DE1119411B

DE1119411B - Method and device for manufacturing electroluminescent lamps

Info

Publication number: DE1119411B
Application number: DEG25895A
Authority: DE
Inventors: Elmer George Fridrich; Paul Adam Dell
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1957-12-10
Filing date: 1958-12-06
Publication date: 1961-12-14

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Elektrolumineszenzlampen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit Vorrichtung zur Herstellung von Elektroluminiszenzlampen, insbesondere blegsamen, als Schichtkörper ausgebildeten Leuchtplatten, und eine Vorrichtung zur Herstellung dieser Leuchtplatten.Method and device for manufacturing electroluminescent lamps The invention relates to a method with apparatus for the production of Electroluminescent lamps, in particular blegesamen, designed as a layered body Light panels, and a device for producing these light panels.

Geschichtete Elektrolumineszenzlampen bestehen z. B. aus einer Schicht eines Leuchtstoffes, der unter der Einwirkung eines elektrischen Feldes Licht erzeugt und zwischen zwei leitenden Platten oder Folien eingebettet ist, von denen wenigstens eine durchsichtig oder durchlässig ist. Bei einer bekannten Art dieser Elektroluinineszenzlainpen dient als durchsichtige leitende Platte oder Schicht ein blegsames, leitfähiges Blatt aus verdichteten Glasfasern. Diese Glasfaserlage wird leitfähig gemacht, indem sie der Einwirkung eines oder mehrerer Salze von Metallen, wie Indium, Zinn oder Cadmium, ausgesetzt wird und diese Salze zersetzt werden, wobei sie einen mit der Oberfläche der Glasfasern untrennbaren, leitfähigen Film bilden. Die einzelnen Schichten solcher Elektrolumineszenzlampen müssen satt aufeinanderliegen, und Luft und Feuchtigkeit sollen möglichst weitgehend entfernt sein, damit ein hoher Wirkungsgrad, auch über längere Zeit, gewährleistet ist.Layered electroluminescent lamps consist e.g. B. from one layer a phosphor that generates light under the action of an electric field and is embedded between two conductive plates or foils, at least of which one is transparent or translucent. In a known type of this electroluininescent lamp serves as a transparent conductive plate or layer of a blegable, conductive one Sheet made of compressed fiberglass. This fiberglass layer is made conductive by they the action of one or more salts of metals, such as indium, or tin Cadmium, is exposed and these salts are decomposed, forming one with the Form an inseparable, conductive film on the surface of the glass fibers. The individual layers such electroluminescent lamps have to lie flat on top of each other, and air and moisture should be removed as far as possible, so that a high degree of efficiency, even over longer time is guaranteed.

Gegenstand der Erfindung sind nun ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Elektrolumineszenzlampen, bei denen eine elektrolumineszente Leuchtstoffschicht zwischen zwei leitfähigen Schichten angeordnet ist, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die die Elektrolumineszenzlainpe bildenden Schichten einschließlich äußerer, über die inneren elektrisch wirksamen Teile hinausragender und als Außenhülle dienender Schichten aus therrnoplastischer Masse, die wenigstens einen lichtdurchlässigen Teil haben, auf eine Vakuumplatte mit porösem Teil gelegt werden, daß eine vakuumdichte Folie so über die Vakuumplatte gelegt wird, daß sie alle Schichten der vorbereiteten Elektrolumineszenzlampen mitsamt dem porösen Teil der Platte überdeckt, dann Luft und Feuchtigkeit durch Anlegen eines Vakuums an den porösen Teil zwischen den Schichten entfernt und die Schichten der Leuchtplatte unter Druck und Wärme vereinigt werden.The invention now relates to a method and an apparatus for the production of electroluminescent lamps in which an electroluminescent Phosphor layer is arranged between two conductive layers, which thereby is characterized in that the layers forming the electroluminescent lamp are inclusive outer, protruding beyond the inner electrically active parts and as an outer shell Serving layers of thermoplastic material, which at least one translucent Part have to be placed on a vacuum plate with porous part that a vacuum tight Foil is placed over the vacuum plate in such a way that it covers all layers of the prepared Electroluminescent lamps covered with the porous part of the plate, then air and moisture by applying a vacuum to the porous portion between the layers removed and the layers of the light panel are combined under pressure and heat.

Die Elektrolumineszenzlampe, hergestellt gemäß der Erfindung, besteht aus einem biegsamen Schichtkörper aus einer Leuchtstoffschicht, und leitfähigen Schichten, eingeschlossen in einer dünnen Umhüllung aus einer therrnoplastischen Masse, deren Kanten ringsum durch Heißsiegeln verschlossen sind.The electroluminescent lamp made according to the invention consists of a flexible laminated body made of a phosphor layer, and conductive Layers enclosed in a thin envelope of thermoplastic Mass, the edges of which are closed all around by heat sealing.

In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die elektrisch wirksamen Teile der Leuchtplatte aus einer dünnen Aluminiumfolie, die erst mit einer Schicht aus Bariumtitanat und darüber mit einer Schicht eines elektrolumineszenten Leuchtstoffs, wie Zinksulfid, überzogen ist. Sowohl das Bariumtitanat als auch das Zinksullid sind in einer plastischen Masse mit hoher Dielektrizitätskonstante eingebettet. Über der Leuchtstoffschicht ist ein dünnes Blatt aus leitfähigen Mikroglasfasem angeordnet. Die Glasfaserschicht ist mit einem thermoplastischen Material, z. B. Polyäthylen niedriger Dichte, imprägniert, das dazu dient, sie an die Leuchtstoffschicht zu binden, wodurch die Aluminiumfolie und die Glasfaserschicht wirksam miteinander verklebt werden. Die elektrisch wirksamen Teile sind von einer Hülle aus einer geeigneten thermoplastischen Masse, wie Polyäthylen hoher Dichte, eingeschlossen. Die Außenhülle schützt die elektrisch wirksamen Teile gegen mechanische Einflüsse und dient ferner als Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, die sich auf den Leuchtstoff schädlich auswirken würde.In a preferred embodiment, the electrically effective ones exist Parts of the light panel made of a thin aluminum foil, which is only covered with a layer made of barium titanate and on top with a layer of an electroluminescent phosphor, like zinc sulfide, is coated. Both the barium titanate and the zinc sulphide are embedded in a plastic mass with a high dielectric constant. Over the phosphor layer is a thin sheet of conductive micro-glass fibers arranged. The fiberglass layer is covered with a thermoplastic material, e.g. B. Low density polyethylene, impregnated, which serves to attach it to the fluorescent layer to bond, making the aluminum foil and the fiberglass layer effective with each other be glued. The electrically active parts are made of a suitable envelope thermoplastic compositions such as high density polyethylene. The outer shell protects the electrically active parts against mechanical influences and also serves as protection against the ingress of moisture, which can be harmful to the fluorescent material would affect.

Um eine gleichmäßige Leuchtdichte der Leuchtplatte zu erzielen, erfordert die Herstellung des Schichtkörpers besondere Sorgfalt. Die Anregung der Leuchtstoffschicht ist von der Stärke des elektrischen Feldes abhängig, und da die Schicht sehr dünn ist, hat die geringste Abweichung in der Dicke eine ungleichmäßige Leuchtdichte der fertigen Leuchtplatte zur Folge. Bei allen außer den kleinsten Größen der Elektrohimineszenzlanipen, d. h. solchen mit weniger als 5 cm Kantenlänge, erwies es sich als außerordentlich schwierig, mit den üblichen Verpressungsmethoden einen genügend gleichmäßigen Druck auszuüben, um gleichmäßige Helligkeit der fertigen Lampe zu gewährleisten. Stellen, die einem hohen Druck ausgesetzt wurden, d. h. wo der Leuchtstoff auf geringere Dickte gepreßt wurde, sind heller, und die Stellen, die einem niedrigen Druck ausgesetzt wurden, sind dunkler, so daß das Aussehen der Lampe beeinträchtigt wird. Die üblichen Methoden der Verwendung von Polsterschichten, z. B. aus Papier und thermoplastischen Folien jeweils allein oder in verschiedenen Kombinationen, boten keine zufriedenstellende Lösung.In order to achieve a uniform luminance of the light panel, the production of the laminate requires special care. The excitation of the phosphor layer depends on the strength of the electric field, and since the layer is very thin, the slightest deviation in thickness results in an uneven luminance of the finished light panel. In all but the smallest sizes of the electro-iminescent flip-flops, i. H. such cm edge length with less than 5, it proved extremely difficult to apply a sufficiently uniform pressure with the usual Verpressungsmethoden to ensure uniform brightness of the finished lamp. Places that have been subjected to high pressure, d. H. where the phosphor has been pressed to a smaller thickness are lighter and the areas which have been subjected to low pressure are darker, so that the appearance of the lamp is impaired. The usual methods of using cushion layers, e.g. B. made of paper and thermoplastic films, each alone or in various combinations, did not offer a satisfactory solution.

Geinäß der Erfindung werden nahezu ideale Bedingungen in bezug auf Gleichmäßigkeit des Drucks beim Verpressen der zu verbindenden Teile dadurch erholt daß ein hydrostatischer Druck auf eine über die Lagen der Elektrolumineszenzlampe gelegte dünne, flexible Platte, z. B. eine Metallfolie oder eine Kunststoffplatte, ausgeübt wird. Diese Arbeitsweise ergibt Elektrolumineszenzlampen mit im wesentlichen gleichmäßiger Helligkeit und schaltet seitliches Fließen oder ein Verschieben der EinzeIschichten während des Verpressens aus.According to the invention, there are almost ideal conditions with respect to As a result, the uniformity of the pressure when pressing the parts to be connected is recovered that a hydrostatic pressure on one over the layers of the electroluminescent lamp laid thin, flexible plate, e.g. B. a metal foil or a plastic plate, is exercised. This procedure results in electroluminescent lamps with essentially uniform brightness and switches lateral flow or a shifting of the Individual layers during pressing.

Das übereinanderlegen der EinzeIschichten der Elektrolumineszenzlampe erfolgt mit einer Vakuumvorrichtung, die Gase aus den aufeinandergelegten Teilen absaugt und zugleich die Teile genau übereinanderliegend hält, bis sie in die Schichtpresse gelegt werden. Die Einzelschichten werden auf eine ebene, polierte Platte gelegt, die wenigstens zum Teil aus porösem Material besteht, an welches das Vakuum gelegt wird. Die unter Druckluft stehende blegsame Membran bedeckt die übereinanderliegenden Schichten und erstreckt sich über den porösen Teil der Vakuumplatte hinaus. Die Vakuumplatte führt die Gase ab, die andernfalls eingeschlossen würden, wenn hydrostatischer Druck auf die Membran ausgeübt wird, und dient ferner dazu, Gas und Feuchtigkeit aus den übereinandergelegten Teilen zu entfernen.The superimposing of the individual layers of the electroluminescent lamp takes place with a vacuum device which sucks gases from the parts placed on top of one another and at the same time keeps the parts exactly on top of each other until they are placed in the layer press. The individual layers are placed on a flat, polished plate, which consists at least partially of porous material, to which the vacuum is applied. The bleeding membrane, which is under compressed air, covers the superimposed layers and extends beyond the porous part of the vacuum plate. The vacuum plate evacuates the gases that would otherwise be trapped if hydrostatic pressure is applied to the membrane and also serves to remove gas and moisture from the stacked parts.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Elektrolumineszenzlampe gemäß der Erfindung sowie das Verfahren und die Vorrichtungen zur Herstellung der Lampe werden nachstehend an Hand der Zeichnungen ausführlich beschrieben.A preferred embodiment of the electroluminescent lamp according to of the invention and the method and devices for manufacturing the lamp are described in detail below with reference to the drawings.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine flexible, als Schichtkörper ausgebildete Elektrolumineszengampe gemäß der Erfindung, wobei die einzelnen Schichten an einer Ecke auseinandergezogen sind, um den inneren Aufbau zu veranschaulichen; Fig. 2 zeigt perspektivisch die auf einer Vakuumplatte übereinandergelegten Teile der Lampe vor Anwendung der pneumatischen Verpressung; Fig. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Stempel einer hydraulischen Presse mit den aufgelegten Druck- und Vakuumplatten und den auf der Vakuumplatte übereinandergeschichteten Teilen der Zelle; Fig. 4 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Druck- und Vakuumplatte und das Schichtgebilde während des Verpressens. 1 shows in perspective a flexible electroluminescent lamp in the form of a layered body according to the invention, the individual layers being pulled apart at one corner in order to illustrate the internal structure; 2 shows in perspective the parts of the lamp placed one on top of the other on a vacuum plate before the pneumatic compression is used; 3 shows a vertical section through the stamps of a hydraulic press with the pressure and vacuum plates placed thereon and the parts of the cell stacked on top of one another on the vacuum plate; Fig. 4 shows a vertical section through the pressure and vacuum plate and the layer structure during the pressing.

In Fig. 1 ist 1 eine flache, rechteckige Elektrolumineszenzlampe geinäß der Erfliidung. Die Leuchtplatte ist aus den miteinander verpreßten biegsamen Teilen aufgebaut und vollkommen von einer plastischen Masse eingeschlossen. Diese Elektrolumineszenzlampe ist so biegsam, daß sie bei einer Kantenlänge von etwa 12 cm ohne Beschädigung zu einem Rohr gebogen werden kann. Die Anregung der Leuchtplatte erfolgt durch Anlegen einer Wochselspannung, z. B. 118 V, 60 Hi# an die seitlich aus der Kunststoffhülle austretenden Zuleitungen 2, 3 aus Kupfergeflecht.In Fig. 1 , 1 is a flat, rectangular electroluminescent lamp according to the invention. The light panel is made up of the flexible parts pressed together and completely enclosed by a plastic mass. This electroluminescent lamp is so flexible that it can be bent into a tube with an edge length of about 12 cm without damage. The light panel is excited by applying a weekly voltage, e.g. B. 118 V, 60 Hi # to the leads 2, 3 made of copper braid emerging from the side of the plastic sleeve.

Die unterste Folie oder Platte 4 und die oberste Platte 5, die die Unterseite bzw. Oberseite der Hülle der fertigen Leuchtplatte bilden, bestehen aus einer thermoplastischen Masse, die unter Wärme- und Druckeinwirkung fließt und längs der Kanten verschweißt wird. Das hierfür gewählte Material muß ziemlich zäh und fest lichtdurchlässig und vorzugsweise ziemlich elastisch sein. Geeignet sind beispielsweise Polyäthylen, Polytetrafluoräthylen, Chlortrifluorpolyäthylen, Polystyrol, Methylmethacrylat, Vinyliden, Vinylchlorid- und fluoridpolymere. Vorzugsweise wird eine Folie aus Polyäthylen hoher Dichte mit einer Dicke von 75 gg verwendet. Eine recht--eckige dünne Metallfolie 6, die mit einer isolierenden Schicht 7 aus einem Stoff mit hoher Dielektrizitätskonstante und darüber mit einer lichterzeugenden Schicht 8 aus einem elektrolumineszenten Leuchtstoff überzogen ist, wird so über die unterste Polyäthylenplatte 4 gelegt, das ringsum ein freier Rand bleibt. Ein Blatt9 aus leitendem Mikrofaserglas wird über die überzogene Folie geleg wobei ringsum ein schmaler Rand der Folie unbedeckt gelassen wird. Eine Platte 11 aus Polyäthylen niedriger Dichte, die vorzugsweise dünner und zweckmäßig genauso groß ist wie die als Hülle verwendeten Platten 4, 5 aus Polyäthylen hoher Dichte, wird über die Schicht aus leitfähigen Glasfasern gelegt. Während des Vorspressens wird die Platte 11 aus Polyäthylen niedriger Dichte im wesentlichen verflüssigt und zum Teil durch die poröse Glasfaserschicht gedrückt. Auf diese Weise wird die Glasfaserschicht in ihrer Lage fixiert, d. h., sie wird zum Teil in die Platte 1 aus Polyäthylen niedriger Dichte eingebettet und ferner mit der Leuchtstoffschicht 8 auf der Aluminiumfolie verklebt.The lowermost film or plate 4 and the uppermost plate 5, which form the underside or upper side of the envelope of the finished light panel, consist of a thermoplastic mass that flows under the action of heat and pressure and is welded along the edges. The material chosen for this must be fairly tough and solid, translucent and preferably fairly elastic. For example, polyethylene, polytetrafluoroethylene, chlorotrifluoropolyethylene, polystyrene, methyl methacrylate, vinylidene, vinyl chloride and fluoride polymers are suitable. Preferably, a high density polyethylene film with a thickness of 75 g is used. A rectangular thin metal foil 6, which is covered with an insulating layer 7 made of a material with a high dielectric constant and above it with a light-generating layer 8 made of an electroluminescent phosphor, is placed over the lowest polyethylene plate 4, which remains a free edge all around . A sheet 9 of conductive microfiber glass is placed over the coated film, leaving a narrow edge of the film uncovered all around. A plate 11 made of low density polyethylene, which is preferably thinner and expediently the same size as the plates 4, 5 made of high density polyethylene used as a cover, is placed over the layer of conductive glass fibers. During the pre-pressing, the plate 11 made of low-density polyethylene is essentially liquefied and partially pressed through the porous glass fiber layer. In this way the glass fiber layer is fixed in place, i.e. That is, it is partly embedded in the plate 1 made of low density polyethylene and furthermore glued to the phosphor layer 8 on the aluminum foil.

Die überzogene MetaRfolie 6 kann aus weich geglühtein Aluminium von 20 g99 Dicke bestehen, das mit zwei Schichten -überzogen ist: zuerst mit einer dünnen isolierenden Schicht aus Bariumtitanat, das in einem organischen Polymeren eingebettet ist, und hierüber mit einer Schicht aus einem elektrolumineszenten Leuchtstoff, wie 7-inksulfid-Zinkoxyd, mit geeigneten Aktivatoren, wie Kupfer, Mangan, Blei oder Silber, der ebenfalls in einem organischen Polymeren verteilt ist. Als organische Pcilymere für diesen Zweck eignen sich beispielsweise Celhilosenitrat Polyacrylate, Methacrylate, Polyvinylchlorid, Celluloseacetat, Alkydharze, Epoxykleber und Polymere von Triallyleyanurat, denen modifizierende Mittel oder Weichmacher, wie Kampfer, Dioctylphthalat, Tricresylphosphat und ähnliche Stoffe, zugesetzt werden können. Ein bevorzugtes organisches Polymer, das einen dichten, zähen Film mit hoher DielektrizItätskonstante und guter mechanischer Festigkeit und Wärmebeständigkeit bildet, besteht aus Cyanoäthylcellulose, mit geeigneten Weichmachern. Das in einer Cyanäthylcelluloselösung dispergierteBariumtitanat kann durch Aufsprühen oder zweckmäßig durch Aufstreichen und anschließendes Trocknen auf die Aluminiumfolie aufgetragen werden. Der Leuchtstoff, der ebenfalls in einer Cyanäthylcelluloselösung dispergiert ist, kann dann auf die gleiche Weise über die Bariumtitanatschicht gelegt werden.The coated metal foil 6 can consist of annealed aluminum with a thickness of 20 g99, which is coated with two layers: first with a thin insulating layer of barium titanate embedded in an organic polymer, and on top of this with a layer of an electroluminescent phosphor, such as 7-inksulfide zinc oxide, with suitable activators such as copper, manganese, lead or silver, which is also distributed in an organic polymer. Suitable organic polymers for this purpose are, for example, celhilose nitrate, polyacrylates, methacrylates, polyvinyl chloride, cellulose acetate, alkyd resins, epoxy adhesives and polymers of triallyley anurate, to which modifying agents or plasticizers such as camphor, dioctyl phthalate, tricresyl phosphate and similar substances can be added. A preferred organic polymer which forms a dense, tough film with a high dielectric constant and good mechanical strength and heat resistance consists of cyanoethyl cellulose with suitable plasticizers. The barium titanate dispersed in a cyanoethyl cellulose solution can be applied to the aluminum foil by spraying or, advantageously, by brushing on and then drying. The phosphor, which is also dispersed in a cyanoethyl cellulose solution, can then be placed over the barium titanate layer in the same way.

Die leitende Glasfaserschicht 9 besteht aus einer handelsüblichen Mikrofaserglasfolie von 25 g99 Dicke, die leitfähig gemacht wird durch Eintauchen in eine MetaUsaMösung, die nach Trocknen und Behandlung bei erhöhter Temperatur einen leitenden Überzug bildet. Als Lösung eignet sich basisches Indiumtrifluoracetat, In (0 H) (C F3 C 0,)" mit Zinnchlorid (Sn C14), gelöst in einem organischen Lösungsmittel, wie Athylenglycolmonoäthylätheracetat.The conductive glass fiber layer 9 consists of a commercially available microfiber glass film with a thickness of 25 g99, which is made conductive by immersion in a MetaUsa solution which, after drying and treatment at elevated temperature, forms a conductive coating. Basic indium trifluoroacetate, In (0 H) (C F3 C 0,) "with tin chloride (Sn C14), dissolved in an organic solvent such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, is suitable as a solution.

Zur Anregung der Elektrolumineszenzlampe muß eine Wechselspannung zwischen die leitfähigen Schichten, d. h. an die Aluminiumfolie 6 und die leitfähige Glasfolie 9 gelegt werden. Dies geschieht zweckmäßig mit flachen, elastischen Kupferlitzen oder -bändern 12, 13. Die erstere wird unter die Aluminiumfolie 6 zwischen die Folie und die untere Platte 4 der Außenhülle und die letztere über die leitfähige Glasfaserschicht 9, d. h. zwischen die Glasfaserschicht und die Platte 11 aus Polyäthylen niedriger Dichte gelegt. Die Kupferbänder sind bis fast zur Kante der Äthylenplatten der Außenhülle geführt und überlagern dort je ein seitlich nach außen heraustretendes Band 2, 3 aus Kupfergeflecht. Während des Verpressens werden die Kupferbänder in die thermoplastischen Platten gebettet und gleichzeitig gegen die Aluminiumfolie bzw. gegen das leitfähige Glas gepreßt. Die aus der thermoplastischen Außenhülle heraustretenden Bänder aus Kupfergeflecht dienen als Zuleitungen.To excite the electroluminescent lamp, an alternating voltage must be applied between the conductive layers, i.e. H. are placed on the aluminum foil 6 and the conductive glass foil 9 . This is expediently done with flat, elastic copper braids or tapes 12, 13. The former is placed under the aluminum foil 6 between the foil and the lower plate 4 of the outer shell and the latter over the conductive glass fiber layer 9, i. H. placed between the fiberglass layer and the plate 11 of low density polyethylene. The copper strips are led almost to the edge of the outer shell Äthylenplatten and superimpose there ever a laterally outwardly out trespassing Band 2, 3 made from copper braid. During the pressing process, the copper strips are embedded in the thermoplastic plates and at the same time pressed against the aluminum foil or against the conductive glass. The copper braid tapes emerging from the thermoplastic outer shell serve as feed lines.

Durch das Einschalten der Leuchtplatte wird der elektrolumineszente Leuchtstoff angeregt und leuchtet bis zum Rand 9' der leitfähigen Glasfaserschicht auf. Der Streifen zwischen dem Rand 9' der leitfähigen Glasfaserschicht und dem Rand 6' der Aluminiumfolie leuchtet nicht und ist dunkel. Der über den Rand 6' der Aluminiumfolie hinausragende Randstreifen der therinoplastischen Außenhülle leuchtet nicht ist aber durchsichtig oder zumindest durchscheinend.When the light panel is switched on, the electroluminescent phosphor is excited and lights up to the edge 9 'of the conductive glass fiber layer. The strip between the edge 9 'of the conductive glass fiber layer and the edge 6' of the aluminum foil does not light up and is dark. The edge strip of the therinoplastic outer shell protruding beyond the edge 6 'of the aluminum foil does not light up but is transparent or at least translucent.

Der Aufbau des Schichtgebildes erfolgt gemäß der Erfindung vorzugsweise unter Anwendung eines Vakuumverfahrens, um aus den übereinandergelegten Schichten die Gase abzuziehen und zugleich die Teile genau übereinanderhegend zu halten, bis die in die Presse gelegt werden, wo sie durch Druckluft oder hydrostatischen Druck verpreßt werden. Fig. 2 zeigt perspektivisch die Vakuumplatte 15, und Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Vakuumplatte 15 und die Druckplatte 16, die zwischen die Stempel 18, 17 einer hydraulischen Presse 19 gelegt sind.According to the invention, the layer structure is preferably built up using a vacuum process in order to draw off the gases from the superimposed layers and at the same time to keep the parts exactly one above the other until they are placed in the press, where they are pressed by compressed air or hydrostatic pressure. FIG. 2 shows the vacuum plate 15 in perspective, and FIG. 3 shows a section through the vacuum plate 15 and the pressure plate 16, which are placed between the punches 18, 17 of a hydraulic press 19 .

Die Vakuumplatte (s. insbesondere Fig. 3) besteht aus einer ebenen polierten Metallplatte, die, wie in den Zeichnungen dargestellt, kreisförmig sein kann und deren Oberseite wenigstens zum Teil aus porösem Metall besteht. Zweckmäßig wird in die Oberseite der Vakuumplatte eine flache, kreisförmige Vertiefung eingearbeitet, in die eine kreisförmige Platte oder Scheibe 21 aus porösem Metall eingelegt wird. Unter porösem Metall ist ein Metall mit einem wesentlichen Anteil an Hohlräumen, wie es nach Verfahren der Pulvermetallurgie durch Pressen und Sintern von Metallpulvern hergestellt werden kann, zu verstehen. Ein geeignetes Material dieser Art, das für Lager mit Dauerschmierung bekannt ist, besteht aus Bronze mit etwa 3011/9 Hohlräumen. Ein radial in die Vakuumplatte gebohrtes Loch 22 steht mit einer ringförmigen Nut 23 unter dem Rand der porösen Platte 21 in Verbindung und ist mit einem Anschlußstutzen 24 versehen, an den ein Gummischlauch 25 (Fig. 2) angeschlossen wird, um Vakuum 'an die poröse Platte zu legen. Die ringförmige Nut 23 unter dem Rand der porösen Platte ermöglicht gleichmäßige Verteilung des Vakuums rings um ihren Umfang, um die Gase aus den übereinandergelegten Schichten der Elektrolumineszenzlampe zu entfernen. Die Vakuumplatte ist feiner an ihrer Oberseite nahe ihrer Außenkante mit einer schmalen Ringaut 26 versehen, die mit einem radial gebohrten Loch 27 in Verbindung steht. In das Loch ist ein Stutzen 28 eingeführt, an den ein Gummischlauch 29 zur Evakuierang angeschlossen wird.The vacuum plate (see in particular FIG. 3) consists of a flat, polished metal plate which, as shown in the drawings, can be circular and the upper side of which consists at least in part of porous metal. A flat, circular depression is expediently worked into the upper side of the vacuum plate, into which a circular plate or disk 21 made of porous metal is inserted. Porous metal is to be understood as meaning a metal with a substantial proportion of cavities, as can be produced using powder metallurgy processes by pressing and sintering metal powders. A suitable material of this type, known for bearings with permanent lubrication, is bronze with approximately 3011/9 cavities. A hole 22 drilled radially in the vacuum plate communicates with an annular groove 23 under the edge of the porous plate 21 and is provided with a connection piece 24 to which a rubber hose 25 (Fig. 2) is connected to vacuum the porous plate To lay plate. The annular groove 23 under the edge of the porous plate enables the vacuum to be evenly distributed around its periphery in order to remove the gases from the superimposed layers of the electroluminescent lamp. The vacuum plate is finer on its upper side near its outer edge with a narrow ring shape 26 which is connected to a radially drilled hole 27 . A nozzle 28 is inserted into the hole, to which a rubber hose 29 is connected for evacuation.

Zum bequemen Auflegen der Teile der Zelle auf die Vakuurnplatte wird diese aus den Preßstempeln herausgenommen und auf einen geeigneten Arbeitstisch gelegt. Damit die Elektrolumineszenzlampe nach dem Verpressen unter Druck und Wärme nicht an der Saugplatte haftenbleibt, wird zweckmäßig zuerst ein Trennmittel auf die Vakaumplatte aufgebracht. Als Trennmittel eignet sich eine Folie aus 5 Polyäthylenterephthalat. Diese Folie 30 (Fig. 2) kann zum Teil über den Rand der porösen Platte 21 hinausragen, wie aus der Figur ersichtlich, aber sie darf die poröse Platte nicht völlig bedecken, da sie vollkommen luftundurchlässig ist und das Anlegen des Vakuums an das Schichtgebilde verhindern würde. Über der Folie 30 erfolgt dann der Aufbau des Schichtgebüdes, der auf die beschriebene Weise vor sich geht, nämlich: Platte 4 aus Polyäthylen hoher Dichte, Aluminiumfolie 6 mit Isolier- und Leuchtstoffüberzug, leitfähige Glasfolie 9, Platte 11 aus Polyäthylen niedriger Dichte und schließlich Platte 5 aus Polyäthylen hoher Dichte. Fig. 3 zeigt die in der richtigen Reihenfolge übereinandergelegten Teile der Elektrolumineszenzlampe, wobei die Höhe oder Dicke, zur besseren Veranschaulichung übertrieben vergrößert dargestellt ist. Die Kupferbänder 12, 13 und die Zuleitungen 2, 3 aus Kupfergeffecht sind ebenfalls eingeführt. Wie als Beispiel in Fig. 2 gezeigt, werden zwei Schichtgebilde 31, 32, die aus je zwei Lagen aus Aluminiumfolie, leitfähiger Glasfaserfolie und darüber- und daruntergelegten Polyäthylenplatten zusammengestellt sind, nebeneinandergelegt und zugleich verpreßt.For convenient placement of the parts of the cell on the vacuum plate, the latter is removed from the ram and placed on a suitable work table. So that the electroluminescent lamp does not stick to the suction plate after pressing under pressure and heat, a release agent is expediently first applied to the vacuum plate. As a release agent, a film made of polyethylene terephthalate 5 is suitable. This film 30 (FIG. 2) can partially protrude beyond the edge of the porous plate 21, as can be seen from the figure, but it must not completely cover the porous plate, since it is completely impermeable to air and prevents the application of vacuum to the layer structure would. The layer structure is then built up over the film 30 in the manner described, namely: plate 4 made of high-density polyethylene, aluminum foil 6 with insulating and fluorescent coating, conductive glass film 9, plate 11 made of low-density polyethylene and finally plate 5 Made of high density polyethylene. 3 shows the parts of the electroluminescent lamp placed one on top of the other in the correct order, the height or thickness being shown exaggerated for better illustration. The copper strips 12, 13 and the leads 2, 3 made of copper fencing are also introduced. As shown as an example in FIG. 2, two layer structures 31, 32, each composed of two layers of aluminum foil, conductive glass fiber foil and polyethylene plates placed above and below, are placed side by side and pressed at the same time.

Während des übereinanderlegens der einzelnen Schichten wird Vakuum an die poröse Platte gelegt, damit sich die zu verbindenden Teile nicht verschieben. Wenn bisher kein Vakuum bestand, wird dies jetzt mittels des Schlauches 25 angelegt. über die Vakuumplatte wird dann eine undurchlässige Platte 33 gelegt, die als anschmiegsame Membran dient (in Fig. 2 zur besseren Veranschaulichung durchsichtig dargestellt). Ein geeignetes Material für diesen Zweck ist eine Folie aus Polyäthylenterephthalat oder eine weich geglühte Aluminiumfolie, wobei die letztere bevorzugt wird. Ein Vakuum wird ferner mit Hilfe von Schlauch 29 in der ringförmigen Nut 26 am Umfang der Vakuumplatte gebildet. Hierdurch wird die Membran 33 nach unten gezogen und in ihrer Lage gehalten. Durch Überrollen mit einer Handwalze 34 wird die Membran 33 nun glatt auf das Schichtgebilde gedrückt, um etwa eingeschlossene Luftblasen zu den Kanten abzuführen, von wo sie durch die poröse Platte abgesaugt werden. Durch das Vakuum, das an die poröse Platte gelegt ist, preßt der atmosphärische Druck die Folie nach unten auf die Vakuumplatte, und gleichzeitig werden alle Gase oder Feuchtigkeit, die zwischen den Teilen des Schichtgebildes eingeschlossen sind, weitgehend entfernt. Die übereinandergeschichteten Teile der Elektrolumine'szenzlampe werden hierdurch ferner genau übereinanderliegend gehalten.While the individual layers are being laid on top of one another, a vacuum is applied to the porous plate so that the parts to be connected do not move. If there was previously no vacuum, this is now applied by means of the hose 25 . An impermeable plate 33 is then placed over the vacuum plate and serves as a conformable membrane (shown transparently in FIG. 2 for better illustration). A suitable material for this purpose is a sheet of polyethylene terephthalate or a soft annealed aluminum sheet, the latter being preferred. A vacuum is also established with the aid of hose 29 in the annular groove 26 on the periphery of the vacuum plate. As a result, the membrane 33 is pulled down and held in place. By rolling over it with a hand roller 34, the membrane 33 is now pressed smoothly onto the layer structure in order to lead away any enclosed air bubbles to the edges, from where they are sucked off through the porous plate. Due to the vacuum which is applied to the porous plate, the atmospheric pressure presses the film downwards onto the vacuum plate, and at the same time all gases or moisture which are trapped between the parts of the laminate are largely removed. The parts of the electroluminescent lamp that are stacked on top of each other are thereby also kept exactly on top of each other.

Auf die Vakuumplatte 15 wird jetzt die Druckplatte 16 gelegt, und beide Platten werden zwischen die Stempel der Presse 19 gebracht. Es ist unwesentlich, ob die Vakuumplatte unten (wie in Fig. 3 dargestellt) oder oben liegt. Während der überführung und auch während des folgenden pneumatischenVerpressens wird sowohl die poröse Platte als auch die Ringnut weiterhin unter Vakuum gehalten. Die Gummischläuche 25, 29 haben die hierfür erforderliche Länge. In die Unterseite der Druckplatte 16 ist eine flache Vertiefung 35 eingearbeitet, die von einer tieferen rechteckigen Nut 36 umgeben ist, in die ein Ring 37 aus hitzebeständigem Rundgammi eingelegt ist. Eine radiale Bohrung 38 steht mit der flachen Ausnehmung 35 in Verbindung und ist mit einem Anschlußstutzen 39 zur Einführung eines Druckmediums in den zwischen Vakirum- und Druckplatte gebildeten Hohlraum versehen. Die Tiefe der flachen Ausnehmung 35 ist unwesentlich, jedoch muß sie groß genug sein, um die dickste zu verpressende Elektrolumineszenzzelle aufzunehmen, wie in Fig. 4 dargestellt. Die Oberfläche der flachen Ausnehmung 35 in der Druckplatte darf die Oberfläche der anschmiegsamen Membran 33 nicht berühren. Der eigentliche Druck gegen die Membran wird durch das in den Hohlraum eingeführte Druckmedium ausgeübt.The pressure plate 16 is now placed on the vacuum plate 15 , and both plates are brought between the stamps of the press 19 . It is immaterial whether the vacuum plate is at the bottom (as shown in FIG. 3 ) or at the top. During the transfer and also during the following pneumatic pressing, both the porous plate and the annular groove are kept under vacuum. The rubber hoses 25, 29 have the length required for this. In the underside of the pressure plate 16 , a shallow depression 35 is incorporated, which is surrounded by a deeper rectangular groove 36 into which a ring 37 made of heat-resistant round gummy is inserted. A radial bore 38 communicates with the shallow recess 35 and is provided with a connection piece 39 for introducing a pressure medium into the cavity formed between the vacuum and pressure plate. The depth of the shallow recess 35 is insignificant, but it must be large enough to accommodate the thickest electroluminescent cell to be pressed, as shown in FIG. The surface of the flat recess 35 in the pressure plate must not touch the surface of the conformable membrane 33. The actual pressure against the membrane is exerted by the pressure medium introduced into the cavity.

Zum Verpressen der Elektrolumineszenzlampe werden die Preßstempel 17, 18 zusammengeführt. Der obere Stempel wird durch die Seitenholine 40, 41 ge- halten, während der untere Stempel durch den in einem üblichen hydraulischen Zylinder 43 arbeitenden Kolben 42 nach oben geführt wird. Die Druckplatte 16 wird hierbei nach unten auf die Vakuumplatte 15 gedrückt, und der Rundgummiring 37, der gegen die anschmiegsame Membran 33 drückt, dichtet den Raum zwischen Membran und der Oberfläche der flachen Ausnehmung 35 in der Druckplatte ab. Nun wird Druckluft oder gegebenenfalls komprimiertes Kohlendioxyd durch den Stutzen 39 in den abgedichteten Raum der flachen Ausnehmung 35 geleitet und ein hydrostatischer Druck auf das Schichtgebilde ausgeübt. Mit Hilfe ummantelter elektrischer Widerstandseleinente 44, die in die beiden Preßstempel eingebettet sind, wird den Preßstempeln Wärme zugeführt. Die Wärme überträgt sich von den Stempeln durch die Druck- und Vakuumplatte auf die zu verpressende Elektrolumineszenzlampe und erweicht die Polyäthylenplatten. Durch den hydrostatischen Druck auf die nachgiebige Membran wird ein gleichmäßiger Druck auch auf die Kanten der durch Wärme erweichbaren Stoffe im Schichtgebilde ausgeübt, so daß keine seitliche Verformung oder ein ungleichmäßiger Druck vorliegt. Bei Verwendung von Polyäthylen beträgt der auf den Schichtkörper ausgeübte Druck etwa 35 kg(cm2, Während die Temperatur je nach der verwendeten Type 110 bis 2Ö00 C beträgt. Beispielsweise genügt eine für etwa 10 Minuten aufrechterhaltene Temperatur von 1500 C, um den Kunststoff zu schmelzen. Die Heizelernente werden dann abgeschaltet und die Platten durch Wasser oder öl, das durch Kühlkanäle 45 in den Preßstempel zirkuhert, gekühlt. Nach dem Kühlen werden sowohl der pneumatische Druck als auch das Vakuum aufgehoben. Die Presse wird geÖffnet, und die, fertige verpreßteElektrolumineszenzlampe wird entnommen. Die Membran 33 und die als Trennmittel verwendete untere Platte 30 lassen sich leicht abziehen. Die verpreßten Schichtkörper 31, 32 werden in zwei Teile geschnitten, wobei zwei Flektrolumineszenzlampenpaare erhalten werden, wie sie in Fig. 1 dargestellt sind.To press the electroluminescent lamp, the press rams 17, 18 are brought together. The upper punch is hold by the overall Seitenholine 40, 41, while the lower punch is guided by the hydraulic cylinder 43 in a conventional working piston 42 upward. The pressure plate 16 is here pressed down onto the vacuum plate 15 , and the round rubber ring 37, which presses against the conformable membrane 33 , seals the space between the membrane and the surface of the flat recess 35 in the pressure plate. Compressed air or optionally compressed carbon dioxide is now passed through the connection 39 into the sealed space of the flat recess 35 and a hydrostatic pressure is exerted on the layer structure. With the aid of jacketed electrical resistance elements 44 which are embedded in the two press rams, heat is supplied to the press rams. The heat is transferred from the stamps through the pressure and vacuum plate to the electroluminescent lamp to be pressed and softens the polyethylene plates. The hydrostatic pressure on the flexible membrane also exerts a uniform pressure on the edges of the heat-softenable substances in the layer structure, so that there is no lateral deformation or uneven pressure. When using polyethylene, the pressure exerted on the laminate is about 35 kg (cm2, while the temperature, depending on the type used, is 110 to 2000 C. For example, a temperature of 1500 C maintained for about 10 minutes is sufficient to melt the plastic. The heating elements are then switched off and the plates are cooled by water or oil circulating into the ram through cooling channels 45. After cooling, both the pneumatic pressure and the vacuum are released, the press is opened and the finished, pressed electroluminescent lamp is removed . the diaphragm 33 and the lower plate used as a release agent 30 can be easily removed. the pressed sheet body 31, 32 are cut in two parts, wherein two Flektrolumineszenzlampenpaare be obtained, as shown in FIG. 1.

Natürlich braucht keine hydraulische Presse für das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet zu werden, da der Preßdruck, der auf die ElektrolumineszenzIampe ausgeübt wird, durch das auf die nachgiebige Membran einwirkende Druckmedium erzeugt wird. Gleiche Ergebnisse können erhalten werden, wenn das auf die Vakuumplatte gelegte Schichtgebilde, in einen geeigneten Autoklav gelegt wird, der in der Lage ist, die erforderliche Temperatur zu schaffen, und entsprechend druckfest ist.Of course, no hydraulic press needs to be used for the method according to the invention, since the pressing pressure which is exerted on the electroluminescent lamp is generated by the pressure medium acting on the flexible membrane. The same results can be obtained if the layer structure placed on the vacuum plate is placed in a suitable autoclave which is able to create the required temperature and is correspondingly pressure-resistant.

Außer den hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Elektrolumineszenzlampen können auch andere Konstruktionen nach dem Verfahren gemäß der Erfindung verpreßt werden. Beispielsweise eignet sich das Verfahren mm Verpressen von Elektrolumine,szenzlampen ähnlich den hier beschriebenen, bei denen jedoch an Stelle der leitenden Glasfaserfolie eine lichtdurchlässige flexible Platte aus hochschmelzendem Kunststoff, wie Polyäthylenterephthalat, verwendet wird, die mit einer dünnen Schicht eines verdampften Metalls oder eines Halbleiters, wie metallisches Gold oder Kupferjodid, überzogen ist. Das Verfahren eignet sich ferner zum Verpressen von Elektrolumineszenzlampen, bei denen an Stelle der beiden leitfähigen Schichten, d. h. der Aluminiumfolie und der leitenden Glasfaserfolie, lichtdurchlässige flexible Platten aus einer hochschmelzenden plastischen Masse, die durch geeignete Behandlung leitfähig gemacht wurde, verwendet werden.In addition to the preferred embodiments of the electroluminescent lamps described here, other constructions can also be pressed using the method according to the invention. For example, the process of pressing electroluminescent lamps similar to those described here is suitable, but in which, instead of the conductive glass fiber film, a transparent, flexible plate made of high-melting plastic, such as polyethylene terephthalate, is used, which is coated with a thin layer of a vaporized metal or a semiconductor, like metallic gold or copper iodide. The method is also suitable for pressing electroluminescent lamps in which instead of the two conductive layers, i. H. the aluminum foil and the conductive glass fiber foil, transparent flexible plates made of a high-melting plastic compound which has been rendered conductive by suitable treatment can be used.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. A method and apparatus for the production of electroluminescent lamps in which an electroluminescent phosphor layer is arranged between two conductive layers, characterized in that the layers (4 to 9) forming the electroluminescent lamps, including outer, protruding beyond the inner electrically active parts and as Outer shell serving layers (4, 5) made of thermoplastic material, which have at least one permeable part, are placed on a vacuum plate (15) with a porous part (21) that a vacuum-tight film (33) is placed over the vacuum plate so that it all layers (4 to 9) of the prepared electroluninescence lamps including the porous part (21) of the plate (15) covered, then air and moisture removed by applying a vacuum to the porous part (21) between the layers and the layers of the light plate under pressure and warmth are united.

2. A method for producing an electroluminescent lamp in which one of the two conductive layers consists of conductive fibers and the enveloping outer thermoplastic films made of high density polyethylene, according to spoke 1, characterized in that between the outer layers (4, 5) made of high polyethylene Density and the fiber layer (9) a layer (11) of low-density polyethylene is arranged and the fiber layer (9) is embedded in the low-density polyethylene layer and penetrated by it and, moreover, is welded to the phosphor layer (8) and the high-density polyethylene layer . 3. Device for carrying out the method according to spoke 1 or 2, characterized by a smooth vacuum plate (15) with a porous part (21) for supporting the individual layers and a vacuum-tight, conformable membrane (33), the superimposed layers of the electroluminescent lamp and the porous Part (21) of the vacuum plate (15) covers a pressure plate (16) to be placed over the vacuum plate, which is designed so that it forms a hermetic seal with the membrane (33) and a hollow space (35) for receiving the electric luminescent lamp of the layers (4 to 9) freely raß4 by means (17, 18) for pressing the vacuum (15) and pressure plate (16) together, by means (22, 23, 24, 25) for applying a vacuum to the porous part ( 21) of the vacuum plate (15), by means (39) for exerting hydrostatic pressure between the pressure plate (16) and the conformable Meinbran (33) and by means (44) for heating the vacuum (15) and pressure plate (1 6). Considered publications: German patent application W 11933 VIffc / 21f (published on December 2, 1954); German Auslegeschriften Gl4134VMc / 21f (published on December 20, 1956) and No. 1 002 464; Austrian Patent No. 176 609; French patent specification No. 1130 723.