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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrolumineszenz-Leuchtmoduls
mit einer Elektrolumineszenz-Schichtenfolge,
die eine zwischen einer Frontelektrodenschicht und einer Rückelektrodenschicht
angeordnete Leuchtpigmentschicht umfasst, einem Trägerelement,
auf dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge angeordnet ist, und
elektrischen Anschlussleitern zum externen elektrischen Anschließen der
Elektrolumineszenz-Schichtenfolge. Sie betrifft weiterhin eine bevorzugte
Verwendung des Verfahrens und ein Innenraumverkleidungselement,
insbesondere für
Kraftfahrzeuge, Flugzeuge oder Bahnwagen.
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Das
Grundprinzip von Elektrolumineszenz-Schichtenfolgen ist beispielsweise
in dem im Internet unter www.lumintec.ch/d/download/DATSSATZ.doc
veröffentlichten
Artikel mit dem Titel „Elektrolumineszenz-Lampen/Allgemeine
Information über
Elektrolumineszenz-Lampen" der
LUMITEC AG, Schweiz, vom 10.04.2000 beschrieben.
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Aus
einer weiteren unter www.lumintec.ch/d/news abrufbaren Internet-Veröffentlichung der
LUMITEC AG, Schweiz, mit dem Titel „Inmould mit integrierter
Elektrolumineszenz" ist
ein Verfahren beschrieben, mit dem dreidimensionale Leuchtsysteme
hergestellt werden. Hierbei werden mittels Tiefziehen und Stanzen
vorgefertigte dreidimensional geformte Elektrolumineszenzfolien
in Leuchtsystemen verbaut.
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Dieses
Verfahren ist technisch sehr aufwändig. Im Übrigen bringt das Tiefziehen
und Stanzen eine erhebliche Gefahr der Schädigung der Elektrolumineszenzfolien
insbesondere in Biegebereichen mit sich. Schädigungen der Elektrolumineszenzfo lien können lokal
veränderte
Lichtstärken
bis hin zu Totalausfällen
der Folien führen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein technisch
vereinfachtes Verfahren der eingangs genannten Art zur Verfügung zu
stellen, bei dem zudem die Gefahr einer Schädigung der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge
reduziert ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches
1 gelöst.
Merkmale von vorteilhaften Ausführungsformen
und Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis
7 genannt. Bevorzugte Verwendungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 8 und
9 angegeben. In Anspruch 10 ist ein Innenraumverkleidungselement
mit einer Elektrolumineszenz-Schichtenfolge angegeben, das mittels
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
herstellbar ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen eines solchen Innenraumverkleidungselements sind
in den Ansprüchen
11 bis 15 angegeben.
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Ein
Verfahren gemäß der Erfindung
weist insbesondere folgende Verfahrensschritte auf:
- a) Fertigen des Trägerelements,
derart, dass zumindest dessen für
die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge vorgesehener Leuchtbereich nachfolgend
in seiner im Wesentlichen endgültigen
räumlichen
Form vorliegt,
- b) Anbringen der elektrischen Anschlussleiter an das Trägerelement
nach oder während
dessen Fertigung gemäß Schritt
a),
- c) Aufbringen der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge auf den
Leuchtbereich des Trägerelements, und
- d) Verbinden der Front- und der Rückelektrodenschicht jeweils
mit mindestens einem elektrischen Anschlussleiter nach oder während des
Aufbringens der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge gemäß Schritt
c).
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Die
Frontelektrodenschicht, die Rückelektrodenschicht
und die Leuchtpigmentschicht werden hierbei vorzugsweise auf das
Trä gerelement
auflaminiert. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
werden die elektrischen Anschlussleiter teilweise in das Trägerelement
eingebettet. Das Trägerelement
wird dazu zweckmäßigerweise
mittels eines Spritzguss- oder Spritzpressverfahrens hergestellt und
die Anschlussleiter werden dabei in das Trägerelement eingespritzt bzw.
eingepresst. Dies gewährleistet
eine technisch einfache und kostengünstige Herstellung des Trägerelements
mit den Anschlussleitern.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
des Verfahrens werden die Frontelektrodenschicht und die Rückelektrodenschicht
während
des Aufbringens der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge jeweils mit mindestens
einem elektrischen Anschlussleiter verbunden, vorzugsweise wird
je mindestens ein Anschlussbereich der Frontelektrodenschicht und
der Rückelektrodenschicht
auf einen jeweils zugeordneten elektrischen Anschlussleiter aufgebracht.
Diese Vorgehensweise erspart vorteilhafterweise einen separaten
Schritt zum elektrischen Verbinden der Elektrodenschichten mit den
Anschlussleitern.
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Besonders
geeignet ist ein Verfahren gemäß der Erfindung
zur Herstellung von Innenraumbeleuchtungsmodulen, insbesondere für Kraftfahrzeuge,
Flugzeugkabinen und Bahnwagen. Mit Hilfe des Verfahrens können vorteilhafterweise
auf technisch einfache und für
die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge schonende Weise Innenraumbeleuchtungsmodule
mit gekrümmten
Leuchtbereichen hergestellt werden.
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Ein
nach einem erfindungsgemäßen Verfahren
herstellbares Innenraumverkleidungselement, beispielsweise für Kraftfahrzeuge,
Flugzeuge oder Bahnwagen, umfasst ein Trägerelement, auf oder in das
elektrische Anschlussleiter aufgebracht bzw. eingebettet sind. Auf
das Trägerelement
ist eine Elektrolumineszenz-Schichtenfolge mit einer Frontelektrodenschicht,
einer Rückelektrodenschicht
und einer zwischen diesen angeordneten Leuchtpigmentschicht auflaminiert.
Die Frontelektrodenschicht ist mit einem ersten elektrischen Anschlussleiter
und die Rückelektrodenschicht
ist mit einem zweiten elektrischen Anschlussleiter elektrisch verbunden.
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Die
Elektrolumineszenz-Schichtenfolge kann auf derjenigen Seite des
Trägerelements
angeordnet sein, die dem zu beleuchtenden Innenraum zugewandt ist.
Vorzugsweise ist dann zwischen der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge
und dem Trägerelement
ein Reflektor für
eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge
bei deren Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung angeordnet
oder ist das Trägerelement
selbst aus einem entsprechend reflektierenden Material hergestellt.
Damit wird vorteilhafterweise erreicht, dass eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge
zum Trägerelement
hin ausgesandte Strahlung zum zu beleuchtenden Innenraum hin reflektiert
und nicht vom Trägerelement absorbiert
wird.
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Alternativ
dazu kann das Trägerelement
einen Leuchtenbereich aufweisen, der aus einem für eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge bei deren
Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise
durchlässigen
Material gefertigt ist und bei dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge
auf der vom Innenraum abgewandten Seite des Trägerelements angeordnet ist. Bei
dieser Ausführungsform
wirkt das Trägerelement vorteilhafterweise
gleichzeitig als Schutzschicht gegen beispielsweise mechanische
und chemische Umwelteinflüsse.
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Bei
der zuletzt dargelegten Ausgestaltung ist mit Vorteil an der vom
Trägerelement
abgewandten Seite der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge ein Reflektor
für eine
von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge bei deren Betrieb ausgesandte
elektromagnetische Strahlung angeordnet. Dieser Reflektor kann eine
auf die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge aufgebrachte Reflektorschicht
sein. Es kann aber auch die Rückelektrodenschicht
selbst aus einem entsprechend reflektierendem Material gefertigt
sein.
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Ein
besonderer Vorteil des Verfahrens und des Innenraumverkleidungsmoduls
besteht darin, dass die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge nach deren Aufbringen
auf das fertig vorgeformte Trägerelement
im Wesentlichen nicht mehr verformt wird und damit mechanische Einflüsse, die
deren Funktionseigenschaften beeinträchtigen können, stark reduziert sind.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen des Verfahrens und des Innenraumverkleidungselements
sowie weitere Vorteile ergeben sich aus dem im Folgenden in Verbindung
mit der Figur erläuterten
Ausführungsbeispielen.
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Die
Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Querschnitts
durch ein Elektrolumineszenz-Leuchtmodul mit Elektrolumineszenz-Schichtenfolge.
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Die
dargestellten Bestandteile des Elektrolumineszenz-Leuchtmoduls sowie
die Größenverhältnisse
der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht dargestellt anzusehen.
Vielmehr sind einige Details zum besseren Verständnis und zur besseren Erkennbarkeit
in der Figur übertrieben groß dargestellt.
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Bei
einem Verfahren zum Herstellen des Elektrolumineszenz-Leuchtmoduls 1 (hier
ein Innenraumverkleidungselement für ein Kraftfahrzeug, Flugzeug
oder einen Bahnwagen) gemäß der Figur wird
zunächst
ein mit einer beispielsweise sphärisch gekrümmten Oberfläche 31 versehenes
Trägerelement 3 aus
Kunststoff beispielsweise mittels Spritzgießen oder Spritzpressen, derart
gefertigt, dass nachfolgend zumindest dessen für eine Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 vorgesehener
Leuchtbereich 31 in seiner im Wesentlichen endgültigen räumlichen
Form vorliegt. Darunter ist zu verstehen, dass der Leuchtbereich 32,
in dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 aufgebracht
wird, nach deren Aufbringen während
der weiteren Verarbeitung und Montage des Innenraumverkleidungselements 1 in seiner
Form bis auf etwaige geringfügige
beispielsweise zur Montage notwendige Verwindungen oder Verbiegungen
im Wesentlichen nicht mehr verändert wird.
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Nach
oder während
des Herstellens des Trägerelements 3 werden
zwei elektrischen Anschlussleiter 4, 5 auf das
Trägerelement 3 aufgebracht
(beispielsweise mittels strukturiertem Metallisieren der entsprechenden
Stellen der Oberfläche
des Trägerelements)
bzw. in das Trägerelement 3 eingebettet.
Im letzteren und in der Figur dargestellten Fall können die
elektrischen Anschlussleiter 4, 5 beispielsweise in
Form von Metallstreifen vorliegen, die in die Spritzform eingelegt
werden.
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Auf
den Leuchtbereich 32 des Trägerelements 3 wird
dann eine Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 aufgebracht.
Hierzu wird zunächst
ein Material für
eine Rückelektrodenschicht 23 aufgebracht, auf
der nachfolgend eine Leuchtpigmentschicht 22 und nach dieser
ein Material für
eine Frontelektrodenschicht 21 aufgebracht wird. Die Herstellung
dieser Schichten kann beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens
oder eines anderen geeigneten Verfahrens erfolgen.
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Eine
geeignete Leuchtpigmentschicht 22 besteht beispielsweise
aus einer Kunststoffmatrix, in die ein dotierter Zinksulfid-Leuchtstoff eingebettet
ist. Die Frontelektrodenschicht 21 ist aus einem für eine von der
Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 bei
deren Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung zumindest
teilweise durchlässig,
um eine gewünschte
Auskopplung von Licht zu ermöglichen.
Ein geeignetes Material für
die Frontelektrodenschicht 21 ist Indium-Zinn-Oxid. Die Rückelektrodenschicht 23 kann
aus einem geeigneten metallischen Werkstoff gefertigt sein.
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Die
Frontelektrodenschicht 21 und die Rückelektrodenschicht 23 werden
während
des Aufbringens der entsprechenden Materialien mit dem jeweils zugeordneten
elektrischen Anschlussleiter 4, 5 verbunden, indem
jeweils ein Teilbereich der beiden Elektrodenschichten mit dem jeweils
zugeordneten elektrischen Anschlussleiter 4, 5 überlappt.
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Das
elektrische Verbinden der Elektrodenschichten 21, 23 kann
alternativ nach deren Aufbringen auf das Trägerelement 3 beispielsweise
mittels einer gesonderten Verbindungsleitung, beispielsweise einer
Leiterbahn oder eines Drahtes erfolgen.
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Zwischen
der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 und dem Trägerelement 3 kann
zusätzlich eine
reflektierende Schicht 24 angeordnet sein, die vor dem
Aufbringen der Rückelektrodenschicht 23 auf
das Trägerelement 3 beispielsweise
ebenfalls mittels Siebdrucken aufgebracht wird. Dies kann eine geeignete
metallische Schicht sein. Die Art des Metalls hängt von der Wellenlänge des
zu reflektierenden Lichtes ab. Alternativ kann bereits die Rückelektrodenschicht 23 aus
einem entsprechend reflektierenden Material hergestellt werden.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
wird die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 auf der vom zu
beleuchtenden Innenraum abgewandten Seite 33 des Trägerelements 3 aufgebracht.
Das Trägerelement
kann dann vollständig
aus einem Material gefertigt sein, das für eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 bei
deren Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung zumindest
teilweise durchlässig
ist. Alternativ kann nur der Teilbereich des Trägerelements entsprechend strahlungsdurchlässig sein,
auf dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 aufgebracht
wird. Auf der vom Trägerelement 3 abgewandten
Seite der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 kann
eine reflektierende Schicht aufgebracht werden. Alternativ kann
auch hier die Rückelektrodenschicht 23 aus
einem reflektierenden Material hergestellt sein. Es versteht sich von
selbst, dass bei diesem Ausführungsbeispiel
zunächst
die strahlungsdurchlässige
Frontelektrodenschicht 21, dann die Leuchtpigmentschicht 22 und auf
diese die Rückelektrodenschicht 23 aufgebracht wird
und dass der Verlauf der elektrischen Anschlussleiter 4, 5 an
die geänderte
Positi on der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 angepasst
werden muss.
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Sowohl
im erstgenannten als auch im zweitgenannten Ausführungsbeispiel ist die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge 2 mit
einer Versiegelungsschicht 25 versehen, die diese von schädlichen
Umwelteinflüssen
schützen
soll.
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Die
Beschreibung der Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele ist selbstverständlich nicht
als Beschränkung
der Erfindung auf dieses zu sehen. Vielmehr fallen sämtliche
Abwandlungen von Verfahren zum Herstellen von Elektrolumineszenz-Leuchtmodulen
in den Bereich der Erfindung, die die prinzipielle technische Lehre
der Erfindung nutzen. Beispielsweise können an Stelle der genannten
Elektrolumineszenz-Schichtenfolgen auch organische Leuchtdiodenelemente
eingesetzt werden, ohne dass diese Abwandlung den grundlegenden
Gedanken der Erfindung verlässt.
Selbstverständlich
ist das Verfahren nicht auf die Verwendung bei der Herstellung von
Innenraumbeleuchtungen eingeschränkt. Vielmehr
können
prinzipiell sämtliche
Elektrolumineszenzleuchtmittel unter Anwendung der erläuterten
technischen Lehre gefertigt werden. Ebenso ist es denkbar, dass
das Trägerelement
mittels eines anderen Verfahrens als Spritzgießen oder Spritzpressen hergestellt
wird und/oder dass es aus einem Nicht-Kunststoff-Material, wie beispielsweise Glas oder
Keramik hergestellt wird. All diese Ausführungsformen nutzen bei entsprechender
Ausgestaltung der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge die oben dargelegte
grundlegende technische Lehre.