CN1340590A

CN1340590A - 白色电致发光材料

Info

Publication number: CN1340590A
Application number: CN 00126509
Authority: CN
Inventors: 郑岩; 赵成久; 蒋大朋; 申德振; 尹长安
Original assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Optics Fine Mechanics and Physics of CAS
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-20

Abstract

本发明是一种用于白光显示的电致发光材料,主要由无机荧光材料和蓝色或蓝绿色发光(EL)材料组合而成。利用蓝色或蓝绿色EL材料的电致发光与无机荧光材料的光致发光转换按比例混合,形成白色电致发光。蓝色或蓝绿色EL材料包含有激活剂和共激活剂。本发明具有亮度高,使用寿命长和发射光谱稳定等优点。可以广泛用于液晶背照明、仪器仪表显示等领域。

Description

白色电致发光材料

本发明属于发光与显示领域，是一种用于白光显示的电致发光材料。

白色电致发光(EL)技术主要有有机荧光颜料和无机发光材料法。有机荧光颜料法使用粉色有机荧光颜料，将绿色或兰绿色电致发光(EL)材料转换成白色发光。“彩色场效发光显示装置”(CN1150255A，95120137.9)就是采用有机荧光颜料方法，使用的荧光材料为有机荧光颜料，以有机荧光颜料为主体的白色及其红色等发光。由于有机颜料长期受紫外线照射时，不稳定，为防止发生老化、退色，上述显示装置的荧光彩色印剂有机颜料中加入无机材料CeO₂来增强有机材料的稳定性，加入抗紫外吸收剂多种材料防止有机颜料发生老化。无机发光材料法是在兰色或兰绿色发光(EL)材料中按一定比例加入橙色发光(EL)材料，如ZnS∶Cu、Mn，组合成白色EL发光器件。目前白色发光材料最多的是由ZnS∶Cu与ZnS∶Cu、Mn两种发光(EL)材料配比组合成的。如欧司朗-斯维尼亚公司市售产品700号、720号、830号，均为此类发光形成的白色EL。在无机发光材料法中，对于有些发光(EL)材料，由于二者老化速度不同，发光颜色会时常发光改变，使白色发光不纯正，应用范围受到极大限制。

用上述两种材料制成的器件，采用场致发光形式，通常为点激发方式。

本发明利用无机荧光材料，将兰色或兰绿色电致发光材料，在面激发下转换成白色发光的特性，目的是提供一种白色电致发光材料，可用于塑料发光(EL)器件，玻璃发光(EL)器件，搪瓷发光(EL)器件，丝线发光(EL)器件，也适用于液晶背照明，仪表指示，汽车牌照，广告标牌，胸牌，玩具等领域。

本发明的白色发光(EL)材料由兰色或兰绿色发光材料与光致发光材料，即无机荧光材料组合而成。兰色或兰绿色EL材料中含有激活剂和共激活剂。兰色或兰绿色发光材料的电致发光与无有机荧光材料的光致发光转换组合成白色电致发光。

本发明使用的兰色或兰绿色EL材料为ZnS，包含的激活剂为Au、Ag、Cu，共激活剂有Al、Mg、In、Eu、Dy、Ba、Na、Br、Cl、F、I，至少有一种或一种以上激活剂和共激活剂存在。激活剂与共激活剂，每种加入量在基质中所占比例以克分子计为1×10^-6～1×10^-1克分子/克分子，所述的基质为ZnS。

本发明涉及的兰色或兰绿色EL材料粒度为5～35μm，表面包涂有AlN、SiN、TiN、ZrN、Al₂O₃、SiO₂、TlO₂、In₂O₃保护层。主要发光特征为：当该材料在电场作用下，可发射出光谱为420nm～520nm。例如可以使用中国科学院长春物理所的EL材料牌号D417、D447、D417号兰色EL材料，D417号发光峰值在450nm，D447号发光峰值在470nm，D502号兰白材料发光峰值在490nm～500nm，材料粒径18～25μm。

本发明涉及的无机荧光材料可以是稀土氧化物，如Y₃Al₅O₁₂：Ce等，也可以是硫化物，如(Zn、Cd)S∶Ag，CaGa₂S₄∶Ce³⁺等，上述材料在兰色或兰绿色电致发光激发下能够转换组合成白色、兰色、黄色等多种颜色发光。上述无机荧光材料应具备有如下特性：激发光谱在400nm～520nm，发射光光谱在520nm～640nm，发光峰值在580nm，材料粒度在1μm～35μm。

本发明中的兰色或兰绿色EL材料与无机荧光材料重量比(克)为1∶0.1～10。两者的重量比，即加入量取决于兰色或兰绿EL材料发射光谱主峰，光致发光转换材料加入量应依据国际CIE标准调配色坐标X与Y值。

本发明的白色EL材料在使用时需要加入涂粘剂，制成各种形式的发光器件。所用的涂粘剂主要成份为：三乙醇胺，环氧树脂，氰乙基纤维素，氰乙基糖，二甲基甲酰胺，氰乙基醚等，混合有涂粘剂的白色EL材料可以利用丝网印刷或喷涂法，涂敷在基底上，制成器件。

本发明所述的白色EL材料，光致发光材料同EL发光材料混合在一起，形成器件的发光层，也可以不进行混合，而把光致发光材料制于EL材料的电致发光器件表面，此时的发光层由两层组成，一层为EL材料电致发层，另一层为光致发光层。

本发明所用的兰色或兰绿色EL材料工作电压在40V～400V，频率50Hz～1000Hz。材料合成：在300℃～1300℃，S气氛或H₂S、HCl气氛中烧结。

由本发明制备的器件发光强度高，比现有技术提高10％～20％，长时间使用不会发生光谱移动，另外成本低，工艺简单。

本发明制备器件的程序为，将发光粉与涂粘剂混合后，印、喷、涂于一电极上，在120℃烘干。再将BaTi与涂粘剂混合后，涂于发光层上，印或镀二电极即可。EL丝线一电极为金属铜线，二电极为透明导电胶并环绕保护导电细金属丝。涂粘剂各成份可以按下述量配料，环氧树脂1g，三乙醇胺0.1g，氰乙基糖0.1g，氰乙基醚1g，氰乙基纤维0.2g，二甲基甲酰胺1g。上述涂粘剂可与混配好的白色EL粉3g混均制备器件。

实施例

例1选取中国科学院长春物理所EL发光材料D447B 1克加入Y₃Al₅O₁₂∶Ce 1克中，两者充分混合均匀。D447B材料成份为ZnS∶Cu，共激活剂为I，激活剂Cu与共激活剂I的含量分别为基质的1×10^-4克分子/克分子，发光光谱为460nm。所制取的白色发光CIE标准X＝0.348，Y＝0.351。

例2取中国科学院长春物理所EL发光材料D502B100克，加入CaGa₂S₄∶Ce 70克中，两者充分混合均匀。D502B材料成份为ZnS∶Cu，共激活剂为Br，激活剂Cu与共激活剂Br的含量分别为基质的4×10^-4克分子/克分子，发光光谱为490nm。所制取的白色发光CIE标准为X＝0.312，Y＝0.329。

Claims

1、一种白色电致发光材料，其特征是由兰色或兰绿色发光材料与无机荧光材料组合而成，兰色或兰绿色发光材料的电致发光与无机荧光材料的光致发光转换组合成白色电致发光；兰色或兰绿色发光材料中含有激活剂和共激活剂。

2、根据权利要求1所述的白色电致发光材料，其特征是兰色或兰绿色发光材料为ZnS，激活剂为Au、Ag、Cu中的一种或一种以上，共激活剂为Al、Mg、In、Eu、Ba、Na、Br、Cl、F、I中的一种或一种以上；无机荧光颜料为Y₃Al₅O₁₂∶Ce，或者(Zn、Cd)S∶Ag，或者CaGa₂S₄∶Ce³⁺。

3、根据权利要求2所述的白色电致发光材料，其特征是所用的兰色或兰绿色发光材料发射光谱在420nm～520nm，无机荧光材料激发光谱在400nm～520nm，发射光谱在520nm～640nm，发光峰值在550nm；兰色或兰绿色发光材料与无机材料重量比为1∶0.1～10。

4、根据权利要求3所述的白色电致发光材料，其特征是兰色或兰绿色发光材料粒度为5～35μm，表面包涂在AlN、SiN、TiN、ZrN、Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、In₂O₃保护层；无机荧光材料粒度为1～35μm。

5、根据权利要求2所述的白色电致发光材料，其特征是兰色或兰绿色发光材料的激活剂和共激活剂，每种的加入量为基质1×10^-6～1×10^-1克分子/克分子。

6、根据权利要求5或2所述的白色电致发光材料，其特征是在制备发光器件时，需要加入涂粘剂，所用的涂粘剂为环氧树脂，氰乙基纤维素，氰乙基糖，氰乙基醚，二甲基甲酰胺，三乙醇胺，用丝网印刷或喷涂法，涂敷在器件底片上。