электролюминесцентная система

Формула изобретения

1. Электролюминесцентная система, отличающаяся тем, что она включает в себя электролюминесцентное устройство, которое содержит первый плоскостной электрод из прозрачного материала, что для каждой из больших поверхностей этого первого электрода предусмотрен один слой из диэлектрика, обладающего люминесцентными свойствами, что, по меньшей мере, один из этих светящихся слоев является прозрачным и что для большой поверхности соответствующего светящегося слоя, расположенной с противоположной от общего электрода стороны, предусмотрен второй электрод, а также включает устройство питания, которое служит в качестве устройства управления светящимися слоями, содержащее два источника напряжения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что электролюминесцентное устройство содержит более двух расположенных один над другим прозрачных светящихся слоев, что между соответствующими двумя светящимися слоями расположен также прозрачный электрод и что свободные большие поверхности внешних светящихся слоев также снабжены электродом.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что по меньшей мере электрод, расположенный на передней стороне электролюминесцентного устройства, изготовлен из прозрачного материала.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что светящиеся слои изготовлены из материалов, способных испускать свет с различными длинами волн.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что плоскостное электролюминесцентное устройство включает в себя по меньшей мере одно место с трехмерной деформацией, что эта деформация имеет радиус меньше 1 мм и что к этому деформированному таким образом месту примыкают по меньшей мере два участка (28, 29) этого люминесцентного устройства, между которыми образован угол, который может составлять даже 90°.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что она содержит устройство для управления люминесцентными слоями электролюминесцентного устройства.

7. Электролюминесцентная система, отличающаяся тем, что она включает в себя электролюминесцентное устройство с по меньшей мере одним слоем из диэлектрика, обладающего люминесцентными свойствами, что для каждой из больших поверхностей этого светящегося слоя предусмотрено по одному электроду, что соответствующий электрод выполнен в виде комплекта параллельных полос из электропроводного материала, что направления этих комплектов полос являются перпендикулярными друг к другу и что предусмотрено управляющее устройство, которое выполнено так, что полосы электродов могут быть подключены к источнику энергии по отдельности.

8. Система по п.7, отличающаяся тем, что светящийся слой выполнен в виде сопряженного слоя.

9. Система по п.7, отличающаяся тем, что электролюминесцентное устройство содержит несколько расположенных один над другим прозрачных слоев из люминесцентных диэлектриков, что люминесцентные диэлектрики светящихся слоев способны испускать свет с различными длинами волн, что между двумя такими светящимися слоями расположен один полосной электрод и что каждая свободная большая поверхность внешних светящихся слоев снабжена одним полосным электродом.

10. Система по п.7, отличающаяся тем, что для задней стороны электролюминесцентного устройства предусмотрен слой с зеркальным покрытием и что зеркальная поверхность этого слоя обращена к светящимся слоям электролюминесцентного устройства.

Описание изобретения к патенту

Известные электролюминесцентные системы этого типа имеют слой из обладающего люминесцентными свойствами диэлектрика, находящийся между двумя электродами. Цвет излучения, испускаемого светящимся слоем во время работы такой системы, определяется составом материала светящегося слоя. Этот цвет не может быть изменен у данной электролюминесцентной системы.

Указанное обстоятельство ограничивает возможности применения электролюминесцентных систем.

В основу изобретения была положена задача устранить этот, а также и другие недостатки известных электролюминесцентных систем.

Эта задача в отношении электролюминесцентной системы указанного типа решается так, как это определено в отличительной части п.1 формулы изобретения.

Ниже настоящее изобретение подробнее поясняется на примере его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показывают:

Фиг.1 в частичном вертикальном разрезе структуру первого варианта осуществления настоящего изобретения,

Фиг.2 в частичном вертикальном разрезе структуру второго варианта осуществления настоящего изобретения,

Фиг.3 в перспективе и сильном увеличении принцип построенного на основе настоящего изобретения монохромного экрана,

Фиг.4 в перспективе и сильном увеличении принцип построенного на основе настоящего изобретения цветного экрана и

Фиг.5 в вертикальном разрезе и сильном увеличении сегмент системы согласно Фиг.4, причем эта Фиг.5 показывает прохождение отдельных слоев системы, показанной на Фиг.4, после того как эта система была подвергнута глубокой вытяжке.

Настоящая электролюминесцентная система включает в себя электролюминесцентное устройство 1, которое ниже обозначается также как ЭЛ-устройство. Это электролюминесцентное устройство имеет первый плоскостной, т.е. сопряженный электрод 2 из электропроводного и одновременно прозрачного материала. Материалы этого типа общеизвестны. Для каждой из больших поверхностей этого первого электрода 2 предусмотрено по одному слою 3 или 4 из диэлектрика, обладающего люминесцентными свойствами. Эти светящиеся слои 3 и 4 выполнены в виде сопряженных слоев. Материалы этих светящихся слоев выбраны так, что они могут излучать свет с различной длиной волны. Материалы этого типа также общеизвестны. Для большой поверхности слоя 3, соответственно 4, расположенной с противоположной от общего электрода 2 стороны, также предусмотрено по одному электроду 5, соответственно 6. Эти электроды 5 и 6 также прозрачны.

Материал по меньшей мере одного из светящихся слоев 3 или 4 является прозрачным. Например, материал первого светящегося слоя 3 может быть прозрачным, а материал второго светящегося слоя непрозрачным. В этом случае электролюминесцентное устройство излучало бы свет только в направлении, обозначенном буквой А, причем установленный на внешней поверхности первого светящегося слоя 3 электрод 5, как было указано выше, также является прозрачным. Однако более целесообразен случай, когда второй светящийся слой 4 и установленный на его внешней поверхности электрод 6 являются прозрачными. В этом случае электролюминесцентное устройство 1 излучало бы свет только в направлении, обозначенном буквой В, если первый светящийся слой 3 непрозрачен. Однако могут быть также случаи применения, когда необходимо, чтобы свет излучался обеими большими поверхностями электролюминесцентного устройства. В этом случае как светящиеся слои 3 и 4, так и все три электрода 2, 5 и 6 должны быть прозрачными.

Один из внешних электродов 5 или 6 своей большой поверхностью установлен на опоре 7, на которой закреплено электролюминесцентное устройство 1. Эта опора 7 в большинстве случаев выполнена из прозрачного материала, поскольку она в большинстве случаев применения является передней стороной данной системы. Ниже будет описан еще один вариант настоящей системы, в котором опора 7 непрозрачна и является задней стенкой электролюминесцентного устройства 1. Опора 7 может быть как жесткой, так и гибкой. Кроме того, материал опоры 7 может быть таким, что он допускает его трехмерную глубокую вытяжку. Этот прием еще более расширяет возможности применения предлагаемой электролюминесцентной системы.

Электролюминесцентные слои 3 и 4 могут светиться лишь тогда, когда на те электроды 2 и 5, или 2 и 6, между которыми находится электролюминесцентный слой 3, или 4, подается необходимое электрическое напряжение. С этой целью предлагаемая электролюминесцентная система включает в свой состав соответствующим образом выполненное устройство 10 питания, которое служит в качестве устройства управления люминесцентными слоями 3 и 4 электролюминесцентного устройства 1.

Представленный на Фиг.1 первый вариант такого устройства 10 питания содержит два источника 11 и 12 напряжения, которые включены последовательно. В общей точке 13 последовательно включенных источников 11 и 12 к ним одним концом подключен проводник 14, который другим концом присоединен к первому, соответственно общему электроду 2 электролюминесцентного устройства 1. Другой зажим первого источника 11 напряжения присоединен через первый выключатель 15 ко второму электроду 5, который находится на внешней, соответственно задней стороне первого электролюминесцентного слоя 3. Другой зажим второго источника 12 напряжения присоединен через второй выключатель 16 к третьему электроду 6, который находится на внешней, соответственно передней стороне второго электролюминесцентного слоя 4. В зависимости от того, через какой из выключателей 15 или 16 проходит ток, электролюминесцентное устройство может давать излучение с цветом первого электролюминесцентного слоя 3 или излучение с цветом второго электролюминесцентного слоя 4. Когда через оба выключателя 15 и 16 проходит ток, то излучают свет оба электролюминесцентных слоя 3 и 4. В результате электролюминесцентное устройство излучает свет, цвет которого получается из сложения или вычитания цветов электролюминесцентных слоев 3 и 4.

Очевидно, что электролюминесцентное устройство 1 может иметь более двух расположенных один над другим прозрачных и сопряженных светящихся слоев (не показано). В таком случае между соответствующими двумя соседними светящимися слоями расположено также по одному плоскостному электроду. Этот промежуточный электрод или эти промежуточные электроды также являются прозрачными. Свободные большие поверхности внешних светящихся слоев каждая также снабжены одним электродом, причем по меньшей мере расположенный спереди электрод 5 является прозрачным. Между соответствующими двумя электродами включен источник напряжения приблизительно так, как показано на Фиг.1, так что такие источники напряжения образуют каскад.

На Фиг.2 показан второй вариант выполнения названного устройства 20 питания. Это устройство 20 имеет только один источник 21 питания, к которому параллельно подключен потенциометр 22. Первый зажим источника 21 питания и тем самым также первый зажим потенциометра 22 соединен через первый провод 23 со вторым, соответственно задним электродом 5 электролюминесцентного устройства. Второй зажим источника 21 питания и тем самым также второй зажим потенциометра 22 соединен через второй провод 24 с третьим, соответственно задним электродом 5 электролюминесцентного устройства 1. Ползунок 25 потенциометра 22 соединен через третий провод 26 с первым, соответственно общим электродом 2 электролюминесцентного устройства. В зависимости от того, находится ли ползунок 25 на одном конце или на другом конце сопротивления 27 потенциометра 22, полное напряжение источника 21 подается на один электролюминесцентный слой 3 или на другой электролюминесцентный слой 4. В показанном на Фиг.2 положении ползунка 25 оба электролюминесцентных слоя 3 и 4 находятся под напряжением, так что светятся оба электролюминесцентных слоя 3 и 4. В результате электролюминесцентное устройство 1 излучает свет, цвет которого получается из сложения, соответственно вычитания цветов электролюминесцентных слоев 3 и 4.

Тот факт, что таким образом можно выбирать цвет излучаемого света, дает возможность создавать экраны для представления изображений. Такие экраны пригодны прежде всего для воспроизведения статических картин. Такие экраны пригодны также для воспроизведения меняющихся картин, когда частота смены кадров невысока. На Фиг.3 показан в перспективе принцип такого устройства 30 с помощью черно-белого экрана.

На Фиг.3 представлен сегмент плоскостного электролюминесцентного слоя 3. Находящийся спереди электрод 31 этого устройства 30 состоит из проходящих параллельно друг другу полос 311, 312 и т.д., изготовленных из известного электропроводного и прозрачного материала. В представленном случае этот комплект полос 311, 312 и т.д. установлен вертикально. Находящийся позади электролюминесцентного слоя 3 электрод 32 этого устройства 30 состоит также из проходящих параллельно друг другу полос 321, 322 и т.д., изготовленных из известного электропроводного и прозрачного материала. В представленном случае этот второй комплект полос 321, 322 и т.д. установлен горизонтально. На Фиг.3 показан левый нижний угол такого черно-белого экрана 30.

Устройство питания (не показано) для этого электролюминесцентного устройства 30 сконструировано известным образом так, что оно может подавать электрическое напряжение последовательно на отдельные электродные полосы 311, 312 и т.д., а также 321, 322 и т.д. в заданном режиме. В определенный момент времени напряжение подано на электродные полосы 311 и 312. В этот момент под действием этого напряжения находится только та область С электролюминесцентного слоя 3, которая расположена между перекрещивающимися электродными полосами 311 и 321. Следовательно, в этом момент светится только эта область С электролюминесцентного слоя 3. Когда в следующий момент времени устройство 10 питания подаст напряжение на электродные полосы 312 и 321, будет светиться только область D электролюминесцентного слоя 3, и т.д. Таким образом, светящаяся точка С, D и т.д. может управляемо перемещаться по всей поверхности электролюминесцентного устройства.

На Фиг.4 представлен в сильно увеличенном виде сегмент левого нижнего угла цветного экрана 40, который имеет несущий слой 7. Целесообразно, чтобы обращенная к электролюминесцентному устройству 1 большая поверхность этой опоры 7 была выполнена зеркальной или несла зеркальный слой. Общеизвестно, что, например, на экране можно получить любой цвет путем комбинации желтого, красного и синего. Поэтому настоящее электролюминесцентное устройство 40 включает в себя три расположенных один над другим взаимосвязанных и прозрачных слоя, выполненных из электролюминесцентных диэлектриков, т.е. слой из электролюминесцентного диэлектрика 3G, который может светиться красным светом, слой из электролюминесцентного диэлектрика 3R, который может светиться синим светом, и слой из электролюминесцентного диэлектрика 3В, который может светиться белым светом. Из соображений максимальной наглядности эти слои 3G, 3R и 3В на Фиг.4 представлены лишь путем указания их обозначений.

Управление отдельными пигментированными слоями 3G, 3R и 3В производится так же, как это было описано выше в связи с Фиг.3. Однако у электролюминесцентного устройства 40, показанного на Фиг.4, в отличие от устройства, показанного на Фиг.3, необходимо иметь последовательно расположенные электродные полосы для управления всеми тремя электролюминесцентными слоями 3G, 3R и 3В. Эти три люминесцентных диэлектрика 3G, 3R и 3В обладают способностью испускать свет с различными длинами волн. На Фиг.4 представлены два комплекта электродов, необходимых для управления только одной точкой С на передней поверхности экрана. Нижеследующее описание посвящено управлению аналогичным образом остальными точками (пикселями) на передней поверхности экрана.

Из Фиг.3 взята для Фиг.4 первая вертикальная полоса 311 переднего электрода 3. За этой вертикальной полосой 311 находится электролюминесцентный слой 3G. За этим электролюминесцентным слоем 3G находится первая горизонтальная полоса G321, и поэтому буква G стоит перед номером этой горизонтальной полосы G321. Для управления пикселем С, т.е. для того чтобы он светился, на полосы 311 и G321 подается необходимое напряжение.

За горизонтальной полосой G321 находится электролюминесцентный слой 3R, который, так же как и электролюминесцентный слой 3G, является плоскостным и с которым также сопряжены несколько электродных полос, а именно как вертикальных, так и горизонтальных электродных полос. За электролюминесцентным слоем 3R находится вертикальная электродная полоса R311, и поэтому буква R стоит перед номером этой вертикальной полосы R311. Чтобы пиксель С здесь светился, на электродные полосы G321 и R311 подается управляющее напряжение. Горизонтальная полоса G321 служит тем самым не только для управления электролюминесцентным слоем 3G, но также и для управления электролюминесцентным слоем 3R, а именно таким же образом, как это описано в связи с общим электродом 2 согласно Фиг.1.

За вертикальной полосой R311 находится плоскостной электролюминесцентный слой 3 В, а за этим электролюминесцентным слоем 3В расположена горизонтальная полоса В321. Чтобы пиксель С здесь светился, на электродные полосы В321 и R311 подается управляющее напряжение. Вертикальная полоса G321 служит тем самым не только для управления электролюминесцентным слоем 3R, но также и для управления электролюминесцентным слоем 3В, а именно таким же образом, как это описано в связи с общим электродом 2 на Фиг.1. Горизонтальная полоса В321 служит, напротив, только как задний электрод 6 на Фиг.1. Если пиксель С должен иметь цвет, который получается из комбинации названных основных цветов, то на соответствующие электродные полосы известным образом подается необходимое напряжение. Управление с помощью полосных и перекрещивающихся электродов может быть обозначено как матричное управление. Однако также возможно управлять прозрачными светящимися слоями 3G, 3R и 3В точечно. Такое точечное управление также известно.

Кроме того, предлагаемая система может быть выполнена и так, что она допускает не только ее изгибание, но также и трехмерную пластическую деформацию, т.е. она может быть растянута или даже подвергнута глубокой вытяжке. На Фиг.5 показан сегмент подвергнутого глубокой вытяжке места электролюминесцентного устройства 40, которое изображено на Фиг.4. Показанный на Фиг.5 сегмент этого глубокотянутого места плоского экрана 40 включает два участка 28 и 29, которые образуют между собой угол, составляющий 90 градусов. Такая экстремально высокая способность к изгибанию электролюминесцентного устройства 40, при которой радиус кривизны может быть даже менее 1 мм, возможна благодаря тому, что материал светящихся слоев 3G, 3R и 3В является очень гибким и что отдельные слои, т.е. как электроды, так и светящиеся слои, в процессе изгибания, не смещаясь в своей позиции, удерживаются друг на друге. Эта технология подробно описана в патентной заявке WO 03/037039 того же правообладателя. В дополнение к изображению, показанному на Фиг.4, экран 40 на Фиг.5 содержит защитный слой 34, нанесенный на внешний электрод 311.

Преимущества экранов описанного типа состоят, среди прочего, в том, что они нечувствительны к касанию, что они гнутся и даже допускают их глубокую вытяжку и что они могут быть изготовлены с помощью распространенных способов полиграфической техники, таких как например, трафаретная печать.