TW201326341A - 電激發光元件黏著劑及其應用 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種電激發光元件黏著劑及其應用，其中該電激發光元件黏著劑係包含聚氨酯樹脂(polyurethane)，且該聚氨酯樹脂係為熱固性且溶劑型，其與一薄膜層材料混合後形成一種用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物，且該薄膜層材料與該電激發光元件黏著劑之重量比為1:1.6至1:10之間，該用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物更應用至電激發光元件中的薄膜層，且該薄膜層的厚度介於75μm至125μm之間時，該電激發光元件具有良好的發光強度且可有效的降低使用昂貴的環氧樹脂作為黏著劑，進而降低製造電激發光元件的製造成本。

Description

電激發光元件黏著劑及其應用

本發明係有關於一種電激發光元件黏著劑及其應用。本發明亦有關於一種用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物。本發明更有關於一種電機發光元件。

電激發光(Electroluminescence)具有重量輕、厚度薄、亮度高、均勻性佳、可隢性、耗電量低、製程簡單、生產設備便宜及無視野死角等優點，符合目前光電產品所需之輕薄短小及綠能發展的需求。市面上常以電激發光製作裝飾品、玩具、燈具、顯示器之背光源、手錶光源、個人攜帶通訊電子產品光源等。現今電激發光主要可分為三種：厚膜電激發光[交流電激發光(Alternating Current Electroluminescence英文全名,ACEL)]、薄膜型電激發光(Thin Film Electroluminescence)以及混合型電激發光(Hybrid Electroluminescence)。

電激發光技術最早源自交流電激發光元件，其相較於薄膜型電激發光元件具有下述特點：其為平面光源、亮度均勻、不發熱、抗壓性高、重量輕、厚度薄、視角大、由於其結構僅以不同粉體混合黏著劑以形成漿料後再塗佈至塑膠基材上，故易製作、產品可彎曲、耐振動並且藉由三原色之螢光粉的混合就可得到不同色彩的成品，上述的優點使交流電激發光元件提昇了其在產品設計上可應用程度。然而，交流電激發光元件具有原料成本太高，以及發光效率下降過快而使產品壽命不長的缺點存在，使其應用限制於背光模組和亮度需求較低的照明用途上，例如小夜燈、LCD的背光源、手機按鈕和桌上型電腦的鍵盤等等，且因為交流電激發光裝置的驅動電壓比較高，不容易與集成電路相互搭配，造成驅動電路變得複雜，且常用於電激發光元件中之黏著劑的環氧樹脂，其價格不斐，大大提升電激發光元件的製作成本而使其價格變得昂貴進而影響了交流電激發光裝置的發展。

為降低製造電激發光元件之成本且使其具有良好的發光效果及較低的驅動電壓，本發明提供一種電激發光元件黏著劑，其係包含聚氨酯樹脂，其中該聚氨酯樹脂係為熱固性且溶劑型。

依據本發明，所述的聚氨酯樹脂係為熱固性且溶劑型，其具有如此技術領域所知者，係例如，但不限於：由多元異氰酸鹽(Polyisocyanate)以及多元醇反應生成的高分子化合物，其主鏈中具有重複的氨基甲酸酯之結構單元，且藉由交聯改性式將線型的分子鏈結以形成具有網狀結構的聚氨酯樹脂，所述的溶劑型係為疏水性，藉以有較佳的光穿透力、定型力以及防水力。

較佳的，其中該電激發光元件薄膜層係發光層、介電層或導電層。

本發明亦提供一種用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物，其係包括一薄膜層材料以及一種如前述之電激發光元件黏著劑。

較佳的該薄膜層材料與該電激發光元件黏著劑之重量比為1: 1.6至1: 10之間。

更佳的，該薄膜層材料與該電激發光元件黏著劑之重量比為1: 2至1: 5之間。

依據本發明，薄膜層材料係選自於下列所構成之群組：介電材料、螢光材料、導電層材料以及其等之組合。

依據本發明，所述的薄膜層材料，如此技術領域所知者，係例如，但不限於：鈦酸鋇、螢光粉、銀膠、碳膠等等。

依據本發明，所述之螢光粉係包括，但不限於硫化鋅摻雜錳、硫化鋅摻雜銩氟、硫化鋅摻雜摻釤氟等等。

較佳的，其中該薄膜層材料係為鈦酸鋇。

本發明更提供一種電激發光元件，其係包括：一電激發光原組件，其係包括一基材；一透明導電膜，其係位於該基材上；一螢光層，其係位於該透明導電膜上；一介電層，其係位於該螢光層上，並且其係由前述之用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物所構成；一導電層，其係位於該介電層上，其中該基材之面積與該透明導電膜之面積各大於螢光層、介電層與導電層個別之面積；以及兩電極，分別與該透明導電膜與該導電層連接。

較佳的，其中該電基發光元件更包括一外膜，其係包覆該電激發光原組件之外部以及包覆連接該透明導電膜與該導電層之部分的兩電極。

較佳的，其中該介電層的厚度係為75 μm至125 μm之間。

較佳的，其中該介電層係由用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物以網版印刷之方式所形成。

依據本發明，所述之基材的材料係包括，但不限於：壓克力樹脂、玻璃或塑膠等。

依據本發明，所述之導電層之材料係包括，但不限於：銀膠或碳膠等等。

依據本發明，所述的電極係為任何具有傳導能力之材料，其係包括，但不限於：銅導線、鍍錫銅導線或鋁導線等，且係以任何方式與該透明導電膜與該導電層連接。

依據本發明，所述的外膜係為具有熱固性之外膜，例如但不限於：熱熔膠膜等等，藉以防止該電激發光元件受到水氣的影響而降低其發光效率。

本發明的優點在於，藉由包含聚氨酯樹脂(polyurethane)的電激發光元件黏著劑，其與一薄膜層材料混合後形成一種用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物，且該薄膜層材料與該電激發光元件黏著劑之重量比為1: 1.6至1: 10之間，該用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物應用至電激發光元件中一厚度介於75 μm至125 μm之間的薄膜層時，該電激發光元件具有良好的發光強度且可有效的降低使用昂貴的環氧樹脂作為黏著劑，進而降低製造電激發光元件的製造成本。

為能詳細了解本發明的技術特徵與實用功效，並可依照說明書的內容來實施，請進一步配合圖式及較佳實施例，以闡述本發明為達目的所使用的技術手段。

實施例

本發明中之實驗備製流程中所述及各樣品之來源以及成分比例敘述如下：

1.螢光粉：商用硫化鋅摻銅，及共摻鋁之螢光粉(ZnS：Cu,Al phosphor)。

2.鈦酸鋇(barium titanate，BaTiO₃)，純度99%，其係為粉狀。

3.環氧樹脂(epoxy resin)。

4.聚氨酯樹脂。

5.保麗樹脂(unsaturated polyester resin)。

6.導電銀膠(conductive paste silver ink)。

7.具有透明導電膜的塑膠基材(ITO & PET substrate)。

8.金屬導線：鍍錫銅導線。

9.直流電源供應器(dc power supply)：由Topward Electric Instruments Co.,Ltd.(台灣)生產的直流電源供應器，型號為TPS-200，其電壓範圍為0～32伏特，此台電源供應器之電流為0～3.2安培(A)。

10.照度計(Lux meter)：此照度計包含儀表本體和感測器，電源9 Vdc，量測範圍為2000 Lux。

實施例1.使用不同電激發光元件黏著劑製得薄膜層

下述實施例中係使用比例為2：3之薄膜層材料與與黏著劑，以取得用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物並用於下述實施例中。

實施例1-1.使用該用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物以形成介電層

本實施例係選用鈦酸鋇為薄膜層材料且選用環氧樹脂、聚氨酯樹脂以及保麗樹脂作為電激發光元件黏著劑，以形成用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物。首先提供一具有透明導電膜的塑膠基材，其中該透明導電膜係為氧化銦錫膜(Indium Tin Oxide，ITO)，將該基材放入烘箱以一預熱溫度為120℃的溫度預熱該基材30分鐘，藉以使該基材定型。另將螢光粉與環氧樹脂以重量比2：3混合形成一螢光層混合物，再將該螢光層混合物使用網布之目數為150之網版以網印方式塗佈於所述之預熱後的基材上以在該基材之透明導電膜上形成一螢光層，接著再於烘箱中以一加熱溫度為100℃的溫度加熱且乾燥30分鐘，取得具有螢光層的基材。接著以重量比為2：3分別混合鈦酸鋇與環氧樹脂、鈦酸鋇與聚氨酯樹脂以及鈦酸鋇與保麗樹脂，以形成三種用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物，並分別將該等用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物以網印方式塗佈於該具有螢光層的基材之螢光層上，接著再於烘箱中以一加熱溫度為100℃的溫度加熱且乾燥該具有螢光層的基材30分鐘，取得具有介電層之基材。

實施例1-2.　製備具有不同厚度之具有介電層的基材

提供上述實施例1-1.所得的具有介電層之基材，以類似於實施例1-1.所述的方法重覆下述步驟1次或2次：塗佈對應的用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物於該具有介電層之基材以及重複於該加熱溫度下乾燥該具有介電層之基材，以製得介電層數為2層或介電層層數為3層之具有介電層之基材，經量測得知介電層數為兩層之厚度係為75微米(μm)至125 μm之間。

實施例1-3.　使用實施例1-2.所得的該等具有介電層之基材以製備電激發光元件

提供實施例1-2所製得的該等具有介電層之基材，接續進行下列步驟以製得樣品1至樣品9之電激發光元件。

將銀膠塗佈於該等具有介電層的基材之介電層上，接著再於烘箱中以一加熱溫度為100℃的溫度加熱且乾燥該等具有介電層的基材30分鐘，使其完全固化形成導電層，以取得電激發光原組件。

繼而，將前述電激發光原組件中之透明導電膜貼上一第一導線，以及於導電層貼上一第二導線，其中該第一導線與該第二導線皆為鍍錫銅之金屬導線，並以熱熔膠膜包覆該電激發光原組件、包覆連接該透明導電膜之部分第一導線以及包覆連接該導電層之部分第二導線，且使用護貝機下完成封裝，最後取得該等電激發光元件。

實施例2.使用不同電激發光元件黏著劑製得薄膜層

下述實施例中係使用比例為1：2之薄膜層材料與與黏著劑，以取得用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物並用於下述實施例中。

實施例2-1.使用該用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物以形成介電層

如同實施例1-1.所述，實施例2-1係大致以相同之方法製作具有介電層之基材，本實施例亦選用鈦酸鋇為薄膜層材料且選用鈦酸鋇為薄膜層材料且選用環氧樹脂、聚氨酯樹脂以及保麗樹脂作為電激發光元件黏著劑，以形成用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物。

實施例2-2.　製備具有不同厚度之具有介電層的基材

如同實施例1-2.所述，實施例2-2係大致以相同之方法製作具有不同厚度之具有介電層的基材。本實施例與實施例1-2.不同之處在於，其係提供實施例2-1.所製得的具有介電層之基材作為起始物。

實施例2-3.　使用實施例2-2.所得的該等具有介電層之基材以製備電激發光元件

如同實施例1-3.所述，實施例2-3.係大致以相同之方法製作樣品10至樣品18之電激發光元件。本實施例與實施例1-3.不同之處在於，其係提供實施例2-2.所製得的該等具有介電層之基材作為起始物。

實施例3.　電激發光元件之起始電激電壓與發光強度的分析

製得上述之電激發光元件後，對該等電激發光元件施以一電壓，當到達某一數值時電激發光元件開始發光，且超過此一電壓後電流與亮度快速增加，當亮度為1 LUX時定義此電壓為起始電激電壓。另外，對該等電激發光元件施以一固定為9 V_dc之輸入電壓，以測量何種用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物的重量比、何種電激發光元件黏著劑及何種介電層的厚度之電激發光元件具有最佳的照度值(即，發光強度)以及最低的起始電激電壓。由於市面上可攜帶之電子產品，都需要重量輕、體積小的電池，一般此類電池可提供的最高電壓係為9 V_dc電池，故以市售之驅動器施以9 V_dc電壓來試驗前述樣品。樣品1至樣品9所製得之電激發光元件，其起始電激電壓與在9 V_dc電壓下之照度值(LUX)之結果係如表1所示。

表1.　樣品1至樣品9之電激發光元件的起始電激電壓與在9 V_dc電壓下之照度值(LUX)之結果

在鈦酸鋇：相同電激發光元件黏著劑之電激發光元件，介電層的層數愈多，所需之起始電激電壓愈高，亦即在定壓下該電激發光元件壽命越短。另外，在相同層數但鈦酸鋇：不同電激發光元件黏著劑之電激發光元件，電激發光元件黏著劑為環氧樹脂時，所需之起始電激電壓最低，亦即在定壓下該電激發光元件壽命最長，而電激發光元件黏著劑為聚氨酯樹脂時，所需之起始電激電壓較高，而電激發光元件黏著劑為保麗樹脂時，所需之起始電激電壓最高，亦即在定壓下該電激發光元件壽命最短。此外，樣品1至樣品9之電激發光元件在施以9 V_dc電壓下所量測的照度值，在鈦酸鋇：相同電激發光元件黏著劑之電激發光元件，介電層的層數愈多，照度值愈低。另外，在相同層數但鈦酸鋇：不同電激發光元件黏著劑之電激發光元件，電激發光元件黏著劑為環氧樹脂時之電激發光元件，其照度值最高，而電激發光元件黏著劑為聚氨酯樹脂之電激發光元件，其照度值次高，而電激發光元件黏著劑為保麗樹脂之電激發光元件，其照度值最低。可得知，於樣品1至樣品9中，樣品1之電激發光元件其起始電激電壓最小且在施以9 V_dc電壓下所量測的照度值最佳，且樣品1至樣品3之電激發光元件的功效遠優於樣品4至樣品9之電激發光元件，然而由於環氧樹脂的成本過高，樣品1至樣品3的電激發光元件仍非是最佳的選擇。

另外，樣品10至樣品18所製得之電激發光元件，其起始電激電壓與在9 V_dc電壓下之照度值(LUX)之結果係如表2所示。

表2.樣品10至樣品18之電激發光元件的起始電激電壓與在9 V_dc電壓下之照度值(1 LUX)之結果

同樣的，在鈦酸鋇：相同電激發光元件黏著劑之電激發光元件，介電層的層數愈多，所需之起始電激電壓愈高，亦即在定壓下該電激發光元件壽命越短。另外，在介電層層數為1層但鈦酸鋇：不同電激發光元件黏著劑之電激發光元件(即，樣品10、樣品13以及樣品16)，樣品10所需之起始電激電壓最低，樣品13所需之起始電激電壓較高，而樣品16所需之起始電激電壓最高。然而，在介電層層數為2層但鈦酸鋇：不同種電激發光元件黏著劑之電激發光元件(即，樣品11、樣品14以及樣品17)，樣品11亦即電激發光元件黏著劑為聚氨酯樹脂時，所需之起始電激電壓最低，而樣品14亦即電激發光元件黏著劑為環氧樹脂時，所需之起始電激電壓較高，而樣品17所需之起始電激電壓最高。而在介電層層數為3層但鈦酸鋇：不同電激發光元件黏著劑之電激發光元件(即，樣品12、樣品15以及樣品18)，樣品12及樣品15所需之起始電激電壓最低且兩者相同，而樣品18所需之起始電激電壓最高。此外，樣品10至樣品18之電激發光元件在施以9 V_dc電壓下所量測的照度值，在鈦酸鋇：相同電激發光元件黏著劑之電激發光元件，僅當電激發光元件黏著劑為保麗樹脂時才有如同表一所述的介電層的層數愈多即照度值愈低之趨勢，而當電激發光元件黏著劑為環氧樹脂或聚氨酯樹脂時，具有兩層介電層之電激發光元件(即，樣品11與樣品14)其照度值優於具有一層介電層之電激發光元件(即，樣品10與樣品13)。另外，在相同層數但鈦酸鋇：不同電激發光元件黏著劑之電激發光元件，不同於表一的是，當電激發光元件黏著劑為環氧樹脂之電激發光元件，其照度值最高，電激發光元件黏著劑為聚氨酯樹脂之電激發光元件其照度值雖然為次高，但相較於電激發光元件黏著劑為環氧樹脂之電激發光元件之照度值，兩者差異並不大，甚至樣品15之照度值係優於樣品12之照度值，而電激發光元件黏著劑為保麗樹脂之電激發光元件，其照度值依舊最低。

可得知，相較於其他的電激發光元件，樣品10、樣品11以及樣品14之電激發光元件，其具有較低之起始電激電壓以及在施以9 Vdc電壓下所量測的照度值較佳，然而將成本材料納入考量，由於環氧樹脂的材料成本係遠高於聚氨酯樹脂以及保麗樹脂，所以樣品14係為最佳的電激發光元件，亦即，於一電激發光元件中，薄膜層材料：電激發光元件黏著劑之最佳重量比為1：2且其介電層的厚度最佳係為75 μm至125 μm之間。

本發明之電激發光元件

請參閱圖1與圖2所示，本發明之電激發光元件係包括一電激發光原組件、一第一導線60、一第二導線70以及一外膜80，該電激發光原組件更包括一基材10、一位於該基材10上的透明導電膜20、一位於該透明導電膜20上的螢光層30、一位於該螢光層30上的介電層40、一位於該介電層40上的導電層50，其中該基材10之面積與該透明導電膜20之面積各大於螢光層30、介電層40與導電層50個別之面積，且該介電層40係由前述之薄膜層材料：電激發光元件黏著劑之重量比為1：2所構成，且該介電層40的厚度係係為75 μm至125μm之間。前述之第一導線60係連接於電激發光原組件中該透明導電膜20上，前述之第二導線70係連接於電激發光原組件中該導電層50上，前述之外膜80係包覆該電激發光原組件之外部、包覆連接該透明導電膜20之部分第一導線60以及包覆連接該導電層50之部分第二導線70。

10．．．基材

20．．．透明導電膜

30．．．螢光層

40．．．介電層

50．．．導電層

60．．．第一導線

70．．．第二導線

80．．．外膜

圖1為本發明之電激發光元件之剖面圖。

圖2為本發明之電激發光元件之分解圖。

10．．．基材

20．．．透明導電膜

30．．．螢光層

40．．．介電層

50．．．導電層

60．．．第一導線

70．．．第二導線

80．．．外膜

Claims (10)

1. 一種電激發光元件黏著劑，其係用於形成電激發光元件薄膜層，並且包含聚氨酯樹脂(polyurethane)，其中該聚氨酯樹脂係為熱固性且溶劑型。
2. 如請求項1所述之電激發光元件黏著劑，其中該電激發光元件薄膜層係發光層、介電層或導電層。
3. 一種用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物，其係包括一種如請求項1所述之電激發光元件黏著劑以及一薄膜層材料，其中該薄膜層材料與該電激發光元件黏著劑之重量比為1: 1.6至1: 10之間。
4. 如請求項3所述之用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物，其中該薄膜層材料：該電激發光元件黏著劑之重量比為1: 2至1: 5之間。
5. 如請求項3或4所述之用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物，其中該薄膜層材料係選自於下列所構成之群組：介電材料、螢光材料、導電層材料以及其等之組合。
6. 如請求項3所述之用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物，其中該薄膜層材料係為鈦酸鋇。
7. 一種電激發光元件，其係包括：一電激發光原組件，其係包括一基材；一透明導電膜，其係位於該基材上；一螢光層，其係位於該透明導電膜上；一介電層，其位於該螢光層上，並且係由一種如請求項3至6項中任一項所述之用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物所構成；一導電層，其係位於該介電層上；以及兩電極，分別與該透明導電膜與該導電層連接；其中該基材之面積與該透明導電膜之面積各大於螢光層、介電層與導電層個別之面積；以及兩電極，分別與該透明導電膜與該導電層連接。
8. 如請求項7所述之電激發光元件，其更包括一外膜，其係包覆該電激發光原組件之外部以及包覆連接該透明導電膜與該導電層之部分的兩電極。
9. 如請求項7或8所述之電激發光元件，其中該介電層的厚度係介於75 μm至125 μm之間。
10. 如請求項9所述之電激發光元件，其中該介電層係由該用於形成電激發光元件薄膜層的黏著劑混合物以網版印刷之方式所形成。