DE102008004942A1

DE102008004942A1 - Mehrschichtelement mit einer ersten transparenten Flächenelektrode

Info

Publication number: DE102008004942A1
Application number: DE102008004942A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dr. Ziegler; Matthias Dr. Alschinger; Mitja Rateiczak
Original assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG; Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG; Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH
Priority date: 2007-12-10
Filing date: 2008-01-18
Publication date: 2009-06-25
Also published as: EP2219862A1; PL2219862T3; EP2219862B1; ES2589602T3; WO2009074266A1

Abstract

Ein Mehrschichtelement (1) weist eine erste transparente Flächenelektrode (3), ein Elektrolumineszenz-Leuchtelement (4) und eine flächige Rückelektrode (6) auf. Die erste transparente Flächenelektrode (3) steht seitlich über das Elektrolumineszenz-Leuchtelement (4) und die Rückelektrode (6) vor und ist in einem seitlich über die Rückelektrode (6) vorstehenden Bereich (13) mit einem Anschlusselement (17) zur Spannungseinspeisung versehen. Um eine insbesondere in den Randbereichen des Elektrolumineszenz-Leuchtelements (4) unsichtbare Spannungszuführung zu erreichen, wird eine zweite transparente Flächenelektrode (8) vorgeschlagen, die mittels einer transparenten dielektrischen Klebeschicht (7) zum einen mit der Rückelektrode (6) und in einem über die Rückelektrode (6) vorstehenden Bereich (13) zum anderen mit der ersten transparenten Flächenelektrode (3) verbunden ist. Dabei ist zwischen der Rückelektrode (6) und der zweiten transparenten Flächenelektrode (8) ein die dielektrische transparente Klebeschicht (7) durchdringendes Kontaktelement (22) angeordnet, das die Rückelektrode (6) und die zweite transparente Flächenelektrode (8) zumindest mittelbar miteinander verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrschichtelement mit einer ersten transparenten Flächenelektrode, einer Funktionsschicht und einer flächigen Rückelektrode, wobei die erste transparente Flächenelektrode seitlich über die Funktionsschicht und die Rückelektrode vorsteht und in einem seitlich über die Rückelektrode vorstehenden Bereich mit einem Anschlusselement zur Spannungseinspeisung versehen ist. Unter einer Funktionsschicht im Sinne der vorliegenden Anmeldung, soll dabei zum Beispiel eine elektrolumineszente Leuchtschicht oder eine elektrochrome Schicht oder eine Flüssigkristalle enthaltende Schicht verstanden werden. Mit Hilfe der Funktionsschicht können somit unter Beeinflussung des zwischen der transparenten Flächenelektrode und der flächigen Rückelektrode bestehenden elektrischen Feldes die Transmissionseigenschaften oder die Lichtemission des Elementes oder die von dem Element ausgeübte Lichtstreuung beeinflusst werden. Die elektrolumineszenten Leuchtschichten können sowohl solche auf anorganischer Basis als auch solche auf organischer Basis (OLED) sein.
Erstere werden mit Wechselspannung betrieben, wohingegen bei letztgenannten eine Gleichspannung zwischen der transparenten Flächenelektrode und der Rückelektrode angelegt wird.
Derartige Mehrschichtelemente sind bereits seit längerer Zeit z. B. in der Form allgemein bekannt, dass die Funktionsschicht ein Elektrolumineszenz-Leuchtelement ist. Um eine möglichst große Leuchtstärke des Elektrolumineszenz-Leuchtelements zu erzielen wird eine möglichst große optische Durchlässigkeit der Flächenelektrode im interessierenden Wellenlängenbereich benötigt. Die Flächenelektrode wird grundsätzlich zu den Schichten des Funktionselements gerechnet und bildet meist die Grenzfläche zwischen einem Trägersubstrat (z. B. Glas, Folie, Plexiglas etc.) und dem eigentlichen Funktionselement im engeren Sinn.
Das Elektrolumineszenz-Leuchtelement kann beispielsweise durch Siebdrucken oder im Wege der so genannten Dünnschichttechnologie erzeugt werden. Beim Siebdrucken wird zunächst z. B. das Substrat durch Sputtern mit der transparenten Elektrode beschichtet, worauf dann der Auftrag der Leuchtschicht erfolgt. Die im Wege der Dünnschichttechnik hergestellten Elektrolumineszenz-Leuchtelemente haben den Vorteil einer sehr hohen Temperaturbeständigkeit, so dass die als Substrat häufig verwendete Glasscheiben auch bereits vor deren Biegen und/oder Vorspannen mit der Elektrolumineszenz-Leuchtschicht versehen werden können.
Als problematisch ist bei den bekannten Mehrschichtelementen die Kontaktierung und Spannungsversorgung der beiden Elektroden anzusehen: Während eine Kontaktierung im Bereich der in der Regel nicht durchsichtigen und beispielsweise aus Silber-Siebdruckpaste bestehenden Rückelektrode unproblematisch ist, ist die Herausführung eines Verbindungsleiters z. B. in Form eines dünnen Drahtes von der Rückelektrode bis an den Rand des Substrates, in dem die transparente Flächenelektrode kontaktiert wird, unter optischen Gesichtspunkten schwierig.
Da die Elektrolumineszenz-Leuchtelemente häufig ganz bestimmte Geometrien bzw. Formen besitzen und von z. B. Klarglas allseitig umgeben sind, fällt der durch den Klarglas-Bereich geführte elektrische Leiter in unerwünschter Weise auf.
Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrschichtelement vorzuschlagen, bei dem die Kontaktierung bzw. Spannungsversorgung auch bei einem transparenten Substrat, das die Funktionsschicht umgibt, optisch nicht in Erscheinung tritt.
Lösung
Ausgehend von einem Mehrschichtelement der eingangs beschriebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine seitlich über die Rückelektrode vorstehende zweite transparente Flächenelektrode, die mittels einer dielektrischen Klebeschicht zum einen mit der Rückelektrode und in einem über die Rückelektrode vorstehenden Bereich zum anderen mit der ersten transparenten Flächenelektrode verbunden ist, wobei zwischen der Rückelektrode und der zweiten transparenten Flächenelektrode ein die dielektrische Klebeschicht durchdringendes Kontaktelement angeordnet ist, das die Rückelektrode und die zweite transparente Flächenelektrode zumindest mittelbar elektrisch leitend miteinander verbindet.
Auf diese Weise wird eine in den Randbereichen um die Funktionsschicht herum völlig unsichtbare Spannungsversorgung der Funktionsschicht geschaffen. Die beiden transparenten Flächenelektroden werden neben der Funktionsschicht durch die transparente dielektrische Klebeschicht verbunden. Die eigentliche Funktionsschicht wird somit allseitig von einer unsichtbaren zweipoligen Zuleitung umgeben, so dass deren Konturen vollkommen frei und ohne einen beispielsweise davon ausgehenden Leiterdraht, wie dies im Stand der Technik üblich ist, erkennbar sind. Die Kontaktierung der Funktionsschicht erfolgt an beliebiger Stelle derselben mit Hilfe des mindestens einen Kontaktelements, das die transparente dielektrische Klebeschicht durchdringt und somit bei einer Ausführungsform eine direkte galvanische Verbindung zwischen der zweiten transparenten Flächenelektrode und er Rückelektrode bildet.
Da die Rückelektrode nicht sichtbar ist, kann das Kontaktelement an beliebiger Stelle innerhalb der Umrisslinien der Rückelektrode angeordnet und als solches ohne weiteres sichtbar sein. Zwischen der transparenten dielektrischen Klebeschicht und der zweiten transparenten Flächenelektrode können bedarfsweise auch noch andere Schichten angeordnet sein, solange zumindest eine mittelbare elektrische Verbindung zu der Rückelektrode gebildet wird, so dass zwischen dieser und der ersten transparenten Flächenelektrode ein elektrisches Feld aufgebaut werden kann, das ausreichend groß ist, um die Funktionsschicht zu aktivieren, d. h. z. B. zur Lichtemission anzuregen.
Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Mehrschichtelements koppelt das Kontaktelement die Rückelektrode galvanisch mit der zweiten transparenten Flächenelektrode. Auf diese Weise kann z. B. ein in eine Richtung abstrahlendes Mehrschichtelement geschaffen werden.
Bei einer hierzu alternativen zweiten Variante befinden sich beidseitig der dielektrischen transparenten Klebeschicht jeweils zunächst eine Rückelektrode und danach eine Funktionsschicht und daran angrenzend eine transparente Flächenelektrode, wobei das Kontaktelement die beiden Rückelektroden galvanisch miteinander verbindet. Auf diese Weise wird ein zur Mittelebene der dielektrischen transparenten Klebeschicht spiegelsymmetrischer Aufbau erzielt, so dass das Mehrschichtelement im Falle jeweils einer elektrolumineszenten Leuchtschicht als Funktionselement in beide entgegengesetzten Richtungen jeweils senkrecht zu den Elektrolumineszenz-Leuchtelementen Licht abstrahlt. Dabei können die sich gegenüber liegenden Elektrolumineszenz-Leuchtelemente deckungsgleich sein, aber auch einander nur teilweise überlappen, so dass von mindestens einer Seite des Mehrschichtelements her betrachtet (Rück-)Bereiche des auf der anderen Seite angeordneten Elektrolumineszenz-Leuchtelements sichtbar sind, die jedoch in Richtung des Betrachters nicht abstrahlen können und daher von ihrer "Rückseite" lediglich die Durchsicht durch das Mehrschichtelement unterbinden.
Es ist ebenfalls denkbar, dass zwei unterschiedliche Funktionsschichten in demselben Mehrschichtelement verwendet werden, so z. B. eine Leuchtschicht und eine elektrochrome Schicht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mehrschichtelements ist/sind die erste transparente Flächenelektrode und/oder die zweite transparente Flächenelektrode auf ein Substrat aufgebracht, wobei das oder die Substrat(e) jeweils eine äußere Schicht des Mehrschichtelements bilden. Die Substrate dienen zum einen als mechanische Schutzschicht für die jeweilige Flächenelektrode und zum anderen auch als Isolator für die transparenten Flächenelektroden, um die Gefahr eines Stromschlags für Personen zu vermeiden.
Dies ist deshalb nicht unwichtig, weil die Speisespannungen von Elektrolumineszenz-Leuchtelementen in Bereiche deutlich über 100 Volt reichen können.
Handelt es sich bei dem Substrat um eine flexible Folie so kann das Mehrschichtelement insgesamt nach seiner Herstellung auf ein beliebiges – starres oder flexibles – Trägermaterial auflaminiert werden. Ist das Substrat ein "starres" Material wie beispielsweise Glas, so kann im Falle transparenter Flächenelektroden auf Dünnschichtbasis das fertige Mehrschichtelement durch thermische Behandlung gebogen bzw. vorgespannt werden.
Als transparente Kunststoffmaterialien kommen insbesondere Polycarbonat (Plexiglas) oder transparente Folien wie beispielsweise solche aus Polyethylenterephthalat (PET) in Frage. Typischerweise besitzt das Mehrschichtelement eine Fläche größer als 10 cm², bevorzugt größer als 100 cm², besonders bevorzugt größer als 1000 cm² und ganz besonders bevorzugt größer als 10000 cm².
Um die Betriebsspannung des Elektrolumineszenz-Leuchtelements so gering wie möglich zu halten, sollte sich zwischen dem mindestens einen Elektrolumineszenz-Leuchtelement und der zugeordneten Rückelektrode eine Isolatorschicht, vorzugsweise aus Bariumtitanat (BaTiO₃), befinden. Derartige Schichten haben sich bei Elektrolumineszenz-Leuchtelementen aufgrund ihrer großen Dielektrizitätskonstante gut bewährt.
Die Erfindung weiter ausgestaltend ist vorgesehen, dass das Kontaktelement mit Vorspannung in der dielektrischen Klebeschicht des Mehrschichtelements angeordnet ist und im fertigen Zustand des Mehrschichtelements elastisch gegen die beiden elektrisch zu kontaktierenden Schichten drückt. Die dauerhaft vorhandene Vorspannung erhöht die Kontaktsicherheit und kann so auch unter erschwerten Betriebsbedingungen (mechanische Beanspruchung, wechselnde Einsatztemperaturen und dadurch hervorgerufene Dehnungen/Schrumpfungen) für zuverlässigen Betrieb sorgen. Gemäß einer Ausgestaltung des Kontaktelements kann es sich dabei um einen C-förmig gebogenen Metallbügel, vorzugsweise aus Draht oder Blech, handeln. Des Weiteren ist es aber auch möglich, dass das Kontaktelement eine geflochtene Drahtstruktur ist, die wie bei der C-Form auch, eine der Geometrie der Struktur inne wohnende Elastizität besitzt. Ferner besteht eine Möglichkeit auch darin, dass das Kontaktelement einen elastischen, z. B. aus einem Schaummaterial bestehenden Kern und eine diesen umgebende, leitfähige flexible Hülle aufweist. Ein derartiges Material ist beispielsweise als Bandmaterial erhältlich, so dass die einzelnen Kontaktelemente in Form von Abschnitten dieses Bandes hergestellt und beim Fertigungsprozess des Mehrschichtelements in vorgefertigte Durchbrüche in der transparenten dielektrischen Klebeschicht eingesetzt werden.
Ferner besteht eine Variante in der möglichen Ausbildung des Kontaktelements auch darin, dass dieses von einem elektrisch leitfähigen Klebstoff oder von Silberleitlack gebildet ist, wobei der Klebstoff oder der Silberleitlack im flüssigen Zustand in einen Durchbruch in die elektrische transparente Klebeschicht eingebracht wird und im fertigen Zustand des Mehrschichtelements ausgehärtet ist und in stoffschlüssiger Verbindung mit den elektrisch zu verbindenden Schichten steht.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist des Weiteren vorgesehen, dass das Kontaktelement transparent ist und vorzugsweise ein transparentes Polymer aufweist. In diesem Fall tritt selbst das von seiner Ausdehnung her typischerweise sehr kleine Kontaktelement nicht unerwünscht innerhalb der Funktionsschicht in Erscheinung. Insbesondere kann das Kontaktelement in Form einer aus transparentem Polymer bestehenden Folie ausgebildet sein, die mit sehr dünnen leitfähigen Drähten versehen, vorzugsweise vernäht, ist. Alternativ kann das Kontaktelement aber auch aus einem transparenten Polymer mit darin befindlichen elektrisch leitfähigen Partikeln, vorzugsweise Nano-Partikeln, bestehen.
Gemäß einer optisch besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mehrschicht-Elementes ist dieses zumindest in einem nicht aktivierten Zustand des Funktionselementes insgesamt transparent. Bei einer Aktivierung des Funktionselementes durch Anlegen einer Spannung zwischen den beiden Flächenelektroden, führt dies für den Betrachter zu dem überraschenden Effekt, dass "aus dem Nichts heraus" ein von der Funktionsschicht bzw. den Funktionsschichten gebildeter, bestimmter Bereich des Mehrschichtelementes z. B. zu leuchten anfängt oder undurchsichtig wird und dabei für den Betrachter scheinbar "haltlos" d. h. scheinbar verbindungsfrei, in dem Mehrschichtelement "schwebt".
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele eines Mehrschichtelements mit einem Elektrolumineszenz-Leuchtelement, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist, näher erläutert.
Es zeigt:
1: einen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Mehrschichtelements mit einseitiger Lichtabstrahlung,
2: einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Mehrschichtelements mit beidseitiger Lichtabstrahlung und
3: einen Teilquerschnitt durch das Mehrschichtelement gemäß 1 mit Darstellung zweier alternativer Kontaktelemente.
Ein in 1 schematisch und hinsichtlich der Dickenverhältnisse nicht maßstäblich dargestelltes Mehrschichtelement 1 umfasst ein erstes Substrat 2 in Form einer Floatglasscheibe mit hohem Transmissionskoeffizienten. Auf dem Substrat 2 ist eine transparente Flächenelektrode 3 in Form eines Dünnschichtsystems mit der nachstehenden Schichtenfolge (ausgehend von dem Substrat 2): Si₃N₄-ZnO-Ti/Ag-ZnO-Si₃N₄-ZnO-Ti-Ag-ZnO-Si₃N₄. Ein derartiges hoch temperaturfestes transparentes Dünnschichtsystem und seine Herstellung sind beispielsweise aus der DE 102 55 199 A1 bekannt. Das Substrat 2 kann zusammen mit der Flächenelektrode 3 einem thermischen Biegevorgang unterworfen werden, ohne dass die Leitfähigkeitseigenschaften der Flächenelektrode 3 leiden würden.
Oberhalb der transparenten Flächenelektrode 3 befindet sich ein aus dem Stand der Technik bekanntes Elektrolumineszenz-Leuchtelement 4, das die Funktionsschicht bildet und an das sich weiter nach oben eine Isolatorschicht 5 aus Bariumtitanat (BaTiO₃) anschließt. Letztgenannte Isolatorschicht 5 wird von einer Rückelektrode 6 gefolgt, die aus Silberpaste besteht und daher nicht transparent ist. Als darauf folgende Schicht besitzt das Mehrschichtelement eine dielektrische Klebeschicht 7 in Form einer bekannten PVB-Folie, die bei Verbundglasscheiben zur Verbindung der einzelnen Glasscheiben verwendet wird. Die beiden letzten Schichten des Mehrschichtelements 1 werden sodann von einer zweiten transparenten Flächenelektrode 8 und einem zweiten Substrat 9, gleichfalls in Form einer Floatglasscheibe, gebildet. Die der Übersichtlichkeit halber in 1 eingetragenen Freiräume 10, 11 und 12 sind selbstverständlich im fertigen Mehrschichtelement 1 nicht vorhanden und dienen allein der besseren Erkennbarkeit. Die zweite transparente Flächenelektrode 8, die identisch mit der ersten transparenten Flächenelektrode 3 aufgebaut ist, ist im Wege eines Dünnschichtverfahrens auf das zweite Substrat 9 aufgebracht und damit verbunden. Die Verbindung des ersten Substrats 2 mit den darauf befindlichen "Schichten" 3 bis 6 und das zweite Substrat 9 mit der darauf befindlichen Flächenelektrode 8 werden unter Wärmeeinwirkung und Anschmelzen der die Klebeschicht 7 bildenden PVB-Folie dauerhaft miteinander verbunden.
Sowohl das erste Substrat 2 mit der ersten Flächenelektrode 3 als auch das zweite Substrat 9 mit der darauf befindlichen zweiten Flächenelektrode 8 und auch die Klebeschicht 7 stehen über das aus dem Elektrolumineszenz-Leuchtelement 4, der Isolatorschicht 5 und der Rückelektrode 6 gebildete "Teilpaket" seitlich über. In diesem seitlich vorstehenden Bereich 13 ist die erste transparente Flächenelektrode 3 im fertigen Zustand des Mehrschichtelements 1 unmittelbar mit der Klebeschicht 7 in Verbindung. Aufgrund der sehr geringen Dicken des aus den "Schichten" 4, 5 und 6 bestehenden "Teilpakets" fällt dessen Fehlen im Bereich 13 nicht auf. Nennenswerte Biegespannungen in den das erste und das zweite Substrat 2 und 9 bildenden Floatglasscheiben entstehen nicht. In dem von dem Elektrolumineszenz-Leuchtelement 4, der Isolatorschicht 5 und der Rückelektrode 6 gebildeten Bereich 14 ist das Mehrschichtelement 1 aufgrund der nicht gegebenen Transparenz der Isolatorschicht 5 und der Rückelektrode 6 nicht durchsichtig. Im Gegensatz hierzu liegen in dem überstehenden Bereich 13 lediglich transparente Schichten (Substrate 2 und 9, Flächenelektroden 3 und 8 sowie Klebeschicht 7) vor.
Des Weiteren weist das Mehrschichtelement 1 einen Randbereich 15 auf, der durch ein nicht transparentes Abdeckelement 16 uneinsehbar abgedeckt ist. Innerhalb des Randbereichs 15 befindet sich ein erstes Anschlusselement 17 (z. B. in Form eines bekannten Flachleiters), das mit der ersten Flächenelektrode 3 elektrisch leitend verbunden ist und ein zweites Anschlusselement 18, das mit der zweiten Flächenelektrode 8 elektrisch leitend verbunden ist. Von den Anschlusselementen 17, 18 geht jeweils eine Zuleitung 19, 20 aus, die zu einer Wechselspannungsquelle 21 führt.
Nur schematisch dargestellt ist schließlich noch ein Kontaktelement 22, das an einem Punkt 23 mit der zweiten transparenten Flächenelektrode 8 elektrisch leitend in Kontakt steht, sowie mit einem Punkt 24 mit der Rückelektrode 6. Das Kontaktelement 22 ist durch einen Durchbruch 25 in der Klebeschicht 7 hindurchgeführt, um die Rückelektrode 6 mit Spannung aus der Wechselspannungsquelle 21 zu versorgen. Der Durchbruch 25 in der von einer PVB-Folie gebildeten Klebeschicht 7 wird typischerweise durch einen einfachen Ausstanzvorgang hergestellt.
Auch im fertigen Zustand des Mehrschichtelements 1, in dem das Kontaktelement 22 gegenüber dem Ausgangszustand verformt ist, besteht selbstverständlich an den Punkten 23 und 24 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Kontaktelement 22 und der Flächenelektrode 8 bzw. der Rückelektrode 6.
Ist die Wechselspannungsquelle 21 aktiv, so bildet sich zwischen einem von der Rückelektrode 6 und der ersten Flächenelektrode 3 gebildeter Kondensator ein elektrisches Wechselfeld aus, das durch die Isolatorschicht 5 aus einem Material mit großer Dielektrizitätskonstanten noch vergrößert wird. Das elektrische Feld ist durch die entsprechend hoch gewählte Speisespannung hinreichend stark, um das Elektrolumineszenz-Leuchtelement 4 zur Lichtemission anzuregen. Aufgrund der Undurchlässigkeit der Isolatorschicht 5 sowie der Rückelektrode 6 für das emittierte Licht findet eine Abstrahlung nur durch die Flächenelektrode 3 und das erste Substrat 2 in Richtung der Pfeile 26 statt.
Das in 2 gezeigte Mehrschichtelement 1' ist in seinem Aufbau symmetrisch zu einer Mittelebene 27, einer gleichfalls von einer PVB-Folie gebildeten Klebeschicht 7. Ausgehend von der Klebeschicht 7 liegt in beide Richtungen folgender Schichtaufbau vor: Rückelektrode 6, Isolatorschicht 5, Elektrolumineszenz-Leuchtelement 4. Während sich im unteren Bereichdes Mehrschichtelements 1' die erste transparente Flächenelektrode 3 befindet, befindet sich an der gespiegelten Position in der oberen Hälfte die zweite transparente Flächenelektrode 8.
Nach oben und unten wird das Mehrschichtelement 1' jeweils von einem ersten Substrat 2 bzw. einem zweiten Substrat 9, jeweils in Form eine Floatglasscheibe, abgeschlossen. Zwei Anschlusselemente 17 und 18 befinden sich auch beim Mehrschichtelement 1' an der ersten Flächenelektrode 3 bzw. der zweiten Flächenelektrode 8. Mit Hilfe eines Kontaktelements 22, das durch einen Durchbruch 25 in der Klebeschicht 7 geführt ist und an Punkten 23 und 24 jeweils mit der oberen bzw. der unteren Rückelektrode 6 elektrisch leitend verbunden ist, werden die beiden Rückelektroden 6 auf dasselbe elektrische Potenzial gebracht. Es liegt somit bei dem Mehrschichtelement 1' eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren vor, die jeweils zwischen der ersten Flächenelektrode 3 und der zugewandten Rückelektrode 6 bzw. zwischen der weiteren Rückelektrode 6 und der zweiten Flächenelektrode 8 ausgebildet sind.
Zwischen beiden Kondensatorelektroden befindet sich jeweils ein Elektrolumineszenz-Leuchtelement 4 gleichzeitig und eine Isolatorschicht 5. Die von der Wechselspannungsquelle 21 erzeugte Spannung muss im vorliegenden Fall so groß sein, dass sie beide Elektrolumineszenz-Leuchtelemente 4 zur Lichtemission anregt. Während die von dem unteren Elektrolumineszenz-Leuchtelement 4 emittierte Strahlung in Richtung der Pfeile 26 abgestrahlt wir, strahlt das obere Elektrolumineszenz-Leuchtelement 4 in Richtung der entgegengesetzten Pfeile 28.
Wie auch bei dem in 1 gezeigten Mehrschichtelement 1 besitzt auch das Mehrschichtelement 1' gemäß 2 einen Bereich 13, in dem jeweils die erste bzw. zweite Flächenelektrode 3, 8 sowie das erste bzw. das zweite Substrat 2, 9 sowie des Weiteren auch die Klebeschicht 7 über die restlichen Schichten seitlich vorstehen. Sämtliche vorgenannten vorstehenden Schichten sind transparent und somit sind keinerlei Zuleitungen zu dem Leuchtelement sichtbar. Die Anschlusselemente 17, 18 befinden sich in dem Randbereich 15, der mittels des Abdeckelements unsichtbar verborgen ist. Bei den Anschlusselementen 17, 18 kann es sich beispielsweise um nach dem Stand der Technik bekannte Flachleiter handeln, die im Bereich der Klebeschicht 7 angeordnet sind und von denen aus die Zuleitungen 19, 20 zu der Wechselspannungsquelle 21 geführt werden. In 3 sind zwei alternative Ausführungsformen eines Kontaktelementes 22' und 22'' dargestellt.
Beide Kontaktelemente 22' und 22'' verbinden jeweils eine zweite transparente Flächenelektrode 8, die auf einem zweiten Substrat 9 aufgebracht ist, mit einer Rückelektrode 6 und erstrecken sich dabei jeweils durch einen Durchbruch 25 in einer Klebeschicht 7 in Form einer PVB-Folie hindurch. Der Einfachheit halber sind die unterhalb der Rückelektrode 6 angeordneten Schichten (Isolatorschicht aus Bariumtitanat und Elektrolumineszenz-Leuchtelement sowie erste Flächenelektrode und erstes Substrat) weggelassen. Der Aufbau des in 3 gezeigten Mehrschichtelements entspricht insofern dem des Mehrschichtelements 1 gemäß 1.
Bei dem in 3 links angeordneten ersten Kontaktelement 22' handelt es sich um einen C-förmig gebogenen Drahtbügel bzw. um einen C-förmig gebogenen Blechstreifen. Aufgrund seiner Vorspannung, die insbesondere dann gegeben ist, wenn das Schichtelement im fertigen Zustand nicht mehr die in der Zeichnung dargestellten Freiräume 10 und 11 aufweist, liegen Schenkel 29 des Kontaktelements 22' unter Druck an der der Klebeschicht 7 zugewandten Oberfläche 30 der zweiten Flächenelektrode 8 an und gewährleisten auf diese Weise eine sichere Kontaktierung. Gleiches gilt für den gegenüberliegenden unteren Schenkel 29 und die diesem zugeordnete Oberfläche 31 der Rückelektrode 6. Aufgrund der beim Zusammenfügen der einzelnen Pakete des Schichtelements im angeschmolzenen Zustand vorliegenden Klebeschicht 7 kann sich das Kontaktelement 22' zumindest teilweise in die Klebeschicht 7 eindrücken, so dass beim Zusammenfügen eine Raumproblematik vorliegt.
Das Alternative Kontaktelement 22' besitzt einen Kern 32 in Form eines Kunststoff-Schaummaterials. Der Kern 32 wird von einer Hülle 33, beispielsweise aus einem Drahtgeflecht, ummantelt. Die Hülle 33 muss sich nicht über den gesamten Umfang bzw. die gesamte Mantelfläche des Kerns, der z. B. zylinderförmig oder auch quaderförmig ausgebildet sein kann, erstrecken. Besonders rationell ist die Erzeugung der Kontaktelemente 22'' dann, wenn diese als Abschnitte von einem endlosen Band hergestellt werden. Wesentlich ist nur, dass zwischen den gegenüber liegenden Seiten die einerseits der Flächenelektrode 8 und andererseits der Rückelektrode 6 zugewandt sind, stets eine elektrisch leitende Verbindung in Form von Drähten vorliegt und dass zum anderen das Kontaktelement 22' ausgehend von der in 3 dargestellten Ausgangsstellung in der seine Dicke geringfügig größer als die Dicke der Klebeschicht 7 ist, elastisch auf die reduzierte Dicke der Klebeschicht 7 reduziert wird, so dass Rückstellkräfte im fertigen Zustand des Mehrschichtelements verbleiben, die auch unter erschwerten Bedingungen (Temperaturdehnungen, Erschütterungen etc.) für eine sichere Kontaktierung sorgen.

1, 1': Mehrschichtelement
2: erstes Substrat
3: erste Flächenelektrode
4: Funktionsschicht
5: Isolatorschicht
6: Rückelektrode
7: Klebeschicht
8: zweite Flächenelektrode
9: zweites Substrat
10, 11, 12: Freiraum
13, 14: Bereich
15: Randbereich
16: Abdeckelement
17, 18: Anschlusselement
19, 20: Zuleitung
21: Wechselspannungsquelle
22, 22', 22'': Kontaktelement
23, 24: Punkt
25: Durchbruch
26: Pfeil
27: Mittelebene
28: Pfeil
29: Schenkel
30, 31: Oberfläche
32: Kern
33: Hülle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10255199 A1 [0028]

Claims

Mehrschichtelement (1, 1') mit einer ersten transparenten Flächenelektrode (3), einer Funktionsschicht (4) und einer flächigen Rückelektrode (6), wobei die erste transparente Flächenelektrode (3) seitlich über die Funktionsschicht (4) und die Rückelektrode (6) vorsteht und in einem seitlich über die Rückelektrode (6) vorstehenden Bereich (13) mit einem Anschlusselement (17) zur Spannungseinspeisung versehen ist, gekennzeichnet durch eine seitlich über die Rückelektrode (6) vorstehende zweite transparente Flächenelektrode (8), die mittels einer transparenten dielektrischen Klebeschicht (7) zum einen mit der Rückelektrode (6) und in einem über die Rückelektrode (6) vorstehenden Bereich (13) zum anderen mit der ersten transparenten Flächenelektrode (3) verbunden ist, wobei zwischen der Rückelektrode (6) und der zweiten transparenten Flächenelektrode (8) ein die dielektrische transparente Klebeschicht (7) durchdringendes Kontaktelement (22, 22', 22'') angeordnet ist, das die Rückelektrode (6) und die zweite transparente Flächenelektrode (8) zumindest mittelbar miteinander verbindet.
Mehrschichtelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (22, 22', 22'') die Rückelektrode (6) mit der zweiten transparenten Flächenelektrode (8) galvanisch koppelt.
Mehrschichtelement (1') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich beidseitig der die elektrische transparente Klebeschicht (7) jeweils zunächst eine Rückelektrode (6) und danach eine Funktionsschicht (4) und daran angrenzend eine erste oder zweite transparente Flächenelektrode (3, 8) befinden, wobei das Kontaktelement (22) die beiden Rückelektroden (6) galvanisch miteinander verbindet.
Mehrschichtelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste transparente Flächenelektrode (3) und/oder die zweite transparente Flächenelektrode (8) auf ein Substrat (2, 9) aufgebracht ist/sind, wobei das oder die Substrat(e) jeweils eine äußere Schicht des Mehrschichtelements (1, 1') bilden.
Mehrschichtelement (1, 1') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Substrat aus Glas oder transparentem Kunststoffmaterial, insbesondere aus Polycarbonat, oder einer transparenten Kunststofffolie, insbesondere Polyethylenterephthalat (PET), besteht.
Mehrschichtelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (4) ein Eletrolumineszenz-Leuchtelement, ein elektronisches Element oder eine Flüssigkristall enthaltende Schicht ist.
Mehrschichtelement (1, 1') Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen mindestens einem Elektrolumineszenz-Leuchtelement und der zugeordneten Rückelektrode (6) eine Isolatorschicht (5), vorzugsweise aus Bariumtitanat (Ba-TiO3), befindet.
Mehrschichtelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (22, 22', 22'') mit Vorspannung in der dielektrischen transparenten Klebeschicht (7) des Mehrschichtelements (1, 1') angeordnet ist und in einem fertigen Zustand des Mehrschichtelements (1, 1') elastisch gegen die beiden elektrisch zu kontaktierenden Schichten drückt.
Mehrschichtelement (1, 1') nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (22') ein C-förmig gebogener Metallbügel, vorzugsweise aus Draht oder Blech, ist.
Mehrschichtelement (1, 1') nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (22'') eine geflochtene Drahtstruktur ist.
Mehrschichtelement (1, 1') nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (22'') einen elastischen, z. B. aus einem Schaummaterial bestehenden, Kern (32) und eine diesen umgebende leitfähige flexible Hülle (33) aufweist.
Mehrschichtelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (22) von einem elektrisch leitfähigen Klebstoff oder von Silberleitlack gebildet ist, wobei der Klebstoff oder der Silberleitlack in flüssigem Zustand in einem Durchbruch (25) in der dielektrischen Klebeschicht (7) eingebracht wird und im fertigen Zustand des Mehrschichtelements (1, 1') ausgehärtet ist und in stoffschlüssiger Verbindung mit den elektrisch zu verbindenden Schichten steht.
Mehrschichtelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (22) transparent ist, vorzugsweise ein transparentes Polymer aufweist.
Mehrschichtelement (1, 1') nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus transparentem Polymer bestehende Folie mit sehr dünnen leitfähigen Drähten versehen, vorzugsweise vernäht, ist.
Mehrschichtelement (1, 1') nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement aus transparentem Polymer mit darin befindlichen leitfähigen Partikeln, vorzugsweise Nanopartikeln, besteht.
Mehrschichtelement (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest in einem nicht aktivierten Zustand des Funktionselementes (4) insgesamt transparent ist.