Flächige und/oder bahnförmige Elektrolumineszenzvorrichtung mit einer flexiblen und transparenten Elektrode aus einem Gewebe

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine flächige und/oder bahnförmige, sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckende Elektrolumineszenzvorrichtung mit einer an einer ersten Flachseite gebildeten ersten Elektrodenschicht (10), einer an einer gegenüberliegenden zweiten Flachseite gebildeten zweiten Elektrodenschicht (18) so wie einer dielektrischen (16) und einer aktiven (12, 14) Schicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrodenschicht. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mindestens eine der beiden Elektrodenschichten ein elektrisch leitendes, flexibles und transparentes Gewebe (10) umfasst, eine der Elektrodenschichten ein Paar von entlang der Erstreckungsrichtung parallel zueinander verlaufenden und so von einander getrennten Streifenabschnitten (18a, 18b; 10a, 10b) zur Verbindung mit einer die Elektrolumineszenzvorrichtung aktivierenden elektrischen Energiequelle (22) aufweist, dass eine elektrische Reihenschaltung von Teilbereichen der Elektrolumineszenzvorrichtung entsteht, die zwischen einem jeweiligen der Streifenabschnitte zur gegenüberliegenden gemeinsamen anderen Elektrodenschicht gebildet sind.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine flächige und/oder bahnförmige, sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckende Elektrolumineszenzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

[0002] Derartige flächige bzw. bahnförmige Vorrichtungen, auch EL-Folien genannt, sind allgemein bekannt und werden für verschiedenste Leucht- bzw. Beleuchtungsanwendungen eingesetzt.

[0003] Elektrolumineszenz-(EL-)Vorrichtungen weisen ein Paar von flächigen Elektrodenschichten auf, zwischen welchen eine aktive sowie eine dielektrische (Isolator-)-Schicht gebildet ist. Das Anlegen eines elektrischen Wechselfelds an das Paar von Elektrodenschichten (von denen typischerweise mindestens eine lichtdurchlässig ist) führt dann zur Leuchtanregung des Leuchtstoffs in der aktiven Schicht.

[0004] Durch die Möglichkeit, eine derartige Vorrichtung auch großflächig auszugestalten und damit Flächenleuchten bzw. Flächenstrahler zu realisieren, ergeben sich zahlreiche Einsatzmöglichkeiten derartiger Leuchttechnologien. So ist es neben Anwendungen zur Display-Hintergrundbeleuchtung (etwa bei TFT-Displays) üblich, EL-Leuchtflächen in der Architektur- und Sicherheitstechnik einzusetzen (etwa zur Realisierung von Wand-, Stufen- oder Kantenbeleuchtungen), es werden Hinweisschilder oder dekorative Flächen (etwa für Textilien) mit EL-Flächen realisiert, und es existieren Anwendungen für verschiedenste therapeutische Zwecke, etwa bei der Schulung und Förderung von Sehbehinderten mit den elektrolumineszenten Leuchtflächen.

[0005] Da, prinzipbedingt, zumindest eine der flächigen Elektroden zur Lichtemission lichtdurchlässig sein, gleichzeitig jedoch zur Realisierung der Elektrodenfunktionalität eine elektrische Leitfähigkeit aufweisen muss, besteht eine technische Schwierigkeit in der effizienten und ökonomisch sinnvollen technischen Realisierung dieser Elektrodenschicht. Üblich ist das Ausbilden der mindestens einen lichtdurchlässigen der Elektrodenschichten aus einem TCO-Material (Transparent Conductive Oxide), wobei ITO (Indium Tin Oxide = Indiumzinnoxid) ein typischer Vertreter ist. Dieses halbleitende Material weist Transparenz für sichtbares Licht und einen Flächenwiderstand auf, der es für flächige bzw. bahnförmige Elektrolumineszenzfolien bis zu einer typischen Breite von ca. 80cm geeignet macht. Bei breiteren Flächen kommt es dann jedoch zu größeren Spannungsabfällen entlang der Oberflächenerstreckung von einem (typischerweise seitlichen) Kontaktrand, welche sich in wahrnehmbaren Helligkeitsabfällen der elektrolumineszenten Leuchtfläche äußern.

[0006] Als weiterer Nachteil eines derartigen TCO-Materials gilt dessen relativ hohe Sprödigkeit; insbesondere dickere ITO-Schichten (welche für einen ausreichend niedrigen Flächenwiderstand, s.o.) gewählt werden müssen, führen dann dazu, dass bereits kleinere Bewegungen oder Auslenkungen eines entsprechend beschichteten Leuchtkörpers zu unerwünschtem Splittern oder anderen durch die Sprödigkeit bedingten Kontaktproblemen führen. Nachteilige Konsequenz ist dann wiederum das Auftreten von Störungsstellen im Leuchtbild, bis hin zu völligem Ausfall des realisierten Leuchtkörpers. Dagegen würde eine dünnere ITO-Schicht zur Realisierung der lichtdurchlässigen Elektrodenschicht zwar eine gewisse Beweglichkeit ermöglichen (und potentiell gar ein Aufrollen oder dergleichen Behandeln einer langbahnigen Elektrolumineszenzvorrichtung gestatten), hier erweist sich jedoch die begrenzte elektrische Leitfähigkeit im Hinblick auf die erwähnte Helligkeitsverteilung als nachteilig.

[0007] Zusätzlich nachteilig wirkt sich die erwähnte, typischerweise seitliche und streifenförmige Kontaktierung einer so realisierten Elektrodenschicht aus. Nicht nur beeinflusst bzw. begrenzt diese die ästhetischen Einsatzmöglichkeiten durch den typischerweise sichtbaren Kontaktstreifen, auch ist im Bereich einer solchen Kontaktierung eine maximal erreichbare Leuchtfläche entsprechend reduziert bzw. beschränkt.

[0008] Schließlich liegt ein Nachteil gängigen ITO-basierten Elektrodenmaterials in den hohen Materialkosten. Gerade das zunehmend verknappte und damit hochpreisige Angebot an Indium wirkt sich hier kostensteigernd aus und verbietet eine weitere Verbreitung gattungsbildender Technologien im kostengünstigen Massenmarkt.

[0009] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße flächige bzw. bahnförmige Elektrolumineszenzvorrichtung im Hinblick auf ihre praktischen Einsatz- und Gebrauchseigenschaften zu verbessern, dabei insbesondere eine Vorrichtung zu schaffen, welche ohne den Einsatz einer lichtdurchlässigen ITO- bzw. TCO-haltigen Leiterschicht realisiert werden kann, gleichzeitig im Hinblick auf ihre mechanische Flexibilität verbessert ist, insbesondere rollbar oder auf andere Weise bevorzugt in der Erstreckungsrichtung elastisch deformiert werden kann und im Hinblick auf die lichtdurchlässige Elektrodenschicht verbesserte elektrische Leitfähigkeitseigenschaften aufweist, so dass insbesondere ein verringerter Spannungsabfall entlang einer Elektrodenoberfläche auftritt und mithin größere Leuchtflächenbereiche ohne signifikante elektrolumineszente Helligkeitsunterschiede realisiert werden können. Ferner ist ein Herstellungsverfahren für eine solche verbesserte Elektrolumineszenzvorrichtung zu schaffen.

[0010] Die Aufgabe wird durch die Elektrolumineszenzvorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs sowie das Verfahren zum Herstellen einer Elektrolumineszenzvorrichtung, insbesondere Elektrolumineszenzvorrichtung nach dem Hauptanspruch, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Zusätzlich wird im Rahmen der Erfindung Schutz beansprucht für die Verwendung der erfindungsgemäßen Elektrolumineszenzvorrichtung im Bereich der Haus- und Gebäudetechnik, insbesondere zur Herstellung flächiger Innen- und Außenleuchten, für die Kraftfahrzeugtechnik sowie für die Sicherheits- und Alarmtechnik. Erfindungsgemäß vorteilhaft kombiniert die technische Lösung gemäß Hauptanspruch vorteilhafte Lösungsaspekte, welche die gestellten Aufgaben in überraschend einfacher und wirkungsvoller Weise lösen. So ermöglicht es zunächst das erfindungsgemäße Vorsehen eines z.B. durch eine (bevorzugt beidseitige bzw. vollflächige) Metallisierung elektrisch leitenden, flexiblen und transparenten Gewebes zur Realisierung mindestens einer der Elektrodenschichten, dass die so aufgebaute Elektrodenschicht - bedingt durch die Eigenschaften des Gewebes - hinreichend flexibel und transparent ist, wobei sich insbesondere die gewünschten Transparenzeigenschaften durch die Gewebeparameter bzw. die für die Realisierung des Gewebes verwendeten Fasern, deren Faserdurchmesser, deren Abstände sowie deren Art der Verwebung geeignet einrichten und bestimmen lassen. Ein derartiges Gewebe, geeignet durch z.B. Bedampfen oder Sputtern metallisiert, ermöglicht dann die Realisierung einer elektrisch leitenden Elektrodenfunktionalität, so dass insbesondere zur Realisierung der lichtdurchlässigen Elektrodenschicht und damit zur Substitution des aus dem Stand der Technik notwendigen TCO-Schichtmaterials das erfindungsgemäß verwendete Gewebe ideal ist, bei deutlich verbesserten elektrischen Leitfähigkeitseigenschaften (wiederum mit dem Vorteil reduziertem Stromverbrauchs der Vorrichtung).

[0011] Zusätzlich ist vorgesehen, eine der beiden Elektrodenschichten in Teilbereiche aufgetrennt vorzusehen, so dass diese Elektrodenschicht in Form eines (bevorzugt gleich große Flächen aufweisenden) Paars von Streifenabschnitten vorliegt, welche unmittelbar voneinander getrennt bzw. gegeneinander isoliert sind (typischerweise durch das Vorsehen eines Schnitts oder dergleichen Trennbereichs (Trennabschnitts)zwischen diesen ElektrodenStreifenabschnitten).

[0012] Im Zusammenwirken mit der anderen, nicht in Streifenabschnitte getrennten Elektrodenschicht (als Gegenelektrode) entsteht so die Möglichkeit einer elektrischen Kontaktierung der Elektrolumineszenzvorrichtung zur Betriebsspannungsversorgung von lediglich einer der Flachseiten, nämlich der Streifenabschnitte (welche mit jeweils einer Zuleitung der typischerweise verwendeten Wechselspannungsquelle verbunden sind). Elektrisch entsteht so die erfindungsgemäße Reihenschaltung von Teilbereichen der Elektrolumineszenzvorrichtung, denn eine jeweilige Schichtfolge unter einem jeweiligen der Teilbereiche (d.h. dielektrische bzw. Isolatorschicht, aktive Schicht, Gegenelektrode) würde über die gemeinsame (nicht getrennte) Gegenelektrode gegenüber den Streifenabschnitten verbunden werden, so dass in der Art der Reihen- bzw. Serienschaltung ein Paar von Leuchtflächen entsteht, welche sich gemäß der Streifenform der Streifenabschnitte entlang der Erstreckungsrichtung erstrecken und so die Gesamtfläche ausbilden.

[0013] Dabei ist es insbesondere bevorzugt, für diese (nicht in die Streifenabschnitte getrennte) Gegenelektrode die das Gewebe aufweisende Elektrodenschicht vorzusehen und auszugestalten, da insoweit dann ganzflächig die Lichtemission aus dieser Gewebe-basierten Elektrodenschicht erfolgte, hier keinerlei (potentiell störende) Kontaktierungen oder Kontaktflächen vorhanden sind, somit eine maximale Flächenausnutzung möglich ist.

[0014] Bei entsprechend schmaler Trennung (etwa einem geeignet eingebrachten Trennschlitz) der Streifenabschnitte fällt zudem dies optisch nicht ins Gewicht, so dass auf der Lichtaustrittsseite der Eindruck einer homogenen ununterbrochenen und störungsfreien Lichtfläche entsteht.

[0015] Während es gemäß bevorzugter Realisierungsformen der Erfindung aus den diskutierten Gründen günstig ist, die Gegenelektrode (gegenüberliegend der Streifenabschnitte) mittels des leitenden, transparenten Gewebes zu realisieren, schließt dies weder aus, dass zusätzlich auch die in die Streifenabschnitte getrennte Elektrodenschicht mittels eines (typischerweise analog gewebten und transmissiv konfigurierten) elektrisch leitenden Gewebes realisiert sein kann. Alternativ kann auch die Lichtaustrittsfläche (durch Vorsehen des erfindungsgemäßen Gewebes) lediglich auf der Seite der Streifenabschnitte erfolgen, während die ganzflächige Gegenelektrode aus einem geeigneten (typischerweise lichtundurchlässigen) Material, wie etwa einer Metallfolie, aufgebaut sein kann. Die Nutzung eines folienförmigen Metallmaterials zur Realisierung der Streifenabschnitte wird typischerweise als bevorzugte Ausführungsform (bei dann wiederum gegenüberliegender Gewebeelektrode für den Lichtaustritt) anzusehen sein, wobei etwa Aluminium oder Kupfer typische und bevorzugte Materialien zur Realisierung einer derartigen metallischen, lichtundurchlässigen Elektrodenschicht sind.

[0016] In herstellungstechnisch besonders günstiger Art ist vorgesehen, dass die das Gewebe aufweisende Elektrodenschicht zumindest teilweise in die aktive Schicht eingebettet ist bzw. ein ganz oder teilflächiges Umschließen der elektrisch leitenden Gewebefasern des transparenten Gewebes durch das aktive Material (typischerweise aus dotiertem Zinksulfid als elektrolumineszentem Material) erfolgt, so dass hier ein besonders günstiger elektrischer Kontakt realisiert werden kann. Prozesstechnisch wird dies dadurch vereinfacht, dass weiterbildungsgemäß im Rahmen der Erfindung das für das Ausbilden der Elektrodenschicht vorgesehene Gewebe in noch nicht verfestigtes aktives Material in der oben beschriebenen Weise eingebracht wird, wobei weiterbildungsgemäß unter einer solche (noch unverfestigten) Schicht eine bereits ausgehärtete bzw. verfestigte aktive Schicht vorhanden sein kann.

[0017] In der praktischen Realisierung ist es zudem vorteilhaft, das Ausbilden der Streifenabschnitte zur Realisierung der Teilbereiche der Elektrolumineszenzvorrichtung durch einen Trennvorgang einer entsprechend vorab aufgebrachten ganzflächigen Elektrodenschicht vorzunehmen, etwa durch einen Schleif-, Ätz- oder Schneideprozess. In der praktischen Realisierung hat es sich dabei als besonders bevorzugt und ausreichend erwiesen, eine Weite eines derartigen streifenartigen Trennbereichs (quer zur Erstreckungsrichtung) auf kleiner als 2 mm, weiter bevorzugt kleiner als oder gleich 1 mm, auszugestalten, so dass, bei hinreichender elektrischer Trennung (Isolierung) der benachbarten (leitenden) und bevorzugt gleich großen Streifenabschnitte die Auswirkungen auf ein homogenes optisches Gesamtbild der Lichtabgabe möglichst gering bleiben.

[0018] Erfindungsgemäß entsteht auf diese Weise eine folienartige Elektrolumineszenzvorrichtung, welche sich insbesondere auch zum Aufrollen, zum Biegen oder dergleichen eignet, ohne dass durch die elastischen Verformungen irgendeine Beeinträchtigung einer Leiterschicht auftritt; mithin gestattet es damit die vorliegende Erfindung, in effizienter Weise nicht nur großflächige Leuchtflächen zu realisieren, sondern diese auch noch (etwa in gerollter Form) effizient und platzsparend zu transportieren bzw. zu lagern.

[0019] Aus den oben diskutierten Gründen spielt das erfindungsgemäß zur Realisierung mindestens einer der Elektrodenschichten herangezogene Gewebe eine kritische Rolle, auch im Hinblick auf die damit zu realisierenden elektrischen bzw. Leitfähigkeitseigenschaften. So ist es erfindungsgemäß bevorzugt, dieses Gewebe durch entsprechende Auswahl und Ausgestaltung, einer Beschichtung der Fasern für die Realisierung der elektrisch leitenden Gewebeschicht so auszugestalten, dass ein Flächenwiderstand von kleiner als 5 Ohm/sq, bevorzugt sogar kleiner als 3 Ohm/sq realisiert werden kann. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass die metallische Beschichtung des Gewebes z.B. durch Plasma-Sputtern mit Ti, Ag, Al, Cu, Au, Pa, Pt, Ni, W, Mo, Nb, Ba, Sn oder Zr auf bevorzugt polymere Gewebefasern erfolgen kann, alternativ durch Bedampfen, durch nasschemische Verfahren wie Elektrolyse oder dergleichen. Insbesondere eine solche Metallisierung des Gewebes gestattet hohe Leitfähigkeitswerte mit entsprechend positiven Auswirkungen auf einen gewünschten niedrigen Flächenwiderstand. Alternativ kann das elektrisch leitende Gewebe unmittelbar aus geeigneten Metallfasern (Metalle typischerweise wie oben) realisiert sein oder aber aus Fasern mit Polymerkern, welche jeweils von einem entsprechenden metallischen Leitermaterial beschichtet sind. Für alle obigen Gewebezwecke (auch Fibern oder Fäden genannt) sind insbesondere semitransparente Monofilamente von PEN, PA, PP, PET, PEEK, Pl, PPS oder dergleichen Polymerfasern geeignete Fasern.

[0020] Im Rahmen bevorzugter Realisierungsformen der Erfindung liegt es, die Fäden in Form einer Bindung 1:1, alternativ 1:2, 1:3 oder höher vorzusehen, um insoweit auch eine Lichtdurchlässigkeitseinstellung zu beeinflussen.

[0021] Die erfindungsgemäß vorteilhaft auf mehr als 50%, bevorzugt mehr als 60% eingerichtete Lichtdurchlässigkeit (Transmission) des erfindungsgemäß realisierten Gewebes lässt sich, günstig beeinflussen durch eine Einstellung der Maschenöffnungen des Gewebes, wobei insbesondere bekannte Verfahren zur Herstellung von Präzisionsgeweben hier günstige Anwendung finden. Zur Realisierung von weiterbildungsgemäß vorteilhaften Maschenöffnungen einer offenen Fläche zwischen 50% und 85% des Gewebes hat es sich als besonders bevorzugt herausgestellt, Maschenweiten im Bereich zwischen 60µm und 300µm, bevorzugt zwischen 80µm und 200µm einzustellen bzw. die Fläche einer jeweiligen Maschenöffnung (bevorzugt konstant über die Fläche) auf einen Bereich zwischen ca. 3.600 µm² und ca. 90.000 µm² einzurichten, wobei weiterbildungsgemäß und vorteilhaft die Maschenöffnungen nicht quadratisch sind. Vielmehr ist es hier bevorzugt, das Gewebe unsymmetrisch so einzurichten, dass in einer Richtung die Maschenweite zwischen 60µm und 100 µm liegt, so dass einerseits ein hinreichend großes elektrisches Feld erreicht wird und entsprechend die Zinksulfid-Pigmente der aktiven Schicht hell leuchten; dagegen würde in einer Querrichtung die Maschenweite geeignet auf Bereiche zwischen typischerweise 130µm und 300µm eingerichtet sein, um die Lichtdurchlässigkeit bzw. Transparenz zu erhöhen.

[0022] Insbesondere zum Vorsehen eines Oberflächenschutzes auf einer mittels des elektrisch leitenden Gewebes realisierten Elektrodenschicht sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, diese Elektrodenschicht zusätzlich (typischerweise von außen) mit einem isolierenden, lichtdurchlässigen Polymer zu versehen, so dass insoweit eine (plane) Schutzschicht vorliegt, welche dann die so realisierte Elektrolumineszenzvorrichtung auch belastenden Umgebungsbedingungen aussetzen kann, ergänzend oder alternativ Basis für eine (z.B. dekorative) Bemusterung oder Bedruckung sein kann.

[0023] Im Ergebnis entsteht durch die vorliegende Erfindung ein überraschend einfacher, kostengünstiger und herstellungstechnisch großserientauglicher Weg zur Realisierung von flächenhaften Elektrolumineszenzvorrichtungen, welche sowohl im Hinblick auf ihre praktischen Handhabungs-, Lagerungs- und Transporteigenschaften (durch die Flexibilität und Rollbarkeit) drastisch verbessert sind, als auch verbesserte elektrische Eigenschaften und damit verbesserte Leuchteigenschaften aufweisen, schließlich durch die Möglichkeit, vollständig Anschlusskontakt- bzw. Anschlussrahmen-freie Elektroden auszubilden, die ästhetisch hilfreiche Möglichkeit schafft, optisch unbeeinträchtigte und eine potentielle Leuchtfläche maximal ausnutzende flächige Leuchtkörper zu realisieren.

[0024] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in

Fig. 1

eine schematische Querschnittsansicht durch die Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und

Fig. 2 und Fig. 3

Längsschnittansichten analog Fig. 1 zum Verdeutlichen der Elektrolumineszenzvorrichtung gemäß einer zweiten bzw. dritten alternativen Ausführungsform

[0025] Die Fig. 1 verdeutlicht in der schematischen Schnittansicht eine erste Variante zur Realisierung der erfindungsgemäßen Elektrolumineszenzvorrichtung. Bei der in Fig. 1 gezeigten Schichtanordnung zeigt das Bezugszeichen 10 eine erste Elektrodenschicht, welche mittels eines elektrisch leitende Fasern aufweisenden Gewebes realisiert ist. Dieses Gewebe ist teilweise eingebettet in eine erste Lage 12 einer aktiven Schicht, aufweisend Phosphor einer Dicke zwischen 20µm und 60µm, wobei eine zweite Lage 14 der aktiven Schicht, unter der ersten Lage 12 liegend, dann die mechanische Verbindung zu einer dielektrischen Schicht 16 herstellt, welche aus einer Bariumtitanat-Paste einer Dicke im Bereich zwischen ca. 15µm und ca. 40µm realisiert ist.

[0026] Der ersten Elektrode 10 gegenüberliegend ist auf der dielektrischen Schicht eine zweite Elektrodenschicht 18 als Gegenelektrode realisiert, wobei diese mittels einer 23µm dicken Aluminiumfolie erstellt wurde, welche in der in Fig. 1 gezeigten stirnseitigen Ansicht (d.h. quer zur Erstreckungsrichtung) einen Trennbereich 20 in Form einer Längsnut aufweist, welcher eine Weite W von ca. 1 mm ausbildet.

[0027] Zur symbolischen Verdeutlichung der elektrischen Kontaktierung der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform werden die jeweiligen Streifenabschnitte 18a, 18b der Elektrodenschicht 18 mit einer für Elektrolumineszenzvorrichtungen typischen Wechselstromquelle (symbolisch gezeigt mit dem Bezugszeichen 22) kontaktiert.

[0028] Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besitzt eine typische Flächen- bzw. Bahnbreite (in der Figurenebene horizontal) von zwischen 100 und 300cm, wobei das die Elektrodenschicht 10 realisierende Gewebe bestehend aus Fasern 24, 26 (in Richtung Schuss bzw. Kette) eine Lichtdurchlässigkeit (Transmissivität) von ca. 80% aufweist. Gezeigt ist ein 1:1-Gewebe, bei welchem in Schussrichtung verlaufende Fasern 26 verwoben sind mit entsprechenden PEN-Fasern 24; beide Fasern weisen typische Faserdicken von 30µm auf und eröffnen in den Zwischenräumen freie Flächen von ca. 12.000µm². Dieses Gewebe ist durch ein Vakuumsputtern beschichtet mit Ag einer Dicke von 80µm.

[0029] Ein derartiges Gewebe ermöglicht einen Oberflächenwiderstand von <5 Ohm/sq, (bevorzugt sogar < 3 Ohm/sq) so dass insbesondere entlang der gesamten Lichtaustrittsfläche der Gewebeelektrode 10 keinerlei Helligkeitsunterschiede wahrnehmbar sind.

[0030] Gleichzeitig sorgt die gezeigte Konfiguration für exzellente Flexibilitäts- bzw. elastische Deformationseigenschaften, so dass insbesondere die gezeigte bahnförmige Vorrichtung als Rolle transportiert und/oder gelagert werden kann. Fig. 2 zeigt, als Variante zu Fig. 1 und mit analogen bzw. äquivalenten Bezugszeichen für gleichwirkende Komponenten, eine alternative Realisierungsform der flächigen Elektrolumineszenzvorrichtung.

[0031] Hier ist, im Gegensatz zur Fig. 1, die metallisch und lichtundurchlässig ausgestaltete Elektrodenschicht 18 durchgängig und einstückig, verbindet insoweit die Teilbereiche der Elektrolumineszenzvorrichtung, während ein trennender Schlitz 30 zwischen Streifenabschnitten 10a, 10b der Gewebeelektrode 10 gebildet ist. Hier erfolgt dann die elektrische Kontaktierung bzw. Beaufschlagung mit der Betriebsspannung über die Streifenabschnitte 10a, 10b, und gleichermaßen sind diese dann die wirksamen Austrittsflächen für die elektrolumineszente Lichtemission.

[0032] Wiederum mit gleichen Bezugszeichen für analoge Schichten bzw. Funktionskomponenten bezeichnet, zeigt die Fig. 3 als dritte Ausführungsform eine Variante der zweiten Ausführungsform, bei welcher die (hier ganzflächige, nicht getrennte) metallische Elektrodenschicht 18 gleichermaßen ersetzt ist durch ein durch metallische Beschichtung elektrisch leitendes Polymergewebe 40, bei ansonsten gleicher Funktionalität. Besonderer Vorteil dieser Realisierungsform ist die nochmals verbesserte Flexibilität bzw. Biegbarkeit.

[0033] Allen Ausführungsformen ist vorteilhaft gemeinsam, dass keine randseitige, gar langgestreckte Kontaktierung für die Betriebsspannungsbeaufschlagung erfolgen muss, was ja wiederum im Fall der bahnförmigen Realisierung bei langen Bahnen (die potentiell aufgerollt werden sollen) problematisch ist.

[0034] Nachfolgend wird exemplarisch für die Fig. 1, Fig. 2 die Herstellung der dort gezeigten Ausführungsformen beschrieben. Im Fall des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 wird zunächst eine dielektrische Schicht auf die bereits getrennte metallische Elektrodenschicht 18 gebracht wird, woraufhin dann die erste Lage 14 der aktiven Schicht auf die dielektrische Schicht gebracht wird, nachdem Verfestigen bzw. Aushärten dieser ersten aktiven Lage 14 die zweite Lage 12 aufgebracht wird und in das Material der zweiten Lage 12 das Gewebe 10 so eingebracht wird, dass eine Einbettung bzw. ein Umschließen der Gewebefasern mit dem aktiven Material der zweiten Lage 12 vor dessen Verfestigen entsteht.

[0035] Dagegen sieht die Herstellung des zweiten Ausführungsbeispiels (Fig. 2) das Beschichten der ganzflächigen Metallfolie 18 mit der Isolationsschicht (dielektrischen Schicht) 16 vor, woraufhin dann die erste Lage 14 der aktiven Schicht gebracht wird.

[0036] Das Gewebe 10 wird vor dem Zerteilen in die Längs-Streifenabschnitte 10a, 10b mit dem aktiven Material für die zweite Lage 12 beschickt, woraufhin dann durch ein geeignetes Schneidwerkzeug oder dergleichen diese Anordnung getrennt und auf die erste Lage 14 der aktiven Schicht gebracht wird.

[0037] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Zunächst ist es gleichermaßen von der Erfindung umfasst, auch beide Elektrodenschichten mittels eines leitenden Gewebematerials zu realisieren, so dass eine noch flexiblere Vorrichtung entsteht. Auch ist gerade im Hinblick auf eine großserientaugliche Fertigung der Erfindung die Anordnung nicht etwa auf (lediglich zwei) Streifenabschnitte beschränkt, vielmehr lässt sich, in analoger Anwendung der Vorgehensweisen zum ersten bzw. zweiten Ausführungsbeispiel, auch eine Anordnung fertigen, welche dann in Längsrichtung in eine Mehrzahl von Streifen geteilt wird, und wobei dann das Vorsehen der Streifenabschnitte (für die Kontaktierung) vorher oder zu einem späteren Zeitpunkt durch geeignetes Schneiden oder dergleichen getätigt wird.

Ansprüche

1. Flächige und/oder bahnförmige, sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckende Elektrolumineszenzvorrichtung
mit einer an einer ersten Flachseite gebildeten ersten Elektrodenschicht (10),
einer an einer gegenüberliegenden zweiten Flachseite gebildeten zweiten Elektrodenschicht (18)
so wie einer dielektrischen (16) und einer aktiven (12, 14) Schicht zwischen der ersten und der zweiten Elektrodenschicht,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine der beiden Elektrodenschichten ein elektrisch leitendes, flexibles und transparentes Gewebe (10) umfasst,
eine der Elektrodenschichten ein Paar von entlang der Erstreckungsrichtung parallel zueinander verlaufenden und so von einander getrennten Streifenabschnitten (18a, 18b; 10a, 10b) zur Verbindung mit einer die Elektrolumineszenzvorrichtung aktivierenden elektrischen Energiequelle (22) aufweist, dass eine elektrische Reihenschaltung von Teilbereichen der Elektrolumineszenzvorrichtung entsteht,
die zwischen einem jeweiligen der Streifenabschnitte zur gegenüberliegenden gemeinsamen anderen Elektrodenschicht gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Streifenabschnitten gegenüberliegende gemeinsame Elektrodenschicht das Gewebe aufweist und zur Lichtemission vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Material (12) der aktiven Schicht, insbesondere ein phosphorhaltiges Material, dass elektrisch leitende Gewebe kontaktiert, insbesondere dessen Fasern zumindest abschnittsweise umschließt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gewebe keine transparente elektrische Leiterschicht, insbesondere keine ITO- oder TCO-haltige Leiterschicht, zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die das Paar von Streifenabschnitten (10a, 10b) aufweisende Elektrodenschicht das Gewebe aufweist, wobei dieses entlang der Erstreckungsrichtung zum Trennen der Streifenabschnitte einen nichtleitenden Trennabschnitt (30) ausbildet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich entlang der Erstreckungsrichtung erstreckender Trennabschnitt (20; 30) zwischen dem Paar von Streifenabschnitten eine maximale Weite (w) in einer Querrichtung von kleiner als 2mm, insbesondere kleiner 1mm, aufweist und/oder eine Oberfläche der Streifenabschnitte gleich groß ausgestaltet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Elektrodenschichten, insbesondere die das Paar von Streifenabschnitten (18a, 18b) aufweisende Elektrodenschicht, ein metallisches Folienmaterial aufweist und/oder die Elektrolumineszenzvorrichtung entlang der Erstreckungsrichtung aufrollbar ausgebildet ist und/oder in aufgerollter Form vorliegt und/oder die das Gewebe aufweisende Elektrodenschicht eine Gewebemetallisierung so aufweist, dass ein Flächenwiderstand kleiner 5 Ohm/sq, insbesondere kleiner 3 Ohm/sq, realisiert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gewebe Fasern eines Faserdurchmessers im Bereich zwischen 18µm und 50µm aufweist und/oder eine Maschenweite von Maschenöffnungen des Gewebes im Bereich zwischen 60µm und 300µm, insbesondere zwischen 80µm und 200µm liegt, und/oder Maschenöffnungen des Gewebes in einer ersten Richtung des Faserverlaufs zwischen 60µm und 140µm breit sind und die Maschenöffnungen des Gewebes in einer zur ersten Richtung quer verlaufenden zweiten Richtung im Bereich zwischen 130µm und 300µm breit sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die das Gewebe aufweisende Elektrodenschicht mit Gewebeabständen so ausgebildet ist, dass eine Lichtdurchlässigkeit des Gewebes für sichtbares Licht größer 50%, bevorzugt größer 60%, realisiert ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Gewebe eine polymere, lichtdurchlässige und elektrisch nicht leitende Schutzschicht aufgebracht ist.

11. Verfahren vom Herstellen einer flächigen und/oder bahnförmigen, sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckenden Elektrolumineszenzvorrichtung, insbesondere Elektrolumineszenzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Beschichten einer ersten Elektrodenschicht mit einer dielektrischen Schicht,

- Beschichten der dielektrischen Schicht mit einer aktiven Schicht, insbesondere aus einem phosphorhaltigen Material,

- Aufbringen einer ein transparentes Gewebe mit elektrisch leitenden Fasern aufweisenden zweiten Elektrodenschicht auf die aktive Schicht,

- Trennen der ersten oder der zweiten Elektrodenschicht entlang der Erstreckungsrichtung zum Herstellen eines Paares von parallel verlaufenden, elektrisch voneinander getrennten Elektrodenstreifenabschnitten, insbesondere durch Einbringen eines Schnittes entlang der Erstreckungsrichtung.

12. Verfahren zum Herstellen einer flächigen und/oder bahnförmigen, sich entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckende Elektrolumineszenzvorrichtung, insbesondere Elektrolumineszenzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Schritte:

- Beschichtung eines transparenten, elektrisch leitenden Gewebes mit einem lichtdurchlässigen Polymer zur Realisierung einer ersten Elektrodenschicht,

- Beschichten der ersten Elektrodenschicht mit einer aktiven Schicht, insbesondere aus einem phosphorhaltigen Material,

- Beschichten der aktiven Schicht mit einer dielektrischen Schicht,

- Aufbringen einer zweiten Elektrodenschicht und

- Trennen der ersten oder der zweiten Elektrodenschicht entlang der Erstreckungsrichtung zum Herstellen eines Paares von parallel verlaufenden, elektrisch voneinander getrennten Elektrodenstreifenabschnitten, insbesondere durch Vornehmen eines Schrittes entlang der Erstreckungsrichtung.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schritt des Trennens der ersten oder der zweiten Elektrodenschicht vor dem Beschichten der ersten Elektrodenschicht mit der dielektrischen Schicht bzw. vor dem Aufbringen der zweiten Elektrodenschicht erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch den Schritt:

- Herstellen eines Kontaktanschlusses an den Streifenabschnitten zum Kontaktieren einer zum Aktivieren der Elektrolumineszenzvorrichtung ausgebildeten Betriebsspannungsquelle.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe zumindest abschnittsweise in das Material der aktiven Schicht eingebettet wird und/oder die aktive Schicht in zwei Lagen aufgebracht wird, wobei bevorzugt eine erste Lage verfestigt und/oder ausgehärtet wird, auf die verfestigte bzw. ausgehärtete erste Lage eine zweite Lage der aktiven Schicht gebracht wird und vor dem Verfestigen bzw. Aushärten der zweiten Lage in das Material der aktiven Schicht das Gewebe eingebettet wird.

Zeichnung