CN109585667B - 一种电光纳米涂料结构器件及其制备方法以及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电光纳米涂料结构器件，包括：依次复合的基底、电子输运层、电介质层、发光涂料层、导电层和封装层，以及分别与电子输运层和导电层相连的正负电极，所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括发光纳米材料和溶剂。本发明提供的电光纳米涂料结构器件中发光涂料层所用的发光涂料具有颜色多种可选、稳定性高、成本低、合成工艺简单且光量子效率高等特点。相比传统涂料工艺，本发明利用电致发光原理在不改变涂料原有的优良附着力的情况下，掺入纳米电光材料，在白天发光图案被隐藏于环境之中，黑暗环境时通电可视发光图形。
Description
技术领域
本发明属于发光器件技术领域，具体涉及一种电光纳米涂料结构器件及其制备方法以及应用。
背景技术
目前，市场上涂料的装饰功能体现在颜色、光泽、图案和平整性等方面，在不同材质的物件涂上涂料，可得到五光十色、绚丽多彩的外观，起到美化人类生活环境的作用，对人类的物质生活和精神生活做出不容忽视的贡献。但是这些绚丽多彩的外观都仅仅局限于明亮的环境下，在黑暗的环境下其装饰功能完全丧失。尽管现在出现了蓄光涂料，但蓄光涂料发出的光线过于暗淡，而且发光时长有限，需要吸收紫外线，到夜晚才可发出微弱的可见光。另外一种涂料为自发光涂料，该涂料中不仅添加有蓄光涂料用的荧光材料，而且使用了可以生产放射线能量而发光的物质。由于自发光涂料含有放射性物质，对人体有害，不能流入市场，因而限制了它的应用。因此，可在夜晚发光的环保电光涂料具有广阔的应用市场，将走进千家万户为人们生活带来便利。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电光纳米涂料结构器件及其制备方法以及应用，本发明提供的电光纳米涂料结构器件利用电致发光原理在不改变涂料原有的优良附着力的情况下，掺入纳米电光材料，在白天发光图案被隐藏于环境之中，黑暗环境时通电可视发光图形。
本发明提供了一种电光纳米涂料结构器件，包括：依次复合的基底、电子输运层、电介质层、发光涂料层、导电层和封装层，以及分别与电子输运层和导电层相连的正负电极，所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括发光纳米材料和溶剂。
优选的，所述发光纳米涂料包括：
乙酸正丁酯20wt％～45wt％，二甲苯20wt％～45wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯5wt％～20wt％，溶剂石脑油5wt％～15wt％，乙苯10wt％～25wt％，异丁醇3wt％～5wt％，发光纳米材料1wt％～5wt％；所述发光纳米材料选自选自无机钙钛矿纳米材料、有机-无机杂化钙钛矿纳米材料或者石墨烯量子点；
所述发光涂料层的厚度为50～200μm。
优选的，所述基底选自隔离层与导电基底复合而成的复合基底或非导电基底，所述基底为平面或曲面。
优选的，所述电荷运输层由石墨烯导电油墨制备而成，所述石墨烯导电油墨包括：
粘结树脂20wt％～50wt％、醇类溶剂30wt％～65wt％、石墨烯10wt％～45wt％、分散剂1wt％～3wt％、消泡剂1wt％～3wt％、稳定剂1wt％～3wt％；
所述电子输运层的厚度为50～200μm。
优选的，所述电介质层为氧化钛纳米颗粒层，所述氧化钛纳米颗粒层由氧化钛纳米颗粒浆料制备而成，所述氧化钛纳米颗粒浆料包括：
乙酸正丁酯20wt％～45wt％，二甲苯20wt％～45wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯5wt％～20wt％，溶剂石脑油5wt％～15wt％，乙苯10wt％～25wt％，异丁醇3wt％～5wt％，纳米钛氧化物1wt％～5wt％；
所述电介质层的厚度为25～100μm。
优选的，所述导电层由铜导电浆液制备而成，所述铜导电浆液包括：
聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)5wt％～10wt％，乙二醇9wt％～20wt％，二丙二醇二甲醚2wt％～5wt％，铜粉70wt％～83wt％；
所述导电层的厚度为50～200μm。
优选的，所述封装层由LED封装胶水制备得到，所述封装层的厚度为50～300μm。
本发明还提供了一种上述器件的制备方法，包括以下步骤：
1)在基底表面制备电子输运层；
2)在所述电子输运层表面制备电介质层；
3)在所述电介质层表面制备发光涂料层；
4)在所述发光涂料层表面制备导电层；
5)在所述导电层表面制备封装层；
6)将所述正负电极分别连接电子输运层和导电层，得到电光纳米涂料结构器件。
优选的，步骤1)中，所述制备电子输运层的方法为：在基底表面喷镀石墨烯导电油墨，烘干，得到电子输运层；根据所述发光图形的形状，控制石墨烯导电油墨喷镀形成的形状；
步骤2)中，所述制备电介质层的方法为：在所述电子输运层表层和边缘喷镀氧化钛纳米颗粒浆料，烘干，得到电介质层；
步骤3)中，所述制备发光涂料层的方法为：在所述电介质层表面喷镀发光纳米涂料，烘干，得到发光涂料层；
步骤4)中，所述制备导电层的方法为：在所述发光涂料层表面喷镀导电浆液，干燥，得到导电层；
步骤5)中，所述制备封装层的方法为：将封装用胶水喷镀在导电层表面以及暴露的发光涂料层表面，得到封装层；
步骤6)中，将电源的正负电极用导线分别连接导电层和电子输运层，再对接头处进行封装处理。
本发明还提供了一种电光纳米涂料结构器件在室内装潢、文化创意产品、便捷荧光标识或楼梯亮化中的应用。所述电光纳米涂料结构器件为上述电光纳米涂料结构器件或上述制备方法制备得到的电光纳米涂料结构器件。
与现有技术相比，本发明提供了一种电光纳米涂料结构器件，包括：依次复合的基底、电子输运层、电介质层、发光涂料层、导电层和封装层，以及分别与电子输运层和导电层相连的正负电极，所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括发光纳米材料和溶剂。本发明提供的电光纳米涂料结构器件中发光涂料层所用的发光涂料具有颜色多种可选、稳定性高、成本低、合成工艺简单且光量子效率高等特点。相比传统涂料工艺，本发明利用电致发光原理在不改变涂料原有的优良附着力的情况下，掺入纳米电光材料，在白天发光图案被隐藏于环境之中，黑暗环境时通电可视发光图形。不同于普通蓄光涂料，本发明的纳米电光涂料是利用电致发光原理实现发光强度、时长均可控制，且几乎不受环境影响。相比于现有电致发光器件，本发明利用纳米技术对基底材料具有超高的包容性，可以在曲面的基底上制备，并且电光器件结构具有超薄的厚度(<1mm)，拓宽电致发光器件的应用范围，这对将更多的块状器件柔性化产生很大的指导意义，具有高发光效率、发光颜色可变、超薄的器件尺寸、图形定制化、无毒、衬底高度兼容等优点。
附图说明
图1为本发明提供的电光纳米涂料结构器件的结构示意图；
图2为本发明提供的电光纳米涂料结构器件的结构示意图；
图3为本发明实施例1所述电光纳米涂料结构器件的实物图；
图4为本发明实施例1和实施例2制备的电光纳米涂料结构器件的可见光波段光谱图；
图5为本发明实施例1制备的电光纳米涂料结构器件的近红外辐射光谱。
具体实施方式
本发明提供了一种电光纳米涂料结构器件，包括：依次复合的基底、电子输运层、电介质层、发光涂料层、导电层和封装层，以及分别与电子输运层和导电层相连的正负电极，所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括发光纳米材料和溶剂。
首先，本发明提供的电光纳米涂料结构器件包括基底，在本发明中，对所述基底的种类并没有特殊限制，凡是需要在表面呈现发光性能的、并且，表面为绝缘的基材都可以用于本发明。在本发明中，所述基底可以为隔离层与导电基底复合而成的复合基底，也可以为非导电基底，其中，本发明对所述隔离层的具体种类并没有特殊限制，本领域技术人员公知的绝缘的材料即可，在本发明中，所述隔离层选自氧化钛纳米颗粒层，所述导电基底选自金属基底，所述非导电基底选自亚克力塑料板、PDMS(聚二甲基硅氧烷)柔性基底、大理石或玻璃。
本发明对所述基底的形状也没有特殊限制，所述基底可以为平面，也可以为曲面。
本发明提供的电光纳米涂料结构器件还包括复合于所述基底的电子输运层，所述电荷运输层由石墨烯导电油墨制备而成，所述石墨烯导电油墨包括：
粘结树脂20wt％～50wt％、醇类溶剂30wt％～65wt％、石墨烯10wt％～45wt％、分散剂1wt％～3wt％、消泡剂1wt％～3wt％、稳定剂1wt％～3wt％；
在本发明的一些具体实施例中，所述石墨烯导电油墨包括：
粘结树脂30wt％～40wt％、醇类溶剂40wt％～55wt％、石墨烯15wt％～40wt％、分散剂1.5wt％～2.5wt％、消泡剂1.5wt％～2.5wt％、稳定剂1.5wt％～2.5wt％.
其中，所述粘结树脂选自丙烯酸树脂，所述醇类溶剂选自乙醇，所述石墨烯选自少层石墨烯，所述分散剂选自聚乙烯蜡，所述消泡剂选自聚二甲基硅氧烷，所述稳定剂选自硬脂酸钡。
所述电子输运层的厚度为50～200μm，优选为100～150μm。
本发明提供的电光纳米涂料结构器件还包括复合于所述电子输运层的电介质层，
所述电介质层为氧化钛纳米颗粒层，所述氧化钛纳米颗粒层由氧化钛纳米颗粒浆料制备而成，所述氧化钛纳米颗粒浆料包括：
乙酸正丁酯20wt％～45wt％，二甲苯20wt％～45wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯5wt％～20wt％，溶剂石脑油5wt％～15wt％，乙苯10wt％～25wt％，异丁醇3wt％～5wt％，纳米钛氧化物1wt％～5wt％。
在本发明的一些具体实施方式中，所述氧化钛纳米颗粒浆料包括：
乙酸正丁酯25wt％～40wt％，二甲苯25wt％～40wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％～15wt％，溶剂石脑油7wt％～12wt％，乙苯15wt％～20wt％，异丁醇3.5wt％～4.5wt％，纳米钛氧化物2wt％～4wt％
所述电介质层的厚度为25～100μm，优选为50～75μm。
本发明提供的电光纳米涂料结构器件还包括复合于所述电介质层的发光涂料层，所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括发光纳米材料和溶剂。
具体的，所述发光纳米涂料包括：
乙酸正丁酯20wt％～45wt％，二甲苯20wt％～45wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯5wt％～20wt％，溶剂石脑油5wt％～15wt％，乙苯10wt％～25wt％，异丁醇3wt％～5wt％，发光纳米材料1wt％～5wt％；
在上述溶剂中，发光纳米材料可以均匀的分散于涂料中，形成的涂层更加均匀，实现更好的发光效果。
在本发明的一些具体实施方式中，所述发光纳米涂料包括：
乙酸正丁酯25wt％～40wt％，二甲苯25wt％～40wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％～15wt％，溶剂石脑油7wt％～12wt％，乙苯15wt％～20wt％，异丁醇3.5wt％～4.5wt％，发光纳米材料2wt％～4wt％。
在本发明中，所述发光纳米材料是指与本发明器件匹配的发光纳米材料。所述发光纳米材料选自有机-无机杂化钙钛矿纳米材料、无机钙钛矿纳米材料或者石墨烯量子点，所述有机-无机杂化钙钛矿纳米材料的化学通式为AMX3，其中A选自有机阳离子CH3NH3+或HN＝CH(NH3)+，M选自二价金属离子，所述二价金属阳离子选自Pb2+或Sn2+，X选自卤素离子。所述无机钙钛矿纳米材料选自AMX3，其中A选自金属阳离子，一般为Cs+，M选自二价金属离子，所述二价金属阳离子选自Pb2+或Sn2+，X选自卤素离子，在本发明的一些具体实施方式中，所述无机钙钛矿纳米材料选自CsPbCl3，所述CsPbCl3可以发魅蓝色的光。
在本发明中，所述有机-无机杂化钙钛矿纳米材料、无机钙钛矿纳米材料或者石墨烯量子点按照本领域技术人员公知的方法制备得到。
所述发光涂料层的厚度为50～200μm，优选为100～150μm。
将上述电光纳米涂层结构可应用于平面或曲面基底、不同发光图案的电光纳米发光器件中。
本发明提供的电光纳米涂料结构器件还包括复合于所述发光涂料层的导电层，所述导电层由铜导电浆液制备而成，所述铜导电浆液包括：
聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)5wt％～10wt％，乙二醇9wt％～20wt％，二丙二醇二甲醚2wt％～5wt％，铜粉70wt％～83wt％。
在本发明的一些具体实施方式中，所述铜导电浆液包括：
聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)7wt％～8wt％，乙二醇12wt％～18wt％，二丙二醇二甲醚3wt％～4wt％，铜粉75wt％～80wt％。
所述导电层的厚度为50～200μm，优选为100～150μm。
在本发明的电光纳米涂层结构中，电介质层将电子输运层与发光涂料层隔开，当在正负极施加电压时形成电场，在底部电压影响下，电介质层上表面将诱导产生均匀分布的电荷，提供空穴注入。顶部电极直接提供电子的注入。通电后，发光层中将持续增加大量的电子和空穴，材料中电子和空穴复合发光，产生不同颜色的荧光效果。相比于普通蓄光涂料，这种纳米电光涂料的发光强度、时长均可灵活控制，且寿命长。
本发明提供的电光纳米涂料结构器件还包括复合于所述导电层的封装层，所述封装层由LED封装胶水制备得到，在本发明中，所述LED封装胶水选自信越LED胶水KER-2600。
所述封装层的厚度为50～300μm，优选为100～200微米。
本发明提供的电光纳米涂料结构器件还包括分别与电子输运层和导电层相连的正负电极。所述电子输运层与正极电极相连，纳米所述导电层则与负极电极相连；或者，所述电子输运层与负极电极相连，纳米所述导电层则与正极电极相连。
正负电极与外部电源及控制器相连来获得适当的电压驱动。
本发明提供的电光纳米涂料结构器件还包括电源控制线和电池。
在本发明的一些具体实施方式中，以1毫米厚的曲面亚克力塑料板为基底，100微米厚的由石墨烯导电油墨制备得到的电子输运层，50微米厚的氧化钛纳米颗粒层为电介质层，100微米厚的无机钙钛矿发光涂料层，100微米厚的由铜导电浆液制备得到的导电层，300微米的封装层，发光面积为150平方厘米，所用干电池电压为9伏。
参见图1，图1为本发明提供的电光纳米涂料结构器件的结构示意图。图1中，1基底、2电子输运层、3电介质层、4发光涂料层、5导电层、6封装层。其中，基底为非金属基底。
参见图2，图2为本发明提供的电光纳米涂料结构器件的结构示意图。图1中，1基底、2电子输运层、3电介质层、4发光涂料层、5导电层、6封装层。7隔离层。其中，图2提供的器件采用复合基底，即基底与隔离层复合而成。
本发明所提出的电光纳米涂料是首个将传统涂料工艺与现代纳米电光技术相融合，不受基底材质影响，在木头、大理石、金属、塑料等基底上均可实现制备，甚至在具有一定曲面和弧度的基底上也可以制备。利用该电光纳米涂料，可以实现超薄的纳米电光漆发光器件，其尺寸厚度小于2毫米。并且通过外电路可以实现发光可控。此纳米涂料发光器件可以通过喷涂制备，具有稳定性高、制备方便、成本低等特点，将具有广阔的市场应用前景。
本发明还提供了一种上述器件的制备方法，包括以下步骤：
1)在基底表面制备电子输运层；
2)在所述电子输运层表面制备电介质层；
3)在所述电介质层表面制备发光涂料层；
4)在所述发光涂料层表面制备导电层；
5)在所述导电层表面制备封装层；
6)将所述正负电极分别连接电子输运层和导电层，得到电光纳米涂料结构器件。
具体的，在制备电子输运层之前，需要对基底进行清洗，本发明对所述清洗的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的清洗方法即可。
在基底表面喷镀石墨烯导电油墨，烘干，并预留出一个电极连接端，得到电子输运层；根据所述发光图形的形状，控制石墨烯导电油墨喷镀形成的形状。所述烘干的温度小于40℃。本发明对所述喷镀的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的喷镀方法即可。
具体可以按照如下方法进行喷镀：
在上一步骤得到的基底1的清洁面处利用喷漆枪喷上石墨烯导电油墨作为电子输运层2。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％～75％。在40℃以下，经过15-30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8～12小时。测定干燥后电子输运层的电阻，如果电阻大于10欧姆需要进行第三次喷涂。最终得到的电子输运层的电阻小于10欧姆。
接着，在所述电子输运层表层和边缘喷镀氧化钛纳米颗粒浆料，烘干，得到电介质层；使电介质层完全覆盖电子运输层的表面及其边缘。所述烘干的温度小于40℃。本发明对所述喷镀的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的喷镀方法即可。
具体的，所述喷镀按照如下方法进行：
在电子输运层2上利用喷漆枪喷涂氧化钛纳米颗粒电介质层3。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％～75％。在40℃以下，经过15～30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8～12小时，如果仍能看见石墨烯导电油墨，再喷涂一次，直至电介质层完全覆盖电子运输层的表面及其边缘。
然后，在所述电介质层表面喷镀发光纳米涂料，烘干，得到发光涂料层。所述烘干的温度小于40℃。本发明对所述喷镀的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的喷镀方法即可。
具体方法如下：
在氧化钛纳米颗粒电介质层3上利用喷漆枪喷涂无机钙钛矿纳米发光涂料层4。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％～75％。在40℃以下，经过25～30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8～12小时，如果仍然不均匀，再喷涂一次，直至电介质层表面均匀覆盖无机钙钛矿纳米发光涂料层。
得到发光涂料层后，在所述发光涂料层表面喷镀导电浆液，干燥，得到导电层。在制备导电层时，需要预留电极连接端，导电层不能接触到裸露的电子输运层电极。所述干燥的温度小于40℃。本发明对所述喷镀的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的喷镀方法即可。
具体方法如下：
将外电路与电极相连并固定，通电。在上述无机钙钛矿纳米发光涂料层4上利用喷漆枪喷涂铜导电浆液导电层5。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，使其均匀喷涂一层，然后使用热风枪干燥，如果发光亮度不够，再喷涂一次。然后通电保持1小时，确保其能正常工作。
将封装用胶水喷镀在导电层表面以及暴露的发光涂料层表面，得到封装层。
具体的，在上述得到的铜导电浆液导电层5上利用喷漆枪喷涂封装用胶水得到封装层6。同样喷涂两次，确保透明封装层的稳定性。
将电源的正负电极用导线分别连接导电层和电子输运层的预留的连接端，再对接头处进行封装处理。
本发明还提供了一种电光纳米涂料结构器件在室内装潢、文化创意产品、便捷荧光标识或楼梯亮化中的应用。所述电光纳米涂料结构器件为上述电光纳米涂料结构器件或上述制备方法制备得到的电光纳米涂料结构器件。
本发明所述的发光涂料层所用的发光纳米材料具有发光颜色丰富、稳定性高、成本低、合成工艺简单且光量子效率有明显的提升。利用该电光纳米涂料，可以在物件上实现厚度小于1毫米的纳米电光漆发光器件的制备，并且通过外电路可以控制发光强度及时长，且几乎不受环境影响。此纳米涂料发光器件可以通过喷涂制备，具有稳定性高、制备方便、成本低等特点。本发明的设计也将对更多的块状器件柔性化提供一定的指导意义。在目前人们越来越追求个性化及私人定制的前提下，本发明电光纳米涂料将具有广阔的市场前景。
本发明提供的电光纳米涂料结构器件中发光涂料层所用的发光涂料具有颜色多种可选、稳定性高、成本低、合成工艺简单且光量子效率高等特点。相比传统涂料工艺，本发明利用电致发光原理在不改变涂料原有的优良附着力的情况下，掺入纳米电光材料，在白天发光图案被隐藏于环境之中，黑暗环境时通电可视发光图形。不同于普通蓄光涂料，本发明的纳米电光涂料是利用电致发光原理实现发光强度、时长均可控制，且几乎不受环境影响。相比于现有电致发光器件，本发明利用纳米技术对基底材料具有超高的包容性，可以在曲面的基底上制备，并且电光器件结构具有超薄的厚度(<1mm)，拓宽电致发光器件的应用范围，这对将更多的块状器件柔性化产生很大的指导意义。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的电光纳米涂料结构器件及其制备方法以及应用进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
步骤一、使用异丙醇清洗5毫米厚的曲面亚克力塑料板基底1，并擦干，再使用思高百利布延各个方向擦拭。使用擦布擦拭，再次使用异丙醇清洗。得到洁净的曲面亚克力塑料板基底。
步骤二、在上一步骤得到的曲面亚克力塑料板基底1的清洁面处利用喷漆枪喷上石墨烯导电油墨作为电子输运层2。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％～75％。在40℃以下，经过15～30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时。测定干燥后电子输运层的电阻，如果电阻大于10欧姆需要进行第三次喷涂。最终得到的电子输运层的电阻为4欧姆，厚度为100微米。
其中，石墨烯导电油墨包括：
丙烯酸树脂24wt％、乙醇30wt％、少层石墨烯40wt％、聚乙烯蜡2wt％、聚二甲基硅氧烷2wt％、硬脂酸钡2wt％；
步骤三、在步骤二得到的石墨烯导电油墨电子输运层2上利用喷漆枪喷涂氧化钛纳米颗粒层3。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％-75％。15-30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时，如果仍能看见石墨烯导电油墨，再喷涂一次，直至电介质层完全覆盖电子运输层的表面及其边缘，电介质层的厚度为50微米。
所述氧化钛纳米颗粒层由氧化钛纳米颗粒浆料制备而成，所述氧化钛纳米颗粒浆料包括：
乙酸正丁酯30wt％，二甲苯30wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％，溶剂石脑油10wt％，乙苯10wt％，异丁醇5wt％，纳米钛氧化物5wt％。
步骤四、在步骤三得到的氧化钛纳米颗粒层3上利用喷漆枪喷涂无机钙钛矿纳米发光涂料层4。第一次喷涂，枪压在20-25PSI,分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％-75％。25-30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时，如果仍然不均匀，再喷涂一次。发光涂料层的厚度为100微米。
所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括：
乙酸正丁酯35wt％，二甲苯30wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％，溶剂石脑油10wt％，乙苯10wt％，异丁醇5wt％，发光纳米材料CsPbCl35wt％。
步骤五、将外电路与电极相连并固定，通电。在步骤四得到的无机钙钛矿纳米发光层4上利用喷漆枪喷涂铜导电浆液导电层5。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，使其均匀喷涂一层，然后使用热风枪干燥，如果发光亮度不够，再喷涂一次。然后通电保持1小时，确保其能正常工作。导电层的厚度为100微米。
所述导电层由铜导电浆液制备而成，所述铜导电浆液包括：
聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)5wt％，乙二醇10wt％，二丙二醇二甲醚2wt％，铜粉83wt％。
步骤六、在步骤五得到的铜导电浆液导电层5上利用喷漆枪喷涂信越LED胶水KER-2600封装层6。同样喷涂两次，确保透明封装层的稳定性，得到电光纳米涂料结构器件。封装层的厚度为200微米。
参见图3，图3为本发明实施例1所述电光纳米涂料结构器件的实物图。
具体的，图3中，包含9V电源，一个开关控制器，导线，和制作的发光器件。图3的上图代表没有通电时的图，图3的下图是通电后的图，
对纳米电光漆发光板器件在可见光和近红外进行光谱探测，结果见图4和图5，图4为本发明实施例1和实施例2制备的电光纳米涂料结构器件的可见光波段光谱图。图4中，发光时探测1为实施例1制备的电光纳米涂料结构器件的可见光波段光谱图，发光时探测2为实施例2制备的电光纳米涂料结构器件的可见光波段光谱图。结果表明，实施例1和实施例2制备的器件发光中心波长均为500纳米，发光峰半高宽为100纳米，但发光强度不同；说明石墨烯量子点发光材料具有一定的颜色可调性。在9V电压供电时，发光功率为30微瓦，属于冷光源。
如图5所示，测试纳米电光漆的近红外辐射光谱，发现在近红外波段(1000～2000纳米)无电磁辐射，从而证明了其对人无害，可以广泛的用于日常用品。
实施例2
步骤一、使用异丙醇清洗5毫米厚的曲面亚克力塑料板基底1，并擦干，再使用思高百利布延各个方向擦拭。使用擦布擦拭，再次使用异丙醇清洗。得到洁净的曲面亚克力塑料板基底。
步骤二、在上一步骤得到的曲面亚克力塑料板基底1的清洁面处利用喷漆枪喷上石墨烯导电油墨作为电子输运层2。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％～75％。在40℃以下，经过15～30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时。测定干燥后电子输运层的电阻，如果电阻大于10欧姆需要进行第三次喷涂。最终得到的电子输运层的电阻为6，厚度为100微米。
其中，石墨烯导电油墨包括：
丙烯酸树脂24wt％、乙醇30wt％、少层石墨烯40wt％、聚乙烯蜡2wt％、聚二甲基硅氧烷2wt％、硬脂酸钡2wt％；
步骤三、在步骤二得到的石墨烯导电油墨电子输运层2上利用喷漆枪喷涂氧化钛纳米颗粒层3。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％-75％。15-30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时，如果仍能看见石墨烯导电油墨，再喷涂一次，直至电介质层完全覆盖电子运输层的表面及其边缘，电介质层的厚度为50微米。
所述氧化钛纳米颗粒层由氧化钛纳米颗粒浆料制备而成，所述氧化钛纳米颗粒浆料包括：
乙酸正丁酯30wt％，二甲苯30wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％，溶剂石脑油10wt％，乙苯10wt％，异丁醇5wt％，纳米钛氧化物5wt％。
步骤四、在步骤三得到的氧化钛纳米颗粒层3上利用喷漆枪喷涂石墨烯量子点纳米发光涂料层4。第一次喷涂，枪压在20-25PSI,分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％-75％。25-30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时，如果仍然不均匀，再喷涂一次。发光涂料层的厚度为100微米。
所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括：
乙酸正丁酯35wt％，二甲苯30wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％，溶剂石脑油10wt％，乙苯10wt％，异丁醇5wt％，石墨烯量子点发光纳米材料5wt％，所述石墨烯量子点发光纳米材料的直径为5～50nm。
步骤五、将外电路与电极相连并固定，通电。在步骤四得到的石墨烯量子点纳米发光层4上利用喷漆枪喷涂铜导电浆液导电层5。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，使其均匀喷涂一层，然后使用热风枪干燥，如果发光亮度不够，再喷涂一次。然后通电保持1小时，确保其能正常工作。导电层的厚度为100微米。
所述导电层由铜导电浆液制备而成，所述铜导电浆液包括：
聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)5wt％，乙二醇10wt％，二丙二醇二甲醚2wt％，铜粉83wt％。
步骤六、在步骤五得到的铜导电浆液导电层5上利用喷漆枪喷涂信越LED胶水KER-2600封装层6。同样喷涂两次，确保透明封装层的稳定性，得到电光纳米涂料结构器件。封装层的厚度为200微米。
对纳米电光漆发光板器件在可见光和近红外进行光谱探测，结果表明，器件发光中心波长为500纳米，发光峰半高宽为100纳米；说明其具有一定的颜色可调性。在9V电压供电时，发光功率为30微瓦，属于冷光源。
测试纳米电光漆的近红外辐射光谱，发现在近红外波段(1000～2000纳米)无电磁辐射，从而证明了其对人无害，可以广泛的用于日常用品。
实施例3
步骤一、使用异丙醇清洗5毫米厚的铁板基底1，并擦干，再使用思高百利布延各个方向擦拭。使用擦布擦拭，再次使用异丙醇清洗。得到洁净的铁板基底。
步骤二、在上一步骤得到的铁板基底1的清洁面处利用喷漆枪喷上氧化钛纳米颗粒层7。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％-75％。15-30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时，直至隔离层完全覆盖金属基底层的表面及其边缘，隔离层的厚度为100微米。
所述氧化钛纳米颗粒层由氧化钛纳米颗粒浆料制备而成，所述氧化钛纳米颗粒浆料包括：
乙酸正丁酯30wt％，二甲苯30wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％，溶剂石脑油10wt％，乙苯10wt％，异丁醇5wt％，纳米钛氧化物5wt％。
步骤三、在上一步骤得到的隔离层7上利用喷漆枪喷上石墨烯导电油墨作为电子输运层2。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％～75％。在40℃以下，经过15～30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时。测定干燥后电子输运层的电阻，如果电阻大于10欧姆需要进行第三次喷涂。最终得到的电子输运层的电阻为6，厚度为100微米。
其中，石墨烯导电油墨包括：
丙烯酸树脂24wt％、乙醇30wt％、少层石墨烯40wt％、聚乙烯蜡2wt％、聚二甲基硅氧烷2wt％、硬脂酸钡2wt％；
步骤四、在步骤三得到的石墨烯导电油墨电子输运层2上利用喷漆枪喷涂氧化钛纳米颗粒层3。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％-75％。15-30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时，如果仍能看见石墨烯导电油墨，再喷涂一次，直至电介质层完全覆盖电子运输层的表面及其边缘，电介质层的厚度为50微米。
所述氧化钛纳米颗粒层由氧化钛纳米颗粒浆料制备而成，所述氧化钛纳米颗粒浆料包括：
乙酸正丁酯30wt％，二甲苯30wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％，溶剂石脑油10wt％，乙苯10wt％，异丁醇5wt％，纳米钛氧化物5wt％。
步骤五、在步骤四得到的氧化钛纳米颗粒层3上利用喷漆枪喷涂石墨烯量子点纳米发光涂料层4。第一次喷涂，枪压在20-25PSI,分别沿横向和纵向喷涂，每次覆盖范围重叠50％-75％。25-30分钟的干燥时间，然后再重复一次喷涂。干燥放置的时间不要超过8-12小时，如果仍然不均匀，再喷涂一次。发光涂料层的厚度为100微米。
所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括：
乙酸正丁酯35wt％，二甲苯30wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯10wt％，溶剂石脑油10wt％，乙苯10wt％，异丁醇5wt％，石墨烯量子点发光纳米材料5wt％，所述石墨烯量子点发光纳米材料的直径为5～50nm。
步骤六、将外电路与电极相连并固定，通电。在步骤五得到的石墨烯量子点纳米发光层4上利用喷漆枪喷涂铜导电浆液导电层5。第一次喷涂，枪压在20～25PSI，使其均匀喷涂一层，然后使用热风枪干燥，如果发光亮度不够，再喷涂一次。然后通电保持1小时，确保其能正常工作。导电层的厚度为100微米。
所述导电层由铜导电浆液制备而成，所述铜导电浆液包括：
聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)5wt％，乙二醇10wt％，二丙二醇二甲醚2wt％，铜粉83wt％。
步骤七、在步骤六得到的铜导电浆液导电层5上利用喷漆枪喷涂信越LED胶水KER-2600封装层6。同样喷涂两次，确保透明封装层的稳定性，得到电光纳米涂料结构器件。封装层的厚度为200微米。
对纳米电光漆发光板器件在可见光和近红外进行光谱探测，结果表明，器件发光中心波长为500纳米，发光峰半高宽为100纳米；说明其具有一定的颜色可调性。在9V电压供电时，发光功率为30微瓦，属于冷光源。
测试纳米电光漆的近红外辐射光谱，发现在近红外波段(1000～2000纳米)无电磁辐射，从而证明了其对人无害，可以广泛的用于日常用品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电光纳米涂料结构器件，其特征在于，包括：依次复合的基底、电子输运层、电介质层、发光涂料层、导电层和封装层，以及分别与电子输运层和导电层相连的正负电极，所述发光涂料层由发光纳米涂料制备而成，所述发光纳米涂料包括发光纳米材料和溶剂；
所述电子输运层由石墨烯导电油墨制备而成，所述石墨烯导电油墨包括：
粘结树脂20wt％～50wt％、醇类溶剂30wt％～65wt％、石墨烯10wt％～45wt％、分散剂1wt％～3wt％、消泡剂1wt％～3wt％、稳定剂1wt％～3wt％；
所述电子输运层的厚度为50～200μm。
2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述发光纳米涂料包括：
乙酸正丁酯20wt％～45wt％，二甲苯20wt％～45wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯5wt％～20wt％，溶剂石脑油5wt％～15wt％，乙苯10wt％～25wt％，异丁醇3wt％～5wt％，发光纳米材料1wt％～5wt％；所述发光纳米材料选自无机钙钛矿纳米材料、有机-无机杂化钙钛矿纳米材料或者石墨烯量子点；
所述发光涂料层的厚度为50～200μm。
3.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述基底选自隔离层与导电基底复合而成的复合基底或非导电基底，所述基底为平面或曲面。
4.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述电介质层为氧化钛纳米颗粒层，所述氧化钛纳米颗粒层由氧化钛纳米颗粒浆料制备而成，所述氧化钛纳米颗粒浆料包括：
乙酸正丁酯20wt％～45wt％，二甲苯20wt％～45wt％，乙酸2-甲氧基-1-甲基乙酯5wt％～20wt％，溶剂石脑油5wt％～15wt％，乙苯10wt％～25wt％，异丁醇3wt％～5wt％，纳米钛氧化物1wt％～5wt％；
所述电介质层的厚度为25～100μm。
5.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述导电层由铜导电浆液制备而成，所述铜导电浆液包括：
聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)5wt％～10wt％，乙二醇9wt％～20wt％，二丙二醇二甲醚2wt％～5wt％，铜粉70wt％～83wt％；
所述导电层的厚度为50～200μm。
6.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述封装层由LED封装胶水制备得到，所述封装层的厚度为50～300μm。
7.一种如权利要求1～6任意一项所述的器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在基底表面制备电子输运层；
2)在所述电子输运层表面制备电介质层；
3)在所述电介质层表面制备发光涂料层；
4)在所述发光涂料层表面制备导电层；
5)在所述导电层表面制备封装层；
6)将所述正负电极分别连接电子输运层和导电层，得到电光纳米涂料结构器件。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述制备电子输运层的方法为：在基底表面喷镀石墨烯导电油墨，烘干，得到电子输运层；根据发光图形的形状，控制石墨烯导电油墨喷镀形成的形状；
步骤2)中，所述制备电介质层的方法为：在所述电子输运层表层和边缘喷镀氧化钛纳米颗粒浆料，烘干，得到电介质层；
步骤3)中，所述制备发光涂料层的方法为：在所述电介质层表面喷镀发光纳米涂料，烘干，得到发光涂料层；
步骤4)中，所述制备导电层的方法为：在所述发光涂料层表面喷镀导电浆液，干燥，得到导电层；
步骤5)中，所述制备封装层的方法为：将封装用胶水喷镀在导电层表面以及暴露的发光涂料层表面，得到封装层；
步骤6)中，将电源的正负电极用导线分别连接导电层和电子输运层，再对接头处进行封装处理。
9.一种电光纳米涂料结构器件在室内装潢、文化创意产品、便捷荧光标识或楼梯亮化中的应用，所述电光纳米涂料结构器件为权利要求1～6任意一项所述的电光纳米涂料结构器件或权利要求7～8任意一项所述的制备方法制备得到的电光纳米涂料结构器件。
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