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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrolumineszenzdisplay.
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Unter
einem Elektrolumineszenzdisplay (kurz EL-Display) wird ein flacher
Körper
verstanden, welcher zumindest teilflächig mindestens eine in eine Bindermatrix
eingelagerte Elektroluminophoren, d.h. durch Anregung mittels eines
elektrischen (Wechsel-)Feldes leuchtende Stoffe, enthaltende Leuchtschicht
aufweist. EL-Displays werden insbesondere als Werbeschilder mit
leuchtenden Bildflächen
eingesetzt. Darüber
hinaus existiert eine Vielzahl weiterer Anwendungen als Schautafeln,
Anzeigen, Dekorelemente, Beleuchtungskörper etc.
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Die
Elektroluminophore bzw. Leuchtpigmente sind in ein transparentes,
organisches oder keramischen Bindemittel eingebettet. Ausgangsstoffe sind
meist Zinksulfide, welche in Abhängigkeit
von Dotierung bzw. Co-Dotierung und Präparationsvorgang unterschiedliche,
relativ schmalbandige Emissionsspektren erzeugen. Der Schwerpunkt
des Spektrums bestimmt die jeweilige Farbe des emittierten Lichtes.
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Transparent
wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Anmeldung als das Gegenteil
von opak verstanden, d.h. als erkennbar lichtdurchlässig bzw. merklich
durchsichtig im allgemeinen Sprachsinn. Transparenz in diesem Sinne
erfordert also keine Lichttransmission von nahezu 100%. Auch eine Lichttransmission
von 15% wird noch als transparent aufgefaßt. Eine nur geringfügige Lichtdurchlässigkeit,
d.h. ein Transmissionsgrad der lediglich das schwache Durchschimmern
von Lichtquellen erlaubt, wird dagegen nicht mehr als transparent
verstanden.
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Das
anregende Wechselspannungsfeld besitzt in der Regel eine Frequenz
von einigen hundert Hertz, wobei der Effektivwert der Betriebsspannung häufig in
einem Bereich von etwa 50 bis 150 Volt liegt. Durch Erhöhung der
Spannung läßt sich
in aller Regel eine höhere
Leuchtdichte erzielen, welche üblicherweise
in einem Bereich von ungefähr
50 bis etwa 200 Candela pro Quadratmeter liegt. Eine Frequenzerhöhung bewirkt
in der Regel eine Farbverschiebung hin zu niedrigeren Wellenlängen. Beide Parameter
müssen
jedoch aufeinander abgestimmt werden, um einen gewünschten
Leuchteindruck zu erzielen.
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Das
Wechselfeld wird dabei über
dünne,
zu beiden Seiten der Leuchtschicht angeordnete, zumindest sichtseitig
transparent ausgeführte
Flächenelektroden
angelegt. Die Elektrodenschichten bilden zusammen mit der Leuchtschicht
und gegebenenfalls zusätzlichen
Dielektrikumsschichten und/oder farbfilternden bzw. farbkonvertierenden
Schichten einen flächigen
Leuchtkondensator.
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Aus
praktischen und gestalterischen Gründen sind die Leuchtschichten
von EL-Displays meist als größere Anzahl
nicht-zusammenhängender
Teilflächen
ausgeführt,
welche jeweils als Anzeigesegmente und/oder Bildelemente dienen.
Die einzelnen Anzeigesegmente und/oder Bildelemente können in verschiedenfarbig
und in unterschiedlichsten Formen ausgebildet sein und werden nachfolgend
allgemein als "Teilbildflächen" bezeichnet. Meist
ist auch zumindest eine der Elektrodenschichten nur im Bereich der Teilbildflächen ausgeführt, insbesondere
jedoch dann, wenn Teilbildflächen
einzeln ansteuerbar sein sollen, beispielsweise für laufbildartige
Effekte, Blinkeffekte, wechselnde Anzeigetexte etc.
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Herkömmliche
EL-Displays, insbesondere als Werbeschilder oder Schautafeln eingesetzte EL-Displays,
besitzen in der Regel einen zwei leitfähig beschichtete Glas- oder Kunststoffscheiben
umfassenden Aufbau, wobei zwischen den Scheiben die Leuchtkondensatoren
angeordnet sind, welche rückwärtig beispielsweise über Carbon-Leitgummis kontaktiert
werden.
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Insbesondere
großflächige Displays
sind relativ aufwendig herzustellen, da in der Fertigung mit zwei
weitgehend starren Scheiben hantiert werden muß. Durch die beiden Scheiben
ist auch das Gewicht der fertigen Displays beträchtlich.
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Vor
diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
EL-Display zu schaffen, welches sich auch als einscheibiger Aufbau
umsetzen läßt, ohne
in Funktion und Erscheinungsbild gegenüber herkömmlichen EL-Displays einzubüßen. Ferner
soll das EL-Display einfach zu fertigen und im Betrieb zuverlässig sein.
Nicht zuletzt wird eine hochwertige Anmutung angestrebt, d.h. zur
eigentlichen Informationsdarstellung bzw. dekorativen Wirkung nicht
beitragende Elemente, wie z.B. Leiterbahnen und dgl., sollen möglichst
unauffällig
ausführbar
sein.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Elektrolumineszenzdisplay gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Die rückwärtige vorzugsweise
aus transparentem Leitlack bestehende Kontaktschicht gestattet die
Kontaktierung der vorzugsweise silber- oder carbonhaltigen Rückelektrodenschicht
im Bereich der Bildfläche ohne
sichtbare Leiterbahnen. Ist die Bildfläche in mehrere nichtzusammenhängende Teilbildflächen, z.B.
Anzeigensegmente, Buchstaben etc. unterteilt, so kann die Kontaktschicht
in durch schmale Unterbrechungen voneinander getrennte Kontaktbereiche gegliedert
sein, um die separate elektrische Ansteuerung und somit voneinander
unabhängige
Beleuchtung der Teilbildflächen
zu ermöglichen.
Bei dem transparenten Leitlack kann es sich beispielsweise um (dotiertes)
Polythiophen handeln, welches beispielsweise unter der Handelsbezeichnung
Orgacon (eingetragene Marke der Agfa-Gevaert Gruppe) erhältlich ist.
Transparenz wird verstanden wie oben definiert. Vorzugsweise erlauben
jedoch transparente Schichten gemäß vorliegender Erfindung eine Lichttransmission
von mindestens 25%, besonders bevorzugt über 40%, Idealerweise über 60%.
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Bei
dem Träger
handelt es sich vorzugsweise um eine Glas- oder Kunststoffglasscheibe,
welche transparent oder teiltransparent ausgeführt sein kann. Unter teiltransparent
werden sowohl bereichsweise transparente Träger als auch nicht durchsichtige
und dennoch merklich lichtdurchlässige
Träger (z.B.
aus Milchglas oder sandgestrahltem Glas) verstanden. Geeignet ist
eine große
Bandbreite an mineralischen und organischen Gläsern, neben gewöhnlichem
oder gehärtetem
Fensterglas beispielsweise Acrylglas (PMMA) oder Polycarbonatglas.
Dabei ist der Träger
vorzugsweise die einzige vorwiegend aus Glas oder Kunststoffglas
bestehende tragende Schicht im Aufbau des EL-Displays; mehrlagiges Sicherheitsglas
wird in diesem Zusammenhang als eine Schicht betrachtet. Nicht als
tragende Kunststoffglasschicht aufgefaßt wird in diesem Zusammenhang
eine Leuchtschicht mit Acrylat-Binder (kunstglasartige Ausbildung
der Matrix, in welche die Luninophoren eingelagert sind). Vielmehr
bedeutet der Verzicht auf eine zweite tragende Gas- bzw. Kunstglasschicht,
daß der
Aufbau entgegen dem obengeschilderten Stand der Technik nicht auf
zwei sondern nur auf einer leitfähig
beschichteten Scheibe aufbaut. Hierdurch lassen sich gegenüber bekannten
EL-Displays erhebliche Gewichtseinsparungen erzielen, ferner reduziert
sich auch die Dicke des Gesamtaufbaus.
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Die
auf dem Träger
oder ggf. einer Zwischenschicht aufliegende Elektrodenschicht ist
vorzugsweise ebenfalls aus transparentem Leitlack ausgeführt. Denkbar
ist jedoch auch eine anderweitige transparente, leitende Beschichtung
des Trägers, beispielsweise
eine Besputterung mit Indium-Zinn-Oxid (Indium Tin Oxide, ITO).
Geeignete Zinnoxidbeschichtete Gläser sind zu reltiv geringen Preisen
kommerziell erhältlich
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Die
Spannungseinspeisung der Kontaktschicht sowie der Elektrodenschicht
kann über
sogenannte Bus-Bars erfolgen. Dabei handelt es sich um berandende
bzw. (teiweise) umrandende, gut leitende Strukturen aus Silber-
und/oder Kuper- und/oder Carbonpasten oder dergleichen.
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Rückseitig
ist das EL-Display vorzugsweise mit einer Rückisolationsschicht isoliert,
welche vorteilhafterweise aus einer dünnen Kunststoffolie, einem
nichtleitenden Lack oder dgl. bestehen kann. Werden sowohl diese
als auch die auf der dem Träger
zugewandten Seite der Kontaktschicht angeordnete Isolationsschicht
transparent ausgeführt,
so liegt ein außerhalb
der Bildflächen
transparentes EL-Display vor, bei welchem aufgrund der Transparenz
der Kontaktschicht keine elektrischen Leitungselemente den visuellen
Eindruck stören
(ggf. vorgesehene Bus-Bars können
am Rand des EL-Displays vorgesehen sein und daher mittels eines
Rahmens bzw. einer Einspannvorrichtung oder einer schmalen, sichtseitigen,
umrandenden, opaken Abdeckung verdeckt werden). Ggf. sind in den
vorgesehenen Isolations- bzw. Rückisolationsschicht
geeignete Aussparungen zur Kontaktierung der Bus-Bars vorzusehen.
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Anhand
der zugehörigen
Zeichnungen werden Beispiele bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung näher
erläutert.
Die Zeichnungen sind dabei nicht maßstäblich und rein schematisch
aufzufassen.
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1 zeigt
in perspektivischer Ansicht einen Schnitt durch einen Teil eines
erfindungsgemäßen EL-Displays.
Aus Anschaulichkeitsgründen
sind die Schichtdicken stark vergrößert und nach Art einer Explosionszeichnung
teilweise Lücken
zwischen aneinandergrenzenden Lagen dargestellt.
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2a-2e zeigen
verschiedene Lagen eines erfindungsgemäßen, ähnlich 1 aufgebauten
EL-Displays in der Rückansicht,
d.h. Schnitte parallel zur Bildebene des EL-Displays. Die Figuren können auch
als Darstellungen verschiedener Stufen der Fertigung des EL-Displays
aufgefaßt
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1 und 2a-2e zeigen
einen zueinander weitgehend identischen Schichtaufbau, so daß für einander
entsprechende Bestandteile jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet
werden. Die Figuren können
parallel betrachtet werden, wobei der Schichtaufbau in 1 von
unten nach oben und somit in der Herstellungsreihenfolge der einzelnen Schichten
erläutert
wird. Die Sichtseite, d.h. die dem bestimmungsgemäßen Betrachter
zugewandte Seite ist in 1 unten, die Rückseite
oben dargestellt.
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Auf
einen Träger 1 aus
Mineral- oder Kunststoffglas ist die Elektrodenschicht 2 aus
transparentem Leitlack aufgebracht (2a). Hierauf
ist innerhalb der Konturen, welche die Bildfläche ergeben sollen, die Leuchtschicht 3 angeordnet,
wobei es sich um eine transparente Matrix 5 handelt, in
welche die Elektroluminophoren 4 eingelagert sind. Die
Schicht 3 kann als gegossene oder extradierte Folie, aber auch
als Siebdruckschicht oder dergleichen ausgeführt sein. Insbesondere die
Darstellung der Elektroluminophore 4 ist rein schematisch
aufzufassen. In der Praxis bemüht
man sich um möglichst
der Kugelform angenäherte
Partikeln.
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Elektroluminophore
sind in der Regel empfindlich gegen Feuchtigkeitseinwirkung. Darum
können
zusätzliche
Schichten integriert werden, welche die Funktion einer Feuchtigkeitssperre
bzw. Dampfsperre übernehmen.
Diese können
jedoch insbesondere dann weitgehend entfallen, wenn mikroverkapselte
Elektroluminophore 4 verwendet werden. Die Mikroverkapselung
ist üblicherweise
oxidisch oder nitridisch, allerdings ist beispielsweise auch eine
organische Mikroverkapselung oder eine diamantartige Carbonverkapselung
("diamond-like carbon") denkbar.
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Die
Leuchtschicht 3 kann in mehrere diskrete Teilbereiche 3a, 3b aufgeteilt
sein, wie in 2b abgebildet, welche jeweils
einzelne Bildelemente, Anzeigensegmente, Symbole, Zeichen (vorliegend
in Form der Buchstaben L und T) darstellen. Auf der Rückseite
der Leuchtschicht 3 kann vorteilhafterweise eine dünne zusätzliche
Dielektrikumsschicht 6 vorgesehen sein. Die silberhaltige
Rückelektrodenschicht 7 erstreckt
sich innerhalb der Konturen der Leuchtschicht 3 bzw. deren
diskreter Teilbereiche 3a, 3b über eine Fläche, welche annähernd so
groß ist wie
die Fläche
der Leuchtschicht 3 bzw. deren diskreter Teilbereiche 3a, 3b,
jedoch einen schmalen Randbereich 8 der letzteren bzw.
der Dielektrikumsschicht 6 freiläßt, um eine Durchschlaggefahr
(im Zusammenwirken mit der Elektrodenschicht 2) weitestgehend
auszuschließen.
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Als
nächste
Schicht im Aufbau ist eine transparente Isolationsschicht 9 vorgesehen,
welche Aussparungen 10 im Bereich der Rückelektrodenschicht 7 sowie
in einem schmalen Randbereich 11 der Elektrodenschicht 2 aufweist,
um deren Kontaktierung von der Rückseite
her für
die Spannungseinspeisung zu ermöglichen.
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Die
Kontaktierung der Rückelektrodenschicht 7 durch
die Aussparungen 10 der Isolationsschicht 9 hindurch
erfolgt über
die Kontaktschicht 12 aus transparentem Leitlack, welche
fast vollflächig ausgeführt ist,
jedoch nicht ganz an den schmalen Randbereich 11 zur Kontaktierung
der Elektrodenschicht 2 heranreicht, um Kurzschlüsse auszuschließen. Die
Spannungseinspeisung in die Kontaktschicht 12 und die Elektrodenschicht 2 erfolgt über Bus-Bars 13a, 13b,
welche beispielsweise aus Silberleitpaste gedruckt sein können und
vorliegend aus ästhetischen
Gesichtspunkten nicht umlaufend ausgebildet sind. Bei sehr großflächigen EL-Displays können jedoch
fast vollständig
umlaufende Bus-Bars zur Erzielung einer gleichmäßigen Leuchdichte und zur Vermeidung
lokaler Erwärmungen
vorteilhaft sein.
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Das
EL-Display ist rückseitig
mit der transparenten Rückisolationsschicht 14 isoliert.
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Selbstverständlich können erfindungsgemäße EL-Displays
auch zusätzliche,
nichtleuchtende bzw. mittels der Leuchtschicht 3 hinterleuchtete
Bildbestandteile, beispielsweise in Form von Aufdrucken, Glasätzungen
etc. aufweisen.