エレクトロルミネセンスケーブルおよびその製作方法
エレクトロルミネセンスケーブル１０およびその製作方法。例えば、エレクトロルミネセンスケーブル１０は、可撓性の導電性混合物４の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれた細長い可撓性の金属部分２を含む複合コア電極を含み、複合コア電極は誘電体層６、エレクトロルミネセンス層８、透明導電性層１２、および重合体層１６によって囲まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にエレクトロルミネセンス光源に関し、より詳細には、可撓性の細長いエレクトロルミネセンス光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの可撓性で延長されたエレクトロルミネセンス光源が当技術分野で知られており、例えば、エレクトロルミネセンスワイヤ、エレクトロルミネセンスフィラメント、エレクトロルミネセンスケーブル、エレクトロルミネセンスストリップ、エレクトロルミネセンスウェルトなどがある。
【０００３】
いくつかの可撓性で延長されたエレクトロルミネセンス光源は、連続的に施された誘電体層、エレクトロルミネセンス層、外部電極として機能する電導性透明層、および周囲空間から構造体を隔離し、放出光を様々な色に色付けする１つまたは複数の重合体層を有する金属コア電極を含むことができる。
【０００４】
適切な周波数および振幅を有する交流電圧がコア電極および外部電極に印加されると、エレクトロルミネセンス層は光を放出し、その光は透明電極を通過する。
【０００５】
そのような可撓性で延長されたエレクトロルミネセンス光源はＢｅｒｇへの米国特許第３０６９５７９号、Ｖｏｓｋｏｂｏｉｎｉｋへの米国特許第５４８５３５５号、Ｂａｕｍｂｅｒｇへの米国特許第５８６９９３０号、Ｃｈｉｅｎへの米国特許第６０８２８６７号、Ｂａｕｍｂｅｒｇへの米国特許第６４０００９３号に記載されている。前述の特許に記載された可撓性で延長されたエレクトロルミネセンス光源では、金属ワイヤがコア電極として使用され、誘電体層およびエレクトロルミネセンス層の厚さおよび充填物は電気信号の特定された周波数および振幅に対して最適化され、光源によって放出された光の量を増加させる唯一の方法は光放射層の面積を増加させることによる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許の枠組み内では、これはコアワイヤ電極の直径を増加させることにとってのみ達成することができ、それは設備の重量の猛烈な増加および／または同時に起こる柔軟性の低減をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態では、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ケーブルは、例えば、導電性混合物層を通る１つまたはいくつかの金属（例えば銅）ワイヤからなる複合コア電極を含むことができる。導電性混合物層は、例えば重合体中の導電性粒子の粉体の分散物とすることができ、またはそれを含むことができる。そのような粒子は、例えば、金属粒子、カーボンブラック粒子、カーボンナノチューブ、ドープされた半導体粒子、導電性層で被覆された微細ガラスビーズもしくはマイカ板、または他の適切な粒子もしくは材料を含むことができる。導電性混合物用の重合体は、例えばポリオレフィン、フルオロカーボン重合体、ポリアミド、ポリウレタンなどの重合体の１つまたは複数の群から選択することができる。他の適切な材料を使用してもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、誘電体層、エレクトロルミネセンス層、および外部電極として機能する透明導電性層は、前述の複合コア電極上に連続的に施すことができる。いくつかの実施形態では、実質的にＥＬケーブルの全長に沿って、ワイヤ接触部は透明導電性層に隣接することができ、かつ／またはそれに外側重合体層によって押し付けられ得る。
【０００９】
いくつかの実施形態では、例えば、ケーブルの可撓性を高くかつ重量を低く保持しながら大きい面積の光放射表面を有するＥＬケーブルを可能にすることができる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、複合コア電極は押出し法によって生成することができ、それにより様々な断面形状を有する電極の生成を可能にすることができる。例えば、楕円断面を有する複合コア電極はこの方法を使用して生成することができる。いくつかの実施形態では、そのような断面形状または他の適切な断面形状もしくは特性の複合コア電極をもつＥＬケーブルは、例えば光放出面積が増加するため、同じ断面および／または同じ重量の円柱コア電極を有するＥＬケーブルよりもかなり多くの光を放出することができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、光放出の若干の異方性は多くの用途で特に重要ではないかもしれない。しかし、光放出の異方性は、例えば、ＥＬケーブルの外側重合体層への光散乱を増加させる拡散粒子を導入することによって著しく低減することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、放射光の量の増加の割増しは、複合コア電極の表面層に高い反射率（ＲＩ）を有する粒子、例えば２．０よりも大きいＲＩ値を有する粒子、例えば二酸化チタン粒子（２．７のＲＩ値を有する）などを導入することによって達成することができる。同様の効果は、複合コア電極の表面に施すことができる高誘電率を有する薄い高反射層を利用することによって達成することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、ＥＬワイヤまたはケーブルは、１つまたは複数の面に、例えば垂直表面（例えば壁）に固定するために利用することができる。例えば、半円柱に近い形状（それぞれ半円に近い断面）を有する複合コア電極が使用されてもよい。複合コア電極は誘導体層で（例えば、実質的に全体的に）被覆することができ、さらにエレクトロルミネセンス層で（例えば部分的に）被覆することができる。いくつかの実施形態では、例えば、誘電体層の平坦部分はエレクトロルミネセンス層で覆われないことがある。その後、部分的にエレクトロルミネセンス被覆された誘電体の実質的に全表面を透明導電性層で被覆することができ、それによって、ワイヤ接触部を、例えば透明導電性層の平坦なまたはエレクトロルミネセンスのない部分だけに隣接させることができる。外側重合体層はコア電極を被覆し、その形状と合致することができ、コア電極の平坦部分は外側重合体層の平坦部分とほぼ平行にすることができる。ＥＬケーブルは、例えば、その平坦部分を利用して、表面に固定することができる。複合コア電極の形状は半円柱状とすることができ、ＥＬケーブル全体はかなり軽くなることができる。１８０度のまわりの光の量は、実際には円柱状コア電極の場合と同じとすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、比較的高価なエレクトロルミネセンス層は１８０度の角度内の光放射表面の部分にのみ施すことができ、平坦面に施す必要がないので、そのようなＥＬケーブルはかなり安価とすることができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、複合コア電極を使用すると、例えば任意の幅の可撓性リボンの形態にＥＬケーブルを生成することができる。例えば、いくつかの離間された銅ワイヤは、例えば均等に離間されて、実質的に平行に配置され、導電性混合物内に入れることができる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、多数の複合コア電極を利用して、例えば、非導電性重合体のストリップによって接合することができる２つの（または２つより多くの）複合コア電極を有するＥＬワイヤを生成することができる。例えば、誘電体のエレクトロルミネセンス層および透明導電性層は構造体全体に連続的に施すことができる。透明導電性層の上部にまたは上方に、ＥＬケーブルの通電要素をその周囲から分離するために少なくとも１つの押出し重合体層を施すことができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、透明導電性層をもつワイヤ接触部は必要でないことがある。エレクトロルミネセンス層は、対応する周波数および振幅の交流電圧を２つの複合コア電極間に印加することで光を放出することができる。いくつかの実施形態では、例えば、長いかまたは非常に長い数本のＥＬワイヤの生成および／または利用を可能にすることができる。例えば、構造体のＥＬワイヤの長さは電極を通る最大許容電流密度によって制限され、コア電極の断面により、数百メートルの長さを有するＥＬワイヤ区間を利用することが可能になることがある。
【００１７】
いくつかの実施形態では、例えば、エレクトロルミネセンスケーブルは、可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれた細長い可撓性の金属部分を含む複合コア電極を含み、複合コア電極は誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性層、および重合体層によって囲まれる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性層はエレクトロルミネセンスケーブルの外部電極にワイヤ接触部によって結び付けられる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、例えば、複合コア電極の細長い可撓性の金属部分は、導電性混合物によって互いに電気的に連通している複数のフィラメントを含むことができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、例えば、可撓性の導電性混合物は、導電性粒子の粉体状分散物および重合体を含むことができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子は金属粒子を含むことができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子はカーボン粒子を含むことができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、例えば、カーボン粒子はナノチューブを含むことができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子はドープされた半導体粒子を含むことができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、例えば、ドープされた半導体粒子はドープされたＺｎＯ粒子を含むことができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子は導電性層で被覆された誘電体粒子を含むことができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、例えば、誘電体粒子は導電性層で被覆された微細なマイカ板を含むことができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、例えば、誘電体粒子は、導電性層で被覆された微細なガラスビーズを含むことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子は、導電性重合体の粒子を含むことができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性重合体の粒子はＰＥＤＯＴ粒子を含むことができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性重合体の粒子はポリアニリン粒子を含むことができる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、例えば、重合体は、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体、フッ化炭化水素重合体、ポリアミド、ポリアミドの共重合体、ポリウレタン、ポリウレタンの共重合体、およびＰＶＣからなる群から選択された重合体を含むことができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、例えば、複合コア電極の外側層は光反射粒子を含むことができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、例えば、光反射粒子は導電性ＺｎＯ粒子を含むことができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、例えば、複合コア電極の断面は実質的に円形、非円形、楕円形、半円形などとすることができる。他の適切な形状を使用することができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、例えば、フィラメントは実質的に均等に離間する。
【００３７】
いくつかの実施形態は、例えば、第１および第２の概ね平行な複合コア電極を含むエレクトロルミネセンスケーブルを含むことができ、第１および第２の複合コア電極の各々は、可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれ、他のものから電気的に絶縁された細長い可撓性の金属部分を含み、第１および第２の複合コア電極は、誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性材料層、および重合体層によって共同して囲まれる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、例えば、第１および第２の複合コア電極は誘電体材料によって分離される。
【００３９】
いくつかの実施形態は、例えば、エレクトロルミネセンスケーブルを製作する方法を含むことができ、その方法は可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって囲まれた可撓性の金属ベースを含む複合コア電極を供給することと、誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性材料層、透明導電性材料層に隣接するワイヤ接触部、および重合体層によって連続的に複合コア電極を囲むこととを含む。
【００４０】
いくつかの実施形態では、例えば、複合コア電極を供給することは、押出しプロセスを使用して複合コア電極を製造することを含むことができる。
【００４１】
本発明の実施形態は追加および／または他の利益もしくは利点を提供することができる。
【００４２】
本発明によるシステム、装置、および方法の原理および動作は、図面および以下の説明を参照しながら一層よく理解することができ、これらの図面は例示的目的だけのために与えられ、限定することを目的としていないことが理解されよう。
【００４３】
図を簡潔かつ明瞭にするために、図に示される要素は必ずしも原寸に比例して描かれていないことを理解されたい。例えば、要素のいくつかの寸法は明瞭にするために他の要素に対して誇張されていることがある。さらに、適切であると考えられる場合、一連の図を通して対応するかまたは類似の要素を示すために、参照番号は図の間で繰り返されることがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下の詳細な説明では、多数の特定の詳細が、本発明について完全な理解を与えるために説明される。しかし、本発明はこれらの特定の詳細なしで実施することができることを当業者なら理解されよう。他の例では、よく知られている方法、手順、および構成要素は、本発明を不明瞭にしないために詳細には説明しなかった。
【００４５】
図１は、本発明のいくつかの実施形態による、銅ワイヤ２および導電性混合物層４を含むことができる複合コア電極５を概略的に示す。銅ワイヤ２は、例えば直径を約０．５ミリメートルとすることができる。同心の導電性混合物層４は、例えば約０．５ミリメートル厚の厚さを有することができる。したがって、いくつかの実施形態では、複合コア電極５の外径は約１．５ミリメートルとなることがある。
【００４６】
導電性混合物４は、例えば、ＰＶＤＦ共重合体、および例えばカーボンナノチューブを含む様々な形態のカーボンブラックを含むことができる。カーボンブラックの含有量は、例えば約１５パーセントの重量対重量（ｗ／ｗ）割当量を有することができる。導電性混合物４は、例えば押出し法を使用して、銅ワイヤ２に施すことができ、いくつかの実施形態では、圧縮被覆および／または自由流れによる被覆を使用することができる。
【００４７】
図２は、複合コア電極５を含むことができるかまたはそれを基盤として使用することができるエレクトロルミネセンスケーブル１０の断面切り口を概略的に示す。いくつかの実施形態では、例えば、３つの層は、浸漬被覆法または他の適切な方法を使用して、例えば導電性混合物４の表面上に積み重ねて連続的に施すことができる。いくつかの実施形態では、例えば、第１の層は、約２０から３０ミクロンの厚さを有する、ＰＶＤＦ中のチタン酸バリウム分散物からなる誘電体層６を含むことができ、第２の層は、約３０から５０ミクロンの厚さを有する、ＰＶＤＦ中のＺｎＳ：Ｃｕ粉体分散物からなるエレクトロルミネセンス層８を含むことができ、第３の層は、約５から１０ミクロンの厚さを有する、ＰＶＤＦ中のアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）で被覆された微細なマイカ板からなる分散物の導電性層１２を含むことができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、ワイヤ接触部１４は銀をかぶせた銅ワイヤの形態とすることができ、直径を約０．２ミリメートルとすることができ、導電性層１２の表面に隣接することができる。ワイヤ接触部１４は、例えば実質的に透明な重合体層１６を使用して導電性層１２の表面に押し付けることができる。重合体層１６は約１ミリメートルの厚さを有することができ、ポリアミドで製作することができ、押出機によって施すことができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、エレクトロルミネセンスケーブル１０は非常に可撓性にすることができる。いくつかの実施形態では、エレクトロルミネセンスケーブル１０は直径を約４ミリメートルとすることができ、その重量はメートル当たり３０グラム未満とすることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、銅ワイヤ２および導電性層１２のワイヤ接触部１４に交流電圧を印加するとき、エレクトロルミネセンスケーブル１０は光を放出する。エレクトロルミネセンスケーブル１０は印加電気信号の広範囲のパラメータで効率的にすることができる。いくつかの実施形態では、例えば正弦波信号について、使用することができる周波数は約５０Ｈｚから約５０００Ｈｚまでの範囲の周波数を含むことができ、ＲＭＳ電圧は６０Ｖから２３０Ｖまでとすることができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、例えば、交流電圧電源（例えば２２０Ｖ、５０Ｈｚ）のような家庭用電源を使用して、１メートルのエレクトロルミネセンスケーブル１０によって放出される光束は約１ルーメンとすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、１３０Ｖに等しいＲＭＳ電圧で約４０００Ｈｚの周波数をもつ正弦波信号を生成するドライバによって操作された場合、１メートルのエレクトロルミネセンスケーブル１０によって放出される光束は１０ルーメンよりも大きくなることができる。
【００５２】
エレクトロルミネセンスケーブル１０の他の実施形態では、ワイヤ２およびワイヤ接触部１４は共にマルチフィラメントとすることができる。これにより、例えば、エレクトロルミネセンスケーブル１０の可撓性をさらに増加させることができ、かつ／またはその機械的性質を家庭用電気ケーブルのものと同等かまたはほぼ同等にすることができる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、導電性混合物を銅ワイヤ上に施す押出し法を利用して、実質的に任意の断面形状をもつ複合コア電極を生成することができる。
【００５４】
図３は本発明のいくつかの実施形態による複合コア電極２０の断面切り口を概略的に示し、断面切り口はほぼ半円形に近い例証的な形状を有し、表面に関して電気的に絶縁された平坦部分を有する。例えば、ＰＶＤＦ共重合体およびカーボンブラックを表す導電性混合物２２は、例えば押出し法によって銅ワイヤ２上に施すことができる。層２２の平均厚さは約０．７から０．９ミリメートルとすることができる。非導電性混合物、例えば添加物のないＰＶＤＦ共重合体の層２３は導電性混合物２２の平坦な切り子面に施すことができる。層２３は例えば０．３から０．５ミリメートル厚とすることができる。導電性混合物断面の形状は、例えば押出機ヘッドに利用できる工作機械器具を使用して（例えば、実質的に完全に）決定することができる。いくつかの実施形態では、複合コア電極２０の構造全体はタンデム押出しラインの単一の技術的プロセスで生成することができる。例えば、タンデム押出しラインの第１の押出機で、導電性混合物２２をワイヤ２上に施し、タンデム押出しラインの第２の押出機で、非導電性混合物の層２３を導電性混合物２２の平坦な切り子面上に施すことができる。
【００５５】
図４は、本発明のいくつかの実施形態による、楕円に近い形状を有する複合コア電極３０の断面切り口を概略的に示す。複合コア電極３０は多数の要素、例えば３つの要素、すなわち銅ワイヤ２、導電性混合物３２、および高い誘電率を有する反射層３４を含むことができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、導電性混合物３２は押出し法を使用して銅ワイヤ２に施すことができる。高い反射率（例えば約８５パーセント）および高い誘電率（例えば約５００を超える）を有する薄い（例えば約１０から１５ミクロン）光反射層３４は、例えば浸漬被覆法を使用して、導電性混合物３２の表面に施すことができる。薄い光反射層３４は、例えばＰＶＤＦ中の導電性ＺｎＯ粉体およびＴｉＯ２粉体の混合物の分散物を施すことによって生成することができる。いくつかの実施形態では、ＺｎＯの電気伝導率はそれのドーピングによって達成することができる。いくつかの実施形態は、例えばＨＡＫＵＳＵＩ Ｌｔｄによって生成された市販のＺｎＯを利用することができる。いくつかの実施形態では、層３４の高い誘電率はＺｎＯ粒子の導電率によるためである可能性があり、一方、高い反射率はＺｎＯおよびＴｉＯ２の両方の存在のためである可能性がある。いくつかの実施形態では、ＺｎＯとＴｉＯ２の量の比は、重量で例えば約１対３とすることができるが、他の適切な比を使用してもよい。
【００５７】
図５は、本発明のいくつかの実施形態によるＥＬケーブル４０の断面を概略的に示す。ＥＬケーブル４０を使用して、例えば１つまたは複数の物体の表面に固定する、例えば物体を壁または別の物体に固定することができる。いくつかの実施形態では、例えば、ＥＬケーブル４０は図４の複合コア電極２０を含むことができる。
【００５８】
誘電体層４２は、例えば絶縁層２３の表面を含めて実質的に複合コア電極２０の表面全体に施すことができる。次の層のエレクトロルミネセンス層４３は、例えば平坦な切り子面を除いて実質的に誘電体層４２の表面全体に施すことができる。次に、透明導電性層４４を施し、ワイヤ接触部４５を透明導電性層４４に押し付けることができる。例えば、ワイヤ接触部４５は平坦な切り子面４７に沿って通ることができる。外側重合体層４６は、例えば、複合コア電極２０の平坦な切り子面４７と実質的に平行または概ね平行とすることができる外側の平坦な切り子面４８を確実に形成する圧縮法を使用して、例えば透明なＰＶＤＦ共重合体で製作して使用することができる。平坦な切り子面４８は、例えば様々な表面または物体へのＥＬケーブル４０の固定を容易にするために接着層を随意に被覆することができるかまたはそれを含むことができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、ＥＬケーブル４０は約１８０度の角度内で光を等方的に放出することができる。例えば、ワイヤ接触部４５は光に陰をつけるかまたは遮ることがないので、光の量を大きくすることができる。例えば、構造体の比較的高価な構成要素、すなわちエレクトロルミネセンス層４３は誘電体層４２の表面の一部分にのみ施すことができるので、ＥＬケーブル４０は比較的安価に製造することができる。いくつかの実施形態では、例えば、エレクトロルミネセンス層４３がない平坦な切り子面の区域で層４２の絶縁破壊は起こりそうもないので、非導電性混合物の層２３はＥＬケーブル４０の信頼性を増加させることができる。ＥＬケーブル４０は追加および／または他の利益もしくは利点を与えることができる。
【００６０】
図６は、楕円断面を有するＥＬケーブル５０を概略的に示す。例えば、図４の複合コア電極３０をＥＬケーブル５０のコア電極として使用することができる。多数の層を複合コア電極３０上に連続的に施すことができ、例えば、後続の層、すなわち誘電体層５２、エレクトロルミネセンス層５３、外部電極を表す透明導電性層５４を連続的に施すことができる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、例えば、ニッケルめっきした銅ワイヤ５５は導電性層５４への電気接触部として機能し、導電性層５４の表面に隣接することができる。ワイヤ５５は、例えば重合体層５６を使用して導電性層５４に押し付けることができる。重合体層５６は、例えば導電性層５４へのワイヤ５５の信頼性のある押付けを確実に行うために、例えばＰＶＤＦ共重合体で製作することができる。随意に、重合体層５６の上方または上部に、別の重合体層、例えばルミネセンス色を変更するそれぞれの染料を含む重合体層を施すことができる。
【００６２】
対応する周波数および振幅の交流電圧が複合コア電極３０および電気ワイヤ５５の接触部に印加されると、ＥＬケーブル５０は光を放出することができる。いくつかの実施形態では、随意に、１つまたは複数の光散乱材料（例えばマイカ）の粒子を重合体層５６に導入することができる。光散乱添加物を使用すると、例えば、光放射層の楕円形状によるルミネセンス異方性を低減することができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、ＥＬケーブル５０は、同じ断面積、したがって同じ重量で円柱複合コア電極を有するＥＬワイヤよりもかなり多くの光を放出することができる。これは、例えばＥＬケーブル５０の光放出面積の増加を利用して達成することができる。わずかな光放出異方性は多くの用途で特に重要ではないかもしれない。しかし、必要に応じて、例えば光散乱を増加させることができる特定の拡散粒子を外側重合体層に導入することによって、光放出異方性を著しく低減するかまたは除去することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ＥＬケーブル５０によって放出される光の量の増加の割増しは、コア電極３０の表面に施すことができる反射層３４を使用することによって達成することができる。例えば、一実施形態では、反射層３４の電圧降下に関連する軽微な損失にもかかわらず、反射層３４は約８から１２パーセントだけ明るさを増加させることができる。
【００６５】
図７は、本発明のいくつかの実施形態による、リボン様形状を有するＥＬケーブル６０の断面を概略的に示す。いくつかの実施形態では、リボン幅は実際には無制限とすることができる。一実施形態では、例えば、複合コア電極は３つの銅ワイヤ６２を含むことができ、それらはリボン形状の導電性混合物６４内に実質的に平行で同じ平面に位置決めするかまたは配置することができる。他の適切な数のワイヤ６２が使用されてもよい。
【００６６】
いくつかの実施形態では、例えば、３つのワイヤ６２の各々は直径を約０．５ミリメートルとすることができ、３つのワイヤ６２は約１．５ミリメートルの距離ずつ分離することができ、このようにして、一実施形態では、複合コア電極は約７．５ミリメートル幅とすることができる。導電性混合物６４は、リボンの高い可撓性を保証することができる約１．５ミリメートル厚とすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、随意にワイヤ６２の間の間隔を変化しないように維持しながらワイヤ６２の数を増加させることによって、様々な他の幅のリボンを生成することができる。
【００６７】
誘電体層６６、エレクトロルミネセンス層６８、および透明導電性層７２は、導電性混合物６４の表面に連続的に施すことができる。リボンの端部表面で、ワイヤ接触部７４を透明導電性層７２に押し付けることができる。接触部７４は、例えば透明重合体被覆７６を使用して透明導電性層７２の表面に押し付けることができる。
【００６８】
図８は、本発明のいくつかの実施形態によるＥＬケーブル１００を概略的に示す。ＥＬケーブル１００は例えば２つの複合コア電極１０１および１０５を含むことができ、それらは絶縁体１１２によって分離することができる。複合コア電極１０１は、例えば導電性混合物１０４内に配置された２つの銅ワイヤ１０２を含むことができる。同様に、複合コア電極１０５は、例えば導電性混合物１０８内に配置された２つの銅ワイヤ１０６を含むことができる。複合コア電極１０１および１０５は非導電性重合体（ＰＶＤＦ）のストリップ１１２によって接続することができる。
【００６９】
いくつかの実施形態では、２つの複合コア電極１０１および１０５ならびにそれらの間の絶縁重合体１１２を含む構造体全体は、例えば適切な設備を備えた共通押出機（ｃｏｅｘｔｒｕｄｅｒ）を利用する単一の技術的プロセスを使用して実質的に連続的なバンドとして生成することができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、２つの複合コア電極１０１および１０５ならびにそれらを結合する重合体（例えば誘電体ストリップ）１１２を含む構造体の表面に、多数の層を施すことができ、それらは、例えば、誘電体層１１４、エレクトロルミネセンス層１１６、透明導電性層１１８、外側絶縁層１１９である。
【００７１】
いくつかの実施形態では、交流電圧を複合コア電極１０１および１０５に印加することができる。図８の構造体は、例えば非常に長い数本のＥＬワイヤ１００の使用を可能にすることができる。例えば、ＥＬワイヤの発光部分の最大長は、電極および接触部を通って流れる最大許容電流を使用して決定することができる。電極を通る最大許容電流の大きさは、電極の断面の増加によって増加させることができる。ＥＬワイヤ１０の最大長と比較してＥＬワイヤ１００の最大長の増加は、２つの銅ワイヤ１０２の断面積とワイヤ接触部１４の断面積の比に比例する可能性がある。例えば、ワイヤ１０２の直径は約０．５ミリメートルとして、その断面は約０．２平方ミリメートルにすることができ、同じ複合コア電極１０１内に配置された２つのワイヤ１０２では、断面積は２倍とすることができ、約０．４平方ミリメートルとすることができる。直径を約０．２ミリメートルとすることができるワイヤ接触部１４の断面は約０．３平方ミリメートルとすることができる。したがって、一実施形態では、ＥＬワイヤ１００の最大長はＥＬワイヤ１０の最大長の１３倍を超えることができる。
【００７２】
本発明の実施形態の前述の説明は図解と説明のために提示された。それは網羅的であることまたは開示された正確な形態に本発明を限定することを意図していない。前述の教示に照らして多くの変形、変更、代替、改変、および等価物が可能であることは当業者によって理解されるべきである。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨の範囲内にあるそのような変形および改変の全てを含むものであることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のいくつかの実施形態によるエレクトロルミネセンス電極用の複合コアの概略図である。
【図２】本発明の実施形態によるエレクトロルミネセンスケーブルの断面切り口の概略図である。
【図３】本発明の別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図６】本発明の別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にエレクトロルミネセンス光源に関し、より詳細には、可撓性の細長いエレクトロルミネセンス光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
いくつかの可撓性で延長されたエレクトロルミネセンス光源が当技術分野で知られており、例えば、エレクトロルミネセンスワイヤ、エレクトロルミネセンスフィラメント、エレクトロルミネセンスケーブル、エレクトロルミネセンスストリップ、エレクトロルミネセンスウェルトなどがある。
【０００３】
いくつかの可撓性で延長されたエレクトロルミネセンス光源は、連続的に施された誘電体層、エレクトロルミネセンス層、外部電極として機能する電導性透明層、および周囲空間から構造体を隔離し、放出光を様々な色に色付けする１つまたは複数の重合体層を有する金属コア電極を含むことができる。
【０００４】
適切な周波数および振幅を有する交流電圧がコア電極および外部電極に印加されると、エレクトロルミネセンス層は光を放出し、その光は透明電極を通過する。
【０００５】
そのような可撓性で延長されたエレクトロルミネセンス光源はＢｅｒｇへの米国特許第３０６９５７９号、Ｖｏｓｋｏｂｏｉｎｉｋへの米国特許第５４８５３５５号、Ｂａｕｍｂｅｒｇへの米国特許第５８６９９３０号、Ｃｈｉｅｎへの米国特許第６０８２８６７号、Ｂａｕｍｂｅｒｇへの米国特許第６４０００９３号に記載されている。前述の特許に記載された可撓性で延長されたエレクトロルミネセンス光源では、金属ワイヤがコア電極として使用され、誘電体層およびエレクトロルミネセンス層の厚さおよび充填物は電気信号の特定された周波数および振幅に対して最適化され、光源によって放出された光の量を増加させる唯一の方法は光放射層の面積を増加させることによる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許の枠組み内では、これはコアワイヤ電極の直径を増加させることにとってのみ達成することができ、それは設備の重量の猛烈な増加および／または同時に起こる柔軟性の低減をもたらす。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態では、エレクトロルミネセンス（ＥＬ）ケーブルは、例えば、導電性混合物層を通る１つまたはいくつかの金属（例えば銅）ワイヤからなる複合コア電極を含むことができる。導電性混合物層は、例えば重合体中の導電性粒子の粉体の分散物とすることができ、またはそれを含むことができる。そのような粒子は、例えば、金属粒子、カーボンブラック粒子、カーボンナノチューブ、ドープされた半導体粒子、導電性層で被覆された微細ガラスビーズもしくはマイカ板、または他の適切な粒子もしくは材料を含むことができる。導電性混合物用の重合体は、例えばポリオレフィン、フルオロカーボン重合体、ポリアミド、ポリウレタンなどの重合体の１つまたは複数の群から選択することができる。他の適切な材料を使用してもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、誘電体層、エレクトロルミネセンス層、および外部電極として機能する透明導電性層は、前述の複合コア電極上に連続的に施すことができる。いくつかの実施形態では、実質的にＥＬケーブルの全長に沿って、ワイヤ接触部は透明導電性層に隣接することができ、かつ／またはそれに外側重合体層によって押し付けられ得る。
【０００９】
いくつかの実施形態では、例えば、ケーブルの可撓性を高くかつ重量を低く保持しながら大きい面積の光放射表面を有するＥＬケーブルを可能にすることができる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、複合コア電極は押出し法によって生成することができ、それにより様々な断面形状を有する電極の生成を可能にすることができる。例えば、楕円断面を有する複合コア電極はこの方法を使用して生成することができる。いくつかの実施形態では、そのような断面形状または他の適切な断面形状もしくは特性の複合コア電極をもつＥＬケーブルは、例えば光放出面積が増加するため、同じ断面および／または同じ重量の円柱コア電極を有するＥＬケーブルよりもかなり多くの光を放出することができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、光放出の若干の異方性は多くの用途で特に重要ではないかもしれない。しかし、光放出の異方性は、例えば、ＥＬケーブルの外側重合体層への光散乱を増加させる拡散粒子を導入することによって著しく低減することができる。
【００１２】
いくつかの実施形態では、放射光の量の増加の割増しは、複合コア電極の表面層に高い反射率（ＲＩ）を有する粒子、例えば２．０よりも大きいＲＩ値を有する粒子、例えば二酸化チタン粒子（２．７のＲＩ値を有する）などを導入することによって達成することができる。同様の効果は、複合コア電極の表面に施すことができる高誘電率を有する薄い高反射層を利用することによって達成することができる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、ＥＬワイヤまたはケーブルは、１つまたは複数の面に、例えば垂直表面（例えば壁）に固定するために利用することができる。例えば、半円柱に近い形状（それぞれ半円に近い断面）を有する複合コア電極が使用されてもよい。複合コア電極は誘導体層で（例えば、実質的に全体的に）被覆することができ、さらにエレクトロルミネセンス層で（例えば部分的に）被覆することができる。いくつかの実施形態では、例えば、誘電体層の平坦部分はエレクトロルミネセンス層で覆われないことがある。その後、部分的にエレクトロルミネセンス被覆された誘電体の実質的に全表面を透明導電性層で被覆することができ、それによって、ワイヤ接触部を、例えば透明導電性層の平坦なまたはエレクトロルミネセンスのない部分だけに隣接させることができる。外側重合体層はコア電極を被覆し、その形状と合致することができ、コア電極の平坦部分は外側重合体層の平坦部分とほぼ平行にすることができる。ＥＬケーブルは、例えば、その平坦部分を利用して、表面に固定することができる。複合コア電極の形状は半円柱状とすることができ、ＥＬケーブル全体はかなり軽くなることができる。１８０度のまわりの光の量は、実際には円柱状コア電極の場合と同じとすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、比較的高価なエレクトロルミネセンス層は１８０度の角度内の光放射表面の部分にのみ施すことができ、平坦面に施す必要がないので、そのようなＥＬケーブルはかなり安価とすることができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、複合コア電極を使用すると、例えば任意の幅の可撓性リボンの形態にＥＬケーブルを生成することができる。例えば、いくつかの離間された銅ワイヤは、例えば均等に離間されて、実質的に平行に配置され、導電性混合物内に入れることができる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、多数の複合コア電極を利用して、例えば、非導電性重合体のストリップによって接合することができる２つの（または２つより多くの）複合コア電極を有するＥＬワイヤを生成することができる。例えば、誘電体のエレクトロルミネセンス層および透明導電性層は構造体全体に連続的に施すことができる。透明導電性層の上部にまたは上方に、ＥＬケーブルの通電要素をその周囲から分離するために少なくとも１つの押出し重合体層を施すことができる。
【００１６】
いくつかの実施形態では、透明導電性層をもつワイヤ接触部は必要でないことがある。エレクトロルミネセンス層は、対応する周波数および振幅の交流電圧を２つの複合コア電極間に印加することで光を放出することができる。いくつかの実施形態では、例えば、長いかまたは非常に長い数本のＥＬワイヤの生成および／または利用を可能にすることができる。例えば、構造体のＥＬワイヤの長さは電極を通る最大許容電流密度によって制限され、コア電極の断面により、数百メートルの長さを有するＥＬワイヤ区間を利用することが可能になることがある。
【００１７】
いくつかの実施形態では、例えば、エレクトロルミネセンスケーブルは、可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれた細長い可撓性の金属部分を含む複合コア電極を含み、複合コア電極は誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性層、および重合体層によって囲まれる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性層はエレクトロルミネセンスケーブルの外部電極にワイヤ接触部によって結び付けられる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、例えば、複合コア電極の細長い可撓性の金属部分は、導電性混合物によって互いに電気的に連通している複数のフィラメントを含むことができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、例えば、可撓性の導電性混合物は、導電性粒子の粉体状分散物および重合体を含むことができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子は金属粒子を含むことができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子はカーボン粒子を含むことができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、例えば、カーボン粒子はナノチューブを含むことができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子はドープされた半導体粒子を含むことができる。
【００２５】
いくつかの実施形態では、例えば、ドープされた半導体粒子はドープされたＺｎＯ粒子を含むことができる。
【００２６】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子は導電性層で被覆された誘電体粒子を含むことができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、例えば、誘電体粒子は導電性層で被覆された微細なマイカ板を含むことができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、例えば、誘電体粒子は、導電性層で被覆された微細なガラスビーズを含むことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性粒子は、導電性重合体の粒子を含むことができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性重合体の粒子はＰＥＤＯＴ粒子を含むことができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、例えば、導電性重合体の粒子はポリアニリン粒子を含むことができる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、例えば、重合体は、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体、フッ化炭化水素重合体、ポリアミド、ポリアミドの共重合体、ポリウレタン、ポリウレタンの共重合体、およびＰＶＣからなる群から選択された重合体を含むことができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、例えば、複合コア電極の外側層は光反射粒子を含むことができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、例えば、光反射粒子は導電性ＺｎＯ粒子を含むことができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、例えば、複合コア電極の断面は実質的に円形、非円形、楕円形、半円形などとすることができる。他の適切な形状を使用することができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、例えば、フィラメントは実質的に均等に離間する。
【００３７】
いくつかの実施形態は、例えば、第１および第２の概ね平行な複合コア電極を含むエレクトロルミネセンスケーブルを含むことができ、第１および第２の複合コア電極の各々は、可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれ、他のものから電気的に絶縁された細長い可撓性の金属部分を含み、第１および第２の複合コア電極は、誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性材料層、および重合体層によって共同して囲まれる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、例えば、第１および第２の複合コア電極は誘電体材料によって分離される。
【００３９】
いくつかの実施形態は、例えば、エレクトロルミネセンスケーブルを製作する方法を含むことができ、その方法は可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって囲まれた可撓性の金属ベースを含む複合コア電極を供給することと、誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性材料層、透明導電性材料層に隣接するワイヤ接触部、および重合体層によって連続的に複合コア電極を囲むこととを含む。
【００４０】
いくつかの実施形態では、例えば、複合コア電極を供給することは、押出しプロセスを使用して複合コア電極を製造することを含むことができる。
【００４１】
本発明の実施形態は追加および／または他の利益もしくは利点を提供することができる。
【００４２】
本発明によるシステム、装置、および方法の原理および動作は、図面および以下の説明を参照しながら一層よく理解することができ、これらの図面は例示的目的だけのために与えられ、限定することを目的としていないことが理解されよう。
【００４３】
図を簡潔かつ明瞭にするために、図に示される要素は必ずしも原寸に比例して描かれていないことを理解されたい。例えば、要素のいくつかの寸法は明瞭にするために他の要素に対して誇張されていることがある。さらに、適切であると考えられる場合、一連の図を通して対応するかまたは類似の要素を示すために、参照番号は図の間で繰り返されることがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下の詳細な説明では、多数の特定の詳細が、本発明について完全な理解を与えるために説明される。しかし、本発明はこれらの特定の詳細なしで実施することができることを当業者なら理解されよう。他の例では、よく知られている方法、手順、および構成要素は、本発明を不明瞭にしないために詳細には説明しなかった。
【００４５】
図１は、本発明のいくつかの実施形態による、銅ワイヤ２および導電性混合物層４を含むことができる複合コア電極５を概略的に示す。銅ワイヤ２は、例えば直径を約０．５ミリメートルとすることができる。同心の導電性混合物層４は、例えば約０．５ミリメートル厚の厚さを有することができる。したがって、いくつかの実施形態では、複合コア電極５の外径は約１．５ミリメートルとなることがある。
【００４６】
導電性混合物４は、例えば、ＰＶＤＦ共重合体、および例えばカーボンナノチューブを含む様々な形態のカーボンブラックを含むことができる。カーボンブラックの含有量は、例えば約１５パーセントの重量対重量（ｗ／ｗ）割当量を有することができる。導電性混合物４は、例えば押出し法を使用して、銅ワイヤ２に施すことができ、いくつかの実施形態では、圧縮被覆および／または自由流れによる被覆を使用することができる。
【００４７】
図２は、複合コア電極５を含むことができるかまたはそれを基盤として使用することができるエレクトロルミネセンスケーブル１０の断面切り口を概略的に示す。いくつかの実施形態では、例えば、３つの層は、浸漬被覆法または他の適切な方法を使用して、例えば導電性混合物４の表面上に積み重ねて連続的に施すことができる。いくつかの実施形態では、例えば、第１の層は、約２０から３０ミクロンの厚さを有する、ＰＶＤＦ中のチタン酸バリウム分散物からなる誘電体層６を含むことができ、第２の層は、約３０から５０ミクロンの厚さを有する、ＰＶＤＦ中のＺｎＳ：Ｃｕ粉体分散物からなるエレクトロルミネセンス層８を含むことができ、第３の層は、約５から１０ミクロンの厚さを有する、ＰＶＤＦ中のアンチモンスズ酸化物（ＡＴＯ）で被覆された微細なマイカ板からなる分散物の導電性層１２を含むことができる。
【００４８】
いくつかの実施形態では、ワイヤ接触部１４は銀をかぶせた銅ワイヤの形態とすることができ、直径を約０．２ミリメートルとすることができ、導電性層１２の表面に隣接することができる。ワイヤ接触部１４は、例えば実質的に透明な重合体層１６を使用して導電性層１２の表面に押し付けることができる。重合体層１６は約１ミリメートルの厚さを有することができ、ポリアミドで製作することができ、押出機によって施すことができる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、エレクトロルミネセンスケーブル１０は非常に可撓性にすることができる。いくつかの実施形態では、エレクトロルミネセンスケーブル１０は直径を約４ミリメートルとすることができ、その重量はメートル当たり３０グラム未満とすることができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、銅ワイヤ２および導電性層１２のワイヤ接触部１４に交流電圧を印加するとき、エレクトロルミネセンスケーブル１０は光を放出する。エレクトロルミネセンスケーブル１０は印加電気信号の広範囲のパラメータで効率的にすることができる。いくつかの実施形態では、例えば正弦波信号について、使用することができる周波数は約５０Ｈｚから約５０００Ｈｚまでの範囲の周波数を含むことができ、ＲＭＳ電圧は６０Ｖから２３０Ｖまでとすることができる。
【００５１】
いくつかの実施形態では、例えば、交流電圧電源（例えば２２０Ｖ、５０Ｈｚ）のような家庭用電源を使用して、１メートルのエレクトロルミネセンスケーブル１０によって放出される光束は約１ルーメンとすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、１３０Ｖに等しいＲＭＳ電圧で約４０００Ｈｚの周波数をもつ正弦波信号を生成するドライバによって操作された場合、１メートルのエレクトロルミネセンスケーブル１０によって放出される光束は１０ルーメンよりも大きくなることができる。
【００５２】
エレクトロルミネセンスケーブル１０の他の実施形態では、ワイヤ２およびワイヤ接触部１４は共にマルチフィラメントとすることができる。これにより、例えば、エレクトロルミネセンスケーブル１０の可撓性をさらに増加させることができ、かつ／またはその機械的性質を家庭用電気ケーブルのものと同等かまたはほぼ同等にすることができる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、導電性混合物を銅ワイヤ上に施す押出し法を利用して、実質的に任意の断面形状をもつ複合コア電極を生成することができる。
【００５４】
図３は本発明のいくつかの実施形態による複合コア電極２０の断面切り口を概略的に示し、断面切り口はほぼ半円形に近い例証的な形状を有し、表面に関して電気的に絶縁された平坦部分を有する。例えば、ＰＶＤＦ共重合体およびカーボンブラックを表す導電性混合物２２は、例えば押出し法によって銅ワイヤ２上に施すことができる。層２２の平均厚さは約０．７から０．９ミリメートルとすることができる。非導電性混合物、例えば添加物のないＰＶＤＦ共重合体の層２３は導電性混合物２２の平坦な切り子面に施すことができる。層２３は例えば０．３から０．５ミリメートル厚とすることができる。導電性混合物断面の形状は、例えば押出機ヘッドに利用できる工作機械器具を使用して（例えば、実質的に完全に）決定することができる。いくつかの実施形態では、複合コア電極２０の構造全体はタンデム押出しラインの単一の技術的プロセスで生成することができる。例えば、タンデム押出しラインの第１の押出機で、導電性混合物２２をワイヤ２上に施し、タンデム押出しラインの第２の押出機で、非導電性混合物の層２３を導電性混合物２２の平坦な切り子面上に施すことができる。
【００５５】
図４は、本発明のいくつかの実施形態による、楕円に近い形状を有する複合コア電極３０の断面切り口を概略的に示す。複合コア電極３０は多数の要素、例えば３つの要素、すなわち銅ワイヤ２、導電性混合物３２、および高い誘電率を有する反射層３４を含むことができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、導電性混合物３２は押出し法を使用して銅ワイヤ２に施すことができる。高い反射率（例えば約８５パーセント）および高い誘電率（例えば約５００を超える）を有する薄い（例えば約１０から１５ミクロン）光反射層３４は、例えば浸漬被覆法を使用して、導電性混合物３２の表面に施すことができる。薄い光反射層３４は、例えばＰＶＤＦ中の導電性ＺｎＯ粉体およびＴｉＯ２粉体の混合物の分散物を施すことによって生成することができる。いくつかの実施形態では、ＺｎＯの電気伝導率はそれのドーピングによって達成することができる。いくつかの実施形態は、例えばＨＡＫＵＳＵＩ Ｌｔｄによって生成された市販のＺｎＯを利用することができる。いくつかの実施形態では、層３４の高い誘電率はＺｎＯ粒子の導電率によるためである可能性があり、一方、高い反射率はＺｎＯおよびＴｉＯ２の両方の存在のためである可能性がある。いくつかの実施形態では、ＺｎＯとＴｉＯ２の量の比は、重量で例えば約１対３とすることができるが、他の適切な比を使用してもよい。
【００５７】
図５は、本発明のいくつかの実施形態によるＥＬケーブル４０の断面を概略的に示す。ＥＬケーブル４０を使用して、例えば１つまたは複数の物体の表面に固定する、例えば物体を壁または別の物体に固定することができる。いくつかの実施形態では、例えば、ＥＬケーブル４０は図４の複合コア電極２０を含むことができる。
【００５８】
誘電体層４２は、例えば絶縁層２３の表面を含めて実質的に複合コア電極２０の表面全体に施すことができる。次の層のエレクトロルミネセンス層４３は、例えば平坦な切り子面を除いて実質的に誘電体層４２の表面全体に施すことができる。次に、透明導電性層４４を施し、ワイヤ接触部４５を透明導電性層４４に押し付けることができる。例えば、ワイヤ接触部４５は平坦な切り子面４７に沿って通ることができる。外側重合体層４６は、例えば、複合コア電極２０の平坦な切り子面４７と実質的に平行または概ね平行とすることができる外側の平坦な切り子面４８を確実に形成する圧縮法を使用して、例えば透明なＰＶＤＦ共重合体で製作して使用することができる。平坦な切り子面４８は、例えば様々な表面または物体へのＥＬケーブル４０の固定を容易にするために接着層を随意に被覆することができるかまたはそれを含むことができる。
【００５９】
いくつかの実施形態では、ＥＬケーブル４０は約１８０度の角度内で光を等方的に放出することができる。例えば、ワイヤ接触部４５は光に陰をつけるかまたは遮ることがないので、光の量を大きくすることができる。例えば、構造体の比較的高価な構成要素、すなわちエレクトロルミネセンス層４３は誘電体層４２の表面の一部分にのみ施すことができるので、ＥＬケーブル４０は比較的安価に製造することができる。いくつかの実施形態では、例えば、エレクトロルミネセンス層４３がない平坦な切り子面の区域で層４２の絶縁破壊は起こりそうもないので、非導電性混合物の層２３はＥＬケーブル４０の信頼性を増加させることができる。ＥＬケーブル４０は追加および／または他の利益もしくは利点を与えることができる。
【００６０】
図６は、楕円断面を有するＥＬケーブル５０を概略的に示す。例えば、図４の複合コア電極３０をＥＬケーブル５０のコア電極として使用することができる。多数の層を複合コア電極３０上に連続的に施すことができ、例えば、後続の層、すなわち誘電体層５２、エレクトロルミネセンス層５３、外部電極を表す透明導電性層５４を連続的に施すことができる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、例えば、ニッケルめっきした銅ワイヤ５５は導電性層５４への電気接触部として機能し、導電性層５４の表面に隣接することができる。ワイヤ５５は、例えば重合体層５６を使用して導電性層５４に押し付けることができる。重合体層５６は、例えば導電性層５４へのワイヤ５５の信頼性のある押付けを確実に行うために、例えばＰＶＤＦ共重合体で製作することができる。随意に、重合体層５６の上方または上部に、別の重合体層、例えばルミネセンス色を変更するそれぞれの染料を含む重合体層を施すことができる。
【００６２】
対応する周波数および振幅の交流電圧が複合コア電極３０および電気ワイヤ５５の接触部に印加されると、ＥＬケーブル５０は光を放出することができる。いくつかの実施形態では、随意に、１つまたは複数の光散乱材料（例えばマイカ）の粒子を重合体層５６に導入することができる。光散乱添加物を使用すると、例えば、光放射層の楕円形状によるルミネセンス異方性を低減することができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、ＥＬケーブル５０は、同じ断面積、したがって同じ重量で円柱複合コア電極を有するＥＬワイヤよりもかなり多くの光を放出することができる。これは、例えばＥＬケーブル５０の光放出面積の増加を利用して達成することができる。わずかな光放出異方性は多くの用途で特に重要ではないかもしれない。しかし、必要に応じて、例えば光散乱を増加させることができる特定の拡散粒子を外側重合体層に導入することによって、光放出異方性を著しく低減するかまたは除去することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ＥＬケーブル５０によって放出される光の量の増加の割増しは、コア電極３０の表面に施すことができる反射層３４を使用することによって達成することができる。例えば、一実施形態では、反射層３４の電圧降下に関連する軽微な損失にもかかわらず、反射層３４は約８から１２パーセントだけ明るさを増加させることができる。
【００６５】
図７は、本発明のいくつかの実施形態による、リボン様形状を有するＥＬケーブル６０の断面を概略的に示す。いくつかの実施形態では、リボン幅は実際には無制限とすることができる。一実施形態では、例えば、複合コア電極は３つの銅ワイヤ６２を含むことができ、それらはリボン形状の導電性混合物６４内に実質的に平行で同じ平面に位置決めするかまたは配置することができる。他の適切な数のワイヤ６２が使用されてもよい。
【００６６】
いくつかの実施形態では、例えば、３つのワイヤ６２の各々は直径を約０．５ミリメートルとすることができ、３つのワイヤ６２は約１．５ミリメートルの距離ずつ分離することができ、このようにして、一実施形態では、複合コア電極は約７．５ミリメートル幅とすることができる。導電性混合物６４は、リボンの高い可撓性を保証することができる約１．５ミリメートル厚とすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、随意にワイヤ６２の間の間隔を変化しないように維持しながらワイヤ６２の数を増加させることによって、様々な他の幅のリボンを生成することができる。
【００６７】
誘電体層６６、エレクトロルミネセンス層６８、および透明導電性層７２は、導電性混合物６４の表面に連続的に施すことができる。リボンの端部表面で、ワイヤ接触部７４を透明導電性層７２に押し付けることができる。接触部７４は、例えば透明重合体被覆７６を使用して透明導電性層７２の表面に押し付けることができる。
【００６８】
図８は、本発明のいくつかの実施形態によるＥＬケーブル１００を概略的に示す。ＥＬケーブル１００は例えば２つの複合コア電極１０１および１０５を含むことができ、それらは絶縁体１１２によって分離することができる。複合コア電極１０１は、例えば導電性混合物１０４内に配置された２つの銅ワイヤ１０２を含むことができる。同様に、複合コア電極１０５は、例えば導電性混合物１０８内に配置された２つの銅ワイヤ１０６を含むことができる。複合コア電極１０１および１０５は非導電性重合体（ＰＶＤＦ）のストリップ１１２によって接続することができる。
【００６９】
いくつかの実施形態では、２つの複合コア電極１０１および１０５ならびにそれらの間の絶縁重合体１１２を含む構造体全体は、例えば適切な設備を備えた共通押出機（ｃｏｅｘｔｒｕｄｅｒ）を利用する単一の技術的プロセスを使用して実質的に連続的なバンドとして生成することができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、２つの複合コア電極１０１および１０５ならびにそれらを結合する重合体（例えば誘電体ストリップ）１１２を含む構造体の表面に、多数の層を施すことができ、それらは、例えば、誘電体層１１４、エレクトロルミネセンス層１１６、透明導電性層１１８、外側絶縁層１１９である。
【００７１】
いくつかの実施形態では、交流電圧を複合コア電極１０１および１０５に印加することができる。図８の構造体は、例えば非常に長い数本のＥＬワイヤ１００の使用を可能にすることができる。例えば、ＥＬワイヤの発光部分の最大長は、電極および接触部を通って流れる最大許容電流を使用して決定することができる。電極を通る最大許容電流の大きさは、電極の断面の増加によって増加させることができる。ＥＬワイヤ１０の最大長と比較してＥＬワイヤ１００の最大長の増加は、２つの銅ワイヤ１０２の断面積とワイヤ接触部１４の断面積の比に比例する可能性がある。例えば、ワイヤ１０２の直径は約０．５ミリメートルとして、その断面は約０．２平方ミリメートルにすることができ、同じ複合コア電極１０１内に配置された２つのワイヤ１０２では、断面積は２倍とすることができ、約０．４平方ミリメートルとすることができる。直径を約０．２ミリメートルとすることができるワイヤ接触部１４の断面は約０．３平方ミリメートルとすることができる。したがって、一実施形態では、ＥＬワイヤ１００の最大長はＥＬワイヤ１０の最大長の１３倍を超えることができる。
【００７２】
本発明の実施形態の前述の説明は図解と説明のために提示された。それは網羅的であることまたは開示された正確な形態に本発明を限定することを意図していない。前述の教示に照らして多くの変形、変更、代替、改変、および等価物が可能であることは当業者によって理解されるべきである。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨の範囲内にあるそのような変形および改変の全てを含むものであることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のいくつかの実施形態によるエレクトロルミネセンス電極用の複合コアの概略図である。
【図２】本発明の実施形態によるエレクトロルミネセンスケーブルの断面切り口の概略図である。
【図３】本発明の別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図５】本発明のさらに別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図６】本発明の別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態による複合コア電極の断面切り口の概略図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれた細長い可撓性の金属部分を含む複合コア電極を含み、
複合コア電極が誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性層、および重合体層によって囲まれる、エレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２】
導電性層が前記エレクトロルミネセンスケーブルの外部電極にワイヤ接触部によって結び付けられる、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項３】
前記複合コア電極の細長い可撓性の金属部分が前記導電性混合物によって互いに電気的に連通している複数のフィラメントを含む、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項４】
可撓性の導電性混合物が導電性粒子の粉体状分散物および重合体を含む、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項５】
導電性粒子が金属粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項６】
導電性粒子がカーボン粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項７】
カーボン粒子がナノチューブを含む、請求項６に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項８】
導電性粒子がドープされた半導体粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項９】
ドープされた半導体粒子がドープされたＺｎＯ粒子を含む、請求項８に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１０】
導電性粒子が導電性層で被覆された誘電体粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１１】
誘電体粒子が導電性層で被覆された微細なマイカ板を含む、請求項１０に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１２】
誘電体粒子が導電性層で被覆された微細なガラスビーズを含む、請求項１０に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１３】
導電性粒子が導電性重合体の粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１４】
導電性重合体の粒子がＰＥＤＯＴ粒子を含む、請求項１３に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１５】
導電性重合体の粒子がポリアニリン粒子を含む、請求項１３に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１６】
重合体が、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体、フッ化炭化水素重合体、ポリアミド、ポリアミドの共重合体、ポリウレタン、ポリウレタンの共重合体、およびＰＶＣからなる群から選択された重合体を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１７】
複合コア電極の外側層が光反射粒子を含む、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１８】
光反射粒子が導電性ＺｎＯ粒子を含む、請求項１７に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１９】
複合コア電極の断面が実質的に円形である、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２０】
複合コア電極の断面が非円形である、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２１】
複合コア電極の断面が楕円形である、請求項２０に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２２】
複合コア電極の断面が実質的に半円形である、請求項２０に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２３】
フィラメントが実質的に均等に離間する、請求項３に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２４】
第１および第２の概ね平行な複合コア電極を含み、前記第１および第２の複合コア電極の各々が、可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれ、他のものから電気的に絶縁された細長い可撓性の金属部分を含み、
第１および第２の複合コア電極が、誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性材料層、および重合体層によって共同して囲まれる、エレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２５】
前記第１および第２の複合コア電極が誘電体材料によって分離される、請求項２４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２６】
可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって囲まれた可撓性の金属ベースを含む複合コア電極を供給することと、
誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性材料層、透明導電性材料層に隣接するワイヤ接触部、および重合体層によって連続的に複合コア電極を囲むこととを含む、エレクトロルミネセンスケーブルを製作する、方法。
【請求項２７】
前記複合コア電極を供給することが、押出しプロセスを使用して複合コア電極を製造することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項１】
可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれた細長い可撓性の金属部分を含む複合コア電極を含み、
複合コア電極が誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性層、および重合体層によって囲まれる、エレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２】
導電性層が前記エレクトロルミネセンスケーブルの外部電極にワイヤ接触部によって結び付けられる、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項３】
前記複合コア電極の細長い可撓性の金属部分が前記導電性混合物によって互いに電気的に連通している複数のフィラメントを含む、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項４】
可撓性の導電性混合物が導電性粒子の粉体状分散物および重合体を含む、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項５】
導電性粒子が金属粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項６】
導電性粒子がカーボン粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項７】
カーボン粒子がナノチューブを含む、請求項６に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項８】
導電性粒子がドープされた半導体粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項９】
ドープされた半導体粒子がドープされたＺｎＯ粒子を含む、請求項８に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１０】
導電性粒子が導電性層で被覆された誘電体粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１１】
誘電体粒子が導電性層で被覆された微細なマイカ板を含む、請求項１０に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１２】
誘電体粒子が導電性層で被覆された微細なガラスビーズを含む、請求項１０に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１３】
導電性粒子が導電性重合体の粒子を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１４】
導電性重合体の粒子がＰＥＤＯＴ粒子を含む、請求項１３に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１５】
導電性重合体の粒子がポリアニリン粒子を含む、請求項１３に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１６】
重合体が、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体、フッ化炭化水素重合体、ポリアミド、ポリアミドの共重合体、ポリウレタン、ポリウレタンの共重合体、およびＰＶＣからなる群から選択された重合体を含む、請求項４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１７】
複合コア電極の外側層が光反射粒子を含む、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１８】
光反射粒子が導電性ＺｎＯ粒子を含む、請求項１７に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項１９】
複合コア電極の断面が実質的に円形である、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２０】
複合コア電極の断面が非円形である、請求項１に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２１】
複合コア電極の断面が楕円形である、請求項２０に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２２】
複合コア電極の断面が実質的に半円形である、請求項２０に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２３】
フィラメントが実質的に均等に離間する、請求項３に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２４】
第１および第２の概ね平行な複合コア電極を含み、前記第１および第２の複合コア電極の各々が、可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって実質的に囲まれ、他のものから電気的に絶縁された細長い可撓性の金属部分を含み、
第１および第２の複合コア電極が、誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性材料層、および重合体層によって共同して囲まれる、エレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２５】
前記第１および第２の複合コア電極が誘電体材料によって分離される、請求項２４に記載のエレクトロルミネセンスケーブル。
【請求項２６】
可撓性の導電性混合物の１つまたは複数の層によって囲まれた可撓性の金属ベースを含む複合コア電極を供給することと、
誘電体層、エレクトロルミネセンス層、透明導電性材料層、透明導電性材料層に隣接するワイヤ接触部、および重合体層によって連続的に複合コア電極を囲むこととを含む、エレクトロルミネセンスケーブルを製作する、方法。
【請求項２７】
前記複合コア電極を供給することが、押出しプロセスを使用して複合コア電極を製造することを含む、請求項２６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２００８−５４５２４７（Ｐ２００８−５４５２４７Ａ）
【公表日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５２００５９（Ｐ２００８−５２００５９）
【出願日】平成１８年７月４日（２００６．７．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＬ２００６／０００７７４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００４２２３
【国際公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（５０１１４６０２９）エラム エレクトロルーミネセント インダストリーズ リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月４日（２００６．７．４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＬ２００６／０００７７４
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００４２２３
【国際公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（５０１１４６０２９）エラム エレクトロルーミネセント インダストリーズ リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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