CN112261753B - 一种工作电压可调节的可拉伸acel器件及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种工作电压可调节的可拉伸ACEL器件及其制备方法，包括：介电层，位于所述第一离子导电层一侧；复合发光层，位于所述介电层远离所述第一导电层一侧；第二离子导电层，位于所述复合发光层远离所述第一导电层一侧；其中，所述介电层为聚二甲基硅氧烷，所述复合发光层包括聚二甲基硅氧烷基质以及嵌设在聚二甲基硅氧烷基质内的ZnS粉末。本发明通过分别调节介电层、复合发光层的厚度，获得具有工作电压可调节的高度可拉伸ACEL器件。
Description
技术领域
本发明涉及发光电子器件领域，尤其涉及一种工作电压可调节的可拉伸ACEL器件及其制备方法。
背景技术
交流电致发光(ACEL)器件因其结构简单、发光亮度高且均匀、寿命长等优点，在先进电子系统中应用广泛。目前仍有一些缺点阻碍了ACEL器件的进一步发展。目前基于离子导体的可拉伸ACEL器件，工作电压极高，难以获得相同发光亮度，工作电压可调节的ACEL器件。
基于现有的ACEL器件存在的缺陷，有必要对此进行改进。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种工作电压可调节的可拉伸ACEL器件及其制备方法，以解决现有技术中存在的缺陷。
第一方面，本发明提供了一种工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，包括：
第一离子导电层；
介电层，位于所述第一离子导电层一侧；
复合发光层，位于所述介电层远离所述第一导电层一侧；
第二离子导电层，位于所述复合发光层远离所述第一导电层一侧；
其中，所述介电层为聚二甲基硅氧烷，所述复合发光层包括聚二甲基硅氧烷基质以及嵌设在聚二甲基硅氧烷基质内的ZnS粉末。
可选的，所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，所述介电层的厚度为20~60 μm，所述复合发光层的厚度为5~30 μm。
可选的，所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，所述第一离子导电层与所述第二离子导电层使用的材料均为氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，所述氯化物包括氯化铵、氯化锂以及氯化钠中的一种。
第二方面，本发明还提供了一种工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在所述第一离子导电层一侧制备介电层；
在所述介电层远离所述第一导电层一侧制备复合发光层；
在所述复合发光层远离所述第一导电层一侧制备第二离子导电层；
其中，所述第一离子导电层的制备方法为：
将单体、交联剂、交联促进剂加入至水中溶解后得到第一溶液；
将引发剂、氯化物加入至水中溶解后得到第二溶液；
将第二溶液加入至第一溶液中，固化，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层；其中，所述单体为丙烯酰胺、丙烯酸、N-异丙基丙烯酰胺中的一种，所述氯化物包括氯化铵、氯化锂以及氯化钠中的一种。
可选的，所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，所述交联剂包括N, N-亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、二异氰酸酯中的一种，所述交联促进剂包括N, N,N’, N’-四甲基乙二胺、三乙醇胺、乙酰丙酮中的一种，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种。
可选的，所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，所述介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
可选的，所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，所述复合发光层的制备方法为：
将ZnS粉末均匀涂覆在介电层表面后，将所述第三溶液附着在ZnS粉末上，然后于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，即得到复合发光层。
可选的，所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，所述第二离子导电层的制备方法为：将制备得到的所述氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶覆盖在复合发光层远离所述第一导电层一侧，即得到第二离子导电层。
可选的，所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，所述分散剂为己烷或甲基异丙基甲酮，所述聚二甲基硅氧烷前驱液包括乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)与二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，所述乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、所述二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)和分散剂的质量比为1:(0.08~0.12):(1~20)。
可选的，所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，所述交联剂的质量为所述单体质量的0.01%~0.5%，所述交联促进剂的质量为所述单体质量的0.01%~0.5%，所述引发剂的质量为所述单体质量的0.01%~25%。
本发明的一种工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明通过分别调节介电层和复合发光层的厚度，获得具有工作电压可调节的高度可拉伸ACEL器件，较低介电层和复合发光层的厚度，有利于降低工作电压，增大发光亮度；
本发明的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，第一离子导电层离子为高度可拉伸的聚丙烯酰胺水凝胶，在保持高拉伸和机械稳定状态下，仍具有卓越的发光性能，本发明所制备的ACEL器件最大应变可达500%；在200%应变时，器件亮度为135.5 cd/m2，随机选取10个点，器件亮度变化不大；
本发明的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，可应用于柔性可穿戴发光领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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获得其他的附图。
图1为本发明的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的结构示意图；
图2为本发明的实施1、实施例8~9制备得到的可拉伸交流电致发光器件的电化学阻抗图；
图3为本发明的1~4制备得到的可拉伸交流电致发光器件的截面扫描电子显微镜图；
图4为本发明的实施例5~7制备得到的可拉伸交流电致发光器件的截面扫描电子显微镜图；
图5为本发明的实施例1~4制备得到的可拉伸交流电致发光器件发光亮度随工作电压及介电层厚度变化图；
图6为本发明的实施例1、实施例5~7制备得到的可拉伸交流电致发光器件发光亮度随工作电压及复合发光层厚度变化图；
图7为本发明的实施例1制备得到的可拉伸交流电致发光器件的发光亮度随应变变化图；
图8为本发明的实施例1制备得到的可拉伸交流电致发光器件在应变为200%时，随机选取10个点的发光亮度分布直方图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，包括：
第一离子导电层1；
介电层2，位于第一离子导电层1一侧；
复合发光层3，位于介电层2远离第一导电层1一侧；
第二离子导电层4，位于复合发光层3远离第一导电层1一侧；
其中，介电层2为聚二甲基硅氧烷，复合发光层3包括聚二甲基硅氧烷基质以及嵌设在聚二甲基硅氧烷基质内的ZnS粉末。
需要说明的是，本申请实施例中，介电层2为聚二甲基硅氧烷，复合发光层3包括聚二甲基硅氧烷基质以及嵌设在聚二甲基硅氧烷基质内的ZnS粉末；第一离子导电层1与所述第二离子导电层4使用的材料均为氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，氯化物包括氯化铵、氯化锂以及氯化钠中的一种，第一离子导电层1和第二离子导电层4分别作为上下电极层。
具体的，介电层的厚度为20~60 μm，例如厚度可为25 μm、42 μm、48 μm、56 μm；本申请实施例1~4中，固定复合发光层的厚度为15 μm，调节介电层的厚度分别为25 μm、42 μm、48 μm、56 μm。复合发光层的厚度为10~25 μm，例如厚度可为10 μm、15 μm、20 μm、25 μm；本申请实施例5~7中，固定介电层的厚度为25 μm，调节复合发光层的厚度分别为10 μm、20μm、25 μm。
本申请实施例中，根据L=L 0 exp(-β/V 1/2)，其中L为发光亮度，V为工作电压，L 0 和β为常数，由此可知，发光亮度随工作电压增大而增大。根据E = V/d，其中E为电场，V为工作电压，d为上下电极之间的距离，由此可知，在同一ACEL器件中，电场与工作电压成正比，当工作电压一定时，上下电极之间的距离越小，电场强度越大，即在相同的施加电压下，上下电极之间的距离决定了电场强度，又电场与工作电压成正比关系，所以电场强度越大，发光亮度越高。这等效于获得相同发光亮度，可以采用降低上下电极之间的距离来降低工作电压。基于此，通过分别调节介电层和复合发光层的厚度，获得具有工作电压可调节的ACEL器件，较低介电层和复合发光层的厚度，有利于降低工作电压，增大发光亮度。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了上述工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在第一离子导电层一侧制备介电层；
在介电层远离所述第一导电层一侧制备复合发光层；
在复合发光层远离第一导电层一侧制备第二离子导电层；
具体的，本申请实施例中第一离子导电层的制备方法为：
将1 g单体、0.016 g交联剂、160 μL交联促进剂加入至1 mL水中溶解后得到第一溶液；具体的，单体为丙烯酰胺、交联剂为N, N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂为N, N,N’, N’-四甲基乙二胺；
将0.1 g引发剂、0.428 g氯化物加入至1 mL水中溶解后得到第二溶液；具体的，引发剂为过硫酸铵、氯化物为氯化铵；
将第二溶液加入至第一溶液中，在模具中自流平，固化成型，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层。
具体的，本申请实施例中第二离子导电层的制备方法为：按照上述相同的方法制备得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第二离子导电层，即第二离子导电层与第一离子导电层使用的材料、制备方法以及厚度均完全相同。
具体的，本申请中介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，真空脱气，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，聚二甲基硅氧烷前驱液包括1 g乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)和0.1 g二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，分散剂为10 mL己烷。将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层，具体为：取750 μL第三溶液在模具中，将模具转移至80 ℃烘箱保温15 min后，将烘箱温度升高至120 ℃保温15 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，本申请实施例中复合发光层的制备方法为：取0.015 g ZnS粉末，均匀涂覆于介电层表面后，按照上述方法制备第三溶液，取250 μL第三溶液滴加至介电层表面覆盖粉末，先于温度为80 ℃的烘箱中保温15 min，然后将烘箱升温至120 ℃保温15 min，保温后即形成聚二甲基硅氧烷基质以及嵌设在聚二甲基硅氧烷基质内的ZnS粉末，即为复合发光层，这里聚二甲基硅氧烷基质起到了粘结剂的作用。
将上述制备得到的介电层、复合发光层置于第一离子导电层、第二离子导电层之间，即第一离子导电层、第二离子导电层夹持介电层、复合发光层即完成工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的组装。
上述制备得到的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，在使用时，在第一离子导电层和第二离子导电层电极的边缘粘贴上金属铜带，方便与外部电路连接。
实施例2
本申请实施例提供的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件结构同实施例1，不同在于，介电层的厚度为42 μm；复合发光层的厚度为15 μm；
该可拉伸交流电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在第一离子导电层一侧制备介电层；
在介电层远离所述第一导电层一侧制备复合发光层；
在复合发光层远离第一导电层一侧制备第二离子导电层；
具体的，本申请实施例中第一离子导电层的制备方法为：
将1 g单体、0.016 g交联剂、160 μL交联促进剂加入至1 mL水中溶解后得到第一溶液；具体的，单体为丙烯酰胺、交联剂为N, N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂为N, N,N’, N’-四甲基乙二胺；
将0.1 g引发剂、0.428 g氯化物加入至1 mL水中溶解后得到第二溶液；具体的，引发剂为过硫酸铵、氯化物为氯化铵；
将第二溶液加入至第一溶液中，在模具中自流平，固化成型，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层。
具体的，本申请实施例中第二离子导电层的制备方法为：按照上述相同的方法制备得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第二离子导电层，即第二离子导电层与第一离子导电层使用的材料、制备方法以及厚度均完全相同。
具体的，本申请中介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，真空脱气，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，聚二甲基硅氧烷前驱液包括1 g乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)和0.1 g二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，分散剂为8 mL己烷。将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层，具体为：取750 μL第三溶液在模具中，将模具转移至80 ℃烘箱保温15 min后，将烘箱温度升高至120 ℃保温15 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，本申请实施例中复合发光层的制备方法为：取0.015 g ZnS粉末，均匀涂覆于介电层表面后，按照上述方法制备第三溶液，取250 μL第三溶液滴加至介电层表面覆盖粉末，先于温度为80 ℃的烘箱中保温15 min，然后将烘箱升温至120 ℃保温15 min，即得复合发光层。
将上述制备得到的介电层、复合发光层置于第一离子导电层、第二离子导电层之间，即第一离子导电层、第二离子导电层夹持介电层、复合发光层即完成工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的组装。
上述制备得到的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，在使用时，在第一离子导电层和第二离子导电层电极的边缘粘贴上金属铜带，方便与外部电路连接
实施例
本申请实施例提供的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件结构同实施例1，不同在于，介电层的厚度为48 μm；复合发光层厚度为15 μm；
该可拉伸交流电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在第一离子导电层一侧制备介电层；
在介电层远离所述第一导电层一侧制备复合发光层；
在复合发光层远离第一导电层一侧制备第二离子导电层；
具体的，本申请实施例中第一离子导电层的制备方法为：
将1 g单体、0.016 g交联剂、160 μL交联促进剂加入至1 mL水中溶解后得到第一溶液；具体的，单体为丙烯酰胺、交联剂为N, N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂为N, N,N’, N’-四甲基乙二胺；
将0.1 g引发剂、0.428 g氯化物加入至1 mL水中溶解后得到第二溶液；具体的，引发剂为过硫酸铵、氯化物为氯化铵；
将第二溶液加入至第一溶液中，在模具中自流平，固化成型，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层。
具体的，本申请实施例中第二离子导电层的制备方法为：按照上述相同的方法制备得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第二离子导电层，即第二离子导电层与第一离子导电层使用的材料、制备方法以及厚度均完全相同。
具体的，本申请中介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，真空脱气，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，聚二甲基硅氧烷前驱液包括1 g乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)和0.1 g二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，分散剂为6 mL己烷。将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层，具体为：取750 μL第三溶液在模具中，将模具转移至80 ℃烘箱保温15 min后，将烘箱温度升高至120 ℃保温15 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层。
具体的，本申请实施例中复合发光层的制备方法为：取0.015 g ZnS粉末，均匀涂覆于介电层表面后，按照上述方法制备第三溶液，取250 μL第三溶液滴加至介电层表面覆盖粉末，先于温度为80 ℃的烘箱中保温15 min，然后将烘箱升温至120 ℃保温15 min，即得复合发光层。
将上述制备得到的介电层、复合发光层置于第一离子导电层、第二离子导电层之间，即第一离子导电层、第二离子导电层夹持介电层、复合发光层即完成工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的组装。
上述制备得到的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，在使用时，在第一离子导电层和第二离子导电层电极的边缘粘贴上金属铜带，方便与外部电路连接。
实施例4
本申请实施例提供的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件结构同实施例1，不同在于，介电层的厚度为56 μm；复合发光层厚度为15 μm；
该可拉伸交流电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在第一离子导电层一侧制备介电层；
在介电层远离所述第一导电层一侧制备复合发光层；
在复合发光层远离第一导电层一侧制备第二离子导电层；
具体的，本申请实施例中第一离子导电层的制备方法为：
将1 g单体、0.016 g交联剂、160 μL交联促进剂加入至1 mL水中溶解后得到第一溶液；具体的，单体为丙烯酰胺、交联剂为N, N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂为N, N,N’, N’-四甲基乙二胺；
将0.1 g引发剂、0.428 g氯化物加入至1 mL水中溶解后得到第二溶液；具体的，引发剂为过硫酸铵、氯化物为氯化铵；
将第二溶液加入至第一溶液中，在模具中自流平，固化成型，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层。
具体的，本申请实施例中第二离子导电层的制备方法为：按照上述相同的方法制备得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第二离子导电层，即第二离子导电层与第一离子导电层使用的材料、制备方法以及厚度均完全相同。
具体的，本申请中介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，真空脱气，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，聚二甲基硅氧烷前驱液包括1 g乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)和0.1 g二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，分散剂为5 mL己烷。将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层，具体为：取750 μL第三溶液在模具中，将模具转移至80 ℃烘箱保温15 min后，将烘箱温度升高至120 ℃保温15 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层。
具体的，本申请实施例中复合发光层的制备方法为：取0.015 g ZnS粉末，均匀涂覆于介电层表面后，然后按照上述方法制备第三溶液，取250 μL第三溶液滴加至介电层表面覆盖粉末，先于温度为80 ℃的烘箱中保温15 min，然后将烘箱升温至120 ℃保温15min，即得复合发光层。
将上述制备得到的介电层、复合发光层置于第一离子导电层、第二离子导电层之间，即第一离子导电层、第二离子导电层夹持介电层、复合发光层即完成工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的组装。
上述制备得到的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，在使用时，在第一离子导电层和第二离子导电层电极的边缘粘贴上金属铜带，方便与外部电路连接。
实施例5
本申请实施例提供的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件结构同实施例1，不同在于，介电层的厚度为25 μm；复合发光层厚度为10 μm；
该可拉伸交流电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在第一离子导电层一侧制备介电层；
在介电层远离所述第一导电层一侧制备复合发光层；
在复合发光层远离第一导电层一侧制备第二离子导电层；
具体的，本申请实施例中第一离子导电层的制备方法为：
将1 g单体、0.016 g交联剂、160 μL交联促进剂加入至1 mL水中溶解后得到第一溶液；具体的，单体为丙烯酰胺、交联剂为N, N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂为N, N,N’, N’-四甲基乙二胺；
将0.1 g引发剂、0.428 g氯化物加入至1 mL水中溶解后得到第二溶液；具体的，引发剂为过硫酸铵、氯化物为氯化铵；
将第二溶液加入至第一溶液中，在模具中自流平，固化成型，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层。
具体的，本申请实施例中第二离子导电层的制备方法为：按照上述相同的方法制备得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第二离子导电层，即第二离子导电层与第一离子导电层使用的材料、制备方法以及厚度均完全相同。
具体的，本申请中介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，真空脱气，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，聚二甲基硅氧烷前驱液包括1 g乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)和0.1 g二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，分散剂为10 mL己烷。将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层，具体为：取750 μL第三溶液在模具中，将模具转移至80 ℃烘箱保温15 min后，将烘箱温度升高至120 ℃保温15 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层。
具体的，本申请实施例中复合发光层的制备方法为：取0.01 g ZnS粉末，均匀涂覆于介电层表面后，按照上述方法制备第三溶液，取250 μL第三溶液滴加至介电层表面覆盖粉末，先于温度为80 ℃的烘箱中保温15 min，然后将烘箱升温至120 ℃保温15 min，即得复合发光层。
将上述制备得到的介电层、复合发光层置于第一离子导电层、第二离子导电层之间，即第一离子导电层、第二离子导电层夹持介电层、复合发光层即完成工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的组装。
上述制备得到的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，在使用时，在第一离子导电层和第二离子导电层电极的边缘粘贴上金属铜带，方便与外部电路连接。
实施例6
本申请实施例提供的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件结构同实施例1，不同在于，介电层的厚度为25 μm；复合发光层厚度为20 μm；
该可拉伸交流电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在第一离子导电层一侧制备介电层；
在介电层远离所述第一导电层一侧制备复合发光层；
在复合发光层远离第一导电层一侧制备第二离子导电层；
具体的，本申请实施例中第一离子导电层的制备方法为：
将1 g单体、0.016 g交联剂、160 μL交联促进剂加入至1 mL水中溶解后得到第一溶液；具体的，单体为丙烯酰胺、交联剂为N, N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂为N, N,N’, N’-四甲基乙二胺；
将0.1 g引发剂、0.428 g氯化物加入至1 mL水中溶解后得到第二溶液；具体的，引发剂为过硫酸铵、氯化物为氯化铵；
将第二溶液加入至第一溶液中，在模具中自流平，固化成型，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层。
具体的，本申请实施例中第二离子导电层的制备方法为：按照上述相同的方法制备得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第二离子导电层，即第二离子导电层与第一离子导电层使用的材料、制备方法以及厚度均完全相同。
具体的，本申请中介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，真空脱气，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，聚二甲基硅氧烷前驱液包括1 g乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)和0.1 g二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，分散剂为10 mL己烷。将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层，具体为：取750 μL第三溶液在模具中，将模具转移至80 ℃烘箱保温15 min后，将烘箱温度升高至120 ℃保温15 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层。
具体的，本申请实施例中复合发光层的制备方法为：取0.02 g ZnS粉末，均匀涂覆于介电层表面，按照上述方法制备第三溶液，取250 μL第三溶液滴加至介电层表面覆盖粉末，先于温度为80 ℃的烘箱中保温15 min，然后将烘箱升温至120 ℃保温15 min，即得复合发光层。
将上述制备得到的介电层、复合发光层置于第一离子导电层、第二离子导电层之间，即第一离子导电层、第二离子导电层夹持介电层、复合发光层即完成工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的组装。
上述制备得到的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，在使用时，在第一离子导电层和第二离子导电层电极的边缘粘贴上金属铜带，方便与外部电路连接。
实施例7
本申请实施例提供的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件结构同实施例1，不同在于，介电层的厚度为25 μm；复合发光层厚度为25 μm；
该可拉伸交流电致发光器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在第一离子导电层一侧制备介电层；
在介电层远离所述第一导电层一侧制备复合发光层；
在复合发光层远离第一导电层一侧制备第二离子导电层；
具体的，本申请实施例中第一离子导电层的制备方法为：
将1 g单体、0.016 g交联剂、160 μL交联促进剂加入至1 mL水中溶解后得到第一溶液；具体的，单体为丙烯酰胺、交联剂为N, N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂为N, N,N’, N’-四甲基乙二胺；
将0.1 g引发剂、0.428 g氯化物加入至1 mL水中溶解后得到第二溶液；具体的，引发剂为过硫酸铵、氯化物为氯化铵；
将第二溶液加入至第一溶液中，在模具中自流平，固化成型，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层。
具体的，本申请实施例中第二离子导电层的制备方法为：按照上述相同的方法制备得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第二离子导电层，即第二离子导电层与第一离子导电层使用的材料、制备方法以及厚度均完全相同。
具体的，本申请中介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，真空脱气，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
具体的，聚二甲基硅氧烷前驱液包括1 g乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)和0.1 g二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，分散剂为10 mL己烷。将第三溶液于温度为80~130 ℃下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层，具体为：取750 μL第三溶液在模具中，将模具转移至80 ℃烘箱保温15 min后，将烘箱温度升高至120 ℃保温15 min，得到聚二甲基硅氧烷介电层。
具体的，本申请实施例中复合发光层的制备方法为：取0.015 g ZnS粉末，均匀涂覆于介电层表面后，按照上述方法制备第三溶液，取250 μL第三溶液滴加至介电层表面覆盖粉末，先于温度为80 ℃的烘箱中保温15 min，然后将烘箱升温至120 ℃保温15 min，即得复合发光层。
将上述制备得到的介电层、复合发光层置于第一离子导电层、第二离子导电层之间，即第一离子导电层、第二离子导电层夹持介电层、复合发光层即完成工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的组装。
上述制备得到的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，在使用时，在第一离子导电层和第二离子导电层电极的边缘粘贴上金属铜带，方便与外部电路连接。
分别按照实施例1的方法制备氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，其中氯化物分别为氯化锂、氯化钠和氯化铵，浓度均为2 M，然后测试其阻抗图，结果如图2所示。测试方法是用两块对称的FTO夹氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，低频为100 Hz，高频为100000 Hz。
从图2中可知，在相同浓度盐掺杂条件下，使用NH4Cl掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶电阻最小，低电阻更有利于离子传输，从而使电极导电性增强。
将实施例1~4制备得到的可拉伸交流电致发光器件，分别测试其介电层和复合发光层的扫描电子显微镜截面图，结果如图3所示（每个图中最上和最下为扫描电子显微镜测试导电胶衬底）。其中，复合发光层厚度固定为15 μm，图3中a为实施例1制备得到的介电层厚度为25 μm，图3中b为实施例2制备得到的介电层厚度为42 μm，图3中c为实施例3制备得到的介电层厚度为48 μm，图3中d为实施例1制备得到的介电层厚度为56 μm。
将实施例5~7制备得到的可拉伸交流电致发光器件，分别测试其介电层和复合发光层的扫描电子显微镜截面图，结果如图4所示（每个图中最上和最下为扫描电子显微镜测试导电胶衬底）。其中，介电层厚度固定为25 μm，图4中a为实施例5制备得到的复合发光层厚度为10 μm；图4中b为实施例6制备得到的复合发光层厚度为20 μm；图4中c为实施例7制备得到的复合发光层的厚度为25 μm。
分别测试实施例1~4制备得到的可拉伸交流电致发光器件发光亮度随工作电压及介电层厚度变化图，结果如图5所示。图5中左边图为当复合发光层厚度均为15 μm，调控介电层厚度分别为25 μm（实施例1）、42μm（实施例2）、48 μm（实施例3）、56 μm（实施例4），随着工作电压的增大发光亮度均逐渐增强。图5中右边图为当工作电压相同时，随着介电层厚度（25、42、48、56 μm）增大，发光亮度逐渐降低，说明更薄的介电层厚度，有利于获得高的发光亮度。
分别测试实施例1、实施例5~7制备得到的可拉伸交流电致发光器件发光亮度随工作电压及复合发光层厚度变化图，结果如图6所示。图6中左边图为当介电层厚度均为25 μm，调控复合发光层厚度分别为10 μm（实施例5）、15 μm（实施例1）、20 μm（实施例6）、25 μm（实施例7），随着工作电压的增大，发光亮度均逐渐增强。图6中右边图为当工作电压相同时，随着复合发光层厚度（10、15、20、25 μm）增大，发光亮度先增大后降低。因为初始ZnS覆盖量较低，随着ZnS覆盖量逐渐增加，表面充分附着，所以发光亮度增加；当ZnS覆盖量进一步增加，复合发光层厚度增加，根据E=U/d，电场降低，所以发光亮度降低。
测试实施例1制备得到的可拉伸交流电致发光器件的发光亮度随应变变化图，结果如图7所示，从图7中可知，当工作电压一定时，ACEL器件随着拉伸倍率增加，发光亮度先增加后降低。因为低拉伸倍率，降低了上下电极间的距离，根据E=U/d，电场强度增大，所以发光亮度升高；当进一步拉伸时，ZnS面密度逐渐降低，所以发光亮度又逐渐减弱。
测试实施例1中制备得到的可拉伸交流电致发光器件在应变为200%时，随机选取10个点的发光亮度图，结果如图8所示，从图8中可知，当ACEL器件应变为200%时，发光亮度最高，为135.5 cd/m2。在200%拉伸应变下，随机测量了10个点的发光亮度，研究ACEL器件发光的均匀性，发现发光亮度波动较小，由此说明本申请制备得到的发光器件稳定性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，其特征在于，所述工作电压可调节的可拉伸ACEL器件，包括：
第一离子导电层；
介电层，位于所述第一离子导电层一侧；
复合发光层，位于所述介电层远离所述第一离子导电层一侧；
第二离子导电层，位于所述复合发光层远离所述第一离子导电层一侧；
所述工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，包括以下步骤：
制备第一离子导电层；
在所述第一离子导电层一侧制备介电层；
在所述介电层远离所述第一离子导电层一侧制备复合发光层；
在所述复合发光层远离所述第一离子导电层一侧制备第二离子导电层；
其中，所述第一离子导电层和第二离子导电层的制备方法相同；
所述第一离子导电层的制备方法为：
将单体、交联剂、交联促进剂加入至水中溶解后得到第一溶液；
将引发剂、氯化物加入至水中溶解后得到第二溶液；
将第二溶液加入至第一溶液中，固化，得到氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶，即为第一离子导电层；
其中，所述单体为丙烯酰胺，交联剂为N, N-亚甲基双丙烯酰胺、交联促进剂为N, N,N’, N’-四甲基乙二胺；
引发剂为过硫酸铵，氯化物为氯化铵；
所述交联剂的质量为所述单体质量的0.01%~0.5%，所述交联促进剂的质量为所述单体质量的0.01%~0.5%，所述引发剂的质量为所述单体质量的0.01%~25%；
所述介电层为聚二甲基硅氧烷，所述复合发光层包括聚二甲基硅氧烷基质以及嵌设在聚二甲基硅氧烷基质内的ZnS粉末；
所述介电层的厚度为20~25 μm；
所述复合发光层的厚度为10~15μm。
2.如权利要求1所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，其特征在于，所述介电层的制备方法为：
将聚二甲基硅氧烷前驱液加入至分散剂中，震荡分散，得到第三溶液，然后将第三溶液于温度为80~130 °C下保温10~30 min，得到聚二甲基硅氧烷，即为介电层。
3.如权利要求2所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，其特征在于，所述分散剂为己烷或甲基异丙基甲酮，所述聚二甲基硅氧烷前驱液包括乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)与二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)，所述乙烯基封端的二甲基(硅氧烷与聚硅氧烷)、所述二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)和分散剂的质量比为1:(0.08~0.12):(1~20)。
4.如权利要求2所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，其特征在于，所述复合发光层的制备方法为：
将ZnS粉末均匀涂覆在介电层表面后，将所述第三溶液附着在ZnS粉末上，然后于温度为80~130 °C下保温10~30 min，即得复合发光层。
5.如权利要求1所述的工作电压可调节的可拉伸ACEL器件的制备方法，其特征在于，所述第二离子导电层的制备方法为：将制备得到的所述氯化物掺杂的聚丙烯酰胺水凝胶覆盖在复合发光层远离所述第一离子导电层一侧，即得到第二离子导电层。
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