TW202110272A

TW202110272A - 電致發光線材及其製造方法

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Publication number: TW202110272A
Application number: TW108129230A
Authority: TW
Inventors: 劉文傑; 賴玟佑; 鄭惟升; 林文義; 龔軒
Original assignee: 財團法人塑膠工業技術發展中心
Priority date: 2019-08-16
Filing date: 2019-08-16
Publication date: 2021-03-01

Abstract

本發明提供一種電致發光線材及其製造方法，製造之步驟包含：提供一基材層；於該基材層至少其一表面依序塗佈並固化或以熱塑高分子薄膜形式貼合形成一導電層、一介電層、一發光層、一透明導電層以及一保護層形成一電致發光片材；以及將該電致發光片材切為條狀形成該電致發光線材；本發明的電致發光線材具有新穎的扁平狀層結構，並以逐層塗佈並固化或貼合的製程，成功改善既有沾附技術容易因為垂流的液滴導致不光滑或不均勻表面，且為達特定厚度，各層沾附與固化的時間較長等種種問題。

Description

電致發光線材及其製造方法

一種發光線材及其製造方法，特別是一種電致發光線材及其製造方法。

目前電致發光纖維，主要是類似於多層的核殼結構線材，如圖1a、圖1b所示，其自內而外包含但不限於導電纖維L1、介電層L2、發光/螢光層L3以及最外層之透明導電層L4，而此種電致發光纖維的製造方法主要是將內層結構浸於液態狀之外層材料，利用沾附方法逐層將功能層披覆於其上，最終形成該電致發光纖維線材。

然而，此種製造方法在各材料披覆時，容易因紗線垂流現象產生過多的液滴，導致表面不光滑或材料分佈不均勻，且各層沾附的情況與速度不一，有時為了達到預設之厚度，還需要多次沾附與固化，導致製程時間過長，以及品質難以控制等問題。

為了解決目前電致發光纖維利用沾附的製造方法，容易因為垂流的液滴導致不光滑或不均勻表面，且為達特定厚度，各層沾附與固化的時間較長等種種問題，本發明提供一種電致發光線材及其製造方法，以解決前述問題。

首先，本發明一種電致發光線材，其包含相互層疊之一基材層、一導電層、一介電層、一發光層、一透明導電層以及一保護層；其中：該電致發光線材為扁平線狀，前述該基材層、該導電層、該介電層、該發光層、該透明導電層以及該保護層為平面狀相互層疊，且各層之側邊裸露於外。

其中，該電致發光線材之該基材層另一側進一步包含另一之該導電層、該介電層、該發光層、該透明導電層以及該保護層。

其中，該導電層介於0.05~0.1mm之間，該介電層介於0.01~0.05mm之間，該發光層介於0.01~0.1mm之間，該透明導電層介於0.05~0.1mm之間以及該保護層介於0.01~0.1mm之間。

其中，該電致發光線材之厚度介於0.3~1mm之間。

其中，該基材層材質包含熱固性樹脂或熱塑性樹脂，該熱固性樹脂包含聚氨酯(PU)或環氧樹脂(EPOXY)，該熱塑性樹脂包含熱塑高分子彈性體(TPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。

該導電層的材質包含金屬薄膜或導電高分子鍍膜；該介電層的材質包含鈦酸鋇，其固含量介於10~60wt%；該發光層包含硫酸鋅或硫化鋅發光粉，其固含量介於20~70wt%；該透明導電層的材質包含鍍奈米銀線高分子薄膜、鍍ITO高分子薄膜或鍍PEDOT:PSS高分子薄膜，並具有可見光穿透度大於80%；以及該保護層的材質包含熱塑性彈性體(TPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)。

前述該金屬薄膜包含銅箔、鋁箔或銀漿；該導電高分子鍍膜包含金屬高分子鍍膜或金屬氧化物高分子鍍膜，該金屬氧化物高分子鍍膜包含氧化銦錫(ITO)高分子鍍膜，其中該高分子鍍膜之高分子材質包含聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、熱塑高分子彈性體(TPE)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)；該硫化鋅摻雜銅發光粉含有不同銅含量，以達到不同發光效果；該發光層之材質中進一步包含激活劑，共激活劑或添加螢光染色劑；以及該透明導電層之高分子中所使用之透明高分子薄膜材質包含熱塑性彈性體(TPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)。

接著，本發明進一步提供前述電致發光線材的製造方法，其步驟包含：提供一基材層；於該基材層至少其一表面依序塗佈並固化或以熱塑性高分子薄膜形式貼合形成一導電層、一介電層、一發光層、一透明導電層以及一保護層形成一電致發光片材；以及將該電致發光片材切為條狀形成該電致發光線材，該電致發光線材為扁平線狀，且該基材層、該導電層、該介電層、該發光層、該透明導電層以及該保護層為平面狀相互層疊，且各層之側邊裸露於外。

其中，於該基材層另一側重複依序塗佈並固化或貼合形成該該導電層、該介電層、該發光層、該透明導電層以及該保護層的步驟。

其中，將該電致發光片材切為條狀形成該電致發光線材時，將該電致發光片材以滾輪固定張力。

藉由上述說明可知，本發明具有以下優點：

1. 本發明的電致發光線材具有新穎的扁平狀層結構，並以逐層塗佈並固化或貼合的製程，成功改善既有沾附技術容易因為垂流的液滴導致不光滑或不均勻表面，且為達特定厚度，各層沾附與固化的時間較長等種種問題。

2.有鑑於穿戴式產品的新趨勢逐步朝向具有個人化、特色化與差異化的脈絡前進，並提供舒適、防護、安全警示與娛樂生活需求產品，因此本發明所提供的電致發光線材可導入穿戴式產品之應用，也因其具有高亮度，以及製程簡易與高品質，達到領先特色化、差異化與流行性兼備的新產業應用。

請參考圖2，其為一種電致發光線材10第一較佳實施例之示意圖，該電致發光線材10包含相互層疊之一基材層11、一導電層12、一介電層13、一發光層14、一透明導電層15以及一保護層16。該電致發光線材10為扁平線狀，前述各層為平面狀相互層疊，且各層之側邊裸露於外。前述各層之厚度較佳為該導電層12介於0.05~0.1mm之間，該介電層13介於0.01~0.05mm之間，該發光層14介於0.01~0.1mm之間，該透明導電層15介於0.05~0.1mm之間，該保護層16介於0.01~0.1mm之間，而整體該電致發光線材10之厚度介於0.3~1mm之間。

請參考圖4，該電致發光線材10除了前述自該基材層11之單面形成該導電層12、該介電層13、該發光層14、該透明導電層15以及該保護層16外，其第二較佳實施例亦可自該基材層11另一側進一步包含相互層疊之該導電層12、該介電層13、該發光層14、該透明導電層15以及該保護層16，使該電致發光線材10成為雙面之對稱扁平線材結構。

其中，前述的該基材層11材質較佳包含熱固性樹脂或熱塑性樹脂。該熱固性樹脂包含聚氨酯(PU)或環氧樹脂(EPOXY)；該熱塑性樹脂包含熱塑高分子彈性體(TPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET) 、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)。

該導電層12的材質包含金屬薄膜或導電高分子鍍膜。該金屬薄膜可如銅箔、鋁箔或銀漿；該導電高分子鍍膜可以是將金屬鍍於高分子薄膜上之金屬高分子鍍膜，或是將氧化銦錫(ITO)鍍於高分子薄膜上之金屬氧化物高分子鍍膜，前述該高分子薄膜所述之該高分子可如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、熱塑高分子彈性體(TPE)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC) 。

該介電層13的材質較佳係鈦酸鋇，其固含量較佳介於10~60wt%。該發光層14的材質較佳包含硫酸鋅或硫化鋅摻雜銅系列之發光粉，固含量較佳介於20~70wt%，前所述之硫化鋅摻雜銅係以硫化鋅為主體，將硫化鋅製成一有缺陷之晶體，將銅原子放入缺陷中做為導體，而所述之系列係由不同銅含量多寡會有不同能階之能障，利用不同能障會轉換出不同波長之光色，達到不同發光效果之系列效應。本發明之該發光層14可以通過使用不同的發光材料，再摻雜其他成份的激活劑，共激活劑或添加螢光染色劑等，來調整光的亮度和顏色。該透明導電層15的導電材質包含鍍奈米銀線高分子薄膜、鍍ITO高分子薄膜、鍍PEDOT:PSS高分子薄膜，其中所使用之透明高分子薄膜材質包含熱塑性彈性體(TPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)，該透明導電層15之可見光穿透度大於80%。該保護層16的材質包含熱塑性彈性體(TPE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)。

請接著參考圖3，對應前述該電致發光線材10，本發明進一步提供其製造方法，步驟包含：提供該基材層11；於該基材層11至少其一表面依序塗佈並固化或以熱塑高分子薄膜形式相互貼合形成該導電層12、該介電層13、該發光層14、該透明導電層15以及該保護層16，形成一電致發光片材20；以及將該電致發光片材20切為條狀形成該電致發光線材10。

進一步地，圖5顯示於該基材層11另一側重複依序塗佈並固化或貼合形成該導電層12、該介電層13、該發光層14、該透明導電層15以及該保護層16的步驟，即可形成如圖4所示之雙面皆具有功能層之該電致發光線材10。

其中，前述於該基材層11塗佈並固化之步驟是將各層依序以平面方向塗佈至固定厚度後加以固化形成，透過熱固性樹脂接著使各層不易分層；而所謂之熱塑高分子薄膜貼合製程是指透過各層中選用熱塑性高分子並使其表面加熱熔融進行各層熔接，使其達到不分層有益於後續切條之步驟實施並得到良好的線材產品。

將該電致發光片材20切為條狀之該電致發光線材10較佳係利用具有單軸或多軸鋼刀設計之切割機，由雷射切割點定位，配合自動捲收系統，達到連續、快速及精準的切條工藝，而本發明的該電致發光片材20多層結構可藉由滾輪設計將其固定張力，達到切條過程中穩定不脫層的目的。

經測試，本發明的發光線材其發光亮度範圍介於6~120cd/m² 。本發明的該電致發光線材10除了可應用於穿戴式之產品外，更可編織形成板、片或布材以導入製鞋業或袋包箱之應用，相當具有市場潛力。

以上所述僅為本發明的較佳實施範例而已，並非用以限定本發明主張的權利範圍，凡其他未脫提本發明所揭示的精神所完成的等效改變或修飾，均應包含在本發明的申請專利範圍內。

[本發明] 10:電致發光線材 16:基材層 17:導電層 18:介電層 19:發光層 20:透明導電層 16:保護層 20:電致發光片材 [先前技術] L1:導電纖維 L2:介電層 L3:發光/螢光層 L4:透明導電層

圖1a、圖1b為既有之電致發光纖維與其製造流程示意圖。圖2為本發明之電致發光線材第一較佳實施例示意圖。圖3為本發明之電致發光線材第一較佳實施例的製造流程示意圖。圖4為本發明之電致發光線材第二較佳實施例示意圖。圖5為本發明之電致發光線材第二較佳實施例的製造流程示意圖

10:電致發光線材

11:基材層

12:導電層

13:介電層

14:發光層

15:透明導電層

16:保護層

Claims

一種電致發光線材，其包含相互層疊之一基材層、一導電層、一介電層、一發光層、一透明導電層以及一保護層；其中：該電致發光線材為扁平線狀，前述該基材層、該導電層、該介電層、該發光層、該透明導電層以及該保護層為平面狀相互層疊，且各層之側邊裸露於外。
如申請專利範圍第1項之電致發光線材，該電致發光線材之該基材層另一側進一步包含另一之該導電層、該介電層、該發光層、該透明導電層以及該保護層。
如申請專利範圍第1或2項之電致發光線材，其中：該導電層介於0.05~0.1mm之間，該介電層介於0.01~0.05mm之間，該發光層介於0.01~0.1mm之間，該透明導電層介於0.05~0.1mm之間以及該保護層介於0.01~0.1mm之間。
如申請專利範圍第1或2項之電致發光線材，該電致發光線材之厚度介於0.3~1mm之間。
如申請專利範圍第1或2項之電致發光線材，其中：該基材層材質包含熱固性樹脂或熱塑性樹脂，該熱固性樹脂包含聚氨酯或環氧樹脂，該熱塑性樹脂包含熱塑高分子彈性體、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯；該導電層的材質包含金屬薄膜或導電高分子鍍膜；該介電層的材質包含鈦酸鋇，其固含量介於10~60wt%；該發光層包含硫酸鋅或硫化鋅發光粉，其固含量介於20~70wt%；該透明導電高分子的材質包含鍍奈米銀線高分子薄膜、鍍ITO高分子薄膜或鍍PEDOT:PSS高分子薄膜，並具有可見光穿透度大於80%；以及該保護層的材質包含熱塑性彈性體、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯。
如申請專利範圍第5項之電致發光線材，其中：該金屬薄膜包含銅箔、鋁箔或銀漿；該導電高分子鍍膜包含金屬高分子鍍膜或金屬氧化物高分子鍍膜，該金屬氧化物高分子鍍膜包含氧化銦錫高分子鍍膜，其中該高分子鍍膜之高分子材質包含聚對苯二甲酸乙二醇酯、熱塑高分子彈性體、聚碳酸酯、聚氯乙烯；該硫化鋅摻雜銅發光粉含有不同銅含量，以達到不同發光效果；該發光層之材質中進一步包含激活劑，共激活劑或添加螢光染色劑；以及該透明導電高分子中所使用之透明高分子薄膜材質包含熱塑性彈性體、聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚氯乙烯。
一種電致發光線材的製造方法，其步驟包含：提供一基材層；於該基材層至少其一表面依序塗佈並固化或以熱塑性高分子薄膜形式貼合形成一導電層、一介電層、一發光層、一透明導電層以及一保護層形成一電致發光片材；以及將該電致發光片材切為條狀形成該電致發光線材，該電致發光線材為扁平線狀，且該基材層、該導電層、該介電層、該發光層、該透明導電層以及該保護層為平面狀相互層疊，且各層之側邊裸露於外。
如申請專利範圍第6項的電致發光線材的製造方法，其中，於該基材層另一側重複依序塗佈並固化或貼合形成該該導電層、該介電層、該發光層、該透明導電層以及該保護層的步驟。
如申請專利範圍第6項的電致發光線材的製造方法，將該電致發光片材切為條狀形成該電致發光線材時，將該電致發光片材以滾輪固定張力。