DE10356297A1 - Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild - Google Patents

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Abstract

Selbstleuchtende Kfz-Kennzeichen (1), die folgenden Merkmale aufweisend: eine Trägerplatte (2) und eine auf die Trägerplatte (2) vorderseitig auflaminierte selbstleuchtende retroreflektierende Folie (3). Die Folie (3) umfasst eine erste transparente polymere Binderschicht (4), die rückseitig mit einer optischen Reflexionsschicht (16) bedeckt ist, wobei in der ersten Binderschicht (4) eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Ebene angeordneten transparenten Kugeln (5) teileingebettet ist. Eine zweite Binderschicht (9) umfasst die oberseitig auf die erste Binderschicht (4) und die darin teileingebetteten Kugeln (5), wobei die zweite Binderschicht (9) mit selbstleuchtenden Partikeln (10) dotiert ist.

Description

  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichen mit einer Trägerplatte, auf die vorderseitig eine retroreflektierende Folie auflaminiert ist, die neben ihrer retroreflektierenden Eigenschaft auch selbstleuchtend ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind Kfz-Kennzeichenschilder mit einer Trägerplatte, auf die vorderseitig eine retroreflektierende Folie auflaminiert ist, seit langem bekannt. Die Verwendung retroreflektierender Folien für Kfz-Kennzeichenschilder in einer Vielzahl von Staaten durch ihre jeweiligen nationalen Zulassungsvorschriften vorgeschrieben. Retroreflektierende Kfz-Kennzeichenschilder weisen aufgrund ihrer Retroreflektivität eine hohe Erkennbarkeit unter retroreflektierender Bedingungen auf. Verbesserungswürdig hingegen ist ihre Erkennbarkeit in Situationen, in denen dem Beobachter keine externe Lichtquelle zur Verfügung steht, deren ausgesandtes Licht vom retroreflektierenden Kfz-Kennzeichen zurückgeworfen wird. Eine solche Situation ergibt sich beispielsweise für Fußgänger, die keine eigene Lichtquelle mitführen und versuchen, unter schlechten Lichtverhältnissen das Kennzeichen eines vorbeifahrenden Kfz abzulesen.
  • Um die Erkennbarkeit für solche Betrachter zu erhöhen, sind i. d. Regel Be leuchtungseinrichtungen für Kfz-Kennzeichen vorgeschrieben, die fest mit dem Kfz verbunden sind und das Kfz-Kennzeichenschild so ausleuchten sollen, dass es auch unter nicht retroreflektierenden Bedingungen gut ablesbar ist. Jedoch hat es sich als schwierig herausgestellt, praxistaugliche konventionelle Beleuchtungssysteme für Kfz-Kennzeichenschilder bereitzustellen, die eine homogene Ausleuchtung des beleuchteten Kfz-Kennzeichenschilds realisieren, so dass eine gute Erkennbarkeit des Kfz-Kennzeichenschilds auch unter nicht retroreflektierenden Bedingungen gewährleistet ist.
  • Daneben sind aus dem Stand der Technik selbstleuchtende Kfz-Kennzeichenschilder bekannt, die zu Erhöhung der Erkennbarkeit der Kennzeichenlegende unter nicht retroreflektierenden Bedingungen die Trägerplatte des Kfz-Kennzeichenschilds mit einer selbstleuchtenden Folie, die beispielsweise unter Anwendung des Elektrolumineszen-Effekts zur Emission von Licht angeregt werden können. Auf diese selbstleuchtende Folie wird dann die Kennzeichenlegende aufgedruckt, so dass sich diese dunkel vor dem hellen, selbstleuchtenden Hintergrund der selbstleuchtenden Folie abhebt. Ein solches Kfz-Kennzeichenschild ist beispielsweise bekannt von der unter der Modellbezeichnung „PHAETON" des Herstellers Volkswagen AG angebotenen Kraftfahrzeugs, welches auf Wunsch an seinem Heck mit einem solchen selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschild ausgestattet wird.
  • Während solche selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschilder eine deutlich verbesserte Erkennbarkeit unter nicht retroreflektierenden Bedingungen aufweisen, ist ihre Erkennbarkeit in Situationen, in denen sie von einer externen starken Lichtquelle bestrahlt werden, deutlich reduziert, da die bislang verwendeten selbstleuchtenden Folien im Allgemeinen keinen oder einen nur sehr schwach ausgeprägten retroreflektierenden Effekt aufweisen. Insbesondere hat es sich als schwierig herausgestellt, selbstleuchtende retroreflektierende Folien herzustellen, die für die Verwendung von Kfz-Kennzeichenschildern mit geprägter Kennzeichenlegende geeignet sind. So ist beispielsweise aus der WO 98/58281 eine selbstleuchtende retroreflektierende Folie bekannt, die grundsätzlich zur Herstellung von Verkehrsschildern bzw-. Kfz-Kennzeichenschildern geeignet erscheint. Diese Folie basiert auf stark retroreflektierenden prismatischen Elementen, die rückseitig auf einer Kunststofffolie angeordnet sind. Um einen retroreflektierenden Effekt in den prismatischen Elementen zu erzielen, wird ein hoher Brechungsindexsprung benötigt, wie er typischerweise beim Übergang von transparenten Polymermaterialien gegen Luft auftritt. Unterhalb dieser mit prismatischen Elementen ausgestatteten Kunststoffschicht ist ein elektrolumineszentes Schichtsystem angeordnet, welches die retroreflektierende Kunststoffschicht von ihrer Rückseite mit Licht durchstrahlt. Nachteilig an der genannten selbstleuchtenden retroreflektierenden Folie ist einerseits ihr verhältnismäßig aufwendiger Aufbau, der die Folie kostenintensiv in der Herstellung macht, andererseits erweist sich die genannte Folie jedoch auch als empfindlich gegenüber mechanischen Verformungen, wie sie typisch beim Einbringen einer geprägten Kennzeichenlegende in ein Kfz-Kennzeichenschild auftreten.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Kfz-Kennzeichenschild anzugeben, welches einerseits eine erhöhte Erkennbarkeit unter nicht retroreflektierenden Bedingungen aufweist, ohne jedoch andererseits eine wesentlich beeinträchtigte Erkennbarkeit unter retroreflektierenden Bedingungen zu zeigen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kfz-Kennzeichenschild anzugeben, dessen Kennzeichenlegende weiterhin mechanisch geprägt werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Kfz-Kennzeichenschild mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Ein erfindungsgemäßes selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichen weist eine Trägerplatte beispielsweise aus Metall auf, auf deren Vorderseite eine Selbst leuchtende Retroreflektierende Folie auflaminiert ist. Dabei umfasst die Folie eine erste transparente polymere Binderschicht, die ihrerseits rückseitig mit einer optischen Reflektionsschicht bedeckt ist. In dieser ersten Binderschicht ist eine Vielzahl von im Wesentlichen in einer Ebene angeordneten transparenten Kugeln teileingebettet, die beispielsweise aus Glas oder einem transparenten Kunststoff bestehen können. Unter teileingebettet ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die Kugeln nicht vollständig von der ersten Binderschicht umschlossen werden. Weiterhin ist oberseitig – das heißt auf der von der Trägerplatte abgewandten Seite der Selbstleuchtenden Retroreflektierenden Folie – eine zweite Binderschicht aufgebracht, die die in der ersten Binderschicht teileingebetteten Kugeln vollständig überdecken kann, aber nicht muss. Dabei ist die zweite Binderschicht mit selbstleuchtenden Partikeln dotiert.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Dicke der ersten Binderschicht so gewählt, dass mehr als 50 % der unterseitigen Querschnittsfläche der Kugeln von der ersten Binderschicht bedeckt ist. Auf diese Weise werden die transparenten Kugeln relativ stark von der ersten Binderschicht eingeschlossen. Dies hat unmittelbar zur Folge, dass auf die retroreflektierende Folie einfallendes Licht unter einer Vielzahl von Einfallswinkeln zurückreflektiert wird. Darüber hinaus kann die Dicke der zweiten Binderschicht, die mit Selbstleuchtenden Partikeln dotiert ist und eine erhöhte optische Absorption aufweist, dadurch begrenzt werden.
  • Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die zweite Binderschicht im Wesentlichen nur in den Zwischenräumen zwischen den in einer Ebene angeordneten Kugeln angeordnet ist, so dass die zweite Binderschicht die Kugeln oberseitig nicht vollständig einschließt. Insbesondere kann die zweite Binderschicht in Form eines dünnen Films in den Zwischenräumen zwischen den Kugeln auf die erste Binderschicht aufgebracht sein.
  • Eine besonders niedrige Absorption der retroreflektierenden Folie unter gleichzeitiger Maximierung des selbstleuchtenden Effekts ergibt sich, wenn die zweite Binderschicht im Wesentlichen in der Äquatorialebene der Kugeln angeordnet ist. Dabei muss die Dicke der zweiten Binderschicht so bemessen werden, dass sich eine ausreichende Leuchtdichte der selbstleuchtenden Partikel für den gewünschten Einsatzzweck ergibt. Die erforderliche Dicke der zweiten Binderschicht hängt dabei von den gewählten selbstleuchtenden Partikeln und den sonstigen Gegebenheiten der retroreflektierenden selbstleuchtenden Folie ab.
  • Besondere Vorteile für die Retroreflektivität ergeben sich, wenn die im Wesentlichen in der Äquatorialebene der Kugeln angeordnete zweite Binderschicht eine solche Dicke aufweist, dass sowohl die oberseitige als auch die unterseitige Querschnittsfläche der Kugeln in Aufsicht auf die retroreflektierende Folie im Wesentlichen, zumindest jedoch zu mindestens 50 %, von der zweiten Binderschicht unbedeckt bleibt. Hierzu muss selbstverständlich auch die Eiche der ersten Binderschicht angepasst gewählt werden. In dieser Anordnung ist es möglich, die retroreflektierenden Eigenschaften der Folie durch die Einbringung der zweiten Binderschicht, die aufgrund ihrer Dotierung mit selbstleuchtenden Partikeln absorbierend ist, nur unwesentlich nachteilig zu beeinflussen. So bleibt die Retroreflektivität der Folie durch die Einbringung der zweiten Binderschicht über einen relativ großen Winkelbereich der einfallenden Strahlung im Wesentlichen unverändert. Erst ab einem solchen Einfallswinkel der einfallenden Strahlung, der aufgrund der Foliengeometrie einen Durchtritt der zu reflektierenden Strahlung durch die zweite Binderschicht zur Folge hat, tritt eine Schwächung der Retroreflektivität auf.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichens wird die zweite Binderschicht, in der die teilweise witterungsempfindlichen selbstleuchtenden Partikel angeordnet sind, mit einer dritten durchsichtigen Binderschicht dergestalt überschichtet, dass das aus erster, zweiter und dritter Binderschicht bestehende Schichtsystem die Kugeln vollständig einschließt. Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn für die erste und die dritte Binderschicht identische Materialien verwendet werden. Hier kann insbesondere auf geeignete polymere Werkstoffe zurückgegriffen werden. Bei der Auswahl der Werkstoffe für die erste und die dritte Binderschicht ist dabei insbesondere auf eine hohe Witterungsbeständigkeit sowie eine hohe mechanische Belastbarkeit zu achten, so dass auch unter den rauen Einsatzbedingungen von Kfz-Kennzeichenschildern mit starker Bewitterung und häufiger mechanischer Einwirkung die von erster und dritter Binderschicht eingeschlossene zweite Binderschicht mit den darin angeordneten selbstleuchtenden Partikeln sich er vor Umwelteinflüssen geschützt bleibt.
  • In einer ersten bevorzugten Ausprägung werden als selbstleuchtende Partikel solche Partikel verwendet, die Elektrolumineszenz zeigen. Das heißt, sie werden durch Anlegen eines elektrischen (Wechsel-) Felds zum Leuchten angeregt. Eine hohe Lichtausbeute zeigen beispielsweise ZnS-Phosphor-Partikel, bei denen bereits geringe elektrische Feldstärken und niedrige Frequenzen im Polaritätswechsel des elektrischen Felds eine hohe Lichtausbeute ermöglichen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichen werden als selbstleuchtende Partikel fluoreszierende Partikel verwendet, d.h., Partikel, die nach der Einwirkung von Umgebungslicht einen Nachleuchteffekt aufweisen. Hierbei können je nach gewünschtem Einsatzzweck des selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichens fluoreszierende Partikel mit kurzer Nachleuchtdauer verwendet werden, mit denen beispielsweise ein Kfz-Kennzeichen realisiert werden kann, welches bei kurzen Tunneldurchfahrten einen Selbstleuchteffekt aufweist, ohne dass hierzu das Einschalten der Fahrzeugbeleuchtung erforderlich wäre. Es ist auch möglich, lumineszierende Partikel zu verwenden, die einen lang anhaltenden Nachleuchteffekt aufweisen (der im Folgenden als Lumineszenz bezeichnet wird), der über Stunden andauern kann. Erfindungsgemäße Kfz-Kennzeichen, die mit solchen lumineszierenden Partikeln in der zweiten Binderschicht versehen sind, weisen beispielsweise den Vorteil auf, dass auch die Kfz-Kennzeichenschilder abgestellter Fahrzeuge im Dunkeln auf einfache Weise abgelesen werden können, ohne dass hierzu der Einsatz einer externen Lichtquelle erforderlich wäre.
  • Ein erfindungsgemäßes selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichen ist in der Lage, im Rahmen der geltenden nationalen Zulassungsvorschriften die zum heutigen Tage weit verbreiteten geprägten retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilder zu ersetzen, ohne dass eine Änderung der Zulassungsvorschriften erforderlich wäre, wenn die auf der Vorderseite der Trägerplatte aufgebrachte Folie prägbar ist. Hierzu ist im Wesentlichen auf die Auswahl geeigneter Werkstoffe für die erste, zweite und ggf. dritte Binderschicht zu achten, so dass diese Schichten einen mechanischen Prägevorgang ohne Beschädigung überstehen. Geeignete Materialien für die erste Binderschicht sowie die optische Reflektionsschicht und die transparenten Kugeln sind aus dem Stand der Technik in großer Vielzahl bekannt. Insbesondere ist es hier vorteilhaft, wenn als Werkstoff für die optional vorzusehende dritte Binderschicht der gleiche Werkstoff wie für die erste Binderschicht verwendet wird. Die zweite Binderschicht kann beispielsweise auf einem polymeren Werkstoff basieren, in den im Herstellungsprozess die selbstleuchtenden Partikel auf geeignete Weise eingebracht sind. Dabei ist bei der Auswahl des Matrixmaterials ebenfalls auf eine hohe mechanische Verformbarkeit zu achten. Insbesondere sind auch hier wieder polymere Werkstoffe gut als Matrixmaterialien geeignet.
  • In der bevorzugten Weiterbildung, in der als selbstleuchtende Partikel solche Partikel verwendet werden, die Elektrolumineszenz zeigen, weist das erfin dungsgemäße selbstleuchtende Kfz-Kennzeichen bevorzugt eine elektrisch leitende optische Reflektionsschicht auf. Darüber hinaus ist oberhalb der zweiten Binderschicht oder ggf. der optionalen dritten Binderschicht eine transparente, elektrisch leitende Deckelektrodenschicht angeordnet. Die Deckelektrodenschicht bildet gemeinsam mit der Reflektionsschicht einen Kondensator aus. Dieser Kondensator ist dazu vorgesehen, ein über die gesamte Oberfläche des selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschildes weitgehend homogenes elektrisches Feld zu erzeugen, in dem die zweite Binderschicht mit ihren darin eingebetteten elektrolumineszierenden Partikeln angeordnet ist. Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus der Folie kann der Abstand zwischen rückseitiger optischer Reflektionsschicht und oberseitiger elektrisch leitender Deckelektrodenschicht sehr klein gehalten werden, was unmittelbar hohe Feldstärken im Inneren des so gebildeten Kondensators zur Folge hat und sich damit positiv auf die Lichtausbeute des selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschildes auswirkt.
  • Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die Deckelektrodenschicht aus einem elektrisch leitfähigen polymeren Werkstoff besteht. Hier stehen dem Fachmann zum heutigen Tage eine Reihe elektrisch leitender Polymere zur Verfügung, die neben einer hohen elektrischen Leitfähigkeit eine hohe mechanische Belastbarkeit und eine gute Witterungsbeständigkeit bei gleichzeitig niedrigsten Herstellungskosten zeigen. Selbstverständlich ist es möglich, anstelle eines polymeren Werkstoffs für die Deckelektrodenschicht auch aus dem Stand bekannte Schichten aus ITO (Indium Tin Oxide) einzusetzen. Diese ITO-Schichten weisen jedoch den Nachteil einer hohen mechanischen Empfindlichkeit auf und sind aufgrund ihres Herstellungsprozesses, der ein Aufsputtern der Schicht erforderlich macht, relativ kostenintensiv in der Herstellung.
  • Die konsequente Verwendung von polymeren Werkstoffen für die erste, zweite und ggf. dritte Binderschicht sowie die Deckelektrodenschicht verbessert die mechanische Belastbarkeit der Folie des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds und erhöht damit die Prägbarkeit des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die dritte Binderschicht, die in erster Linie einer Versiegelung der zweiten Binderschicht dient, gleichzeitig als elektrisch leitende transparente Deckelektrodenschicht ausgeführt ist. Dies weist wiederum den Vorteil auf, dass der Abstand zwischen den Elektroden des elektrolumineszierenden Schichtsystems außerordentlich klein gehalten werden kann, was hohe elektrische Feldstärken und damit eine hohe Lichtausbeute zur Folge hat.
  • Eine erhöhte Betriebssicherheit des erfindungsgemäßen elektrolumineszierenden Kfz-Kennzeichens ergibt sich, wenn zwischen der Reflektionsschicht und der Trägerplatte des Kfz-Kennzeichens eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht angeordnet ist. Insbesondere kann die Isolationsschicht als Kleberschicht ausgebildet sein, die zur Verbindung von Trägerplatte und Folie vorgesehen ist. Diese Kleberschicht kann dabei vor Aufbringung der Folie auf die Trägerplatte von einer Schutzfolie bedeckt sein.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kfz-Kennzeichensystem, welches aus einem erfindungemäßen elektrolumineszierenden Kfz-Kennzeichenschild besteht, welches in einem Kennzeichenrahmen angeordnet ist. Dabei ist im Kennzeichenrahmen eine elektrische Hochspannungsquelle angeordnet, die zum Anschluss an den aus Deckelektrodenschicht und Reflektionsschicht gebildeten Kondensator des elektrolumineszierenden Schichtsytems vorgesehen ist. Ein solches Kfz-Kennzeichensystem kann auf einfache Weise so ausgestaltet werden, dass es vom Benutzer des Kfz nicht geöffnet werden kann, so dass ein Kontakt des Benutzers mit der für den Betrieb eines elektrolumineszierenden Kennzeichens im Allgemeinen erforderlichen Hochspannung sicher ausgeschlossen werden kann. Darüber hinaus macht ein solches Kfz-Kennzeichensystem elektrische Zuleitungen größerer Länge für die Zuführung der erforderlichen Hochspannung überflüssig, wodurch Leitungsverluste minimiert werden können.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichensystems weist die Folie des Kfz-Kennzeichenschilds randseitig mindestens zwei Elektroden auf, die zum Anschluss einer elektrischen Hochspannungsquelle an die Deckelektrodenschicht und die Reflektionsschicht vorgesehen sind. Weiterhin weist der Kennzeichenrahmen Kontakte auf, die zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden der Folie vorgesehen sind. Dabei ist der Kennzeichenrahmen vorteilhaft so ausgestaltet, dass sich eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontakten und den Elektroden automatisch ausbildet, wenn der Kennzeichenrahmen mit darin eingelegtem erfindungsgemäßem Kfz-Kennzeichenschild geschlossen wird.
  • Weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds, ein Verfahren zu seiner Herstellung und weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichensystems ergeben sich aus den nun folgenden Ausführungsbeispielen. Diese sind nicht einschränkend zu verstehen und werden anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
  • 1: einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kfz-Kennzeichenschild,
  • 2: einen Querschnitt durch eine Folie eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschildes,
  • 3: einen Querschnitt durch die Folie eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds,
  • 4a-4d: Verfahrensschritte zum Herstellen der Folie eines dritten Aus führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds,
  • 5a: einen vergrößerten Ausschnitt aus 2, und
  • 5b: eine Aufsicht auf den Ausschnitt aus 5a.
  • 1 zeigt einen Querschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen selbstleuchtenden retroreflektierenden Kfz-Kennzeichenschilds. Es besteht aus einer prägbaren Trägerplatte 2, die beispielsweise aus Aluminium bestehen kann. Auf die Vorderseite der Trägerplatte 2 ist eine Folie 3 mittels einer Kleberschicht 8 auflaminiert. Die Kleberschicht 8 kann insbesondere eine Heißkleberschicht sein, die durch Hitzeeinwirkung aktiviert wird und vor dem Auflaminieren der Folie 3 durch eine in 1 nicht gezeigte Schutzfolie abgedeckt sein kann.
  • Ausgehend vor ihrer von der Trägerplatte 2 abgewandten Oberseite weist die Folie 3 folgenden Aufbau auf:
    An der Oberfläche der Folie 3 ist eine Passivierungsschicht 16 angeordnet, die transparent ist und eine hohe mechanische Beständigkeit sowie eine hohe Beständigkeit gegen Bewitterung aufweist. Sie besteht vorzugsweise aus einem weitgehend inerten transparenten Kunststoffmaterial und dient dazu, die unter der Passivierungsschicht 16 gelegenen Schichten und Bestandteile der Folie 3 zu verkapseln. Unterhalb der Passivierungsschicht 16 ist eine transparente Deckelektrodenschicht 7 angeordnet, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. Als Material für die Deckelektrodenschicht 7 kommt insbesondere ein elektrisch leitfähiger polymerer Werkstoff mit hoher Transparenz in Frage. Darüber hinaus kann die Deckelektrodenschicht 7 jedoch auch aus einer aus dem Stand der Technik wohlbekannten Schicht aus ITO (Indium Tin Oxide) bestehen, die im Allgemeinen aufgesputtert sein wird.
  • Unterhalb der transparenten Deckelektrodenschicht 7 ist eine dritte Binderschicht 17 angeordnet, die ebenfalls eine hohe Transparenz aufweist. Auch für die dritte Binderschicht 17 kommt vorzugsweise ein polymerer Werkstoff zum Einsatz.
  • In der dritten Binderschicht 17 sind transparente Kugeln 5, die beispielsweise aus Glas bestehen können, teileingebettet. Die Kugeln 5 weisen eine Größe von typisch 50 Mikrometern auf und sind im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet. Je nach Herstellungsverfahren der Folie 3 ergibt sich hier eine mehr oder weniger regelmäßige Anordnung der Kugeln 5 in einer dichten Kugelpackung.
  • Im Zwischenraum zwischen den Kugeln 5 und unterhalb der dritten Binderschicht 17 ist die zweite Binderschicht 9 im Wesentlichen in der Äquatorialebene der Kugeln 5 angeordnet. Diese zweite Binderschicht 9 dient als Matrix für in sie eingebettete selbstleuchtende Partikel 10, wie sie beispielsweise in der von der Durel Corporation, Chandler, Arizona, USA unter der Bezeichnung Durehl 3 angebotenen elektrolumineszierenden Folie zum Einsatz kommen. Diese selbstleuchtenden Partikel weisen eine Mikroverkapselung auf, die die Witterungs-, insbesondere feuchtigkeitsempfindlichen elektrolumineszierenden Phosphorpartikel in sich einschließen. Als Werkstoff für die Matrix der zweiten Binderschicht 9 kommen wiederum polymere Materialien in Frage, die sowohl in fester als auch in flüssiger oder gelartiger Form vorliegen können, oder auch in Form einer Polymerschmelze. Die Dicke dieser zweiten Binderschicht kann relativ dünn gewählt sein, so dass sie im Bereich von einigen Mikrometern bis zu einigen 10 Mikrometern liegt.
  • Unterseitig sind die transparenten Kugeln 5 in eine erste Binderschicht 4 teileingebettet, wobei das erste Material der Binderschicht 4 gleich dem Material der dritten Binderschicht 17 gewählt sein kann. Unterseitig auf die erste Binderschicht 4 ist eine metallische Reflektionsschicht 6 aufgebracht, die beispielsweise aus thermisch aufgedampftem Silber oder Aluminium von einigen 100 Nanometern bis zu einigen 10 bis 100 Mikrometern Dicke bestehen kann. Wie aus 1 ersichtlich ist, folgt die erste Binderschicht 4 sowie die Reflektionsschicht 6 dem Verlauf der Kugeln 5, wobei die Reflektionsschicht 6 in einem im Wesentlichen konstanten, definierten Abstand von der Oberfläche der Kugeln 5 angeordnet ist. Die Werkstoffe der ersten Binderschicht 4 und der dritten Binderschicht 17 sowie der transparenten Kugeln 5 weisen unterschiedliche Brechungsindices im sichtbaren Spektralbereich auf, so dass sie ein Linsensystem ausbilden. Dabei ist die Dicke der ersten Binderschicht 4 so bemessen, dass der sich bei einer Bestrahlung des erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds mit parallelem Licht ausbildende Fokuspunkt im Wesentlichen auf der Reflektionsschicht 6 liegt. Eine solche Anordnung von erster und dritter Binderschicht 4, 17, den Kugeln 5 sowie der Reflektionsschicht 6 ist aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Retroreflektierende Folien mit einem entsprechenden Aufbau werden zum heutigen Tage vielfach zur Herstellung retroreflektierender Kfz-Kennzeichenschilder verwendet.
  • Wie bereits erwähnt, ist rückseitig auf der Reflektionsschicht 6 eine Isolationsschicht 8 in Form einer Kleberschicht aufgebracht, mit deren Hilfe die Folie 3 in einem Heißlaminiervorgang auf die Vorderfläche der Trägerplatte 2 auflaminiert ist. Ein aus einer Kleberschicht und einer metallischen Reflektionsschicht 6 bestehende Folie mit in der ersten Binderschicht teileingebetteten transparenten Kungeln wird beispielsweise von der Firma Avery als „open bead" Retroreflektionsfolie vertrieben.
  • In der Folie 3 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 bilden die metallische und somit elektrisch leitfähige Reflektionsschicht 6 und die elektrisch leitfähige Deckelektrodenschicht 7 einen Kondensator aus, in dessen Innenraum durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die genannten Schichten ein hohes elektrisches Feld erzeugt werden kann. Durch Anlegen einer elektrischen Wechselspannung von etwa 100 – 1000 Volt, deren Frequenz beispielsweise im Bereich von 100 – 1000 Hertz liegen kann, entsteht im Innenraum des Kondensators, insbesondere im Bereich der zweiten Binderschicht 9 ein schnell wechselndes elektrisches Feld hoher Feldstärke, welches die in der zweiten Binderschicht eingeschlossenen selbstleuchtenden Partikel 10 zum intensiven Leuchten anregt. Die zu verwendenden Spannungen und Frequenzen hängen dabei ab von der Auswahl der verwendeten selbstleuchtenden Partikel sowie von den geometrischen und die elektrischen Verhältnissen im Innenraum des Kondensators.
  • 2 zeigt vergrößert einen Ausschnitt aus der Folie 3 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1. Deutlich zu erkennen ist die Anordnung der zweiten Binderschicht 9 in der Äquatorebene der transparenten Kugeln 5, wobei die transparenten Kugeln 5 und die zweite Binderschicht 9 vollständig von der ersten Binderschicht 4 und der dritten Binderschicht 17 eingeschlossen sind. Durch diesen Einschluss der zweiten Binderschicht 9 kann bereits eine gute Verkapselung der empfindlich auf Umwelteinflüsse reagierenden selbstleuchtenden Partikel 10 in der zweiten Binderschicht 9 erreicht werden.
  • 3 zeigt einen Ausschnitt aus der Folie 3 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschilds. In diesem zweiten Ausführungsbeispiel tritt an die Stelle der dünnen zweiten Binderschicht 9 sowie der dritten Binderschicht 17 eine einzige zweite Binderschicht 9, die mit selbstleuchtenden Partikel 10 dotiert ist. In diesem Ausführungsbeispiel werden die transparenten Kugeln 5 vollständig von der ersten Binderschicht 4 und der zweiten Binderschicht 9 umschlossen. Der weitere Aufbau der Folie 3 stimmt mit dem Aufbau der Folie 3 des ersten Ausführungsbeispiels überein. Der Aufbau gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels weist den Vorteil einer vereinfachten Herstellbarkeit auf, da ein kommerziell erhältliches Standard „open bead"-Foliengrundmaterial einfach mittels einer zweiten Binderschicht 9 überschichtet werden kann, auf welche dann wiederum eine geeignete Deckelektrodenschicht 7 und eine Passivierungsschicht 16 aufgebracht werden. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere für solche Matrixmaterialien für die zweite Binderschicht 9, die aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften die eingebetteten selbstleuchtenden Partikel 10 zuverlässig abkapseln. Darüber hinaus eignet es sich insbesondere für Matrixmaterialien für die zweite Binderschicht 9, die eine hohe Transparenz aufweisen, wobei vorteilhaft die selbstleuchtenden Partikel 10 nur in einer solchen Konzentration zugesetzt sind, dass das dotierte Matrixmaterial ebenfalls nur eine schwache Absorption aufweist. Aufgrund dieser unvermeidlich auftretenden Absorption ist es günstig, wenn der oberhalb der transparenten Kugeln 5 gelegene Bereich der zweiten Binderschicht 9 nur noch eine geringe Dicke aufweist, die vorzugsweise unter 100 Mikometern betragen sollte.
  • Aus den 4a bis 4d ist ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Folie 3 für ein drittes Auführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds 1 zu entnehmen. 4a zeigt das Ausgangsmaterial des Herstellungsverfahrens, bei dem es sich um ein bereits erwähntes „open bead"-Material handelt. In einer ersten Binderschicht 4 sind transparente Kugeln 5 teileingebettet, wobei unterseitig auf die erste Binderschicht 4 eine metallische Reflektionsschicht aufgebracht ist. Diese wiederum ist unterseitig mit einer isolierenden Heißkleberschicht bedeckt, die als Isolationsschicht 8 dient.
  • Im aus 4b ersichtlichen zweiten Verfahrensschritt wird das Folienmaterial wie gezeigt mit einer dünnen Schicht an flüssigem und mit geeigneten selbstleuchtenden Partikeln 10 dotiertem Matrixmaterial zur Ausbildung der zweiten Binderschicht 9 überschichtet. Dabei ist die Viskosität des Matrixmaterials so gewählt, dass das überschichtete Material in erster Linie in die Zwischenräume zwischen den transparenten Kugeln 5 hineinläuft und sich allenfalls ein dünner Film auf der Oberseite der Kugeln 5 ausbildet. An dieser Stelle kann das Verfahren verbessert werden, indem das Matrixmaterial für die zweite Binderschicht 9 so gewählt wird, dass es die transparenten Kugeln 5 nicht oder nur schlecht benetzt. Hierzu kann auch eine spezielle, die Benetzungseigenschaften der Kugeln 5 verändernde Beschichtung auf die Oberfläche der Kugeln 5 aufgebracht werden. Im gezeigten dritten Ausführungsbeispiel wird als Matrixmaterial für die zweite Binderschicht 9 ein UV-härtender Polymerwerkstoff verwendet, der im zweiten Verfahrensschritt ausgehärtet wird.
  • 4c zeigt den nachfolgenden dritten Verfahrensschritt, in dem die zweite Binderschicht 9 direkt mit einer elektrisch leitenden, transparenten polymeren Deckelektrodenschicht 7 überschichtet wird. Auch diese Deckelektrodenschicht 7 wird im flüssigen Zustand aufgebracht und im dritten Verfahrensschritt ausgehärtet.
  • Im vierten Verfahrensschritt, der aus 4d ersichtlich ist, wird schließlich die Deckelektrodenschicht 7 mit einer Passivierungsschicht 16 bestehend aus einem gegen Umwelteinflüsse weitgehend unempfindlichen transparent an Kunststoff überschichtet. Auch diese Passivierungsschicht 16 wird in flüssigem Zustand aufgebracht und im vierten Verfahrensschritt ausgehärtet.
  • Zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Kfz-Kennzeichenschilds wird dann das aus 4d ersichtliche Verbundsystem, welches die Folie 3 bildet, mittels eines Heißlaminiervorgangs auf eine Trägerplatte auflaminiert. Ein solches Kfz-Kennzeichenschild weist einerseits eine hohe Retroreflektivität und andererseits eine hohe, durch Elektrolumineszenz der zweiten Binderschicht hervorgerufene Selbstleuchtkraft auf. Darüber hinaus ist es aufgrund des gezeigten Folienaufbaus mechanisch hoch belastbar, insbesondere streckbar und ist daher gut zur Realisierung mechanisch prägbarer Kfz- Kennzeichenschilder geeignet, die den derzeit gültigen nationalen Zulassungsvorschriften genügen.
  • Die 5a und 5d verdeutlichen nochmals die geometrischen Verhältnisse der zweiten Binderschicht 9 im ersten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigt 5a einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Querschnitt gemäß 2.
  • Wie 5a deutlich zu entnehmen ist, ist die zweite Binderschicht 9 im Wesentlichen in der Äquatorebene der transparenten Kugeln 5 angeordnet und wird vollständig von der ersten Binderschicht 4 (unterseitig) und der dritten Binderschicht 17 (oberseitig) eingeschlossen. Dabei ist die Dicke der zweiten Binderschicht 9 so bemessen, dass in Aufsicht auf die Folie 3, wie sie aus 5b ersichtlich ist, nur ein geringer Teil der Querschnittsfläche der transparenten Kugeln 5 von der zweiten Binderschicht 9 überdeckt wird. Wie 5b verdeutlicht, wird in der gezeigten Blickrichtung, die mit senkrechtem Lichteinfall übereinstimmt, nur ein kleiner Teil der Querschnittsfläche der Kugel 5 überdeckt, der deutlich unterhalb von 50% der gesamten Querschnittsfläche ausmacht. Durch die gezeigte Anordnung der zweiten Binderschicht 9 im Wesentlichen in der Äquatorebene der Kugeln 5 sowie die gewählte kleine Dicke der zweiten Binderschicht 9 ist es möglich, die Retroreflektivität der Folie 3 gegenüber einer vergleichbaren nicht selbstleuchtenden retroreflektierenden Folie nicht wesentlich zu verringern.
  • Der in 4d gezeigte Schichtaufbau kann auch den Aufbau einer Folie 3 für ein erfindungsgemäßes Kfz-Kennzeichenschild wiedergeben, welches in seiner zweiten Binderschicht 9 mit lumineszierenden selbstleuchtenden Partikeln 10 dotiert ist. In diesem Fall besteht das Schichtsystem ausgehend von seiner Oberfläche aus einer transparenten Passivierungsschicht 16, einer transparenten Binderschicht 17, einer zweiten Binderschicht 9, die die transparenten Kugeln 5 teileinschließt, und unterseitig einer ersten Binderschicht 4, die die transparenten Kugeln 5 ebenfalls teileinschließt. Auf diese erste Binderschicht 4 ist wiederum eine optische Reflektionsschicht 6 aufgebracht, die nicht elektrisch leitfähig sein muss, im Allgemeinen jedoch sein wird. Unterhalb der Reflektionsschicht 6 ist wiederum eine Heißkleberschicht angeordnet. In diesem vierten Ausführungsbeispiel kann daher auf die Aufbringung einer oberseitig angeordneten elektrisch leitfähigen transparenten Deckelektrodenschicht 7 verzichtet werden.

Claims (15)

  1. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1), die folgenden Merkmale aufweisend: a) eine Trägerplatte (2), b) eine auf die Trägerplatte (2) vorderseitig auflaminierte selbstleuchtende retroreflektierende Folie (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (3): i) eine erste transparente Binderschicht (4) umfasst, die rückseitig mit einer optischen Reflexionsschicht (16) bedeckt ist, wobei in der ersten Binderschicht (4) eine Vielzahl von im wesentlichen in einer Ebene angeordneten transparenten Kugeln (5) teileingebettet ist, ii) eine zweite Binderschicht (9) umfasst, die oberseitig auf die erste Binderschicht (4) aufgebracht ist, wobei die zweite Binderschicht (9) mit selbstleuchtenden Partikeln (10) dotiert ist.
  2. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der ersten Binderschicht (3) so gewählt ist, dass mehr als 50 % der unterseitigen Querschnittsfläche der Kugeln (5) von der ersten Binderschicht (3) bedeckt sind.
  3. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Binderschicht (9) im Wesentlichen nur in den Zwischenräumen zwischen den im Wesentlichen in einer Ebene angeordneten Kugeln (5) angeordnet ist, so dass die zweite Binderschicht (9) die Kugeln (5) oberseitig nicht vollständig einschließt.
  4. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Binderschicht (9) im Wesentlichen nur in der Äquatorialebene der Kugeln (5) angeordnet ist,
  5. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der zweiten Binderschicht (9) so gewählt ist, dass mehr als 50 % der oberseitigen Querschnittsfläche der Kugeln (5) von der zweiten Binderschicht (9) unbedeckt bleibt.
  6. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der zweiten Binderschicht (9) eine dritte durchsichtige Binderschicht (17) so angeordnet ist, dass das aus erster, zweiter und dritter Binderschicht (4, 9, 17) bestehende Schichtsystem die Kugeln (5) vollständig einschließt.
  7. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selbstleuchtenden Partikel (10) Elektrolumineszenz zeigen.
  8. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selbstleuchtenden Partikel (10) Fluoreszenz zeigen.
  9. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Trägerplatte (2) und auflaminierter Folie (3j bestehende Verbundsystem mechanisch mit einer Kennzeichenlegende (11) prägbar ist.
  10. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass i) die optische Reflexionsschicht (3) elektrisch leitend ist, und ii) oberhalb der zweiten Binderschicht (4) eine transparente elektrisch leitende Deckelektrodenschicht (7) angeordnet ist, wobei die Deckelektrodenschicht (7) mit der Reflexionsschicht (6) einen Kondensator ausbildet.
  11. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelektrodenschicht (7) aus einem polymeren Werkstoff besteht.
  12. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Reflexionsschicht (6) und Trägerplatte (2) eine elektrisch nicht leitende Isolationsschicht (8) angeordnet ist.
  13. Selbstleuchtendes Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (8) als Kleberschicht zur Verbindung von Trägerplatte (2) und Folie (3) ausgebildet ist.
  14. Kfz-Kennzeichensystem (18) mit einem Kfz-Kennzeichenrahmen (15) und einem in diesem gehalterten Selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichen (1) ge mäß Anspruch 10, wobei im Kennzeichenrahmen (15) eine elektrische Hochspannungsquelle (14) zum Anschluss an den aus Deckelektrodenschicht (7) und Reflexionsschicht (6) gebildeten Kondensator vorgesehen ist.
  15. Kfz-Kennzeichensystem (18) mit einem Kfz-Kennzeichenrahmen (15) und einem in diesem gehalterten selbstleuchtenden Kfz-Kennzeichenschild (1) gemäß Anspruch 10, wobei: a) die Folie (3) des Kfz-Kennzeichens (1) randseitig mindestens zwei Elektroden (12, 13) ausbildet zum Anschluss einer elektrischen Hochspannungsquelle (14) an die Deckelektrodenschicht (7) und die Reflexionsschicht (6), und b) der Kennzeichenrahmen (15) Kontakte (19, 20) zur elektrischen Kontaktierung der Elektroden (12, 13) ausbildet.
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