專利名稱：用于ptf疊層的uv可固化印劑(包括撓性電路)的制作方法
相關申請本申請要求名稱為“用于PTF疊層的UV可固化印劑(包括撓性電路)”、序列號60/299,598、申請日2001年6月19日的美國臨時專利申請的優(yōu)先權。
本申請是名稱為“在UV固化氨基甲酸乙酯包封中的薄膜EL系統(tǒng)”、序列號09/974,941、申請日2001年10月10日的未決普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請的部分延續(xù)。
本申請也是名稱為“包括在膠化樹脂中懸浮的金屬/金屬氧化物摻雜劑的透明層”、序列號09/173,521、申請日1998年10月15日的未決普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請的部分延續(xù)，序列號為09/173,521的美國專利申請是名稱為“在單片式結構中的電致發(fā)光裝置”、序列號為08/656,435、申請日是1996年5月30日的普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請、現(xiàn)在為美國專利5,856,029號的部分延續(xù)。
本申請也是名稱為“彈性體的電致發(fā)光燈構造方法”、序列號09/173,404、申請日1998年10月15日的未決普通轉(zhuǎn)讓的美國專利申請的部分延續(xù)，序列號為09/173,404的美國專利申請是名稱為“彈性體的電致發(fā)光燈”、序列號08/774,743、申請日1996年12月30日的普通轉(zhuǎn)讓美國專利申請、現(xiàn)在的美國專利號5,856,030的分案。
本發(fā)明的技術領域概括地說，本發(fā)明涉及固化印劑的聚合物厚膜(“PTF”)疊層(例如用于制造電致發(fā)光系統(tǒng))，尤其涉及一種UV固化印劑的PTF疊層。
本發(fā)明的背景技未這里所用的術語“印劑”包括在本領域中理解為具有暫時流動形式而以致通過流動使它們可以被以選擇的方式配置的物質(zhì)。一旦被配置，該印劑可以被固化以留下具有所需功能的固化層。這里所述尤其直接涉及可以固化為聚合物厚膜(“PTF”)層的印劑。
通過母申請序列號09/173,521所述的發(fā)明的實施例直接涉及具有單一載流子的電致發(fā)光(“EL”)系統(tǒng)，其中的層形成單片結構。在該系統(tǒng)中優(yōu)選的單元載體是乙烯樹脂。這種單片電致發(fā)光系統(tǒng)的一個優(yōu)點就是它的層可以利用絲網(wǎng)印刷或其它合適的方法可以作為印劑配置到各種基板上。
在由母申請序列號09/173,404描述的膜電致發(fā)光器件的典型實施例中也公開了這種乙烯基單片結構。尤其是09/173,404描述了乙烯基單片結構作為在兩個膜氨基甲酸乙酯包封層之間配置的電致發(fā)光疊層的典型應用。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在序列號09/173,521和09/173,404的方案中所述的電致發(fā)光裝置是有用的，應該理解的是，如果在序列號09/173,404的方案中的電致發(fā)光疊層具有在氨基甲酸乙酯載體中懸浮的層，將獲得單片結構的進一步的優(yōu)點。在這種方法中，在09/173,404中公開的膜電致發(fā)光器件包括在電致發(fā)光疊層中的層，電致發(fā)光疊層是單片個體具有在周圍的氨基甲酸乙酯包封層。名稱為“具有氨基甲酸乙酯載體的膜單片EL結構”、序列號為60/239,507的未決同日臨時專利申請在典型實施例中解決這一需要，即通過提供膜單片氨基甲酸乙酯電致發(fā)光結構，該結構的單片相包括利用單一乙烯基膠化樹脂載體應用的一系列鄰近的電致發(fā)光層，在固化過程中單一乙烯基膠化樹脂載體被催化以轉(zhuǎn)變成單一氨基甲酸乙酯載體。
但是，母申請60/239,508公開了不管電致發(fā)光裝置是否固化為乙烯基或氨基甲酸乙酯(或任一其它聚合物)，周圍的膜包封層通常被熱固化。典型地，在母申請序列號09/173,404中公開的膜燈中，每一應用的氨基甲酸乙酯包封層需要大約105°的熱固化大約35分鐘。具有由應用幾個獨立的氨基甲酸乙酯層建立起來的包封層厚度的結構中，固化相通常需要35分鐘固化的倍數(shù)，因此顯著地增加了這種結構的制造周期時間(和花費)。
而且，如母申請60/239,508的公開，發(fā)現(xiàn)熱固化引起了獨立應用的層高度的縮減。由此，甚至需要應用更多的層以建立總的包封層高度，甚至進一步延長了固化的制造周期時間。
母申請60/239,508公開了在薄膜EL結構中利用UV固化工藝作為包封層的常規(guī)熱固化的替換。這種UV替換有利地減少了固化周期時間并使獨立應用的層高度縮減最小化。
1.隨著PTF印劑技術創(chuàng)造性使用的大量產(chǎn)生，應該理解，將在母申請60/239,508中公開的包封層UV固化工藝擴展到更廣闊的應用將非常有利的。例如，應進一步理解的是，如果在母申請60/239,508中公開的包封層中電致發(fā)光裝置的層也被UV固化，將獲得減少固化周期時間和其它潛在好處的進一步優(yōu)點。而且，可以理解，如果在未決申請60/239,507中公開的單片氨基甲酸乙酯EL結構最初被作為UV可固化氨基甲酸乙酯印劑應用將產(chǎn)生附加的優(yōu)點和好處。在這種方法中，包括電致發(fā)光和包封層，整個單片和薄膜EL結構可以用單一、快速固化工藝被固化。
因此在本領域需要用于聚合物厚膜疊層的更為普遍的UV可固化印劑。這種普遍的UV可固化印劑不會限于僅應用于EL結構。例如，雖然這種普遍的UV可固化印劑在例如母申請60/230,508和未決申請60/230,507中公開的EL結構中的應用和固化電致發(fā)光和包封層是有利的，可以看到這種普遍的UV可固化印劑也將對PTF疊層的所有應用帶來好處，包括EL結構和非EL疊層。例如包括在非EL疊層組中的是具有透明導電層的PTF疊層，或者作為替換是EL疊層組中的是具有透明導電層的PTF疊層，或者作為替換是提供給撓性印刷電路的PTF疊層。
發(fā)明概述本發(fā)明通過提供用于PTF層的UV可固化印劑，實現(xiàn)上述目的。在這里所述的實施例中，以PTF形式的EL結構包括若干層載體，其中包括UV可固化(光激發(fā))丙烯酸脂/丙烯酸脂單體。該載體根據(jù)所需的層功能有選擇地摻雜活性組分。這里所述的一個實施例公開了采用UV可固化丙烯酸氨基甲酸乙酯/丙烯酸脂單體作為載體用于在配置疊層中的所有印劑。另一個實施例公開了采用UV可固化環(huán)氧丙烯酸乙脂/丙烯酸脂單體作為需要高導電率的印劑中的載體，例如EL結構中的電極層。環(huán)氧丙烯酸乙脂/丙烯酸脂單體中的自由基被要求以增強配置層在固化時的導電率。
對于薄膜EL結構，如在名稱為“彈性體的電致發(fā)光燈構造方法”、序列號為09/173,404的未決普通轉(zhuǎn)讓美國申請做了原理性描述，現(xiàn)在包封層和/或電致發(fā)光層實現(xiàn)了UV固化的優(yōu)點。在本發(fā)明的一個實施例中，優(yōu)選的是，所有層包括印劑，每一印劑包括UV可固化氨基甲酸乙酯載體。作為替換，背面電極層可以包括UV可固化環(huán)氧樹脂載體。當以層的形式配置并暴露于UV輻射時，這些印劑在數(shù)秒鐘內(nèi)固化，而感知不出任何層高縮減。與傳統(tǒng)的熱固化工藝相比，制造周期時間顯著地被優(yōu)化。
在本發(fā)明的另一實施例中，UV固化層可以被配置在非EL疊層中，例如具有透明導電層的PTF疊層，或者在以PTF形式配置的撓性印刷電路中。
已經(jīng)記錄的是，利用UV固化印劑對制造周期時間的優(yōu)化包括對各個配置的層從數(shù)分鐘到數(shù)秒鐘的固化周期時間的縮減。除了通過固化周期時間的縮減產(chǎn)生對制造生產(chǎn)的固有優(yōu)點，這種縮減進而使得在許多應用中的制造可以從分批固化裝置轉(zhuǎn)換為連續(xù)固化裝置。本發(fā)明的實施例可以在本領域公知的UV固化傳送系統(tǒng)上固化。這區(qū)分在爐中逐層EL結構的熱固化“分批”，如在當前制造中通常采用的那樣。
進而，利用對絲網(wǎng)印刷工藝的替換，例如移印(pad printing)、滾動印刷、圓盤傳送帶印刷，各層可以被配置和固化，其快速使得能夠印制EL結構中所有的層或選擇的層。這些對絲絲網(wǎng)刷的替換的有利方面在本領域是廣為所知的。例如，移印非常適用于在三維表面上印刷，圓盤傳送帶和滾動印刷技術非常適用于連續(xù)制造工藝。這些方面現(xiàn)在通過本發(fā)明這里所述的優(yōu)點變成可以利用的。
因此，本發(fā)明的技術優(yōu)點是顯著地減少了對發(fā)明的印劑的固化周期時間。
本發(fā)明的另一技術優(yōu)點是減小了被配置層高度的縮減。結果，為達到期望的整個PTF層厚度所必需的個別配置的層更少。
本發(fā)明的另一技術優(yōu)點是，與當前采用的分批技術相反，連續(xù)的固化技術現(xiàn)在可用于制造工藝。而且，PTF層配置可以得到常規(guī)連續(xù)印刷技術(例如移印、圓盤傳送帶印刷和滾動印刷)的優(yōu)點。
本發(fā)明的另一技術優(yōu)點是，PTF疊層可以相當廣泛地采用UV可固化印劑。由此，所發(fā)明的印劑給以PTF形式的EL結構和以類似PTF形式的非EL結構帶來好處。
本發(fā)明的另一技術優(yōu)點是，UV可固化印劑使得膜和單片性質(zhì)能夠被帶給利用它們所產(chǎn)生的PTF疊層。關于膜性質(zhì)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，利用整個氨基甲酸乙酯載體或具有包括環(huán)氧樹脂載體的導電層的結構，這里公開的實施例顯示良好的膜性質(zhì)。關于單片性質(zhì)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，無論利用常規(guī)載體將鄰接層配置到任何位置，這里公開的實施例顯示了增強的單片性質(zhì)。
以上已相當廣泛地概述了本發(fā)明的特征和技術優(yōu)點，以便可以更好地理解隨后對本發(fā)明的詳細說明。下文將描述本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，它們形成了本發(fā)明要求保護的主題。本領域技術人員可以預見的是，可以容易地利用所公開的原理和具體實施例作為修改或設計其它結構的基礎，用于實現(xiàn)本發(fā)明相同的目的。本領域技術人員還應認識到，這些等效的結構不會脫離本發(fā)明如所附權利要求中所述的宗旨和范圍。
附圖的簡要說明為了完全理解本發(fā)明和其優(yōu)點，現(xiàn)在參照附圖進行如下說明，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明利用UV可固化印劑配置的薄膜EL結構的剖面圖；圖2是圖1之剖面圖的立體圖；圖3是本發(fā)明的薄膜EL燈剝?nèi)マD(zhuǎn)移剝離膜102的立體圖；圖4示出了向本發(fā)明的薄膜EL燈提供電能的優(yōu)選方法；圖5示出了向本發(fā)明的薄膜EL燈提供電能的一種優(yōu)選方法；圖6示出了薄膜EL燈300的區(qū)域，其中具有剖面601，其支持這里所述各種著色技術以產(chǎn)生選擇的不發(fā)光/發(fā)光外表。
圖7是根據(jù)本發(fā)明利用UV可固化印劑配置在含纖維的或多孔的基板(例如織物)上的薄膜EL結構的剖面圖；圖8至14示出撓性電路800的示意圖，其中描述這里所述的其不同方面。
優(yōu)選實施例的說明圖1示出根據(jù)本發(fā)明利用UV可固化印劑配置的EL結構的剖面圖。圖2是圖1的立體圖?？梢钥吹?，在圖1和2上的所有層被配置在轉(zhuǎn)移剝離膜(transfer release film)102上。但可以理解的是，這里所公開的包括UV可固化印劑的PTF疊層不限于配置在轉(zhuǎn)移剝離膜上，而且可以被直接配置在目標基板上。還將理解的是，如上所述，本發(fā)明不限于以EL結構形式的配置。
在圖1所示的實施例中，轉(zhuǎn)移剝離膜102是硅/PET型膜，如由Burkhardt Freeman制造，元件號1806C。應該理解的是，例如可以采用轉(zhuǎn)移剝離紙作為在具體產(chǎn)品102中膜的替換。在這個實施例中，可用的轉(zhuǎn)移剝離紙是如由Midland Paper提供的Aquatron剝離紙。
通過絲網(wǎng)印刷或本領域公知的其它印刷技術，有利地配置如圖1和2(和隨后的圖)所示的所有隨后的層。但是，可以理解的是，在UV可固化印劑在它們的配置中不限于任何特定的印刷技術。絲網(wǎng)印刷是可用的選擇。此外，使UV固化發(fā)生的固化時間的快速允許采用其它的印刷技術。例如，可采用移印，以特別有助于直接對三維表面進行印刷。作為替換，可用圓盤傳送帶或滾動印刷技術，作為由UV可固化印劑的快速固化時間促進的部分連續(xù)制造工藝。
在根據(jù)圖1和2所描述的實施例中，采用UV可固化印劑有利地配置從104到116的所有層。但是應該理解的是，本發(fā)明不限于其中疊層中的所有層采用UV可固化印劑進行配置的應用。在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以預期應用，其中只有被選擇的層是采用UV可固化印劑進行配置。
以下討論如圖1和2所示的第一包封層104。但是應該理解，第一UV固化包封層104的以下討論同樣適用于也如圖1和2所示的第二包封層114的描述。
第一包封層104被配置在轉(zhuǎn)移剝離膜102上。有利的是，在幾個中間層中配置第一包封層104以獲得所需的總組合厚度。在一系列中間層中配置第一包封層104也促進對特定層的染色或其它著色，以獲得所需的EL結構的自然光外表。但是，如上所述，UV可固化印劑的采用往往在固化過程中減小配置層的厚度的縮減。由此UV可固化印劑的采用致使更為準確地獲得所需總的配置層厚度。
在圖1和2所示的實施例中，第一包封層104包括UV可固化丙烯酸氨基甲酸乙酯/丙烯酸脂單體(例如Nazdar 651818PS)。這是一種適于絲網(wǎng)印刷和其它印刷技術的UV可固化氨基甲酸乙酯印劑。當暴露于UV輻射時，這種Nazdar 651818PS印劑開始固化和交叉結合。當固化時，這種印劑具有很好的延展性和可塑性，由此表現(xiàn)出有利特性以形成薄膜EL結構，如名稱為“彈性電致發(fā)光燈的構造方法”、序列號為09/173,404的母案申請中在原理中所述。與EL結構的其它成分一樣，這種印劑也是化學穩(wěn)定的，它也被進一步適當?shù)卦O置，以使其配置在多層中，以在固化時達到單片最終厚度。這種印劑基本上也是無色的并大致是透明的，所以其中的各層被適當?shù)卦O置，以接受染色或其它著色處理(如下將進一步描述)，以便在當被配置于EL結構中時以提供一個疊層，該疊層在自然光中的表象被設計為補充在柔和光中的其有源光表象。
但是，應該理解，本發(fā)明不限于通過Nazdar 651818PS產(chǎn)品來實施。本發(fā)明的范圍包括適用于用作以PTF形式配置的印劑的任何UV可固化產(chǎn)品。
當被實施為一層UV可固化丙烯酸氨基甲酸乙酯/丙烯酸脂單體時，例如Nazdar 651818PS，優(yōu)選的是，圖1和2中的第一包封層104被配置為20到40微米范圍厚的一系列單獨的層。在大多數(shù)應用中，第一包封層104通?？刹捎?0到100微米的總厚度。
采用絲網(wǎng)印刷或其它合適的技術連續(xù)地配置在第一包封層104上的各單獨層。當采用絲網(wǎng)印刷時，83聚酯(單斜紋織物)絲網(wǎng)和140聚酯(單斜紋織物)絲網(wǎng)已被發(fā)現(xiàn)給出滿意的結果。絲網(wǎng)印刷可用的替換包括移印、圓盤傳送帶印刷或滾動印刷。
一旦完成配置，在下一層被配置之前通過UV輻射固化每一單獨層。最好采用常規(guī)UV固化傳送裝置實施固化，由此實現(xiàn)連續(xù)的制造工藝。
本領域技術人員認為，需要一些實驗和調(diào)整以確定對UV輻射的最佳曝光，以實現(xiàn)期望的層固化?？梢岳斫猓腥舾勺兞坑绊懽顑?yōu)曝光時間的確定，例如UV輻射源的波長和強度、從輻射源到待固化層的距離、待固化層的厚度和采用正確的UV可固化聚合物。這種實驗在任何UV固化傳送工藝中被認為是一般的和公知的。但是，通過例子已發(fā)現(xiàn)，以360-380nm之波長發(fā)出3秒鐘的UV輻射，給出大約500-600mJ的強度，這對于固化一層Nazdar 651818PS(大約20微米厚)是滿足的。通過曝光于汞UV燈(本領域通常被稱為“H”燈泡)可以獲得有用的結果。合適的汞UV燈是由UVPS制造，型號為25CC300，制造商將其指定為以大約250nm到400nm的波長產(chǎn)生UV輻射。如果追求較高的幅度和能量以使得UV固化更快或固化較厚的層，可用其它的光源。在這種情況下，利用由鐵UV燈(本領域被稱為“D”燈泡)產(chǎn)生的UV輻射，可以獲得有用的結果。合適的鐵UV燈是由UVPS制造，型號為25CC300I，制造商將其指定為以大約250nm到400nm的波長產(chǎn)生UV輻射。
還應該理解的是，本發(fā)明不限于任何特定的UV輻射源以固化這里所述的UV可固化印劑。除了上述的汞UV燈和鐵UV燈，合適的UV輻射光源的其它實例包括鎵UV燈、銥UV燈或UV激光器。應注意的是，幾種類型的UV激光器是在市場上可以買到的。實例包括以下類型HeCd(325nm)；氮(337.1nm)；XeF和氬離子(351nm)；Nd-YAG三次諧波(355nm)；氬離子(364nm)；紫翠玉二次諧波(360-430nm可調(diào))；鈦-藍寶石二次諧波(360-460nm可調(diào))。
再參照圖1和2，可以看到，第一包封層104被配置在轉(zhuǎn)移剝離膜102上，以提供避開EL系統(tǒng)層106-112之邊緣的邊界105。這是為了提供一個區(qū)域，在該區(qū)域上可以粘結第二包封層114以完全密封和交叉連接EL系統(tǒng)。
在圖1和2所示的實施例中，在第一包封層104上接著配置一個EL系統(tǒng)。在圖1和2中可以看出，EL燈被構造為“面朝下”。但是可以理解的是，這不是對本發(fā)明的限制，其正如可以被容易地構造為“面朝上”。
在圖1和2所描述的本發(fā)明的實施例中，EL層106-112包括通過配置連續(xù)的UV固化PTF層形成的電致發(fā)光系統(tǒng)。在一個實施例中，EL層106-112各包括氨基甲酸乙酯載體化合物，由此優(yōu)化用于完全具有單片性質(zhì)的膜結構的勢能。在另一個實施例中，背面電極112包括具有改進導電率特性的環(huán)氧樹脂載體化合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這一替換實施例具有與全部為氨基甲酸乙酯的實施例可比的膜性質(zhì)。
在全部為氨基甲酸乙酯的實施例中，EL層106-112與第一和第二包封層104和114組合，以提供具有膜和單片性質(zhì)的EL結構。而且，在圖1和2所示的典型實施例中，某些或最好所有被配置以形成EL層106-112的印劑有利地是UV可固化的，以便使整個EL結構具有UV固化的上述優(yōu)點。
在這種膜單片氨基甲酸乙酯EL結構中，一個或更多、有利地是所有的層(包括透明電極層106、發(fā)光層108、介電層110、和背面電極層112)被配置以活性成分(下文也稱作“摻雜劑”)的形式，活性成分最初懸浮在UV可固化氨基甲酸乙酯載體中。但是可以理解的是，雖然這里一個實施例公開了其中所有層是被懸浮的UV可固化氨基甲酸乙酯載體的示例性應用，替換實施例具有少于這里被懸浮的所有層。
由此可以理解的是，在圖1還有圖2所描述的全部為氨基甲酸乙酯的實施例中，當EL層106、108、110和112固化時，鄰近的氨基甲酸乙酯層使它們自身和周圍的包封層104和114都交叉連接，以使氨基甲酸乙酯形式的最終疊層具有增強的單片性質(zhì)。也可以看到，氨基甲酸乙酯形式的最終單片疊層具有膜性質(zhì)以及附加高撓性。
再參照圖1和2，在第一包封層104上首先配置透明電極層106。透明電極層106包括UV可固化丙烯酸氨基甲酸乙酯/丙烯酸脂單體，其中摻雜特定形式的合適的透明電導體。在圖1和2所示的實施例中，這種摻雜劑是粉末形式的銦錫氧化物(ITO)，例如可以從Acronium得到，其編號為ITO 6699系列。該載體可以從Allied PhotoChemical得到，其編號為EXGH-AADJ。
在配置中，一般可以利用196聚酯單斜紋絲網(wǎng)對透明電極層106進行絲網(wǎng)印刷。但是應注意，也可用其它類型的印刷，例如移印、圓盤傳送帶或滾動印刷。在參照圖1和2描述的實施例中，有利的是形成透明層106為層厚不超過15微米。如上所述關于第一包封層104可以進行UV固化。一段3秒鐘、300mJ的UV輻射看來已足以固化上述實施例的透明電極層106。
透明電極層106的設計必須參照幾個變量?？梢岳斫?，不僅所用的ITO的濃度，還有ITO摻雜劑自身中氧化銦與錫的比率都將影響透明電極層106的性能。在確定將用于透明電極層106的精確的ITO濃度時，例如電致發(fā)光燈的尺寸和可用電源這些因素都應考慮。在混合物中利用越多的ITO，導電透明電極層106就越導電。但是，其代價是透明電極層106變得不夠透明。該電極越不夠透明，就需要更多的能量以產(chǎn)生足夠的電致發(fā)光。另一方面，透明電極層106的導電性越好，EL系統(tǒng)106-112整體將有具有的電阻越小，以及將需要較少的能量以產(chǎn)生電致發(fā)光。因此容易理解的是，必須仔細平衡ITO中氧化銦與錫的比率、在懸浮液中ITO的濃度和總的層厚，以獲得滿足設計規(guī)范的性能。通過實例僅有助于選擇對透明電極層106的設計，應注意到，已觀察到上述透明層106的實施例產(chǎn)生了大約30％的光輸出損耗，相應電阻不超過每平方3千歐姆，如果以上建議的Acronium/Allied Photo印劑混合被用于以重量為7-8份的ITO對10份載體之比率。
參照圖1和2，可以理解，如圖1和2所示，在透明電極層106上配置前母線(front busbar)107，以提供在透明電極層106和電源(未示出)之間的電接觸。在圖1和2所示的實施例中，設置前母線107與透明電極層106接觸，其是在第一包封層104上的透明電極層106之配置后。但是可以理解的是，在配置透明電極層106之前，在第一包封層104上也可以配置母線107。
優(yōu)選的是，利用與如下所述一樣的印劑和技術，參照后電極層112，將前母線107配置為UV固化PTF層。作為替換，前母線可以配置為薄金屬條，例如由銀或銅構成。如果前母線107是薄金屬條，優(yōu)選的是(盡管未被要求)，在固化前將前母線107貼附在透明電極層106上，以使得前母線107可以變成本發(fā)明的單片結構之一部分，從而優(yōu)化了前母線107和透明電極層106之間電接觸。
然后將發(fā)光層108配置在透明電極層106上并位于前母線107上。發(fā)光層108包括UV可固化氨基甲酸乙酯載體，其中摻雜電致發(fā)光梯度封裝磷光體(electroluminescent grade encapsulatedphosphor)。實驗揭示，懸浮液大致包括重量比為55％的磷光體對45％的載體，當其被施加至大約38到45微米的厚度時，產(chǎn)生可用的發(fā)光層108。在圖1和2的實施例中，相對于第一包封層104，載體再次優(yōu)選如上所述的Nazard651818PS UV可固化氨基甲酸乙酯印劑。磷光體優(yōu)選為粉末狀的Osram Sylvania產(chǎn)品ANE430。通過添加Nazdar產(chǎn)品653545PS到氨基甲酸乙酯印劑中，也可以獲得進一步可選的優(yōu)點。Nazdar 653545PS是具有非常低粘性的UV可固化丙烯酸氨基甲酸乙脂/丙烯酸脂單體。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，添加653545PS到651818PS產(chǎn)品中，減小了組合產(chǎn)品的粘性并由此使得所得到的載體混合物能夠容納更多的粉末成分。653545PS(如果使用)與651818PS混合，優(yōu)選的重量混合比是大約1份653545PS對10份651818PS。利用優(yōu)選大約3份ANE430對大約2份651818PS的重量比率，磷光體與載體有利地混合大約10-15分鐘。混合優(yōu)選采用的方法是使各磷光體顆粒損傷最小的方法。
應該理解，發(fā)射光的顏色取決于在發(fā)光層108中所用磷光體的顏色，而且通過使用染料可以改變發(fā)射光的顏色。有利的是，在添加磷光體之前，將所需顏色的染料與載體的混合。例如，可以添加若丹明(rhodamine)到發(fā)光層108中的載體中，以導致被發(fā)射的白光。染色混合物的量將取決于所需的效果。
實驗已揭示，合適的混合物(例如鈦酸鋇)改善了發(fā)光層108的性能?；旌衔?例如鈦酸鋇)與在發(fā)光層108中懸浮的電致發(fā)光梯度磷光體相比具有較小的顆粒結構。結果，該混合物往往統(tǒng)一懸浮液的一致性，導致發(fā)光層108下沉更加均衡，并促使懸浮液中磷的均勻分布?；旌衔镏休^小的顆粒也往往作為光學擴散體，其糾正發(fā)光磷光體的顆粒外表。最后，實驗也提出，通過激發(fā)光子發(fā)射率鈦酸鋇混合物實際上可以在分子級別增強磷光體的發(fā)光。
在優(yōu)選實施例中，所用的鈦酸鋇與在如下所述的介電層110中所用的鈦酸鋇一樣。如下所述，可用的鈦酸鋇可按其名稱從巴西的Certronic以粉末形式得到。在該優(yōu)選實施例中，在653545PS(如果使用)混合到651818PS之后但在添加磷光體之前，將鈦酸鋇(當使用時)預混合到載體中。優(yōu)選以大約1份鈦酸鋇粉末對10份651818PS的重量比率添加鈦酸鋇。
當前述成分被用于配置發(fā)光層108時，已發(fā)現(xiàn)的是，利用280聚酯單斜紋絲網(wǎng)，所得到的印劑容易印刷至38微米的層。作為替換，利用230聚酯單斜紋絲網(wǎng)，可以獲得更密的45微米的層。然后利用300mJ的一段大約3秒鐘的UV輻射，被配置的層可以被固化。
應該注意到，對于上文剛剛描述的發(fā)光層108的實施例，“濕壓濕(wet-on-wet)”印刷是有利的，或者也就是說，在第一次印刷之后立即重復印刷。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種技術往往會壓緊磷光體的較大顆粒，由此進一步增加了印劑中的磷光體密度。
再參照圖1和2，在發(fā)光層108上配置介電層110。介電層110包括印劑，該印劑包含以特定形式摻雜電介質(zhì)的UV可固化載體。在一個優(yōu)選實施例中，載體還是Nazdar 651818PS的UV可固化氨基甲酸乙酯產(chǎn)品，可選擇地與低粘性Nazdar 653545PS的UV可固化氨基甲酸乙酯產(chǎn)品混合，如關于發(fā)光層108的如上描述。當在介電層110中使用653545PS產(chǎn)品(推薦)時，可以以大約4份的651818PS對大約1份的653545PS的重量比率混合。在介電層110中的摻雜劑是鈦酸鋇粉末，其優(yōu)選可用由巴西的Certronic(如上文提到的)指定的，或者作為替換來自Tam Ceramics。如上文推薦的，當單一載體包括20％重量的653545PS產(chǎn)品成分，鈦酸鋇可以以重量比大約5份的鈦酸鋇對大約3份的651818PS添加到載體中。
一種可用的混合技術是，首先慢慢地混合粉末到載體中。然后，利用三個分離的通道，可通過三滾碾磨機對印劑進行“三滾碾磨”(本領域公知)，以確保非常均勻的混合并沒有大塊。這種技術增加了最終印劑層在固化時的電容性質(zhì)。較高的電容性質(zhì)反過來引起了較高的發(fā)光亮度。
如果前述“制法”接著用于介電層110，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于可實現(xiàn)高固體成分，可以得到單層配置的介電層110。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于高固體成分，這種配置層往往不會形成針孔。有利地是，利用305單斜紋絲網(wǎng)以大約18微米的厚度配置介電層110。接著利用大約300mJ的3秒鐘UV輻射，使該層在配置后被固化。
進而應該理解，在介電層110中的摻雜劑也可以選自其它的介電材料，選擇單獨介電材料或選擇其混合物。這些其它的材料可以包括二氧化鈦，或聚酯薄膜的衍生物，聚四氟乙烯或聚苯乙烯。
再參照圖1和2，在介電層110上配置背面電極層112。在一個全部為氨基甲酸乙酯的實施例中，背面電極層112包括印劑，印劑包括摻雜有導電成分(例如銀)的UV可固化氨基甲酸乙酯載體。一種合適的印劑包括摻雜銀的UV可固化丙烯酸氨基甲酸乙脂/丙烯酸脂單體，可在市場上購買，如Allied Photo Chemical的產(chǎn)品EXGH-AADS。
在替換實施例中，背面電極層112包括摻雜有導電材料(例如銀)的UV可固化環(huán)氧基載體化合物。一種合適的印劑包括摻雜銀的UV可固化環(huán)氧丙烯酸脂/丙烯酸脂單體，可在市場上購買，如AlliedPhoto Chemical的產(chǎn)品UVAG 0022。但是應該理解的是，背面電極層112中的摻雜劑可以是任何導電材料，包括但不限于金、鋅、鋁、石墨和銅，或者是它們的組合物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，環(huán)氧樹脂載體化合物增加了導電率?？梢约俣ōh(huán)氧樹脂載體化合物中的自由基增強了由導電摻雜劑提供的導電率。
關于利用氨基甲酸乙酯或環(huán)氧樹脂載體的實施例，研究進一步揭示，大約8到12微米層厚給出有用的結果，盡管如果期望得到附加的厚度和導電率可以配置附加的層。
利用標準的絲網(wǎng)印刷技術，可以以8-12微米的厚度配置背面電極層112的實施例。通過實例，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)305聚酯單斜紋絲網(wǎng)令人滿意地配置一層8微米的上述UVAG0022產(chǎn)品。配置后，發(fā)現(xiàn)800mJ的不到3秒鐘UV輻射產(chǎn)生了最佳的固化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在上述優(yōu)選實施例中背面電極層112具有隨時間進行“后固化”的趨勢，在其固化周期中，層中的顆粒相互粘結更好。結果，由于“后固化”過程使層的電阻降低且層的機械強度增加。
再參照圖1和2，接著在背面電極層112上配置第二包封層114?？蛇x的是，作為預防步驟，在用第二包封層114密封之前，首先可以對EL層106-112進行性能測試。
從圖1和2中可以看出，有利地配置EL系統(tǒng)層106-112而使邊界105清楚。這使得第二包封層114可以被配置以環(huán)繞邊界105連接到第一包封層104，由此(1)以包封形式密封EL系統(tǒng)以使EL系統(tǒng)電絕緣，(2)使得第二包封層114可以與在EL系統(tǒng)106-112中固化的氨基甲酸乙酯層的端部交叉連結，和(3)使得整個疊層基本上防水。如上所提到的，按照本發(fā)明，第二包封層114優(yōu)選由與第一包封層104同樣的材料制得，和優(yōu)選采用與第一包封層104同樣的制造方法。進而，也是如上所提到的，第二包封層也可以被配置在一系列中間層中以獲得所需的厚度。
如圖1和2所示的最終(頂)層是可選擇的粘著層116。如已說明的，本發(fā)明的一個應用是以薄膜EL結構形式，該結構被構造為粘附到基板的轉(zhuǎn)移裝置(transfer)。在這種情況下，可以利用熱粘接技術粘附轉(zhuǎn)移裝置，盡管可用其它粘貼技術例如接觸粘貼。熱粘接劑的優(yōu)點是它可以用與設置的其它層相同的制造工藝進行配置，然后可以存儲或儲備轉(zhuǎn)移裝置，準備隨后利用簡單的熱壓技術粘貼到基板。在這種情況下，如圖1和2所示，在第二包封層114上配置粘著層116。
當然，應該清楚，本發(fā)明在實施時還有其它應用，EL結構是另一產(chǎn)品的自包含組件，或直接配置在目標基板上時。在這些情況下，任選的粘著層116可能不是必須的或甚至不是所需的。
圖1和2所說明的另一特征是成對的后接觸窗118A和B。清楚的是，為了引入電能以給EL系統(tǒng)106-112加電壓，需要后接觸窗118A，通過粘著層116和第二包封層114以到達背面電極層112。同樣地，需要另一個窗，通過粘著層116、第二包封層114、背面電極層112、介電層110和發(fā)光層108到達前母線107。在圖1中未顯示該另一個窗(為了清晰而省略)，但是其由圖2可以看到，如元件118B穿透所有的層到達前母線107，從而有助于向其提供電能。
圖3說明了在完成和準備從轉(zhuǎn)移剝離層102上除去后的整體裝配，其基本上如上所述。使EL燈300(包括如圖1和2所示的層和組成)從轉(zhuǎn)移剝離膜102脫殼，準備粘貼到基板上。其中也顯示出了背面和前面接觸窗118A和118B。
還應該理解(雖未顯示)，當需要大量相同設計的燈時，本發(fā)明還提供更多的生產(chǎn)性節(jié)約而優(yōu)于常規(guī)EL燈制造工藝。絲網(wǎng)印刷技術使得多個EL燈300可以被同時被構造在一個大的均勻連續(xù)的轉(zhuǎn)移剝離膜102上。這些燈300的位置可以在單片剝離膜102上對齊，然后用合適的大穿孔機同時或連續(xù)地穿孔。然后各個燈300可以被存儲以隨后應用。由此將了解在轉(zhuǎn)移剝離膜102的單一或連續(xù)片上印制多個燈300的優(yōu)點，利用本領域公知的UV固化傳送系統(tǒng)以進一步促進UV可固化印劑的快速固化。
如上述提到的，按照本發(fā)明，在第一包封層104的選擇的中間層上，利用染色或其它技術也可以設計和制備在自然光中EL燈300的前面外表。根據(jù)這些技術，圖3也描述了當EL燈300被脫殼時所顯露的第一部分標志301，下文將更詳細地討論標志301的優(yōu)選制備的特點和外貌。
但首先進一步討論用于向EL燈300提供電能的兩個替換的優(yōu)選裝置。參考圖4，可看到EL燈300在右上方，且被卷起背面以顯露背面和前面接觸窗118A和118B。電能通過撓性母線401從遠處電源被引入，例如其可以是在聚酯上印銀的印刷電路，如本領域所公知的技術。作為替換，撓性母線401可以包括在聚亞安酯薄帶上印制的導體(例如銀)。撓性母線401終止于接頭402，接頭402的尺寸、形狀和構造被預定與背面和前面接觸窗118A和118B匹配。接頭402包括兩個觸點403，每一個觸點分別被容納在背面和正面接觸窗118A和118B中，且通過機械壓力，觸點403向EL燈300中的EL系統(tǒng)提供必要的電源。
在優(yōu)選實施例中，觸點403包括導電硅橡膠接觸襯墊，用以連接撓性母線401的端部到在背面和前面接觸窗118A和118B內(nèi)部的電觸點。當EL燈300通過熱粘接劑粘貼到基板時，這種設置是尤為有利的。用于粘貼轉(zhuǎn)移裝置到基板的熱壓力產(chǎn)生機械壓力，以增強在觸點403上且在接觸窗118A和118B內(nèi)部的硅橡膠接觸襯墊和電接觸表面之間的電接觸。通過在接觸表面之間施加硅粘接劑，可以進一步增強電接觸。能用的硅橡膠接觸襯墊是由Chromerics制造的，由制造商命名為“導電硅橡膠”?？捎玫墓枵辰觿┦荂hromerics1030。
利用硅橡膠接觸襯墊的特別優(yōu)點就是它們往往會吸收EL燈300和接頭402的相對切變位移(shear displacement)。例如比較環(huán)氧樹脂粘接的機械接頭。在燈300和接頭402之間的粘接原來非常牢固，但如此剛性和撓性以致在燈300和接頭402之間的相對切變位移可能直接轉(zhuǎn)移到兩個元件中的一個或兩個中。最后，環(huán)氧樹脂粘接界面之一或其余(環(huán)氧樹脂/燈300或環(huán)氧樹脂/接頭402)可能會切斷。
但是相反，硅橡膠接觸襯墊的彈性使設置在其附近的硅橡膠界面吸收這種相對切變位移，而不損傷襯墊或電機械接頭。因為電接觸點已經(jīng)遭受了巨大的切變應力，由此將EL燈300過早損耗能量的機會減到最小。
向EL燈300提供電能的替換優(yōu)選技術如圖5所示。在這種情況下，當配置前母線107和背面電極層112時(如參考圖1的如上所述)，還配置其延伸超出EL燈300的邊界并至尾隨印制母線501上。用于尾隨印制母線501的合適基板可以是例如從第一或第二包封層104或114延伸的聚亞安酯的“尾部”。此外，可以看到如果所需的話，尾隨印制母線501的導體可以密封在第一和第二包封層104和114的尾隨延伸部分之內(nèi)。然后利用尾隨印制母線501可以連接距燈300很遠的電源。
應該注意，在優(yōu)選實施例中的電源采用具有非常小外形的電池/變換器印刷電路。例如，硅芯片基變換器提供了非常小的外形和尺寸。由此這些電源元件可以容易、安全、不顯眼地隱藏在采用本發(fā)明的薄膜EL燈的產(chǎn)品中。例如，在外表上，這些電源元件有效地藏在特定凹處中。為了安全，這些凹處可以密封(例如假隔板)。電源(例如本領域標準的鋰6伏電池)提供電池有延展性和柔韌性以使電池能夠隨外層折疊和彎曲。進而看到，例如圖4所示的撓性母線401或例如圖5所示的尾隨印制母線501可以容易地被密封，以提供完全的電絕緣，然后方便地隱藏在產(chǎn)品結構之內(nèi)。
關于印刷技術，本發(fā)明也公開了對印刷技術的改善以改進EL燈(包括薄膜EL燈)，其無源自然光外表被設計以補充有源電致發(fā)光外表。這種補充包括設計EL燈的無源自然光外表以基本上展現(xiàn)為與電致發(fā)光外表一樣，以致EL燈看起來無論不發(fā)光或發(fā)光，至少在圖象和顏色色度方面一樣。作為替換，燈可以設計為顯示靜止圖象，但是與不發(fā)光相反，當發(fā)光時其部分圖象可以改變色度。也作為替換，EL燈的外部外表可以設計為當發(fā)光時改變色度。
可被組合以實現(xiàn)這些效果的印刷技術包括(1)改變用在發(fā)光層108中的磷光體(在發(fā)射光的顏色中)的類型；(2)選擇染料，用所選擇的染料使配置在發(fā)光層108上的各層著色；和(3)利用點尺寸印刷技術以獲得發(fā)光和不發(fā)光EL燈的明顯色度的梯度變化。
圖6說明了這些技術。可以理解，這些技術通常可以應用在這里公開的用于配置UV可固化印劑的替換印刷工藝。這些替換印刷工藝包括絲網(wǎng)印刷、移印、圓盤傳送帶印刷和滾動印刷。所有這些替換印刷技術是本領域公知的。
參考圖6，EL燈300的剖面601顯露發(fā)光層108。在剖面601中，已配置了三個分離的電致發(fā)光區(qū)602B，602W和602G，每一區(qū)采用電致發(fā)光材料印刷，其中包括發(fā)射不同顏色光(分別是藍、白和綠)的磷光體。注意到，可以理解，本領域公知的絲網(wǎng)印刷技術能夠?qū)崿F(xiàn)三個分離的區(qū)602B，602W和602G的配置。以這種方法，可以配置發(fā)射不同光顏色的不同區(qū)域，而且如果需要，可以將這些區(qū)可以與不發(fā)光區(qū)域(即不配置電致發(fā)光材料)組合，以當發(fā)光層108被加電壓時，描繪將被顯示的任何設計、標志或信息。
當被加壓時發(fā)光層108的外表通過對設置在發(fā)光層108和EL燈的前面之間的隨后各層進行選擇性著色(有利地通過染色)可以被進一步修改。通過僅在發(fā)光層108上的選擇區(qū)中印上有色層，可以進一步控制這種選擇性著色。
再參照圖6，EL燈300具有設置在發(fā)光層108上的第一包封層104，如參照附圖1和2的上面描述，通過覆蓋多個中間層，使第一包封層104可以被配置到所需厚度。這些層的一層或多層可以包括染成預定顏色的包封層材料，其配置使得所述著色補充來自其下的的所期望有源光外表?？梢圆捎靡幌盗蓄A先著色的Nazdar UV可固化氨基甲酸乙酯產(chǎn)品，例如3500系列和3900系列產(chǎn)品。當EL燈交替地發(fā)光和不發(fā)光時，在EL燈300中的效果是所需的總組合效果。
例如，在圖6中，假定區(qū)603B被染成藍色，區(qū)603X未被染色，區(qū)603R被染成紅色，區(qū)603P被染成紫色。EL燈的自然光外表將基本上是具有藍色邊緣606的紅色和紫色帶狀圖案605。紅色區(qū)603R和紫色區(qū)603P將修改區(qū)602W之下的白色色度，未著色區(qū)603X將保留區(qū)602B之下的未被修改的米色色度，以及藍色區(qū)603B將修改區(qū)602G之下的光的綠色/米色色度以顯示輕微的深藍色外表。應該理解，可以進一步選擇區(qū)603B的藍色色彩，以致當與區(qū)602G之下的綠色結合時，自然光外表基本上是同樣的藍色。
但是當給EL燈300加電壓時，區(qū)603R、603P和603X將分別保持紅色、紫色和藍色，而當通過區(qū)603B的藍色色彩修改從下發(fā)出的強綠磷光時，區(qū)603B將變成松綠色。由此，產(chǎn)生了典型效果，其中無論薄膜EL燈300是發(fā)光還是不發(fā)光，部分圖象被設計為在視覺上相同，而另一部分圖象當加壓時改變外表。
由此應理解的是，不受限制的圖案可能性出現(xiàn)，以便通過印上不同顏色的磷光體區(qū)并與上述不同色彩區(qū)組合，以使燈的發(fā)光和不發(fā)光外表(appearance)相關。將理解的是，這種發(fā)光/不發(fā)光外表圖案撓性和范圍在傳統(tǒng)的EL制造技術中是不能得到的，其中難以精確地印刷不同顏色的“區(qū)域”，或者作為在單片厚度內(nèi)的中間層。
進一步強調(diào)的是，在上述染色技術中，與例如采用涂料或其它著色層相反，熒光色染料被有利地混入將被染色的材料中。這種染色有助于獲得在反射自然光和有源EL光中視覺均衡的顏色。通過通過本領域公知的“反復試驗”或計算機混色(例如相對于混合涂料顏色更傳統(tǒng))，可以實現(xiàn)顏色混合。
再參照圖6，進一步說明在區(qū)603B和603X之間的過渡區(qū)620。期望過渡區(qū)620代表區(qū)603B的暗藍色色度(當給EL燈300加壓時)逐漸變到區(qū)603X的淺藍色色度的區(qū)。
在印刷行業(yè)“網(wǎng)點印刷(dot printing)”是標準的。而且，可以理解這種“網(wǎng)點印刷”技術通過絲網(wǎng)印刷是容易實現(xiàn)的。已知“網(wǎng)點印刷”使得兩個印刷鄰近區(qū)的邊界“熔合”到一起以形成處于明顯過渡的區(qū)。其實現(xiàn)是通過將各點從每一鄰近區(qū)延伸到過渡區(qū)、減小其尺寸以及當它們延伸到過渡區(qū)中時增加各點的間隔。由此，當過渡區(qū)中的點圖案被覆蓋或疊加時，其效果是通過改過渡區(qū)從一個鄰近區(qū)到下一個的過渡區(qū)的梯度變化。
應該理解，本發(fā)明可以容易地獲得這種效果。再參照圖6，在區(qū)603B中提供特定色度的染色層可配置有延伸到過渡區(qū)620的點，其中當點延伸到過渡區(qū)620中時，在過渡區(qū)620所述的點減小尺寸并增加間隔。然后，在區(qū)603X提供特定色度的染色層可以配置在頂部并具有以相應方式延伸到過渡區(qū)620的點。在自然光和有源光中的凈效果是對于過渡區(qū)620展現(xiàn)從一個色度到另一個色度的逐漸轉(zhuǎn)變。
應該理解，參照圖1和2，前述實施例已被描述為具有示例形式之EL結構的一種PTF疊層，其建立在轉(zhuǎn)移剝離膜102上。但是應理解，這里所公開的UV可固化印劑不限于在轉(zhuǎn)移剝離膜102上的配置，還可以直接配置在目的或目標基板上。圖7說明了在多孔和/或含纖維的基板700(例如布、皮革、織物或具有多孔或纖維性特性的任何其它表面)上的這樣一種配置。在圖7的情況下，將看到由EL燈750構成典型應用，如在前面圖中對本發(fā)明實施例之說明一樣。但是，與圖1和2形成對比，在圖7中EL燈750最好形成為“面朝上”，而不是“面朝下”，以致當加壓時，EL燈750將相對于基板700的背景發(fā)光。
參照圖7，以上述參照圖1和2中第一包封層104的方式，直接在基板700上配置基底包封層701。在圖7的實施例中，基底包封層701包括UV可固化氨基甲酸乙酯印劑，例如上述Nazdar651818PS產(chǎn)品。在配置之后，基底包封層701有利地進行UV固化。
應理解的是，基底包封層701的附加中間層的配置有必要達到一個最終的層厚度，其中已合適地集成和固定多孔或纖維性基板700，并提供一個電氣安全的非多孔和非纖維性表面，在該表面上可以配置更多的層。本領域技術技術人員期望，需要一些實驗來選擇與基板700材料相適應的印劑的粘性和基底包封層701的整體厚度，尤其當涉及不同的多孔性和纖維性時。通過實例，發(fā)現(xiàn)需要配置20-50微米的整體厚度的Nazdar 651818PS，以獲得小孔和纖維的適當固定、電氣安全和絕緣性。
特別要記住的是，當采用含纖維的基板700工作時，應注意設法阻止任何纖維穿透基底包封層701。應該理解的是，當各層被設置在基底包封層701之頂部上時，任何刺穿基底包封層701的纖維往往會破壞這些覆蓋層的性能。
再參照圖7，通過采用UV可固化印劑配置連續(xù)的PTF層來構造EL燈750，如上參照圖1和2所述。在基底包封層701上配置背面電極層702，其配置方式如上所述參照圖1和2上的背面電極層112。接著以上述參照圖1和2的介電層110的方式在背面電極層702上配置介電層703。以上述參照圖1和2的發(fā)光層108(雖然在替換實施例中可以在透明電極層706上配置母線705)的方式在介電層703上配置發(fā)光層704。然后，以上述參照圖1和2的前母線107的方式在發(fā)光層704上配置母線705。接著以上述參照圖1和2的透明電極層106的方式在母線705之上和發(fā)光層704上配置透明電極層706。以上述參照圖1和2的第二包封層114的方式在透明電極層706的頂部上配置頂部包封層707。在圖7中看到，類似于圖1和2中的元件105，邊緣部分708已留在基底層701上允許頂部包封層707的配置以接觸、交叉連接及密封基底包封層701和中間層702-706的端部。以這種方法，圖7中的EL燈750是直接集成和固定到多孔和/或含纖維基板700上的EL結構。在EL燈750中的各層優(yōu)選都被UV固化，以優(yōu)化制造優(yōu)勢并產(chǎn)生如上述其它相關的優(yōu)點。
圖8至14說明了這里公開的UV可固化印劑的另一實施例。在該實施例中，有利地配置印劑作為PTF疊層實現(xiàn)撓性印刷電路。從圖8中可以看到，電路800包括層801的疊層。這些層801包括通常被配置在插在中間的絕緣部分803之間的導電通路802?？梢岳斫?，絕緣部分803優(yōu)選向?qū)щ娡?02提供優(yōu)良的電絕緣。但是，如下文更為詳細的描述，容易理解的是，在某些設計中有利的是，將用絕緣部分803替代各層或其部分，它們提供了不完全的電絕緣，以產(chǎn)生例如在導電通路802之間的電阻的、介電的、電感的或半導體的通路。
利用這里所述的技術和UV可固化印劑，有利地配置電路800。以這種方式，電路800可以構造為膜和單片結構，由此得到了上述的附加優(yōu)點。通?？梢岳斫獾氖?，利用上述印劑，可以配置和UV固化連續(xù)層801，以構造EL和非EL疊層，獲得這里所述UV固化的所有優(yōu)點。實際上，根據(jù)包括上述UV可固化印劑的優(yōu)選實施例，將討論圖8至14。但是也認識到，這里所述的撓性電路決不限于利用UV可固化印劑的配置。本領域技術人員可以理解，圖8至14的電路800也可以利用常規(guī)印劑、印刷技術和固化技術構造，例如包括共有美國專利5856029和5856030所說明的。
還應該理解，圖8至14中電路800的單獨層801可以獨立地配置，以實現(xiàn)電通路的任何所期望的布局，無論是絕緣的、連接的、完全導電的或半導電的、電阻的、電容的、電感的等。在每一層801中配置的印劑和構圖的選擇將決定由該層產(chǎn)生的電通路的特性和“地形”。而且，由于各層801被相互配置于其上，從一層到另一層的電通路可以設計為相互電連接或相互配合，以產(chǎn)生電路800整體的三維特性和“地形”。而且，應該理解，如圖9和10所示，層801的各部分可以設計為在該層的設計中留下開口(未配置)。由此具有這種開口部分的連續(xù)層801在疊層中產(chǎn)生若干孔，在開口中可以連接表面安裝元件(“SMC”)以增加電路800的功能。這種SMC可以包括例如，電阻、電感、電容、變壓器、半導體甚至集成電路。整體效果是使電路800變成連接印刷元件和SMC之電通路的三維“巢(nest)”。
現(xiàn)在參照圖8至14更為詳細地討論電路800的前述可能性。在圖8中，可以看到層801包括第一絕緣層803，在第一絕緣層803上配置導電通路802。應該理解，第一絕緣層803的目的是密封導電通路802和使導電通路802與外部環(huán)境隔離。還應該理解，如果部分導電通路802被理想地暴露，那么應使得第一絕緣層803的選擇部分未被配置或屏蔽，以使導電通路802能夠被這樣暴露。
在利用UV可固化印劑的實施例中，如參照圖1和2所示的第一和第二UV固化包封層104和114的上述描述，利用UV可固化丙烯酸氨基甲酸乙脂/丙烯酸脂單體(例如Zazdar 651818PS)，可以配置第一絕緣層803。接著利用摻雜銀或其它導體的UV可固化印劑，在第一絕緣層803上配置導電通路802。例如，可以應用AlliedPhoto Chemicals產(chǎn)品UVAG 0022，以配置導電通路802。這種印劑被更為詳細地描述在以上參照如圖1和2所示的背面電極層112的說明中。
雖然圖8僅示出了一或兩個導電通路802，但是應該理解，在層801的尺寸限度內(nèi)，可以按照預定設計配置任意數(shù)目的導電通路802。在圖8中還看出，在導電通路802內(nèi)期望的預定位置，可以印制SMC接觸焊盤804?？梢岳斫?，SMC接觸焊盤的目的最終是為了使SMC(圖8未示出)在構造的后續(xù)階段與導電通路802接觸。
從圖9可以看到，在第一絕緣層803、導電通路802和SMC接觸焊盤804上配置第二絕緣層805。在利用UV可固化印劑的實施例中，利用UV可固化印劑，例如上述Nazdar 651818PS，再配置第二絕緣層805。還將看到，在第二絕緣層805中留有孔806未配置，以暴露其下的第一絕緣層803上的接觸焊盤804。注意，這最終允許SMC(圖9中未示出)穿過第二絕緣層805并通過接觸焊盤804接觸第一絕緣層803上的導電通路802。
僅為了清楚起見，在圖9中沒有顯示出導電通路為配置在第二絕緣層805頂部。但是可以理解，在實踐中，按照空間和設計的限制許可，在第二絕緣層805的頂部上可以配置多個導電通路。在UV可固化實施例中，可以再次采用摻雜銀或其它導體的UV可固化印劑，例如Allied Photo Chemicals產(chǎn)品UVAG 0022。還將理解的是，如果按照設計需要的話，在第二絕緣層805上配置的這種導電通路可以在選擇的、預先設計的接點處連接到在第一絕緣層803上的導電通路802。可以理解，通過在第二絕緣層805中的孔806上配置導電通路印劑來實現(xiàn)這種接點，以便允許與配置在其下的第一絕緣層803上的導電通路802的導電接觸。
參見圖10可以看到，在孔806中配置SMC 807。應該理解，圖10中的敷貼器A(applicator)是臨時的，其被用于輔助將SMC 807配置到孔806中。期望的是在SMC 807配置到孔806中之后除去敷貼器A。SMC 807提供接觸點808用于與在第一絕緣層803上暴露的接觸焊盤804的最終導電接觸。如圖10所示，可以利用導電粘接劑C改善在接觸點808和接觸焊盤804之間的接觸。導電粘接劑也可以增強在孔806中配置SMC807的堅固性。
圖11描述了圖10所示實施例的另一種形式。在圖11的實施例中，可以看到在四層疊層801A至801D中的頂層801D上配置SMC807A。在圖11中，連接器808A、B和C從SMC 807A穿過層801B至801D中的孔806A，以致與配置其上的導電通路802A、B和C導電接觸。由此，與圖10的實施例相對比，在圖11的實施例中要求較小的孔806A、B和C，而且孔的位置可能不如在圖10中的它們的相對位置準確。還將理解的是，一旦在層801D上配置SMC 807A且設立接觸器808A、B和C，可以設置另一層(未示出)，以填充孔806A、B和C，并以下述參照圖12的方式密封SMC 807A。
參照圖12并參照圖8至10，可以看到在第二絕緣層805上已配置第三絕緣層809。在利用UV可固化印劑的實施例中，利用UV可固化印劑(例如上述的Nazdar 651818PS)配置第三絕緣層。圖12示出，第三絕緣層809密封SMC 807于第二絕緣層805中的孔806之內(nèi)。
另外為了清楚起見，沒有顯示在圖12上第三絕緣層809的頂部上配置導電通路。但是可以理解在實踐上，如參見第二導電層805的以上所述，按照空間和設計限制許可，在第三絕緣層809的頂部上可以配置多個導電通路。在UV固化實施例中，可以再次采用摻雜銀或其它導體的UV可固化印劑，例如Allied Photo Chemicals產(chǎn)品UVAG 0022。還將理解的是，按照設計如果需要的話，在第三絕緣層809上配置的這種導電通路可以在選擇的、預先設計的接點處被連接到在第二絕緣層805和/或在第一絕緣層803上的導電通路?？梢岳斫猓ㄟ^在第三和/或第二絕緣層809和805中的孔上配置導電通路印劑，可以實現(xiàn)這種接點，以便允許與配置其下的導電通路的導電連接。
以這種方法，將看到可以構造三維互連的和“巢狀的”導電通路和SMC，以實現(xiàn)撓性電路的設計。盡管僅描述了三層803、805和809并參照圖8至12進行說明，可以理解的是，可以根據(jù)需要配置附加層以滿足特定的撓性電路設計。還可理解的是，利用使固化疊層具有膜和單片性質(zhì)的印劑可以配置撓性電路。
而且可以理解的是，在這里所述的撓性電路的范圍內(nèi)可以得到其它方面和特點。例如，撓性電路不限于如參照圖8至12所述在各層之間以SMC形式配置“硬件元件”。參看圖13，顯示一個示例，其中在導電通路802之間的有源區(qū)810中配置印劑。將理解的是，有源區(qū)810和導電通路802的配置仍然主要是“夾入”在絕緣層803或805或809的結構內(nèi)，例如圖8至13所示。但看圖13，可以理解有源區(qū)810包括印劑，其固化配置具有預定的電功能，例如電阻、電容、電感、半導性或某些其它預定的功能。這樣，有源區(qū)810在被固化時用作以層的形式配置的撓性電路“元件”。在預選的層(或在預選層之間導電連接)上可以配置多個有源區(qū)810，以便使撓性電路的處理功能更豐富。而且，可以采用有源區(qū)810與SMC結合以實現(xiàn)整體設計。
應理解，撓性電路不限于有源區(qū)810的任一特定實施例。本領域技術人員可以設計印劑，當印劑被配置和固化時實現(xiàn)具體位置中特定“元件”的設計標準。這種印劑在本領域是公知的。作為實例，可以理解的是，鈦酸鋇印劑(例如被用于在電致發(fā)光結構中配置介電功能)也被用作配置有源區(qū)810的印劑，如圖13所示。在UV可固化實施例中，還可以采用摻雜鈦酸鋇的UV可固化氨基甲酸乙酯印劑。上述討論參考圖1和2所示的介電層。可以采用印劑，例如關于介電層110所述的印劑，以配置圖13所示的有源區(qū)810，其具有例如電容的或電阻的性質(zhì)?？梢岳斫猓鐡诫s性質(zhì)、摻雜濃度、載體性質(zhì)、層厚度和區(qū)域尺寸和形狀這些參數(shù)影響特定配置的和固化的有源區(qū)810的總的電特性。本領域技術人員認為必須從事某些實驗以使有源區(qū)810的設計與所需“元件”性質(zhì)相匹配。
上述電路的柔韌(如果需要可以是薄膜的)性質(zhì)適用于我們在常規(guī)平板電路不是最佳的情況下的應用。例如，常常必須設計小空間產(chǎn)品像內(nèi)部照明燈、儀表板、控制板、內(nèi)頂板、前端限制器和移動電話以容納常規(guī)電路。如上所述的撓性電路的三維配置尤其適用于這些器件，其中電路在三維空間上適合可用的空間。實際上在某些應用中，更為有利的是，將上面公開的撓性電路直接配置在三維基板上，例如儀表板、控制板、內(nèi)頂板、前端限制器和移動電話的內(nèi)部表面。
這里公開的撓性電路的另一應用是在“聰明的”服裝和其它服飾、鞋襪、頭飾和衣服上。未來在服裝(例如頭飾、衣服和鞋襪)方面的應用前景廣闊，在其上可以配置撓性(以及有利的是薄膜)電路。在軍人和執(zhí)法者的服飾內(nèi)或其上可以配置計算機和其它處理器，以能實現(xiàn)例如全球定位系統(tǒng)、通信或信息顯示等功能。還存在類似的民用應用。服裝和娛樂業(yè)提出了許多撓性電路的附加用途。
還將理解，這里公開的撓性電路還可以包括具有電致發(fā)光功能的整體區(qū)域。本領域技術人員可以理解，與上述公開一致，可以配置特定層的某些區(qū)，使得當被加壓時它們組合以進行電致發(fā)光。當與具有非EL功能的其它撓性電路集成時，這種EL功能是有用的。將進一步看到用于這里所述的撓性電路設計的單片電壓以向具有集成在板上的EL和非EL功能的撓性或薄膜電路添加魯棒性(robustness)。
圖14說明這里公開的撓性電路的另一形式?？梢岳斫?，在圖8至13所述的實施例中，在第一、第二和第三絕緣層803、805和809的頂部上配置導電通路802和有源區(qū)810。但在圖14所述的實施例中，導電通路811、有源區(qū)812和絕緣區(qū)813都被一個接一個進行配置，以形成單個、多功能層814。將理解的是，這種技術為撓性電路帶來了附加優(yōu)點。首先，最終撓性電路的整體厚度有可能更薄，產(chǎn)生附加的撓性。其次，例如圖14所示多功能層814的應用可方便地實現(xiàn)交叉層連接和功能，而無需在層中的孔。可以理解，如圖14所示的多功能層814可以被配置而與其它鄰近的多功能層組合，和/或與鄰近的“常規(guī)”層組合，如圖8至13所示的第一、第二和第三絕緣層803、805和809。以其中任一方式，利用選擇的多功能層814可以設計鄰近層，以使得導電通路811、有源區(qū)812和絕緣區(qū)813可以設計在撓性電路中，其尺寸并不限于被配置層的普通平面。
PTF基板以印制形式用于電路和元件載體1)PTF基板以印制形式用于電路和元件載體。
2)薄膜支撐介質(zhì)-印刷到可重復使用的剝離載體片——用于導電印劑跡線以允許完全的“印刷電路”性能。
3)印制的PTF層允許“多層”容量，其由用于SMC元件裝配的印刷“接收凹穴”的能力增強——接著可以將其封裝以提供完整的相似結構。
4)在耐用的聚亞安酯中的PTF多層結構中可以“安裝”完整的薄膜鍵盤。這將包括層著色圖形和發(fā)光。
5)汽車內(nèi)部照明-圖注和彩色圖形將采用可以三維方式形成的薄膜“墊”形式，以符合外形在儀表板和中心控制臺系統(tǒng)之內(nèi)。還有內(nèi)頂板、頂部限制等。
6)聰明的衣服種類先進的印刷電路技術全印制薄膜支持介質(zhì)或基板。每一層承受固化操作。能夠進行整個電路跡線和元件安置。全印制技術允許“即刻的”基板輪廓形式以及局部的厚度變化。適合于用于壓縮印刷電路裝配的流動的或“可伸縮的”部分。
全印制技術逐層建立，從合適的可重復使用的剝離片或卷上的薄膜聚亞安酯印劑的“基底”印制開始。接著以帶有主電路的導電電路跡線對這個初始層進行套印。接著附加印制(如果需要的話)設置電阻、電容等，以及EL發(fā)光單元。
以下的聚亞安酯印劑層套印相當一部分跡線但保留產(chǎn)生“元件凹穴”的區(qū)域空白，用于隨后安裝包括IC的SMC。接著在印刷焊盤的位置上設置粘接劑并把元件安置到“凹穴”中。
這些元件(SMC和IC)在這一階段被固化或者利用聚亞安酯的封蓋層套印電路，以在周圍密封印刷電路。
先進的聚亞安酯印劑組成可以是以下的化合物1)單組份，熱固化的光透明印劑。
2)二組份，即基底和催化劑，熱固化的光透明印劑。
3)多組份，熱固化的光透明印劑。
4)單組份，紫外線固化的光透明印劑。
5)多組份，紫外線固化的光透明印劑。
有利地是，這些印劑組成是觸變性的，其大大地改善印刷“凹穴”的組成以容納SM組件。
某些成層結構得益于“自由行進”印劑組成，以促進隱蔽在凹穴中的SM組件的填實。
印刷版式/層形成薄膜聚亞安酯(EP)印刷的“膜”將發(fā)展到“印刷電路”，要求可重復使用的基板剝離膜，其基于PTFE片、硅樹脂處理的紙、玻璃纖維或布或相似的能剝離的層材料。
由熱固化或紫外光固化之一或兩者結合，逐層建立聚亞安酯印劑的印刷層。在用銀印劑施加電路的第一層之前，產(chǎn)生合適的薄膜基“膜”。這些初始的電路具有合適的印刷焊盤，以在需要時容納SMC。交替的印刷銀跡線將被安排以成為薄膜鍵盤。(EP)印刷“膜”的隨后成層保留缺乏印劑的區(qū)域，以在隨后安置SMC的位置留出“接收孔”或“凹穴”。當這些層固化時，在它的基板膜上的(EP)膜將移到SMC“拾取和放置”機，用于SMC粘接安裝，隨后放置SMC。SMC固化和測試之后，(EP)膜將再回到印刷機，且通過另外的印刷步驟施加涂層(EP)膜。如果電路密度需要的話或者空間限制需要緊湊的結構的話，可以設置多分層。
薄膜聚亞安酯EL燈如果需要電路和EL照明的組合在單個結構之內(nèi)，EL燈印刷階段先前所述在(專利申請)可以被應用在印制銀電路層的給定階段或其它階段。SMC元件裝置可以包括IC和所需要的驅(qū)動電路，以向EL燈、所有位于薄膜包封/薄膜聚亞安酯包封內(nèi)的元件提供電能(從合適的DC電源)。
在薄膜結構內(nèi)印刷的可能是代表鍵盤儀表板的圖形、廣告圖形或特定的照明應用裝置?？梢杂∷⒍鄬?設想為彩色或數(shù)據(jù))，而具有或不具有利用印刷EL的背面照明。
薄膜聚亞安酯膜鍵盤可以包括SMC、LED元件，適于設置作為在先前所述的鍵盤層內(nèi)的指示器，當需要兩者時這可以與EL照明留有間隔。
雖然詳細地說明了本發(fā)明和其優(yōu)點，應理解不脫離由所附權利要求限定的發(fā)明的精神和范圍可以作出多種改變、取代和替換。
權利要求
1.一種PTF疊層的構造方法，包括(a)利用UV可固化印劑，在該疊層中配置選擇的PTF層；和(b)通過暴露于UV輻射，固化UV可固化印劑層。
2.按照權利要求1的方法，其中，所述UV可固化印劑選自(a)UV可固化丙烯酸氨基甲酸乙酯/丙烯酸脂單體；和(b)UV可固化環(huán)氧丙烯酸脂/丙烯酸脂單體。
3.按照權利要求1的方法，其中，該PTF疊層包括EL層，所述EL層被預先設計而組合、以在被施加電壓時進行電致發(fā)光；和其中，利用UV可固化氨基甲酸乙酯印劑，所選擇的EL層被配置并通過暴露于UV輻射而使其固化。
4.按照權利要求1的方法，其中，該PTF疊層在被固化時具有薄膜性質(zhì)。
5.按照權利要求2的方法，其中，該PTF疊層在被固化時具有薄膜性質(zhì)。
6.按照權利要求3的方法，其中，該PTF疊層在被固化時具有薄膜性質(zhì)。
7.按照權利要求1的方法，其中，在該PTF疊層中選擇的鄰近層固化以形成單片結構。
8.按照權利要求2的方法，其中，在該PTF疊層中選擇的鄰近層固化以形成單片結構。
9.按照權利要求3的方法，其中，在該PTF疊層中選擇的鄰近層固化以形成單片結構。
10.按照權利要求1的方法，其中，該PTF疊層被構造在臨時基板上，且其中該方法還包括(c)除去該臨時基板。
11.按照權利要求2的方法，其中，該PTF疊層被構造在臨時基板上，且其中該方法還包括(c)除去該臨時基板。
12.按照權利要求3的方法，其中，該PTF疊層被構造在臨時基板上，且其中該方法還包括(c)除去該臨時基板。
13.按照權利要求1的方法，其中，該PTF疊層被直接構造在最終的目標基板上。
14.按照權利要求2的方法，其中，該PTF疊層被直接構造在最終的目標基板上。
15.按照權利要求3的方法，其中，該PTF疊層被直接構造在最終的目標基板上。
16.按照權利要求13的方法，其中，該最終的目標基板是三維成形的表面。
17.按照權利要求14的方法，其中，還最終的目標基板是三維成形的表面。
18.按照權利要求15的方法，其中，該最終的目標基板是三維成形的表面。
19.按照權利要求13的方法，其中，該最終的目標基板是多孔的和/或含纖維的。
20.按照權利要求14的方法，其中，該最終的目標基板是多孔的和/或含纖維的。
21.按照權利要求15的方法，其中，該最終的目標基板是多孔的和/或含纖維的。
22.根據(jù)權利要求1至21之任一方法的產(chǎn)品。
23.一種PTF疊層，連續(xù)配置若干層，每層包括固化印劑，該PTF疊層包括以PTF層形式配置的若干絕緣區(qū)；和以PTF層形式配置的若干導電通路；所述絕緣區(qū)和導電通路協(xié)調(diào)配置，以使得當所有層被固化時形成所述導電通路的一個預定電路。
24.按照權利要求23的疊層，還包括若干表面安裝元件(SMC)，所述SMC被配置在所述PTF層中的孔中，并與PTF層中配置的導電通路連接；所述SMC、絕緣區(qū)和導電通路協(xié)調(diào)配置，以使得當所有層被固化時形成所述導電通路和SMC的一個預定電路。
25.按照權利要求23的疊層，還包括有源區(qū)，以PTF層形式配置，所述有源區(qū)包括固化印劑，其使所述有源區(qū)具有預先設計的電功能；所述有源區(qū)、絕緣區(qū)和導電通路協(xié)調(diào)配置，以使得當所有層被固化時形成所述導電通路和有源區(qū)的一個預定電路。
26.按照權利要求23的疊層，其中，該PTF疊層在被固化時具有薄膜性質(zhì)。
27.按照權利要求23的疊層，其中，在該PTF疊層中的被選的鄰近層固化以形成單片結構。
全文摘要
一種聚合物厚膜(“PTF”)疊層，其中利用UV可固化印劑配置選擇的(優(yōu)選所有的)層。在本發(fā)明的一個實施例中，在典型的單片和薄膜EL結構中配置UV可固化PTF層，其中UV可固化氨基甲酸乙酯包封層封裝UV固化氨基甲酸乙酯電致發(fā)光層。當在制造過程中以層的形式配置并隨后暴露于UV輻射時，本發(fā)明的印劑在幾秒鐘內(nèi)固化而無明顯層高度縮減。相對常規(guī)熱固化工藝，制造周期時間顯著地優(yōu)化。這里也公開了撓性電路。利用這里公開的UV可固化氨基甲酸乙酯可以實現(xiàn)撓性電路，但是撓性電路不限于UV可固化或氨基甲酸乙酯的實施例。配置了連續(xù)的絕緣層。絕緣層具有配置在其上的導電通路。在單層上或?qū)又g以所需的方式連接導電通路。在絕緣層中留有孔以接收表面安裝元件(“SMC”)，表面安裝元件與在層之下配置的導電通路連接。在層上導電通路之間也可以配置有源區(qū)。當導電通路被加壓時，這種有源區(qū)包括當固化時具有預先設計的電特性(例如電阻、電容、電感、半導體等)的印劑。在另一個實施例中，在撓性電路中的選擇層包括導電通路、有源區(qū)和絕緣區(qū)，所有層彼此相鄰地配置以形成單一多功能層。這種多功能層的利用使得導電通路、有源區(qū)和絕緣區(qū)可以被設計到撓性電路中，尺寸其不限于配置層的常規(guī)平面。
文檔編號C09D11/00GK1500015SQ02802649
公開日2004年5月26日 申請日期2002年6月19日 優(yōu)先權日2001年6月19日
發(fā)明者肯尼思·伯羅斯, 肯尼思 伯羅斯 申請人:Mrm開發(fā)有限公司