一種平面電致發光器件及其應用
【技術領域】
[0001] 本申請涉及電致發光領域，特別是涉及一種電致發光器件及其應用。
【背景技術】
[0002] 電致發光，又稱電場發光，簡稱EL，早在1936年首度由法國科學家G.Destriau發 現，是一項已有近八十年歷史的技術。當時，Destriau發現浸在液體電介質的粉末狀熒光 物質在交變電場作用下可產生明亮的持續的光。但在此后的10多年里，這一現象并未受到 人們的關注，甚至有人對它的意義持懷疑態度。因為Destriau觀察到的這一現象的裝置很 難使人相信它的應用潛力。
[0003] 隨后，Destriau又設計了更接近實用化的平面型發光器件結構。但直到1947年 導電玻璃的發明，使得EL能以導電玻璃作為透明電極，才在世界范圍內掀起了一股異乎尋 常的研發熱潮。
[0004] 但是，大約又過了 10年，這種交流電致發光器件（簡稱ACEL)的亮度、壽命和發光 顏色的局限性變得越來越清楚，人們的熱情開始減退。幾乎同一時期，直流電致發光器件 (簡稱DCEL)開始迅速發展。1971年，中國學者發現ZnS:Mn，Cu材料在交流電壓下的發光 特性優于它在直流電壓下的發光特性，這是目前為止發現的唯一可在交流和直流電壓下發 光的兩用型EL材料（簡稱ADCEL)。
[0005] 雖然EL的研究一直延續至今，但是基本都是基于EL的顯示照明，并且都是上下兩 層電極的垂直結構；這種結構的EL(I)只能用于顯示照明，而無法目前更為多樣化的使用 需求；（2)由于需要上下兩層電極，所以制作工序更多，制作成本更高；(3)此結構要求兩個 電極中的一個必為透明電極，若底電極為透明電極，則要求基板也透明，所以對基板也增加 了要求。
【發明內容】
[0006] 本申請的目的是提供一種新的結構改進的平面電致發光器件及其應用。
[0007] 本申請采用了以下技術方案：
[0008] 本申請的一方面公開了一種平面電致發光器件，包括基板、電極層、絕緣層和發光 層；電極層包括電極A和電極B，電極A和電極B間隔排布的印制于基板的表面，形成電極 層，且相鄰的電極A和電極B之間不接觸；絕緣層將電極層夾于絕緣層和基板之間，發光層 設置于絕緣層的表面，或者發光層將電極層夾于發光層和基板之間，絕緣層設置于發光層 的表面。
[0009] 其中，基板可以是任何非導體固體材料，包括塑料，布，石頭，水泥板，陶瓷，玻璃， 皮革，高分子樹脂板，木材，或者是金屬材料被絕緣體保護如鍍塑料，玻璃或陶瓷的金屬板 材等。基板形狀也不限，可以是任何形狀任何尺寸大小基材。
[0010] 需要說明的是，本申請的關鍵在于將電極A和電極B間隔印制于基板上，可以理 解，間隔排布可以是梳狀、叉指狀、同心圓等結構，在此不做具體限定。此外，本申請中，基板 的作用是支撐電極層、絕緣層和發光層，因此，各種常用或不常用的支撐材料都可以用于本 申請，在此不做具體限定；而本申請的優選方案中對比較適用于本申請的幾種基板進行了 特別說明，這將在后續詳細介紹。還需要說明的是，本申請中，將電極層、絕緣層和發光層等 印制在基板上的方法可以采用本領域常規使用的制膜方式，如絲網印刷、蒸鍍等，在此不做 具體限定。
[0011] 還需要說明的是，本申請的關鍵在于對電極層的改進，即將兩個電極同時印制在 基板的同一個表面，至于其它的，如發光層、絕緣層等的順序等，按照常規的方式即可，可以 是發光層在表面，也可以是絕緣層在表面，此外，還可以根據不同的使用需求，添加現有的 EL中的其它各層，在此不做具體限定。另外，對于發光層和絕緣層的材料，也可以參考常規 的EL，例如發光層可以是常規的有機或無機發光材料，在此不做具體限定；而本申請的優 選方案中，對比較適用于本申請的發光層和絕緣層材料進行了特別說明，這將在以下方案 中詳細介紹。
[0012] 優選的，電極A和電極B的間隔距離為0.Inm-IOcm;優選的，電極A和電極B的間 隔距離為0.lmm-3. 0mm。
[0013] 需要說明的是，在將本申請的平面電致發光器件用于寫字板的時候，書寫液必須 覆蓋電極A和電極B才會發光，因此，可以理解為，電極A和電極B的間隔距離在一定程度 上決定了顯示的亮度。根據本申請的試驗結果來看，隨著電極A和電極B的間隔距離增加， 亮度減小；因此，可以理解，在一些特殊的用途中，如果對亮度要求不高，也可以使電極A和 電極B的間隔距離更大；又或者，在生產工藝能夠達到的情況下，使得電極A和電極B的間 隔距離更小。
[0014] 優選的，電極A選自銀、鋁、金和銅中的至少一種；電極B選自銀、鋁、金和銅中的至 少一種。
[0015] 需要說明的是，電極A和電極B在原則上，可以米用任何能夠導電的材料，但是，本 申請優選的采用導電性能較好的銀、鋁、金或銅；并且，電極A和電極B的材料可以相同，也 可以不同，只是在外接電源時，電極A和電極B分別連接電源的兩極。
[0016] 優選的，發光層的厚度為1-100ym，優選為10-30ym。
[0017] 優選的，基板選自但不僅限于玻璃板、塑料板、陶瓷片、布料、金屬板和木板中的至 少一種。
[0018] 需要說明的是，原則上，任何能夠起到支撐作用，并且表面光滑的材料都可以用于 本申請，本申請考慮到不同的使用條件，優選基板采用玻璃板、塑料板、陶瓷片、布料、金屬 板或木板。
[0019] 優選的，絕緣層由高介電常數材料或高介電常數材料的摻雜材料制備而成。
[0020] 更優選的，絕緣層由鈦酸鋇、二氧化鉿、五氧化二鉭、二氧化硅、氧氮化硅、氮化硅、 Sialon、氧化紀和氧化錯中的至少一種制備而成。
[0021] 其中，Sialon是Si、Al、0、N四種元素的合成詞，是Si3N4中Si、N原子被Al和0 原子置換所形成的一類固溶體的總稱，本申請的絕緣層也可以采用該固溶體制備。
[0022] 優選的，發光層由硫化鋅、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎘、氧化鋅、硫化鈣和硫化鍶中的 至少一種制成；硫化鋅、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎘、氧化鋅、硫化鈣或硫化鍶中摻雜有錳、銅、 碳納米管、銀、金、鋁、鉛離子和稀土離子中的至少一種；稀土離子選自銪、鈰、鉺、釤和釹中 的至少一種。或者，發光層由摻雜的硫化鋅、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎘、氧化鋅、硫化鈣和硫化 鍶中的至少一種的量子點材料制備。
[0023] 需要說明的是，本申請的發光層可以是摻雜了錳、銅、碳納米管、銀、金、鋁、鉛離子 和稀土離子中的至少一種的硫化鋅、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎘、氧化鋅、硫化鈣或硫化鍶制 備，也可以是摻雜后的硫化鋅、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎘、氧化鋅、硫化鈣和硫化鍶中的兩種 或多種混合固溶體制備，例如，（Zn,Cd)S、Zn(S，Se)、（Zn,Cd) (S，Se)、（Zn,Cd)Se，在此不做 具體限定。
[0024] 本申請的另一面公開了一種發光寫字板，該發光寫字板采用本申請的平面電致發 光器件制備。
[0025] 需要說明的是，本申請特殊結構的平面電致發光器件，直接采用極性溶劑或極性 溶劑的混合溶液在其發光層表面進行書寫就可以發光，例如直接用水書寫就會發光，水蒸 干后，則停止發光；因此，可以很方便的制備成發光寫字板。除純水之外，如乙醇、乙酸等也 可以作為書寫液，使寫字板發光；此外，導電溶液，如氯化鈉溶液等也可以作為書寫液，使寫 字板發光；在此不做具體限定。
[0026] 本申請的再一面公開了一種照明顯示器件，該照明顯示器件包括本申請的平面電 致發光器件，以及涂覆于平面電致發光器件表面的極化層，極化層為導電物質層或者用透 明透光材料封裝的極性溶液。
[0027] 需要說明的是，本申請的平面電致發光器件除了直接在其表面進行極性溶劑或導 電溶液書寫可以發光以外，在其表面直接添加一層極化層，即可使其長期發光，從而作為照 明顯示器件。其中，極化層可以是一層導電物質層，也可以是封裝的極性溶液；可以理解，導 電物質可以使本申請的平面電致發光器件發光，因此，只要采用涂覆或其它成膜方式在平 面電致發光器件表面形成一層導電物質層即可作為照明顯示器件；而極性溶液同樣可以使 本申請的平面電致發光器件發光，但是，作為液體，只能采用透明透光的材料將其封裝在平 面電致發光器件表面。
[0028] 還需要說明的是，無論是照明顯示器件，還是寫字板，只要平面電致發光器件表面 存在導電物質或者極性溶液，都會使其發光；只是不同的導電物質或不同的極性溶液，根據 導電性能或溶液的極性，其發光程度不同，在此不作具體限定。常規的導電物質如金屬、導 電氧化物材料、導電石墨、碳納米管、石墨稀、導電高分子材料等都可以用于本申請，具體的 如Al、Ag、Au、Cu、Mg-Al合金、Cu-Ag合金、Al-Cu合金、Fe、Fe-Cu合金、PEDOT、ITO等，在此 不做具體限定。
[0029] 優選的，極化層的厚度為0.Iym-10cm，更優選的，極化層的厚度為0.Iym-10mm。
[0030] 需要說明的是，極化層的添加可以使平面電致發光器件發光，但是，如果極化層 太厚也會影響發光情況，而太薄又無法穩定的發光，因此，本申請優選的極化層的厚度為 0?Iym-10cm，更優的極化層的厚度為0?Iy