Knechtli-tschudi, Adelheid (Appenzellerstrasse 1, Gais, CH-9056, CH)
Enz, Emil (Hoheggstrasse 11, Gais, CH-9056, CH)
Knechtli-tschudi, Adelheid (Appenzellerstrasse 1, Gais, CH-9056, CH)
| 1. | Elektrolumineszenzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Elek trolumineszenzvorrichtung umfasst, welche eine erste flächenhafte Elektrode aus einem transparenten Material aufweist, dass jeder der Grossflächen dieser ersten Elektrode eine Schicht aus einem lumineszenzfähigen Dielektrikum zu geordnet ist, dass zumindest eine dieser Leuchtschichten transparent ist und dass der von der gemeinsamen Elektrode abgewandten Grossfläche der jewei ligen Leuchtschicht eine zweite Elektrode zugeordnet ist. |
| 2. | Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elek trolumineszenzvorrichtung mehr als zwei übereinander liegende transparente Leuchtschichten aufweist, dass zwischen je zwei Leuchtschichten eine eben falls transparente Elektrode angeordnet ist und dass die freien Grossflächen der aussen liegenden Leuchtschichten mit einer Elektrode ebenfalls versehen sind. |
| 3. | Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumin dest die an der Vorderseite der Elektrolumineszenzvorrichtung liegende Elek trode aus einem transparenten Material ist. |
| 4. | Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtschichten aus Materialien sind, welche Licht mit unterschiedlichen Wel lenlängen emittieren können. |
| 5. | Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die flä chenhafte Elektrolumineszenzvorrichtung zumindest eine Stelle mit einer drei dimensionalen Verformung aufweist, dass diese Verformung einen Radius auf weist, welcher kleiner ist als 1 Millimeter, und dass sich an diese so verformte Stelle zumindest zwei Abschnitte (28,29) dieser ELVorrichtung anschliessen, zwischen welchen sich ein Winkel erstreckt, der sogar 90 Grad betragen kann. |
| 6. | Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vorrichtung zur Ansteuerung der lumineszenzfähigen Schichten der Elektrolu mineszenzvorrichtung umfasst. |
| 7. | Elektrolumineszenzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Elek trolumineszenzvorrichtung mit zumindest einer Schicht aus einem lumines zenzfähigen Dielektrikum umfasst, dass je eine Elektrode einer der Grossflä chen dieser Leuchtschicht zugeordnet ist, dass die jeweilige Elektrode als ein Satz parallel zueinander verlaufender Streifen aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgeführt ist, dass die Richtungen dieser Sätze von Streifen senk recht zueinander stehen und dass eine Ansteuerungsvorrichtung vorgesehen ist, welche so ausgeführt ist, dass die Streifen der Elektroden an eine Energie quelle einzeln anschliessen kann. |
| 8. | Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtschicht als eine zusammenhängend verlaufende Schicht ausgeführt ist. |
| 9. | Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elek trolumineszenzvorrichtung mehrere übereinander liegende transparente Schichten aus Lumineszenzdielektriken aufweist, dass die Lumineszenzdielek triken der Leuchtschichten derart sind, dass sie Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren können, dass zwischen je zwei solchen Leuchtschich ten eine Streifenelektrode angeordnet ist und dass die freien Grossflächen der aussen liegenden Leuchtschichten mit je einer Streifenelektrode versehen sind. |
| 10. | Einrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine verspiegelte Schicht der Hinterseite der Elektrolumineszenzvorrichtung zuge ordnet ist und dass die verspiegelte Fläche dieser Schicht den Leuchtschichten der Elektrolumineszenzvorrichtung zugewandt ist. |
Bekannte Elektrolumineszenzeinrichtungen dieser Gattung weisen eine Schicht aus einem lumineszenzfähigen Dielektrikum, welche sich zwischen zwei Elek- troden befindet. Die Farbe des Lichtes, welches die Leuchtschicht während des Betriebes einer solchen Einrichtung abstrahlt, ist durch die Materialzusammen- setzung der Leuchtschicht gegeben. Diese Farbe lässt sich bei einer gegebe- nen Elektrolumineszenzeinrichtung nicht ändern.
Dieser Umstand schränkt die Anwendungsmöglichkeiten der Elektrolumines- zenzeinrichtungen ein Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, diesen Nachteil sowie noch weitere Nachteile der bekannten Elektrolumineszenzeinrichtungen zu beseitigen.
Diese Aufgabe wird bei der Elektrolumineszenzeinrichtung der eingangs ge- nannten Gattung erfindungsgemäss so gelöst, wie dies im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 definiert ist.
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt : Fig. 1 in einem teilweisen vertikalen Schnitt die Struktur einer ersten Ausfüh- rungsform der vorliegenden Einrichtung, Fig. 2 in einem teilweisen vertikalen Schnitt die Struktur einer zweiten Ausfüh- rungsform der vorliegenden Einrichtung, Fig. 3 perspektivisch und stark vergrössert das Prinzip eines auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung basierenden einfarbigen Bildschirmes Fig. 4 perspektivisch und stark vergrössert das Prinzip eines auf der Grundlage der vorliegenden Erfindung basierenden Farbbildschirmes und
Fig. 5 in einem vertikalen Schnitt und stark vergrössert einen Ausschnitt aus der Einrichtung gemäss Fig. 4, wobei diese Figur 5 den Verlauf der einzelnen La- gen der Einrichtung gemäss Fig. 4 zeigt, nachdem diese Einrichtung tiefgezo- gen wurde.
Die vorliegende Elektrolumineszenzeinrichtung umfasst eine Elektrolumines- zenzvorrichtung 1, welche nachstehend auch nur als EL-Vorrichtung genannt wird. Diese EL-Vorrichtung 1 weist eine erste flächenhafte, d. h. zusammenhän- gend verlaufende Elektrode 2 aus einem elektrisch leitenden und zugleich transparenten Material auf. Materialien dieser Art sind allgemein bekannt. Jeder der Grossflächen dieser ersten Elektrode 2 ist je eine Schicht 3 bzw. 4 aus ei- nem lumineszenzfähigen Dielektrikum zugeordnet. Diese Leuchtschichten 3 und 4 sind als zusammenhängend verlaufende Schichten ausgeführt. Die Mate- rialien dieser Leuchtschichten sind so gewählt, dass sie Licht mit unterschiedli- cher Wellenlänge abstrahlen können. Materialien dieser Art sind ebenfalls all- gemein bekannt. Der von der gemeinsamen Elektrode 2 abgewandten Gross- fläche der jeweiligen Leuchtschicht 3 bzw. 4 ist je eine weitere Elektrode 5 bzw.
6 zugeordnet. Diese Elektroden 5 und 6 sind ebenfalls transparent.
Das Material zumindest einer der genannten Leuchtschichten 3 bzw. 4 ist transparent. Beispielsweise könnte das Material der ersten Leuchtschicht 3 transparent sein, während das Material der zweiten Leuchtschicht 4 nicht trans- parent ist. In diesem Fall würde die EL-Vorrichtung Licht nur in der mit dem Buchstaben A bezeichneten Richtung abstrahlen, wobei die an der Aussenseite der ersten Leuchtschicht 3 angebrachte Elektrode 5, wie vorstehend angege- ben, ebenfalls transparent ist. Zweckmässiger ist es jedoch, wenn die zweite Leuchtschicht 4 und die an ihrer Aussenfläche angebrachte Elektrode 6 trans- parent sind. Diese EL-Vorrichtung 1 strahlt Licht nur in der mit dem Buchstaben B bezeichneten Richtung ab, wenn die erste Leuchtschicht 3 nicht transparent ist. Es kann auch Anwendungsfälle geben, in welchen Licht von den beiden Grossflächen der EL-Vorrichtung 1 abgestrahlt werden soll. Für einen solchen
Fall müssen sowohl die Leuchtschichten 3 und 4 als auch alle drei Elektroden 2,5 und 6 transparent sein.
Der Grossfläche einer der äusseren Elektroden 5 bzw. 6 ist ein Träger 7 zuge- ordnet, an welchem die EL-Vorrichtung 1 angebracht ist. Dieser Träger 7 ist in den meisten Fällen aus einem transparenten Material, weil er in den meisten Anwendungsfällen die Vorderseite der vorliegenden EL-Einrichtung darstellt. Im nachstehenden wird noch eine Ausführungsform der vorliegenden Einrichtung offenbart sein, bei welcher der Träger 7 nicht transparent ist und die Rückseite der EL-Vorrichtung 1 darstellt. Der Träger 7 kann steif oder aber biegbar sein.
Ausserdem kann das Material des Trägers 7 derart sein, dass sich dieses Mate- rial insbesondere dreidimensional tiefziehen lässt. Diese Massnahme macht den Anwendbarkeitsbereich der vorliegenden EL-Einrichtung noch grösser.
Die EL-Schichten 3 und 4 können nur dann leuchten, wenn eine entsprechende elektrische Spannung an jene Elektroden 2 und 5 bzw. 2 und 6 angelegt wird, zwischen welchen sich die betreffende EL-Schicht 3 bzw. 4 befindet. Zu diesem Zweck umfasst die vorliegende EL-Einrichtung eine dementsprechend ausge- führte Speisevorrichtung 10 auf, welche als eine Vorrichtung zur Ansteuerung der lumineszenzfähigen Schichten 3 und 4 der Elektrolumineszenzvorrichtung 1 dient.
Die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführung einer solchen Speisevorrichtung 10 umfasst zwei Spannungsquellen 11 und 12, welche hintereinander geschaltet sind. Am gemeinsamen Punkt 13 der in Serie geschalteten Quellen 11 und 12 ist ein Leiter 14 einerends angeschlossen, dessen anderes Ende an die erste bzw. gemeinsame Elektrode 2 der EL-Vorrichtung 1 angeschlossen ist. Die andere Klemme der ersten Spannungsquelle 11 ist über einen ersten Schalter 15 an die zweite Elektrode 5 angeschlossen, welche sich an der Aussen-bzw.
Rückseite der ersten EL-Schicht 3 befindet. Die andere Klemme der zweiten Spannungsquelle 12 ist über einen zweiten Schalter 16 an die dritte Elektrode 6
angeschlossen, welche sich an der Aussen-bzw. Vorderseite der zweiten EL- Schicht 4 befindet. Je nach dem, welcher der Schalter 15 und 16 leitend ist, kann die EL-Vorrichtung Licht mit der Farbe der ersten EL-Schicht 3 oder Licht mit der Farbe der zweiten EL-Schicht 4 abstrahlen. Wenn beide Schalter 15 und 16 leitend sind, dass strahlen die beiden EL-Schichten 3 und 4 Licht ab. Das Resultat davon ist, dass die EL-Vorrichtung Licht mit einer Farbe abstrahlt, wel- che sich aus Addition bzw. Subtraktion der Farben der EL-Schichten 3 und 4 ergibt.
Es dürfte einleuchten, dass die Elektrolumineszenzvorrichtung 1 mehr als zwei übereinander liegende transparente und zusammenhängend verlaufende Leuchtschichten (nicht dargestellt) aufweisen kann. In einem solchen Fall liegt jeweils eine ebenfalls flächenhafte Elektrode zwischen je zwei benachbarten Leuchtschichten. Diese Zwischenelektrode bzw. Zwischenelektroden sind ebenfalls transparent. Die freien Grossflächen der aussen liegenden Leucht- schichten sind ebenfalls mit je einer Elektrode versehen, wobei zumindest die vorne liegende Elektrode 5 transparent ist. Zwischen jeweils zwei Elektroden ist eine Spannungsquelle geschaltet, etwa so, wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, sodass solche Spannungsquellen eine Kaskade bilden.
Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführung der genannten Speisevorrichtung 20. Diese Speisevorrichtung 20 weist nur eine Speisequelle 21 auf, zu welcher ein Poten- tiometer 22 parallel geschaltet ist. Die erste Klemme der Speisequelle 21 und somit auch die erste Klemme des Potentiometers 22 ist über einen ersten Leiter 23 an die zweite bzw. hintere Elektrode 5 der EL-Vorrichtung angeschlossen.
Die zweite Klemme der Speisequelle 21 und somit auch die zweite Klemme des Potentiometers 22 ist über einen zweiten Leiter 24 an die dritte bzw. hintere Elektrode 5 der EL-Vorrichtung 1 angeschlossen. Der Abgriff 25 des Potentio- meters 22 ist über einen dritten Leiter 26 an die erste bzw. gemeinsame Elek- trode 2 der EL-Vorrichtung angeschlossen. Je nach dem, ob sich der Abgriff 25 an einem Ende oder am anderen Ende des Widerstandskörpers 27 des Poten-
tiometers 22 befindet, liegt an der einen EL-Schicht 3 oder der anderen EL- Schicht 4 die volle Spannung der Quelle 21. Bei der in Fig. 2 dargestellten Stellung des Agriffes 25 stehen die beiden EL-Schichten 3 und 4 unter Span- nung, sodass die beiden EL-Schichten 3 und 4 leuchten. Das Resultat davon ist, dass die EL-Vorrichtung 1 Licht mit einer Farbe abstrahlt, welche sich aus Addition bzw. Subtraktion der Farben der beiden EL-Schichten 3 und 4 ergibt.
Die Tatsache, dass man in dieser Weise die Farbe vom abgestrahlten Licht wählen kann, bietet die Möglichkeit, Bildschirme zur Darstellung von Bildern zu schaffen. Solche Bildschirme eignen sich vor allem zur Wiedergabe von stati- schen Bildern. Solche Bildschirme eignen sich auch zur Wiedergabe von wech- selnden Bildern, wenn die Frequenz des Bildwechsels nicht hoch ist. Fig. 3 zeigt perspektivisch das Prinzip einer solchen Vorrichtung 30 anhand eines schwarzweissen Bildschirmes.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt aus der flächenhaften EL-Schicht 3 dargestellt. Die vorne liegende Elektrode 31 dieser Vorrichtung 30 besteht aus parallel zuein- ander verlaufenden Streifen 311,312 usw. aus einem an sich bekannten, elek- trisch leitfähigen und transparenten Material. Im dargestellten Fall verläuft die- ser Satz der Streifen 311, 312 usw. vertikal. Die sich hinter der EL-Schicht 3 befindliche Elektrode 32 dieser Vorrichtung 30 besteht ebenfalls aus paralle ! zueinander verlaufenden Streifen 321,322 usw. aus einem an sich bekannten, elektrisch leitfähigen und transparenten Material. Im dargestellten Fall verläuft dieser zweite Satz der Streifen 321,322 usw. horizontal. Fig. 3 zeigt die linke untere Ecke eines solchen, schwarzweissen Bildschirmes 30.
Die Speisevorrichtung (nicht dargestellt) für diese EL-Vorrichtung 30 ist in einer an sich bekannten Weise so konstruiert, dass sie elektrische Spannung nach- einander an die einzelnen Elektrodenstreifen 311, 312 usw. sowie 321,322 usw. in einer vorgegebenen Weise anlegen kann_ In einerr"simmten Zeit- . punkt ist die Spannung an die Elektrodenstreifen 311 und 9angelegt. In die-
sem Moment steht nur jener Bereich C der EL-Schicht 3 unter der Einwirkung dieser Spannung. weicher sich zwischen den sich kreuzenden Elektrodenstrei- fen 311 und befindet. Folglich leuchtet nur dieser Bereich C der EL-Schicht 3 in diesem Zeitpunkt. Wenn die Speisevorrichtung 10 die Spannung im folgen- den Zeitpunkt an die Elektrodenstreifen 312 und 321 anlegt, dann leuchtet nur der Bereich D der EL-Schicht 3 usw. In dieser Weise kann der leuchtende Punkt C, D usw. über die ganze Fläche der EL-Vorrichtung gesteuert bewegt werden.
Fig. 4 zeigt stark vereinfacht einen Ausschnitt aus der linken unteren Ecke ei- nes farbigen Bildschirmes 40, welcher die Trägerschicht 7 aufweist. Es ist zweckdienlich, wenn die der EL-Vorrichtung 1 zugewandte Grossfläche dieses Trägers 7 verspiegelt ist bzw. eine Spiegelschicht trägt. Es ist allgemein be- kannt, dass man beispielsweise bei einem Bildschirm beliebige Farben durch eine Kombination der Farben Gelb, Rot und Blau erreichen kann. Die vorlie- gende EL-Vorrichtung 40 weist dementsprechend drei übereinander liegende, zusammenhängende und transparente Schichten aus einem Lumineszenzdie- lektrikum 3G, welches rot leuchten kann, aus einem Lumineszenzdielektrikum 3R, welches blau leuchten kann, und aus einem Lumineszenzdielektrikum 3B, welches weiss leuchten kann, auf. Um die Abbildung in Fig. 4 möglichst über- schaubar halten zu können, sind diese Schichten 3G, 3R und 3B in Fig. 4 nur durch die Wiedergabe der Bezeichnungen derselben wiedergegeben.- Die Ansteuerung der einzelnen pigmentierten Schichten 3G, 3R und 3B erfolgt in der im Zusammenhang mit Fig. 3 dargelegten Weise. Im Unterschied dazu braucht man bei der EL-Vorrichtung 40 gemäss Fig. 4 jedoch hintereinander liegende Elektrodenstreifen für die Ansteuerung aller drei Lumineszenzdielektri- ken 3G, 3R und 3B. Diese drei Lumineszenzdielektriken 3G, 3R und 3B sind derart, dass sie Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren können. In.
Fig. 4 sind zwei Sätze von Elektroden dargestellt, welche zur Ansteuerung nur eines einzigen Punktes C der Bildschirmvorderfläche erforderlich sind. Die
nachstehende Beschreibung gilt für die übrigen Punkte (Pixel) der Bildschirm- vorderfläche in analoger Weise.
Aus Fig. 3 ist der erste Vertikalstreifen 311 der Vorderelektrode 3 für Fig. 4 übernommen. Hinter diesem Vertikalstreifen 311 befindet sich die EL-Schicht 3G. Hinter dieser EL-Schicht 3G befindet sich der erste Horizontalstreifen G321 und deswegen befindet sich G vor der Nummer dieses Horizontalstreifens G321. Zur Ansteuerung des Pixels C, damit dieser leuchtet, wird die dazu erfor- derliche Spannung an die Streifen 311 und G321 angeschlossen.
Hinter dem Horizontalstreifen G321 befindet sich die EL-Schicht 3R, welche, gleich wie die EL-Schicht 3G flächenhaft ist und welcher somit ebenfalls mehre- re Elektrodenstreifen, und zwar sowohl vertikale als auch horizontale Elektro- denstreifen zugeordnet sind. Hinter der EL-Schicht 3R befindet sich ein Verti- kalstreifen R311 und deswegen befindet sich R vor der Nummer dieses Hori- zontalstreifens R311. Damit der Pixel C hier leuchtet, wird die Steuerspannung an die Elektrodenstreifen G321 und R311 angeschlossen. Der Horizontalstrei- fen G321 dient somit nicht nur zur Steuerung der EL-Schicht 3G sondern auch zur Steuerung der EL-Schicht 3R, und zwar in gleicher Weise, welche im Zu- sammenhang mit der gemeinsamen Elektrode 2 bei Fig. 1 beschrieben wurde.
Hinter dem Vertikalstreifen R311 befindet sich die flächenhafte EL-Schicht 3B und hinter dieser EL-Schicht 3B ist der Horizontalstreifen B321 angeordnet.
Damit der Pixel C hier leuchtet, wird die Steuerspannung an die Elektroden- streifen B321 und R311 angeschlossen. Der Vertikalstreifen R311 dient somit nicht nur zur Steuerung der EL-Schicht 3R sondern auch zur Steuerung der EL- Schicht 3B, und zwar in gleicher Weise, welche im Zusammenhang mit der ge- meinsamen Elektrode 2 bei Fig. 1 beschrieben wurde. Der Horizontalstreifen B321 dient dagegen nur wie die Hinterelektrode 6 aus Fig. 1. Wenn der Pixel C eine Farbe aufweisen soll, welche sich aus einer Kombination der genannten Grundfarben ergibt, dann werden entsprechende Spannungen an die betreffen-
den Elektrodenstreifen in einer an sich bekannten Weise angeschlossen. Die Ansteuerung mit den streifenförmigen und sich kreuzenden Elektroden kann als Matrixansteuerung bezeichnet werden. Es ist jedoch möglich, die transparenten Leuchtschichten 3G, 3R und 3B auch punktweise anzusteuern. Solche Punk- tansteuerungen sind ebenfalls an sich bekannt.
Zudem kann die vorliegende Einrichtung auch so ausgeführt sein, dass sie sich nicht nur biegen lässt sondern dass sie auch dreidimensional umgeformt, d. h. z. B. gedehnt oder sogar tiefgezogenen werden kann. Fig. 5 zeigt einen Aus- schnitt aus einer tiefgezogenen Stelle der EL-Vorrichtung 40, welche von der Darstellung in Fig. 4 ausgeht. Der in Fig. 5 gezeigte Ausschnitt aus der tiefge- zogenen Stelle des Flachbildschirms 40 umfasst zwei Abschnitte 28 und 29, die zwischen sich einen Winkel schliessen, welcher 90 Grad beträgt. Die so extrem grosse Biegefähigkeit der EL-Vorrichtung 40, bei welcher der Biegeradius im Bereich sogar noch unterhalb von 1 Millimeter liegen kann, ist deswegen mög- lich, weil das Material der Leuchtschichten 3B, 3R und 3B sehr flexibel ist und weil die einzelnen Lagen, d. h. sowohl die Elektroden als auch die Leucht- schichten des Bildschirmes, während dem Biegevorgang unverrückbar aufein- ander haften. Diese Technologie ist in einer Patentanmeldung WO 03/037039 derselben Schutzrechtsinhaberin im Einzelnen beschrieben. Zusätzlich zur Dar- stellung in Fig. 4 weist der Bildschirm 40 gemäss Fig. 5 eine Abdeckschicht 34 auf, welche auf der Aussenelektrode 311 aufgetragen ist.
Bildschirme der hier beschriebenen Art haben unter anderem die Vorteile, dass sie auf Berührung nicht empfindlich sind, dass sie sich biegen, ja sogar tiefzie- hen lassen, und dass sie sich in den gängigen drucktechnischen Verfahren, wie z. B. im Siebdruckverfahren, herstellen lassen.