DE10321152A1

DE10321152A1 - Verfahren zum Bearbeiten eines elektrolumineszierenden Elements und nach diesem Verfahren bearbeitetes elektrolumineszierendes Element

Info

Publication number: DE10321152A1
Application number: DE10321152A
Authority: DE
Inventors: Volker Dr. Hufnagel; Wolfgang Perzlmeier; Sven Fischer; Oliver Narwark
Original assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Current assignee: Schreiner Group GmbH and Co KG
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-12-23
Also published as: WO2004100616A1; EP1621049A1

Abstract

Verfahren zum Bearbeiten eines elektrolumineszierenden Elements (1) mit einem Laserstrahl zur Beeinflussung der Leuchteigenschaften des elektrolumineszierenden Elements, das aus einem Verbund besteht, der mindestens folgende miteinander verbundene Schichten aufweist: DOLLAR A - mindestens eine frontseitige äußere Abdeckung (11, 12), DOLLAR A - mindestens eine elektrisch leitende, transparente frontseitige Elektrodenschicht (5), DOLLAR A - mindestens eine Leuchtschicht (2) mit in einer Polymermatrix eingebetteten anorganischen Luminophoren, DOLLAR A - mindestens eine elektrisch leitende rückseitige Elektrodenschicht (6) und DOLLAR A - mindestens eine rückseitige äußere Abdeckung (10). DOLLAR A Um die Leuchteigenschaften des elektrolumineszierenden Elements zu beeinflussen, ist vorgesehen, daß der Laserstrahl durch mindestens eine der äußeren Abdeckungen (10, 11, 12) hindurch auf mindestens eine der Elektrodenschichten (5, 6) geleitet wird und daß seine Intensität, Wellenlänge und Impulsdauer so gewählt werden, daß die mindestens eine äußere Abdeckung (10, 11, 12) unbeschädigt bleibt und mindestens eine der Elektroden (5, 6) lokal ablatiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten eines elektrolumineszierenden Elements mit einem Laserstrahl zur Beeinflussung der Leuchteigenschaften des elektrolumineszierenden Elements, das aus einem Verbund besteht, der mindestens folgende miteinander verbundene Schichten aufweist: mindestens eine äußere Abdeckung, mindestens eine elektrisch leitende, transparente frontseitige Elektrodenschicht, mindestens eine Leuchtschicht mit in einer Polymermatrix eingebetteten anorganischen Luminophoren und mindestens eine elektrisch leitende rückseitige Elektrodenschicht.
Die Erfindung betrifft auch ein elektrolumineszierendes Element, das aus einem Verbund besteht, der mindestens folgende miteinander verbundene Schichten aufweist: mindestens eine äußere Abdeckung, mindestens eine elektrisch leitende, transparente frontseitige Elektrodenschicht, mindestens eine Leuchtschicht mit in einer Polymermatrix eingebetteten anorganischen Luminophoren und mindestens eine elektrisch leitende rückseitige Elektrodenschicht.

Ein elektrolumineszierendes Element dieser Art ist aus DE 4310082 A1 bekannt. Bei dem bekannten elektrolumineszierenden Element wird eine zinksulfidische Elektroluminiphore enthaltende Leuchtschicht durch Extrusion in Folienform hergestellt. Das Folienextrusionsverfahren weist den Nachteil auf, daß der Grad der Füllung mit elektrolumineszierenden Pigmenten limitiert ist. Um eine zufriedenstellende Leuchtkraft zu erhalten, müssen daher dicke Leuchtschichten verwendet werden, die wiederum größere Betriebsspannungen erfordern. Es ist nicht bekannt, dass das elektrolumineszierende Element mit einem Laser bearbeitbar ist, um seine Leuchteigenschaften zu beeinflussen.

Aus WO 93/00695 ist eine flächenförmige Elektrolumineszenzlampe bekannt, bei der unter anderem eine elektrisch leitfähige Schicht mit einem Laserstrahl vom Kantenbereich isoliert wird. Dabei wird das Elektrodenmaterial an der freiliegenden Oberfläche vor Fertigstellung der Lampe abgetragen.

Aus WO 99/62668 ist ein Verfahren zur Herstellung von Elektrolumineszenzlampen bekannt, bei dem ein Laserstrahl Material einer mehrlagigen Struktur entfernt, wobei der Laserstrahl spiralenförmig überlappend geführt wird. Dabei wird ein Laserstrahl mit unterschiedlicher Energie verwendet, um unterschiedliche Lagen zu entfernen. Das Abtragen der Materialschichten erfolgt an der freiliegenden Oberfläche vor Fertigstellung der Lampe.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bearbeiten eines elektrolumineszierenden Elements sowie ein mit einem solchen Verfahren bearbeitetes elektrolumineszierendes Element zu schaffen, die flexible und individuelle Gestaltungsmöglichkeiten bieten. Das elektrolumineszierende Element soll insbesondere kostengünstig herstellbar sein und über eine hohe Leuchtkraft verfügen.

Hinsichtlich des Verfahrens ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Laserstrahl durch die mindestens eine äußere Abdeckung hindurch auf mindestens eine der Elektrodenschichten geleitet wird und daß seine Intensität, Wellenlänge und Impulsdauer so gewählt werden, daß die mindestens eine äußere Abdeckung unzerstört bleibt und mindestens eine der Elektroden lokal ablatiert wird.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, ein industriell serienmäßig hergestelltes elektrolumineszierendes Element nachträglich individuell auszugestalten, sei es daß in gewünschten Bereichen, beispielsweise in Form einer Beschriftung, die Elektrolumineszenz ausgeschaltet wird, oder daß Bereiche der Elektroden global von der Stromversorgung abgekoppelt werden, eventuell mit dem Ziel, für diese Bereiche gesonderte Stromversorgungen bereitzustellen, um somit wechselnde segmentierte Anzeigen zu ermöglichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Besonders hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang jedoch eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem ein elektrolumineszierendes Element bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten eine Dicke von weniger als 10 μm, bevorzugt von weniger als 3 μm, besonders bevorzugt zwischen 0,1 bis 0,4 μm aufweist. Es hat sich hierbei gezeigt, dass eine solche Elektrodenschicht ohne Beeinträchtigung des Schichtenaufbaus innenliegend, das heißt innerhalb des Verbundes aus mehreren Schichten, lokal entfernt werden kann. Dabei ergeben sich erstaunlich präzise Konturen.

Die Gestaltungsmöglichkeiten des elektrolumineszierenden Elements werden nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens noch zusätzlich erhöht, wenn ein elektrolumineszierendes Element bearbeitet wird, bei dem die frontseitige Abdeckung mindestens eine Dekorfolie umfaßt, die eine für den Laserstrahl transparente Polymermatrix aufweist, in die zumindest stellenweise Laserinitiatoren eingearbeitet sind, die bei Bestrahlung mit einem Laserstrahl eine abstufbare Graufärbung ergeben. Mit einem auf diese Weise ausgestalteten Verfahren können komplette Bilder gestaltet werden, die durch die Elektrolumineszenzstrahlung aus dem Hintergrund beleuchtet werden.

Hervorragende Ergebnisse bei der Konturierung der Elektroden lassen sich erzielen, wenn nach einer Ausführungsvariante des Verfahrens ein elektrolumineszierendes Element bearbeitet wird, bei dem die Leuchtschicht eine mittels Gießverfahren aus einer Lösung hergestellte Dünnfolie umfaßt, in die elektrolumineszierende Pigmente mit einem Durchmesser kleiner 40 μm, bevorzugt kleiner 20 μm, besonders bevorzugt kleiner 15 μm, eingefügt sind. Dank ihrer besonderen Homogenität und Oberflächenglätte, können auf einer so ausgestalteten Leuchtschicht auch besonders homogene und dünne Elektroden geschaffen werden, die sich vorzüglich für die Laserablation nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen.

Übliche thermoplastische polymere oder copolymere Schichten beziehungsweise Folien aus beispielsweise Polycarbonat (PC) Polyalkylenterephthalaten, aromatischen Polyestern, Polyamid (PA), Polyacrylat, Polymethacrylat, Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyurethan (PUR), Polyoxymethylen (POM), ABS-Pfropfpolymerisate, Polyolefine wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polyvinylchlorid (PVC), Polyimid (PI), Polyetherimide (PEI), Polyether und Polyetherketone (PEK), die einzeln oder als Blend aus verschiedenen Polymeren eingesetzt werden können und dergleichen im optisch sichtbaren Wellenlängenbereich transparente Kunststoffschichten beziehungsweise Folien weisen im allgemeinen und ohne Beimengungen von NIR-Aktivatoren auch im NIR-Wellenlängenbereich hohe Transparenz auf.

Wenn sich nunmehr unterhalb einer derart für NIR-Strahlung im wesentlichen transparenten Schicht oder Schichtfolge eine NIR- absorbierende Schicht befindet, wie beispielsweise eine dünne ITO (Indium-Tin-Oxide) und/oder Zinn- Oxid Schicht und/oder eine polymere elektrisch leitfähige Schicht und/oder eine opake dünne Aluminium-Schicht, so kann diese flächige elektrisch leitfähige Schicht durch einen entsprechend fokussierten Laserstrahl derart erhitzt werden, dass eine Hochohmigkeit bewirkt wird, also eine Elektrodenkontur erzeugt wird. Durch eine beabstandete Laserspur kann eine Erhöhung der elektrischen Isolation zweier benachbarter flächiger leitfähiger Schichten bewirkt werden.

Da übliche Druckfarben eine gute Durchlässigkeit im NIR-Bereich aufweisen, kann die Oberfläche des elektrolumineszierenden Elements bedruckt werden, ohne daß durch den Druck die Laserbehandlung des Elements beeinträchtigt wird.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die elektrisch leitfähige untere Elektroden-Schicht aus Aluminium mittels Sputtern oder Aufdampfen und mit Schichtdicken von beispielsweise bis zu 3 μm oder mehr, insbesondere jedoch 0,1 bis 0,4 μm direkt auf die Dielektrikumsschicht beziehungsweise Folie beziehungsweise auf eine untere Hilfsfolie beziehungsweise Trägerfolie aufgebracht wird. Derart hergestellte Rückelektroden aus einer dünnen ablatierbaren Schicht weisen eine gute elektrische Leitfähigkeit auf und bewirken zusätzlich eine gute Reflexion des in den EL- Phosphoren erzeugten Lichtes in die Richtung der oberen transparenten Deckelektrode und bewirken dadurch eine Erhöhung der Lichtintensität des EL-Elementes.

Fertigungstechnisch hat diese Art der Konturierung der Rückelektrode den großen Vorteil, dass diese erst zu einem sehr späten Zeitpunkt bei der Herstellung des EL-Elementes gemacht werden kann beziehungsweise muß und derart die Positionierung exakt auf die grafische Gestaltung der Vorderseite abgestimmt werden kann.

In einer Weiterbildung dieser Art der Elektrodenkonturierung mittels Laserstrahl wurde gefunden, dass auch die transparente und elektrisch leitendende obere Elektrodenschicht mittels Laserstrahl konturiert werden kann, allerdings muß dieser Vorgang vor der grafischen Gestaltung der Oberfläche beziehungsweise der lichtaustrittseitigen Oberfläche der elektrisch leitfähig beschichteten EL-Dünnfolie erfolgen oder es müssen Druckfarben verwendet werden, die bei beispielhaft 1.064 nm transparent sind beziehungsweise eine derart geringe Absorption aufweisen, dass der zur Konturierung verwendete Laserstrahl ohne wesentliche Schwächung und/oder thermische Aktivierung der grafischen Gestaltung beziehungsweise der dafür verwendeten Druckfarben durchgeleitet wird.

Erfindungsgemäß wird nunmehr in der fertigungstechnisch bevorzugten Ausbildungsform ein EL-Element im Mehrfachnutzen beziehungsweise in Rollenform derart hergestellt, dass erst in einem späten Stadium oder am Ende des Fertigungsprozesses in einem Laserbearbeitungsschritt folgende Prozesse durchgeführt werden, wobei jeder Laserprozess-Schritt für sich alleine ebenfalls möglich ist: Laserbeschriftung der grafischen Gestaltung, Laserablation der transparenten oberen Elektrode, Laserablation der opaken oder transparenten unteren Elektrode von oben und/oder von unten, Laserkonturierung eines einzelnen EL-Elementes aus dem Mehrfachnutzen, Laser-Trennung eines EL-Elementes aus dem Mehrfachnutzen, Laserbeschriftung der Dekorfolie, wobei in diesem Fall die Dekorfolie beziehungsweise Dekorschicht aus einer für den verwendeten Laserstrahl transparenten Polymermatrix besteht, in die sogenannte Laserinitiatoren in Form von Ruß oder Carbonteilchen, von Iriodinteilchen in Form von Flakes, von Kupfer(II)-Hydroxid-Phosphat oder Molybdän(VI)-Oxid oder von handelsüblichen Pigmenten und/oder polymerlöslichen Farbstoffen und dergleichen Elemente eingearbeitet sind, die bei Verwendung eines Laserstrahls geeigneter Wellenlänge, insbesondere von 1064 nm eines Nd:Yag Lasers, eine kontraststarke und konturscharfe grafische Gestaltung ermöglichen.

In einer weiteren fertigungstechnisch bevorzugten Ausbildung des Herstellverfahrens werden die einzelnen Schichten in Rollenform grafisch gestaltet und mittels eines kontinuierlichen Laminiervorganges mittels Druck und gegebenenfalls Temperatur zu einem Verbund laminiert. Insbesondere sind durch Verwendung eines Rollenprozesses sehr dünne Folien beziehungsweise Schichten verarbeitbar. Grundsätzlich sind jedoch mit diesem Verfahren auch Bogenformate bearbeitbar, allerdings müssen dann die Schichtdicken der einzelnen Lagen für einen bogenverarbeitenden Prozeß angepasst werden.

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wurde gefunden, dass mittels der sogenannten Dünnfoliengießmethode beispielsweise Polycarbonat- oder Polyvinylfluorid (PVF)- oder Polyvinylidenfluorid (PVdF)-Dünnfolien mit Dicken von 10 bis 70 μm, bevorzugt 20 bis 30 μm mit einem hohen Füllgrad von anorganischen zinksulfidischen Elektroluminophoren hergestellt werden können. Zusätzlich können in die Polymermatrix sowohl konvertierende Farbstoffe als auch Pigmente und weitere die Elektrolumineszenz-Anregung verbessernde Stoffe zugemischt werden.

Bei Verwendung entsprechend feinkörniger zinksulfidischer Elektroluminophore mit bevorzugt kubischem Kristallgefüge können damit sehr dünne EL-aktive Folien hergestellt werden.

Dabei kann die Polymermatrix als Dielektrikum verwendet werden.

Da gegossene Dünnfolien eine extrem glatte Oberfläche aufweisen, können sehr gute und dünne, flächige Elektroden mittels Vakuumtechnik aufgebracht werden. Die Beschichtung kann einseitig oder beidseitig erfolgen und beide Beschichtungen können transparent ausgeführt werden oder eine Schicht opak als untere reflektierende Elektrode.

Erfindungsgemäß hat sich nunmehr herausgestellt, dass nach Lamination einer derartigen EL-aktiven Dünnfolie und einer zusätzlichen Trägerfolie und/oder Adhesivkleberschicht mit Abziehfolie mit einer transparenten und gegebenenfalls grafisch gestalteten Deckfolie die Laserkonturierung der flächigen Elektroden sehr einfach und kostengünstig und präzise durchgeführt werden können und derartige EL-Elemente besonders dünn ausgeführt werden können, eine hohe Durchschlagsfestigkeit aufweisen und eine hohe Lichtemission bei niedriger Wechselspannungsversorgung erzielt wird.

Erfindungsgemäß können in derartigen EL-aktiven gegossenen Dünnfolien feinkörnige unverkapselte oder mikroverkapselte zinksulfidische Elektroluminophore verwendet werden. Anstelle oder zusätzlich zu der Mikroverkapselung der EL-Pigmente kann eine Barrierebeschichtung der gegossenen Dünnfolie in Form von transparenten oder opaken Metall-oxidischen, Metall-nitridischen, Metall-carbidischen, Metall-oxynitridischen, Metall-oxyboridischen Schichten und Kombinationen dieser Schichten in Verbindung mit zumindest einer Polymer-Schicht in Form eines Acrylat- oder Methacrylat-Polymers oder einer Kombination aus beiden genannten Polymeren auf die obere und untere Seite der EL-Dünnfolie aufgebracht werden. Derart kann die Lebensdauer des EL-Elementes erhöht werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den 1 und 2 schematisch dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
In 1 wird ein EL-Element Aufbau im Querschnitt auf Basis einer gegossenen EL-Dünnfolie mittels Lamination schematisch dargestellt.
Erfindungsgemäß kann nunmehr eine EL-Polymermatrix 2 in Form einer Dünnfolie von Rolle verwendet werden und kann insbesondere eine ein- oder beidseitige Beschichtung mittels einer flächigen elektrisch leitfähigen Elektrode 5, 6 erfolgen.
Eine Dekorfolie 11 kann nunmehr auf der Unterseite mit einer grafischen Gestaltung 12 versehen werden und können dabei übliche Druckverfahren für die grafische Gestaltung 12 von weitgehend transparenten Folien verwendet werden, insbesondere der Siebdruckprozess, als auch Offset- und Flexodruck und digitale Drucktechniken und werden dabei opake bis lasierende beziehungsweise transluzente Farben verwendet, als auch Spezialeffekt-Farben von metallisch bis zu lumineszierend und lang nachleuchtenden Pigmenten in Form von Strontium-Aluminaten und dergleichen mehr. Anschließend wird eine Adhäsiv-Klebeschicht beziehungsweise eine Haftvermittlerschicht beziehungsweise eine Heißschmelz-Klebeschicht 23 aufgebracht.
Weiters wird ein Basissubstrat 10 mit ebenfalls einer Beschichtung 24 versehen und können nunmehr diese 3 Lagen zueinander positioniert und zu einem EL-Element 1 verbunden werden. Je nach Anforderung kann nunmehr eine kalte Lamination unter Druck oder eine Lamination bei erhöhter Temperatur und mit Druck erfolgen. Im Falle der kalten Lamination müssen klarerweise Adhäsivkleberbeschichtungen mit einer Schutz- beziehungsweise Abziehfolie verwendet werden und muß diese Schutzfolie vor dem Verbindungsprozeß entfernt werden.
Erfindungsgemäß können weiters die Haftvermittlungsschichten 23, 24 zusätzlich mit einer Wasserdampfbarriereeigenschaft versehen werden, wobei bevorzugt die obere Schicht 23 transparent und die untere Schicht 24 opak oder ebenfalls transparent ausgeführt wird.
Erfindungsgemäß kann nunmehr mittels Laserstrahl eine Ablation beziehungsweise eine Konturierung der flächigen Elektroden 5, 6 durch darüber angeordnete Schichten beziehungsweise Folien erfolgen.
Das in der 2 dargestellte elektrolumineszierende Element 1 weist eine frontseitige äußere Abdeckung auf, die aus zwei Schichten, nämlich den Schichten 11 und 12 besteht. Die außenliegende Deckschicht 12 kann eine grafische Gestaltung enthalten, die aus Druckfarben besteht, die im NIR-Bereich weitgehend durchlässig sind. Die weiter innen liegende Deckschicht 12 kann stellenweise mit Laserinitiatoren in Form von Rußteilchen, Carbonteilchen, Iriodinteilchen in Form von Flakes, von Kupfer (II) Hydroxid-Phosphat oder Molybdän (VI)-Oxid oder von handelsüblichen Pigmenten und/oder polymerlöslichen Farbstoffen dotiert sein, deren Funktion später noch im Detail erläutert wird.
Auf die Schicht 11 folgt eine Elektrodenschicht 5 aus Indium-Zinn-Oxid (ITO). Die Elektrodenschicht 5 ist sowohl elektrisch leitend als auch für sichtbares Licht transparent.
Auf die Elektrodenschicht 5 folgt eine Leuchtschicht 2, die eine Polymermatrix mit eingebetteten feinkörnigen Luminophoren aus Zinksulfid aufweist. Die anorganischen zinksulfidischen Luminophore können mit Metalloxiden und/oder Metallnitriden mikroverkapselt und auf diese Weise gegen Feuchtigkeit geschützt sein. Die Leuchtschicht 2 ist eine aus einer Lösung gegossene Dünnfolie.
An die Leuchtschicht 2 schließen zwei dielektrische Schichten 13 und 14 an.
Auf die Dielektrikumsschicht 14 folgt eine rückseitige Elektrodenschicht 6, die beispielsweise aus einer reflektierenden opaken Aluminiumschicht bestehen kann.
Schließlich folgt auf die Elektrodenschicht 6 eine rückseitige äußere Abdeckung 10.
Im gewählten Beispiel ist die Elektrodenschicht 5 direkt auf die Leuchtschicht 2 durch Aufdampfen oder Sputtern aufgebracht. Dies ist möglich, da die Leuchtschicht 2 eine aus einer Lösung gegossene Dünnfolie ist, die sich durch eine besonders glatte Oberfläche auszeichnet, auf die mittels Vakuumtechnik sehr dünne flächige Elektroden aufgebracht werden können.
In gleicher Weise ist die Elektrode 6 auf die Dielektrikumsschicht 14 aufgebracht, die ihrerseits mit der weiteren Dieelektrikumsschicht 13 und der Leuchtschicht 2 durch Laminieren verbunden ist.
Das gewissermaßen als Halbfabrikat vorliegende elektrolumineszierende Element wird wie folgt bearbeitet:
Mit einem Laser 26 wird die äußere Deckschicht 12 bearbeitet, wobei eine Ablation oder auch Carbonisierung, also Schwärzung erzielbar ist. Durch eine mehrschichtige grafische Gestaltung können unterschiedliche Effekte erzielt werden. Beispielsweise können einzelne Lagen ablatiert, also verdampfend abgetragen werden. Unterschiedliche Farbeffekte können durch Freilegung diverser Farbschichten erzielt werden.
Mit einem weiteren Laser 27 wird bei entsprechender Wahl der Wellenlänge, Intensität und Pulsdauer eine Art innenliegende Ablation der transparenten frontseitige Elektrode 5 realisiert. Voraussetzung hierfür ist, daß die Abdeckungsschichten 11, 12, einschließlich der dort angebrachten grafischen Gestaltung, den Laserstrahl nicht wesentlich absorbieren. Bei Verwendung eines bei einer Wellenlänge von 1064 nm emittierenden Nd:YAG Lasers kann diese Vorausetzung gut erfüllt werden. Wesentlich ist ferner, daß der Laserstrahl gut fokussiert ist und nur eine geringe örtliche Ausdehnung aufweist. Die Elektrodenschicht 5 muß sehr dünn sein und eine gute Absorption bei der verwendeten Laserwellenlänge aufweisen, was bei der Verwendung eine Nd:YAG Lasers bei 1064 nm sehr gut erfüllt ist, da Indium-Zinn-Oxid und Zinnoxid-Schichten bei 1064 nm absorbieren.
Die erzielbare Ablation der opaken rückseitigen Elektrode 6 mittels einer weiteren Laserquelle 28, also von der Frontseite her, durch die Schichten 12, 11, 5, 13, 14 hindurch, ist nur möglich, wenn die Absorption der rückseitigen Elektrode 6 für den verwendeten Laserstrahl wesentlich höher ist als die Absorption der übrigen Schichten, insbesondere der frontseitigen Elektrodenschicht 5. Da als Rückelektrode eine dünne und reflektierende Aluminiumschicht gewählt ist, muß hier eine feine Abstimmung erfolgen. Überdies muß die Leuchtschicht in dem Bearbeitungsbereich ausgespart sein, da elektrolumineszierende Pigmente ein zu hohes Absorptionsvermögen für den Laserstrahl für derartige Ablationszwecke aufweisen.
Mit einem weiteren Laser 29 kann bei entsprechend hoher Laserleistung auch die Trennung des gesammten Elements 1 durchgeführt werden. Auf diese Weise können einzelne Elemente aus einem Mehrfachnutzen gefertigt werden. Bei einem derartigen Trennvorgang können komplette Konturen geschnitten werden. Auch die Erzeugung von Perforationen und Sollbruchstellen ist möglich. Ganz wesentlich dabei ist die Laserwellenlänge, die Impulsrate bis zu einigen 20 kHz und die Impulsleistung sowie die Strahlform, also ob eine Gauß'sche Verteilung oder ein rechteckiges Impulsprofil vorliegt. Ferner muß auf die Kühlung mit Inertgas und auf die Absaugung der verdampften Substanzen geachtet werden. Bei Hochleistungs-Trennvorgängen kann insbesondere neben dem genannten Nd:YAG Laser ein CO₂-Laser mit im allgemeinen wesentlich höherer Leistung sehr effizient eingesetzt werden.
Die frontseitige Deckschicht wird mit einem weiteren Laser 30 bearbeitet. Die grafische Gestaltung der Dekorfolie beziehungsweise oberen Deckschicht 11 wird beispielshaft durch den Laser 30 schematisch dargestellt. Dabei wird der Fokus des Lasers 17 der Laserquelle 30 derart eingestellt, dass im Inneren der oberen Deckschicht 11 beziehungsweise der Dekorfolie 11 eine ausreichende Energiedichte vorliegt und derart in Verbindung mit in der Polymermatrix eingebauten Laserinitiatoren eine Tönung erreicht wird. Als Beispiele für sogenannte Laserinitiatoren seien jene in Form von Ruß oder Carbonteilchen, von Iriodinteilchen in Form von Flakes, von Kupfer (II)-Hydroxid-Phosphat oder Molybdän (VI)-Oxid oder von handelsüblichen Pigmenten und/oder polymerlöslichen Farbstoffen und dergleichen Elemente genannt, die bei Verwendung eines Laserstrahls geeigneter Wellenlänge, insbesondere von 1064 nm eines Nd:Yag Lasers, eine kontrast starke und konturscharfe grafische Gestaltung ermöglichen. Ein derartiger Prozess ist auf Basis spezieller Polycarbonatfolien im Identifikationsbereich bestens bekannt, und es können damit sehr detailgenaue Graukeil-Tönungen bis zu einer kompletten Schwärzung erzeugt werden und kann mit diesem Prozess ohne Beschädigung der Oberfläche eine innenliegende individuelle grafische Gestaltung erzielt werden und kann damit in Verbindung mit einem darunter befindlichen EL-Leuchtfeld eine hervorragende Visualisierung erreicht werden.
In einer weiteren Ausbildung der vorliegenden Erfindung kann die Rückelektrode 6 auch von der Unterseite mittels eines Laserstrahls einer Laserquelle 31 konturiert beziehungsweise ablatiert werden und können derart feine Punkte beziehungsweise Linien erzeugt werden. In diesem Fall muß klarerweise das Basissubstrat 10 und/oder die untere Abdeckschicht 15 für den verwendeten Laserstrahl weitgehend nichtabsorbierend ausgeführt sein.

Claims

Verfahren zum Bearbeiten eines elektrolumineszierenden Elements (1) mit einem Laserstrahl zur Beeinflussung der Leuchteigenschaften des elektrolumineszierenden Elements, das aus einem Verbund besteht, der mindestens folgende miteinander verbundene Schichten aufweist: – mindestens eine äußere Abdeckung (10, 11, 12), – mindestens eine elektrisch leitende, transparente frontseitige Elektrodenschicht (5), – mindestens eine Leuchtschicht (2) mit in einer Polymermatrix (3) eingebetteten anorganischen Luminophoren (4), und – mindestens eine elektrisch leitende rückseitige Elektrodenschicht (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl durch die mindestens eine äußere Abdeckung (10, 11, 12) hindurch auf mindestens eine der Elektrodenschichten (5, 6) geleitet wird und daß seine Intensität, Wellenlänge und Impulsdauer so gewählt werden, daß die mindestens eine äußere Abdeckung (10, 11, 12) unzerstört bleibt und mindestens eine der Elektroden (5, 6) lokal ablatiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Metalloxide aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Indium-Zinn-Oxid aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) ein elektrisch leitfähiges Polymer aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Aluminium aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Carbon aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Silber aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Kupfer aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) eine Dicke von weniger als 10 μm, bevorzugt von weniger als 3 μm, besonders bevorzugt zwischen 0,1 bis 0,4 μm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem eine frontseitige Abdeckung (11, 12) vorgesehen ist, die mindestens eine Dekorfolie (11) umfaßt, die eine für den Laserstrahl transparente Polymermatrix aufweist, in die zumindest stellenweise Laserinitiatoren eingearbeitet sind, die bei Bestrahlung mit einem Laserstrahl eine abstufbare Graufärbung ergeben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem mindestens eine Abdeckung (10) an der Rückseite angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrolumineszierendes Element (1) bearbeitet wird, bei dem die Leuchtschicht (2) eine mittels Gießverfahren aus einer Lösung hergestellte Dünnfolie umfaßt, in die elektrolumineszierende Pigmente mit einem mittleren Durchmesser kleiner 40 μm, bevorzugt kleiner 20 μm, besonders bevorzugt kleiner 15 μm, eingebettet sind.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß unverkapselte elektrolumineszierende Pigmente verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß elektrolumineszierende Pigmente verwendet werden, die durch mindestens eine wasserdampfsperrende Schicht verkapselt sind.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß elektrolumineszierende Pigmente verwendet werden, die durch mindestens eine metallnitridische und/oder metalloxidische Schicht verkapselt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Dünnfolie gebildete Leuchtschicht (2) eine Dicke von 10 bis 70 μm, bevorzugt 20 bis 40 μm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Dünnfolie gebildete Leuchtschicht (2) mindestens an einer Seite mit einem leitfähigen Material zur Bildung mindestens einer der beiden Elektrodenschichten (5, 6) beschichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mittels Vakuumtechnik erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung mittels Aufdampfen oder Sputtern erfolgt.
Elektrolumineszierendes Element (1 ), das mit einem Laserstrahl zur Beeinflussung seiner Leuchteigenschaften bearbeitet ist und aus einem Verbund besteht, der mindestens folgende miteinander verbundene Schichten aufweist: – mindestens eine äußere Abdeckung (10, 11, 12), – mindestens eine elektrisch leitende, transparente frontseitige Elektrodenschicht (5), – mindestens eine Leuchtschicht (2) mit in einer Polymermatrix (3) eingebetteten anorganischen Luminophoren (4) und – mindestens eine elektrisch leitende rückseitige Elektrodenschicht (6), dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Abdeckung (10, 11, 12) für einen Laserstrahl durchlässig ist, und mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) ein mittels Laserstrahl ablatierbares Material aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Metalloxide aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Indium-Zinn-Oxid aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) ein elektrisch leitfähiges Polymer aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Aluminium aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Carbon aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Silber aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) Kupfer aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) eine Dicke von weniger als 10 μm, bevorzugt von weniger als 3 μm, besonders bevorzugt zwischen 0,1 bis 0,4 μm aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Abdeckung (11, 12) an der Frontseite angeordnet ist, die mindestens eine Dekorfolie (11) umfaßt, die eine für den Laserstrahl transparente Polymermatrix aufweist, in die zumindest stellenweise Laserinitiatoren eingearbeitet sind, die bei Bestrahlung mit einem Laserstrahl eine abstufbare Graufärbung ergeben.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Abdeckung (11, 12) an der Rückseite angeordnet ist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtschicht (2) eine mittels Gießverfahren aus einer Lösung hergestellte Dünnfolie umfaßt, in die elektrolumineszierende Pigmente mit einem Durchmesser kleiner 30 μm, bevorzugt kleiner 20 μm, besonders bevorzugt kleiner 15 μm, eingebettet sind.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leuchtschicht (2) bildende Dünnfolie unverkapselte elektrolumineszierende Pigmente enthält.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die die Leuchtschicht (2) bildende Dünnfolie elektrolumineszierende Pigmente enthält, die durch mindestens eine wasserdampfsperrende Schicht verkapselt sind.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolumineszierenden Pigmente durch mindestens eine metalloxidische und/oder metallnitridische Schicht verkapselt sind.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Dünnfolie gebildete Leuchtschicht (2) eine Dicke von 10 bis 70 μm, bevorzugt 20 bis 40 μm aufweist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 31 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Dünnfolie gebildete Leuchtschicht (2) mindestens an einer ihrer beiden Seiten mit einem leitfähigen Material zur Bildung mindestens einer der beiden Elektrodenschichten (5, 6) beschichtet ist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschichten (5, 6) mittels Vakuumtechnik aufgebracht sind.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschichten (5, 6) aufgedampft oder gesputtert sind.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Elektrodenschichten (5, 6) mit einer polymeren Folie mittels Lamination auf der Leuchtschicht (2) angebracht ist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die rückwärtige Elektrodenschicht (6) opak und/oder reflektierend oder transparent oder transluzent ist.
Elektrolumineszierendes Element (1) nach einem der Ansprüche 20 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß es mit mindestens einer Wasserdampfbarriere-Schicht mit einer Wasserdampfdurchlässigkeitsrate kleiner als 0,005 g/m²/24h bei 38°C und 100% relativer Luftfeuchtigkeit zum Schutz der Leuchtschicht (2) gegen von außen eindringende Feuchtigkeit versehen ist.