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Die
Erfindung betrifft eine Flächenleuchte der
im Oberbegriffs von Anspruch 1 genannten Art.
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Flächenleuchten,
die zur Hinterleuchtung von lichtdurchlässigen Materialien dienen,
kommen in vielen Bereichen wie z.B. der Werbung, der Anzeige-, Informations-
und Sicherheitstechnik, bei künstlerischen
und dekorativen Darstellungen sowie im Wohn- und Architekturbereich
zum Einsatz. Sie greifen überwiegend
auf flächige
Leuchtanordnungen zurück,
die mit Hilfe von Neonröhren
oder Glüh-
oder Halogenlampen realisiert sind. Mit derartigen Lichtquellen
aufgebaute Flächenleuchten
benötigen
jedoch eine beträchtliche
Einbautiefe. Außerdem
muss spezifischen Betriebsbedingungen, insbesondere der meist hohen
Wärmeentwicklung
Rechnung getragen werden, um einen dauerhaften, ungestörten Betrieb
zu gewährleisten.
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Häufig ergibt
sich aber das Problem, dass eine nennenswerte Bautiefe nicht vorhanden
ist und dass es nicht möglich
ist, Wärme
erzeugende Lichtquellen einzusetzen. Dies gilt insbesondere für flächige Ambiente-Beleuchtungen
und dekorative Lichtgestaltungen, wie sie vermehrt für raumgestalterische Zwecke
und zur Steigerung des Wohlbefindens im Bereich der Innenarchitektur
sowie der Personenbeförderung
im allgemeinen und insbesondere im Automotive-Bereich angestrebt
werden. Auch spielt bei vielen Anwendungsfällen von Flächenleuchten das Gewicht der
Leuchte eine wichtige Rolle.
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Demgegenüber liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Flächenleuchte zu schaffen, die bei
geringem Gewicht, geringer Bautiefe und minimaler Wärmeentwicklung
eine Vielzahl von strukturellen, farblichen und räumlichen
Gestaltungsmöglichkeiten
eröffnet.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sieht die Erfindung die im Anspruch 1 niedergelegten
Merkmale vor.
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Diesen
Maßnahmen
liegt die Erkenntnis zugrunde, dass allein die Elektrolumineszenz – Lichttechnik
bei geeigneter Ausgestaltung in der Lage ist, die oben genannten
Anforderungen zu erfüllen,
zu denen insbesondere eine Bautiefe von weniger als ein Millimeter,
beliebige Konturierbarkeit der leuchtenden Fläche, minimale Wärmeentwicklung,
Erzeugung einer Vielzahl verschiedener Lichtfarben, dreidimensionale
Verformbarkeit der leuchtenden Fläche und, bei Abdeckung durch
eine lichtdurchlässige
Verkleidung, Unsichtbarkeit im inaktiven Zustand gehören.
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Zwar
ist das physikalische Phänomen
der Elektrolumineszenz schon seit langem bekannt, doch ist es erst
in jüngster
Zeit durch folgende Verbesserungen gelungen, marktreife Elektrolumineszenz-Leuchten
zu schaffen:
- – Mikrokapselung der Pigmente,
- – Entwicklung
von Bindern, die hinsichtlich ihrer Haftung, ihrer dielektrischen
Eigenschaften und ihrer Verarbeitungsfreundlichkeit für eine industrielle
Fertigung geeignet sind,
- – Beschreiten
neuer Wege im Schichtaufbau der Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren,
- – Verwendung
neuer Träger-
und Schutzmaterialien.
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Auch
ermöglicht
die Entwicklung so genannter intelligenter Bausteine für den Aufbau
von elektronischen Ansteuerschaltungen einen schonenden, keine Störsignale
aussendenden Betrieb sowie eine lange Lebensdauer. Dies gilt insbesondere
für Inverter,
die in der Lage sind, aus einer niedrigen Gleichspannung die für den Betrieb
von Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren erforderliche, deutlich
höhere
Wechselspannung zu erzeugen,
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Dadurch,
dass die leuchtende Fläche
der erfindungsgemäßen Flächenleuchte
in mehrere voneinander unabhängig
ansteuerbare Bereiche unterteilt wird, können je nach Ausgestaltung
der Pigmentschichten der verwendeten Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren
unterschiedliche Helligkeiten und/oder verschiedene Leuchtfarben
beziehungsweise unterschiedlichste Leuchtflächen-Strukturen erzeugt werden.
Zusätzlich
oder alternativ zur Verwendung unterschiedlich farbiger Pigmente
ist es auch möglich,
Farbfilter zu verwenden, die die Farbe des von den Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren
abgegebenen Lichts verändern.
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Ein
besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie nicht nur
eine zwei- beziehungsweise dreidimensionalen Formung der leuchtenden
Fläche ermöglicht sondern
auch über
die steuerbare Lichtfarbe und die veränderbare lokale Helligkeit
völlig neue
Gestaltungsmöglichkeiten
eröffnet.
Die individuelle Ansteuermöglichkeit
der einzelnen Elektrolumineszenz-Flachkondensator-Anordnungen und
die Vielfalt der erzeugbaren Farben ermöglichen in Verbindung mit entsprechend
gewählten
lichtdurchlässigen
Einlagen und Verkleidungen die Erzeugung eines strukturierten, farbigen
Flächenlichts,
das durch die Erzeugung verschiedener einzelner oder gemischter
Lichtfarben und durch die Erzielung unterschiedlicher Helligkeiten
jeder Situation angepasst werden kann.
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Wenn
zumindest einige der verwendeten Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren
rasterbeziehungsweise matrixförmig
angeordnet werden, ergibt sich außerdem die Möglichkeit,
Informationsgehalte und Aufforderungen, wie z. B. "Bitte Sicherheitsgurt
anlegen!" darzustellen.
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Diese
und weitere vorteilhafte Merkmale und Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Flächenleuchte
sind in den Unteransprüchen
niedergelegt.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
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1 eine
schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Flächenleuchte, wobei der Deutlichkeit
halber die lichtdurchlässige
Verkleidung und die lichtdurchlässige
Einlage weggelassen sind, und
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2 einen
Schnitt längs
der Linie II-II durch die Flächenleuchte
aus 1 mit einer lichtdurchlässigen Verkleidung und einer
lichtdurchlässigen
Einlage.
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Wie
man den 1 und 2 entnimmt, umfasst
eine erfindungsgemäße Flächenleuchte 1 einen
Träger 2,
der von einer relativen steifen Platte oder aber auch von einer
flexiblen Folie gebildet werden kann und zumindest auf seiner in 2 oben
liegenden Flachseite eine Beschichtung aus elektrisch leitendem
Material, vorzugsweise aus Kupfer aufweist, aus der die Basiselektroden 3 einer
Vielzahl von Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 7, 8, Leitbahnen 9, 10,
die diese Basiselektroden 5 gruppenweise elektrisch leitend
miteinander verbinden, und eine die Flachkondensatoranordnung rahmenförmig umgebende
Einspeise-Leitung 11 beispielsweise durch Ätzen herausgearbeitet
sind.
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Dadurch,
dass die mit einem Durchkontaktierungspunkt 13 verbundene
Leitbahn 9 die Basiselektroden 5 der Flachkondensatoren 7 miteinander
verbindet, bilden diese eine einheitlich ansteuerbare erste Elektrolumineszenz-Flachkondensator-Anordnung 5 während die
Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 8, dadurch, dass
ihre Basiselektroden 3 durch die mit dem Durchkontaktierungspunkt 14 verbundene
Leitbahn 10 elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
eine zweite einheitlich ansteuerbare Elektrolumineszenz-Flachkondensator-Anordnung 6 bilden,
die von der ersten Elektrolumineszenz-Flachkondensator-Anordnung 5 unabhängig betätigbar ist.
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Die
Basiselektroden 3 aller Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 7, 8 sind
durch eine durchgehende Isolationsschicht 18 überdeckt,
die auch die Zwischenräume
zwischen den Basiselektroden 3 ausfüllt.
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Über dieser
Isolationsschicht 18 ist für jeden der Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 7, 8 ein Flecken
einer Pigmentschicht 20 angeordnet, der in etwa die gleiche
Form und Größe wie die
zugehörige Basiselektrode 3 aufweist
und diese in der 1 dargestellten Blickrichtung
des Betrachters überdeckt. Diese
Flecken der Pigmentschicht 20 können entweder alle die gleiche
Farbe aufweisen, besitzen aber vorzugsweise in jeder der beiden
Elektrolumineszenz-Flachkondensator-Anordnungen 5, 6 die
gleiche, von der anderen Anordnung aber verschiedene Farbe. Um dies
zu verdeutlichen, sind die Flecken der Pigmentschicht 20 der
Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 7 der ersten Anordnung 5 sowohl
in der Draufsicht der 1 als auch in der Schnittansicht
der 2 durch eine Schraffur gekennzeichnet, während die
Flecken der Pigmentschicht 20 der Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 8 der
zweiten Anordnung 6 keine solche Schraffur aufweisen.
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Allen
Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 7 und 8 ist
eine die Pigmentschicht 20 überdeckende, transparente Deckelektrode 22 gemeinsam, die
mit der rahmenförmigen
Einspeiseleitung 11 in elektrisch leitender Verbindung
steht, die ihrerseits mit einem Durchkontaktierungspunkt 16 elektrisch leitend
verbunden ist.
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Ergänzend kann
der Träger 3 auch
auf seiner Rückseite
eine (nicht dargestellte) Beschichtung aus einem elektrisch leitenden
Material besitzen, aus der zusätzliche
Leitbahnen herausgearbeitet und vorzugsweise mit einem oder mehreren
der Durchkontaktierungspunkte 13, 14, 16 verbunden
sind, um die Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit den
von einer Ansteuerelektronik kommenden Ansteuerleitungen (nicht
dargestellt) zu erleichtern.
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Es
sei ausdrücklich
darauf hingewiesen, dass die Dicken der in der Schnittansicht der 2 dargestellten
Schichten der Deutlichkeit halber nicht maßstabsgetreu wiedergegeben
sind. Insbesondere die transparente Deckelektrode 22 ist
in Wirklichkeit außerordentlich
dünn, aber
auch die Pigmentschicht 20, die Isolationsschicht 18 und
die Basiselektroden 3 sind im Vergleich zur Dicke des Trägers 2 in
der Realität
wesentlich dünner.
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Über der
transparenten Deckelektrode 22 befindet sich eine die Flachkondensatoren 8, 9 gegen Feuchtigkeit
schützende,
transparente Schutzschicht 23, die von einer lichtdurchlässigen Einlage 25 überdeckt
ist., die beispielsweise von einem Vliesstoff gebildet sein kann. Über der
Einlage 25 befindet sich eine lichtdurchlässige Verkleidung 27,
die aus einem elastischen, vorzugsweise textilem Stoff hergestellt bestehen
kann.
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Die
Lichtdurchlässigkeit
der Verkleidung 27 kann entweder dadurch erzielt werden,
dass sie selbst aus einem lichtdurchlässigen Material besteht, oder
dadurch, dass sie von einem als solchen lichtundurchlässigen Material
gebildet wird, das jedoch mit einer die Lichtdurchlässigkeit
der Verkleidung 27 bewirkenden Perforation versehen ist.
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Die
hauptsächlich
zur Verbesserung der Haptik der Flächenleuchte vorgesehene Einlage 25 kann
durch die Wahl des sie bildenden Materials und/oder ihrer Dicke
das Licht der darunter liegenden Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 7, 8 mit
einer relativ geringen Streuung durchlassen, so dass im leuchtenden
Zustand die Struktur der Flachkondensator-Anordnungen 5, 6 für einen
Betrachter deutlich erkennbar bleibt, oder sie kann das Licht der Flachkondensatoren 7, 8 so
stark streuen, dass sich einem Betrachter zumindest dann, wenn beide
Gruppen von Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren leuchten, eine
nahezu strukturlose, gleichmäßig helle Fläche darbietet,
die gegebenenfalls farblich verschiedene Bereiche aufweist. Auch
durch unterschiedliche Auswahl des Materials der Verkleidung 27 bzw.
eine zusätzliche
Strukturierung einer in dieser Verkleidung 27 vorgesehenen
Perforation können
zusätzliche
optische Effekte erzielt werden.
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Die
Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 7, 8 können andere
Grundrissformen als die in 1 dargestellten
in etwa quadratischen Flecken aufweisen. So können sie zum Beispiel eine
lang gestreckte Streifenform besitzen, so dass beispielsweise an
die Stelle einer jeden in 1 vertikalen
Reihe von Flachkondensatoren 7 beziehungsweise 8 nur ein
einziger Flachkondensator tritt, der dann die betreffende Elektrolumineszenz-Flachkon densator-Anordnung 5, 6 bildet.
Auch ist es möglich,
die dargestellten Flachkondensator-Reihen in 1 nicht
vertikal sondern horizontal oder diagonal auszurichten.
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Der
Grundriss der Elektrolumineszenz-Flachkondensatoren 7, 8 kann
auch kreisförmig,
oval, kreisringförmig
oder in anderer, beliebige Design-Erfordernisse erfüllender
Weise ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß können auch
mehr als zwei getrennt ansteuerbare Elektrolumineszenz-Flachkondensator-Anordnungen
vorgesehen sein, deren Pigmentschicht-Flecken gleiche oder unterschiedliche
Farben besitzen.
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Haben
die Pigmentschicht-Flecken der verschiedenen Elektrolumineszenz-Flachkondensator-Anordnungen
die gleiche Farbe, so können
durch die wahlweise Ansteuerung einer oder gleichzeitig mehrerer
diese Anordnungen die Helligkeit der Flächenleuchte und/oder ihre Helligkeitsstruktur
verändert
werden. Haben die Pigmentschicht-Flecken verschiedener Anordnungen
unterschiedliche Farben, so können
durch die wahlweise nacheinander erfolgende Ansteuerung dieser verschiedenen
Anordnungen interessante Farbwechsel des abgegebenen Lichts oder
bei gleichzeitiger Ansteuerung mehrerer Anordnungen verschiedenste
Lichtfarben-Mischungen und/oder -Strukturen erzeugt werden.
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Beispielhaft
sei der Automotive-Bereich erwähnt,
bei dem im Dachbereich oder in der Seitenverkleidung eines Kraftfahrzeugs
durch Hinterleuchtung der Stoffbespannung, die dann die Verkleidung der
erfindungsgemäßen Flächenleuchte
bildet, bei Nachtfahrten durch entsprechende Lichtdosierung, geeignetes
Design und ausgewählte
Lichtfarbe ein Ambientelicht erzeugt werden kann, das den Insassen
ein Gefühl
des Wohlbefindens, der Sicherheit und Geborgenheit vermittelt. Durch
geeignete Anordnung von erfindungsgemäßen Flächenleuchten, die auch eine
dreidimensionale Raumform besitzen können, ist es möglich, Hilfestellungen
zu geben, um aufzuzeigen, wo sich beispielsweise ein Dach-Haltegriff oder ein
Griff zum Zuziehen einer Tür
usw. befindet.