一種場致發光裝置及其製造方法
2023-10-18 19:23:09 1
專利名稱：一種場致發光裝置及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種場致發光裝置及其製造方法。
背景技術：
已知的場致發光(後面英文簡寫為EL)材料是一種發光材料。現在已經開發出各種類型的場致發光片並投入實際使用。場致發光片通常通過順序層壓第一電極、發光層、絕緣層即反光層、第二電極、和保護層(頂部塗層)來形成。一般通過在第一電極和第二電極之間施加交變電壓(交流電壓)，可使發光層中的螢光材料發光。
已知另一種類型的場致發光片，可參考如專利文獻1的日本公開特許公報No.Hei 8-153582來了解其獨特的操作和功能。該場致發光片通過順序層壓電極部分、絕緣層和發光層來形成。電極部分包括多個電極對，各電極對有第一電極和第二電極，這些電極形成梳狀。然後，任意形狀的導電材料可以膜形式在發光層上形成。對膜進行乾燥形成顯示電極。因此，發光層形成顯示電極的部分成為發光膜。在場致發光片中，可以形成具有對應於使用者感興趣的形狀的顯示電極，從而得到所希望的發光形狀。
然而，專利文獻1所介紹的場致發光片存在增加亮度的問題，為了增加亮度，要求增加使用直流電源進行驅動的裝置中將直流變成交流的轉換器或變換器的容量。
發明內容
考慮到上述情況，開發出本發明。
本發明的一個目的是提供一種場致發光裝置，其可通過場致發光片的結構來增加亮度。
根據本發明的第一方面，場致發光裝置包括含有場致發光件的場致發光層；電極部分，具有設置在所述場致發光層一個表面側的第一電極和第二電極，並具有預定的圖案，其中所述第一電極和第二電極通過間隔區互相電隔離；頂部塗層，設置在所述場致發光層的另一個表面側，導電材料連接到所述頂部塗層的前表面，通過施加在所述第一電極和第二電極之間的交流電流源電壓，所述場致發光層中產生交流電場，所述頂部塗層包括含有電介質的化合物添加劑；和防水層，設置在所述電極部分和所述場致發光層之間。
根據所述場致發光裝置，由於頂部塗層包括含有電介質的化合物添加劑，當交變電壓(交流電壓)施加到第一和第二電極之間時，頂部塗層中可容易地形成電場。因此，可增加場致發光裝置的亮度。
在場致發光裝置中，場致發光層最好包括含有電介質的化合物添加劑。
根據所述場致發光裝置，由於頂部塗層和場致發光層包括含有電介質的化合物添加劑，當交變電壓(交流電壓)施加到第一和第二電極之間時，頂部塗層和場致發光層中很容易形成電場。因此，可增加場致發光裝置的亮度。
在場致發光裝置中，場致發光層最好通過絲網印刷用含有場致發光件和碳氟樹脂的油墨形成。
在場致發光裝置中，場致發光層最好設置在電極部分和場致發光層之間。
根據場致發光裝置，由於反光層設置在電極部分和場致發光層之間，從場致發光層發出的光不散開，有效地集中在表面(可見側)。
在場致發光裝置中，反光層最好通過絲網印刷用含有鈦酸鋇和碳氟樹脂的油墨形成。
場致發光裝置中，包括電介質的化合物添加劑最好是矽基化合物。
例如，最好將矽基偶合劑(矽烷偶合劑)用作矽基化合物。
根據使用矽基偶合劑的場致發光片，其介電常數得到提高，同時由於矽的聚合物膜形成，提高了與其他樹脂膜的粘度。
在場致發光裝置中，最好添加0.05-5.0％溶液重量的矽基偶合劑。溶液是通過溶劑稀釋形成層的材料製成。
在本說明書中，各合成物的成分的比例用質量百分比表示。
根據所述場致發光裝置，與未添加含有電介質如矽基偶合劑的化合物添加劑的場致發光裝置比較，其亮度增加。
場致發光裝置中，防水層最好通過絲網印刷用聚酯基油墨形成。
根據所述場致發光裝置，由於聚酯基油墨用於形成防水層，與使用其他油墨形成的防水層相比，各層之間的粘度增加。
頂部塗層最好通過絲網印刷使用含尿烷基油墨和固化劑的油墨來形成。
尿烷基油墨和固化劑的混合比例最好是7∶8。
尿烷基油墨和固化劑的混合比例最好是4∶3。
根據本發明的第二方面，提出一種製造場致發光裝置的方法，該場致發光裝置包括含有場致發光件的場致發光層；電極部分，具有設置在所述場致發光層一個表面側的第一電極和第二電極，並具有預定的圖案，其中所述第一電極和第二電極通過間隔區互相電隔離；頂部塗層，設置在所述場致發光層的另一個表面側，導電材料連接到所述頂部塗層的前表面，通過施加在所述第一電極和第二電極之間的交流電流源電壓，在所述場致發光層中產生交流電場；和防水層，設置在所述電極部分和所述場致發光層之間。所述方法包括步驟添加含有電介質的化合物添加劑到所述頂部塗層；和通過絲網印刷使用聚酯基油墨形成所述防水層。
根據所述製造場致發光裝置的方法，由於添加含有電介質的化合物添加劑到頂部塗層，當交變電壓(交流電壓)施加到第一和第二電極之間時，很容易在頂部塗層形成電場。因此，可以增加場致發光裝置的亮度。
此外，根據製造場致發光裝置的方法，由於聚酯基油墨用於防水層，與使用其他油墨所形成的防水層相比，各層之間的粘度得到提高。
製造場致發光裝置的方法最好還包括步驟添加含有電介質的化合物添加劑到場致發光層。
製造場致發光裝置的方法最好還包括步驟通過絲網印刷使用含有場致發光件和碳氟樹脂的油墨形成場致發光層。
製造場致發光裝置的方法最好還包括步驟通過絲網印刷使用含有鈦酸鋇和碳氟樹脂的油墨形成反光層，並將反光層設置在所述場致發光層之下。
製造場致發光裝置的方法最好還包括步驟通過絲網印刷使用含有尿烷基油墨和固化劑的油墨形成頂部塗層。
製造場致發光裝置的方法最好還包括步驟添加硬化加速劑以形成所述頂部塗層。
根據製造場致發光裝置的方法，亮度可得到很大的提高。
從下面給出的詳細介紹並通過參考附圖對本發明將有更全面的了解，附圖和介紹通過示例說明的方式給出，因此不能用於定義本發明的限度，其中圖1是場致發光片的主要部分的部分放大剖視圖；和圖2A和2B是顯示部分電極層的示意性平面圖；圖3是繪製板的外觀圖；圖4A和4B是顯示設置在繪製板中的場致發光片的電極圖案的外部形狀的平面圖；
圖5是繪製板的功能方框圖；圖6是顯示根據場致發光片的變化7的電極圖案的外部形狀的平面圖；圖7A，7B和7C示意性地顯示了根據場致發光片的變化8的電極部分(電極層)；圖8A和8B是根據場致發光裝置的變化1的廣告牌的平面圖；圖9是根據場致發光裝置的變化1的廣告牌的控制方框圖。
具體實施例方式
下面，本發明的優選實施例將通過附圖進行詳細介紹。
1.整體結構圖1是本發明的場致發光片10的主要部分的放大剖視圖。在圖1中，場致發光片10是通過順序層壓基層11，電極層(電極部分)12，防水層13，反光層16，場致發光層14，和頂部塗層15而成。防水層13，反光層16，場致發光層14和頂部塗層15通過絲網印刷或類似工藝形成。
2.詳細結構(1)基層11基層11由絕緣材料製成，比如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或類似材料。基層11可形成基底薄膜(基片)。在這種情況下，基底薄膜用透明的或不透明樹脂製成。對於這種情況下的樹脂，可採用聚對苯二甲酸乙二醇酯。基層11可用玻璃製成。
(2)電極層12電極層12具有預先確定的電極圖案，可通過沉積金屬，如銅，鋁或類似的材料到基層11，此後通過對沉積金屬層進行蝕刻或類似工藝形成。或者，電極層12通過絲網印刷工藝以預定的圖案沉積，含有銀粉末的糊狀銀膏，含有銅粉末的糊狀銅膏，其他的導電糊如碳，或類似物體到基層11，然後對糊狀體進行加熱乾燥形成。
圖2A和2B是顯示電極層12一部分的示意性平面圖。圖1的電極層12顯示出沿圖2A和2B中剖面A-A`的電極層12的截面。如圖2A所示，第一電極12a，12a和第二電極12b，12b具有多個梳狀形狀，並且互相接合，通過設置各齒之間的間隔區各齒之間具有預定的間隙，使各齒互不接觸。由於各第一電極12a，12a...互相電連接，各電極具有相同的電位。由於各第二電極12b，12b...也類似地互相電連接，各電極具有相同的電位。
形成第一電極12a和第二電極12b最好使得其間的間隔區在發光區的各單位面積上基本相同。
當場致發光片10用於繪製發光圖案時，比如文字或圖畫和類似圖案，最好如圖2B3所示，使場致發光片10的梳狀圖案部分的延伸方向相對場致發光片10的寬度方向傾斜。即，文字或圖畫及類似圖案中可經常用到垂直和水平線。因此，如果梳狀圖案部分的延伸方向沿場致發光片的寬度方向或縱向延伸，交流電場形成的可能性就降低。在這種情況下，最好使梳狀圖案部分的延伸方向相對寬度方向的傾斜角度在45±22.5度的範圍。
使場致發光片10的梳狀圖案部分的延伸方向相對寬度方向傾斜的原因是，當形成文字或圖畫及類似圖案的導電材料設置在發光層的表面時，可增加交流電場形成的可能性和減少光發射的斑點。
即，垂直線和水平線可經常用於文字或圖畫及類似圖案。場致發光裝置具有增加的交流電場形成可能性和減少的光發射斑點是通過使場致發光片的梳狀圖案部分的延伸方向相對場致發光片10的寬度方向部分傾斜得到的。具體地，當梳狀圖案部分的延伸方向相對寬度方向的傾斜角度在45±22.5度的範圍時，交流電場形成的可能性有相當大的增加。
相鄰的第一電極12a和第二電極12b之間的間隙可以是，例如，大約0.1到2.0毫米，第一電極12a和第二電極12b的寬度可以是，例如，大約0.1到5.0毫米，這樣只是足以發光。然而，在設置細線發光圖案的情況下，其中細線近似平行於梳狀圖案電極的延伸方向；或在點狀發光圖案的情況下，相鄰的第一電極12a和第二電極12b之間的間隙最好大約為0.2到0.3毫米，第一電極12a和第二電極12b的寬度最好大約為0.2到0.5毫米。
上面這樣限定間隙或寬度的原因如下。
當第一電極12a和第二電極12b之間的間隙小於0.2毫米時，在未設置導電材料30的區域形成不能忽略的發光(自發發光)的可能性很大。當間隙超過0.3毫米時，尤其是在設置細線圖案的情況下，發光斑點出現。在場致發光片具有140毫米×92毫米的發光區，啟動電壓是250v到270v而電流為100毫安到130毫安時，對兩個間隙分別為0.2毫米和0.15毫米的場致發光片的發光亮度進行了比較。其結果是，間隙為0.2毫米的場致發光片的發光亮度是3±0.5燭光而間隙為0.15毫米的場致發光片的亮度為6±0.5燭光，其近似於0.2毫米間隙的光亮度的兩倍。因此，可以認為，假設普通房間中在定時使用的條件下，作為工業產品的場致發光片在間隙為0.2毫米條件下得到的3±0.5燭光的發光亮度是低限。
另一方面，當第一電極12a和第二電極12b的寬度尺寸小於0.2毫米時，出現發光亮度下降的問題，大規模生產時由於橋接或斷開可使生產率下降。當寬度尺寸大於0.5毫米時，在使用繪製細線的筆來設置點狀發光圖案的情況下，與其他電極形成交流電場的可能性下降，這是因為細線圖案可能小於一個電極的寬度。當寬度尺寸不大於0.5毫米時，與另一個電極形成交流電場的可能性增加，這是因為與點狀發光圖案設置在一個電極的中心的可能性相比，設置的點狀發光圖案離開一個電極的可能性要大很多，因此，可增加交流電場形成的可能性，限制發光斑點的出現。
(3)防水層(內層)13防水層13用於保護電極層12，是用樹脂製成。對於樹脂，可使用下面的樹脂，碳氟樹脂，如4-氟化乙烯樹脂，氟橡膠和類似材料；矽樹脂，如矽橡膠和類似材料；另一種具有高密封性能的樹脂，如環氧樹脂、丙烯酸(類)樹脂、尿烷樹脂、聚脂樹脂、乙烯乙酸乙烯酯共聚物或類似材料。這些樹脂要用某種方法進行固化，比如紫外光固化法，紅外線固化法，雙液固化、熱固化和類似方法。
對給定的實施例；當含有作為樹脂組分的聚脂樹脂的油墨合成物，如聚脂基油墨EX-2211 Clear E01(由MINO集團有限公司生產)用作形成塗層的材料時，油墨合成物用甲酮基溶液稀釋成用於絲網印刷的油墨。通過絲網印刷和乾燥油墨形成防水層。
(4)反光層(介電層)16反光層16設置在防水層13和場致發光層14之間。發光層16粘接到場致發光層14。反光層16最好具有厚度大約10到30微米，耐壓為大約200到300V，介電常數大約為30到100，最好是大約60到100。
反光層16的製成是通過將無機粉末散布到用作粘結劑的樹脂中，如丙烯酸(類)樹脂或類似樹脂，無機粉末可為鐵電粉末，比如鈦酸鋇或羅謝爾鹽。由於無機粉末，如鐵電材料粉末，是顯示白色的顏料，反光層16變成白色，因此，反光層16有效地顯示出反光功能。
對給定的實施例，反光層16包括鈦酸鋇和碳氟樹脂，鈦酸鋇和碳氟樹脂用溶液稀釋成絲網印刷的油墨。反光層16通過絲網印刷和乾燥形成。
(5)場致發光層14場致發光層14是用密封樹脂密封的有機或無機場致發光件製成。場致發光件通過散布到透明的樹脂粘合劑得到固定。對於樹脂粘合劑，可選擇具有高介電常數的樹脂，比如聚脂樹脂或類似樹脂。最好是，形成場致發光層14的材料包括含有電介質的化合物添加劑。
場致發光層14可包括場致發光件和碳氟樹脂。在這種情況下，場致發光件和碳氟樹脂稀釋成為絲網印刷的油墨。此外還添加了含有0.05-5.0％，最好為0.3-0.5％混合溶液重量的矽基化合物的矽基偶合劑A.187(日本Unicar有限公司生產)。場致發光層14通過絲網印刷和乾燥形成。限定上述添加重量的原因如下。當添加數量小於0.05％時，對亮度的增加沒有作用；當添加數量超過5.0％時，亮度減小。
在這種情況下，場致發光層14的厚度最好為大約30到40微米，耐壓為大約50到150伏，介電常數為大約10到30。場致發光片層14的厚度最好是場致發光件的直徑的1.5倍或更多。具有這樣的厚度，場致發光片層14的表面是平滑的，例如，其表面粗糙度是30微米或更低。
當交流電源電壓施加到第一電極12a和第二電極121b之間時，具有上述結構的場致發光層14可發出具有預定光色的光來。
(6)頂部塗層15頂部塗層15緊密固定到場致發光層14以保護場致發光層14。頂部塗層15層疊到場致發光層14還為了改進場致發光層14的光滑度和導電材料30的可清除性。
對於頂部塗層15，可使用下面的樹脂，碳氟樹脂，如4-氟化乙烯樹脂，氟橡膠和類似材料；矽樹脂，如矽橡膠和類似材料；聚脂樹脂，尿烷樹脂和類似材料。形成頂部塗層15的材料最好包括含有電介質的化合物添加劑。
對給定的特定示例，其中含有以比例7∶8混合的作為樹脂組分的尿烷樹脂的油墨化合物，如尿烷基油墨SG464(SEIKO ADVANCE公司生產)和H固化劑(硬塗層劑)(SEIKO ADVANCE公司生產)的溶液稀釋成絲網印刷的油墨。並添加了含有0.05-5.0％，最好為0.3-0.5％，混合溶液重量的矽基化合物的矽基偶合劑，頂部塗層15通過絲網印刷和乾燥形成。限定上述添加重量的原因如下。當添加數量小於0.05％時，對亮度的增加沒有作用；當添加數量超過5.0％時，亮度減小。
由於設置頂部塗層15的主要目的，如上所述，是平滑場致發光層14的表面和改進導電材料從表面清除的能力，頂部塗層15的厚度若可達到這個目標就以足夠。另一方面，頂部塗層15應當儘可能的薄。其原因在於厚度越厚，場致發光片10的發光強度也越低。實際的最佳厚度的有效值大約在1到2微米。有效值意味著設置在場致發光層14最上部的頂部塗層15的厚度尺寸。厚度的有效值為大約1到2微米就足以使塗層厚度值在大約5到8微米。由此，當對規則表面設置塗層時，「塗層值」意味著保護層15的厚度。
頂部塗層15可通過粘接將薄膜狀或片狀件固定到場致發光層14來形成，或通過緊密設置柔性材料件來形成。為形成頂部塗層15，最好添加硬化加速劑。例如可使用SEIKO ADVANCE公司生產的CARE 101作為硬化加速劑。添加的硬化加速劑的重量最好為油墨化合物和硬化劑的重量的2-3％(最好為2％)。選擇硬化加速劑，應當考慮硬化加速劑與頂部塗層15的材應具有高化學親和力，對頂部塗層15下面的場致發光層14沒有副作用，和高硬化能力。
(7)導電材料30對於導電材料30，可使用下面已知的材料。導電材料包括粘附型著色材料如已知的油墨，鉛筆，顏色筆，彩色蠟筆和類似的材料；導電的片狀材料(下面稱作導電片)和類似材料。對於粘附型著色材料如油墨，鉛筆，顏色筆，彩色蠟筆和類似的材料，其可包括有機或無機顏料。
對於油墨，最好具有下面的性質。這些性質是，例如，在塗復狀態具有等於或小於106歐姆/單位的表面電阻值，具有光學透明度，和溶劑包括至少一種導電材料粉末，如氧化銦，氧化錫，銻，氧化鋅和類似材料。此外，對於油墨，可使用導電聚合物，如聚乙二氧噻吩和類似化合物，或導電聚合物與導電材料粉末的混合物。在這種情況下，可使油墨長時間發光，直至通過擦拭或類似行為將油墨去除。此外，導電材料30可以由水或溶劑組成，其都具有高介電常數。在這種情況下，導電材料30可通過用乾燥機烘乾來清除，或通過薄紙，紗布海綿和類似材料來清除。
在使用導電材料片的情況下，可使用預定形狀的導電材料片，或將導電材料片切割成任何使用形狀。
3.操作和功能導電材料30連接到頂部塗層15，並帶有圖案。導電材料30的連接是通過用刷子，鉛筆，顏色筆，彩色蠟筆和類似的材料繪製，或通過噴墨印刷機或絲網印刷進行印刷，或粘接導電材料片，或通過其他方式進行。在這種狀態下，交流電源電壓施加到第一電極12a和第二電極12b之間。導電材料30可在交流電壓已經施加後進行連接。
然後，通過連接導電材料30，交流電場在場致發光層14形成。只有位於連接的導電材料之下的部分可發光。由於場致發光層14具有高介電常數，由第一電極12a，場致發光層14，導電材料30，場致發光層14，第二電極12b和其他部分組成電路，在場致發光層14中形成交流電場。這樣，只有位於連接的導電材料之下的場致發光層1部分可發光。另一方面，未連接導電材料30的場致發光層14的其餘部分的交流電場的強度不足以使場致發光層14發光，因而其餘部分不發光。場致發光層14的厚度和介電常數或類似性質可進行設定，使位於連接的導電材料30下面的場致發光層的部分可選擇性的發光。
當導電材料30是液體時，存在導電材料30通過劃傷，銷孔或類似缺陷滲入場致發光層14到達防水層14的情況。然而，防水層13可防止導電材料30進一步滲透。此外，防水層13還可防止空氣中水氣或潮氣滲透進入。
4.優越的效果根據本發明，交流電場在場致發光層14中位於連接的導電材料30下面的部分形成，並只有局部部分發光。這種情況表明，當導電材料30以與所希望的相同圖案連接到頂部塗層15時，可得到具有希望圖案的發光圖案。從而，提供了使用者可用這種場致發光片製造出希望發光圖案的場致發光片10。
場致發光片10的電極層12，如上所述，通過沉積金屬形成。當打算通過沉積鋁來形成電極層12時，電極層12的厚度為大約300-1000埃(10-10米)，最好是大約400-800埃(10-10米)。由於電極層12非常薄並通過沉積鋁形成，如果使用者用鋒利器具或指甲將場致發光片劃傷，只有電極層12的與鋒利器具或指甲接觸的部分幾乎與短路同步地熔化。整個電極層12短路的最壞情況不會產生，並且使用者不會受到電擊。
場致發光片10的光色改變可通過密封與顏料混合的場致發光件形成場致發光層14，通過在場致發光層14和頂部塗層15之間設置彩色過濾器，和通過使頂部塗層15帶有顏色，或通過混合顏料和導電材料。
場致發光裝置圖3是顯示繪製板50外觀的透視圖，繪製板作為結合了上述場致發光片的場致發光裝置的示例。
1.整體結構在繪製板50中，形狀為板狀並具有預定厚度的主體59支承設置在主體內的場致發光片51。在頂表面設有頂部塗層15的場致發光片51暴露於開口59a。繪製板50設置有加亮筆53，加亮筆設有由可滲透導電材料30的滲透材料製成的筆尖53a，導電材料是包含螢光材料的導電油墨；固定處於豎直位置的加亮筆53的固定器52，具有凹進形狀的淺槽54，可保持加亮筆53以側面位於淺槽54中；帶有具有超級吸水性能的海綿58a的清除件58，用於從場致發光片51的頂表面清除導電材料30；可使清除件58處於取出狀態的淺槽57，轉換光發射模式的轉換開關55，和電源開關56。
2.使用方法使用者從淺槽54拿起筆53，通過將導電材料30施加到繪製板61上，繪製出任意的發光圖案，其中繪製板61就是暴露於開口59a的頂部塗層15的表面部分。在圖3中，字母「ABC」是繪製出的。然後，當接通電源開關56時，導電材料30、電極12a，12b，和其他結構部分形成閉合迴路。結果，場致發光層14發光，發出的光穿過導電材料30進行輻射。即，由於位於筆53繪出部分下面的部分發光，如同字母「A」「B」「C」本身發光。
3.細部結構(1)電極圖案下面將介紹繪製板50中的場致發光片51的電極圖案。圖4A是顯示繪製板50的場致發光片51的電極圖案70形狀的平面圖。電極圖案70是指在基層11上形成的電極層12的形狀。在圖中，電極71a和電極71b構成電極對71，電極71a和71b具有與圖2A中電極12a和12b的梳狀基本上相同的形狀。電極圖案70包括6個電極對71-76，分別具有與電極對71基本相同的結構。電極對71-76是平齊的。圖中各個電極對71-76的電極71b到76b的上端部互相連接形成電極線(接地線)70b，該線連接到地線。另一方面，電極71a到76a互相連接。
然後，當預定電壓(交流電壓)施加到各個電極71a到76a時，各個電極對71-76處於能夠形成閉合電路的狀態。更具體地，如果電壓施加到所有電極71a到76a時，導電材料30塗復在繪製板61上，導電材料30和繪製板61上任何位置的電極對之間通過場致發光層14和其他結構形成閉合電路。但是，如果電壓只施加到電極71a到76a的一部分時，只有對應於施加電壓的電極的部分電極對形成閉合電路(這個狀態稱為閉合電路可能形成狀態，在本說明書中與上述狀態不同的狀態稱為閉合電路不可能形成狀態)。
當場致發光片51用於繪製場致發光圖案，如字母，圖畫或類似圖案時，最好將場致發光片51設置成梳狀圖案部分的延伸方向相對場致發光片51的寬度方向傾斜，如圖4B所示。此外，梳狀圖案部分的延伸方向相對場致發光片51寬度方向的傾斜角度最好在45±22.5度的範圍。在圖4B中，標記71-76表示電極對，標記71a-76a和71b-76b表示電極，如同圖4A。
在設置(放置、粘接、施加或類似方式)由近似平行於梳狀圖案電極延伸方向的細線組成的發光導電圖案的情況下，或在設置點狀導電發光圖案的情況下，相鄰近的第一和第二電極之間的間隙S1最好大約為0.2-03毫米，由於上面介紹的原因，第一和第二電極的寬度S2最好大約為0.2-0.5毫米。
(2)內部電路圖5是繪製板50的功能方框圖。圖中，繪製板50設置了控制單元110，其包括中央處理器(CPU)，隨機存儲器(RAM)，唯讀存儲器(ROM)及類似器件，乾電池組成的電池130，電壓作用單元120。電壓作用單元120包括轉換電路121，可將電池130提供的直流(DC)電壓轉換到交流電壓；和升壓電路(未顯示)。電壓作用單元120根據從控制單元110輸入的控制信號將大約100到300伏的有效交流電壓施加到電極圖案70的接地線70b和各電極對71-76之間。
控制單元110儲存了多種程序，可在每個發光模式下指示施加電壓到電極圖案70的程序進入ROM。控制單元110根據轉換開關55輸入的模式選擇信號讀出相應的程序，然後輸出控制信號到電壓作用單元120。
然後，各種發光模式可通過控制施加到電極對71-76的電壓來實現。在繪製板50中，可通過轉換開關55的變換實施全發光模式(模式I)、全閃光模式(模式2)，順序發光模式(模式III)，和波動發光模式(模式IV)。
(3)發光模式(a)全發光模式全發光模式是一種電壓同時和連續地施加到全部電極對71到76的模式，換句話，該模式中，全部電極對都處於閉合電路可能形成狀態。如果導電材料30塗復在全部繪製板61上，繪製板61的整個表面連續發光。
(b)全閃光模式全閃光模式是一種電壓同時和間歇地施加到全部電極對71-76的模式。換句話，該模式中，全部電極對71到76交替地以預定的時間間隔同時處於閉合電路可能形成狀態或閉合電路不可能形成狀態。如果導電材料30塗復到全部繪製區61上，繪製區61的整個表面間歇發光。
(c)順序發光模式順序發光模式是一種電壓按照安排的順序累積地施加到電極對71到76的模式。換句話，該模式中，處於閉合電路不可能形成狀態的全部電極對71到76以預定的時間間隔順序地進入閉合電路可能形成狀態。如果導電材料30塗復到全部繪製區61上，對應於6個電極中每一個的繪製區部分順序發光(由於有6個電極對)，發光面積並逐漸增加。在所有的電極對已經成為閉合電路可能形成狀態後，在預定時間後停止施加電壓到全部電極對71到76，使全部電極對71到76處於閉合電路不可能形成狀態。由此，電極對71到76回復到初始狀態，重複進行順序發光。
(d)波動發光模式波動發光模式是一種電壓按照安排的順序間歇地施加到電極對71到76的模式。換句話，該模式中，各個電極對71到76以預定的時間間隔在閉合電路不可能形成狀態和閉合電路可能形成狀態之間重複轉換。如果導電材料30塗復到全部繪製區61上，對應於6個電極中每一個的繪製區部分順序發光和不發光，因此發光部分如同波浪般移動。
4.優越的效果如上所述，在繪製板50中，可以容易地通過加亮筆53施加導電材料30而繪出發光圖案。此外，還可以容易地清除塗復的導電材料30。從而，可以容易地實現重複繪製發光圖案。
此外，多個電極對在場致發光片上形成，控制單元110可控制向各個電極對施加的電壓，因此，發光圖案的多種發光模式可進行變化，結合變化導電材料30塗復位置可能實現有趣的光發射。
無需多言，場致發光裝置可以應用於其他的玩具。在這種情況下，玩具並不限於繪製發光圖案的玩具，如場致發光顯示玩具(例如，繪製板50)，玩具也可以將場致發光裝置作為其中一部分。
場致發光片的變化1.場致發光片的變化1儘管在場致發光片10，51中，防水層13設置在電極層12和反光層16之間，在變化1中，防水層13設置在反光層16和場致發光層14之間。其他結構與場致發光片10或51的結構相同。
2.場致發光片的變化2在變化2中，場致發光片的結構是按順序層壓在一起的基層11、第一和第二電極層12a，12b中的一個、防水層13、第一和第二電極層12a，12b中的另一個、反光層16、場致發光層14和頂部塗層15。其他結構與場致發光片10或51的結構相同。不必設置反光層16。
3.場致發光片的變化3在變化3中，場致發光片的結構為按順序層壓在一起的基層11、第一和第二電極層12a，12b中的一個、反光層16、防水層13、第一和第二電極層12a，12b中的另一個、場致發光層14和頂部塗層15。其他結構與場致發光片10或51的結構相同。
4.場致發光片的變化4變化4是根據實施例的場致發光片10，51或變化1-3中一個的進一步改進。在根據變化4的場致發光片的結構中，代替防水層或除了防水層外，場致發光層14和/或反光層16具有防水或類似介質滲透的功能。其他結構與場致發光片10或51的結構相同。
具有防滲透功能的場致發光層14，可由用作螢光顆粒或磷光顆粒的有機或無機場致發光件和透明的樹脂粘結劑組成，樹脂粘結劑可固定彌散狀態的場致發光件。變化4使用具有防水性能或防潮性能的樹脂作為樹脂粘結劑。可使用下列樹脂，例如，碳氟化合物樹脂，如4氟化乙烯樹脂、氟橡膠和類似化合物；矽樹脂，如矽橡膠和類似樹脂；其他的環氧樹脂，丙烯酸樹脂，尿烷樹脂，聚脂樹脂、具有高密封性能的樹脂，如乙烯乙酸乙烯酯共聚物和類似化合物。這些樹脂可通過如紫外線固化法，紅外線固化法，雙液固化法，加熱固化法和類似方法進行固化。
形成場致發光層14的材料最好包括含有電介質的化合物添加劑。
此外，對於構成具有防滲透功能的反光層16的樹脂，可使用下列具有防水性能或防潮性能的樹脂，例如，碳氟化合物樹脂，如4氟化乙烯樹脂、氟橡膠和類似化合物；矽樹脂，如矽橡膠和類似樹脂；其他的環氧樹脂，丙烯酸樹脂，尿烷樹脂，聚脂樹脂、具有高密封性能的樹脂，如乙烯乙酸乙烯酯共聚物和類似化合物。這些樹脂可通過如紫外線固化法，紅外線固化法，雙液固化法，熱固化法和類似方法進行固化。
根據變化4，由於反光層16可防止水和類似介質的滲透，可防止第一電極12a和第二電極12b之間產生電解。此外，還可防止第一電極12a和第二電極12b的氧化造成線路折斷(損壞)。
5.場致發光片的變化5在變化5中，第一電極12a和第二電極12b在具有防滲透功能的底膜或玻璃片(基層11)的背面形成。這種情況下的底膜，例如，可採用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
根據變化5，由於底膜或玻璃片可防止水或類似介質從前側滲透，防止了第一電極12a和第二電極12b之間產生電解。此外，還可防止第一電極12a和第二電極12b由於氧化造成線路折斷(損壞)。
在場致發光片結合到殼體或類似結構的情況下可使用上述結構。如上所述，在場致發光片結合到殼體的情況下，背面側通常是密封的而不是暴露的。因此，沒有必要考慮水或類似介質從背面側進入。如果需要，可以用具有防滲透功能的樹脂塗復暴露的電極，或對暴露電極進行表面鈍化鋁處理。
儘管變化5中第一電極12a和第二電極12b設置在基片的背面，也可以將基片設置在第一電極12a和第二電極12b之間。
6.場致發光片的變化6圖6顯示了變化6的電極圖案的形狀。在圖中，電極圖案700是二維布置，共由6個梳狀電極對710組成，其中3個在圖中以右和左向設置在上排，另外3個沿以右和左方向設置在下排。此外，電極對710設置成各電極對的電極在圖中的上下方向互相接合。各電極對的接地側電極的電極端在上排電極對和下排電極對之間一體形成接地線700b。通過電極圖案700，利用總共6個電極對可以形成不同變化的發光圖案。
此外，由於在上排電極對和下排電極對之間設置了接地線700b，可縮小上排電極對和下排電極對之間的間隔，即，如果移動側電極710a設置在上排電極對和下排電極對之間，不可能互相連接上排電極對710a和下排電極對710b，那麼就要在其間設置預定的間距。因此，上排電極對和下排電極對之間的間隙就要變寬，在某些發光圖案中間隙就會變清晰。另一方面，如果接地線700b設置在中間，就可以消除或至少減輕上述問題。
當場致發光片用於繪出發光圖案時，如字母、圖像或類似圖案，最好將場致發光片51設置成梳狀圖案部分的延伸方向相對場致發光片51的寬度方向傾斜。此外，梳狀圖案部分的延伸方向相對場致發光片51的寬度方向傾斜的角度最好在45±22.5度的範圍。
在設置(放置、粘接、施加或其他方法)近似平行於梳狀圖案電極延伸方向的細線導電發光圖案的情況下和在設置點狀導電發光圖案的情況下，相鄰近的第一電極和第二電極之間的間隙最好是大約0.2到0.3毫米，第一電極和第二電極的寬度最好是大約0.2到0.5毫米，出於上面介紹的相同原因。
7.場致發光片的變化7圖7A，7B和7C顯示了變化7的電極部分的形狀。變化7設置了帶印製電路板的電極部分(電極層)800。圖7A是從場致發光層一側看到的電極部分800放大的主要部分的平面圖，圖7B是電極部分800的截面圖。電極部分800有三層結構，包括第一電位線路層830、第二電位線路層820和電極端子層810。在第一電位線路層830，多個在圖7A中沿右和左向延伸的第一電位線831，832，833和834互相平行。在第二電位線路層820，多個在圖7A中沿上和下方向延伸的第二電位線821，822，823和824互相平行。在電極端子層810，連接任一個第一電位線831-834或任一個第二電位線821-824的端子通孔以二維方式設置。在圖7A中，黑色的圓代表連接到第一電位線的端子通孔，白色的圓代表連接到第二電位線的端子通孔。白色的圓和黑色的圓是交錯布置的。例如，連接到第一電位線831的端子是端子8112和8114，連接到第二電位線821的端子是端子8111和8131。
第一電壓施加到第一電位線831-834，第二電壓施加到第二電位線821-824。施加電壓的線路通過控制單元來選擇和控制。具體地，例如，選擇第一電位線832作為施加第一電壓的線，選擇第二電位線822作為施加第二電壓的線。在這種情況下，端子8121和8123具有施加到第一電位線832的第一電壓的電位，端子8122和類似端子具有施加到第二電位線822的第二電壓的電位。因此，由於端子8121和端子8122之間的電位差及端子8122和端子8123之間的電位差，圖7A中點劃線包圍的區域850處於閉合電路可能形成狀態。
通過用電極部分800來形成場致發光片和對施加預定電壓(交流電壓)的電位線進行選擇控制，可隨意地控制區域處於閉合電路可能形成狀態，或處於閉合電路不可能形成狀態。例如，在導電材料30塗復了全部繪製板的情況下，可以發光，即可以改變發光形式，能夠顯示任意的字符或圖形。此外，還可以實現各種發光圖案，比如擴大的同心圓發光區域。
此外，可以實現圖7C顯示的使用方法。圖7C是繪製板一部分的平面圖。圖形顯示了一個假設的情況。其中使用者正在練習如何寫字母「A」。被虛線包圍的區域860處於閉合電路可能形成狀態，實線包圍的區域870是用加亮筆塗復的作為發光圖形的導電塗層部分。在這種情況下，區域860和區域870互相重疊的影線部分發光。
在設置細線發光圖形的情況下，或在設置點狀發光圖形的情況下，相鄰的第一電極12a和第二電極12b之間的間隙最好為大約0.2到0.3毫米。第一電極12a和第二電極12b的寬度最好是大約0.2到0.5毫米，出於上面介紹的原因。
場致發光裝置的變化1.場致發光裝置的變化1根據場致發光裝置的變化1的廣告板900在圖8A和圖8B中顯示。廣告板900設置了場致發光片910。場致發光片910包括直線排列的4個場致發光片，場致發光片與場致發光片10相同。分別對應於各電極對921，922，923和924(下面總體稱作電極對920)的按鈕931，932，933和934(下面總體稱作按鈕930)設置在繪製板的一側面，即在場致發光片的頂部塗層表面的頂面。除了電極對的設置形狀，場致發光片910和廣告板900具有與場致發光片10和繪製板50相同的形狀。按鈕930可設置成搬鈕開關。當按鈕930按下後，按鈕930可輸出信號。
圖9是廣告板900的控制方框圖。廣告板的形狀與圖3所示的繪製板50的形狀基本相同。在圖9中，控制單元110選擇和確定發光區域，即根據按鈕930輸入的信號施加預定電壓的電極對。例如，當按下按鈕931和932時，控制單元110選擇和確定電極對921和922。然後，控制單元110根據轉換開關55選擇的發光模式使電壓施加到選擇和確定的電極對921和922。
圖8 B是顯示廣告板900的實施例的視圖，其中廣告板處於按下按鈕931的狀態。由於電極對921處於閉合電路可能形成狀態，在設有電極對921的繪製區上顯示「TODAY』S BARGAIN！」字符的部分發光。其中上述字符是用導電材料30繪製的。
按鈕930可以是轉換開關，使得按鈕不光可以接通或關斷，還可以選擇電極對的發光模式。在這種情況下，例如，圖8B中可以實現寫有「TODAY』S BARGAIN！」的區域發出閃爍光的發光形式，而其他區域則是連續發光。
本發明的其他變化(1)場致發光片的防水層13最好含有有機或無機顏料，帶有顏色使得從前面不能看到電極圖案。帶有顏色不僅使得從前面不能看到電極圖案，還擴大了前面設計的選擇範圍。在設置反光層16的情況下，要求將反光層16設置得比防水層13更接近場致發光層13。
(2)最好使用類似於形成防水層13的材料的粘結劑來形成反光層16、場致發光層14和頂部塗層15，以便增加各層之間的粘度。
第一實施例場致發光片的形成通過在鋁沉積圖案上形成防水層(底塗層)，反光層(電介質層)，場致發光層和頂部塗層。其中鋁沉積圖案在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)壓電材料上形成。各層通過絲網印刷形成。
聚酯基油墨EX-2211Clear E01(MINO集團有限公司製造)用於防水層。聚酯基油墨用酮基溶劑稀釋成絲網印刷油墨。該油墨用於通過絲網印刷和乾燥形成防水層。
反光層包括鈦酸鋇和碳氟樹脂，鈦酸鋇和碳氟樹脂用溶劑稀釋成絲網印刷的油墨。反光層通過絲網印刷形成。
場致發光層包括場致發光件和碳氟樹脂。場致發光件和碳氟樹脂稀釋成為絲網印刷的油墨。此外還添加了含有0.05-5.0％混合溶液重量的矽基偶合劑A187(日本Unicar有限公司生產)。場致發光層14通過絲網印刷形成。
尿烷基油墨SG464(SEIKO ADVANCE公司製造)與H固化劑(SEIKO ADVANCE公司製造)以比例7∶8混合。溶液用溶劑稀釋成可通過絲網印刷形成頂部塗層的油墨。此外，還添加0.5％混合溶液重量的矽基偶合劑。頂部塗層通過絲網印刷和可使油墨硬化的乾燥來形成。
在用所述方法製成的場致發光片中，由於矽基偶合劑添加到場致發光層和頂部塗層，與沒有添加矽基偶合劑的場致發光片的亮度相比，亮度增加了大約1.6倍。另外，當添加了混合溶液重量0.3％的矽基偶合劑時，與沒有添加矽基偶合劑的場致發光片相比，亮度增加了大約30％。
此外，由於矽基偶合劑添加到場致發光層和頂部塗層，各層之間的粘度增加。
第二實施例對用於頂部塗層的油墨，尿烷基油墨與H固化劑可以比例4∶3混合，頂部塗層通過絲網印刷和乾燥形成。通過與上面介紹方法相同的方法進行疊壓場致發光層。
在該方法製成的場致發光片中，與第一實施例的場致發光片相比，油墨與材料的粘度增加。
第三實施例在第一實施例中，添加了2-3％重量的硬化加速劑CARE 101(SEIKO ADVANCE公司製造)，尿烷基油墨SG464(SEIKO ADVANCE公司製造)和H固化劑(SEIKO ADVANCE公司製造)，H固化劑用於通過絲網印刷形成頂部塗層。在這個示例中，添加了大約0.5％的矽基偶合劑。還有，硬化加速劑的主要成分(80-90％)是二甲苯，採用了加熱固化進行樹脂固化。
在用所述方法製成的場致發光片中，與第一實施例的場致發光片的亮度相比，亮度增加了5-10％。亮度受到溶劑的影響。但溶劑是揮發性的，因此溶劑很快被硬化加速劑樹脂化，場致發光片在溶劑揮發很多之前就已進行層壓。因此，預計亮度可提高。
本文引用參考了於2002年8月30日提交的日本專利申請No.2002-254617和於2003年4月25日提交的日本專利申請No.2003-122723的包括說明書、權利要求、附圖和摘要的全部內容。
權利要求
1.一種場致發光裝置，包括含有場致發光件的場致發光層；電極部分，包括設置在所述場致發光層一個表面側的第一電極和第二電極，並具有預定的圖案，其中所述第一電極和第二電極通過間隔區互相電隔離；頂部塗層，設置在所述場致發光層的另一個表面側，導電材料連接到所述頂部塗層的前表面，通過施加在所述第一電極和第二電極之間的交流電流源電壓，在所述場致發光層中產生交流電場，所述頂部塗層包括含有電介質的化合物添加劑；和防水層，設置在所述電極部分和所述場致發光層之間。
2.根據權利要求1所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述場致發光層包括含有電介質的化合物添加劑。
3.根據權利要求1所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述場致發光層通過絲網印刷使用含有所述場致發光件和碳氟樹脂的油墨形成。
4.根據權利要求1所述的場致發光裝置，其特徵在於，反光層設置在所述電極部分和所述場致發光層之間。
5.根據權利要求4所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述反光層通過絲網印刷使用含有鈦酸鋇和碳氟樹脂的油墨形成。
6.根據權利要求1所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述含有電介質的化合物添加劑是矽基化合物。
7.根據權利要求6所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述矽基化合物是矽基偶合劑。
8.根據權利要求7所述的場致發光裝置，其特徵在於，添加0.05到5.0％溶液重量的所述矽基偶合劑，所述溶液用溶劑稀釋形成層的材料製成。
9.根據權利要求1所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述防水層通過絲網印刷使用聚酯基油墨形成。
10.根據權利要求1所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述頂部塗層通過絲網印刷使用含尿烷基油墨和固化劑的油墨形成。
11.根據權利要求10所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述尿烷基油墨和所述固化劑以7∶8的比例混合。
12.根據權利要求10所述的場致發光裝置，其特徵在於，所述尿烷基油墨和固化劑以4∶3的比例混合。
13.一種製造場致發光裝置的方法，所述場致發光裝置包括含有場致發光件的場致發光層，電極部分，包括設置在所述場致發光層一個表面側的第一電極和第二電極，並具有預定的圖案，其中所述第一電極和第二電極通過間隔區互相電隔離；頂部塗層，設置在所述場致發光層的另一個表面側；導電材料連接到所述頂部塗層的前表面，通過施加在所述第一電極和第二電極之間的交流電流源電壓，所述場致發光層中產生交流電場；和防水層，設置在所述電極部分和所述場致發光層之間；所述方法包括步驟添加含有電介質的化合物添加劑到所述頂部塗層；和通過絲網印刷使用聚酯基油墨形成所述防水層。
14.根據權利要求13所述的製造場致發光裝置的方法，還包括步驟添加含有電介質的化合物添加劑到所述場致發光層。
15.根據權利要求13所述的製造場致發光裝置的方法，還包括步驟通過絲網印刷使用含有場致發光件和碳氟樹脂的油墨形成場致發光層。
16.根據權利要求13所述的製造場致發光裝置的方法，還包括步驟通過絲網印刷使用含有鈦酸鋇和碳氟樹脂的油墨形成反光層，並將所述反光層設置在所述場致發光層之下。
17.根據權利要求13所述的製造場致發光裝置的方法，還包括步驟通過絲網印刷使用含有尿烷基油墨和固化劑的油墨形成頂部塗層。
18.根據權利要求17所述的製造場致發光裝置的方法，還包括步驟添加硬化加速劑以形成所述頂部塗層。
全文摘要
一種場致發光裝置，包括含有場致發光件的場致發光層，具有第一電極和第二電極的電極部分設置在場致發光層的一個表面側，並具有預定的圖案，其中第一電極和第二電極通過間隔區互相電隔離；設置在場致發光層的另一個表面側的頂部塗層，導電材料連接到頂部塗層的前表面，通過施加在第一電極和第二電極之間的交流電流源電壓，在場致發光層中產生交流電場，頂部塗層具有含有電介質的化合物添加劑；和設置在電極部分和場致發光層之間的防水層。
文檔編號H05B33/22GK1496207SQ03157968
公開日2004年5月12日 申請日期2003年9月1日 優先權日2002年8月30日
發明者渡邊公貴, 山中廣之, 橫田和幸, 田村政博, 小池清紀, 福田晉作, 之, 作, 博, 幸, 紀 申請人:株式會社託密