ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА Российский патент 2009 года по МПК H05B33/26 

Изобретение относится к электролюминесцентным источникам света и может быть использовано в электролюминесцентных устройствах визуального отображения информации, индикаторах, для подсветки шкал приборов, для рекламных щитов, в декоративных световых панно и т.д.

Известен электролюминесцентный источник света (ЭЛИС), содержащий в качестве непрозрачного электрода алюминиевую фольгу, диэлектрический и электролюминесцентный слой, а также прозрачный электропроводящий слой (заявка Японии №62-50956, кл. Н05В 33/20, 1987).

Недостатками данного ЭЛИС являются низкие стабильность и надежность свечения, обусловленные различием коэффициентов термического расширения материалов прозрачного электрода и электролюминесцентного (ЭЛ) слоя, а также неравномерность свечения от краев к центру ЭЛИС при увеличении размеров ЭЛИС за счет достаточно высокого сопротивления прозрачного электрода. В результате частичного поглощения излучения прозрачным электродом снижается яркость свечения ЭЛИС.

Известна электролюминесцентная (ЭЛ) панель, содержащая в качестве непрозрачного электрода полимерную композицию, включающую мелкодисперсный углерод или серебро, диэлектрический слой, содержащий мелкодисперсный титанат бария, слой электролюминофора в связующем, прозрачный электропроводящий слой на основе оксида индия или олова (Заявка Великобритании №2222484, кл. Н04В 33/10, 1990).

Недостатками этой ЭЛ панели являются низкие стабильность и надежность свечения за счет различия коэффициентов термического расширения материалов прозрачного электрода и ЭЛ слоя. Вследствие этого при изменении температуры окружающей среды происходит расслаивание структуры ЭЛ панели, что ухудшает ее эксплуатационные характеристики. Достаточно высокие сопротивления прозрачного и непрозрачного электродов приводят к неоднородности свечения от краев к центру ЭЛ панели при увеличении размеров ЭЛ панели. В результате частичного поглощения излучения прозрачным электродом снижается яркость свечения ЭЛИС.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является электролюминесцентный индикаторный (ЭЛИ) прибор, содержащий диэлектрическую подложку, на которую нанесены, по крайней мере, два электрода, расположенных в одной плоскости с зазором по отношению друг к другу и электролюминесцентный (ЭЛ) слой, на электроды и подложку нанесен сплошной диэлектрический слой, который сверху покрыт ЭЛ слоем (Заявка СССР, 1056862 А, Н05В 33/21, 1981).

Недостатком ЭЛИ прибора является низкая яркость свечения. Диэлектрическая проницаемость диэлектрического слоя (BaTiO₃ или TiO₂ в связующем) достаточно высока. Режим возбуждения ЭЛИ составляет 0,4-5 кГц. При такой частоте в диэлектрическом слое непосредственно между электродами возникают значительные токи смещения, уменьшая напряженность электрического поля в электролюминесцентном слое, что снижает яркость свечения ЭЛИ. Структура ЭЛИ прибора позволяет возбуждать электролюминесценцию только в нижней части ЭЛ слоя, которая расположена непосредственно между электродами, что также снижает яркость свечения. Наличие светоотражающих слоев диэлектрика и электролюминофора в связующем снижает контрастность ЭЛИ в режиме вкл./выкл. Низкие стабильность свечения и надежность данного ЭЛИ прибора обусловлены различием термических коэффициентов расширения материалов электродов и функциональных слоев.

Задачами, решаемыми изобретением, являются повышение яркости свечения, увеличение контрастности и площади светящейся поверхности ЭЛИС.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в ЭЛИС, содержащем, по крайней мере, два электрода, расположенных в одной плоскости с зазором по отношению друг к другу на диэлектрических полосках, сплошные электролюминесцентный и диэлектрический слои, сформирован на уровне зазора третий электрод. В качестве электродов использован электропроводящий полимерный слой, включающий мелкодисперсный углерод в связующем. Диэлектрический слой содержит мелкодисперсный порошок с высокой диэлектрической проницаемостью в полимерном связующем. ЭЛ слой содержит порошок электролюминофора в связующем. В качестве связующего применен бутадиеннитрильный каучук, а подложкой и оптически прозрачным герметизирующим слоем является полиэтилентерефталат.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен общий вид ЭЛИС.

ЭЛИС содержит диэлектрическую подложку (1); электроды (4, 5, 8); включающие мелкодисперсный углерод в связующем; сплошной диэлектрический слой, содержащий мелкодисперсный порошок с высокой диэлектрической проницаемостью в связующем (2); сплошной слой электролюминофора в связующем (3); диэлектрические полоски (6, 9); оптически прозрачный защитный электроизоляционный и герметизирующий слой (10).

Принцип работы ЭЛИС основан на том, что при подаче переменного напряжения на электроды 4 и 5,8 возникает переменное электрическое поле, которое усиливается диэлектрическими слоями (2, 6, 9); под воздействием переменного электрического поля электролюминесцентный слой (3) начинает излучать свет. Особенностью ЭЛИС является то, что возбуждение электролюминесценции происходит в объеме ЭЛ слоя, что способствует увеличению яркости свечения. Наличие трех диэлектрических слоев белого цвета за счет эффекта отражения и рассеяния света в ЭЛ слое также вносит свой вклад в увеличение яркости свечения. Данная структура ЭЛИС позволяет увеличить расстояние между непрозрачными электродами на ЭЛ слое по сравнению с прототипом без уменьшения напряженности электрического поля на ЭЛ слое, что приводит к увеличению светящейся поверхности источника света. Верхние электроды черного цвета за счет поглощения внешней засветки позволяют увеличить контрастность ЭЛИС в режиме вкл./выкл.

Пример 1. Пример конкретного выполнения иллюстрируется чертежом. На полимерную пленку из полиэтилентерефталата (1) нанесены последовательно электрод (4), состоящий из дисперсного углерода марки Хеза-карб (S_уд=600 м²/г) в количестве 10 мас.% в связующем, сплошной диэлектрический слой (2), состоящий из оксида титана 50 мас.% в связующем, слой электролюминофора Э-515 (3) - 60 мас.% в связующем, на котором сформированы последовательно полоски диэлектрического слоя (6, 9) и электроды (5, 8). В качестве связующего использован бутадиеннитрильный каучук. Яркость свечения определяли с помощью фотоэлемента (ФЭС - 120) с корригирующим светофильтром.

Пример 2. То же, что и в примере 1, но используют дисперсный углерод с S_уд=150 м²/г в количестве 20% в связующем.

Пример 3. То же, что и в примере 1, но используют электролюминофор марки Э-455.

Пример 4. То же, что и в примере 1, но для диэлектрического слоя используют титанат бария в количестве 30% в связующем.

Физико-технические характеристики ЭЛИС№ п/пОбразец ЭЛИСЯркость свечения (U=220 B; f=0,4 кГц), отн.ед.Контрастность (в режиме вкл./выкл.), отн.ед.Площадь светящейся поверхности, отн.ед.1По примеру 11359/1150 По прототипу1005/11002По примеру 213210/1145 По прототипу1005/1953По примеру 31308/1155 По прототипу1005/11004По примеру 414010/1150 По прототипу1005/190

Изобретение относится к технологии получения электролюминесцентных источников света (ЭЛИС) и может быть использовано в электролюминесцентных устройствах визуального отображения информации, индикаторах, для подсветки шкал приборов, для рекламных щитов, в декоративных световых панно и т.д. ЭЛИС содержит, по крайней мере, два электрода, расположенных в одной плоскости с зазором по отношению друг к другу на диэлектрических полосках, сплошные электролюминесцентный и диэлектрический слои, а также третий электрод, сформированный на уровне зазора. В качестве электродов использован электропроводящий полимерный слой, включающий мелкодисперсный углерод в связующем. Диэлектрический слой содержит мелкодисперсный порошок с высокой диэлектрической проницаемостью в полимерном связующем. Электролюминесцентный слой содержит порошок электролюминофора в связующем. В качестве связующего применен бутадиеннитрильный каучук, а подложкой и оптически прозрачным герметизирующим слоем является полиэтилентерефталат. Технический результат: повышение яркости свечения, увеличение контрастности и площади свечения ЭЛИС. 1 ил., 1 табл.

Электролюминесцентный источник света, содержащий диэлектрическую подложку, по крайней мере, два непрозрачных электрода, расположенных в одной плоскости с зазором по отношению один к другому, сплошные слои диэлектрика и электролюминофора в связующем, отличающийся тем, что на сплошном слое электролюминофора в связующем сформированы последовательно полоски диэлектрика в связующем и непрозрачные электроды, а третий электрод размещен на диэлектрической подложке на уровне зазора.