CN111261792B - 电致发光器件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电致发光器件。电致发光器件包括电子发射层，该电子发射层由导电银浆制成，该导电银浆由银纳米颗粒和银纳米线的混合物与高分子材料混合而成；蓄能反光层，附着于该电子发射层；电子激发层，附着于该蓄能反光层；电子回收层，附着于该电子激发层；第一电极，附着于电子发射层，第二电极，附着于电子回收层。本发明的电致发光器件是一种低压电致发光器件，运行电压人体安全电压范围内，可降低电致发光器件安全隐患，扩宽了应用领域。

Description

电致发光器件

技术领域

本发明涉及一种电致发光器件，尤其涉及一种低压电致发光器件。

背景技术

电致发光器件由于其柔性高、质量轻、能耗低以及响应速度快等优点越来越受到人们的关注。但是电致发光器件的直接驱动电压较高，一般为AC 60伏～150伏，容易使材料老化，形成击穿点，大大影响产品寿命。而且由于该驱动电压远远高于人体的安全电压，应用时存在较大的触电安全隐患，严重限制了其在与人体紧密接触的产品中的应用。

为此，本领域亟需一种能以较低电压驱动的电致发光器件。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种电致发光器件，包括：电子发射层，所述电子发射层由导电银浆制成，所述导电银浆由银纳米颗粒和银纳米线的混合物与高分子材料混合而成；蓄能反光层，附着于所述电子发射层；电子激发层，附着于所述蓄能反光层；电子回收层，附着于所述电子激发层；以及第一电极和第二电极，所述电子发射层附着于所述第一电极，所述第二电极附着于所述电子回收层。

在一实例中，所述电子发射层由所述导电银浆通过涂敷、印刷或电镀制成。

在一实例中，所述导电银浆的方阻小于等于10^-4Ω。

在一实例中，所述蓄能反光层包括由高分子材料与反光陶瓷微粉复合而成的薄膜层。

在一实例中，所述蓄能反光层的高分子材料包括环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或多种混合物。

在一实例中，所述反光陶瓷微粉包括结晶硫酸钡、结晶碳酸钡、结晶钛酸钡、钛酸锶中的一种或多种与氧化铜掺杂的混合物。

在一实例中，所述电子激发层包括高分子材料与荧光材料微胶囊复合而成的薄膜层。

在一实例中，所述电子激发层的高分子材料包括透光度大于等于99％的改性环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯或一种或多种混合物。

在一实例中，所述荧光材料微胶囊包括粒径为1μm-100μm的硫化物与稀土的混合物颗粒。

在一实例中，所述电子回收层包括方阻值小于等于3×10^-2Ω透明导电层。

在一实例中，所述电子发射层、所述蓄能反光层、所述电子激发层和所述电子回收层各自通过丝印进行组装，各层厚度为0.01mm–0.03mm。

在一实例中，所述电致发光器件呈线状，所述蓄能反光层包覆所述电子发射层、所述电子激发层包覆所述蓄能反光层，所述电子回收层包覆所述电子激发层。

在一实例中，所述电致发光器件还包括中心电极、外电极和保护层，所述电子发射层包覆所述中心电极，所述外电极耦接至所述电子回收层，所述保护层包覆所述电子回收层和所述外电极。

在一实例中，所述电致发光器件呈面状。

在一实例中，所述电致发光器件还包括第一封装保护层和第二封装保护层，所述第一封装保护层和所述第二封装保护层分别覆盖所述第一电极和所述第二电极。

本案通过对电致发光器件的各功能涂层的材料的改进，提供了一种安全电压驱动的、超薄、高寿命电致发光产品及器件。本发明提供的电致发光产品的常规工作电压为AC5V-36V，可以在人体安全电压范围内工作。频率从100-20000HZ，亮度范围在20cd-100cd/m²。另一方面，本发明的电致发光器件可耐高压，当在AC 36v-150v工作时，其亮度高于常规产品，可达100cd-200cd/m²，较同电压频率驱动的常规产品亮度提升10-20％。

由于采用低压交流电驱动，大大延缓了发光材料的老化周期，使得发光产品寿命提升30％以上。使产品更加节能，消除了其较高电压驱动的安全隐患，大大拓宽了其应用范围，特别适用于对安全性、发光寿命要求较高的场景的应用。

附图说明

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1示出了根据本发明的一方面的低压电致发光器件的结构图；以及

图2示出了根据本发明的另一方面的低压电致发光器件的结构图。

附图标记

100、200：电致发光器件

110、210：电子发射层

120、220：蓄能反光层

130、230：电子激发层

140、240：电子回收层

1501：第一电极

1502：第二电极

2501：中心电极

2502：外电极

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

图1示出了根据本发明的一方面的低压电致发光器件100的结构图。图1中示出的低压电致发光器件100呈面状。

本案的低压电致发光器件100的常规工作电压为AC 5V-36V，可以在人体安全电压范围内工作的电致发光产品，大大提高了安全性。由于采用低压交流电驱动，大大延缓了发光材料的老化周期，使得发光产品寿命提升30％以上。使产品更加节能，消除了其较高电压驱动的安全隐患，大大拓宽了其应用范围，特别适用于对安全性、发光寿命要求较高的场景的应用。

如图1所示，电致发光器件100可包括电子发射层110、蓄能反光层120、电子激发层130和电子回收层140。具体地，蓄能反光层120无缝均匀地附着在电子发射层上110，电子激发层130无缝均匀地附着在蓄能反光层120上，电子回收层140无缝均匀地附着在电子激发层130上。

电子发射层110可由高导电率材料制成，具体地，可由高导电率的银浆制成。特别地，为了降低电致发光器件100的工作电压，本发明的高导电率银浆可由银纳米颗粒和银纳米线的混合物与高分子材料混合而成。

传统的导电浆料主要由纳米银颗粒和高分子复配组成，由于高分子的绝缘作用，导致制备的浆料导电效率没有达到期望值，使得浆料本身电阻较大，分担了部分电压，使得发光器件端的电压变小，亮度较低。

本案的导电银浆由于主要是银纳米颗粒和银纳米线混合而成，降低了高分子对于银颗粒的绝缘作用，大大提升导电浆料的导电效率，进而改善了发光器件的亮度，达到了低压发光的目的。在本案中，通过以银纳米颗粒和银纳米线混合物作为主要成分，高导电率银浆的方阻小于10^-4Ω。

银纳米线是一种横向直径小于100纳米，纵向长度无限制的纳米级别的具有优异导电性能的线。本案中，通过将银纳米线与纳米银颗粒通过物理方法混合，纳米银颗粒填充在纳米线之间，大大提高了导电性能。

蓄能反光层120可附着于电子发射层110。蓄能反光层120为高透低电阻的高分子材料与超细、高纯度的反光陶瓷微粉复合而成超薄膜层，具有优异的储存电子和反射光线的能力。

这里的高透低电阻的高分子材料的透光率高于99％，方阻小于等于10Ω。优选地，这里的高分子材料可包括热固性高透明环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯、聚氨酯等一种或几种混合。这些材料备良好的透明度和较高的储存电子的能力，并且成膜过程中有利于反光陶瓷微粉晶体按照一定次序均匀排列。

高纯度反光陶瓷微粉的纯度可大于99.3％。较优地，高纯度反光陶瓷微粉可包括高纯结晶硫酸钡、高纯结晶碳酸钡、高纯结晶钛酸钡、SrTiO₃中一种或几种与CuO按照一定比例掺杂的混合物，从而具备较高的介电常数(例如，2×10⁵)以提供超高的介电性能。这里，高纯度反光陶瓷微粉的介电损耗≤0.5％，能保证在低压驱动时储存大量的电子，用于激发电子激发材料发生能级跃迁释放光子。

电子激发层130可包括超透高分子材料与荧光材料微胶囊复合而成的超薄膜层。这里的超透高分子材料可包括改性环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯等一种或几种的混合物，该聚合物电阻较低，透光率可高于99％。

这里，荧光材料微胶囊为硫化物与稀土掺杂的混合物，可通过1000-1200摄氏度高温烧结而成，粒径在1μm-100μm。这里，稀土作为激发因子能降低材料的跃迁阻力，使材料在低压下能发生跃迁而发光。

电子回收层140可包括方阻值小于等于3×10^-2Ω的透明导电层。在一实例中，电子回收层140可为高透、超薄透明导电浆料涂层、印刷、蒸镀而成，或以超薄高透明导电纱网或透明金属网格紧密覆盖而成。

以上描述了电致发光器件100的各主要功能层的材料构成和特性。在一实例中，各层可通过丝印进行组装，各层厚度为0.01-0.03mm。在其他实例中，各层也可通过喷涂、电镀、印刷等各种工艺进行组装。

电致发光器件100还可包括用于导电的电极，例如第一电极1501和第二电极1502，第一电极1501可耦接至电子发射层110，第二电极1502可耦接至电子回收层140。在如图1所示的实例中，第一电极1501和电极1502可以是附着于电子发射层110和电子回收层140的表面的金属导电层。

在一实例中，电致发光器件100还可包括分别包括封装保护层(图中未示出)，具体地可包括覆盖第一电极和第二电极的第一封装保护层和第二封装保护层。封装保护层为聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸酯等形成具有一定厚度的绝缘、防潮、耐磨薄层。

图2示出了根据本发明的另一方面的低压电致发光器件200的结构图。

如图2所示，电致发光器件200可包括电子发射层210、蓄能反光层220、电子激发层230和电子回收层240。具体地，蓄能反光层220无缝均匀地附着在电子发射层上210，电子激发层230无缝均匀地附着在蓄能反光层220上，电子回收层240无缝均匀地附着在电子激发层230上。

如图2所示，低压电致发光器件200呈线状，可以是发光纱线的形式。电致发光器件200可包括用于导电的中心电极2501和外电极2502。电子发射层210可围绕中心电极2501，在电子发射层210外可包覆蓄能反光层220，在蓄能反光层220外可包覆电子激发层230，以及在电子激发层230外可包覆电子回收层240。

一实例中，低压电致发光器件200还可包括保护层260，将中心电极2501、电子发射层210、蓄能反光层220、电子激发层230、电子回收层240和外电极2502紧紧包覆在一起。封装保护层260可以是聚氨酯、环氧树脂、聚丙烯酸酯等形成具有一定厚度的绝缘、防潮、耐磨薄层。

中心电极2501和外电极2502可以是超细金属线(铜线、不锈钢导线、铝线等)，有机或无机高分子基镀银、铜、镍等导电线等等。

电子发射层210可由高导电率材料制成，具体地，可由高导电率的银浆制成。特别地，为了降低电致发光器件200的工作电压，本发明的高导电率银浆可由银纳米颗粒和银纳米线的混合物与高分子材料混合而成。

传统的导电浆料主要由纳米银颗粒和高分子复配组成，由于高分子的绝缘作用，导致制备的浆料导电效率没有达到期望值，使得浆料本身电阻较大，分担了部分电压，使得发光器件端的电压变小，亮度较低。

本案的导电银浆由于主要是银纳米颗粒和银纳米线混合而成，降低了高分子对于银颗粒的绝缘作用，大大提升导电浆料的导电效率，进而改善了发光器件的亮度，达到了低压发光的目的。在本案中，通过以银纳米颗粒和银纳米线混合物作为主要成分，高导电率银浆的方阻小于等于10^-4Ω。

银纳米线是一种横向直径小于100纳米，纵向长度无限制的纳米级别的具有优异导电性能的线。本案中，通过将银纳米线与纳米银颗粒通过物理方法混合，纳米银颗粒填充在纳米线之间，大大提高了导电性能。

蓄能反光层220可附着于电子发射层210。蓄能反光层220为高透低电阻的高分子材料与超细、高纯度的反光陶瓷微粉复合而成超薄膜层，具有优异的储存电子和反射光线的能力。

这里的高透低电阻的高分子材料的透光率高于99％，方阻小于等于10Ω。优选地，这里的高分子材料可包括热固性高透明环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯、聚氨酯等一种或几种混合。这些材料备良好的透明度和较高的储存电子的能力，并且成膜过程中有利于反光陶瓷微粉晶体按照一定次序均匀排列。

高纯度反光陶瓷微粉的纯度可大于99.3％。较优地，高纯度反光陶瓷微粉可包括高纯结晶硫酸钡、高纯结晶碳酸钡、高纯结晶钛酸钡、钛酸锶(SrTiO₃)中一种或几种与CuO按照一定比例掺杂的混合物，从而具备较高的介电常数(例如，2×10⁵)以提供超高的介电性能。这里，高纯度反光陶瓷微粉的介电损耗≤0.5％，能保证在低压驱动时储存大量的电子，用于激发电子激发材料发生能级跃迁释放光子。

电子激发层230可包括超透高分子材料与荧光材料微胶囊复合而成的超薄膜层。这里的超透高分子材料可包括改性环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯等一种或几种的混合物，该聚合物电阻较低，透光率可高于99％。

这里，荧光材料微胶囊为硫化物与稀土掺杂的混合物，可通过1000-1200摄氏度高温烧结而成，粒径在1μm-100μm。这里，稀土作为激发因子能降低材料的跃迁阻力，使材料在低压下能发生跃迁而发光。

电子回收层240可包括方阻值小于等于3×10^-2Ω的透明导电层。在一实例中，电子回收层240可为高透、超薄透明导电浆料涂层、印刷、蒸镀而成，或以超薄高透明导电纱网或透明金属网格紧密覆盖而成。

以上描述了电致发光器件200的各主要功能层的材料构成和特性。在一实例中，可通过印刷、包胶、喷涂等方法把上述各功能涂层固定到中心电极上，再与外电极复合到一起。

在本案中，通过对电致发光器件的各功能涂层的材料的改进，提供了一种安全电压驱动的、超薄、高寿命电致发光产品及器件。本发明提供的电致发光产品的常规工作电压为AC 5V-36V，可以在人体安全电压范围内工作。频率从100-20000HZ，亮度范围在20cd-100cd/m²。另一方面，本发明的电致发光器件可耐高压，当在AC 36v-150v工作时，其亮度高于常规产品，可达100cd-200cd/m²，较同电压频率驱动的常规产品亮度提升10-20％。

由于采用低压交流电驱动，大大延缓了发光材料的老化周期，使得发光产品寿命提升30％以上。使产品更加节能，消除了其较高电压驱动的安全隐患，大大拓宽了其应用范围，特别适用于对安全性、发光寿命要求较高的场景的应用。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (12)

1.一种电致发光器件，其特征在于，包括：电子发射层，所述电子发射层由导电银浆制成，所述导电银浆由银纳米颗粒和银纳米线的混合物与绝缘性高分子材料混合而成；蓄能反光层，附着于所述电子发射层，用于储存电子和反射光线；电子激发层，附着于所述蓄能反光层；电子回收层，附着于所述电子激发层；以及第一电极和第二电极，所述电子发射层附着于所述第一电极，所述第二电极附着于所述电子回收层，所述电致发光器件呈面状。

2.如权利要求1所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述电子发射层由所述导电银浆通过涂敷、印刷或电镀制成。

3.如权利要求1所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述导电银浆的方阻小于等于10^-4Ω。

4.如权利要求1所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述蓄能反光层包括由高分子材料与反光陶瓷微粉复合而成的薄膜层。

5.如权利要求4所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述蓄能反光层的高分子材料包括环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸酯、聚氨酯中的一种或多种混合物。

6.如权利要求4所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述反光陶瓷微粉包括结晶硫酸钡、结晶碳酸钡、结晶钛酸钡、钛酸锶中的一种或多种与氧化铜掺杂的混合物。

7.如权利要求1所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述电子激发层包括高分子材料与荧光材料微胶囊复合而成的薄膜层。

8.如权利要求7所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述电子激发层的高分子材料包括透光度大于等于99％的改性环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚氨酯或一种或多种混合物。

9.如权利要求7所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述荧光材料微胶囊包括粒径为1μm-100μm的硫化物与稀土的混合物颗粒。

10.如权利要求1所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述电子回收层包括方阻值小于等于3×10^-2Ω透明导电层。

11.如权利要求1-10中任一项所述的一种电致发光器件，其特征在于，所述电子发射层、所述蓄能反光层、所述电子激发层和所述电子回收层各自通过丝印进行组装，各层厚度为0.01mm–0.03mm。

12.如权利要求1-10中任一项所述的一种电致发光器件，其特征在于，还包括第一封装保护层和第二封装保护层，所述第一封装保护层和所述第二封装保护层分别覆盖所述第一电极和所述第二电极。

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