EP1993326A1 - Particle with an electro-luminescent element containing nano structures - Google Patents

Particle with an electro-luminescent element containing nano structures Download PDF

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EP1993326A1
EP1993326A1 EP07108451A EP07108451A EP1993326A1 EP 1993326 A1 EP1993326 A1 EP 1993326A1 EP 07108451 A EP07108451 A EP 07108451A EP 07108451 A EP07108451 A EP 07108451A EP 1993326 A1 EP1993326 A1 EP 1993326A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
thick
electroluminescent element
film electroluminescent
particles
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07108451A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thilo-J Werners.
Dr. Michael Heite
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Lyttron Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lyttron Technology GmbH filed Critical Lyttron Technology GmbH
Priority to EP07108451A priority Critical patent/EP1993326A1/en
Priority to TW97118112A priority patent/TW200908778A/en
Priority to PCT/EP2008/056013 priority patent/WO2008142013A1/en
Publication of EP1993326A1 publication Critical patent/EP1993326A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/22Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/26Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
    • H05B33/28Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode of translucent electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a particle with nanostructures containing electroluminescent element, a method for producing an electroluminescent element according to the invention and the use of an electroluminescent element according to the invention as a decorative element and / or lighting element indoors or for outdoor use, preferably on the outer facades of buildings, in or on home furnishings, in or on land, air or water vehicles or in the advertising industry,
  • Electroluminescence (hereinafter abbreviated to EL) is the direct luminescence excitation of luminescent pigments or luminophores by an alternating electric field.
  • Electroluminescent technology has recently become increasingly important. It allows the realization of almost any size, glare-free and shadow-free, homogeneous lighting surfaces. Power consumption and depth (on the order of one millimeter and below) are extremely low.
  • the typical application involves the backlighting of transparent films which are provided with captions and / or image motifs.
  • transparent electroluminescent devices e.g. Electroluminescent phosphor plates based on glass or transparent plastic, e.g. can serve as information carriers, advertising transparencies or for decorative purposes, known from the prior art.
  • EL elements are often produced by screen printing.
  • a substrate can first be coated with a transparent electrode (preferably by sputtering) onto which a light-emitting layer (EL layer) is applied. is applied.
  • a dielectric layer may be provided between the first, transparent electrode and the EL layer.
  • a dielectric layer eg of barium titanate, which has a very high dielectric constant, and then a second electrode, which need not be transparent. It consists of a highly electrically conductive metal, such as silver.
  • EP-A2-1 434 470 describes a thin film electroluminescent element having a substrate and deposited on the substrate and having in this order an ITO electrode, a first dielectric layer, an electroluminescent layer, a second dielectric layer, and a back electrode.
  • This electroluminescent device which is formed by chemical vapor deposition, has a fully formed, d, h, closed inorganic electroluminescent layer.
  • a separate layer comprising carbon nanotubes (CNT) is formed. contains as the field uses reinforcing layer.
  • Electroluminescence elements based on the so-called thick-film technology with inorganic luminescent pigments or luminophores and AC voltage excitation have also largely become established.
  • EL elements Electroluminescence elements based on the so-called thick-film technology with inorganic luminescent pigments or luminophores and AC voltage excitation have also largely become established.
  • thin-film EL elements are thick-film EL elements less expensive and thus less expensive to manufacture,
  • the luminescent pigments or luminophores which are used in these EL elements are embedded in a transparent, organic or ceramic binder.
  • Starting materials are usually zinc sulfides which, depending on doping or co-doping and preparation process, produce different, relatively narrow-band emission spectra.
  • the reason for the use of zinc sulfides in the EL layers is, on the one hand, the relatively high emission brightness of the available zinc sulfide EL pigments.
  • the emission color of an EL element can be adapted by a variety of measures to the desired color impression, these include the doping and co-doping of the luminous pigments, the mixture of two or more EL pigments, the addition of one or more organic and / or inorganic color-converting and / or bif filtering pigments, the coating of the EL pigment with organic and / or inorganic color-converting and / or bif filtering substances, the incorporation of dyes into the polymer matrix in which the luminescent pigments are dispersed, and the incorporation of a color-converting and / or bif filtering layer or film in the structure of the EL element.
  • the exciting AC voltage field usually has a frequency of a few hundred hertz, wherein the effective value of the operating voltage is often in a range of about 50 to 150 volts.
  • the voltage can usually achieve a higher luminance, which usually in one area from about 50 to about 200 candelas per square meter.
  • Increasing the frequency usually causes a color shift towards lower wavelengths, but both parameters have to be tuned to achieve a desired illumination effect,
  • the prior art EL devices based on thick-film technology usually use zinc sulfide EL pigments and are prepared according to the prior art by using in the EL light-emitting structures electrodes are applied to the EL layer or corresponding dielectric layers by screen printing or other printing techniques or by PVD method.
  • the EL layers Due to the different size of zinc sulfide particles with a d 50 value of generally 20 to 30 ⁇ m and a corresponding pigment size distribution and thus a relatively thick EL layer in the range of 20 to 50 ⁇ m, the EL layers have unevenness z, B, due to different sized EL pigments, agglomerated EL pigments and / or superposition of two or more EL pigments. Due to this relatively uneven EL layer, a good dielectric layer (insulation layer) is required.
  • insulating layers are generally produced by screen printing processes, wherein the screen printing paste is applied with a doctor blade through a sieve on the surface to be coated, this procedure can lead to an inclusion of air bubbles (so-called "microbubbles"), which then in The insulating effects of the corresponding layers are considerably reduced when screen printing layers are used, these are therefore often duplicated, since these are the smallest air or gas bubbles, especially in the screen printing process. so-called “microbubbles”, can not always be avoided and the necessary AC voltage of usually 100 to 200 volts at frequencies from the mains frequency of 50 Hz to 800 Hz and far beyond a high demand on the major impact strength means.
  • the layer thickness of the insulating layers is limited to thin layers.
  • Another non-negligible disadvantage of the prior art electroluminescent elements is that generally quite high excitation voltages are required to achieve some emission brightness and that, in general, the Decrease of the initial brightness of EL elements to half the value, the so-called half-life, with a few 100 hours up to about 2,500 hours too fast going on and such EL elements of the prior art for high-quality lighting requirements with over 2,000 hours with a stable Emission brightness and a stable emission color under normal environmental conditions, especially at high humidity and high ambient temperature up to 80 ° C, are not sufficiently stable.
  • the thick-film electroluminescent element should be deformable in three dimensions, without causing cracking in the electrodes.
  • the thick-film electroluminescent element should preferably have an insulation layer with a high dielectric constant, so that the insulation layer can be made relatively thick overall.
  • the EL element should preferably require moderate excitation voltages in order to achieve a certain emission brightness,
  • a thick film electroluminescent element based on zinc sulfide which comprises a first transparent electrode (1), at least one electroluminescent layer, at least one first dielectric layer and at least one second back electrode.
  • the zinc sulfide based thick film electroluminescent element according to the invention is characterized in that it comprises particles with nanostructures,
  • nanoscale material structures which are selected from the group consisting of single-wall carbon nanotubes (SWCNTs), multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs), Nanohorns, nanodisks, nanocones (d, h, cone-shaped structures), metallic nanowires, and combinations of the aforementioned particles.
  • SWCNTs single-wall carbon nanotubes
  • MWCNTs multi-wall carbon nanotubes
  • Nanohorns Nanohorns
  • nanodisks nanodisks
  • nanocones d, h, cone-shaped structures
  • metallic nanowires and combinations of the aforementioned particles.
  • Corresponding particles with carbon-based nanostructures can be selected, for example, from carbon nanotubes (single-shell and multi-shell), carbon nanofibers (herringbone, leaflet, carbon nanotubes are also internationally referred to as carbon nanotubes, (single-walled and multi-walled), carbon nonionic fibers as carbon nanofibers (herringbone, platelet, screw type),
  • the particles with nanostructures are used in the thick-film electroluminescent element according to the invention, whereby the aforementioned objects can be achieved in a surprising manner by the targeted use of the particles with nanostructures in certain layers of the EL element.
  • the nanostructured particles are used in a dielectric layer of the thick-film electroluminescent element of the present invention.
  • These insulating layers are generally produced by screen-printing methods, with the screen-printing paste being applied by a squeegee to the surface to be coated.
  • the corresponding dielectric layers thicker than would be possible without the addition of particles with nanostructures. If more than one dielectric layer is used in the EL element according to the invention, the particles with nanostructures may or may only be in one of the dielectric layers be contained in all, for example in two dielectric layers.
  • the particles with nanostructures used in accordance with the invention are contained in at least one of the electrode layers, ie in the transparent electrode or the back electrode or in both electrodes.
  • the resulting EL elements have a significantly improved deformability Due to the pronounced aspect ratio of the particles with nanostructures, the percolation is also increased in the EL layer, which leads to the fact that in a deformation of the EL layers, the conductivity of the individual electrodes is maintained, Overall, there is an improvement in the electrical Surface conductivity of the electrodes,
  • the nanostructured particles to be used in the present invention are contained in the EL layer.
  • a local electrical field increase is achieved in the EL layer and thus locally the excitation field strength of the EL pigments of the EL layer is increased.
  • a reduction of the excitation voltage at the same emission brightness is possible,
  • the particles are used with nanostructures in at least one separate layer which in particular between the dielectric layer and the EL layer, between two dielectric layers (if two dielectric layers are used) and / or between the transparent front side electrode and the EL layer is arranged.
  • the separate layer provided in this embodiment, comprising particles with nanostructures, is also referred to in the context of the present invention as a "floating electrode layer".
  • a plurality of floating electrode layers containing nanostructured particles are present at different positions in the EL element.
  • the floating electrode is a conductive layer or, a layer of high ⁇ , which is ohms connected to no potential, due to the use of corresponding floating electrode layers a more uniform EL emission is effected, ie the overall efficiency of the EL system is increased, this results the possibility of a reduction in the voltage at the same emission brightness or an increase in the emission brightness at the same supply voltage.
  • a layer according to the invention is also understood to mean that the particles with nanostructures can also be contained in two or more of these layers, if the EL element according to the invention comprises several of these layers,
  • the nanostructured particles in the respective layers of the EL element may be homogeneously dispersed or randomly oriented or directed.
  • spherical particles for example, spherical particles with nanostructures such as fullerenes, or ITO (indium tin oxide) particles and / or agglomerates or Aggregates of such spherical nanoparticles with dimensions in the submicron range can be used.
  • the spherical particles in this case have a diameter of generally 1 to 50 nm, preferably 2 to 30 nm, in particular 3 to 15 nm.
  • the spherical particles irrespective of the diameter, preferably have a length of generally 0.01 to 100 mm, preferably 0.5 to 50 mm, in particular 0.1 to 10 mm.
  • the spherical particles are preferably ITO (indium -Tin-oxides) particles or, generally, electrically conductive metallic or metal oxide or ferroelectric (perovskite) particles,
  • so-called single-walled carbon nano-tubes (SWCNTs) or multi-walled carbon nano-tubes (MWCNTs) are used as particles with nanostructures.
  • SWCNTs have the advantage that they are more transparent, for example compared to MWCNTs or other nanostructured particles.
  • SWCNTs have a disadvantage in that these particles are relatively expensive.
  • SWCNTs in particular even in isolation, d, h, without the simultaneous use of MWCNTs, is particularly preferred when the corresponding particles are used with nanostructures in the transparent electrode of the front or in floating electrode layers, which adjoin the transparent electrode of the front, since the SWCNT have a higher transparency compared to MWCNT or the other particles with nanostructures, so that the EL emission of the resulting EL element is not reduced.
  • single-walled carbon nanotubes encompasses various variants of single wall carbon nanotubes, which may also include nanofibers.
  • Single-bulb carbonorbones Nanotubes are essentially cylindrical carbon nanotubes with a diameter of a few nanometers. The preparation of these single-walled carbon nanotubes is known to the person skilled in the art and appropriate prior art methods can be used. These include, for example, the catalytic chemical vapor deposition (CCVD),
  • the hitherto known separation methods for SWCNT are based on electron transfer effects on metallic diazonium salts treated SWCNT, on dielectrophoresis, on a particular chemical affinity of semiconducting carbon nonotubes to octadecylamines and on carbon nanotubes, which were coated with single-stranded DNA.
  • the selectivity of these methods can be further improved by intensive centrifugation of pretreated dispersions and application of ion exchange chromatography.
  • Fractions of single-walled carbon nanotubes which differ in a parameter selected from the group consisting of diameter, length, chirality, and electronic properties, by at most 50%, more preferably at most 40%, especially at most 30 %, especially not more than 20%, especially not more than 10%.
  • the SWCNTs used according to the invention are generally known and commercially available.
  • the SWCNTs preferably have an outer diameter between 1 nm and 50 nm, preferably between 3 nm and 25 nm, particularly preferably between 5 nm and 15 nm, and a length between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m, preferably between 1 ⁇ m and 50 ⁇ m, more preferably between 1 ⁇ m and 10 ⁇ m, SWCNTs can preferably be homogeneously mixed as pure substance or masterbatch containing in thermoplastics with binders which are used in the respective layer compositions, single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are particularly preferred for the purpose of the present invention because they are thinner and have higher conductivities, whereby the desired effect can be achieved even with less use. At the same time, they are more transparent than other nanostructured particles.
  • the Apsct ratio of the respective particles, d, h, the length to diameter ratio of the respective nanotubes is generally more than 1: 100, preferably more than 1: 200, more preferably more than 1: 1000. Particles with nanostructures having a longer length are advantageous in that microcracks can be avoided.
  • the particles having nanostructures Due to the use according to the invention of the particles having nanostructures, in particular in the dielectric layer, it is preferred that the particles having nanostructures have a high dielectric constant or an electrical conductivity.
  • the dielectric constant of the particles with nanostructures should be in the Generally at least 30, preferably at least 50, more preferably at least 100, or infinite,
  • particles with nanostructures in the insulation or dielectric layers and / or EL layers which have an organic or inorganic insulating layer, which increases the insulation in the individual dielectric layers,
  • the nanostructured particles comprise an inorganic insulating layer, then this may generally be formed from an oxide and / or nitridic layer.
  • the particles having nanostructures in the EL layer or the dielectric layer have a filling percentage of generally less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight, more preferably less than 0.5% by weight, in the respective layers, each based on the weight of the layers.
  • the particles with nanostructures are present in the electrode layer of the transparent front side and / or the back side, their content is generally 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, particularly preferably 0, 3 to 2% by weight in the respective layers, in each case based on the weight of the layers,
  • the particles having nanostructures are contained in the floated electrode layer, their content is generally 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, in particular from 0.3 to 3% by weight, in each case based on the weight of the layer,
  • Electroluminescent pigments are contained in the EL layer of the EL element according to the invention. These can be assigned in a preferred manner with the particles with nanostructures in the sense of a non-contiguous hybridization. Hybridization is understood to mean that corresponding nanoparticles are attached to the surface of EL pigments.
  • the EL element of the present invention comprises a layer comprising nanotube-like nanostructured particles sandwiched between the front transparent electrode and the electroluminescent layer as the floating electrode
  • the EL Pigments due to the manufacturing process due to this floating layer decrease and the floating layer increases the electric field strength locally and thus increase the EL emission or the supply voltage can be reduced
  • SWCNTs are used due to the transparency as particles with nanostructures.
  • the EL element of the present invention in the case where the EL element of the present invention is provided with a layer comprising particles having nanostructures between the electroluminescence layer and the first insulating layer as a floating electrode, the EL pigments are provided through the EL element Manufacturing process due to this floating layer decrease and the floating layer increases the electric field strength locally and thus increase the EL emission or the supply voltage can be reduced.
  • the EL element according to the invention has a first at least partially transparent electrode and a second return electrode.
  • the term "at least partially transparent" means an electrode which is constructed from a material which has a transmission of generally more than 60%, preferably more than 70%, particularly preferably more than 80%, specifically more than 90%.
  • the return electrode does not necessarily have to be transparent.
  • Suitable electrical conductive materials for the electrodes are known per se to those skilled in the art.
  • several types of electrodes are suitable for the production of thick-film EL elements with AC excitation.
  • these are sputtered or vapor deposited indium-tin-oxide electrodes (indium-tin-oxides, ITO) in vacuum on plastic films. They are very thin (some 100 ⁇ ) and offer the advantage of high transparency with a relatively low surface resistance (about 60 to 600 ⁇ ).
  • printing pastes with ITO or ATO (antimony tin oxides, antimony tin oxide) or intrinsically conductive transparent polymer pastes can be used, from which surface electrodes are produced by screen printing, With a thickness of about 5 to 20 microns provide such electrodes only lower transparency with high sheet resistance (up to 50 k ⁇ ), they can be applied in virtually any pattern, even on structured surfaces.
  • non-ITO means all Non-indium-tin-oxide (ITO) screen-printed layers, that is, intrinsically conductive polymeric layers having usually nanoscale electrically conductive pigments, for example DuPont's ATO screen printing pastes designated 7162E or 7164, intrinsically conductive polymer systems such as Orgacon ® system from Agfa, the Baytron ® poly (3,4-ethylenedioxythiophene) system from HC Starck GmbH, the system of Ormecon, conductive coating or ink systems from Panipol Oy referred to as organic metal (PEDT-Conductive Polymer polyethylenedioxythiophene) and optionally (with highly flexible binding agents, for example on the basis of PU (polyurethane) is preferably PMMA (Polymethylmethocrylat), PVA (polyvinyl alcohol), modified polyaniline can be used as the material of at least partially transparent electrode of the electrostatic pastes designated 7162E or 7164, intrinsically conductive polymer systems such as Orgacon
  • tin oxide (NESA) pastes are also conceivable as corresponding electrode material.
  • the electrically conductive materials described above may also be applied to a substrate.
  • transparent glasses and thermoplastic films are suitable as carrier material.
  • Corresponding carrier materials are described in more detail below. In the context of the present invention, one or two carrier substrates can be used
  • Electrode materials can be applied, for example, by means of screen printing, rakein, spraying, brushing onto corresponding carrier materials (substrates), preferably subsequently drying at low temperatures of, for example, 80 to 120 ° C.,
  • the application of the electrically conductive coating by means of vacuum or pyrolytic,
  • the electrically conductive coating is a vacuum or pyrolytically produced metallic or metal oxide thin and substantially transparent layer, which preferably has a sheet resistance of 5 m ⁇ to 3000 ⁇ / square, more preferably a sheet resistance of 0.1 to 1000 ⁇ / square, most preferably 5 to 30 ⁇ / square, and in another preferred embodiment has a daylight transmittance of at least greater than 60% (> 60 to 100%) and in particular greater than 76% (> 76 to 100%),
  • electrically conductive glass can be used as an electrode
  • a particular preferred type of electrically conductive and highly transparent glass, in particular float glass, are pyrolytically produced layers which have a high surface hardness and whose electrical surface resistance can be adjusted in a very wide range, generally from a few milliohms to 3,000 ⁇ / square.
  • Such pyrolytically coated glasses can be well deformed and have a good scratch resistance, in particular scratches do not lead to an electrical interruption of the electrically conductive surface layer, but only to a mostly slight increase in sheet resistance,
  • pyrolytically produced conductive surface layers are so strongly diffused into the surface by the temperature treatment and anchored in the surface, that in a subsequent application of material an extremely high adhesion to the glass substrate is given, which is also very advantageous for the present invention.
  • coatings have a good homogeneity, ie a low scattering of the surface resistance value over large surfaces. This feature also provides an advantage to the present invention.
  • Electrically conductive and highly transparent thin layers can be produced on a glass substrate, which is preferably used according to the invention, much more efficiently and cost-effectively than on polymeric substrates such as PET or PMMA or PC.
  • the surface electrical resistance is on average 10 times better on glass coatings than on one polymeric film of comparable transparency, eg 3 to 10 ohms / square for glass layers compared to 30 to 100 ohms / square on PET films,
  • the back electrode is - as in the case of the at least partially transparent electrode - a planar electrode which, however, need not be transparent or at least partially transparent.
  • This electrode is generally constructed of electrically conductive materials based on inorganic or organic substances, for example metals such as Silver, suitable electrodes are furthermore in particular polymeric electrically conductive coatings.
  • suitable electrodes are furthermore in particular polymeric electrically conductive coatings.
  • the coatings already mentioned above with respect to the at least partially transparent electrode can be used.
  • those polymeric electrically conductive coatings known to those skilled in the art are not at least partially transparent.
  • Suitable materials of the back electrode are thus preferably selected from the group consisting of metals such as silver, carbon, ITO screen printing layers, ATO screen printing layers, non-ITO screen printing layers, ie intrinsically conductive polymeric systems with usually nanoscale electrically conductive pigments, for example ATO dyes.
  • bus bars are used in large-area lighting elements, in particular in semiconducting LEP or OLED systems, in which relatively large currents flow.
  • a large area is divided into four small areas,
  • the voltage drop in the central region of a luminous area is substantially reduced and the uniformity of the luminance or the decrease in brightness in the Reduced center of a light field.
  • a zinksulfidischen particulate EL field used in one embodiment of the invention generally greater than 100 volts to over 200 volts AC are applied, and it flow when using a good dielectric or good insulation very low currents. Therefore, in the inventive ZnS thick-film AC-EL element, the problem of current load is much lower than in semiconducting LEP or OLED systems, so that the use of bus bars is not essential, but large-scale lighting elements without the use of bus bars can be provided.
  • the electrical connections can be made, for example, using electrically conductive and stovable pastes with tin, zinc, silver, palladium, aluminum and other suitable conductive metals or combinations and mixtures or alloys thereof.
  • the electrically conductive contact strips are generally applied to the electrically conductive and at least partially transparent thin coatings by means of screen printing, brush application, ink jet, doctor blade, roller, by spraying or by Dispensierlves or comparable application methods known in the art and then generally in an oven thermally treated, so that usually attached laterally along a substrate edge strips can be contacted by soldering, terminals or plug electrically conductive.
  • Leitkleberposten based on silver, palladium, copper or gold filled polymer adhesive are preferably used. It is also possible to apply self-adhesive, electrically conductive strips, for example, of tinned copper foil with an adhesive which is electrically conductive in the z-direction, by means of pressing;
  • the adhesive layer is generally uniformly pressed with a surface pressure of some N / cm 2 , and depending on the design, values of 0.013 ohm / cm 2 are obtained (eg Conductive Copper Foil Tape VE 1691 from D & M International, A-8451 Heimschuh). or 0.005 ohms (z, B, Type 1183 from 3M Electrical Products Division, Austin, Texas, USA; according to MIL-STD-200 Method 307 maintained at 5 psi / 3.4 N / cm 2 measured over 1 sq.in. surface area) or 0.001 ohms (z, B. Type 1345 from 3M) or 0.003 ohms (z, B, Type 3202 from Holland Shielding Systems BV).
  • N / cm 2 eg Conductive Copper Foil Tape VE 1691 from D & M International, A-8451 Heimschuh. or 0.005 ohms (z, B, Type 1183 from 3M Electrical Products Division, Austin, Texas,
  • the EI element according to the invention has at least one dielectric layer, which is provided between the back electrode and the EL layer.
  • Corresponding dielectric layers are known to the person skilled in the art. Corresponding layers often have high dielectric powders, such as barium titanate, which are preferably dispersed in fluorine-containing plastics or in cyan-based resins. Examples of particularly suitable particles are barium titanate particles in the range of preferably 1.0 to 2.0 ⁇ m. These can give a relative dielectric constant of up to 100 at a high degree of filling.
  • high dielectric powders such as barium titanate, which are preferably dispersed in fluorine-containing plastics or in cyan-based resins.
  • barium titanate particles in the range of preferably 1.0 to 2.0 ⁇ m. These can give a relative dielectric constant of up to 100 at a high degree of filling.
  • the dielectric layer has a thickness of generally 1 to 50 ⁇ m, preferably 2 to 40 ⁇ m, particularly preferably 5 to 25 ⁇ m, especially 8 to 15 ⁇ m / m,
  • the EL element according to the invention may also additionally have a further dielectric layer, which are arranged one above the other and together improve the insulation effect or which is interrupted by a floating electrode layer.
  • the use of a second dielectric layer may depend on the quality and pinhole freedom of the depend on the first dielectric layer.
  • the EL element according to the invention comprises an EL layer.
  • the at least one electroluminescent (EL) layer is generally disposed between the first transparent electrode and a dielectric layer.
  • the EL layer can be arranged directly after the dielectric layer or it can be If appropriate, one or more further layers are arranged between the dielectric layer and the EL layer.
  • the EL layer is preferably arranged immediately after the dielectric layer.
  • the at least one electroluminescent EL layer may be arranged on the entire inner surface of the first partially transparent electrode or on one or more partial surfaces of the first at least partially transparent electrode.
  • the partial surfaces have Generally a distance of 0.5 to 10.0 mm, preferably 1 to 5 mm from each other.
  • the EL layer is generally composed of a binder matrix with EL pigments homogeneously dispersed therein.
  • the binder matrix is generally chosen such that a good adhesion bond is provided on the electrode layer (or the dielectric layer applied thereon, if applicable) In this case, PVB or PU-based systems are used.
  • other additives may also be present in the binder matrix, such as color-converting organic and / or inorganic systems, color additives for a day and night light effect and / or reflective and / or or light-absorbing effect pigments such as aluminum flakes or glass flakes or mica platelets.
  • the proportion of EL pigments in the total mass of the EL layer (degree of filling) is from 20 to 75% by weight, preferably from 50 to 70% by weight,
  • the EL pigments used in the EL layer generally have a thickness of 1 to 50 ⁇ m, preferably 5 to 25 ⁇ m,
  • the at least one EL layer is an AC thick film powder electroluminescent (AC-P-EL) light structure,
  • Thick-film AC-EL systems have been well-known since Destriau 1947 and are usually applied by screen printing on ITO-PET films, since zinc sulfide electroluminophores are used during operation and especially at higher temperatures and have a very severe degradation in a water vapor environment, microencapsulated EL phosphors (pigments) are commonly used today for long lasting thick film AC-EL lamp assemblies. However, it is also possible to use non-microencapsulated pigments in the EL element according to the invention, as further explained below.
  • EL elements are thick-film EL systems which are operated by means of alternating voltage at normative 100 V and 400 Hertz and thus emit a so-called cold light of a few cd / m 2 up to a few 100 cd / m 2 ,
  • EL screen printing items are generally used.
  • Such EL screen-printing pastes are generally based on inorganic substances, suitable substances are, for example, high-purity ZnS, CdS, Zn x Cd 1-x S compounds of groups II and IV of the Periodic Table of the Elements, with ZnS is particularly preferably used.
  • the aforementioned substances may be doped or activated and optionally further co-activated.
  • copper and / or manganese are used for doping.
  • the co-activation takes place, for example, with chlorine, bromine, iodine and aluminum.
  • the content of alkali and rare earth metals is generally very low in the abovementioned substances, if these are present at all.
  • Very particular preference is given to using ZnS, which is preferably doped or activated with copper and / or manganese and preferably with chlorine , Bromine, iodine and / or aluminum is co-activated.
  • Common EL emission colors are yellow, green, green-blue, blue-green and white, whereby the emission color white or red can be obtained by mixtures of suitable EL phosphors (pigments) or by Forbkonversion.
  • the color conversion may generally be in the form of a converting layer and / or the addition of appropriate dyes and pigments in the polymeric binder of the screen inks or the polymeric matrix in which the EL pigments are incorporated take place.
  • the screen printing matrix used for producing the EL layer are provided with translucent, color-filtering or color-converting dyes and / or pigments. In this way, an emission color white or a day-night light effect can be generated.
  • pigments are used in the EL layer which have an emission in the blue wavelength range from 420 to 480 nm and are provided with a color-converting microencapsulation. In this way, the color white can be emitted.
  • AC-P-EL pigments which have an emission in the blue wavelength range of 420 to 480 nm.
  • the AC-P-EL screen printing matrix preferably has wavelength-controlling inorganic fine particles based on europium (II) activated alkaline earth metal orthosilicate phosphors such as (Ba, Sr, Ca) 2 SiO 4 : Eu 2+ or YAG phosphors such as Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ or Tb 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ or Sr 2 GaS 4 : Eu 2+ or SrS: EU 2+ or (Y, Lu, Gd, Tb) 3 (Al, Sc, Ga ) 5 O 12 : Ce 3+ or (Zn, Ca, Sr) (S, Se): Eu 2+ .
  • a white emission can be achieved.
  • the above-mentioned 'EL phosphor' pigments can be microencapsulated,
  • the inorganic microencapsulation technology good half-lives can be achieved, for example, the EL screen printing system Luxprint ® for EL the company E, I, du Pont de Nemours and Companies, organic micro-copying technologies and film-wrap laminates based on the various thermoplastic films are also suitable in principle, but have proven to be expensive and not significantly Lebensverlverlggernd.
  • Suitable zinc sulfide microencapsulated EL phosphors are sold by Osram Sylvania, Inc. Towanda € under the trade name GlacierGLO Standard, High Brite and Long Life and the Durel Division of Rogers Corporation, under the trade names 1 PHS001 ® High-Efficiency Green Encapsulated EL phosphor, 1 PHS002 ® high-Efficiency Blue-Green EL Encapsulated phosphorus, 1 PHS003 ® Long-Life Blue Encapsulated EL phosphor, 1 PHS004 ® Long-Life Orange Encapsulated EL phosphor offered,
  • the average particle diameters of the microencapsulated pigments suitable in the EL layer are generally 15 to 60 ⁇ m, preferably 20 to 35 ⁇ m.
  • Non-microencapsulated fine-grained EL pigments preferably having a long service life, can also be used in the EL layer of the EL element of the invention.
  • Suitable non-microencapsulated fine-grained zinc sulfide EL phosphors are z, B, in US 6,248,261 and in WO 01/34723 disclosed. These preferably have a cubic crystal structure.
  • the non-microencapsulated pigments preferably have average particle diameters of from 1 to 30 .mu.m, particularly preferably from 3 to 25 .mu.m, very particularly preferably from 5 to 20 .mu.m,
  • Specially non-microencapsulated EL pigments can be used with smaller pigment dimensions down to less than 10 microns, thereby the transparency of the glass element can be increased.
  • non-encapsulated pigments can be added to the screen printing inks suitable according to the present application, preferably taking into account the specific hygroscopic properties of the pigments, preferably the ZnS pigments.
  • binders are generally used which, on the one hand, have good adhesion to so-called ITO layers (indium).
  • ITO layers indium
  • ZinnOxid or intrinsically conductive polymeric transparent layers, and further have good insulating effect, strengthen the dielectric and thus improve the dielectric strength at high electric field strengths and cause additionally have a good water vapor barrier in the cured state and additionally protect the phosphorus pigments and have a life-prolonging effect.
  • pigments which are not microencapsulated are used in the AC-P-EL luminescent layer.
  • the half-lives of the suitable pigments in the EL layer ie the time in which the initial brightness of the EL element according to the invention has fallen to half, are generally at 100, 80 and 400 hertz 400 to a maximum of 5000 hours, but usually not more than 1000 to 3500 hours.
  • the brightness values (EL emission) are generally 1 to 200 cd / m 2 , preferably 3 to 100 cd / m 2 , and are particularly preferably in the range from 1 to 20 cd / m 2 for large luminous areas.
  • pigments with longer or shorter half-lives and higher or lower brightness values in the EL layer of the EL element according to the invention.
  • the pigments present in the EL layer have such a small average particle diameter, or such a low degree of filling in the EL layer, or the individual EL layers are made geometrically so small, or the distance of individual EL layers is chosen so large, so that the EL element is designed as non-electrically activated light structure as at least partially transparent or a review is ensured, Suitable pigment particle diameter, filling levels, dimensions of the light elements and distances of the light elements are mentioned above.
  • the EL element according to the invention may have on one or both sides of the respective electrodes substrates, such as glasses, plastic films or the like.
  • At least the substrate, which is in contact with the transparent electrode has a graphically translucent and opaque covering on the inside.
  • An opaque covering design is understood to mean a large-area electroluminescent region which is characterized by a high-resolution graphic display Design is covered opaque and / or translucent, for example, in the sense of red - green - blue translucent designed for signal purposes.
  • the substrate which is in contact with the transparent electrode is a foil which is cold-stretchable below Tg. This gives rise to the possibility of three-dimensionally deforming the resulting EL element,
  • the substrate which is in contact with the back electrode is a foil which is also cold bendably deformable below Tg. This gives rise to the possibility of deforming the resulting EL element three-dimensionally.
  • the EL element is three-dimensionally deformable and in particular is cold bendable deformable below Tg and thus obtains a precisely shaped three-dimensional shape.
  • the three-dimensionally deformed element can be formed in an injection mold on at least one side with a thermoplastic material
  • the above-mentioned pastes are usually applied to transparent plastic films or glasses, which in turn have a substantially transparent electrically conductive coating and thereby represent the electrode for the visible side. Subsequently, the dielectric and the backside electrode are produced by printing technology and / or lamination technology.
  • the backside electrode is first prepared or the backside electrode is used in the form of a metallized film and the dielectric is applied to this electrode. Subsequently, the EL layer and subsequently the transparent and electrically conductive top electrode applied. The system obtained can then optionally be laminated with a transparent cover film and thus protected against water vapor or even against mechanical damage.
  • the EL layer is usually applied by printing by means of screen printing or dispenser application or inkjet application or by a doctor blade process or a roller coating process or a curtain coating process or a transfer process, preferably by screen printing.
  • the EL layer is preferably applied to the surface of the electrode or to the insulation layer applied, if necessary, to the back electrode.
  • Another object of the present application is the use of an EL element according to the invention as a decorative element and / or lighting element indoors or for outdoor use, preferably on the outer facades of buildings, in or on furnishings, in or on land, air or water vehicles, in building facilities in the automotive industry or in the advertising industry,
  • FIGS. 1 to 7 schematically show possible different structures of the EL element according to the invention, each in a sectional design
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent front side electrode (3) is applied.
  • an EL layer (4) with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6) is provided on the side of the transparent electrode facing away from the substrate.
  • FIG. 2 (according to the invention):
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent electrode (3) is applied, on the side facing away from the substrate of the transparent electrode is an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6), in contact with the EL layer (4) is also on the side facing away from the transparent electrode (3) side two dielectric layers (7) and (8),
  • the back electrode (9) and optionally a further substrate (10) adjoin the dielectric layer.
  • Particles with nanostructures (11) are contained in the EL layer (4).
  • FIG. 3 (according to the invention):
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent electrode (3) is applied, on the side facing away from the substrate of the transparent electrode an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6).
  • a layer (12) which comprises a flooting nanotube-like particle with nanostructures.
  • This layer (12) is followed by two dielectric layers (7) and (8).
  • the back electrode (9) and optionally a further substrate (10) adjoin the dielectric layer.
  • FIG. 4 (according to the invention):
  • FIG. 4 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2), on which a transparent electrode (3) is applied.
  • Single wall Corbon nano tubes (14) are contained in the transparent electrode.
  • the side of the transparent electrode facing away from the substrate is provided with an EL layer (4) with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6) , Furthermore, particles with nanostructures (11) are still present in this EL layer.
  • a layer (1 2) on the side facing away from the transparent electrode (3) which contains particles Includes nanostructures.
  • two dielectric layers (7) and (8) follow, which are separated from each other by a layer (13) containing particles with nanostructures as the floating electrode. Particles with nanostructures are contained in both dielectric layers (7) and (8) (15, 16).
  • the dielectric layer is followed by the back electrode (9), likewise containing particles with nanostructures (17), and a substrate (10).
  • FIG. 5 (according to the invention):
  • FIG. 5 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent electrode (3) is applied, which is the substrate side facing away from the transparent electrode an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6), in contact with the EL layer (4) is also located on the side facing away from the transparent electrode (2) two dielectric layers ( 7) and (8), the back electrode (9) and optionally another substrate (10) adjoin the dielectric layer.
  • the EL layer (4) comprises ponds with nanostructures in the region of the EL pigments,
  • FIG. 6 (according to the invention):
  • FIG. 6 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent electrode (3) is applied, the side facing away from the substrate of the transparent electrode is first a layer (19), containing particles with nanostructures (here: SWCNT), and then an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6), in contact with the EL layer (4) is also on the dielectric electrode layer (3) facing away from two dielectric layers (7) and (8), to the dielectric layer is followed by the back electrode (9) and optionally another substrate (10), the EL layer (4) comprises nanotubeartige ponds in Range of EL pigments.
  • the element shows an EL emission (22).
  • FIG. 7 (according to the invention):
  • FIG. 7 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2), on which a transparent electrode (3) is applied.
  • the side facing away from the substrate of the transparent electrode is first an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6), In contact with this EL layer (4) is also located on the transparent electrode (3) facing away from a floated electrode layer (20) containing particles with nanostructures, as well as two dielectric layers (7) and (8th).
  • the back electrode (9) and optionally a further substrate (10) adjoin the dielectric layer.
  • the element shows an EL emission (22), an EL inverter port (21) is provided.

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

The thick film electroluminescent element (1) is based on zinc sulfide, and has a transparent electrode (3), an electrical luminescent layer (4), a dielectric layer (7) and a back electrode (9). Nano-structures (11) and another dielectric layer (8) are provided. The nanostructures include single-wall carbon nanotubes, multi-wall carbon nanotubes, nanohorns, nanodisks, nanocones and metallic nanowires. Independent claims are also included for the following: (1) a method for manufacturing a thick film electroluminescent element (2) application of thick film electroluminescent element.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Teilchen mit Nanostrukturen enthaltendes Elektrolumineszenz-Element, ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Elektrolumineszenz-Elements und die Verwendung eines erfindungsgemäßen Elektrolumineszenz-Elements als Dekorelement und/oder Leuchtelement in Innenräumen oder zur Außenanwendung, bevorzugt an Außenfassaden von Gebäuden, in oder an Einrichtungsgegenstönden, in oder an Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugen oder in der Werbebranche,The present invention relates to a particle with nanostructures containing electroluminescent element, a method for producing an electroluminescent element according to the invention and the use of an electroluminescent element according to the invention as a decorative element and / or lighting element indoors or for outdoor use, preferably on the outer facades of buildings, in or on home furnishings, in or on land, air or water vehicles or in the advertising industry,

Unter Elektrolumineszenz (im folgenden durch EL abgekürzt) versteht man die direkte Lumineszenzanregung von Leuchtpigmenten bzw. Luminophoren durch ein elektrisches Wechselfeld.Electroluminescence (hereinafter abbreviated to EL) is the direct luminescence excitation of luminescent pigments or luminophores by an alternating electric field.

Die Elektrolumineszenztechnologie hat in jüngster Zeit zunehmend an Bedeutung gewonnen. Sie ermöglicht die Realisierung beinahe beliebig großer, blend- und schattenfreier, homogener Leuchtflächen. Dabei sind Leistungsaufnahme und Bautiefe (in der Größenordnung eines Millimeters und darunter) äußerst gering, Zu den typische Anwendung gehört neben der Hintergrundbeleuchtung von Flüssigkristalldisplays die Hinterleuchtung von transparenten Filmen, welche mit Beschriftungen und/oder Bildmotiven versehen sind. Somit sind transparente Elektrolumineszenz-Anordungen, z.B. Elektrolumineszenz-Leuchtplatten auf der Basis von Glas oder transparentem Kunststoff, die z.B. als Informationsträger, Werbetransparente oder zu dekorativen Zwecken dienen können, aus dem Stand der Technik bekannt.Electroluminescent technology has recently become increasingly important. It allows the realization of almost any size, glare-free and shadow-free, homogeneous lighting surfaces. Power consumption and depth (on the order of one millimeter and below) are extremely low. In addition to the backlighting of liquid crystal displays, the typical application involves the backlighting of transparent films which are provided with captions and / or image motifs. Thus, transparent electroluminescent devices, e.g. Electroluminescent phosphor plates based on glass or transparent plastic, e.g. can serve as information carriers, advertising transparencies or for decorative purposes, known from the prior art.

EL-Elemente werden häufig durch Siebdrucken erzeugt. Hierzu kann man ein Substrat zuerst mit einer transparenten Elektrode beschichten (vorzugsweise durch Sputtern), auf die eine Leuchtfunktionsschicht (EL-Schicht) aufgetragen wird. Zwischen der ersten, transparenten Elektrode und der EL-Schicht kann eine dielektrische Schicht vorgesehen sein. Hierauf folgt eine dielektrische Schicht, z.B. aus Bariumtitanat, das eine sehr hohe Dielektrizitätskonstante hat, und dann eine zweite Elektrode, die nicht transparent sein muss. Sie besteht aus einem elektrisch gut leitenden Metall, wie beispielsweise Silber.EL elements are often produced by screen printing. For this purpose, a substrate can first be coated with a transparent electrode (preferably by sputtering) onto which a light-emitting layer (EL layer) is applied. is applied. Between the first, transparent electrode and the EL layer, a dielectric layer may be provided. This is followed by a dielectric layer, eg of barium titanate, which has a very high dielectric constant, and then a second electrode, which need not be transparent. It consists of a highly electrically conductive metal, such as silver.

EP-A2-1 434 470 beschreibt ein Dünnfilm-Elektrolumineszenz-Element, welches ein Substrat und auf dem Substrat aufgebracht und in dieser Reihenfolge eine ITO-Elektrode, eine erste Dielektrizitätsschicht, eine Elektrolumineszenz-Schicht, eine zweite Dielektrizitätsschicht und eine Rückelektrode aufweist. Diese Elektrolumineszenz-Anordung, welche durch Chemical-Vapor-Deposition gebildet wird, weist eine vollständig ausgebildete, d,h, geschlossene anorganische Elektrolumineszenz-Schicht auf, In diesem Dünnfilm-Elektrolumineszenz-Element wird eine separate Schicht, welche Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) enthält, als das Feld verstärkende Schicht verwendet. EP-A2-1 434 470 describes a thin film electroluminescent element having a substrate and deposited on the substrate and having in this order an ITO electrode, a first dielectric layer, an electroluminescent layer, a second dielectric layer, and a back electrode. This electroluminescent device, which is formed by chemical vapor deposition, has a fully formed, d, h, closed inorganic electroluminescent layer. In this thin-film electroluminescent element, a separate layer comprising carbon nanotubes (CNT) is formed. contains as the field uses reinforcing layer.

Weitgehend durchgesetzt haben sich auch Elektrolumineszenz-Elemente (kurz: EL-Elemente) auf Basis der sogenannten Dickschichttechnologie mit anorganischen Leuchtpigmenten bzw, Luminophoren und Wechseispannungsanregung. Gegenüber den beispielsweise in der EP-A2-1 434 470 zitierten Dünnfilm-EL-Elementen sind Dickschicht-EL-Elemente weniger aufwendig und somit kostengünstiger in der Herstellung,Electroluminescence elements (EL elements for short) based on the so-called thick-film technology with inorganic luminescent pigments or luminophores and AC voltage excitation have also largely become established. Compared to the example in the EP-A2-1 434 470 cited thin-film EL elements are thick-film EL elements less expensive and thus less expensive to manufacture,

Die Leuchtpigmente bzw, Luminophore, welche in diesen EL-Elementen verwendet werden, sind in ein transparentes, organisches oder keramisches Bindemittel eingebettet. Ausgangsstoffe sind meist Zinksulfide, welche in Abhängigkeit von Dotierung bzw. Co-Dotierung und Präparationsvorgang unterschiedliche, relativ schmalbandige Emissionsspektren erzeugen. Der Grund für die Verwendung von Zinksulfiden in den EL-Schichten liegt auf der einen Seite in der relativ großen Emissionshelligkeit der zur Verfügung stehenden zinksulfidischen EL-Pigmenten. Der Schwerpunkt des Spektrums bestimmt dabei die jeweilige Farbe des emittierten Lichtes, Die Emissionsfarbe eines EL-Elements kann durch eine Vielzahl möglicher Maßnahmen an den gewünschten Farbeindruck angepasst werden, Hierzu gehören die Dotierung und Co-Dotierung der Leucht-Pigmente, die Mischung von zwei oder mehreren EL-Pigmenten, der Zusatz von einem oder mehreren organischen und/oder anorganischen farbkonvertierenden und/oder forbfilternden Pigmenten, die Beschichtung des EL-Pigments mit organischen und/oder anorganischen farbkonvertierenden und/oder forbfilternden Substanzen, die Beimengung von Farbstoffen in die Polymermatrix, in welcher die Leuchtpigmente dispergiert sind, sowie der Einbau einer farbkonvertierenden und/oder forbfilternden Schicht bzw. Folie in den Aufbau des EL-Elements.The luminescent pigments or luminophores which are used in these EL elements are embedded in a transparent, organic or ceramic binder. Starting materials are usually zinc sulfides which, depending on doping or co-doping and preparation process, produce different, relatively narrow-band emission spectra. The reason for the use of zinc sulfides in the EL layers is, on the one hand, the relatively high emission brightness of the available zinc sulfide EL pigments. The focus of the spectrum determines the respective color of the emitted light, the emission color of an EL element can be adapted by a variety of measures to the desired color impression, these include the doping and co-doping of the luminous pigments, the mixture of two or more EL pigments, the addition of one or more organic and / or inorganic color-converting and / or bif filtering pigments, the coating of the EL pigment with organic and / or inorganic color-converting and / or bif filtering substances, the incorporation of dyes into the polymer matrix in which the luminescent pigments are dispersed, and the incorporation of a color-converting and / or bif filtering layer or film in the structure of the EL element.

Das anregende Wechselspannungsfeld besitzt in der Regel eine Frequenz von einigen hundert Hertz, wobei der Effektivwert der Betriebsspannung häufig in einem Bereich von etwa 50 bis 150 Volt liegt, Durch Erhöhung der Spannung lässt sich in aller Regel eine höhere Leuchtdichte erzielen, welche üblicherweise in einem Bereich von ungefähr 50 bis etwa 200 Candela pro Quadratmeter liegt. Eine Frequenzerhöhung bewirkt in der Regel eine Farbverschiebung hin zu niedrigeren Wellenlängen, Beide Parameter müssen jedoch aufeinander abgestimmt werden, um einen gewünschten Leuchteindruck zu erzielen,The exciting AC voltage field usually has a frequency of a few hundred hertz, wherein the effective value of the operating voltage is often in a range of about 50 to 150 volts. By increasing the voltage can usually achieve a higher luminance, which usually in one area from about 50 to about 200 candelas per square meter. Increasing the frequency usually causes a color shift towards lower wavelengths, but both parameters have to be tuned to achieve a desired illumination effect,

Die aus dem Stand der Technik bekannten EL-Elemente auf Basis der Dickschichttechnologie (im folgenden auch als Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elemente oder Dickfilm-EL-Element bezeichnet) verwenden üblicherweise zinksulfidische EL-Pigmente und werden gemäß dem Stand der Technik dadurch hergestellt, dass die in den EL-Leuchtstrukturen vorliegenden Elektroden auf die EL-Schicht oder entsprechende dielektrische Schichten mittels Siebdruck oder sonstiger Drucktechniken oder mittels PVD Verfahren aufgebracht werden. Aufgrund der unterschiedlichen Größe von Zinksulfidteilchen mit einem d50-Wert von im Allgemeinen 20 bis 30 µm und einer entsprechenden Pigmentgrößenvertellung und somit einer relativ dicken EL-Schicht im Bereich von 20 bis 50 µm, weisen die EL-Schichten Unebenheiten z,B, aufgrund verschieden großer EL-Pigmente, agglomerierter EL-Pigmente und/oder einer Übereinanderanordnung von zwei oder mehr EL-Pigmenten auf. Aufgrund dieser relativ unebenen EL-Schicht ist eine gute dielektrische Schicht (Isolationsschicht) erforderlich. Diese Isolationsschichten werden im Allgemeinen durch Siebdruckverfahren erzeugt, wobei die den Siebdruck ausbildende Paste mit einem Rakel durch ein Sieb auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen wird, Diese Vorgehensweise kann zu einem Einschluss von Luftblasen (so genannte "Microbubbles") führen, welche sich dann in der durch Siebdruck gebildeten Isolationsschicht des Elektroluminezenz-Elements befinden und gegebenenfalls zu einer deutlichen Abnahme der Dielektrizitätskonstante führen, Hierdurch verringern sich die Isolotionswirkungen der entsprechenden Schichten erheblich, Bei Verwendung von Siebdruckschichten werden diese daher oft doppelt ausgeführt, da diese speziell im Siebdruckverfahren kleinste Luftbeziehungsweise Gasbläschen, sogenannte "Microbubbles", nicht immer vermieden werden können und die notwendige Wechselspannung von üblicherweise100 bis 200 Volt bei Frequenzen von der Netzfrequenz von 50 Hz bis 800 Hz und weit darüber eine hohe Anforderung an die Durchschlagsfestigkeit bedeutet. Damit weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Dickfilm-EL-Elemente den Nachteil von nicht optimal ausgebildeten dielektrischen Schichten auf. Insbesondere ist die Schichtdicke der Isolationsschichten zu dünnen Schichten hin stark begrenzt.The prior art EL devices based on thick-film technology (also referred to as thick-film electroluminescent elements or thick-film EL element hereinafter) usually use zinc sulfide EL pigments and are prepared according to the prior art by using in the EL light-emitting structures electrodes are applied to the EL layer or corresponding dielectric layers by screen printing or other printing techniques or by PVD method. Due to the different size of zinc sulfide particles with a d 50 value of generally 20 to 30 μm and a corresponding pigment size distribution and thus a relatively thick EL layer in the range of 20 to 50 μm, the EL layers have unevenness z, B, due to different sized EL pigments, agglomerated EL pigments and / or superposition of two or more EL pigments. Due to this relatively uneven EL layer, a good dielectric layer (insulation layer) is required. These insulating layers are generally produced by screen printing processes, wherein the screen printing paste is applied with a doctor blade through a sieve on the surface to be coated, this procedure can lead to an inclusion of air bubbles (so-called "microbubbles"), which then in The insulating effects of the corresponding layers are considerably reduced when screen printing layers are used, these are therefore often duplicated, since these are the smallest air or gas bubbles, especially in the screen printing process. so-called "microbubbles", can not always be avoided and the necessary AC voltage of usually 100 to 200 volts at frequencies from the mains frequency of 50 Hz to 800 Hz and far beyond a high demand on the major impact strength means. Thus, the known from the prior art thick-film EL elements to the disadvantage of not optimally formed dielectric layers. In particular, the layer thickness of the insulating layers is limited to thin layers.

Darüber hinaus besteht der Nachteil, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Elektrolumineszenz-Elemente nur schlecht dreidimensional verformbar sind, da die Elektrodenmaterialien leicht reißen. Dieses kann in Einzelfällen zu einer deutlichen Verschlechterung der Flächenleitfähigkeit führen.In addition, there is the disadvantage that the known from the prior art electroluminescent elements are poorly three-dimensionally deformable, since the electrode materials tear easily. In individual cases, this can lead to a significant deterioration of the surface conductivity.

Ein weiterer, nicht zu vernachlässigender Nachteil bei den Elektrolumineszenz-Elementen des Standes der Technik ist, dass im Allgemeinen recht hohe Anregungsspannungen erforderlich sind, um eine gewisse Emissionshelligkeit zu erreichen und dass im Allgemeinen die Abnahme der Initialhelligkeit von EL-Elementen bis zum halben Wert, der sogenannten Halbwertzeit, mit einigen 100 Stunden bis zu etwa 2,500 Stunden zu schnell vor sich geht und derart EL-Elemente nach dem Stand der Technik für hochwertige Leuchtanforderungen mit über 2.000 Stunden mit einer stabilen Emissionshelligkeit und einer stabilen Emissionsfarbe bei üblichen Umweltbedingungen, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit und hoher Umgebungstemperatur bis zu 80°C, nicht ausreichend stabil sind.Another non-negligible disadvantage of the prior art electroluminescent elements is that generally quite high excitation voltages are required to achieve some emission brightness and that, in general, the Decrease of the initial brightness of EL elements to half the value, the so-called half-life, with a few 100 hours up to about 2,500 hours too fast going on and such EL elements of the prior art for high-quality lighting requirements with over 2,000 hours with a stable Emission brightness and a stable emission color under normal environmental conditions, especially at high humidity and high ambient temperature up to 80 ° C, are not sufficiently stable.

Damit ergibt sich als Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element auf der Basis von Zinksulfid, welches die zuvor genannten Nachteile vorzugsweise nicht aufweist, bereitzustellen,Thus, it is an object of the present invention to provide a thick-film electroluminescent element based on zinc sulfide which preferably does not have the aforementioned disadvantages,

Insbesondere soll das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element dreidimensional verformbar sein, ohne dass es zu einer Rissbildung in den Elektroden kommt. Darüber hinaus soll das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element vorzugsweise eine Isolationsschicht mit hoher Dielektrizitätskonstante aufweisen, so dass die Isolationsschicht insgesamt relativ dick ausgebildet sein kann. Ferner soll das EL-Element vorzugsweise moderate Anregungsspannungen erfordern, um eine gewisse Emissionshelligkeit zu erreichen,In particular, the thick-film electroluminescent element should be deformable in three dimensions, without causing cracking in the electrodes. In addition, the thick-film electroluminescent element should preferably have an insulation layer with a high dielectric constant, so that the insulation layer can be made relatively thick overall. Furthermore, the EL element should preferably require moderate excitation voltages in order to achieve a certain emission brightness,

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element auf der Basis von Zinksulfid, welches eine erste transparente Elektrode (1), zumindest eine Elektrolumineszenz-Schicht, zumindest eine erste Dielektrizitätsschicht und zumindest eine zweite Rückelektrode umfasst.This object is achieved by a thick film electroluminescent element based on zinc sulfide, which comprises a first transparent electrode (1), at least one electroluminescent layer, at least one first dielectric layer and at least one second back electrode.

Das erfindungsgemäße Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element auf der Basis von Zinksulfid ist dadurch gekennzeichnet, dass es Teilchen mit Nanostrukturen umfasst,The zinc sulfide based thick film electroluminescent element according to the invention is characterized in that it comprises particles with nanostructures,

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff der "Teilchen mit Nanostrukturen" nanoskalige Materialstrukturen verstanden, welche ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Single-Wall-Carbon-Nano-Tubes (SWCNTs), Multi-Wall-Carbon-Nano-Tubes (MWCNTs), Nanohorns, Nanodisks, Nanocones (d,h, kegelmantelförmige Strukturen), metallischen Nanowires und Kombinationen der zuvor genannten Teilchen, Entsprechende Teilchen mit Nanostrukturen auf der Basis von Kohlenstoff können beispielsweise aus Kohlenstoffnanoröhrchen (einschalige und mehrschalige), Kohlenstoffnanofasern (fischgräten-, blättchen-, schraubenartige) und dergleichen bestehen, Kohlenstoffnonoröhrchen werden international auch als Carbon Nanotubes, (single-walled und multi-walled), Kohlenstoffnonofasern als Carbon Nanofibers (herringbone, platelet-, screw-Typ) bezeichnet,In the context of the present invention, the term "particles having nanostructures" is understood to mean nanoscale material structures which are selected from the group consisting of single-wall carbon nanotubes (SWCNTs), multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs), Nanohorns, nanodisks, nanocones (d, h, cone-shaped structures), metallic nanowires, and combinations of the aforementioned particles. Corresponding particles with carbon-based nanostructures can be selected, for example, from carbon nanotubes (single-shell and multi-shell), carbon nanofibers (herringbone, leaflet, carbon nanotubes are also internationally referred to as carbon nanotubes, (single-walled and multi-walled), carbon nonionic fibers as carbon nanofibers (herringbone, platelet, screw type),

Hinsichtlich metallischer Nanowires wird auf die WO 2007/022226 A2 verwiesen, deren Offenbarung hinsichtlich der dort offenbarten Nanowires durch Bezugnahme in die vorliegende Erfindung eingeschlossen ist, Die in der WO 2007/022226 A2 beschriebenen elektrisch gut leitenden und weitgehend transparenten Silber-Nanowires sind für die vorliegende Erfindung insbesondere geeignet,With regard to metallic nanowires is on the WO 2007/022226 A2 The disclosure of which is incorporated by reference into the present invention with respect to the nanowires disclosed therein WO 2007/022226 A2 described electrically highly conductive and largely transparent silver nanowires are particularly suitable for the present invention,

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass die Teilchen mit Nanostrukturen in dem erfindungsgemäßen Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element verwendet werden, wobei durch die gezielte Verwendung der Teilchen mit Nanostrukturen in bestimmten Schichten des EL-Elements die zuvor genannten Aufgaben auf überraschende Weise gelöst werden können.According to the invention, it is thus provided that the particles with nanostructures are used in the thick-film electroluminescent element according to the invention, whereby the aforementioned objects can be achieved in a surprising manner by the targeted use of the particles with nanostructures in certain layers of the EL element.

In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Teilchen mit Nanostrukturen in einer Dielektrizitätsschicht des erfindungsgemäßen Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements verwendet. Diese Isolationsschichten werden im Allgemeinen durch Siebdruckverfahren erzeugt, wobei die den Siebdruck ausbildende Paste mit einem Rakel durch ein Sieb auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen wird, Durch die Verwendung entsprechend geringer Mengen an Teilchen mit Nanostrukturen in der Dielektrizitätsschicht wird erreicht, dass der Perkulotionsschwellwert (=percolation) der Teilchen, also die elektrische Leitfähigkeit aufgrund direkter elektrischer Kontakte der einzelnen beigemengten Teilchen, nicht erreicht wird, und es derart zu keiner ohmschen Leitfähigkeit kommt. Damit wird die Dielektrizitätskonstante der Dielektrizitätsschicht hoch gehalten und die Isolationswirkung ist ausgeprägt. Darüber hinaus ist es möglich, die entsprechenden dielektrischen Schichten dicker auszubilden als es ohne den Zusatz von Teilchen mit Nanostrukturen möglich wäre, Sollten in dem erfindungsgemäßen EL-Element mehr als eine Dielektrizitätsschicht verwendet werden, können die Teilchen mit Nanostrukturen nur in einer der Dielektrizitätsschichten oder aber in allen, beispielsweise in zwei Dielektrizitätsschichten enthalten sein.In a first embodiment of the present invention, the nanostructured particles are used in a dielectric layer of the thick-film electroluminescent element of the present invention. These insulating layers are generally produced by screen-printing methods, with the screen-printing paste being applied by a squeegee to the surface to be coated. By using correspondingly small amounts of particles with nanostructures in the dielectric layer, it is achieved that the percolation threshold value (= Percolation) of the particles, so the electrical conductivity due to direct electrical contacts of the individual particles added, is not achieved, and it so no ohmic conductivity comes. Thus, the dielectric constant of the dielectric layer is kept high and the insulating effect is pronounced. Moreover, it is possible to make the corresponding dielectric layers thicker than would be possible without the addition of particles with nanostructures. If more than one dielectric layer is used in the EL element according to the invention, the particles with nanostructures may or may only be in one of the dielectric layers be contained in all, for example in two dielectric layers.

In einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die erfindungsgemäß verwendeten Teilchen mit Nanostrukturen in mindestens einer der Elektrodenschichten, also in der transparenten Elektrode oder der Rückelektrode oder aber in beiden Elektroden enthalten, Hierdurch wird erreicht, dass die resultierenden EL-Elemente eine deutlich verbesserte Verformbarkeit aufweisen, Aufgrund des ausgeprägten Aspekt-Verhältnisses der Teilchen mit Nanostrukturen wird die Perkolation auch in der EL-Schicht erhöht, was dazu führt, dass bei einem Verformen der EL-Schichten die Leitfähigkeit der einzelnen Elektroden erhalten bleibt, Insgesamt kommt es zu einer Verbesserung der elektrischen Flächenleitfähigkeit der Elektroden,In a second embodiment of the present invention, the particles with nanostructures used in accordance with the invention are contained in at least one of the electrode layers, ie in the transparent electrode or the back electrode or in both electrodes. Hereby it is achieved that the resulting EL elements have a significantly improved deformability Due to the pronounced aspect ratio of the particles with nanostructures, the percolation is also increased in the EL layer, which leads to the fact that in a deformation of the EL layers, the conductivity of the individual electrodes is maintained, Overall, there is an improvement in the electrical Surface conductivity of the electrodes,

In einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die erfindungsgemäß zu verwendenden Teilchen mit Nanostrukturen in der EL-Schicht enthalten. Hierdurch wird eine örtliche elektrische Felderhöhung in der EL-Schicht erreicht und derart lokal die Anregungsfeldstärke an den EL-Pigmenten der EL-Schicht erhöht. Als Folge hiervon ist eine Reduktion der Anregungsspannung bei gleicher Emissionshelligkeit möglich,In a third embodiment of the present invention, the nanostructured particles to be used in the present invention are contained in the EL layer. As a result, a local electrical field increase is achieved in the EL layer and thus locally the excitation field strength of the EL pigments of the EL layer is increased. As a consequence, a reduction of the excitation voltage at the same emission brightness is possible,

In einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die Teilchen mit Nanostrukturen in mindestens einer separaten Schicht verwendet, welche insbesondere zwischen der Dielektrizitötsschicht und der EL-Schicht, zwischen beiden Dielektrizitätsschichten (falls zwei Dielektrizitätsschichten verwendet werden) und/oder zwischen der transparenten Vorderseitenelektrode und der EL-Schicht angeordnet ist. Die in dieser Ausführungsform vorgesehene separate Schicht, enthaltend Teilchen mit Nanostrukturen, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als "floatende Elektrodenschicht" bezeichnet. Im Umfang dieser vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, dass mehrere floatende Elektrodenschichten, enthaltend Teilchen mit Nanostrukturen, an unterschiedlichen Positionen in dem EL-Element vorhanden sind. Die floatende Elektrode ist eine leitfähige Schicht bzw, eine Schicht mit hohem ε, die an kein Potential ohmsch angeschlossen ist, Aufgrund der Verwendung entsprechender floatender Elektrodenschichten wird eine gleichmäßigere EL-Emission bewirkt, d.h. der gesamte Wirkungsgrad des EL-Systems wird erhöht, Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit einer Reduktion der Spannung bei gleicher Emissionshelligkeit oder aber eine Steigerung der Emissionshelligkeit bei gleicher Versorgungsspannung.In a fourth embodiment of the present invention, the particles are used with nanostructures in at least one separate layer which in particular between the dielectric layer and the EL layer, between two dielectric layers (if two dielectric layers are used) and / or between the transparent front side electrode and the EL layer is arranged. The separate layer provided in this embodiment, comprising particles with nanostructures, is also referred to in the context of the present invention as a "floating electrode layer". Within the scope of this fourth embodiment of the present invention, it is also possible that a plurality of floating electrode layers containing nanostructured particles are present at different positions in the EL element. The floating electrode is a conductive layer or, a layer of high ε, which is ohms connected to no potential, due to the use of corresponding floating electrode layers a more uniform EL emission is effected, ie the overall efficiency of the EL system is increased, this results the possibility of a reduction in the voltage at the same emission brightness or an increase in the emission brightness at the same supply voltage.

In einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die Teilchen mit Nanostrukturen kombiniert in den unterschiedlichen Schichten des EL-Elementes enthalten sein, insbesondere können Teilchen mit Nanostrukturen gleichzeitig

  1. (1) in einer Elektrodenschicht und einer dielektrischen Schicht;
  2. (2) in einer Elektrodenschicht und einer EL-Schicht;
  3. (3) in einer Elektrodenschicht und einer floatenden Elektrodenschicht;
  4. (4) in einer dielektrischen Schicht und einer EL-Schicht;
  5. (5) in einer dielektrischen Schicht und einer floatenden Elektrodenschicht;
  6. (6) in einer EL-Schicht und einer floatenden Elektrodenschicht;
  7. (7) in einer Elektrodenschicht, einer dielektrischen Schicht und einer EL-Schicht;
  8. (8) in einer Elektrodenschicht, einer dielektrischen Schicht und einer floatenden Elektrodenschicht;
  9. (9) in einer dielektrischen Schicht, einer EL-Schicht und einer floatenden Elektrodenschicht; und
  10. (10) in einer Elektrodenschicht, einer dielektrischen Schicht, einer EL-Schicht und einer floatenden Elektrodenschicht, wobei
In a fifth embodiment of the present invention, the particles may be combined with nanostructures contained in the different layers of the EL element, in particular, particles with nanostructures may simultaneously
  1. (1) in an electrode layer and a dielectric layer;
  2. (2) in an electrode layer and an EL layer;
  3. (3) in an electrode layer and a floating electrode layer;
  4. (4) in a dielectric layer and an EL layer;
  5. (5) in a dielectric layer and a floating electrode layer;
  6. (6) in an EL layer and a floating electrode layer;
  7. (7) in an electrode layer, a dielectric layer and an EL layer;
  8. (8) in an electrode layer, a dielectric layer and a floating electrode layer;
  9. (9) in a dielectric layer, an EL layer and a floating electrode layer; and
  10. (10) in an electrode layer, a dielectric layer, an EL layer and a floating electrode layer, wherein

unter dem Begriff in einer Schicht erfindungsgemäß auch verstanden wird, dass die Teilchen mit Nanostrukturen auch in zwei oder mehreren dieser Schichten enthalten sein können, wenn das erfindungsgemäße EL-Element mehrere dieser Schichten umfasst,the term in a layer according to the invention is also understood to mean that the particles with nanostructures can also be contained in two or more of these layers, if the EL element according to the invention comprises several of these layers,

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Teilchen mit Nanostrukturen in den jeweiligen Schichten des EL-Elements homogen dispergiert oder willkürlich orientiert oder gerichtet sein.In the present invention, the nanostructured particles in the respective layers of the EL element may be homogeneously dispersed or randomly oriented or directed.

Darüber hinaus können in Kombination zu den Teilchen mit Nanostrukturen in den jeweiligen Schichten des Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements sphärische Teilchen, beispielsweise auch sphärische Teilchen mit Nanostrukturen wie zum Beispiel Fullerene, oder ITO (Indium-Tin-Oxide)-Teilchen und/oder Agglomerate beziehungsweise Aggregate derartiger sphärischer Nanoteilchen mit Abmessungen im Submikrometerbereich verwendet werden. Die sphärischen Teilchen weisen dabei einen Durchmesser von im Allgemeinen 1 bis 50 nm, vorzugsweise 2 bis 30 nm, insbesondere 3 bis 15 nm, auf. Die sphärischen Teilchen weisen unabhängig vom Durchmesser vorzugsweise eine Länge von im Allgemeinen 0,01 bis 100 mm, vorzugsweise 0,5 bis 50 mm, insbesondere 0,1 bis 10 mm, auf, Bei den sphärischen Teilchen handelt es sich bevorzugt um ITO (Indium-Tin-Oxide)-Teilchen oder im Allgemeinen um elektrisch leitfähige metallische oder metalloxidische oder ferroelektrische (Perovskite)-Teilchen,In addition, in combination with the particles having nanostructures in the respective layers of the thick-film electroluminescent element spherical particles, for example, spherical particles with nanostructures such as fullerenes, or ITO (indium tin oxide) particles and / or agglomerates or Aggregates of such spherical nanoparticles with dimensions in the submicron range can be used. The spherical particles in this case have a diameter of generally 1 to 50 nm, preferably 2 to 30 nm, in particular 3 to 15 nm. The spherical particles, irrespective of the diameter, preferably have a length of generally 0.01 to 100 mm, preferably 0.5 to 50 mm, in particular 0.1 to 10 mm. The spherical particles are preferably ITO (indium -Tin-oxides) particles or, generally, electrically conductive metallic or metal oxide or ferroelectric (perovskite) particles,

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Teilchen mit Nanostrukturen sogenannte Single-Wall-Carbon-Nano-Tubes (SWCNTs) oder Multi-Wall-Carbon-Nano-Tubes (MWCNTs) verwendet. SWCNTs weisen dabei den Vorteil auf, dass sie - beispielsweise im Vergleich zu MWCNTs oder anderen Teilchen mit Nanostrukturen - eher transparent sind, Nachteilig an den SWCNTs ist jedoch, dass diese Teilchen relativ teuer sind, Die Verwendung von SWCNTs insbesondere auch in Alleinstellung, d,h, ohne die zeitgleiche Verwendung von MWCNTs, ist besonders dann bevorzugt, wenn die entsprechenden Teilchen mit Nanostrukturen in der transparenten Elektrode der Vorderseite oder aber in Floating-Elektrodenschichten verwendet werden, welche an die transparente Elektrode der Vorderseite angrenzen, da die SWCNT - im Vergleich zu MWCNT oder den übrigen Teilchen mit Nanostrukturen - eine höhere Transparenz aufweisen, so dass die EL-Emission des resultierenden EL-Elements nicht reduziert wird.In a further embodiment of the present invention, so-called single-walled carbon nano-tubes (SWCNTs) or multi-walled carbon nano-tubes (MWCNTs) are used as particles with nanostructures. SWCNTs have the advantage that they are more transparent, for example compared to MWCNTs or other nanostructured particles. However, SWCNTs have a disadvantage in that these particles are relatively expensive. The use of SWCNTs in particular even in isolation, d, h, without the simultaneous use of MWCNTs, is particularly preferred when the corresponding particles are used with nanostructures in the transparent electrode of the front or in floating electrode layers, which adjoin the transparent electrode of the front, since the SWCNT have a higher transparency compared to MWCNT or the other particles with nanostructures, so that the EL emission of the resulting EL element is not reduced.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter dem Ausdruck "Single-Walled-Carbon-Nano-Tubes" (SWCNTs) verschiedene Varianten von Kohlenstoff-Nanoröhrchen mit einer einzigen Wand, welche auch Nanofasern mit umfassen können, zusammengefasst, Bei den Single-Wolied-Corbon-Nano-Tubes handelt es sich im Wesentlichen um zumeist zylindrische Kohlenstoffgebilde mit einem Durchmesser von einigen Nanometern, Die Herstellung dieser Single-Walled-Carbon-Nano-Tubes ist dem Fachmann bekannt und es kann auf entsprechende Verfahren des Standes der Technik zurückgegriffen werden. Hierzu zählen beispielsweise die katalytisch-chemische Gasphasen-Abscheidung (CCVD),In the context of the present invention, the term "single-walled carbon nanotubes" (SWCNTs) encompasses various variants of single wall carbon nanotubes, which may also include nanofibers. In the case of single-bulb carbonorbones Nanotubes are essentially cylindrical carbon nanotubes with a diameter of a few nanometers. The preparation of these single-walled carbon nanotubes is known to the person skilled in the art and appropriate prior art methods can be used. These include, for example, the catalytic chemical vapor deposition (CCVD),

Diese Verfahren liefern häufig Fraktionen, die sich in Durchmesser, Länge, Chiralität und elektronischen Eigenschaften der SWCNTs unterscheiden. Sie treten gebündelt auf und sind häufig mit einem Teil amorphem Kohlenstoff vermischt. Die SWCNTs werden ausgehend von diesen Fraktionen abgetrennt.These methods often yield fractions that differ in diameter, length, chirality, and electronic properties of SWCNTs. They occur in bundles and are often mixed with one part of amorphous carbon. The SWCNTs are separated from these fractions.

Die bisher bekannten Separationsverfahren für SWCNT basieren auf Elektronentransfer-Effekten an metallischen mit Diazoniumsalzen behandelten SWCNT, auf Dielektrophorese, auf einer besonderen chemischen Affinität von halbleitenden Kohlenstoff-Nonoröhrchen zu Oktadecylaminen und auf Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die mit einstrangiger DNS umhüllt wurden. Die Selektivität dieser Methoden kann durch intensive Zentrifugation vorbehandelter Dispersionen und Anwendung der lonentauscherchromatogrofie weiter verbessert werden, Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise fraktionsreine Single-Walled-Carbon-Nano-Tubes verwendet, d.h.The hitherto known separation methods for SWCNT are based on electron transfer effects on metallic diazonium salts treated SWCNT, on dielectrophoresis, on a particular chemical affinity of semiconducting carbon nonotubes to octadecylamines and on carbon nanotubes, which were coated with single-stranded DNA. The selectivity of these methods can be further improved by intensive centrifugation of pretreated dispersions and application of ion exchange chromatography. In the context of the present invention, it is preferred to use fractionally pure single-walled carbon nanotubes, ie

Fraktionen von Single-Walled-Carbon-Nano-Tubes, welche sich hinsichtlich einem Parameter, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Durchmesser, Länge, Chirolität und elektronischen Eigenschaften, höchstens um 50 %, besonders bevorzugt höchstens um 40 %, insbesondere um höchstens 30 %, speziell höchstens um 20 %, ganz speziell höchstens um 10 %, unterscheiden.Fractions of single-walled carbon nanotubes which differ in a parameter selected from the group consisting of diameter, length, chirality, and electronic properties, by at most 50%, more preferably at most 40%, especially at most 30 %, especially not more than 20%, especially not more than 10%.

Die erfindungsgemäß verwendeten SWCNTs sind allgemein bekannt und kommerziell erhältlich, Die SWCNTs weisen bevorzugt einen äußeren Durchmesser zwischen 1 nm und 50 nm, bevorzugt zwischen 3 nm und 25 nm, besonders bevorzugt zwischen 5 nm und 15 nm, und eine Länge zwischen 1 µm und 100 µm, bevorzugt zwischen 1 µm und 50 µm, besonders bevorzugt zwischen 1 µm und 10 µm auf, SWCNTs können als Reinstoff oder als master batch enthaltend in thermoplastischen Kunststoffen mit Bindemitteln, welche in den jeweiligen Schichtzusammensetzungen verwendet werden, bevorzugt homogen gemischt werden, Einzelwandige Kohlenstoffnanoröhren (SWCNTs) sind für den Zweck der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, da sie dünner sind und höhere Leitfähigkeiten aufweisen, wodurch der gewünschte Effekt bereits bei geringerem Einsatz erzielt werden kann, Gleichzeitig sind sie transparenter als andere der Teilchen mit Nanostrukturen.The SWCNTs used according to the invention are generally known and commercially available. The SWCNTs preferably have an outer diameter between 1 nm and 50 nm, preferably between 3 nm and 25 nm, particularly preferably between 5 nm and 15 nm, and a length between 1 μm and 100 μm, preferably between 1 μm and 50 μm, more preferably between 1 μm and 10 μm, SWCNTs can preferably be homogeneously mixed as pure substance or masterbatch containing in thermoplastics with binders which are used in the respective layer compositions, single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are particularly preferred for the purpose of the present invention because they are thinner and have higher conductivities, whereby the desired effect can be achieved even with less use. At the same time, they are more transparent than other nanostructured particles.

Falls SWCNTs oder MWCNTs oder Kombinationen von SWCNTs und MWCNTs verwendet werden, dann beträgt das Apsektverhältnis der jeweiligen Teilchen, d,h, das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der jeweiligen Nanoröhren, im Allgemeinen mehr als 1:100, vorzugsweise mehr als 1:200, besonders bevorzugt mehr als 1:1000. Teilchen mit Nanostrukturen, die eine größere Länge aufweisen, sind dahingehend von Vorteil, dass Mikrorisse vermieden werden können,If SWCNTs or MWCNTs or combinations of SWCNTs and MWCNTs are used then the Apsct ratio of the respective particles, d, h, the length to diameter ratio of the respective nanotubes, is generally more than 1: 100, preferably more than 1: 200, more preferably more than 1: 1000. Particles with nanostructures having a longer length are advantageous in that microcracks can be avoided.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Verwendung der Teilchen mit Nanostrukturen, insbesondere in der Dielektrizitätsschicht, ist es bevorzugt, dass die Teilchen mit Nanostrukturen eine hohe Dielektrizitätskonstante oder eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Die Dielektrizitötskonstante der Teilchen mit Nanostrukturen sollte dabei im Allgemeinen mindestens 30, vorzugsweise mindestens 50, besonders bevorzugt mindestens 100, oder unendlich betragen,Due to the use according to the invention of the particles having nanostructures, in particular in the dielectric layer, it is preferred that the particles having nanostructures have a high dielectric constant or an electrical conductivity. The dielectric constant of the particles with nanostructures should be in the Generally at least 30, preferably at least 50, more preferably at least 100, or infinite,

Darüber hinaus ist es bevorzugt, Teilchen mit Nanostrukturen in den lsolations- bzw, Dielektrizitätsschichten und/oder EL-Schichten zu verwenden, welche eine organische oder anorganische Isolationsschicht aufweisen, wodurch sich die Isolation in den einzelnen Dielektrizitätsschichten erhöht,Moreover, it is preferred to use particles with nanostructures in the insulation or dielectric layers and / or EL layers which have an organic or inorganic insulating layer, which increases the insulation in the individual dielectric layers,

Falls die Teilchen mit Nanostrukturen eine anorganische Isolationsschicht umfassen, dann kann diese im Allgemeinen aus einer oxidischen und/oder nitridischen Schicht gebildet werden.If the nanostructured particles comprise an inorganic insulating layer, then this may generally be formed from an oxide and / or nitridic layer.

Wenn die Teilchen mit Nanostrukturen in dem erfindungsgemäßen EL-Element in der EL-Schicht und/oder der Dielektrizitätsschicht enthalten sind, so liegt deren Menge in der Schicht im Allgemeinen in einer Größenorgnung, so dass die Perkolationsgrenze nicht erreicht wird, d.h., dass die elektrische Leitfähigkeit aufgrund direkter elektrischer Kontakte der einzelnen beigemengten Teilchen zu keiner ohmschen Leitfähigkeit führt, Daher ist es weiter bevorzugt, dass die Teilchen mit Nanostrukturen in der EL-Schicht bzw, der Dielektrizitätsschicht mit einem Füllprozentsatz von im Allgemeinen weniger als 2 Gew,-%, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gew,-%, in den jeweiligen Schichten, jeweils bezogen aus das Gewicht der Schichten, enthalten sind.When the nanostructured particles in the EL element of the present invention are contained in the EL layer and / or the dielectric layer, their amount in the layer is generally of a magnitude such that the percolation limit is not reached, that is, the electric field Therefore, it is further preferred that the particles having nanostructures in the EL layer or the dielectric layer have a filling percentage of generally less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight, more preferably less than 0.5% by weight, in the respective layers, each based on the weight of the layers.

Wenn die Teilchen mit Nanostrukturen in der Elektrodenschicht der transparenten Vorderseite und/oder der Rückseite zugegen sind, so beträgt deren Gehalt im Allgemeinen 0,1 bis 10 Gew,-%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,3 bis 2 Gew,-% in den jeweiligen Schichten, jeweils bezogen aus das Gewicht der Schichten,If the particles with nanostructures are present in the electrode layer of the transparent front side and / or the back side, their content is generally 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, particularly preferably 0, 3 to 2% by weight in the respective layers, in each case based on the weight of the layers,

Wenn die Teilchen mit Nanostrukturen in der gefloateten Elektrodenschicht enthalten sind, so beträgt deren Gehalt im Allgemeinen 0,1 bis 10 Gew,-%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew,-%, insbesondere 0,3 bis 3 Gew.-%, jeweils bezogen aus das Gewicht der Schicht,When the particles having nanostructures are contained in the floated electrode layer, their content is generally 0.1 to 10% by weight, preferably 0.2 to 5% by weight, in particular from 0.3 to 3% by weight, in each case based on the weight of the layer,

In der EL-Schicht des erfindungsgemäßen EL-Elements sind Elektrolumineszenz-Pigmente enthalten. Diese können auf bevorzugte Weise mit den Teilchen mit Nanostrukturen im Sinne einer nicht zusammenhängenden Hybridization belegt werden, Unter Hybridization wird verstanden, dass an der Oberfläche von EL-Pigmente entsprechende Nanoteilchen angelagert sind.Electroluminescent pigments are contained in the EL layer of the EL element according to the invention. These can be assigned in a preferred manner with the particles with nanostructures in the sense of a non-contiguous hybridization. Hybridization is understood to mean that corresponding nanoparticles are attached to the surface of EL pigments.

Darüber hinaus ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass in dem Fall, in welchem das erfindungsgemäße EL-Element eine Schicht, umfassend nanotubeartige Teilchen mit Nanostrukturen, zwischen der vorderen transparenten Elektrode und der Elektrolumineszenz-Schicht als floatende Elektrode angeordnet umfasst, die EL-Pigmente durch den Herstellprozess bedingt auf diese floatende Schicht sinken und die floatende Schicht die elektrische Feldstärke örtlich erhöht und dergestalt die EL-Emission erhöht oder die Versorgungsspannung reduziert werden kann, In diesem Fall werden aufgrund der Transparenz als Teilchen mit Nanostrukturen vorzugsweise SWCNTs verwendet.Moreover, in the present invention, in the case where the EL element of the present invention comprises a layer comprising nanotube-like nanostructured particles sandwiched between the front transparent electrode and the electroluminescent layer as the floating electrode, the EL Pigments due to the manufacturing process due to this floating layer decrease and the floating layer increases the electric field strength locally and thus increase the EL emission or the supply voltage can be reduced, In this case, preferably SWCNTs are used due to the transparency as particles with nanostructures.

Ferner ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass in dem Fall, in welchem das erfindungsgemäße EL-Element eine Schicht, umfassend Teilchen mit Nanostrukturen zwischen der Elektrolumineszenz-Schicht und der ersten Isolationsschicht als floatende Elektrode angeordnet werden, die EL-Pigmente durch den Herstellprozess bedingt auf diese floatende Schicht sinken und die floatende Schicht die elektrische Feldstärke örtlich erhöht und dergestalt die EL-Emission erhöht oder die Versorgungsspannung reduziert werden kann.Further, in the present invention, in the case where the EL element of the present invention is provided with a layer comprising particles having nanostructures between the electroluminescence layer and the first insulating layer as a floating electrode, the EL pigments are provided through the EL element Manufacturing process due to this floating layer decrease and the floating layer increases the electric field strength locally and thus increase the EL emission or the supply voltage can be reduced.

Im Folgenden wird der allgemeine Aufbau geeigneter EL-Elemente beschrieben, in welchen gemäß der zuvor beschriebenen Art Teilchen mit Nanostrukturen enthalten sein können.The following describes the general structure of suitable EL elements in which particles with nanostructures can be contained according to the manner described above.

Elektrodenelectrodes

Das erfindungsgemäße EL-Element weist eine erste zumindest teilweise transparente Elektrode und eine zweite Rückelektrode auf.The EL element according to the invention has a first at least partially transparent electrode and a second return electrode.

Unter dem Ausdruck "zumindest teilweise transparent" ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Elektrode zu verstehen, die aus einem Material aufgebaut ist, welches eine Transmission von im Allgemeinen mehr als 60 %, vorzugsweise mehr als 70 %, besonders bevorzugt mehr als 80 %, speziell mehr als 90%, aufweist.For the purposes of the present application, the term "at least partially transparent" means an electrode which is constructed from a material which has a transmission of generally more than 60%, preferably more than 70%, particularly preferably more than 80%, specifically more than 90%.

Die Rückelektrode muss nicht zwingend transparent ausgebildet sein.The return electrode does not necessarily have to be transparent.

Geeignete elektrische leitende Materialien für die Elektroden sind dem Fachmann an sich bekannt. Grundsätzlich bieten sich bei der Herstellung von Dickfilm-EL-Elementen mit Wechselspannungsanregung mehrere Arten von Elektroden an. Zum einen sind dies im Vakuum auf Kunststofffolien gesputterte oder aufgedampfte Indium-Zinn-Oxid-Elektroden (Indium-Tin-Oxide, ITO). Sie sind sehr dünn (einige 100 Å) und bieten den Vorteil einer hohen Transparenz bei einem relativ geringen Flächenwiderstand (ca. 60 bis 600 Ω).Suitable electrical conductive materials for the electrodes are known per se to those skilled in the art. In principle, several types of electrodes are suitable for the production of thick-film EL elements with AC excitation. On the one hand, these are sputtered or vapor deposited indium-tin-oxide electrodes (indium-tin-oxides, ITO) in vacuum on plastic films. They are very thin (some 100 Å) and offer the advantage of high transparency with a relatively low surface resistance (about 60 to 600 Ω).

Ferner können Druckpasten mit ITO oder ATO (Antimon-Tin-Oxide, Antimon-Zinn-Oxid) oder intrinsisch leitfähige transparente Polymerpasten verwendet werden, aus welchen flächige Elektroden mittels Siebdruck erzeugt werden, Bei einer Dicke von ca. 5 bis 20 µm bieten derartige Elektroden nur geringere Transparenz bei hohem Flächenwiderstand (bis 50 kΩ), Sie sind weitgehend beliebig strukturiert applizierbar, und zwar auch auf strukturierten Oberflächen, Ferner bieten sie eine relativ gute Laminierbarkeit, Auch Non-ITO-Siebdruckschichten (wobei der Begriff "Non-ITO" alle Siebdruckschichten umfasst, die nicht auf Indium-Zinn-Oxid (ITO) basieren), das heißt intrinsisch leitfähige polymere Schichten mit üblicherweise nanoskaligen elektrischleitfähigen Pigmenten, beispielsweise die ATO-Siebdruckpasten mit den Bezeichnungen 7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon® System von Agfa, dem Baytron® Poly- (3,4-ethylendioxythiophen)-System von H.C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT-conductive polymer polyethylenedioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- oder Druckfarbensystemen von Panipol OY und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethocrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin, können verwendet werden, Bevorzugt wird als Material der zumindest teilweise transparenten Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements Baytron® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H.C. Starck GmbH eingesetzt, Beispiele für elektrisch leitende Polymerfilme sind Polyaniline, Polythiophene, Polyacetylene, Polypyrrole ( Handbook of Conducting Polymers, 1986 ) mit und ohne Metalloxid-Füllung,Furthermore, printing pastes with ITO or ATO (antimony tin oxides, antimony tin oxide) or intrinsically conductive transparent polymer pastes can be used, from which surface electrodes are produced by screen printing, With a thickness of about 5 to 20 microns provide such electrodes only lower transparency with high sheet resistance (up to 50 kΩ), they can be applied in virtually any pattern, even on structured surfaces. Furthermore, they offer a relatively good laminatability, even non-ITO screen printing layers (the term "non-ITO" means all Non-indium-tin-oxide (ITO) screen-printed layers, that is, intrinsically conductive polymeric layers having usually nanoscale electrically conductive pigments, for example DuPont's ATO screen printing pastes designated 7162E or 7164, intrinsically conductive polymer systems such as Orgacon ® system from Agfa, the Baytron ® poly (3,4-ethylenedioxythiophene) system from HC Starck GmbH, the system of Ormecon, conductive coating or ink systems from Panipol Oy referred to as organic metal (PEDT-Conductive Polymer polyethylenedioxythiophene) and optionally (with highly flexible binding agents, for example on the basis of PU (polyurethane) is preferably PMMA (Polymethylmethocrylat), PVA (polyvinyl alcohol), modified polyaniline can be used as the material of at least partially transparent electrode of the electroluminescent element Baytron ® poly 3,4-ethylenedioxythiophene) system from HC Starck GmbH used, examples of electrically conductive polymer films are polyanilines, polythiophenes, polyacetylenes, polypyrroles ( Handbook of Conducting Polymers, 1986 ) with and without metal oxide filling,

Darüber hinaus sind auch Zinn-Oxid (NESA) Pasten als entsprechendes Elektrodenmaterial denkbar.In addition, tin oxide (NESA) pastes are also conceivable as corresponding electrode material.

Die oben beschriebenen elektrisch leitenden Materialien können darüber hinaus auf einem Trägermaterial aufgebracht sein. Als Trägermaterial bieten sich beispielsweise transparente Gläser und thermoplastische Folien an, Entsprechende Trägermaterialien werden weiter unten näher beschrieben, Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können ein oder zwei Trägersubstrate verwendet werdenThe electrically conductive materials described above may also be applied to a substrate. For example, transparent glasses and thermoplastic films are suitable as carrier material. Corresponding carrier materials are described in more detail below. In the context of the present invention, one or two carrier substrates can be used

Diese Elektrodenmaterialien können beispielsweise mittels Siebdruck, Rakein, Spritzen, Streichen auf entsprechende Trägermaterialien (Substrate) aufgebracht werden, wobei bevorzugt anschließend bei geringen Temperaturen von beispielsweise 80 bis 120 °C getrocknet wird,These electrode materials can be applied, for example, by means of screen printing, rakein, spraying, brushing onto corresponding carrier materials (substrates), preferably subsequently drying at low temperatures of, for example, 80 to 120 ° C.,

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Aufbringung der elektrisch leitfähigen Beschichtung mittels Vakuum oder pyrolytisch,In a preferred embodiment, the application of the electrically conductive coating by means of vacuum or pyrolytic,

Besonders bevorzugt ist die elektrisch leitfähige Beschichtung eine mittels Vakuum oder pyrolytisch hergestellte metallische oder metalloxidische dünne und weitgehend transparente Schicht, die bevorzugt einen Flächenwiderstand von 5 mΩ bis 3.000 Ω/Quadrat, besonders bevorzugt einen Flächenwiderstand von 0,1 bis 1.000 Ω/Quadrat, ganz besonders bevorzugt 5 bis 30 Ω/Quadrat aufweist, und in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine Tageslichtdurchlässigkeit von zumindest größer 60 % (> 60 bis 100 %) und insbesondere größer 76 % (> 76 bis 100 %) aufweist,Particularly preferably, the electrically conductive coating is a vacuum or pyrolytically produced metallic or metal oxide thin and substantially transparent layer, which preferably has a sheet resistance of 5 mΩ to 3000 Ω / square, more preferably a sheet resistance of 0.1 to 1000 Ω / square, most preferably 5 to 30 Ω / square, and in another preferred embodiment has a daylight transmittance of at least greater than 60% (> 60 to 100%) and in particular greater than 76% (> 76 to 100%),

Darüber hinaus kann auch elektrisch leitfähiges Glas als Elektrode verwendet werden,In addition, electrically conductive glass can be used as an electrode,

Eine spezielle bevorzugte Art von elektrisch leitfähigem und hochtransparentem Glas, insbesondere Floatglas, stellen pyrolytisch hergestellte Schichten dar, die ein hohe Oberflächenhärte aufweisen und deren elektrischer Oberflächenwiderstand in einem sehr weiten Bereich von im Allgemeinen einigen Milliohm bis 3,000 Ω/Quadrat eingestellt werden kann.A particular preferred type of electrically conductive and highly transparent glass, in particular float glass, are pyrolytically produced layers which have a high surface hardness and whose electrical surface resistance can be adjusted in a very wide range, generally from a few milliohms to 3,000 Ω / square.

Derartige pyrolytisch beschichtete Gläser können gut verformt werden und weisen eine gute Kratzbeständigkeit auf, insbesondere führen Kratzer nicht zu einer elektrischen Unterbrechung der elektrisch leitenden Oberflächenschicht, sondern lediglich zu einer meist geringfügigen Erhöhung des Flächenwiderstandes,Such pyrolytically coated glasses can be well deformed and have a good scratch resistance, in particular scratches do not lead to an electrical interruption of the electrically conductive surface layer, but only to a mostly slight increase in sheet resistance,

Des Weiteren sind pyrolytisch hergestellte leitfähige Oberflächenschichten durch die Temperaturbehandlung derart stark in die Oberfläche diffundiert und in der Oberfläche verankert, dass bei einem anschließenden Materialauftrag ein extrem hoher Haftverbund zum Glassubstrat gegeben ist, was für die vorliegende Erfindung ebenfalls sehr vorteilhaft ist. Zusätzlich weisen derartige Beschichtungen eine gute Homogenität, also eine geringe Streuung des Oberflächenwiderstandswertes über große Oberflächen auf. Diese Eigenschaft stellt ebenfalls einen Vorteil für die vorliegende Erfindung dar.Furthermore, pyrolytically produced conductive surface layers are so strongly diffused into the surface by the temperature treatment and anchored in the surface, that in a subsequent application of material an extremely high adhesion to the glass substrate is given, which is also very advantageous for the present invention. In addition, such coatings have a good homogeneity, ie a low scattering of the surface resistance value over large surfaces. This feature also provides an advantage to the present invention.

Elektrisch leitfähige und hochtransparente dünne Schichten können auf einem Glassubstrat, das erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzt wird, wesentlich effizienter und kostengünstiger als auf polymeren Substraten wie PET oder PMMA oder PC hergestellt werden, Der elektrische Flächenwiderstand ist bei Glasbeschichtungen im Schnitt um den Faktor 10 günstiger als auf einer polymeren Folie bei vergleichbarer Transparenz, also beispielsweise 3 bis 10 Ohm/Quadrat bei Glasschichten verglichen mit 30 bis 100 Ω/Quadrat auf PET-Folien,Electrically conductive and highly transparent thin layers can be produced on a glass substrate, which is preferably used according to the invention, much more efficiently and cost-effectively than on polymeric substrates such as PET or PMMA or PC. The surface electrical resistance is on average 10 times better on glass coatings than on one polymeric film of comparable transparency, eg 3 to 10 ohms / square for glass layers compared to 30 to 100 ohms / square on PET films,

Bei der Rückelektrode handelt es sich - wie bei der zumindest teilweise transparenten Elektrode - um eine flächige Elektrode, die jedoch nicht transparent oder zumindest teilweise transparent sein muss, Diese ist im Allgemeinen aus elektrisch leitenden Materialien auf anorganischer oder organischer Basis aufgebaut, beispielsweise aus Metallen wie Silber, Geeignete Elektroden sind ferner insbesondere polymere elektrisch leitfähige Beschichtungen, Dabei können die bereits vorstehend bezüglich der zumindest teilweise transparenten Elektrode genannten Beschichtungen eingesetzt werden, Daneben sind solche, dem Fachmann bekannten polymeren elektrisch leitfähigen Beschichtungen einsetzbar, die nicht zumindest teilweise transparent sind.The back electrode is - as in the case of the at least partially transparent electrode - a planar electrode which, however, need not be transparent or at least partially transparent. This electrode is generally constructed of electrically conductive materials based on inorganic or organic substances, for example metals such as Silver, suitable electrodes are furthermore in particular polymeric electrically conductive coatings. The coatings already mentioned above with respect to the at least partially transparent electrode can be used. In addition, those polymeric electrically conductive coatings known to those skilled in the art are not at least partially transparent.

Geeignete Materialien der Rückelektrode sind somit bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metallen wie Silber, Kohlenstoff, ITO-Siebdruckschichten, ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten, das heißt intrinsisch leitfähige polymere Systeme mit üblicherweise nanoskaligen elektrisch leitfähigen Pigmenten, beispielsweise ATO-Siebdruckpasten mit der Bezeichnung 7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon® System von Agfa, dem Baytron® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H, C, Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT conductive polymer polyethylenedioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- und Druckfarbensystemen von Panipol Oy und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethocrylot), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin, wobei die vorstehend genannten Materialien zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit mit Metallen wie Silber oder Kohlenstoff versetzt werden können und/oder mit einer Lage aus diesen Materialien ergänzt werden können,Suitable materials of the back electrode are thus preferably selected from the group consisting of metals such as silver, carbon, ITO screen printing layers, ATO screen printing layers, non-ITO screen printing layers, ie intrinsically conductive polymeric systems with usually nanoscale electrically conductive pigments, for example ATO dyes. screen printing pastes with the designation 7162E or 7164 from DuPont, intrinsically conductive polymer systems such as Orgacon ® system from Agfa, the Baytron ® poly (3,4-ethylenedioxythiophene) system from H, C Starck GmbH, which (as an organic metal PEDT conductive polymer polyethylenedioxythiophene) system of Ormecon, conductive coating and printing ink systems of Panipol Oy and optionally with highly flexible binders, for example based on PU (polyurethanes), PMMA (polymethylmethocrylot), PVA (polyvinyl alcohol), modified polyaniline, the materials mentioned above to improve the electricity conductivity with Metals such as silver or carbon can be added and / or supplemented with a layer of these materials,

Leiterbahnen, Anschlüsse der ElektrodenConductor tracks, connections of the electrodes

Bei großflächigen Leuchtelementen mit einem Leuchtkondensatoraufbau spielt die Flächenleitfähigkeit für eine gleichmäßige Leuchtdichte eine beträchtliche Rolle. Häufig werden bei großflächigen Leuchtelementen, so genannte Bus-bars eingesetzt, insbesondere bei halbleitenden LEP beziehungsweise OLED Systemen, worin verhältnismäßig große Ströme fließen. Dabei werden in der Art eines Kreuzes sehr gut elektrisch leitfähige Leiterbahnen hergestellt, Auf diese Weise wird beispielsweise eine große Fläche in vier kleine Flächen unterteilt, Damit wird der Spannungsabfall im Mittelbereich einer Leuchtfläche wesentlich reduziert und die Gleichmäßigkeit der Leuchtdichte beziehungsweise der Abfall der Helligkeit in der Mitte eines Leuchtfeldes reduziert.For large-area light elements with a light capacitor structure, the surface conductivity for a uniform luminance plays a significant role. Frequently, so-called bus bars are used in large-area lighting elements, in particular in semiconducting LEP or OLED systems, in which relatively large currents flow. In this way, for example, a large area is divided into four small areas, Thus, the voltage drop in the central region of a luminous area is substantially reduced and the uniformity of the luminance or the decrease in brightness in the Reduced center of a light field.

Bei einem in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eingesetzten zinksulfidischen partikulären EL-Feld werden im Allgemeinen größer 100 Volt bis über 200 Volt Wechselspannung angelegt, und es fließen bei Verwendung eines guten Dielektrikums beziehungsweise guter Isolation sehr geringe Ströme. Daher ist bei dem erfindungsgemäßen ZnS-Dickfilm-AC-EL-Element das Problem der Strombelastung wesentlich geringer als bei halbleitenden LEP beziehungsweise OLED Systemen, so dass der Einsatz von Bus-bars nicht unbedingt erforderlich ist, sondern großflächige Leuchtelemente ohne Einsatz von Bus-bars bereit gestellt werden können.In a zinksulfidischen particulate EL field used in one embodiment of the invention generally greater than 100 volts to over 200 volts AC are applied, and it flow when using a good dielectric or good insulation very low currents. Therefore, in the inventive ZnS thick-film AC-EL element, the problem of current load is much lower than in semiconducting LEP or OLED systems, so that the use of bus bars is not essential, but large-scale lighting elements without the use of bus bars can be provided.

Die elektrischen Anschlüsse können beispielsweise unter Verwendung von elektrisch leitfähigen und einbrennbaren Pasten mit Zinn, Zink, Silber, Palladium, Aluminium und weiteren geeigneten leitfähigen Metallen beziehungsweise Kombinationen und Mischungen oder Legierungen daraus, hergestellt werden.The electrical connections can be made, for example, using electrically conductive and stovable pastes with tin, zinc, silver, palladium, aluminum and other suitable conductive metals or combinations and mixtures or alloys thereof.

Dabei werden die elektrisch leitfähigen Kontaktierstreifen im Allgemeinen mittels Siebdruck, Pinselauftrag, Ink-Jet, Rakel, Rolle, durch Sprühen oder mittels Dispensierauftrag oder vergleichbaren dem Fachmann bekannten Auftragsmethoden auf die elektrisch leitfähigen und zumindest teilweise transparenten dünnen Beschichtungen aufgebracht und anschließend im Allgemeinen in einem Ofen thermisch behandelt, so dass üblicherweise seitlich entlang einer Substratkante angebrachte Streifen gut mittels Löten, Klemmen oder Stecken elektrisch leitend kontaktiert werden können.In this case, the electrically conductive contact strips are generally applied to the electrically conductive and at least partially transparent thin coatings by means of screen printing, brush application, ink jet, doctor blade, roller, by spraying or by Dispensierauftrag or comparable application methods known in the art and then generally in an oven thermally treated, so that usually attached laterally along a substrate edge strips can be contacted by soldering, terminals or plug electrically conductive.

Solange nur geringe elektrische Leistungen auf elektrisch leitfähige Beschichtungen eingeleitet werden müssen, sind Federkontakte oder Carbon-gefüllte Gummielemente beziehungsweise so genannte Zebra-Gummistreifen ausreichend,As long as only low electrical power needs to be applied to electrically conductive coatings, spring contacts or carbon-filled rubber elements or so-called zebra rubber strips are sufficient,

Als Leitkleberposten werden bevorzugt Leitkleberposten auf Basis von Silber, Palladium, Kupfer oder Gold gefüllter Polymerkleber verwendet. Es können ebenfalls selbstklebende elektrisch leitfähige Streifen zum Beispiel aus verzinnter Kupferfolie mit einem in z-Richtung elektrisch leitfähigen Kleber durch Anpressen appliziert werden,As Leitkleberposten Leitkleberposten based on silver, palladium, copper or gold filled polymer adhesive are preferably used. It is also possible to apply self-adhesive, electrically conductive strips, for example, of tinned copper foil with an adhesive which is electrically conductive in the z-direction, by means of pressing;

Die Klebeschicht wird dabei im Allgemeinen mit einigen N/cm2 Flächenpressung gleichmäßig angepresst, und es werden so je nach Ausführung Werte von 0,013 Ohm/cm2 (z.B. Conductive Copper Foil Tape VE 1691 der Firma D & M International, A-8451 Heimschuh) beziehungsweise 0,005 Ohm (z,B, Type 1183 der Firma 3M Electrical Products Division, Austin, Texas USA; gemäß MIL-STD-200 Method 307 maintained at 5 psi / 3,4 N/cm2 measured over 1 sq.in. surface area) oder 0,001 Ohm (z,B. Type 1345 der Firma 3M) oder 0,003 Ohm (z,B, Type 3202 der Firma Holland Shielding Systems BV) erreicht.The adhesive layer is generally uniformly pressed with a surface pressure of some N / cm 2 , and depending on the design, values of 0.013 ohm / cm 2 are obtained (eg Conductive Copper Foil Tape VE 1691 from D & M International, A-8451 Heimschuh). or 0.005 ohms (z, B, Type 1183 from 3M Electrical Products Division, Austin, Texas, USA; according to MIL-STD-200 Method 307 maintained at 5 psi / 3.4 N / cm 2 measured over 1 sq.in. surface area) or 0.001 ohms (z, B. Type 1345 from 3M) or 0.003 ohms (z, B, Type 3202 from Holland Shielding Systems BV).

Dielektrizitätsschichtdielectric layer

Das erfindungsgemäße EI-Element weist zumindest eine Dielektrizitätsschicht auf, welche zwischen der Rückelektrode und der EL-Schicht vorgesehen ist.The EI element according to the invention has at least one dielectric layer, which is provided between the back electrode and the EL layer.

Entsprechende Dielektrizitätsschichten sind dem Fachmann bekannt. Entsprechende Schichten weisen häufig hoch dielektrisch wirkende Pulver wie beispielsweise Bariumtitanat auf, welche vorzugsweise in fluorenthaltenden Kunststoffen oder in auf cyanbasierenden Harzen dispergiert sind. Beispiele für besonders geeignete Teilchen sind Bariumtitanat-Teilchen im Bereich von bevorzugt 1,0 bis 2,0 µm. Diese können bei einem hohen Füllgrad eine relative Dielektrizitätskonstante von bis zu 100 ergeben.Corresponding dielectric layers are known to the person skilled in the art. Corresponding layers often have high dielectric powders, such as barium titanate, which are preferably dispersed in fluorine-containing plastics or in cyan-based resins. Examples of particularly suitable particles are barium titanate particles in the range of preferably 1.0 to 2.0 μm. These can give a relative dielectric constant of up to 100 at a high degree of filling.

Die Dielektrizitätsschicht weist eine Dicke von im Allgemeinen 1 bis 50 µm, vorzugsweise 2 bis 40 µm, besonders bevorzugt 5 bis 25 µm, speziell 8 bis 15 µ/m, auf,The dielectric layer has a thickness of generally 1 to 50 μm, preferably 2 to 40 μm, particularly preferably 5 to 25 μm, especially 8 to 15 μm / m,

Das erfindungsgemäße EL-Element kann in einer Ausführungsform auch zusätzlich noch eine weitere Dielektrizitätsschicht aufweisen, welche übereinander angeordnet werden und zusammen die Isolationswirkung verbessern oder aber welche durch eine floatende Elektrodenschicht unterbrochen wird, Die Verwendung einer zweiten Dielektrizitätsschicht kann von der Qualität und Pinhole-Freiheit der ersten Dielektrizitätsschicht abhängen.In an embodiment, the EL element according to the invention may also additionally have a further dielectric layer, which are arranged one above the other and together improve the insulation effect or which is interrupted by a floating electrode layer. The use of a second dielectric layer may depend on the quality and pinhole freedom of the depend on the first dielectric layer.

EL-SchichtEL layer

Das erfindungsgemäße EL-Element umfasst eine EL-Schicht.The EL element according to the invention comprises an EL layer.

Die mindestens eine Elektroluminezenz (EL)-Schicht, ist im Allgemeinen zwischen der ersten transparenten Elektrode und einer dielektrischen Schicht angeordnet. Dabei kann die EL-Schicht unmittelbar im Anschluss an die dielektrische Schicht angeordnet sein oder es können gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Schichten zwischen der dielektrischen Schicht und der EL-Schicht angeordnet sein, Bevorzugt ist die EL-Schicht unmittelbar im Anschluss an die dielektrische Schicht angeordnet.The at least one electroluminescent (EL) layer is generally disposed between the first transparent electrode and a dielectric layer. In this case, the EL layer can be arranged directly after the dielectric layer or it can be If appropriate, one or more further layers are arranged between the dielectric layer and the EL layer. The EL layer is preferably arranged immediately after the dielectric layer.

Die mindestens eine Elektrolumineszen-EL-Schicht kann auf der gesamten Innenfläche der ersten teilweise transparenten Elektrode angeordnet sein oder auf einer oder mehreren Teilflächen der ersten zumindest teilweise transparenten Elektrode, In dem Fall, dass die Leuchstruktur auf mehreren Teilflächen angeordnet ist, haben die Teilflächen im Allgemeinen einen Abstand von 0,5 bis 10,0 mm, bevorzugt 1 bis 5 mm voneinander.The at least one electroluminescent EL layer may be arranged on the entire inner surface of the first partially transparent electrode or on one or more partial surfaces of the first at least partially transparent electrode. In the case that the light structure is arranged on a plurality of partial surfaces, the partial surfaces have Generally a distance of 0.5 to 10.0 mm, preferably 1 to 5 mm from each other.

Die EL-Schicht ist im Allgemeinen aus einer Bindemittelmatrix mit darin homogen dispergierten EL-Pigmenten aufgebaut, Die Bindemittelmatrix wird im Allgemeinen so gewählt, dass ein guter Haftverbund auf der Elektrodenschicht (bzw, der ggf, darauf aufgebrachten dielektrischen Schicht gegeben ist. In einer bevorzugten Ausführung werden dabei PVB oder PU basierende Systeme verwendet, Neben den EL-Pigmenten können ggf, noch weitere Zusätze in der Bindemittelmatrix vorliegen, wie farbkonvertierende organische und/oder anorganische Systeme, Farbzusatzstoffe für einen Tag- und Nacht-Lichteffekt und/oder reflektierende und/oder Licht absorbierende Effektpigmente wie Aluminiumflakes oder Glasflakes oder Mica-Plateletts, Im Allgemeinen beträgt der Anteil der EL-Pigmente an der Gesamtmasse der EL-Schicht (Füllgrad) 20 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 50 bis 70 Gew.-%,The EL layer is generally composed of a binder matrix with EL pigments homogeneously dispersed therein. The binder matrix is generally chosen such that a good adhesion bond is provided on the electrode layer (or the dielectric layer applied thereon, if applicable) In this case, PVB or PU-based systems are used. In addition to the EL pigments, other additives may also be present in the binder matrix, such as color-converting organic and / or inorganic systems, color additives for a day and night light effect and / or reflective and / or or light-absorbing effect pigments such as aluminum flakes or glass flakes or mica platelets. In general, the proportion of EL pigments in the total mass of the EL layer (degree of filling) is from 20 to 75% by weight, preferably from 50 to 70% by weight,

Die in der EL-Schicht verwendeten EL-Pigmente weisen im Allgemeinen eine Dicke von 1 bis 50 µm, vorzugsweise 5 bis 25 µm, auf,The EL pigments used in the EL layer generally have a thickness of 1 to 50 μm, preferably 5 to 25 μm,

Bevorzugt ist die mindestens eine EL-Schicht eine Wechselstrom-Dickfilm-Puiver-Elektrolumineszenz (AC-P-EL)-Leuchtstruktur,Preferably, the at least one EL layer is an AC thick film powder electroluminescent (AC-P-EL) light structure,

Dickfilm AC-EL Systeme sind seit Destriau 1947 gut bekannt und werden meist mittels Siebdruck auf ITO-PET Folien appliziert, Da zinksulfidische Elektroluminophore im Betrieb und speziell bei höheren Temperaturen und einer Wasserdampfumgebung eine sehr starke Degradation aufweisen, werden heute für langlebige Dickfilm AC-EL Lampenaufbauten im Allgemeinen mikroverkapselte EL-Phosphore (Pigmente) verwendet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, in dem erfindungsgemäßen EL-Element nicht mikroverkapselte Pigmente einzusetzen, wie nachstehend weiter ausgeführt wird.Thick-film AC-EL systems have been well-known since Destriau 1947 and are usually applied by screen printing on ITO-PET films, since zinc sulfide electroluminophores are used during operation and especially at higher temperatures and have a very severe degradation in a water vapor environment, microencapsulated EL phosphors (pigments) are commonly used today for long lasting thick film AC-EL lamp assemblies. However, it is also possible to use non-microencapsulated pigments in the EL element according to the invention, as further explained below.

Unter EL-Elementen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Dickfilm-EL Systeme verstanden, die mittels Wechselspannung bei normativ 100 Volt und 400 Hertz betrieben werden und derart ein so genanntes kaltes Licht von einigen cd/m2 bis zu einigen 100 cd/m2 emittieren, In derartigen anorganischen Dickfilm-Wechselspannungs-EL-Elementen werden im Allgemeinen EL-Siebdruckposten verwendet,For the purposes of the present invention, EL elements are thick-film EL systems which are operated by means of alternating voltage at normative 100 V and 400 Hertz and thus emit a so-called cold light of a few cd / m 2 up to a few 100 cd / m 2 , In such inorganic thick film AC EL elements, EL screen printing items are generally used.

Derartige EL-Siebdruckpasten werden im Allgemeinen auf Basis anorganischer Substanzen aufgebaut, Geeignete Substanzen sind z.B, hochreine ZnS, CdS, ZnxCd1-xS Verbindungen der Gruppen II und IV des Periodensystems der Elemente, wobei besonders bevorzugt ZnS eingesetzt wird. Die vorstehend genannten Substanzen können dotiert oder aktiviert werden und gegebenenfalls des Weiteren coaktiviert werden. Zur Dotierung werden z.B. Kupfer und/oder Mangan eingesetzt, Die Coaktivierung erfolgt z,B, mit Chlor, Brom, lod und Aluminium. Der Gehalt an Alkali- und Selten-Erd-Metallen ist in den vorstehend genannten Substanzen im Allgemeinen sehr gering, falls diese überhaupt vorliegen, Ganz besonders bevorzugt wird ZnS eingesetzt, das bevorzugt mit Kupfer und/oder Mangan dotiert beziehungsweise aktiviert wird und bevorzugt mit Chlor, Brom, lod und/oder Aluminium coaktiviert wird.Such EL screen-printing pastes are generally based on inorganic substances, suitable substances are, for example, high-purity ZnS, CdS, Zn x Cd 1-x S compounds of groups II and IV of the Periodic Table of the Elements, with ZnS is particularly preferably used. The aforementioned substances may be doped or activated and optionally further co-activated. For example, copper and / or manganese are used for doping. The co-activation takes place, for example, with chlorine, bromine, iodine and aluminum. The content of alkali and rare earth metals is generally very low in the abovementioned substances, if these are present at all. Very particular preference is given to using ZnS, which is preferably doped or activated with copper and / or manganese and preferably with chlorine , Bromine, iodine and / or aluminum is co-activated.

Übliche EL-Emissionsfarben sind gelb, grün, grün-blau, blau-grün und weiß, wobei die Emissionsfarbe weiß oder rot durch Mischungen geeigneter EL-Phosphore (Pigmente) gewonnen werden kann oder durch Forbkonversion. Die Farbkonversion kann im Allgemeinen in Form einer konvertierenden Schicht und/oder der Beimengung entsprechender Farbstoffe und Pigmente in den polymeren Binder der Siebdruckfarben beziehungsweise der polymeren Matrix, in die die EL-Pigmente eingebaut sind, erfolgen.Common EL emission colors are yellow, green, green-blue, blue-green and white, whereby the emission color white or red can be obtained by mixtures of suitable EL phosphors (pigments) or by Forbkonversion. The color conversion may generally be in the form of a converting layer and / or the addition of appropriate dyes and pigments in the polymeric binder of the screen inks or the polymeric matrix in which the EL pigments are incorporated take place.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die zur Herstellung der EL-Schicht eingesetzte Siebdruckmatrix mit lasierenden, farbfilternden oder mit farbkonvertierenden Farbstoffen und/oder Pigmenten versehen sind, Auf diese Weise kann eine Emissionfarbe Weiß oder ein Tag-Nacht-Lichteffekt generiert werden.In a further embodiment of the present invention, the screen printing matrix used for producing the EL layer are provided with translucent, color-filtering or color-converting dyes and / or pigments. In this way, an emission color white or a day-night light effect can be generated.

In einer weiteren Ausführungsform werden in der EL-Schicht Pigmente eingesetzt, die eine Emission im blauen Wellenlängenbereich von 420 bis 480 nm aufweisen und mit einer farbkonvertierenden Mikroverkapselung versehen sind. Auf diese Weise kann die Farbe Weiß emittiert werden.In a further embodiment, pigments are used in the EL layer which have an emission in the blue wavelength range from 420 to 480 nm and are provided with a color-converting microencapsulation. In this way, the color white can be emitted.

In einer Ausführungsform werden als Pigmente in der EL-Schicht AC-P-EL Pigmente eingesetzt, die eine Emission im blauen Wellenlängenbereich von 420 bis 480 nm aufweisen. Zusätzlich weist die AC-P-EL Siebdruckmatrix bevorzugt wellenlängenkonventierende anorganische feine Partikel auf Basis von Europium (II) aktivierten Erdalkali-ortho-Silikat Phosphoren wie (Ba, Sr, Ca)2SiO4:Eu2+ oder YAG Phosphoren wie Y3Al5O12:Ce3+ oder Tb3Al5O12:Ce3+ oder Sr2GaS4:Eu2+ oder SrS:EU2+ oder (Y,Lu,Gd,Tb)3(Al,Sc,Ga)5O12:Ce3+ oder (Zn,Ca,Sr)(S,Se):Eu2+ auf. Auf diese Weise kann eine weiße Emission erzielt werden.In one embodiment, as pigments in the EL layer AC-P-EL pigments are used which have an emission in the blue wavelength range of 420 to 480 nm. In addition, the AC-P-EL screen printing matrix preferably has wavelength-controlling inorganic fine particles based on europium (II) activated alkaline earth metal orthosilicate phosphors such as (Ba, Sr, Ca) 2 SiO 4 : Eu 2+ or YAG phosphors such as Y 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ or Tb 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ or Sr 2 GaS 4 : Eu 2+ or SrS: EU 2+ or (Y, Lu, Gd, Tb) 3 (Al, Sc, Ga ) 5 O 12 : Ce 3+ or (Zn, Ca, Sr) (S, Se): Eu 2+ . In this way, a white emission can be achieved.

Entsprechend dem Stand der Technik können die vorstehen genannten 'EL-Phosphor'-Pigmente mikroverkapselt werden, Durch die anorganische Mikroverkapselungstechnologie sind gute Halbwertszeiten erzielbar, Beispielhaft sei hier das EL-Siebdrucksystem Luxprint® for EL der Firma E,I, du Pont de Nemours and Companies genannt, Organischen Mikroverkopselungstechnologien und Folienhüll-Laminate auf Basis der diversen thermoplastischen Folien sind grundsätzlich ebenfalls geeignet, haben sich jedoch als teuer und nicht wesentlich lebensdauerverlöngernd erwiesen.According to the prior art, the above-mentioned 'EL phosphor' pigments can be microencapsulated, The inorganic microencapsulation technology good half-lives can be achieved, for example, the EL screen printing system Luxprint ® for EL the company E, I, du Pont de Nemours and Companies, organic micro-copying technologies and film-wrap laminates based on the various thermoplastic films are also suitable in principle, but have proven to be expensive and not significantly Lebensverlverlggernd.

Geeignete zinksulfidische mikroverkapselte EL-Phosphore (Pigmente) werden von der Firma Osram Sylvania, Inc. Towanda unter dem Handelsnamen GlacierGLO€ Standard, High Brite und Long Life und von der Firma Durel Division der Rogers Corporation, unter den Handelsnamen 1 PHS001® High-Efficiency Green Encapsulated EL Phosphor, 1 PHS002® High-Efficiency Blue-Green Encapsulated EL phosphor, 1 PHS003® Long-Life Blue Encapsulated EL Phosphor, 1 PHS004® Long-Life Orange Encapsulated EL Phosphor, angeboten,Suitable zinc sulfide microencapsulated EL phosphors (pigments) are sold by Osram Sylvania, Inc. Towanda € under the trade name GlacierGLO Standard, High Brite and Long Life and the Durel Division of Rogers Corporation, under the trade names 1 PHS001 ® High-Efficiency Green Encapsulated EL phosphor, 1 PHS002 ® high-Efficiency Blue-Green EL Encapsulated phosphorus, 1 PHS003 ® Long-Life Blue Encapsulated EL phosphor, 1 PHS004 ® Long-Life Orange Encapsulated EL phosphor offered,

Die mittleren Teilchendurchmesser der in der EL-Schicht geeigneten mikroverkapselten Pigmente betragen im Allgemeinen 15 bis 60 µm, bevorzugt 20 bis 35 µm.The average particle diameters of the microencapsulated pigments suitable in the EL layer are generally 15 to 60 μm, preferably 20 to 35 μm.

In der EL-Schicht des erfindungsgemäßen EL-Elements können auch nicht mikroverkapselte feinkörnige EL-Pigmente, bevorzugt mit einer hohen Lebensdauer, eingesetzt werden, Geeignete nicht mikroverkapselte feinkörnige zinksulfidische EL-Phosphore sind z,B, in US 6,248,261 und in WO 01/34723 offenbart. Diese weisen bevorzugt ein kubisches Kristallgefüge auf. Die nicht mikroverkapselten Pigmente haben bevorzugt mittlere Teilchendurchmesser von 1 bis 30 µm, besonders bevorzugt 3 bis 25 µm, ganz besonders bevorzugt 5 bis 20 µm,Non-microencapsulated fine-grained EL pigments, preferably having a long service life, can also be used in the EL layer of the EL element of the invention. Suitable non-microencapsulated fine-grained zinc sulfide EL phosphors are z, B, in US 6,248,261 and in WO 01/34723 disclosed. These preferably have a cubic crystal structure. The non-microencapsulated pigments preferably have average particle diameters of from 1 to 30 .mu.m, particularly preferably from 3 to 25 .mu.m, very particularly preferably from 5 to 20 .mu.m,

Speziell nicht mikroverkapselte EL-Pigmente können mit kleineren Pigmentabmessungen bis unter 10 µm verwendet werden, Dadurch kann die Durchsichtigkeit des Glaselementes erhöht werden.Specially non-microencapsulated EL pigments can be used with smaller pigment dimensions down to less than 10 microns, thereby the transparency of the glass element can be increased.

Somit können den gemäß der vorliegenden Anmeldung geeigneten Siebdruckfarben unverkapselte Pigmente beigemengt werden, bevorzugt unter Berücksichtigung der speziellen hygroskopischen Eigenschaften der Pigmente, bevorzugt der ZnS-Pigmente, Dabei werden im Allgemeinen Bindemittel verwendet, die einerseits eine gute Adhäsion zu sogenannten ITO-Schichten (Indium-ZinnOxid) oder intrinsisch leitfähige polymeren transparenten Schichten haben, und des Weiteren gut isolierend wirken, das Dielektrikum verstärken und damit eine Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit bei hohen elektrischen Feldstärken bewirken und zusätzlich im ausgehärteten Zustand eine gute Wasserdampfsperre aufweisen und die Phosphorpigmente zusätzlich schützen und lebensdauerverlängernd wirken.Thus, non-encapsulated pigments can be added to the screen printing inks suitable according to the present application, preferably taking into account the specific hygroscopic properties of the pigments, preferably the ZnS pigments. In this case, binders are generally used which, on the one hand, have good adhesion to so-called ITO layers (indium). ZinnOxid) or intrinsically conductive polymeric transparent layers, and further have good insulating effect, strengthen the dielectric and thus improve the dielectric strength at high electric field strengths and cause additionally have a good water vapor barrier in the cured state and additionally protect the phosphorus pigments and have a life-prolonging effect.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in der AC-P-EL-Leuchtschicht Pigmente eingesetzt, die nicht mikroverkapselt sind.In one embodiment of the present invention, pigments which are not microencapsulated are used in the AC-P-EL luminescent layer.

Die Halbwertzeiten der geeignete Pigmente in der EL-Schicht, also jene Zeit, in der die Initialhelligkeit des erfindungsgemäßen EL-Elements auf die Hälfte abgesunken ist, betragen im Allgemeinen bei 100 bzw, 80 Volt und 400 Hertz 400 bis maximal 5000 Stunden, üblicherweise jedoch nicht mehr als 1000 bis 3500 Stunden.The half-lives of the suitable pigments in the EL layer, ie the time in which the initial brightness of the EL element according to the invention has fallen to half, are generally at 100, 80 and 400 hertz 400 to a maximum of 5000 hours, but usually not more than 1000 to 3500 hours.

Die Helligkeitswerte (EL-Emission) betragen im Allgemeinen 1 bis 200 cd/m2, bevorzugt 3 bis 100 cd/m2, und liegen bei großen Leuchtflächen besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 20 cd/m2,The brightness values (EL emission) are generally 1 to 200 cd / m 2 , preferably 3 to 100 cd / m 2 , and are particularly preferably in the range from 1 to 20 cd / m 2 for large luminous areas.

Es können jedoch auch Pigmente mit längeren oder kürzeren Halbwertszeiten und höheren oder niedrigeren Helligkeitswerten in der EL-Schicht des erfindungsgemäßen EL-Elements eingesetzt werden.However, it is also possible to use pigments with longer or shorter half-lives and higher or lower brightness values in the EL layer of the EL element according to the invention.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die in der EL-Schicht vorliegenden Pigmente einen derart kleinen mittleren Teilchendurchmesser auf, beziehungsweise einen derart geringen Füllgrad in der EL-Schicht, beziehungsweise die einzelnen EL-Schichten sind geometrisch derart klein ausgeführt, beziehungsweise der Abstand der einzelnen EL-Schichten wird derart groß gewählt, so dass das EL-Element bei nicht elektrisch aktivierter Leuchtstruktur als zumindest teilweise durchsichtig gestaltet ist beziehungsweise eine Durchsicht gewährleistet ist, Geeignete Pigmentteilchendurchmesser, Füllgrade, Abmessungen der Leuchtelemente und Abstände der Leuchtelemente sind vorstehend genannt.In a further embodiment of the present invention, the pigments present in the EL layer have such a small average particle diameter, or such a low degree of filling in the EL layer, or the individual EL layers are made geometrically so small, or the distance of individual EL layers is chosen so large, so that the EL element is designed as non-electrically activated light structure as at least partially transparent or a review is ensured, Suitable pigment particle diameter, filling levels, dimensions of the light elements and distances of the light elements are mentioned above.

Substratesubstrates

Das erfindungsgemäße EL-Element kann auf einer oder auf beiden Seiten an den jeweiligen Elektroden Substrate, wie beispielsweise Gläser, Kunststofffolien oder dergleichen aufweisen.The EL element according to the invention may have on one or both sides of the respective electrodes substrates, such as glasses, plastic films or the like.

Bei dem erfindungsgemäßen EL-Element ist es bevorzugt, dass zumindest das Substrat, welches mit der transparenten Elektrode in Kontakt steht, innenseitig grafisch lasierend transluzent und opak abdeckend gestaltet ist, Unter einer opaken abdeckenden Gestaltung wird ein großflächiger Elektrolumineszenzbereich verstanden, der durch eine hochauflösende grafische Gestaltung opak abgedeckt wird und/oder lasierend beispielsweise im Sinne von rot - grün - blau transluzent für Signalzwecke ausgebildet ist.In the case of the EL element according to the invention, it is preferred that at least the substrate, which is in contact with the transparent electrode, has a graphically translucent and opaque covering on the inside. An opaque covering design is understood to mean a large-area electroluminescent region which is characterized by a high-resolution graphic display Design is covered opaque and / or translucent, for example, in the sense of red - green - blue translucent designed for signal purposes.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Substrat, welches mit der transparenten Elektrode in Kontakt steht, eine Folie ist, welche unterhalb Tg kaltreckbar verformbar ist, Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass resultierende EL-Element dreidimensional zu verformen,Moreover, it is preferable that the substrate which is in contact with the transparent electrode is a foil which is cold-stretchable below Tg. This gives rise to the possibility of three-dimensionally deforming the resulting EL element,

Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Substrat, welches mit der Rückelektrode in Kontakt steht eine, Folie ist, welche ebenfalls unterhalb Tg kaltreckbar verformbar ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass resultierende EL-Element dreidimensional zu verformen.Moreover, it is preferred that the substrate which is in contact with the back electrode is a foil which is also cold bendably deformable below Tg. This gives rise to the possibility of deforming the resulting EL element three-dimensionally.

Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das EL-Element dreidimensional verformbar ist und insbesondere unterhalb Tg kaltreckbar verformbar ist und derart eine präzise geformte dreidimensionale Gestalt erhält.Moreover, it is preferred that the EL element is three-dimensionally deformable and in particular is cold bendable deformable below Tg and thus obtains a precisely shaped three-dimensional shape.

Das dreidimensional verformte Element kann in einem Spritzgusswerkzeug auf zumindest einer Seite mit einem thermoplastischen Kunststoff angeformt werden,The three-dimensionally deformed element can be formed in an injection mold on at least one side with a thermoplastic material,

Herstellung erfindungsgemäßer EL-ElementeProduction of inventive EL elements

Üblicherweise werden die vorstehend genannten Pasten (Siebdruckpasten) auf transparente Kunststoff-Folien oder Gläser aufgebracht, die wiederum eine weitgehend transparente elektrisch leitende Beschichtung aufweisen und dadurch die Elektrode für die Sichtseite darstellen, Anschließend werden drucktechnisch und/oder laminationstechnisch das Dielektrikum und die Rückseitenelektrode hergestellt,The above-mentioned pastes (screen printing pastes) are usually applied to transparent plastic films or glasses, which in turn have a substantially transparent electrically conductive coating and thereby represent the electrode for the visible side. Subsequently, the dielectric and the backside electrode are produced by printing technology and / or lamination technology.

Es ist jedoch ebenfalls ein umgekehrter Herstellungsprozess möglich, wobei zunächst die Rückseitenelektrode hergestellt wird oder die Rückseitenelektrode in Form einer metallisierten Folie verwendet wird und auf diese Elektrode das Dielektrikum aufgetragen wird, Anschließend wird die EL-Schicht und daran anschließend die transparente und elektrisch leitende obere Elektrode aufgetragen. Das erhaltene System kann anschließend gegebenenfalls mit einer transparenten Deckfolie laminiert und damit gegen Wasserdampf bzw, auch gegen mechanische Beschädigung geschützt werden,However, a reverse manufacturing process is also possible, wherein the backside electrode is first prepared or the backside electrode is used in the form of a metallized film and the dielectric is applied to this electrode. Subsequently, the EL layer and subsequently the transparent and electrically conductive top electrode applied. The system obtained can then optionally be laminated with a transparent cover film and thus protected against water vapor or even against mechanical damage.

Die EL-Schicht wird üblicherweise drucktechnisch mittels Siebdruck oder Dispenserauftrag oder InkJet-Auftrag oder auch mit einem Rakelvorgang oder einem Rollenbeschichtungsverfohren oder einem Vorhanggießverfahren oder einem Transferverfahren, bevorzugt mittels Siebdruck, aufgebracht. Bevorzugt wird die EL-Schicht auf die Oberfläche der Elektrode oder auf die ggf, auf die Rückelektrode aufgebrachte Isolationsschicht aufgebracht,The EL layer is usually applied by printing by means of screen printing or dispenser application or inkjet application or by a doctor blade process or a roller coating process or a curtain coating process or a transfer process, preferably by screen printing. The EL layer is preferably applied to the surface of the electrode or to the insulation layer applied, if necessary, to the back electrode.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist die Verwendung eines erfindungsgemäßen EL-Elements als Dekorelement und/oder Leuchtelement in Innenräumen oder zur Außenanwendung, bevorzugt an Außenfassaden von Gebäuden, in oder an Einrichtungsgegenständen, in oder an Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugen, in Gebäudeeinrichtungen, in der Automobilindustrie oder in der Werbebranche,Another object of the present application is the use of an EL element according to the invention as a decorative element and / or lighting element indoors or for outdoor use, preferably on the outer facades of buildings, in or on furnishings, in or on land, air or water vehicles, in building facilities in the automotive industry or in the advertising industry,

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von Figuren näher erläutert. Die Figuren stellen bevorzugte Ausführungsformen dar und sind nicht einschränkend zu verstehen.The present invention is explained below with reference to figures. The figures represent preferred embodiments and are not intended to be limiting.

Die Figuren 1 bis 7 zeigen schematisch mögliche unterschiedliche Aufbauten des erfindungsgemäßen EL-Elementes jeweils in geschnittener Ausführung,The FIGS. 1 to 7 schematically show possible different structures of the EL element according to the invention, each in a sectional design,

In den nachfolgend beschriebenen Figuren weisen die einzelnen Bezugszeichen die folgende Bedeutungen auf:In the figures described below, the individual reference symbols have the following meanings:

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zinksulfidisches Dickfilm-AC-Elektrolumineszenz Element (EL-Element)Zinc Sulfide Thick Film AC Electroluminescent Element (EL Element)
22
Substrat/Trägermaterial (Top-layer beziehungsweise Overlay)Substrate / carrier material (top layer or overlay)
33
Transparente Elektrode (Vorderseite)Transparent electrode (front side)
44
EL-Dickfilm-SchichtEL-thick film layer
55
EL-Pigment:EL Pigment:
66
Polymermatrixpolymer matrix
77
Erste dielektrische Schicht:First dielectric layer:
88th
Zweite dielektrische Schicht:Second dielectric layer:
99
Rückelektrode:Return electrode:
1010
Substrat/Trägermaterial (rückseitige Elektrode)Substrate / substrate (back electrode)
1 11 1
Teilchen mit NanostrukturenParticles with nanostructures
1212
floatende Elektrodefloating electrode
1 31 3
weitere floatende Elektrodefurther floating electrode
1414
SWCNTs in der transparenten VorderseitenelektrodeSWCNTs in the transparent front side electrode
1515
Teilchen mit Nanostrukturen in der ersten IsolationsschichtParticles with nanostructures in the first insulation layer
1616
Teilchen mit Nanostrukturen in der zweiten IsolationsschichtParticles with nanostructures in the second insulation layer
1 71 7
Teilchen mit Nanostrukturen in der RückelektrodenschichtParticles with nanostructures in the back electrode layer
1818
Teilchen mit Nanostrukturen im Bereich der EL-PigmenteParticles with nanostructures in the range of EL pigments
1919
SWCNT-Schicht zwischen transparenter Vorderseitenelektrode und EL-SchichtSWCNT layer between transparent front electrode and EL layer
2020
Teilchen mit Nanostrukturen in unmittelbarer Nachbarschaft zu den EL-PigmentenParticles with nanostructures in the immediate vicinity of the EL pigments
2121
EL-Inverter Anschluß: typisch 100 bis 200 Volt, 1 00 bis 2,000 HzEL inverter connection: typically 100 to 200 volts, 1 00 to 2,000 Hz
2222
EL-EmissionEL emission
Figur 1 (Stand der Technik):FIG. 1 (prior art):

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Querschnitts durch ein EL-Element (1) mit einem Substrat (2), auf welches eine transparente Vorderseiten-Elektrode (3) aufgebracht ist. Auf der dem Substrat abgewandeten Seite der transparenten Elektrode ist eine EL-Schicht (4) mit entsprechenden EL-Pigmenten (5) in einer Polymermatrix (6) vorgesehen. Im Kontakt mit der EL-Schicht (4) befindet sich darüber hinaus auf der der transparenten Elektrode (3) abgewandten Seite eine Dielektrizitätsschicht (7), An die Dielektrizitötsschicht schließt sich die Rückelektrode (9) sowie gegebenenfalls ein weiteres Substrat (10) an. FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent front side electrode (3) is applied. On the side of the transparent electrode facing away from the substrate, an EL layer (4) with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6) is provided. In contact with the EL layer (4) is also located on the side facing away from the transparent electrode (3) side, a dielectric layer (7), to the Dielektrizitötsschicht the back electrode (9) and optionally another substrate (10) adjoins.

Figur 2 (erfindungsgemäß):FIG. 2 (according to the invention):

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Querschnitts durch ein EL-Element (1) mit einem Substrat (2), auf welches eine transparente Elektrode (3) aufgebracht ist, Auf der dem Substrat abgewandeten Seite der transparenten Elektrode ist eine EL-Schicht (4) mit entsprechenden EL-Pigmenten (5) in einer Polymermatrix (6) vorgesehen, Im Kontakt mit der EL-Schicht (4) befindet sich darüber hinaus auf der der transparenten Elektrode (3) abgewandten Seite zwei Dielektrizitätsschichten (7) und (8), An die Dielektrizitätsschicht schließt sich die Rückelektrode (9) sowie gegebenenfalls ein weiteres Substrat (10) an, In der EL-Schicht (4) sind Teilchen mit Nanostrukturen (11) enthalten. FIG. 2 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent electrode (3) is applied, on the side facing away from the substrate of the transparent electrode is an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6), in contact with the EL layer (4) is also on the side facing away from the transparent electrode (3) side two dielectric layers (7) and (8), The back electrode (9) and optionally a further substrate (10) adjoin the dielectric layer. Particles with nanostructures (11) are contained in the EL layer (4).

Figur 3 (erfindungsgemäß):FIG. 3 (according to the invention):

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes EL-Element (1) mit einem Substrat (2), auf welches eine transparente Elektrode (3) aufgebracht ist, Auf der dem Substrat abgewandeten Seite der transparenten Elektrode ist eine EL-Schicht (4) mit entsprechenden EL-Pigmenten (5) in einer Polymermatrix (6) vorgesehen. Im Kontakt mit der EL-Schicht (4) befindet sich darüber hinaus auf der der transparenten Elektrode (3) abgewandten Seite eine Schicht (12), welche ein flootendes nanotubeartige Teilchen mit Nanostrukturen umfasst. Im Anschluss folgt an diese Schicht (12) zwei Dielektrizitätsschichten (7) und (8). An die Dielektrizitätsschicht schließt sich die Rückelektrode (9) sowie gegebenenfalls ein weiteres Substrat (10) an. FIG. 3 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent electrode (3) is applied, on the side facing away from the substrate of the transparent electrode an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6). In addition, in contact with the EL layer (4), on the side facing away from the transparent electrode (3) there is a layer (12) which comprises a flooting nanotube-like particle with nanostructures. This layer (12) is followed by two dielectric layers (7) and (8). The back electrode (9) and optionally a further substrate (10) adjoin the dielectric layer.

Figur 4 (erfindungsgemäß):FIG. 4 (according to the invention):

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes EL-Element (1) mit einem Substrat (2), auf welches eine transparente Elektrode (3) aufgebracht ist. In der transparenten Elektrode sind Single-Wall-Corbon-Nano-Tubes (14) enthalten, Der dem Substrat abgewandeten Seite der transparenten Elektrode ist eine EL-Schicht (4) mit entsprechenden EL-Pigmenten (5) in einer Polymermatrix (6) vorgesehen. Ferner sind in dieser EL-Schicht noch Teilchen mit Nanostrukturen (11) zugegen, Im Kontakt mit der EL-Schicht (4) befindet sich darüber hinaus auf der der transparenten Elektrode (3) abgewandten Seite eine Schicht (1 2), welche Teilchen mit Nanostrukturen umfasst. Im Anschluss an die Schicht (12) folgen zwei Dielektrizitätsschichten (7) und (8), welche durch eine Schicht (13), enthaltend Teilchen mit Nanostrukturen als floatende Elektrode, voneinander getrennt sind. In beiden Dielektrizitötsschichten (7) und (8) sind Teilchen mit Nanostrukturen enthalten (15, 16), An die Dielektrizitätsschicht schließt sich die Rückelektrode (9), ebenfalls enthaltend Teilchen mit Nanostrukturen (17), sowie ein Substrat (10) an. FIG. 4 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2), on which a transparent electrode (3) is applied. Single wall Corbon nano tubes (14) are contained in the transparent electrode. The side of the transparent electrode facing away from the substrate is provided with an EL layer (4) with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6) , Furthermore, particles with nanostructures (11) are still present in this EL layer. In addition, in contact with the EL layer (4) there is a layer (1 2) on the side facing away from the transparent electrode (3) which contains particles Includes nanostructures. Subsequent to the layer (12), two dielectric layers (7) and (8) follow, which are separated from each other by a layer (13) containing particles with nanostructures as the floating electrode. Particles with nanostructures are contained in both dielectric layers (7) and (8) (15, 16). The dielectric layer is followed by the back electrode (9), likewise containing particles with nanostructures (17), and a substrate (10).

Figur 5 (erfindungsgemäß):FIG. 5 (according to the invention):

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes EL-Element (1) mit einem Substrat (2), auf welches eine transparente Elektrode (3) aufgebracht ist, Der dem Substrat abgewandeten Seite der transparenten Elektrode ist eine EL-Schicht (4) mit entsprechenden EL-Pigmenten (5) in einer Polymermatrix (6) vorgesehen, Im Kontakt mit der EL-Schicht (4) befindet sich darüber hinaus auf der der transparenten Elektrode (3) abgewandten Seite zwei Dielektrizitätsschichten (7) und (8), An die Dielektrizitätsschicht schließt sich die Rückelektrode (9) sowie gegebenenfalls ein weiteres Substrat (10) an, Die EL-Schicht (4) umfasst Teichen mit Nanostrukturen im Bereich der EL-Pigmente, FIG. 5 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent electrode (3) is applied, which is the substrate side facing away from the transparent electrode an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6), in contact with the EL layer (4) is also located on the side facing away from the transparent electrode (2) two dielectric layers ( 7) and (8), the back electrode (9) and optionally another substrate (10) adjoin the dielectric layer. The EL layer (4) comprises ponds with nanostructures in the region of the EL pigments,

Figur 6 (erfindungsgemäß):FIG. 6 (according to the invention):

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes EL-Element (1) mit einem Substrat (2), auf welches eine transparente Elektrode (3) aufgebracht ist, Der dem Substrat abgewandeten Seite der transparenten Elektrode ist zunächst eine Schicht (19), enthaltend Teilchen mit Nanostrukturen (hier: SWCNT), und dann eine EL-Schicht (4) mit entsprechenden EL-Pigmenten (5) in einer Polymermatrix (6) vorgesehen, Im Kontakt mit der EL-Schicht (4) befindet sich darüber hinaus auf der der transparenten Elektrode (3) abgewandten Seite zwei Dielektrizitötsschichten (7) und (8), An die Dielektrizitätsschicht schließt sich die Rückelektrode (9) sowie gegebenenfalls ein weiteres Substrat (10) an, Die EL-Schicht (4) umfasst nanotubeartige Teichen im Bereich der EL-Pigmente. Das Element zeigt eine EL-Emission (22). FIG. 6 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2) on which a transparent electrode (3) is applied, the side facing away from the substrate of the transparent electrode is first a layer (19), containing particles with nanostructures (here: SWCNT), and then an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6), in contact with the EL layer (4) is also on the dielectric electrode layer (3) facing away from two dielectric layers (7) and (8), to the dielectric layer is followed by the back electrode (9) and optionally another substrate (10), the EL layer (4) comprises nanotubeartige ponds in Range of EL pigments. The element shows an EL emission (22).

Figur 7 (erfindungsgemäß):FIG. 7 (according to the invention):

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Querschnitts durch ein erfindungsgemäßes EL-Element (1) mit einem Substrat (2), auf welches eine transparente Elektrode (3) aufgebracht ist. Der dem Substrat abgewandeten Seite der transparenten Elektrode ist zunächst eine EL-Schicht (4) mit entsprechenden EL-Pigmenten (5) in einer Polymermatrix (6) vorgesehen, Im Kontakt mit dieser EL-Schicht (4) befindet sich darüber hinaus auf der der transparenten Elektrode (3) abgewandten Seite eine gefloatete Elektrodenschicht (20), enthaltend Teilchen mit Nanostrukturen, sowie zwei Dielektrizitätsschichten (7) und (8). An die Dielektrizitätsschicht schließt sich die Rückelektrode (9) sowie gegebenenfalls ein weiteres Substrat (10) an. Das Element zeigt eine EL-Emission (22), Ein EL-Inverteranschluss (21) ist vorgesehen. FIG. 7 shows a schematic representation of an exemplary cross section through an inventive EL element (1) with a substrate (2), on which a transparent electrode (3) is applied. The side facing away from the substrate of the transparent electrode is first an EL layer (4) provided with corresponding EL pigments (5) in a polymer matrix (6), In contact with this EL layer (4) is also located on the transparent electrode (3) facing away from a floated electrode layer (20) containing particles with nanostructures, as well as two dielectric layers (7) and (8th). The back electrode (9) and optionally a further substrate (10) adjoin the dielectric layer. The element shows an EL emission (22), an EL inverter port (21) is provided.

Claims (28)

1. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element auf der Basis von Zinksulfid, umfassend eine erste transparente Elektrode, zumindest eine Elektrolumineszenz-Schicht, zumindest eine Dielektrizitätsschicht und eine zweite Rückelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element Teilchen mit Nanostrukturen umfasst, A thick-film electroluminescent element based on zinc sulfide, comprising a first transparent electrode, at least one electroluminescent layer, at least one dielectric layer and a second back electrode, characterized in that the thick-film electroluminescent element comprises nanostructured particles, 2. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element zusätzlich noch eine weitere Dielektrizitätsschicht aufweist. 2. thick-film electroluminescent element according to claim 1, characterized in that the thick-film electroluminescent element additionally has a further dielectric layer. 3. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element zusätzlich noch ein erstes Trägersubstrat aufweist. 3. thick-film electroluminescent element according to claim 1 or 2, characterized in that the thick-film electroluminescent element additionally has a first carrier substrate. 4. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element zusätzlich noch ein zweites Trägersubstrat aufweist, 4. thick-film electroluminescent element according to claim 1 or 2, characterized in that the thick-film electroluminescent element additionally has a second carrier substrate, 6. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Teilchen mit Nanostrukturen ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Single-Wall-Carbon-Nano-Tubes (SWCNTs), Multi-Wall-Carbon-Nano-Tubes (MWCNTs), Nanohorns, Nanodisks, Nanocones, metallischen Nanowires und Kombinationen der zuvor genannten Teilchen. 6. thick-film electroluminescent element according to one of claims 1 to 5, characterized in that are selected as particles with nanostructures from the group consisting of single-wall carbon nanotubes (SWCNTs), multi-wall carbon Nano-tubes (MWCNTs), nanohorns, nanodisks, nanocones, metallic nanowires and combinations of the aforementioned particles. 7. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen mit Nanostrukturen homogen dispergiert oder willkürlich orientiert oder gerichtet sind. 7. thick-film electroluminescent element according to claim 6, characterized in that the particles are homogeneously dispersed with nanostructures or arbitrarily oriented or directed. 8. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Kombination zu den Teilchen mit Nanostrukturen in dem Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element sphärische Teilchen verwendet werden, A thick-film electroluminescent element according to any one of claims 1 to 7, characterized in that spherical particles are used in combination with the nanostructured particles in the thick-film electroluminescent element, 9. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die sphärischen Teilchen Abmessungen von 1 bis 50 nm Durchmesser und/oder 0,01 bis 100 mm Länge aufweisen. 9. thick-film electroluminescent element according to claim 8, characterized in that the spherical particles have dimensions of 1 to 50 nm in diameter and / or 0.01 to 100 mm in length. 10. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Teilchen mit Nanostrukturen SWCNTs oder MWCNTs oder Kombinationen von beiden Arten mit jeweils einem Aspekt-Verhältnis von zumindest 1 : 100 verwendet werden. 10. thick-film electroluminescent element according to one of claims 1 to 9, characterized in that are used as particles with nanostructures SWCNTs or MWCNTs or combinations of both types, each having an aspect ratio of at least 1: 100. 11. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen mit Nanostrukturen eine hohe dielektrischen Konstante von zumindest 30 oder elektrische Leitfähigkeit aufweisen, 11. Thick film electroluminescent element according to one of claims 1 to 10, characterized in that the particles with nanostructures have a high dielectric constant of at least 30 or electrical conductivity, 12. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen mit Nanostrukturen in mindestens einer der Elektrodenschichten, der EL-Schichten oder der Dielektrizitätsschicht zugegen sind. 12. Thick film electroluminescent element according to one of claims 1 to 1 1, characterized in that the particles are present with nanostructures in at least one of the electrode layers, the EL layers or the dielectric layer. 13. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Teilchen mit Nanostrukturen in der EL-Schicht zugegen sind, 13. A thick-film electroluminescent element according to claim 12, characterized in that particles with nanostructures are present in the EL layer, 14. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen mit Nanostrukturen in der EL-Schicht mit einem Füllprozentsatz, dass die Perkolationsgrenze nicht erreicht wird, enthalten sind. The thick-film electroluminescent element according to claim 13, characterized in that the particles having nanostructures in the EL layer are contained at a filling percentage such that the percolation limit is not reached. 15. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen mit Nanostrukturen in der EL-Schicht mit einem Füllprozentsatz von weniger als 2 Gew.-% zugegen sind. A thick-film electroluminescent element according to claim 13 or 14, characterized in that the nanostructured particles are present in the EL layer at a fill percentage of less than 2% by weight. 16. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Teilchen mit Nanostrukturen in der Dielektrizitätsschicht zugegen sind. 16. Thick film electroluminescent element according to claim 15, characterized in that particles with nanostructures are present in the dielectric layer. 17. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen mit Nanostrukturen in der Dielektrizitätsschicht mit einem Füllprozentsatz, dass die Perkolationsgrenze nicht erreicht wird, enthalten sind, A thick-film electroluminescent element according to claim 16, characterized in that the particles having nanostructures are contained in the dielectric layer with a filling percentage not reaching the percolation limit. 18. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen mit Nanostrukturen in der Dielektrizitätsschicht mit einem Füllprozentsatz von weniger als 2 Gew,-% zugegen sind. A thick-film electroluminescent element according to claim 16 or 17, characterized in that the particles with nanostructures are present in the dielectric layer with a filling percentage of less than 2% by weight. 19. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass Teilchen mit Nanostrukturen in mindestens einer der Elektrodenschichten zugegen sind, 19. Thick film electroluminescent element according to claim 12, characterized in that particles with nanostructures are present in at least one of the electrode layers, 20. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element eine floatende Elektrodenschicht, enthaltend Teilchen mit Nanostrukturen, zwischen der EL-Schicht und der Dielektrizitätsschicht umfasst, The thick-film electroluminescent element according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the thick-film electroluminescence element comprises a floating electrode layer containing nanostructured particles between the EL layer and the dielectric layer, 21. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element eine floatende Elektrodenschicht, enthaltend Teilchen mit Nanostrukturen, zwischen einer ersten Dielektrizitätsschicht und einer zweiten Dielektrizitätsschicht Teilchen mit Nanostrukturen umfasst, 21. A thick-film electroluminescent element according to any one of claims 1 to 20, characterized in that the thick-film electroluminescent element comprises a floating electrode layer containing particles with nanostructures, between a first dielectric layer and a second dielectric layer particles with nanostructures, 22. Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element in der Elektrolumineszent-Schicht Elektrolumineszenz-Pigmente enthält, welche mit den Teilchen mit Nanostrukturen im Sinne einer nicht zusammenhängenden Hybridization belegt werden, 22. A thick-film electroluminescent element according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the thick-film electroluminescent element in the electroluminescent layer contains electroluminescent pigments, which are coated with the nanostructured particles in the sense of a non-contiguous hybridization, 23. Verfahren zur Herstellung eines Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements nach einem der Ansprüche 1 bis 22 durch Siebdrucken, Dispenserauftrag oder Ink-Jet-Drucken der einzelnen Schichten, 23. A process for producing a thick-film electroluminescent element according to one of claims 1 to 22 by screen printing, dispensing or ink-jet printing of the individual layers, 24. Verfahren zur Herstellung eines Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Substrat, welches der transparenten Elektrode zugeordnet ist, innenseitig grafisch lasierend transluzent und opak abdeckend gestaltet ist. 24. A method for producing a thick-film electroluminescent element according to claim 23, characterized in that at least the substrate, which is associated with the transparent electrode, the inside is designed graphically translucent translucent and opaque covering. 25. Verfahren zur Herstellung eines Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Substrat, welches der transparenten Elektrode zugeordnet ist, unterhalb Tg kaltreckbar verformbar ist. 25. A method for producing a thick-film electroluminescent element according to claim 23 or 24, characterized in that at least the substrate, which is associated with the transparent electrode, below Tg is cold stretchable deformable. 26. Verfahren zur Herstellung eines Dickfilm-Elektrolumineszenz-Element nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Substrat, welches der Rückelektrode zugeordnet ist, unterhalb Tg kaltreckbar verformbar ist, 26. A method for producing a thick-film electroluminescent element according to any one of claims 23 to 25, characterized in that at least the substrate, which is associated with the return electrode, is cold bendable deformable below Tg, 27. Verfahren zur Herstellung eines Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das EL-Element dreidimensional verformbar ist und insbesondere unterhalb Tg kaltreckbar verformbar ist und derart eine präzise geformte dreidimensionale Gestalt erhält, 27. A method for producing a thick-film electroluminescent element according to one of claims 23 to 26, characterized in that the EL element is three-dimensionally deformable and in particular cold-stretchable below Tg and thus obtains a precisely shaped three-dimensional shape, 28. Verfahren zur Herstellung eines Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass ein dreidimensional verformtes Element in einem Spritzgusswerkzeug auf zumindest einer Seite mit einem thermoplastischen Kunststoff angeformt wird, 28. A method for producing a thick-film electroluminescent element according to any one of claims 23 to 27, characterized in that a three-dimensionally deformed element is formed in an injection mold on at least one side with a thermoplastic plastic, 29. Verwendung eines Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements gemäß einem der Ansprüche 1 bis 22 oder eines Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elements, welches erhältlich ist gemäß dem Verfahren der Ansprüche 23 bis 28, als Dekorelement und/oder Leuchtelement in Innenräumen oder zur Außenanwendung, bevorzugt an Außenfassaden von Gebäuden, in oder an Einrichtungsgegenständen, in oder an Land-, Luft- oder Wasserfahrzeugen, in Gebäudeeinrichtungen, in der Automobilindustrie oder in der Werbebranche. 29. Use of a thick-film electroluminescent element according to any one of claims 1 to 22 or a thick-film electroluminescent element which is obtainable according to the method of claims 23 to 28, as a decorative element and / or lighting element indoors or for outdoor use, preferably at Exterior facades of buildings, in or on furnishings, in or on land, air or water vehicles, in building equipment, in the automotive industry or in the advertising industry.
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