CN101894501A - 一种柔性矩阵无机电致发光平板显示器 - Google Patents

Abstract

一种柔性矩阵无机电致发光平板显示器，它包括：在透明柔性塑料基础层(1)上制作的横向透明导电条纹层(2)，使用无机电致发光材料制造发光层(3)，使用绝缘材料制造介质层(4)，使用导电材料在介质层表面上制作纵向背电极条纹层(6)，覆盖保护层(7)，并用塑料薄膜(9)完全密封后形成柔性矩阵无机电致发光显示器；显示器的背电极(5)、透明电极(13)分别与矩阵扫描电路器连接，被电子芯片控制，由电场驱动产生发光，可以形成由独立发光像素元组合的动态图像，其能够应用在动态广告、发光服装、计算机终端、大屏幕图像显示等领域。

Description

一种柔性矩阵无机电致发光平板显示器

技术领域

本发明属于平板电致发光显示器件应用技术领域。

背景技术

平板发光显示器件作为信息技术的终端设备，已经广泛用于移动电话、电视机、计算机等。现阶段新型平板显示技术不断追求大、轻、薄、节电等技术指标。目前平板显示器多是以玻璃基材为主体，如：场发射显示器(FED)、液晶显示器(LCD)、有机电致发光显示器(OEL或OLED)、等离子体显示器(PDP)。其缺点是玻璃易破碎、面积受限、重量大、工作发热、不可弯曲、生产周期长、成本较高等。现有电致发光显示器也是同样以玻璃基础为主体，如：无机厚膜电致发光显示器、无机薄膜电致发光显示器、有机电致发光显示器。

已有塑料无机电致发光片(屏)技术，是建立在无机粉末电致发光材料基础上的一种平面发光器件，其使用丝网印刷技术制作成固定发光图案，通过电路控制实现单纯开关闪动，在公开资料中已有大量阐述，如：专利WO9626627、JP31-157070、中国87107413.3、87105208.3、96122380.4、89106585.7等；以上方法制备的器件只能简单使用在如：灯箱广告、背照明，安全指示标志等处。其不足处是无法实现文字、图案、色彩、灰度的动态变化，不能用于终端显示器。

本发明一种新型柔性矩阵无机电致发光平板显示器，其以塑料薄膜基材为主体，通过丝网印刷工艺，制造出一种平面发光的显示器件。其具有可弯曲性、重量轻、节电效果好、生产工艺简单、成本低廉等优点。

本发明柔性矩阵无机电致发光平板显示器，可以显示彩色图案、文字、动态图像。其可以应用在动态广告、发光服装、计算机终端、大屏幕图像显示等领域。

发明内容

一种柔性矩阵无机电致发光平板显示器，它包括：在透明柔性塑料基础层(1)上制作的横向透明导电条纹层(2)，使用无机电致发光材料制造发光层(3)，使用绝缘材料制造介质层(4)，使用导电材料在介质层表面上制作纵向背电极条纹层(6)，覆盖保护层(7)，并用塑料薄膜(9)完全密封后形成柔性矩阵无机电致发光平板显示器；显示器的背电极(5)、透明电极(13)分别与矩阵扫描电路器连接，被电子芯片控制，由电场驱动产生发光，可以形成由独立发光像素元组合的动态图像。

透明柔性塑料基础层(1)是使用无色透明度良好，表面光滑平整的PET薄膜、氟塑料薄膜、PE薄膜、PVC薄膜中的一种。其中PET薄膜、氟塑料薄膜具有优良的防潮性及耐温性，如：聚四氟乙稀，其致密性可以防潮，提高显示器的使用寿命。薄膜也可以是其它材料。

在无色透明塑料薄膜表面，覆盖透明导电层(2)，透明导电条纹层是使用透明聚合导电物或ITO透明导电涂液中的一种，通过丝网印刷、喷墨打印、激光刻蚀、溅射方法形成横向条纹，其干燥后形成透明导电涂层带条。每个透明导电带条均可以独立形成电极(13)，电极可以是具有良好导电性的金属，如：铜钵、铝片、电线等。透明导电层材料可以是有机与无机材料，其电阻应该小于100欧母。透明导电条纹间距根据发光像素元要求尺寸确定。

发光层(3)是通过丝网印刷方法，将同种交流电致发光粉末材料与胶体混合，均匀印刷在透明导电层上干燥后完成。电致发光粉末材料是5-30微米颗粒，发光粉颜色可以是蓝绿色、蓝色、绿色、橙色等，其中蓝绿色、蓝色发光材料可以通过光转换形成彩色发光。在电致发光粉末材料中加入有机荧光染料也可以形成彩色发光，如：白色、红色等。本发明中使用的胶体可以是环氧树脂类、含氟涂料类、含硅涂料类等，其中加入氰乙基糖、氰乙基醚能够提高发光强度。

介质层(4)是通过丝网印刷方法，将介质材料均匀印刷在发光层上，并干燥后完成。介质材料可以是钛酸钡、钛白、钛酸铅、钛酸锶中的一种或一种以上混合物粉末材料。其与胶体混合，本发明使用的胶体可以是环氧树脂类、含氟涂料类、含硅涂料类等，其中加入氰乙基糖、氰乙基醚能够提高发光强度。

本发明中不使用介质层(4)时，发光强度会下降30％，此时当背电极层(6)使用是透明导电材料，可以产生双面发光效果。

背电极层(6)是导电材料制成，导电材料是聚合导电物、ITO导电胶、银浆、金属导电涂料、金属材料中的一种，通过丝网印刷、喷墨打印、激光刻蚀、真空溅射方法形成纵向条纹，其干燥后形成背电极导电涂层带条。每个导电带条均可以独立形成电极(5)，电极可以是具有良好导电性的金属，如：铜钵、铝片、电线等。背电极层导电条纹间距根据发光像素元要求尺寸确定，通常是与透明导电涂层带条宽度相同。

透明导电横向条纹与背电极导电纵向条纹形成90度夹角，所有电极带条分别与矩阵扫描电路器连接并驱动，可形成由独立发光像素元组合的动态图像。矩阵扫描电路器可以被计算机控制。柔性矩阵无机电致发光显示器通过矩阵扫描电路器及电子芯片控制产生发光时，其工作条件为电压70-220V、频率50-4000Hz，其发光时不产生热量。

在背电极层表面丝印绝缘油墨，干燥后形成保护层(7)。保护层可以保护器件在测试调整中不受伤害。

最后使用带胶塑料薄膜(9)将器件完全密封，形成完整电致发光平板显示器。带胶塑料薄膜是氟塑料薄膜，其具有优良的防潮性及耐温性，如：聚四氟乙稀，其致密性可以防潮，提高显示器的使用寿命，塑料薄膜也可以是其它材料。

在透明柔性塑料基础层外部可以印刷或打印红(10)、蓝(11)、绿(12)组成的荧光彩色涂层(8)，每种颜色其分别对应独立发光像素元，形成柔性矩阵彩色图像显示器。在制备彩色显示器时，电致发光材料应选择蓝绿色或蓝色，其发射光谱为430-490nm，荧光彩色涂层材料在430-490nm可以产生吸收，形成彩色发光。当使用本方法制备彩色发光显示器时，像素元应尽量细小，所产生的彩色发光效果好。

附图说明

图1柔性矩阵无机电致发光平板显示器结构图

图2透明导电层

图3背电极层

具体实施方式

一种柔性矩阵无机电致发光平板显示器，它包括：在透明柔性塑料基础层(1)上制作的横向透明导电条纹层(2)，使用无机电致发光材料制造发光层(3)，使用绝缘材料制造介质层(4)，使用导电材料在介质层表面上制作纵向背电极条纹层(6)，覆盖保护层(7)，并用塑料薄膜(9)完全密封后形成柔性矩阵无机电致发光显示器；显示器的背电极(5)、透明电极(13)分别与矩阵扫描电路器连接，被电子芯片控制，由电场驱动产生发光，可以形成由独立发光像素元组合的动态图像。

选择透明柔性塑料基础层(1)是使用无色透明度良好，表面光滑平整的PET薄膜、氟塑料薄膜、PE薄膜、PVC薄膜中的一种。其中PET薄膜、氟塑料薄膜具有优良的防潮性及耐温性，如：聚四氟乙稀，其良好的致密性可以防潮，提高显示器的使用寿命。塑料薄膜也可以是其它材料，其耐温与申拉特性要好。当基础层选择非柔性塑料时，如：压克力板、玻璃板，其也可以实现显示效果，但无法达到柔性弯曲效果。

在无色透明塑料薄膜表面，覆盖透明导电层(2)，透明导电条纹层是使用透明聚合导电物或ITO透明导电涂液中的一种，通过丝网印刷、喷墨打印、激光刻蚀、溅射方法形成横向条纹，其干燥后形成透明导电涂层带条，其厚度通常小于2微米。透明导电层也可以使用通过真空溅射制备的ITO薄膜，其与丝网印刷方法相比要复杂。每个透明导电带条均可以独立形成电极(13)，电极可以是具有良好导电性的金属，如：铜钵、铝片、电线等，通过导电胶与透明导电带条连接。透明导电层材料可以是有机与无机材料，如使用CLEVIOS型号JOF7194、KPT型号ITO2等，其电阻应该小于100欧母，电阻大时容易产生发热显现。透明导电条纹间距根据发光像素元要求尺寸确定。

在透明导电层上覆盖发光层(3)，发光层是通过丝网印刷方法，将同种交流电致发光粉末材料与胶体混合，重量混合比例1∶1，再均匀印刷在透明导电层上，加热100度干燥后完成。丝网网孔在200-300目，丝网印刷发光层厚度通常小于60微米，厚度太大时发光强度会降低，厚度太薄时耐电压特性不好。电致发光粉末材料颗粒度是5-30微米，发光粉颜色可以是蓝绿色、蓝色、绿色、橙色等，其中蓝绿色、蓝色发光材料可以通过光转换形成彩色发光。电致发光粉型号可以使用市售产品：GG44、GG23、D502、D417。在电致发光粉末材料中加入有机荧光染料也可以形成彩色发光，如：D330白色、D611橙红色等。本发明中使用的胶体可以是环氧树脂类、含氟涂料类、含硅涂料类等，均为常见市售产品；其中加入氰乙基糖、氰乙基醚能够提高发光强度。

介质层(4)是通过丝网印刷方法，将介质材料均匀印刷在发光层上，并加热100度干燥后完成。介质材料可以是钛酸钡、钛白、钛酸铅、钛酸锶中的一种或一种以上混合物粉末材料，介质粉末材料颗粒度通常小于5微米。其与胶体混合，混合重量比例1∶1。本发明使用的胶体可以是环氧树脂类、含氟涂料类、含硅涂料类等，均为常见市售产品；其中加入氰乙基糖、氰乙基醚能够提高发光强度。丝网网孔在300-400目，丝网印刷介质层厚度通常小于30微米，厚度太大时发光强度会降低，厚度太薄时耐电压特性不好。

本发明中不使用介质层(4)时，发光强度会下降30％，此时当背电极层(6)使用是透明导电材料，可以产生双面发光效果。

背电极层(6)是导电材料制成，导电材料是聚合导电物、ITO导电胶、银浆、金属导电涂料、金属材料中的一种，通过丝网印刷、喷墨打印、激光刻蚀、真空溅射等方法形成纵向条纹，其干燥后形成背电极导电涂层带条。每个导电带条均可以独立形成电极(5)，电极可以是具有良好导电性的金属，如：铜钵、铝片、电线等，通过导电胶与透明导电带条连接。背电极层导电条纹间距根据发光像素元要求尺寸确定，通常是与透明导电涂层带条宽度相同。

透明导电横向条纹与背电极导电纵向条纹形成90度夹角，所有电极带条分别与矩阵扫描电路器连接并驱动，形成由独立发光像素元组合的动态图像。矩阵扫描电路器可以被计算机控制。柔性矩阵无机电致发光显示器通过矩阵扫描电路器及电子芯片控制产生发光时，如市售DURELPLEX型号D520A，其工作条件为电压70-150V、频率50-4000Hz，其发光时不产生热量。

在背电极层表面丝印绝缘油墨，干燥后形成保护层(7)。保护层可以保护器件在测试调整中不受伤害。

最后使用带胶塑料薄膜(9)将器件完全密封，形成完整电致发光平板显示器。带胶塑料薄膜可以是氟塑料薄膜，其具有优良的防潮性及耐温性，如：聚四氟乙稀，其致密性可以防潮抗、紫外线照射，提高显示器的使用寿命，塑料薄膜也可以是其它材料。

在透明柔性塑料基础层外部可以印刷或打印红(10)、蓝(11)、绿(12)荧光彩色涂层(8)，其分别对应独立发光像素元，形成柔性矩阵彩色图像显示器。在制备彩色显示器时，发光材料应选择蓝绿色或蓝色，其发射光谱为430-490nm，荧光彩色涂层材料在430-490nm可以产生吸收，形成彩色发光。当使用本方法制备彩色发光显示器时，像素元应尽量细小，所产生的彩色发光效果好。

本发明优点

本发明柔性矩阵无机电致发光平板显示器，其以塑料薄膜基材为主体，通过丝网印刷工艺，制造出一种平面发光的显示器件，其厚度只有0.3-0.8毫米。其具有可弯曲性，并能弹性恢复，适合各种各样环境粘贴使用。其重量轻于LCD、PDP等器件产品，每平方米只有0.5公斤。节电效果好，每平方米功率是50瓦。生产工艺简单，本产品均大量使用丝网印刷工艺，其简单，并成本低廉。生产制作发光显示面积不受限制。

本发明柔性矩阵无机电致发光平板显示器，可以显示彩色图案、文字、动态图像。其可以应用在动态广告、交通指示、汽车仪表、发光服装、电视与家电显示、计算机终端、大屏幕图像显示等领域。

实施例

选择PET塑料薄膜，使用ITO导电液印刷透明导电层，透明电极带宽2mm，分割线宽0.5mm，并在温度100度烘干。电极引出使用银胶与电线连接。

使用D502发光材料与氟涂料胶水混合，使用丝网印刷工艺印刷，并在温度100度烘干。

使用钛酸钡与氟涂料胶水混合，使用丝网印刷工艺印刷，并在温度100度烘干。

使用银浆纵向丝网印刷背电极，背电极带宽2mm，分割线宽0.5mm，电极使用银胶与电线连接。并在温度100度烘干。

使用绝缘油墨印刷覆盖保护层。

在透明柔性塑料基础层外部可以印刷或打印红、蓝、绿荧光彩色涂层，其分别对应独立发光像素元。

使用氟塑料带胶薄膜密封。

使用D520A连接电极并驱动其工作，柔性矩阵无机电致发光平板显示器可以显示彩色文字图案、图像。

在上面针对本发明较好的实施方式作了举例说明后，对本领域的技术人员来说应明白的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。

Claims (8)

1.一种柔性矩阵无机电致发光平板显示器，它包括：在透明柔性塑料基础层(1)上制作的横向透明导电条纹层(2)，使用无机电致发光材料制造发光层(3)，使用绝缘材料制造介质层(4)，使用导电材料在介质层表面上制作纵向背电极条纹层(6)，覆盖保护层(7)，并用塑料薄膜(9)完全密封后形成柔性矩阵无机电致发光显示器；显示器的背电极(5)、透明电极(13)分别与矩阵扫描电路器连接，被电子芯片控制，由电场驱动产生发光，可以形成由独立发光像素元组合的动态图像。

2.如权利要求1所述，透明柔性塑料基础层(1)是使用无色透明度良好，表面光滑平整的PET薄膜、氟塑料薄膜、PE薄膜、PVC薄膜中的一种。

3.如权利要求1所述，透明导电条纹层(2)是使用透明聚合导电物或ITO透明导电涂液中的一种，通过丝网印刷、喷墨打印、激光刻蚀、溅射方法形成横向条纹，其干燥后形成透明导电涂层带条。每个透明导电带条均可以独立形成电极(13)。

4.如权利要求1所述，发光层(3)是通过丝网印刷方法，将交流电致发光粉末材料与胶体混合，均匀印刷在透明导电层上干燥后完成。介质层(4)是通过丝网印刷方法，将钛酸钡、钛白、钛酸铅、钛酸锶中的一种或一种以上混合物粉末材料与胶体混合，均匀印刷在发光层上干燥后完成。

5.如权利要求1所述，背电极条纹层(6)是聚合导电物、ITO导电胶、银浆、金属导电涂料、金属材料中的一种，通过丝网印刷、喷墨打印、激光刻蚀、溅射方法形成纵向条纹，其干燥后形成背电极导电涂层带条。每个导电带条均可以独立形成电极(5)。

6.如权利要求1所述，透明导电横向条纹与背电极导电纵向条纹形成90度夹角，所有电极带条分别与矩阵扫描电路器连接并驱动，形成由独立发光像素元组合的动态图像。矩阵扫描电路器可以被计算机控制。

7.如权利要求1所述，柔性矩阵无机电致发光平板显示器可以单面或双面发光。在透明柔性塑料基础层外部可以印刷或打印红(10)、蓝(11)、绿(12)组成的荧光彩色涂层(8)，每种颜色分别对应独立发光像素元，形成柔性矩阵彩色图像显示器。

8.如权利要求1所述，柔性矩阵无机电致发光平板显示器通过矩阵扫描电路器及电子芯片控制产生发光，其可以在电压70-220V、频率50-4000Hz条件下工作，其发光时不产生热量。

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