DE29708997U1 - Electroluminescent light - Google Patents
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Description
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BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Elektrolumineszenz-Leuchte TECHNISCHES GEBIETElectroluminescent lamp TECHNICAL FIELD
Die Erfindung betrifft eine Elektrolumineszenz-Leuchte. Derartige Leuchten benutzen die Leuchterscheinung, die auftritt, wenn ein Leuchtstoff einem elektrischen Wechselfeld unterworfen wird. Der Leuchtstoff wird durch das Wechselfeld zum Leuchten gebracht. Damit das Leuchten sichtbar wird, wird eine der Elektroden transparent ausgebildet. Durch Variation der Anregungsfrequenz und des Leuchtstoffes kann die Leuchtfarbe variiert werden.The invention relates to an electroluminescent lamp. Such lamps use the luminous phenomenon that occurs when a phosphor is subjected to an alternating electric field. The phosphor is made to glow by the alternating field. To make the glow visible, one of the electrodes is made transparent. By varying the excitation frequency and the phosphor, the luminous color can be varied.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Bei einer bekannten Art von Elektrolumineszenz-Leuchten besteht die nichttransparente Elektrode aus metallischem Material. Auf diesem Material wird ein Grundemail aufgetragen und dann die Leuchtschicht als durchsichtige Emailschicht aufgebracht. Derartige "metallische" Elektrolumineszenz-Leuchten sind besonders haltbar und weisen eine lange Lebensdauer und große Leuchtkraft auf.In one well-known type of electroluminescent lamp, the non-transparent electrode is made of metallic material. A base enamel is applied to this material and then the luminescent layer is applied as a transparent enamel layer. Such "metallic" electroluminescent lamps are particularly durable and have a long service life and high luminosity.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNGDESCRIPTION OF THE INVENTION
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Elektrolumineszenz-Leuchte auf metallischer Grundlage anzugeben.Based on this prior art, the invention is based on the object of specifying an improved electroluminescent lamp on a metallic basis.
Diese Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gegeben. Die Erfindung beinhaltet damit insbesondere, daß auf die metallische Elektrode unmittelbar eine Emailschicht 35This invention is defined by the features of claim 1. The invention therefore includes in particular that an enamel layer is applied directly to the metallic electrode. 35
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als Direktemail aufgebracht wird. Auf dieses Direktemail wird dann die Leuchtschicht aufgetragen. Diese Leuchtschicht besteht aus einer Mischung aus transparentem Emailpulver und an sich bekannten Elektrolumineszenz-Pigmenten. Diese Mischung wird entweder durch Zugabe von Siebdrucköl siebdruckfähig gemacht und im Siebdruckverfahren aufgetragen, oder die Mischung wird durch Zugabe von Wasser spritzfähig gemacht und im Spritzverfahren jeweils direkt auf das Direktemail aufgetragen. Nach dem Trocknen wird diese Leuchtschicht eingebrannt. Dabei reicht eine Brenntemperatur von maximal 560 Grad Celsius aus. Bei dieser Temperatur verlieren die Elektrolumineszenz-Pigmente {EL-Pigmente) noch nicht an Helligkeit. Auf diese Leuchtschicht wird dann die transparente Isolierschicht aus beispielsweise Siliciumnitrid (S13N4) oder Tantaloxid (Ta2Ü5) aufgebracht. Den Abschluß bildet die transparente Elektrode. Ein derartiger Schichtaufbau ermöglicht es, die Isolierschicht sehr dünn auszubilden. Im Zusammenwirken mit einer gut leitenden elektrischen metallischen Elektrode kann eine derartige Leuchte mit einem sehr niedrigen elektrischen Strom betrieben zum Leuchten gebracht werden.is applied as a direct enamel. The luminescent layer is then applied to this direct enamel. This luminescent layer consists of a mixture of transparent enamel powder and known electroluminescent pigments. This mixture is either made screen-printable by adding screen printing oil and applied using the screen printing process, or the mixture is made sprayable by adding water and applied directly to the direct enamel using the spray process. After drying, this luminescent layer is fired. A firing temperature of a maximum of 560 degrees Celsius is sufficient. At this temperature, the electroluminescent pigments (EL pigments) do not yet lose their brightness. The transparent insulating layer made of, for example, silicon nitride (S13N4) or tantalum oxide (Ta2Ü5) is then applied to this luminescent layer. The transparent electrode forms the final layer. This type of layer structure makes it possible to make the insulating layer very thin. In conjunction with a highly conductive metallic electrode, such a lamp can be made to glow using a very low electrical current.
Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, die metallische Elektrode aus vernickeltem Blech oder Edelstahl herzustellen. It has proven advantageous to manufacture the metallic electrode from nickel-plated sheet metal or stainless steel.
Ein sehr wirtschaftliches Herstellverfahren und eine sehr leistungsfähige Leuchte zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß die als Direktemail aufgebrachte Emailschicht ebenfalls im Spritzverfahren oder im Siebdruckverfahren aufgebracht werden kann. Dieser Emailschicht, die als Reflexionsschicht dient, um die Leuchtkraft zu verstärken, können Metallpigmente vor dem Brennen zugegeben sein. Die Menge derA very economical manufacturing process and a very high-performance lamp are characterized in particular by the fact that the enamel layer applied as a direct enamel can also be applied using a spraying process or screen printing. Metal pigments can be added to this enamel layer, which serves as a reflective layer to increase the luminosity, before firing. The amount of
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Metallpigmente beträgt vorteilhafter Weise zwischen 5 % und 40 % der Menge der Emailschicht. Dabei können die Metallpigmente bis zu 100 % aus Indium-Zinn-Oxiden bestehen.Metal pigments preferably make up between 5% and 40% of the enamel layer. The metal pigments can consist of up to 100% indium tin oxides.
Bei der Leuchtschicht besteht das Verhältnis von Email zu Pigmenten etwa 20:30 bis 80:70 %.For the luminescent layer, the ratio of enamel to pigments is approximately 20:30 to 80:70%.
Nach einem auch in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die transparente Isolierschicht vorteilhafter Weise aus einer Färb- und/oder Lackschicht. Die transparente Elektrode besteht dabei insbesondere aus an sich bekannten Werkstoffen des Indium-Zinn-Systems. Wie an sich bekannt, kann die transparente Elektrode beispielsweise durch ein membranbildendes Verfahren, wie insbesondere durch ein reaktives Zerstäuben im Hochvakuum hergestellt werden.According to an embodiment also shown in the drawing, the transparent insulating layer advantageously consists of a color and/or lacquer layer. The transparent electrode consists in particular of known materials of the indium-tin system. As is known per se, the transparent electrode can be produced, for example, by a membrane-forming process, such as in particular by reactive sputtering in a high vacuum.
Um die elektrische Spannung gleichmäßig in der transparenten Elektrode zu verteilen, kann eine elektrisch leitende Beschichtung auf dem Randbereich der transparenten Elektrode aufgebracht sein. Diese Beschichtung ist insbesondere als umlaufender Rahmen vorhanden und an dem einen Pol der elektrischen Wechselspannungsquelle anschließbar. Dieser Beschichtungsrahmen besteht vorteilhafter Weise aus Silber.In order to distribute the electrical voltage evenly in the transparent electrode, an electrically conductive coating can be applied to the edge area of the transparent electrode. This coating is present in particular as a surrounding frame and can be connected to one pole of the electrical alternating voltage source. This coating frame is advantageously made of silver.
Als Witterungsschutz für eine derartige Elektrolumineszenz-Leuchte kann eine äußere Umhüllung als Wasserdampfsperre vorgesehen werden. Eine derartige Leuchte kann dann beispielsweise als Kachel verwendet werden. Die Kachel kann die Funktion eines Hinweisschildes haben. So kann auf einer derartigen Kachel beispielsweise eine Straßenbenennung oder eine Hausnummer aufgebracht sein.To protect such an electroluminescent lamp from the weather, an outer casing can be provided as a water vapor barrier. Such a lamp can then be used as a tile, for example. The tile can have the function of an information sign. For example, a street name or a house number can be applied to such a tile.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen ferner aufgeführten Merkmale sowie aus dem nachstehenden Ausführungsbeispiel.Further advantages and features of the invention result from the features further listed in the claims and from the following exemplary embodiment.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSHORT DESCRIPTION OF THE DRAWING
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt in schematischer Ansicht eine Kachel mit einem schematisierten Schichtaufbau nach der Erfindung.The invention is described in more detail using the embodiment shown in the drawing. The single figure shows a schematic view of a tile with a schematic layer structure according to the invention.
WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNGWAYS TO CARRY OUT THE INVENTION
Die einzige Figur 1 zeigt eine Kachel 10 mit einem bezüglich der Schichtdicke nicht maßstabsgerechten Schichtaufbau nach der Erfindung.The only figure 1 shows a tile 10 with a layer structure according to the invention that is not to scale with regard to the layer thickness.
Eine metallische Elektrode 12 besteht im vorliegenden Beispielsfall aus einem vernickelten Blech. Sie könnte auch beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Diese Elektrode 12 ist an dem einen Pol 13 einer Wechselspannungsquelle 16 angeschlossen. Die Dicke dieser metallischen Elektrode 12 kann relativ dünn sein und hängt lediglich von den mechanischen Festigkeitsanforderungen und damit Einsatz zwecken dieser Kachel 10 ab.In the present example, a metallic electrode 12 consists of a nickel-plated sheet. It could also be made of stainless steel, for example. This electrode 12 is connected to one pole 13 of an alternating voltage source 16. The thickness of this metallic electrode 12 can be relatively thin and depends only on the mechanical strength requirements and thus the intended use of this tile 10.
Auf der Elektrode 12 ist eine titanweiß, Direktemailschicht 14 aufgebracht. Auf das vorherige Auftragen einer Grundemailbeschichtung auf der metallischen Elektrode kann im vorliegenden Fall verzichtet werden. Dieses sogenannte Direktemail kann im Spritzverfahren oder im Siebdruckverfahren aufgebracht werden. Es ist mit ca. 820 Grad Celsius in die Elektrode 12 eingebrannt. Diese Emailschicht 14 dient als Reflexionsschicht und verstärkt dadurch die Leuchtkraft. Um den elektrischen Widerstand in dieser Direktemailschicht zu verändern, der für die Leuchtkraft und auch für die elektrische Spannung bestimmend ist, sind MetallpigmenteA titanium white, direct enamel layer 14 is applied to the electrode 12. In this case, it is not necessary to apply a base enamel coating to the metal electrode beforehand. This so-called direct enamel can be applied using a spraying process or screen printing. It is baked into the electrode 12 at approx. 820 degrees Celsius. This enamel layer 14 serves as a reflective layer and thereby increases the luminosity. In order to change the electrical resistance in this direct enamel layer, which determines the luminosity and also the electrical voltage, metal pigments are used.
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in dieser Direktemailschicht 14 vorhanden. Diese Pigmente sind vor dem Einbrennen zugegeben worden. Die Pigmente bestehen im vorliegenden Fall aus Indium-Zinn-Oxid. Ihr Anteil liegt zwischen 5 % und 40 % der Direktemailschichtmenge. present in this direct enamel layer 14. These pigments were added before firing. The pigments in this case consist of indium tin oxide. Their proportion is between 5% and 40% of the direct enamel layer quantity.
Auf der Direktemailschicht 14 ist eine Elektrolumineszenz-Leuchtschicht 18 vorhanden. Diese Schicht 18 ist eine zweite Emailschicht. Sie setzt sich zusammen aus einem transparenten Emailpulver, einem sogenannten Aluminium-Transparentemail. Dieses Aluminium-Transparentemai 1 ist ursprünglich für die Beschichtung von Aluminium entwickelt worden. Es hat sich herausgestellt, daß dieses Transparentemai 1 hervorragend auf die oben genannte titanweiß Direktemailschicht auf gebracht werden kann. Diese Elektrolumineszenz-Leuchtschicht {EL-Leuchtschicht) 18 besteht aus dem vorstehend genannten transparenten Emailpulver und aus Elektrolumineszenz-Pigmenten (EL-Pigmenten) . Im vorliegenden Beispielsfall sind EL-Pigmente der Firma Osram Sylvania Inc. mit den Typen ELlO, EL20, EL30, EL40, EL50, EL60, EL21, EL22, EL23, EL31, EL41, EL51, verwendet worden. Das Verhältnis von Emailpulver zu diesen Pigmenten beträgt etwa 20:80 bis 30:70. Zum Aufbringen dieser Schicht 18 auf die Schicht 14 wird dieser Mischung aus transparentem Emailpulver und EL-Pigmenten entweder ein Siebdrucköl zugemischt, so daß die genannte Mischung im Siebdruckverfahren auf die Schicht 14 aufgebracht werden kann, oder es wird der Mischung aus transparentem Emailpulver und EL-Pigmenten Wasser zugegeben, so daß die dann enthaltende Mischung mittels beispielsweise einer Spritzpistole auf die Schicht 14 aufgespritzt werden kann. Anschließend wird die Schicht 18 getrocknet. Die Schicht 18 kann dann im Ofen bei lediglich 560 Grad Celsius in die Schicht 14 eingebrannt werden. Eine höhere Brenntemperatur ist nicht erforderlich. Dadurch verlieren die verwendeten EL-Pigmente nicht ihre Helligkeit.An electroluminescent light layer 18 is present on the direct enamel layer 14. This layer 18 is a second enamel layer. It is composed of a transparent enamel powder, a so-called aluminum transparent enamel. This aluminum transparent enamel 1 was originally developed for coating aluminum. It has been found that this transparent enamel 1 can be applied excellently to the titanium white direct enamel layer mentioned above. This electroluminescent light layer (EL light layer) 18 consists of the above-mentioned transparent enamel powder and electroluminescent pigments (EL pigments). In the present example, EL pigments from Osram Sylvania Inc. with the types EL10, EL20, EL30, EL40, EL50, EL60, EL21, EL22, EL23, EL31, EL41, EL51 were used. The ratio of enamel powder to these pigments is approximately 20:80 to 30:70. To apply this layer 18 to layer 14, either a screen printing oil is added to this mixture of transparent enamel powder and EL pigments so that the mixture can be applied to layer 14 using the screen printing process, or water is added to the mixture of transparent enamel powder and EL pigments so that the mixture then contained can be sprayed onto layer 14 using, for example, a spray gun. Layer 18 is then dried. Layer 18 can then be fired into layer 14 in an oven at just 560 degrees Celsius. A higher firing temperature is not required. This means that the EL pigments used do not lose their brightness.
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Auf die EL-Leuchtschicht 18 wird dann eine transparente Isolierschicht aufgetragen, die auch die metallische Elektrode 12 mit umhüllt. Die Isolierschicht besteht aus der an sich bekannten Verbindung S13N4 oder Ta2O5 oder vergleichbaren Verbindungen. Beim Einbrennen von Email entstehen im Inneren kleine Blasen, die unter Umständen ein Durchschlagen der angelegten elektrischen Spannung verursachen können. Dieses Durchschlagen wird durch die Isolierschicht 2 0 verhindert. Diese Isolierschicht kann sehr dünn aufgetragen sein, und so ihr elektrischer Widerstand klein gehalten werden. A transparent insulating layer is then applied to the EL luminous layer 18, which also covers the metallic electrode 12. The insulating layer consists of the known compound S13N4 or Ta 2 O 5 or comparable compounds. When enamel is fired, small bubbles form inside which can, under certain circumstances, cause the applied electrical voltage to break through. This breakdown is prevented by the insulating layer 2 0. This insulating layer can be applied very thinly, thus keeping its electrical resistance low.
Auf diese transparente Isolierschicht 20 wird die transparente Elektrode 22 aufgebracht. Herstellverfahren für diese transparente Elektrode sind bekannt. So kann eine derartige transparente Elektrode beispielsweise durch membranbildende Verfahren, wie insbesondere durch ein reaktives Zerstäuben im Hochvakuum hergestellt sein. Eine derartige Elektrode wird beispielsweise als ITO-Elektrode bezeichnet.The transparent electrode 22 is applied to this transparent insulating layer 20. Manufacturing processes for this transparent electrode are known. For example, such a transparent electrode can be manufactured by membrane-forming processes, such as in particular by reactive sputtering in a high vacuum. Such an electrode is referred to, for example, as an ITO electrode.
Auf der Elektrode 22 ist ein umlaufender Rahmen 24 aus Silbermaterial aufgetragen. Dieser Rahmen 24 ist an dem anderen Pol 26 der WechselSpannungsquelle 16 angeschlossen. Die Stromaufnahme erfolgt damit durch den Rahmen 24 und die metallische Elektrode 12 hindurch. Der Rahmen 24 ermöglicht eine gleichmäßige Spannungsverteilung in der transparenten Elektrode 22.A surrounding frame 24 made of silver material is applied to the electrode 22. This frame 24 is connected to the other pole 26 of the alternating voltage source 16. The current is thus absorbed through the frame 24 and the metallic electrode 12. The frame 24 enables a uniform voltage distribution in the transparent electrode 22.
Alle vorstehenden Schichten sind von einer Wasserdampfsperrschicht 28 umgeben. Diese Sperrschicht besteht im vorliegenden Fall aus optisch durchscheinendem Kunst stoff lack, in der der Schichtkörper eingetaucht worden ist.All of the above layers are surrounded by a water vapor barrier layer 28. In this case, this barrier layer consists of optically translucent plastic paint in which the layered body has been immersed.
Claims (1)
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21 May 1997
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- 1997-05-22 DE DE29708997U patent/DE29708997U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19971009 |
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| R156 | Lapse of ip right after 3 years |
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