專利名稱：電致發(fā)光線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電致發(fā)光光源，具體地指一種柔性纜狀的電致發(fā)光線。
背景技術(shù)：
電致發(fā)光光源是一種通過加在兩極的交流電壓產(chǎn)生的交流電場，激發(fā)電子碰撞熒光物質(zhì)，從而引致電子能極的躍遷、變化、復合，進而發(fā)射出高效率冷光的光源。目前，應用較為廣泛的電致發(fā)光光源主要有電致發(fā)光片和電致發(fā)光線等類型。已知電致發(fā)光線的熒光物質(zhì)層是由熒光顆粒和相應的粘結(jié)材料混合而成的，該層在成型的過程中不可避免地會留下許許多多充滿空氣的微小孔隙，這些微小孔隙不僅會大幅度地減小電致發(fā)光線的電容，特別是導致在孔隙周圍的電場大幅減弱，形成許多暗斑點，而且還會在發(fā)光線上形成多個不連續(xù)的光學斷點，導致光線發(fā)生折射、散射甚至全反射現(xiàn)象，造成光能的損失，最終降低電致發(fā)光線的亮度。為了解決上述熒光物質(zhì)層內(nèi)的孔隙所帶來的缺陷，公開號為CN1182343A的中國發(fā)明專利申請公開說明書提供了一種線纜狀的電致發(fā)光光源，該光源由線狀芯導體、環(huán)繞在線狀芯導體上的電絕緣層、環(huán)繞在電絕緣層上的熒光物質(zhì)層、環(huán)繞在熒光物質(zhì)層上的透明導電層、填補在熒光物質(zhì)層孔隙中的透明填充物、以及透明填充物的阻擋層等構(gòu)成，其設(shè)計要點是采用填充物來填滿上述微小的孔隙。但這種填充物主要選用的是有粘度的液態(tài)物質(zhì)，它還存在如下幾個方面的問題其一，由于熒光物質(zhì)層內(nèi)所形成的孔隙大小不一，而所采用的液態(tài)填充物的顆粒直徑往往會大于一部分孔隙的直徑，這樣必然會有一部分孔隙得不到填充，導致此部分孔隙處的光能損失依然存在，暗斑點無法消除；其二，即使孔隙中充滿了液態(tài)填充物，由于這種中性的填充物不會在孔隙周圍形成新的電場來激勵熒光顆粒發(fā)光，因此其對電致發(fā)光線的亮度改善幅度有限；其三，液態(tài)填充物既可以方便地滲入到孔隙中，也可以很容易地從孔隙中滲漏出或蒸發(fā)掉，為了有效阻止液態(tài)填充物的流失，在熒光物質(zhì)層外還需要涂敷一種透明的粘性絕緣材料作為阻擋層，這樣不僅增加了電致發(fā)光線結(jié)構(gòu)層次的復雜性，而且還增加了其制作工藝的難度，更重要的是其阻擋層在阻擋住填充物的同時也阻擋或散射了部分光源，影響了電致發(fā)光線的整體亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是要解決上述背景技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)層次簡單、生產(chǎn)工藝容易、且亮度能大幅穩(wěn)定提高的電致發(fā)光線。
為實現(xiàn)此目的，本實用新型所設(shè)計的電致發(fā)光線，包括有由至少一股線狀導體構(gòu)成的中心電極，在中心電極的外面覆蓋有由電絕緣材料構(gòu)成的絕緣介質(zhì)層，在絕緣介質(zhì)層的外面覆蓋有由熒光粉末和粘結(jié)劑混合物構(gòu)成的發(fā)光物質(zhì)層，在發(fā)光物質(zhì)層的外面覆蓋有由粒徑≤20nm的納米級導電材料構(gòu)成的透明導電層，構(gòu)成透明導電層的納米級導電材料同時也填充在構(gòu)成發(fā)光物質(zhì)層的熒光粉末和粘結(jié)劑混合物所形成的孔隙內(nèi)，在透明導電層上螺旋纏繞有由至少一根線狀導體構(gòu)成的外電極。
進一步地說，上述構(gòu)成透明導電層的納米級導電材料的粒徑較佳的選擇可以是≤10nm，更佳的選擇可以≤5nm，最佳的選擇可以在0.1～2nm的范圍內(nèi)。而氧化銦錫微粒是這種納米級導電材料的最優(yōu)選方案。
本實用新型的優(yōu)點在于經(jīng)過納米化處理后粒徑在20nm以下的導電材料作為透明導電層涂覆在由熒光粉末和粘結(jié)劑混合物構(gòu)成發(fā)光物質(zhì)層上后，由于此納米粒子團具有很強的導電特性，且納米粒子的粒徑又遠小于發(fā)光物質(zhì)層中絕大部分孔隙的直徑，其中有一部分納米粒子團就會自動地、且不可逆地滲入填充到孔隙內(nèi)或牢固地吸附在孔隙的壁面上，這樣一方面上述孔隙得到了透明導電材料永久性的填補，大幅度地提高了發(fā)光體的電容量，減少了光能的折射散射和反射損失；另一方面孔隙附近的電場在帶電納米粒子團的增援下得以進一步增強，從而極大地激發(fā)了孔隙周圍的熒光顆粒發(fā)射出更強的光能。又由于此納米粒子團之間具有極強的親和特性和良好的透光特性，可形成細膩致密不易破壞的透明導電層，因而能使發(fā)光物質(zhì)層所產(chǎn)生的光線具有極為穩(wěn)定可靠的光學連續(xù)特性，并可無阻擋地通過該透明導電層發(fā)射出來。同時，經(jīng)過上述改進的發(fā)光線不需要再設(shè)置填充物阻擋層，這樣既能有效地避免阻擋層對光線的影響，又使得其結(jié)構(gòu)層次非常簡單，相應的制作工藝也大為簡化，因而其亮度能得到大幅度的提高。


圖1為一種具有一根外電極的電致發(fā)光線的橫向結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示電致發(fā)光線中發(fā)光物質(zhì)層的放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1所示電致發(fā)光線的縱向結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為一種具有二根外電極的電致發(fā)光線的縱向結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例作進一步的詳細描述如圖1至圖3所示的電致發(fā)光線，具有由多股線狀導體構(gòu)成的中心電極1，多股線狀導體組合在一起比單股線狀導體具有更好的柔韌性和更高的強度。在中心電極1的外面覆蓋有一層由電絕緣材料構(gòu)成的絕緣介質(zhì)層3，電絕緣材料最好選用樹酯漆混合物，樹酯漆混合物的成膜性能和電絕緣性能極好，可以做成超的涂敷層且不易損壞，因而能夠使發(fā)光線的電場永久保持均衡，確保所發(fā)射出的光線連續(xù)穩(wěn)定。在絕緣介質(zhì)層3的外面覆蓋有一層由熒光粉末和粘結(jié)劑混合物構(gòu)成的發(fā)光物質(zhì)層5，熒光粉末和粘結(jié)劑混合物中會自然形成許多大小不一的微細孔隙51。在發(fā)光物質(zhì)層5的外面覆蓋有一層由納米級導電粒子團71構(gòu)成的透明導電層7，構(gòu)成透明導電層7的納米級導電粒子團71同時也填充在構(gòu)成發(fā)光物質(zhì)層5的熒光粉末和粘結(jié)劑混合物所形成的孔隙51內(nèi)。一般來說，上述納米級導電粒子團71的粒徑至少應≤20nm，并且是粒徑越小越好。譬如粒徑≤10nm或≤5nm時，其滲入填充孔隙51的效果以及其形成透明導電層7的緊密性、透光性就會越來越佳，這是因為粒徑越小其粒子基團之間的親和性越強，結(jié)合力越高，且越容易滲透并牢固地吸附在相對較大直徑的孔隙中。但納米級導電粒子團的粒徑太小時，將導致加工成本大幅提高，不利于該產(chǎn)品的大批量商品化生產(chǎn)，因而將納米級導電粒子團的粒徑限定在0.1～2nm的范圍是性價比最佳的選擇。同時我們發(fā)現(xiàn)將導電氧化物氧化銦錫粉末經(jīng)納米化處理后作為透明導電層7時，其層結(jié)構(gòu)致密穩(wěn)定的排列和其納米粒子團對孔隙的有效填補都顯得極為明顯和突出，因此透明導電層7選用納米級的氧化銦錫材料是最優(yōu)的。在透明導電層7上大螺距地螺旋纏繞有由一根線狀導體構(gòu)成的外電極9，該外電極9是和透明導電層7相接觸的，此大螺距纏繞的外電極9對發(fā)光線電場的均衡有良好的輔助作用，對光線射出的影響則微乎其微。在透明導電層7的外面還覆蓋有一層由透明柔性聚合物構(gòu)成的保護層11，保護層11可以減少外界對發(fā)光線的傷害，延長發(fā)光線的使用壽命。測試表明上述無須設(shè)置阻擋層的電致發(fā)光線的亮度可比有阻擋層的電致發(fā)光線的亮度提高20～40％。
如圖4所示的電致發(fā)光線，僅比圖1所示的電致發(fā)光線多了一根線狀導體，它采用二根相連的線狀導體構(gòu)成外電極9，二根相連的線狀導體交叉螺旋纏繞在透明導電層7上。這樣，一方面可以通過增加電流量提高電場強度，進而提高發(fā)光線的亮度，另一方面交叉螺旋布置的電極也有利于電場的平衡和穩(wěn)定，同時在一根線狀導體受損的情況下，也能確保發(fā)光線正常發(fā)光。
上述電致發(fā)光線的制作由以下工藝過程完成步驟1選用多股金屬絲作為制作中心電極的材料，可優(yōu)選直徑為0.05mm的17股銅絲或銀絲，按螺旋狀編排紐合在一起構(gòu)成中心電極1。這樣的組合能使發(fā)光線既具有很好的柔韌性，又具有很高的強度，還能形成最強的電場狀況，使發(fā)光線成品在實際應用中亮度穩(wěn)定可靠，變形性能好，易于編織、編排和制成各種圖案。在編制好的中心電極1的外面涂敷一層絕緣樹酯漆混合物，構(gòu)成絕緣介質(zhì)層3，絕緣介質(zhì)層3的最佳厚度為5～10μm。當然，每股金屬絲也可以單獨被涂敷絕緣樹酯漆混合物后再進行編排。
步驟2在上述絕緣介質(zhì)層3的外面覆蓋熒光粉末和粘結(jié)劑混合物，構(gòu)成發(fā)光物質(zhì)層5。熒光粉末一般可以選用含錳和/或銅的硫化鋅微顆粒，粘結(jié)劑一般可以選用氰乙基淀粉或氰乙基纖維素，用丙酮或其他可行的有機溶劑將熒光粉末和粘結(jié)劑混合物溶解為液態(tài)，然后將涂敷有絕緣介質(zhì)層3的中心電極1浸入到上述液態(tài)混合物中，當在絕緣介質(zhì)層3上形成一定厚度的覆蓋層后，將其取出并加熱烘干，得到有機溶劑已揮發(fā)了的固態(tài)熒光粉末和粘結(jié)劑混合物層，即發(fā)光物質(zhì)層5。發(fā)光物質(zhì)層5的最佳厚度為40～80μm，此時發(fā)光物質(zhì)層5內(nèi)已自然形成有充滿空氣的孔隙51。當然，也可以將上述液態(tài)混合物直接涂敷在絕緣介質(zhì)層3上而形成發(fā)光物質(zhì)層5。
步驟3在發(fā)光物質(zhì)層5的外面涂覆粒徑≤20nm的納米級導電材料，構(gòu)成透明導電層7。前面已經(jīng)提到納米級導電材料優(yōu)選氧化銦錫粉末，粉末粒徑范圍優(yōu)選0.1～2nm。將氧化銦錫粉末用高能球磨機處理成符合上述要求的納米級粒子團71，用相關(guān)的粘接劑譬如乙酸乙酯液調(diào)配后，直接涂敷在發(fā)光物質(zhì)層5上，經(jīng)過干燥處理即可形成極薄的透明導電層7，在此步驟中一部分氧化銦錫納米級粒子團71會自動滲入并永久填充到發(fā)光物質(zhì)層5內(nèi)的孔隙51中或牢固吸附在孔隙51的壁表面。
步驟4在透明導電層7上如圖3所示螺旋纏繞一根線狀導體，或如圖4所示交叉螺旋纏繞二根相連的線狀導體，構(gòu)成外電極9。上述線狀導體優(yōu)選直徑為0.08mm的金屬材料銅絲，此銅絲構(gòu)成的外電極9既可以在透明導電層7形成后纏繞，也可以在透明導電層7形成前的發(fā)光物質(zhì)層5上纏繞，只要保證外電極9和透明導電層7有良好的接觸即可。
步驟5在透明導電層7的外面涂覆透明柔性聚合物，構(gòu)成保護層11。上述透明柔性聚合物可優(yōu)選聚胺酯材料。保護層11的最佳厚度為0.4～0.8mm。
權(quán)利要求1.一種電致發(fā)光線，包括有由至少一股線狀導體構(gòu)成的中心電極(1)，中心電極(1)的外面覆蓋有由電絕緣材料構(gòu)成的絕緣介質(zhì)層(3)，絕緣介質(zhì)層(3)的外面覆蓋有由熒光粉末和粘結(jié)劑混合物構(gòu)成的發(fā)光物質(zhì)層(5)，發(fā)光物質(zhì)層(5)的外面覆蓋有由粒徑≤20nm的納米級導電材料(71)構(gòu)成的透明導電層(7)，構(gòu)成透明導電層(7)的納米級導電材料(71)同時也填充在構(gòu)成發(fā)光物質(zhì)層(5)的熒光粉末和粘結(jié)劑混合物所形成的孔隙(51)內(nèi)，透明導電層(7)上螺旋纏繞有由至少一根線狀導體構(gòu)成的外電極(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光線，其特征在于所說的構(gòu)成透明導電層(7)的納米級導電材料的粒徑≤10nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光線，其特征在于所說的構(gòu)成透明導電層(7)的納米級導電材料的粒徑≤5nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電致發(fā)光線，其特征在于所說的構(gòu)成透明導電層(7)的納米級導電材料的粒徑為0.1～2nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電致發(fā)光線，其特征在于所說的構(gòu)成透明導電層(7)的納米級導電材料為氧化銦錫。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電致發(fā)光線，其特征在于所說的構(gòu)成絕緣介質(zhì)層(3)的電絕緣材料為樹酯漆混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電致發(fā)光線，其特征在于所說的透明導電層(7)上交叉螺旋纏繞有由二根相連的線狀導體構(gòu)成的外電極(9)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的電致發(fā)光線，其特征在于所說的透明導電層(7)的外面還覆蓋有由透明柔性聚合物構(gòu)成的保護層(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種電致發(fā)光線。該發(fā)光線包括有由至少一股線狀導體構(gòu)成的中心電極，中心電極的外面覆蓋有由電絕緣材料構(gòu)成的絕緣介質(zhì)層，絕緣介質(zhì)層的外面覆蓋有由熒光粉末和粘結(jié)劑混合物構(gòu)成的發(fā)光物質(zhì)層，發(fā)光物質(zhì)層的外面覆蓋有由粒徑≤20nm的納米級導電材料構(gòu)成的透明導電層，構(gòu)成透明導電層的納米級導電材料同時也填充在構(gòu)成發(fā)光物質(zhì)層的熒光粉末和粘結(jié)劑混合物所形成的孔隙內(nèi)，透明導電層上螺旋纏繞有由至少一根線狀導體構(gòu)成的外電極。該發(fā)光線結(jié)構(gòu)層次簡單、生產(chǎn)工藝容易、且亮度能大幅穩(wěn)定提高。
文檔編號H05B33/12GK2535994SQ0222867
公開日2003年2月12日 申請日期2002年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者張岳純 申請人:武漢依奧光電子傳播有限公司