NL1013742C2 - Systeem voor het door middel van elektroluminescentie opwekken van licht. - Google Patents

Description

, r

Titel: Systeem voor het door middel van elektroluminescentie opwekken van licht

De onderhavige uitvinding heeft in zijn algemeenheid betrekking op een systeem voor het door middel van elektroluminescentie opwekken van licht.

Meer in het bijzonder betreft de onderhavige uitvinding 5 een elektroluminescentie-lichtbron van het lijn-type of draad-type, die in het hiernavolgende ook wordt aangeduid als lineaire lichtbron, waarmee wordt bedoeld dat een lengte-afmeting van de lichtbron beduidend langer is dan de dwars-afmetingen daarvan.

10 Het opwekken van licht op basis van elektroluminescentie is op zich bekend. Elektroluminescentie is een eigenschap van sommige stoffen, dat zij licht uitzenden indien zij worden onderworpen aan een elektrisch veld. Aangezien elektroluminescentie (in het hiernavolgende afgekort als EL) een op 15 zich bekend verschijnsel is, zal dit niet nader worden toegelicht.

Een EL-lichtbron omvat in zijn algemeenheid ten minste drie onderdelen: een substantie met genoemde elektro-luminescentie-eigenschap, en twee elektroden die, wanneer daar 20 een elektrische spanning op wordt aangesloten, ter plaatse van die substantie een elektrisch veld opwekken. Een lineaire uitvoeringsvorm van een dergelijke EL-lichtbron zal in het hiernavolgende ook worden aangeduid met de term primaire EL-lichtdraad.

25 Een voorbeeld van een dergelijke primaire EL-lichtdraad is beschreven in de Britse octrooiaanvrage GB-2.273.606. Deze publicatie laat zien, dat een primaire EL-lichtdraad op verschillende manieren geconfigureerd kan worden. Bijvoorbeeld kunnen de twee elektroden in elkaar getwiste draden zijn 30 (figuur 1 aldaar). Het is ook mogelijk, dat de twee elektroden een combinatie van een geleidende centrale kern en een daar omheen gewikkelde draad zijn (figuur 3 aldaar). Ook is het mogelijk, dat een binnenelektrode is opgesteld binnen een ieί 37λo 2 buisvormige buitenste elektrode van een transparant geleidend materiaal (figuur 5 aldaar).

De publicatie laat voorts zien, dat genoemde drie onderdelen zijn opgesloten in een transparante kunststof 5 mantel, die echter voor het in elektroluminescentie-opzicht correct functioneren van de primaire EL-lichtdraad niet essentieel is.

EL-lichtbronnen hebben, in elektrisch opzicht, een capacitief gedrag. Dit biedt het voordeel dat zij op een 10 relatief energie-zuinige manier kunnen worden gevoed door gebruik te maken van een wisselspanningsvoeding waarbij de uitgangstrap een in resonantie verkerende afgestemde trillings-kring vormt. Daarbij is de capacitieve EL-lichtbron een elektrisch onderdeel van de afgestemde kring.

15 Hierbij is echter een probleem, dat de impedantie van een EL-lichtdraad onder meer afhankelijk is van zijn lengte. Voorts is het gewenst, dat de EL-lichtdraad over zijn gehele lengte een goede lichtopbrengst biedt.

Dit heeft er in de praktijk toe geleid, dat primaire 20 EL-lichtdraden worden geleverd in vaste, voorafbepaalde lengten met bijbehorende voeding, waarbij steeds de uitgangstrap is afgestemd op de capaciteitswaarde van een lichtbron van een bepaalde lengte. Een belangrijk nadeel daarbij is, dat steeds een voeding moet worden verschaft, die verbonden moet worden 25 met de lichtdraad. Dit is in het bijzonder dan een nadeel wanneer meerdere lineaire lichtbronnen achter elkaar geplaatst moeten worden.

Een belangrijk doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterde lineaire EL-lichtbron.

30 In het bijzonder is het een doel van de onderhavige uitvinding om een lineaire EL-lichtbron te verschaffen met een verhoogde lichtopbrengst per lengte-eenheid.

In het bijzonder is het ook een doel van de onderhavige uitvinding om een lineaire EL-lichtbron te verschaffen waarvan 35 de lengte met een grote mate van flexibiliteit vrij kan worden gekozen, bij gebruikmaking van dezelfde voedingseenheid. Meer in het bijzonder bestaat er behoefte aan een constructie voor een lineaire EL-lichtbron die weliswaar zal worden verschaft in eenheden of segmenten van een voorafbepaalde lengte, maar Λ Ci 4 o ? j ^ I U ; .· I 4 & , r 3 waarvan meerdere eenheden met elkaar gekoppeld kunnen worden voor het leveren van een lineaire lichtbron met een grotere lengte, waarbij een volgende eenheid elektrisch en mechanisch kan worden gekoppeld met een vorige eenheid en zijn voeding 5 ontvangt via die vorige eenheid.

Voorts is het een doel van de onderhavige uitvinding om een lineaire EL-lichtbron te verschaffen die geschikt is voor relatief hoge vermogens.

Tot nog toe bekende EL-lichtbronnen hebben voorts als 10 bezwaar, dat er slechts een beperkte keus is voor de kleur van het opgewekts licht. De onderhavige uitvinding beoogt ook dit bezwaar te overwinnen.

Een typisch toepassingsgebied van EL-lichtbronnen is markering van paden en/of wegen. Ook kan gedacht worden aan 15 gangpadverlichting in vliegtuigen of dergelijke. Vanuit veiligheidsoverwegingen is het dan een bezwaar van de tot nog toe bekende EL-lichtbronnen, dat zij geen licht meer genereren bij uitval van de voeding. De onderhavige uitvinding beoogt ook dit bezwaar te overwinnen.

20

Volgens een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding omvat een lineaire EL-lichtbron een verzameling van meerdere primaire EL-lichtdraden die zijn opgenomen in een gemeenschappelijke transparante omhulling. De EL-lichtdraden 25 zijn opgesteld rondom een kern, die tevens dienst kan doen als stroomgeleider.

Volgens een verder aspect van de onderhavige uitvinding zijn primaire EL-lichtdraden gegroepeerd tot eenheden van twee functioneel met elkaar samenwerkende lichtdraden, waarbij de 30 twee kernen van de twee lichtdraden dienen voor voeding.

Deze en andere aspecten, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen nader worden verduidelijkt door de hiernavolgende beschrijving van een voorkeursuitvoeringsvorm 35 van een EL-lichtbron volgens de uitvinding onder verwijzing naar de tekening, waarin gelijke verwijzingscijfers gelijke of vergelijkbare onderdelen aanduiden, en waarin: figuur 1 een schematische dwarsdoorsnede toont van een lineaire EL-lichtbron volgens de onderhavige uitvinding; 1 n ·? v 4 figuur 2 schematisch een elektrische aansluitmogelijkheid van een lineaire EL-lichtbron volgens de onderhavige uitvinding illustreert; figuur 2B schematisch een andere elektrische aansluitmogelijk-5 heid van een lineaire EL-lichtbron volgens de onderhavige uitvinding illustreert; figuur 3 schematisch een dwarsdoorsnede toont van een bekende primaire EL-lichtdraad; de figuren 4A-B schematisch uitvoeringsvormen van een primaire 10 EL-lichtdraad volgens de onderhavige uitvinding illustreren; de figuren 5A-C schematisch uitvoeringsvormen van een samengestelde EL-lichtdraad volgens de onderhavige uitvinding illustreren; en figuur 6 schematisch een voorkeursuitvoeringsvorm van een 15 lichtslang volgens de onderhavige uitvinding illustreert.

Figuur 1 toont een schematische dwarsdoorsnede door een in zijn algemeenheid met het verwijzingscijfer 1 aangeduide voorkeursuitvoeringsvorm van een lineaire EL-lichtbron volgens 20 de onderhavige uitvinding, die in het hiernavolgende ook zal worden aangeduid met de term "lichtslang". De EL-lichtslang 1 omvat een kern 10 en een transparante omhulling 30. De transparante omhulling kan bijvoorbeeld zijn gemaakt van PVC of een andere geschikte kunststof. In een geschikt gebleken 25 uitvoeringsvorm had de omhulling 30 een buitendiameter van ongeveer 15 mm en een dikte van ongeveer 1,5 mm. De ruimte tussen de kern 10 en de transparante omhulling 30 wordt aangeduid als ringvormige draadopneemruimte 20.

De kern 10 omvat een aantal binnenste doorvoerstroom-30 geleiders 11, in het weergegeven voorbeeld drie. Elke doorvoer-stroomgeleider 11 is omgeven door een isolatiemantel 12. In een geschikte uitvoeringsvorm zijn de binnenste doorvoerstroom-geleiders 11 gemaakt van koperdraad, en heeft de isolatiemantel 12, die gemaakt kan zijn van PVC of dergelijke, een buiten-35 diameter van 2 mm.

Een belangrijk aspect van de lichtslang volgens de onderhavige uitvinding is, dat deze vrij soepel is en als een kabel kan worden opgewikkeld op een haspel of dergelijke. Bij het afwikkelen kunnen dan trekspanningen ontstaan in de 101£742 5 lichtbron. Om deze trekspanningen op te vangen, dat wil zeggen om te voorkomen dat de elektrische onderdelen van de lichtslang kapot worden getrokken, omvat de kern 10 bij voorkeur, en zoals getoond, een trekontlasting 13 in de vorm van een draad met een 5 hoge trekkracht. Deze draad is bij voorkeur gemaakt van geschikte kunststofvezels; een geschikt materiaal is teflon gebleken. De trekontlastingsdraad 13 bevindt zich bij voorkeur in het centrum van de kern 10, met de doorvoerstroomgeleiders 11 daaromheen, waarbij de diameter van de trekontlastingsdraad 10 13 bij voorkeur zodanig klein is, dat de drie doorvoerstroom geleiders 11 elkaar kunnen raken.

Het biedt voordeel als de kern 10 een althans in goede mate reflecterend buitenoppervlak heeft. Dit kan worden bereikt door elke individuele binnenste doorvoerstroomgeleider 11 een 15 reflecterend buitenoppervlak te geven, of elke isolatiemantel 12 reflecterend uit te voeren. In het weergegeven voorbeeld omvat de kern 10 een reflecterende kernmantel 14, die om de binnenste doorvoerstroomgeleiders 11 is aangebracht. De reflecterende kernmantel 14 kan zijn verschaft door om de 20 binnenste doorvoerstroomgeleiders 11 een strook aluminiumfolie, zilverfolie of dergelijke te wikkelen.

In de ringvormige draadopneemruimte 20 zijn een aantal primaire EL-lichtdraden 21 aangebracht, alsmede een aantal buitenste doorvoerstroomgeleiders 26.

25 De primaire EL-lichtdraden 21, waarvan het aantal in het weergegeven voorbeeld zes bedraagt, zijn bij voorkeur onderling identiek, en kunnen in principe willekeurige, op zich bekende, commercieel verkrijgbare primaire EL-lichtdraden zijn. In een geschikt gebleken uitvoeringsvorm hebben de primaire EL-licht-30 draden 21 de constructie zoals geïllustreerd in de figuren 3 en 4 van GB-2.273.606, met een massief koperen kernelektrodedraad 22, een daar omheen aangebrachte laag met een EL-substantie 23, een dubbel uitgevoerde buitenelektrode 24 die met een spoed van ongeveer 15 mm is gewikkeld om de EL-laag 23, en een 35 transparante, van PVC vervaardigde buitenmantel 25, waarbij de buitendiameter van de transparante buitenmantel 25 ongeveer 2 mm bedraagt.

De buitenste doorvoerstroomgeleiders 26, waarvan het aantal in het weergegeven voorbeeld drie bedraagt, zijn elk 1 π ί 5 7 Λ ? 6 omgeven door een isolatiemantel 27. In een geschikte uitvoeringsvorm zijn de buitenste doorvoerstroomgeleiders 26 gemaakt van koperdraad, en heeft de isolatiemantel 27, die gemaakt kan zijn van PVC of dergelijke, een buitendiameter van 2 mm.

5 Voor het bereiken van een voordelig optisch effect zijn de buitenste doorvoerstroomgeleiders 26 bij voorkeur voorzien van een reflecterend buitenoppervlak. Het is mogelijk dat elke isolatiemantel 27 is voorzien van een reflecterend buitenoppervlak. In een geschikt gebleken uitvoeringsvorm waren de 10 isolatiemantels 27 gemaakt van transparant PVC, en waren de buitenste doorvoerstroomgeleiders 26 gemaakt van vertind koperdraad.

In het hiernavolgende zal de combinatie van een doorvoer-stroomgeleider met zijn isolatiemantel ook worden aangeduid met 15 de term geïsoleerde stroomdraad. Uit vervaardigings-economisch oogpunt biedt het voordeel als de buitenste geïsoleerde stroomdraden identiek zijn aan de binnenste geïsoleerde stroomdraden.

Hoewel niet kritisch, zijn de buitendiameters van de primaire EL-lichtdraden 21 enerzijds en van de buitenste 20 geïsoleerde stroomdraden 26, 27 anderzijds bij voorkeur ongeveer aan elkaar gelijk, en hooguit gelijk aan de helft van het verschil tussen de binnendiameter van de transparante omhulling 30 en de (gemiddelde) buitendiameter van de kern 10. Het biedt voordeel als de primaire EL-lichtdraden 21 en de 25 buitenste geïsoleerde stroomdraden 26, 27 met speling zijn opgenomen in de ringvormige draadopneemruimte 20, maar die speling dient niet zo groot te zijn, dat de primaire EL-lichtdraden 21 en/of de buitenste geïsoleerde stroomdraden 26, 27 elkaar kunnen kruisen.

30 De buitenste geïsoleerde stroomdraden 26, 27 en de primaire EL-lichtdraden 21 kunnen exact evenwijdig met de lengterichting van de kern 10 zijn aangebracht. Bij voorkeur echter zijn de buitenste geïsoleerde stroomdraden 26, 27 en de primaire EL-lichtdraden 21 met een voorafbepaalde spoed om de 35 kern 10 gewikkeld. In een geschikt gebleken uitvoeringsvorm bedraagt die spoed ongeveer 15 cm.

Voor een beschrijving van de elektrische aansluitmogelijkheden van de EL-lichtslang 1 volgens de onderhavige 10 U-V4 2 7 uitvinding wordt thans verwezen naar figuur 2. In figuur 2 zijn twee EL-lichtslangsegmenten getoond, respectievelijk aangeduid met de verwijzingscijfers li en 12. Deze EL-lichtslangsegmenten li en 12 zijn onderling identiek, en hebben een constructie 5 zoals in het voorgaande beschreven onder verwijzing naar figuur 1. Voor een goed begrip van de elektrische aansluitmogelijkheden is de lengte van de EL-lichtslangsegmenten 1χ en 12 niet belangrijk. In de praktijk zullen echter EL-lichtslangsegmenten worden geproduceerd als eenheden met een standaardlengte; een 10 standaardlengte van bijvoorbeeld 100 m is een geschikte lengte.

In het hiernavolgende zullen de onderdelen van verschillende EL-lichtslangsegmenten worden aangeduid door dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 1, maar voorzien van een subscript 1, 2, etc.

15 Het zal duidelijk zijn dat een EL-lichtslangsegment alleen bij zijn uiteinden elektrische aansluitingen kan hebben. In principe zijn de EL-lichtslangsegmenten symmetrisch, in de zin dat zij geen voorkeursrichting hebben voor elektrische stroom. Het is dus mogelijk om een EL-lichtslangsegment te 20 voeden via hetzij zijn ene uiteinde, hetzij zijn andere uiteinde, en het is zelfs mogelijk om sommige van de primaire EL-lichtdraden van een segment te voeden via het ene uiteinde en andere van de primaire EL-lichtdraden van dat segment te voeden via het andere uiteinde. In het hiernavolgende zal een 25 uiteinde van een EL-lichtslangsegment waar een spanningsbron op is aangesloten, worden aangeduid met de term ingangsuiteinde, en zal het andere uiteinde worden aangeduid met de term uitgangsuiteinde. In de tekening zal steeds het ingangsuiteinde zich links van het betreffende segment bevinden, en zal het 30 uitgangsuiteinde zich rechts van het betreffende segment bevinden. Evenzo zullen de uiteinden van de stroomdraden en van de primaire EL-lichtdraden 21 worden aangeduid met respectievelijk de term ingangsuiteinde en de term uitgangsuiteinde. Ten behoeve van de overzichtelijkheid zullen hier geen 35 afzonderlijke verwijzingscijfers worden toegekend aan de ingangs- en uitgangsuiteinden.

Een voor het aansturen van EL-lichtbronnen geschikte spanningsbron is in figuur 2 aangeduid met het verwijzingscij fer 100. De spanningsbron 100 heeft een eerste spannings- 8 uitgang 101, die is aangesloten op de ingangsuiteinden van de zes primaire EL-lichtdraden 21χ(ΐ_6) van het eerste EL-licht-bronsegment 1χ. Hierbij wordt opgemerkt, dat de eerste spanningsuitgang 101 uiteraard twee polen heeft, voor 5 verbinding met de twee elektroden 22χ, 24χ van die primaire EL-lichtdraden 21χ, maar dat detail zal hier niet steeds expliciet worden herhaald. Voorts wordt opgemerkt, dat in dit toepassingsvoorbeeld de zes primaire EL-lichtdraden 21χ van het eerste EL-lichtbronsegment 1χ dus parallel zijn geschakeld, 10 omdat zij alle zijn aangesloten op dezelfde spanningsuitgang 101. Uiteraard is het ook mogelijk dat de spanningsbron 100 zes verschillende eerste spanningsuitgangen heeft, voor het respectievelijk voeden van de zes verschillende EL-lichtdraden 21χ. Ook is het mogelijk, dat niet alle zes de EL-lichtdraden 15 21χ zijn aangesloten, dat wil zeggen dat slechts sommige van de EL-lichtbronnen 21χ in bedrijf zijn. Deze laatste mogelijkheid kan zich bijvoorbeeld voordoen indien de zes verschillende EL-lichtdraden 21χ niet identiek zijn maar verschillende EL-substanties 23 hebben zodat de zes verschillende 20 EL-lichtdraden 21χ verschillende kleuren licht opwekken.

In figuur 2 zijn de primaire EL-lichtdraden 21 symbolisch aangeduid met een golflijn. Een voedingskoppeling 28 is symbolisch aangeduid met een rechte lijn. Een voedingskoppeling 28 wordt gevormd door de combinatie van een binnenste geïsoleerde 25 doorvoerstroomgeleider 11 en een buitenste geïsoleerde door-voerstroomgeleider 26. In het besproken voorbeeld van figuur 1 zijn er drie van dergelijke paren stroomgeleiders, en zijn er dus drie voedingskoppelingen 28χ,χ, 28i/2, en 281,3 in elk segment 1χ.

30 De spanningsbron 100 heeft voorts een tweede spannings uitgang 102, die is aangesloten op het ingangsuiteinde van een eerste voedingskoppeling 28χ,χ van het eerste EL-lichtbronsegment 1χ. De ingangsuiteinden van de primaire EL-lichtdraden 212(1-6) van het tweede EL-lichtbronsegment 12 zijn verbonden 35 met het uitgangsuiteinde van de eerste voedingskoppeling 28χ,χ van het eerste EL-lichtbronsegment 1χ. Aldus worden de primaire EL-lichtdraden 212 van het tweede EL-lichtbronsegment 12 gevoed door de tweede spanningsuitgang 102 van de spanningsbron 100.

In 1 .<> 9

Doordat in de weergegeven uitvoeringsvorm elk EL-licht-bronsegment li drie voedingskoppelingen 28i,i, 28j.,2, en 28if3 omvat, kunnen in totaal vier EL-lichtbronsegmenten in serie met elkaar worden gekoppeld en worden gevoed vanuit de ene 5 spanningsbron 100. Zoals getoond in figuur 2, heeft de spanningsbron 100 derhalve een derde spanningsuitgang 103, die is aangesloten op het ingangsuiteinde van een tweede voedings-koppeling 281/2 van het eerste EL-lichtbronsegment li, en een vierde spanningsuitgang 104, die is aangesloten op het ingangs-10 uiteinde van een derde voedingskoppeling 28i,3 van het eerste EL-lichtbronsegment Ιχ. Via een voedingskoppeling 282ii van het tweede EL-lichtbronsegment 12 zijn de ingangsuiteinden van de primaire EL-lichtdraden 213 van het derde EL-lichtbronsegment 13 verbonden met het uitgangsuiteinde van de tweede voedings-15 koppeling 281(2 van het eerste EL-lichtbronsegment li, zodat de primaire EL-lichtdraden 213 van het derde EL-lichtbronsegment 13 worden gevoed door de derde spanningsuitgang 103 van de spanningsbron 100. Via een voedingskoppeling 28 van het derde EL-lichtbronsegment 13 en een voedingskoppeling 28 van het 20 tweede EL-lichtbronsegment 12 zijn de ingangsuiteinden van de primaire EL-lichtdraden 2I4 van het vierde EL-lichtbronsegment 14 verbonden met het uitgangsuiteinde van de derde voedingskoppeling 28i(3 van het eerste EL-lichtbronsegment Ιχ, zodat de primaire EL-lichtdraden 2I4 van het vierde EL-lichtbronsegment 25 I4 worden gevoed door de vierde spanningsuitgang 104 van de spanningsbron 100.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn, dat het mogelijk is om een ander aantal N van EL-lichtbronsegmenten Ιχ (i=l, 2, ... N) in serie met elkaar te koppelen, indien de 30 spanningsbron 100 N spanningsuitgangen heeft en elk segment (N-l) voedingskoppelingen heeft.

In het hiervoorgaande is beschreven, dat lichtbron-segmenten in serie met elkaar kunnen worden verbonden waarbij de lichtdraden van elk segment worden gevoed via koppeldraden 35 in het vorige segment, om aldus een geheel te krijgen met een grotere lengte dan een enkel segment. Hierbij is uitgegaan van het gebruik van standaard segmenten met een standaard lengte, bij voorbeeld 100 m, welke standaard lengte onder meer is gebaseerd op de mogelijkheden van een spanningsbron. Als de 1P ' ' 7 4 2 10 spanningsbron voldoende capaciteit heeft om lichtbronsegmenten met grotere lengte te voeden, zouden de lichtbronsegmenten kunnen worden vervaardigd met grotere standaardlengte, bij voorbeeld 500 m. In plaats daarvan is het echter ook mogelijk 5 om gebruik te maken van lichtbronsegmenten met relatief kleine lengte, zoals 100 m, waarvan er een aantal, bij voorbeeld 5, met elkaar in serie worden verbonden door steeds de ingangs-uiteinden van de lichtdraden van een segment te verbinden met de uitgangsuiteinden van de lichtdraden van het voorgaande 10 segment, waardoor de combinatie zich elektrisch gedraagt als een enkel segment, alvorens een segment aan te sluiten op de hiervoor besproken manier.

Figuur 2B illustreert een andere aansluitmogelijkheid 15 voor de EL-lichtbronsegmenten volgens de onderhavige uitvinding. Hierbij worden slechts drie spanningsuitgangen 101, 102 en 103 van de spanningsbron 100 gebruikt. De eerste spanningsuitgang 101 is weer aangesloten op de ingangsuiteinden het eerste EL-lichtbronsegment 1χ. De eerste spanningsuitgang 20 101 is voorts verbonden met het ingangsuiteinde van de eerste voedingskoppeling 28χ,χ. De tweede spanningsuitgang 102 is verbonden met het ingangsuiteinde van de tweede voedingskoppeling 28χ/2 van het eerste EL-lichtbronsegment 1χ, en de derde spanningsuitgang 103 is verbonden met het 25 ingangsuiteinde van de derde voedingskoppeling 28χ,3 van het eerste EL-lichtbronsegment 1χ. Voorts is het uitgangsuiteinde van de tweede voedingskoppeling 2 8χ,2 van elk EL-lichtbronsegment li verbonden met de ingangsuiteinden van de zes primaire EL-lichtdraden 21 (χ+χ) (i-6) van het volgende EL-lichtbronsegment 30 li+1 en met het ingangsuiteinde van de eerste voedingskoppeling 28 {χ+χ;, x van het volgende EL-lichtbronsegment Ιχ+χ, en is het uitgangsuiteinde van de derde voedingskoppeling 28χ,3 van elk EL-lichtbronsegment 1χ verbonden met het ingangsuiteinde van de tweede voedingskoppeling 28 (i-ι-χ), 2 van het volgende 35 EL-lichtbronsegment 1χ+χ. Voorts is het uitgangsuiteinde van de eerste voedingskoppeling 28^χ van elk EL-lichtbronsegment 1χ verbonden met de uitgangsuiteinden van de zes primaire EL-lichtdraden 21 χ(1-6) van dat EL-lichtbronsegment 1±. Aldus ontvangt elke lichtdraad zowel vanaf zijn ene uiteinde als •'i · £ ί ·. L..

11 vanaf zijn andere uiteinde voeding, waardoor de maximaal bruikbare lengte van de lichtbronsegmenten twee keer zo groot is geworden.

Doordat in de weergegeven uitvoeringsvorm elk EL-licht-5 bronsegment 1* drie voedingskoppelingen 281,!, 28i,2, en 28i,3 omvat, kunnen op deze manier in totaal drie EL-lichtbron-segmenten in serie met elkaar worden gekoppeld en worden gevoed vanuit de ene spanningsbron 100. Omdat de maximale lengte van elk segment is verdubbeld, is echter de maximale lengte van de 10 lichtslang volgens figuur 2B groter dan die volgens figuur 2.

In de besproken voorkeursuitvoeringsvorm zijn de stroomdraden en de primaire EL-lichtbronnen weergegeven als cirkelrond. Het zal echter duidelijk zijn dat deze onderdelen 15 een willekeurige geschikte contour mogen hebben. Hetzelfde geldt voor de kern 10 en de omhulling 30.

In het hiernavolgende zal een verbetering voor EL-lichtdraden volgens de onderhavige uitvinding worden uitgelegd 20 onder verwijzing naar de figuren 3-5.

Figuur 3 toont schematisch een dwarsdoorsnede van een bekende primaire EL-lichtdraad 21, bij voorbeeld zoals bekend uit de bekende genoemde Britse octrooiaanvrage GB-2.273.606. Zoals reeds vermeld, heeft de primaire EL-lichtdraad 21 een 25 massief koperen kernelektrodedraad 22, een daaromheen aangebrachte laag met een EL-substantie 23, en een als buitenelektrode fungerende draad 24 die met een spoed van ongeveer 15 mm om de EL-laag 23 is gewikkeld. Daaromheen is een transparante, van PVC vervaardigde, buisvormige buitenmantel 25 30 aangebracht.

Deze bekende EL-lichtdraad heeft enkele nadelen.

In de eerste plaats biedt de buisvormige buitenmantel 25 geen goede bescherming voor de EL-substantie 23. Doordat de buitenelektrodedraad 24 op de in hoofdzaak cilindrische EL-laag 35 23 ligt, zijn er aan weerszijden van de buitenelektrode 24, tussen de EL-laag 23 en de buitenmantel 25, met lucht gevulde ruimten waarin vocht kan binnendringen, zoals aangeduid met het verwijzingscijfer 29. Daarenboven is het vervaardigen van de U I £ 12 bekende EL-lichtdraad lastig, vanwege de noodzaak om de twee draden 22 en 24 aan te brengen in de buis 25.

In de tweede plaats is het een nadeel, dat de EL-laag 23 wordt omgeven door de niet-transparante buitenelektrode 24: 5 deze buitenelektrode hindert het uittreden van licht uit het onder de buitenelektrode gelegen deel van de EL-laag 23, en dit betekent enerzijds een verlies van lichtopbrengst en anderzijds een aantasting van de homogeniteit van het uitgezonden licht.

In de derde plaats is het een nadeel, dat de buiten-10 elektrode 24 dunner is dan de kernelektrodedraad 22, zodat de hoeveelheid elektrisch vermogen die door deze EL-draad 21 kan worden getransporteerd, beperkt is tot de hoeveelheid die zonder schade kan worden getransporteerd door de buiten-elektrodedraad 24.

15 De uitvinding biedt voor deze bezwaren een oplossing.

Figuur 4A toont schematisch een dwarsdoorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van een volgens de onderhavige uitvinding verbeterde primaire EL-lichtdraad 121. De kernelektrodedraad 22 en de daaromheen aangebrachte laag met een 20 EL-substantie 23 kunnen gelijk zijn aan die van de bekende EL-draad 21, en hetzelfde geldt voor de als buitenelektrode fungerende draad 24. De door de onderhavige uitvinding voorgestelde verbetering schuilt in het vervangen van de buisvormige buitenmantel 25 door een transparante beschermlaag 25 125. Deze beschermlaag 125 is vervaardigd door een geschikte transparante polymeer door middel van een extrusieproces aan te brengen om de draad 22, bij voorkeur onder vacuüm-omstandig-heden. Hierdoor worden de ruimten 29 aan weerszijden van de als buitenelektrode fungerende draad 24 goed opgevuld met polymeer-30 materiaal, waardoor een goede bescherming van de EL-laag 23 wordt verschaft.

Een verdere uitwerking van deze uitvindingsgedachte is geïllustreerd in figuur 4B. Figuur 4B toont een tweede uitvoeringsvorm van een volgens de onderhavige uitvinding 35 verbeterde primaire EL-lichtdraad 221. De kernelektrodedraad 22 en de daaromheen aangebrachte laag met een EL-substantie 23 kunnen gelijk zijn aan die van de bekende EL-draad 21. Daaromheen is een transparante geleidende beschermlaag 225 aangebracht. Deze beschermlaag 225 is vervaardigd door een 10 1 37 4 2 13 geschikte transparante en geleidende polymeer door middel van een extrusieproces aan te brengen om de draad 22, bij voorkeur onder vacuüm-omstandigheden. Doordat de beschermlaag 225 zelf geleidend is, kan deze als buitenelektrode fungeren, zodat de 5 draad 24 kan worden weggelaten. De genoemde ruimten 29 zijn dan automatisch geëlimineerd, en de bescherming van de EL-laag 23 is verder verbeterd.

Figuur 5A toont een eerste uitvoeringsvorm van een door de onderhavige uitvinding voorgestelde samengestelde EL-licht-10 draad 301. De samengestelde EL-lichtdraad 301 omvat twee kernelektrode-draden 22i en 222, waarbij om elke kernelektrode-draad 22i, 222 een EL-laag 23χ, 232 is aangebracht. De combinatie van een kernelektrodedraad 22χ, 222 met corresponderende EL-laag 23χ, 232 kan identiek zijn aan de bekende 15 combinatie van kernelektrodedraad 22 met EL-laag 23. De twee kernelektrode-draden 22χ en 222 strekken zich naast elkaar uit, waarbij hun EL-lagen 23χ en 232 elkaar raken. In het hiernavolgende zal de combinatie van twee kernelektrode-draden 22χ en 222 met de twee EL-lagen 23χ en 232 worden aangeduid als 20 EL-samenstel 302.

Een dergelijke samengestelde EL-lichtdraad 301 volgens de onderhavige uitvinding kan elektrisch worden gevoed door de twee polen van de elektrische voeding respectievelijk aan te sluiten op de twee kernelektrode-draden 22χ en 222. Het 25 maximaal overdraagbare elektrische vermogen wordt nu niet meer beperkt door de relatief kleine diameter van de buiten-elektrodedraad 24 van de bekende EL-draad 21, maar wordt bepaald door de diameter van de massieve koperen kernelektrode-draden 22χ, 222, welke diameter groter is dan die van de 30 genoemde buitenelektrodedraad 24 van de bekende EL-draad 21, zodat een hoger elektrisch vermogen kan worden overgedragen.

Door toepassing van een hoger elektrisch vermogen stijgt de lichtopbrengst van de EL-lagen 23χ en 232, maar ook stijgt de maximaal toepasbare lengte van de samengestelde EL-licht-35 draad 301. De bereikte winst kan dermate groot zijn dat, bij toepassing in een lichtslang zoals bijvoorbeeld de lichtslang van figuur 1, het niet meer nodig is om in de kern daarvan (110) koperen hulpgeleiders op te nemen, waardoor wordt bespaard op koperdraad, waardoor een dergelijke lichtslang 1 o 1:. 2 14 goedkoper kan worden vervaardigd. Daarenboven krijgt een dergelijke lichtslang een verbeterde soepelheid wanneer de massieve koperdraden kunnen worden weggelaten. De kern kan nu worden vervaardigd van een massieve kunststof zoals een 5 massieve nylon-achtige substantie die compleet transparant is, en waarvan de trekkracht die van de genoemde trekontlasting 13 van teflon evenaart, zodat genoemde trekontlasting achterwege kan blijven.

Het elektrisch veld waaraan de EL-lagen 23χ en 232 worden 10 onderworpen, is het sterkst op een lijn die de twee hartlijnen van de twee kernelektrodedraden 22i en 222 met elkaar verbindt. In dat gedeelte van de EL-laag 23!, 232 dat is afgekeerd van de corresponderende andere kernelektrodedraad 222 respectievelijk 22i, is de elektrische veldsterkte het kleinst. Indien het 15 gewenst is om de veldlijnen van het elektrisch veld beter te verdelen over de beschikbare EL-substantie 23χ, 232, kan een enkele geleidende buitendraad 303 zijn gewikkeld om het EL-samenstel 302, zoals geïllustreerd in het perspectief-aanzicht van figuur 5B. Deze buitendraad 303 is niet aangesloten op de 20 vermogensbron, en dient dus niet voor het overdragen van elektrisch vermogen, en is dus ook niet een beperkende factor in het overdragen van het elektrisch vermogen.

Op vergelijkbare wijze als hiervoor beschreven onder verwijzing naar figuur 4A, kunnen ook de EL-lagen 23i, 232 van 25 de samengestelde EL-lichtdraad 301 worden beschermd door het extruderen van een beschermlaag 304 van transparante polymeer om het EL-samenstel 302. Doordat de beschermlaag 304 door middel van extrusie wordt aangebracht, kan het polymeer-materiaal 304 over in hoofdzaak de volledige omtrek van de EL-30 lagen 23χ, 232 daarop aansluiten, waarbij in het bijzonder ook de twee V-vormige ruimten aan weerszijden van het raakpunt tussen beide EL-lagen 23χ, 232 worden opgevuld. Hierdoor wordt een goede bescherming van de EL-lagen 23χ en 232 bereikt. Die bescherming kan nog verder worden geoptimaliseerd indien het 35 aanbrengen van de transparante laag 125 gebeurt onder vacuüm-oms t andi gheden.

Doordat de polymeerlaag 304 transparant is, kan het door het EL-samenstel 302 gegenereerde licht naar alle zijden ongehinderd uittreden. Daarbij verdient het de voorkeur om de 1018742 15 beschermlaag 304 te vervaardigen van een geleidende en transparante polymeer: in dat geval kan namelijk de genoemde buitendraad 303 worden weggelaten, zoals geïllustreerd in figuur 5C, en wordt een betere uitspreiding van de elektrische 5 belasting over het oppervlak van het EL-samenstel 302 bereikt.

Figuur 6 illustreert een voorkeursuitvoeringsvorm 401 van een EL-lichtslang volgens de onderhavige uitvinding, welke voorkeursuitvoeringsvorm een hoge lichtopbrengst biedt, 10 relatief gemakkelijk te vervaardigen is, en goed bestand is tegen vocht.

In de schematische dwarsdoorsnede van figuur 6 is een kern van de lichtslang 401 aangeduid met het verwijzingscijfer 410. De kern is gemaakt van een doorzichtige kunststof, bij 15 voorkeur een polymeer, en kan desgewenst zijn vervaardigd van een geleidende kunststof. De kern 410 is bij voorkeur zo helder mogelijk, om zo min mogelijk absorptieverlies van licht te veroorzaken.

Om de kern 410 heen zijn enkele primaire EL-lichtdraden 20 420 opgesteld, in het weergegeven voorbeeld zes. Het aantal primaire EL-lichtdraden 420 kan ook kleiner of groter dan zes zijn. Hoewel hiervoor in principe standaard EL-lichtdraden kunnen worden toegepast, verdient het de voorkeur om hiervoor samengestelde EL-lichtdraden 301 toe te passen, met meer 25 voorkeur de uitvoeringsvorm die is besproken onder verwijzing naar figuur 5C. In het hiernavolgende zal worden aangenomen, dat de lichtslang 401 drie samengestelde EL-lichtdraden 301 omvat, maar dit aantal kan ook groter of kleiner zijn dan drie; in het bijzonder wanneer de lichtopbrengst van de in de 30 lichtdraden toegepaste fosforen als onvoldoende wordt beschouwd, kan het aantal samengestelde EL-lichtdraden 301 groter zijn, bijvoorbeeld zes.

Voorts zijn om de kern 410 enkele kunststof vuldraden 430 opgesteld. Deze vuldraden 430, die gemaakt zijn van een 35 transparante kunststof, bij voorkeur een polymeer, welke kunststof bij voorkeur een brandvertragend materiaal is, hebben tot taak de samengestelde EL-lichtdraden 301 ten opzichte van elkaar en ten opzichte van de kern 410 op hun plaats te houden.

10 1 ?74 2 16

De combinatie van de kern 410, de samengestelde EL-lichtdraden 301 en de vuldraden 430 is opgesloten door een buitenmantel 440. De buitenmantel 440 is om de combinatie van de kern 410, de samengestelde EL-lichtdraden 301 en de 5 vuldraden 430 aangebracht door middel van een extrusieproces, waardoor het materiaal van de buitenmantel 440 goed is doorgedrongen in de ruimten tussen genoemde draden 301 en 430, zodat deze ruimten enerzijds geen verloren ruimten zijn en anderzijds geen holten vormen waarin zich vocht kan verzamelen. 10 Daarenboven is de overdracht van het gegenereerde licht naar buiten verbeterd.

De lichtslang 401 kan worden ontworpen voor het genereren van vrijwel elke willekeurige kleur licht door in de buitenmantel 440 passieve pigmenten (kleurfilters) op te nemen, 15 waarbij, voor het bereiken van een bepaalde kleur, een deskundige een geschikte keuze kan maken uit op zich bekende pigmenten.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de lichtslang 401 volgens de onderhavige uitvinding voorzien van een foto-20 luminescerende fosfor. De fosfor, of een mengsel van fosforen, · kan zijn verwerkt in het kunststof materiaal van de buitenmantel 440, maar ook in het kunststof materiaal van de kern 410 en/of in het kunststof materiaal van de vuldraden 430. De aanwezigheid van een foto-luminescerende fosfor in het 25 kunststof materiaal van één of meerdere van de onderdelen van de lichtslang 401 volgens de onderhavige uitvinding, bij voorkeur in het materiaal van de buitenmantel 440, biedt verschillende voordelen. In de eerste plaats is het mogelijk om, door een geschikte keuze van de foto-luminescerende fosfor, 30 een lichtslang zodanig te ontwerpen dat deze vrijwel elke willekeurige lichtkleur kan uitstralen, zelfs bij gebruik van standaard EL-lichtdraden met een standaard elektro-luminescerende fosfor. In de tweede plaats blijft de lichtslang 401 volgens de onderhavige uitvinding, wanneer daarin een foto-35 luminescerende fosfor is verwerkt, ook licht geven indien de stroomvoorziening uitvalt. Dit is een belangrijk aspect in die situaties waarin de lichtslang wordt toegepast als veiligheids-markering, afbakening, of dergelijke. De foto-luminescerende fosfor wordt onder normale omstandigheden continu opgeladen, 10 1 374 2 17 hetzij door daglicht, hetzij door het door de primaire EL-lichtdraden respectievelijk de samengestelde EL-lichtdraden 301 uitgezonden licht. Daarenboven versterkt de foto-luminescerende fosfor in het duister de lichtopbrengst van de lichtslang 401.

5

Aldus verschaft de onderhavige uitvinding een EL-lichtdraad 221 met een kernelektrodedraad 22; een daaromheen aangebrachte laag met een EL-substantie 23; en een als buiten-10 elektrode fungerende, om de combinatie van kernelektrodedraad 22 en EL-laag 23 onder vacuüm-omstandigheden geëxtrudeerde, beschermlaag 225 van een transparante, elektrisch geleidende polymeer die bij voorkeur een foto-luminescerende fosfor bevat.

Voorts verschaft de onderhavige uitvinding een samen-15 gestelde EL-lichtdraad 301 met een EL-samenstel 302 dat twee zich in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar uitstrekkende kern-elektrode-draden 22χ, 22z omvat, elk voorzien van een daaromheen aangebrachte laag met een EL-substantie 23χ, 232, alsmede een om het EL-samenstel 302 onder vacuüm-omstandigheden 20 geëxtrudeerde beschermlaag 304 van een transparante, elektrisch geleidende polymeer die bij voorkeur een foto-luminescerende fosfor bevat.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de omvang 25 van de onderhavige uitvinding niet is beperkt tot de in het voorgaande besproken voorbeelden, maar dat diverse wijzigingen en modificaties daarvan mogelijk zijn zonder af te wijken van de omvang van de uitvinding zoals gedefinieerd in de aangehechte conclusies. Zo kan bijvoorbeeld de geleidende 30 beschermingslaag, in plaats van een geleidende polymeer, worden vervaardigd van een willekeurig geleidende en transparant materiaal, bijvoorbeeld tindioxide.

Voorts kan de geleidende kern van de EL-draden in plaats van koper worden vervaardigd van een geleidende polymeer.

35 Voorts kunnen de elektro-luminescerende fosforen en/of de foto-luminescerende fosforen worden vervangen door luminescerende polymeren.

ιοί" : 2

Claims (22)

1. EL-lichtdraad (121), omvattende: een kernelektrodedraad (22); een daaromheen aangebrachte laag met een EL-substantie (23); een als buitenelektrode fungerende draad (24) die met een 5 voorafbepaalde spoed om de EL-laag (23) is gewikkeld; en een om de combinatie van kernelektrodedraad (22), EL-laag (23) en buitenelektrode (24) geëxtrudeerde beschermlaag (125).

2. EL-lichtdraad (221), omvattende: 10 een kernelektrodedraad (22); een daaromheen aangebrachte laag met een EL-substantie (23); en een als buitenelektrode fungerende, om de combinatie van kernelektrodedraad (22) en EL-laag (23) geëxtrudeerde, elektrisch geleidende beschermlaag (225). 15

3. Samengestelde EL-lichtdraad (301), omvattende een EL-samenstel (302) dat twee zich in hoofdzaak evenwijdig aan elkaar uitstrekkende kernelektrode-draden (22i, 222) omvat, waarbij elke kernelektrodedraad is voorzien van een daaromheen 20 aangebrachte laag met een EL-substantie (23i, 232) .

4. Samengestelde EL-lichtdraad volgens conclusie 3, waarbij de twee EL-lagen (23i, 232) elkaar raken.

5. Samengestelde EL-lichtdraad volgens conclusie 3 of 4, waarbij om het EL-samenstel (302) een elektrisch geleidende buitendraad (303) is gewikkeld.

6. Samengestelde EL-lichtdraad volgens een willekeurige der 30 conclusies 3-5, waarbij om het EL-samenstel (302) en de eventuele buitendraad (303) een geëxtrudeerde beschermlaag (304) is aangebracht.

7. Samengestelde EL-lichtdraad volgens conclusie 6, waarbij 35 de beschermlaag (304) is vervaardigd van een elektrisch geleidend materiaal. 10 1 07 4 2

8. EL-lichtdraad (121; 221; 301) volgens een willekeurige der conclusies 1-7, waarbij de geëxtrudeerde beschermlaag (125; 225; 304) is aangebracht onder vacuüm-omstandigheden. 5

9. EL-lichtdraad (121; 221; 301) volgens een willekeurige der conclusies 1-8, waarbij de geëxtrudeerde beschermlaag (125; 225; 304) is vervaardigd van een transparante polymeer.

10. EL-lichtdraad (121; 221; 301) volgens conclusie 9, waarbij het polymeer-materiaal van de geëxtrudeerde beschermlaag (125; 225; 304) een foto-luminescerende fosfor of een mengsel van foto-luminescerende fosforen bevat.

11. EL-lichtdraad (121; 221; 301) volgens een willekeurige der conclusies 1-10, waarbij de kernelektrodedraad (22) of kern-elektrodedraden (22χ, 222) is/zijn vervaardigd van een geleidende polymeer.

12. EL-lichtslang (401), omvattende: een kern (410); een aantal rondom de kern (410) opgestelde EL-lichtdraden (420) ; een aantal rondom de kern (410) opgestelde kunststof vuldraden 25 (430) van een transparante kunststof, bij voorkeur een polymeer, welke kunststof bij voorkeur een brandvertragend materiaal is; en een om de combinatie van de kern (410), de EL-lichtdraden (420) en de vuldraden (430) geëxtrudeerde buitenmantel (440). 30

13. EL-lichtslang volgens conclusie 12, waarbij de EL-lichtdraden zijn uitgevoerd zoals omschreven in een willekeurige der conclusies 1-2 en 8-11.

14. EL-lichtslang volgens conclusie 12, waarbij de EL-licht draden zijn uitgevoerd als samengestelde EL-lichtdraden zoals omschreven in een willekeurige der conclusies 3-11. O ^ '*V " ^ > U ü \

15. EL-lichtslang volgens een willekeurige der conclusies 12-14, waarbij de buitenmantel (440) passieve pigmenten bevat.

16. EL-lichtslang volgens een willekeurige der conclusies 12- 5 15, waarbij de kern (410) is gemaakt van een doorzichtige kunststof, bij voorkeur een polymeer.

17. EL-lichtslang volgens conclusie 16, waarbij de kern (410) is gemaakt van een geleidende kunststof, bij voorkeur een 10 geleidende polymeer.

18. EL-lichtslang volgens een willekeurige der conclusies 12-17, waarbij het materiaal van de buitenmantel (440) en/of het materiaal van de kern (410) en/of in het materiaal van de 15 vuldraden (430) een foto-luminescerende fosfor of een mengsel van foto-luminescerende fosforen bevat.

19. EL-lichtslang (1), omvattende: een transparante, buisvormige omhulling (30) met een 20 binnenoppervlak; een zich in hoofdzaak centraal binnen de omhulling (30) bevindende kern (10) met een buitenoppervlak; een tussen het buitenoppervlak van de kern (10) en het binnenoppervlak van de omhulling (30) gedefinieerde 25 draadopneemruimte (20) ; een aantal, bij voorkeur drie, in genoemde draadopneemruimte (20) aangebrachte buitenste stroomdraden (26, 27) ; een aantal, bij voorkeur zes, in genoemde draadopneemruimte (20) aangebrachte primaire lineaire EL-lichtbronnen 30 (21) .

20. EL-lichtslang volgens conclusie 19, waarbij de kern (10) een aantal, bij voorkeur drie, binnenste geïsoleerde stroomdraden (11, 12) omvat, waarbij elke binnenste stroomdraad 35 (11, 12) een binnenste stroomdoorvoergeleider (11) en een isolatiemantel (12) omvat. 1 10 1 07 4 ? EL-lichtslang volgens conclusie 19 of 20, waarbij de kern (10) reflecterend is uitgevoerd, bij voorkeur doordat de kern (10) een om de binnenste geïsoleerde stroomdraden (11, 12) aangebrachte reflecterende kernmantel (14) omvat, die bij voorkeur is verschaft door om de binnenste geïsoleerde stroomdraden (11, 12) een strook aluminiumfolie, zilverfolie of 5 dergelijke te wikkelen.

22. EL-lichtslang volgens een willekeurige der conclusies 19- 21, waarbij de kern (10) een trekontlasting (13) omvat, die bij voorkeur is gemaakt van geschikte kunststofvezels zoals teflon. 10

23. EL-lichtslang volgens een willekeurige der conclusies 19- 22, waarbij de buitenste stroomdraden (26, 27) reflecterend zijn uitgevoerd. i U t o Γ 4 2