WO2008142010A2 - Schreibtafel mit el-leuchtelement und herstellverfahren und anwendung - Google Patents

Schreibtafel mit el-leuchtelement und herstellverfahren und anwendung Download PDF

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WO2008142010A2
WO2008142010A2 PCT/EP2008/056010 EP2008056010W WO2008142010A2 WO 2008142010 A2 WO2008142010 A2 WO 2008142010A2 EP 2008056010 W EP2008056010 W EP 2008056010W WO 2008142010 A2 WO2008142010 A2 WO 2008142010A2
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WO
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writing
writing board
light
layer
emitting element
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PCT/EP2008/056010
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Thilo-J. Werners
Michael Heite
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Lyttron Technology Gmbh
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Publication date
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    • B42—BOOKBINDING; ALBUMS; FILES; SPECIAL PRINTED MATTER
    • B42F—SHEETS TEMPORARILY ATTACHED TOGETHER; FILING APPLIANCES; FILE CARDS; INDEXING
    • B42F9/00—Filing appliances with devices clamping file edges; Covers with clamping backs
    • B42F9/001—Clip boards
    • B42F9/002—Clip boards combined with auxiliary devices, e.g. pencils
    • B42F9/004—Clip boards combined with auxiliary devices, e.g. pencils with illuminating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43L—ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
    • B43L1/00—Repeatedly-usable boards or tablets for writing or drawing
    • B43L1/002—Repeatedly-usable boards or tablets for writing or drawing chemical details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B43L1/00—Repeatedly-usable boards or tablets for writing or drawing
    • B43L1/004—Repeatedly-usable boards or tablets for writing or drawing with illuminating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
    • B43L—ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
    • B43L3/00—Writing or drawing underlays, e.g. blotting pads
    • B43L3/001—Writing or drawing underlays, e.g. blotting pads with illuminating devices

Definitions

  • the invention relates to a writing area with EL lighting element and a Herstellverf ⁇ hren and application.
  • the invention relates to a writing area having at least one laminar particulate thick film AC-EL luminous element, wherein the EL luminous element has at least one upper transparent polymeric film and the writing board has a lower flexible substrate.
  • a conductive structure and the power supply and operating electronics including the at least one on-off switching system and the charging system is arranged.
  • the upper polymeric film and the lower substrate are integrally molded with a thermoplastic surrounding edging, whereby the writing board is at least designed splash-proof.
  • a method for producing a writing board with at least one EL luminous element is mentioned, wherein, in addition to the prior art, the power supply and the operating electronics including the at least one on-off switching system and the charging system are arranged on the lower substrate and then this unit is provided in an injection molding tool with the integrally formed bordering plastic and the molded plastic has elastomeric properties.
  • the application is referred to as a clipboard or writing board or signal board, which can be written directly on the title block or preferably on a water-resistant writing sheet arranged thereon and the writing sheet and / or the title block can have a graphic design and filled in such a protocol with a water-resistant pen can be recorded or general notes and so in operations of the fire brigade, the rescue, the police, the military and the like inserts under worse until Lack of lighting or fog-like environment is usable.
  • Thick film AC film and also has no electrically rechargeable
  • the power source is arranged separately from the lighting board, which is associated with increased effort.
  • the user of the lightning board has to strap the power source and associated electronics to a belt, and the wires that make up the electrical connection to the writing board are a major obstacle to working with the writing board.
  • the entire assembly is not protected against moisture, because the electronics and the intervening wires can fail when exposed to moisture or damage impacts.
  • Another disadvantage is that only a light impression is delivered up, but it is not provided that the light source also radiates down.
  • US Pat. No. 5,163,748 mentions an illuminated clipboard in which illuminants are arranged in the region of the clipboard in such a way that the surface of the clipboard is illuminated.
  • this system is not called a flat zinc sulfide electroluminophore EL thick-film AC film and the illumination is not from the bottom but with reflected light.
  • EP 0 751 340 B1 a light-emitting plate arrangement is mentioned in which light is coupled in at an edge and light is coupled out flatly.
  • a flat EL foil is by no means called, but a light source which acts on a light-conducting element via an edge with light, which is then coupled out over the flat surface.
  • the invention is therefore the object of developing a writing board so that it completely splash-proof under the most difficult conditions even under the influence of mechanical shocks a uniformly distributed luminous impression allows, the light source should shine both up and down.
  • the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.
  • An essential feature of the invention is that now according to the invention all parts are integrated in the board itself and are housed there so that they are splash-proof and arranged damage.
  • an inductive charging station which now makes it possible for the first time that no ohmic contacts are accessible from the outside.
  • the side facing away from the luminous surface of the writing board (underside of the writing board) is transparent.
  • the light impression is directed both forward towards the sheet to be described as well as to the rear towards the bottom of the board, so that with the writing board and the surrounding area can be illuminated.
  • the writing board can be found very easily, if they z. B. was placed or stored in a place without it is always necessary to put the board with its front side up.
  • the writing board can be found very easily and very easily operated.
  • the encapsulation of the writing board which is also flexible in itself, thus results in a completely splash-proof, evenly luminous writing board, which still works and can be used even in smoker-filled environment and under spray water. This can not be deduced from the prior art.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary writing board (1) with EL lighting element (2) with clamped writing sheet (4) and pen (5) in plan view,
  • FIG. 2 shows a schematic section through an exemplary writing board with EL lighting element (2) with clamped writing sheet (4) and pen (5),
  • FIG. 3 shows a schematic section through an exemplary EL luminous element (2).
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an exemplary writing board (1) with an EL luminous element (2) with a clamped writing sheet (4) and writing pen (5) in plan view.
  • the EL light-emitting element (2) is produced according to the prior art by screen printing of EL pastes, ie in thick film technology, and with alternating current of some 1 00 to over 200 volts and a frequency of greater than 50 Hz and typically in the range 400 Hz up to 800 Hz and also operated at high emission brightness values.
  • the EL element (2) Design designed for high ductility.
  • polyurethane-based screen printing ink systems are used, and a bendable and / or deformable embodiment is selected at least for the front transparent electrode.
  • a bendable and / or deformable embodiment can also be selected for the return electrode.
  • the EL element is deformable in three dimensions, wherein the radii of curvature may be less than 2 mm, preferably less than 1 mm.
  • the deformation angle can be greater than 60 °, preferably greater than 75 °, particularly preferably greater than 90, in particular greater than 1 05 °.
  • intrinsically conductive polymers for example based on Baytron P, can be used or it is possible to disperse polymeric thin and substantially transparent and electrically conductive layers based on ITO (indium tin oxide) or ATO (antimony tin oxide) particles be used in a polymeric matrix.
  • ITO indium tin oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • SWCNTs single-walled carbon nanotubes
  • a sputtered ITO electrode can also be used.
  • the entire system must be made much stiffer, since too small bending radii or excessive deformation such ITO electrode tends to crack and so can cause a failure of the EL light panel (2) or parts thereof.
  • Such transparent front-side electrodes with surface resistance values of about 30 ohms / square to 60 ohms / square to 600 ohms / square are still edged with a so-called bus bar and can thus produce a uniform EL luminous field with dimensions of typically A5 up to A4 or B4 become .
  • the EL light-emitting element (2) is usually made of at least one front transparent film of PET or polycarbonate (PC) with a Film thickness of typically 1 25 ⁇ m or 1 75 ⁇ m and above.
  • the outside of this film is the title block (1 2) and may have a corresponding surface structure.
  • a matt or semi-gloss surface texture provides good scratch resistance and acts as a diffuser for EL emission.
  • this upper transparent film can also consist of two films and this second film can be formed by means of lamination and thus an additional protection can be achieved.
  • a largely transparent and electrically conductive layer is arranged with circulating bus bar or can be arranged a graphic design (1 3).
  • the EL layer of usually microencapsulated zinc sulfide electroluminophores is homogeneously dispersed in a polymeric matrix, preferably based on polyurethanes and such permanently elastic polymers arranged.
  • the EL layer can have a desired emission color. It is also possible to incorporate color-converting dyes and / or pigments (Stokes shift) and, for example, the emission color white can be achieved in this way. Since such conversion admixtures usually have an intrinsic color in the range rosy-pink to orange, a thin layer of, for example, titanium dioxide dispersed in a polymeric matrix can be arranged above it, and thus an off-white surface can be achieved.
  • the present invention it is additionally possible to add long luminescent pigments into the EL layer or into the polymeric matrix.
  • inexpensive zinc sulfidic afterglow pigments can be used, and for a slower rechargeable afterglow layer, rare earth doped aluminates or silicates pigments are preferably used which then have an afterglow time of up to 2,000 minutes (observable for the dark adapted eye and fully charged persistence pigments) and above.
  • the emission color is from greenish-bluish-yellowish to blue and red selectable, with pro
  • the title block (1 2) is still lit, but usually only a few mcd / m 2 and not some 2 to
  • the EL layer is usually produced by screen printing.
  • point-like EL elements are basically printable.
  • the active EL area can be reduced and the EL power supply can be made smaller.
  • the entire writing board (1) can also be designed to be translucent, and in the embodiment with a largely transparent rear side (3, 17) an increased transparency of the entire writing board (1) can be achieved by the formation of grid-like EL elements.
  • the back electrode After the insulation layer or the usually two printed insulation layers comes the back electrode. This can be carried out integrally depending on the embodiment in transparent-translucent form or non-translucent form, ie directly in connection with the insulating layer or separated by means of lamination of a corresponding electrode arrangement.
  • the back electrode may be integrated in the EL layer sequence (2) or it may be formed on the substrate (3) by the backside conductive pattern (1 7).
  • the substrate (3) may in turn be an integral part of the EL light-emitting element (2) or an independent component.
  • the substrate (3) may be in the form of a thin circuit board having a wiring pattern (1 7).
  • a substantially transparent polycarbonate film (PC film) or a film of ABS and the like of polymeric materials can be chosen.
  • the conductive structure can be produced by printing technology or embossing technology or by wire-laying technology.
  • the components (6, 7, 8, 9) are arranged on this substrate (3).
  • the wiring or wiring of the components via the conductive structure (1 7), wherein the electrical contacting can be done by means of conventional soldering, laser soldering, welding, ultrasonic welding, electrically conductive bonding and the like connection technologies.
  • the individual components are positioned using adhesive technology or US technology and can still be protected by means of resin systems and dispenser application and thus protected for the subsequent injection molding process.
  • each EL element or EL device is preferably suitable for use in the writing board according to the invention with EL light element which corresponds to the general structure described below.
  • any other EL element or EL device which has the same or corresponding functional properties as the EL element or the EL device with the general structure described below, equally suitable as a light-emitting laminate or as part of a light-emitting laminate in protective clothing.
  • Such a suitable EL element preferred according to the invention consists of at least one substrate and at least one EL element. Arrangement, which preferably in layers
  • a substrate can first be coated with a transparent electrode onto which a luminescent layer (electroluminescent layer) is then applied. Finally, an insulating layer (dielectric layer) and a further electrode can then be arranged on the luminescent layer.
  • the EL element may be configured such that the side of the substrate provided with the EL device is illuminated, or that an at least partially transparent substrate is illuminated by a back-mounted electroluminescent device.
  • the luminance can also radiate to both sides, if the substrate is at least partially tra nsparent.
  • Electroluminescent element of the following layers (conventional
  • component B at least one applied to the substrate electroluminescent device, component B, comprising the following components
  • the printed conductor or printed conductors can be applied in the form of a silver bus, preferably made of a silver paste. It may be possible to apply a graphite layer before applying the silver bus,
  • component CA a protective layer, component CA or a film, component CB,
  • the insulation layers BB and BD can be opaque, opaque or transparent, wherein at least one of the layers must be at least partially transparent if two insulation layers are present
  • one or more at least partially transparent graphically designed layers can also be arranged.
  • the electroluminescent element according to the invention can have one or more reflection layer (s).
  • the reflection layer (s) may or may in particular be arranged:
  • component A and component BA between component A and component BA, between component BA and component BB or BC, if component BB is missing, between component BD and component BE, between component BE and component BF, between component BF and component CA or CB, outside on component CA or CB.
  • the reflection layer layer if present, is preferably arranged between component BC and component BD or BE if component BD is missing.
  • the reflection layer preferably comprises glass beads, in particular hollow glass beads.
  • the diameter of the glass beads can be changed within wide limits. Thus, they may have a size d 50 of generally 5 ⁇ m to 3 mm, preferably 1 0 to 200 ⁇ m, particularly preferably 20 to 1 00 ⁇ m.
  • the hollow glass beads are preferably embedded in a binder.
  • the electroluminescent element consists of the following layers (inverse layer structure):
  • component BE which may be at least partially tra nspa rent
  • component BE optionally an insulating layer
  • component BB optionally an insulating layer
  • component BB optionally an insulating layer
  • BA and BE can be applied or can, wherein preferably the conductor track or the conductor tracks are applied in one step.
  • Printed conductors can be applied in the form of a silver bus, preferably made of a silver paste. It may be possible to apply a graphite layer before applying the silver bus,
  • component CA an at least partially transparent protective layer, component CA and / or a film, component CB.
  • one or more at least partially transparent graphically designed layers can also be arranged.
  • the graphically designed layers can assume the function of the protective layer.
  • the abovementioned structures B, C can be mounted both on the front side of the substrate, component A, and on the rear side, as well as on both sides of the substrate (two-sided structure).
  • the layers BA to BF on both sides can be identical, but they can differ in one or more layers, so that, for example, the electroluminescent element radiates equally on both sides or the electroluminescent element on each side a different color and / or has a different brightness and / or a different graphic design.
  • the electroluminescent element according to the invention with inverse layer structure can have one or more reflection layer (s).
  • the reflection layer (s) may or may in particular be arranged:
  • component A and component BE between component A and component BE, between component BE and component BB, between component BB and component BC, between component BC and component BD, between component BD and component BA, between component BA and component BF, between component BF and component CA or CB, on component CA or CB.
  • the reflective layer layer if present, arranged between component BC and component BB or BE, if component BB is missing.
  • the one or more insulation layer (s) BB and / or BD both in the conventional construction and in the inverse construction, can be dispensed with in particular if the component BC has a layer thickness which prevents a short circuit between the two electrode components BA and BE ,
  • the EL element according to the invention has a first at least partially transparent front electrode BA and a second electrode, the rear electrode BE.
  • 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 BE does not necessarily have to be transparent.
  • Suitable electrically conductive materials for the electrodes are known per se to the person skilled in the art. Basically, in the production of thick-film AC-EL luminous element with
  • ITO indium-tin-oxide electrodes
  • 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. They can be applied in virtually any structure, even on structured surfaces. Furthermore, they offer a relatively good laminatability.
  • Non-ITO screen printing layers (the term "non-ITO” encompassing all screen printing layers that are not based on indium-tin-oxide (ITO)), ie intrinsically conductive polymer layers with usually nano-scale electrically conductive pigments can be used the ATO screen printing pastes with the designations 71 62E 71 or 64 from DuPont, intrinsically conductive polymer systems such as Orgacon ® system from Agfa, the Clevios ® poly (3,4- ethylenedioxythiophene) system from HC Stark GmbH, Ormecon's system, referred to as organic metal (PEDT-conductive polymer cetylthiophene), conductive coating or printing ink systems from Panipol OY and optionally with highly flexible binders, for example based on PU (polyurethanes) , PMMA (polymethyl methacrylate), PVA (polyvinyl alcohol), modified polyaniline.
  • PU polyurethanes
  • PMMA polymethyl me
  • electrically conductive polymer films are polyanilines, polythiophenes, polyacetylenes, polypyrroles (Handbook of Conducting Polymers, 1986) with and without metal oxide filling.
  • a printing paste for producing the partially transparent electrode BA from 10 to 90% by weight, preferably from 20 to 80% by weight, particularly preferably from 30 to 65% by weight, based in each case on the total weight of the printing paste, of Clevios are preferred P, Clevios P, Clevios P AG, Clevios P HCV4, Clevios P HS, Clevios PH 500, Clevios PH 510 or any mixtures thereof.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • N, N-dimethylformamide N, N-dimethylacetamide
  • ethylene glycol glycerol
  • sorbitol methanol
  • ethanol isopropanol
  • N-propanol acetone
  • methyl ethyl ketone Dimethylami ⁇ oethanol
  • water or mixtures of two or three or several of the solvents mentioned are used.
  • the amount of solvent can vary widely in the printing paste. Thus, 55 to 60 wt .-% Lissemitte! be contained, while in another formulation according to the invention about 35 to 45 wt .-% of a solvent mixture of two or more solvents are used.
  • an interface additive and adhesion promoter Silquest AI 87 Neo Rez R986, Dynol 604 and / or mixtures of two or more of these substances may be included.
  • the amount thereof is 0, 1 to 5.0 wt .-%, preferably 0.3 to 2.5 wt .-%, based on the total weight of the printing paste.
  • Binders which may be used in the formulation are, for example, B ⁇ yderm Finish 85 UD, B ⁇ yhydrol PR340 / 1, B ⁇ yhydrol PR135 or any mixtures thereof, preferably in amounts of from about 0.5 to 10% by weight, preferably 3 to 5% by weight, be included.
  • the polyurethane dispersions used according to the invention, which form the binder for the conductive layer after the layer has been dried, are preferably aqueous polyurethane dispersions.
  • Particularly preferred formulations of printing pastes according to the invention for producing the partially transparent electrode BA include:
  • tin oxide (NESA) pastes are also conceivable as corresponding electrode material.
  • the electrically conductive materials described above may also be applied to a substrate.
  • a carrier material for example, offer transparent glasses and thermoplastic films. Corresponding carrier materials are described in more detail below. Within the scope of the present invention, one or two carrier substrates may be used
  • Electrode materials can be applied, for example, by means of screen printing, knife coating, spraying, spraying and / or brushing onto corresponding carrier materials (substrates), preferably subsequently drying at low temperatures of, for example, 80 to 110 ° C.
  • the application of the electrically conductive coating takes place by means of vacuum or pyrolytically.
  • the electrically conductive coating is a thin and substantially transparent layer by means of vacuum or pyrolytic metallic or metal oxide, preferably a sheet resistance of 5 m ⁇ to 3000 ⁇ / square, more preferably a sheet resistance of 0, 1 to 1. 000 ⁇ / square, most preferably 5 to 30 ⁇ / square, and in another preferred embodiment has a T ⁇ geslicht tell internkeit of at least greater than 60% (> 60 to 1 00%) and in particular greater than 76% (> 76 to 1 00%).
  • electrically conductive glass can also be used as the 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 surface electrical resistivity can be adjusted in a very wide range, generally from a few milliohms to 3000 ⁇ / 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 surface 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 electrical surface resistance is on glass coatings on average by the factor 1 0 cheaper than on a polymeric film at comparable Transparency, eg 3 to 10 ohms / square for glass layers compared to 30 to 100 ohms / square on PET films.
  • the back electrode component BE is - as with the at least partially transparent electrode - a planar
  • Electrode which, however, need not be transparent or at least partially transparent. This is generally on the insulation layer
  • the back electrode is applied to the layer containing at least one excitable by an electric field luminous substance. In an alternative embodiment, the back electrode is applied to the substrate A.
  • the back electrode is generally constructed of electrically conductive inorganic or organic based materials, such as metals such as silver, preferably those
  • Suitable electrodes are also in particular polymeric electrically conductive coatings. In this case, those already described above can be at least partially transparent
  • Electrode said coatings are used.
  • those polymeric, electrically conductive coatings which are known to the person skilled in the art and which 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.
  • screen printing pastes with the label 71 62E 71 or 64 from DuPont intrinsically conductive polymer systems such as Orgacon ® system from Agfa, the Clevios ® poly (3,4 ethylendioxythiophenj system from H. C.
  • Polyvinyl alcohol modified. Polyaniline, wherein the above materials can be added to improve the electrical conductivity with metals such as silver or carbon and / or can be supplemented with a layer of these materials.
  • the formulation of the printing paste for the back electrode can correspond to that of the partially transparent electrode.
  • a printing paste for the production of the back electrode 30 to 90% by weight, preferably 40 to 80% by weight, particularly preferably 50 to 70% by weight, based in each case on the total weight of the printing paste, of the conductive polymer Clevios P, Clevios PH, Clevios P AG, Clevios P HCV4, Clevios P HS, Clevios PH, Clevios PH 500, Clevios PH 51 0 or any mixtures thereof.
  • the solvents used may include dimethyl sulfoxide (DMSO), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, ethylene glycol, glycerol, sorbitol, methanol, ethanol, isopropanol, N-propanol, acetone, methyl ethyl ketone,
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • N, N-dimethylformamide N, N-dimethylacetamide
  • ethylene glycol glycerol
  • sorbitol methanol
  • ethanol isopropanol
  • N-propanol acetone
  • methyl ethyl ketone methyl sulfoxide
  • Dimethylaminoethanol, water or mixtures of two or three or more of these solvents can be used.
  • the amount of solvent used can vary widely.
  • one paste may contain from 55 to 60% by weight of solvent, while in another formulation according to the invention about 40% by weight of a solvent mixture of three solvents may be used.
  • Silquest Al 87 Neo Rez R986, Dynol 604 or mixtures of two or more of these substances may preferably be contained in an amount of 0.7 to 1, 2 wt .-%.
  • binder for example, 0.5 to 1, 5 wt .-% UD-85, B ⁇ yhydrol PR340 / 1, B ⁇ yhydrol PRl 35 or belibige mixtures thereof.
  • the back electrode may be filled with graphite. This can be achieved by adding graphite to the formulations described above.
  • the finished formulations which may be mentioned here include the following already exemplified, already commercially available
  • Printing pastes are used according to the invention: the Orgacon EL
  • the printing pastes of the Orgacon EL-P4000 series can be used. Both can be mixed together in any ratio.
  • Orgacon EL-P4010 and EL-4020 already contain graphite.
  • graphite pastes can also be used as back electrode, for example graphite pastes from Acheson, in particular Electrodag 965 SS or Electrodag 6017 SS.
  • a particularly preferred formulation according to the invention of a printing paste for producing the back electrode BE comprises:
  • NMP e.g., BASF 17.0 12.1 14.8
  • Luminous capacitor structure the surface conductivity for a uniform luminance plays a significant role.
  • bus bars are used in large-area light-emitting elements as printed conductors, component BF, in particular in semiconducting LEP or OLED systems, in which relatively large currents flow.
  • Very good electrically conductive tracks are produced in the manner of a cross. In this way, for example, a large area is divided into four small areas. This substantially reduces the voltage drop in the central region of a luminous area and reduces the unevenness of the luminance or the drop in brightness in the center of a luminous field.
  • a zinc sulfide particulate EL electrode used in an embodiment according to the invention generally greater than 100 volts to over 200 volts AC are applied, and very low currents flow when a good dielectric or good insulation is used. Therefore, in the ZnS thick film AC-EL element of the present invention, the problem of the current load is much lower than that of the semiconducting LEP or OLED systems, so that the use of bus bars is not necessarily required Large-area lighting elements without use of bus bars can be provided.
  • the silver bus it is sufficient for the silver bus to be printed on areas below DIN A3 only at the edge of the electrode layer BA or BE; For surfaces above DIN A3, it is preferred according to the invention that the silver bus forms at least one additional conductor track.
  • 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, inkjet, 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.
  • conductive adhesive pastes 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 that is electrically conductive in the z-direction by pressing.
  • the adhesive layer is pressed uniformly with a surface pressure of some N / cm 2 , and values of 0.01 3 ohm / cm 2 (for example, Conductive Copper Foil Tape VE 1 691 from D & M International, A Home-shoe) or 0.005 ohms (for example Type 1 1 83 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 (for example Type 1 345 from 3M) or 0.003 ohms (for example Type 3202 from Holland Shielding Systems BV).
  • a surface pressure of some N / cm 2 , and values of 0.01 3 ohm / cm 2 (for example, Conductive Copper Foil Tape VE 1 691 from D & M International, A Home-shoe) or 0.005 ohms (for example Type 1 1 83 from 3M
  • the contacting can be carried out by all methods familiar to the person skilled in the art, for example crimping, inserting, clamping, riveting, screwing.
  • the inventive El element preferably has at least one dielectric layer, component BD, which is provided between the back electrode component BE and the EL layer component BC.
  • 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 microns. 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 microns. 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, more preferably 5 to 25 ⁇ m, especially 8 to 15 ⁇ m.
  • the EL element according to the invention may additionally also 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 first dielectric layer.
  • fillers inorganic insulating materials which are known to those skilled in the literature, for example: BaTiO 3 , SrTiO 3 , KNbO 3 , PbTiO 3 , LaTaO 3 , LiNbO 3 , GeTe, Mg 2 TiO 4 , Bi 2 (TiO 3 J 3 , NiTiO 3 , CaTiO 3 , ZnTiO 3 , Zn 2 TiO 4 , BaSnO 3 , Bi (SnO 3 J 3 , CaSnO 3 , PbSnO 3 , MgSnO 3 , SrSnO 3 , ZnSnO 3 , BaZrO 3 , CaZrO 3 , PbZrO 3 , MgZrO 3 , SrZrO 3 , ZnZrO 3 and lead zirconate titanate mixed crystals or mixtures of two or more of these fillers According to the invention preferably as filler Ba
  • Binders for this layer may be one- or preferably two-component polyurethane systems, preferably the Bayer
  • highly flexible binders for example those based on PMMA, PVA, in particular Mowiol and
  • Pioloform in particular Pioloform BRl 8, BM I 8 or BTl 8, of
  • Wacker AG Wacker AG
  • suitable solvents are ethyl acetyl, butyl acetal, 1-methoxypropyl acetyl-2, toluene, xylene, Solvesso 100, Shellsol A or mixtures of two or more of these solvents.
  • PVB When using, for example, PVB as binder further methanol, ethanol, propanol, isopropanol, diacetone alcohol, benzyl alcohol, 1-methoxypropanol-2, butyl glycol, methoxybutanol, Dowanol, methoxypropyl acetate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, butoxyl, glycolic acid n-butyl ester. Acetone, methyl ethyl ketone,
  • additives such as leveling agents and rheology additives can be added to improve the properties. Examples of flow control agents are Additol XL480 in butoxyl in a mixing ratio of 40:60 to 60:40.
  • BYK 41 0, BYK 41 1, BYK 430, BYK 431 or any mixtures thereof may be present, for example.
  • a printing paste for the preparation of the insulating layer as component BB and / or BD contain:
  • the EL element according to the invention comprises at least one EL layer, component BC.
  • the at least one 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 generally have a spacing of 0.5 to 1 0.0 mm, preferably 1 to 5 mm from each other.
  • the EL layer is generally composed of a binder matrix having homogeneously dispersed EL pigments therein.
  • the binder matrix is generally selected such that there is a good adhesion on the electrode layer (or the dielectric layer, if applied thereto), in a preferred embodiment PVB or PU based systems are used
  • further additives may be present in the binder matrix for EL pigments, such as color-converting organic and / or inorganic systems, color additives for a day and night light effect and / or reflective and / or light-absorbing effect pigments, such as aluminum flakes or glass flakes or mica platelets.
  • 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 BC is an AC high-fidelity I-type electroluminescent (AC-P-E L) luminous structure.
  • AC-P-E L AC high-fidelity I-type electroluminescent
  • Thick film AC-EL systems are well known since Destriau 1 947 and are usually applied by screen printing on ITO-PET films.
  • Lamp assemblies generally used microencapsulated EL pigments.
  • Lamp assemblies generally used microencapsulated EL pigments.
  • EL elements are understood to be thick-film EL systems which are operated by means of alternating voltage at normatively 1 00 volt and 400 hertz and thus a so-called cold light of a few cd / m 2 up to a few 100 cd / m 2 emit.
  • EL screen pastes are generally used.
  • Such EL screen-printing pastes are generally based on inorganic substances. Suitable substances are, for example, highly pure ZnS, CdS, Cd x Zn x S ⁇ compounds of Groups II and IV of the Periodic Table of the Elements, particularly preferably being ZnS is used.
  • the aforementioned substances may be doped or activated and optionally further be co ⁇ ktiviert.
  • For doping for example, copper and / or manganese are used. Coactivation 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 they are present at all.
  • Very particular preference is given to using ZnS, which is preferably doped or activated with copper and / or manganese and is preferably co-activated with chlorine, bromine, iodine and / or aluminum.
  • 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 pigments or by color conversion.
  • the color conversion can generally take place in the form of a converting layer and / or the addition of corresponding dyes and pigments in the polymeric binder of the screen printing inks or the polymeric matrix in which the EL pigments are incorporated.
  • the screen printing matrix used to produce the EL layer is provided with translucent, color-filtering or color-converting dyes and / or pigments. In this way, an emission color white or a day-night lighting 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 ortho-silicate phosphors such as (Ba, Sr, Ca) 2 SiO 4 : Eu 2 + or YAG phosphors such Y 3 Al 5 O 1 2 : Ce 3+ or Tb 3 Al 5 O 1 2 : Ce 3+ or Sr 2 G ⁇ S 4 : Eu 2+ or SrS: Eu 2 + or (Y, Lu, Gd, Tb) 3 ( Al, Sc, G ⁇ ) 5 O 1 2 : Ce 3 + or (Zn, C ⁇ , Sr) (S, Se): Eu 2 + . Also in this way a white emission can be achieved.
  • europium (II) activated alkaline earth ortho-silicate phosphors such as (Ba, Sr, Ca) 2 SiO 4
  • the above-mentioned EL pigments can be microencapsulated. Due to the inorganic microencapsulation technology good half-lives can be achieved.
  • One example is the EL screen printing system Luxprint ® for EL from E. I. called du Pont de Nemours and Companies.
  • Organic microencapsulation technologies and film-wrap laminates based on the various thermoplastic films are also generally suitable, but have proven to be expensive and not significantly extended in life.
  • Suitable zinc sulfide microencapsulated EL 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 PHSOO l ® High-Efficiency Green Encapsulated EL phosphor, I PHS002 ® high Efficiency Blue-Green Encapsulated EL phosphor, 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 from 1.5 to 60 .mu.m, preferably from 20 to 35 .mu.m.
  • Non-microencapsulated fine-grained EL pigments can also be used in the EL layer of the EL element according to the invention.
  • Suitable non-microencapsulated fine-particle zinc sulfide EL pigments are disclosed, for example, in US Pat. No. 6,248,261 and in WO 01/34723. 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 sizes of less than 10 ⁇ m. As a result, 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 special 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-tin oxide) or intrinsically conductive polymeric transparent layers, and furthermore have good insulating properties, reinforce the dielectric and thus improve the dielectric strength at high electric field strengths cause and additionally in the cured state have a good water vapor barrier and additionally protect the EL pigments and extend life span.
  • 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 or 80 volts 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 , particularly preferably 5 to 40 cd / m 2 ; For large illuminated areas, the brightness values are preferably in the range from 1 to 50 cd / m 2 .
  • 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 the individual EL layers is chosen so large, so that the EL element is designed at least partially transparent in not electrically activated lighting structure or a view is ensured.
  • Suitable pigment particle diameters, fill levels, dimensions of the luminous elements and distances of the luminous elements are mentioned above.
  • the layer contains the abovementioned optionally doped ZnS crystals, preferably microencapsulated as described above, preferably in an amount of from 40 to 90% by weight, preferably from 50 to 80% by weight, particularly preferably from 55 to 70% by weight. , in each case based on the weight of the paste.
  • binders one- and preferably two-component polyurethanes can be used.
  • highly flexible materials from Bayer MaterialScience AG are preferred, for example the lacquer raw materials of the desmophen and desmodur series, preferably desmophen and desmodur, or the lacquer raw materials of the Lupranate, Lupranol, Pluracol or Lupraphen series from BASF AG.
  • solvents ethoxypropyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methoxypropyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, toluene, xylene, solvent naphtha 100 or any mixtures of two or more of these solvents in amounts of preferably 1 to 50 wt .-%, preferably 2 to 30 wt .-%, particularly preferably 5 to 1 5 wt .-%, each based on the total paste mass, are used.
  • polymer binders for example those based on PMMA, PVA, in particular Mowiol and Poval from Kuraray Europe GmbH (now called Kuraray Specialties or Polyviol from Wacker AG, or PVB, in particular Mowital from Kuraray Europe GmbH (B 20 H, B 30 T, B 30 H, B 30 HH, B 45 H, B 60 T, B 60 H, B 60 HH, B 75 H), or Pioloform, in particular Pioloform BR l 8, BM l 8 or BTl 8, from Wacker AG, when using polymer binders such as PVB may also solvents such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, diacetone alcohol, benzyl alcohol, 1-methoxypropanol-2, butyl glycol, methoxybutanol, Dowanol, methoxypropyl acetate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, butoxyl, glycolic acid n-
  • rheology additives containing the Decrease settling behavior of pigments and fillers in the paste, for example BYK 41 0, BYK 41 1, BYK 430, BYK 431 or any mixtures thereof.
  • Particularly preferred formulations of printing pastes according to the invention for producing the EL pigment layer as component BC include:
  • the EL element according to the invention contains a protective layer, component CA, in order to destroy the
  • CA are, for example, high temperature resistant conformal coatings such as conformal coatings containing polycarbonates and binders.
  • An example of such a protective lacquer is Noriphan HTR ® by Proell, Weissenburg.
  • the protective layer can also be formulated on the basis of flexible polymers such as polyurethanes, PMMA, PVA, PVB. Polyurethanes from Bayer MaterialScience AG can be used for this purpose.
  • This formulation can also be provided with fillers. Suitable for this purpose are all fillers known to the person skilled in the art, for example based on inorganic metal oxides such as TiO 2 , ZnO, lithopone, etc with a Gregr ⁇ d from 1 0 to 80 wt.% Of Druckp ⁇ ste, preferably from 20 to 70%, particularly preferably from 40 to 60%.
  • the formulations may contain extenders as well as rheology additives. As a solvent, for example.
  • Ethoxypropylacetat, ethyl acetate, butyl acetate, methoxypropyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexa non, toluene, xylene, solvent naphtha 1 00 or mixtures of two or more of these solvents can be used.
  • particularly preferred formulations of the protective lacquer CA include, for example:
  • 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.
  • substrates such as glasses, plastic films or the like.
  • at least the substrate, which is in contact with the transparent electrode is designed on the inside graphically translucent and opaque covering.
  • An opaque covering design is understood to be a large-area electroluminescent region which is opacified by a high-resolution graphic design and / or is designed to be translucent, for example in the sense of red-green-blue translucent, for signal purposes.
  • the substrate which is in contact with the transparent electrode BA, is a film which is cold-stretchable under glass transition temperature Tg. This gives rise to the possibility of deforming the resulting EL element three-dimensionally.
  • the substrate which is in contact with the back electrode BE, is a film which is also cold stretchable 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 molding tool on at least one side with a thermoplastic material.
  • the above pastes are 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, printing technology and / or In terms of technology, the dielectric, if present, and the backside electrode are produced.
  • the backside electrode is made 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 then the transparent and electrically conductive upper electrode are applied. The system obtained can then optionally be laminated with a transparent cover sheet and thus protected against water vapor or against mechanical damage.
  • the conductor tracks can be applied as a first layer to the substrate A. According to the invention, however, they are preferably applied to the electrodes BA or BE, either individually in two operations on the electrodes, or in one working step on the electrodes together.
  • the EL layer is usually applied by printing by means of screen printing or dispenser application or inkjet application or else by a doctor blade process or a roller coating process or a curtain casting process or a transfer process, preferably by screen printing.
  • the EL layer is applied to the surface of the electrode or to the optionally applied to the back electrode insulation layer.
  • a rechargeable battery is preferably used, and relatively small or flat batteries having a good charging characteristic and a low discharging characteristic can be used.
  • Modern EL inverters can be operated from 3 VoIt DC and require low currents.
  • the on-off switch (7) or button can be realized in many ways and can, for example, as a capacitive field or be designed as a flexurally elastic field and thus meets the requirement for splash water protection.
  • the operating electronics (8) include the EL inverter, so the electronic circuit that converts a DC voltage from the battery (6) into an AC voltage of typically 100 to over 200 volts and 50 Hz to typically 400 Hz and into the kHz range.
  • EL inverter so the electronic circuit that converts a DC voltage from the battery (6) into an AC voltage of typically 100 to over 200 volts and 50 Hz to typically 400 Hz and into the kHz range.
  • extremely small chip inverters can be used, which often include ancillary equipment for operation of two EL arrays, or power-down electronics or sensor-controlled brightness control.
  • an inductive charging system (9) using a coil (10) and a hole or an opening (1 1) or a recess for the inductive charging system is outlined. This opening (1 1) is performed during electronic charging via the mandrel of a charger and so the charging is performed. Such a system is designed million times in electric toothbrushes.
  • ohmic contacts can also be led out and can this with a low voltage for charging the
  • the electrical contacts may be formed as metallic non-oxidizing surfaces or commercially available charging sockets may be used for DC low voltage.
  • the molded bordering plastic (1 5) can be produced by means of injection molding or can also be formed in a two-part design.
  • preferably permanently elastic plastics for example thermoplastic polyurethanes (TPU) with the trade name Desmoflex® from Bayer MaterialScience or thermoplastic elastomers (TPE) based on Kraton® (Kraton Polymers LLC) and the like thermoplastics are used.
  • the two-part version Kunststoffausf ⁇ hrung - (1 5) can be formed such that in the upper region of the electronic components (6, 7, 8, 9) or in the connection region of the EL film (2) is made a separate covering injection molding element and this with the bordering injection molding element is connected.
  • the clamping device (1 6) can be formed together with the bordering plastic element (15), wherein the production as a two-part plastic element has certain manufacturing advantages.
  • the clamping device (1 6) can just as well be formed as an independent plastic element or as a metal part connected to the plastic element (15).
  • the function is such that the clamping part (16) is intended to hold or clamp a writing sheet (4).
  • the clamping device (16) can also be formed only one piece at a time or several times at one or more edges of the writing board (1).
  • the bordering plastic (1 5) cause a holding function by means of fine undercuts.
  • the writing sheet (4) is held by means of a holding device, in particular clamping device (1 6) on the title block (1 2) and the user can by means of pen (5) a note (1 4) or a log or notes on the writing sheet (4) write.
  • the writing sheet can be made water resistant and Note (1 4) also has water resistance.
  • the EL light element (2) or the title block (1 2) can be provided with a graphical design (1 3), the corresponding entry fields and thus supports the logging.
  • the writing sheet may also be rolled up in a web-like manner onto a first roll attached to the writing board and rolled up on a second roll opposite the first roll after the lettering, the writing sheet being guided over the EL-illuminable surface of the writing sheet for writing.
  • FIG. 2 shows a schematic section through an exemplary writing board with EL luminous element (2) with clamped writing sheet (4) and writing pen (5).
  • FIG. 3 shows a schematic section through an exemplary EL luminous element (2) with substrate (3) and the components (6, 7, 8, 9, 10, 11).
  • EL luminous element (2) with a rear side substrate (3) and the rear conductive structure (1 7) shown.
  • the components (6, 7, 8, 9, 1 0, 1 1) are shown only schematically in the upper area and can in principle also be arranged on the other edges or on the back side of the substrate (3).
  • EL luminous element zinc sulfide particulate thick film AC planar EL luminous element
  • Clamping device integrally formed in the molded plastic or a Einlegefederelement made of metal or plastic 1 7 back conductive structure

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schreibtafel (1) mit zumindest einem flächigen partikulärem Dickf ilm-AC-EL-Leuchtelement (2), wobei das EL- Leuchtelement zumindest eine obere transparente polymere Folie (18) aufweist und die Schreibtafel ein unteres flexibles Substrat (3) aufweist. Auf diesem unteren Substrat sind eine leitfähige Struktur (17) und die Energieversorgung (6) und Betriebselektronik (8) inklusive des zumindest einen Ein-Aus-Schaltsystems (7) und des Ladesystems (9) angeordnet ist. Die obere polymere Folie und das untere Substrat formschlüssig mit einem thermoplastischen Kunststoff (15) umrandend angegossen sind, wodurch die Schreibtafel zumindest spritzwassergeschützt ausgebildet ist.

Description

Schreibtαfel mit EL-Leuchtelement und Herstellverfαhren und
Anwendung .
Die Erfindung betrifft eine Schreibtαfel mit EL-Leuchtelement und ein Herstellverfαhren und Anwendung .
Insbesonder betrifft die Erfindung eine Schreibtαfel mit zumindest einem flächigen partikulärem Dickfilm-AC-EL-Leuchtelement, wobei das EL- Leuchtelement zumindest eine obere transparente polymere Folie aufweist und die Schreibtafel ein unteres flexibles Substrat aufweist. Auf diesem unteren Substrat sind eine leitfähige Struktur und die Energieversorgung und Betriebselektronik inklusive des zumindest einen Ein-Aus-Schaltsystems und des Ladesystems angeordnet ist. Die obere polymere Folie und das untere Substrat formschlüssig mit einem thermoplastischen Kunststoff umrandend angegossen sind, wodurch die Schreibtafel zumindest spritzwassergeschützt ausgebildet ist.
Weiters wird ein Verfahren zur Herstellung von einer Schreibtafel mit zumindest einem EL-Leuchtelement genannt, wobei zusätzlich zum Stand der Technik die Energieversorgung und die Betriebselektronik inklusive des zumindest einen Ein-Aus-Schaltsystems und des Ladesystems auf dem unteren Substrat angeordnet werden und anschließend diese Einheit in einem Spritzgusswerkzeug mit dem angeformten umrandenden Kunststoff versehen wird und der angeformte Kunststoff elastomere Eigenschaften aufweist.
Weiters wird die Anwendung als Klemmbrett beziehungsweise Schreibbrett beziehungsweise Signaltafel genannt, wobei mit einem wasserbeständigen Stift direkt auf dem Schriftfeld beziehungsweise bevorzugt auf einem darauf angeordneten wasserbeständigen Schreibblatt geschrieben werden kann und das Schreibblatt und/oder das Schriftfeld eine grafische Gestaltung aufweisen kann und derart ein Protokoll ausgefüllt werden kann oder allgemeine Notizen festgehalten werden können und derart bei Einsätzen der Feuerwehr, der Rettung, der Polizei, dem Militär und dergleichen Einsätzen unter schlechter bis mangelnder Beleuchtung beziehungsweise nebelartiger Umgebung verwendbar ist.
In der US 5,083,242 wird ein beleuchtetes Unterwasser-Schreib-Tablett genannt, bei dem an einer Kante Licht über einen chemisch aktivierbaren Lichtstab eingeleitet werden kann . Dieses System beruht keineswegs auf einer flächigen zinksulfidischen elektroluminophoren EL-
Dickfilm-AC Folie und weist auch keine elektrisch aufladbaren
Eigenschaften auf . Die Verwendung eines chemoluminiszierenden Lichtstabes hat den Nachteil, dass nur eine geringe Leuchtdichte bei kurzer Leuchtdauer gegeben ist.
Bei dieser Anordnung besteht demzufolge der Nachteil, dass es sich nicht um eine flächige Lichtquelle handelt, sondern um punktuell vorhandenen Leuchtdioden, die lediglich im Auflicht die zu beleuchtende Fläche anstrahlen .
Bei der genannten Druckschrift besteht demzufolge der Nachteil, dass zunächst die Stromquelle separat von dem Leuchtbrett angeordnet ist, was mit einem erhöhten Aufwand verbunden ist. Der Benutzer des Leuchtbrettes muss sich demzufolge die Stromquelle und die dazugehörende Elektronik an einen Gürtel anschnallen und die Drähte, die die elektrische Verbindung zur Schreibtafel bilden, behindern die Arbeit mit der Schreibtafel in entscheidendem Maße.
Außerdem ist die gesamt Anordnung nicht feuchtigkeitsgeschützt, denn die Elektronik und die dazwischenliegenden Drähte können bei Einwirkung von Feuchtigkeit oder Beschädigungsstößen versagen .
Weiterer Nachteil ist, dass lediglich ein Leuchteindruck nach oben abgegeben wird, es jedoch nicht vorgesehen ist, dass die Leuchtquelle auch nach unten strahlt.
In der US 5, 1 63, 748 wird ein beleuchtetes Klemmbrett genannt, bei dem im Bereich des Klemmbrettes Leuchtmittel derart angeordnet sind, dass die Fläche des Klemmbrettes beleuchtet wird . In diesem System wird keine flächige zinksulfidische elektroluminophore EL-Dickfilm-AC Folie genannt und erfolgt die Beleuchtung nicht von der Unterseite sondern mit Auflicht.
In der US 5,381 ,31 0 wird ein Beleuchtungsgerät für das Lesen und/oder Schreiben auf einem Blatt bei wenig oder keinem Licht unter Verwendung einer Elektrolumineszenzfolie genannt. Dabei wird die EL- Folie in einer Vertiefung des Klemmbretts angeordnet. Es wird also nicht eine EL-Folie direkt als Klemmbrett ausgebildet, sondern in Verbindung mit einem Klemmbrett verwendet, was in der neuen vorliegenden Erfindung durch die integrale laminationstechnische Ausbildung der EL- Folie mit der formschlüssig angegossenen (angespritzten) Berandung inklusive der Einbettung der Elektronikbauteile vermieden wird .
In der US 6,951 ,403 B2 wird ein Beleuchtungsgerät für eine gewöhnlich flache Oberfläche genannt, wobei in einer Einheit mit einem lichtleitenden Element an einer Kante von einer Lichtquelle Licht eingekoppelt wird und flächig ausgekoppelt wird . Es wird in dieser US 6,951 ,403 B2 also keineswegs eine flächige EL-Folie genannt, sondern eine Lichtquelle, die über eine Kante ein lichtleitendes Element mit Licht beaufschlagt, das dann über die flächige Oberfläche ausgekoppelt wird .
Bei der genannten Druckschrift besteht demzufolge der Nachteil, dass kein flächiger Lichtdruck erzielt wird und dass im Übrigen nur eine ungleichmäßige Lichtverteilung gegeben ist.
In der EP 0 751 340 B l wird eine lichtemittierende Plattenanordnung genannt, wobei Licht an einer Kante eingekoppelt wird und Licht flächig ausgekoppelt wird . In dieser EP 0 751 340 B l wird also keineswegs eine flächige EL-Folie genannt, sondern eine Lichtquelle, die über eine Kante ein lichtleitendes Element mit Licht beaufschlagt, das dann über die flächige Oberfläche ausgekoppelt wird .
Bei dieser Druckschrift besteht deshalb der gleiche Nachteil, wie er anhand der US 6,951 ,403 B2 erwähnt wurde. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schreibtafel so weiterzubilden, dass sie vollkommen spritzwassergeschützt unter schwierigsten Einsatzverhältnissen auch bei Einwirkung von mechanischen Stößen einen gleichmäßig verteilten Leuchteindruck ermöglicht, wobei die Leuchtquelle sowohl nach oben als auch unten leuchten soll .
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass nun erfindungsgemäß alle Teile in der Schreibtafel selbst integriert sind und dort so eingehaust sind, dass sie spritzwassergeschützt und beschädigungsfrei angeordnet sind .
Diesem Zweck dient beispielsweise auch eine induktive Ladestation, die es nun erstmals möglich macht, dass keine ohmschen Kontakte von außen her zugänglich sind .
Weiterer Vorteil liegt darin, dass nun erfindungsgemäß auch vorgesehen ist, dass die der Leuchtfläche abgewandte Seite der Schreibtafel (Unterseite der Schreibtafel) transparent ausgebildet ist. Damit ergibt sich der entscheidende Vorteil, dass der Leuchteindruck sowohl nach vorne in Richtung auf das zu beschreibende Blatt als auch nach hinten in Richtung zur Unterseite der Schreibtafel geleitet wird, so dass mit der Schreibtafel auch der Umgebungsbereich erleuchtet werden kann . Auf diese Weise kann die Schreibtafel sehr leicht aufgefunden werden, wenn sie z. B. an einen Ort abgestellt oder abgelegt wurde, ohne dass es immer notwendig ist, die Schreibtafel mit ihrer Vorderseite nach oben abzulegen .
Bei raucherfüllter Umgeben, wie sie für Katastropheneinsätze typisch sind, kann deshalb die Schreibtafel sehr leicht aufgefunden und sehr leicht bedient werden . Durch die Kapselung der Schreibtafel, die zudem auch noch in sich flexibel ist, ergibt sich somit eine vollkommen spritzwassergeschützte, gleichmäßig leuchtende Schreibtafel, die auch in raucherfüllter Umgebung und auch unter Spritzwassereinfluss noch funktioniert und verwendet werden kann . Dies ist aus dem Stand der Technik nicht entnehmbar.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungsfiguren näher beschrieben .
Dabei zeigt:
Figur 1 : eine schematische Darstellung einer beispielhaften Schreibtafel ( 1 ) mit EL-Leuchtelement (2) mit eingeklemmten Schreibblatt (4) und Schreibstift (5) in Draufsicht,
Figur 2 : einen schematischen Schnitt durch eine beispielhafte Schreibtafel mit EL-Leuchtelement (2) mit eingeklemmten Schreibblatt (4) und Schreibstift (5),
Figur 3 : einen schematischen Schnitt durch ein beispielhaftes EL- Leuchtelement (2) .
In Figur 1 wird eine schematische Darstellung einer beispielhaften Schreibtafel ( 1 ) mit EL-Leuchtelement (2) mit eingeklemmten Schreibblatt (4) und Schreibstift (5) in Draufsicht aufgezeigt.
Das EL-Leuchtelement (2) wird dabei nach dem Stand der Technik mittels Siebdruck von EL-Pasten, also in Dickfilmtechnik, hergestellt und mit Wechselstrom von einigen 1 00 bis über 200 Volt und einer Frequenz von größer 50 Hz und typisch im Bereich 400 Hz bis 800 Hz und bei hohen Emissionshelligkeitswerten auch darüber betrieben .
Da ein derartiges EL-Leuchtelement (2) in der Verwendung als Schreibtafel ( 1 ) flexibel verformbar sein muss und unter rauen
Einsatzbedingungen verwendet werden soll, wird der EL-Element (2) Aufbau für große Verformbarkeit ausgelegt. Insbesondere werden dabei Polyurethan basierende Siebdruckfarbensysteme verwendet und wird zumindest für die vordere transparente Elektrode eine biegbare und/oder verformbare Ausführungsform gewählt. Auch für die Rückelektrode kann eine biegbare und/oder verformbare Ausführungsform gewählt werden . Das EL-Element ist dreidimensional verformbar, wobei die Krümmungsradien kleiner als 2 mm, bevorzugt kleiner als 1 mm sein können . Der Verformungswinkel kann dabei größer als 60°, bevorzugt größer als 75°, besonders bevorzugt größer als 90 , insbesondere größer als 1 05° sein .
Dabei können intrinsisch leitfähige Polymere, zum Beispiel auf Basis von Baytron P, verwendet werden oder es können polymere dünne und weitgehend durchsichtige und elektrisch leitende Schichten auf Basis von ITO (Indium-Tin-Oxide) oder ATO (Antimony-Tin-Oxide) Partikeln dispergiert in einer polymeren Matrix verwendet werden . Zusätzlich können SWCNTs (Single-Walled-Carbon-Nano-Tubes) beigemengt werden und kann derart das Risiko der Rissbildung durch eine Überdehnung beziehungsweise eine zu starke Verformung reduziert beziehungsweise vermieden werden .
Grundsätzlich kann auch eine gesputterte ITO-Elektrode verwendet werden . In diesem Fall muss das gesamte System wesentlich steifer ausgebildet werden, da bei zu kleinen Biegeradien oder zu großer Verformung eine derartige ITO-Elektrode zu Rissbildung neigt und derart einen Ausfall des EL-Leuchtfeldes (2) oder Teilen davon bewirken kann .
Üblicherweise werden derartige transparente vorderseitige Elektroden mit Flächenwiderstandswerten von etwa 30 Ohm/Quadrat bis 60 Ohm/Quadrat bis zu 600 Ohm/Quadrat noch mit einem sogenannten Busbar umrandet und kann derart ein gleichmäßiges EL-Leuchtfeld mit Abmessungen von typisch A5 bis zu A4 beziehungsweise B4 erzeugt werden .
Das EL-Leuchtelement (2) wird üblicherweise aus zumindest einer vorderen transparenten Folie aus PET oder Polycarbonat (PC) mit einer Folienstärke von typisch 1 25 μm oder 1 75 μm und darüber hergestellt. Die Außenseite dieser Folie stellt das Schriftfeld ( 1 2) dar und kann eine entsprechende Oberflächenstruktur aufweisen . Eine matte oder seidenmatte Oberflächenstruktur bietet gute Kratzfestigkeit und wirkt als Diffusor für die EL-Emission . Grundsätzlich kann diese obere transparente Folie auch aus zwei Folien bestehen und kann diese Zweite Folie mittels Lamination angeformt werden und kann damit ein zusätzlicher Schutz erreicht werden .
An der Innenseite dieser vorderen transparenten Folie wird eine weitgehend transparente und elektrisch leitende Schicht mit umlaufenden Busbar angeordnet beziehungsweise kann eine grafische Gestaltung ( 1 3) angeordnet werden . Anschließend wird die EL-Schicht aus meist mikroverkapselten zinksulfidischen Elektroluminophoren homogen dispergiert in eine polymere Matrix, bevorzugt auf Basis von Polyurethanen und derartigen dauerelastischen Polymeren, angeordnet.
Die EL-Schicht kann durch Wahl beziehungsweise Mischung der EL- Pigmente eine gewünschte Emissionsfarbe aufweisen. Es können dabei auch farbkonvertierende Farbstoffe und/oder Pigmente (Stokes-Shift) beigemengt werden und kann derart beispielsweise die Emissionsfarbe weiß erzielt werden . Da derartige Konversionsbeimengungen meist eine Eigenfarbe im Bereich pinkfärbig-rosarot bis orange aufweisen, kann noch eine dünne Schicht aus zum Beispiel Titandioxid dispergiert in einer polymeren Matrix darüber angeordnet werden und kann derart eine weißliche Oberfläche erreicht werden .
In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung können in die EL- Schicht beziehungsweise in die polymere Matrix zusätzlich lang nachleuchtende Pigmente beigemengt werden . Für eine rasch aufladbare Nachleuchtschicht können kostengünstige zinksulfidische Nachleuchtpigmente verwendet werden und für eine langsamer aufladbare Nachleuchtschicht werden bevorzugt Seltene-Erd dotierte Aluminate oder Silikate Pigmente verwendet, die dann eine Nachleuchtdauer bis 2.000 Minuten (beobachtbar für das dunkel adaptierte Auge und bei voll aufgeladenen Nachleuchtpigmenten) und darüber aufweisen .
Oftmals werden auch Mischungen dieser genannten Nachleuchtpigmente verwendet. Die Emissionsfarbe ist dabei von grünlich-bläulich-gelblich bis zu blau und rot wählbar, wobei pro
Pigment die Nachleuchtdauer stark schwankt. Der Vorteil dieser
Nachleuchtpigmentebeimengung kann darin liegen, dass selbst bei
Ausfall der Energieversorgung das Schriftfeld ( 1 2) noch erleuchtet bleibt, allerdings meist nur mit wenigen mcd/m2 und nicht einige 2 bis
1 0 cd/m2 wie im Fall der Funktion der Energieversorgung des EL-
Leuchtfeldes.
Die EL-Schicht wird üblicherweise mittels Siebdruck hergestellt. Durch diese Art der Herstellung sind grundsätzlich auch punktartige EL- Elemente druckbar. Durch ein derartiges Raster an EL-Punkten oder kleinen geometrischen Gebilden kann die aktive EL-Fläche reduziert werden und kann die EL-Energieversorgung kleiner dimensioniert werden . Weiters kann die gesamte Schreibtafel ( 1 ) auch durchscheinend ausgebildet werden und in der Ausbildung mit einer weitgehend transparenten Rückseite (3, 1 7) kann durch die Ausbildung von rasterartigen EL-Elementen eine verstärkte Transparenz der gesamten Schreibtafel ( 1 ) erreicht werden .
Im Anschluss an die Isolationsschicht oder die meist zwei gedruckten Isolationsschichten kommt die Rückelektrode. Diese kann je nach Ausführung in transparent-durchscheinender Form oder nicht durchscheinender Form integral ausgeführt werden, also direkt in Verbindung mit der Isolationsschicht oder getrennt mittels Lamination einer entsprechenden Elektrodenanordnung .
Die Rückelektrode kann in die EL-Schichtfolge (2) integriert sein oder sie kann durch die rückseitige leitfähige Struktur ( 1 7) auf dem Substrat (3) gebildet werden . Das Substrat (3) kann wiederum integraler Bestandteil des EL- Leuchtelementes (2) sein oder ein eigenständiger Bauteil .
Das Substrat (3) kann in der Form einer dünnen Leiterplatte mit einer Verdrahtungsstruktur ( 1 7) ausgebildet sein . Es kann jedoch ebenso eine weitgehend transparente Polycarbonatfolie (PC-Folie) oder eine Folie aus ABS und dergleichen polymeren Werkstoffen gewählt werden . Dabei kann die leitfähige Struktur drucktechnisch oder prägetechnisch oder Drahtlege-technisch hergestellt werden .
Die Bauteile (6, 7, 8, 9) werden auf diesem Substrat (3) angeordnet. Die Verdrahtung beziehungsweise Beschaltung der Bauteile erfolgt über die leitfähige Struktur ( 1 7), wobei die elektrische Kontaktierung mittels konventionellem Löten, Laserlöten, Schweißen, Ultraschallschweißen, elektrisch leitfähigem Kleben und dergleichen Verbindungstechnologien erfolgen kann .
Die einzelnen Bauteile werden mittels Klebetechnik oder US-Technik positioniert und können noch mittels Harzsystemen und Dispenserapplikation schützend abgedeckt werden und derart für den anschließenden Spritzgussprozess geschützt werden .
Grundsätzlich ist erfindungsgemäß bevorzugt jedes EL-Element bzw. jede EL-Anordung zur Anwendung in der erfindungsgemäßen Schreibtafel mit EL-Leuchtelement geeignet, die dem nachfolgend beschriebenen allgemeinen Aufbau entspricht.
Für den Fachmann ist dabei offensichtlich, dass jedes andere EL- Element bzw. jede andere EL-Anordung, das bzw. die die gleichen oder entsprechende funktionelle Eigenschaften wie das EL-Element bzw. die EL-Anordung mit dem nachfolgend beschriebenen allgemeinen Aufbau besitzt, gleichermaßen als Leuchtlaminat bzw. als Bestandteil eines Leuchtlaminats in Schutzkleidung geeignet ist.
Ein solches erfindungsgemäß bevorzugtes geeignetes EL-Element besteht aus mindestens einem Substrat und mindestens einer EL- Anordnung, welche vorzugsweise schichtweise durch
Siebdrucktechniken, aber beispielsweise auch durch Rakeln, Spritzen, Sprühen und/oder, Streichen hergestellt werden kann . Hierzu kann man ein Substrat zuerst mit einer transparenten Elektrode beschichten, auf die dann eine Leuchtschicht (E lektrolumineszenz-Schicht) aufgetragen wird . Abschließend können dann eine Isolationsschicht (dielektrische Schicht) und eine weitere Elektrode auf der Leuchtschicht angeordnet werden .
Ausgangspunkt der erfindungsgemäßen Elektrolumineszenz-Anordungen sind somit leitfähige Elektrodenschichten, welche auf Substrate aufgebracht sind .
Das EL-Element kann dera rt gestaltet sein, dass die Seite des Substrats, die mit der EL-Anordnung versehen ist, leuchtet, oder dass ein zumindest teilweise transparentes Substrat von einer rückwärtig aufgebrachten Elektrolumineszenz-Anordnung durchleuchtet wird .
Weiterhin kann das Leuchten auch zu beiden Seiten abstrahlen, falls das Substrat zumindest teilweise tra nsparent ist.
In einer ersten Ausführungsform der vorliegenden E rfindung besteht das
Elektrolumineszenz-Element aus folgenden Schichten (herkömmlicher
Aufbau) :
a) einem zumindest teilweise transparenten Substrat, Komponente A,
b) mindestens einer auf das Substrat aufgebrachten Elektrolumineszenz-Anordnung, Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten
ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA, als F rontelektrode, bb) gegebenenfalls eine Isolationsschicht, Komponente BB, bc) eine Schicht, enthaltend mindestens ein durch ein elektrisches Feld anregbares Leuchtpigment (Elektroluminophor), Elektrolumineszenz-Schicht oder Pigmentschicht genannt, Komponente BC, bd) gegebenenfalls eine Isolationsschicht, Komponente BD, be) eine Rückelektrode, Komponente BE, die zumindenst teilweise transparent sein kann, bf) eine Leiterbahn oder mehrere Leiterbahnen, Komponente BF, zur elektrischen Kontaktierung von sowohl Komponente BA als auch von Komponente BE, wobei die Leiterbahn oder die Leiterbahnen vor, nach oder zwischen den Elektroden BA und BE aufgebracht werden kann bzw. können, wobei vorzugsweise die Leiterbahn oder die Leiterbahnen in einem Arbeitsschritt aufgebracht werden . Die Leiterbahn oder Leiterbahnen können in Form eines Silberbusses, vorzugsweise hergestellt aus einer Silberpaste, aufgebracht sein . Eventuell kann vor dem Aufbringen des Silberbusses noch eine Graphitschicht aufgebracht werden,
c) einer Schutzschicht, Komponente CA oder einer Folie, Komponente CB,
Die Isolationsschichten BB und BD können undurchsichtig, opak oder transparent sein, wobei mindestens eine der Schichten zumindest teilweise transparent sein muss, wenn zwei Isolationsschichten vorhanden sind
Außen auf dem Substrat A und/oder zwischen Substrat A und der Elektrolumineszenz-Anordnung können außerdem ein oder mehrere zumindest teilweise transparente grafisch gestaltete Schichten angeordnet sein .
Neben den genannten Schichten (Komponenten A, B und C) kann das erfindungsgemäße Elektrolumineszenz-Element (herkömmlicher Aufbau) eine oder mehreren Reflexionsschicht(en) aufweisen. Die Reflexionsschicht(en) kann bzw. können insbesondere angeordnet sein:
außen auf Komponente A, zwischen Komponente A und Komponente BA, zwischen Komponente BA und Komponente BB bzw. BC, wenn Komponente BB fehlt, zwischen Komponente BD und Komponente BE, - zwischen Komponente BE und Komponente BF, zwischen Komponente BF und Komponente CA bzw. CB, außen auf Komponente CA bzw. CB .
Bevorzugt ist die Reflexionsschichtschicht, soweit vorha nden, angeordnet zwischen Komponente BC und Komponente BD bzw. BE, wenn Komponente BD fehlt.
Die Reflexionsschicht umfasst vorzugsweise Glaskügelchen, insbesondere Hohlglaskügelchen . Der Durchmesser der Glaskügelchen kann in weiten Grenzen verändert werden . So können sie eine Größe d50 von im Allgemeinen 5 μm bis 3 mm, vorzugsweise 1 0 bis 200 μm, besonders bevorzugt 20 bis 1 00 μm, aufweisen . Die Hohlglaskügelchen sind dabei vorzugsweise in ein Bindemittel eingebettet.
In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht das Elektrolumineszenz-Element aus folgenden Schichten (inverser Schichtaufbau) :
a) einem zumindest teilweise transparenten Substrat, Komponente A,
b) mindestens einer auf dem Substrat aufgebrachten Elektrolumineszenz-Anordnung, Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten
be) eine Rückelektrode, Komponente BE, die zumindest teilweise tra nspa rent sein kann, bb) gegebenenfalls eine Isolationsschicht, Komponente BB, bc) eine Schicht, enthaltend mindestens ein durch ein elektrisches Feld anregbares Leuchtpigment (Elektroluminophor), Elektrolumineszenz-Schicht oder
Pigmentschicht genannt, Komponente BC, bd) gegebenenfalls eine Isolationsschicht, Komponente BD, ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA, als Frontelektrode, bf) eine Leiterbahn oder mehrere Leiterbahnen, Komponente BF, zur elektrischen Kontaktierung von sowohl Komponente
BA als auch von Komponente BE, wobei die Leiterbahn oder die Leiterbahnen vor, nach oder zwischen den Elektroden
BA und BE aufgebracht werden kann bzw. können, wobei vorzugsweise die Leiterbahn oder die Leiterbahnen in einem Arbeitsschritt aufgebracht werden . Die Leiterbahn oder
Leiterbahnen können in Form eines Silberbusses, vorzugsweise hergestellt aus einer Silberpaste, aufgebracht sein . Eventuell kann vor dem Aufbringen des Silberbusses noch eine Graphitschicht aufgebracht werden,
c) einer zumindest teilweise transparenten Schutzschicht, Komponente CA und/oder einer Folie, Komponente CB.
Auf der transparenten Schutzschicht C und/oder zwischen der transparenten Schutzschicht C und der EL-Anordnung können außerdem ein oder mehrere zumindest teilweise transparente grafisch gestaltete Schichten angeordnet sein . Insbesondere können die grafisch gestalteten Schichten die Funktion der Schutzschicht übernehmen .
In einer besonderen Ausführungsform des inversen Schichtaufbaus können die oben erwähnten Aufbauten B, C sowohl auf der Vorderseite des Substrates, Komponente A, als auch auf der Rückseite, als auch auf beiden Seiten des Substrates angebracht sein (zweiseitiger Aufbau) . Die Schichten BA bis BF auf beiden Seiten können dabei identisch sein, sie können sich aber in einer oder mehreren Schichten unterscheiden, so dass beispielsweise das Elektrolumineszenz-Element auf beiden Seiten gleichwertig strahlt oder das Elektrolumineszenz-Element auf jeder Seite eine andere Farbe und/oder eine andere Helligkeit und/oder eine andere grafische Gestaltung aufweist. Neben den genannten Schichten (Komponenten A, B und C) kann das erfindungsgemäße Elektrolumineszenz-Element mit inversem Schichtaufbau eine oder mehreren Reflexionsschicht(en) aufweisen. Die Reflexionsschicht(en) kann bzw. können insbesondere angeordnet sein:
außen auf Komponente A, zwischen Komponente A und Komponente BE, zwischen Komponente BE und Komponente BB, zwischen Komponente BB und Komponente BC, - zwischen Komponente BC und Komponente BD, zwischen Komponente BD und Komponente BA, zwischen Komponente BA und Komponente BF, zwischen Komponente BF und Komponente CA bzw. CB, auf Komponente CA bzw. CB.
Bevorzugt ist die Reflexionsschichtschicht, soweit vorhanden, angeordnet zwischen Komponente BC und Komponente BB bzw. BE, wenn Komponente BB fehlt.
Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass die für den herkömmlichen Aufbau genannten besondere Ausführungsformen und Merkmale, soweit nicht anders bestimmt, für den inversen Schichtaufbau und den zweiseitigen Aufbau entsprechend gelten .
Die eine oder mehreren Isolationsschicht(en) BB und/oder BD sowohl beim herkömmlichen Aufbau als auch beim inversen Aufbau kann bzw. können insbesondere dann entfallen, wenn die Komponente BC eine Schichtdicke aufweist, die einen Kurzschluss zwischen den beiden Elektroden Komponenten BA und BE verhindert.
Nachfolgend werden die Merkmale der einzelnen Komponenten des EL- Elements beschrieben : Elektroden
Das erfindungsgemäße EL-Element weist eine erste zumindest teilweise transparente Frontelektrode BA und eine zweite Elektrode, die Rückelektrode BE auf.
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.
Die Rückelektrode BE muss nicht zwingend transparent ausgebildet sein.
Geeignete elektrisch leitende Materialien für die Elektroden sind dem Fachmann an sich bekannt. Grundsätzlich bieten sich bei der Herstellung von Dickfilm-AC-EL-Leuchtelement 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 1 00 Ä) und bieten den Vorteil einer hohen Transparenz bei einem relativ geringen Flächenwiderstand (ca. 60 bis 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. 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 können verwendet werden. Beispielsweise können die ATO-Siebdruckpasten mit den Bezeichnungen 71 62E oder 71 64 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon® System von Agfa, dem Clevios® PoIy- (3,4- ethylendioxythiophen)-System von H. C. Stαrck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT-conductive polymer polyethylene- dioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- oder Druckfarbensystemen von Panipol OY und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin, verwendet werden. Bevorzugt wird als Material der zumindest teilweise transparenten Elektrode des Elektrolumineszenz- Elements Clevios® 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.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden zur Formulierung einer Druckpaste zur Herstellung der teilweise transparenten Elektrode BA 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 65 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckpaste, Clevios P, Clevios PH, Clevios P AG, Clevios P HCV4, Clevios P HS, Clevios PH 500, Clevios PH 510 oder beliebige Mischungen davon verwendet. Als Lösemittel können Dimethylsulfoxid (DMSO), N, N- Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Ethylenglykol, Glycerin, Sorbitol, Methanol, Ethanol, Isopropanol, N-Propanol, Aceton, Methylethylketon, Dimethylamiπoethanol, Wasser oder Gemische aus zwei oder drei oder mehreren der genannten Lösemittel verwendet werden. Die Menge an Lösemittel kann in der Druckpaste in weiten Bereichen variieren. So können in einer erfindungsgemäßen Formulierung einer Paste 55 bis 60 Gew.-% Lösemitte! enthalten sein, während in einer anderen erfindungsgemäßen Formulierung etwa 35 bis 45 Gew.-% eines Lόsemittelgemischs aus zwei oder mehr Lösemitteln verwendet werden. Weiterhin können als Grenzflächenadditiv und Haftaktivator Silquest AI 87, Neo Rez R986, Dynol 604 und/oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Substanzen enthalten sein. Deren Menge beträgt 0, 1 bis 5,0 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckpaste. Als Bindemittel können in der Formulierung beispielsweise Bαyderm Finish 85 UD, Bαyhydrol PR340/1, Bαyhydrol PRl 35 oder beliebige Mischungen davon, vorzugsweise in Mengen von etwa 0,5 bis 10 Gew,- %, bevorzugt 3 bis 5 Gew.-%,, enthalten sein. Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Polyurethandispersionen, die nach dem Trocknen der Schicht das Bindemittel für die Leitschicht bilden, handelt es sich vorzugsweise um wässrige Polyurethandispersionen.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierungen von Druckpasten zur Herstellung der teilweise transparenten Elektrode BA enthalten:
Substanz Gehalt/ Gehalt/ Gehalt/ Gehalt/ Gew.-% Gew.-% Gew.-% Gew.-%
Clevios P HS 33 48 40 42,2 (H. C. Starck)
Silquest Al 87 0,4 0,5 1,2 1,0 (OSi Specialties)
N- 23,7 14,4 10,3 13,3 Methylpyrrolidon
Diethylenglykol 26,3 20,7 30,0 25,4
Proglyde/DMM 12,6 12,4 14,5 13,6
Bayderm Finish 4,0 4,0 4,0 4,5 85 UD (Lanxess)
Substanz Gehalt/Gew.-% Gehalt/Gew,- %
Clevios P HS 33 40 (H. C. Starck)
Silquest Al 87 0,4 1,2 (OSi Specialties)
N- 23,7 10 3 Methylpyrrolidon
Diethylenglykol 26,3 30 0
Proglyde/DMM 12,6 14 5
Bayhydrol 4,0 4, C P340/1 Abweichend von den oben genannten Formulierungen für die teilweise transparenten Elektrode BA können als fertige Formulierungen auch folgende hier beispielhaft genannte bereits fertige, kommerziell erhältliche Druckpasten erfindungsgemäß eingesetzt werden: die Orgacon EL-Pl OOO-, EL-P3000-, EL-P5000- oder EL-P6000-Reihen von Agfa, bevorzugt die EL-P3000- und EL-P6000-Reihen (insbesondere für verformbare Anwendungen) .
Darüber hinaus sind auch Zinn-Oxid (NESA) Pasten als entsprechendes Elektrodenmaterial denkbar.
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 werden
Diese Elektrodenmaterialien können beispielsweise mittels Siebdruck, Rakeln, Spritzen, Sprühen und/oder Streichen auf entsprechende Trägermaterialien (Substrate) aufgebracht werden, wobei bevorzugt anschließend bei geringen Temperaturen von beispielsweise 80 bis 1 20 0C getrocknet wird .
In einer bevorzugten alternativen Ausführungsform erfolgt die Aufbringung der elektrisch leitfähigen Beschichtung mittels Vakuum oder pyrolytisch .
Besonders bevorzugt in der alternativen Ausführungsform 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 Tαgeslichtdurchlässigkeit von zumindest größer 60 % ( > 60 bis 1 00 %) und insbesondere größer 76 % ( > 76 bis 1 00 %) aufweist.
Darüber hinaus kann auch elektrisch leitfähiges Glas als Elektrode verwendet werden .
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 .
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.
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.
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 1 0 günstiger als auf einer polymeren Folie bei vergleichbarer Transparenz, also beispielsweise 3 bis 1 0 Ohm/Quadrat bei Glasschichten verglichen mit 30 bis 1 00 Ω/Quadrat auf PET-Folien .
Bei der Rückelektrode Komponente BE 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 auf die Isolationsschicht
- soweit vorhanden - aufgebracht. Falls keine Isolationsschicht vorhanden ist, ist die Rückelektrode auf die Schicht enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz aufgebracht. In einer alternativen Ausführungsform ist die Rückelektrode auf das Substrat A aufgebracht.
Die Rückelektrode ist im Allgemeinen aus elektrisch leitenden Materialien auf anorganischer oder organischer Basis aufgebaut, beispielsweise aus Metallen wie Silber, wobei bevorzugt solche
Materialien eingesetzt werden, die bei Anwendung des isostatischen
Hochdruckverformungsverfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements nicht beschädigt werden . 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 .
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 71 62E oder 71 64 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon® System von Agfa, dem Clevios® Poly-(3,4- ethylendioxythiophenj-System von H . C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT conductive polymer polyethylene- dioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- und Druckfarbensystemen von Panipol Oy und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethacrylat), 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.
Die Formulierung der Druckpaste für die Rückelektrode kann dabei der der teilweise transparenten Elektrode entsprechen.
Abweichend von dieser Formulierung kann jedoch für die Rückelektrode auch folgende Formulierung erfindungsgemäß verwendet werden.
Zur Formulierung einer Druckpaste zur Herstellung der Rückelektrode werden 30 bis 90 Gew-%, bevorzugt 40 bis 80 Gew-%, besonders bevorzugt 50 bis 70 Gew-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Druckpaste, der leitfähigen Polymere Clevios P, Clevios PH, Clevios P AG, Clevios P HCV4, Clevios P HS, Clevios PH, Clevios PH 500, Clevios PH 51 0 oder beliebige Mischungen davon verwendet. Als Lösemittel können Dimethylsulfoxid (DMSO), N,N-Dimethylformamid, N, N- Dimethylacetamid, Ethylenglykol, Glycerin, Sorbitol, Methanol, Ethanol, Isopropanol, N-Propanol, Aceton, Methylethylketon,
Dimethylaminoethanol, Wasser oder Mischungen aus zwei oder drei oder mehreren dieser Lösemittel verwendet werden. Die Menge an verwendetem Lösemittel kann in breiten Bereichen variieren. So können in einer erfindungsgemäßen Formulierung einer Paste 55 bis 60 Gew.-% Lösemittel enthalten sein, während in einer anderen erfindungsgemäßen Formulierung etwa 40 Gew.-% eines Lösemittelgemischs aus drei Lösemitteln verwendet werden. Weiterhin können als Grenzflächenadditiv und Haftaktivator Silquest Al 87, Neo Rez R986, Dynol 604 oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Substanzen vorzugsweise in einer Menge von 0,7 bis 1 ,2 Gew.-% enthalten sein. Als Bindemittel können beispielsweise 0,5 bis 1 ,5 Gew.-% UD-85, Bαyhydrol PR340/1, Bαyhydrol PRl 35 oder belibige Mischungen davon enthalten sein.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Rückelektrode mit Graphit gefüllt sein. Dies kann dadurch erreicht werden, dass den oben beschriebenen Formulierungen Graphit zugegeben wird.
Abweichend von den oben genannten Formulierung für die Rückelektrode können als fertige Formulierungen auch folgende hier beispielhaft genannte bereits fertige, kommerziell erhältliche
Druckpasten erfindungsgemäß eingesetzt werden: die Orgacon EL-
PlOOO-, EL-P3000-, EL-P5000- oder EL-P6000-Reihen von Agfa, bevorzugt die EL-P3000- und EL-P6000-Reihen (für verformbare Anwendungen). Auch hier kann Graphit zugegeben werden.
Speziell für die Rückelektrode können auch die Druckpasten der Orgacon EL-P4000-Reihe, insbesondere Orgacon EL-P4010 und EL-4020, verwendet werden. Beide können in beliebigem Verhältnis miteinander gemischt werden. Orgacon EL-P4010 und EL-4020 enthalten bereits Graphit.
Auch käuflich zu erwerbende Graphitpasten können als Rückelektrode verwendet werden, beispielsweise Graphitpasten von Acheson, insbesondere Electrodag 965 SS oder Electrodag 6017 SS.
Eine erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierung einer Druckpaste zur Herstellung der Rückelektrode BE enthält:
Substanz Gehalt / Gehalt / Gehalt / Gew.-% Gew.-% Gew.-%
Clevios P HS 58,0 50,7 64,0
Silquest Al 87 2,0 1,0 1,6
NMP (z.B. BASF) 17,0 12,1 14,8
DEG 10,0 23,5 5,9
DPG/DMM 10,0 8,6 10,2
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000025_0002
Leiterbahnen, Anschlüsse der Elektroden
Bei großflächigen Leuchtelementen mit einem
Leuchtkondensatoraufbau spielt die Flächenleitfähigkeit für eine gleichmäßige Leuchtdichte eine beträchtliche Rolle. Häufig werden bei großflächigen Leuchtelementen als Leiterbahnen, Komponente BF, 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 (vlittelbereich einer Leuchtfläche wesentlich reduziert und die Ungleichmäßigkeit der Leuchtdichte beziehungsweise der Abfall der Helligkeit in der Mitte eines Leuchtfeldes reduziert.
Bei einem in einer erfindungsgemäßen Aυsführυngsform eingesetzten zinksulfidischen partikulären EL-FeId werden im Aligemeinen größer 1 00 Volt bis über 200 Volt Wechselspannung angelegt, und es fließen bei Verwendung eines guten Dielektrikums beziehungsweise guter Isolation sehr geringe Strome. 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 .
Erfindungsgemäß bevorzugt ist es ausreichend, dass der Silberbus bei Flächen unterhalb von DIN A3 nur am Rand der Elektrodenschicht BA bzw. BE aufgedruckt wird; bei Flächen oberhalb von DIN A3 ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Silberbus mindestens eine zusätzliche Leiterbahn ausbildet.
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 .
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 .
Solange nur geringe elektrische Leistungen auf elektrisch leitfähige Beschichtungen eingeleitet werden müssen, sind Federkontakte oder Carbon-gefüllte Gummielemente beziehungsweise so genannte Zebra- Gummistreifen ausreichend .
Als Leitkleberpasten werden bevorzugt Leitkleberpasten 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 . Die Klebeschicht wird dabei im Allgemeinen mit einigen N/cm2 Flächenpressung gleichmäßig angepresst, und es werden so je nach Ausführung Werte von 0,01 3 Ohm/cm2 (beispielsweise Conductive Copper Foil Tape VE 1 691 der Firma D & M International, A-8451 Heimschuh) beziehungsweise 0,005 Ohm (beispielsweise Type 1 1 83 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 (beispielsweise Type 1 345 der Firma 3M) oder 0,003 Ohm (beispielsweise Type 3202 der Firma Holland Shielding Systems BV) erreicht.
Die Kontaktierung kann jedoch nach allen dem Fachmann geläufigen Verfahren, beispielsweise Crimpen, Stecken, Klemmen, Nieten, Schrauben, vorgenommen werden .
Dielektrizitätsschicht
Das erfindungsgemäße El-Element weist bevorzugt zumindest eine Dielektrizitätsschicht auf, Komponente BD, welche zwischen der Rückelektrode Komponente BE und der EL-Schicht Komponente BC vorgesehen ist.
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 1 00 ergeben .
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 1 5 μm, auf . 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.
Als Füllstoffe werden anorganische Isolationsmaterialien verwendet, die dem Fachmann aus der Literatur bekannt sind, beispielsweise: BaTiO3, SrTiO3, KNbO3, PbTiO3, LaTaO3, LiNbO3, GeTe, Mg2TiO4, Bi2(TiO3J3, NiTiO3, CaTiO3, ZnTiO3, Zn2TiO4, BaSnO3, Bi(SnO3J3, CaSnO3, PbSnO3, MgSnO3, SrSnO3, ZnSnO3, BaZrO3, CaZrO3, PbZrO3, MgZrO3, SrZrO3, ZnZrO3 und Blei- Zirkoπat-Titanat Mischkristallen oder Mischungen von zwei oder mehreren dieser Füllstoffe. Erfindungsgemäß bevorzugt als Füllstoff sind BaTiO3 oder PbZrO3 oder Mischungen daraus, vorzugsweise in Füllmengen von 5 bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt von 40 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Paste, in der Paste zur Herstellung der Isolationsschicht.
Als Bindemittel für diese Schicht können Ein- oder bevorzugt Zweikomponentenpolyurethansysteme, bevorzugt der Bayer
MaterialScience AG, wiederum besonders bevorzugt Desmodur und
Desmophen oder die Lackrohstoffe der Lupranate-, Lupranol-, Pluracol- oder Lupraphen-Reihen der BASF AG; der Degussa AG (Evonik), vorzugsweise Vestanat, wiederum besonders bevorzugt Vestanat T und B; oder der Dow Chemical Company, wiederum bevorzugt Vorastar; verwendet werden . Weiterhin können auch hochflexible Bindemittel, zum Beispiel solche auf Basis von PMMA, PVA, insbesondere Mowiol und
Poval von Kuraray Specialties Europe GmbH oder Polyviol von Wacker
AG, oder PVB, inbesondere Mowital von Kuraray Specialties Europe GmbH (B 20 H, B 30 T, B 30 H, B 30 HH, B 45 H, B όO T, B 60 H, B 60 HH, B
75 H), oder Pioloform, insondere Pioloform BRl 8, BM I 8 oder BTl 8, von
Wacker AG, eingesetzt werden. Als Lösemittel können beispielsweise Ethylαcetαt, Butylαcetαt, 1 - Methoxypropylαcetαt-2, Toluol, XyIoI, Solvesso 1 00, Shellsol A oder Mischungen aus zwei oder mehrere dieser Lösemittel verwendet werden . Bei Verwendung von zum Beispiel PVB als Bindemittel ferner Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Diacetonalkohol, Benzylalkohol, 1 -Methoxypropanol-2, Butylglykol, Methoxybutanol, Dowanol, Methoxypropylacetat, Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Butoxyl, Glykolsäure-n-butylester. Aceton, Methylethylketon,
Methylisobutylketon, Cyclohexanon, Toluol, XyIoI, Hexan, Cyclohexan, Heptan sowie Mischungen aus zwei oder mehreren der genannten Lösungsmittel in Mengen von 1 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Paste, bevorzugt 2 bis 20 Gew.%, besonders bevorzugt 3 bis 1 0 Gew.-%. Weiterhin können noch Additive wie Verlaufsmittel und Rheologieadditvie zur Verbesserung der Eigenschaften zugefügt werden . Beispiele für Verlaufsmittel sind Additol XL480 in Butoxyl in einem Mischungsverhältnis von 40 :60 bis 60:40. Als weitere Additive können 0,01 bis 1 0 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0, 1 bis 2 Gew.-%, jeweils bezogen aus die Gesamtpastenmasse. Als Rheologieadditive, die das Absetzverhalten von Pigmenten und Füllstoffen in der Paste vermindern, können beispielsweise BYK 41 0, BYK 41 1 , BYK 430, BYK 431 oder beliebige Mischungen davon enthalten sein .
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierungen einer Druckpaste zur Herstellung der Isolationsschicht als Komponente BB und / oder BD enthalten :
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EL-Schicht
Das erfindungsgemäße EL-Element umfasst mindestens eine EL-Schicht, Komponente BC. Die mindestens eine 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 EL- Schicht auf mehreren Teilflächen angeordnet ist, haben die Teilflächen im Allgemeinen einen Abstand von 0,5 bis 1 0,0 mm, bevorzugt 1 bis 5 mm voneinander.
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 gegebenenfalls darauf aufgebrachten dielektrischen Schicht gegeben ist. In einer bevorzugten Ausführung werden dabei PVB oder PU basierende Systeme verwendet. Neben den EL-Pigmenten können gegebenenfalls 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.
Die in der EL-Schicht verwendeten EL-Pigmente weisen im Allgemeinen eine Dicke von 1 bis 50 μm, vorzugsweise 5 bis 25 μm auf .
Bevorzugt ist die mindestens eine EL-Schicht BC eine Wechselstrom- Dickfi Im-Pu Iver-Elektrolumineszenz (AC- P- E L) -Leuchtstruktur.
Dickfilm AC-EL Systeme sind seit Destriau 1 947 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-Pigmente verwendet. Es ist jedoch ebenfalls möglich, in dem erfindungsgemäßen
EL-Element nicht mikroverkapselte Pigmente einzusetzen, wie nachstehend weiter ausgeführt wird .
Unter EL-Elementen werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Dickfilm-EL Systeme verstanden, die mittels Wechselspannung bei normativ 1 00 Volt und 400 Hertz betrieben werden und derart ein so genanntes kaltes Licht von einigen cd/m2 bis zu einigen 1 00 cd/m2 emittieren. In derartigen anorganischen Dickfilm-Wechselspannungs-EL- Elementen werden im Allgemeinen EL-Siebdruckpasten verwendet.
Derartige EL-Siebdruckpasten werden im Allgemeinen auf Basis anorganischer Substanzen aufgebaut. Geeignete Substanzen sind beispielsweise hochreine ZnS, CdS, ZnxCd ^xS Verbindungen der Gruppen Il 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 coαktiviert werden . Zur Dotierung werden beispielsweise Kupfer und/oder Mangan eingesetzt. Die Coaktivierung erfolgt beispielsweise 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 .
Übliche EL-Emissionsfarben sind gelb, grün, grün-blau, blau-grün und weiß, wobei die Emissionsfarbe weiß oder rot durch Mischungen geeigneter EL-Pigmente gewonnen werden kann oder durch Farbkonversion . 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 .
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 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 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 Y3AI5O1 2:Ce3+ oder Tb3AI5O1 2:Ce3+ oder Sr2GαS4: Eu2 + oder SrS: Eu2 + oder (Y,Lu, Gd, Tb)3(AI, Sc, Gα)5O1 2:Ce3 + oder (Zn,Cα,Sr)(S,Se) : Eu2 + auf. Auch auf diese Weise kann eine weiße Emission erzielt werden .
Entsprechend dem Stand der Technik können die vorstehen genannten EL-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 Mikroverkapselungstechnologien und Folienhüll-Laminate auf Basis der diversen thermoplastischen Folien sind grundsätzlich ebenfalls geeignet, haben sich jedoch als teuer und nicht wesentlich lebensdauerverlängernd erwiesen .
Geeignete zinksulfidische mikroverkapselte EL-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 PHSOO l ® High-Efficiency Green Encapsulated EL Phosphor, I 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 .
Die mittleren Teilchendurchmesser der in der EL-Schicht geeigneten mikroverkapselten Pigmente betragen im Allgemeinen 1 5 bis 60 μm, bevorzugt 20 bis 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-Pigmente sind beispielsweise 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 . Speziell nicht mikroverkαpselte EL-Pigmente können mit kleineren Pigmentαbmessungen bis unter 1 0 μm verwendet werden. Dadurch kann die Durchsichtigkeit des Glaselementes erhöht werden.
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 EL-Pigmente zusätzlich schützen und lebensdauerverlängernd wirken.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden in der AC- P-EL-Leuchtschicht Pigmente eingesetzt, die nicht mikroverkapselt sind.
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.
Die Helligkeitswerte (EL-Emission) betragen im Allgemeinen 1 bis 200 cd/m2, bevorzugt 3 bis 100 cd/m2, besonders bevorzugt bei 5 bis 40 cd/m2; bei großen Leuchtflächen liegen die Helligkeitswerte bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 cd/m2.
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. 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.
Die Schicht enthält die oben genannten gegebenenfalls dotierten ZnS- Kristalle, bevorzugt wie oben beschrieben mikroverkapselt, vorzugsweise in einer Menge von 40 bis 90 Gew.-%, bevorzugt von 50 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 55 bis 70 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Paste. Als Bindemittel können Ein- und bevorzugt Zweikomponentenpolyurethane verwendet werden. Erfindungsgemäß bevorzugt sind hochflexible Materialien der Bayer MaterialScience AG, beispielsweise die Lackrohstoffe der Desmophen- und Desmodur- Reihen, vorzugsweise Desmophen und Desmodur, oder die Lackrohstoffe der Lupranate-, Lupranol-, Pluracol- oder Lupraphen- Reihen der BASF AG. Als Lösemittel können Ethoxypropylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Methoxypropylacetat, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexanon, Toluol, XyIoI, Solventnaphtha 1 00 oder beliebige Mischungen von zwei oder mehreren dieser Lösemittel in Mengen von vorzugsweise 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 1 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtpastenmasse, verwendet werden. Weiterhin können andere hochflexible Bindemittel, zum Beispiel solche auf Basis von PMMA, PVA, insbesondere Mowiol und Poval von Kuraray Europe GmbH (heißt jetzt Kuraray Specialties oder Polyviol von Wacker AG, oder PVB, inbesondere Mowital von Kuraray Europe GmbH (B 20 H, B 30 T, B 30 H, B 30 HH, B 45 H, B 60 T, B 60 H, B 60 HH, B 75 H), oder Pioloform, insondere Pioloform BR l 8, BM l 8 oder BTl 8, von Wacker AG, sein. Bei Verwendung von Polymerbindemittel wie zum Beispiel PVB können weiterhin Lösungsmittel wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Diacetonalkohol, Benzylalkohol, 1 -Methoxypropanol-2, Butylglykol, Methoxybutanol, Dowanol, Methoxypropylacetat, Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Butoxyl, Glykolsäure-n- butylester. Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon,
Cyclohexanon, Toluol, XyIoI, Hexan, Cyclohexan, Heptan sowie Mischungen aus zwei oder mehreren der genannten in Mengen von 1 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse der Paste, bevorzugt 2 bis 20 Gew.%, besonders bevorzugt 3 bis 1 0 Gew.-% zugesetzt werden . Weiterhin können 0, 1 bis 2 Gew.-% Additive zur Verbesserung des Fließverhaltens und des Verlaufs enthalten sein . Beispiele für Verlaufsmittel sind Additol XL480 in Butoxyl in einem Mischungsverhältnis von 40:60 bis 60:40. Als weitere Additive können 0,01 bis 1 0 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0, 1 bis 2 Gew.-%, jeweils bezogen aus die Gesamtpastenmasse, Rheologieadditive enthalten sein, die das Absetzverhalten von Pigmenten und Füllstoffen in der Paste vermindern, beispielsweise BYK 41 0, BYK 41 1 , BYK 430, BYK 431 oder beliebige Mischungen davon .
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierungen von Druckpasten zur Herstellung der EL-Pigmentschicht als Komponente BC enthalten :
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Darüber hinaus können auch kommerziell erhältliche, bereits fertig abgemischte Siebdruckpasten verwendet werden, beispielsweise solche der Hersteller Metalor oder Norcote.
Abdeckschicht
Neben den Komponenten A und B enthält das erfindungsgemäße EL- Element eine Schutzschicht, Komponente CA, um eine Zerstörung des
Elektrolumineszenz-Elements bzw. der gegebenenfalls vorhandenen graphischen Darstellungen zu vermeiden . Geeignete Materialien der
Schutzschicht sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Schutzschichten
CA sind beispielsweise hochtemperaturbeständige Schutzlacke wie Schutzlacke, die Polycarbonate und Bindemittel enthalten . Ein Beispiel für einen solchen Schutzlack ist Noriphan® HTR von Pröll, Weißenburg .
Alternativ kann die Schutzschicht auch auf Basis von flexiblen Polymeren wie Polyurethanen, PMMA, PVA, PVB formuliert werden . Hierfür können Polyurethane von Bayer MaterialScience AG verwendet werden. Diese Formulierung kann auch mit Füllstoffen versehen sein. Hierfür geeignet sind alle dem Fachmann bekannten Füllstoffe, beispielsweise auf Basis anorganischer Metalloxide wie TiO2, ZnO, Lithopone, etc mit einem Füllgrαd von 1 0 bis 80 Gew. % der Druckpαste, bevorzugt von 20 bis 70 %, besonders bevorzugt von 40 bis 60 % . Weiterhin können die Formulierungen Verlαufsmittel sowie Rheologieαdditive enthalten . Als Lösemittel können beispielsweise. Ethoxypropylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Methoxypropylacetat, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclohexa non, Toluol, XyIoI, Solventnaphtha 1 00 oder Mischungen aus zwei oder mehreren dieser Lösemittel verwendet werden .
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Formulierungen des Schutzlackes CA enthalten zum Bespiel :
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Substrate
Das erfindungsgemäße EL-Element kann auf einer oder auf beiden Seiten an den jeweiligen Elektroden Substrate, wie beispielsweise Gläser, Kunststofffolien oder dergleichen aufweisen . 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.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Substrat, welches mit der transparenten Elektrode BA in Kontakt steht, eine Folie ist, welche unterhalb Glasübergangstemperatur Tg kaltreckbar verformbar ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, dass resultierende EL-Element dreidimensional zu verformen .
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das Substrat, welches mit der Rückelektrode BE 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 .
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.
Das dreidimensional verformte Element kann in einem Spritzgusswerkzeug auf zumindest einer Seite mit einem thermoplastischen Kunststoff angeformt werden .
Herstellung erfindunasaemäßer EL-Elemente
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 lαminαtionstechnisch das Dielektrikum, soweit vorhanden, und die Rückseitenelektrode hergestellt.
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 werden 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.
In einer Ausführungsform der Erfindung können die Leiterbahnen (Silberbus) als erste Schicht auf das Substrat A aufgebracht werden. Erfindungsgemäß bevorzugt werden sie jedoch auf die Elektroden BA bzw. BE, entweder in zwei Arbeitsgängen jeweils einzeln auf die Elektroden, oder in einem Arbeitschritt auf die Elektroden gemeinsam aufgebracht.
Die EL-Schicht wird üblicherweise drucktechnisch mittels Siebdruck oder Dispenserauftrag oder InkJet-Auftrag oder auch mit einem Rakelvorgang oder einem Rollenbeschichtungsverfahren oder einem Vorhanggießverfahren oder einem Transferverfahren, bevorzugt mittels Siebdruck, aufgebracht. Bevorzugt wird die EL-Schicht auf die Oberfläche der Elektrode oder auf die gegebenenfalls auf die Rückelektrode aufgebrachte Isolationsschicht aufgebracht.
Als Energieversorgung (6) wird bevorzugt eine aufladbare Batterie verwendet und können relativ kleine beziehungsweise flache Batterien mit guter Aufladecharakteristik und geringer Entladecharakteristik verwendet werden. Moderne EL-Inverter können bereist ab 3 VoIt-DC betrieben werden und benötigen geringe Ströme.
Der Ein-Aus-Schalter (7) beziehungsweise Taster kann in vielfältiger Art und Weise realisiert werden und kann beispielsweise als kapazitives Feld oder als biegeelastisches Feld ausgebildet werden und erfüllt derart die Anforderung nach Spritzwasserschutz.
Die Betriebselektronik (8) beinhalten den EL-Inverter, also den Elektronikschaltkreis, der eine Gleichspannung aus der Batterie (6) in eine Wechselspannung von typisch 100 bis über 200 Volt und 50 Hz bis typisch 400 Hz und bis in den kHz Bereich umsetzt. Für kleine EL-Felder können extrem kleine Chipinverter verwendet werden, wobei diese oft Zusatzeinrichtungen für den Betrieb von zwei EL-Feldern beinhalten oder eine Power-down Elektronik oder eine Sensor gesteuerte Helligkeitsregelung.
In der Betriebselektronik (8) ist weiters die Art der Aufladung der Batterie (6) ausgebildet. In Figur 1 wird ein induktives Ladesystem (9) unter Verwendung einer Spule (10) und eines Lochs bzw. einer Öffnung (1 1 ) beziehungsweise einer Vertiefung für das induktive Ladesystem skizziert. Diese Öffnung ( 1 1 ) wird beim elektronischen Ladevorgang über den Dorn eines Ladegerätes ausgeführt und derart wird der Ladevorgang ausgeführt. Ein derartiges System ist bei elektrischen Zahnbürsten millionenfach bewährt ausgebildet.
Grundsätzlich können jedoch ebenso ohmsche Kontakte herausgeführt werden und können diese mit einer Niederspannung zum Laden der
Batterie (6) versorgt werden. Die elektrischen Kontakte können als metallische nichtoxidierende Flächen ausgebildet sein oder es können handelsübliche Ladebuchsen für DC-Niederspannung verwendet werden.
Der Ladevorgang kann erfindungsgemäß auch über eine kapazitive
Energieübertragung erfolgen.
Der angeformte berandende Kunststoff ( 1 5) kann mittels Einlegespritzguß hergestellt werden oder kann auch in einer zweiteiligen Ausführung ausgebildet sein. Dabei werden bevorzugt dauerelastische Kunststoffe, beispielsweise thermoplastische Polyurethane (TPU) mit dem Handelsnamen Desmoflex® der Firma Bayer MaterialScience oder thermoplastische Elastomere (TPE) auf Basis Kraton® (Kraton Polymers LLC) und dergleichen thermoplastische Kunststoffe verwendet.
Die zweiteilige Ausführung Kunststoffausfύhrung - ( 1 5) kann derart gebildet werden, dass im oberen Bereich der elektronischen Bauteile (6, 7, 8, 9) beziehungsweise im Anschlussbereich der EL-Folie (2) ein eigenes abdeckendes Spritzgusselement hergestellt wird und dieses mit dem umrandenden Spritzgusselement verbunden wird.
In allen Fällen wird dabei darauf geachtet, dass die Schreibtafel ( 1 ) die Anforderungen an den Spritzwasserschutz erfüllt und die Richtlinie 94/9/EG (Atex 95) für explosionsgeschützte Geräte erfüllt und derart in feuchter und nebeliger und explosionsgefährdeter Umgebung verwendet werden kann.
Die- Klemmvorrichtung ( 1 6) kann gemeinsam mit dem berandenden Kunststoffelement ( 15) ausgebildet werden, wobei die Herstellung als zweiteiliges Kunststoffelement gewisse Herstellungsvorteile aufweist. Die Klemmvorrichtung (1 6) kann jedoch ebenso gut als eigenständiges Kunststoffelement oder als Metallteil mit dem Kunststoffelement (15) verbunden ausgebildet werden. Die Funktion ist derart, dass das Klemmteil (16) ein Schreibblatt (4) festhalten beziehungsweise festklemmen soll . Grundsätzlich kann die Klemmvorrichtung (1 6) auch nur stückweise oder mehrfach an einer oder mehreren Kanten der Schreibtafel ( 1 ) ausgebildet werden. Zusätzlich kann der berandende Kunststoff ( 1 5) eine festhaltende Funktion mittels feiner Hinterschnitte bewirken.
Das Schreibblatt (4) wird mittels einer Haltevorrichtung, insbesondere Klemmvorrichtung (1 6) auf dem Schriftfeld (1 2) gehalten und der Benutzer kann mittels Schreibstift (5) eine Notiz ( 1 4) beziehungsweise ein Protokoll oder Anmerkungen auf das Schreibblatt (4) schreiben. Je nach Einsatzbereich kann das Schreibblatt wasserbeständig ausgebildet sein und weist die Notiz ( 1 4) ebenfalls eine Wasserbeständigkeit auf. Um ein Protokoll ( 1 4) besser gestalten zu können, kann das EL-Leuchtelement (2) beziehungsweise das Schriftfeld ( 1 2) mit einer grafischen Gestaltung ( 1 3) versehen werden, das entsprechende Eintragungsfelder beinhaltet und derart die Protokollierung unterstützt.
Außer der beschriebenen Klemmvorrichtung können alle Halte- und Befestigungsvorrichtungen eingesetzt werden, die dem Fachmann zur Befestigung eines beschreibbaren im Wesentlichen zweidimensionalen blatt- oder bahnförmingen Gegenstandes geläufig sind . So kann das Schreibblatt beispielsweise auch bahnförmig auf einer an der Schreibtafel angebrachten ersten Rolle aufgerollt sein und nach der Beschriftung auf einer der ersten Rolle gegenüberliegenden zweiten Rolle aufgerollt werden, wobei das Schreibblatt zur Beschriftung über die EL-beleuchtbare Fläche des Schreibblattes geführt wird .
In Figur 2 wird ein schematischer Schnitt durch eine beispielhafte Schreibtafel mit EL-Leuchtelement (2) mit eingeklemmten Schreibblatt (4) und Schreibstift (5) dargestellt.
In dieser schematischen Darstellung ist der angeformte berandende Kunststoff ( 1 5) einstückig aufgezeigt und ist die Klemmvorrichtung ( 1 6) integral mit dem Kunststoff ( 1 5) angeformt aufgezeigt. Diesbezüglich gelten die Anmerkungen bezüglich zweiteiliger Ausbildung und der Verwendung diverser Kunststoffe beziehungsweise metallischer Klemmelemente wie in der Beschreibung der Figur 1 angemerkt.
In Figur 3 wird ein schematischer Schnitt durch ein beispielhaftes EL- Leuchtelement (2) mit Substrat (3) und den Bauteilen (6, 7, 8, 9, 1 0, 1 1 ) dargestellt.
In diesem schematischen Schnitt wird eine beispielhafte Ausführung des
EL-Leuchtelementes (2) mit einem rückseitigen Substrat (3) und der rückseitigen leitfähigen Struktur ( 1 7) aufgezeigt. Die Bauteile (6, 7, 8, 9, 1 0, 1 1 ) sind dabei nur schematisch im oberen Bereich eingezeichnet und können grundsätzlich auch an den anderen Kanten oder auf der Rückseite des Substrats (3) angeordnet werden .
Bezuαszeichenliste
1 Schreibtαfel mit EL-Leuchtelement
2 EL-Leuchtelement: zinksulfidisches partikuläres Dickfilm AC flächiges EL-Leuchtelement
3 Substrat: rückseitiges flächiges Element
4 Schreibblatt: transparent beziehungsweise transluzent und wasserbeständig und beschreibbar
5 Schreibstift 6 Energieversorgung : aufladbare Batterie u .dgln .
7 Ein-Aus-Schalter beziehungsweise Taster
8 Betriebselektronik: EL-Inverter und Ladeelektronik und optional Helligkeitssensor mit Dimmerelektronik bzw. Power-down Elektronik
9 Ladesystem: induktives Ladesystem mit Spule und Loch bzw. ohmsche Kontakte (nicht gezeichnet) oder kapazitive Kopplung
(nicht gezeichnet)
1 0 Spule des Ladesystems
1 1 Loch bzw. Vertiefung für das induktive Ladesystem 1 2 Schriftfeld 1 3 Grafische Gestaltung
1 4 Notiz beziehungsweise Protokoll bzw. Anmerkungen
1 5 Angeformter berandender Kunststoff
1 6 Klemmvorrichtung : integral im angeformten Kunststoff ausgebildet oder eine Einlegefederelement aus Metall oder Kunststoff 1 7 Rückseitige leitfähige Struktur
1 8 Obere tranparente polymere Folie

Claims

Patentansprüche
1. Schreibtafel (1) mit zumindest einem flächigen partikulärem Dickfilm AC EL-Leuchtelement (2), wobei das EL-Leuchtelement (2) zumindest eine obere transparente polymere Folie (18) aufweist und die Schreibtafel (1) ein unteres flexibles Substrat (3) aufweist und auf diesem unteren Substrat (3) eine leitfähige Struktur (17) angeordnet ist und die Energieversorgung (6) und die Betriebselektronik (8) inklusive des zumindest einen Ein-Aus-Schaltsystems (7) und des Ladesystems (9) dort angeordnet sind und die obere polymere Folie (18) und das untere Substrat (3) formschlüssig mit einem thermoplastischen Kunststoff (15) umrandend angegossen sind und auf diese Weise die Schreibtafel (1) zumindest spritzwassergeschützt ausgebildet ist.
2. Schreibtafel (1) mit zumindest einem EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladesystem (9) aus einer Spule (10) besteht und der angeformte Kunststoff (15) eine Öffnung (11) beziehungsweise Vertiefung ausbildet und diese Öffnung (11) beim elektronischen Ladevorgang über den Dorn eines Ladegerätes angeordnet wird und derart der Ladevorgang ausgeführt wird und die Schreibtafel (1) mit dem angeformten Kunststoff (15) eine allseits formgeschlossene Ausführung bildet, in die kein Spritzwasser eindringen kann und die Richtlinie 94/9/EG (Atex 95) für explosionsgeschützte Geräte erfüllt.
3. Schreibtafel (1) mit zumindest einem EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladesystem (9) aus zumindest zwei ohmschen Kontakten besteht, die zumindest spritzwasserfest und korrosionsbeständig durch den angeformten Kunststoff (15) nach außen geführt sind und derart beim Ladevorgang durch eine geeignete elektrische Kontaktierung mit dem Ladegerät verbunden werden können und derart die Schreibtafel (1) spritzwassergeschützt ausgeführt ist und die Richtlinie 94/9/EG (Atex 95) für explosionsgeschützte Geräte erfüllt.
4. Schreibtαfel ( 1 ) mit zumindest einem EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibtafel ( 1 ) zumindest stückweise eine Klemmvorrichtung ( 1 6) für ein Schreiblatt (4) aufweist und diese Klemmvorrichtung ( 1 6) aus einem metallischen Federelement gebildet wird oder integral durch den angeformten Kunststoff ausgebildet wird .
5. Schreibtafel ( 1 ) mit zumindest einem EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das EL-Leuchtelement (2) eine Emissionsfarbe weiß oder eine fluoreszente Signalfarbe aufweist und in der Helligkeit manuell und/oder automatisch an die Umgebungshelligkeit angepasst werden kann .
6. Schreibtafel ( 1 ) mit zumindest einem EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere EL-
Leuchtelemente (2) beziehungsweise mehrere EL-Leuchtfelder (2) auf dem Schriftfeld ( 1 2) ausgebildet sind und diese eine unterschiedliche Emissionsfarbe aufweisen .
7. Schreibtafel ( 1 ) mit zumindest einem EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine EL- Leuchtelement (2) zusätzlich mit lang nachleuchtenden phosphoreszierenden Pigmenten ausgerüstet ist und derart das Schriftfeld auch bei Ausfall oder bei verbrauchter Batterie nachleuchtet.
8. Schreibtafel ( 1 ) mit zumindest einem EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Substrat (3) inklusive der unteren leitfähigen Struktur ( 1 7) transparent beziehungsweise semitransparent ausgebildet ist und derart des Schriftfeld zusätzlich eine Lichtemission nach unten aufweist.
9. Schreibtαfel ( 1 ) mit zumindest einem E L-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 bis 7, dad urch gekennzeichnet, dass das untere Substrat (3) opak ausgebildet ist und die Schicht unterhalb der EL-Dickfilmschicht reflektierend beziehungsweise opak-weiss ausgebildet ist.
1 0. Verfahren zur Herstellung von einer Schreibtafel ( 1 ) mit zumindest einem flächigen partikulä rem Dickfilm AC EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 bis 9, dad urch gekennzeichnet, dass das zumindest eine EL- Leuchtelement (2) nach dem Stand der Technik hergestellt wird, wobei zusätzlich die E nergieversorgung (6) und die Betriebselektronik (8) inklusive des zumindest einen Ein-Aus-Schaltsystems ( 7) und des Ladesystems (9) auf dem unteren Substrat (3) angeordnet werden und anschließend diese Einheit in einem Spritzgusswerkzeug mit dem angeformten umrandenden Kunststoff ( 1 5) versehen wird .
1 1 . Verfahren zur Herstellung von einer Schreibtafel ( 1 ) mit zumindest einem EL-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 0, dadurch gekennzeichnet, dass der angeformte Kunststoff ( 1 5) elastomere Eigenschaften aufweist.
1 2. Anwendung von einer Schreibtafel ( 1 ) mit zumindest einem flächigen partikulärem Dickfilm AC E L-Leuchtelement (2) nach Anspruch 1 bis 9, hergestellt nach Anspruch 1 0 bis 1 1 als Klemmbrett beziehungsweise Schreibbrett beziehungsweise Signaltafel, wobei mit einem wasserbeständigen Stift (5) direkt auf dem Schriftfeld ( 1 2) beziehungsweise bevorzugt auf einem darauf angeordneten wasserbeständigen Schreibblatt (4) geschrieben werden ka nn und das Schreibblatt (4) und/oder das Schriftfeld ( 1 2) eine grafische Gestaltung ( 1 3) a ufweisen kann und derart ein Protokoll ( 1 4) ausgefüllt werden kann oder allgemeine Notizen ( 1 4) festgehalten werden können und derart bei Einsätzen der Feuerwehr, der Rettung, der Polizei, dem Militär und dergleichen Einsätzen unter schlechter bis mangelnder Beleuchtung beziehungsweise nebelartiger beziehungsweise explosionsgefährdeter Umgebung verwendbar ist.
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