DE3802318A1

DE3802318A1 - Lumineszierendes substrat

Info

Publication number: DE3802318A1
Application number: DE19883802318
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Beck; Helmut Moser
Original assignee: BECK GERHARD DIPL ING FH
Current assignee: MOSER, HELMUT, DIPL.-RER.POL., 7520 BRUCHSAL, DE
Priority date: 1988-01-27
Filing date: 1988-01-27
Publication date: 1989-08-03

Description

Die Erfindung betrifft ein lumineszierendes Substrat, bestehend aus einem elektrisch nicht-leitenden Träger, wenigstens zwei Elektroden und einer von deren elektrischen Wechselfeld angeregten, lumineszierenden Pigmentschicht.

Einrichtungen der vorgenannten Art sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Sie dienen beispielsweise zu Anzeige-, Warnungs-, Werbe- oder zu bloßen Dekorations zwecken. Die Leuchtwirkung solcher Einrichtungen beruht auf der Eigenschaft gewisser Pigmente, z. B. ZnS, ZnSe, ZnS/CdS, die unter Einwirkung eines an die Elektroden an gelegten elektrischen Wechselfeldes lumineszieren. Die Lumineszenz tritt dabei nur so lange auf, wie die Erregung durch das Wechselfeld vorhanden ist.

Der bisher übliche Aufbau solcher Einrichtungen ist außer ordentlich aufwendig und erfordert spezielle Fertigungs verfahren, insbesondere wenn nicht eine flächige, sondern eine konturierte Lumineszenz gewünscht wird, beispielsweise in Form von Markierungen (Buchstaben, Zahlen, Piktogramme etc.). Auch ist die Verbindung der einzelnen Bauelemente der Einrichtung aufwendig. So ist es bekannt, auf einem elektrisch isolierenden Träger, z. B. aus Kunststoff oder Glas, eine Elektrode im Siebdruckverfahren in der Weise aufzubringen, daß sie die gewünschte Kontur zeigt. Auf diese Elektrode wird dann die elektrolumineszierende Schicht aus einem Binder und darin eingelagerten aktivierbaren Pigmenten aufgebracht, z. B. aufgestrichen oder aufgespritzt. Darüber wird dann die zweite Elektrode, z. B. eine mit Zinnoxid bedampfte, durchsichtige Kunststoffolie aufgebracht. Diese Elektrodenverbindung ist durch eine transparente Deckplatte aus Kunststoff gegen Beschädigungen bzw. Witterungseinflüsse geschützt. Beide Elektroden sind an eine Wechselstromquelle angeschlossen.

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung (DE-GM 87 10 031) sind elektrisch isolierende Träger, z. B. aus Glas od. dgl., vorgesehen, die an den einander zugekehrten Seiten mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen sind. Zwi schen den Trägern bzw. ihren elektrisch leitenden Schichten ist die Pigmentschicht angeordnet, wobei der Binder, in welchem die Pigmente suspendiert sind, eine solche Affini tät zu dem Trägermaterial bzw. dessen elektrisch leitenden Schichten aufweist, daß ein festhaftender Verbund entsteht. Um nur begrenzte oder konturierte Flächenbereiche zur Lumi neszenz anzuregen, sind entweder die elektrisch leitenden Schichten oder die Binderschicht mit den Pigmenten ent sprechend konturiert. Durch die Ausbildung beider Träger aus durchsichtigem Material, z. B. Glas, entsteht eine beidseitig abstrahlende Einrichtung.

Alle bekannten Ausführungsformen haben den Nachteil, daß die Erzeugung diskreter und gegebenenfalls konturierter Leuchtflächen sehr aufwendig ist. Hinzu kommt, daß der Verbund aus den beiden Trägern, den einander gegenüber liegenden elektrisch leitenden Schichten und der dazwischen liegenden Pigmentschicht zu einer Gesamt-Schichtdicke führt, die zumindest für eine Reihe von Einsatzzwecken hinderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein lumineszie rendes Substrat der eingangs genannten Ausbildung dahin gehend weiterzuentwickeln, daß bei einfachster Herstellung eine Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten eröffnet wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Elektroden in Form von wenigstens zwei aus Leitlack gebil deten Leiterbahnen auf dem Träger nebeneinander angeordnet sind und der Träger mit den Leiterbahnen durch die Pigment schicht abgedeckt ist.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Substrat unterscheidet sich von den bekannten lumineszierenden Einrichtungen dadurch, daß beide Elektroden auf einem einzigen Träger nebeneinander angeordnet sind. Es entfällt also ein weiterer Träger mit der Folge einer entsprechenden Reduzierung der Gesamtstarke des Verbundes. Trotz dieser Anordnung in einer Ebene werden die Pigmente in der den Träger und die Leiter bahnen abdeckenden Schicht zum Lumineszieren angeregt. Die Leiterbahnen weisen zwar eine endliche, jedoch äußerst geringe Dicke auf, so daß die zwischen ihnen befindliche Menge an Pigmenten an sich relativ gering ist. Jedoch werden nicht nur diese, sondern auch die darüber befindlichen Pigmente aufgrund des elektrischen Feldes angeregt, so daß sich insgesamt eine hervorragende Leuchtintensität ergibt. Aufgrund der nebeneinander liegenden Leiterbahnen entfällt gegenüber den bekannten Einrichtungen nicht nur der zweite Träger, sondern auch die zweite elektrisch leitende Ebene. Insgesamt läßt sich dadurch die Bauhöhe des Substrates erheblich reduzieren. Dieses Substrat kann entweder unmit telbar mit seiner Pigmentschicht als abstrahlende Fläche eingesetzt werden. Sofern vom Einsatzzweck her notwendig, kann die Pigmentschicht auch durch eine elektrisch isolie rende, durchsichtige Abdeckung geschützt werden. Das Auf bringen der Leiterbahnen ist weiter unten beschrieben.

Zweckmäßigerweise sind die Leiterbahnen zumindest über ihre für die Anregung der Pigmentschicht maßgebliche Aus dehnung parallel zueinander angeordnet, so daß eine gleich mäßige Leuchtintensität über der gesamten Fläche gegeben ist.

In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß mehrere Leiterbahnen parallel nebeneinander angeordnet und wechsel weise an verschiedene Phasen angeschlossen sind.

Auf diese Weise werden auf einer großen Fläche eine Viel zahl von Leiterbahnen untergebracht, so daß ein großflächig abstrahlendes Substrat erhalten wird.

Mit Vorteil sind die parallelen Leiterbahnen gemeinsamer Phase über eine ihre einen Enden verbindende Anschluß- Leiterbahn angeschlossen.

Hierdurch entsteht für das gesamte Substrat mit den An schlüssen eine ähnliche Ausbildung, wie sie von der Elek tronik her für Leiterplatinen bekannt ist.

Eine weiterhin bevorzugte Ausführung zeichnet sich dadurch aus, daß die parallelen Leiterbahnen einer Phase kammartig ausgebildet sind und die anderen Leiterbahnen kammartig in diese eingreifend angeordnet sind, wobei sich die Anschluß- Leiterbahnen an gegenüberliegenden Seiten befinden.

Auf diese Weise lassen sich die Elektroden auf kleinstem Raum nebeneinander anordnen und eine sehr gleichmäßige Leuchtintensität auch über größte Flächen erzielen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Leiterbahnen auf dem Träger in diskreten Flächen bereichen angeordnet und die Leiterbahnen jedes Flächen bereichs für sich erregbar sind.

Auf diese Weise lassen sich verschiedene Flächenbereiche einzeln oder in Kombination zur Lumineszenz anregen, so daß beispielsweise wechselnde Leuchtbilder erzeugt werden können, insbesondere ist es - ähnlich wie bei Flüssig kristallen - möglich, Zahlen und Buchstaben in Elemente zu zerlegen und jedem Element einen Flächenbereich aus Leiterbahnen zuzuordnen, so daß jede beliebige Leucht anzeige erzeugt werden kann. Gegenüber den heute üblichen Flüssigkristallen ergibt sich der große Vorteil, daß die Leuchtanzeige der Größe nach weder hinsichtlich des einzel nen Elementes, noch hinsichtlich der gesamten Anzeige in irgendeiner Weise begrenzt ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung schafft die Möglichkeit, die Leiterbahnen diskreter Flächenbereiche an unterschied liche Spannung anzuschließen. Dabei kann ein einzelner Flächenbereich minimal zwei Leiterbahnen aufweisen und es können die Flächenbereiche räumlich voneinander getrennt oder sich überschneidend bzw. überlagernd angeordnet sein. Damit lassen sich in diskreten Flächenbereichen unter schiedliche Leuchtstärken erreichen, wobei die Bereiche verschiedener Leuchtstärke auf dem Träger diskret verteilt sind oder ineinander übergehen, indem beispielsweise auf einem schwach leuchtenden Untergrund stark leuchtende Mar kierungen oder Anzeigen erzeugt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung ist es ferner möglich, die Leiterbahnen in einer von der geradlinigen Form ab weichenden Kontur anzuordnen, so daß ein Leuchtfeld jede beliebige Kontur annehmen kann.

Der gleiche Vorteil läßt sich erreichen, wenn die Pigment schicht in diskreten Flächenbereichen mit konturierten Flächenbegrenzungen aufgetragen ist.

Eine solche Konturierung der Flächenbegrenzungen der Pig mentschicht kann entweder durch Auftragen mittels ent sprechend ausgebildeter Schablone oder durch nachträgliches mechanisches oder chemisches Herauslösen von Teilen der Pigmentschicht erfolgen.

Die Erfindung gibt ferner die Möglichkeit, den Träger eben oder räumlich geformt auszubilden, so daß auch beliebig gekrümmte Leuchtflächen erzeugt werden können.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Träger aus Glas oder einer durchsichtigen Folie besteht, an dem bekanntermaßen Leitlack problemlos aufgetragen werden kann.

Um der bei gewissen Pigmenten beobachteten UV-Empfindlich keit, die sich in einer Minderung der Stabilität äußert, vorzubeugen, ist der Pigmentschicht eine UV-Strahlen absor bierende Schicht zugeordnet.

Schließlich kann auf der Pigmentschicht eine elektrisch isolierende Abdeckung, z. B. aus Glas oder Kunststoff, angeordnet sein. Bestehen die Abdeckung und der Träger aus einem durchsichtigen Werkstoff, so wird ein beidseitig abstrahlendes Substrat erhalten. Statt dessen kann aber auch der Träger oder die Abdeckung zur Pigmentschicht hin reflektierend ausgebildet sein, um die Leuchtintensität in der Abstrahlrichtung zu verstärken.

Die Erfindung betrifft ferner Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäß ausgebildeten lumineszierenden Sub strates.

Ein solches Verfahren zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Leiterbahnen mittels eines Leitlacks auf den Träger aufgebracht werden und der mit den Leiterbahnen ver sehene Träger anschließend mit den in einem Binder suspen dierten Pigmenten beschichtet wird. Durch die Anwendung an sich bekannter Auftragstechniken kann für die Herstellung der erfindungsgemäßen Substrate auch auf entsprechende bekannte apparative Einrichtungen für den Lackauftrag zurückgegriffen werden. Der Träger kann aus beliebigen elektrisch isolierenden Werkstoffen bestehen und beliebige Dicke, z. B. von einer dünnen flexiblen Folie bis zu einer stabilen Platte bzw. Formteil, aufweisen.

Es ist beispielsweise möglich, die Anordnung und die Form der Leiterbahnen mittels Schablone, z. B. im Siebdruck, auf den Träger aufzubringen, so daß beliebige Flächen in beliebiger Kontur sehr genau reproduzierbar herzustellen sind.

Eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens für den Fall der Verwendung einer Abdeckung zeichnet sich dadurch aus, daß ein zu dem Material der Abdeckung affiner Binder, in dem die Pigmente suspendiert sind, verwendet wird, und daß nach dem Auftragen der Pigmentschicht auf den Träger die Abdeckung aufgebracht wird.

Auf diese Weise wird ein fester Verbund von Träger, Pigment schicht und durchsichtiger Abdeckung erhalten.

Nachstehend ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung wiedergegebener Ausführungsbeispiele gezeigt. In der Zeich nung zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungs beispiels mit großer Leuchtfläche;

Fig. 2 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Aus führungsform mit konturierten und unterschiedlich kombinierbaren Leuchtflächen.

Fig. 1 zeigt einen Träger 1 aus einem nicht-leitenden Material, z. B. Glas, Kunststoff od. dgl. Der Träger weist auf seiner einen Seite Leiterbahnen 2, 3 auf, die parallel nebeneinander angeordnet sind und jeweils kammartig inein ander greifen. Sämtliche Leiterbahnen 2 sind über eine Anschluß-Leiterbahn 4 an eine Phase einer Wechselstromquelle, sämtliche Leiterbahnen 3 über eine Anschluß-Leiterbahn 5 an die andere Phase angeschlossen. Die Leiterbahnen 2, 3 und die Anschluß-Leiterbahnen 4, 5 sind durch Aufbringen eines Leitlacks, z. B. mittels Schablone, auf den Träger 1 aufgebracht.

Auf die die Leiterbahnen 2, 3 aufweisende Oberfläche des Trägers 1 ist eine Pigmentschicht 6 (Fig. 2) aufgetragen, in der die elektrolumineszierenden Pigmente in einem Binder suspendiert sind. Diese Schicht kann in jeder beliebigen bekannten Beschichtungstechnik aufgebracht werden. Auf die Pigmentschicht ist eine Abdeckung 7 aus einem durchsichtigen Werkstoff, z. B. Glas, aufgebracht, wobei der Binder der Pigmentschicht 6 so ausgewählt wird, daß er zugleich als Kleber nicht nur gegenüber dem Träger 1, sondern auch gegenüber der Abdeckung 7 wirksam ist und somit ein fester Verbund von Träger 1, Pigmentschicht 6 und Abdeckung 7 erhalten wird.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem auf einem Träger 1 Leiterbahnen 2, 3 flächenmäßig abgegrenzt angeord net sind, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt sieben Flächenbezirke 8 entstehen, deren Leiterbahnen je weils kammartig ineinander eingreifen und gesondert schalt bar an die Stromquelle angeschlossen sind. Auf diese Weise lassen sich durch getrenntes und kombiniertes Einschalten der Leiterbahnen 2, 3 der Flächenbezirke 8 verschiedene Figuren, insbesondere verschiedene Buchstaben, Zahlen od. dgl. erzeugen. Das Schalten der Leiterbahnen 2, 3 der ein zelnen Flächenbezirke 10 erfolgt in herkömmlicher Weise über Steuer- und Treibergruppen. Auch hier sind der Träger 1 und die Leiterbahnen 2, 3 der Flächenbezirke 8 mit einer nicht gezeigten Pigmentschicht abgedeckt und es kann ferner eine transparente Abdeckung entsprechend der Abdeckung 7 gemäß Fig. 2 vorgesehen sein.

Statt des gezeigten ebenen Trägers 1 kann auch jeder be liebig räumlich geformte Träger vorgesehen sein. Ebenso können die Leiterbahnen 2, 3 abweichend von der gezeigten linearen Ausdehnung auch gekrümmt verlaufen und insbesondere Flächenbezirke beliebiger Kontur auf einen Träger 1 auf gebracht werden. Statt dessen kann auch ein vollflächig mit Leiterbahnen versehenes Substrat, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, nur teilweise und in konturierter Form mit einer Pig mentschicht 6 versehen sein, so daß nur diese beschichteten Bereiche aufgrund ihrer Anregung zum Abstrahlen führen.

Claims

1. Lumineszierendes Substrat, bestehend aus einem elek trisch nicht-leitenden Träger, wenigstens zwei Elek troden und einer von deren elektrischen Wechselfeld angeregten, lumineszierenden Pigmentschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in Form von wenig stens zwei aus Leitlack gebildeten Leiterbahnen (2, 3) auf dem Träger (1) nebeneinander angeordnet sind und der Träger mit den Leiterbahnen durch die Pig mentschicht (6) abgedeckt ist.

2. Lumineszierendes Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (2, 3) zumindest über ihre für die Anregung der Pigmentschicht (6) maßgebliche Ausdehnung parallel zueinander angeordnet sind.

3. Lumineszierendes Substrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leiterbahnen (2, 3) parallel nebeneinander angeordnet und wechselweise an verschiedene Phasen angeschlossen sind.

4. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Leiterbahnen (2 bzw. 3) gemeinsamer Phase über eine ihre einen Enden verbindende Anschluß-Leiterbahn (4, 5) angeschlossen sind.

5. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Leiterbahnen (2) einer Phase kammartig ausgebildet sind und die anderen Leiterbahnen (3) kammartig in diese eingreifend angeordnet sind.

6. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (2, 3) auf dem Träger (1) in diskreten Flächenberei chen (10) angeordnet und die Leiterbahnen (2, 3) jedes Flächenbereichs (8) für sich erregbar sind.

7. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (2, 3) diskreter Flächenbereiche an unterschiedliche Spannung angeschlossen sind.

8. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (2, 3) in einer von der geradlinigen Form abweichenden Kontur angeordnet sind.

9. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigment schicht (6) in diskreten Flächenbereichen angeordnet ist.

10. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigment schicht (6) in diskreten Flächenbereichen mit kontu rierten Flächenbegrenzungen angeordnet ist.

11. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) eben ausgebildet ist.

12. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) räumlich geformt ist.

13. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus Glas oder einer durchsichtigen Folie besteht.

14. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Pigment schicht (6) eine UV-Strahlen absorbierende Schicht zugeordnet ist.

15. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Pigment schicht (6) eine elektrisch isolierende Abdeckung (7) angeordnet ist.

16. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (7) aus einem durchsichtigen Werkstoff, z. B. Glas oder Kunststoff besteht.

17. Lumineszierendes Substrat nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) oder die Abdeckung (7) in Richtung zur Pigmentschicht reflektierend ausgebildet ist.

18. Verfahren zur Herstellung eines lumineszierenden Substrates nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen mittels eines Leitlacks auf den Träger aufgebracht werden und der mit den Leiterbahnen versehene Träger anschließend mit den in einem Binder suspendierten Pigmenten beschichtet wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitlack mittels Schablonen aufgebracht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leiterbahnen im Wege des Siebdrucks auf den Träger aufgebracht werden.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20 zur Herstellung eines lumineszierenden Substrates nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu dem Material der Abdeckung affiner Binder, in dem die Pigmente suspendiert sind, verwendet wird, und daß nach dem Auftragen der Pigmentschicht auf den Träger die Abdeckung aufgebracht wird.