【発明の詳細な説明】 【０００１】 （関連出願への相互参照） 本出願は、１９９５年３月２０日に出願されて米国特許第５，５６５，７３３
号として発行された出願第０８／４０７，２６９号であって１９９２年１２月１
６日に提出された出願第０７／９９１，２９５号の継続出願である出願第０８／
４０７，２６９号の継続出願である、１９９６年１０月１５日に提出された出願第０８／７３１，５１９号の一部継続出願である、１９９８年２月２４日に提出された一部継続出願第０９／０２８，６２２号の継続出願である。 【０００２】 （発明の技術分野） 本発明は、低コストで多用途の電界発光ランプ製品を実現する方法に関する。 当業界で公知の如く電界発光ランプは、一方が本質的に透明な電極間に載置された適切な発光体から成る表面的光源である。 上記各電極間に交流が印加されたときに上記発光体は光を発するが、この光の色は選択された発光体に依存する。 【０００３】 斯かるランプは、自照式の計器パネル、目盛り板、標識などの種々の用途に対して適切である。 斯かる電界発光ランプパネルは基材パネル全体にインジウムすず酸化物などの導電材料から成る全体的被覆を適用することで作製され得るが、
該被覆は各電極の一方に対する材料を提供するものであり、該材料上には発光体層および後方電極層が適用される。 多くの用途において、上記パネルの表面全体が発光する必要はなく、非点灯部分は当該ランプの前面に不透明インクを印刷することでマスクされる。 代替的に、米国特許第４，９０４，９０１号に記述された如く、透明層に対応する材料（インジウムすず酸化物）がパネルの表面全体に堆積された後、該材料は酸エッチングにより該表面の殆どから除去されることで、個別の照射領域に対応する領域を残置する。 次に上記個別領域上には、発光体層および後方電極層が堆積される。 同様に、発光体または後方電極は当業界で公知の技術を用いて所望の領域上に適用され得る。 【０００４】 （発明の要約） 本発明に依れば、モジュール式ランプ・ユニットを形成すべく、選択された制限されたサイズを有する平坦形状の可撓性電界発光ランプが、表面実装技術を利用して大寸のプリント回路基板上に載置かつ固定される。 上記基板および固定されたランプは引き続き、所望形状へと変形されるか、又はそのまま製品内に組み込まれる。 代替的に上記ランプおよび基板は、別体の予備形成操作に委ねられてから相互に接合され得る。 これらの全ての場合において、上記ランプにより占有される領域は、照射が望まれる領域のみに制限される。 故に本発明は、上記ランプにより覆われる領域を相当に減少することで製造コストを削減する。 当業界にて公知の如く、上記ランプの電極を提供すべく用いられる（例えばインジウムすず酸化物などの）導電材料は、比較的に高価である。 更に、小寸にセグメント化されて個々にアドレス可能なランプは、非点灯部分上に不透明パターンを有する全面積にわたる大寸ランプよりも、消費電力および発熱が少なく、且つ、更に信頼性が高い。 所望の各照射領域間において点灯ライン・トレース線を覆うための不透明パターンもまた、排除される。 個々のランプを載置して固定するプロセスの自動化は好適には、事前指定された命令に従いランプを選択して受容プリント回路基板の表面上に載置するようにプログラムされたピック・アンド・プレース用ロボットにより達成される。 その後、上記ランプを上記基板に接続して固定する自動化工程が続く。 【０００５】 上記ランプおよび基板を成形することにより、該ランプおよび基板を、例えば特定の美的デザインに適応する用途またはスペースが制限された用途などの種々の用途において用いることが可能となる。 これに加え、上記ランプは可撓性を有すると共に可撓基板が用いられることから、カセット・プレーヤの蓋の開閉などにおいて上記可撓基板が作動されるという用途において上記ランプおよび基板を使用することが可能である。 また新規なサーマル成形（ｔｈｅｒｍａｌｆｏｒｍ
ｉｎｇ）技術によれば、予め形成されたランプ部材は該ランプの機能を阻害すること無く安定な所望立体形状へと成形され得る。 【０００６】 また本発明に依れば、各ランプもしくは複数の別個のグループが個別にアドレス可能であると共に異なる色もしくは輝度特性を有する多数のランプがプリント回路基板上に配備され得る。 上記ユニットの個別にアドレス可能な各ランプは、
個別に駆動され得るか、または単一の電源により給電され得る。 【０００７】 本発明のひとつの態様において、電界発光ランプを成形する方法は次の各工程を含む。 多層式シート形状電界発光ランプが配備される。 上記多層式シート形状ランプは、粒子から発せられた光を透過すべく一方が透明である一対のシート形状導電層と、上記一対のシート形状導電層間に配設されると共に電界発光粒子を有するシート形状電界発光層と、上記一対のシート形状導電層とシート形状電界発光層とを支持する担体基材とを含む。 上記多層式シート形状ランプは、上記担体基材および上記熱可塑性層の作用的一体性を維持するに十分な温度にて加熱される。 上記多層式シート形状ランプは次に、所望の立体形状へと成形される。 【０００８】 別の態様において本発明は、次の各工程によりランプ部材を成形する工程を含む立体照明体を提供する。 電界発光ランプ上には、略シート形状で二軸延伸された光透過ポリエステル担体基材が配備される。 上記電界発光ランプは、上記担体基材上に堆積された薄膜透明電極と、発光体粒子を含む層と絶縁粒子を含む層と背面導電電極層を形成する導電粒子を含む層とを含む、密接に結合されて重畳された複数のフッ化ポリビニリデン層とを備える。 上記ランプ部材は８７．８℃乃至１３２．２℃（１９０°Ｆ乃至２７０°Ｆ）の範囲の成形温度まで加熱されると共に、加熱された該ランプ部材を上記温度にて所望の立体形状へと成形することにより、上記担体基材の収縮は回避され且つ上記ポリエステル担体基材および上記ポリビニリデンの作用的一体性は維持される。 上記ランプ部材は上記立体成形形状で冷却される。 【０００９】 別の態様において、立体照明体を構築する方法は、略シート形状の光透過熱可塑性担体基材上に、該担体基材上に堆積された薄膜透明電極と、発光体層を形成する発光体粒子を含む層と絶縁層と背面導電電極層とを含む密接に結合されて重畳された熱可塑性層と、を配備することでランプ部材を形成する工程を含む。 上記ランプ部材は、所望の立体形状のダイ上に載置される。 上記ランプ部材は次に、上記担体基材および上記各熱可塑性層の作用的一体性を維持する条件下にて該ランプ部材を上記ダイに対して押圧して該ランプ部材を上記立体形状へと成形することで圧力成形され、光を発し得る成形形状を生成する。 【００１０】 本発明のこれらの態様の実施形態は、次の特徴のひとつ以上を含み得る。 上記加熱工程は、例えば８７．８℃乃至１３２．２℃（１９０°Ｆ乃至２７０
°Ｆ）の温度範囲、好適には１１０℃乃至１２６．７℃（２３０°Ｆ乃至２６０
°Ｆ）の範囲である、上記担体基材の軟化点温度より低い温度範囲にて上記多層式シート形状電界発光ランプを加熱する工程を含む。 上記各導電層の少なくともひとつの層は、フッ素ポリマ樹脂を含む。 【００１１】 上記成形工程は、上記多層式シート形状電界発光ランプの加熱の後に圧力を付与する工程を含む。 本発明の一実施形態において上記方法は、所望の立体形状を協働して画成する雄部材および交合雌部材を有するダイを配備する工程と、上記ダイの上記雄部材および雌部材の少なくとも一方を加熱する工程と、上記ダイの上記雄部材と雌部材との間に前記多層式シート形状電界発光ランプを位置決めする工程と、上記ダイの上記雄部材および雌部材に圧力を付与する工程とを含む。
上記雄部材および雌部材に圧力を付与すべく、クランプが用いられる。 【００１２】 複数のランプが採用される場合、各電界発光ランプの内の第１のランプは、各電界発光ランプの第２のランプの発光特性とは異なる発光特性（例えば色、強度）を有する。 【００１３】 上記多層式シート形状電界発光ランプは、スプリング・デテントを提供すべく変形され得る接触導体を含む。 一定の実施形態において上記各導体は、該各導体の他方の導体とは逆の方向に変形される。 【００１４】 成形されたランプ部材を含む立体照明体を構築する上で上記担体基材は、二軸延伸シートであると共に、種々のポリマまたはポリカーボネート材料のいずれかなどのポリエステルとされ得る。 上記熱可塑性層としては、フッ化ポリビニリデン、フッ素ポリマビニル、ポリエステルまたは他の熱可塑性樹脂が挙げられる。
上記ランプ部材の圧力成形に先立ち、該ランプ部材は上記担体基材の熱可塑性プラスチックおよび重畳された上記各層の熱可塑性樹脂の軟化点温度より低い成形温度まで加熱され、その後に該ランプ部材は上記成形立体形状で冷却される。 上記成形温度は上記担体基材の実質的な収縮が生ずる温度より低い。 上記成形温度は８７．８℃乃至１３２．２℃（１９０°Ｆ乃至２７０°Ｆ）の範囲であり、好適には１１０℃乃至１２６．７℃（２３０°Ｆ乃至２６０°Ｆ）である。 【００１５】 上記立体照明体は、装飾的にエンボス加工された自照式の図形または英数字記号の形態である。 代替的に上記立体照明体は、成形された吊下型自照式の装飾品または識別用ロゴの形態である。 【００１６】 概略的に、実用的であると共に安価に製造され且つ自由に選択可能な箇所にて種々の品質の光を選択的に発する単一の総合的なランプ・モジュールの成果は、
本発明の特に重要な実用的成果である。 別の重要な成果は、立体的電界発光ランプ、および、斯かるランプを担持する構造の実用的成果である。 【００１７】 本発明の他の利点および特徴は、以下の記述および各請求項から明らかとなろう。 （詳細な説明） 図１を参照すると、多数のオーディオ／ビジュアル機器（例えばテレビ、ＶＣ
Ｒ、ステレオ受信器など）を制御する携帯リモートコントロール装置１０は、バッテリー１６および制御基板１８を支持するキャビティ１４を有するハウジング１２を備える。 制御基板１８は、各機器により受信されるべき赤外線制御信号を生成するための電力および信号を供給すべく用いられる構成要素２０を備える。
これに加えてキャビティ１４内には、スイッチ・キーパッド２２、モジュール式ランプ回路２４およびグラフィック・パネル２６が配設される。 グラフィック・
パネル２６は、制御される各構成要素に関連する領域２７，２８，２９を含む。
各領域２７，２８，２９は更に、当該領域に対して指定された構成要素に関連する特定機能（例えばオン／オフ、音量、チャネル選択など）を指定する区画２７
ａ〜２７ｎ，２８ａ〜２８ｎ，２９ａ，２９ｎを有する。 ハウジング１２に対してグラフィック・パネル２６を固定すべく、受け座（ｂｅｚｅｌ）（図示せず）
が使用され得る。 この配置によればリモコン・ユニット１０は、選択されたオーディオ／ビジュアル機器に関連する区画を押圧することで操作されるタッチ式電飾メンブレン・キーパッド（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ ｔａｃｔｉｌｅ ｍｅｍ
ｂｒａｎｅ ｋｅｙｐａｄ）を有する。 【００１８】 スイッチ・キーパッド２２は、制御基板１８に対して接続された導電トレース線３２を有する可撓ポリエステル板３０ａを備える。 可撓ポリエステル板３０ａ
の上にはスイッチ板３０ｂが配設されている。 スイッチ板３０ｂは短絡スイッチ３４を備える。 該スイッチの各々は特定構成要素の特定機能に対応すると共に、
該スイッチに下向きの力が付与されると特定機能に対応するトレース線３２が実効的に“短絡”されるように回路板３０ａのある領域上に配置されている。 【００１９】 本発明の技術を用いて製造されたモジュール式ランプ・ユニット２４は、スイッチ・キーパッド２２とグラフィック・パネル２６との間に配設されると共に、
該ユニット２４は、多数の可撓性電界発光ランプ４０が載置された導電インクの導電トレース線３６を有する可撓プリント回路基板３５を含む。 各電界発光ランプ４０は、プラスチック基材上の導電インク堆積物により形成された一対の導電パッド４１ａ（図４Ａ）を有する。 これらの導電パッドは、電力および接地バスに通ずる導電トレース線３６に対する電気接点を提供する。 ランプ４０の導電パッド４１ａに対する接点ではない導電トレース線３６の部分は誘電層によりほぼ覆われることで、電気絶縁を提供し、銀の拡散を低減し、且つ、湿気に対する保護を提供する。 斯かる誘電層を提供するひとつの方法は、例えばデラウェア州、
ウィルミントンのイー． アイ． デュポン・ド・ヌムール社（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎ
ｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏ． ）により製造された製品番号５０１４であるＵＶ硬化可能インクを可撓基板３５上の導電トレース線３６の部分上にスクリーン印刷することである。 また可撓基板３５は、デラウェア州、ウィルミントンのＩＣＩ社の型式番号ＳＴ５０５という、約０．０１７８ｃｍ（約０．００７インチ）厚みを有し、インジウムすず酸化物の被覆が後塗布されたポリエステル系材料から作成される。 【００２０】 図２を参照すると、代表的な電界発光ランプ４０が示される。 該ランプは、照射されるべき特定領域の大きさに制限されると共に、透明基材４２（例えば約約０．０１７８ｃｍ（約０．００７インチ）厚みのポリエステルフィルムの薄寸体）で始まる多数の層から成る。 基材４２は一方の側面においてインジウムすず酸化物（ＩＴＯ）などの好適には有機導電被覆である透明導電材料の予め適用された被覆を有するが、酸化アルミニウム、アルミニウム、金、銀または他の複合被覆も使用され得る。 ＩＴＯ材料は好適には上記基板パネル上に真空スパッタリングされることで、約１，０００Ｄの厚みの透明前方被覆４４を形成する。 透明前方被覆４４は、例えばポリマ系結合剤に分散された銅もしくはマンガンが添加された硫化亜鉛などの電界発光蛍光体粒子で形成された蛍光体層４６により覆われる。 蛍光体層４６は、スクリーン印刷により前方透明被覆４４に適用されると共に、約０．００２５４ｃｍ（約０．００１インチ）の厚みを有する。 約０．００
２５４ｃｍ（約０．００１インチ）厚みの誘電層４８は、ポリマ系結合剤中に分散されたチタン酸バリウムなどの高誘電率材料で形成される。 誘電層４８は、ランプ４０の縁部まで延在するように蛍光体層４６上にスクリーン印刷される。 また誘電層４８上には、スクリーン印刷可能インクを形成すべくポリマ系結合剤中に分散された例えば銀もしくは炭素などの導電粒子で形成された後方電極５０が堆積される。 このインクは誘電層４８上にスクリーン印刷されることで、約０．
００１２７ｃｍ（約０．０００５インチ）厚みの層により後方電極５０が形成される。 ランプ４０の一部の用途においては、後方電極５０上に（図示せず）付加的な絶縁層が適用されることで、可能的な衝撃障害を防止したり当該ランプを保護する水分防壁を提供してもよい。 これらの層に対して適切なポリマ系結合剤としては米国特許第４，８１６，７１７号および米国特許第５，７７０，９２０号に記述された如きＰＶＤＦが挙げられるが、参照により両者の開示内容は本出願中に援用される。 【００２１】 図１を参照すると予め形成された電界発光ランプ４０の各々は、スイッチ・キーパッド２２の特定の短絡スイッチ３４とグラフィック・パネル２６の対応領域２７，２８，２９との間に位置決めされる。 ランプ４０の可撓性の故に、カバー・プレート２６に付与された下向きの力は該ランプ４０を損傷することなく短絡スイッチ３４へと伝達される。 この実施形態において、グラフィック・パネル２
６の特定区画に関連する各電界発光ランプ４０は種々の選択色を有する。 例えば、テレビ機能に関連する領域２７はオレンジ光を発する電界発光ランプ４０ａにより照明される一方、ビデオカセットレコーダ（ＶＣＲ）の制御に関連する領域２９は青光を発するランプ４０ｂにより照明される。 【００２２】 図３Ａ乃至図３Ｄを参照すると、予め形成された小寸の電界発光ランプ４０を上記モジュール式ユニットの可撓基板３５に接合するプロセスが示されている。 図３Ａに示されたように点灯側３３を上向きとしたランプ４０は、該ランプの導電パッド４１ａ，４１ｂが可撓基板３５のトレース線３６上に重ねられるように該基板上に位置決めされる。 可撓基板３５に対してランプ４０を軽く締着すべく導電パッド４１ａ，４１ｂ間の区画においては、可撓基板３５とランプ４０の後方電極５０との間に、接着剤の小滴または本願で示したような両面感圧接着片５２が載置される。 図２に戻ると、導電パッド４１ｂは後方電極５０に対して直接的に接続される一方、導電パッド４１ａはバイア・ホール（図示せず）を介して透明前方被覆４４に接続される。 接着片５２によれば、ランプ４０および可撓基板３５の組合物は、以下に記述される理由によりランプ４０が上記基板の下側となるように製造の間に裏返されることが可能となる。 【００２３】 図３Ｂを参照すると、ランプ４０はコネチカット州、ダンベリのブランソン・
ウルトラソニックス社（Ｂｒａｎｓｏｎ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐ．
）により製造されたモデル９０１ＡＥ ＩＷ一体溶接機などの超音波溶接機５４
（図５）を用いて、可撓基板３５に対して電気的かつ機械的に結合される。 図３
Ａに関して上述されたように、ランプ４０の導電パッド４１ａの区画の上方に位置された刻み付き溶接工具５６に対して可撓基板３５の下面３７が臨む様に、ランプ４０および可撓基板３５の組合物は裏返されて溶接機５４に対して提供され得る。 刻み目付き溶接工具５６は約０．６３５ｃｍ（約０．２５インチ）の直径であり、且つ、比較的に鋭角的な突起部６０の格子配列を備えたチップを有する。 各突起部６０は約０．５０８ｃｍ（約０．０２０インチ）の長さであると共に相互に０．０７６２ｃｍ（０．０３０インチ）だけ離間されている。 この配置を以て、ランプ４０の透明被覆４４は溶接機５４のＸ−Ｙ基部プレート５８上で下向きとされる。 溶接機５４は、基部プレート５８と平行な平面上に溶接チップ５
６を位置決めするようにプログラムされる。 【００２４】 図３Ｃに示されたように、突起部６０が可撓基板３５を通りランプ４０内へと貫通するように、溶接機５４は所定の力で且つ正確な継続時間に亙り刻み付き溶接工具５６を下面３７に対して下降させるようにプログラムされる。 突起部６０
は、ランプ４０の後方電極５０、発光体４６を介して透明基材４２内へと延在する。 当業界にて公知のように、振動溶接は各熱可塑性材料間に強力な構造または高圧シールを生成する技術である。 溶接機５４の（図示せず）コンバータ・ユニットに対しては、半導体電源により高周波電気エネルギ（２０キロヘルツ）が提供される。 上記コンバータ・ユニットは、電気エネルギを超音波周波数における機械的振動エネルギに変換する。 上記振動エネルギは、溶接工具５６を介して接合領域へと伝達されると共に、摩擦により該工具の突起部における熱へと変換される。 該実施形態において可撓基板３５の下面３７は、２５〜７５ミリ秒に亙り７０３〜１，４０６ｇ／ｃｍ 2 （１０〜２０ポンド／平方インチ）の圧力下でランプ４０の後方電極５０に対して振動される。 界面領域にて生成された摩擦熱により可撓基板３５および透明基材４２の各ポリエステル材料は、両者間に強力な分子結合が提供されるように溶融される。 【００２５】 図３Ｄを参照すると、溶接操作を完了すべく刻み付き溶接工具５６は可撓基板３５から離間すべく揚動されることで、可撓基板３５とランプ４０の透明基材４
２との溶融ポリエステルから成る機械的接点６２が残置される。 機械的接点６２
の溶接強度は、母材のそれに接近する。 同時に、刻み付き溶接工具５６により提供される局所的な熱および振動により、後方電極５０のスクリーン印刷可能な導電ポリマ性インクは貫通箇所から強制的に排除されて各機械的接点６２間に電気接触経路６４を形成することから、電気的連続性が確実とされる。 【００２６】 図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、ランプ４０は可撓基板３５の導電トレース線３６に取付けられた一対の導電パッド４１ａを有して示される。 溶接工具５６
の突起部６０の格子配列は、印刷された後方電極４０と印刷された導電トレース線３６との間において導電インク電気接触経路６４に対し、溶融された機械的接点６２および導電インクの格子を提供すべく使用される。 後方電極５０を横断して中断ライン６９がレーザにより線引きされることで、後方電極５０と前方電極４４との間の電気絶縁が提供される。 電気絶縁が提供されるのは、図３Ａ乃至図３Ｄに記述されたように（または以下に記述される方法を用いる場合に）可撓基板３５に対して後方電極５０が接続されると、前方被覆４４が後方電極５０と短絡してしまうからである。 後方電極と前方電極との間に電気絶縁を提供する更なる詳細は米国特許第５，３３２，９４６号に記載されており、これは参照により本出願中に援用される。 【００２７】 予め形成された小寸のランプ４０は他の取付手段を用いて可撓基板３５に接続され得ることは理解される。 例えば図９を参照すると、ランプ４０および可撓基板３５を貫通して配設されると共に、底面３９にて平坦化されることでランプ４
０を該基板に堅固に締着する頭部付ピン部１２２を有する機械的鳩目１２０が示されている。 代替的に図１０に示された様にランプ４０および基板３５を堅固に固定すべく、ミネソタ州、ミネアポリス所在の３Ｍ社の製品である型式番号９７
０３などの強導電接着フィルム１３０の帯片が用いられる。 【００２８】 選択された小寸サイズの予め形成されたランプ４０を基板３５に固定するプロセスは好適には、自動化生産ライン環境での使用に適合される。 図５を参照すると自動化ランプ取付組立てライン７０に対して、各ランプ４０を固定すべく所定の導電トレース線３６および所定領域を有する可撓基板３５の原材料が供給される。 可撓基板３５は、一連の製造ステーションを通るラインに沿い搬送される。
例えば基板３５は積荷ステーション７３へと搬送される前に準備ステーション７
２にて、洗浄されると共に各ランプ４０を受容すべく調製される。 各基板３５は概略的に堅固なテンプレート上に支持されることで、該可撓基板がステーション間を移動するときに該基板に対する支持体が提供されると共に、溶接処置に対する整合が提供される。 接着剤供与ステーション７４にては基板３５上の適切な箇所に、（図３Ａおよび図１０に関して記述された）接着テープ５２，１３０またはエポキシ接着剤などの組立て補助物が載置される。 此処で供与ステーション７
４は、ランプ４０を支持するに十分な速乾性もしくは速硬化性のエポキシの“ドット”を、該ランプの内で導電パッド４１ａから離間された領域上へと供与するように制御される注出器を備える。 【００２９】 各ランプ４０は、ロボットアーム７６を有する数値制御式ランプ取付ステーション７５にて“ピック・アンド・プレース”様式で基板３５上に載置される。 可撓性電界発光ランプの選択トレイもしくはスプールから、種々のサイズ、色および強度を有する多様なランプ４０が供給される。 組立てライン７０に対しては、
可撓基板３５に対して結合されるべきランプ４０の個数、形式および位置を定義する命令の一覧が提供されてロボットアーム７６に指示を与えることで、各ランプ４０が選択されて可撓基板３５上に適切に位置決めされる。 ロボットアーム７
６は未硬化エポキシが塗付されたランプ４０を取出すための真空ピックアップ機構を用いて、各ランプを位置決めし且つエポキシが部分的に硬化するのを許容するに十分な時間だけ該ランプを押圧すると、次のランプを取出すべく退動する。 【００３０】 一定のモジュール式ランプ・アセンブリに対しては、一連の溶接ステーション７８ａ〜７８ｃに対して下側面３７（後方電極５０）が上向きで呈示されるように可撓基板／ランプ組合せ物を裏返すために。 反転ステーション７７の使用が必要なこともある。 斯かる用途においては、可撓基板３５を裏返すべくテンプレートが使用される。 【００３１】 溶接ステーション７８ａ〜７８ｃの各々は図３Ｂ乃至図３Ｄに関して上述されたように動作することで、可撓基板３５に対し特定のランプ４０を所定位置にて機械的かつ電気的に固定する。 代替的な配置においては、基板３５上に位置される全てのランプ４０に対する溶接操作を実施すべく、数値制御されるロボットアームを有する単一の溶接ステーションが使用され得る。 【００３２】 最後に、完成されたモジュール式ランプ・ユニットは降荷ステーション７９へと搬送され、此処で該ユニットは洗浄、検査、試験されると共に、配送のために梱包され得る。 【００３３】 他の実施形態は、各請求項の有効範囲内である。 例えば図６を参照すると、車両の内部はダッシュパネル８８と計器８４〜８７とを支持する計器取付部８２を有する車両ダッシュボード８０を含んで示される。 計器取付部８２は、様式化された車両コクピットの湾曲ダッシュボードに合致する凹形状を有する。 計器８４
〜８７としては、例えば速度計、タコメータ、温度および燃料計器機能が挙げられる。 ダッシュパネル８８は、シートベルト、ドア／トランクの開き、ヘッドライトの高ビームおよび発電器機能などの警告表示器８９〜９４に対する印刷されたグラフィックを含む。 【００３４】 図７を参照すると、上述の様式で製造された可撓な予め形成されたマルチランプ・モジュール・ユニットは、計器取付部８２内にて計器８４〜８７およびダッシュパネル８８の両者の背後に位置決めされる。 上記モジュールの可撓回路９５
は、基板の導電トレース線９６により（図示せず）電力源に接続された電界発光ランプ８４ａ〜８７ａおよび８９ａ〜９４ａを担持して示される。 電界発光ランプ８４ａ〜８７ａおよび８９ａ〜９４ａは、照射されるべき対応計器８４〜８７
および警告表示器８９〜９４に合致するサイズおよび形状を有する。 各電界発光ランプ８４ａ〜８７ａおよび８９ａ〜９４ａは個別にアドレス可能であると共に、適切であれば、（例えばシートベルトが未装着であるなどの）特定障害が検出されたときに該ランプを電源に接続するスイッチに接続される。 上記マルチランプ可撓モジュールは、小さな曲率半径を有する区画が存在する限りにおいて変形もしくは撓曲され得る。 可撓回路９５および取付けられたランプ８４ａ，８７ａ
は、これらの区画において、該ランプ８４ａ，８７ａおよび可撓回路９５に対する曲げ応力４０を減少すべく歪み解放切り込み９７を備え得る。 【００３５】 図７に示されたマルチランプ可撓モジュール・ユニットは、図示しない別の実施形態において、担体基材として熱可塑性プラスチック製の比較的に厚寸の自己支持性の基材であって、平坦に製造された後でランプを所定位置として圧力および熱を付与することで所望の形状へと形成される熱可塑性プラスチックの基材を採用することで形成されてもよい。 【００３６】 図７に関して上述された計器取付部８２などの制御パネルに対するランプを提供する際には、可撓基板を製造する手法が非常に望ましい。 と言うのも、堅固な部材を形成するよりも安価だからである。 このことは、可撓部材が最終的には剛性部材に接合される場合にも当てはまる。 【００３７】 例えば一定の状況において、可撓性電界発光ランプは、（例えば制御パネル・
クラスタの警告灯などの）局所的区画にて大きな光強度を必要とする用途に対して輝度が不十分である。 これらの特定用途に対する照明要件を満足すべく上記可撓基板上に他の技術により作成されたランプを適用する一方、他の特定形状の背面照明を提供すべく可撓性電界発光ランプを該基板上に配備することは本発明の範囲内である。 【００３８】 再び図７を参照すると、例えば警告表示器８９〜９４に関連する電界発光ランプ８９ａ〜９４ａは、可撓性電界発光ランプとは異なる照明特性を提供する剛性ランプの形態とされ得る。 可撓性電界発光ランプに対する剛性ランプの代用は、
図８Ａ乃至図８Ｃに示された実施形態に関して以下で論じる。 【００３９】 一実施形態においては、電界発光ランプ８９ａ〜９４ａに対して剛性の電界発光ランプが代用され得る。 本発明に依れば、基板に対しては６．４５ｃｍ 2 （１
平方インチ）面積未満のランプが取付けられる。 剛性の電界発光ランプは、可撓であるとの特性は有さないが、一般に可撓性の同等物よりも大きなランプ照度を提供する。 更に、剛性の電界発光ランプは上述と同一の表面実装技術を用いて基板に取付けられ得ることから、計器取付部８２内で用いられる可撓性ランプ８９
ａ〜９４ａに対して容易に代用され得る。 【００４０】 図１７を参照すると、別実施形態において上記剛性ランプは発光ダイオード（
ＬＥＤ）ランプ８９ｂ〜９４ｂの形態とされ得る。 ＬＥＤランプは、局所化された小寸領域上においてさえも可撓性電界発光ランプより大きなランプ照度を有するという利点を提供する。 ＬＥＤランプは更に、（例えば方向指示灯、シートベルトまたはオイル圧などの）特に警告表示器に対して（他の色よりも）多くの場合に望ましい赤色を提供するという利点を提供する。 一般的に、電界発光ランプを用いて赤色を提供することは困難である。 【００４１】 同様に上記剛性ランプは更なる別実施形態において、局所化された小寸領域にて“白色”の性質を有する明るい照明も提供する白熱ランプの形態とされ得る。
一定用途においては、着色されたレンズ、フィルタもしくは散光器が白熱ランプと共に用いられることで、大きな照度を有する種々の異なる色を提供してもよい。 【００４２】 剛性ランプがＬＥＤまたは白熱タイプであるという上記実施形態において、上記基板は導電トレース線９６に接触すべくランプが圧着されるのを許容する孔を含み得る。 代替的に図１７に示されたように上記孔内には、導電トレース線９６
に接続すべくランプ８９〜９４を受容するソケット１０１が配置され得る。 【００４３】 ランプ自体を立体物へと形成する場合には、“サーマル成形（ｔｈｅｒｍａｌ
ｆｏｒｍｉｎｇ）”と称するプロセスの採用が好適なことが分かっている。このサーマル成形は、プラスチック・フィルムがその軟化点温度まで加熱されると共に真空および／または圧力によりダイ（ｄｉｅ）上にまたはダイ内に吸引される前に自重曲げ（ｓａｇ）され得る、という公知のサーマル成形（ｔｈｅｒｍｏｆ
ｏｒｍｉｎｇ）のプロセスから区別され得る。 軟化温度および軟化温度測定方法は、参照により本出願中に援用される１９７１年のフレッド Ｗ． ビルメイヤー ジュニア（Ｆｒｅｄ Ｗ．Ｂｉｌｌｍｅｙｅｒ，Ｊｒ．）、ジョン・ウィレー・アンド・サンズ社（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ Ｉｎｃ．）による“Ｔ
ｅｘｔｂｏｏｋ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ”に記述されている。
故にサーマル成形は軟化点温度よりも低い制御温度にて行われるという非常に特殊なプロセスであり、該プロセスでは、圧力成形動作を用いて、ランプの各層の作用的一体性を阻害することなく、ランプを鋳型に合致させる。 故に、その新たな立体形態において上記ランプは、依然としてランプとして機能し得る。 例えばアリゾナ州、チャンドラ所在のデュレル社（Ｄｕｒｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏ
ｎ）により製造されたＤｕｒｅｌ−３（登録商標）電界発光ランプなどの特定形式の電界発光ランプは、種々の立体形状へとサーマル成形されて導電的であることが見出された二軸延伸ポリエステルフィルムから成る担体基材上で作製される。 代替的に、斯かる電界発光ランプはポリカーボネート・フィルム上に提供され得る。 概略的に、斯かる基材上に配備されるサーマル成形ランプに対する温度限界は、８７．８℃乃至１３２．２℃（１９０°Ｆ乃至２７０°Ｆ）であり、好適範囲は１１０℃乃至１２６．７℃（２３０°Ｆ乃至２６０°Ｆ）である。 上限は、電界発光ランプの熱可塑性層（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｌａｙｅｒ）が損傷される温度により制限されると共に、延伸ポリマ基材の場合には担体基材が収縮に晒される温度により更に制限される。 上記ランプの熱可塑性層は概略的にはフッ化ポリビニリデン、ポリイミドまたは好適にはフッ素ポリマから成ると共に、発光体層を形成すべく発光体粒子を含む層と、誘電層と、背面導電電極を形成すべく例えば導電粒子を含む層とを含む。 尚、サーマル成形に対して適切な温度の範囲は、ポリエステルおよびポリカーボネート二軸延伸フィルムに対する熱硬化温度より十分に低いことに留意することが重要である。 また低い方の温度限界は、ランプを永続的に変形するに必要な温度により確立される。 これらの比較的に低温におけるサーマル成形により、担体基材および熱可塑性層の一体性は維持される。 特にサーマル成形の後で上記発光体層はランプの全面に亙る均一な光の分布を提供すると共に、導電層の全面に亙る信頼性の高い電気的連続性が維持される。 これに加え、サーマル成形プロセスの間においては担体基材の収縮が回避される。 【００４４】 図１１Ａを参照すると、電界発光ランプをサーマル成形するひとつの方法は、
交合するアルミニウム雄型および雌型１４０，１４２を加熱する工程を含む。 ダイ１４０，１４２間にはＤｕｒｅｌ−３ＥＬランプ１４４が載置され、且つ、挟持された各部材を相互に保持するために僅かな圧力を提供すべく“Ｃ”クランプ１４６が使用される。 挟持されたランプ１４４およびクランプ１４６は、約８分間に亙り同一温度にて上記加熱炉に戻され、取出されてクランプ１４６が締め付けられる。 １５分の冷却後にクランプ１４６が取り外されることで、サーマル成形されたランプ１４４ａが提供される。 サーマル成形されたランプ１４４は電源に取付けられたとき、該ランプにおけるサーマル成形区画および平坦区画の両者において提供された均一な照明によって照明を行う。 図１１Ｂおよび図１１Ｃに示されたようにアルミニウム・ダイ１４０，１４２の形状は、ランプ１４４ａに対して円形溝１４８を提供し、且つ、ランプ１４４の機能を阻害せずにサーマル成形の間において該ランプ１４４が蒙り得る熱的変形の度合いを例証すべく使用された。 【００４５】 図１２Ａ乃至図１２Ｂに示された別の用途において、電気接点１５２を支持するＤｕｒｅｌ−３電界発光ランプ１５１の平坦パッド部分１５０は、図１１Ａ乃至図１１Ｃに関して上述された様式でサーマル成形されることで、スプリング・
デテントを提供する。 上記パッド部分は好適には電極の表面の平面の上方に約０
． ０２５４ｃｍ（約０．０１０インチ）だけ上昇されるべく変形されるが、特定用途においては必要なスプリング効果を提供する上で０．００５ｃｍ（０．００
２インチ）で十分なこともある。 電界発光ランプの各面上の接点に対して電力が提供されるという用途においては、接点における良好な電気接触を維持すべく典型的には導電接着剤が使用される。 上記スプリング・デテントは接点にて導電接着剤に対し一定圧力を提供することで、ランプおよびその電源の電気的連続性を確実とする。 【００４６】 図１２Ｃに示された別実施形態において電界発光ランプ１５４は、ソケット１
５５に挿入されるべく接点パッド上にサーマル成形された一体隆起ポリマ・スプリング・デテント１５３を有する。 ソケット１５５は、デテント１５３の高さよりも僅かに短い寸法のスプリング・フィンガ１５７を有する交合コネクタを含む。 ランプ自体のポリマで形成されたスプリング・デテント１５３は、各接点間に払拭作用が与えられるように挿入の間において圧縮される。 尚、図１２Ａ乃至図１２Ｂはランプの各側上のデテントを示しているが、ランプの同一表面上のデテントによる構成も可能なことが理解される。 【００４７】 別実施形態においては、可変光出力ランプ１５６を提供すべくサーマル成形ランプが構築され得る。 図１３Ａ乃至図１３Ｂを参照すると、Ｄｕｒｅｌ−３ＥＬ
ランプ材料製で２．５４ｃｍ（１インチ）幅である２０．３２ｃｍ（８インチ）
の帯片１５８は、円筒状マンドレルの回りに付着挟持された螺旋状コイル１６０
へと形成され、１２１．１℃（２５０°Ｆ）の加熱炉内に５分間載置される。 挟持されたランプ材料１５８は上記マンドレルから取り外され、７分間の冷却が許容される。 取り外し時に、ＥＬランプ１５６は圧縮され得る螺旋スプリングのままであるが、その長寸形態に戻るべく付勢される。 図１３Ｂを参照すると、その最大伸張形態まで引き伸ばされたときにＥＬランプ１５６は、螺旋状コイル１６
０から最大量の光を発する。 逆に図１３Ａに示されたように、発せられる光を減少すべく、螺旋状コイル１６０は、ランプ１５６から発せられる全体的光が個々のコイル間の遮断により減少される様に圧縮される。 図１３Ｃに示されたように該可変光出力ランプは、例えば車両の速度計において使用され得る。 該実施形態において上記可変光出力ランプはダッシュパネル内に設けられて車両の速度計ケーブルに取付けられることで、照射コイルが車両速度の増大時には伸張され且つ速度減少時には短縮され得るに必要な圧力が提供される。 【００４８】 図１４を参照すると、別実施形態においてサーマル成形された電界発光ランプ１７０は携帯用セルラ電話１７４の前方グラフィック１７２に対する照明を提供するものとして示される。 この電話は、二段の背面照明キーボード１７６と、上記グラフィックの遷移区画に合致すべく折り目形成された単一のサーマル成形ランプ１７０とを含む。 この程度の熱的変形は特定用途において、ランプ接点１８
０から延在する導電トレース線１７８に沿いランプ１７０のインジウムすず酸化物（ＩＴＯ）導電被覆および後方電極炭素インク被覆の亀裂を引き起こし得る。
導電トレース線１７８のＩＴＯ層に対する損傷は、折り目に続く該ランプの領域からの光出力の低下を生じ得る。 故に好適実施形態においては、ランプ１７０の表面の全面に亙り信頼性の高い電気接続を維持するために、折り目形成部分にわたって橋絡すべく銀インクの形態の銀担体パッド１８２が使用される。 図１４Ｂ
および図１４Ｃを参照すると、サーマル成形された電界発光ランプの前方および後方電極の折り目形成部分の断面図が示される。 図１４Ｂに示されているようにＩＴＯ層１８３が配設されたポリエステル担体基材１８１は、サーマル成形されるべき部分に亙りスクリーン印刷された銀担体パッド１８２を有する。 上記銀担体パッドおよびＩＴＯ層上には、発光体層１８４、誘電層１８５および後方電極層１８６が引き続き順次堆積される。 図１４Ｃを参照すると、前方電極と後方電極と間の分離を提供すべく上記発光体層、誘電層および後方電極層を堆積する以前にＩＴＯ層１８３が区画１８７にてレーザエッチングされることを除いて、サーマル成形ランプの後方電極部分を貫通して銀担体パッドを提供すべく同一プロセスが使用される。 【００４９】 構造的な熱可塑性回路板部材を変形するに必要な機械的力は、比較的に薄寸のポリエステル系の可撓性電界発光ランプを変形するに必要な機械的力よりも概略的に大きいことから、特定用途においてはランプをその交合プリント回路の立体形状受容表面に載置する前にサーマル成形することが望ましいこともある。 故に上記ランプはサーマル成形されることで、立体構造部分を形成するに必要な機械的強度に該ランプを晒すことなく、交合回路の立体形状部分に整合すべく協働的にサイズ化および形状化された立体形状ランプ部材を提供する。 【００５０】 温式形成方法は照明体に立体性を提供することで、特定形状を強調すると共に製品の美観性を高めるべく使用され得る。 装飾用または宣伝用のアイテムとして用いられるエンブレムまたはバッジは、斯かる方法により恩恵を蒙り得る。 例えば図１５Ａを参照するとクリスマス・ツリー１９０は、該ツリー上に載置された装飾ボールを表す電界発光ランプ１９２を含む。 各ランプは図１１Ａ乃至図１１
Ｃに関して上述された手法などのプロセスを用いてサーマル成形されることから、装飾ボールは薄寸体の表面から半球形態に隆起され得る。 図１５Ｂ、図１５Ｃ
および図１５Ｄは夫々、サーマル成形ランプの前面図、態様図および平面図を示している。 この様にしてエンボス加工（ｅｍｂｏｓｓ）されたランプは更に際立つと共に、ツリーから吊下されたリアルなクリスマス装飾品を一層忠実に表現する。 別実施形態において比較的に薄寸の基板上に相互に接近して配設された一対の半球状電界発光ランプは、一方のランプを他方のランプ上に折畳むと単一の球状照射ランプが提供されるように、該基板により形成された一体的ヒンジにより相互に枢着され得る。 【００５１】 電界発光ランプの上記サーマル成形は、上述の装飾ボールなどの隆起もしくはエンボス加工イメージを提供すべく適用され得るか、または、陥没された形態でイメージを提供すべく“打ち込み加工（ｄｅｂｏｓｓ）”され得ることは理解される。 いずれの手法も、上記ランプにより表されるイメージを強調する付加的な寸法性を提供すると共に、通常は平坦なランプの美観を高める。 電界発光ランプのエンボス加工または打ち込み加工は、図１１Ａに関して上述された方法を用いて達成され得る。 代替的に図１６に示された代替的機構は、エンボス加工または打ち込み加工されるイメージの形状を表す凹状部分２０３を有する成形工具部材２０２を含む。 成形工具２０２上にはシート形状の電界発光ランプ２０４が載置されると共に、ランプ２０４をサーマル成形すべく剛性バックプレート２１０に取付けられた弾性メンブレン２０８を有する空気圧部材２０６が使用される。 作動時には、成形工具部材２０２が所望温度まで加熱されると共に、空気圧部材２
０６は剛性バックプレート２１０の縁部がランプの表面に係合するまで下降される。 一定の実施形態においては、剛性バックプレート２１０を介して付加的な熱を付与することが望ましいこともある。 成形工具部材２０２の凹状部分内でランプ２０４を変形するに十分な力で弾性メンブレン２０８を膨張させるべく、膨張ポート２１１には空気圧が付与される。 而して成形工具部材２０２からは熱が除去されると共に十分な冷却期間の後、上記空気圧部材は収縮されると共にサーマル成形ランプが成形工具部材２０２から取り出される。 【００５２】 電界発光ランプの成形において精密に画成された縁部が必要でない用途においては、更に低温の圧力成形条件下でランプが圧力成形され得る。 この様にしても、成形されたランプの担体基材および熱可塑性層の作用的一体性は維持される。
図１１Ｂ、図１２Ａおよび図１４Ｃに関して上述された各実施形態は、光を発し得る成形形状を生成すべく圧力成形が使用され得る用途の例である。 一方、（例えばエンボス加工された英数字記号などの様に）更に高度の精細度および更に複雑な形状を必要とする実施形態に対しては、記述された温度範囲におけるサーマル成形が好適である。 図１１Ａおよび図１６に関して夫々上述された“Ｃ”クランプおよび空気圧生成配置機構は両者ともに、電界発光ランプを圧力成形するに適している。 【００５３】 図８Ａ乃至図８Ｃを参照すると、電界発光ランプ１００は標識９９を点灯すべく用いられる。 約０．５０８ｃｍ（約０．０２０インチ）の厚みを有するポリカーボネート基板１０２は、例えば“ＥＸＩＴ”という単語などの型刷り文字を表す部分的透明領域１０３を備えた前面１０６上にグラフィック１０４を含む。 基板１０２の後面１０８上においては、ランプ１００を取付ける接続パッド１１２
を有する基板１０２の外周縁に沿い、ランプ１００に電力を運ぶ導電トレース線１１０が配備される。 此処でランプ１００は、図２に関して上述されたプロセスを用いて作製される。 但し標識９９におけるランプ１００は可撓である必要は無いので、上述された如き表面実装技術を依然として用い乍ら剛性ランプが代替的に採用され得る。 図１および図８に関して上述された各実施形態と異なり、ランプ１００の点灯側１１３は基板１０２の後面１０８（インク側）に臨むべく載置されると共に、発せられた光が透明領域１０３を透過するように透明接着剤１１
５の薄寸体（図８Ｃ）を用いて基板１０２上に保持される。 図８Ｂおよび図８Ｃ
を参照すると、ランプ１００の非点灯側１１８上の後方電極を基板１０２の接続パッド１１２に接続すべく、一方の表面に銀トレース線１１６を有する可撓ポリエステル・ジャンパ１１４が用いられる。 ランプ１００と導電トレース線１１０
との間の接続は、図３Ａ乃至図３Ｅ、図９および図１０に関して上述された取付方法の任意のものを用いて達成され得る。 【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明に係る電界発光ランプが表面に取付けられた携帯リモコン・ユニットの分解図。 【図２】 図１の２−２線に沿った側断面図。 【図３Ａ】 基板に接合されつつある表面取付ランプの側断面図。 【図３Ｂ】 基板に接合されつつある表面取付ランプの側断面図。 【図３Ｃ】 基板に接合されつつある表面取付ランプの側断面図。 【図３Ｄ】 基板に接合されつつある表面取付ランプの側断面図。 【図４Ａ】 基板に接合された表面取付ランプの上面図。 【図４Ｂ】 基板に接合された表面取付ランプの上面図。 【図５】 表面取付ランプ組立てステーションの平面図。 【図６】 本発明に係る表面取付ランプを有する別実施形態を示す図。 【図７】 図６の可撓回路の拡大図。 【図８Ａ】 本発明に係る表面取付ランプを有する標識の分解図。 【図８Ｂ】 図８Ａの標識の組立図。 【図８Ｃ】 図８Ｂの８Ｃ−８Ｃ線に沿った電界発光ランプの断面図。 【図９】 機械的鳩目を用いて可撓基板に取付けられた表面取付ランプの断面図。 【図１０】 接着片を用いて可撓基板に取付けられた表面取付ランプの断面図。 【図１１Ａ】 電界発光ランプを形成する配置機構の図。 【図１１Ｂ】 図１１Ａの配置機構により提供されるべく形成された電界発光ランプの平面図。 【図１１Ｃ】 図１１Ａの配置機構により提供されるべく形成された電界発光ランプの図。 【図１２Ａ】 成形スプリング・デテントを有する電界発光ランプの斜視図。 【図１２Ｂ】 図１２Ａの１２Ｂ−１２Ｂ線に沿った上記電界発光ランプの側断面図。 【図１２Ｃ】 対応ソケットに挿入されるべく成形スプリング・デテントを備えた電界発光ランプの斜視図。 【図１３Ａ】 最大伸張位置における可変光源用電界発光ランプの図。 【図１３Ｂ】 最小圧縮位置における可変光源用電界発光ランプの図。 【図１３Ｃ】 速度計における表示器として用いられた図１３Ｂおよび図１
３Ｃの可変光源用電界発光ランプの斜視図。 【図１４Ａ】 は本発明に係る成形電界発光ランプを有する携帯電話の分解図。 【図１４Ｂ】 図１４Ａの１４Ｂ−１４Ｂ線に沿った電界発光ランプの側断面図。 【図１４Ｃ】 図１４Ａの１４Ｃ−１４Ｃ線に沿った電界発光ランプの側断面図。 【図１５Ａ】 エンボス加工電界発光ランプを有する装飾図形の平面図。 【図１５Ｂ】 図１５Ａのエンボス加工電界発光ランプの前面図。 【図１５Ｃ】 図１５Ａのエンボス加工電界発光ランプの図。 【図１５Ｄ】 図１５Ａのエンボス加工電界発光ランプの平面図。 【図１６】 電界発光ランプを形成する代替的配置機構の側断面図。 【図１７】 電界発光ランプおよび剛性ランプを有するランプ・アセンブリの別実施形態の平面図。 【図１７Ａ】 は図１０の各剛性ランプの内のひとつの剛性ランプの拡大図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ホイーラー、ダグラス ティ． アメリカ合衆国 10027−7110 ニューヨ ーク州 ニューヨーク ダブリュ． ワンハ ンドレッドナインティース ストリート 435 ナンバー８Ｌ (72)発明者 パチョレック、ウォルター ジェイ． アメリカ合衆国 85044 アリゾナ州 フ ェニックス エス． トナレア ドライブ 11801 (72)発明者 マクギガン、ラルフ アメリカ合衆国 85044 アリゾナ州 フ ェニックス イースト サンディア スト リート 4525 (72)発明者 エカーズリー、ロドニー ティ． アメリカ合衆国 85283 アリゾナ州 テ ンペ イースト ベル デ マー 1321 Ｆターム(参考） 3K007 AB18 BA00 BA07 CA06 DA04 DA05 EA02 EA03 EB00 EC01 FA00 |
