[发明专利]一种由碳量子点实现的白色电致发光器件

说明书

技术领域

本发明属于电致发光器件应用技术领域。

背景技术

现有电致发光（EL）器件技术目前主体分为：EL玻璃屏、EL搪瓷屏、EL塑料屏、EL布、EL丝线器件，前四者均为平板式面光源发光器件，其主要优点为薄，轻，动态闪动，面发光均匀，生产及装配使用工艺实施简单。其发光原理为直流或交流电场作用在发光材料两侧，产生高电压，低电流的电场发光，其主要用于广告、照明、显示。而碳量子点荧光材料人们直接制作LED点光源半导体发光器件。

 现有EL 发光的颜色主要由有机荧光染料或颜料转换实现，通常是使用油墨印刷或与塑料粒子混合制成薄膜，它们中加入有机荧光染料或颜料后，发光与不发光时体色完全一致。白色电致发光器件同样是由荧光染料或颜料形成，如：橙色、粉色、黄色发光材料，其与蓝色或蓝绿色电致发光材料转换组合实现白色发光，荧光染料或颜料主要是有机物、无机物，如：YAG荧光材料、罗丹明有机染料等。它们的缺点是，有机材料稳定、耐候性不好，无机类YAG荧光材料透明度不好、成本高。现有技术降低了电致发光器件的颜色、寿命、发光效率，由于染料不耐紫外线，所以白色的电致发光器件一直不能用于户外。

本发明一种由碳量子点实现的白色电致发光器件，利用碳量子光致发光特性，将蓝色或蓝绿色电致发光转换成白色发光，并可以根据激发光颜色调节白色发光光谱。由碳量子点实现的白色电致发光器件具有寿命长、颜色稳定、发光效率高、成本低廉特点。

本发明可以用于平面发光、矩阵显示、照明领域，在电致发光平面超薄广告灯、柔性霓虹灯、液晶背照明、玩具、仪器仪表指示、发光服装等有广泛应用。 

发明内容

一种由碳量子点实现的白色电致发光器件，它包括：透明密封层、碳量子点荧光层、透明导电层、发光层、背导电层；其特征是：碳量子点荧光层是由含有碳的纳米荧光材料组成，其吸收光范围在365-520nm，发射光范围在440-610nm,将发光层发光光谱转换成白色发光。

本发明中碳量子点荧光材料是指含有碳量子点荧光材料或含碳的有机纳米荧光材料或碳量子点带有有机成份的荧光材料或碳纳米荧光材料，其颗粒度为1-40纳米，或更大，其可以在水、油、有机溶剂中有良好的分散性。其吸收光范围在365-520nm，发射光范围在440-610nm，其具有很宽的带谱发射，不同的激发峰值可以对应不同的发射峰值。

本发明中透明密封层作用是保护发光器件内部结构的清洁性，其是由透明塑料、透明绝缘漆、透明橡胶、透明玻璃中的一种组成；它们是透明或半透明，其中塑料可以是PVC、PE、PU等。透明绝缘漆可以是树脂涂料、含氟涂料、含硅涂料等绝缘涂料，它们可以是UV固化、红外固化或常温固化。透明橡胶可以使各类软性橡胶如硅橡胶等。

本发明中透明导电层是向发光层提供大面积电极，其由透明导电ITO材料、有机导电材料、金属纳米导电材料中的一种制成。它们所起的作用是形成导电电极，并可以引出连接电极。透明导电层是金属氧化物、高分子材料、导电聚合物、纳米金属导电材料均可以。本发明中碳量子点荧光材料也具备一定导电能力，其可以与作为透明导电材料的一部份。

本发明中发光层是由电致发光粉末材料构成，使用的是硫化锌掺杂铜等成份材料，其发光是蓝色或蓝绿色。电致发光粉末材料具有发光颜色随频率可变化特征，频率上升，发光光谱则向短波方向移动。电致发光粉末材料发光光谱通常是宽带发光光谱，这时碳量子点荧光材料对应的发光也是宽带光谱，其产生的白色发光更加纯正。当然本发明中的电致发光材料在制作平面器件时，也可以是其它电致发光光源产生的发光，如导光板、有机电致发光。本发明中碳量子点荧光材料可以混合在电致发光粉末材料中构成发光层，降低发光电压。 

本发明中背导电层是由金属导电材料或透明导电物质或含碳的导电物质制成。金属导电材料可以是平面的金属薄膜，如铜、铝等；也可以是连续金属线材，其截面是圆形、长方形、椭圆形，是一根或多根组合；还可以是银浆、碳浆、铜浆或透明导电材料印刷或涂覆制备成。

本发明中碳量子点荧光层是将碳量子点荧光材料与载体混合制备成，载体是树脂、橡胶、塑料、油墨、高分子涂料中的一种，其固化后形成透明或半透明的荧光层。碳量子点荧光层可以改变发光器件的发光颜色，由于碳量子点荧光材料具有无机发光材料的稳定性，有机荧光材料的透明及高效率发光性，从而替代现有技术具有明显进步。本发明中碳量子点无毒无害，与现有硫化锌镉等量子点材料比较安全、稳定、成本低。