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Als Elektrolumineszenz bezeichnet man die Eigenschaft bestimmter Substanzen, nach dem Anlegen einer elektrischen Spannung, Licht zu emittieren.

In der Praxis werden die einzelnen Schichten, die im Siebdruck aufgetragen werden, mit Wechselspannungsfeldern angeregt. Die Bauweise gleicht einem Kondensator. Unter einer zwichen beiden Elektroden angelegte Wächselspannung begint der in der Mitte eingebettete Leuchtstoff, Licht zu emmittieren. Die Frontelektrode ist transparent, Wodurch das Licht nach aussen tritt. Zum mechanischen und elektrischen Schutz werden verschiedene Materialen als Isolation und Verschleißschicht benutzt. Wird die EL-Folie von einem Gegenstand durchstoßen oder verletzt, kommt es zu einer Selbstheilung durch Kurzschluss innerhalb der Folie. Dieser Gegenstand kann dann zwar unter Spannung stehen, es besteht aber keine Gefahr, da die EL-Folie galvanisch getrennt ist.

EL-Folie stellt somit eine nahezu unzerstörbare Lichtquelle dar. Hinzu kommt, dass kein abrupter Ausfall der Leuchte möglich ist. Es kommt zu einer Betriebsschwächung, Bei Einer geëigneten Stromversorgung liegt die Halbwertzeit, die zeit bis die Lichtstärke um die Hälfte reduziert ist, bei 10000 Stunden. Der Wirkungsgrad von EL-Folie liegt bei mehr als 90%, womit sie zu den sparsamsten Lichtquellen gehört die momentan verfügbar sind. EL-Folien lassen sich mit der richtigen Ansteuerung stufenlos dimmen. Die Einschaltverzögerungen liegen unter 100 ms.

Das Grundprinzip ist ein Halbleiterphänomen. Durch ein elektrisches Feld werden Elektronen in ein höheres Energieniveau gehoben und rekombinieren unter der abgabe von Electromagnetischer Strahlung im sichtbarem Spectrum. Um diesen Vorgang zu aktivieren, werden fluoreszierende Stoffe und Leuchtpigmente, Luminophore oder Phosphorstoffe verwendet.

Die durch unvermeidliche Gleichstrombelastung, Diffusion und andere Phänomene verursachte Ionenmigration verändert über längere Zeit hinweg die Feldverteilung im Inneren der Pigmentschicht, wodurch es lamgsam zu einer Schwächung des EL-Effektes kommt. Um die Ionenmigration im amorphen Zinksulfid zu minimieren, setzt man die Schicht einem Wechselfeld zwischen 250 Hz und 1,4 kHz aus.

EL-Folien sind sogenannte Lambertstrahler, das heißt, die Leuchtdichte der von der Oberfläche ausgehende Strahlung ist von jeder Seite betrachtet gleich. Das Licht der Folien ist sehr schmalbandig, beinahe monochromatisch, absolut gleichmäßig und weit sichtbar. Aufgrund dieser Eigenschaften wurden robuste und praxistaugliche Folien für militärische Zwecke und für die Flugzeugindustrie entwickelt. Aus diesem Anwendungsgebiet stammt auch die Versorgungsspannung von 110Volt und 400 Hz, die auch für das Bordnetz eines Flugzeuges verwendet wird. Später wurden die EL-Folien für den Einsatz im show- und im werbetechnischen Bereich entdeckt, wofür ein ganz neuer Markt entstanden ist.

 

Mechanische Parameter der Elektrolumineszenzfolien: EL-Folien sind in vielen verschiedenen Grundfarben zu haben, auch die Größe und Form ist sehr variabel. Sie sind sogar als Endlosware zu bekommen, lediglich die Anschlüsse müssen noch eingekrimpt werden. Es gibt sie auch als Multi-EL-Folien, das heißt, mit mehreren verschiedenen Farben und Formen in einem Modul verschweißt. Die Anschlüsse werden dann einzeln herausgeführt. Ein interessanter Punkt der mechanischen Parameter ist die Druckbelastbarkeit der EL-Folien. Mit bis zu 250 kg/cm² hält die Folie selbst schmalen Absätzen stand.

Es besteht bei vielen Folien auch die Möglichkeit ihre Größe zu verändern, indem man sie einfach mit der Schere schneidet. Man sollte hierbei nur beachten, dass man eine (bzw. die) Kontaktstelle nicht abschneidet.

Die sogenannten Endlosfolien gibt es in jeder Länge. Selbst auf einer Länge von 100 Metern leuchten sie am Ende noch genauso hell wie am Anfang bei der Einspeisung. Hier wird ein kleiner elektrotechnischer Trick benutzt. Es gibt insgesamt 3 Elektroden. Zwei der Elektroden sind aus Aluminium, somit gut leitend. Die dritte Elektrode ist aus einem transparenten schlecht leitenden Material. Baut man die Folie nun so auf, dass die zwei gut leitenden Aluminium-Elektroden parallel auf hundert Metern nebeneinander liegen und durch eine Reihenschaltung mit der transparenten Elektrode kapazitiv gebrückt werden, entstehen über die Aluminiumelektroden kaum Spannungsverluste.

Es gibt zwei Grundfarben - blau-grün leuchtende Folie, die im ausgeschaltetem Zustand silberfarben ist, und weiße Folie, die im ausgeschalteten Zustand leicht rosafarben ist. Es besteht die Möglichkeit, alle Folientypen mit einer selbstklebenden Farbfolie zu überziehen. Somit ist die Farbenvielfalt nahezu unbegrenzt.

EL-Folie ist nur bedingt UV-beständig und wasserfest. Somit fallen Aussenanwendungen, bei denen von einem langen Leuchtzeitraum (1 Jahr) ausgegangen werden muss, nicht unbedingt in den Nutzungsbereich der Leuchtfolie.


Ansteuertechniken der Elektrolumineszenzfolien: Es gibt zwei grundsätzliche Arten von Versorgungsverfahren für EL-Foliensysteme. Als erstes wird ein PASSIVE CONVERTER angeboten. Dieser erzeugt mit Hilfe eines Schwingkreises eine Frequenz mit einer ausreichenden Spannung. Jedoch verändern sich Spannung und Frequenz in Abhängigkeit von der Größe der verwendeten EL-Folien und der Eingangsspannung.

Die zweite Art der Ansteuerung ist ein ACTIVE CONVERTER. Bei diesem handelt es sich um eine aufwendige elektronische Regelung, die einen sauberen Sinus mit Hilfe von pulsweiten-modulierten Signalen digital nachbildet. Die entscheidenden Faktoren wie Strom und Spannung der Folie haben ständigen Einfluss auf die Regelung. Der Vorteil dieses aktiven Converters ist es, dass trotz Veränderung der Fläche, der Helligkeit oder aber auch der Frequenz die Ausgangsspannung immer ein sauberer Sinus bleibt.

   hjkl
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