Гибкий электролюминесцентный источник света
Использование: изобретение относится кэлектролюминесцентным источникам света и может быть использовано в бытовых осветительных приборах. Сущность: источник имеет рельефную основу с углублениями для люминофора, размещенного между электродами, выполненную из волокон. Волокна рельефной основы размещены вдоль оси симметрии в гибкой герметичной оболочке , выполненной из прозрачного диэлектрического материала. По крайней мере даа волокна выполнены из электропроводящего материала. В качестве электропроводящего материала могут быть использованы металлическая проволока или полимерные волокна . Одно из электропроводящих волокон может быть покрыто слоем изолятора, либо выполнено в виде стержня. Остальные волокна могут быть размещены вокруг стержня . Волокна, окружающие стержень, могут также образовывать сетку вокруг него. Волокна рельефной основы могут быть выполнены как с одинаковыми, так и разными площадями сечения и формами сечения. Волокна могут быть выполнены с переменной площадью сечения по длине. Поверхность электропроводящих волокон может быть выполнена светоотражающей. 10 з.п. ф-лы. 11 ил. 73 С
(st)s Н 05 В 33/26
Ag
"Ftlhpl (.г, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ! („".) сэ
О о"
Г) Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4931861/25 (22) 29.04,91 (46) 07.09.93. Бюл, f4 33 — 36 (76) Полян P.À., Серегин С.Л. (56) Авторское свидетельство СССР
М 411672, кл, Н 05 В 33/26. 1972, Авторское свидетельство СССР
М 318183, кл. Н 05 В 33/02, 1969. (54) ГИБКИЙ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ИСТОЧНИК СВЕТА (57) Использование: изобретение относится к электролюминесцентным источникам света и может быть использовано в бытовых осветительных приборах. Сущность; источник имеет рельефную основу с углублениями для люминофора, размещенного между электродами, выполненную из волокон. Волокна рельефной основы размещены вдоль оси симметрии в гибкой герметичной обоИзобретение относится к области электротехники, в частности к электролюминесцентным источникам света, и может быть использовано в бытовых осветительных приборах, для сигнального освещения и т.п.
Известна гибкая электролюминесцентная панель, содержащая электроды и люминофорно-диэлектрический слой, расположенный между электродами.
Недостатком известного устройства является то, что указанная электролюминесцентная панель является плоским однородным источником света, что ограничивает область ее применения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному устройству является гибкий электролюминесцентный источник света, „„ЯЦ ÄÄ 2000678 С лочке, оыполненной из прозрачного диэлектрического материала. По крайней мере два волокна выполнены из электропроводящего материала. В качестве электропроводящего материала могут быть использованы металлическая проволока или полимерные волокна. Одно из электропроводящих волокон может быть покрыто слоем изолятора, либо выполнено о виде стержня. Остальные волокна могут быть размещены вокруг стержня. Волокна, окружающие стержень, могут также образовывать сетку вокруг него. Волокна рельефной основы могут быть выполнены как с одинаковыми, так и разными площадями сечения и формами сечения. Волокна могут быть выполнены с переменной площадью сечения по длине. Поверхность электропрооодящих волокон может быть выполнена светоотражающей, 10 з.п. ф-лы, 11 ил, состоящий из волокон, по крайней мере одно из которых выполнено из прозрачного диэлектрика, образующих рельефную основу источника с углублениями для злектролюминофора, размещенного между электродами.
Недостатком этого устройства являются его ограниченные функциональные возможности как источника электролюминесцентного излучения, что препятствует расширению гаммы световых эффектов, поскольку известное устройство является плоским однородным источником света, имеет ограниченные возможности его изгибания.
Цель изобретения — создание линейного источника света с возможногтью изгиба в произвольном направлении относительно оси симметрии.
2000678
Поставленная цель достигается тем, что в известном гибком электролюминесцентном источнике света, состоящем из волокон, по крайней мере одно лэ которых выполнено из прозрачного диэлектрика, образующих рельефную основу источника с углублениямидля электролюминофорэ, размещенного между электродами, волокна рельефной основы размещены вдоль оси симметрии в гибкой герметичной оболочке, выполненной из прозрачного диэлектрического материала, причем по крайне мере два иэ них выполнены из электропроводящего материала, Для достижения поставленной цели 15 электроды выполнены из металлической проволоки, причем электроды в рельефной основе выполнены из полимерного материала; по крайней мере одно из электропроводящих волокон рельефной основы покрыто 20 слоем изолятора, причем по крайней мере одно из волокон рельефной основы выполнено в виде стержня, а остальные волокна размещены с образованием вокруг него навивки; электропроводящие волокна рельефной основы образуют сетку вокруг стержня; рельефная основа волокон выполнена с одинаковой формой сечения; по крайней мере одно из волокон рельефной основы выполнено с переменной по его длине пло- 30 щадью сечения; волокна рельефной основы выполнены с разными площадями сечения; поверхность электропроводящих волокон рельефной основы выполнена светоотражэющей. 35
На фиг.1 изображен гибкий электролюминесцентный источник света в виде скрутки в разрезе с двумя электродами; на фиг.2 — то же, с четырьмя электродами; на фиг.3 — то же, со скруткой в виде круговой навивки одного электрода вокруг другого; нэ фиг.4— общий вид электролюминесцентных источников света заявленной конструкции двух различных модификаций с блоками пита- 45 ния: на фиг,5, 6 — спектры излучения различных электролюминофоров ilpl1 разных частотах возбуждающего напряжения; на фиг.7 — спектры излучения электролюминофорэ ZnS-Cu (0,05 ), Мп (0,35 ) при разных частотах питающего напряжения 200 В; нэ фиг.8 — зависимость свегоотдачи от величины питающего напряжения при f -- 1 кГц; нэ фиг.9 — зависимость яркости Б свечения электролюминофоров от частоты f питаю- 55 щего напряжения 200 В; на фиг.10 -- вольтяркостная характеристика образцов электролюминесцентных исто;нихoB света заявленной конструкции, выполненных нэ основе электрол:оминофора Э-515; на фиг.11 — частотная f зависимость яркости В свечения тех же образцов.
Позициями обозначены: 1,2 — электроды; 3 — дополнительный оптически прозрачный диэлектрик нитевидной формы; 4— углубления рельефа поверхности скрутки или сплетения электродов; 5 — электролюминофор с диэлектрическим связующим в углублениях рельефа скрутки или сплетения; 6 — герметичная прозрачная изолирующая оболочка; 7 — защитное покрытие: 8— сердечник источника без электролюминофора; 9 — сердечник источника, покрытый электрол юминофором диэлектрическим связующим; 10- клеммы питания; 11 — блок питания; 12 — электролюминесцентный источник нитевидной формы.
Гибкий электролюминесцентный источник света содержит следующие составные элементы.
Сердечник источника света, образованный его элементами, состоит иэ двух или более электродов 1, 2. электроизолированных между собой диэлектрическим материалом, который может быть выполнен прозрачным, Электроизоляция может быть выполнена также в виде покрытия диэлектриком одного иэ электродов (при двух электродах в сердечнике). Электроды 1, 2 (или один из них) могут быть выполнены как в виде тонкой металлической проволоки (или пучка тонких проволок), прочных на изгиб, так и в виде электропроводящей нити из другого материала, например, полимерного, в т.4. из прозрачного.
Электроды 1, 2 скручены или сплетены между собой с формированием рельефной поверхности по длине скрутки или сплетения в виде углублений 4 рельефа скрутки или сплетения.
В углублении 4 рельефа поверхности скрутки или сплетения, т.е. в области с величиной напряженности Н возбуждающего электрического поля, равной 10 — 10 В/см, 5 нанесен, касаясь электродов 1, 2. электролюминофор 5 с диэлектрическим связующим. Газ леры углублений рельефа поверхности скрутки или сплетения накладывают or аничения на максимальный размер зерна заполняющего их злектролюминофора 5. Оптимальный размер углублений рельефа поверхности для нанесения электролюминофора достигается подбором толщин электродов 1, 2 и дополнительного прозрачного диэлектрика 3 нитевидной формы, а также подбором шага их скрутки.или сплетения.
Для обеспечения воэможности регулирования параметров светового потока и регулирования шага углублений рельефной
2000678
50
55 поверхности скрутки или сплетения электродов 1, 2 в скрутке или сплетении электродов сердечника источника света может быть размещен дополнительный диэлектрик 3 (один, два или более) нитевидной формы, выполненный из прозрачного материала.
Введение дополнительных диэлектриков 3. например, в виде оптически прозрачных полимерных нитей различной толщины, позволяет управлять рельефом поверхности скрутки или сплетения и повышает прочность конечного изделия на растяжение.
Один из электродов 1 или 2 (или группа электродов) может быть установлен при скрутке прямолинейно (фиг.3), а оставшиеся электроды (один или несколько) размещены с образованием вокруг прямолинейно установленного электрода круговой навивки (сплошной или с определенным шагом). При этом, остальные электроды могут быть выполнены прозрачными и навиты на первый как совместно с дополнительным (одним, двумя или более) прозрачным диэлектриком
3 нитевидной формы с формированием смежнопарного рельефа поверхности скрутки спиралевидной формы, так и без него, Электроды могут быть также навиты на прямолинейно установленный как в прямом, так и в обратном направлениях с образованием сетчатого покрытия, а электролюминофор мо>кет быть нанесен на прямолинейно установленный электрод.
Для повышения степени свэтоотдачи поверхности электродов могут быть выполнены светоотражающими, в частности, зеркальными, например, путегл вакуумного напыления на поверхность электродов алюминия.
Электроды 1, 2 и дополнительный диэлектрик 3 могут быть выполнены как равного сечения (кругового, овального, в виде многогранника, или в виде неправильной формы), так и неравного сечения как по площади сечения, так и по его форме. Сечение электродов 1. 2 и диэлектрика 3 может также быть равным или переменным по длине скрутки или сплетения сердечника 8 источника света.
Поверхности электродов 1. 2 и дополнительного диэлектрика могут быть выполнены как гладкими, например, кругового сечения, постоянного по всей длине, так и рельефными. например. с периодическим изменением сечения по их длине. Последний вариант выполнения элементов сердцевины позволяет изменять глубину набивки электролюминофора в углубления поверхности рельефа сердцевины источника.
Электроды 1, 2 могут быть также выполнены из прозрачного токопроводящего материэлэ «лпример, 13 тоKo11рогзодящегo
ПРОЗРЭч11О1О ПОЛИГ ЕРЭ.
Весь сердегник 9, состоящий из скрученных или сплетенных между собой электродов 1. 2 с дсполнительным диэлектриком
3, углубления рельефа поверхности которых заполнены электролюминофором 5 с диэлектрическим связующим, помещен в герметичнуго гибкую оболочку 6 трубчатой формы, выполненную из прозрачного диэneKT p» IecKoro материала.
Пример конкретного выполнения. который иллюстрируется фиг.1. В качестве электродов 1, 2 использован провод беэ электроизоляции диаметром 0.12 мм (электрод 1) и провод с изоляцией диаметром 0,14 мм (электрод 2). В качестве дополнительного прозрэ IHof о диэлектрика 3 использована полимер11эя нить диаглетром 0,10 мм. В результэге скрутки электродов 1, 2 с полимерной llè1ьlо дизлектрикоM 3 получен серде .ник 8 источника, в образованные углубления рельефа поверхности которой размеще11 электролюминофор 5.
Сфоргловл1111ый таким образом сердечник 9 с мозэич11ой структурой электролюминесцент11ого IloKp!,ITèÿ помещен в гибкую герметичнуlо прозрачнуго изолирующую оболочку 6, выполненну1о из полиэтилена низкого дэвле11ия толщиной 0,2 мм.
l3 другом примере конкретного выполнения использованы два оптически прозрэ IHllx электрода диаметром 1,2 мм с электроизоляционным слоегл толщиной 0,2 мм, скру ен11ые совглестно с оптически прозрачным полимерным моноволокном диаметp!)I 0,4 мfë. В у лублениях скрутки разглещеH электрол;оминофор. Скрутка покрыта слоем полиэтилена толщиной 0,2 мм.
Полу 1еHIIый гибкий электролюминесцентчый ис.о гик света позволяет создавать рэзнообр",,çHûå формы путем его изгибания в любогл .1эпрэвлении с радиусом изгиба до
5мм, При реализации многоэлектродных конcTpyKII«II (фиг,2), которые характеризуются повыше1111ой светоотда <ей за счет увеличения площади vçëó÷àåìoé поверхности, электроды 1, 2, образующие сердечник, могут K„K скручиваться, так и сплетаться, что приводит к разнообразию мозаичной фактуры свето:1злучэющей поверхности источника. lVIHofoýëàKTpoäíûå источники света имеют «noflblL!;eHHyfo прочность при разрывном усилии, Принцип рэботь1 устройства основан на эффекте электролюминесценции полупроводников цинкосульфидной группы, в соответствии с которым электро:11ог1инесцентный слой (электрол1о2000678 минофор 5), питаясь энергией электрического поля. испускает свечение рекомбинационным или нерекомбинационным путем.
При прило>кении к электродам 1, 2 напряжения питания электролюминофор в органическом связующем в зависимости от марки светится зеленым, синим, желтым или красным светом, Смешивая различные марки электролюминофора можно получить различные оттенки полной гаммы цветов, в т,ч. и белый цвет.
Питание всех модификаций заявленного объекта обеспечивается как от автономного источника с использованием преобразователя, так и с помощью преобразователя сетевого напряжения.
Спектры излучения источников света на основе электролюминофоров группы ZrIS главным образом определяются типом введенного активатора. Спектр свечения электролюминофоров этого класса сложный: кроме основной полосы свечения в нем присутствуют ясно выраженная вторая, а иногда и третья полосы. Спектры излучения электролюминофоров, которые могут быть реализованы в заявленном обьекте, показаны на фиг.5 — 7, где отражена зависимость максимума спектра излучения от частоты питающего напряжения. На фиг.8 приведена зависимость светоотдачи от величины пита<ощего напряжения при частоте 1 кГц.
Яркость — основная эксплуатационная характеристика источников света, Зависимость яркости В от величины приложенного напряжения U хорошг аппроксимируется степенной функцией
В" U где 2 < S < 8. На фиг,9 приведена типичная зависимость яркости свечения заявленного объекта от частоты питающего напряжения, Вольт-яркостная и частотная характеристики образцов заявленного объекта приведены на фиг.10, 11.
Формула изобретения
1, Гибкий электролюминесцентный источник света, состоящий из Boëoêorl, по крайней глере одно из которых выполlloно из прозрачного диэлектрика, образующих рельефную основу с углублениями для электролюминофора, размещенного rnå>I:äó элекr родами, отличающийся тем, что. с целью создания линейного источника света с возми>кностью изгиба в произвольном направлении относительно оси симметрии.
5 волокна рельефной основы размещены вдоль оси симметрии в гибкой герметичной оболочке, выполненной из прозрачного диэлектрического материала, причем по крайней мере два из них выполнены из
10 электропроводящего материала.
2. Источник света по п,1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что электроды выполнены из металлической проволоки.
3. Источ ик света по п.1, о т л и ч а ю щ и15 и с я тем, чго электроды в рельефной основе выполнены из полимерного материала.
4. Источник света по п.1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что по крайней мере одно иэ электропроводящих волокон рельефной ос20 новы покрыто слоем изолятора.
5, Источник света по пп.1-4, о т л и ч аю шийся тем, что по крайней мере одно из волокон рельефной основы выполнено в виде стерж <я, а остальные волокна раэме25 щены вокруг него.
6. Источник света по п,5, о т л и ч а юшийся тем, что электропроводящие волокна рельефной основы образуют сетку вокруг стер>кня.
30 7. Источник света по пп.1-4, о т л и ч аю шийся тем, что рельефная основа выполнена из волокон с одинаковой площадью сечения.
8. Источник света по пп,1-7, о т л и ч а35 ю шийся тем, что рельефная основа выполнена из волокон с различной формой
ce (ения.
9. Источник света по пп.1-8, о т л и ч аю шийся тем, что по крайней мере одно
40 из волокон рельефной основы выполнено с переменной по длине площадью сечения.
10. Источник света по пп.1-8, о т л и ч а-, ю U(и Й с я тем, что рельефная основа
HbIf10;IIIpна из волокон с разными площадя45 ми се«ения.
11. l1cro Iíèê света по пп,1 — 10, о т л ич э ю III и и с я тем, что по крайней мере покер:снос>ь злектропроводящих волокОн рел.,o 2000678 2000678 AA% Зл-455 2000678 E,% g, Пм/Рт 2000678 2000678 f0 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Заказ 3082 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.гагарина, 101 Составитель P.Ðoëÿí Редактор Г.Берсенева Техред М.Моргентал Корректор М,Самборская
