CN105704868A - 一种具有弹性拉伸的电致发光器件 - Google Patents

Abstract

一种具有弹性拉伸的电致发光器件，它包括：透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层；其特征是：弹性拉伸电致发光层是由电致发光材料与树脂橡胶混合制备成薄膜；透明导电复合层是由纳米导电材料与橡胶复合形成；弹性拉伸导电基层是由导电材料与橡胶混合制备而成；弹性拉伸电致发光层置于透明导电复合层与弹性拉伸导电基层中间；当在透明导电复合层与弹性拉伸导电基层间施加电场时，弹性拉伸电致发光层产生发光，它们在外力作用后具有柔性拉伸与回弹。

Description

一种具有弹性拉伸的电致发光器件

技术领域

本发明属于电致发光器件应用技术领域。

背景技术

电致发光器件已经广泛用于发光、显示、照明领域中，现有电致发光器件主要是塑料薄膜器件、玻璃器件、线状器件、搪瓷器件等，它们的基材使用的是塑料、玻璃、搪瓷、金属线、织布等，由于它们所依赖的基础基质材料是塑料薄膜、玻璃、金属片、金属线、织布等，均不具具有拉伸特性，所以它们有发光时也不具备弹性拉伸性质。同时它们使用了含锂离子导电材料形成夹层，其严重减弱了电致发光电容性质，复杂化了电致发光器件结构，使得发光强度较低，驱动电压较高，不能满足实际应用需求。

本发明一种具有弹性拉伸的电致发光器件，它包括：透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层；其特征是：它们相互复合之间加载导电胶粘剂层；导电胶粘剂层的电阻值大小变化，控制形成触摸发光，或压力发光，或拉伸发光，或温变发光的发光强度动态变化，弹性拉伸电致发光层置于透明导电复合层与弹性拉伸导电基层中间；当在透明导电复合层与弹性拉伸导电基层间施加电场时，弹性拉伸电致发光层产生发光，它们同时具有柔性拉伸与回弹，具备高亮度及稳定性应用条件。

本发明可以广泛用于发光、显示、照明领域，如服装、玩具、安全指示、建筑装饰、光电传感器、医疗器械、家电电子产品、车船等交通工具安全用品等。

发明内容

一种具有弹性拉伸的电致发光器件，它包括：透明导电复合层1、弹性拉伸电致发光层2、弹性拉伸导电基层3,它们共同被无色或彩色透明橡胶或树脂薄膜密封，形成密封层4,其特征是：弹性拉伸电致发光层是由电致发光材料与树脂橡胶混合制备成薄膜；透明导电复合层是由纳米导电材料与树脂橡胶复合形成；弹性拉伸导电基层是由导电材料与树脂橡胶混合制备而成；弹性拉伸电致发光层置于透明导电复合层与弹性拉伸导电基层中间；当在透明导电复合层与弹性拉伸导电基层间，通过两个电极5施加电场时，弹性拉伸电致发光层产生发光，同时它们在外力作用后具有柔性拉伸与回弹特性。

本发明中的透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，它们相互复合之间加载导电胶粘剂层；导电胶粘剂层的电阻值大小变化，控制形成触摸发光，或压力发光，或拉伸发光，或温变发光的发光强度动态变化，并且降低了发光起始电压，提高了发光强度。导电胶粘剂层主要为具有导电功能的共轭聚合物材料，或环氧类材料加入金属导电粉末、金属氧化物纳米材料、金属纳米材料形成。导电胶粘剂层可以使得透明导电复合层、弹性拉伸导电基层与弹性拉伸电致发光层紧密结合，同时控制导电胶粘剂层的材料成份比例、厚度，能够影响电阻值大小。

本发明中的透明导电复合层是由纳米导电材料与无色透明弹性拉伸树脂或橡胶混合制成透明导电橡胶薄膜；或者纳米导电材料喷涂、印刷在无色透明弹性拉伸橡胶表面，形成具有弹性拉伸的透明导电复合层，并与弹性拉伸电致发光层紧密接触；透明导电复合层使用金属线或金属网线作为电极连接线，并引出连接驱动器装置。纳米导电材料是纳米金属，如：银、金、铜等；也可以是纳米金属氧化物，如氧化锌、氧化铟、氧化锡等。无色透明弹性拉伸树脂或橡胶可以是硅树脂、硅橡胶、氟树脂、氟橡胶，或者天然类橡胶，也可以是丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶等。其意义在于降低了发光起始电压。

本发明中的弹性拉伸电致发光层中的树脂橡胶具备弹性拉伸，其是硅橡胶、氟橡胶、植物橡胶、硅树脂、氟树脂中的一种或多种混合物，其与电致发光材料混合后制备成薄膜，或印刷成膜，或甩胶成膜；电致发光材料使用彩色电致发光粉，发射出多色发光。电致发光层也可以使用有机发光材料，或量子点发光材料。无色或白色透明弹性拉伸树脂或橡胶可以是硅树脂、硅橡胶、氟树脂、氟橡胶，或者天然类橡胶，也可以是丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶等，以及助剂。电致发光粉末材料与树脂橡胶混合后形成的弹性拉伸电致发光层是发光器件的发射光源，明显提高了发光强度。本发明使用的树脂橡胶添加改性的氰乙基纤维素等化合物，明显提高亮度降低电压。

本发明中的弹性拉伸导电基层中的导电材料是超细金属粉末、导电碳粉、纳米导电材料中的一种或多种，它们与弹性拉伸树脂橡胶混合制备成薄膜；或者喷涂、印刷在弹性拉伸树脂橡胶薄膜表面，并与弹性拉伸电致发光层紧密复合接触；弹性拉伸导电基层使用金属线或金属网线作为电极连接线，并引出连接驱动器装置。导电基层中的导电材料与树脂橡胶混合比例应具备导电良好、电阻小，拉伸时不影响电阻，同时明显降低了发光时的功耗。弹性拉伸导电基层可以根据使用环境要求具备厚度与承受力，其是器件的基础部分。

本发明中的弹性拉伸电致发光层与弹性拉伸导电基层间加载弹性拉伸介电层，载弹性拉伸介电层是由弹性拉伸橡胶与介电材料混合制备形成。介电材料使用的是钛酸铜钙，该材料在本发明中与橡胶或树脂混合后弹性与结合力好于其它高介电材料30%，促进了发光强度的增加。

本发明中的透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层相互复合成膜后，使用无色或彩色透明橡胶或树脂薄膜密封，引出透明导电复合层与弹性拉伸导电基层电极，形成具有弹性拉伸的电致发光薄膜片状器件。密封后的器件可以抵抗潮湿、油污、雨水等，使得器件可以使用在恶劣环境中。透明导电复合层、弹性拉伸导电基层中加入具有良好导电性能的金属线、金属片，埋入中的金属线金属片弯曲有拉伸回弹形状。

本发明中的透明导电复合层与弹性拉伸导电基层电极与专用驱动器芯片连接控制；透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层、导电胶粘剂层，它们单一或统一制作成矩阵独立发光像素元，并与专用驱动器连接控制，形成具有弹性拉伸的电致发光矩阵显示器件。专用驱动器输入可以是DC3V-DC36V,也可以是AC70-280V，驱动器输出是AC80-380V，频率是50-4000HZ，或者更高，可以是单路或多路输出。

一种具有弹性拉伸的电致发光器件，它包括：透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，弹性拉伸电致发光层置于透明导电复合层与弹性拉伸导电基层中间；其特征是：弹性拉伸导电基层是由导电材料与树脂橡胶混合制备而成线体；在该线体外表面再制作包裹弹性拉伸电致发光层；弹性拉伸电致发光层是由电致发光材料与树脂橡胶混合制备而成，并包裹在弹性拉伸导电基层外部，形成线型发光器件，其连续长度可以达到千米以上；透明导电复合层是由纳米导电材料与树脂橡胶复合形成，包裹或喷涂在弹性拉伸电致发光层外表面；再使用弹性拉伸透明无色或彩色橡胶包裹密封透明导电复合层，形成具有弹性拉伸的电致发光线；当在透明导电复合层与弹性拉伸导电基层间施加电场时，具有弹性拉伸电致发光线器件产生彩色发光。

本发明中的透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，它们相互复合之间加载导电胶粘剂层；导电胶粘剂层的电阻值大小变化，控制形成触摸发光，或压力发光，或拉伸发光，或温变发光，或电压调节的发光强度动态变化；一根或多根具有弹性拉伸电致发光线缠绕组合成弹性电致发光缆线器件，使用单路或多路驱动器控制，形成各类动态变化效果发光线。

附图说明

图1弹性拉伸的电致发光器件结构图

图中结构为：

1.透明导电复合层

2.弹性拉伸电致发光层

3.弹性拉伸导电基层

4.密封层

5.电极

具体实施方式

一种具有弹性拉伸的电致发光器件，它包括：透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层,它们共同被无色或彩色透明橡胶或树脂密封,其特征是：弹性拉伸电致发光层是由电致发光材料与树脂橡胶混合制备成薄膜；透明导电复合层是由纳米导电材料与树脂橡胶复合形成；弹性拉伸导电基层是由导电材料与树脂橡胶混合制备而成；弹性拉伸电致发光层置于透明导电复合层与弹性拉伸导电基层中间；当在透明导电复合层与弹性拉伸导电基层间施加电场时，弹性拉伸电致发光层产生发光，同时它们在外力作用后具有柔性拉伸与回弹特性，即便是拉伸变形也可以发光闪动。

本发明中的透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，它们相互复合之间加载导电胶粘剂层，导电胶粘剂层厚度在0.001-0.1毫米；导电胶粘剂层的电阻值大小变化由导电材料加入数量决定，控制形成触摸发光，或压力发光，或拉伸发光，或温变发光的发光强度动态变化，并且降低了发光起始电压2-5倍，提高了发光强度1-3倍。导电胶粘剂层主要为具有导电功能的共轭聚合物材料，或环氧类材料加入金属导电粉末、金属氧化物纳米材料、金属纳米材料形成，如银、纳米银线，ITO纳米材料等。加入越多电阻越小，导电越好，但透过率降低。导电胶粘剂层可以使得透明导电复合层、弹性拉伸导电基层与弹性拉伸电致发光层紧密结合，同时控制导电胶粘剂层的材料成份比例、厚度，能够影响电阻值大小。

本发明中的透明导电复合层是由纳米导电材料与无色透明弹性拉伸树脂或橡胶混合制成透明导电橡胶薄膜，其厚度在0.1-1毫米；或者纳米导电材料喷涂、印刷在无色透明弹性拉伸橡胶表面，形成具有弹性拉伸的透明导电复合层，并与弹性拉伸电致发光层紧密接触；透明导电复合层使用金属线或金属网线作为电极连接线，并引出连接驱动器装置。纳米导电材料是纳米金属，如：银、金、铜等；也可以是纳米金属氧化物，如氧化锌、氧化铟、氧化锡等。无色透明弹性拉伸树脂或橡胶可以是硅树脂、硅橡胶、氟树脂、氟橡胶，或者天然类橡胶，也可以是丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶等，它们的弹性伸缩率在20%-70%。其意义在于降低了发光起始电压到30V，并透明导电，提高发光透过率。

本发明中的弹性拉伸电致发光层中的树脂橡胶具备弹性拉伸，其是硅橡胶、氟橡胶、植物橡胶、硅树脂、氟树脂中的一种或多种混合物，其与电致发光材料混合后制备成薄膜，或印刷成膜，或甩胶成膜；电致发光层厚度控制在0.01-0.1毫米为佳，电致发光材料使用彩色电致发光粉，硫化锌粉末发光材料，电致发光粉加入量为树脂、橡胶的20-70%，如市售型号D417S、D512B、D502C等，发射出多色发光，当然彩色发光或白色发光也可以通过荧光颜料或染料实现。无色或白色透明弹性拉伸树脂或橡胶可以是硅树脂、硅橡胶、氟树脂、氟橡胶，或者天然类橡胶，也可以是丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶等，以及助剂。电致发光粉末材料与树脂橡胶混合后形成的弹性拉伸电致发光层是发光器件的发射光源，明显提高了发光强度2倍以上。本发明使用的树脂橡胶添加改性的氰乙基纤维素等化合物，明显提高亮度降低电压。

本发明中的弹性拉伸导电基层中的导电材料是超细金属粉末、导电碳粉、纳米导电材料中的一种或多种，但然也可以是石墨烯等其它导电材料，它们与弹性拉伸树脂橡胶混合制备成薄膜，薄膜厚度可以0.1-2毫米，或者更厚；或者喷涂、印刷在弹性拉伸树脂橡胶薄膜表面，并与弹性拉伸电致发光层紧密复合接触；弹性拉伸导电基层使用金属线或金属网线作为电极连接线，并引出连接驱动器装置。导电基层中的导电材料与树脂橡胶混合比例应具备导电良好、电阻小，拉伸时不影响电阻，同时明显降低了发光时的功耗。弹性拉伸导电基层可以根据使用环境要求具备厚度与承受力，其是器件的基础部分。

本发明中的弹性拉伸电致发光层与弹性拉伸导电基层间加载弹性拉伸介电层，载弹性拉伸介电层是由弹性拉伸橡胶与介电材料混合制备形成，其厚度控制在0.01-0.5毫米。介电材料使用的是钛酸铜钙，该材料在本发明中与橡胶或树脂混合后弹性与结合力好于其它高介电材料30%，促进了发光强度的增加。

本发明中的透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层相互复合成膜后，使用无色或彩色透明橡胶或树脂薄膜密封，彩色实现可以通过添加荧光染料或颜料，白色发光也是如此。引出透明导电复合层与弹性拉伸导电基层电极，形成具有弹性拉伸的电致发光薄膜片状器件。密封后的器件可以抵抗潮湿、油污、雨水等，使得器件可以使用在恶劣环境中。

本发明中的透明导电复合层与弹性拉伸导电基层电极与专用驱动器连接控制；透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层、导电胶粘剂层，它们单一或统一制作成矩阵独立发光像素元，并与专用驱动器连接控制，形成具有弹性拉伸的电致发光矩阵显示器件。专用驱动器输入可以是DC3V-DC36V,也可以是AC70-280V，驱动器输出是AC80-380V，频率是50-4000HZ，或者更高，可以是单路或多路输出。

一种具有弹性拉伸的电致发光器件，它包括：透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，弹性拉伸电致发光层置于透明导电复合层与弹性拉伸导电基层中间；其特征是：弹性拉伸导电基层是由导电材料与树脂橡胶混合制备而成线体；弹性拉伸电致发光层是由电致发光材料与树脂橡胶混合制备而成，并包裹在弹性拉伸导电基层外部；透明导电复合层是由纳米导电材料与树脂橡胶复合形成，包裹或喷涂在弹性拉伸电致发光层外表面；再使用弹性拉伸透明无色或彩色橡胶包裹密封透明导电复合层；当在透明导电复合层与弹性拉伸导电基层间施加电场时，具有弹性拉伸电致发光线器件产生彩色发光，其可以向皮筋或弹簧一样，在外力作用下拉伸发光，并有彩色强弱层次发光。

本发明中的透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，它们相互复合之间加载导电胶粘剂层；导电胶粘剂层的电阻值大小变化，控制形成触摸发光，或压力发光，或拉伸发光，或温变发光，或电压调节的发光强度动态变化；一根或多根具有弹性拉伸电致发光线缠绕组合成弹性电致发光缆线器件，使用单路或多路驱动器控制，形成各类动态变化效果发光线。其可以用于各类功能性电线、绳缆线等，形状可以是圆形、方形、螺旋形等规则与不规则形状。

本发明中透明导电复合层、弹性拉伸导电基层中均可加入金属导电丝、片等，提高导电性能，如加入螺旋弹簧形的导电铜丝、波浪形折片等，将它们埋入树脂橡胶中，均可以提高导电效率，同时不影响拉伸回弹，增加极限拉力强度。

本发明优点在于

1)本发明使用时发光器件具有弹性伸缩，同时降低了使用电压，提高了发光强度，可根据电阻值大小变化，其配有照度计、CCD成像、光纤等，控制形成触摸发光，或压力发光，或拉伸发光，或温变发光，或电压调节的发光强度动态变化的光电传感器。如压力发光传感器，压力大发光强，用于测量重量、风速、水流速、拉力等。其它传感器可以用于超高电压测量、温度变化测量、张力变化测量等。

2)本发明使用本发明可以广泛用于发光、显示、照明领域，如服装、玩具、安全指示、建筑装饰、光电传感器、医疗器械、家电电子产品、车船等交通工具安全用品等。本发明可以用于手机、计算机、耳机、电线、冰箱、洗衣机、汽车、体育器材、鞋帽、服装、门窗、电梯、摩托车、自行车、通道安全指示、拉力绳索、地铁、灯具、电源开关、按摩用具、机器臂、安全警告显示等。

本发明是面光源或线光源，其可以通过电子芯片控制组合成动态智能发光显示，如使用声控、光控，或与自动机器连接，可以显示图案、文字等。用于可弯曲显示器、电压显示、动态霓虹灯、3D电致发光器件、物体的立体显示等。

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 (10)

1.一种具有弹性拉伸的电致发光器件，它包括：透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层；其特征是：弹性拉伸电致发光层是由电致发光材料与树脂橡胶混合制备成薄膜；透明导电复合层是由纳米导电材料与橡胶复合形成；弹性拉伸导电基层是由导电材料与橡胶混合制备而成；弹性拉伸电致发光层置于透明导电复合层与弹性拉伸导电基层中间；当在透明导电复合层与弹性拉伸导电基层间施加电场时，弹性拉伸电致发光层产生发光，它们在外力作用后具有柔性拉伸与回弹。

2.如权利要求1所述一种具有弹性拉伸的电致发光器件，透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，它们相互复合之间加载导电胶粘剂层；导电胶粘剂层的厚度与电阻值大小变化，控制形成触摸发光，或压力发光，或拉伸发光，或温变发光的发光强度动态变化。

3.如权利要求1所述一种具有弹性拉伸的电致发光器件，透明导电复合层是由纳米导电材料与无色透明弹性拉伸树脂或橡胶混合制成透明导电橡胶薄膜；或者纳米导电材料喷涂、印刷在无色透明弹性拉伸橡胶表面，形成具有弹性拉伸的透明导电复合层，并与弹性拉伸电致发光层紧密接触；透明导电复合层使用金属线或金属网线作为电极连接线，并引出连接驱动器装置。

4.如权利要求1所述一种具有弹性拉伸的电致发光器件，弹性拉伸电致发光层中的树脂橡胶具备弹性拉伸，其是硅橡胶、氟橡胶、植物橡胶、硅树脂、氟树脂中的一种，其与电致发光材料混合后制备成薄膜，或印刷成膜，或甩胶成膜；电致发光材料使用彩色电致发光粉，发射出多色发光。

5.如权利要求1所述一种具有弹性拉伸的电致发光器件，弹性拉伸导电基层中的导电材料是超细金属粉末、导电碳粉、纳米导电材料中的一种或多种，它们与弹性拉伸树脂橡胶混合制备成薄膜；或者喷涂、印刷在弹性拉伸树脂橡胶薄膜表面，并与弹性拉伸电致发光层紧密复合接触；弹性拉伸导电基层使用金属线或金属网线作为电极连接线，并引出连接驱动器装置。

6.如权利要求1所述一种具有弹性拉伸的电致发光器件，弹性拉伸电致发光层与弹性拉伸导电基层间加载弹性拉伸介电层，载弹性拉伸介电层是由弹性拉伸橡胶与介电材料混合制备形成，介电材料为钛酸铜钙。

7.如权利要求1所述一种具有弹性拉伸的电致发光器件，透明导电复合层、弹性拉伸导电基层中加入具有良好导电性能的金属线、金属片，埋入中的金属线金属片弯曲有拉伸回弹形状；透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层相互复合成膜后，使用无色或彩色透明橡胶薄膜密封，引出透明导电复合层与弹性拉伸导电基层电极，形成具有弹性拉伸的彩色电致发光薄膜片状器件。

8.如权利要求1所述一种具有弹性拉伸的电致发光器件，透明导电复合层与弹性拉伸导电基层电极与专用驱动器连接控制；透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层、导电胶粘剂层，它们单一或统一制作成矩阵独立发光像素元，并与专用驱动器及芯片连接控制，形成具有弹性拉伸的电致发光矩阵显示器件。

9.一种具有弹性拉伸的电致发光器件，它包括：透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，弹性拉伸电致发光层置于透明导电复合层与弹性拉伸导电基层中间；其特征是：弹性拉伸导电基层是由导电材料与树脂橡胶混合制备而成线体；弹性拉伸电致发光层是由电致发光材料与树脂橡胶混合制备而成，并包裹在弹性拉伸导电基层外部；透明导电复合层是由纳米导电材料与树脂橡胶复合形成，包裹或喷涂在弹性拉伸电致发光层外表面；再使用弹性拉伸透明无色或彩色橡胶包裹密封透明导电复合层；当在透明导电复合层与弹性拉伸导电基层间施加电场时，具有弹性拉伸电致发光线器件产生彩色发光。

10.如权利要求9所述一种具有弹性拉伸的电致发光器件，透明导电复合层、弹性拉伸电致发光层、弹性拉伸导电基层，它们相互复合之间加载导电胶粘剂层；导电胶粘剂层的电阻值大小变化，控制形成触摸发光，或压力发光，或拉伸发光，或温变发光，或电压调节的发光强度动态变化；一根或多根具有弹性拉伸电致发光线缠绕组合成弹性电致发光缆线器件，使用单路或多路驱动器控制，形成各类动态变化效果发光线。