DE20005419U1 - Elektrolumineszenz-Leuchtkörper - Google Patents
Elektrolumineszenz-LeuchtkörperInfo
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Description
•««••it*»·
Patentanwalt Joachim Strasse, Dipl.-Ing.
European Patent - and Trademark Attorney
84360 Bad Birnbach
European Patent - and Trademark Attorney
84360 Bad Birnbach
24. März 2000
Peter und Joachim Chrubasik
Hitzing 19
94155 Otterskirchen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elekrolumineszenz - Leuchtkörper in Flachbauweise, insbesondere in extrem flacher Bauweise.
Aus der DE 42 08 044 A1 ist eine länglicher elektrolumineszierender Leuchtstreifen und ein Stranggussverfahren zu seiner Herstellung bekannt. Der extrudierte Leuchtstreifen mit einem Paar längsverlaufender Stromschienen im Inneren ist durch die Ummantelung zwar seitlich wasserdicht gekapselt, wird aber für den Gebrauch auf Länge abgeschnitten, wodurch offene Stirnflächen entstehen. Außerdem ist die Streifenform einheitlich profiliert und das in einer erheblichen Dicke, die für Zierleisten am Kraftfahrzeug bestimmt ist. Damit ist durch das Herstellverfahren nur eine bestimmte Anwendung des Streifens möglich. Eine Formenvielfalt gibt es nicht
Eine endlose Leuchtfolie aus laminierten Schichten wird auch in der GB PS 970 146 beschrieben, bei der allerdings in vorgegebenen Abständen Trennstellen vorgesehen sind, um aus dem länglichen Streifen einzelne Zellen heraus zu trennen.
Aus der DE Gebrauchsmusterschrift 297 06 243 ist bekannt, die Elekrolumineszenz Kristalle, die ohnehin nur in Folienform verfügbar sind, durch eine zusätzliche Folie gegen Feuchtigkeit zu schützen.
Eine weitere Gebrauchsmusterschrift mit der Nummer DE 1 918 788 beschriebt einen.
elektrisch - chemischen Leuchtköper, der ebenfalls zum Schutz der Lumineszenzkristalle
und der elektrischen Zuleitungen in einen durchsichtigen, festen Kunststoff
eingebettet ist, um Buchstaben oder Worte leuchtend zu bilden.
und der elektrischen Zuleitungen in einen durchsichtigen, festen Kunststoff
eingebettet ist, um Buchstaben oder Worte leuchtend zu bilden.
In ähnlicher Weise werden elektrisch anregbare Leuchtschichten gemäß US PS 5 085 605 thermisch miteinander verbunden, um einen festen Leuchtkörper mit nur einer Form zu bilden.
Die FR PS 13 09 665 beschreibt den Schichtaufbau einer Lumineszenz - Lampe auf einer Kunststoffplatte mit mehreren dielektrischen und leitenden sowie isolierenden Schichten. Da es sieht um eine Lampe handelt, hat sie eine bestimmte Form und dient der Beleuchtung.
Demgegenüber besteht die Aufgabe, den bekannten Lumineszenzeffekt für die verschiedenartigsten Anwendungen, beginnend vom Schichtaufbau anzupassen und zu verwenden. Nicht die rationelle Fertigung einer Großserie, sondern die Formgebung von individuellen und vielseitig verwendbaren Einzelstücken oder Kleinserien sind das Ziel der vorliegenden Erfindung. Außerdem soll nicht eine Lampe für Beleuchtungszwecke geschaffen werden, die mit ihrem Licht vornehmlich Gegenstände in der Umgebung für das Auge sichtbar macht, sondern ein Gegenstand, der im wesentlichen sich selbst sichtbar macht.
Hierbei wird von den bekannten Elekrolumineszenz - Leuchtkörpern ausgegangen. Sie sind entsprechend der hier verfolgten Zielrichtung in Folienform ausgebildet und sind annähernd zweidimensional zum Unterschied zu den stranggepressten Streifen oder in festem und durchsichtigen Kunststoff befindlichen Schichten, die eine regelrechte „Lampe" bilden. Wird an die Anschlüsse eines derartigen flachen Leuchtkörpers eine Wechselspannung angelegt, wird elektrische Energie direkt in Licht umgewandelt, ohne dass störende Wärme entsteht oder anderweitige Strahlung erzeugt wird. Der Aufbau eines derartigen Leuchtkörpers umfasst eine Frontelektrode aus transparentem Material, eine Leuchtstoffschicht, eine Isolationsschicht und eine Rückenelektrode, die aus transparentem oder nicht transparentem Material bestehen kann. Die Frontelektrode und die Rückenelektrode sind jeweils mit einem Anschluss verbunden. An die Anschlussleiter wird die Wechselspannung angeregt. Dadurch sendet der eingebettete Leuchtstoff Licht aus, das durch die transparente Frontelektrode austritt.
Das Besondere gemäß der vorliegenden Erfindung besteht hierbei darin, dass der
Das Besondere gemäß der vorliegenden Erfindung besteht hierbei darin, dass der
Schichtaufbau je nach Verwendung von Anbeginn dem Zweck in Größe und Funktion
angepasst ist. Aufgebaut wird der Leuchtkörper auf einer unteren Trägerschicht, die
aus Kunststoff wie ABS oder PVC, Polyester oder Polykarbonat besteht, aber auch eine dünne Metallfolie, beispielsweise eine Aluminiumfolie sein kann, welche durch ihre Spiegelwirkung die Leuchtwirkung unterstützt und zugleich die Rückelektrode bilden kann, wenn hierauf die Leuchtfolie nicht nur mechanisch sondern auch galvanisch aufgebracht wird. Auf diese aufgebrachte Leuchtfolie wird im Siebdruck oder in vergleichbarer Technik die Individualisierende Schicht, ein Bild, ein Logo oder eine Schrift oder ähnliches aufgebracht. In Abstrahlrichtung wird der individuelle Schichtaufbau nicht wie beim Stand der Technik thermoplastisch abgeschlossen, weil die beim Herstellen notwendige Wärmeeinwirkung für die Bauelemente gefährlich sein kann, sondern mit einem kalten Zweikomponenten - Gießharz, einem transparenten oder glasklaren Polyurethan abgeschlossen.
aus Kunststoff wie ABS oder PVC, Polyester oder Polykarbonat besteht, aber auch eine dünne Metallfolie, beispielsweise eine Aluminiumfolie sein kann, welche durch ihre Spiegelwirkung die Leuchtwirkung unterstützt und zugleich die Rückelektrode bilden kann, wenn hierauf die Leuchtfolie nicht nur mechanisch sondern auch galvanisch aufgebracht wird. Auf diese aufgebrachte Leuchtfolie wird im Siebdruck oder in vergleichbarer Technik die Individualisierende Schicht, ein Bild, ein Logo oder eine Schrift oder ähnliches aufgebracht. In Abstrahlrichtung wird der individuelle Schichtaufbau nicht wie beim Stand der Technik thermoplastisch abgeschlossen, weil die beim Herstellen notwendige Wärmeeinwirkung für die Bauelemente gefährlich sein kann, sondern mit einem kalten Zweikomponenten - Gießharz, einem transparenten oder glasklaren Polyurethan abgeschlossen.
In einer besonderen Ausgestaltung wird unter der unteren Trägerschicht eine mit einer Schutzfolie abgedeckte Klebeschicht vorgesehen, um die Anwendung zu erleichtern.
Der Elekrolumineszenz - Leuchtkörper nach der Erfindung wird im Bereich einer Dicke von etwa 1 mm gehalten. Da elektrische Energie direkt in Licht umgewandelt wird, ohne dass Wärme entsteht oder anderweitige Strahlung erzeugt wird, ist der Einsatz derartiger Leuchtkörper sehr vielfältig Der Leuchtkörper wird mit einer Spannung zwischen 60 und 230 V Wechselstrom und bei einer Frequenz von zwischen 50 und 220 Hz betrieben. Die Standardwerte betragen 115 V und 400 Hz. Dadurch können die Leuchtkörper über Spannungswandler stromsparend aus Batterien, Akkumulatoren oder Pufferspeicher an Solarzellen betrieben werden. Die Dimensionen des Leuchtkörpers können derzeit bis 450 &khgr; 2 000 mm mit einer Leuchtdichte von ca. 200 cd/m2 betragen Die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung liegt über 95 % der Fläche, die Lebensdauer beträgt bis zu 12 000 Betriebsstunden. Dabei fällt die Leuchtkraft eines derartigen Leuchtkörpers nicht schlagartig auf Null, sondern schwächt sich allmählich ab. Bei höheren Frequenzen, d.h. größeren Leuchtstärken, ist die Lebensdauer geringer, jedoch immer noch wesentlich höher als bei vergleichbaren Leuchtmitteln.
Die derzeitiger Herstellungsgrößen sind auf maximal 422 mm &khgr; 596 mm (DIN A2 Format) = 2 515,12 cm2 Lichtfläche begrenzt. Größere Flächen lassen sich durch Segmen-
tieren und elektrisches Verbinden miteinander beliebig durch Aneinanderreihen erzie
Die eingelegten Leuchtfolien sind in bestimmten Grundfarben, z.B. weiß, blau, blaugrün, gelbgrün und orange verfügbar. Weitere Farben können durch Einsetzen von Farbfiltern erzielt werden.
Mit der Erfindung ist es möglich, beliebige Größen, Formen und Farben von Leuchtfolien, die in einen, spezifischen Leistungsbereich liegen, mit ein und demselben Vorschaltgerät zu betreiben. Die Ausgangsspannung wird mittels mehrerer Regelkreise konstant gehalten, und die Frequenz ist unabhängig von anderen Parametern einstellbar. Die Ausgangsspannung ist sinusförmig und lastunabhängig, mit einem einzigen Gerät können mehr als 6 m2 Leuchtfläche bei genormten Steuersignalen von 0 -10 V abgedeckt werden. Dabei kann durch entsprechende Einstellung des Arbeitspunktes eine optimale Schonung der Folienlampe erreicht werden. Besonders einfach gestaltet sich die Befestigung eines erfindungsgemäßen Leuchtkörpers an einer Wand, da er für eine Unterputzmontage geeignet ist, und an sonstigen, auch geformten Flächen, da durch die Formgebung diese spätere besondere Verwendung berücksichtigt wird. Werbeflächen, aber beispielsweise auch Eisflächen können mit leuchtenden Logos versehen werden. Statt Werbe - Logos oder Schriften können auch Pläne, Poster, Plakate, Großfotos, Landkarten in transparenter Ausführung mit Hintergrundbeleuchtung sichtbar gemacht werden. Bandenwerbungen, Namensschilder, Leuchtstreifen für Sockelleistenbeleuchtungen, Embleme und Schriftstücke lassen sich auf allen hierfür denkbaren Flächen beleuchten oder leuchtend sichtbar gemacht werden. Türverkleidungen mit Segmenten oder Formteil-Beleuchtungen in Autos sind ebenso möglich wie transparente Hohlprofile mit Lichtschacht für die Möbelindustrie, Bilderrahmen, Verkehrsschilder und dergleichen mehr. Insbesondere in der Automobiltechnik sind spezielle Verwendungsmöglichkeiten gegeben, beispielsweise beleuchtete Stoßstangenprofile, beleuchtete Stoßleisten an den Türen und beleuchtete Zierleisten, femer Seitenmarkierungsleuchten und Konturbeleuchtungen an LKWs.
Als transparenter, glasklarer Guss gibt es Anwendungsfälle für so unterschiedliche Gegenstände wie Schalthebelknöpfe (z.B. mit Logo) mit Beleuchtung, Typenschilder, Türgriffe, Signallampen und Positionslampen. Auch Hausnummern, Schilder, Fan-
Artikel, Embleme aller Art, Figuren, Sicherheitsgegenstände, wie Helme lassen sich
beleuchten.
Der erfindungsgemäße Leuchtkörper hat gegenüber herkömmlichen Leuchten entscheidende Vorteile. Er ist selbstleuchtend, liefert homogenes, weit sichtbares Licht, das mangels UV-Anteil augenschonend ist, das eine minimale Eigenerwärmung wegen fehlender infraroter Emissionen ergibt und damit eine hohe Energieausnutzung hat, somit an thermisch empfindlichen Stellen einsetzbar ist, das eine stufenlose Helligkeitsregelung von 0 bis 100 % mit Hilfe eines Dimmers liefern kann, das flimmerfrei, ausfallsicher, trittfest und robust gegen Vibrationen und mechanische Stöße ist, das im Vergleich zu Glühlampen extrem widerstandsfähig ist, das unempfindlich gegen tiefe Temperaturen Ist, leicht und flexibel sowie beliebig formbar ist, ein geringes Gewicht (0,1 g/cm2) hat, eine hohe Lebensdauer (bis zu etwa 12 000 Stunden hat und das ein sehr gutes Ansprechen auf eine Impulssteuerung besitzt.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in Verbindung mit der Zeichnung nachstehend erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Leuchtkörpers nach der Erfindung,
Fig. 2 eine andere Ausführungsform eines Leuchtkörpers nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Leuchtfläche aus mehreren Einzelleuchtflächen mit unabhängigen
Leuchtfolien und mehrpoligem Anschluss,
Leuchtfolien und mehrpoligem Anschluss,
Fig.. 4 einen Ausschnitt aus einem Lamellenvorhang in schematischer
Darstellung als spezielle Ausführungsform der Erfindung,
Darstellung als spezielle Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 eine Ausführungsform eines Bilderrahmens,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform,
Fig. 7 eine noch weitere Ausführungsform und
Fig. 8 eine Ausführungsform einer eingegossenen Leuchtfolie für eine
Sicherheitsvorrichtung.
Sicherheitsvorrichtung.
• ·
In Fig. 1 ist der schematische Aufbau eines Leuchtkörpers nach der Erfindung dargestellt. Der Leuchtkörpers besteht aus einer Frontelektrode 1 aus transparentem Material, einer Leuchtstoffschicht 3, einer Isolationsschicht 4 und einer Rückenelektrode 2. Die Elemente 2-4 sind unmittelbar übereinander bzw. aufeinander angeordnet und haben eine Gesamtdicke von etwa 0,8 mm. Die Kombination aus den Schichten 1 - 4 ist beispielsweise in eine folienartige, zumindest auf der Seite der Frontelektrode 1 transparente Umhüllung 5 eingefügt oder in ein transparentes, gießfähiges Material aus Kunststoff, Glas oder dergleichen eingegossen.
Von den Elektroden 1 und 2 gehen Leiter 6 und 7 aus, die ebenfalls eingefügt oder eingegossen sind und an deren äußeren Enden 8 eine Spannungsquelle angeschlossen ist. Eine entsprechende Anordnung ist in Fig. 2 dargestellt, deren nach außen geführte Anschlussleiter 6 und 7 einen Stecker 9 mit Steckerstiften zur Verbindung mit einer Energiequelle aufweisen.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Leuchtkörpers 10, die voneinander unabhängige Einzelleuchtflächen 11-18 unterschiedlicher Größe aufweist, die als unabhängige Felder wirken, welche in verschiedenen Farben ausgeführt sein können. Ein derartiges Informationsdisplay kann beispielsweise durch Siebdruck und Dekor - Folien in unterschiedlichster Weise gestaltet werden. Die Einspeisung der Energie erfolgt hierbei über einen Folienanschluss mit acht Polen 19-27 bei sieben Einzel-Leuchtflächen. Von den acht Polen sind sieben Pole für den Anschluss der sieben Einzel-Leuchtflächen 11 -18; der achte Pol ist für den Anschluss der gemeinsamen Frontelektrode vorgesehen.
In Fig. 4 ist eine spezielle Ausführungsform eines Einsatzes eines Leuchtkörpers dargestellt. Die Elemente 28, 29, 30 stellen Lamellen dar, die wahlweise auf ihrer Außenoder Innenseite jeweils eine Folienlampe 31, 32, 33 aufnehmen. Die Lamellen bilden miteinander einen Vorhang oder dergl., dessen Lamellen sich in geschlossenem Zustand überlappen und in geöffnetem Zustand in einer Ebene liegen, so dass die
Leuchtkörper eine Leuchtfläche bzw. ein Leuchtbild ergeben.
In Fig. 5 ist ein Bilderrahmen 34 schematisch dargestellt, dessen obere und untere Leisten 35, 36 eine streifenförmige Leuchtfolienfläche 37, 38 aufweisen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist ein Leuchtkörper 39 innerhalb einer oberen Folie 40 und einer unteren Folie 41 über eine Fuge 42 eingefügt, so dass der Leuchtkörper 39 nur über einen Verbindungsleiter 43 mit der Umgebung in Verbindung steht und nach außen luftdicht abgeschlossen ist.
Die Darstellung nach Fig.7 zeigt eine Möglichkeit der Sicherheitsbeleuchtung. Das darzustellende Gebilde 44 ist im Innenbereich als lichtreflektierende Fläche 45 ausgebildet, die auf eine leuchtende Fläche 46 aufgebracht ist bzw. von einer leuchtenden Fläche 46 in Form einer Umrisslinie gebildet wird. Das Gebilde 44 kann beispielsweise auf Fahrzeugen aufgeklebt und ein Teil einer Leuchtschrift sein, wie sie für Nachteinsätze der Polizei, der Feuerwehr als rein reflektierendes Gebilde bekannt ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 ist eine Folienleuchte 47 in ein Schutzprofil 48 eingesetzt und mit einer transparenten und/oder Musterungen aufweisenden Abdeckschicht 49 versehen, so dass die Anordnung als Beleuchtungssystem an Kraftfahrzeugen bei Unfällen verwendet werden kann. Die Folienleuchte 47 kann beispielsweise als Blinkvorrichtung arbeiten. Es ist auch möglich eine derartige Leiste als Sensor für ein Airbag - System oder eine andere auf Fahrzeugberührung reagierende Sicherheitseinrichtung verwendet werden.
Claims (13)
1. Elekrolumineszenz Leuchtkörper mit einer Frontelektrode aus transparentem Material, einer darunter befindlichen Leuchtstoffschicht zum Anzeigen von Zeichen oder Schrift, zumindest einer Isolationsschicht und einer transparenten oder nicht transparenten Rückenelektrode an welcher eine Wechselspannung anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtaufbau in flächiger Größe der Verwendung angepasst ist und eine untere Trägerschicht die Leuchtstoffschicht aufnimmt, deren Elektrode auf ihrer in Abstrahlung gerichteten Oberfläche eine individualisierende Schicht trägt, die von einem durchsichtigen Giesharz abgedeckt ist.
2. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Trägerschicht aus Kunststoff, wie ABS, PVC, Polyester oder Polykarbonat besteht.
3. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die untere Trägerschicht aus Aluminium besteht.
4. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der unteren Trägerschicht eine mit einer Schutzfolie abgedeckte Klebeschicht vorgesehen ist.
5. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die individualisierende Schicht ganz oder teilweise abdeckend oder ganz oder teilweise farbverändernd ist.
6. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die individualisierende Schicht im Siebdruck herstellbar ist.
7. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die individualisierende Schicht ein Bild, ein Logo oder eine Schrift darstellt.
8. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das durchsichtige Giesharz ein kalt aufbringbarer Zweikomponenten Kunststoff ist.
9. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht aus mehreren gleichen oder unterschiedlichen Einzelleuchtflächen besteht.
10. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht in verschieden, elektrisch nicht mit einander verbundenen Feldern unterteilt ist.
11. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtstoffschicht einen x-poligen Folienanschluss zum Anschließen von x - 1 Teilflächen aufweist.
12. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtköper sein Licht blinkend abgibt.
13. Elekrolumineszenz Leuchtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtkörper an Außenteilen eines Kraftfahrzeuges angebracht ist und dort zugleich Sensor für Sicherheitseinrichtungen ist.
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