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Intensitätsmodulierte Lichtquelle Die Erfindung bezieht sich auf eine
intensitätsmodulierte Lichtquelle in Form einer Elektrolumineszenz-Zelle mit einer
zwischen zwei wechselstromgespeisten Flächenelektroden gelagerten lumineszierenden
Schicht, bei der wenigstens eine Flächenelektrode durchsichtig ausgebildet und mit
einem randseitigen Kontaktstreifen versehen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtquelle der vorstehend beschriebenen
Art anzugeben, bei der die Phasenlage der Lichtemissionskurve gegenüber der Erregungsspannungskurve
mit einfachen Mitteln einstellbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß die Leuchtfläche von einer Spaltblende mit einem parallel zum Kontakstreifen
verlaufenden Schlitz abgedeckt ist, die entlang der Leuchtfläche zur Veränderung
des Abstands des Schlitzes vom Kontaktstreifen verstellbar ist.
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Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Elektrolumineszenz-Zelle
die Form eines langgestreckten Rechtecks auf, dessen schmale Seitenfläche mit dem
Kontaktstreifen versehen ist. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der
nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie einiger Anwendungsbeispiele entnehmbar.
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F i g. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer herkömmlichen Elektrolumineszenz-Zelle
in Rechteckform. Auf eine Glasplatte 1 ist eine durchsichtige metallische Flächenelektrode
2 in einer Dicke von wenigen Tausendstel Millimeter aufgebracht, z. B. aufgedampft,
die mit einem randseitigen Kontaktstreifen 3 leitend verbunden ist. Mit 4 ist eine
elektrolumineszierende Schicht (z. B. Zinksulfid) bezeichnet, die von einer weiteren
metallischen Flächenelektrode 5 mit einem Kontaktstreifen 6 abgedeckt wird. Wird
nun über Leitungen 7, 8 eine von einem Generator 9 erzeugte Wechselspannung an die
Kontaktstreifen 6, 3 der Flächenelektroden 5, 2 gelegt, so leuchtet die elektrolumineszierende
Schicht 4 auf. Die Lichtabstrahlung erfolgt dabei im allgemeinen durch die transparente
Flächenelektrode 2 und die Glasplatte 1, während die Schichtdicke der Flächenelektrode
5 so bemessen ist, daß das auf sie fallende Licht in Richtung auf die Glasplatte
1 reflektiert wird. Bei entsprechender Ausbildung der Schichtdicke der Elektroden
kann jedoch die Lichtabgabe auch durch die Elektrode 5 oder durch beide Elektroden
gleichzeitig erfolgen.
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Der Zusammenhang zwischen der an einem Leuchtelement der Elektrolumineszenz-Zelle
wirksamen Erregungsspannung U und der Lichtemission ist in F i g. 2 schematisch
angegeben. F i g. 2 a zeigt dabei die Zeitabhängigkeit einer sinusförmigen Erregungsspannung
U, während F i g. 2 b die Intensität 1 des von dem angeregten Leuchtelement emittierten
Lichtes darstellt. Wie hieraus ersichtlich ist, ergeben sich maximale Emittanzwerte
für jede Halbwelle der Erregungsspannung.
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Wird die Schichtdicke wenigstens einer der beiden Flächenelektroden
2 oder 5 hinreichend klein bemessen, so kann das elektrische Verhalten der Elektrolumineszenz-Zelle
durch das in F i g. 3 dargestellte Ersatzschaltbild beschrieben werden, das eine
RC-Kettenschaltung angibt. Jedes einzelne Glied dieser Kettenschaltung besteht dabei
aus einem Längswiderstand, z. B. 10, der im wesentlichen durch den sogenannten Flächenwiderstand
der Flächenelektrode mit der kleineren Schichtdicke bestimmt ist, und einem Ouerleitwert,
z. B. 11, der durch den Aufbau der lumineszierenden Schicht 4 gegeben ist und aus
der Parallelschaltung eines Widerstandes und einer Kapazität besteht. Die Phasenlage
der an den einzelnen Ouerleitwerten wirksamen Erregungsspannungen U ändert sich
von Glied zu Glied der RC-Kettenschaltung. Bestehen sämtliche Glieder aus gleichen
elektrischen Elementen, so tritt mit wachsendem Abstand eines betrachteten Leuchtelements
der Elektrolumineszenz-Zelle von dem Kontaktstreifen 3 bzw. 6 eine gleichförmig
wachsende Phasenverschiebung der jeweiligen Erregungsspannung U gegenüber der an
den Kontaktstreifen anliegenden Spannung auf. Infolge des in F i g. 2 angedeuteten
Zusammenhangs zwischen der Erregungsspannung U und dem Intensitätsverlauf des emittierten
Lichtes ist auch die Phasenlage der Lichtemissionskurve eine Funktion des Abstands
des betrachteten Leuchtelements von dem Kontaktstreifen.
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Durch Anbringung einer Spaltblende auf der Glasplatte 1, die die Leuchtfläche
der Elektrolumineszenz-
Zelle abdeckt und deren Schlitz parallel
zum Kontaktstreifen 3 bzw. 6 verläuft, können jene Leuchtelemente für eine Lichtabgabe
gleichzeitig wirksam gemacht werden, die gleiche Abstände vom Kontaktstreifen aufweisen
und somit phasengleiche Lichtemissionskurven haben. Wird die Spaltblende auf verschiedene
Schlitzabstände vom Kontaktstreifen kontinuierlich oder stufenweise einstellbar
gemacht, so erhält man eine intensitätsmodulierte Lichtquelle, deren Lichtemission
gegenüber einer erregenden Wechselspannung in der Phase beliebig eingestellt werden
kann.
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In vorteilhafter Weise kann die Elektrolumineszenz-Zelle die Form
eines langgestreckten Rechtecks aufweisen, dessen schmale Seitenfläche mit dem Kontaktstreifen
versehen ist. Hierdurch werden relativ große Werte der Phasenverschiebung erreicht.
Zweckmäßigerweise wird die Glasplatte 1 dünnwandig ausgebildet, um die infolge von
Mehrfachreflexionen auftretende wirksame Breite des Schlitzes der Spaltblende gegenüber
der tatsächlichen Breite nicht zu groß werden zu lassen.
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F i g. 4 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung, bei der mehrere intensitätsmodulierte
Lichtquellen vorgesehen sind, deren jeweilige Lichtemissionskurven gegenüber einer
gemeinsamen, anregenden Wechselspannung unabhängig voneinander beliebige Phasenlagen
einnehmen können. Zu diesem Zweck werden auf der Glasplatte 1 mehrere unabhängig
voneinander verschiebbare Spaltblenden 12, 13 und 14 nebeneinander angeordnet. Werden
zwei von diesen Spaltblenden fest miteinander verbunden, so weisen ihre Lichtemissionskurven
gegeneinander stets die gleiche Phasendifferenz auf. Dabei kann in weiterer Ausgestaltung
der Erfindung das aus mehreren Spaltblenden austretende, intensitätsmodulierte Licht
direkt oder über geeignete optische Wellenleiter, z. B. Stücke aus Kunststoffglas
od. dgl., zu photoelektrischen Elementen geleitet werden, die das intensitätsmodulierte
Licht in eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom umwandeln. Hierbei ist es
möglich, mehrere galvanisch voneinander getrennte Wechselspannungen oder -ströme
zu erzeugen, deren gegenseitige Phasenlagen beliebig einstellbar sind.
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Eine weitere Anwendungsmöglichkeit bietet sich in Verstäxkeranordnungen
der in F i g. 5 schematisch dargestellten Art, bei denen eine Gleichspannung U,
mittels eines Zerhackers S in eine Wechselspannung umgewandelt und dann über einen
Wechselstromverstärker 15 geführt wird, an dessen Ausgang ein Arbeitswiderstand
16 über einen Schalter S' angeschaltet ist, der synchron zu S betätigt wird. Bildet
man die Schalter S und S' als Photozellen, z. B. vorn pnp-Typ, aus, die mit Wechsellicht
bestrahlt sind, so kann man mit besonderem Vorteil Lichtquellen nach der Erfindung
verwenden. Werden hierbei die Schalter S und S' mit dem von zwei gegeneinander
verschiebbaren Spaltblenden 12, 13 (F i g. 4) abgegebenen Licht bestrahlt, so kann
der Arbeitsrhythmus des einen Schalters trotz der durch den Wechselstromverstärkers
15 hervorgerufenen Phasenverschiebungen durch einfache Verstellung einer der Spaltblenden
auf den des anderen abgestimmt werden.