WO2002019775A2 - Elektrolumineszenz-display - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to an electroluminescent display with a lighting unit, comprising an electroluminescent layer arranged between two controllably connected electrodes.
  • the electroluminescent display itself consists of a layer stack, starting with a metal electrode on which a dielectric is applied.
  • the actual electroluminescent layer which in turn is covered by a second electrode, is located on the dielectric.
  • the further layers covering the electroluminescent layer are transparent for the light beams emitted by the electroluminescent layer.
  • the transparent electrode is generally covered with a cover glass or a transparent carrier film.
  • electroluminescent layers inorganic materials such as For example, phosphorus or organic materials can be used, which can be doped differently depending on the wavelength of the light to be generated.
  • electroluminescent displays In addition to their unmistakable advantages, electroluminescent displays, however, have some lighting properties that severely limit their applicability, particularly for applications in the automotive sector. So the currently available electroluminescent layers still a relatively significant reduction in their light output depending on their lifespan as well as a strong dependence of the emitted light intensity and color on the ambient temperature. These undesirable changes could be counteracted by targeted readjustment of the operating parameters supply voltage and frequency, but this requires a detection of the current lighting status of the display.
  • the invention is therefore based on the object of creating an electroluminescent display which is expanded by means of detecting the current lighting state without sacrificing its particular advantages, in particular with regard to the flat structure.
  • the lighting unit on the side of its transparent electrode is assigned a detector unit which is likewise formed by an electroluminescent layer arranged between two electrodes, at least the electrode facing the transparent electrode of the lighting unit being transparent.
  • the detector unit covers only a relatively small area of the lighting unit.
  • the detector unit covers an area of the lighting unit in the form of a peripheral frame.
  • Fig. 1 A schematic sectional view of an embodiment of an electroluminescent display according to the invention
  • the electroluminescent display according to the invention comprises a lighting unit 1, which is essentially formed from an electroluminescent layer 4 arranged between two electrodes 2 and 3, the one electrode 2 through a dielectric intermediate layer 2 'of the electroluminescent layer 4 is separated, and the other electrode 3 is made transparent and is covered by a likewise transparent carrier film 5.
  • the two electrodes 2 and 3 are connected via lines 12 'and 12' to an alternating voltage source 11, from which an alternating voltage with an adjustable amplitude and frequency is applied to them and thereby excited to light up.
  • a detector unit 6 is assigned to the lighting unit 1 on its lighting side, ie opposite the side of the carrier film 5 in the same construction.
  • the detection unit 6. • consists of an electroluminescent layer 9 arranged between two electrodes 7 and 8, one electrode 7 being separated from the electroluminescent layer 9 by a dielectric intermediate layer 7 ', and the electrode 8 opposite the carrier film 5 being made transparent.
  • the two electrodes 7 and 8 of the detector unit 6 are connected to a capacitance-controlled oscillator 10 via lines 13 and 13 '.
  • the effect is exploited that the plate capacitor formed by the two electrodes 7 and 8 changes its capacitance as a function of the light incident on the electroluminescent layer 9.
  • the respective capacitance value of the capacitor is converted by the capacitance-controlled oscillator 10 into a frequency, which in turn is used to control the controllable voltage source 11.
  • FIG. 2 an alternative construction concept, in which only one-sided printing of the carrier film 5 is required, which is advantageous in terms of process technology.
  • the arrangement shown in FIG. 2 is an intermediate stage in the manufacturing process, in which the large-area lighting unit 1 and the detector unit 6, which is relatively small in comparison with this, are arranged next to one another on the same side of the carrier film 5.
  • the lighting unit 1 being designed as a lamp having a uniformly illuminated surface.
  • the detector unit 6 is designed as a surface area covering the luminous area in the form of a peripheral frame. This results in a detection of the current lighting status of the display, which is largely representative of the entire area of the lighting unit.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrolumineszenz-Display mit einer Leuchteinheit, umfassend eine zwischen zwei ansteuerbar geschalteten Elektroden angeordnete elektrolumineszierende Schicht. Bei einem solchen Elektrolumineszenz-Display soll das technische Problem gelöst werden, dieses um Mittel zur Erfassung des aktuellen Leuchtzustandes zu erweitern, ohne dabei dessen besondere Vorteile, insbesondere hinsichtlich des flächigen Aufbaus einzubüßen. Dies gelingt dadurch, daß der Leuchteinheit auf der Seite einer transparenten Elektrode gegenüberliegend eine Detektoreinheit zugeordnet ist, die ebenfalls durch eine zwischen zwei Elektroden angeordnete elektrolumineszierende Schicht gebildet ist.

Description

Elektrolumineszenz-Display
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrolumineszenz-Display mit einer Leuchteinheit, umfassend eine zwischen zwei ansteuerbar geschalteten Elektroden angeordnete elektrolumineszierende Schicht.
Solche Elektrolumineszenz-Displays werden zu Beleuchtungs- und Anzeigezwecken eingesetzt. Zu Beleuchtungszwecken, beispielsweise zum Darstellen einer Funktionssymbolik in einer Bedieneinheit, wie.e ,va einem Schalter, wird ein solches Display anstelle anderer Beleuchtungsmittel wie Glühlampen oder LEDs eingesetzt. Neben der vorteilhaften Eigenschaft, über größere Flächenbereiche eine sehr homogene Leuchtdichteverteilung zu erzeugen, bietet vor allem die Möglichkeit der sehr flachen Ausführung dieser Lichtquelle völlig neue Gestaltungsfreiheiten. Die Darstellung einer Funktionssymbolik erfolgt z.B. durch eine die Displayoberfläche unter Freilassung der gewünschten Kontur lichtundurchlässig abdeckende Maske.
Das Elektrolumineszenz-Display selbst besteht aus einem Schichtstapel, beginnend mit einer Metallelektrode, auf der ein Dielektrikum aufgetragen ist. Auf dem Dielektrikum befindet sich die eigentliche elektolumineszierende Schicht, die wiederum von einer zweiten Elektrode bedeckt ist. Die weiteren, die elektrolumineszierende Schicht bedeckenden Schichten sind transparent für die durch die elektrolumineszierende Schicht emittierten Lichtstrahlen ausgebildet. Zum Schutz der Einheit ist die transparente Elektrode i.a. mit einem Deckglas oder einer transparenten Trägerfolie abgedeckt. Als Elektrolumineszenzschichten können anorganische Materialien wie beispielsweise Phosphor oder organische Materialien eingesetzt werden, die in Abhängigkeit von der Wellenlänge des zu erzeugenden Lichtes unterschiedlich dotiert sein können.
Neben ihren unübersehbaren Vorteilen weisen Eiektrolumineszenz-Displays jedoch einige lichttechnische Eigenschaften auf, die ihre Einsetzbarkeit insbesondere für Anwendungen im Automobilbereich stark einschränken. So weisen die z.Zt. verfügbaren Elektrolumineszenzschichten noch eine relativ deutliche Minderung ihrer Lichtleistung in Abhängigkeit ihrer Lebensdauer sowie eine starke Abhängigkeit der abgestrahlten Lichtstärke und -färbe von der Umgebungstemperatur auf. Diesen unerwünschten Änderungen könnte zwar durch gezieltes Nachregeln der Betriebsparameter Versorgungsspannung und -frequenz entgegengewirkt werden, wozu allerdings eine Erfassung des aktuellen Leuchtzustandes des Displays erforderlich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektrolumineszenz-Display zu schaffen, das um Mittel zur Erfassung des aktuellen Leuchtzustandes erweitert ist, ohne dabei dessen besondere Vorteile, insbesondere hinsichtlich des flächigen Aufbaus einzubüßen.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Leuchteinheit auf der Seite ihrer transparenten Elektrode gegenüberliegend eine Detektoreinheit zugeordnet ist, die ebenfalls durch eine zwischen zwei Elektroden angeordnete elektrolumineszierende Schicht gebildet ist, wobei zumindest die der transparenten Elektrode der Leuchteinheit zugewandte Elektrode transparent ausgebildet ist. Um weiterhin den größten Teil der Displayoberfläche zur Lichtabstrahlung nutzen zu können ist vorteilhaft vorgesehen, daß die Detektoreinheit nur einen relativ kleinen Flächenbereich der Leuchteinheit bedeckt.
Um eine Erfassung des aktuellen Leuchtzustandes des Displays zu ermöglichen, die möglichst repräsentativ für die gesamte Fläche der Leuchteinheit ist, ist es vorteilhaft, daß die Detektoreinheit einen Flächenbereich der Leuchteinheit in Form eines umlaufenden Rahmens abdeckt.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß die Detektoreinheit in einem durch eine die Displayoberfläche teilweise abdeckende Maske für den Betrachter ohnehin unsichtbaren Flächenbereich der Leuchteinheit angeordnet ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels hervor.
Dabei zeigt
Fig. 1 : Eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Eiektrolumineszenz-Displays
Fig. 2: Eine schematische Schnittdarstellung einer alternativen Anordnung der Leucht- und Detektoreinheiten
Fig. 3: Eine Elektrolumineszenz-Flächenlampe mit einer rahmenförmigen Detektoreinheit Wie aus Fig. 1 hervorgeht, umfaßt das erfindungsgemäße Elektrolumineszenz- Display eine Leuchteinheit 1 , die im wesentlichen aus einer zwischen zwei Elektroden 2 und 3 angeordneten elektrolumineszierenden Schicht 4 gebildet ist, wobei die eine Elektrode 2 durch eine dielektrische Zwischenschicht 2' von der elektrolumineszierenden Schicht 4 getrennt ist, und die andere Elektrode 3 transparent ausgeführt und von einer ebenfalls transparenten Trägerfolie 5 abgedeckt ist. Die beiden Elektroden 2 und 3 sind über Leitungen 12' und 12' mit einer Wechselspannungsquelle 11 verbunden, von der sie mit einer Wechselspannung mit einstellbarer Amplitude und Frequenz beaufschlagt und dadurch zum Leuchten angeregt wird. Der Leuchteinheit 1 ist auf ihrer Leuchtseite, d.h. der Seite der Trägerfolie 5 gegenüberliegend in gleicher Aufbauweise eine Detektoreinheit 6 zugeordnet. Auch die Detekioreinheit 6 . • besteht aus einer zwischen zwei Elektroden 7 und 8 angeordneten elektrolumineszierenden Schicht 9, wobei die eine Elektrode 7 durch eine dielektrische Zwischenschicht 7' von der elektrolumineszierenden Schicht 9 getrennt ist, und die der Trägerfolie 5 gegenüberliegende Elektrode 8 transparent ausgeführt ist. Die beiden Elektroden 7 und 8 der Detektoreinheit 6 sind über Leitungen 13 und 13' mit einem kapazitätsgesteuerten Oszillator 10 verbunden. Im Betrieb des Eiektrolumineszenz-Displays macht man sich den Effekt zunutzte, daß der durch die beiden Elektroden 7 und 8 gebildete Plattenkondensator seine Kapazität in Abhängigkeit des auf die elektrolumineszierende Schicht 9 einfallenden Lichts ändert. Der jeweils vorliegende Kapazitätswert des Kondensators wird durch den kapazitätsgesteuerten Oszillator 10 in eine Frequenz umgesetzt, die wiederum zur Ansteuerung der regelbaren Spannungsquelle 11 verwendet wird. Mit dieser Anordnung ist eine Regelung der von der Leuchteinheit abgestrahlten Helligkeit über den durch die Detektoreinheit 6 sowie den kapazitätsgesteuerten Oszillator 10 gebildeten Rückkopplungszweig möglich. Im Unterschied zu der in Fig. 1 dargestellten Aufbautechnik, bei der die Leuchteinheit 1 und die Detektoreinheit 6 direkt auf einander gegenüberliegenden Seiten der Trägerfolie 5 aufgebracht sind, so daß eine Bedruckung der Trägerfolie 5 mit den entsprechenden Schichtabfolgen von beiden Seiten erforderlich ist, zeigt Fig. 2 ein alternatives Aufbaukonzept, bei dem lediglich eine einseitige Bedruckung der Trägerfolie 5 erforderlich ist, was prozeßtechnisch von Vorteil ist. Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ist eine Zwischenstufe im Herstellprozeß, bei der die großflächige Leuchteinheit 1 und die verglichen mit dieser relativ kleinflächige Detektoreinheit 6 auf der gleichen Seite der Trägerfolie 5 nebeneinander angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Gesamtkonfiguration des Eiektrolumineszenz-Displays entsteht hieraus durch Umklappen der Trägerfolie 5 in der in der Zeichnung dargestellten Pfeilrichtung, bis sich die Leuchteinheit 1 und die Detektoreinheit 6 in der erforderlichen gegenüberliegenden Position befinden. Der weitere Aufbau gleicht dann dem anhand Fig. 1 bereits beschriebenen.
Fig. 3 zeigt eine Ausführung des erfindungsgemäßen Eiektrolumineszenz- Displays, wobei die Leuchteinheit 1 als eine eine gleichmäßig leuchtende Fläche aufweisende Lampe ausgeführt ist. Die Detektoreinheit 6 ist dabei als ein die Leuchtfläche in Form eines umlaufenden Rahmens abdeckender Flächenbereich ausgeführt. Dadurch ergibt sich eine Erfassung des aktuellen Leuchtzustandes des Displays, die weitgehend repräsentativ für die gesamte Fläche der Leuchteinheit ist.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrolumineszenz-Display mit einer Leuchteinheit (1 ), umfassend eine zwischen zwei ansteuerbar geschalteten Elektroden (2, 3) angeordnete elektrolumineszierende Schicht (4), wobei zumindest eine der Elektroden
(3) transparent ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchteinheit (1 ) auf Seiten ihrer transparenten Elektrode (3) gegenüberliegend eine Detektoreinheit (6) zugeordnet ist, die ebenfalls durch eine zwischen zwei Elektroden (7, 8) angeordnete elektrolumineszierende Schicht (9) gebildet ist, wobei zumindest die der transparenten Elektrode (3) der Leuchteinheit (1 ) zugewandte Elektrode (8) transparent ausgebildet ist.
2. Elektrolumineszenz-Display nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Elektrode (3) der Leuchteinheit (1 ) von einer transparenten Trägerfolie (5) bedeckt ist.
3. Elektrolumineszenz-Display nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinheit (6) direkt auf der der Leuchteinheit (1 ) gegenüberliegenden Seite der Trägerfolie (5) aufgebracht ist.
4. Elektrolumineszenz-Display nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinheit (6) auf der Seite der Leuchteinheit (1) auf der Trägerfolie (5) aufgebracht und durch Umklappen eines Teilbereichs (5') der Trägerfolie (5) in die gegenüberliegende Lage gebracht ist.
5. Elektrolumineszenz-Display nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinheit (6) nur einen relativ kleinen Flächenbereich (1') der Leuchteinheit (1) bedeckt.
6. Elektrolumineszenz-Display nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinheit (6) einen Flächenbereich (1 ') der Leuchteinheit (1 ) in Form eines umlaufenden Rahmens abdeckt.
7. Elektrolumineszenz-Display nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinheit (6) in einem durch eine die Displayoberfläche teilweise abdeckende Maske für den Betrachter unsichtbaren Flächenbereich der Leuchteinheit (1) angeordnet ist.
8. Elektrolumineszenz-Display nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des durch die Elektroden (7, 8) der Detektoreinheit (6) gebildeten Plattenkondensators als Maß für die von der Leuchteinheit (1) abgestrahlte Helligkeit herangezogen ist.
9. Elektrolumineszenz-Display nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (7, 8) der Detektoreinheit (6) mit einem kapazitätsgesteuerten Oszillator (10) verbunden sind.
10. Elektrolumineszenz-Display nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangssignal des kapazitätsgesteuerten Oszillators (10) zur Regelung der Ausgangsspannung der die Elektroden (2, 3) der Leuchteinheit (1) ansteuernden Spannungsquelle (11 ) herangezogen ist.
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