DE10347987A1 - Verfahren zum Herstellen eines Elektrolumineszenz-Leuchtmoduls, Verwendung des Verfahrens und Innenraumverkleidungselement - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrolumineszenz-Leuchtmoduls (1) mit einer Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2), einem Trägerelement (3), auf dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2) angeordnet ist, und elektrischen Anschlussleitern (4, 5) zum externen elektrischen Anschließen der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2). Ein Trägerelement (3) wird dazu derart gefertigt, dass zumindest dessen für die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2) vorgesehener Leuchtbereich (31) nachfolgend in seiner im Wesentlichen endgültigen räumlichen Form vorliegt. Nach einem Anbringen der elektrischen Anschlussleiter an das Trägerelement nach oder während dessen Fertigung wird auf den Leuchtbereich des Trägerelements die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2) aufgebracht.
Description
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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).
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Die Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Querschnitts durch ein Elektrolumineszenz-Leuchtmodul mit Elektrolumineszenz-Schichtenfolge.
- 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.
- 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 Oberfläche31 versehenes Trägerelement3 aus Kunststoff beispielsweise mittels Spritzgießen oder Spritzpressen, derart gefertigt, dass nachfolgend zumindest dessen für eine Elektrolumineszenz-Schichtenfolge2 vorgesehener Leuchtbereich31 in seiner im Wesentlichen endgültigen räumlichen Form vorliegt. Darunter ist zu verstehen, dass der Leuchtbereich32 , in dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge2 aufgebracht wird, nach deren Aufbringen während der weiteren Verarbeitung und Montage des Innenraumverkleidungselements1 in seiner Form bis auf etwaige geringfügige beispielsweise zur Montage notwendige Verwindungen oder Verbiegungen im Wesentlichen nicht mehr verändert wird. - Nach oder während des Herstellens des Trägerelements
3 werden zwei elektrischen Anschlussleiter4 ,5 auf das Trägerelement3 aufgebracht (beispielsweise mittels strukturiertem Metallisieren der entsprechenden Stellen der Oberfläche des Trägerelements) bzw. in das Trägerelement3 eingebettet. Im letzteren und in der Figur dargestellten Fall können die elektrischen Anschlussleiter4 ,5 beispielsweise in Form von Metallstreifen vorliegen, die in die Spritzform eingelegt werden. - Auf den Leuchtbereich
32 des Trägerelements3 wird dann eine Elektrolumineszenz-Schichtenfolge2 aufgebracht. Hierzu wird zunächst ein Material für eine Rückelektrodenschicht23 aufgebracht, auf der nachfolgend eine Leuchtpigmentschicht22 und nach dieser ein Material für eine Frontelektrodenschicht21 aufgebracht wird. Die Herstellung dieser Schichten kann beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens oder eines anderen geeigneten Verfahrens erfolgen. - Eine geeignete Leuchtpigmentschicht
22 besteht beispielsweise aus einer Kunststoffmatrix, in die ein dotierter Zinksulfid-Leuchtstoff eingebettet ist. Die Frontelektrodenschicht21 ist aus einem für eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge2 bei deren Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässig, um eine gewünschte Auskopplung von Licht zu ermöglichen. Ein geeignetes Material für die Frontelektrodenschicht21 ist Indium-Zinn-Oxid. Die Rückelektrodenschicht23 kann aus einem geeigneten metallischen Werkstoff gefertigt sein. - Die Frontelektrodenschicht
21 und die Rückelektrodenschicht23 werden während des Aufbringens der entsprechenden Materialien mit dem jeweils zugeordneten elektrischen Anschlussleiter4 ,5 verbunden, indem jeweils ein Teilbereich der beiden Elektrodenschichten mit dem jeweils zugeordneten elektrischen Anschlussleiter4 ,5 überlappt. - Das elektrische Verbinden der Elektrodenschichten
21 ,23 kann alternativ nach deren Aufbringen auf das Trägerelement3 beispielsweise mittels einer gesonderten Verbindungsleitung, beispielsweise einer Leiterbahn oder eines Drahtes erfolgen. - Zwischen der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge
2 und dem Trägerelement3 kann zusätzlich eine reflektierende Schicht24 angeordnet sein, die vor dem Aufbringen der Rückelektrodenschicht23 auf das Trägerelement3 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 Rückelektrodenschicht23 aus einem entsprechend reflektierenden Material hergestellt werden. - Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge
2 auf der vom zu beleuchtenden Innenraum abgewandten Seite33 des Trägerelements3 aufgebracht. Das Trägerelement kann dann vollständig aus einem Material gefertigt sein, das für eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge2 bei deren Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässig ist. Alternativ kann nur der Teilbereich des Trägerelements entsprechend strahlungsdurchlässig sein, auf dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge2 aufgebracht wird. Auf der vom Trägerelement3 abgewandten Seite der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge2 kann eine reflektierende Schicht aufgebracht werden. Alternativ kann auch hier die Rückelektrodenschicht23 aus einem reflektierenden Material hergestellt sein. Es versteht sich von selbst, dass bei diesem Ausführungsbeispiel zunächst die strahlungsdurchlässige Frontelektrodenschicht21 , dann die Leuchtpigmentschicht22 und auf diese die Rückelektrodenschicht23 aufgebracht wird und dass der Verlauf der elektrischen Anschlussleiter4 ,5 an die geänderte Positi on der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge2 angepasst werden muss. - Sowohl im erstgenannten als auch im zweitgenannten Ausführungsbeispiel ist die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge
2 mit einer Versiegelungsschicht25 versehen, die diese von schädlichen Umwelteinflüssen schützen soll. - 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.
Claims (15)
- Verfahren zum Herstellen eines Elektrolumineszenz-Leuchtmoduls (
1 ) mit – einer Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ), die eine zwischen einer Frontelektrodenschicht (21 ) und einer Rückelektrodenschicht (23 ) angeordnete Leuchtpigmentschicht (22 ) umfasst, – einem Trägerelement (3 ), auf dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) angeordnet ist, und – elektrischen Anschlussleitern (4 ,5 ) zum externen elektrischen Anschließen der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ), gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte a) Fertigen des Trägerelements (3 ), derart, dass zumindest dessen für die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) vorgesehener Leuchtbereich (31 ) nachfolgend in seiner im Wesentlichen endgültigen räumlichen Form vorliegt, b) Anbringen der elektrischen Anschlussleiter an das Trägerelement (3 ) nach oder während dessen Fertigung gemäß Schritt a), c) Aufbringen der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) auf den Leuchtbereich (31 ) des Trägerelements (3 ), und d) Verbinden der Front- (21 ) und der Rückelektrodenschicht (23 ) jeweils mit mindestens einem elektrischen Anschlussleiter (4 ,5 ) nach oder während des Aufbringens der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) gemäß Schritt c). - Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in Schritt c) die Frontelektrodenschicht (
21 ), die Rückelektrodenschicht (23 ) und die Leuchtpigmentschicht (22 ) auf das Trägerelement (3 ) auflaminiert werden. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die elektrischen Anschlussleiter (
4 ,5 ) teilweise in das Trägerelement (3 ) eingebettet werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , bei dem das Trägerelement (
3 ) mittels eines Spritzguss- oder Spritzpressverfahrens hergestellt wird. - Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Anschlussleiter (
4 ,5 ) in das Trägerelement (3 ) eingespritzt bzw. eingepresst werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Frontelektrodenschicht (
21 ) und die Rückelektrodenschicht (22 ) während Verfahrensschritt c) jeweils mit mindestens einem elektrischen Anschlussleiter (4 ,5 ) verbunden werden. - Verfahren nach Anspruch 6, bei dem je mindestens ein Anschlussbereich der Frontelektrodenschicht (
21 ) und der Rückelektrodenschicht (22 ) auf den jeweils zugeordneten elektrischen Anschlussleiter (4 ,5 ) aufgebracht wird. - Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Herstellung eines Innenraumbeleuchtungsmoduls, insbesondere für Kraftfahrzeuge, Flugzeugkabinen und Bahnwagen.
- Verwendung nach Anspruch 8, zum Herstellen eines Innenraumbeleuchtungsmoduls mit mindestens einem gekrümmten Leuchtbereich.
- Innenraumverkleidungselement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, ein Flugzeug oder einen Bahnwagen, mit einem Trägerelement, auf oder in das elektrische Anschlussleiter (
4 ,5 ) aufgebracht bzw, eingebettet sind und auf dem eine Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) mit einer Frontelektrodenschicht (21 ), einer Rückelektrodenschicht (23 ) und einer zwischen diesen angeordneten Leuchtpigmentschicht (22 ) auflaminiert ist und die Frontelektrodenschicht (21 ) und Rückelektrodenschicht (23 ) jeweils mit einem elektrischen Anschlussleiter (4 ,5 ) elektrisch verbunden sind. - Innenraumverkleidungselement nach Anspruch 10, bei dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (
2 ) auf einer Seite des Trägerelements (3 ) aufgebracht ist, die einem zu beleuchtenden Innenraum zugewandt ist. - Innenraumverkleidungselement nach Anspruch 11, bei dem zwischen der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (
2 ) und dem Trägerelement (3 ) ein Reflektor für eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) bei deren Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung angeordnet ist oder bei dem das Trägerelement (3 ) selbst aus einem entsprechend reflektierenden Material hergestellt ist. - Innenraumverkleidungselement nach Anspruch 10, das ein Trägerelement (
3 ) mit einem Leuchtbereich aufweist, der aus einem für eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) bei deren Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise durchlässigen Material hergestellt ist, und bei dem die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) auf der vom Innenraum abgewandten Seite des Trägerelements (3 ) angeordnet ist. - Innenraumverkleidungselement nach Anspruch 13, bei dem an der vom Trägerelement (
3 ) abgewandten Seite der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) ein Reflektor für eine von der Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (2 ) bei deren Betrieb ausgesandte elektromagnetische Strahlung angeordnet ist. - Innenraumverkleidungselement nach Anspruch 14, bei dem der Reflektor eine Reflektorschicht ist, die auf die Elektrolumineszenz-Schichtenfolge (
2 ) aufgebracht ist.
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