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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft ein Elektrolumineszenz-Element, das als Hintergrundbeleuchtung
eines Anzeigeteils und eines Steuerteils in einem elektronischen
Gerät verwendet
wird, und eine Beleuchtungseinheit mit dem Elektrolumineszenz-Element.
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Hintergrund
der Erfindung
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In
letzter Zeit hat sich mit der zunehmenden Diversifikation von elektronischen
Geräten
die Anzahl von Geräten
mit einer Hintergrundbeleuchtung hinter einer Flüssigkristallanzeige (LCD),
einem Anzeigefeld oder Schalttasten, sodass der Anzeigeteil und
der Steuerteil in der Dunkelheit erkannt und gesteuert werden können, erhöht. Als
Hintergrundbeleuchtung ist ein Elektrolumineszenz-Element (nachstehend
als EL-Element bezeichnet) verwendet worden.
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Ein
herkömmliches
EL-Element, das für
diesen Zweck verwendet wird, wird unter Bezugnahme auf die 7 und 8 beschrieben.
Die Zeichnungen sind zur besseren Verständlichkeit der Konfiguration
in Dickenrichtung vergrößert.
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7 ist
eine Schnittansicht eines herkömmlichen
EL-Elements. Ein EL-Element 6 hat eine Schichtstruktur
aus den folgenden Schichten und wird durch Drucken in der genannten
Reihenfolge hergestellt:
- (a) ein flexibler
lichtdurchlässiger
Isolierfilm 1, der aus Polyethylenterephthalat o. Ä. besteht;
- (b) eine aus Indiumzinnoxid (nachstehend als ITO bezeichnet)
bestehende lichtdurchlässige
vordere Elektroden-Isolierschicht 2, die auf dem vollständig darunter
liegenden Film 1 durch ein Zerstäubungs- oder Elektronenstrahlverfahren
ausgebildet wird;
- (c) eine Lumineszenzschicht 3, die durch Dispergieren
von Leuchtpulver, das ein Leucht-Grundstoff
ist, wie etwa Zinksulfid, in Harz mit einer hohen Dielektrizitätskonstante,
wie etwa fluorhaltiger Kautschuk, Harz auf Cyan-Basis o. Ä., unter der
vorderen Elektrodenschicht 2 ausgebildet wird;
- (d) eine hintere Elektrodenschicht 4, bei der Silber oder
Kohlenstoffharz in Epoxidharz, Polyester o. Ä. dispergiert ist; und
- (e) eine Isolierschicht 5, die aus Epoxidharz, Polyesterharz
o. Ä. besteht.
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Das
EL-Element 6 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration
wird in einem elektronischen Gerät
angeordnet. Wenn eine Wechselspannung zwischen der vorderen Elektrodenschicht 2 und der
hinteren Elektrodenschicht 4 von einem elektronischen Gerät (nicht
dargestellt) angelegt wird, wird die Lumineszenzschicht 3 in
dem EL-Element 6 aktiviert und ein EL-Element 23 emittiert
Licht von der Oberseite des Isolierfilms 1. Dieses Licht
beleuchtet die LCD und das Anzeigefeld in dem elektronischen Gerät von hinten.
Dadurch können
der Anzeigeteil und der Steuerteil in der Dunkelheit erkannt werden.
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Wenn
beide Seiten des elektronischen Geräts beleuchtet werden, werden
zwei EL-Elemente 6 so
angeordnet, dass sie jeder Isolierschicht 5 der beiden
EL-Elemente Rücken
an Rücken
gegenüber
liegen, wie in der Schnittansicht in 8 gezeigt.
Wenn die Lichtfarbe umgewandelt wird und eine Beleuchtung mit mehrfarbigem
Licht erfolgt, werden zwei EL-Elemente 6 mit
verschiedenen Leuchtfarben kombiniert.
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Wenn
jedoch bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen EL-Element beide Flächen des
elektronischen Geräts
beleuchtet werden, ist das gesamte EL-Element zu dick und die Anzahl
der Teile wird zu hoch, da die zwei EL-Elemente zu einem einzigen
EL-Element kombiniert werden. Das verteuert das elektronische Gerät.
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Verwiesen
sei auf JP-A-01010595, die ein Lumineszenz-Element beschreibt. Eine
Lumineszenzschicht wird auf der Oberfläche eines transparenten Films
aus Kunstharz durch Auftragen einer Schicht aus einer fluoreszierenden
Substanz und einer Schicht aus einem Dielektrikum durch Siebdrucken
o. Ä. auf
die Oberfläche
eines transparenten Elektrodenfilms ausgebildet, der ein aus ITO
o. Ä. bestehendes
Elektroden-Element hat, das durch Aufdampfen o. Ä. hergestellt wird. Dann wird
die dielektrische Schicht mit einer transparenten Gegenelektrode
beschichtet, die eine transparente leitfähige Substanz aus Indiumoxid
aufweist, die in einem Bindemittel verteilt ist. Die Elektrode wird
durch Auftragen einer Paste aus Pulvern aus der leitfähigen Substanz,
die in Binderharz verteilt wird, das in einem Lösungsmittel gelöst wird,
auf die dielektrische Schicht hergestellt. Der beschichtete Körper eines
Lumineszenzteils, das aus der aus dem Film, der fluoreszierenden
Substanz-Schicht und der dielektrischen Schicht bestehenden Lumineszenzschicht
und der transparenten Gegenelektrode besteht, wird mit Klemmen an
dem Film bzw. der Elektrode verbunden, und der gesamte beschichtete
Körper
des Lumineszenzteils wird mit einem Sperrfilm umgeben.
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Verwiesen
sei auch auf US-A-5552668, die eine Elektrolumineszenz-Vorrichtung
mit verbesserter Feuchtbeständigkeit
beschreibt. Die Vorrichtung weist ein transparentes Substrat mit
einer transparenten Elektrodenschicht auf. Eine Lumineszenzschicht
und eine dielektrische Schicht sind zwischen der transparenten Elektrodenschicht
und einer hinteren Elektrodenschicht angeordnet. Die Lumineszenzschicht
weist einen Harzträger
auf, der Elektrolumineszenz-Teilchen enthält. Die hintere Elektrodenschicht
weist einen Harzträger
auf, der leitfähige
Teilchen enthält.
Der Harzträger
aus mindestens entweder der Lumineszenzschicht oder der dielektrischen Schicht
besteht aus einem Flouridharz. Die hintere Elektrodenschicht enthält einen
Reaktionsbeschleuniger zum Beschleunigen der Polymerisation des Fluoridharzes.
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Kurze Darstellung
der Erfindung
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Aspekte
der Erfindung sind in den Ansprüchen
definiert.
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Wenn
das EL-Element, das den vorstehend beschriebenen Aufbau auf beiden
Seiten des Isolierfilms hat, hergestellt wird, wird ein dünneres EL-Element
mit doppelseitiger Beleuchtung als bei der doppelseitigen Beleuchtung
durch das herkömmliche EL-Element,
bei dem zwei getrennte EL-Elemente kombiniert sind, bereitgestellt.
Außerdem
kann das EL-Element
für mehrfarbige
Beleuchtung von beiden Seiten durch Verwenden von Lumineszenzschichten mit
jeweils unterschiedlichen Leuchtfarben bereitgestellt werden. Bei
Verwendung eines lichtdurchlässigen
Isolierfilms und einer Vielzahl von lichtdurchlässigen vorderen Elektrodenschichten
wird zusätzlich zu
einer ersten und einer zweiten Farbe jeder Lumineszenzschicht ein
dritte Farbe erzeugt, indem die erste und die zweite Farbe gemischt
werden, wenn Licht von zwei Lumineszenzschichten gleichzeitig emittiert
wird.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft somit ein Elektrolumineszenz-Element
und eine entsprechende Beleuchtungseinheit, die in den beigefügten Ansprüchen definiert
sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Schnittansicht eines EL-Elements, das außerhalb des Schutzumfangs von
Anspruch 1 liegt.
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2 ist
eine Schnittansicht eines EL-Elements, das durch Hinzufügen einer
Farbumwandlungsschicht zu dem in 1 gezeigten
EL-Element erhalten wird.
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3 ist
eine Schnittansicht eines EL-Elements gemäß Anspruch 1 der Erfindung.
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4 ist
eine Schnittansicht eines EL-Elements, das durch Beschichten des
in 3 gezeigten EL-Elements mit einer dielektrischen
Schicht hergestellt ist.
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5 ist
eine Schnittansicht eines EL-Elements gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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6 ist
eine Schnittansicht einer Beleuchtungseinheit gemäß einer
dritten Ausführungsform.
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7 ist
eine Schnittansicht eines herkömmlichen
EL-Elements.
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8 ist
eine Schnittansicht eines herkömmlichen
EL-Elements mit doppelseitiger Emission, das durch Kombinieren von
zwei EL-Elementen hergestellt ist.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschrieben.
Die Teile, die den Schichten entsprechen, die in der Beschreibung
des Standes der Technik angegeben sind, werden mit den gleichen
Bezugssymbolen bezeichnet und werden nicht näher beschrieben.
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Bezugsbeispiel 1
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1 ist
eine Schnittansicht eines Elektrolumineszenz-Elements 16 (nachstehend
als EL-Element 16 bezeichnet) in einer ersten Ausführungsform.
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Das
EL-Element 16 wird durch Drucken der folgenden Schichten
in der genannten Reihenfolge hergestellt:
- (a)
ein flexibler lichtdurchlässiger
Isolierfilm 1, wie etwa Polyethylenterephthalat o. Ä.;
- (b) eine vordere Elektroden-Isolierschicht 12, die durch
Drucken eines flexiblen lichtdurchlässigen Harzes, das durch Dispergieren
von leitfähigem Pulver,
wie etwa nadelförmiges
Indiumzinnoxid (nachstehend als ITO bezeichnet) o. Ä., in Phenoxyharz,
Epoxidharz oder fluorhaltigem Kautschuk hergestellt wird, vollständig unter
der Oberfläche
des Films 1 ausgebildet wird;
- (c) eine Lumineszenzschicht 3, die durch Dispergieren
von Leuchtpulver, wie etwa Zinksulfid, das beim Anlegen eines elektrischen
Felds Licht emittiert, in Harz mit einer hohen Dielektrizitätskonstante,
wie etwa fluorhaltiger Kautschuk oder Harz auf Cyan-Basis, unter der
vorderen Elektrodenschicht 12 ausgebildet wird;
- (d) eine lichtdurchlässige
hintere Elektrodenschicht 14, die durch Dispergieren von
Silber oder Kohlenstoffharz in Epoxidharz, Esterharz o. Ä. hergestellt
wird; und
- (e) eine lichtdurchlässige
Isolierschicht 15, die aus Epoxidharz, Polyesterharz o. Ä. besteht.
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Das
vorstehend beschriebene EL-Element 16 wird in einem elektronischen
Gerät (nicht
dargestellt) angeordnet, eine Wechselspannung wird zwischen der
vorderen Elektrodenschicht 12 und der hinteren Elektrodenschicht 14 angelegt,
und die Lumineszenzschicht 3 wird aktiviert und emittiert
Licht. Das emittierte Licht beleuchtet die Oberseite des Isolierfilms 1 durch
die vordere Elektrodenschicht 12 und beleuchtet die Unterseite
der lichtdurchlässigen Isolierschicht 15 durch
die hintere Elektrodenschicht 14. Das von den beiden Flächen emittierte
Licht beleuchtet eine Flüssigkristallanzeige
(LCD) oder ein Anzeigefeld von hinten. Dadurch können der Anzeigeteil und der
Steuerteil in der Dunkelheit erkannt werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird ein EL-Element 6 durch Drucken einer vorderen Elektrode 12, einer
Lumineszenzschicht 3 und einer hinteren Elektrodenschicht 14 in
der genannten Reihenfolge auf einer einzigen Oberfläche eines
Isolierfilms 1 ausgebildet, sodass ein dünnes EL-Element
hergestellt werden kann. Außerdem
kann ein preisgünstiges EL-Element, das Licht
von beiden Oberflächen
emittiert und weniger Teile hat, bereitgestellt werden.
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Als
Leuchtpulver wird hier zwar Zinksulfid verwendet, aber es kann jedes
Leuchtpulver, das bei einem angelegten elektrischen Feld Licht emittiert, verwendet
werden.
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Die
lichtdurchlässige
vordere Elektrode 12 wird durch Drucken mit flexiblem Harz
ausgebildet, in dem pulverförmige
elementare Substanzen dispergiert sind. Dadurch entsteht ein flexibles
EL-Element, das gefaltet und an einer gekrümmten Ebene befestigt werden
kann.
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Die
hintere Elektrodenschicht 14 wird mit der lichtdurchlässigen Isolierschicht 15 bedeckt.
Dadurch wird das EL-Element sicher gegen andere elektronische Teile
isoliert, die in der Nähe
des EL-Elements in dem elektronischen Gerät oder außerhalb davon angeordnet sind.
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2 ist
eine Schnittansicht eines EL-Elements, das durch Drucken einer Farbumwandlungsschicht 17,
die durch Dispergieren von Leuchtfarbstoffen oder Leuchtpigmenten
in lichtdurchlässigem Polyesterharz,
Epoxidharz, Acrylharz, Phenoxyharz oder fluorhaltigem Kautschuk
hergestellt wird, auf der Oberseite der Isolierschicht 1 ausgebildet
wird. Die Farbe des von der Oberseite des EL-Elements emittierten
Lichts wird von der Farbumwandlungsschicht 17 umgewandelt
und kann von der Leuchtfarbe der Lumineszenzschicht 3,
die von der Unterseite emittiert wird, abweichen. Dadurch wird ein
mehrere Farben emittiertes EL-Element, das verschiedene Leuchtfarben
hat, hergestellt, ohne die Leuchtfarbe der Lumineszenzschichten
zu verändern.
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In
der vorstehenden Beschreibung wird die Farbumwandlungsschicht 17 durch
Drucken auf der Oberseite der Isolierschicht 1 ausgebildet.
Ein ähnlicher
Effekt wird erzielt, wenn die Farbumwandlungsschicht 17 durch
Drucken auf jeder Oberfläche
der vorderen Elektrodenschicht 12 bzw. der hinteren Elektrodenschicht 14 oder
auf der Unterseite der lichtdurchlässigen Isolierschicht 15 ausgebildet
wird.
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Ausführungsform 1
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3 ist
eine Schnittansicht eines EL-Elements 23 gemäß Anspruch
1. Das EL-Element 23 hat eine Schichtstruktur und wird
durch Drucken der folgenden Schichten in der genannten Reihenfolge
ausgebildet:
- (a) ein flexibler Isolierfilm 21,
wie etwa Polyethylenterephthalat o. Ä.;
- (b) vordere Elektroden 22, 22A, die durch
Drucken eines flexiblen Harzes, das durch Dispergieren von leitfähigem Pulver,
wie etwa nadelförmiges
ITO o. Ä.,
in Phenoxyharz, Epoxidharz oder fluorhaltigem Kautschuk hergestellt
wird, auf allen beiden Oberflächen
des Films 21 ausgebildet wird;
- (c) Lumineszenzschichten 3, 3A, die durch
Dispergieren von Leuchtpulver, wie etwa Zinksulfid o. Ä. als Leucht-Grundstoff
in Harz mit einer hohen Dielektrizitätskonstante, wie etwa fluorhaltiger Kautschuk
oder Harz auf Cyan-Basis, hergestellt werden und auf beiden Oberflächen der
vorderen Elektrodenschichten 22, 22A durch Drucken
ausgebildet werden;
- (d) lichtdurchlässige
hintere Elektrodenschichten 14, 14A, die durch
Dispergieren von Silber oder Kohlenstoffharz in Epoxidharz, Polyesterharz
o. Ä. hergestellt
werden; und
- (e) lichtdurchlässige
Isolierschichten 15, 15A, die aus Epoxidharz,
Polyesterharz o. Ä.
bestehen.
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Wenn
das EL-Element 23 mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration
in einem elektronischen Gerät
angeordnet wird und dann eine Wechselspannung zwischen der vorderen
Elektrodenschicht 22 und der hinteren Elektrodenschicht 14 von
einer Schaltung (nicht dargestellt) in dem elektronischen Gerät angelegt
wird, wird die Lumineszenzschicht 3 in dem EL-Element 23 aktiviert
und sie emittiert Licht. Das Licht beleuchtet die Unterseite der
lichtdurchlässigen
Isolierschicht 15 durch die lichtdurchlässige hintere Elektrodenschicht 14.
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Wenn
eine Wechselspannung zwischen der vorderen Elektrodenschicht 22A und
der hinteren Elektrodenschicht 14A angelegt wird, wird
die Lumineszenzschicht 3A aktiviert und sie emittiert Licht. Das
Licht beleuchtet die Oberseite der lichtdurchlässigen Isolierschicht 15A durch
die lichtdurchlässige hintere
Elektrodenschicht 14A. Das von beiden Oberflächen emittierte
Licht beleuchtet eine LCD oder ein Anzeigefeld in dem elektronischen
Gerät von
hinten. Daher ist ein Anzeigeteil oder ein Steuerteil in dem elektronischen
Gerät auch
in der Dunkelheit zu erkennen.
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In
diesem Fall sind die Leuchtfarben von den Lumineszenzschichten 3, 3A nicht
unbedingt gleich. Wenn die Leuchtfarben der Lumineszenzschichten 3 und 3A beispielsweise
blau bzw. orange definiert sind, werden verschiedene Beleuchtungen
möglich.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden zwei EL-Elemente durch Drucken auf beiden Oberflächen des
Isolierfilms 21 ausgebildet. Dadurch kann im Vergleich
zu der beidseitigen Beleuchtung mit dem herkömmlichen EL-Element, bei dem
zwei einzelne EL-Elemente kombiniert sind, die Anzahl der für das EL-Element
verwendeten Teile verringert werden und ein dünneres EL-Element kann bereitgestellt
werden. Außerdem
kann durch Verwenden der Lumineszenzschichten 3, 3A,
die jeweils verschiedene Leuchtfarben haben, ein EL-Element 23,
mit dem eine mehrfarbige Beleuchtung erzielt wird, bereitgestellt
werden.
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4 ist
eine Schnittansicht eines weiteren EL-Elements 23, das
durch Drucken einer dielektrischen Schicht 24, 24A,
die aus einem Harz mit einer hohen Dielektrizitätskonstante, wie etwa fluorhaltiger Kautschuk
oder Harz auf Cyan-Basis, besteht, in das Pulver mit einer hohen
Dielektrizitätskonstante,
wie etwa Bariumtitanat o. Ä.,
dispergiert ist, zwischen der vorderen Elektrodenschicht 22 und
der Lumineszenzschicht 3 und dann zwischen der vorderen
Elektrodenschicht 22A und der Lumineszenzschicht 3A ausgebildet
wird. Dadurch kann das EL-Element 23 eine
sichere Isolation zwischen der vorderen Elektrodenschicht 22 und
der hinteren Elektrodenschicht 14 und zwischen der vorderen
Elektrodenschicht 22A und der hinteren Elektrodenschicht 14A bereitstellen. Die
Lichtstärke
wird weiter erhöht,
da die an die Lumineszerzschichten 3, 3A angelegte
Spannung höher
als die an die dielektrischen Schichten 24, 24A angelegte
Spannung ist, wenn die dielektrischen Schichten 24, 24A eine
angemessene Dicke zur Aufrechtherhaltung der Isolation haben.
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In
der vorstehenden Beschreibung werden die dielektrischen Schichten 24, 24A durch
Drucken zwischen den vorderen Elektrodenschichten 22, 22A bzw.
den Lumineszenzschichten 3, 3A ausgebildet. Ein ähnlicher
Effekt wird erzielt, wenn die dielektrischen Schichten 24, 24A durch
Drucken zwischen den Lumineszenzschichten 3, 3A bzw.
den hinteren Elektrodenschichten 14, 14A ausgebildet
werden.
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Ausführungsform 2
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5 ist
eine Schnittansicht eines EL-Elements 27 in einer zweiten
Ausführungsform.
Das EL-Element 27 hat eine Schichtstruktur, die durch Drucken
von vorderen Elektrodenschichten 26, 26A, Lumineszenzschichten 3, 3A,
hinteren Elektrodenschichten 14, 14A bzw. lichtdurchlässigen Isolierschichten 15, 15A in
der genannten Reihenfolge auf allen beiden Oberflächen des
Isolierfilms 25 wie bei der ersten Ausführungsform ausgebildet werden.
Der Isolierfilm 25 und die vorderen Elektrodenschichten 26, 26A in
dem EL-Element 27 sind lichtdurchlässig.
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Wenn
das EL-Element 27 in einem elektronischen Gerät angeordnet
wird und eine Wechselspannung zwischen der vorderen Elektrodenschicht 26 und
der hinteren Elektrodenschicht 14 angelegt wird, wird beispielsweise
in dem Fall, dass die Leuchtfarbe der Lumineszenzschicht 3 blau
ist, blaues Licht von der Unterseite der lichtdurchlässigen Isolierschicht 15 emittiert.
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Wenn
die Wechselspannung zwischen der vorderen Elektrodenschicht 26A und
der hinteren Elektrodenschicht 14A angelegt wird, wird
beispielsweise in dem Fall, dass die Leuchtfarbe der Lumineszenzschicht 3 orange
ist, orangefarbenes Licht von der Oberseite der lichtdurchlässigen Isolierschicht 15A emittiert.
Das von beiden Oberflächen
des EL-Elements 27 emittierte Licht beleuchtet eine LCD oder
ein Anzeigefeld in dem elektronischen Gerät von hinten wie bei der ersten
Ausführungsform.
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Wenn
die Wechselspannung gleichzeitig zwischen der vorderen Elektrodenschicht 26, 26A bzw.
der hinteren Elektrodenschicht 14, 14A angelegt
wird, werden die blaue Leuchtfarbe der Lumineszenzschicht 3 und
die orangefarbene Leuchtfarbe der Lumineszenzschicht 3A gleichzeitig
emittiert. Das gesamte EL-Element 27 emittiert weißes Licht, das
durch Mischen der zwei Leuchtfarben blau und orange entsteht, da
der Isolierfilm 25 und die vorderen Elektrodenschichten 26, 26A lichtdurchlässig sind.
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Bei
dieser Ausführungsform
emittiert das EL-Element 27 Licht in drei verschiedenen
Farben von beiden Oberflächen
des EL-Elements. In Abhängigkeit
von den einzelnen Leuchtfarben der Lumineszenzschichten 3, 3A wird
zusätzlich
zu der ersten und zweiten Farbe eine dritte Farbe durch Mischen der
ersten und zweiten Farbe erzeugt, wenn Licht von den Lumineszenzschichten 3, 3A gleichzeitig emittiert
wird.
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Ausführungsform 3
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6 ist
eine Schnittansicht einer Beleuchtungseinheit in einer dritten,
bevorzugten Ausführungsform.
Eines der EL-Elemente 16, 23 und 27,
die in der vorstehenden Ausführungsform
1 oder 2 oder dem Bezugsbeispiel 1 beschrieben sind, ist in der Mitte
einer Umhüllung 29 als
Deckel eines elektronischen Geräts 28,
wie etwa einer Videokamera, eines tragbaren Tongeräts o. Ä., angeordnet.
Eine LCD 30 ist an der Oberseite der Umhüllung 29 angeordnet, und
ein Anzeigefeld 31 ist unter der Umhüllung 29 angeordnet,
um das EL-Element 16, 23 oder 27 zwischen
der LCD 30 und dem Anzeigefeld 31 zu halten.
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Wenn
bei dieser Konfiguration das von der Oberseite des EL-Elements 16, 23 oder 27 emittierte Licht
blau ist und das von seiner Unterseite emittierte Licht orange ist,
wird die LCD 30 blau beleuchtet, wenn die Beleuchtungseinheit 32 geschlossen
ist. Das Anzeigefeld 31 wird orange beleuchtet, wenn die Beleuchtungseinheit 32 geöffnet ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird eines der EL-Elemente 16, 23 oder 27 in
der Mitte der Umhüllung 29 angeordnet
und die Beleuchtungseinheit 32 wird durch Anordnen der
LCD 30 und des Anzeigefelds 31 auf beiden Oberflächen des
EL-Elements erhalten. Dadurch kann eine dünnere und preiswertere Beleuchtungseinheit
mit weniger Teilen, die Licht von ihren beiden Oberflächen emittiert,
hergestellt werden.