DE2655435C2 - Unterlage mit einer elektrolumineszierenden Schicht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterlage mit einer elektrolumineszierenden, mittels einer zugeordneten Energiequelle elektrisch aktivierbaren Schicht zur Sichtbarmachung von Schriftzeichen oder Linien auf einem daraufliegenden, für das von der Unterlage emittierte Licht mindestens teilweise durchlässigen Blatt

Eine derartige Unterlage ist aus der US-PS 38 79 611 bekannt, wo u. a. darauf hingewiesen ist, daß eine chemo-lumineszente oder bio-lumineszente Schicht einer (Schreib-)Unterlage beispielsweise elektrisch zum Leuchten angeregt werden kann.

Weiterhin ist es aus der US-PS 38 32 556 bekannt, zum Zwecke der Sichtbarmachung von Schriftzeichen oder Linien auf einem teilweise lichtdurchlässigen Blatt unter dieses Blatt eine phosphoreszierende Unterlage zu legen, um dadurch das Schreiben oder das Lesen auf dem Blatt auch in dunklen Räumen zu ermöglichen, ohne dabei jedoch eine Lichtquelle zu verwenden, die beispielsweise in Laboratorien bei Dunkelversuchen oder bei Filmvorführungen störend wirken würde. Mit einer derartigen Leuchtunterlage kann man während der Dunkelheit auch im Inneren eines Autos schreiben, ohne Licht einschalten zu müssen, was den Fahrer des Autos bekanntlich stört.

Bekannte phosphoreszierende Unterlagen wurden in der Weise verwendet daß sie über einen kurzen Zeitraum, beispielsweise während einer Minute, der Bestrahlung einer Lichtquelle ausgesetzt wurden und dann über einen längeren Zeitraum, beispielsweise 15 Minuten, Licht emittierten. Nach dieser Zeit mußten sie erneut der Bestrahlung durch eine externe Lichtquelle ausgesetzt werden. Dieses »Wiederaufladen« der phosphoreszierenden Unterlage ist umständlich und wird bei manchen Anwendungsgebieten als störend empfunden.

Ausgehend vom Stande der Technik gemäß der US-PS 38 79 611 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Unterlage der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß eine Bestrahlung mit Hilfe einer externen Lichtquelle und damit ein »Auftanken« von Lichtenergie nicht mehr erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sie eine weitere Schicht aus einer durch Licht aktivierbaren, Licht emittierenden Substanz aufweist.

bo Es ist ein wichtiger Vorteil der Unterlage gemäß der Erfindung, daß einerseits das in der Umgebung gegebenenfalls nur zeitweilig verfügbare Licht ausgenutzt werden kann, um ein Nachleuchten der weiteren, durch Licht aktivierbaren Schicht zu erreichen, während dann,

b5 wenn keine externe Lichtquelle zur Verfügung steht, eine elektrische Aktivierung der elektrolumineszierenden Schicht erfolgt. Dabei hat es sich gezeigt, daß eine elektrolumineszierende Unterlage in der Größe eines

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Schreibblockes, die von einer Energiequelle in der Art werden kann und daß die Anregung sowohl von der

einer kleinen Taschenlampenbatterie versorgt wird, Vorder- als auch von der Rückseite her erfolgen kann,

ausreichend licht liefert, um auf einem daraufliegenden. Das von der elektrolumineszierenden Unterlage ausge-

von dem Licht durchstrahlten Blatt schreiben und lesen sandte Licht kann so durch die lichtaktivierbare Schicht

zu können. 5 hindurchtreten und somit den Gebrauch dieser Unterla-

Die elektrolumineszierende Unterlage kann in den ge ermöglichen, während gleichzeitig die lichtaktivierverschiedensten Größen hergestellt und je nach Ver- bare Schicht aktiviert wird, so daß man nach dem Abwendungszweck flexibel oder steif sein und verschiede- schalten der elektrischen Energie das Nachleuchten der ne Dicken aufweisen. iichtaktivierten Schicht weiterhin zum Schreiben und

Es ist vorteilhaft, daß eine elektrolumineszierende to Lesen in der Dunkelheit benutzen kann. Auf diese Wei-

Unterlage, wie sie hier vorgeschlagen wird, wenig Ener- se kann die verfügbare Energie gespart werden. Die

gie verbraucht und daher mit einer kleinen Energiequel- elektrische Schaltung kann die elektrolumineszierende

Ie auskommt, die zudem noch eine niedrige Spannung Unterlage auch abwechselnd mit Energie versorgen und

hat, so daß der Betrieb einfach und sicher ist Die Trag- von der Stromquelle abschalten, und zwar mit einer

barkeit, der geringe Energieverbrauch und die Möglich- 15 Frequenz, die die Aufrechterhaltung einer im wesentli-

keit, die Unterlage dünn und flexibel auszubilden, erge- chen gleichen Lichtausstrahlung über längere Zeit ge-

ben eine Leuchtunterlage, die für den bestimmungsge- währleistet, wobei sich die Gesamtlichtausstrahlung als

mäßen Gebrauch wesentlich geeigneter ist als bisher Kombination der Lichtausstrahlung der beiden Flächen

bekannte. ergibt. Die Kapazität der elektrolumineszierenden Un-

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung 20 terlage kann selbst Teil einer solchen intermittierend

sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen nie- versorgenden Schaltung sein,

dergelegt Die lumineszierende Schicht oder die lumineszieren-

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausfüh- de Folie kann eine phosphoreszierende Schicht sein, die

rungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang eine Lage eines elektrolumineszierenden Materials ent-

mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt 25 hält wie beispielsweise eine Leuchtschirmsubstanz wie

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Unterlage Zinksulfid, die Zusätze von Kupfer oder Silber enthält,

gemäß der Erfindung mit zugehöriger Energiequelle in um sie elektrisch aktivierbar zu gestalten. Die Schicht

Verbindung mit einem Schreibblock; aus lumineszierendem Material kann aus einem Leucht-

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Unterlage gemäß material bestehen, das durch einen Gleichstrom, durch

F i g. 1 mit geöffneter Energiequelle; 30 einen Wechselstrom oder durch einen gepulsten Strom

F i g. 3 ein Schaltbild der Energiequelle für die Unter- anregbar ist. In manchen Fällen kann die gleichzeitige

lage gemäß F i g. 1; Anwendung eines Wechselstromes bzw. eines gepulsten

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht einer abgewan- Stromes und eines Gleichstroms die gewünschten Licht-

delten Ausführungsform einer Unterlage gemäß der Er- abstrahleigenschaften ergeben,

findung einschließlich der zugehörigen Energiequelle in 35 Das elektrolumineszierende Material der elektrisch

ihrer Gebrauchslage an einem Schreibblock und aktivierten Unterlage kann im übrigen selbst eine er-

F i g. 5 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel hebliche Nachleuchtdauer aufweisen, so daß die Fre-

einer Unterlage gemäß der Erfindung mit einer tafelför- quenz und die Periode der Anregung so ausgewählt

migen Energiequelle. werden können, daß bei sehr niedrigem Energiever-

Im einzelnen zeigt F i g. 1 eine Unterlage 81 mit einer 40 brauch noch die gewünschte Lichtmenge abgestrahlt

integrierten Energiequelle 85, welche ein- oder ausge- wird.

schaltet werden kann, um die Abstrahlung von Licht von Da das von einer elektrolumineszierenden Unterlage einer Leuchtfläche 90 zu erreichen. Die Energiequelle abgestrahlte Licht entweder durch Veränderung der 85 weist ein Gehäuse auf, welches sehr leicht ausgebil- Frequenz oder der Spannung der Energiequelle, beidet sein kann, so daß die Unterlage 81 zusammen mit 45 spielsweise durch die Spannungs-Helligkeitssteuerung der Energiequelle 85 eine tragbare, selbstversorgende 87, verändert werden kann, kann die Helligkeit des abEinheit bildet. Gemäß F i g. 1 wird die Unterlage 81 ge- gestrahlten Lichtes so hoch eingestellt werden, daß Leitrade unter das oberste Blatt 82 eines Schreibblocks 84 linien weniger notwendig werden. Wenn die Lichtabgeschoben und ist ebenso groß wie das Blatt Durch eine strahlung jedoch sehr klein ist, können auf einem auf die Helligkeitssteuerung kann die Menge des abgestrahlten 50 elektrolumineszierende Unterlage aufgelegten Blatt Lichts je nach Wunsch eingestellt werden. Das Ein- und Leitlinien vorgesehen sein.

Ausschalten der Energiequelle 85 erfolgt mit Hilfe eines Ein besonderer Aspekt der Erfindung liegt in der ge-

Ein-Aus-Schalters 86. ringen Lichtmenge, mit welcher das gewünschte Ergeb-

Die Unterlage 81 besitzt eine lumineszierende nis zu erreichen ist, während bei bisher gebräuchlichen

Schicht und zusätzlich gemäß der Erfindung eine durch 55 elektrolumineszierenden Schichten immer versucht

Licht aktivierbare Leuchtschicht worden ist, diese heller und heller zu gestalten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Unterla- Die Energiequelle für die elektrolumineszierende Ungeist die durch Licht aktivierbare Leuchtschicht auf der terlage 81 kann von im Handel erhältlichen Batterien Rückseite der elektrolumineszierenden Schicht ange- gespeist werden, beispielsweise von einer kleinen stabordnet, so daß die Unterlage für die Benutzung in der 60 förmigen Trockenzelle 88, die eine Konverterschaltung Dunkelheit sowohl eine durch Licht aktivierbare Seite 89 aktiviert (F i g. 2), um den Gleichstrom in Wechselais auch eine elektrisch aktivierbare Seite besitzt. strom oder gepulsten Strom für die Aktivierung der

Die durch Licht aktivierbare Schicht kann auch als Leuchtfläche 90 umzuwandeln. Elektrolumineszierende

dünne Schicht oberhalb der Leuchtfläche der elektrolu- Flächer werden meistens mit einer unteren Elektrode

mineszierenden Unterlage angeordnet sein. Die lichtak- 65 aus einem leitfähigen Material, wie beispielsweise einer

tivierbare Schicht kann dabei so ausreichend dünn aus- Metallplatte oder einer Metallfolie, und einer oberen

gebildet sein, daß das von ihr ansgesandte Licht sowohl Elektrode aus einem durchsichtigen, leitfähigen Materi-

vonder Vorder-als auch von der Rückseite her gesehen al gebaut, zwischen welchen das phosphoreszierende

Material eingebettet und mittels der oberen und der unteren Elektroden aktivierbar ist. Die Gesamtanordnung hat die Eigenschaften eines Kondensators, und daher ist der Verbrauch für die Aktivierung der Leuchtschicht klein.

Bei Anwendung höherer Spannungen muß die Dicke der Leuchtschicht groß genug sein, um den dielektrischen Belastungen standzuhalten. Für die kleinen Spannungen der im Handel erhältlichen Batterien kann die Dicke der dielektrischen Leuchtschicht jedoch beträcht- ι ο lieh reduziert werden. Dadurch wird auch das Gewicht der Unterlage herabgesetzt. Ferner kann die Unterlage flexibler ausgebildet sein. Schließlich entstehen dadurch geringere Herstellungskosten. Die vorliegende Erfindung ermöglicht also die Herstellung billiger elektrolumineszicrender Unterlagen, die mit sehr geringem Energieverbrauch Licht erzeugen. Die leichtgewichtige Konstruktion ermöglicht ferner, die Unterlage tragbar auszubilden und dadurch eine Lichtquelle zum Lesen und Schreiben in Taschengröße bereitzustellen.

Die Energiequelle kann ein Gehäuse aufweisen, welches mit der elektrolumineszierenden Folie oder der elektrolumineszierenden Platte einstückig ausgebildet ist. Das Gehäuse kann aber auch ein selbstständiges, mit der elektrolumineszierenden Platte oder dem elektrolumineszierenden Blatt lösbar verbindbares Bauteil sein.

Da die zur Lichterregung benutzten Spannungen klein sind und beim Umgang mit diesen Spannungen keine Gefahren auftreten, kann die Energiequelle getrennt ausgeführt und derart ausgebildet sein, daß sie entlang der Kante der Unterlage an diese ansteckbar oder anklemmbar ist Die Unterlage selbst weist in diesem Randbereich Elemente zur Herstellung einer Klemmverbindung zwischen der oberen und der unteren Elektrode einerseits und der Energiequelle andererseits auf.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich kann die Batterie 88 eine kleine Taschenlampenbatterie sein, die mit einer ebenfalls kleinen elektrischen Schaltung verbunden ist, beispielsweise einer als Festkörperchip ausgebildeten Konverterschaltung 89. Diese wiederum ist mit der oberen und der unteren Elektrode der Unterlage 81 verbunden, um die Leuchtfläche 90 zu aktivieren. Die Batterie und die Schaltung können leicht in ein kapselähnliches Gehäuse eingelegt werden, welches an der Kante der Unterlage oder der Platte angeordnet ist. Ein Vorteil eines solchen kapseiförmigen Gehäuses für die Energiequelle ist darin zu sehen, daß es einerseits einstückig mit der Unterlage ausgebildet oder andererseits lösbar mit dieser verbunden sein kann. Wenn das Gehäuse einstükkig angeformt ist, kann es so ausgebildet sein, daß es die e!ektro!umincszierende Platte zur Hersieüuiig der elektrischen Verbindungen mit der Schaltung eingesteckt aufnimmt. Wenn es lösbar ausgebildet ist, kann das Gehäuse an irgendeiner Stelle entlang des Randes der Unterlage an diese angeklemmt werden, an welcher die Verbindung mit den Elektroden möglich ist.

Die Möglichkeit der Verwendung von Batterien mit relativ niederer Spannung ermöglicht die Herstellung einer elektrisch sicheren Leuchtunterlage und verringen die Notwendigkeit, die Leuchtunterlage in großem Maße mit Schutzvorrichtungen zu versehen, wodurch die Herstellungskosten verringert werden. Die Unterlage kann je nach Wunsch steif oder flexibel ausgebildet sein. Wenn die untere Elektrode als Metallplatte ausgeführt ist, kann die Unterlage steif sein. Wenn diese untere Elektrode jedoch als Metallfolie ausgebildet isi, kann die Unterlage flexibel sein. In dieser Hinsicht kann die Leuchtfolie recht einfach aufgebaut sein. Eine dünne phosphoreszierende Schicht ist zwischen einer elektrisch leitenden, unteren Metallelektrode, beispielsweise einer Metallfolie, und einer oberen Elektrode aus einem transparenten, elektrisch leitfähigen Material angeordnet. Die geringe Dicke der elektrolumineszierenden Schicht trägt dazu bei, die Unterlage flexibel auszugestalten. Es bietet s.ich an, diese flexible Unterlage um die Batterie herumzuwickeln und festzuklemmen oder sie im Inneren eines Gehäuses oder eines Rohres herausziehbar anzuordnen, wenn sie nicht benützt wird. Im letzteren Falle kann die flexible Unterlage aus der Kapsel in jeder gewünschten Länge bis zu ihrer Gesamtlänge herausgezogen werden.

F i g. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung an sich bekannter Bauart, die verwendet werden kann, um eine elektrolumineszierende Unterlage gemäß der Erfindung zu aktivieren. Die Schaltung ist besonders kompakt und leichtgewichtig aufgebaut, ferner von besonders einfacher, robuster und billiger Bauart. In dem in F i g. 3 speziell dargestellten Beispiel umfaßt ein Oszillator 109 einen Transformator 102, einen Transistor 103, einen festen Widerstand 104 und einen Spannungsteiler 107. Eine Batterie 108, die die Schaltung nach dem Schließen eines An-Ausschalters 106 versorgt, kann von einer austauschbaren, im Handel erhältlichen Trockenzelle gebildet sein. Man kann auch eine wiederaufladbare Batterie verwenden. Die Schaltung wandelt die an sie angelegte Gleichspannung in eine Wechselspannung zur Aktivierung der elektrolumineszierenden Unterlage 100 um, die in F i g. 3 durch das Schaltsymbol eines Kondensators dargestellt ist. Eine Änderung sowohl der Spannung als auch der Frequenz der Aktivierungsspannung bzw. der Aktivierungsenergie ändert die Helligkeit der Lichtabstrahlung.

In der Schaltung der F i g. 3 bildet der Spannungsteiler 107, der eine Veränderung der Aktivierungsspannung ermöglicht, eine Helligkeitssteuerung für die Unterlage. Andererseits kann auch vorgesehen sein, daß die Ausgangsspannung der Oszillatorschaltung durch eine Frequenzsteuerung in ihrer Frequenz geändert wird, um auf diese Weise die Lichtabstrahlung der Unterlage zu variieren. Die dargestellte Schaltung ist nur stellvertretend für eine Vielzahl von Aktivierungsschaltungen angegeben, die die Erfordernisse der vorliegenden Erfindung erfüllen können. Dazu gehören beispielsweise Schaltungen, die gepulste Spannungen oder Wechselspannungen, oder auch Wechsel- oder gepulste Spannungen zusammen mit einer Gleichspannung liefern. Wenn die lumineszierende Unterlage durch einen Gleichstrom aktivierbar sind, kann die Schaltung auch eine einfache Gleichspannung liefern.

F i g. 4 stellt eine elektrolumineszierende Unterlage gemäß der Erfindung dar, die kleiner ist als das Papier, auf das in der Dunkelheit geschrieben werden soll. In dieser Ausführungsform ist die Unterlage 110 im wesentlichen so breit wie das zu beschreibende Feld des Blattes, in der Höhe ist sie jedoch nur so breit, daß ein zum Schreiben ausreichendes Leuchtfeld erzeugt wird. Sobald der auf der Leuchtunterlage liegende Bereich des Papieres beschrieben ist, kann die Unterlage nach unten in unbeschriebene Teile des Blattes vorgeschoben werden. Auf diese Weise kann ein Blatt 111 von der Größe eines Schreibblockes 114 ausreichend beleuchtet werden, wofür nur sehr wenig Licht und damit auch sehr wenig Energieverbrauch notwendig ist Die Unterlage kann auch so groß ausgebildet sein, daß sie in die Tasche paßt In diesem Falle kann sie auch besonders günstig

mit einem Taschennotizbuch zusammen verwendet werden. Zusätzlich kann die Unterlage auch zum Beleuchten anderer Gegenstände in der Dunkelheit verwendet werden, beispielsweise zur Beleuchtung eines Schlüsselloches, wenn gerade keine andere Lichtquelle vorhanden ist.

F i g. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterlage, bei welcher eine Batterie 128 eine flächige Form hat und unterhalb der elektrolumineszierenden Unterlage 120 angeordnet ist. Die dünne, flächige Batterie kann eine dauerhafte Basis für die elektrolumineszierende Unterlage bilden. In diesem Falle wird die gesamte Einheit weggeworfen, sobald die Energie der Batterie verbraucht ist. Vorzugsweise ist die Batterie 128 jedoch derart angeordnet, daß sie gegen eine andere Batterie ausgetauscht werden kann. Bei einer derartigen Anordnung kann die elektrolumineszierende Unterlage in der Form einer Schreibunterlage mit einer Klammer 125 zum Festhalten des zu beschreibenden Papiers ausgebildet sein, auf welcher das zu beschreibende Material im Dunklen beschrieben werden kann. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders nützlich zum Gebrauch in Krankenhäusern, wenn eine Schwester in der Nacht beim Bett des Patienten dessen Daten einzutragen hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (15)

Patentansprüche:

1. Unterlage mit einer elektrolumineszierenden, mittels einer zugeordneten Energiequelle elektrisch aktivierbaren Schicht zur Sichtbarmachung von Schriftzeichen oder Linien auf einem daraufliegenden, für das von der Unterlage emittierte Licht mindestens teilweise durchlässigen Blatt, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine weitere Schicht aus einer durch Licht aktivierbaren. Licht emittierenden Substanz aufweist

2. Unterlagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Schicht derart angeordnet ist, daß sie durch das elektrisch erzeugte Licht der Unterlage aktivierbar ist

3. Unterlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daS die weitere Schicht auf der leuchtenden fläche der Unterlage liegt und genügend dünn ist urn das elektrisch erzeugte Licht teilweise durchzulassen und teilweise zu absorbieren.

4. Unterlage nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ihr eine elektrische Schaltung zugeordnet ist, die die elektrisch aktivierbare Fläche der Unterlage intermittierend derart einschaltet, daß die Lichtemission der Unterlage und der weiteren Schicht über einen längeren Zeitraum insgesamt etwa gleich dem erwünschten Wert bleibt.

5. Unterlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (81,100, 110, 120) tragbar ist und ihr eine Energiequelle (85) zugeordnet ist, die mit der Unterlage zusammen eine Einheit bildet.

6. Unterlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (85) an einer Kante der Unterlage (81,110) angeordnet ist.

7. Unterlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (85) unterhalb der lichtemittierenden Fläche der Unterlage (120) angeordnet ist.

8. Unterlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (85) die Form einer dünnen Platte (128) hat und dicht an der Unterlage (120) anliegt.

9. Unterlage nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (81,100,110,120) flexibel ist.

10. Unterlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (85) eine Batterie (88,108,128) und eine ihr zugeordnete elektrische Schaltung (89, 109) zur Umformung der Gleichstromenergie in zur Aktivierung der Unterlage (81, 100, 110, 120) geeignete elektrische Energie umfaßt.

11. Unterlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage eine Schicht einer durch Anlegen eines Wechselstroms zur Lichtabstrahlung anregbaren Substanz aufweist und daß die elektrische Schaltung ein Gleichstrom-Wechselstromkonverter ist.

12. Unterlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage eine Schicht einer durch Anlegen eines gepulsten Stromes zur Lichtabstrahlung anregbaren Substanz aufweist und daß die elektrische Schaltung aus Gleichstrom gepulsten Strom erzeugt.

13. Unterlage nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung dem

Wechselstrom bzw. dem gepulsten Strom einen Gleichstrom überlagern kann.

14. Unterlage nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß die Energiequelle (85) zur Regelung der von der Unterlage erzeugten Helligkeit einstellbar ist

15. Unterlage nach einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß sie lichtundurchlässige Bereiche aufweist, die auf dem darüberliegenden Blatt dunkel erscheinen und als Schreibund Orientierungshilfe dienen können.