JP2001307870A - 湿気から能動的な保護をする電界発光光源 - Google Patents

湿気から能動的な保護をする電界発光光源

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JP2001307870A
JP2001307870A JP2001112429A JP2001112429A JP2001307870A JP 2001307870 A JP2001307870 A JP 2001307870A JP 2001112429 A JP2001112429 A JP 2001112429A JP 2001112429 A JP2001112429 A JP 2001112429A JP 2001307870 A JP2001307870 A JP 2001307870A
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heating element
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バウムバーグ イズリエル
Oleg Berezin
ベレジン オレグ
Joseph Dvir
ドゥビール ジョセフ
Boris Gorelik
ゴレリク ボリス
Alex Kachanovsky
カチャノフスキー アレックス
Moshe Voskoboinik
フォスコボイニック モシェ
Michael Zaidman
ザイドマン マイクル
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的加熱素子によって形成され、高湿の条
件下で動作する寿命の長い電界発光光源を提供するこ
と。 【解決手段】 電極組立構造体、誘電体層および電界発
光層、および絶縁透明材料からなる少なくとも１つの外
側の実質的にフレキシブルな層とを備えた実質的にフレ
キシブルな電界発光光源である。当該光源には加熱素子
と、前記電極組立構造体および加熱素子に接続された電
力供給ユニットとが設けられている。電力供給ユニット
は、電極組立構造体と加熱素子とを選択的に動作し、該
電極組立構造体の近傍を加熱し，これによって光源の近
傍および光源の内部における所望の温度条件を維持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレキシブルな電
界発光可視光光源に関する。さらに詳しくは、高湿条件
下での動作にとくに有用な電界発光光源に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】電界
発光光源は比較的寿命が長く、出力消費が低く、そのう
え明るい光を発光するので、広く用いられている。しか
しながら、電界発光光源は湿気に対して非常に敏感であ
ることが知られている。かかる光源の内部への湿気の侵
入と、電界発光層との相互作用が、該光源の光電特性に
変化を及ぼす。とくに、発光の輝度の減少と、容量およ
び電流漏れの増加などの悪影響が観察される。これらの
すべての現象は、電界発光光源の寿命を減少させる。光
源の電界発光層を湿気から保護することを目的とした種
々の技術が開発されてきた。この種の技術の一つは、電
界発光物質を微小カプセルまたは粉体とすることに基づ
いている。このアプローチによれば、電界発光パウダー
のそれぞれの粒子には、粒子が水の分子と相互作用する
ことを防ぐ酸化物などの保護層が設けられている。かか
る技術は、たとえば米国特許第５，５４１８，０６２号
明細書、米国特許第５，２４４，７５０号明細書、米国
特許第５，２２０，２４３号明細書、米国特許第４，８
５５，１８９号明細書に開示されている。
【０００３】他の種類の技術は、光源内部に湿気が侵入
することから光源全体を保護することに関連づけられ
る。たとえば、ガラスまたは金属／ガラスのハウジング
でシールされた光源は、実用上充分に保護され得る。し
かしながら、これらの光源はフレキシブルにすることは
できない。すなわち、これらの光源は重く、寸法および
形状がハウジング材料によって限定される。これらの特
徴は、かかる従来の光源の適用を著しく限定する。
【０００４】フレキシブルな電界発光光源をシールする
ために、種々のバリア層が用いられている。たとえば、
外側にポリマーコーティング層（米国特許第５，８６
９，９３０号明細書参照）を成膜する前に表面を被覆す
る高粘度のシリコーン油またはグリース、および水蒸気
に対して通気性が低い種々のフッ素系ポリマーなどの透
明でフレキシブルなポリマー材料が用いられる。この種
の技術は、米国特許第５，９５９，４０２号明細書、米
国特許第５，７７０，９２０号明細書、４，４５５，３
２４号明細書および４，４１７，１７４号明細書に開示
されている。
【０００５】また、湿気を吸収し得る材料からなる構成
要素も、湿気が侵入することから光源を保護するために
用いることができる。このアプローチは、たとえば米国
特許第５，８６９，９３０号明細書および米国特許第
５，９５９，４０２号明細書に開示されている。
【０００６】米国特許第５，９７６，６１３号明細書に
は、湿気の問題点を解決することを目的とした厚い電界
発光膜と、該電界発光膜の製法とが開示されている。こ
の技術によれば、非流動性のバインダーが発光体層およ
び隣接する誘電体層のために用いられ、これによって外
側の保護封止層の必要性を回避している。フレキシブル
な電界発光光源を湿気から保護するすべての知られた方
法は、受動的な方法であり、８０％を超える相対湿度の
雰囲気に維持されるときに湿気が侵入する。これによ
り、光源の光電特性が変化し、その結果光源の寿命を著
しく減少する。湿気は、周辺が明るくて光源が動作状態
にないとき、すなわち受動的モード（発光しない）にあ
るとき、とくに光源に悪影響を及ぼす。
【０００７】
【課題を解決するための手段】したがって、電気的加熱
素子を用いた新規の電界発光光源によって、高湿の条件
下で動作する電界発光光源の寿命を長くするとの課題解
決にニーズがある。
【０００８】本発明の一態様によれば、（ｉ）電極構造
体、（ii）誘電体層および電界発光層、（iii）絶縁性
を有する透明な材料から形成された少なくとも１つの外
側の、実質的にフレキシブルな層、（iv）加熱素子、お
よび（ｖ）前記電極構造体および前記加熱素子に接続さ
れて、それらのために電極構造体の近傍を加熱し、電界
発光層の動作状態に応じて光源の近傍および光源内部の
所望の温度条件を維持する電力供給ユニットからなる実
質的にフレキシブルな電界発光光源が提供される。
【０００９】前記加熱素子は、フレキシブルであり、た
とえば成膜された導電層または配線にもとづくことが好
ましい。
【００１０】前記加熱素子は、オンに切り換えられたと
き、光源がその領域全体にわたって加熱されるように前
記光源内に収容される。
【００１１】光源の加熱により、空気の相対湿度が光源
の近傍、光源の細孔(pore)および空洞(cavity)において
減少し、電界発光材料と水蒸気との相互作用の可能性が
減少する。実用上、著しい効果を達成するためには、４
〜６℃の温度で充分である。
【００１２】前記加熱素子が発光層全面にわたって延び
ていないばあい、これはワイヤ状の加熱素子のばあいに
よくあるが、加熱素子はフレキシブルな熱伝導性の層に
収容されている。これにより、光源の全面にわたって温
度平衡がもたらされる。ラウリル硫酸ナトリウムと混合
した粘性をもつポリエチレングリコールの層が熱伝導性
の層として用いられる。
【００１３】加熱素子は、追加された導電層であり得
る。加熱素子は特定の構造をもつ配線要素から製造され
るか、またはとくにこの目的のための光源の構造体に導
入された伝導性の格子から製造され得る。もし、電力供
給ユニットと適切に接続されたならば、光源の構造体内
に存在する典型的な導電層の１つ、または構造体の他の
導電要素が、加熱素子として機能する。より詳しくは、
透明電極または不透明（後部）電極が該電極とのコンタ
クトとともに加熱素子として機能する。
【００１４】好ましくは、光源が受動的な動作モードに
あるとき、加熱素子が電力供給ユニットに接続される必
要があり（すなわち、動作モードにある）、光源が能動
的な動作状態にあるとき、電力供給ユニットと接続され
ていても、接続されていなくてもよい。しかし、加熱素
子は、光源の動作モードにかかわらず、電力供給ユニッ
トに連続的に接続され得る。これがもっとも単純かつ低
価格の例である。実用上、光源がほとんど発光性でない
とき、加熱素子のかかる連続的な動作モードが非常に低
い電圧および周波数で要求される。光源のこの能動的な
モードについて、熱の解放が無視され、それゆえ加熱素
子が連続的にオンにされることは明らかである。
【００１５】加熱素子はスイッチを介して電力供給ユニ
ットに接続され得る。当該スイッチは、光源の動作モー
ドに依存して加熱素子を介して電流の接／断操作をす
る。より詳しくは、光源が能動的な動作モードにあると
き、すなわち発光するとき、加熱素子は電流源との接続
が絶たれる。光源が受動的な動作モードにあるとき、す
なわち発光しないとき、加熱素子は電流源と接続され
る。この種の動作は、光源の能動的な動作モードにおい
て、電気エネルギー光源の光エネルギーへの変換が、発
光層の表面の温度を周囲温度より５〜１０℃高くなるま
で昇温するために充分な熱の散逸となる場合に好まし
い。このばあい、光源の能動的な動作モードにおける加
熱は必要とされず、むしろ害となり得る。なぜなら、光
源の寿命を短くするからである。加熱素子を介して電流
の接／断操作をするスイッチは、光感知要素を備えても
よい。明るい照明において、電界発光光源が有効ではな
いとき、かかるスイッチは自動的に光源を受動的動作モ
ードにシフトし、同時に加熱素子に電圧を印加し、弱い
照明において、自動的に光源を能動的動作モードにシフ
トし、加熱素子は接続が絶たれている。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明を理解し、本発明がいかに
して実施されるのかを説明するために、添付図面を用い
て、本発明の実施の形態を以下に詳細に説明する。な
お、本発明は以下の実施の形態に限定されることはな
い。
【００１７】図１を参照すると、本発明の一実施の形態
により構成された、全体を参照符号１０で示されている
同軸状の電界発光光源が描かれている。光源１０は、ワ
イヤ状の加熱素子１２と電極の組立構造体とを備えてい
る。該組立構造体は、第１の電極を構成している中央の
ワイヤ電極１４と、第２の電極を構成してワイヤコンタ
クト２２に近接した透明電極２０とを備えている。中央
のワイヤ電極１４は誘電体層１６、電界発光層１８およ
び透明電極２０によって順次覆われている。透明電極２
０およびワイヤコンタクト２２の上に、ポリマー材料か
らなる２つのフレキシブルな絶縁層２４および２６が順
次設けられ、該２つのフレキシブルな絶縁層のあいだに
熱伝導層２８を画定しており、該熱伝導層にワイヤ状の
加熱素子１２が設けられている。さらなる伝導体を構成
している接続ストラップ３０は、ワイヤ状の加熱素子１
２を光源１０の一端で中央のワイヤ電極に接続してい
る。光源１０の他端、すなわち接続ストラップ３０の反
対側に、ワイヤ状の加熱素子１２、ワイヤコンタクト２
２および中央ワイヤ電極が電力供給ユニット３２に接続
されている。
【００１８】本実施の形態において、叙上の構成は、つ
ぎのパラメータを有している。ワイヤ電極１４は銅線か
ら製造され、直径は０．５ｍｍである。誘電体層１６の
厚さは１０〜３０μｍであり、ポリマーバインダーを用
いてＢａＴｉ3から製造される。透明電極２０は錫酸化
物（ＳｎＯ2）を厚さ０．０４〜０．１μｍで成膜する
ことによって製造される。ワイヤコンタクト２２は銅線
にスズめっきを施したワイヤで、直径は約０．０７〜
０．１５ｍｍであり、層２０の表面上に、５〜１５ｍｍ
のピッチで螺旋状に巻きつけられる。ポリマー層２４
は、０．３〜０．４ｍｍの厚さを有する低密度ポリエチ
レン（ＬＤＰＥ）の押出し成膜によって製造され、ポリ
マー層２６は、０．４〜０．５ｍｍの厚さを有するポリ
塩化ビニル（ＰＶＣ）の押出し成膜によって製造され
る。加熱素子１２は直径０．１〜０．２ｍｍのワイヤか
ら製造され、ラウリル硫酸ナトリウムと１０：１の比率
で混合された粘性をもつポリエチレングリコールの層２
８の内側のポリマー層２４上に螺旋状に巻きつけられ
る。接続ストラップ３０は、ワイヤ電極１４（他の層を
除去されている）の一端とワイヤ状の加熱素子１２の一
端とのハンダ式の電気的接続を与える。
【００１９】光源１０はつぎのように動作する。５０Ｈ
ｚ以上の周波数で実質的に４０Ｖ以上の交流電圧が中央
ワイヤ電極１４と透明電極２０とのワイヤコンタクト２
２とのあいだに印加されたとき、電界発光光源１０は能
動的動作モード（すなわち、発光する）になる。この場
合、加熱素子１２の電気回路は接続が絶たれる。中央ワ
イヤ電極１４とワイヤコンタクト２２とのあいだ交流電
圧がオフに切り換えられるとき、電界発光光源１０は発
光を停止する（すなわち、受動的動作モードにシフトさ
れる）。この場合、加熱素子１２と接続ストラップ３０
と中央ワイヤ電極１４とを備えた電気回路に交流または
直流電圧が印加され、直流または交流電流がこの回路を
介して流れ、これによって電界発光光源１０を加熱す
る。
【００２０】２つのサンプルがテストされ、１つは加熱
素子をもたない標準的な電界発光光源ＥＬＦStであり、
他の１つは叙上のようにワイヤ加熱素子が設けられた電
界発光光源ＥＬＦ１０である。表１は、１００％に近い
湿度の下で動作するこれら２つのサンプルの電気的パラ
メータの変化の比較検討結果を示している。表１中ＥＬ
ＦStは、イスラエル国のエラム エレクトロルーミネセ
ント インダストリーズ リミテッドから入手できる製
品番号０１Ｓ ２３ ＢＧの光源である。それぞれのサ
ンプルの長さは約５０ｃｍである。両方のサンプルとも
１２時間能動的動作で維持され、１２時間受動的動作で
維持された。能動的動作モードにおいて４００Ｈｚ周波
数で１００Ｖの交流電圧が当該サンプルに供給された。
受動的動作モードにおいて標準的な電界発光光源ＥＬＦ
Stは、周囲温度２１〜２３℃において維持された。電界
発光光源１０については、受動的モードにおいて加熱素
子１２を介して１２０ｍＡの電流が流れ、層２４の表面
温度を２６〜２８℃までの増加へと導いた。
【００２１】
【表１】
【００２２】表１から明らかなように、加熱素子を有し
ていない標準的な電界発光光源ＥＬＦStは叙上のモード
での動作の２４時間語にすでに著しく変化し、サンプル
の輝度の減少へと導いた。加熱素子をもつ電界発光光源
ＥＬＦ１０については、電気的パラメータの変化は無視
できる。
【００２３】つぎに図２について述べる。図２は本発明
の他の実施の形態にかかわる同軸の電界発光光源の断面
図であり、全体を参照符号１００で示されている。理解
を助けるために、光源１０および１００において、同一
の参照符号が同一の要素を特定するために用いられてい
る。光源１００の構成は、光源１０の構成に一般的に類
似しているが、接続ストラップ３０がワイヤ加熱素子を
電気的にコンタクト２２と接触させている点が、ワイヤ
加熱素子を中央電極１４と接触させている前述の実施の
形態と異なっている。
【００２４】電界発光光源１００は、つぎのように動作
する。電力供給ユニット３２が中央電極１４とワイヤコ
ンタクト２２とのあいだの適切な交流電圧を透明電極２
０に供給するばあい、光源１００が発光する。この段階
で、加熱素子１２の電気回路の接続が絶たれる。中央ワ
イヤ電極１４とワイヤコンタクト２２とのあいだの交流
電圧の供給がオフに切り換えられると、光源１００は発
光を停止し、加熱素子１２と接続ストラップ３０とワイ
ヤコンタクト２２からなる電気回路への交流または直流
電圧の供給が自動的になされる。
【００２５】つぎに、図３の（ａ）および（ｂ）を参照
すると、電力供給ユニット３２Ａおよび３２Ｂの２つの
異なる例が示されている。当該電力供給ユニット３２Ａ
および３２Ｂは図２に示された電界発光光源１００とと
もに示されている。図３の（ａ）の例の場合、交流電圧
が加熱素子１２に供給され、図３の（ｂ）の場合、加熱
素子１２に直流電圧が供給される。同様に、同一の参照
符号が電力供給ユニット３２Ａおよび３２Ｂと共通の要
素を特定するために用いられる。電力供給ユニット３２
Ａおよび３２Ｂは、それぞれ直流電圧入力回路３４と、
入力ポート３８および出力ポート４０、４２を有する直
流―交流インバータ３６と、光源１００の能動的動作モ
ードと受動的動作モードとのあいだで切り換えるスイッ
チ４４と、マルチプレクサスイッチ４６と、ポテンショ
メータ４８とを備えている。インバータ３６の出力部４
０は透明電極２０のワイヤコンタクト２２に接続され、
出力部４２は、中央電極１４、またはポテンショメータ
４８を介してワイヤ加熱素子１２と、接続可能である。
これは、スイッチ４４によって設定されたマルチプレク
サスイッチ４６の位置に依存する。
【００２６】電力供給ユニット３２Ａ（図３の（ａ）参
照）は、つぎのように動作する。直流電圧がインバータ
３６の入力回路に供給される。もしマルチプレクサスイ
ッチ４６がインバータ３６の出力部４２を中央電極１４
と接触させると、電界発光光源１００が発光する。一
方、加熱素子１２には電流が流れないので、加熱効果を
奏さない。もしマルチプレクサスイッチ４６がインバー
タ３６の出力部４２と加熱素子１２とを接触させると、
交流電流が加熱素子１２を流れる。所望の温度への昇温
を実現するために要求される電流の大きさはポテンショ
メータ４８によって設定される。この場合、中央電極１
４はインバータ３６の出力部４２との接続が絶たれ、電
界発光光源１００は発光しない。
【００２７】光源の動作モードを切り換えるスイッチ４
４は、手動または自動操作タイプのいずれでもよい。も
し自動スイッチ４４が用いられると、与えられた時間に
したがって切り換えを実現するようにタイマーを含んで
もよい。または、光感知素子を備え、該光感知素子は明
るい照明のもとではルミネセンスを起こさず、加熱を起
こし、弱い照明では逆である。すなわち、ルミネセンス
をオンに切り換え、加熱をオフに切り換える。
【００２８】電力供給ユニット３２Ｂ（図３の（ｂ）参
照）は、つぎのように動作する。直流電圧がマルチプレ
クサスイッチ４６に供給されると、スイッチ４４の位置
に依存して、当該マルチプレクサスイッチは、インバー
タ３６の入力回路３８、またはポテンショメータ４８を
介して加熱素子１２のいずれかに、電圧を供給する。も
し、直流電圧が入力回路３８に供給されると、加熱素子
１２がオフになり（すなわち、加熱が起こらない）、交
流電圧が、インバータ３６の出力ポート４０および４２
から中央電極１４および透明電極２０のコンタクト２２
に供給される。よって、電界発光光源１００が発光す
る。もし直流電圧が加熱素子１２に供給されると、ポテ
ンショメータ４８によって設定されている大きさの直流
電流がそのあいだを流れ、電界発光光源１００が加熱さ
れる。これは、インバータ３６の入力回路３８が接続を
絶たれるとき（すなわち、交流電圧が供給インバータ３
６の出力ポート４０および４２から中央電極１４および
透明電極２０のコンタクト２２に供給されず、光源１０
０が受動動作モードにあるとき）、行われる。
【００２９】図４は本発明のさらに他の実施の形態にか
かわる同軸状の電界発光光源の断面説明図であり、該同
軸状の電界発光光源は全体を参照符号２００で示されて
いる。ここでは、透明電極２０に対するワイヤコンタク
ト２２は加熱素子として機能する。中央ワイヤ電極１４
は、順次、誘電体層１６、電界発光層１８および透明電
極２０によって覆われている。ワイヤコンタクト２２
は、透明電極２０に近接し、熱伝導層２８内に収容され
ている。透明でフレキシブルなポリマー層２４が透明電
極２０およびワイヤコンタクト２２の上に設けられる。
中央ワイヤ電極１４およびワイヤコンタクト２２は、電
界発光光源２００の一端においてスイッチ５０に接続さ
れ、電界発光光源２００の他端において電力供給ユニッ
ト５２に接続されている。
【００３０】スイッチ５０がロックされると、ワイヤ電
極１４とワイヤコンタクト２２とは電気的に接続され、
互いに電気回路を構成して、該電気回路を流れる電流が
ワイヤコンタクト２２を加熱するように、直流または交
流電圧が電力供給ユニット５２から該電気回路に供給さ
れる。後者は、そのような動作モードで加熱素子の役割
を果たす。この段階では、電界発光光源２００は発光し
ない。すなわち、受動的モードにある。
【００３１】スイッチ５０がロックされていない場合、
ワイヤ電極１４と透明電極２０に対するワイヤコンタク
ト２２は電気的に接続が絶たれており、ワイヤ電極１４
と透明電極２０に対するワイヤコンタクト２２は、それ
によって電界発光コンデンサの電極板(plate)になる。
この場合、対応する交流電圧が電力供給ユニット５２か
らワイヤ電極１４と透明電極２０のワイヤコンタクト２
２に供給され、電界発光光源２００は、それによって能
動的動作モードにシフトされ、発光する。
【００３２】つぎに、図５の（ａ）および（ｂ）につい
て述べる。図５の（ａ）および（ｂ）は、電力供給ユニ
ット５２Ａおよび５２Ｂの２つの例を示している。該電
力供給ユニット５２Ａおよび５２Ｂは、図４に示された
電界発光光源２００に接続されている。図５の（ａ）の
場合、中央電極１４と透明電極２０のワイヤコンタクト
２２とを備えた閉回路を交流電流が流れる。ユニット５
２Ａおよび５２Ｂと、図３の（ａ）および（ｂ）に示さ
れたユニット３２Ａおよび３２Ｂとに共通の要素は、同
一の参照符号によって特定される。よって、電力供給ユ
ニット５２Ａおよび５２Ｂは、それぞれ、直流電圧入力
ポート３４と、入力ポート３８および出力ポート４０、
４２を有する直流−交流インバータ３６と、光感知スイ
ッチを備えた２つのスイッチ４４、マルチプレクサスイ
ッチ４６およびポテンショメータ４８とを備えている。
【００３３】電力供給ユニット５２Ａ（図５の（ａ）参
照）は、つぎのように動作する。約６Ｖの直流電圧がイ
ンバータ３６の入力回路に供給される。４００Ｈｚの周
波数で１２０Ｖの交流電圧がインバータ３６の出力部４
２において発生する。透明電極２０に対するコンタクト
２２はインバータ３６の出力部４０に接続される。中央
ワイヤ電極１４はマルチプレクサスイッチ４６の位置に
応じて、ポテンショメータ４８を介して直流電圧入力部
３４に接続されるか、インバータ３６の出力部４２に接
続され得る。マルチプレクサスイッチ４６の位置および
スイッチ５０の位置は、光感知スイッチ４４によって設
定される。
【００３４】明るい日中または人工照明のもとで、２つ
の光感知スイッチ４４のうちの１つがスイッチ５０をロ
ックする。２つの光感知スイッチ４４の他の１つはマル
チプレクサスイッチ４６を、直流電圧入力部３４と中央
ワイヤ電極１４とを接続する位置にシフトする。よっ
て、直流電流が該電流の所望の大きさに設定するポテン
ショメータ４８、中央ワイヤ電極１４、閉じたスイッチ
５０および透明電極２０に対するコンタクト２２を作動
する回路を介して流れる。電界発光光源２００は、それ
によって加熱され、受動的動作モードになる。すなわ
ち、発光しない。
【００３５】弱い照明または暗い中で、光感知スイッチ
４４は、マルチプレクサスイッチ４６と、中央ワイヤ電
極１４およびインバータ３６の出力部４２とが接続し、
他の光感知スイッチとスイッチ５０との接続を絶つ位置
にマルチプレクサスイッチ４６をシフトすることによっ
て直流回路を遮断する。その結果、中央ワイヤ電極１４
と透明電極２０とが、同軸状の電界発光コンデンサの電
極板になり、電界発光光源が発光する。
【００３６】図５の（ｂ）に示された電力供給ユニット
５２Ｂは、つぎのように動作する。６Ｖの直流電圧がイ
ンバータ３６の入力部に供給される。４００Ｈｚの周波
数で１２０Ｖの交流電圧がインバータ３６の出力部４２
に発生する。中央ワイヤ電極１４は、マルチプレクサス
イッチ４６の位置に依存して、インバータ３６の出力部
４２に直接接続されるか、またはポテンショメータ４８
を介してインバータ３６の出力部４２に接続される。中
央ワイヤ電極１４がポテンショメータ４８を介してイン
バータ３６の出力部４２に接続されるとき、マルチプレ
クサ４６に類似し光感知スイッチ４４によって動作され
るスイッチ５０はロックされる。よって交流電流が、コ
ンタクト２２、スイッチ５０、中央ワイヤ電極１４、ポ
テンショメータ４８およびマルチプレクサスイッチ４６
によって形成される閉じた電気回路を介して流れる。こ
の交流電流は、受動的動作モードにある電界発光光源２
００を加熱する。マルチプレクサスイッチ４６が中央ワ
イヤ電極１４をインバータ３６の出力部４２と直接接続
させるとき、スイッチ５０は接続が絶たれる。このばあ
い、中央ワイヤ電極１４および透明電極２０は同軸状の
電界発光コンデンサの電極板となり、電界発光光源は発
光する。
【００３７】図６は、全体を参照符号３００によって示
された平坦な電界発光ランプの断面図であり、この電界
発光ランプには平坦な加熱素子３１２が設けられてい
る。ポリマーフィルムは、ＩＴＯ(indium-tin oxide)で
スパッタリングがなされたクリアフィルム(clear film)
の形をとった透明電極２０と共に電界発光層１８によっ
て覆われ、そのＩＴＯ側においては誘電体層１６によっ
て覆われている。後部不透明電極３１３が誘電体層１６
に形成されている。誘電体層６０は、後部電極３１３お
よび加熱素子３１２を分離している。その外側で、電界
発光ランプ３００全体がポリマー６２のフレキシブルな
透明シートによってシールされている。接続ストラップ
３０は加熱素子３１２と後部電極３１３とを電界発光ラ
ンプの一方の側で電気的に接続している。電界発光ラン
プ３００の他方の側では、透明電極２０の層に対するコ
ンタクト２２と、後部電極３１３に対するコンタクト６
４と、加熱素子３１２に対するコンタクト６６とがラン
プ３００の外側に取り出され、電源３２に接続されてい
る。
【００３８】本実施の形態において、透明電極２０は、
面抵抗率（正方形の対辺間抵抗）が２００ΩのＩＴＯの
層であり、ポリエチレンテレフタレート上に成膜され、
厚さは５０μｍである。厚さが１５〜２０μｍの誘電体
層１６はポリマーバインダーによるＢａＴｉＯ3の粉体
にもとづいている。後部電極３１３は銀を充填したイン
クから製造され、厚さ１０μｍの層としての誘電体層１
６の表面上に成膜される。誘電体層６０は、厚さ５０μ
ｍポリエチレンテレフタレート膜の層である。５０μｍ
の厚さを有するグラファイトを充填したインク層がポリ
エチレンテフタレート膜６０の外側に、５ｍｍのバンド
幅で、隣り合うバンド間に１ｍｍの空間をもって蛇行す
るように成膜される。このグラファイトを充填したイン
ク層は、加熱素子３１２として機能する。フレキシブル
な透明ポリマー層６２は、厚さ１００μｍのクロロトリ
フルオロエチレン（ＣＴＦＥ）の耐湿性積層フィルムか
ら製造される。導電層に対するコンタクトは、青銅製の
メッシュ状ストリップから製造される。ポリマー層を組
み立てるための主な技術は積層である。接続ストラップ
３０は、層３１３および３１２に対するコンタクトのハ
ンダ付けによる接続を形成する。
【００３９】叙上のデバイス３００はつぎのように動作
する。加熱素子３１２の電気回路の接続が絶たれると、
電力供給ユニット３２は、透明電極２０と後部電極３１
３とのあいだに５０Ｈｚ以上の周波数で４０Ｖを超える
交流電圧が供給され、電界発光ランプ３００は発光す
る。加熱素子３１２の電気回路が閉じられると、直流ま
たは交流電圧が電力供給ユニット３２３から供給され、
これによって約１００ｍＡの電流が供給される。この電
流は、コンタクト６４、後部電極３１３、接続ストラッ
プ３０、加熱素子３１２およびコンタクト６６からなる
回路を流れる。そのような動作モードにおいて、加熱素
子３１２が電界発光ランプ３００を加熱し、ランプ３０
０は発光しない。
【００４０】図７は電界発光ランプ４００を示してお
り、当該電界発光ランプ４００の構成は図６の例のもの
と一般的に類似しているが、加熱素子４１２が透明電極
２０の上に設けられ、ＴｉＮ酸化物から製造される。
【００４１】図８は平坦な電界発光光源５００の断面図
を示しており、透明電極２０は加熱素子の役割を果た
す。スパッタリングにより成膜されＩＴＯのクリアフィ
ルムをもつポリマーフィルム、すなわち透明電極２０
は、ＩＴＯ側で電界発光層１８によって被覆され、誘電
体層１６によって覆われている。該誘電体層１６の上に
は後部不透明電極５１３が形成されている。透明電極２
０には、該透明電極２０の２つの対辺に沿って延びる２
つのコンタクト５２２が設けられている。その外側で
は、電界発光ランプ３００全体が、フレキシブルな、ポ
リマー６２の透明電極によってシールされている。透明
電極２０に対する両方のコンタクト５２２と、後部電極
５１３に対するコンタクト６４は、図５の（ａ）に示さ
れるように構成された電力供給ユニット５２Ａに接続さ
れている。光源５００は、マルチプレクサスイッチ４６
の２つの可能な位置のうちの１つで、５０Ｈｚを超える
周波数で４０Ｖ以上の交流電圧が、透明電極２０の電気
的に接続されたコンタクト５２２と後部電極５１３のコ
ンタクト６４とのあいだに供給され、電界発光ランプ５
００が発光する。マルチプレクサスイッチ４６の他の位
置において、コンタクト６４がインバータ３６との接続
が絶たれ、透明電極２０に対するコンタクト５２２との
接続が絶たれ、直流電流入力部３４と、ポテンショメー
タ４８と、コンタクト５２２の１つと、透明電極２０
と、他の接地されたコンタクト２２とを含む電気回路を
直流電流が流れる。５×５ｃｍ2の大きさをもつ電界発
光光源５００のための電流は約１００ｍＡである。この
例の場合、透明電極２０は加熱素子として機能する。し
かし、該加熱素子は後部電極によって構成されてもよ
い。
【００４２】したがって、本発明は、高湿度の条件下で
動作する実質的にフレキシブルな電界発光光源の寿命を
延ばすための単純な解決を与えるものである。これは、
光源に加熱素子を設けることによって達成されるが、叙
上のように、種々の方法によってなされる。加熱素子
は、たとえば、ワイヤ状の素子など、光源内に収容され
た別の素子であってよい。かかるワイヤ加熱素子は、光
源の中央電極を介するか、または光源の他の透明電極に
対するワイヤコンタクトを介して電力供給ユニットに接
続される。平坦な加熱素子が設けられてもよいが、この
場合、加熱素子は光源の不透明電極の下に収容されてよ
い。あるいは、加熱素子は透明でもよく、透明電極の上
に設けられてもよい。透明電極に対するワイヤコンタク
トまたは透明電極自体は、加熱素子として機能する。
【００４３】当業者であれば、添付の特許請求の範囲に
定義された本発明の範囲から逸脱することなく叙上のよ
うに例示した本発明の好ましい実施の形態に種々の修正
および変更が加えられ得ることは容易に認識するであろ
う。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、電気的加熱素子によっ
て形成され、高湿の条件下で動作する寿命の長い電界発
光光源が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】中央電極を介して電源に接続されたワイヤ状の
加熱要素を有する同軸状でフレキシブルな電界発光光源
を示す概略説明図である。
【図２】透明電極のワイヤコンタクトを介して電源に接
続されたワイヤ状の加熱素子を有する同軸状でフレキシ
ブルな電界発光光源を示す概略説明図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ加熱素子の直
流および交流電源を用いて図２の電界発光光源を動作す
るための制御回路の一例を示す説明図である。
【図４】加熱素子としての透明電極のワイヤコンタクト
を用いる同軸状でフレキシブルな電界発光光源を示す概
略説明図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ加熱素子の直
流および交流電源をもつ透明電極へのワイヤコンタクト
の形をとった加熱素子を用いて図４の電界発光光源を動
作するための制御回路の一例を示す説明図である。
【図６】不透明電極の下に収容された平坦な加熱素子を
有する平坦で、フレキシブルな電界発光光源である。
【図７】透明電極上に収容された平坦な加熱素子を有す
る平坦で、フレキシブルな電界発光光源である。
【図８】加熱素子としての透明電極を用いた平坦で、フ
レキシブルな電界発光光源である。
【符号の説明】
１０ 光源 １２ 加熱素子 １４ 電極組立構造体 １６ 誘電体層 １８ 電界発光層 ２０ 透明電極 ２２ ワイヤコンタクト ２４、２６ フレキシブルな絶縁層 ２８ 熱伝導層 ３０ 接続ストラップ １００ 光源 ３２Ａ 電力供給ユニット ３２Ｂ 電力供給ユニット ２００ 光源 ５２Ａ 電力供給ユニット ５２Ｂ 電力供給ユニット ３００ 光源 ３１２ 加熱素子 ３１３ 後部電極 ６０ 誘電体層 ６４ コンタクト ６６ コンタクト ４００ 電界発光ランプ ５００ 電界発光光源 ５１３ 後部電極 ５２２ コンタクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オレグ ベレジン イスラエル国、98500 マアレ アデュミ ム、ハアラバ ストリート 66 (72)発明者 ジョセフ ドゥビール イスラエル国、90805 メバッセレット ジオン、ハクラミム ストリート 45 (72)発明者 ボリス ゴレリク イスラエル国、99000 ベイト シェメシ ュ、バー イラン ストリート 69／５ (72)発明者 アレックス カチャノフスキー イスラエル国、98500 マアレ アデュミ ム、メッツァディム ストリート 67ビー (72)発明者 モシェ フォスコボイニック イスラエル国、98500 マアレ アデュミ ム、ハグベイ ハセラ ストリート ２ ／４ (72)発明者 マイクル ザイドマン イスラエル国、93748 エルサレム、メボ ハザリー ストリート ７／16 Ｆターム(参考） 3K007 AB13 BA07 CB01 DA05 GA00

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ｉ）電極構造体、（ii）誘電体層およ
    び電界発光層、（iii）絶縁性を有する透明な材料から
    形成された少なくとも１つの外側の、実質的にフレキシ
    ブルな層、（iv）加熱素子、および（ｖ）前記電極構造
    体および前記加熱素子に接続されて、電界発光層の動作
    状態に応じてそれらのために電極構造体の近傍を加熱
    し、これによって光源の近傍および光源内部の所望の温
    度条件を維持する電力供給ユニットを備えた実質的にフ
    レキシブルな電界発光光源。
  2. 【請求項２】 前記電極組立構造体が、前記誘電体層と
    電界発光層とによって互いに離間された少なくとも２つ
    の電極を備えてなる請求項１記載の光源。
  3. 【請求項３】 前記少なくとも２つの電極のうちの１つ
    が可視光線スペクトルに対して透明である請求項２記載
    の光源。
  4. 【請求項４】 前記電力供給ユニットが電極組立構造体
    に交流電圧を供給するときに、光源の能動的動作モード
    が与えられる請求項１記載の光源。
  5. 【請求項５】 前記光源の受動的動作モードにあると
    き、前記電力供給ユニットが前記加熱素子に交流電圧を
    供給する請求項１記載の光源。
  6. 【請求項６】 前記光源の受動的動作モードにあると
    き、前記電力供給ユニットが前記加熱素子に直流電圧を
    供給する請求項１記載の光源。
  7. 【請求項７】 前記光源の能動的モードまたは受動的モ
    ードにあるとき、前記電力供給ユニットが前記加熱素子
    に直流電圧を供給する請求項１記載の光源。
  8. 【請求項８】 前記光源の能動的モードおよび受動的モ
    ードにあるとき、前記電力供給ユニットが前記加熱素子
    に交流電圧を供給する請求項１記載の光源。
  9. 【請求項９】 前記加熱素子が、前記電極構造体の少な
    くとも１つの電極によって形成されてなる請求項１記載
    の光源。
  10. 【請求項１０】 前記少なくとも１つの電極が、周期的
    に加熱素子として機能する請求項９記載の光源。
  11. 【請求項１１】 前記加熱素子が熱伝導層内に収容され
    てなる請求項１記載の光源。
  12. 【請求項１２】 前記熱伝導層が実質的に液体材料から
    なる請求項１１記載の光源。
  13. 【請求項１３】 前記熱伝導層が実質的に固体材料から
    なる請求項１１記載の光源。
  14. 【請求項１４】 前記電極組立構造体が、前記誘電体お
    よび電界発光層によって覆われた第１のワイヤ電極と、
    該第１の電極を覆っている層の上に設けられた第２の電
    極とを備えており、該第１の電極が光源の軸に沿って光
    源の内側に収容され、前記第２の透明電極が、電圧を供
    給するために設けられたワイヤコンタクトと共に形成さ
    れ、前記第２の電極上に少なくとも２つのフレキシブル
    な誘電体層が、ワイヤコンタクトと共に形成され、前記
    加熱素子が、前記フレキシブルな誘電体層のあいだに設
    けられた少なくとも１つのワイヤによって形成され、前
    記第１の電極、ワイヤコンタクトおよびワイヤ加熱素子
    が前記電力供給ユニットに接続されてなる請求項１記載
    の光源。
  15. 【請求項１５】 前記少なくとも２つのフレキシブルな
    誘電体層がポリマー材料から製造されてなる請求項１４
    記載の光源。
  16. 【請求項１６】 前記ワイヤ加熱素子の一端が電力供給
    ユニットに直接接続され、前記ワイヤ加熱素子の他端が
    前記第１の電極を介して電力供給ユニットに接続されて
    なる請求項１４記載の光源。
  17. 【請求項１７】 前記ワイヤ加熱素子の一端が電力供給
    ユニットに直接接続され、前記ワイヤ加熱素子の他端が
    前記第１の電極を介して電力供給ユニットに接続されて
    なる請求項１４記載の光源。
  18. 【請求項１８】 前記ワイヤ加熱素子の一端が電力供給
    ユニットに直接接続され、前記ワイヤ加熱素子の他端が
    さらなる導電体を介して電力供給ユニットに接続されて
    なる請求項１４記載の光源。
  19. 【請求項１９】 前記加熱素子のうちの少なくとも１つ
    のワイヤが前記第１の電極に平行に延びてなる請求項１
    ４記載の光源。
  20. 【請求項２０】 前記加熱素子の少なくとも１つのワイ
    ヤが円筒状かつ螺旋状に収容されてなる請求項１４記載
    の光源。
  21. 【請求項２１】 前記電極組立構造体が、前記誘電体層
    および電界発光層に覆われた第１のワイヤ電極と、該第
    １の電極を覆っている層の上に設けられた透明な導電体
    の形体をとった第２の電極とを備えており、前記第１の
    電極が、光源の軸に沿って光源内の中央に収容され、前
    記第２の透明電極が、前記加熱素子に電圧を供給するた
    めに加熱素子上に設けられたワイヤコンタクトと共に形
    成され、前記第２の電極上にフレキシブルな層がワイヤ
    コンタクトと共に成膜され、前記加熱素子が前記第２の
    電極のワイヤコンタクトであり、前記ワイヤコンタクト
    および第１の電極が電力供給ユニットに接続されてなる
    請求項１記載の光源。
  22. 【請求項２２】 前記フレキシブルな誘電体層がポリマ
    ー材料からなる請求項２１記載の光源。
  23. 【請求項２３】 前記第２の電極の一端が電力供給ユニ
    ットに直接接続され、前記第２の電極の他端が電子スイ
    ッチおよび前記第１の電極を介して電力供給ユニットに
    接続されてなる請求項２１記載の光源。
  24. 【請求項２４】 前記電力供給ユニットが、前記光源の
    能動的動作モードと受動的動作モードとのあいだを切り
    換えるスイッチを備えてなる請求項１記載の光源。
  25. 【請求項２５】 前記光源の能動的動作モードと受動的
    動作モードとのあいだを切り換えるスイッチが光感知す
    るものであり、弱い外部照明でその能動的動作モードに
    切り換え、強い外部照明でその受動的動作モードに切り
    換える請求項２４記載の光源。
  26. 【請求項２６】 複数の層が、実質的にフレキシブルな
    透明層上に成膜された電極の１つをもつ実質的にフレキ
    シブルな透明なポリマー層と、電界発光層と、誘電体層
    と、他の電極と、さらなる実質的にフレキシブルなポリ
    マー誘電体層とを含み、該電極の１つが透明である順次
    収容された複数の層の実質的にフレキシブルな平坦な構
    造体であって、該構造体前体が水密性のフレキシブルな
    ポリマー層によって両面が保護され、該水密性のポリマ
    ー層の少なくとも１つが透明であり、前記加熱素子が電
    極または周囲と接触せず、該電極および加熱素子が電力
    供給ユニットと接続されてなる請求項１記載の光源。
  27. 【請求項２７】 前記加熱素子が透明な導電体から形成
    されてなる請求項２４記載の光源。
  28. 【請求項２８】 複数の層が、実質的にフレキシブルな
    透明層上に成膜された電極の１つをもち、ポリマー層の
    両側に位置づけられた２つのコンタクトが設けられた実
    質的にフレキシブルな透明なポリマー層と、電界発光層
    と、誘電体層と、他の電極と、さらなる実質的にフレキ
    シブルなポリマー誘電体層とを含み、該電極の１つが透
    明である順次収容された複数の層の実質的にフレキシブ
    ルな平坦な構造体であって、当該光源が、電力供給ユニ
    ットが電極に交流電圧を供給するときに能動的動作モー
    ドにあり、当該光源の受動的動作モードにあるときに、
    電力供給ンユニットが、電極の１つの出力部を介して電
    圧を供給し、前記加熱素子が電極の１つの形体をとって
    なる請求項１記載の光源。
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