CN106455242A - 一种石墨烯电致发光点阵显示面板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种石墨烯电致发光点阵显示面板及其制作方法，该显示面板自上而下依次包括上导电层、过渡层、下导电层、保护层，上导电层上与过渡层贴合的一面印刷有发光材料，上导电层为石墨烯薄膜，发光材料在上导电层的表面形成发光点阵。本发明的石墨烯电致发光点阵显示面板及其制作方法，通过在石墨烯上导电层上均匀涂布矩阵形式的发光材料，构成图案化的显示面板。该石墨烯电致发光矩阵显示面板能够实现图案化，解决了传统冷光片显示单调的问题，且两层发光层的结构提升石墨烯电致发光点阵显示面板发光亮度。

Description

一种石墨烯电致发光点阵显示面板及其制作方法
技术领域
本发明涉及电致发光光源技术领域，特别是涉及一种石墨烯电致发光点阵显示面板及其制作方法。
背景技术
电致发光是在电场作用下将电能转换为光能使物体发光的现象。电致发光冷光片因其能够均匀发光、耗电低且具有亮度高等优点，在日常生活中，能够用于照明、显示与背光等领域。但是，目前市场上的电致发光冷光片的导电层为氧化铟锡，具有易损坏、透光性不佳且价格高昂等缺点，更为重要的是，目前的冷光片发光较单调，不能满足人们对图案化显示的追求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种石墨烯电致发光点阵显示面板及其制作方法，用于解决现有技术中电致发光冷光片易损坏、透光性不佳且价格高昂等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种石墨烯电致发光点阵显示面板，自上而下依次包括上导电层、过渡层、下导电层、保护层，所述上导电层上与过渡层贴合的一面印刷有发光材料，所述上导电层为石墨烯薄膜，所述发光材料在所述上导电层的表面形成发光点阵。
进一步地，所述石墨烯薄膜为1-10层单晶或者多晶石墨烯。
进一步地，所述发光材料选自ZnS:Mn、ZnS:Tb、SrS:Ce中的一种或几种组合。上述材料具有能带宽、折射率高、透光率高等物理特性，均是具有优良荧光效应及电致发光功能的材料。
更进一步地，所述ZnS:Mn材料中，Mn与ZnS的质量比为(0.1-1)：100；所述ZnS:Tb材料中，Tb与ZnS的质量比为(0.1-1)：100；所述SrS:Ce材料中，Ce与SrS的质量比为(0.1-1)：100。0.1-1之间的可以任意取值，具体可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等。
进一步地，所述上导电层的厚度为0.34-3nm，所述发光材料的印刷厚度为1-20μm，所述过渡层的厚度为5-10μm，所述下导电层的厚度为1-10μm，所述保护层的厚度为50-700μm。
进一步地，所述过渡层包括介质层和绝缘层。
进一步地，所述介质层的材料选自紫外光固化胶。
进一步地，所述绝缘层的材料选自SiNO、BaTiO3或CeTiO2，上述材料具有高透光率、高介电常数等特性。
进一步地，所述下导电层的材料选自银浆。
进一步地，所述保护层为玻璃、透明塑料薄膜或绝缘透明涂料。
进一步地，所述发光材料在所述上导电层的表面形成发光点阵。
进一步地，所述发光材料在所述上导电层上形成矩阵。当然，也可以根据需要，采用发光材料在上导电层上印刷其他形状的图案，进而形成不同的发光图案。
进一步地，所述上导电层、下导电层上均设有用于与电源插头相连的连接导线。
本发明第二方面提供上述石墨烯电致发光点阵显示面板的制作方法，包括如下步骤：
A、制作材质为石墨烯薄膜的上导电层；
B、在所述上导电层上印刷发光材料；
C、在印刷有发光材料的上导电层上依次形成过渡层、下导电层、保护层。
进一步地，步骤A中，将石墨烯薄膜置于100-140℃下干燥10-40min，制得所述上导电层。
进一步地，步骤B中，将发光材料配制成水溶液进行印刷，发光材料在水溶液中的质量浓度为70-90％，具体可以为70％、75％、80％、85％、90％等；所述上导电层上印刷发光材料后，将上导电层置于110-130℃下固化10-30min。
进一步地，步骤C中，形成过渡层之后，将其置于110-130℃下固化10-30min。
进一步地，步骤C中，形成下导电层之后，将其置于60-100℃下固化10-15min。
进一步地，步骤C中，形成保护层之后，采用1000-1500mj/cm2能量的紫外光进行固化。
进一步地，步骤C中，还包括在所述上导电层、下导电层上设置用于与电源插头相连的连接导线。
如上所述，本发明的一种石墨烯电致发光点阵显示面板及其制作方法，具有以下有益效果：本发明采用二维平面材料石墨烯作为上导电层，石墨烯是由sp2杂化结构构成的，单层石墨烯的透过率高达97.7％，且具有优异的电学、热学和力学性能，可以于制作大面积冷光板。在石墨烯上导电层上印刷矩阵形式的两层发光层，使得石墨烯电致发光矩阵显示面板能够实现显示图案化，在保证石墨烯电致发光矩阵显示面板发光稳定性和发光亮度的前提下，丰富面板的显示内容；且本发明的石墨烯电致发光矩阵显示面板还具有制作工艺简便的优点，适合于石墨烯材料的石墨烯电致发光矩阵显示面板制作工艺。
附图说明
图1显示为本发明实施例的石墨烯电致发光矩阵显示面板结构示意图。
零件标号说明
1—上导电层
2—发光材料
3—矩阵
4—过渡层
5—下导电层
6—保护层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如图1所示为本发明石墨烯电致发光矩阵显示面板实施例的结构示意图。该石墨烯电致发光矩阵显示面板自上而下依次包括上导电层1、过渡层4、下导电层5、保护层6，上导电层1上与过渡层4贴合的一面印刷有发光材料2，上导电层1为石墨烯薄膜，发光材料2在上导电层1的表面形成发光点阵。
上导电层1为石墨烯薄膜，石墨烯薄膜由sp2杂化结构构成，为1-10层单晶或者多晶石墨烯，透过率高达97.7％，上导电层1上印刷有发光材料2，通过横向和纵向印刷发光材料2，使得发光材料2在上导电层1上形成矩阵3，过渡层4包括介质层和绝缘层，下导电层5为银浆。
上导电层1的厚度为0.34-3nm，发光材料2的印刷厚度为1-20μm，过渡层4的厚度为5-10μm，下导电层5的厚度为1-10μm，保护层6的厚度为50-700μm。其中，发光材料2的印刷厚度具体可以为1μm、3μm、5μm、6μm、10μm、13μm、15μm、18μm、20μm等。下导电层5的厚度具体可以为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、7μm、8μm、10μm等；过渡层4的作用为提供发光激子传输空间，并防止上下导电层短路。
本实施例的石墨烯电致发光矩阵显示面板，通过发光材料2在石墨烯薄膜上导电层1上形成矩阵3，构成矩阵形式的显示面板，使得显示面板能够实现图案化，且能够保证石墨烯电致发光矩阵显示面板的发光稳定性和发光亮度；本发明的石墨烯电致发光矩阵显示面板还具有制作工艺简便的优点。
实施例1
本实施例的石墨烯电致发光矩阵显示面板制作方法，包括如下步骤：
A、采用表面去除杂质的石墨烯薄膜制备上导电层1，该石墨烯薄膜在100℃温度下干燥20min，制得上导电层1。
B、在石墨烯薄膜上导电层1的其中一个表面印刷厚度为1μm的发光材料2，发光材料2先横向印刷，再纵向印刷，形成矩阵3，即为发光层，并固化，具体是在上导电层1表面印刷完发光材料2后，将其置于110℃下固化30min；本实施例的发光材料2选用ZnS:Mn，Mn与ZnS的质量比为1：100，将发光材料2配制成水溶液进行印刷；配制水溶液时，ZnS:Mn复合材料在水溶液中的质量浓度为90％。
C、在上导电层1上印刷有发光材料2的一面印刷过渡层4，并固化，具体是将其置于110℃下固化30min；该过渡层4包括介质层和绝缘层，其中，介质层材料选自紫外光固化胶，绝缘层的材料选自高透光率、高介电常数的SiNO、BaTiO3、CeTiO2中的一种或几种组合，本实施例的透明绝缘层的材料为高透光率、高介电常数的SiNO。
D、在过渡层4上印刷银浆，形成厚度为1μm的下导电层5，并固化，具体是将其置于60℃下固化15min。
E、在下导电层5上印刷保护层6，保护层6采用玻璃、高透明度塑料薄膜，或在下导电层5上喷涂绝缘透明的保护性涂料，本实施例的保护层采用玻璃。形成保护层6之后，采用1000-1500mj/cm2能量的紫外光进行固化。
F、在上导电层1和下导电层5上均设置用于与电源插头相连的连接导线。
本实施例制得的面板发光亮度≥160cd/㎡，发光效率≥150lm/W，最小半衰减寿命≥8000h。最小半衰减寿命是指：显示面板发光亮度衰减为起始亮度的一半时的使用时间。
实施例2
本实施例的石墨烯电致发光矩阵显示面板制作方法，包括如下步骤：
A、采用表面去除杂质的石墨烯薄膜制备上导电层1，该石墨烯薄膜在140℃温度下干燥10min，制得上导电层1。
B、在上导电层1的其中一个表面印刷厚度为20μm的发光材料2，发光材料2先横向印刷，再纵向印刷，形成矩阵3，即为发光层，并固化，具体是在上导电层1上印刷完发光材料2后，将其置于130℃下固化10min；发光材料2选自ZnS:Mn、ZnS:Tb、SrS:Ce中的一种或几种组合，本实施例的发光材料2选用SrS:Ce，Ce与SrS的质量比为0.1：100，将发光材料2配制成水溶液进行印刷；配制水溶液时，SrS:Ce复合材料在水溶液中的质量浓度为70％。
C、在上导电层1上印刷有发光材料2的一面印刷过渡层4，并固化，具体是将其置于130℃下固化10min；该过渡层4包括介质层和绝缘层，其中，介质层材料为紫外光固化胶，绝缘层的材料为高透光率、高介电常数的CeTiO2。
D、在过渡层4上印刷银浆，形成厚度为10μm的下导电层5，并固化，具体是将其置于100℃下固化10min。
E、在下导电层5上印刷保护层6，保护层6采用玻璃、高透明度塑料薄膜或在银浆背电极上喷涂的绝缘透明保护性涂料，本实施例的保护层6采用高透明度塑料薄膜。形成保护层6之后，采用1000-1500mj/cm2能量的紫外光进行固化。
F、在上导电层1和下导电层5上设置用于与电源插头相连的连接导线。
本实施例制得的面板发光亮度＞150cd/㎡，发光效率＞100lm/W，最小半衰减寿命＞7000h。
本发明利用1-10层碳原子单晶或优质多晶石墨烯薄膜作为透明电极，其载流子浓度更高且电极更薄，在外加电压的驱动下，产生更多的发光激子，激子在电场作用下由激发态以辐射跃迁方式完成迁移，释放更多的能量，从而使得发光亮度更高，本发明的面板发光亮度在150cd/㎡以上，发光效率大于100lm/W，比传统的EL面板高出约2倍，最小半衰减寿命7000小时以上。
综上所述，本发明的石墨烯电致发光点阵显示面板及其制作方法，通过在石墨烯上导电层上均匀涂布矩阵或其他排布(如丝网印刷)形式的发光材料，构成图案化的显示面板。该石墨烯电致发光显示面板能够实现图案化显示，解决了传统冷光片显示单调的问题，当印刷两层发光材料的结构时，还可进一步提升石墨烯电致发光点阵显示面板发光亮度。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种石墨烯电致发光点阵显示面板，其特征在于，自上而下依次包括上导电层(1)、过渡层(4)、下导电层(5)、保护层(6)，所述上导电层(1)上与过渡层(4)贴合的一面印刷有发光材料(2)，所述上导电层(1)为石墨烯薄膜，所述发光材料(2)在所述上导电层(1)的表面形成发光点阵。
2.根据权利要求1所述的石墨烯电致发光点阵显示面板，其特征在于：所述石墨烯薄膜为1-10层单晶或者多晶石墨烯。
3.根据权利要求1所述的石墨烯电致发光点阵显示面板，其特征在于：所述发光材料(2)选自ZnS:Mn、ZnS:Tb、SrS:Ce中的一种或几种组合。
4.根据权利要求3所述的石墨烯电致发光点阵显示面板，其特征在于：所述ZnS:Mn材料中，Mn与ZnS的质量比为(0.1-1)：100；所述ZnS:Tb材料中，Tb与ZnS的质量比为(0.1-1)：100；所述SrS:Ce材料中，Ce与SrS的质量比为(0.1-1)：100。
5.根据权利要求1所述的石墨烯电致发光点阵显示面板，其特征在于：所述上导电层(1)的厚度为0.34-3nm，所述发光材料(2)的印刷厚度为1-20μm，所述过渡层(4)的厚度为5-10μm，所述下导电层(5)的厚度为1-10μm，所述保护层(6)的厚度为50-700μm。
6.根据权利要求1所述的石墨烯电致发光点阵显示面板，其特征在于：所述过渡层(4)包括介质层和绝缘层，所述介质层的材料选自紫外光固化胶，所述绝缘层的材料选自SiNO、BaTiO3、CeTiO2中的一种或几种组合。
7.根据权利要求1所述的石墨烯电致发光点阵显示面板，其特征在于：所述下导电层(5)的材料选自银浆，所述保护层(6)为玻璃、透明塑料薄膜或绝缘透明涂料，所述上导电层(1)、下导电层(5)上均设有用于与电源插头相连的连接导线。
8.根据权利要求1所述的石墨烯电致发光点阵显示面板，其特征在于：所述发光材料(2)在所述上导电层(1)的表面形成矩阵(3)。
9.如权利要求1-8任意一项所述的石墨烯电致发光点阵显示面板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、制作材质为石墨烯薄膜的上导电层(1)；
B、在所述上导电层(1)上印刷发光材料(2)；
C、在印刷有发光材料(2)的上导电层(1)上依次形成过渡层(4)、下导电层(5)、保护层(6)。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于：步骤A中，将石墨烯薄膜置于100-140℃下干燥10-40min，制得所述上导电层(1)；步骤B中，将发光材料(2)配制成水溶液进行印刷，发光材料(2)在水溶液中的质量浓度为70-90％，所述上导电层(1)上印刷发光材料(2)的水溶液后，将上导电层(1)置于110-130℃下固化10-30min；步骤C中，形成过渡层(4)之后，将其置于110-130℃下固化10-30min；形成下导电层(5)之后，将其置于60-100℃下固化10-15min；形成保护层(6)之后，采用1000-1500mj/cm2能量的紫外光进行固化；步骤C中，还包括在所述上导电层(1)、下导电层(5)上设置用于与电源插头相连的连接导线。
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