[发明专利]由低分子量PVDF/HFP树脂制成的场致发光(EL)板

说明书

本发明涉及电场致发光(EL)灯，尤其是由PVDF/HFP树脂制成的电场致发光板。在此，电场致发光“板”是包括一个或更多个发光区域的单个底材，每一个发光区域为一盏电场致发光“灯”。

一盏电场致发光灯基本上是一个两导电电极之间具有介电层的电容器，两电极之一是透明的。或者介电层包括荧光粉，或者介电层和一个电极之间有一个单独的荧光粉层。在强电场下，荧光粉使用非常小的电流可以发光。

现代(1990年以后)的电场致发光灯通常包括厚度大约为7.0mils(0.178mm)的聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET)或聚碳酸酯的透明底材。一个透明的氧化铟锡(ITO)前电极是通过真空沉积到该底材上，其厚度1000左右。一个荧光层是被丝网印刷到该前电极上，并且介电层是由丝网印刷到该荧光层上。后电极由丝网印刷到该介电层上。可以以丝网印刷层或具有粘合剂涂层的带的形式添加一个后绝缘层。

用于丝网印刷的油墨包括粘合剂、溶剂和填料，在此填料决定了印刷层的性质。常用的溶剂是二甲基乙酰胺(DMAC)。粘合剂通常是氟聚合物例如聚偏1,1-二氟乙烯/六氟丙烯(PVDF/HFP)、聚酯、乙烯基树脂或环氧树脂。荧光层通常以浆液(油墨)的形式由丝网印刷，该浆液含有溶剂、粘合剂和例如Budd的美国专利U.S.5,418,062中描述的掺杂的硫化锌荧光颗粒。介电层通常以浆液(油墨)的形式由丝网印刷，该浆液含有溶剂、粘合剂和钛酸钡(BaTiO₃)颗粒。

后电极(不透明)通常以浆液(油墨)的形式丝网印刷，该浆液含有溶剂、粘合剂和导电颗粒，例如银、碳黑或石墨，或是它们的混合物。当每一层的溶剂和粘合剂化学上相同或相似时，在毗邻层之间有化学相容性和好的粘合性。每一层都通过例如丝网印刷或辊涂涂布，然后固化或干燥。

总之，EL灯的制作本身看起来简单。不幸的是，有几个细节使情况变得复杂。银倾向于从后电极向前电极迁移导致灯的黑斑或短路。因此，对于暴露在高温度和湿度的恶劣环境下的高性能EL灯，将银应用于位于灯区之外的汇流条而不是后电极。

银基后电极比碳基后电极具有更小的电阻。因此，取消银有限制EL板的面积的趋势，这是因为具有碳后电极的大面积灯的整个表面亮度的非均一性。沿着板的周边放置银汇流条可起些作用，但几乎不如沿着板的中间或最长尺寸放置汇流条起的作用。然而，汇流条中的银将沿着使用现有技术灯材料的后电极迁移。

大多数EL灯通过丝网印刷间歇制备，而不是例如辊涂连续式制备。对于这两种方法，由于油墨中的少量的树脂(粘合剂)，材料层通常以两个或三个连续层形成。如果一层在单个过程中形成，这将显著加快生产，并且减少必要设备的量。

目前，不同用途的灯对不同层有不同的材料要求。例如汽车灯的规格与手表中灯的规格明显不同。汽车灯的力学性能比手表中灯有更严格的要求。对于汽车灯，灯的材料需要有高的软化温度。不幸的是，这样的材料通常有其它性质使得它们不利于作EL灯，例如低溶解性。低溶解性意味着该层通过几个过程形成，并且多出的加工步骤增加板的成本。

一个涂ITO的底材由于高温收缩而对温度敏感。在许多信号灯板中，该底材被“预收缩”以使用于后续高温(150℃)下进行固化操作的底材稳定。因此，低成膜温度对于避免要求预收缩ITO涂敷的底材是高度有利的。许多具有低成膜温度的材料由于其它材料性质对于EL灯是不希望的。

另一个问题是对ITO存在的底材区域和ITO被去除的其它区域的粘合力。这些问题可以通过添加粘合促进剂例如硅氧烷例如DowCorning Z6040解决。向油墨中添加丙烯酸树脂可以提高粘合力也已为人们所知。聚甲基丙烯酸甲酯聚合物(PMMA)和聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)共聚物与含PVDF的树脂相容。应用或包括粘合促进剂和添加的材料的额外处理步骤会增加板的成本。

可以比现在材料更好地解决上述问题中的任一个的材料将是本领域最受欢迎的。已经发现一种特殊类型的PVDF/HFP共聚物可解决上述所有问题。

基于上述，因此本发明的一个目的是提供一种EL板的单一构造，可以适应不同的市场，例如汽车、通讯和钟表业。

本发明的另一个目的是提供一种用于制备EL板的油墨，其中一个完整层在单一过程中形成。

本发明又一个目的是提供一种具有后电极并且显示优良环境性能的EL灯，其中后电极含有为了改善导电性的银。

本发明的另一个目的是提供一种用于制备EL板的油墨，其中该油墨并不要求对底层的预处理或向油墨中添加粘合促进剂。