更低。
此外，和在原有技术中采用的基于液体的纤维素、丙烯酸树脂和基于聚酯的树脂相比，凝胶形式的乙烯基树脂是固有更低的挥发性和更低的毒性。在本发明的优选实施方案中，用作单一载体的乙烯基凝胶是电子级乙烯基印剂，例如SS24865，由Acheson得到。已经发现这种凝胶形式的电子级乙烯基印剂在整个制造过程中在基本上全部悬浮液中均保持颗粒掺杂。此外，在本领域中，这种电子级乙烯基印剂理想地适用于丝网印刷技术标准的层状应用。
在整体氨基甲酸乙酯实施方案中，一旦乙烯基凝胶树脂载体掺杂有特定活性成分以形成印剂，则催化剂也以取决于印剂的乙烯基凝胶树脂含量的量混入印剂中。这种催化剂在固化过程中促进乙烯基载体转化为氨基甲酸乙酯。因此，再参考图1和图2，当EL层106、108、110和112固化时，邻接的氨基甲酸乙酯层既自身交联同时又与围绕的包封层104和114交联，对完工的氨基甲酸乙酯形式的叠层带来增加的整体性能。正如美国专利申请09/173404所教导的那样，最终的氨基甲酸乙酯形式的叠层同样具有附加高挠性的膜性能。
在此公开的整体氨基甲酸乙酯实施方案中采用的优选催化剂是基于1，6己二异氰酸酯的聚异氰酸酯，也称作聚合的己二异氰酸酯，来自聚合物的脂肪族聚异氰酸酯族。当描述以下列出的本发明的实施方案中的示例性应用时，将此聚合物进一步称作“PHD”。PHD可由Bayer公司以商品名Desmodur N-100、产品号D-113得到。但应理解，在此描述的整体氨基甲酸乙酯实施方案不限于作为催化剂的PHD，也可以采用其它任何具有与PHD把乙烯基树脂转化为氨基甲酸乙酯的催化性能相同的催化剂。
再次参考图1和2，半透明电极层106首先印刷在第一UV固化包封层104上。半透明电极层106包括掺杂有颗粒形式的适当半透明导电体的单一载体。在本发明的优选实施方案中，此掺杂剂是粉末形式的铟锡氧化物(ITO)。
半透明电极层106的设计必须参考几个变量。应理解，半透明电极层106的性能不仅受所采用的ITO浓度的影响，而且受在ITO掺杂剂自身中铟氧化物与锡的比例的影响。在确定半透明电极层106中采用的ITO的精确浓度时，应当考虑其它因素，诸如电致发光器件的尺寸和可得到的粉末。在混合物中采用更多的ITO，就产生更多的导电半透明电极层106。但是，这是以使半透明电极层106透明度变得更少为代价的。电极越不透明，就越需要更多的能量以产生足够的电致发光。另一方面，导电半透明电极层106越多，作为整体而言，EL装置106-112的电阻就越低，产生电致发光所需要的能量就越少。因此很容易理解，在ITO中铟的氧化物与锡的比例、在悬浮液中ITO的浓度以及整个层的厚度必须都要小心平衡，才能获得达到设计规范的性能。
实验表明，包含90％铟的氧化物和10％锡的ITO粉末与凝胶形式的50％-75％的电子级乙烯基印剂的25重量％-50重量％的悬浮液，当通过丝网印刷涂覆约9微米厚时，得到可适用于最普遍应用的半透明电极层106。有利地，ITO粉末与乙烯基凝胶在球磨中混合大约24小时。ITO粉末可凭商品名由Arconium得到，而乙烯基凝胶可再采用Acheson的SS24865。或者，乙烯基凝胶形式的可适用预混合ITO印剂可选用Acheson的产品EL020。还应理解，在半透明电极层106中的掺杂剂不限于ITO，还可以采用具有半透明特性的任何其它导电性掺杂剂。
在整体氨基甲酸乙酯的实施方案中，在球磨之后将催化剂加入到ITO印剂中，或者，如果获得预混合则将催化剂直接加入到印剂中。优选将所需用量的催化剂(以重量计)利用聚丙烯桨片或刮刀手工拌入印剂中。持续进行搅拌直到看出催化剂很好地分散在印剂中。
然后利用丝网印刷或其它适当方法配置作为半透明电极层106的催化印剂。未使用的催化印剂应当在约5℃下冷藏。当冷藏时，发现这种未使用的印剂在最初加入催化剂后的几天是可用的。
所要加入的催化剂量根据ITO的印剂组成和乙烯基树脂载体而变化。虽然当ITO粉末球磨到乙烯基凝胶中时需要通过实验得到最佳结果，但是PHD催化剂的最佳重量是用于球磨混合的电子级乙烯基印剂(例如Acheson SS24865)重量的3-5重量％。或者，对于利用预混合印剂的示例性“捷径”，发现通过以0.45克PHD对应100克EL020的比例将PHD加入到Acheson预混合ITO印剂产品EL020，可获得有用结果。
返回到图1和2，应理解如图1和2所示的那样，前汇流条(busbar)107配置在半透明电极层106上，以在半透明电极层106和电源(未示出)之间提供电接触。在优选实施方案中，在半透明电极层106配置在第一UV固化包封层104上之后，放置前汇流条107与半透明电极层106接触。虽然不是本发明的特殊需要，但是当前汇流条107配置在半透明电极层106的上面而不是相反(半透明电极层106配置在前汇流条107的上面)时，实验表明具有改进的性能。这是因为当半透明电极层106配置在前汇流条107的上面时，发现半透明电极层106趋于固化，从而形成阻挡层抑制在前设置的前汇流条107的导电性。但是这种现象在相反情况下没有出现，所以前汇流条107优选配置在半透明电极层106上。
如果前汇流条107是薄金属条，虽然不是必须的，但优选在固化前将前汇流条107提供到半透明电极层106上，以使汇流条107成为本发明的整体结构的一部分，由此使在前汇流条107和半透明电极层106之间的电接触为最佳。但在另一个实施方案中，前汇流条107可以是由丝网印刷或其它适当方法配置的印剂。在这种情况下，相对于后电极层112，印剂可以按下述方式配制和设置。但应注意，在参考后电极层112的以下描述中，已发现在前汇流条印剂中使用催化剂在实际中是不可操作的。印剂的电极含量趋于过度反应，导致仅在几分钟之后印剂就不能用了。
然后将发光层108(优选为磷光体/钛酸钡混合物)印刷在半透明电极层106上和前汇流条107上。发光层108包括掺杂有电致发光级包封磷光体的单一载体。实验表明，当提供到约25-35微米厚时，含有50重量％磷光体、50重量％凝胶形式的电子级乙烯基印剂的悬浮液产生可使用的发光层108。有利地，磷光体与乙烯基凝胶混合大约10-15分钟。混合方法应优选使各磷光体颗粒的损伤最小。适当的磷光体可由Osram Sylvania得到，乙烯基凝胶也可以是Acheson的SS24865。
应当理解，发出光的颜色取决于在发光层108中采用的磷光体的颜色，也可以采用染料来改变。有利地，在加入磷之前，所需要颜色的染料与乙烯基凝胶混合。例如，可将若丹明加入到发光层108中的乙烯基凝胶中，从而发出白光。
实验还表明，适当的混合物如钛酸钡改善发光层108的性能。如上面提到的，混合物如钛酸钡具有比在发光层108中悬浮的电致发光级磷更小的颗粒结构。结果，混合物趋于使悬浮液稠度一致，使得发光层108变得更加均匀，并有助于在悬浮液中磷光体的平均分布。更小颗粒的混合物还趋于当作光学散射体，该光学散射体弥补发光磷光体的粒状外观。最后，实验还表明，通过激励光子发射速率，钛酸钡混合物实际上可以以分子水平增加磷光体的发光。
如下所述，在优选实施方案中采用的钛酸钡混合物与介电层110中采用的钛酸钡相同。正如下面提出的，这种钛酸钡可以以粉末形式由Tam Ceramics得到。再者，乙烯基凝胶载体可以是来自Acheson的SS24865。在优选实施方案中，钛酸钡预混合到乙烯基凝胶载体中，有利地以70重量％的乙烯基凝胶对应于30重量％的钛酸钡的比例。在球磨机中对此混合物进行至少48小时的混合。或者，乙烯基凝胶形式的适当预混合负载钛酸钡的发光印剂可采用Acheson的产品EL035、EL035A和EL033。如果对发光层108染色，这种染料应在球磨混合之前加入到乙烯基凝胶载体。
在整体氨基甲酸乙酯的实施方案中，在球磨之后将催化剂加入到发光印剂中(无论是否加入钛酸钡)，或者如果获得了预混合，催化剂直接加入到印剂。作为在上面描述的ITO印剂，优选将所需用量的催化剂(以重量计)利用聚丙烯桨片或刮刀手工拌入印剂中。持续进行搅拌直到看出催化剂很好地分散在印剂中。
然后利用丝网印刷或其它适当方法配置作为发光层108的催化印剂。象前面那样，未使用的催化印剂应当冷藏并在几天内再进行使用而没有明显性能损失。
所要加入的催化剂量根据磷光体和乙烯基树脂载体的印剂组成而变化。虽然当磷光体粉末(有或没有钛酸钡)球磨到乙烯基凝胶中时需要通过实验得到最佳结果，但是PHD催化剂的最佳重量是在球磨混合中所用的电子级乙烯基印剂(例如Acheson SS24865)重量的3-5重量％。或者，对于利用预混合的含有钛酸钡的发光印剂的示例性“捷径”，发现通过以0.22克PHD对应100克预混合发光印剂产品的比例将PHD加入到Acheson预混合发光印剂产品EL035、EL035A和EL033，可获得有用结果。
再次返回到图1和2，将介电层110(有利地为钛酸钡)印刷在发光层108的上面。介电层110包括掺杂有颗粒形式介质的单一载体。在优选实施方案中，此掺杂剂是钛酸钡粉末。实验表明，当通过丝网印刷施加约15-35微米厚时，含有50-75重量％的钛酸钡粉末对50-25％的以凝胶形式的电子级乙烯基印剂的悬浮液产生有用的介电层110。有利地，钛酸钡与乙烯基凝胶在球磨机中混合大约48小时。如前所述，适用的钛酸钡粉末可以商品名由Tam Ceramics购得，乙烯基凝胶也可以是Acheson的SS24865。或者，以乙烯基凝胶形式的合适的预混合钛酸钡印剂可采用Acheson的产品EL040。应当理解，在介电层110中的掺杂剂还可以单独或以其混合物从其它介质材料中选择。此类其它材料包括二氧化钛，或者聚酯薄膜、聚四氟乙烯或聚苯乙烯的衍生物。
在整体氨基甲酸乙酯的实施方案中，在球磨之后将催化剂加入到介质印剂中，或者如果获得了预混合，催化剂直接加入到印剂中。作为在上面描述的在前印剂，将所需用量的催化剂(以重量计)利用聚丙烯桨片或刮刀手工拌入印剂中。持续进行搅拌直到看出催化剂很好地分散在印剂中。
然后利用丝网印刷或其它适当方法配置作为介电层110的催化印剂。象前面那样，未使用的催化印剂可以冷藏并在几天内再进行使用而没有明显地性能损失。
所要加入的催化剂量根据介质掺杂剂的印剂组成和乙烯基树脂载体而变化。虽然当介质掺杂剂(例如钛酸钡)球磨到乙烯基凝胶中时需要通过实验得到最佳结果，但是PHD催化剂的最佳重量是在球磨混合中采用的电子级乙烯基印剂(例如Acheson SS24865)重量的3-5重量％。或者，对于利用预混合的介质印剂的典型“捷径”，发现通过以0.345克PHD对应100克的EL040的比例将PHD加入到Acheson预混合介质印剂产品EL040中，可获得有用结果。
还应发现，通过将氨基甲酸乙酯加入到将用作介电层110的介质印剂，可获得本发明的电致发光结构的“更耐用品”。例如，氨基甲酸乙酯如Nazdar产品DA170“Clear T Grade”氨基甲酸乙酯，可以加入到Acheson预混合介质印剂产品EL040中。DA170 Clear T Grade氨基甲酸乙酯添加剂首先与其DA176催化剂以大约3份氨基甲酸乙酯对应1份催化剂的比例混合。然后，在介质印剂与PHD催化剂混合之后，混合催化添加剂与EL040。氨基甲酸乙酯添加剂可以与介质印剂以从25％添加剂/75％印剂至75％添加剂/25％印剂的比例范围进行混合，上述比例是在加入任何催化剂(DA176或PHD)之前以重量测出的。
当配置和固化时，向介质印剂中加入氨基甲酸乙酯极大地改善了介电层110的机械强度。同时改善了介电层110与相邻氨基甲酸乙酯层的交联。此外，氨基甲酸乙酯含量趋向于减少介电层110电击穿的任何趋势。氨基甲酸乙酯含量越高，固化后的介质印剂就越稳定。
但应注意，在介质印剂中氨基甲酸乙酯含量的增加降低了整个电致发光结构的工作容量，由此降低了例如其中设置的发光器的电压亮度。因此，当选择作为介电层110中的添加剂的氨基甲酸乙酯含量的一定标准时，设计者需要对电压稳定性和强度需要与该结构的电致发光容量进行平衡。
再返回到图1和2，将后电极层112印刷在介电层110上。后电极层112最初包括掺杂有使悬浮液导电的成分的单一乙烯载体。在优选实施方案中，后电极层112中的掺杂剂是颗粒状的银。但应当理解，在后电极层112中的掺杂剂可以是任何导电材料，包括但不限于金、锌、铝、石墨和铜、或它们的混合物。实验表明，由Grace Chemicals购得，部件编码分别为M4200和M3001-1RS的含有悬浮于电子级乙烯基印剂中的银/石墨的专利混合物适合作为后电极层112。或者，乙烯基凝胶形式的合适的预混合银印剂采用Acheson的产品EL010。研究进一步表明，大约8至12微米的层厚度给出可用结果。利用标准丝网印刷技术以此厚度淀积各层。
虽然理论上讲催化剂可加入电极印剂以使载体能够从乙烯基转化成氨基甲酸乙酯，但已发现，这种催化剂在实际上是不可操作的。发现该催化剂趋于与在印剂中的后电极掺杂剂过度反应。迅速交联使得在加入催化剂几分钟内就致使印剂不能再使用。
再返回到图1和2，然后将第二UV固化包封层114印刷在后电极层112上。从图1和2可以看出，EL装置各层106-112有利地印刷，使留下的边界105清洁。这使得印刷上的第二UV固化包封层114围绕边界105粘结到第一UV固化包封层104，由此(1)密封在包封层中的EL装置以便电绝缘EL装置，(2)使得第二UV固化包封层114与EL装置106-112中的固化氨基甲酸乙酯层的端部交联，(3)使得整个叠层基本上防水。如上所述，根据本发明，第二UV固化包封层114与第一UV固化包封层104优选以相同的材料制成，优选以相同的方式制造和UV固化。此外，如上所述，第二UV固化包封层114还可以配置一系列中间层，以达到理想厚度。
如上所述，叠层包括第一UV固化包封层104、在EL装置106-112中的氨基甲酸乙酯层、以及第二UV固化包封层114，现在提供整体氨基甲酸乙酯结构。当最初以乙烯基树脂凝胶的形式配置时，将加入到EL装置各层106-110的催化剂配制成当固化时把EL装置各层106-110转化成氨基甲酸乙酯形式。这些转化后的氨基甲酸乙酯EL装置各层与以天然氨基甲酸乙酯的形式配置的第一和第二UV固化包封层104和114结合并交联。所得到的氨基甲酸乙酯叠层具有提高的稳定性和膜性能，正如在申请09/173404和同样未审定的申请中描述的那样。
图1和2上所示的最后(顶)层是任选的粘接层116。正如已经描述的那样，本发明的弹性EL发光器的一个用途是作为固定到基底上的转移件(transfer)。在此情况中，可利用热粘接固定该转移件，尽管也可以采用其它固定装置，例如接触粘接。热粘接的优点在于，它可以利用与该装配的其它层相同的制造方法印刷，然后该转移件可以是储存或贮藏，准备随后利用简单的热压技术固定到基底上。在此情况下，如图1和2所示，粘接层116印刷在第二UV固化包封层114上。
当然，在本发明的其他应用中，弹性EL发光器是另一种产品的自包含组件，可能不需要任选的粘接层116。
图1和2所示的另一些特征是一对背面接触窗118A及B。很显然，为了将电力施加到EL装置106-112，需要贯穿粘接层116和第二UV固化包封层114、达到后电极层112的背面接触窗118A。同样地，需要另一个窗贯穿粘接层116、第二UV固化包封层114、后电极层112、介电层110和发光层108，到达前汇流条107。所述另一个窗在图1中未示出，为了清楚而省略掉了，但可从图2中看出，为标记118B，穿透所有层达到前汇流条107，由此促进向那里供应电力。
图3示出了在完工之后并准备从转移释放纸102上移走的如上所述的整个组件。在固定到基底的准备过程中，膜状EL发光器(包括在图1和2所示的各层和元件104-116)从转移释放纸102上剥离掉。同时示出了前及后接触窗118A和118B。
应当理解(虽然未示出)，当需要大量的相同设计的发光器时，本发明比传统的EL发光器制造方法更加经济。丝网印刷技术允许在一大张转移释放纸102上同时构造多个EL发光器300。这些发光器300的位置可以记录在单张释放纸102上，然后同时利用合适的大冲孔机进行冲孔。然后存储各发光器300以备后用。
如上所述，根据本发明，利用染色或其它技术，在第一UV固化包封层104的选择中间层上设计和准备在自然光中的弹性EL发光器300的前外观。根据这种技术，图3还描述了标志301的第一部分，此部分由于弹性EL发光器300剥离开而露出。下面更详细地描述标志301的优选制备的特点和方面。
但首先来讨论用于将电力提供到本发明的弹性EL发光器的两个选择性优选方式。参考图4，可看到弹性EL发光器300的右侧翘起并向后卷起，露出后及前接触窗118A和118B。电力从远距离电源经过挠性汇流条401引入，例如根据本领域所知，挠性汇流条401可以是将银印刷在聚酯上的印刷电路。或者，挠性汇流条401可包括印刷到氨基甲酸乙酯薄条上的导体(例如银)。挠性汇流条401终止于连接器402，该连接器402的尺寸、形状和结构预定成与后及前接触窗118A和118B相配。连接器402包括两个接触点403，其每个被分别接收到后及前接触窗118A和11B中，通过机械加压，接触点403向在弹性EL发光器300中的EL装置提供所需要的电力供应。
在优选实施方案中，接触点403包括导电硅橡胶接触垫，用于将挠性汇流条401的终端连接到在后及前接触窗118A和118B中的电接触点。当由热粘接的方式将弹性EL发光器300固定到基底上时，这种设置尤为有利。用于把转移件固定到基底的热压方法形成了机械压力，从而增加了在硅橡胶接触垫与在接触点403上及在接触窗118A和118B内的电接触表面之间的电接触。可用的硅橡胶接触垫由Chromerics制造，由制造商称作“导电硅橡胶”。可用的硅粘接剂是Chromerics 1030。
利用硅橡胶接触垫的特殊优点在于，它们趋向吸收弹性EL发光器300和连接器402的相对剪切位移。例如，对照环氧胶合的机械接头。在转移件300和连接器402之间的粘接本来非常强，但其是非常刚性的和不可弯曲的，使得在转移件300和连接器402之间的相对剪切位移直接转移到两个元件之一或两个中。最终，一个或其它环氧胶合界面(环氧/转移件300或环氧/连接器402)可能剥落。
但相反，硅橡胶接触垫的弹性使得所提供的硅橡胶界面由此吸收这种相对的剪切位移，而不会破坏垫或电机械连接。这就使弹性EL发光器300由于受到严重剪切力的影响而过早地失去电力的机会降至最小。
在图5中描述了用于将电力提供到本发明的EL发光器转移件的选择性优选方式。在此情况下，当前汇流条107和后电极层112(参考图1的描述)延伸地进行印刷时，印刷到弹性EL发光器300的边界之外并达到尾部印刷汇流条501的上面。用于尾部印刷汇流条501的适当基底可例如是从第一或第二包封层104或114延长的“尾形”氨基甲酸乙酯。此外，应看到，如果需要，尾部印刷汇流条501的导体可以密封在第一和第二UV固化包封层104和114的尾状延长部中。然后，利用尾部印刷汇流条501将电力遥远地连接到转移器300。
应注意，在优选实施方案中电力供应采用电池/利用结构相当小的转化器印刷电路。例如，以硅芯片为基础的转化器提供相当小的结构和尺寸。由此在采用本发明的弹性EL发光器中，这些供电元件很容易被藏起来，安全性高，不引人注意。例如，在衣服中，这些供电元件可以有效地藏在专用口袋中。为了安全这些口袋可以密封(例如，假衬垫)。在本领域中的标准，电源例如6伏特的锂电池，同样提供延展性和柔韧性，能够使电池与外衣一起折叠弯曲。还可以看出，挠性汇流条401例如图4中所示，或尾部印刷汇流条501例如图5中所示，都可以很容易地密封起来以提供完整的电隔离，然后方便地隐藏在产品的结构中。
现在转向印刷技术，本发明还公开了在EL发光器印刷技术方面的改进，以发展EL发光器(包括弹性EL发光器)，将它的无源自然光外观设计成补充有源电致发光外观。这种补充包括将EL发光器的无源自然化外观设计成基本上显示与电致发光外观相同的外观，这样，至少在图像和色调方面，无论不点亮或点亮EL发光器看起来都是相同的。或者，可将发光器设计成显示恒定的图像，但当点亮转变为不点亮时，它的一部分可以改变色调。再或者，当点亮时，可以将EL发光器的外部外观设计成变化的。
可以组合以达到这些效果的印刷技术包括(1)变化在电致发光层108中采用的磷光体(在发出光的颜色中)的类型，(2)选择染料，利用染料对印刷在电致发光层108上面的各层进行染色，(3)利用光点尺寸印刷技术以实现在点亮和不点亮的EL发光器的外观色调中的逐级改变。
图6示出了这些技术。弹性EL发光器300的剖面部分601露出电致发光层108。在剖面部分601中，印刷了三个单独的电致发光区602B、602W和602G，每个印刷区都使用含有发出不同颜色光(分别为蓝、白、绿)的磷光体的电致发光材料。应当理解，在本领域中公知的丝网印刷技术能够印刷三个单独的区域602B、602W和602G。以此方式，可以印刷出发出不同颜色光的各区，如果需要，结合不发光的区域(即，没有印刷电致发光材料)以构成任何设计，当对电致发光层108施加能量时，就会显示出标志和信息。
通过选择性地在电致发光层108和EL发光器前面之间设置的连续各层着色(优选地，通过染色)，当施加能量时，可进一步改变电致发光层108的外部外观。通过仅在电致发光层108之上的选择区域中印刷改变颜色的层，可进一步控制这种选择性变色。
再参考图6，弹性EL发光器300具有设置在电致发光层108上的第一包封层104，参考图1和2进行描述，通过层叠多个中间层，第一UV固化包封层104可以印刷成所需厚度。这些层的一个或多个可包括染成预定颜色并印刷出来的包封层材料，使得所述着色从下面补足了希望的有源光外观。当EL发光器选择性点亮或不点亮时，此结果是所希望的整体组合效果。
例如，在图6中，假定区域603B带蓝色，区域603X不带色，区域603R带红色，区域603P带紫色。弹性EL发光器300的自然光外观大致具有蓝边606的红、紫条设计605。红色区域603R和紫色区域603P在下面改变区域602W的白色调，不带色的区域603X会在下面留下未改变的区域602B的浅褐色色调，蓝色区域603B会在下面改变区域602G的亮绿色/浅褐色色调，以给出略暗绿色的外观。应理解，可以进一步选择在区域603B中的蓝色，这样，当在下面结合绿色区域602G时，自然光外观基本上是相同的蓝色。
但是当对弹性EL发光器300施加能量时，区域603R、603P和603X会分别保持红色、紫色和蓝色，而当从下面发出的强大的绿色荧光由区域603B的蓝色改变时，区域603B变为青绿色。因此，形成了示例性效果，其中将部分图像设计成无论弹性EL发光器300点亮或是不点亮都具有相同的视觉效果，而图像的其它部分在施加能量时改变了外观。
因此应当理解，通过印刷带不同颜色的磷光体区域以与有上述不同的带色区域相结合，对于相互关连的发光器的点亮或不点亮外观，出现了无限的设计可能性。应当理解，这种点亮/不点亮外观设计的灵活性和范围并不适用于传统的EL制造技术，其中很难精确地印刷不同颜色的“区域”，或者作为在整体厚度中的中间层。
还应强调的是，在上述染色技术中，和采用例如油漆或其它染色层相反，荧光有色染料有利于混入待染色的材料中。这种染色促进了在反射的自然光和有源EL光方面获得视觉上相同的色调。颜色调和即可以由“反复实验”实现，或者由计算机进行，例如，相对于混合涂料颜色而言，这两种方法在本领域是更为普遍的。
再参考图6，进一步描述了在区域603B和603X之间的过渡区域620。这意味着过渡区域620表示这样的一个区域，其中，区域603B的暗蓝色色调(当对弹性EL发光器300施加能量时)逐步转变为区域603X的亮蓝色色调。
在印刷行业中“点式印刷”是标准。此外，应理解，这种“点式印刷”技术通过丝网印刷很容易实现。人们知道，“点式印刷”能够使两个印刷邻接区域之间的边界“融和”在一起以形成在外观上过渡的区域。这是通过将各点从各邻接区延伸到过渡区而实现的，当这些点延伸到过渡区时，减小了尺寸并增加了各点的空间。因此，当在过渡区中的图形交叠或覆盖时，通过过渡区域从一个邻接区到另一个中的效果逐渐改变。
应理解，对于本发明这种效果很容易实现。再次参考图6，在区域603B提供特定色调的染色层可以利用延伸到过渡区域620的点进行印刷，其中，当所述点延伸到过渡区域620中时，它们减少了尺寸并增加了空间。然后利用以交互方式延伸到过渡区域620的各点，在表面上印刷在区域603X中提供特定色调的染色层。自然光和有源光对于过渡区域620的实际效果是，显示出了从一个色调至另一个色调逐步转化。
虽然详细描述了本发明及其优点，但应理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的实质和范围的条件下，在此可以进行各种变化、替换和改进。
权利要求
1.一种电致发光结构，包括电致发光装置；可UV固化的封套，所述电致发光装置设置在该封套中，电致发光装置和封套结合具有膜状性能。
2.如权利要求1的发明，其中所述可UV固化的封套包括固化层的叠层，并且所选的一些固化层是利用UV照射固化的。
3.如权利要求1的发明，其中所述可UV固化的封套包括固化层的叠层，并且所选的一些固化层包括由UV照射固化的可UV固化的氨基甲酸乙酯。
4.如权利要求3的发明，其中所述可UV固化的氨基甲酸乙酯包括丙烯酸氨基甲酸酯/丙烯酸酯单体。
5.如权利要求2的发明，其中所选的一些固化层包括约20微米厚的可UV固化的氨基甲酸乙酯层，而且所述可UV固化的氨基甲酸乙酯层通过下述方式固化在大约500-600mJ的强度下，以大约UV照射的脉冲，持续大约3秒。
6.如权利要求1的发明，其中所述电致发光结构包括固化层的叠层，利用丝网印刷方法初始配置选出的一些固化层。
7.如权利要求1的发明，其中所述可UV固化的封套和电致发光装置固化形成基本上整体的结构。
8.如权利要求7的发明，其中所述基本上整体的结构包括固化的氨基甲酸乙酯层。
9.如权利要求8的发明，其中所述固化氨基甲酸乙酯层包括含有未固化的催化乙烯基的初始配置的各层，该催化乙烯基包括混有催化剂的未固化乙烯基载体，在其固化过程中，催化剂促进未固化乙烯基载体转化为氨基甲酸乙酯载体。
10.如权利要求9的发明，其中包括未固化的催化乙烯基的初始配置的各层选自以下组中(a)半透明电极层；(b)介电层；(c)电致发光层；以及(d)不透明电极层。
11.如权利要求9的发明，其中所述固化的氨基甲酸乙酯层还包括初始配置为未固化氨基甲酸乙酯的各层。
12.如权利要求9的发明，其中所述催化剂包括聚合的己二异氰酸酯。
13.一种膜状电致发光结构，包括电致发光装置；包括固化层叠层的可UV固化封套，固化层包括通过UV照射固化的可UV固化的氨基甲酸乙酯；所述电致发光装置设置在封套中，电致发光装置和封套结合具有膜状性能。
14.如权利要求13的发明，其中所述可UV固化的氨基甲酸乙酯包括丙烯酸氨基甲酸酯/丙烯酸酯单体。
15.如权利要求13的发明，其中所述固化层包括约20微米厚的可UV固化的氨基甲酸乙酯层，并且所述可UV固化的氨基甲酸乙酯层通过下述方式固化在大约500-600mJ的强度下，以大约UV照射的脉冲，持续大约3秒。
16.如权利要求13的发明，其中所述电致发光装置包括含有未固化的催化乙烯基的初始配置的各层，该催化乙烯基包括混有催化剂的未固化乙烯基载体，在其固化过程中，催化剂促进未固化乙烯基载体转化为氨基甲酸乙酯载体。
17.如权利要求16的发明，其中所述包括未固化催化乙烯基的初始配置的各层选自于以下组中(a)半透明电极层；(b)介电层；(c)电致发光层；以及(d)不透明电极层。
18.如权利要求16的发明，其中所述催化剂包括聚合的己二异氰酸酯。
19.一种制造膜状电致发光结构的方法，包括(a)在UV可固化的膜状封套中配置膜状电致发光结构；以及(b)使用UV照射固化封套。
20.如权利要求19的方法，其中所述封套包括可UV固化的丙烯酸氨基甲酸酯/丙烯酸酯单体。
全文摘要
一种膜状电致发光结构，包括封装电致发光层的膜状包封层。包封层包括可UV固化的印剂，例如丙烯酸氨基甲酸酯/丙烯酸酯单体。当以层状配置并暴露于UV照射中时，在没有任何明显层高收缩的情况下印剂在几秒钟内固化。制造周期明显优于传统的热固化方法。虽然如此，所得到的可UV固化EL结构仍具有膜状EL结构的所有优点。
文档编号H05B33/12GK1470150SQ01817197
公开日2004年1月21日 申请日期2001年10月10日 优先权日2000年10月11日
发明者肯尼思·伯罗斯, 肯尼思 伯罗斯 申请人:Mrm开发有限公司