DE102009030826B4 - Method for producing a planar electroluminescent device and planar electroluminescent device - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung einer flächigen Elektrolumineszenzanordnung (1), wobei eine Rückelektrode (1.2), ein elektrolumineszentes Material (M), ein Dielektrikum (1.3) und eine Frontelektrode (1.1) schichtartig angeordnet werden,
wobei zur Bildung der Rückelektrode (1.2) ein erster elektrischer Leiter (1.2.2) und/oder
zur Bildung der Frontelektrode (1.1) ein zweiter elektrischer Leiter (1.2.2) mittels einer Ultraschallsonotrode (2) in einem Ultraschall-Legeverfahren erzeugt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste elektrische Leiter (1.2.2) und/oder der zweite elektrische Leiter (1.1.2) als Einzeldraht oder Litze ausgebildet sind, wobei
der erste elektrische Leiter (1.2.2) mittels einer in der Ultraschallsonotrode (2) integrierten Drahtführungseinheit (2.1) zwischen die Ultraschallsonotrode (2) und das Dielektrikum (1.3) oder zwischen die Ultraschallsonotrode (2) und eine an dem Dielektrikum (1.3) angeordnete Isolationsschicht geführt wird und/oder
der zweite elektrische Leiter (1.1.2) mittels der Drahtführungseinheit (2.1) zwischen die Ultraschallsonotrode (2) und eine transparente Trägerschicht geführt wird.A method for producing a planar electroluminescent device (1), wherein a back electrode (1.2), an electroluminescent material (M), a dielectric (1.3) and a front electrode (1.1) are arranged in layers,
wherein for forming the return electrode (1.2) a first electrical conductor (1.2.2) and / or
to form the front electrode (1.1), a second electrical conductor (1.2.2) is generated by means of an ultrasonic sonotrode (2) in an ultrasound laying method,
characterized in that
the first electrical conductor (1.2.2) and / or the second electrical conductor (1.1.2) are formed as a single wire or strand, wherein
the first electrical conductor (1.2.2) is arranged between the ultrasonic sonotrode (2) and the dielectric (1.3) or between the ultrasonic sonotrode (2) and one on the dielectric (1.3) by means of a wire guide unit (2.1) integrated in the ultrasonic sonotrode (2) Insulation layer is guided and / or
the second electrical conductor (1.1.2) is guided by means of the wire guide unit (2.1) between the ultrasonic sonotrode (2) and a transparent carrier layer.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer flächigen Elektrolumineszenzanordnung, wobei eine Rückelektrode, ein elektrolumineszentes Material, ein Dielektrikum und eine Frontelektrode schichtartig angeordnet werden.The invention relates to a method for producing a planar electroluminescent device, wherein a back electrode, an electroluminescent material, a dielectric and a front electrode are arranged in layers.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine flächige Elektrolumineszenzanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention further relates to a planar electroluminescent device according to the preamble of claim 9.
Aus dem Stand der Technik sind flächige Elektrolumineszenzanordnungen, insbesondere Elektrolumineszenzfolien bekannt, welche sich dadurch auszeichnen, dass zwischen zwei elektrisch leitfähigen Schichten, einer Front- und einer Rückelektrode, eine Schicht aus elektrolumineszentem Material angeordnet ist. Die Schicht aus elektrolumineszentem Material wird insbesondere durch Einbettung des elektrolumineszenten Materials in eine Trägerschicht gebildet. Der Aufbau der Elektrolumineszenzfolie ähnelt dabei dem eines elektrischen Kondensators.Areal electroluminescent arrangements, in particular electroluminescent sheets, are known from the state of the art, which are characterized in that a layer of electroluminescent material is arranged between two electrically conductive layers, a front and a back electrode. The layer of electroluminescent material is formed in particular by embedding the electroluminescent material in a carrier layer. The structure of the electroluminescent film is similar to that of an electrical capacitor.
Zumindest eine der beiden elektrisch leitfähigen Schichten ist transparent, d. h. lichtdurchlässig ausgebildet. Die beiden elektrisch leitfähigen Schichten sind entweder durch zusätzliche elektrisch isolierende Schichten oder durch eine Einbettung von Mikroteilchen in eine elektrisch isolierende Matrix von der elektrolumineszenten Schicht getrennt.At least one of the two electrically conductive layers is transparent, d. H. transparent. The two electrically conductive layers are separated from the electroluminescent layer either by additional electrically insulating layers or by embedding microparticles in an electrically insulating matrix.
In der Regel ist je nach Anordnung der Elektrolumineszenzfolie zwischen dem Dielektrikum und der Rückelektrode oder dem Dielektrikum und der Frontelektrode zusätzlich eine reflektierende Schicht eingebracht.As a rule, depending on the arrangement of the electroluminescent film, a reflective layer is additionally introduced between the dielectric and the rear electrode or the dielectric and the front electrode.
Die Erzeugung eines Leuchteffekts erfolgt durch Einwirkung eines elektrischen Feldes, insbesondere eines elektrischen Wechselfeldes, auf das Dielektrikum. Das elektrische Feld wird dabei durch die kondensatorartige Anordnung der Front- und der Rückelektrode erzeugt, wobei auf die Front- und/oder die Rückelektrode jeweils ein elektrischer Leiter strukturiert, beispielsweise in einem Siebdruckverfahren, aufgebracht ist.The generation of a luminous effect is effected by the action of an electric field, in particular an alternating electric field, on the dielectric. The electric field is generated by the condenser-like arrangement of the front and the rear electrode, wherein in each case an electrical conductor is structured on the front and / or the back electrode, for example in a screen printing method.
Zusätzlich ist die Elektrolumineszenzfolie in transparente Schutzschichten, vorzugsweise Polyethylen-Schutzschichten, einlaminiert und somit vor dem Eindringen von Feuchtigkeit und Fremdstoffen geschützt.In addition, the electroluminescent film is laminated in transparent protective layers, preferably polyethylene protective layers, and thus protected against the penetration of moisture and foreign substances.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Elektrolumineszenzfolie anzugeben, mittels welchem in einfacher und kostengünstiger Weise eine vielfältige nutzbare Elektrolumineszenzfolie herstellbar ist, die sich durch eine hohe mechanische Flexibilität und einen hohen elektrischen Wirkungsgrad auszeichnet. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Elektrolumineszenzfolie anzugeben, welche sich durch einen besonders geringen Energieverbrauch auszeichnet und sich aufgrund ihres verbesserten Aufbaus und optimierter mechanischer sowie elektrischer Eigenschaften für vielfältige Einsatzgebiete eignet. Insbesondere soll sich die Elektrolumineszenzfolie durch eine hohe mechanische Flexibilität und einen hohen elektrischen Wirkungsgrad auszeichnen.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method for producing an electroluminescent, by means of which in a simple and cost effective manner a versatile usable electroluminescent film can be produced, which is characterized by a high mechanical flexibility and high electrical efficiency. Furthermore, the invention has for its object to provide an improved over the prior art electroluminescent, which is characterized by a particularly low energy consumption and is due to their improved structure and optimized mechanical and electrical properties for a variety of applications. In particular, the electroluminescent film should be distinguished by high mechanical flexibility and high electrical efficiency.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der flächigen Elektrolumineszenzanordnung durch die im Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the method, the object is achieved by the features specified in
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Bei dem Verfahren zur Herstellung einer flächigen Elektrolumineszenzanordnung, insbesondere einer Elektrolumineszenzfolie, werden eine Rückelektrode, ein elektrolumineszentes Material, ein Dielektrikum und eine Frontelektrode schichtartig angeordnet, wobei zur Bildung der Rückelektrode ein erster elektrischer Leiter und/oder zur Bildung der Frontelektrode ein zweiter elektrischer Leiter mittels einer Ultraschallsonotrode in einem Ultraschall-Legeverfahren erzeugt werden.In the method for producing a planar electroluminescent device, in particular an electroluminescent, a back electrode, an electroluminescent material, a dielectric and a front electrode are arranged in layers, wherein the formation of the back electrode a first electrical conductor and / or for forming the front electrode, a second electrical conductor by means of an ultrasonic sonotrode be generated in an ultrasonic laying method.
Diese Erzeugung der leitenden Strukturen mittels der Ultraschallsonotrode in dem Ultraschall-Legeverfahren ermöglicht in besonders vorteilhafter und gewinnbringender Weise eine einfache Erzeugung der Front- und/oder Rückelektrode, bei welcher die elektrischen Leiter präzise anordbar und auf dem jeweiligen Substrat befestigbar oder in dieses einbringbar sind. Daraus folgend lassen sich wiederum vielfältige und definierte Leuchteffekte erzeugen.This generation of the conductive structures by means of the ultrasound sonotrode in the ultrasonic laying method allows in a particularly advantageous and profitable manner a simple generation of the front and / or rear electrode, in which the electrical conductors can be precisely arranged and mounted on the respective substrate or introduced into this. As a result, diverse and defined lighting effects can be generated again.
Erfindungsgemäß sind der erste elektrische Leiter und/oder der zweite elektrische Leiter als Einzeldraht oder Litze ausgebildet. Dabei wird der erste elektrische Leiter mittels einer in der Ultraschallsonotrode integrierten Drahtführungseinheit zwischen die Ultraschallsonotrode und das Dielektrikum oder zwischen die Ultraschallsonotrode und eine an dem Dielektrikum angeordnete Isolationsschicht geführt und/oder der zweite elektrische Leiter wird zwischen die Ultraschallsonotrode und eine transparente Trägerschicht geführt. Dabei werden der erste elektrische Leiter und/oder der zweite elektrische Leiter vorzugsweise anhand einer von der Ultraschallsonotrode bereitgestellten Energie in das Dielektrikum, die Isolationsschicht bzw. die transparente Trägerschicht eingebracht oder auf diese aufgebracht. Aus einer hohen mechanischen Flexibilität der Drähte und/oder Litzen resultiert neben einer sehr einfachen Verarbeitung dieser mittels der Ultraschallsonotrode auch eine hohe mechanische Flexibilität der flächigen Elektrolumineszenzanordnung, insbesondere Elektrolumineszenzfolie, woraus sich eine vereinfachte Handhabung derselben sowie vielfältige Verwendungsmöglichkeiten ergeben. Auch lassen sich sehr großflächige Elektrolumineszenzfolien erzeugen. Da die Drähte und/oder Litzen des Weiteren einen geringen elektrischen Widerstand aufweisen, wird ein elektrischer Wirkungsgrad der flächigen Elektrolumineszenzanordnung insbesondere gegenüber einer mittels eines Siebdruckverfahrens hergestellten flächigen Elektrolumineszenzanordnung signifikant erhöht. Somit wird zum einen ein Energieverbrauch der flächigen Elektrolumineszenzanordnung verringert und zum anderen eine Wärmeerzeugung, welche aus einer Verlustwärme aufgrund des elektrischen Widerstands resultiert, minimiert. Daraus resultiert wiederum der Vorteil, dass auch großflächige Elektrolumineszenzanordnungen, insbesondere Elektrolumineszenzfolien mit sehr geringen Energiemengen betrieben werden können. Aufgrund der Möglichkeit, die elektrischen Leiter definiert und insbesondere auch partiell auf- oder einzubringen, wird der Energiebedarf der flächigen Elektrolumineszenzanordnung zusätzlich gesenkt.According to the invention, the first electrical conductor and / or the second electrical conductor are formed as a single wire or stranded wire. In this case, the first electrical conductor is guided by means of a wire guide unit integrated in the ultrasound sonotrode between the ultrasound sonotrode and the dielectric or between the ultrasound sonotrode and an insulating layer arranged on the dielectric and / or the second electrical conductor is guided between the ultrasound sonotrode and a transparent carrier layer. In this case, the first electrical conductor and / or the second electrical conductor are preferably introduced into or applied to the dielectric, the insulating layer or the transparent carrier layer on the basis of an energy provided by the ultrasound sonotrode. From a high mechanical flexibility of the wires and / or strands results in addition to a very simple processing of these by means of ultrasound sonotrode also a high mechanical flexibility of the planar electroluminescent, in particular electroluminescent, resulting in a simplified handling thereof and a variety of uses. It is also possible to produce very large electroluminescent films. Since the wires and / or strands furthermore have a low electrical resistance, an electrical efficiency of the planar electroluminescent device is significantly increased, in particular in comparison with a planar electroluminescent device produced by means of a screen printing method. Thus, on the one hand, energy consumption of the planar electroluminescent device is reduced, and on the other hand, heat generation resulting from loss of heat due to the electrical resistance is minimized. This in turn results in the advantage that it is also possible to operate large-area electroluminescent arrangements, in particular electroluminescent sheets, with very small amounts of energy. Due to the possibility of defining the electrical conductors and, in particular, partially applying or introducing them, the energy requirement of the planar electroluminescent arrangement is additionally reduced.
In einer Ausgestaltung sind der Einzeldraht oder die Litze zusätzlich zumindest teilweise von einer Isolierung umgeben.In one embodiment, the single wire or the strand are additionally at least partially surrounded by insulation.
Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens werden der erste elektrische Leiter und/oder der zweite elektrische Leiter in Form von Zeichen, Symbolen, geometrischen Formen oder Kombinationen dieser angeordnet. Somit können in vorteilhafter Weise Buchstaben, Wörter, Wortgruppen und/oder Sätze mittels der flächigen Elektrolumineszenzanordnung beleuchtet dargestellt werden, wodurch beispielsweise besonders einfach und kostengünstig vorzugsweise auch großflächige, auffällige, einprägsame und somit insbesondere werbewirksame Beschriftungen erzeugt werden können.According to a development of the method, the first electrical conductor and / or the second electrical conductor are arranged in the form of characters, symbols, geometric shapes or combinations of these. Thus, letters, words, phrases and / or sentences can be displayed illuminated by means of the planar electroluminescent arrangement in an advantageous manner, whereby for example particularly simple and cost-effective preferably also large-area, eye-catching, memorable, and thus in particular advertising-effective labels can be produced.
Um elektrische Durchschläge zwischen dem Dielektrikum und der Rückelektrode zu vermeiden, wird vorzugsweise die Isolationsschicht zwischen der Rückelektrode und dem Dielektrikum angeordnet. Die Isolationsschicht wird beispielsweise in einem Lackierverfahren als elektrisch isolierende Lackschicht auf die der Rückelektrode zugewandten Seite des Dielektrikums aufgebracht. Somit ist das Dielektrikum zur Erzeugung der flexiblen und sehr dünnen flächigen Elektrolumineszenzanordnung ebenfalls sehr dünn oder als ein Dielektrikum herstellbar, bei welchem das elektrolumineszente Material nicht als Schicht auf eine Trägerschicht aufgebracht sondern mit dieser vermischt ist, d. h. in diese eingebracht ist.In order to avoid electrical breakdowns between the dielectric and the back electrode, the insulating layer is preferably arranged between the back electrode and the dielectric. The insulating layer is applied, for example, in a painting process as an electrically insulating paint layer on the back electrode facing side of the dielectric. Thus, the dielectric for producing the flexible and very thin planar electroluminescent device is also very thin or can be produced as a dielectric in which the electroluminescent material is not applied as a layer on a carrier layer but is mixed with this, d. H. is introduced into this.
Bevorzugt werden der erste elektrische Leiter einfach oder mehrfach über das Dielektrikum oder die Isolationsschicht hinausragend und/oder der zweite elektrische Leiter einfach oder mehrfach über die transparente Trägerschicht hinausragend angeordnet, so dass in besonders vorteilhafter Weise ein über das Dielektrikum oder die Isolationsschicht hinausragend angeordneter Bereich des ersten elektrischen Leiters und/oder zumindest ein über die transparente Trägerschicht hinausragend angeordneter Bereich des zweiten elektrischen Leiters als elektrische Anschlusselemente genutzt werden können. Somit entfallen zusätzliche und aufwändig zu koppelnde elektrische Anschlusselemente, wodurch ein Herstellungsprozess, eine Montage und eine Verwendung der flächigen Elektrolumineszenzanordnung erleichtert werden.Preferably, the first electrical conductor is simply or repeatedly projecting beyond the dielectric or the insulating layer and / or the second electrical conductor is arranged protruding beyond the transparent carrier layer simply or multiply, so that in a particularly advantageous manner a region of the region projecting beyond the dielectric or the insulating layer first electrical conductor and / or at least one region of the second electrical conductor projecting beyond the transparent carrier layer can be used as electrical connection elements. This eliminates additional and consuming to be coupled electrical connection elements, whereby a manufacturing process, assembly and use of the planar electroluminescent device can be facilitated.
Um das Dielektrikum sowie die Front- und Rückelektrode vor dem Eindringen von Feuchtigkeit und Fremdstoffen zu schützen, wird an einer Außenseite der Rückelektrode eine elektrisch isolierende und transparente erste Schutzschicht angeordnet. Auch wird vorzugsweise an einer Außenseite der Frontelektrode eine elektrisch isolierend und transparente zweite Schutzschicht angeordnet, wobei die Schutzschichten die flächige Elektrolumineszenzanordnung mediendicht verschließen.In order to protect the dielectric as well as the front and back electrodes against the ingress of moisture and foreign substances, an electrically insulating and transparent first protective layer is arranged on an outer side of the rear electrode. Also, an electrically insulating and transparent second protective layer is preferably arranged on an outer side of the front electrode, wherein the Protective layers seal the surface electroluminescent device media-tight.
Insbesondere zusammen mit der hohen mechanischen Flexibilität, des geringen Energiebedarfs und der Möglichkeit der großflächigen Herstellung ergeben sich aufgrund der Ausbildung der ersten oder zweiten Schicht als Gewebe gemäß einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung besonders vielfältige Anwendungsmöglichkeiten der flächigen Elektrolumineszenzanordnung. Bei einer Ausbildung des Gewebes als textiles Gewebe sind beispielsweise Fenstervorhänge für Gebäude oder Fahrzeuge, wie z. B. Omnibusse, aber auch weitere textile Bauteile, wie Sitzbezüge oder Innenraumteile eines Fahrzeugs, herstellbar. Mit diesen ist es neben der Erzeugung einer so genannten ambienten Beleuchtung auch möglich, großflächig leuchtende Beschriftungen oder Zeichen zu erzeugen, so dass diese Flächen in einfacher und gleichzeitig auffälliger Art insbesondere zu Werbezwecken verwendet werden können.In particular, together with the high mechanical flexibility, the low energy requirement and the possibility of large-scale production arise due to the formation of the first or second layer as a tissue according to a particularly advantageous embodiment of the invention particularly diverse applications of the planar electroluminescent. In an embodiment of the fabric as a textile fabric, for example, window curtains for buildings or vehicles such. As buses, but also other textile components, such as seat covers or interior parts of a vehicle can be produced. With these, in addition to the generation of a so-called ambient lighting, it is also possible to produce luminous labels or signs over a large area, so that these surfaces can be used in a simple and conspicuous manner, in particular for advertising purposes.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Darin zeigen:Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Zwischen der Frontelektrode
Alternativ zu der Aufbringung des elektrolumineszenten Materials M auf die Trägerschicht T ist dieses in nicht dargestellter Weise in die Trägerschicht T eingebracht oder mit einem Substrat, aus welchem die Trägerschicht T gebildet ist, gemischt. Somit lässt sich das Dielektrikum
Insbesondere bei einer derartigen Ausbildung des Dielektrikums
Die Erzeugung eines Leuchteffekts erfolgt durch Einwirkung eines elektrischen Feldes, insbesondere eines elektrischen Wechselfeldes, auf das elektrolumineszente Material M. Zur elektrischen Kopplung der Frontelektrode
Zusätzlich sind die Frontelektrode
Die
Dabei ist der erste elektrische Leiter
Dabei schwingt die Ultraschallsonotrode
Zusätzlich wird der elektrische Leiter
Dabei kann der erste elektrische Leiter
Alternativ zu der Einbringung des ersten elektrischen Leiters
Die
Aufgrund der durch die Schwingung der Ultraschallsonotrode
In den
Während des Ultraschall-Legeverfahrens wird der erste elektrische Leiter
Dabei wird der erste elektrische Leiter
Daraus resultiert in besonders vorteilhafter Weise, dass die Buchstaben, Wörter, Wortgruppen, Sätze und/oder bildhaften Darstellungen in einfacher und besonders energiesparender Weise mittels eines ununterbrochenen elektrischen Leiters erzeugbar sind, indem freie Bereiche zwischen einzelnen Zeichen durch Erzeugung mehrerer nicht leitender Bereiche B1 geschaffen werden.This results in a particularly advantageous manner that the letters, words, phrases, sentences and / or pictorial representations can be generated in a simple and particularly energy-saving manner by means of an uninterrupted electrical conductor by free areas between individual characters are created by generating a plurality of non-conductive areas B1 ,
Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen flächigen Elektrolumineszenzanordnung
In besonders vorteilhafter Weise ist zumindest die zweite Schutzschicht
Insbesondere bei der dargestellten Ausbildung des Dielektrikums
Auch kann ich nicht näher dargestellter Weise der zweite elektrische Leiter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Elektrolumineszenzanordnungelectroluminescent
- 1.11.1
- Frontelektrodefront electrode
- 1.1.11.1.1
- Anschlusselementconnecting element
- 1.1.21.1.2
- Elektrischer LeiterElectrical conductor
- 1.21.2
- Rückelektrodeback electrode
- 1.2.11.2.1
- Anschlusselementconnecting element
- 1.2.21.2.2
- Elektrischer LeiterElectrical conductor
- 1.31.3
- Dielektrikumdielectric
- 1.41.4
- Schutzschichtprotective layer
- 1.51.5
- Schutzschichtprotective layer
- 22
- Ultraschallsonotrodeultrasonic sonotrode
- 2.12.1
- DrahtführungseinheitWire guide unit
- B1B1
- BereichArea
- B2B2
- BereichArea
- B3B3
- BereichArea
- II
- Isolierunginsulation
- MM
- Elektrolumineszentes MaterialElectroluminescent material
- TT
- Trägerschichtbacking
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009030826.1A DE102009030826B4 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Method for producing a planar electroluminescent device and planar electroluminescent device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102009030826.1A DE102009030826B4 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Method for producing a planar electroluminescent device and planar electroluminescent device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009030826A1 DE102009030826A1 (en) | 2011-01-27 |
DE102009030826B4 true DE102009030826B4 (en) | 2016-09-08 |
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ID=43383796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102009030826.1A Active DE102009030826B4 (en) | 2009-06-26 | 2009-06-26 | Method for producing a planar electroluminescent device and planar electroluminescent device |
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Citations (2)
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US4888077A (en) * | 1986-08-26 | 1989-12-19 | Goldstar Co., Ltd. | Method of manufacturing an electroluminescence display device |
DE69914184T2 (en) * | 1998-02-24 | 2004-06-03 | Durel Corp., Chandler | ELECTROLUMINESCENT LAMP DEVICES AND THEIR PRODUCTION |
-
2009
- 2009-06-26 DE DE102009030826.1A patent/DE102009030826B4/en active Active
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