CN105163412B - 一种平面电致发光器件及其应用 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种平面电致发光器件及其应用。本申请的平面电致发光器件包括基板、电极层、绝缘层和发光层；电极层包括电极A和电极B，电极A和电极B间隔排布印制于基板表面，且相邻电极A和电极B不接触；绝缘层将电极层夹于绝缘层和基板间，发光层设置于绝缘层表面。本申请的平面电致发光器件，创造性的将电极A和电极B同时印制在基板的同一个平面，然后在电极层上覆盖绝缘层和发光层；这样结构的平面电致发光器件，可直接用极性溶剂或导电溶液在发光层表面书写发光，也可以在发光层表面涂覆或蒸镀导电物质层，使其长期发光。因此，本申请的平面电致发光器件可以很方便的制备成写字板或照明显示器件；拓展了平面电致发光器件的应用。

Description

一种平面电致发光器件及其应用

技术领域

本申请涉及电致发光领域，特别是涉及一种电致发光器件及其应用。

背景技术

电致发光，又称电场发光，简称EL，早在1936年首度由法国科学家G.Destriau发现，是一项已有近八十年历史的技术。当时，Destriau发现浸在液体电介质的粉末状荧光物质在交变电场作用下可产生明亮的持续的光。但在此后的10多年里，这一现象并未受到人们的关注，甚至有人对它的意义持怀疑态度。因为Destriau观察到的这一现象的装置很难使人相信它的应用潜力。

随后，Destriau又设计了更接近实用化的平面型发光器件结构。但直到1947年导电玻璃的发明，使得EL能以导电玻璃作为透明电极，才在世界范围内掀起了一股异乎寻常的研发热潮。

但是，大约又过了10年，这种交流电致发光器件(简称ACEL)的亮度、寿命和发光颜色的局限性变得越来越清楚，人们的热情开始减退。几乎同一时期，直流电致发光器件(简称DCEL)开始迅速发展。1971年，中国学者发现ZnS:Mn,Cu材料在交流电压下的发光特性优于它在直流电压下的发光特性，这是目前为止发现的唯一可在交流和直流电压下发光的两用型EL材料(简称ADCEL)。

虽然EL的研究一直延续至今，但是基本都是基于EL的显示照明，并且都是上下两层电极的垂直结构；这种结构的EL(1)只能用于显示照明，而无法目前更为多样化的使用需求；(2)由于需要上下两层电极，所以制作工序更多，制作成本更高；(3)此结构要求两个电极中的一个必为透明电极，若底电极为透明电极，则要求基板也透明，所以对基板也增加了要求。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的结构改进的平面电致发光器件及其应用。

本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种平面电致发光器件，包括基板、电极层、绝缘层和发光层；电极层包括电极A和电极B，电极A和电极B间隔排布的印制于基板的表面，形成电极层，且相邻的电极A和电极B之间不接触；绝缘层将电极层夹于绝缘层和基板之间，发光层设置于绝缘层的表面，或者发光层将电极层夹于发光层和基板之间，绝缘层设置于发光层的表面。

其中，基板可以是任何非导体固体材料，包括塑料，布，石头，水泥板，陶瓷，玻璃，皮革，高分子树脂板，木材，或者是金属材料被绝缘体保护如镀塑料，玻璃或陶瓷的金属板材等。基板形状也不限，可以是任何形状任何尺寸大小基材。

需要说明的是，本申请的关键在于将电极A和电极B间隔印制于基板上，可以理解，间隔排布可以是梳状、叉指状、同心圆等结构，在此不做具体限定。此外，本申请中，基板的作用是支撑电极层、绝缘层和发光层，因此，各种常用或不常用的支撑材料都可以用于本申请，在此不做具体限定；而本申请的优选方案中对比较适用于本申请的几种基板进行了特别说明，这将在后续详细介绍。还需要说明的是，本申请中，将电极层、绝缘层和发光层等印制在基板上的方法可以采用本领域常规使用的制膜方式，如丝网印刷、蒸镀等，在此不做具体限定。

还需要说明的是，本申请的关键在于对电极层的改进，即将两个电极同时印制在基板的同一个表面，至于其它的，如发光层、绝缘层等的顺序等，按照常规的方式即可，可以是发光层在表面，也可以是绝缘层在表面，此外，还可以根据不同的使用需求，添加现有的EL中的其它各层，在此不做具体限定。另外，对于发光层和绝缘层的材料，也可以参考常规的EL，例如发光层可以是常规的有机或无机发光材料，在此不做具体限定；而本申请的优选方案中，对比较适用于本申请的发光层和绝缘层材料进行了特别说明，这将在以下方案中详细介绍。

优选的，电极A和电极B的间隔距离为0.1nm-10cm；优选的，电极A和电极B的间隔距离为0.1mm-3.0mm。

需要说明的是，在将本申请的平面电致发光器件用于写字板的时候，书写液必须覆盖电极A和电极B才会发光，因此，可以理解为，电极A和电极B的间隔距离在一定程度上决定了显示的亮度。根据本申请的试验结果来看，随着电极A和电极B的间隔距离增加，亮度减小；因此，可以理解，在一些特殊的用途中，如果对亮度要求不高，也可以使电极A和电极B的间隔距离更大；又或者，在生产工艺能够达到的情况下，使得电极A和电极B的间隔距离更小。

优选的，电极A选自银、铝、金和铜中的至少一种；电极B选自银、铝、金和铜中的至少一种。

需要说明的是，电极A和电极B在原则上，可以采用任何能够导电的材料，但是，本申请优选的采用导电性能较好的银、铝、金或铜；并且，电极A和电极B的材料可以相同，也可以不同，只是在外接电源时，电极A和电极B分别连接电源的两极。

优选的，发光层的厚度为1-100μm，优选为10-30μm。

优选的，基板选自但不仅限于玻璃板、塑料板、陶瓷片、布料、金属板和木板中的至少一种。

需要说明的是，原则上，任何能够起到支撑作用，并且表面光滑的材料都可以用于本申请，本申请考虑到不同的使用条件，优选基板采用玻璃板、塑料板、陶瓷片、布料、金属板或木板。

优选的，绝缘层由高介电常数材料或高介电常数材料的掺杂材料制备而成。

更优选的，绝缘层由钛酸钡、二氧化铪、五氧化二钽、二氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、Sialon、氧化钇和氧化铝中的至少一种制备而成。

其中，Sialon是Si、Al、O、N四种元素的合成词，是Si₃N₄中Si、N原子被Al和O原子置换所形成的一类固溶体的总称，本申请的绝缘层也可以采用该固溶体制备。

优选的，发光层由硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙和硫化锶中的至少一种制成；硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙或硫化锶中掺杂有锰、铜、碳纳米管、银、金、铝、铅离子和稀土离子中的至少一种；稀土离子选自铕、铈、铒、钐和钕中的至少一种。或者，发光层由掺杂的硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙和硫化锶中的至少一种的量子点材料制备。

需要说明的是，本申请的发光层可以是掺杂了锰、铜、碳纳米管、银、金、铝、铅离子和稀土离子中的至少一种的硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙或硫化锶制备，也可以是掺杂后的硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙和硫化锶中的两种或多种混合固溶体制备，例如，(Zn,Cd)S、Zn(S,Se)、(Zn,Cd)(S,Se)、(Zn,Cd)Se，在此不做具体限定。

本申请的另一面公开了一种发光写字板，该发光写字板采用本申请的平面电致发光器件制备。

需要说明的是，本申请特殊结构的平面电致发光器件，直接采用极性溶剂或极性溶剂的混合溶液在其发光层表面进行书写就可以发光，例如直接用水书写就会发光，水蒸干后，则停止发光；因此，可以很方便的制备成发光写字板。除纯水之外，如乙醇、乙酸等也可以作为书写液，使写字板发光；此外，导电溶液，如氯化钠溶液等也可以作为书写液，使写字板发光；在此不做具体限定。

本申请的再一面公开了一种照明显示器件，该照明显示器件包括本申请的平面电致发光器件，以及涂覆于平面电致发光器件表面的极化层，极化层为导电物质层或者用透明透光材料封装的极性溶液。

需要说明的是，本申请的平面电致发光器件除了直接在其表面进行极性溶剂或导电溶液书写可以发光以外，在其表面直接添加一层极化层，即可使其长期发光，从而作为照明显示器件。其中，极化层可以是一层导电物质层，也可以是封装的极性溶液；可以理解，导电物质可以使本申请的平面电致发光器件发光，因此，只要采用涂覆或其它成膜方式在平面电致发光器件表面形成一层导电物质层即可作为照明显示器件；而极性溶液同样可以使本申请的平面电致发光器件发光，但是，作为液体，只能采用透明透光的材料将其封装在平面电致发光器件表面。

还需要说明的是，无论是照明显示器件，还是写字板，只要平面电致发光器件表面存在导电物质或者极性溶液，都会使其发光；只是不同的导电物质或不同的极性溶液，根据导电性能或溶液的极性，其发光程度不同，在此不作具体限定。常规的导电物质如金属、导电氧化物材料、导电石墨、碳纳米管、石墨烯、导电高分子材料等都可以用于本申请，具体的如Al、Ag、Au、Cu、Mg-Al合金、Cu-Ag合金、Al-Cu合金、Fe、Fe-Cu合金、PEDOT、ITO等，在此不做具体限定。

优选的，极化层的厚度为0.1μm-10cm，更优选的，极化层的厚度为0.1μm-10mm。

需要说明的是，极化层的添加可以使平面电致发光器件发光，但是，如果极化层太厚也会影响发光情况，而太薄又无法稳定的发光，因此，本申请优选的极化层的厚度为0.1μm-10cm，更优的极化层的厚度为0.1μm-10mm。

优选的，极化层中含有荧光或磷光发光材料。

需要说明的是，添加荧光或磷光发光材料的目的是改善发光颜色，也就是说，虽然添加极化层后平面电致发光器件就可以发光，但是，如果在极化层中添加不同的荧光或磷光材料，则可以使其发出不同颜色的光，从而满足不同的使用需求。

本申请的有益效果在于：

本申请的平面电致发光器件，创造性的将两个电极，电极A和电极B同时印制在基板的同一个平面上，然后在电极层上覆盖绝缘层和发光层；这样结构的平面电致发光器件，可以直接用极性溶剂或导电溶液在发光层表面书写发光，也可以在发光层表面涂覆或蒸镀导电物质层，使其长期发光。因此，本申请的平面电致发光器件可以很方便的制备成写字板或照明显示器件；拓展了平面电致发光器件的应用。

附图说明

图1是本申请实施例中平面电致发光器件的切面中包括电极A和电极B的局部结构示意图；

图2是本申请实施例中另一结构的平面电致发光器件的切面中包括电极A和电极B的局部结构示意图；

图3是本申请实施例中平面电致发光器件发光的原理示意图；

图4是本申请实施例中平面电致发光器件的亮度受电压影响的测试结果曲线图；

图5是本申请实施例中平面电致发光器件的亮度受频率影响的测试结果曲线图；

图6是本申请实施例中平面电致发光器件的亮度受电极A和电极B的间隔距离的影响的测试结果曲线图；

图7是本申请实施例中平面电致发光器件的亮度受书写液导电率的影响的测试结果曲线图；

图8是本申请实施例中平面电致发光器件的亮度受书写液粘度的影响的测试结果曲线图；

图9是本申请实施例中平面电致发光器件的亮度受书写液极性的影响的测试结果曲线图；

图10是本申请实施例中平面电致发光器件的亮度受书写液极性的影响的测试结果曲线图；

图11是本申请实施例中平面电致发光器件与传统的竖直结构电致发光器件的亮度测试结果的对比曲线图；

图12是本申请实施例中平面电致发光器件与传统的竖直结构电致发光器件的发光效率测试结果的对比曲线图。

具体实施方式

本申请的平面电致发光器件创造性的将电极A和电极B同时印制在基板的同一个平面上，电极A和电极B间隔排列，可以是平行竖直排布，也可以是弯曲的呈一定图案形状的排布，只要电极A和电极B间隔即可。当然，在使用时，如现有的EL一样，需要将电极A和电极B分别连接到电源的正负极上才能发光。作为写字板使用时，电极A和电极B分别连接到电源的正负极后，直接用极性溶剂或极性溶剂混合溶液或者导电溶液书写即可发光；其中，极性溶剂除了水以外，还可以采用乙醇、乙酸等；也可为混合溶液，如石油醚：乙酸乙酯＝3：1制备的混合溶液。

需要说明的是，如果采用导电离子的水溶液作为书写液，即便水蒸干后，由于导电离子的存在，仍然可以持续发光。此外，也可以采用市场上售卖的荧光笔进行书写，这样就可以书写出颜色各异的字迹或图案；书写出不同颜色的字迹或图案的基本原理是，荧光笔中含有的极性溶剂或导电离子可以使平面电致发光器件发光，平面电致发光器件的光激发荧光笔中的荧光颜料，从而显示出不同颜色的字迹或图案。

本申请这样结构的平面电致发光器件其发光的原理与传统的三明治结构的EL是完全不同的，可谓是对传统三明治结构EL的一种颠覆性改变。

EL发光的原理可以用碰撞离化模型解释，如图3所示，首先，在外加电压产生的电场作用下，发光层中的能带发生倾斜。当施加小电压时，由于绝缘层的存在，电子无法隧穿到发光层；继续加大电压达阈值电压时，强电场导致了界面态电子的隧穿。一般，电子隧穿的临界条件是发光层中的场强达到10⁶～10⁷V/m。发生隧穿的电子进入基质晶格并被势垒内高场加速和发光层的发光中心发生碰撞离化，发光中心是ZnS中的掺杂元素，如：Cu、Cl、Mn等。产生的电子和空穴在电场作用下向相反方向运动，没有复合机会。当外加电压反向时，它们才有机会相向运动并相遇而复合发光。也就是说，当Cu_xS-ZnS异质结处于正偏压状态，此时陷阱中的电子在外电场作用下被释放出来并被加速而引起碰撞离化。产生的电子继续向正极方向运动，而空穴则被发光中心俘获。当CuxS-ZnS异质结处于负偏压状态，电子可隧穿进入ZnS导带与已捕获了空穴的发光中心复合而发光。

本申请的平面电致发光器件的机理也是这样。只不过，需要极性溶液或导电溶液书写才发光的原因是，极性溶液改变了器件整体的电容，而导电溶液改变的是器件整体的电阻，这都使加在发光层上的电场达到发光的临界电场而发光。用极性溶剂、导电溶液书写在发光层上后，或者镀上导电物质层后，原本很微弱甚至可以认为不发光的结构，却发出了较强的光；这是因为极性溶剂相当于电容，增加了发光层原本相对微弱的电场，导致隧穿的电子增多，和发光中心发生碰撞离化的几率更大，所以发光更强；而导电性溶剂或固体，是因为和部分发光层形成了并联结构，使得整体电阻降低，场强增大，发光增强。

本申请的平面电致发光器件可以直接通过书写液发光，不仅可以作为发光写字板，也可以制成照明显示器件，用途多样；并且，由于电极A和电极B是同时印制于基板的同一表面的，不需要印制上下层叠的两层电极，工序更简单；此外，与传统结构的EL相比，本申请也不需要特别采用透明电极，基板也可以选择任何材料，没有特别限定。

下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例一

本例以PET塑料为基板，主要采用丝网印刷的方式制作器件，平面电致发光器件的结构如图1所示，包括基板1、电极层、绝缘层3和发光层4；电极层包括电极A21和电极B 22，电极A21和电极B 22间隔排布的印制于所述基板1的表面，形成电极层，且相邻的电极A21和电极B 22之间不接触；绝缘层3将电极层夹于绝缘层3和基板1之间，发光层4设置于绝缘层3的表面。

首先，为了防止PET塑料衬底在后续烘烤过程中皱缩，使得交叉型的电极粘合在一起，导致短路，先将PET塑料放于烘箱中，100℃烘30min。

采用市场上所售的导电银浆，作为器件的电极材料。它是由高纯度的(99.9％)金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料。银浆对其组成物质要求是十分严格的。其品质的高低、含量的多少，以及形状、大小对银浆性能都有着密切关系。

将银浆倾倒于丝网印刷机的网板上，用刮板只刷一遍，然后置于烘箱中100℃烘6min即可。

为确保所印制的指状交叉型电极不短路，将烘干后的印件用万用表的电阻档测是否短路。若万用表显示为“0”，则表示电极制备得很好没有短路；若万用表显示其他数值，则电极短路。此时，应用刀片对电极A和B连接短路部分进行修饰。

采用市场上所售的钛酸钡粉末，作为器件的绝缘层材料。将其混于高介电材料粘胶剂中，两者的质量可以根据需要在1:100到100:1之间，本例优选采用1:1的比例制备浆料。然后，将混合均匀的绝缘层材料，倾倒于丝网印刷机的网板上，用刮板刷两遍后，置于烘箱中100℃烘5min，重复此步骤3次。

采用市场上所售的以硫化锌为主要成分的发光粉粉末，作为将发光粉混于高介电材料粘胶剂中，两者的质量比也可以根据需要在1:100到100:1之间，本例优选采用1:1的比例制备浆料。将混合均匀的发光层材料，倾倒于丝网印刷机的网板上，用刮板刷两遍后，置于烘箱中100℃烘30min。即获得本例的平面电致发光器件。

(1)发光写字板试验

用外加交流电压驱动，频率1000Hz(范围1-100000Hz)，电压100V(范围1-1000V)，将电极A、B分别接电源的正极和负极。以本例的平面电致发光器件作为发光写字板，采用不同的书写液进行试验，分别采用了极性溶剂和介电常数高的溶剂、非极性溶剂和介电常数低的溶剂进行试验。具体的，非极性溶剂或介电常数低的溶剂分别采用了甲苯、石油醚、正己烷、液体石蜡和二氧六环；极性溶剂和介电常数高的溶剂分别采用了水、乙醇、乙酸、乙二醇、甲醇、二甲亚砜和乙腈进行了试验。

结果显示，甲苯、石油醚、正己烷、液体石蜡和二氧六环都不能使本例的平面电致发光器件发光；而水、乙醇、乙酸、乙二醇、甲醇、二甲亚砜和乙腈都可以是本例的平面电致发光器件发光。并且，对试验进行进一步分析发现，在极性溶液中，并不是极性越强或介电常数越高的溶剂，亮度越高；因为实验发现粘度对器件亮度也有影响；在正常的工作电压下，大于60V，水和乙醇的亮度基本一致，均比乙酸稍亮，而乙酸比乙二醇亮得多，水和甲醇的亮度也基本一致，均比二甲亚砜亮，而二甲亚砜比乙腈亮度更高。

(2)照明显示器件试验

将本例制备的平面电致发光器件制备成照明显示器件，即在本例的平面电致发光器件的基础上，在发光层上再用丝网印刷技术印制上导电性好且不易挥发的ITO水性溶液，即制成本例的照明显示器件。

将电极A、B分别接电源的正极和负极，电压100V，频率1000Hz。

采用深圳市鑫替晋科技有限公司的冷光智能检测仪对本例制备的照明显示器件进行亮度检测，具体的测试本例的电致发光板在电压100V，频率1000Hz下的亮度和电流值。

测试结果显示，本例的电致发光板在电压100V，频率1000Hz下，亮度为约为25cd/m²，发光效率约为0.21lm/W。同等实验条件下，普通EL器件亮度30cd/m²，发光效率约为0.11lm/W。可见，本例制备的平面电致发光器件制成照明显示器件时，虽然亮度较传统结构的EL低，但发光效率很高，能够满足照明显示器件的使用要求。

照明显示器件中，除可以采用ITO作为导电物质层以外，本例还分别采用了其它导电性较好的材料如铝、银、金和PEDOT进行了试验。PEDOT同样是采用PEDOT水性溶液丝印在发光层上；铝、银、金则采用真空镀膜技术将其镀在发光层上。结果显示，以铝、银、金和PEDOT作为导电物质层与ITO作为导电物质层效果相当。此外，根据平面电致发光器件的发光原理，本例还在平面电致发光器件的表面采用透明透光材料封装了一层极性溶液，因为，极性溶液书写在平面电致发光器件表面时会发光，因此，作为照明显示器件时，直接封装一层极性溶液在其表面，同样可以大大照明显示的效果。另外，为了达到不同的发光效果，本例还在导电物质层或在极性溶液中添加了不同颜色的荧光粉，从而获得发不同光的照明显示器件。

此外，发明人还对平面电致发光器件的电极、基板、绝缘层和发光层分别进行了试验。结果显示，电极A和电极B除可以采用银浆以外，其它的导电性强的金属材料，如铝、金和铜也都可以用于本例；至于基板，常规使用的EL基板都可以用于本申请，如玻璃板、塑料板、陶瓷片、布料、金属板和木板等；绝缘层和发光层同样都可以采用常规使用的材料，绝缘层除了本例的钛酸钡以外，还可以采用二氧化铪、五氧化二钽、二氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、Sialon、氧化钇和氧化铝；发光层除本例的硫化锌以外，还可以采用硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙和硫化锶等，至于掺杂也都可以采用常规的如锰、铜、碳纳米管、银、金、铝、铅离子、稀土离子掺杂等。

在以上试验的基础上，本例还对不同结构的平面电致发光器件进行了试验，具体如图2所示，采用发光层4将电极层夹于发光层4和基板1之间，绝缘层3设置于发光层4的表面；也就是说，将发光层4和绝缘层3换一下层叠的位置。所制备出的平面电致发光器件同样可以作为发光写字板或照明显示器件。

实施例二

本例对平面电致发光器件作为发光写字板时，不同频率和电压对发光亮度的影响进行了试验。采用实施例一制备的平面电致发光器件，以水作为书写液。

(1)固定输入频率，变化输入电压

将去离子水滴加在平面电致发光器件表面，用3cm×3cm的载玻片控制水的面积和厚度，用EL冷光测试仪测量发光亮度。分别在频率500Hz、1000Hz、1500Hz、3000Hz下进行试验，输入电压在0-180V间变化。具体的，在频率500Hz下，测试输入电压在0-180V间变化时的发光亮度；在频率1000Hz下，测试输入电压在0-180V间变化时的发光亮度；在频率1500Hz下，测试输入电压在0-180V间变化时的发光亮度；在频率3000Hz下，测试输入电压在0-180V间变化时的发光亮度。

测试结果如图4所示，从图中可以看出，电压越大，亮度越高，且亮度有趋于饱和的趋势；并且亮度与频率有关，频率越大亮度也越高。

(2)固定电压，变化输入频率

将去离子水滴加在平面电致发光器件表面，用3cm×3cm的载玻片控制水的面积和厚度，用EL冷光测试仪测量发光亮度。分别在固定输入电压70V、100V、150V下进行试验，输入频率在0-4000Hz间变化。具体的，在电压70V下，测试输入频率在0-4000Hz间变化时的发光亮度；在电压100V下，测试输入频率在0-4000Hz间变化时的发光亮度；在电压150V下，测试输入频率在0-4000Hz间变化时的发光亮度。

测试结果如图5所示，从图中可以看出，在所测范围内，亮度随着频率的增大而增大，而输入电压越大，亮度随频率的变化幅度越大。

可见，在固定输入功率下，输入电压增大可以提高发光亮度，但是这种提高具有饱和的趋势；而在输入电压固定的情况下，增大输入频率，也可以提高发光亮度，并且电压越大，增大输入频率能够提高的发光亮度幅度越大。此外，从直观的肉眼观察结果来看，随着频率由低到高的增加，平面电致发光器件的发光颜色依次由绿到蓝，再由蓝到紫变化，并且发光只在电极的正上方，也就是说，在电极A和电极B之间的间隔区域未发光。

实施例三

本例对电极A和电极B之间的间隔距离进行了试验，探究了电极间隔距离对发光亮度的影响。

具体的，在实施例一的基础上，固定电极的粗细为0.5mm，调节丝印的网版，使得电极A和电极B的间隔距离分别为0.4mm、1.0mm、1.75mm、3.2mm，其余与实施例一相同，获得本例的两个电极不同间隔距离的平面电致发光器件，即电极间距0.4mm的平面电致发光器件、电极间距1.0mm的平面电致发光器件、电极间距1.75mm的平面电致发光器件和电极间距3.2mm的平面电致发光器件。

将去离子水分别滴加在本例的四个平面电致发光器件表面，用3cm×3cm的载玻片控制水的面积和厚度，用EL冷光测试仪测量平面电致发光器件在输入功率为1000Hz下，输入电压分别为60V、80V、100V、120V、140V下的发光亮度。

测试结果如图6所示，结果显示，随着电极A和电极B的间隔距离增加，亮度减小，并且，在更高的电压下，发光亮度的减小幅度越大、越明显。

实施例四

本例对书写液的电导率对发光亮度的影响进行了试验，采用实施例一制备的平面电致发光器件，连接电源，以不同浓度的氯化钠为书写液进行试验。具体的，采用表1所示的四种电导率的液体作为书写液，同样用3cm×3cm的载玻片控制书写液的面积和厚度，用EL冷光测试仪测量四种书写液分别在输入频率1000Hz下，输入电压20V、40V、60V、80V、100V、120V、140V下的发光亮度。

表1不同浓度的氯化钠溶液及其电导率(25℃)

NaCl质量分数	0％	0.01％	0.10％	0.25％
					电导率μS/cm	＜10	210	2000	4750

注：表中的电导率是25℃下测得的电导率，其中NaCl质量分数0％，即纯水。

需要说明的是，在试验设计的时候，发现较高浓度的NaCl溶液在外加电压稍高时，会将平面电致发光器件烧坏，因此，本例采用了表1中的几个浓度的NaCl溶液进行试验。

测试结果如图7所示，结果显示，不同浓度NaCl的亮度差别虽不是特别明显，但基本是浓度越高，即电导率越大，亮度越高。从理论上可以很容易解释这一现象，当电导率增大后，电阻减小。加在发光层的场强增大，所以亮度有所提高。但是，另一方面，亮度变化太小，以至于也可以说电导率对亮度不会产生影响。

于是，本例分别设计了导电率高的石墨粉和锌粉的实验来验证电导率对器件发光的影响，即分别将石墨粉和金属锌粉撒到器件表面，通电后观测发光，结果显示，其亮度为约为10cd/m²。可见，导电率对发光的影响较小，即便采用导电率高的石墨粉和锌粉，其亮度仍然较小。

不过，通过与后续的书写液极性实验比较发现，不同浓度的氯化钠溶液对器件亮度影响较小的另一个原因是，极性对亮度产生了较大影响。而不同浓度的氯化钠溶液的极性基本一致，所以亮度变化小。

实施例五

本例对书写液的粘度对发光亮度的影响进行了试验，采用实施例一制备的平面电致发光器件，连接电源，以不同粘度的聚乙二醇作为书写液，测试不同粘度书写液的发光亮度。其中，不同聚合度或不同分子量的聚乙二醇(缩写PEG)具有不同的粘度。聚乙二醇分子量200～600者常温下是液体，分子量在600以上者就逐渐变为半固体状。分子量越大，溶液粘度越大。因此，本例分别采用了分子量为200、300、400的聚乙二醇进行试验，即PEG200、PEG300、PEG400。将PEG200、PEG300、PEG400分别滴加到实施例一制备的平面电致发光器件的表面，用3cm×3cm的载玻片控制书写液的面积和厚度，用EL冷光测试仪测量三种书写液分别在输入频率1000Hz下，输入电压20V、40V、60V、80V、100V、140V、160V下的发光亮度。

测试结果如图8所示，结果显示，粘度越大，亮度越低。分析认为，这是因为粘度主要影响迁移率，粘度越大，电导率越小，所以亮度越低。

实施例六

本例对书写液的极性对发光亮度的影响进行了试验，采用实施例一制备的平面电致发光器件，连接电源，以不同极性的溶剂作为书写液，测试不同极性书写液的发光亮度。

具体的，首先分别以甲苯、石油醚、正己烷、液体石蜡、二氧六环这些非极性溶剂或介电常数低的溶剂进行试验，结果显示，这些溶剂都不能使器件发光。然后分别采用甲醇、水、乙醇、乙酸、乙二醇、二甲亚砜和乙腈进行试验。同样用3cm×3cm的载玻片控制书写液的面积和厚度，用EL冷光测试仪测量七种书写液分别在输入频率1000Hz下，输入电压20V、40V、60V、80V、100V、120V、140V下的发光亮度。

其中甲醇、水、乙醇、乙酸、乙二醇、二甲亚砜和乙腈极性参数、介电常数和粘度如表2和表3所示，发光亮度测试结果如图9和图10所示。

表2不同溶剂的亮度、极性和粘度

亮度由大到小排列	水	乙醇(亮度和水差不多)	乙酸	乙二醇
					极性参数	10.2	4.3	6.2	6.9
介电常数(F/m)	80.4(20℃)	24.3	6.15(20℃)	37
					粘度(cP)	1	1.2	1.26	25.66

表3不同溶剂的亮度、极性和粘度

亮度(由大到小)	甲醇	水(亮度和甲醇差不多)	二甲亚砜	乙腈
					极性参数	6.6	10.2	7.2	6.2
介电常数(F/m)	33.7	80.4(20℃)	48.9(20℃)	37.5(21℃)
					粘度(cP)	0.6	1	2.24	0.37

表2和表3为甲醇、水、乙醇、乙酸、乙二醇、二甲亚砜和乙腈等溶剂的亮度、极性和粘度关系。同一平面电致发光器件的同一位置，在正常的工作电压下，即大于60V的情况下，水和乙醇的亮度基本一致，均比乙酸稍亮，而乙酸比乙二醇亮得多，表2和图9。同一平面电致发光器件的同一位置，在正常的工作电压下，即大于60V的情况下，水和甲醇的亮度基本一致，均比二甲亚砜亮，而二甲亚砜比乙腈亮度更高，表3和图10。

分析可知，最终平面电致发光器件的亮度是极性和粘度，或者更确切的说是介电常数和粘度共同影响的结果。表2中，水的极性和介电常数最大，粘度最小，所以亮度最高。乙二醇的粘度比其他溶剂大很多，所以亮度最低。表3中，乙腈和这个结论不太一致，原因可能是在实验过程中乙腈溶解了平面电致发光器件薄膜。

为了验证滴加的溶剂相当于电容，所以溶剂极性或说介电常数会影响平面电致发光器件的发光情况，本例用电化学综合测试仪测量并粗算了平面电致发光器件无溶剂时，和不同溶剂时的电容。

在电化学综合测试仪测得的数据中，有频率f和对应的阻抗虚部Z_im。由于绝缘层可视为一个电容，发光层可视为一个电容和一个稳压二极管并联。

首先，测量了无溶剂时的f和Z_im，由公式：

可得：log₁₀Z_im＝-log₁₀ω-log₁₀C

其中ω是交流电源运转的角速度，ω＝2πf，单位为弧度/秒。

以log₁₀Z_im为纵坐标，log₁₀ω为横坐标作图，得到与x轴交点，即为-log₁₀C。这样就可计算得器件总电容C。

然后测了液体石蜡、去离子水、甲醇的f和Zim。由于很多溶剂都会溶解薄膜，而且电化学阻抗分析仪不在通风橱内，所以很多溶剂没进行测试。结果如表4所示。

表4器件总电容

可以看出，不使器件发光的非极性溶剂，总体电容很小，和无溶剂时相差不大。而使器件发光的溶剂，其整体电容增加较多。

这说明，极性或说介电常数较高的溶剂可以通过影响器件整体的电容来影响发光。

实施例七

本例采用传统的方法制备传统的竖直结构电致发光板与实施例一的平面电致发光器件进行比较。

传统的竖直结构电致发光板，基底为ITO导电塑料，作为一个电极；再印刷两遍绝缘层材料，烘干，反复3次；印刷两遍发光层材料，烘干反复2次；再印刷两遍绝缘层材料，烘干，反复3次；最后印刷一遍Ag电极。由于上电极为不透光的银电极，下电极为可透光的ITO导电塑料，所以器件从下面发光。

由于实施例一的平面电致发光器件是利用书写液书写发光的，因此，测量时，仍将去离子水滴加在器件表面，用3cm×3cm载玻片控制水的面积和厚度。而传统的竖直结构电致发光板直接连接电源。测量两者在输入频率1000Hz下，输入电压30V、60V、90V、120V、150V和180V下的发光亮度，并将其绘制成图。并测量两者在输入频率1000Hz下，输入电压20V、40V、60V、80V、100V、120V、140V、160V和180V下的发光效率，并将其绘制成图。

测试结果如图11和图12所示，图11为亮度曲线图，图12为发光效率曲线图。从图11和图12可以看出，传统器件的亮度高于平面结构写字板的亮度，提高写字板亮度可以成为以后的一个研究方向。不过，相较于传统器件，平面结构写字板的发光效率却明显高出很多。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (12)

1.一种照明显示器件，其特征在于：所述照明显示器件包括平面电致发光器件，以及涂覆于所述平面电致发光器件表面的极化层，所述极化层为用透明透光材料封装的极性溶液；极化层的厚度为0.1μm-10cm；

所述平面电致发光器件包括基板(1)、电极层、绝缘层(3)和发光层(4)；

所述电极层包括电极A(21)和电极B(22)，电极A(21)和电极B(22)间隔排布的印制于所述基板(1)的表面，形成所述电极层，且相邻的电极A(21)和电极B(22)之间不接触；

所述绝缘层(3)将电极层夹于绝缘层(3)和基板(1)之间，所述发光层(4)设置于绝缘层(3)的表面；或者所述发光层(4)将电极层夹于发光层(4)和基板(1)之间，所述绝缘层(3)设置于发光层(4)的表面。

2.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述电极A(21)和电极B(22)的间隔距离为0.1nm-10cm。

3.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述电极A(21)和电极B(22)的间隔距离为0.1mm-3.0mm。

4.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述电极A(21)选自银、铝、金和铜中的至少一种；所述电极B(22)选自银、铝、金和铜中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述发光层的厚度为1-100μm。

6.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述发光层的厚度为10-30μm。

7.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述基板(1)选自玻璃板、塑料板、陶瓷片、布料、金属板和木板中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述绝缘层(3)由高介电常数材料或高介电常数材料的掺杂材料制备而成。

9.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述绝缘层(3)由钛酸钡、二氧化铪、五氧化二钽、二氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、Sialon、氧化钇和氧化铝中的至少一种制备而成。

10.根据权利要求1所述的照明显示器件，其特征在于：所述发光层(4)由硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙和硫化锶中的至少一种制成，或者硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙和硫化锶中的至少一种的量子点材料制成；所述硫化锌、硒化锌、硫化镉、硒化镉、氧化锌、硫化钙或硫化锶中掺杂有锰、铜、碳纳米管、银、金、铝、铅离子和稀土离子中的至少一种；所述稀土离子选自铕、铈、铒、钐和钕中的至少一种。

11.根据权利要求1-10任一项所述的照明显示器件，其特征在于：所述极化层的厚度为0.1μm-10mm。

12.根据权利要求1-10任一项所述的照明显示器件，其特征在于：所述极化层中含有荧光或磷光发光材料。