DE1156569B - Einrichtung zur Instrumentenbeleuchtung und zur Leuchtanzeige - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Instrumentenbeleuchtung und zur Leuchtanzeige Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Instrumentenbeleuchtung und zur Leuchtanzeige mit über Diner Skala spielendem, als längliche und relativ schmale Elektrolumineszenz-Leuchtquelle ausgebildetem Zeiger, bei welcher die Leuchtwirkung des Zeigers durch das Zusammenwirken des die eine Elektrode bildenden Zeigers mit Außenelektroden hervorgerufen wird. Eine solche Einrichtung ist insbesondere für Uhren und für die Instrumente der Armaturentafeln von Kraftfahrzeugen geeignet.
• Es ist bereits versucht worden, elektrolumineszente Einrichtungen für die Instrumentenbeleuchtung zu verwenden. Es ist z. B. bekannt, in Uhren. für die Stunden- und Minutenzeiger elektrolumineszente Lampen zu verwenden, die eine Grundplatte, darauf eine leitende Schicht, eine Schicht aus elektrolumineszentem Phosphor auf der leitenden Schicht und eine durchsichtige leitende Schicht auf derPhosphorschicht aufweisen. Diese Einrichtungen kann man als geschichtet bezeichnen.
• Ein Nachteil dieser geschichteten Beleuchtungseinrichtungen besteht darin, daß sie für besondere Anwendungen schlecht anpassungsfähig sind, z. B. wenn relativ klein bemessene Einrichtungen notwendig sind, die eine dünne und schwache Form, etwa wie ein. Instrumentenzeiger oder eine Zierlampe haben müssen. Auch strahlen die geschichteten. Einrichtungen das Licht nur in einer Ebene ab.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile schlägt die Erfindung vor, daß der Zeiger im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat und eine längliche Mittelelektrode enthält, die allseitig von einer elektrolumineszierenden Phosphor enthaltenden Schicht umgeben ist, welche ihrerseits wiederum allseitig von einer durchsichtigen, elektrisch leitendem., die Außenelektrode bildenden Schicht umgeben ist, welche zugleich als Mittel zur elektrischen Verbindung der Elektroden. mit einer Spannungsquelle dient. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ist es möglich, einen elektrolumineszierenden Zeiger schmaler Form zu erhalten, der dass Licht nach allen Seiten abstrahlt.
• Die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden und der Spannungsquelle kann durch eine Hohlwelle erfolgen, die selbst als Leitung zu einer Elektrode dient, während durch ihren Hohlraum ein isolierter Draht geführt ist, der die Leitung zu der anderen Elektrode bildet.
• Die Einrichtung mit in Form einer geschichteten Elektrolumineszenzlampe ausgebildeten Skala ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß die Elektrolumineszenz-Skala unter Freilassung der Skalenmerkmale und-/oder der Bezifferung mit einem lichtundurchlässigen Belag überzogen ist.
• Die Skala kann. als voller Kreis oder als ein Teil davon ausgeführt werden und kann flach sein. Für viele Zwecke wird die Skala nur als ein Teil eines Kreises, z. B. ein Quadrant, ausgeführt und so gebogen, daß die lumineszente Fläche der Skala konvex wird. In einigen Fälle kann es erwünscht sein, den Zeiger entlang einer geraden oder nicht kreisförmigen Linie anstatt radial zu führen.
• Vorzugsweise leuchten die Skala, insbesondere ihre Bezifferung, sowie die Zeiger verschiedenfarbig. So kann die Bezifferung auf der Skala z. B. grün, blau oder weiß elektrolumineszieren, während der Zeiger zum Zwecke eines Kontrastes rot leuchten kann.
• Die Mittelelektrode des Zeigers kann aus einem Stück Isoliermaterial. mit einem darauf aufgebrachten elektrisch leitenden. Überzug bestehen. Die Mittelelektrode kann auch aus Kunststoff oder Glas bestehen, wenn diese Materialien leitend sind. Vorzugsweise ist der lumineszente Phosphor in einen die Mittelelektrode umgebenden dielektrischen Stoff eingelagert.
• Bei der Herstellung von Elektrolumineszenzzeigem nach der Erfindung kann vorzugsweise so vorgegangen werden, daß Drahtstücke von der Bemessung der Mittelelektrode entsprechender Länge zum Eintauchen. in einen. flüssigen, dielektrischen Stoff vorbehandelt werden, daß die Drähte nach der Tauchbehandlung gebrannt werd:, daß sie in eine Masse aus flüssigem, elektrolumineszentem Phosphor eingetaucht und danach erneut gebrannt werden und daß sie schließlich in eine in. einem neuerlichen Brennvorgang eine durchsichtige, elektrisch leitende Schicht liefernde Flüssigkeit getaucht werden. Insbesondere kann zur Erzeugung weiterer Schichten, der Tauch-und Brennvorgang entsprechend wiederholt werden. Die Anwendung des Tauchverfahrens bei der Herstellung eines elektrolumineszierenden Zeigers bringt für die Produktion eine Vereinfachung und Verbilligung mit sich.
• Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar sind Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer Skala eines Geschwindigkeitsmessers und eines Zeigers gemäß der Erfindung, Fig. 2 ein: Längsschnitt durch den Zeiger nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 ein Schnitt durch die Skala nach der Linie III-III in Fig. 1.
• Eine kreisförmige, elektrolumineszente Lampenscheibe, die später in Verbindung mit Fig. 2 beschriebei wird, trägt gemäß Fig. 1 dein Belag 1, der eine lichtundurchlässige Schicht mit Öffnungen 2 in Form der verschiedenen Zahlen 0, 10, 20 usw. und mit Öffnungen 4 in Form von Punkten für die Merkmale der Skala ist. Deshalb erscheinen, wenn. die Lampe arbeitet, nur die Ziffern und die Punkte leuchtend. Die Öffnung 5 ist für die Ziffern vorgesehen, die z. B. den gesamtem Kilometer-Stand anzeigen. Ein Kunststoffring 5 rahmt den äußeren Rand der Lampemscheibe ein.
• Der Zeiger 7 ist elektrolumineszierend, und sein Aufbau ist im einzelnen aus dem Schnitt der Fig. 2 zu entnehmen. Der Zeiger 7 enthält die Mittelelektrode 8, z. B. aus einer Chrom-Stahl-Legierung. Die Elektrode wird an der hohlen Welle 9 durch die Kragen 10 und 11 gehalten. Das äußere Ende der Welle 5 trägt einen Knopf 12, der den Verbindungsdraht 13 sichtmäßig verdeckt. Eine Grundschicht 14 aus Keramik, die zum Umgießen des verwendeten Metallei geeignet ist und die eine sehr hohe dielektrische Konstante hat, wird als Fritte aufgebracht und dort eingeschmolzen. Es kann. jede Keramik mit hoher Dielektrizitätskonstante verwendet werden.
• Eine in Keramik neingelagerte Phosphorschicht 15 wird dann. in.. Form einer Pulvermischung aus Phosphor und Keramik auf die Keramikschicht aufgebracht.
• Eine durchsichtige, elektrisch leitende Schicht 16 wird dann auf die Phosphor-Keramik-Schicht 15 aufgebracht. Sie kann aus Zinnchlorid bestehen. Eine Glasur 17 aus reiner Keramik wind auf die letzte Schicht aufgebracht und anschließend wird eine Schicht 18 aus rotem Phosphor aufgebracht, der nicht selbst elektrolummeszent zu sein braucht, aber durch die Strahlung des elektrolumineszenten Phosphors der Schicht 15 erregt wird.
• Ein Teil der durchsichtigen leitenden Schicht 16 ist von den Schichten 17 und 18 freigehalten, und dort ist ein biegsamer Leitungsdraht 13 befestigt, z. B. dadurch, daß die Stelle mit einer luftrocknemden Silberfarbe, eingebranntem Silber oder Gold oder anderem geeigneten Material angestrichen wird, dann ein Ende des Leitungsdrahtes 13 darauf angebracht wird und dann die beiden Teile im gutem elektrischen Kontakt durch eine Schicht eines Epoxydharzes gehalten. werden,. Es können auch andere Kontaktierungsverfahren angewendet werden. Der Draht 13, der zum Zwecke der Isolierung lackiert ist, führt durch eine Bahrung 19 in dem Kragen 10 und in die Höhlung der drehbaren Welle 9, die durch die isolierende Hülse 20 reicht. Metallische Kontaktfedern. 21 stellen den Kontakt mit der Außenseite der metallischen Welle 9 her. Der lackierte Draht 13 ist mit dem anderen Kontakt verbunden.
• Wird eine elektrische Spannung an den Kontakt 21 und den Draht 13 angelegt, so wird der Zeiger leuchtend und strahlt rot. Ein Querschnitt durch die L'än.gsansicht gemäß Fig. 2 würde zeigen, daß der Zeiger in Form einer elektrolummeszenten Lampe eine ungefähr kreisförmige oder rechteckige Querschnittsform hat, und zwar mit der Mittelelektrode in der Mitte, die von den oben beschriebenen Schichten umgeben ist.
• Die metallische Grundplatte 23 gemäß Fig. 3, die aus einer Chrom-Stahl-Legierung bestehen kann, trägt eine Grundschicht 24, eine Schicht 25 aus Keramik und elektrolumineszentem Phosphor, eine durchsichtige, elektrisch leitende Schicht 26 und eine Glasschicht 27 darüber. Die metallische Grundplatte 23 wirkt als ein Kontakt zu einer Energiequelle für die Erregung der Einrichtung. Ein Draht 28, der mit der durchsichtigen, leitenden Schicht 26 in derselben Weise wie bei dem Zeiger 7 verbunden ist, wirkt als der andere Kontakt. Der Draht wird; durch eine Isolierbüchse in der Metallplatte 23 geführt.
• Die verschiedenen Schichten 24, 25, 26 und 27 können in, derselben Weise aufgebracht werden wie die entsprechenden Schichten 14, 15, 16 und 17 bei dem Zeiger 7.
• Wenn. die Metallplatte 23 aus emailliertem Stahl besteht, wird vorzugsweise eine zusätzliche Grundschicht aus Glas mit einem Ausdehnungskoeffizienten nahe dem des emaillierten Stahles zwischen der Meitallplatte 23 und der regulären Grundschicht 24 verwendet. Diese Schicht kann etwas von dem Glas hoher Dielektrizitätskonstante enthalten, wie z. B. das Material der regulären Grundschicht 24, um eine merkliche Verringerung der Spannung durch die elektrolumineszenbe Schicht 25 zu vermeiden:.
• Der Zeiger 7 oder die Metallplatte 23 kann aus Aluminium hergestellt werden, wenn die Grundschicht 24 so gewählt ist, daß sie einen Ausdehnungskoeffizientem hat, der nahe dem des Aluminiums liegt.
• Ein Belag 1 wird auf die Glasschicht 26 aufgetragen. Dieser ist mit Ausnahme der Stellen, wo die Zahlen oder anderen Anzeigewerte zu sehen sein. sollen, lichtundurchlässig. Der Belag kann. auf die Schicht 27 aufgepreßt oder gedruckt sein und kann aus verschiedenen Materialien., wie Farben oder Tinten, bestehen; er kann schwarz oder gewünschtenfalls farbig stein.
• Ein Metall- oder Kunststoff kg 6 wird um den Außenrand der Skala 1 befestigt und schließt den Außenrand ein.
• Der Zeiger oder die Skala kann auch aus einer Kunststoffplatte, die eingelagertem elektrolumineszenten Phosphor enthält, mit elektrisch leitenden. Schichten auf jeder Seite der bestehen, wobei wenigstens eine der Schichten aus. duxalisichtigern, leitenden Material besteht. Keramische Materialien werden im allgemeinen allerdings vorgezogen, da sie gegenüber Feuchtigkeit widerstandsfähiger sind.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE-. 1. Einrichtung zur Instrumentenbeleuchtung und zur Leuchtanzeige mit über einer Skala spielendem, als längliche und relativ schmale Elektrolumineszenz-Leuchtquelle ausgebildetem Zeiger, bei welcher die Leuchtwirkung des Zeigers durch das Zusammenwirken des die eine Elektrode bildenden Zeigers mit Außenelektroden hervorgerufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeiger im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat und eine längliche Mittelelektrode enthält, die allseitig von einer elektrolumineszierenden Phosphor enthaltenden Schicht umgeben ist, welche ihrerseits wiederum allseitig von einer durchsichtigen elektrisch leitenden, die Außenelektrode bildenden Schicht umgeben ist, und daß der Zeiger an einer Welle befestigt ist, welche zugleich als Mittel zur elektrischen Verbindung der Elektroden mit einer Spannungsquelle dient.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 mit in Form einer geschichteten Elektrolumineszenzlampe ausgebildeten Skala, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenz-Skala unter Freilassung der Skalenmerkmale und/oder der Bezifferung mit einem lichtundurchlässigen Belag überzogen ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Skala, insbesondere ihre Bezifferung, sowie der Zeiger verschiedenfarbig leuchten.
4. 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode des Zeigers aus einem Stück lsoliermaterial mit einem darauf aufgebrachten elektrisch leitenden überzug besteht.
5. 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der lumineszente Phosphor in einen die Mittelelektrode umgebenden dielektrischen Stoff eingelagert ist.
6. 6. Verfahren zum Herstellen von Elektrolumineszenz-Zeigern mit den Merkmalen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Drahtstücke von der Bemessung der Mittelelektrode entsprechender Länge zum Eintauchen in einen flüssigen, dielektrischen Stoff vorbehandelt werden, daß die Drähte nach der Tauchbehandlung gebrannt werden, daß sie in eine Masse aus flüssigem elektrolumineszentem Phosphor eingetaucht und danach erneut gebrannt werden und daß sie schließlich in eine in einem neuerlichen Brennvorgang eine durchsichtige, elektrisch leitende Schicht liefernde Flüssigkeit getaucht werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung weiterer Schichten der Tauch- und Brennvorgang entsprechend wiederholt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: USA: Patentschriften Nr. 2 075 864, 2 738 759, 2 792 803; Journal of Applied Physics, 1958, S. 45 bis 51.