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Elektrolumineszente Leuchtzelle
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triebhalten derselben.
Aus der wissenschaftlichen Literatur (s. die Mitteilungen von Bernanose im J. Chim. Phys. 50.64
1953 bzw. 50.261. 1953) ist es bekannt, dass einige organische heteroaromatische Verbindungen (Acridin-orange bzw. Gonacrin), an einer Zelluloidfolie adsorbiert, elektrolumineszente Erscheinungen zei- gen.
Anderseits sind auch solche elektrolumineszente Zellen allgemein bekannt, die mittels anorgani- scher lumineszierender Stoffe aufgebaut sind, derart, dass die elektrolumineszierende Leuchtpulverschicht, in ein Bindemittel eingebettet, sich zwischen zwei leitenden Elektroden befindet. Eine dieser Elektroden besteht im allgemeinen aus einem Metall, während die andere Elektrode lichtdurchlässig ist, z. B. aus an seiner Oberfläche eine hinreichende elektrische Leitfähigkeit aufweisendem Glas besteht.
Die erfindungsgemässe neuartige elektrolumineszente Leuchtzelle ist hingegen dadurch gekennzeich - net, dass sich zwischen den beiden elektrisch leitenden Elektroden ein organisches, an einer Oxydschicht adsorbiertes elektrolumineszentes Material betindet.
Als solches organisches elektrolumineszentes Material können ausser den obengenannten Verbindun- gen (Acridin-orange bzw. Gonacrin) kondensierte aromatische Verbindungen, wie z. B. Anthracen,
Benzpyren und Triphenylmethanderivate, wie z. B. Fluorescein. Eosin usw. aber auch heteroaromatische
Verbindungen, wie z. B. Acridin, Phenasin, Pyrimidin, Cumarin usw. verwendet werden.
Das adsorbierende Oxyd kann im allgemeines ein beliebiges aktives Metalloxyd sein, vor allem z. B.
Aluminium-, Zink-, Zinn- oder Titanoxyd, es kann aber auch z. B. ein Silicagel sein. Dementsprechend besteht die erfindungsgemässe Zelle zweckmässig aus einer metallischen Unterlage, aus einer an der Ober- fläche derselben ausgebildeten oder auf diese Metalloberfläche in einer dünnen Schicht bzw. Film aufge- tragenen Oxydschicht als Adsorbent, aus einem an dieser Schicht adsorbierten organischen elektrolumi- neszenten Leuchtstoff, und einer andern elektrisch leitenden Elektrode, die zweckmässig aus mindestens ac seiner Oberfläche elektrisch leitendem Glas besteht. Diese Elektrode, die demnach z.
B. aus in seiner ganzen Masse elektrisch leitendem, oder an seiner Oberfläche mit einem lichtdurchlässigen elektrisch leitenden Überzug versehenen Glas bestehen kann, wird nachstehend kurz "Gegenelektrode" genannt.
Zwischen dem adsorbierten Leuchtstoff und der Gegenelektrode können aber auch andere Stoffe ange-
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erforderlich sein, wenn die Durchschlagsfestigkeit bzw. die dielektrischen Eigenschaften des adsorbierenden Oxyds an sich nicht zufriedenstellend sein wüden. Diese Kunstharze können in an sich bekannter Weise mit anorganischen Stoffen hoher Dielektrizitätskonstante vermischt werden. Diese Stoffe, wie z. B.
Titandioxyd, werden zweckmässig in Form eines Pulvers entsprechender Korngrösse in das Kunstharz einverleibt. Wenn die Zelle als Elektrolytzelle ausgebildet wird, verwendet man zweckmässig einen schwachen Elektrolyten und die Elektroden werden in ein entsprechendes Gehäuse, z. B. in ein lichtdurchlässiges
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Kunststoffgehäuse, eingebaut. Hiebei muss die Gegenelektrode nicht aus lichtdurchlässigem Werkstoff bestehen, da sie z. B. rahmenförmig ausgebildet se. n kann.
Die Oxydschicht ist dem Charakter der zu adsorbierenden organischen Verbindung entsprechend zu wählen. So ist es z. B. im Falle von Aluminiumoxyd zweckmässig, wenn man ein anodisch oxydiertes Aluminiumblech als Elektrode verwendet und die an der Oberfläche desselben gebildete sehr dünne Oxydschicht als adsorbierende Schicht benützt. Vom Charakter des aufzutragenden elektrolumineszierenden organischen Stoffes hängt es nun ab, ob man das ursprünglich gebildete amorphe Oxyd bzw. y-Oxyd, oder gegebenenfalls dasjenige Oxyd verwendet, dessen Struktur üblicherweise als Böhmit oder Gibbsit bezeichnet wird.
Die erfindungsgemässen Leuchtzellen werden zweckmässig mittels Wechselstrom im Betrieb gehalten und ihre Betriebsspannung hängt hauptsächlich von der Schichtdicke des Dielektrikums ab. Der Zusammenhang zwischen Schichtdicke und Betriebsspannung ist z. B. bei einer aus Aluminiumoxyd und Paraffin bestehenden dielektrischen Schicht die folgende :
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<tb>
<tb> Schichtdicke <SEP> in <SEP> Mikron <SEP> Betriebsspannung <SEP> in <SEP> Volt
<tb> 100-120 <SEP> 900-lioo <SEP>
<tb> 80-100 <SEP> 700-1000 <SEP>
<tb> 50 <SEP> - <SEP> 80 <SEP> 400 <SEP> - <SEP> 700' <SEP>
<tb> 20 <SEP> - <SEP> 50 <SEP> 200 <SEP> - <SEP> 400 <SEP>
<tb>
Die Periodenzahl des verwendeten Wechselstromes kann im allgemeinen zwischen etwa 50 Hz und
10 kHz liegen.
Falls die erfindungsgemässe Leuchtzelle als Elektrolytzelle ausgebildet ist, ist es zweck- mässig, eine solche Gleichspannung als Vorspannung zu verwenden, die es verhindert, dass die Zelle in- folge der Vorzeichenänderung der Wechselspannung in jeder Periode zeitweilig eine umgekehrte Polari- tät erhält.
Der Hauptvorteil der erfindungsgemässen Leuchtzellen besteht darin, dass bei bedeutender Leucht- dichte ein Licht sozusagen beliebiger, von dem Adsorbenten und dem adsorbierten elektrolumineszenten
Leuchtstoff abhängiger Farbe erzeugt werden kann.
Die erfindungsgemässe Leuchtzelle wird nachstehend in einigen Beispielen näher beschrieben, in Zu- sammenhang mit der angeschlossenen Zeichnung.
In der Zeichnung veranschaulicht Fig. 1 den Querschnitt einer trockenen Zelle erfindungsgemässen Aufbaues und Fig. 2 die Vorderansicht derselben, während Fig. 3 den Längsschnitt durch eine erfind ungsge- mässe Elektrolytzelle und Fig. 4 die Vorderansicht derselben zeigt.
Gleichwirkende Bestandteile sind in sämtlichen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Dementsprechend ist uie metallische Elektrode mit dem Bezugszeictieu 10 und die Gegeneiektrode mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet, während das Bezugszeichen 12 die an der Elektrode befindliche Schicht aus adsorbierendem Oxyd und daran adsorbierten organischemlumineszentemStoff bezeichnet. Bei der Zelle gemäss Fig. 1 und 2 befindet sich zwischen der Schicht 12 und der lichtdurchlässigenGegenelektrode 11 auch noch die etwa vorhandene Schicht 13 eines Schutzdielektrikums.
Bei der Zelle gemäss Fig. 3 und 4 befinden sich sämtliche Bestandteile im lichtdurchlässigen Kunststoffgehäuse 15, in welchem sich also auch der flüssige Elektrolyt 14 befindet. Die Gegenelektrode 16 ist bei dieser Ausführungsform zweckmässig rahmenförmig, da sie danr nicht aus lichtdurchlässigem Werkstoff bestehen muss.
Die erfindungsgemässe elektrolumineszente Zelle wird zweckmässig derart hergestellt, dass an einer metallischen Unterlage eine Oxydschicht des betreffenden Metalls erzeugt und das organische elektrolumineszente Material an dieser Schicht adsorbiert wird. Falls die Möglichkeit dazu besteht, dass man an der metallischen Unterlage eine mit derselben zusammenhängende Metalloxydschicht aus dem Metall der Unterlage selbst ausbildet, verwendet man vorzugsweise dieses Verfahren, also z. B. bei den obenge- nannten Metallen, da es zweckmässig ist, die Elektrode und die adsorbente Oxydschicht gemeinsam herzustellen. Sollte dies aus irgendeinem Grunde nicht möglich sein, verwendet man zweckmässig einen feinkörnigen aktiven Adsorbenten, wie z. B.
Silicagel, auf welchen vorerst der organische elektrolumineszente Stoff adsorbiert wird, wonach das derart gewonnene Material auf ein Dielektrikum aufgebracht oder in ein Dielektrikum mindestens oberflächig eingebettet und mitsamt demselben auf die Elektrode aufgetragen wird.
Die erfindungsgemässen Zellen können dementsprechend in recht verschiedenen Ausführungsformen
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welchePATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrolumineszente Leuchtzelle, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den zwei elektrisch leitenden Elektroden ein an einer Oxydschicht adsorbierter organischer elektrolumineszenter Leuchtstoff befindet.