WO2014033151A2 - Verfahren zur herstellung eines selbstleuchtenden körpers und selbstleuchtender körper - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a self-luminous body, wherein a fluorescent and / or phosphorescent layer by means of a
  • Disintegrating radiation emitting medium is lit, as well as such a self-luminous body and a use thereof.
  • Self-luminous bodies of the type mentioned are known in principle and are marketed, for example, by the applicant under the trade name "trigaligh.”
  • a layer of zinc sulfide (ZnS) is made to glow by tritium gas
  • the self-luminous bodies of the aforementioned type are therefore also known as "tritium gas lamps".
  • the use of the known tritium gas lamps is limited by the fact that they are subject to severe restrictions in terms of their form. In essence, these known lights on an unfavorable ratio of area to thickness.
  • An object of the invention is therefore to provide an improved method of producing a self-luminous body and an improved self-luminous body.
  • the object of the invention is achieved by a method for producing self-luminous bodies, comprising the steps:
  • a self-luminous body comprising a housing of at least two housing parts with a recess in at least one of the housing parts, which are gas-tightly connected to each other and enclose a cavity, wherein at least one inlet opening is arranged to the cavity extends from the outside into the cavity and is sealed and sealed gas-tight, and wherein in the cavity a layer of a fluorescent and / or phosphorescent, by excitation radiation excitable substance and a decay radiation for a stimulable material excitable substance issuing medium is arranged.
  • the housing part and / or the housing parts with a fluorescent and / or phosphorescent substance, the light-emitting surface can be well structured.
  • any luminous letters, numbers, symbols or other geometric surfaces can be realized.
  • the self-luminous body produced in this way can be used in particular as a watch glass or dial of a clock. It is also conceivable, for example, the application as emergency lighting, door plate, keyboard backlight and the like.
  • the advantages of the invention, in particular the possibility of producing essentially planar light-emitting elements, are particularly evident in these uses.
  • the fluorescent and / or phosphorescent layer is produced by coating the housing part and / or the housing parts with an adhesive and then applying a fluorescent and / or phosphorescent substance to the adhesive layer.
  • a fluorescent and / or phosphorescent substance for example ZnS and / or ZnO
  • the coating of the housing part with the fluorescent and / or phosphorescent material can be effected, for example, by stamping and by sputtering. It is particularly advantageous if the adhesive and / or the fluorescent and / or phosphorescent substance or the fluorescent / phosphorescent layer is applied to the housing part and / or the housing parts before the cavity is produced.
  • the housing part and / or the housing parts can be coated in a comparatively simple manner selectively with adhesive and / or a fluorescent and / or phosphorescent substance.
  • the layers can be sprayed or rolled on, in particular with the aid of masks. It is also conceivable, for example, to print or stamp the layers.
  • the adhesive and / or the fluorescent and / or phosphorescent substance or the fluorescent / phosphorescent layer is introduced into the (finished) cavity through the at least one feed opening.
  • large-area (and in particular unstructured) luminescent layers can be produced in a simple manner.
  • the adhesive is applied to the housing part and / or the housing parts before the cavity is produced, and the fluorescent and / or phosphorescent substance is introduced into the cavity through the at least one inlet opening.
  • the selective wetting of the housing part and / or the housing parts is combined with adhesive with a simple deposition of the fluorescent and / or phosphorescent material. Such results in a simple process for producing structured luminous surfaces.
  • the fluorescent and / or phosphorescent substance can be introduced as a powder, as a gel, in gas phase or as a solution.
  • the flow behavior of said substance can be improved by providing a microstructure or nanostructure.
  • Advantageous possibilities for applying the fluorescent and / or phosphorescent substance to the housing part are sputtering, vapor deposition, spraying, rolling or spin coating. It is favorable if the depression in the housing part is produced by mechanical processing (eg milling, ultrasonic drilling) or by means of ion beam, laser ablation, powder blasting or chemical etching. All processes enable the production of a deepening in the context of a proven and thus controlled production process.
  • a mask is arranged between the housing parts or on the same.
  • the mask can also be arranged between the fluorescent and / or phosphorescent layer and at least one housing part. This makes it possible, for example, to produce luminous letters, numbers, symbols and geometric surfaces without having to pattern the fluorescent / phosphorescent layer for this purpose. Instead, an unstructured fluorescent / phosphorescent layer is combined with a patterned mask which partially transmits or partially reflects or absorbs the generated light. It is advantageous if the housing parts and, if appropriate, the mask by means of fusion bonding, e.g. at temperatures of 700-800 ° C, to be interconnected. The interfaces of the connected parts are held together by the Van der Waal forces.
  • the housing parts and, if appropriate, the mask are connected by means of anodic bonding, e.g. at temperatures of 350-450 ° C.
  • anodic bonding e.g. at temperatures of 350-450 ° C.
  • the at least one supply opening is welded by means of a laser and / or a gas flame. This makes it possible to close the inlet opening without the aid of additives.
  • procedure for welding glass parts by means of a laser are known per se, for example from EP 1 741 510 AI.
  • - Is provided as a housing part glass or silicon and / or
  • ZnS zinc sulfide
  • ZnO zinc oxide
  • Zinkcadmium Har and / or magnesium sulfide and / or Y 2 O 2 S and / or other radioluminescent substance is introduced and / or
  • adhesive phosphoric acid H 3 PO 4
  • adhesive phosphoric acid H 3 PO 4
  • Tritium gas is introduced as decay radiation donating medium.
  • the self-luminous body is realized with means which are proven in connection with tritium gas lamps, so that it can be assumed that a high reliability of the self-luminous body.
  • phosphoric acid H 3 PO 4
  • zinc sulfide ZnS
  • zinc oxide ZnO
  • phosphoric acid per se has no excessive adhesive properties and forms an adhesive layer only in combination with zinc sulfide (ZnS) and / or zinc oxide.
  • the present in the form of phosphoric acid adhesive can thus be applied very differentiated, whereby fine structures can be produced.
  • the phosphoric acid can be applied by the ink jet printing method.
  • a mixture of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and zinc sulfide (ZnS) and / or zinc oxide (ZnO) is applied as the fluorescent / phosphorescent layer.
  • a substance adhering from the outside is applied to the housing part and / or the housing parts.
  • This variant is therefore particularly suitable for printing (eg using the calendar printing method or stamping).
  • at least one of the housing parts is provided with distributed over the surface of the cavity arranged supporting elements which extend in the direction of the other housing part and the housing parts are supported on these support elements to each other. In this way, it is avoided that the housing parts, in particular excessively, can deform against one another or sag.
  • At least one of the two housing parts is connected to the support elements. This allows the support elements are well positioned in the cavity. If the support elements are connected to both housing parts, tensile and shear forces can also be transmitted better between them.
  • the housing is formed as a cuboid or disk, in particular if the cuboid or the disk is formed by two substantially plate-shaped housing parts with a polygonal or elliptical or circular base surface and the sum of the vertical to the base height of the two housing parts is less than a shorter side length or a minimum diameter or radius thereof.
  • the light-emitting surface is relatively large in relation to the volume of the self-luminous body.
  • a reflective coating is arranged on the side of the body facing away from a viewer, whereby the light generated can be approximately doubled towards the viewer.
  • FIG. 1 housing parts of an exemplary self-luminous body in an exploded view
  • FIG. 2 shows an exemplary self-luminous body in the form of a dial
  • Fig. 4 shows a variant of a self-luminous body in the form of a warning sign.
  • FIG. 1 shows an intermediate stage in the manufacture of a self-luminous body 101.
  • Fig. 1 shows an exemplary housing part 2 (for example made of glass or silicon) and another housing part 3 (for example of glass or borosilicate) of a self-luminous body 101 in an exploded view.
  • a housing part 2 for example made of glass or silicon
  • another housing part 3 for example of glass or borosilicate
  • the method comprises the steps:
  • the recess 1 can be milled into the housing part 2. It is also conceivable that the depression 1 is produced by means of an ion beam. Likewise, the grooves provided for the supply openings 4 can also be milled, for example, or produced using an ion beam.
  • the recess 1 for forming a cavity or a part of the cavity in one of the mutually facing surfaces of at least one of the housing part 2, 3rd getting produced.
  • the housing part 3 By placing the housing part 3 on the housing part 2 then creates a cavity with two supply openings 4.
  • the housing part 3 can be glued to the housing part 2 or welded to it.
  • a fluorescent / phosphorescent layer is produced on at least one boundary wall of the cavity.
  • adhesive eg phosphoric acid H 3 PO 4
  • a fluorescent and / or phosphorescent substance eg zinc sulfide ZnS and / or zinc oxide ZnO
  • the adhesive and subsequently the fluorescent and / or phosphorescent substance, which forms the fluorescent and / or phosphorescent layer is introduced through one of the two supply openings 4 into the cavity.
  • one of the two supply openings 4 can be connected to an inflow line and the other supply opening 4 to a discharge line.
  • Adhesive can be introduced in the form of a liquid or in the form of a mist via the inlet line into the cavity and excess adhesive can be removed via the drain line.
  • the fluorescent and / or phosphorescent substance can be introduced into or removed from the cavity, either via the same lines or via separate lines.
  • the fluorescent and / or phosphorescent substance can be introduced into the cavity in a solution or in the gas phase or as a powder or gel or as a polymer.
  • the adhesive layer is applied to the housing part 2 and / or the housing part 3 before the two parts are joined together.
  • the housing part 2 and the housing part 3 are joined together, and then the fluorescent and / or phosphorescent substance is introduced via the supply openings 4.
  • This variant has the advantage that the adhesive can be applied very selectively, in particular with the aid of a mask, to the housing part 2 and / or the housing part 3, for example sprayed on or rolled on.
  • the adhesive and / or the fluorescent and / or phosphorescent substance is printed or stamped on and so selective wetting of the housing part 2 and / or the housing part 3 with adhesive and / or the fluorescent and / or phosphorescent material can be produced .
  • the selective adhesive application can take place, for example, in the form of letters, numbers, symbols or other geometric figures or arbitrary surfaces. If the fluorescent and / or phosphorescent substance is then introduced into the cavity, it deposits on the wetted surfaces and also forms letters, numbers, symbols, etc.
  • the fluorescent and / or phosphorescent substance 7 can be applied as a powder, as a gel, in a gas phase or in a solution to the housing part 2, 3 or introduced into the cavity 5 and, in addition to the already mentioned methods, also sputtered, vapor-deposited, sprayed on, rolled on or applied by spin coating.
  • a cavity emitting a decay radiation (eg tritium gas) is then introduced into the finished layer or the layer made of the fluorescent and / or phosphorescent material in order to excite the fluorescent and / or phosphorescent material, the two supply openings 4 can again act as inflow and outflow.
  • a decay radiation donating medium is understood a material having spontaneously decaying atoms, such as tritium or radioactive carbons such as C 14 .
  • the supply openings 4 are closed, for example glued or closed and heat-sealed by means of laser radiation and / or a gas flame.
  • FIG. 2 now shows a plan view and a cross section through an exemplary self-luminous body 102.
  • a housing part 2 is connected to a housing part 3, whereby a cavity 5 and grooves in the housing part 2 lead openings 4 are formed from a depression 1.
  • this cavity 5 is filled with a decay radiation emitting medium 6.
  • the underside of the cavity 5 is provided over its entire surface with a fluorescent / phosphorescent layer 7, which is applied by means of an adhesive material layer 8.
  • the layers 7 and 8 may equally be arranged on the upper side of the cavity 5.
  • an opaque or at least lichtabschwankende mask 9 is arranged on the housing part 3 itself.
  • this layer holes in the form of the numbers 3, 6, 9 and 12 are provided.
  • the light generated in the cavity 5 or in the fluorescent and / or phosphorescent layer 7 penetrates through these holes, whereby a self-luminous dial of a clock can be formed.
  • the numbers appear bright on a dark background.
  • the mask 9 is arranged on the outer side 11 of the self-luminous body 102 facing away from the cavity 5 and covers at least part of its outer surface 11. Another possibility is to place the mask 9 directly on the fluorescent and / or phosphorescent layer 7 or between the housing parts 2, 3 apply. It is also conceivable that the mask 9 is arranged between the layer 7 of the fluorescent and / or phosphorescent material and the housing part 3, if the fluorescent and / or phosphorescent layer 7-unlike in FIG. 2 -is arranged on the upper side of the cavity 5.
  • the mask 9 can also be arranged between the housing part 2 and the housing part 3.
  • the housing part 2 and the housing part 3 and optionally the mask 9 by means of fusion bonding (bonding of the interfaces by Van der Waal'sche forces) or by means of anodic bonding (chemical bonding at the interfaces, which is initiated by electrical forces of attraction) connected to each other become.
  • the supply openings 4 can be welded as shown in FIG. 2 by means of a laser (eg C0 2 laser, fiber laser, etc.) or else also glued or provided with a plug.
  • FIG. 3 shows a further variant of a self-illuminating body 103, which is very similar to the variant shown in FIG. Instead of a groove here but holes as supply openings 4 (for example, with a diameter of 2 ⁇ to 1 mm) are provided. These can be produced, for example, mechanically with the aid of a drill, with a laser beam or ion beam.
  • 4 shows a further variant of a self-luminous body 104, in which holes are arranged as supply openings 4 in the housing part 2, as in FIG.
  • the housing part 3 here is slightly smaller than the housing part 2 and is inserted into a recess thereof.
  • the housing part 2 and the housing part 3 are in this Case with the help of a weld 10 welded together.
  • a frame-shaped mask 9 is placed, which prevents the transmission of light in the edge region of the self-luminous body 104.
  • the self-luminous body is formed as a cuboid and thus has a rectangular or square base surface 13.
  • the base surface 13 may be elliptical or circular (see the alternative dashed outline in the plan view of FIG. 4).
  • the self-luminous body 104 may comprise a housing 2, 3 formed as a cuboid or disk, which is formed by two substantially plate-shaped housing parts 2, 3 with a polygonal or elliptical or circular base surface 13, the sum of the heights h the two housing parts 2, 3 is less than a shorter side length s or a minimum diameter d or radius thereof.
  • the fluorescent and / or phosphorescent layer 7 is arranged, for example, on the upper side of the cavity 5, directly on the housing part 3.
  • a separate adhesive layer is not provided, for example because a mixture of phosphoric acid (H 3 PO 4 ) and zinc sulfide (ZnS) and / or zinc oxide (ZnO).
  • the inlet opening 4 is not welded, but closed with a plug 14.
  • supports 15 are provided in the cavity 5 in FIG. 4, so that the housing parts 2, 3 can not deflect excessively.
  • the supports 15 can be formed directly on the housing part 2 or housing part 3 and be glued to the respective other housing part 2, 3, for example. It is also conceivable, of course, that the supports 15 only touch the respective other housing part 2, 3, that is, they are not permanently connected to it. As a further possibility, the supports 15 may also be present as separate components which are connected to a housing part 2, 3 or both housing parts 2, 3.
  • a self-illuminating body 101..104 having only one cavity 5 has always been represented.
  • a body 101... 104 may also comprise more than one cavity 5.
  • These can, for example, chain-like with connecting lines be connected and / or in each case be provided with lead-out openings 4 leading to the outside.
  • a cavity 5 it is possible for a cavity 5 to have only one inlet opening 4 or else three or more inlet openings 4.
  • concentric lines can serve for inflow and outflow of the substance / medium to be conveyed into / out of the cavity 5.
  • the variants of the self-luminous body 101... 104 shown in the figures optionally show an independent embodiment of the self-luminous body 101... 104, wherein the same reference numerals or component designations are used for the same parts.
  • the specific design details shown for the different variants do not necessarily relate only to the relevant figure, but may optionally also be used in other embodiments.
  • the supply openings in FIG. 4 may be welded, instead of closing them with a plug 14.
  • the supply openings in FIG. 2 can be closed with a plug 14 instead of welding them.
  • the application of the self-luminous body 101..104 is of course not limited to the clock. It is also conceivable, for example, the application as a sign, emergency lighting, door plate, keyboard backlight, for displays, target devices and backlight for displays and instruments and the like.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung selbstleuchtender Körper (101..104), bei dem eine Vertiefung (1) in einem Gehäuseteil (2, 3) eines Gehäuses angefertigt und eine fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht (7) und/oder einer Maske (9) auf einer Begrenzungswand (12) eines Hohlraums (5) angeordnet wird, welcher durch Zusammenfügen der Gehäuseteile (2, 3) entsteht. Die Gehäuseteile (2, 3) werden gasdicht verbunden, wobei zumindest eine Zuleitungsöffnung (4) von aussen in den Hohlraum (5) offen bleibt. Weiterhin wird ein eine Zerfallsstrahlung abgebendes Medium (6) durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung (4) in den Hohlraum (5) eingebracht, wobei die Zerfallsstrahlung für das Leuchten der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht (7) vorgesehen ist. Des Weiteren wird ein selbstleuchtender Körper (101..104) sowie eine Verwendung desselben angegeben.

Description

Verfahren zur Herstellung eines selbstleuchtenden Körpers und selbstleuchtender Körper
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines selbstleuchtenden Körpers, bei dem eine fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht mit Hilfe eines eine
Zerfallsstrahlung abgebenden Mediums zum Leuchten gebracht wird, sowie einen derartigen selbstleuchtenden Körper und eine Verwendung desselben.
Selbstleuchtende Körper der genannten Art sind prinzipiell bekannt und werden beispielswei- se von der Anmelderin unter dem Handelsnamen„trigaligh" vertrieben. Bei dieser Ausführungsform wird eine Schicht aus Zinksulfid (ZnS) durch Tritium-Gas zum Leuchten gebracht. Die selbstleuchtenden Körper der zuvor genannten Art sind daher auch als„Tritium-Gas- Leuchten" bekannt. Die Verwendung der bekannten Tritiumgasleuchten ist dadurch eingeschränkt, dass sie hinsichtlich ihrer Form starken Einschränkungen unterworfen sind. Im Wesentlichen weisen diese bekannten Leuchten ein ungünstiges Verhältnis von Fläche zu Dicke auf.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Herstellungsverfahren für einen selbstleuchtenden Körper und einen verbesserten selbstleuchtenden Körper zu schaffen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zur Herstellung selbstleuchtender Körper gelöst, umfassend die Schritte:
Anfertigen zumindest einer Vertiefung in zumindest einem Gehäuseteil eines Gehäuses,
Herstellen einer fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden, aus einem durch Zerfallsstrahlung zum Leuchten anregbaren Stoffs, gebildeten Schicht und/oder einer Maske auf wenigstens einem Teil einer Begrenzungswand des zumindest eines Hohlraums,
Herstellen zumindest des Hohlraums durch Zusammenfügen der Gehäuseteile, - gasdichtes Verbinden der Gehäuseteile, wobei zumindest eine Zuleitungsöffnung, insbesondere zumindest zwei Zuleitungsöffnungen, von aussen in den Hohlraum offen bleibt/bleiben, und
Einbringen eines eine Zerfallsstrahlung für ein zum Leuchten anregbaren Stoffs abgebenden Mediums oder des Stoffs und des Mediums in den zumindest einen Hohlraum durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung.
Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch einen selbstleuchtenden Körper gelöst, um- fassend ein Gehäuse aus zumindest zwei Gehäuseteilen mit einer Vertiefung in zumindest einem der Gehäuseteile, die miteinander gasdicht verbunden sind und einen Hohlraum einschließen, wobei zumindest eine Zuleitungsöffnung zum Hohlraum angeordnet ist, die sich von außen in den Hohlraum erstreckt und gasdicht verschlossen und verschweißt ist, und wobei im Hohlraum eine Schicht aus einem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden, durch Zerfallsstrahlung zum Leuchten anregbaren Stoffs und ein eine Zerfallsstrahlung für einen zum Leuchten anregbaren Stoff abgebendes Medium angeordnet ist.
Auf diese Weise können selbstleuchtende Körper fast beliebiger Form, insbesondere auch flächige selbstleuchtende Körper, auch mit geringer Dicke im Verhältnis zu Ihrer Fläche her- gestellt werden. Durch selektives Beschichten des Gehäuseteils und/oder der Gehäuseteile mit einem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff kann die lichtabgebende Fläche darüber hinaus gut strukturiert werden. Dadurch können unter anderem beliebige leuchtende Buchstaben, Ziffern, Symbole oder sonstige geometrische Flächen realisiert werden. Der auf diese Weise hergestellte selbstleuchtende Körper kann insbesondere als Uhrglas oder Ziffernblatt einer Uhr verwendet werden. Denkbar ist beispielsweise aber auch die Anwendung als Notbeleuchtung, Türschild, Tastaturhintergrundbeleuchtung und ähnliches. Die Vorteile der Erfindung, insbesondere die Möglichkeit im Wesentlichen planare Leuchtelemente herzustellen, treten bei diesen Verwendungen in besonderer Weise hervor.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Herstellungsverfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren.
Vorteilhaft ist es, wenn die fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht durch Be- Schichtung des Gehäuseteils und/oder der Gehäuseteile mit einem Klebstoff und anschließendem Aufbringen eines fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoffs auf die Klebeschicht hergestellt wird. Dadurch können auch fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Medien für die Beschichtung verwendet werden, welche keine oder nur geringe Haft- oder Klebeeigenschaften aufweisen. Die Beschichtung des Gehäuseteils mit dem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff (z.B. ZnS und/oder ZnO) kann beispielsweise durch Stempeln erfolgen sowie durch Sputtern. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Klebstoff und/oder der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff beziehungsweise die fluoreszierende/phosphoreszierende Schicht vor der Herstellung des Hohlraums auf das Gehäuseteil und/oder die Gehäuseteile aufgebracht wird. Dadurch kann das Gehäuseteil und/oder die Gehäuseteile auf vergleichsweise einfache Weise selektiv mit Klebstoff und/oder einem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff beschichtet werden. Beispielsweise können die Schichten aufgesprüht oder aufgewalzt werden, insbesondere unter Zuhilfenahme von Masken. Denkbar ist es beispielsweise auch, die Schichten aufzudrucken oder aufzustempeln.
Günstig ist es auch, wenn der Klebstoff und/oder der fluoreszierende und/oder phosphoreszie- rende Stoff beziehungsweise die fluoreszierende/phosphoreszierende Schicht durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung in den (fertigen) Hohlraum eingebracht wird. Dadurch können großflächige (und insbesondere unstrukturierte) Leuchtschichten auf einfache Weise hergestellt werden. Besonders günstig ist es, wenn der Klebstoff vor der Herstellung des Hohlraums auf das Gehäuseteil und/oder die Gehäuseteile aufgebracht wird und der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung in den Hohlraum eingebracht wird. Bei dieser Variante wird also die selektive Benetzung des Gehäuseteils und/oder der Gehäuseteile mit Klebstoff mit einer einfachen Abscheidung des fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoffs kombiniert. Solcherart resultiert ein einfaches Verfahren zur Herstellung strukturierter leuchtender Flächen.
Generell kann der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff als Pulver, als Gel, in Gasphase oder als Lösung eingebracht werden. Insbesondere kann dabei das Fließverhalten des genannten Stoffes durch Vorsehen einer Mikro- oder Nanostruktur verbessert werden. Vorteilhafte Möglichkeiten zum Aufbringen des fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoffs auf den Gehäuseteil sind Aufsputtern, Aufdampfen, Aufsprühen, Walzen oder Spin-Coaten. Günstig ist es, wenn die Vertiefung in das Gehäuseteil durch mechanische Bearbeitung (zB: fräsen, Ultraschallbohren) oder mit Hilfe eines Ionenstrahls-, Laserstrahlabtrag, Powder- Blasting oder durch chemisches Ätzen hergestellt wird. Alle Verfahren ermöglichen das Herstellen einer Vertiefung im Rahmen eines bewährten und damit kontrolliert ablaufenden Herstellungsprozesses.
Vorteilhaft ist es, wenn zwischen den Gehäuseteilen oder auf denselben eine Maske angeordnet wird. Insbesondere kann die Maske auch zwischen der fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Schicht und zumindest einem Gehäuseteil angeordnet sein. Damit ist es möglich, beispielsweise leuchtende Buchstaben, Ziffern, Symbole und geometrische Flächen her- zustellen, ohne dass dazu die fluoreszierende/phosphoreszierende Schicht strukturiert werden müsste. Stattdessen wird eine unstrukturierte fluoreszierende/phosphoreszierende Schicht mit einer strukturierten Maske, welche das erzeugte Licht partiell durchlässt oder teilweise reflektiert oder absorbiert, kombiniert. Günstig ist es, wenn die Gehäuseteile sowie gegebenenfalls die Maske mittels Fusion Bonding, z.B. bei Temperaturen von 700-800°C, miteinander verbunden werden. Dabei werden die Grenzflächen der verbundenen Teile durch die Van der Waal'sche Kräfte zusammengehalten. Günstig ist es auch, wenn die Gehäuseteile und die sowie gegebenenfalls die Maske mittels Anodischem Bonding z.B. bei Temperaturen von 350-450°C miteinander verbunden werden. Bei diesem Verfahren wird eine chemische Bindung an den Grenzflächen der zu verbindenden Teile durch elektrische Anziehungskräfte, das heißt durch Anlegen einer elektrischen Spannung, eingeleitet.
Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Zuleitungsöffnung mit Hilfe eines Lasers und/oder einer Gasflamme verschweißt wird. Dadurch ist es möglich, die Zuleitungsöffnung ohne die Hilfe von Zusatzstoffen zu verschließen. An dieser Stelle wird angemerkt, dass Verfahren zum Verschweißen von Glasteilen mit Hilfe eines Lasers an sich bekannt sind, beispielsweise aus der EP 1 741 510 AI.
Günstig ist es, wenn
- als Gehäuseteil Glas oder Silizium vorgesehen wird und/oder
als zumindest teilweise transparente Gehäuseteil Glas oder Borsilikat vorgesehen wird und/oder
als fluoreszierender und/oder phosphoreszierender Stoff Zinksulfid (ZnS) und/oder Zinkoxid (ZnO) und/oder Zinkcadmiumschicht und/oder Magnesiumsulfid und/oder Y2O2S und/oder anderen radiolumineszierender Stoff eingebracht wird und/oder
als Klebstoff Phosphorsäure (H3PO4) aufgebracht wird und/oder
als Zerfallstrahlung abgebendes Medium Tritium-Gas eingebracht wird.
Insbesondere durch die Verwendung von Zinksulfid (ZnS) und/oder Zinkoxid und Tritium- Gas wird der selbstleuchtende Körper mit Mitteln realisiert, welche im Zusammenhang mit Tritium-Gas-Leuchten bewährt sind, sodass auch von einer hohen Zuverlässigkeit des selbstleuchtenden Körpers ausgegangen werden kann.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn als Klebstoff Phosphorsäure (H3PO4) aufgebracht wird und als fluoreszierender und/oder phosphoreszierender Stoff Zinksulfid (ZnS) eingebracht wird. Ebenfalls kann Zinkoxid (ZnO) eingesetzt werden. Günstig wirkt sich dabei aus, dass Phosphorsäure an sich keine übermäßigen Hafteigenschaften aufweist und erst in Kombination mit Zinksulfid (ZnS) und/oder Zinkoxid eine haftende Schicht ausbildet. Der in Form von Phosphorsäure vorliegende Klebstoff kann somit sehr differenziert aufgetragen werden, wodurch feine Strukturen hergestellt werden können. Beispielsweise kann die Phosphorsäure mit Hilfe des Tintenstrahldruck- Verfahrens aufgetragen werden.
Vorteilhaft ist es aber auch wenn als fluoreszierende/phosphoreszierende Schicht ein Gemisch aus Phosphorsäure (H3PO4) und Zinksulfid (ZnS) und/oder Zinkoxid (ZnO) aufgebracht wird. Bei dieser Variante wird also eine von Haus aus klebende Substanz auf das Gehäuseteil und/oder die Gehäuseteile aufgebracht. Diese Variante eignet sich daher insbesondere zum Aufdrucken (z.B. mit Hilfe des Kalenderdruck- Verfahrens oder Aufstempeln). Günstig ist es, wenn zumindest einer der Gehäuseteile mit über die Fläche des Hohlraumes verteilt angeordneten Stützelementen versehen ist, die sich in Richtung des anderen Gehäuseteiles erstrecken und die Gehäuseteile über diese Stützelemente aufeinander abgestützt werden. Auf diese Weise wird vermieden, dass sich die Gehäuseteile, insbesondere übermäßig, gegeneinander verformen oder durchbiegen können.
Günstig ist es dabei weiterhin, wenn zumindest einer der beiden Gehäuseteile mit den Stützelementen verbunden ist. Dadurch können die Stützelemente gut im Hohlraum positioniert werden. Sind die Stützelemente mit beiden Gehäuseteilen verbunden, können zwischen diesen auch Zug- und Scherkräfte verbessert übertragen werden.
Günstig ist es wenn das Gehäuse als Quader oder Scheibe ausgebildet ist, insbesondere wenn der Quader oder die Scheibe durch zwei im Wesentlichen plattenförmige Gehäuseteile mit einer mehreckigen oder elliptischen oder kreisrunden Grundfläche gebildet wird und die Summe der zur Grundfläche senkrechten Höhen der beiden Gehäuseteile geringer ist als eine kürzere Seitenlänge bzw. ein minimaler Durchmesser oder Radius derselben. Auf diese Weise ist die lichtabgebenden Fläche im Verhältnis zum Volumen des selbstleuchtenden Körpers relativ groß. Vorteilhaft ist es aber auch, wenn auf der von einer Betrachterseite abgewendeten Seite des Körpers eine reflektierende Beschichtung angeordnet ist, wodurch das erzeuge Licht zum Betrachter hin ca. verdoppelt werden kann.
Ergänzend wird angemerkt, dass sich die zum Verfahren offenbarten Ausführungsvarianten und die daraus resultierenden Vorteile gleichermaßen auf die zum selbstleuchtenden Körper präsentierten Varianten sowie Vorteile beziehen und umgekehrt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung: Fig. 1 Gehäuseteile eines beispielhaften selbstleuchtenden Körpers in Explosionsdarstellung;
Fig. 2 einen beispielhaften selbstleuchtenden Körper in Form eines Ziffernblatts;
Fig. 3 wie Fig. 1, nur mit einer anders ausgebildeten Zuleitungsöffnung und
Fig. 4 eine Variante eines selbstleuchtenden Körpers in Form eines Warnschilds.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten eines selbstleuchtenden Körpers, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst. Fig. 1 zeigt eine Zwischenstufe bei der Herstellung eines selbstleuchtenden Körpers 101.
Konkret zeigt Fig. 1 einen beispielhaften Gehäuseteil 2 (z.B. aus Glas oder Silizium) und einen weiteren Gehäuseteil 3 (z.B. aus Glas oder Borsilikat) eines selbstleuchtenden Körpers 101 in Explosionsdarstellung. Das Verfahren zur Herstellung des selbstleuchtenden Körpers 101 wird nun anhand der Fig. 1 näher erläutert.
Das Verfahren umfasst die Schritte:
Anfertigen zumindest einer Vertiefung 1 in zumindest einem Gehäuseteil 2, 3 eines Gehäuses,
Herstellen einer fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden aus einem durch Zer- fallsstrahlung zum Leuchten anregbaren Stoff gebildeten Schicht und/oder einer Maske auf wenigstens einem Teil einer Begrenzungswand des zumindest einen Hohlraums,
Herstellen zumindest eines Hohlraums durch Zusammenfügen der Gehäuseteile 2, 3, gasdichtes Verbinden der Gehäuseteile 2, 3 wobei zumindest eine Zuleitungsöffnung 4, insbesondere zumindest zwei Zuleitungsöffnungen 4, von aussen in den Hohlraum offen bleibt/bleiben,
Einbringen eines eine Zerfallsstrahlung für einen zum Leuchten anregbaren Stoff abgebendes Medium oder des Stoffs und des Mediums in den zumindest einen Hohlraum durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung 4 und
Verschließen und Verschweißen der zumindest einen Zuleitungsöffnung 4 mittels La- ser Strahlung.
Beispielsweise kann die Vertiefung 1 in das Gehäuseteil 2 gefräst werden. Denkbar ist auch, dass die Vertiefung 1 mit Hilfe eines Ionenstrahls hergestellt wird. Desgleichen können auch die für die Zuleitungsöffnungen 4 vorgesehenen Nuten beispielsweise gefräst oder mit Hilfe eines Ionenstrahls hergestellt werden.
Andererseits kann die Vertiefung 1 zur Bildung eines Hohlraums oder eines Teils des Hohlraums in einer der einander zugewandten Oberflächen zumindest eines des Gehäuseteils 2, 3 hergestellt werden. Es können aber auch für die Herstellung der Vertiefung bzw. der Zuleitungsöffnungen 4 andere Abtragverfahren, wie Laserabtragverfahren, Powder-Blasting und dergleichen verwendet werden. Durch Aufsetzen des Gehäuseteils 3 auf das Gehäuseteil 2 entsteht dann ein Hohlraum mit zwei Zuleitungsöffnungen 4. Beispielsweise kann das Gehäuseteil 3 auf das Gehäuseteil 2 aufgeklebt oder mit dieser verschweißt werden.
Auf wenigstens einer Begrenzungswand des Hohlraums wird eine fluoreszieren- de/phosphoreszierende Schicht hergestellt. Beispielsweise kann dies dadurch erfolgen, dass das Gehäuseteil 2 und/oder das Gehäuseteil 3 mit Klebstoff (z.B. Phosphorsäure H3PO4) beschichtet wird und anschließend ein fluoreszierender und/oder phosphoreszierender Stoff (z.B. Zinksulfid ZnS und/oder Zinkoxid ZnO) auf die Klebeschicht aufgebracht wird. Vorteilhaft ist es auch für die erfindungsgemäße Anwendung möglich, als Stoff, welcher durch ein eine Zerfallsstrahlung abgebendes Medium zum Leuchten gebracht werden kann, Medien aus der Reihe Zinksulfit, Zinkoxid oder Phosphorsäure zu verwenden.
Denkbar ist auch, dass der Klebstoff und im Anschluss der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff, welcher die fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht bildet, durch eine der beiden Zuleitungsöffnungen 4 in den Hohlraum eingebracht wird. Dazu kann eine der beiden Zuleitungsöffnungen 4 mit einer Zuflussleitung und die andere Zuleitungsöffnung 4 mit einer Abflussleitung verbunden werden. Klebstoff kann in Form einer Flüssigkeit oder in Form eines Nebels über die Zuflussleitung in den Hohlraum eingebracht und überflüssiger Klebstoff über die Abflussleitung abgeführt werden. Auf dieselbe Weise kann der fluo- reszierende und/oder phosphoreszierende Stoff in den Hohlraum eingebracht beziehungsweise aus diesem abgeführt werden, entweder über dieselben Leitungen oder über gesonderte Leitungen.
Der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff kann in einer Lösung oder in der Gas- phase oder als Pulver bzw. Gel bzw. als Polymer in den Hohlraum eingebracht werden.
In einer weiteren Variante des Verfahrens wird die Klebeschicht auf das Gehäuseteil 2 und/oder das Gehäuseteil 3 aufgebracht, bevor die beiden Teile zusammengefügt werden. In einem weiteren Schritt werden der Gehäuseteil 2 und der Gehäuseteil 3 zusammengefügt, und anschließend wird der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff über die Zuleitungsöffnungen 4 eingebracht. Diese Variante hat den Vorteil, dass der Klebstoff sehr selektiv, im Speziellen unter Zuhilfenahme einer Maske auf das Gehäuseteil 2 und/oder die Gehäu- seteil 3 aufgetragen, beispielsweise aufgesprüht oder aufgewalzt, werden kann. Denkbar ist auch, dass der Klebstoff und/oder der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff aufgedruckt oder aufgestempelt wird und so eine selektive Benetzung des Gehäuseteils 2 und/oder des Gehäuseteils 3 mit Klebstoff und/oder dem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff hergestellt werden kann. Der selektive Kleb Stoff auftrag kann beispielswei- se in Form von Buchstaben, Zahlen, Symbolen oder anderen geometrischen Figuren respektive beliebigen Flächen erfolgen. Wird anschließend der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff in den Hohlraum eingebracht, so lagert er sich an den benetzen Flächen ab und bildet ebenso Buchstaben, Zahlen, Symbolen, etc. Weiterhin ist denkbar, dass nicht nur der Klebstoff auf das Gehäuseteil 2 und/oder das Gehäuseteil 3, sondern auch der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff auf die Klebstoffschicht aufgetragen wird, bevor das Gehäuseteil 2 und das Gehäuseteil 3 zusammengefügt werden. Möglich ist schließlich auch, dass der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff selbst haftende oder klebende Eigenschaften hat. Ein getrennter Klebstoffauftrag kann dann entfallen. Beispielsweise kann direkt ein Gemisch aus Phosphorsäure (H3PO4) und Zinksulfid (ZnS) und/oder Zinkoxid (ZnO) auf- getragen werden.
Generell kann der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff 7 als Pulver, als Gel, in einer Gasphase oder in einer Lösung auf das Gehäuseteil 2, 3 aufgebracht respektive in den Hohlraum 5 eingebracht werden und neben den bereits genannten Verfahren auch aufgesput- tert, aufgedampft, aufgesprüht, aufgewalzt oder durch Spin-Coaten aufgebracht werden.
In den fertig gestellten Schicht bzw. der Lage aus dem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff versehene Hohlraum wird sodann ein eine Zerfallsstrahlung abgebendes Medium (z.B. Tritium-Gas) eingebracht, um den fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff zum Leuchten anzuregen, wobei die beiden Zuleitungsöffnungen 4 wiederum als Zu- fluss und Abfluss fungieren können. Unter dem eine Zerfallsstrahlung abgebenden Medium wird ein Material verstanden, das spontan zerfallende Atome, wie Tritium oder radioaktive Kohlenstoffe wie C14 aufweist.
In einem weiteren Schritt werden die Zuleitungsöffnungen 4 verschlossen, beispielweise ver- klebt oder durch Hitzeeinwirkung mittels einer Laserstrahlung und/oder einer Gasflamme verschlossen und verschweißt.
Fig. 2 zeigt nun eine Draufsicht auf und einen Querschnitt durch einen beispielhaften selbstleuchtenden Körper 102. Dabei ist wieder ein Gehäuseteil 2 mit einem Gehäuseteil 3 verbun- den, wodurch aus einer Vertiefung 1 ein Hohlraum 5 und aus Nuten im Gehäuseteil 2 Zuleitungsöffnungen 4 entstehen. Im fertigen selbstleuchtenden Körper 102 ist dieser Hohlraum 5 mit einem eine Zerfallsstrahlung abgebenden Medium 6 gefüllt. In diesem Beispiel wird angenommen, dass die Unterseite des Hohlraums 5 vollflächig mit einer fluoreszierenden/phosphoreszierenden Schicht 7 ausgestattet ist, welche mit Hilfe einer Kleb Stoff Schicht 8 aufgebracht ist. Selbstverständlich können die Schichten 7 und 8 gleichermaßen auch auf der Oberseite des Hohlraums 5 angeordnet sein. Somit ist zumindest ein Teil der einen Hohlraum 5 begrenzenden Oberfläche 12 der Gehäuseteile 2, 3 mit dem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff 7 beschichtet. Auf dem Gehäuseteil 3 selbst ist noch eine lichtundurchlässige oder wenigstens lichtabschwächende Maske 9 angeordnet. In dieser Schicht sind Löcher in Form der Zahlen 3, 6, 9 und 12 vorgesehen. Wie leicht vorstellbar ist, dringt das im Hohlraum 5 respektive in der fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Schicht 7 erzeugte Licht durch diese Löcher, wodurch ein selbstleuchtendes Ziffernblatt einer Uhr gebildet werden kann. Die Zahlen erscheinen da- bei hell auf dunklem Grund.
Im gegebenen Beispiel ist die Maske 9 auf der vom Hohlraum 5 abgewandten Außenseite 11 des selbstleuchtenden Körpers 102 angeordnet, und bedeckt zumindest einen Teil seiner äußeren Oberfläche 11. Eine weitere Möglichkeit ist es, die Maske 9 direkt auf die fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht 7 oder zwischen den Gehäuseteilen 2, 3 aufzubringen. Denkbar ist es auch, dass die Maske 9 zwischen der Schicht 7 des fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoffs und dem Gehäuseteil 3 angeordnet ist, wenn die fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht 7 - anders als in Fig. 2 dargestellt - auf der Oberseite des Hohlraums 5 angeordnet ist.
Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Maske 9 wegzulassen und die Zahlen stattdessen direkt mit Hilfe des fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoffs 7 zu bilden, wozu eines der zuvor genannten Verfahren angewendet werden kann. Die Zahlen erscheinen dann ebenfalls hell auf dunklem Grund. Denkbar wäre auch, die Zahlen im Negativ abzubilden. Die Zahlen erscheinen dann dunkel auf hellem Grund. Insbesondere wenn keine Maske 9 verwendet wird, kann der selbstleuchtende Körper 102 auch direkt als Uhrglas oder überhaupt als Uhrkörper verwendet werden. Beispielsweise könnten sich die Zeiger in dem Hohlraum 5 des selbstleuchtenden Körpers 102 bewegen. Das Gehäuseteil 3 könnte aber auch als LCD- Display ausgestaltet sein, wodurch sich eine hintergrundbeleuchtete Anzeige realisieren lässt. Selbstverständlich kann die Maske 9 auch zwischen dem Gehäuseteil 2 und dem Gehäuseteil 3 angeordnet sein.
Generell können das Gehäuseteil 2 und das Gehäuseteil 3 sowie gegebenenfalls die Maske 9 mittels Fusion Bonding (Bindung der Grenzflächen durch Van der Waal'sche Kräfte) oder auch mittels Anodischem Bonding (chemische Bindung an den Grenzflächen, welche durch elektrische Anziehungskräfte eingeleitet wird) miteinander verbunden werden. Die Zulei- tungsöffnungen 4 können wie in Fig. 2 dargestellt mit Hilfe eines Lasers (z.B. C02-Laser, Faserlaser, etc.) verschweißt oder aber auch verklebt oder mit einem Stopfen versehen werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere Variante eines selbstleuchtenden Körpers 103, welche der in Fig. 1 dargestellten Variante sehr ähnlich ist. Anstelle einer Nut sind hier aber Bohrungen als Zuleitungsöffnungen 4 (beispielsweise mit einem Durchmesser von 2 μιη bis 1 mm) vorgesehen. Diese können beispielsweise mechanisch mit Hilfe eines Bohrers, mit einem Laserstrahl oder Ionenstrahl hergestellt werden. Fig. 4 zeigt eine weitere Variante eines selbstleuchtenden Körpers 104, bei dem im Gehäuseteil 2 wie in Fig. 3 Löcher als Zuleitungsöffnungen 4 angeordnet sind. Im Gegensatz zu der Variante aus Fig. 2 ist das Gehäuseteil 3 hier etwas kleiner als das Gehäuseteil 2 und wird in eine Vertiefung desselben eingesetzt. Das Gehäuseteil 2 und das Gehäuseteil 3 sind in diesem Fall mit Hilfe einer Schweißnaht 10 miteinander verschweißt. Auf dem Gehäuseteil 3 ist eine rahmenförmige Maske 9 aufgesetzt, welche das Durchscheinen von Licht im Randbereich des selbstleuchtenden Körpers 104 verhindert.
In den bisherigen Beispielen wurde davon ausgegangen, dass der selbstleuchtende Körper als Quader ausgebildet ist und somit eine rechteckige oder quadratische Grundfläche 13 aufweist. Denkbar sind natürlich auch andere Formen. Insbesondere kann die Grundfläche 13 elliptisch oder kreisförmig ausgebildet sein (siehe dazu den alternativen strichliert dargestellten Umriss in der Draufsicht der Fig. 4). Im Speziellen kann der selbstleuchtender Körper 104 ein als Quader oder Scheibe ausgebildetes Gehäuse 2, 3 aufweisen, das durch zwei im Wesentlichen plattenförmige Gehäuseteile 2, 3 mit einer mehreckigen oder elliptischen oder kreisrunden Grundfläche 13 gebildet wird, wobei die Summe der zur Grundfläche senkrechten Höhen h der beiden Gehäuseteile 2, 3 geringer ist als eine kürzere Seitenlänge s bzw. ein minimaler Durchmesser d oder Radius derselben.
In der Fig. 4 ist die fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Schicht 7 beispielhaft an der Oberseite des Hohlraums 5 angeordnet, und zwar direkt an dem Gehäuseteil 3. Eine gesonderte Klebeschicht ist nicht vorgesehen, beispielsweise weil direkt ein Gemisch aus Phosphorsäure (H3PO4) und Zinksulfid (ZnS) und/oder Zinkoxid (ZnO) aufgetragen wurde. Weiterhin ist die Zuleitungsöffnung 4 nicht verschweißt, sondern mit einem Stopfen 14 verschlossen.
Des Weiteren sind im Hohlraum 5 in der Fig. 4 Stützen 15 vorgesehen, sodass sich die Gehäuseteile 2, 3 nicht übermäßig durchbiegen können. Beispielsweise können die Stützen 15 direkt an das Gehäuseteil 2 oder Gehäuseteil 3 angeformt und mit dem jeweils anderen Gehäuseteil 2, 3 beispielsweise verklebt sein. Denkbar ist natürlich auch, dass die Stützen 15 das jeweils andere Gehäuseteil 2, 3 lediglich berühren, das heißt nicht mit diesem dauerhaft verbunden sind. Als weitere Möglichkeit können die Stützen 15 auch als gesonderte Bauteile vorliegen, die mit einem Gehäuseteil 2, 3 oder beiden Gehäuseteilen 2, 3 verbunden werden.
In den Figuren 1 bis 4 wurde stets ein selbstleuchtender Körper 101..104 mit nur einem Hohlraum 5 dargestellt. Selbstverständlich kann ein solcher Körper 101..104 auch mehr als einen Hohlraum 5 umfassen. Diese können beispielsweise kettenartig mit Verbindungsleitungen verbunden sein und/oder jeweils mit nach außen führenden Zuleitungsöffnungen 4 versehen sein.
Weiterhin ist es möglich, dass ein Hohlraum 5 über nur eine Zuleitungsöffnung 4 oder aber auch über drei und mehr Zuleitungsöffnungen 4 verfügt. Insbesondere wenn nur eine Zuleitungsöffnung 4 zu einem Hohlraum 5 führt, können beispielsweise konzentrische Leitungen für Zu- und Abfluss des in den / aus dem Hohlraum 5 zu befördernden Stoffes/Mediums dienen. Die in den Figuren dargestellten Varianten des selbstleuchtenden Körpers 101..104 zeigen gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform des selbstleuchtenden Körpers 101..104, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen verwendet werden. Die zu den unterschiedlichen Varianten gezeigten speziellen Ausführungsdetails beziehen sich nicht zwangsläufig nur auf die betreffende Figur, sondern können gegebenenfalls auch in anderen Ausführungsformen angewandt werden. Beispielsweise können die Zuleitungsöffnungen in der Fig. 4 verschweißt werden, anstatt diese mit einem Stopfen 14 zu verschließen. Umgekehrt können die Zuleitungsöffnungen in der Fig. 2 diese mit einem Stopfen 14 ver- schlössen werden, anstatt diese zu verschweißen.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Anwendung der selbstleuchtenden Körper 101..104 natürlich nicht auf den Uhrenbau beschränkt ist. Denkbar ist beispielsweise auch die Anwendung als Hinweisschild, Notbeleuchtung, Türschild, Tastaturhintergrundbeleuchtung, für Displays, Zielvorrichtungen und Hintergrundbeleuchtung für Anzeigen und Instrumente und ähnliches.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus des selbstleuchtenden Körpers 101..104 dieser beziehungsweise dessen Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden. Vor allem können die einzelnen in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
101..104 Selbstleuchtender Körper
1 Vertiefung
2 erster Gehäuseteil (Substrat)
3 zweiter Gehäuseteil (Deckschicht)
4 Zuleitungsöffnung
5 Hohlraum
6 Zerfallsstrahlung abgebendes Medium
7 fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht/Stoff
8 Klebstoff
9 Maske
10 Schweißnaht
11 äußere Oberfläche des selbstleuchtenden Körpers
12 Oberfläche des Hohlraums
13 Grundfläche des selbstleuchtenden Körpers
14 Stopfen
15 Stützelement
d Durchmesser
h Höhe
s Seitenlänge

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Herstellung selbstleuchtender Körper (101..104), umfassend die
Schritte:
- Anfertigen zumindest einer Vertiefung (1) in zumindest einem Gehäuseteil (2, 3) eines Gehäuses,
Herstellen einer fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden, aus einem durch Zerfallsstrahlung zum Leuchten anregbaren Stoff, gebildeten Schicht (7) und/oder einer Maske (9) auf wenigstens einem Teil einer Begrenzungswand (12) zumindest eines Hohl- raums (5),
Herstellen des zumindest einen Hohlraums (5) durch Zusammenfügen der Gehäuseteile (2, 3)
gasdichtes Verbinden der Gehäuseteile (2, 3), wobei zumindest eine Zuleitungsöffnung (4), insbesondere zumindest zwei Zuleitungsöffnungen (4), von aussen in den Hohl- räum (5) offen bleibt/bleiben,
Einbringen eines eine Zerfallsstrahlung für einen zum Leuchten anregbaren Stoff (7) abgebendes Medium (6) oder des Stoffs (7) und des Mediums (6) in den zumindest einen Hohlraum (5) durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschließen und
Verschweißen der zumindest einen Zuleitungsöffnung (4) mittels Hitzeeinwirkung durch Laserstrahlung und/oder eine Gasflamme erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fluoreszie- rende und/oder phosphoreszierende Schicht (7) durch Beschichtung des oder der Gehäuseteilsie) (2, 3) mit einem Klebstoff (8) und anschließendem Aufbringen eines fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoffs (7) auf die Klebeschicht (8) hergestellt wird.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (8) und/oder der fluoreszierende und/ oder phosphoreszierende Stoff (7) beziehungsweise die fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht (7) vor der Herstellung des Hohlraums (5) auf zumindest einen Teil zumindest eines der Gehäuseteile (2, 3) aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (8) und/oder der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff (7) beziehungsweise die fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht (7) durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung (4) in den Hohlraum (5) eingebracht wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (8) vor der Herstellung des Hohlraums (5) auf den Gehäuseteil (2, 3) aufgebracht wird und der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff (7) durch die zumindest eine Zuleitungsöffnung (4) in den Hohlraum (5) eingebracht wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (8) oder die fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht (7) aufgedruckt oder aufgestempelt wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (1) durch mechanische Bearbeitung (zB: fräsen, Ultraschallbohren) hergestellt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (1) mit Hilfe eines der nachfolgenden Abtragsverfahren, wie mit Ionenstrahl-, Laserstrahlabtrag, Powder-Blasting oder durch chemisches Ätzen hergestellt wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gehäuseteilen (2, 3) oder auf zumindest einem derselben eine Maske (9) angeordnet wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (2, 3) sowie gegebenenfalls die Maske (9) mittels Fusion Bonding miteinander verbunden werden.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (2, 3) sowie gegebenenfalls die Maske (9) mittels Anodischem Bonding miteinander verbunden werden.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für einen Gehäuseteil (2, 3) Glas oder Silizium vorgesehen wird
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Material für einen zumindest teilweise transparenten Gehäuseteil (2,
3) Glas oder Borsilikat vorgesehen wird.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als fluoreszierender und/oder phosphoreszierender Stoff (7) Zinksulfid und/oder Zinkoxid und/oder Zinkcadmiumschicht und/oder Magnesiumsulfid und/oder Y2O2S und/oder anderen radiolumineszierender Stoff eingebracht wird.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff (7) als Pulver, als Gel, in Gasphase oder als Lösung eingebracht wird.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haftvermittler (8) zwischen dem Gehäuseteil bzw. der Maske und/oder dem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff (7) aufgebracht wird, vorzugsweise ein Klebstoff (8) wie Phosphorsäure.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff (7) auf den Gehäuseteil (2, 3) durch eines der Verfahren wie Aufsputtern, Aufdampfen, Aufsprühen, Walzen oder Spin-Coaten aufgebracht wird.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als ein eine Zerfallsstrahlung für einen zum Leuchten anregbaren Stoff (7) abgebendes Medium (6) Tritium-Gas in den Hohlraum (5) eingebracht wird.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
als Klebstoff (8) Phosphorsäure aufgebracht wird und als fluoreszierender und/oder phosphoreszierender Stoff (7) Zinksulfid und/oder Zinkoxid eingebracht wird oder als fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Schicht (7) ein Gemisch aus Phosphorsäure und Zinksulfid und/oder Zinkoxid eingebracht wird.
21. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Gehäuseteile (2, 3) mit über die Fläche des Hohlraumes (5) verteilt angeordneten Stützelementen (15) versehen ist, die sich in Richtung des anderen Gehäuseteiles (2, 3) erstrecken und dass die Gehäuseteile (2, 3) über diese Stützelemente (15) aufeinander abgestützt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der beide Gehäuseteile (2, 3) mit den Stützelementen (15) verbunden ist.
23. Selbstleuchtender Körper ( 101..104) mit einem Gehäuse aus zumindest zwei Gehäuseteilen (2, 3) und mit einer Vertiefung (1) in zumindest einem der Gehäuseteile (2, 3), die miteinander gasdicht verbunden sind und einen Hohlraum (5) einschließen,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eine Zuleitungsöffnung (4) zum Hohlraum (5) angeordnet ist, die sich von außen in den Hohlraum (5) erstreckt und gasdicht verschlossen und verschweißt ist, und dass im Hohlraum (5) eine Schicht (7) aus einem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden, durch Zerfallsstrahlung zum Leuchten anregbaren Stoffs und ein eine Zerfallsstrahlung für einen zum Leuchten anregbaren Stoff abgebendes Medium (6) angeordnet ist.
24. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (5) mit zwei sich von außen in den Hohlraum (5) erstreckenden Zulei- tungsöffnungen (4) versehen ist, die durch Hitzeeinwirkung mittels einer Laserstrahlung und/oder einer Gasflamme verschlossen und verschweißt sind.
25. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach Anspruch 23 oder 24, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwischen der Schicht (7) des fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoffs und zumindest einem Gehäuseteil (2, 3) zumindest eine Maske (9) angeordnet ist.
26. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom Hohlraum (5) abgewandten Außenseite (11) des selbstleuchtenden Körpers (101..104) eine zumindest einen Teil seiner äußeren Oberfläche (11) desselben bedeckende Maske (9) angeordnet ist.
27. Selbstleuchtender Körper ( 101..104) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der einen Hohlraum (5) begrenzenden Oberfläche (12) der Gehäuseteile (2, 3) mit dem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff (7) beschichtet ist.
28. Selbstleuchtender Körper ( 101..104) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fluoreszierende und/oder phosphores- zierende Schicht (7) bzw. die Lage des fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoffs über einen Haftvermittler, insbesondere einen Klebstoff (8), mit den Gehäuseteilen (2, 3) und/oder der Maske (9) verbunden ist.
29. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem oder mehreren der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (1) durch ein Abtragverfahren, wie Ionenstrahl-, Laserstrahlabtrag oder Powder-Blasting oder chemisches Ätzen gebildet ist.
30. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem oder mehreren der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseteile (2, 3) mittels Fusion- Bonding oder anodischen Bonding miteinander verbunden sind.
31. Selbstleuchtender Körper ( 101..104) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für einen Gehäuseteil (2, 3) Glas oder Bohrsilikat ist.
32. Selbstleuchtender Körper ( 101..104) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff (7) Zinksulfid und/oder Zinkoxid ist.
33. Selbstleuchtender Körper ( 101..104) nach einem oder mehreren der vorherge- henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff (7) als Pulver, als Gel, in einer Gasphase oder in einer Lösung im Hohlraum angeordnet ist.
34. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem der Ansprüche 23 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haftvermittler (8), vorzugsweise ein Klebstoff wie Phosphorsäure, zwischen dem Gehäuseteil (2, 3) bzw. der Maske (9) und/oder dem fluoreszierenden und/oder phosphoreszierenden Stoff (7) angeordnet ist.
35. Selbstleuchtender Körper ( 101..104) nach einem der Ansprüche 23 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass der fluoreszierende und/oder phosphoreszierende Stoff (7) auf dem Gehäuseteil (2, 3) aufgesputtert, aufgedampft, aufgesprüht, aufgewalzt oder durch Spin- Coaten aufgebracht ist.
36. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem der Ansprüche 23 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Zerfallsstrahlung abgebende Medium (6) Tritiumgas ist.
37. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem der Ansprüche 23 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gehäuseteile (2, 3) mit über den Hohlraum (5) ver- teilten, senkrecht zu den Grundflächen des Hohlraums (5) ausgerichteten Stützelementen (15) voneinander distanziert sind.
38. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem der Ansprüche 23 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (15) mit zumindest einem der beiden Gehäuseteile (2, 3) verbunden sind.
39. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem der Ansprüche 23 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2, 3) als Quader oder Scheibe ausgebildet ist.
40. Selbstleuchtender Körper (101..104) nach einem der Ansprüche 23 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass das Quader oder die Scheibe durch zwei im Wesentlichen plat- tenförmige Gehäuseteile (2, 3) mit einer mehreckigen oder elliptischen oder kreisrunden
Grundfläche (13) gebildet wird und die Summe der zur Grundfläche (13) senkrechten Höhen (h) der beiden Gehäuseteile (2, 3) geringer ist als eine kürzere Seitenlänge (s) bzw. ein minimaler Durchmesser (d) oder Radius derselben.
41. Selbstleuchtender Körper nach einem der Ansprüche 23 bis 40 dadurch gekennzeichnet, dass auf der von einer Betrachterseite ab gewendeten Seite des Körpers (101..104) eine reflektierende Beschichtung angeordnet ist..
42. Verwendung eines mit Hilfe eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22 hergestellten selbstleuchtenden Körpers (101..104) für ein Anzeigeinstrument z.B.. eine
Uhr, einen Bildschirm, einen Kompass od. dgl.
43. Verwendung eines mit Hilfe eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22 hergestellten selbstleuchtenden Körpers (101..104) als Glas oder Ziffernblatt eines Anzei- geinstrumentes z.B. einer Uhr.
44. Selbstleuchtender Körper nach einem der Ansprüche 23 bis 40 jedoch mit hinten reflektierender Beschichtung, damit das erzeuge Licht zum Betrachter hin ca. verdoppelt werden kann.
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