CN111785764B - 发光元件及检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发光元件及检测装置，其中，发光元件包括第一触片、第一电荷感应层、发光件、第二电荷感应层以及第二触片，第一电荷感应层贴合于第一触片的部分区域上，发光件贴合于第一电荷感应层背离第一触片的一侧，第二电荷感应贴合于发光件背离第一电荷感应层的一侧，第二触片部分贴合于第二电荷感应层背离发光件的一侧。即在第一触片和第二触片均受到方向相同的外部应力挤压时，第一触片和第二触片上均会产生极化电荷，并通过第一电荷感应层感应到第一触片处的极化电荷以及通过第二电荷感应层感应到第二触片处的极化电荷，以形成电场，从而实现上述发光元件受压力驱动而发光的效果。

Description

发光元件及检测装置

技术领域

本发明涉及发光器件领域，特别涉及一种发光元件及检测装置。

背景技术

目前，由于有机电致发光元件具有色域宽、色彩饱和度高、发光性能优越等优势，使得有机电致发光元件被广泛应用于手环、手机、平板电脑、电视以及高档灯具等不同尺寸的显示领域和照明元件领域。

但现有的有机电致发光元件一般采用在其阴极和阳极施加不同的电压的方式驱动发光，比如：带正电的载流子由阳极和注入层经传输层漂移至发光层，带负电的载流子由阴极和注入层经传输层漂移至发光层，这样，正负载流子在发光层相遇并复合生成激子，激子将能量传递给发光分子产生光子以进行发光，或者，通过接受短波长光受激发反射长波长光，即现有的发光元件大多需要电致或光致才能发光。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种发光元件及检测装置，旨在解决了现有的发光元件需要电致或光致才能发光的问题。

为实现上述目的，本发明提出了一种发光元件，所述发光元件包括:

第一触片；

第一电荷感应层，所述第一电荷感应层贴合于所述第一触片的部分区域上；

发光件，所述发光件贴合于所述第一电荷感应层背离所述第一触片的一侧；

第二电荷感应层，所述第二电荷感应层贴合于所述发光件背离所述第一电荷感应层的一侧；

第二触片，所述第二触片部分贴合于所述第二电荷感应层背离所述发光件的一侧。

在一可选实施例中，所述第一电荷感应层、所述发光件以及所述第二电荷感应层的厚度之和与所述第一触片以及所述第二触片的厚度之和的比值范围为0.00004～0.0001。

在一可选实施例中，所述发光件包括第一电极以及第二电极，所述第一电极贴合于所述第一电荷感应层，所述第二电极贴合于所述第二电荷感应层与。

在一可选实施例中，所述发光件还包括设于所述第一电极与所述第二电极之间的功能层。

在一可选实施例中，所述功能层包括依次设置的空穴传输层、发光层以及电子传输层，所述空穴传输层靠近所述第一电极设置，所述电子传输层靠近所述第二电极设置。

在一可选实施例中，所述第一触片与所述第二触片之间具有间隙，所述发光元件还包括设于所述间隙处的填充层，所述填充层一端贴合于所述第一触片上，所述填充层的另一端贴合于所述第二触片上。

在一可选实施例中，所述第一触片和所述第二触片的材料为无机压电材料、有机压电材料、复合压电材料中的任意一种。

在一可选实施例中，所述第一电荷感应层和所述第二电荷感应层的材料为金属单质。

在一可选实施例中，所述第一电荷感应层的厚度小于或等于第一预设厚度，且所述第二电荷感应层的厚度小于或等于第二预设厚度。

为实现上述目的，本发明提出了一种检测装置，所述检测装置包括如上所述的发光元件。

本发明提供了一种发光元件及检测装置，其中，上述发光元件包括第一触片、第一电荷感应层、发光件、第二电荷感应层以及第二触片，第一电荷感应层贴合于第一触片的部分区域上，发光件贴合于第一电荷感应层背离第一触片的一侧，第二电荷感应贴合于发光件背离第一电荷感应层的一侧，第二触片部分贴合于第二电荷感应层背离发光件的一侧。即本实施例在第一触片和第二触片均受到方向相同的外部应力挤压时，第一触片和第二触片上均会产生极化电荷，并通过第一电荷感应层感应到第一触片处的极化电荷以及通过第二电荷感应层感应到第二触片处的极化电荷，以形成电场，使得设于第一电荷感应层与第二电荷感应层之间的发光件在形成的电场作用下发光，从而实现上述发光元件能够受压力驱动而发光的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或示例性中的技术方案，下面将对实施例或示例性描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的获得其他的附图。

图1为本发明实施例发光元件的结构示意图；

图2为本发明实施例向第一触片施加外部应力的受力示意图；

图3为本发明实施例向第二触片施加外部应力的受力示意图；

图4为本发明一实施例向第一触片施加外部应力时的第一触片的电荷分布示意图；

图5为本发明另一实施例向第一触片施加外部应力时的第一触片的电荷分布示意图；

图6为本发明一实施例向第一触片施加外部应力时的发光元件的电荷分布示意图；

图7为本发明另一实施例向第一触片施加外部应力时的发光元件的电荷分布示意图；

图8为本发明实施例第一电荷感应层与第二电荷感应层之间形成的电场的示意图；

图9为本发明实施例发光件的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1～9所示，本发明提供了一种发光元件。

在一实施例中，如图1所示，上述发光元件包括第一触片10、第一电荷感应层20、发光件30、第二电荷感应层40以及第二触片50，第一电荷感应层20贴合于第一触片10的部分区域上，用于感应并集中第一触片10产生的极化电荷，发光件30贴合于第一电荷感应层20背离第一触片10的一侧，第二电荷感应40贴合于发光件30背离第一电荷感应层20的一侧，第二触片50部分贴合于第二电荷感应层40背离发光件30的一侧，其中，第二电荷感应层40用于感应并集中第二触片50产生的极化电荷。即本实施例由于第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40设置在第一触片10和第二触片50之间，其中，第一触片10以及第二触片50的厚度不超过5mm，第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40的厚度之和为200nm～500nm，即第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40的厚度之和与第一触片10以及第二触片50的厚度之和的比值范围为0.00004～0.0001，即第一触片10和第二触片50的厚度之和为第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40的厚度之和的10000倍以上，使得第一触片10和第二触片50的厚度之和远远大于第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40的厚度之和，从而在第一触片10或第二触片50中任意一个触片受到外部应力挤压时，另外一个触片会受到方向相同的外部应力，即在第一触片10和第二触片50均受到外部应力挤压时，第一触片10和第二触片50上均会产生极化电荷，并通过第一电荷感应层20感应到第一触片10处的极化电荷以及通过第二电荷感应层40感应到第二触片50处的极化电荷，以形成电场，使得设于第一电荷感应层20与第二电荷感应层40之间的发光件30在形成的电场作用下发光，从而实现驱动上述发光元件发光的效果。

可选地，上述发光元件一般应用于气体、液体等的待检测设备，即需要将该发光元件的一端固定在待检测设备上，比如，将第一触片10固定在待检测设备上，或者，将第二触片50固定在待检测设备上；此时，无论是第一触片10或第二触片50固定在待检测设备上，那么，在另一未固定在待检测设备上的触片施加外部应力挤压时，与待检测设备上固定的触片即会受到方向相同的外部应力挤压。即本实施例中只能在第一触片10或第二触片50中的任意一个触片上施加外部应力挤压，即可使另一触片受到方向相同的外部应力挤压。

在一可选的实施例中，由于第一触片10以及第二触片50的厚度不超过5mm，第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40的厚度之和为200nm～500nm，即第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40的厚度之和为纳米(nm)级别(图1中增大了第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40的厚度，以便于描述本实施例的各部分结构，实际上第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40设于第一触片10和第二触片50之间时可忽略不计)，即在将第一电荷感应层20、发光件30以及第二电荷感应层40设于第一触片10和第二触片50之间时，第一触片10和第二触片50之间的间距很小，使得向第一触片10施加外部应力挤压F1，第二触片50也会受到方向相同的外部应力挤压F2(如图2所示)，此时，F1大于F2；或者，向第二触片50施加外部应力挤压F3，第一触片10也会受到方向相同的外部应力挤压F4(如图3所示)，此时，F3大于F4。

具体地，由于在第一触片10或第二触片50中任一触片受到外部应力时，第一触片10以及第二触片50均会受到外部应力的作用，此时，第一触片10和第二触片50的内部会产生极化电荷分离，即携带不同电性的电荷向触片两端移动。比如，以第一触片10为例，第一触片10内部的带正电的极化电荷朝向外部应力F的方向移动，第一触片10内部的带负电的极化电荷背离外部应力F的方向移动(如图4所示)；或者，第一触片10内部的带正电的极化电荷背离外部应力F的方向移动，第一触片10内部的带负电的极化电荷朝向外部应力F的方向移动(如图5所示)。

可以理解的是，在第一触片10受到外部应力时，第一触片10内部的电荷移动与第一触片10所采用的材料相关，可以为带正电的极化电荷朝向外部应力的方向移动，或者，带正电的极化电荷背离外部应力的方向移动，在此并不限定。

可以理解的是，由于第二触片50受到的外部应力与施加在第一触片10上的外部应力的方向相同，即第二触片50内部的电荷移动方式与第一触片10内部的电荷移动方式相同，具体参照上述描述，在此并不一一赘述。

进一步地，由于第二触片50内部的电荷移动方式与第一触片10内部的电荷移动方式相同，且第一触片10与第二触片50相对设置，即在第一触片10受到外部应力F时，第一触片10面向第二触片50的表面上的极化电荷与第二触片50面向第一触片10的表面上的极化电荷的极性相反(如图6或7所示)，此时，第一电荷感应层20感应到与其贴合的第一触片10处的极化电荷以及第二电荷感应层40感应到与其贴合的第二触片50处的极化电荷的极性相反，即第一电荷感应层20以及第二电荷感应层40之间形成一电场(如图8所示，E为电场，箭头所指的方向为电场的方向)，而发光件30设于形成的电场中，并在该电场的作用下进行发光。

可选地，外部应力可为外部的机械应力、气体压力、液体压力或光压力等，即可以对待检测设备所受到的机械、气体、液体或光等压力进行检测，在此并不限定。

进一步地，第一触片10为上述发光元件的基片，第二触片50上设置有用于上述发光元件的封装结构(图未示)，以实现发光件30的封装，从而对发光件30进行保护。

可以理解的是，在其他实施例中，第二触片50为上述发光元件的基片，即第一触片10上设置有用于上述发光元件的封装结构(图未示)，也可而实现发光件30的封装，以对发光件30进行保护。

可选地，第一触片10和第二触片50的材料为无机压电材料、有机压电材料、复合压电材料中的任意一种，比如，石英、偏聚氟乙烯、陶瓷压电材料等具有压电特性的透明或非透明材料，在本实施例中并不进行限定。

当然，可以理解的是，第一触片10和第二触片50可采用相同的材料或者采用不同的材料制成。

进一步地，第一触片10和第二触片50的厚度大于500um。本实施例中，第一触片10和第二触片50的厚度可以根据具体的需求设置，在此并不进行限定。

可选地，第一电荷感应层20和第二电荷感应层40的材料为金属单质、无机盐、导电性有机材料、导电性高分子材料中的任意一种。本实施例中，第一电荷感应层20和第二电荷感应层40的材料为金属单质，比如，镧系非放射性金属元素单质(镧、铈、镱等)，在本实施例中并不进行限定。

当然，可以理解的是，第一电荷感应层20和所述第二电荷感应层40可采用相同的材料或者采用不同的材料制成。

进一步地，第一电荷感应层20的厚度小于或等于第一预设厚度，且第二电荷感应层40的厚度小于或等于第二预设厚度。其中，第一预设厚度等于第二预设厚度，且第一预设厚度和第二预设厚度可选为10nm，而在第一电荷感应层20的厚度大于第一预设厚度，或第二电荷感应层40的厚度大于第二预设厚度时，第一电荷感应层20和所述第二电荷感应层40的感应极化电荷的能力较弱甚至不能感应到极化电荷，即第一电荷感应层20的厚度和第二电荷感应层40的厚度小于或等于10nm，有利于提高第一电荷感应层20和所述第二电荷感应层40的感应极化电荷的能力。

当然，在其他实施例中，第一预设厚度与第二预设厚度可为不同的数值，具体设置可以根据第一电荷感应层2或第二电荷感应层40的性能选用，在此并不进行限定。

进一步地，由于第一电荷感应层20的材料可为金属单质、无机盐、导电性有机材料、导电性高分子材料中的任意一种，即在将第一电荷感应层20形成于第一触片10时，可对应采用真空蒸镀、磁控溅镀、喷墨打印、物理或化学气相沉积等方式形成在第一触片10上。当然，第二电荷感应层40形成时，也可对应采用真空蒸镀、磁控溅镀、喷墨打印、物理或化学气相沉积等方式。

在一实施例中，如图9所示，发光件30包括第一电极31、第二电极32以及设于第一电极31与第二电极32之间的功能层33，其中，第一电极31与第一电荷感应层20连接，第二电极32与第二电荷感应层32连接，即在第一电荷感应层20感应到所述第一触片10表面上带正电的极化电荷以及在第二电荷感应层40感应到所述第二触片50表面上带负电的极化电荷时，第一电荷感应层20以及第二电荷感应层40之间形成电场，即该电场的方向为由第一电极31指向第二电极32，其中，第一电极31以及第二电极32采用金属材质，用于提供载流子，以使载流子在该电场中漂移从而驱动功能层33发光。比如，在第一触片10受到外部应力时，第一电荷感应层20感应到第一触片10面向第二触片50的表面上的带正电的极化电荷；由于第二触片50也会受到方向相同的外部应力，此时，第二电荷感应层40也可感应到第二触片50面向第一触片10的表面上的带负电的极化电荷，即第一电荷感应层20以及第二电荷感应层40之间形成电场。

或者，在另一实施例中，第一电荷感应层20感应到所述第一触片10表面上带负电的极化电荷以及在第二电荷感应层40感应到所述第二触片50表面上带正电的极化电荷时，第一电荷感应层20以及第二电荷感应层40之间形成电场，即该电场的方向为由第二电极32指向第一电极31。

可以理解的是，在第一触片10受到外部应力时，第一触片10内部的电荷移动与第一触片10所采用的材料相关，可以为带正电的极化电荷朝向外部应力的方向移动，或者，带正电的极化电荷背离外部应力的方向移动，在此并不限定。

进一步地，为了能够使形成的电场驱动功能层33发光，本实施例功能层33包括依次设置的空穴传输层331、发光层332以及电子传输层333，空穴传输层331靠近第一电极31设置，电子传输层333靠近第二电极32设置，空穴传输层331用于接收第一电极31产生的载流子(空穴)，并在第一电荷感应层20以及第二电荷感应层40之间形成的电场的作用下，实现载流子的定向有序地可控迁移，从而达到传输电荷的效果；而电子传输层333用于接收第二电极32产生的载流子(电子)，并在第一电荷感应层20以及第二电荷感应层40之间形成的电场的作用下，实现载流子的定向有序地可控迁移，从而达到传输电荷的效果。

本实施例中，只要在第一触片10或第二触片50受到外部应力的作用下，即可在第一电荷感应层20以及第二电荷感应层40之间形成的电场，并通过该电场驱动第一电极31以及第二电极32产生的载流子进行漂移从而驱动发光层332发光。

进一步地，发光件30可通过真空蒸镀、涂布以及喷墨打印的方式构筑，即第一电极31、功能层33以及第二电极32可以通过真空蒸镀、涂布以及喷墨打印的方式形成。

此外，发光件30发光的强度一般与发光件30采用的材料有关，但在本实施例中发光件30发光的强度取决于施加在任意触片上的外部应力，且发光件30发光的强度与外部应力的大小呈正相关，因此，上述发光元件可应用于可以微弱应力检测或微弱应力指示等领域。

进一步地，由于该发光元件可应用于外部的机械应力、气体压力、液体压力或光压力等的检测，即发光元件暴露于外部环境中，此时，第一触片10与第二触片50之间可能存在间隙(图未示)，即本实施例中发光元件还包括设于间隙处的填充层60，填充层60一端贴合于第一触片10上，填充层60的另一端贴合于第二触片50上，即第一触片10与第二触片50的间隙处通过填充层60进行贴合，从而保护设于第一触片10与第二触片50之间的发光件30。

可选地，填充层60的材料可采用聚合树脂类的封装胶，或其他用于封装等透明材料，在此并不限定。

即本实施例中，上述发光元件包括第一触片10、第一电荷感应层20、发光件30、第二电荷感应层40以及第二触片50，第一电荷感应层10贴合于第一触片10的部分区域上，发光件30贴合于第一电荷感应层20背离第一触片10的一侧，第二电荷感应40贴合于发光件30背离第一电荷感应层20的一侧，第二触片50部分贴合于第二电荷感应层40背离发光件30的一侧。即本实施例在第一触片10和第二触片50均受到方向相同的外部应力挤压时，第一触片10和第二触片50上均会产生极化电荷，并通过第一电荷感应层20感应到第一触片10处的极化电荷以及通过第二电荷感应层40感应到第二触片50处的极化电荷，以形成电场，使得设于第一电荷感应层20与第二电荷感应层40之间的发光件30在形成的电场作用下发光，从而实现上述发光元件受压力驱动而发光的效果。

基于上述实施例中，本发明还提供了一种检测装置。

本实施例中，上述检测装置包括上述实施例中的发光元件。由于上述发光元件可在外部的机械应力、气体压力、液体压力或光压力下，产生低电场以实现驱动上述发光元件发光的效果，且发光元件的发光强度与外部应力的大小呈正相关，即上述检测装置可用于检测外部的机械应力、气体压力、液体压力或光压力等的大小。

由于上述检测装置包括上述实施例中的发光元件，即上述检测装置包括上述实施例中的所有技术特征以及达到的技术效果，具体参照上述实施例的描述，在此并不一一赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种发光元件，其特征在于，所述发光元件包括:

第一触片；

第一电荷感应层，所述第一电荷感应层贴合于所述第一触片的部分区域上；

发光件，所述发光件贴合于所述第一电荷感应层背离所述第一触片的一侧；

第二电荷感应层，所述第二电荷感应层贴合于所述发光件背离所述第一电荷感应层的一侧；

第二触片，所述第二触片部分贴合于所述第二电荷感应层背离所述发光件的一侧；

其中，所述第一电荷感应层、所述发光件以及所述第二电荷感应层的厚度之和与所述第一触片以及所述第二触片的厚度之和的比值范围为0.00004～0.0001。

2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述发光件包括第一电极以及第二电极，所述第一电极贴合于所述第一电荷感应层，所述第二电极贴合于所述第二电荷感应层。

3.根据权利要求2所述的发光元件，其特征在于，所述发光件还包括设于所述第一电极与所述第二电极之间的功能层。

4.根据权利要求3所述的发光元件，其特征在于，所述功能层包括依次设置的空穴传输层、发光层以及电子传输层，所述空穴传输层靠近所述第一电极设置，所述电子传输层靠近所述第二电极设置。

5.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第一触片与所述第二触片之间具有间隙，所述发光元件还包括设于所述间隙处的填充层，所述填充层一端贴合于所述第一触片上，所述填充层的另一端贴合于所述第二触片上。

6.根据权利要求1～5任一项所述的发光元件，其特征在于，所述第一触片和所述第二触片的材料为无机压电材料、有机压电材料、复合压电材料中的任意一种。

7.根据权利要求1～5任一项所述的发光元件，其特征在于，所述第一电荷感应层和所述第二电荷感应层的材料为金属单质。

8.根据权利要求7所述的发光元件，其特征在于，所述第一电荷感应层的厚度小于或等于第一预设厚度，且所述第二电荷感应层的厚度小于或等于第二预设厚度，所述第一预设厚度和所述第二预设厚度为10nm。

9.一种检测装置，其特征在于，所述检测装置包括如权利要求1～8任一项所述的发光元件。

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