DE102009017669A1

DE102009017669A1 - Druckerzeugnis, umfassend mindestens ein Elektrolumineszenz-Element

Info

Publication number: DE102009017669A1
Application number: DE102009017669A
Authority: DE
Inventors: Thilo-J Werners; Michael Dr. Heite; Helmut MÄUSER; Martin Getrost; Gerit Fuchs
Original assignee: Bayer MaterialScience AG
Current assignee: Efl Holdings Tech Bv Nl
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2009-04-16
Publication date: 2009-12-10

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Druckerzeugnis, insbesondere ein Buch, wobei das Druckerzeugnis mindestens ein Elektrolumineszenz-Element umfasst.

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Druckerzeugnis, insbesondere ein Buch, wobei das Druckerzeugnis mindestens ein Elektrolumineszenz-Element umfasst. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Identifizierung von Druckerzeugnissen sowie die Verwendung der Elektrolumineszenz zur Identifizierung von Druckerzeugnissen. Bibliotheken kämpfen oft mit dem Problem, falsch abgestellte Druckerzeugnisse, insbesondere Bücher, wieder auffinden zu können. Nicht umsonst gilt in Bibliotheken der Satz „Ein falsch abgestelltes Buch ist ein verlorenes Buch”. Das Etikett, das auf dem Buchrücken eines Buches angebracht ist und ein Buch eindeutig einem Platz in der Bibliothek zu zuordnen soll, ist bei der Vielzahl von Büchern gerade in Großbibliotheken keine brauchbare Hilfe. Neuerdings wird dieses Problem mit Hilfe der RFID-Etiketten angegangen, die das Auffinden falsch abgestellter Bücher wesentlich erleichterten sollen. Mit Hilfe dieser Etiketten kann jedoch nur festgestellt werden, ob ein Buch in der Bibliothek überhaupt vorhanden ist. Ein solches Etikett kann jedoch nicht auf einfache Weise den genauen Standort eines Buches in der Bibliothek anzeigen.
Sowohl die Leser als auch die Hersteller von Druckerzeugnissen legen häufig großen Wert auf ein ansprechendes, teilweise auch auffallendes äußeres Erscheinungsbild ihrer Erzeugnisse, um das jeweilige Erzeugnis von anderen Druckerzeugnissen gut unterscheidbar zu machen. Dies wird bislang regelmäßig durch eine entsprechende graphische Ausgestaltung der Oberflächen von Druckerzeugnissen zu erreichen versucht.
Mit Hilfe von entsprechenden graphischen Gestaltungen lässt sich darüber hinaus der Wiedererkennungsgrad von Druckerzeugnissen, beispielsweise bei der Auflage von Druckerzeugnissen in Serie, durch Konsumenten erhöhen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Druckerzeugnis zur Verfügung zu stellen, das vorzugsweise leicht wieder gefunden oder wiedererkannt werden kann, wenn es beispielsweise in einer Bibliothek falsch abgestellt wurde oder von einem Mautbuchungssystem erfasst wird. Darüber hinaus soll dieses Druckerzeugnis vorzugsweise ein ansprechendes und/oder auffallendes äußeres Erscheinungsbild haben und angenehm für den Benutzer sein.
Das Druckerzeugnis sollte dabei so graphisch ausgebildet sein, dass eine entsprechende Wiedererkennung durch Konsumenten leicht möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Druckerzeugnis gelöst, welches mindestens ein Elektrolumineszenz-Element aufweist.
In einer ersten Ausführungsform werden unter Druckerzeugnissen im Sinne der vorliegenden Erfindung im Allgemeinen Waren aus Papier, Pappe und/oder Karton verstanden, wie Bücher; Zeitschriften; Schreibwaren; Visitenkarten; CD- und DVD-Booklets; aus Papier, Pappe und/oder Karton hergestellte Hüllen für CDs und/oder DVDs; und Änliches. Bei diesen Druckerzeugnissen gibt es im Allgemeinen immer mindestens eine Außenseite, welche sich mehr oder weniger ausgeprägt graphisch besonders ausgestaltet an mögliche Benutzer, Anwender, Käufer etc. richtet. Bei einem Buch wird diese Außenseite beispielsweise durch den Einband gebildet, welcher den Buchblock umfasst. Der Einband umfasst eine Vorderseite (Frontdeckel des Buchdeckels), eine Rückseite (Rückdeckel des Buchdeckels) und einen Buchrücken. Bei Zeitschriften, Schreibwaren oder anderen Druckerzeugnissen im Sinne der vorliegenden Erfindung kann bei einer praktisch zweidimensionalen Ausbildung des Druckerzeugnisses das entsprechende Element, welches bei dem Buch dem Buchrücken entspricht, entfallen.
In einer zweiten Ausführungsform werden unter Druckerzeugnissen im Sinne der vorliegenden Erfindung auch Elektrolumineszenz-Kennzeichen verstanden, wie sie beispielsweise aus DE 200 22 563 U1 , DE 102 47 708 A1 , DE 102 38 054 A1 , WO 2006/037607 A1 und WO 2009/027387 bekannt sind.
Soweit im folgenden von Druckerzeugnis die Rede ist, ist damit sowohl die erste als auch die zweite Ausführungsform umfasst, soweit nicht auf eine bestimmte Ausführungsform Bezug genommen wird.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass das Druckerzeugnis mit mindestens einem Elektrolumineszenz-Element versehen wird. Die Position des mindestens einen Elektrolumineszenz-Elements auf dem Druckerzeugnis kann dabei bei der ersten Ausführungsform beliebig sein, bei der zweiten Ausführungsform befindet sich das Elektrolumineszenz-Element vorteilhafterweise auf der dem Betrachter im am Fahrzeug montierten Zustand zugewandten Seite des Druckerzeugnisses.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff „auf einem Druckerzeugnis” verstanden, dass ein Druckerzeugnis dergestalt mit dem mindestens einen Elektrolumineszenz-Element versehen ist, dass das Elektrolumineszenz-Element dem Betrachter auffällt und von diesem erkannt wird, ihm also praktisch „ins Auge fällt”, insbesondere wenn das Elektrolumineszenz-Element leuchtet. Bei einem Buch ist die Position des mindestens einen Elektrolumineszenz-Elements vorzugsweise auf dem Einband.
Auch die Größe des mindestens einen Elektrolumineszenz-Elements auf dem Druckerzeugnis kann beliebig sein. Im Falle der ersten Ausführungsform nimmt das Elektrolumineszenz-Element vorteilhafterweise jedoch einen Großteil der Fläche der Vorderseite, der Rückseite und/oder des Buchrückens ein. Im Falle der zweiten Ausführungsform nimmt das Elektrolumineszenz-Element vorteilhafterweise einem Großteil der Fläche der dem Betrachter zugewandten Seite des Druckerzeugnisses ein.
Unter einem Großteil der Flache wird sowohl im Fall der ersten als auch im Fall der zweiten Ausführungsform verstanden, dass das Elektrolumineszenz-Element 25 bis 90 oder sogar bis 100, bevorzugt 40 bis 90 oder sogar bis 100, besonders bevorzugt 60 bis 90 oder sogar bis 100, ganz besonders bevorzugt 80 bis 90 oder sogar bis 100% der Fläche jeweils der Vorderseite, der Rückseite und/oder des Buchrückens bzw. der dem Betrachter zugewandten Seite einnimmt.
Beide Parameter – Position und Größe – sind jedoch vorzugsweise so gewählt, dass die zuvor stehenden Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst werden, d. h. das Elektrolumineszenz-Element ist ausreichend groß und an denjenigen Positionen des Druckerzeugnisses positioniert, so dass das Druckerzeugnis dem Betrachter auffällt und von diesem leicht erkannt wird.
Das erfindungsgemäße Druckerzeugnis weist mindestens ein Elektrolumineszenz-Element auf. Um die erfindungsgemäßen Aufgaben wirkungsvoll zu lösen, kann es jedoch bevorzugt oder erforderlich sein, mehr als ein Elektrolumineszenz-Element auf dem Druckerzeugnis zu verwenden. In weiteren Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung weist das Druckerzeugnis daher zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Elektrolumineszenz-Elemente auf. Diese einzelnen Elektrolumineszenz-Elemente sind im Sinne der vorliegenden Erfindung auf dem Druckerzeugnis vorgesehen.
Die einzelnen Elektrolumineszenz-Elemente können dabei eine identische oder unterschiedliche Ausgestaltung, d. h. insbesondere Größe, Form und Farbe, aufweisen. Die einzelnen Elektrolumineszenz-Elemente können dabei an beliebiger Position auf dem Druckerzeugnis vorgesehen sein. Insbesondere ist es möglich, dass sich auch einzelne Elektrolumineszenz-Elemente überlagern. Das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element kann dabei in einer ansprechenden und/oder auffallenden äußeren Erscheinung angebracht sein, um dem Druckerzeugnis als Ganzem ein angenehmes und/oder auffallendes Äußeres zu verleihen.
Unter Elektrolumineszenz (im Folgenden auch als „EL” abgekürzt) versteht man die direkte Lumineszenzanregung von Leuchtpigmenten (auch Leuchtsubtanzen oder Luminophore genannt) durch ein elektrisches Wechselfeld.
Die Elektrolumineszenz-Technologie hat in jüngster Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen. Sie ermöglicht die Realisierung beinahe beliebig großer, blend- und schattenfreier, homogener Leuchtflächen. Dabei sind Leistungsaufnahme und Bautiefe (in der Größenordnung eines Millimeters und darunter) äußerst gering. Zu den typischen Anwendungen gehört neben der Hintergrundbeleuchtung von Flüssigkristall-Displays auch die Hinterleuchtung von transparenten Filmen, welche mit Beschriftungen und/oder Bildmotiven versehen sind. Somit sind transparente Elektrolumineszenz-Elemente, wie beispielsweise Elektrolumineszenz-Leuchtplatten auf der Basis von Glas oder transparentem Kunststoff, die beispielsweise als Informationsträger, Werbetransparente oder zu dekorativen Zwecken dienen können, aus dem Stand der Technik bekannt.
Aus US 2007/223211 A1 ist beispielsweise bekannt, die inneren Seiten einer Speisekarte mit mindestens einer Elektrolumineszenz-Folie zu hinterleuchten, um den Gästen eines Restaurants das Lesen der Speisekarte auch bei gedämpftem Licht zu ermöglichen. US 2007/223211 A1 offenbart ebenfalls die der Elektrolumineszenz-Anwendung zugehörige Elektronik, Schaltvorrichtung und Energieversorgung. Die Elektronik ermöglicht es unter anderem, Farbwechsel des Elektrolumineszenz-Elements zu erzeugen.
Auch können solche Elektrolumineszenz-Elemente nahezu frei dreidimensional verformbar sein. Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2006 057 653 A offenbart ein solches Elektrolumineszenz-Element. Damit dieses Folienelement dreidimensional verformbar ist, muss das Element einen bestimmten Schichtaufbau aufweisen. Wesentlich für die Verformung ist, dass das Folienelement eine Metallschicht aufweist, welche auf jeder Seite von einer kalt reckbaren Folie umgeben ist. Die Verformung des Folienelements kann dann durch isostatische Hochdruckverformung erfolgen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von solchen, dreidimensional verformbaren Elektrolumineszenz-Elementen insbesondere bevorzugt.
Auch ist aus dem Stand der Technik bekannt, Elektrolumineszenz-Elemente mit RFID-Systemen zu kombinieren. Beispielhaft seien hier die DE 198 47 194 A1 , DE 102 14 371 A1 und DE 602 02 055 T2 genannt. Jedoch handelt es sich bei den dort offenbarten mit Elektrolumineszenz-Elemente mit RFID-Systemen ausgestatteten Gegenständen nicht um Druckerzeugnisse im Sinne der vorliegenden Erfindung, weder im Fall der ersten, noch im Fall der zweiten Ausführungsform.
Damit ist im Stand der Technik nicht offenbart, Elektrolumineszenz-Elemente beispielsweise in Einbänden von Druckerzeugnissen mit einem RFID-System zu kombinieren, um die Druckerzeugnisse besser auffindbar zu machen oder um eine Steuerung von Elektrolumineszenz-Anordnungen auf Druckerzeugnissen zu ermöglichen. Dies findet sowohl im Rahmen der ersten Ausführungsform, man denke an das Auffinden von Büchern in Bibliotheken, als auch im Rahmen der zweiten Ausführungsform, man denke an das Erkennen von Fahrzeugen bei Mautbuchungssystemen, seine erfindungsgemäße Verwendung.
Aus dem Stand der Technik ist darüber hinaus nicht bekannt, dass man Druckerzeugnisse mit Elektrolumineszenz-Elemente ausstatten kann, um beispielsweise ein optisch ansprechendes Produkt zu erhalten, welches beispielsweise in der Werbung eingesetzt werden kann. Dies ist insbesondere im Fall der ersten Ausführungsform eine bevorzugte Verwendung.
Das erfindungsgemäße mindestens eine EL-Element besteht aus mindestens einem Substrat und mindestens einer EL-Anordnung, welche vorzugsweise durch Siebdrucktechniken, aber beispielsweise auch durch Rakeln, Spritzen, Sprühen und/oder, Streichen hergestellt werden kann. Hierzu kann man ein Substrat zuerst mit einer transparenten Elektrode beschichten, auf die dann eine Leuchtschicht (Elektrolumineszenz-Schicht) unter Anwendung der Siebdrucktechnologie aufgetragen wird. Abschließend können dann eine Isolationsschicht (dielektrische Schicht) und eine weitere Elektrode auf der Leuchtschicht angeordnet werden.
Ausgangspunkt der erfindungsgemäßen Elektrolumineszenz-Anordungen sind somit leitfähige Elektrodenschichten, welche auf Substrate aufgebracht sind.
Das Elektrolumineszenz-Element kann derart gestaltet sein, dass die Seite des Substrats, die mit der Elektrolumineszenz-Anordnung versehen ist, leuchtet, oder dass ein zumindest teilweise transparentes Substrat von einer rückwärtig aufgebrachten Elektrolumineszenz-Anordnung durchleuchtet wird. Weiterhin kann das Leuchten auch zu beiden Seiten abstrahlen, falls das Substrat zumindest teilweise transparent ist.
Das Elektrolumineszenz-Element kann erfindungsgemäß aus folgenden Schichten aufgebaut sein (herkömmlicher Aufbau):

a) einem zumindest teilweise transparenten Substrat, Komponente A,
b) mindestens einer auf das Substrat aufgebrachten EL-Anordnung, Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten
ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA, als Frontelektrode,
bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente BB,
bc) eine Schicht, enthaltend mindestens ein durch ein elektrisches Feld anregbares Leuchtpigment (Elektroluminophor), Elektrolumineszenz-Schicht oder Pigmentschicht genannt, Komponente BC,
bd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD,
be) eine Rückelektrode, Komponente BE,
bf) eine Leiterbahn oder mehrere Leiterbahnen, Komponente BF, zur elektrischen Kontaktierung von sowohl Komponente BA als auch von Komponente BE, wobei die Leiterbahn oder die Leiterbahnen vor, nach oder zwischen den Elektroden BA und BE aufgebracht werden kann bzw. können, wobei vorzugsweise die Leiterbahn oder die Leiterbahnen in einem Arbeitsschritt aufgebracht werden. Die Leiterbahn oder Leiterbahnen können in Form eines Silberbusses, vorzugsweise hergestellt aus einer Silberpaste und/oder eines Silberlacks, aufgebracht sein. Eventuell kann vor dem Aufbringen des Silberbusses noch eine Graphitschicht aufgebracht werden,
c) einer Schutzschicht, Komponente CA oder einer Folie, Komponente CB.

Die Isolationsschichten BB und BD können unabhängig voneinander undurchsichtig, opak oder transparent sein.
Neben den genannten Schichten (Komponenten A, B und C) kann das erfindungsgemäß vorgesehene Elektrolumineszenz-Element (herkömmlicher Aufbau) weitere Schichten aufweisen. So kann das Substrat, wenn es selbst elektrisch leitend ist, mit einer zusätzlichen Isolationsschicht (Komponente AA), auf die dann die Elektroluminenszens-Anordung aufgebracht wird, versehen sein oder werden. Außerdem kann das Elektrolumineszenz-Element eine oder mehreren Reflexionsschicht(en) aufweisen. Die Reflexionsschicht(en) kann bzw. können insbesondere angeordnet sein:

– außen auf Komponente A,
– zwischen Komponente A und Komponente BA,
– zwischen Komponente BA und Komponente BB bzw. BC, wenn Komponente BB fehlt,
– zwischen Komponente BD und Komponente BE,
– zwischen Komponente BE und Komponente BF,
– zwischen Komponente BF und Komponente CA bzw. CB, außen auf Komponente CA bzw. CB.

Bevorzugt wird die Reflexionsschichtschicht, soweit vorhanden, zwischen Komponente BA und Komponente BB bzw. BC, wenn Komponente BB fehlt, angeordnet.
Die Reflexionsschicht umfasst vorzugsweise Glaskügelchen, insbesondere Hohlglaskügelchen. Der Durchmesser der Glaskügelchen kann in weiten Grenzen verändert werden. So können sie eine Größe d50 von im Allgemeinen 5 μm bis 3 mm, vorzugsweise 10 bis 200 μm, besonders bevorzugt 20 bis 100 μm, aufweisen. Die Hohlglaskügelchen sind dabei vorzugsweise in ein Bindemittel eingebettet.
Auf dem Substrat A und/oder zwischen Substrat A und der Elektrolumineszenz-Anordnung können außerdem ein oder mehrere zumindest teilweise transparente grafisch gestaltete Schichten angeordnet sein.
Alternativ kann das erfindungsgemäße EL-Element auch folgenden Aufbau aufweisen (inverser Schichtaufbau):

a) ein zumindest teilweise transparentes Substrat, Komponente A,
b) mindestens einer auf dem Substrat aufgebrachten EL-Anordnung, Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten:
be) eine Rückelektrode, Komponente BE, die zumindest teilweise transparent sein kann,
bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente BB,
bc) eine Schicht, enthaltend mindestens ein durch ein elektrisches Feld anregbares Leuchtpigment (Elektroluminophor), EL-Schicht oder Pigmentschicht genannt, Komponente BC,
bd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD,
ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA, als Frontelektrode,
bf) eine Leiterbahn oder mehrere Leiterbahnen, Komponente BF, zur elektrischen Kontaktierung von sowohl Komponente BA als auch von Komponente BE, wobei die Leiterbahn oder die Leiterbahnen vor, nach oder zwischen den Elektroden BA und BE aufgebracht werden kann bzw. können, wobei vorzugsweise die Leiterbahn oder die Leiterbahnen in einem Arbeitsschritt aufgebracht werden. Die Leiterbahn oder Leiterbahnen können in Form eines Silberbusses, vorzugsweise hergestellt aus einer Silberpaste und/oder eines Silberlacks, aufgebracht sein. Eventuell kann vor dem Aufbringen des Silberbusses noch eine Graphitschicht aufgebracht werden,
c) eine zumindest teilweise transparenten Schutzschicht, Komponente CA und/oder einer Folie, Komponente CB.

Neben den genannten Schichten (Komponenten A, B und C) kann das erfindungsgemäße EL-Element mit inversem Schichtaufbau weitere Schichten aufweisen. So kann das Substrat, wenn es selbst elektrisch leitend ist, mit einer zusätzlichen Isolationsschicht (Komponente AA), auf die dann die Elektroluminenszens-Anordung aufgebracht wird, versehen sein oder werden. Außerdem kann das EL-Element eine oder mehreren Reflexionsschicht(en) aufweisen. Die Reflexionsschicht(en) kann bzw. können insbesondere angeordnet sein:

– außen auf Komponente A,
– zwischen Komponente A und Komponente BE,
– zwischen Komponente BE und Komponente BB,
– zwischen Komponente BB und Komponente BC,
– zwischen Komponente BC und Komponente BD,
– zwischen Komponente BD und Komponente BA,
– zwischen Komponente BA und Komponente BF,
– zwischen Komponente BA und Komponente BC, wenn Komponente BF fehlt
– zwischen Komponente BF und Komponente CA bzw. CB, – auf Komponente CA bzw. CB.

Bevorzugt ist die Reflexionsschichtschicht, soweit vorhanden, zwischen Komponente BA und Komponente BD bzw. BC, wenn Komponente BD fehlt, angeordnet.
Auf der transparenten Schutzschicht C und/oder zwischen der transparenten Schutzschicht C und der EL-Anordnung können außerdem ein oder mehrere zumindest teilweise transparente grafisch gestaltete Schichten angeordnet sein. Insbesondere können die grafisch gestalteten Schichten die Funktion der Schutzschicht übernehmen.
Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die für den herkömmlichen Aufbau genannten besonderen Ausführungsformen und Merkmale, soweit nicht anders bestimmt, für den inversen Schichtaufbau entsprechend gelten.
Die eine oder mehreren Isolationsschicht(en) BB und/oder BD sowohl beim herkömmlichen Aufbau als auch beim inversen Aufbau kann bzw. können insbesondere dann entfallen, wenn die Komponente BC eine Schichtdicke aufweist, die einen Kurzschluss zwischen den beiden Elektroden Komponenten BA und BE verhindert.
Zum Betrieb der erfindungsgemäß hergestellten EL-Anordnung weisen die Elektroden BA und BE elektrische Anschlüsse auf, die an einen Seitenrand des erfindungsgemäßen Folienelements geführt werden und dort mittels Kontaktierhilfen mit einer Stromquelle kontaktiert werden. Geeignete Kontaktierhilfen sind zum Beispiel Crimpen, Klemmen, elektrisch leitender Kleber, Nieten, Schrauben und andere dem Fachmann bekannte Mittel. Die Ansteuerung des EL-Elements kann in herkömmlicher dem Fachmann bekannter Weise erfolgen.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Ansteuerung des resultierenden EL-Elements durch eine kapazitive Energieübertragung.
Wie bereits erwähnt, wird das durch das erfindungsgemäße EL-Element mittels Wechselstrom betrieben. Der Wechselstrom wird dabei bevorzugt mittels eines EL-DC/AC-Inverters erzeugt. Durch das Anlegen einer Wechselspannung an die zwei Elektroden des EL-Elements wird dann die Emission einer EL erzeugt. Der Inverter ist herkömmlicherweise zusammen mit einer Steuerelektronik auf einer Leiterplatte befestigt. Die Stromversorgung kann beispielsweise durch Batterie(n), aufladbare(n) Akkumulator(en) oder durch Versorgung durch eine externe Stromquelle erfolgen. Für EL-Elemente, die nicht ortsfest sind, wie beispielsweise auch Druckerzeugnisse, bietet sich naheliegenderweise eine Stromversorgung durch Batterie(n) und/oder aufladbare(n) Akkumulator(en) an.
Ein weiterer Nachteil, die Elektrolumineszenz-Anordnungen aufweisen und welche sich insbesondere bei den erfindungsgemäßen Druckerzeugnissen auswirken können, sind die ständigen Störgeräusche, beispielsweise Pfeif- und Brummgeräusche, welche die Elektronik der Elektrolumineszenz-Elemente erzeugt.
Diese Geräusche werden bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise dadurch verhindert oder zumindest deutlich vermindert, dass die üblicherweise bei Steuerelektroniken von Elektrolumineszenz-Elementen eingesetzten keramischen Kondensatoren durch Elektrolytkondensatoren ersetzt werden. Insbesondere ist erfindungsgemäß der Ladekondensator an der Hochvoltgleichspannung vor dem DC/AC-Wandler als Elektrolytkondensator ausgebildet. Hierdurch lassen sich, je nach Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckerzeugnisses, die durch die Elektronik der Elektrolumineszenz-Anordnung erzeugten Geräusche reduzieren.
Im Folgenden werden nunmehr Ausgestaltungen der einzelnen, zuvor näher beschriebenen Schichten einer Elektrolumineszenz-Anordnung, welche im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf dem Druckerzeugnis verwendet werden kann, beschrieben:
Elektroden
Das erfindungsgemäß verwendete Elektrolumineszenz-Element weist eine erste zumindest teilweise transparente Elektrode, Frontelektrode BA, und eine zweite Rückelektrode BE auf.
Unter dem Ausdruck „zumindest teilweise transparent” ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Elektrode zu verstehen, die aus einem Material aufgebaut ist, welches eine Transmission von im Allgemeinen mehr als 60%, vorzugsweise mehr als 70%, besonders bevorzugt mehr als 80%, speziell mehr als 90%, aufweist.
Die Rückelektrode BE der Elektrolumineszenz-Anordnung, welche beispielsweise auf der Oberseite des Druckerzeugnisses vorgesehen sein kann, muss nicht zwingend transparent ausgebildet sein. Geeignete elektrische leitende Materialien für die Elektroden sind dem Fachmann an sich bekannt. Grundsätzlich bieten sich bei der Herstellung von Dickfilm-EL-Elementen mit Wechselspannungsanregung mehrere Arten von Elektroden an. Zum einen sind dies im Vakuum auf Kunststofffolien gesputterte oder aufgedampfte Indium-Zinn-Oxid-Elektroden (Indium-Tin-Oxide, ITO). Sie sind sehr dünn (einige 100 Å) und bieten den Vorteil einer hohen Transparenz bei einem relativ geringen Flächenwiderstand (ca. 60 bis 600 Ω).
Ferner können Druckpasten mit ITO oder ATO (Antimon-Tin-Oxide, Antimon-Zinn-Oxid) oder intrinsisch leitfähige transparente Polymerpasten verwendet werden, aus welchen flächige Elektroden mittels Siebdruck erzeugt werden. Bei einer Dicke von ca. 5 bis 20 μm bieten derartige Elektroden nur geringere Transparenz bei hohem Flächenwiderstand (bis 50 kΩ). Sie sind weitgehend beliebig strukturiert applizierbar, und zwar auch auf strukturierten Oberflächen. Ferner bieten sie eine relativ gute Laminierbarkeit. Auch Non-ITO-Siebdruckschichten (wobei der Begriff „Non-ITO” alle Siebdruckschichten umfasst, die nicht auf Indium-Zinn-Oxid (ITO) basieren), das heißt intrinsisch leitfähige polymere Schichten mit üblicherweise nanoskaligen elektrischleitfähigen Pigmenten, beispielsweise die ATO-Siebdruckpasten mit den Bezeichnungen 7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon^® System von Agfa, dem Clevios^® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H. C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT-conductive polymer polyethylene-dioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- oder Druckfarbensystemen von Panipol OY und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin, können verwendet werden. Bevorzugt wird als Material der zumindest teilweise transparenten Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements Clevios^® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H. C. Starck GmbH eingesetzt. Beispiele für elektrisch leitende Polymerfilme sind Polyaniline, Polythiophene, Polyacetylene, Polypyrrole (Handbook of Conducting Polymers, 1986) mit und ohne Metalloxid-Füllung.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden zur Formulierung einer Druckpaste zur Herstellung der teilweise transparenten Elektrode BA 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 65 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckpaste, Clevios P. Clevios PH, Clevios P AG, Clevios P HCV4, Clevios P HS, Clevios PH 500, Clevios PH 510 oder beliebige Mischungen davon verwendet. Als Lösemittel können Dimethylsulfoxid (DMSO), N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Ethylenglykol, Glycerin, Sorbitol, Methanol, Ethanol, Isopropanol, N-Propanol, Acton, Methylethylketon, Dimethylaminoethanol, Wasser oder Gemische aus zwei oder drei oder mehreren der genannten Lösemittel verwendet werden. Die Menge an Lösemittel kann in der Druckpaste in weiten Bereichen variieren. So können in einer Formulierung einer Paste 55 bis 60 Gew.-% Lösemittel enthalten sein, während in einer anderen Formulierung etwa 35 bis 45 Gew.-% eines Lösemittelgemischs aus zwei oder mehr Lösemitteln verwendet werden. Weiterhin können als Grenzflächenadditiv und Haftaktivator Silquest A187, Neo Rez R986, Dynol 604 und/oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Substanzen enthalten sein. Deren Menge beträgt 0,1 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckpaste.
Als Bindemittel können in der Formulierung beispielsweise UD-85, Bayhydrol PR340/1, Bayhydrol PR135 oder beliebige Mischungen davon, vorzugsweise in Mengen von etwa 0,5 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 5 Gew.-%, enthalten sein. Bei den eingesetzten Polyurethandispersionen, die nach dem Trocknen der Schicht das Bindemittel für die Leitschicht bilden, handelt es sich vorzugsweise um wässrige Polyurethandispersionen.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierungen von Druckpasten zur Herstellung der teilweise transparenten Elektrode BA enthalten:

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
Clevios P HS (H. C. Starck)	33	48	40	42,2
Silquest A187 (OSi Specialties)	0,4	0,5	1,2	1,0
N-Methylpyrrolidon	23,7	14,4	10,3	13,3
Diethylenglykol	26,3	20,7	30,0	25,4
Proglyde/DMM	12,6	12,4	14,5	13,6
Bayderm Finish 85 UD (Lanxess)	4,0	4,0	4,0	4,5

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
Clevios P HS (H. C. Starck)	33	40
Silquest A187 (OSi Specialties)	0,4	1,2
N-Methylpyrrolidon	23,7	10,3
Diethylenglykol	26,3	30,0
Proglyde/DMM	12,6	14,5
Bayhydrol P340/1	4,0	4,0

Abweichend von den oben genannten Formulierungen für die teilweise transparenten Elektrode BA können als fertige Formulierungen auch folgende hier beispielhaft genannte bereits fertige, kommerziell erhältliche Druckpasten erfindungsgemäß eingesetzt werden: die Orgacon EL-P1000-, EL-P3000-, EL-P5000- oder EL-P6000-Reihen von Agfa, bevorzugt die EL-P3000- und EL-P6000-Reihen (insbesondere für verformbare Anwendungen).
Darüber hinaus sind auch Zinn-Oxid (NESA) Pasten als entsprechendes Elektrodenmaterial denkbar.
Die oben beschriebenen elektrisch leitenden Materialien können darüber hinaus auf einem Trägermaterial aufgebracht sein. Als Trägermaterial bieten sich beispielsweise transparente Gläser und thermoplastische Folien an. Entsprechende Trägermaterialien werden weiter unten näher beschrieben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können ein oder zwei Trägersubstrate verwendet werden
Diese Elektrodenmaterialien können beispielsweise mittels Siebdruck, Rakeln, Spritzen, Sprühen, Streichen auf entsprechende Trägermaterialien (Substrate) aufgebracht werden, wobei bevorzugt anschließend bei geringen Temperaturen von beispielsweise 80 bis 120°C getrocknet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Aufbringung der elektrisch leitfähigen Beschichtung mittels Vakuum oder pyrolytisch.
Besonders bevorzugt ist die elektrisch leitfähige Beschichtung eine mittels Vakuum oder pyrolytisch hergestellte metallische oder metalloxidische dünne und weitgehend transparente Schicht, die bevorzugt einen Flächenwiderstand von 5 mΩ bis 3.000 Ω/Quadrat, besonders bevorzugt einen Flächenwiderstand von 0,1 bis 1.000 Ω/Quadrat, ganz besonders bevorzugt 5 bis 30 Ω/Quadrat aufweist, und in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine Tageslichtdurchlässigkeit von zumindest größer 60% (> 60 bis 100%) und insbesondere größer 76% (> 76 bis 100%) aufweist. Darüber hinaus kann auch elektrisch leitfähiges Glas als Elektrode verwendet werden.
Eine spezielle bevorzugte Art von elektrisch leitfähigem und hochtransparentem Glas, insbesondere Floatglas, stellen pyrolytisch hergestellte Schichten dar, die ein hohe Oberflächenhärte aufwei sen und deren elektrischer Oberflächenwiderstand in einem sehr weiten Bereich von im Allgemeinen einigen Milliohm bis 3.000 Ω/Quadrat eingestellt werden kann.
Derartige pyrolytisch beschichtete Gläser können gut verformt werden und weisen eine gute Kratzbeständigkeit auf, insbesondere führen Kratzer nicht zu einer elektrischen Unterbrechung der elektrisch leitenden Oberflächenschicht, sondern lediglich zu einer meist geringfügigen Erhöhung des Flächenwiderstandes.
Des Weiteren sind pyrolytisch hergestellte leitfähige Oberflächenschichten durch die Temperaturbehandlung derart stark in die Oberfläche diffundiert und in der Oberfläche verankert, dass bei einem anschließenden Materialauftrag ein extrem hoher Haftverbund zum Glassubstrat gegeben ist, was für die vorliegende Erfindung ebenfalls sehr vorteilhaft ist. Zusätzlich weisen derartige Beschichtungen eine gute Homogenität, also eine geringe Streuung des Oberflächenwiderstandswertes über große Oberflächen auf. Diese Eigenschaft stellt ebenfalls einen Vorteil für die vorliegende Erfindung dar.
Elektrisch leitfähige und hochtransparente dünne Schichten können auf einem Glassubstrat, das erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzt wird, wesentlich effizienter und kostengünstiger als auf polymeren Substraten wie PET oder PMMA oder PC hergestellt werden. Der elektrische Flächenwiderstand ist bei Glasbeschichtungen im Schnitt um den Faktor 10 günstiger als auf einer polymeren Folie bei vergleichbarer Transparenz, also beispielsweise 3 bis 10 Ohm/Quadrat bei Glasschichten verglichen mit 30 bis 100 Ω/Quadrat auf PET-Folien.
Bei der Rückelektrode Komponente BE handelt es sich – wie bei der zumindest teilweise transparenten Elektrode – um eine flächige Elektrode, die jedoch nicht transparent oder zumindest teilweise transparent sein muss. Diese ist im Allgemeinen auf die Isolationsschicht – wenn sie vorhanden ist – aufgebracht. Falls keine Isolationsschicht vorhanden ist, ist die Rückelektrode auf die Schicht enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz aufgebracht. In einer alternativen Ausführungsform ist die Rückelektrode auf dem zumindest teilweise transparenten Substrat A aufgebracht.
Die Rückelektrode ist im Allgemeinen aus elektrisch leitenden Materialien auf anorganischer oder organischer Basis aufgebaut, beispielsweise aus Metallen wie Silber, wobei bevorzugt solche Materialien eingesetzt werden, die bei Anwendung des isostatischen Hochdruckverformungsverfahrens zur Herstellung des dreidimensional verformten Elektrolumineszenz-Elements nicht beschädigt werden. Geeignete Elektroden sind ferner insbesondere polymere elektrisch leitfähige Beschich tungen. Dabei können die bereits vorstehend bezüglich der zumindest teilweise transparenten Elektrode genannten Beschichtungen eingesetzt werden. Daneben sind solche, dem Fachmann bekannten polymeren elektrisch leitfähigen Beschichtungen einsetzbar, die nicht zumindest teilweise transparent sind.
Geeignete Materialien der Rückelektrode sind somit bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metallen wie Silber, Kohlenstoff, ITO-Siebdruckschichten, ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten, das heißt intrinsisch leitfähige polymere Systeme mit üblicherweise nanoskaligen elektrisch leitfähigen Pigmenten, beispielsweise ATO-Siebdruckpasten mit der Bezeichnung 7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon^® System von Agfa, dem Clevios^® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H. C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT conductive polymer polyethylene-dioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- und Druckfarbensystemen von Panipol Oy und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin, wobei die vorstehend genannten Materialien zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit mit Metallen wie Silber oder Kohlenstoff versetzt werden können und/oder mit einer Lage aus diesen Materialien ergänzt werden können.
Die Formulierung der Druckpaste für die Rückelektrode kann der der teilweise transparenten Elektrode entsprechen.
Abweichend von dieser Formulierung kann jedoch für die Rückelektrode auch folgende Formulierung erfindungsgemäß verwendet werden.
Zur Formulierung einer Druckpaste zur Herstellung der Rückelektrode werden 30 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 50 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckpaste, der leitfähigen Polymere Clevios P, Clevios PH, Clevios P AG, Clevios P HCV4, Clevios P HS, Clevios PH, Clevios PH 500, Clevios PH 510 oder beliebige Mischungen davon verwendet. Als Lösemittel können Dimethylsulfoxid (DMSO), N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Ethylenglykol, Glycerin, Sorbitol, Methanol, Ethanol, Isopropanol, N-Propanol, Acton, Methylethylketon, Dimethylaminoethanol, Wasser oder Mischungen aus zwei oder drei oder mehreren dieser Lösemittel verwendet werden. Die Menge an verwendetem Lösemittel kann in breiten Bereichen variieren. So können in einer erfindungsgemäßen Formulierung einer Paste 55 bis 60 Gew.-% Lösemittel enthalten sein, während in einer anderen erfindungsgemäßen Formulierung etwa 40 Gew.-% eines Lösemittelgemischs aus drei Lösemitteln ver wendet werden. Weiterhin können als Grenzflächenadditiv und Haftaktivator Silquest A187, Neo Rez R986, Dynol 604 oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Substanzen vorzugsweise in einer Menge von 0,7 bis 1,2 Gew.-% enthalten sein. Als Bindemittel können beispielsweise 0,5 bis 1,5 Gew.-% UD-85, Bayhydrol PR340/1, Bayhydrol PR135 oder beliebige Mischungen davon enthalten sein.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Rückelektrode mit Graphit gefüllt sein. Dies kann dadurch erreicht werden, dass den oben beschriebenen Formulierungen Graphit zugegeben wird.
Abweichend von den oben genannten Formulierung für die Rückelektrode können als fertige Formulierungen auch folgende hier beispielhaft genannte bereits fertige, kommerziell erhältliche Druckpasten erfindungsgemäß eingesetzt werden: die Orgacon EL-P1000-, EL-P3000-, EL-P5000-oder EL-P6000-Reihen von Agfa, bevorzugt die EL-P3000- und EL-P6000-Reihen (für verformbare Anwendungen). Auch hier kann Graphit zugegeben werden.

Speziell für die Rückelektrode können auch die Druckpasten der Orgacon EL-P4000-Reihe, insbesondere Orgacon EL-P4010 und EL-4020, verwendet werden. Beide können in beliebigem Verhältnis miteinander gemischt werden. Orgacon EL-P4010 und EL-4020 enthalten bereits Graphit. Auch käuflich zu erwerbende Graphitpasten können als Rückelektrode verwendet werden, beispielsweise Graphitpasten von Acheson, insbesondere Electrodag 965 SS oder Electrodag 6017 SS. Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierung einer Druckpaste zur Herstellung der Rückelektrode BE enthält:

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
Clevios P HS	58,0	50,7	64,0
Silquest A187	2,0	1,0	1,6
NMP (z. B. BASF)	17,0	12,1	14,8
DEG	10,0	23,5	5,9
DPG/DMM	10,0	8,6	10,2
Bayderm Finish 85 UD (Lanxess)	3,0	4,1	3,5

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
Clevios P HS	58,0	50,7
Silquest A187	2,0	1,0
NMP (z. B. BASF)	17,0	12,1
DEG	10,0	23,5
DPG/DMM	10,0	8,6
Bayhydrol P340/1	3,0	4,1

Leiterbahnen, Anschlüsse der Elektroden
Als Leiterbahnen zur Ansteuerung der Elektrolumineszenz-Anordnung können so genannte Busbars (oben unter Komponente BF aufgeführt) eingesetzt werden, insbesondere bei halbleitenden LEP beziehungsweise OLED Systemen, worin verhältnismäßig große Ströme fließen. Dabei werden in der Art eines Kreuzes sehr gut elektrisch leitfähige Leiterbahnen hergestellt. Auf diese Weise wird beispielsweise eine große Fläche in vier kleine Flächen unterteilt. Damit wird der Spannungsabfall im Mittelbereich einer Leuchtfläche wesentlich reduziert und die Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte beziehungsweise der Abfall der Helligkeit in der Mitte eines Leuchtfeldes reduziert.
Bei einem zinksulfidischen partikulären Elektrolumineszenz-Feld werden im Allgemeinen beispielsweise größer 100 Volt bis über 200 Volt Wechselspannung angelegt, und es fließen bei Verwendung eines guten Dielektrikums beziehungsweise guter Isolation sehr geringe Ströme. Daher ist bei dem erfindungsgemäßen ZnS-Dickfilm-AC-EL-Element das Problem der Strombelastung wesentlich geringer als bei halbleitenden LEP beziehungsweise OLED Systemen, so dass der Einsatz von Bus-bars nicht unbedingt erforderlich ist, sondern großflächige Leuchtelemente ohne Einsatz von Bus-bars bereit gestellt werden können.
Die elektrischen Anschlüsse können beispielsweise unter Verwendung von elektrisch leitfähigen und einbrennbaren Pasten mit Zinn, Zink, Silber, Palladium, Aluminium und weiteren geeigneten leitfähigen Metallen beziehungsweise Kombinationen und Mischungen oder Legierungen daraus, hergestellt werden.
Dabei werden die elektrisch leitfähigen Kontaktierstreifen im Allgemeinen mittels Siebdruck, Pinselauftrag, Ink-Jet, Rakel, Rolle, durch Sprühen oder mittels Dispensierauftrag oder vergleichbaren dem Fachmann bekannten Auftragsmethoden auf die elektrisch leitfähigen und zumindest teilweise transparenten dünnen Beschichtungen aufgebracht und anschließend im Allgemeinen in einem Ofen thermisch behandelt, so dass üblicherweise seitlich entlang einer Substratkante angebrachte Streifen gut mittels Löten, Klemmen oder Stecken elektrisch leitend kontaktiert werden können.
Solange nur geringe elektrische Leistungen auf elektrisch leitfähige Beschichtungen eingeleitet werden müssen, sind Federkontakte oder Carbon-gefüllte Gummielemente beziehungsweise so genannte Zebra-Gummistreifen ausreichend.
Als Leitkleberpasten werden bevorzugt Leitkleberpasten auf Basis von Silber, Palladium, Kupfer oder Gold gefüllter Polymerkleber verwendet. Es können ebenfalls selbstklebende elektrisch leitfähige Streifen zum Beispiel aus verzinnter Kupferfolie mit einem in z-Richtung elektrisch leitfähigen Kleber durch Anpressen appliziert werden.
Die Klebeschicht wird dabei im Allgemeinen mit einigen N/cm² Flächenpressung gleichmäßig angepresst, und es werden so je nach Ausführung Werte von 0,013 Ohm/cm² (z. B. Conductive Copper Foil Tape VE 1691 der Firma D & M International, A-8451 Heimschuh) beziehungsweise 0,005 Ohm (z. B. Type 1183 der Firma 3M Electrical Products Division, Austin, Texas USA; gemäß MIL-STD-200 Method 307 maintained at 5 psi/3,4 N/cm² measured over 1 sq.in. surface area) oder 0,001 Ohm (z. B. Type 1345 der Firma 3M) oder 0,003 Ohm (z. B. Type 3202 der Firma Holland Shielding Systems BV) erreicht.
Dielektrizitätsschicht
Das erfindungsgemäße El-Element weist gegebenfalls eine oder mehrere Dielektrizitätsschicht(en) als Komponente(n) BB und/oder BD auf, welche im Fall von Komponente BB zwischen der Frontelektrode BA und der EL-Schicht Komponente BC vorgesehen ist und im Fall von Komponente BD zwischen der Rückelektrode Komponente BE und der EL-Schicht Komponente BC vorgesehen ist.
Entsprechende Dielektrizitätsschichten sind dem Fachmann bekannt. Entsprechende Schichten weisen häufig hoch dielektrisch wirkende Pulver wie beispielsweise Bariumtitanat auf, welche vorzugsweise in fluorhaltigen Kunststoffen oder in auf Cyan basierenden Harzen dispergiert sind. Beispiele für besonders geeignete Teilchen sind Bariumtitanat-Teilchen im Bereich von bevorzugt 1,0 bis 2,0 μm. Diese können bei einem hohen Füllgrad eine relative Dielektrizitätskonstante von bis zu 100 ergeben.
Die Dielektrizitätsschicht weist eine Dicke von im Allgemeinen 1 bis 50 μm, vorzugsweise 2 bis 40 μm, besonders bevorzugt 5 bis 25 μm, speziell 8 bis 15 μm, auf.
Das Elektrolumineszenz-Element kann in einer Ausführungsform auch zusätzlich noch eine weitere Dielektrizitätsschicht aufweisen, welche übereinander angeordnet werden und zusammen die Isolationswirkung verbessern oder aber welche durch eine floatende Elektrodenschicht unterbrochen wird. Die Verwendung einer zweiten Dielektrizitätsschicht kann von der Qualität und Pinhole-Freiheit der ersten Dielektrizitätsschicht abhängen.
Als Füllstoffe werden anorganische Isolationsmaterialien verwendet, die dem Fachmann aus der Literatur bekannt sind, beispielsweise: BaTiO3, SrTiO3, KNbO3, PbTiO3, LaTaO3, LiNbO3, GeTe, Mg2TiO4, Bi2(TiO3)3, NiTiO3, CaTiO3, ZnTiO3, Zn2TiO4, BaSnO3, Bi(SnO3)3, CaSnO3, PbSnO3, MgSnO3, SrSnO3, ZnSnO3, BaZrO3, CaZrO3, PbZrO3, MgZrO3, SrZrO3, ZnZrO3. oder Mischungen von zwei oder mehreren dieser Füllstoffe. Erfindungsgemäß bevorzugt als Füllstoff sind BaTiO3 oder PbZrO3 oder Mischungen daraus, vorzugsweise in Füllmengen von 5 bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt von 40 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste, in der Paste zur Herstellung der Isolationsschicht.
Als Bindemittel für diese Schicht können Ein- oder bevorzugt Zweikomponentenpolyurethansysteme, bevorzugt der Bayer MaterialScience AG, wiederum besonders bevorzugt Desmodur und Desmophen oder die Lackrohstoffe der Lupranate-, Lupranol-, Pluracol- oder Lupraphen-Reihen der BASF AG; der Degussa AG (Evonik), vorzugsweise Vestanat, wiederum besonders bevorzugt Vestanat T und B; oder der Dow Chemical Company, wiederum bevorzugt Vorastar; verwendet werden. Weiterhin können auch hochflexible Bindemittel, zum Beispiel solche auf Basis von PMMA, PVA, insbesondere Mowiol und Poval von Kuraray Europe GmbH bzw. Kuraray Specialties Europe GmbH oder Polyviol von Wacker AG, oder PVB, inbesondere Mowital von Kuraray Europe GmbH bzw. Kuraray Specialties Europe GmbH (B 20 H, B 30 T, B 30 H, B 30 HH, B 45 H, B 60 T, B 60 H, B 60 HH, B 75 H) oder Pioloform, insbeondere Pioloform BR18, BM18 oder BT18, von Wacker AG, eingesetzt werden.
Als Lösemittel können beispielsweise Ethylacetat, Butylacetat, 1-Methoxypropylacetat-2, Toluol, Xylol, Solvesso 100, Shellsol A oder Mischungen aus zwei oder mehrere dieser Lösemittel verwendet werden. Bei Verwendung von zum Beispiel PVB als Bindemittel ferner Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Diacetonalkohol, Benzylalkohol, 1-Methoxypropanol-2, Butylglykol, Methoxybutanol, Dowanol, Methoxypropylacetat, Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Butoxyl, Glykolsäure-n-butylester. Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, Toluol, Xylol, Hexan, Cyclohexan, Heptan sowie Mischungen aus zwei oder mehreren der genannten Lösungsmittel in Mengen von 1 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Paste, bevorzugt 2 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%. Weiterhin können noch Additive wie Verlaufsmittel und Rheologieadditvie zur Verbesserung der Eigenschaften zugefügt werden. Beispiele für Verlaufsmittel sind Additol XL480 in Butoxyl in einem Mischungsverhältnis von 40:60 bis 60:40. Als weitere Additive können 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 2 Gew.-%, jeweils bezogen aus die Gesamtpastenmasse. Als Rheologieadditive, die das Absetzverhalten von Pigmenten und Füllstoffen in der Paste vermindern, können beispielsweise BYK 410, BYK 411, BYK 430, BYK 431 oder beliebige Mischungen davon enthalten sein.

Besonders bevorzugte Formulierungen einer Druckpaste zur Herstellung der Isolationsschicht als Komponente BB und/oder BD enthalten:

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
BaTiO3	50	50	50	55
Desmophen 1800 (BMS)	25	25	25	22,5
Desmodur L67 MPA/X (BMS)	14	14	14	11,4
Ethoxypropylacetat	8,7	0	4	0
Methoxypropylacetat	0	8,7	4,7	8,6
Additol XL480 (50 Gew.-% in Butoxyl)	2,3	2,3	2,3	2,5

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
BaTiO3	55	56,6	59,9	59,9
Desmophen 1800 (BMS)	22,5	20,3	19,9	19,9
Desmodur L67 MPA/X (BMS)	11,4	12,5	11,2	11,2
Ethoxypropylacetat	8,6	7,6	5,7	0
Methoxypropylacetat	0	0	0	5,7
Additol XL480 in Butoxyl 50%	2,5	3,0	3,3	3,3

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Substanz	Gehalt/Gew.-%
BaTiO3	55	BaTiO3	60,2
Desmophen 1800 (BMS)	22,5	Desmophen 670 (BMS)	14,3
Desmodur L67 MPA/X (BMS)	12	Desmodur N75MPA (BMS)	12,3
Ethoxypropylacetat	8	Ethoxypropylacetat	10,3
Additol XL480 (50 Gew.-% in Butoxyl)	2,5	Additol XL480 (50 Gew.-% in Butoxyl)	2,9

EL-Schicht
Das erfindungsgemäße EL-Element umfasst eine EL-Schicht als Komponente BC.
Die mindestens eine Elektroluminezenz(EL)-Schicht, ist im Allgemeinen zwischen der ersten transparenten Elektrode und einer dielektrischen Schicht angeordnet. Dabei kann die EL-Schicht unmittelbar im Anschluss an die dielektrische Schicht angeordnet sein oder es können gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten zwischen der dielektrischen Schicht und der EL-Schicht angeordnet sein. Bevorzugt ist die EL-Schicht unmittelbar im Anschluss an die dielektrische Schicht angeordnet.
Die mindestens eine Elektrolumineszenz-EL-Schicht kann auf der gesamten Innenfläche der ersten teilweise transparenten Elektrode angeordnet sein oder auf einer oder mehreren Teilflächen der ersten zumindest teilweise transparenten Elektrode. In dem Fall, dass die Leuchstruktur auf mehreren Teilflächen angeordnet ist, haben die Teilflächen im Allgemeinen einen Abstand von 0,5 bis 10,0 mm, bevorzugt 1 bis 5 mm voneinander.
Die EL-Schicht ist im Allgemeinen aus einer Bindemittelmatrix mit darin homogen dispergierten EL-Pigmenten aufgebaut. Die Bindemittelmatrix wird im Allgemeinen so gewählt, dass ein guter Haftverbund auf der Elektrodenschicht (bzw. der ggf. darauf aufgebrachten dielektrischen Schicht gegeben ist. In einer bevorzugten Ausführung werden dabei PVB oder PU basierende Systeme verwendet. Neben den EL-Pigmenten können ggf. noch weitere Zusätze in der Bindemittelmatrix vorliegen, wie farbkonvertierende organische und/oder anorganische Systeme, Farbzusatzstoffe für einen Tag- und Nacht-Lichteffekt und/oder reflektierende und/oder Licht absorbierende Effektpigmente wie Aluminiumflakes oder Glasflakes oder Mica-Plateletts.
Die in der EL-Schicht verwendeten EL-Pigmente weisen im Allgemeinen eine Dicke von 1 bis 50 μm, vorzugsweise 5 bis 25 um, auf.
Bevorzugt ist die mindestens eine EL-Schicht eine Wechselstrom-Dickfilm-Pulver-Elektrolumineszenz(AC-P-EL)-Leuchtstruktur.
Dickfilm AC-EL Systeme sind seit Destriau 1947 gut bekannt und werden meist mittels Siebdruck auf ITO-PET Folien appliziert. Da zinksulfidische Elektroluminophore im Betrieb und speziell bei höheren Temperaturen und einer Wasserdampfumgebung eine sehr starke Degradation aufweisen, werden heute für langlebige Dickfilm AC-EL Lampenaufbauten im Allgemeinen mikroverkapselte EL-Luminophore (Pigmente) verwendet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, in dem erfindungsgemäßen EL-Element nicht mikroverkapselte Pigmente einzusetzen, wie nachstehend weiter ausgeführt wird.
Unter EL-Elementen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Dickfilm-EL Systeme verstanden, die mittels Wechselspannung bei normativ 100 Volt und 400 Hertz betrieben werden und derart ein so genanntes kaltes Licht von einigen cd/m² bis zu einigen 100 cd/m² emittieren. In derarti gen anorganischen Dickfilm-Wechselspannungs-EL-Elementen werden im Allgemeinen EL-Siebdruckpasten verwendet.
Derartige EL-Siebdruckpasten werden im Allgemeinen auf Basis anorganischer Substanzen aufgebaut. Geeignete Substanzen sind z. B. hochreine ZnS, CdS, ZnxCd1-xS Verbindungen der Gruppen II und IV des Periodensystems der Elemente, wobei besonders bevorzugt ZnS eingesetzt wird. Die vorstehend genannten Substanzen können dotiert oder aktiviert werden und gegebenenfalls des Weiteren coaktiviert werden. Zur Dotierung werden z. B. Kupfer und/oder Mangan eingesetzt. Die Coaktivierung erfolgt z. B. mit Chlor, Brom, Iod und Aluminium. Der Gehalt an Alkali- und Selten-Erd-Metallen ist in den vorstehend genannten Substanzen im Allgemeinen sehr gering, falls diese überhaupt vorliegen. Ganz besonders bevorzugt wird ZnS eingesetzt, das bevorzugt mit Kupfer und/oder Mangan dotiert beziehungsweise aktiviert wird und bevorzugt mit Chlor, Brom, Iod und/oder Aluminium coaktiviert wird.
Übliche EL-Emissionsfarben sind gelb, grün, grün-blau, blau-grün und weiß, wobei die Emissionsfarbe weiß oder rot durch Mischungen geeigneter EL-Luminophore gewonnen werden kann oder durch Farbkonversion. Die Farbkonversion kann im Allgemeinen in Form einer konvertierenden Schicht und/oder der Beimengung entsprechender Farbstoffe und Pigmente in den polymeren Binder der Siebdruckfarben beziehungsweise der polymeren Matrix, in die die EL-Pigmente eingebaut sind, erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zur Herstellung der EL-Schicht eingesetzte Siebdruckmatrix mit lasierenden, farbfilternden oder mit farbkonvertierenden Farbstoffen und/oder Pigmenten versehen sind. Auf diese Weise kann eine Emissionfarbe Weiß oder ein Tag-Nacht-Lichteffekt generiert werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden in der EL-Schicht Pigmente eingesetzt, die eine Emission im blauen Wellenlängenbereich von 420 bis 480 nm aufweisen und mit einer farbkonvertierenden Mikroverkapselung versehen sind. Auf diese Weise kann die Farbe Weiß emittiert werden. In einer Ausführungsform werden als Pigmente in der EL-Schicht AC-P-EL Pigmente eingesetzt, die eine Emission im blauen Wellenlängenbereich von 420 bis 480 nm aufweisen. Zusätzlich weist die AC-P-EL Siebdruckmatrix bevorzugt wellenlängenkonventierende anorganische feine Partikel auf Basis von Europium (II) aktivierten Erdalkali-ortho-Silikat Phosphoren wie (Ba, Sr, Ca)2SiO4:Eu2+ oder YAG Phosphoren wie Y3Al5O12:Ce3+ oder Tb3Al5O12:Ce3+ oder Sr2GaS4:Eu2+ oder SrS:Eu2+ oder (Y,Lu,Gd,Tb)3(Al,Sc,Ga)5O12:Ce3+ oder (Zn,Ca,Sr)(S,Se):Eu2+ auf. Auf diese Weise kann eine weiße Emission erzielt werden.
Entsprechend dem Stand der Technik können die vorstehen genannten EL-Luminophore mikroverkapselt werden. Durch die anorganische Mikroverkapselungstechnologie sind gute Halbwertszeiten erzielbar. Beispielhaft sei hier das EL-Siebdrucksystem Luxprint^® for EL der Firma E. I. du Pont de Nemours and Companies genannt. Organischen Mikroverkapselungstechnologien und Folienhüll-Laminate auf Basis der diversen thermoplastischen Folien sind grundsätzlich ebenfalls geeignet, haben sich jedoch als teuer und nicht wesentlich lebensdauerverlängernd erwiesen.
Geeignete zinksulfidische mikroverkapselte EL-Luminophore werden von der Firma Osram Sylvania, Inc. Towanda unter dem Handelsnamen GlacierGLO^TM Standard, High Brite und Long Life und von der Firma Durel Division der Rogers Corporation, unter den Handelsnamen 1PHS001^® High-Efficiency Green Encapsulated EL Phosphor, 1PHS002^® High-Efficiency Blue-Green Encapsulated EL Phosphor, 1PHS003^® Long-Life Blue Encapsulated EL Phosphor, 1PHS004^® Long-Life Orange Encapsulated EL Phosphor, angeboten.
Die mittleren Teilchendurchmesser der in der EL-Schicht geeigneten mikroverkapselten Pigmente betragen im Allgemeinen 15 bis 60 μm, bevorzugt 20 bis 35 μm.
In der Elektrolumineszenz-Schicht können auch nicht mikroverkapselte feinkörnige EL-Pigmente, bevorzugt mit einer hohen Lebensdauer, eingesetzt werden. Geeignete nicht mikroverkapselte feinkörnige zinksulfidische EL-Luminophore sind z. B. in US 6,248,261 und in WO 01/34723 offenbart. Diese weisen bevorzugt ein kubisches Kristallgefüge auf. Die nicht mikroverkapselten Pigmente haben bevorzugt mittlere Teilchendurchmesser von 1 bis 30 μm, besonders bevorzugt 3 bis 25 μm, ganz besonders bevorzugt 5 bis 20 μm.
Speziell nicht mikroverkapselte EL-Pigmente können mit kleineren Pigmentabmessungen bis unter 10 μm verwendet werden. Dadurch kann die Durchsichtigkeit des Glaselementes erhöht werden.
Somit können geeigneten Siebdruckfarben unverkapselte Pigmente beigemengt werden, bevorzugt unter Berücksichtigung der speziellen hygroskopischen Eigenschaften der Pigmente, bevorzugt der ZnS-Pigmente. Dabei werden im Allgemeinen Bindemittel verwendet, die einerseits eine gute Adhäsion zu sogenannten ITO-Schichten (Indium-ZinnOxid) oder intrinsisch leitfähige polymeren transparenten Schichten haben, und des Weiteren gut isolierend wirken, das Dielektrikum verstärken und damit eine Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit bei hohen elektrischen Feldstärken bewirken und zusätzlich im ausgehärteten Zustand eine gute Wasserdampfsperre aufweisen und die Phosphorpigmente zusätzlich schützen und Lebensdauer verlängernd wirken.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in der AC-P-EL-Leuchtschicht Pigmente eingesetzt, die nicht mikroverkapselt sind.
Die Halbwertzeiten der geeignete Pigmente in der EL-Schicht, also jene Zeit, in der die Initialhelligkeit des erfindungsgemäßen EL-Elements auf die Hälfte abgesunken ist, betragen im Allgemeinen bei 100 bzw. 80 Volt und 400 Hertz 400 bis maximal 5000 Stunden, üblicherweise jedoch nicht mehr als 1000 bis 3500 Stunden.
Die Helligkeitswerte (EL-Emission) betragen im Allgemeinen 1 bis 200 cd/m², bevorzugt 3 bis 100 cd/m², und liegen bei großen Leuchtflächen besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 20 cd/m².
Es können jedoch auch Pigmente mit längeren oder kürzeren Halbwertszeiten und höheren oder niedrigeren Helligkeitswerten in der EL-Schicht des erfindungsgemäßen EL-Elements eingesetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die in der EL-Schicht vorliegenden Pigmente einen derart kleinen mittleren Teilchendurchmesser auf, beziehungsweise einen derart geringen Füllgrad in der EL-Schicht, beziehungsweise die einzelnen EL-Schichten sind geometrisch derart klein ausgeführt, beziehungsweise der Abstand der einzelnen EL-Schichten wird derart groß gewählt, sodass das EL-Element bei nicht elektrisch aktivierter Leuchtstruktur als zumindest teilweise durchsichtig gestaltet ist beziehungsweise eine Durchsicht gewährleistet ist. Geeignete Pigmentteilchendurchmesser, Füllgrade, Abmessungen der Leuchtelemente und Abstände der Leuchtelemente sind vorstehend genannt.
Die Schicht enthält die oben genannten gegebenenfalls dotierten ZnS-Kristalle, bevorzugt wie oben beschrieben mikroverkapselt, vorzugsweise in einer Menge von 40 bis 90 Gew.-%, bevorzugt von 50 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 55 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Paste. Als Bindemittel können Ein- und bevorzugt Zweikomponentenpolyurethane verwendet werden. Erfindungsgemäß bevorzugt sind hochflexible Materialien der Bayer MaterialScience AG, beispielsweise die Lackrohstoffe der Desmophen- und Desmodur-Reihen, vorzugsweise Desmophen und Desmodur, oder die Lackrohstoffe der Lupranate-, Lupranol-, Pluracol- oder Lupraphen-Reihen der BASF AG. Als Lösemittel können Ethoxypropylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Methoxypropylacetat, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, Toluol, Xylol, Solventnaphtha 100 oder beliebige Mischungen von zwei oder mehreren dieser Lösemittel in Mengen von vorzugsweise 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 15 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtpastenmasse, verwendet werden. Weiterhin können andere hochflexible Bindemittel, zum Beispiel solche auf Basis von PMMA, PVA, insbesondere Mowiol und Poval von Kuraray Europe GmbH (heißt jetzt Kuraray Specialties oder Polyviol von Wacker AG, oder PVB, inbesondere Mowital von Kuraray Europe GmbH (B 20 H, B 30 T, B 30 H, B 30 HH, B 45 H, B 60 T, B 60 H, B 60 HH, B 75 H), oder Pioloform, insondere Pioloform BR18, BM18 oder BT18, von Wacker AG, sein. Bei Verwendung von Polymerbindemittel wie zum Beispiel PVB können weiterhin Lösungsmittel wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Diacetonalkohol, Benzylalkohol, 1-Methoxypropanol-2, Butylglykol, Methoxybutanol, Dowanol, Methoxypropylacetat, Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Butoxyl, Glykolsäure-n-butylester. Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, Toluol, Xylol, Hexan, Cyclohexan, Heptan sowie Mischungen aus zwei oder mehreren der genannten in Mengen von 1 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Paste, bevorzugt 2 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-% zugesetzt werden.
Weiterhin können 0,1 bis 2 Gew.-% Additive zur Verbesserung des Fließverhaltens und des Verlaufs enthalten sein. Beispiele für Verlaufsmittel sind Additol XL480 in Butoxyl in einem Mischungsverhältnis von 40:60 bis 60:40. Als weitere Additive können 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 2 Gew.-%, jeweils bezogen aus die Gesamtpastenmasse, Rheologieadditive enthalten sein, die das Absetzverhalten von Pigmenten und Füllstoffen in der Paste vermindern, beispielsweise BYK 410, BYK 411, BYK 430, BYK 431 oder beliebige Mischungen davon.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierungen von Druckpasten zur Herstellung der Elektrolumineszenz-Schicht als Komponente BC enthalten:

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
Pigment (Osram Sylvania)	55,3	69,7	64,75	65,1
Desmophen D670 (BMS)	18,5	11,9	12,7	13,1
Desmodur N75 MPA (BMS)	16,0	9,0	12,4	11,3
Ethoxypropylacetat	9,8	9,1	9,9	10,2
Additol XL480 (50 Gew.-% in Butoxyl)	0,4	0,3	0,25	0,3

Substanz	Gehalt/ Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
Pigment (Osram Sylvania)	61,2	65,1	69,7
Desmophen D670 (BMS)	15,2	12,7	11,9
Desmodur N75 MPA (BMS)	13,1	11,4	9,0
Methoxypropylacetat	10,2	5,5	4,9
Ethoxypropylacetat	0	5	4,2
Additol XL480 (50 Gew.-% in Butoxyl)	0,3	0,3	0,3

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
Pigment (Osram Sylvania)	61,2	69,7
Desmophen 1800 (BMS)	17,7	14,1
Desmodur L67 MPA/X (BMS)	9,9	7,9
Ethoxypropylacetat	10,8	8,0
Additol XL480 (50 Gew.-% in Butoxyl)	0,4	0,3

Abdeckschicht
Neben den Komponenten A und B kann das Elektrolumineszenz-Element eine Schutzschicht, Komponente CA, umfassen, um eine Zerstörung des Elektrolumineszenz-Elements bzw. der gegebenenfalls vorhandenen graphischen Darstellungen zu vermeiden. Geeignete Materialien der Schutzschicht sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Schutzschichten CA sind beispielsweise hochtemperaturbeständige Schutzlacke wie Schutzlacke, die Polycarbonate und Bindemittel enthalten. Ein Beispiel für einen solchen Schutzlack ist Noriphan^® HTR von Pröll, Weißenburg.
Alternativ kann die Schutzschicht auch auf Basis von flexiblen Polymeren wie Polyurethanen, PMMA, PVA, PVB formuliert werden. Hierfür können Polyurethane von Bayer MaterialScience AG verwendet werden. Diese Formulierung kann auch mit Füllstoffen versehen sein. Hierfür geeignet sind alle dem Fachmann bekannten Füllstoffe, beispielsweise auf Basis anorganischer Metalloxide wie TiO2, ZnO, Lithopone, etc mit einem Füllgrad von 10 bis 80 Gew.-% der Druckpaste, bevorzugt von 20 bis 70%, besonders bevorzugt von 40 bis 60%. Weiterhin können die Formulierungen Verlaufsmittel sowie Rheologieadditive enthalten. Als Lösemittel können beispielsweise. Ethoxypropylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Methoxypropylacetat, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, Toluol, Xylol, Solventnaphtha 100 oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Lösemittel verwendet werden.

Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierungen des Schutzlackes CA enthalten zum Bespiel:

Substanz	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%	Gehalt/Gew.-%
Desmophen 670 (BMS)	18,9	22,0	17,3	22,0
Additol XL480 (50 Gew.-% in Butoxyl)	1,2	0,8	1,0	0,8
Desmodur N75 MPA (BMS)	20,0	20,0	17,4	20,0
Ethoxypropylacetat	4,5	8,5	4,3	0
Methoxypropylacetat	0	0	0	8,5
TiO2	55,4	48,7	60,0	48,7

Substanz	Gehalt/Gew.-%
Desmophen 1800 (BMS)	22,9
Additol XL480 (50 Gew.-% in Butoxyl)	1,1
Desmodur L67 MPA/X (BMS)	12,9
Ethoxypropylacetat	10,6
TiO2	52,5

Substrate
Das Elektrolumineszenz-Element kann auf einer oder auf beiden Seiten an den jeweiligen Elektroden Substrate, wie beispielsweise Gläser, Kunststofffolien oder dergleichen aufweisen.
Bei dem Elektrolumineszenz-Element ist es bevorzugt, dass zumindest das Substrat, welches mit der transparenten Elektrode in Kontakt steht, innenseitig grafisch lasierend transluzent und opak abdeckend gestaltet ist. Unter einer opaken abdeckenden Gestaltung wird ein großflächiger Elektrolumineszenzbereich verstanden, der durch eine hochauflösende grafische Gestaltung opak abgedeckt wird und/oder lasierend beispielsweise im Sinne von rot – grün – blau transluzent für Signalzwecke ausgebildet ist.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Substrat, welches mit der transparenten Elektrode in Kontakt steht, eine Folie ist, welche unterhalb Glasübergangstemperatur Tg kaltreckbar verformbar ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass resultierende EL-Element dreidimensional zu verformen.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Substrat, welches mit der Rückelektrode in Kontakt steht eine, Folie ist, welche ebenfalls unterhalb der Glasübergangstemperatur Tg kaltreckbar verformbar ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass resultierende EL-Element dreidimensional zu verformen.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das EL-Element dreidimensional verformbar ist und insbesondere unterhalb Glasübergangstemperatur Tg kaltreckbar verformbar ist und derart eine präzise geformte dreidimensionale Gestalt erhält.
Das dreidimensional verformte Element kann in einem Spritzgusswerkzeug auf zumindest einer Seite mit einem thermoplastischen Kunststoff angeformt werden.
Herstellung der Elektrolumineszenz-Anordnung
Üblicherweise werden die vorstehend genannten Pasten (Siebdruckpasten) auf transparente Kunststoff-Folien oder Gläser aufgebracht, die wiederum eine weitgehend transparente elektrisch leitende Beschichtung aufweisen und dadurch die Elektrode für die Sichtseite darstellen. Anschließend werden drucktechnisch und/oder laminationstechnisch das Dielektrikum und die Rückseitenelektrode hergestellt.
Es ist jedoch ebenfalls ein umgekehrter Herstellungsprozess möglich, wobei zunächst die Rückseitenelektrode hergestellt wird oder die Rückseitenelektrode in Form einer metallisierten Folie verwendet wird und auf diese Elektrode das Dielektrikum aufgetragen wird. Anschließend werden die EL-Schicht und daran anschließend die transparente und elektrisch leitende obere Elektrode aufgetragen. Das erhaltene System kann anschließend gegebenenfalls mit einer transparenten Deckfolie laminiert und damit gegen Wasserdampf bzw. auch gegen mechanische Beschädigung geschützt werden.
Die Elektrolumineszenz-Schicht wird üblicherweise drucktechnisch mittels Siebdruck oder Dispenserauftrag oder InkJet-Auftrag oder auch mit einem Rakelvorgang oder einem Rollenbeschichtungsverfahren oder einem Vorhanggießverfahren oder einem Transferverfahren, bevorzugt mittels Siebdruck, aufgebracht. Bevorzugt wird die Elektrolumineszenz-Schicht auf die Oberfläche der Elektrode oder auf die ggf. auf die Rückelektrode aufgebrachte Isolationsschicht aufgebracht.
Wie bereits erwähnt, können die erfindungsgemäßen Druckerzeugnisse insbesondere so ausgebildet werden, dass sie sich beispielsweise in Bibliotheken leicht auffinden lassen.
Damit beispielsweise eine Identifizierung von entsprechenden erfindungsgemäßen Druckerzeugnissen möglich ist, weist das Druckerzeugnis vorzugsweise zusätzlich mindestens ein RFID-Element (Radio Frequency Identification), insbesondere mindestens einen RFID-Transponder (nachfolgend kurz Transponder genannt), auf. Durch dieses RFID-Element kann das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element bei Bedarf aktiviert werden. Das RFID-Element kann jedoch nicht nur zur Identifizierung, sondern auch zur optischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Druckerzeugnisses verwendet werden, in dem es auf Basis von empfangenen Radiofrequenzen das oder die Elektrolumineszenz-Elemente steuert, d. h. diese anschaltet oder ausschaltet.
Ein RFID-System besteht herkömmlicherweise aus einem Transponder, umfassend einen Mikrochip, einen Träger bzw. ein Gehäuse, eine Antenne und eine Energiequelle, und einem Lesegerät, das ein hoch frequentes elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, welches die Antenne des RFID-Transponders anregt. Bei geeigneter Auslegung des Lesegerätes kann es den Transponder, der sehr klein sein kann, noch über Entfernungen von ca. 100 m erreichen und aktivieren.
Entsprechende RFID-Elemente sind aus dem Stand der Technik bekannt und dem Fachmann daher geläufig.
Erfindungsgemäß wird das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element einschließlich Leiterplatine, Stromversorgung und dem mindestens einem Transponder in und/oder vorzugsweise auf den Einband des Druckerzeugnisses befestigt, wobei es auf der Vorderseite, der Rückseite und/oder auf dem Buchrücken angebracht werden kann. Dabei können alle aus der Buchherstellung bekannten Verfahren angewandt werden, insbesondere Aufkleben auf einen vorhandenen Einband, Einkleben in einen Einband mindestens teilweise umgebende Klebefolie und/oder Einbau in einen dafür ausgestalteten Einband.
Beispielhaft ist ein solcher Aufbau in 1 wiedergegeben.

1: EL-Element;
2: erste Klebefolie
3: Schaumkörper, vorzugsweise aus Hartschaum;
4: Leiterplatte mit Steuerelektronik, flexiblen Kontaktierungen; Batterien und/oder Akkumulatoren;
5: zweite Klebefolie; und
6: Bucheinband mit Aussparung für Bedienelemente.

Beim Einbau des mindestens einen Transponders ist insbesondere darauf zu achten, dass dieser gegen Störsignale der Steuerelektronik des mindestens einen EL-Elements abgeschirmt ist. Dies gilt insbesondere, wenn der mindestens eine Transponder in unmittelbarer räumlicher Nähe zur Steuerelektronik eingebaut ist. Diese Nahe hat jedoch andererseits den Vorteil, dass die Herstellung des Einbandes des Druckerzeugnisses vereinfacht wird, weil keine unnötigen Wege für elektrische Leitungen zu berücksichtigen sind. Außerdem ist der mindestens eine Transponder bei dieser Anordnung versteckt und geschützt und es wird weniger Energie durch Leitungsverluste verschwendet.
Daher wird der mindestens eine Transponder erfindungsgemäß bevorzugt zwischen dem mindestens einen EL-Element (1) und dem Schaumkörper (3) eingebaut; er kann dabei in die erste Klebefolie (2) integriert werden. Zur elektromagnetischen Abschirmung ist der Schaumkörper (3) auf der der Leiterplatte (4) zugewandten Seite mit einer geeigneten hochleitfähigen Metallisierung versehen. Um die Abschirmwirkung ausüben zu können, muss die Metallisierung elektrisch mit dem Bezugspotential auf der Leiterplatte verbunden sein.
Der Schaumkörper (3) hat darüber hinaus auch eine mechanische/konstruktive Bedeutung. So stützt er beispielsweise das dreidimensional verformte mindestens eine Elektrolumineszenz-Element dagegen, eingedrückt zu werden. Wird auf den Schaumkörper (3) verzichtet, beispielsweise weil das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element nicht dreidimensional verformt ist, so muss der Transponder auf andere Weise von der Steuerelektronik abgeschirmt sein, beispielsweise durch eine Folie, die auf einer Seite mit einer geeigneten hochleitfähigen Metallisierung versehen ist.
Wenn der mindestens eine Transponder wie beschrieben hinter dem mindestens einen Elektrolumineszenz-Element angeordnet wird, ist außerdem zu beachten, dass das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element elektromagnetisch durchsichtig für den Frequenzbereich ist, mit dem der mindestens eine Transponder angesteuert wird. Dies ist insbesondere kritisch bei der Auswahl der Materialien für die Frontelektrode BA und die Rückelektrode BE. Diese müssen einen Flächenwiderstand von etwa 377 Ohm/Quadrat besitzen, damit keine Reflektion der elektromagnetischen Wellen der jeweiligen RFID-Frequenz an den Grenzflächen des mindestens einen Elektrolumineszenz-Elements auftritt.
Erfindungsgemäß werden die Frontelektrode BA und die Rückelektrode BE daher auf der Grundlage von Poly(3,4-ethylenedioxythiophen) (PEDOT) hergestellt, das durchsichtig für die gängigen RFID-Frequenzen ist. Gängige RFID-Frequenzen sind beispielsweise hohe Frequenzen von 3 bis 30 MHz, insbesondere 13,56 MHz für so genannte Smart Tags; sehr hohe Frequenzen, insbesondere 433 MHz, 868 MHz, 850 bis 950 MHz, insbesondere 915 MHz, und 950 MHz; sowie Mikrowellen-Frequenzen von 2,4 bis 2,5 GHz, 5,8 GHz und darüber.
Es ist für den Fachmann verständlich, dass insbesondere der mindestens eine Transponder, jedoch auch das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element auch an anderen Stellen des Druckerzeugnisses angebracht werden können.
Wird nun beispielsweise in einer Bibliothek ein bestimmtes Druckerzeugnis gesucht, so wird erfindungsgemäß durch ein Signal eines Lesegerätes der im Druckerzeugnis eingebrachte mindestens eine Transponder aktiviert, der wiederum die Steuerelektronik des EL-Elements in Gang setzt. Die Steuerelektronik ihrerseits setzt das EL-Element in Betrieb, d. h. das EL-Element leuchtet. Abhängig von den in der Steuerelektronik hinterlegten Befehlen wird das EL-Element nur eingeschaltet, eingeschaltet und nach einer vorher bestimmten Zeit wieder ausgeschaltet oder in einem festgelegten Wechsel ein- und ausgeschaltet. Steuert die Steuerelektronik mehrere EL-Elemente an, die darüber hinaus verschieden farbig sein oder verschieden farbig leuchten können, können diese nach einem festgelegten Muster ein- und ausgeschaltet werden.
Dadurch wird ein deutlich sichtbares optisches Signal ausgesandt, das das Auffinden des Druckerzeugnisses in einer Bibliothek erheblich erleichtert.
Außerdem kann der Einband des erfindungsgemäßen Druckerzeugnisses durch die EL-Elemente für den Leser des Druckerzeugnis ansprechend gestaltet werden, insbesondere wenn das mindestens eine EL-Element nicht nur über den mindestens einen Transponder, sondern zusätzlich beispielsweise noch durch einen mechanisch betätigbaren, insbesondere handbetätigbaren Schalter in Betrieb gesetzt werden kann.
Es ist auch möglich, dass das erfindungsgemäße Druckerzeugnis nur durch einen mechanisch betätigten, insbesondere handbetätigten Schalter in Betrieb gesetzt werden kann.
Aufgrund der erfindungsgemäßen geräuscharmen Elektronik wird die Freude am Druckerzeugnis nicht durch Störgeräusche gemindert.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus ein Verfahren zur Identifizierung von Druckerzeugnissen, welche mit mindestens einem RFID-Element und mindestens einem Elektrolumineszenz-Element ausgestattet sind, bei welchem

(a) in einem ersten Verfahrensschritt das RFID-Element ein Signal erhält, welches dazu führt, dass das Elektrolumineszenz-Element angesteuert wird,
(b) in einem zweiten Verfahrensschritt das entsprechend Druckerzeugnis identifiziert wird.

Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren, welches an einem wie oben beschriebenen Druckerzeugnis ausgeführt werden kann, ist es beispielsweise möglich, im Falle der ersten Ausführungsform das Druckerzeugnis beispielsweise in einer Bücherei oder in einer Bibliothek zu identifizieren, oder im Falle der zweiten Ausführungsform das Druckerzeugnis bei einem Mautbuchungssystem zu erfassen bzw. wiederzuerkennen.
Das Signal, welches dabei in dem ersten Verfahrensschritt von dem RFID-Element erhalten wird und damit die Elektrolumineszenz auslöst, kann von einem beibiegen Radiofrequenzsender abgestrahlt werden, welcher zweckmäßigerweise mit einem Computerprogramm gesteuert wird, in welchem das zu identifizierende Druckerzeugnis ausgewählt wird.
Hinsichtlich besonderer Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die obigen Ausführungen zum dem erfindungsgemäßen Druckerzeugnis verwiesen.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus die Verwendung mindestens eines Elektrolumineszenz-Elements zur Identifizierung von Druckerzeugnissen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 20022563 U1 [0008]
- DE 10247708 A1 [0008]
- DE 10238054 A1 [0008]
- WO 2006/037607 A1 [0008]
- WO 2009/027387 [0008]
- US 2007/223211 A1 [0019, 0019]
- DE 102006057653 A [0020]
- DE 19847194 A1 [0021]
- DE 10214371 A1 [0021]
- DE 60202055 T2 [0021]
- US 6248261 [0101]
- WO 01/34723 [0101]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Handbook of Conducting Polymers, 1986 [0048]

Claims

Druckerzeugnis, umfassend mindestens ein Elektrolumineszenz-Element.
Druckerzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Buch, eine Zeitschrift, einen Schreibwarenartikel, eine Visitenkarte, ein CD- oder DVD-Booklet oder eine aus Papier, Pappe und/oder Karton hergestellte Hülle für CDs und/oder DVDs handelt.
Druckerzeugnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Elektrolumineszenz-Kennzeichen handelt.
Druckerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element auf und/oder in dem Einband des Druckerzeugnisses oder auf der dem Betrachter zugewandten Seite des Druckerzeugnisses angebracht ist.
Druckerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element 25 bis 90 oder sogar bis 100, bevorzugt 40 bis 90 oder sogar bis 100, besonders bevorzugt 60 bis 90 oder sogar bis 100, ganz besonders bevorzugt 80 bis 90 oder sogar bis 100% der Fläche jeweils der Vorderseite, der Rückseite und/oder des Rückens des Druckerzeugnisses oder der dem Betrachter zugewandten Seite einnimmt.
Druckerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich mindestens ein RFID-Element umfasst.
Druckerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine RFID-Element auf und/oder in dem Einband des Druckerzeugnisses angebracht ist.
Druckerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine RFID-Element unterhalb des mindestens einen EL-Elements angeordnet ist.
Druckerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine RFID-Element die Steuerelektronik des Elektrolumineszenz-Elements in Gang setzen kann.
Druckerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Kondensatoren der Steuerelektronik des Elektrolumineszenz-Elements als Elektrolytkondensatoren ausgebildet ist.
Druckerzeugnis nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladekondensator an der Hochvoltgleichspannung vor dem DC/AC-Wandler als Elektrolytkondensator ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Druckerzeugnisses nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Elektrolumineszenz-Element, umfassend mindestens Leiterplatine, Stromversorgung und dem mindestens einem Transponder, in und/oder auf den Einband des Druckerzeugnisses befestigt wird, wobei es auf der Vorderseite, der Rückseite und/oder auf dem Rücken des Druckerzeugnisses angebracht werden kann.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolumineszenz-Element durch Aufkleben auf einen Einband, Einkleben in einen Einband und/oder Einbau in einen dafür ausgestalteten Einband mit dem Druckerzeugnis verbunden wird.
Verfahren zur Identifizierung von Druckerzeugnissen, welche mit mindestens einem RFID-Element und mindestens einem Elektrolumineszenz-Element ausgestattet sind, bei welchem (a) in einem ersten Verfahrensschritt das RFID-Element ein Signal erhält, welches dazu führt, dass das Elektrolumineszenz-Element angesteuert wird, (b) in einem zweiten Verfahrensschritt das entsprechende Druckerzeugnis identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahren ein Druckerzeugnis verwendet wird, welches in einem der Ansprüche 1 bis 11 definiert wurde.
Verwendung mindestens eines Elektrolumineszenz-Elements zur Identifizierung von Druckerzeugnissen.
Verwendung eines Druckerzeugnisses nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in der Werbung.
Verwendung eines Druckerzeugnisses nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Erkennen von Fahrzeugen bei Mautbuchungssystemen.