可拉伸线型发光器及其制备方法、发光产品与流程

1.本公开一般涉及发光器件领域，具体涉及可拉伸线型发光器及其制备方法、发光产品。


背景技术：

2.现有技术中，发光功能的织物集成在夜间警示、信号传递以及时尚美观等方面拥有着巨大潜力。目前的发光材料可分为直流发光材料和交流发光材料，直流发光材料分为无机材料和有机材料，无机材料如氮化嫁、砷化嫁等，所制备的发光二极管并没有柔性，难以与织物集成，有机材料为小分子或聚合物活性材料，如8_经基哇琳铝、meh-ppv等，其具有较好柔性，但是其制备工艺往往包含真空，器件成本高，并且器件对隔水隔氧要求很高，难以抵挡人们实际所穿衣物所面临的复杂外在环境，并且发光器件均为平面结构，无法实现与织物大面积集成。
3.基于掺杂硫化锌的电致发光粉采用交流激发，对膜层平整度及对湿度控制要求低，并且通过将发光粉与弹性体混合，可得到具有拉伸性能的发光活性层，最终器件具有高度柔性和可拉伸性。通过编织的办法与织物集成，不影响衣物穿着舒适度的同时实现与织物大面积集成。
4.但是现有技术中的可拉伸发光器件制备方法复杂，不易于推广。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种可拉伸线型发光器，其特征在于，包括：间隔设置的第一导电结构体和第二导电结构体；所述第一导电结构体和第二导电结构体之间形成有电致发光层；所述第一导电结构体和/或第二导电结构体为导电胶条。
6.根据本技术实施例提供的技术方案，所述第一导电结构体浸入粘附液中形成粘结层；所述电致发光层由涂覆在所述粘结层上的电致发光粉料形成，或由掺杂有电致发光粉料的粘附液形成。
7.根据本技术实施例提供的技术方案，所述电致发光层的发光材料为zns磷光体。
8.根据本技术实施例提供的技术方案，所述第二导电结构体为银纳米线层或银纳米网层。
9.根据本技术实施例提供的技术方案，所述银纳米线层中的银纳米线的长度和直径比大于等于20，所述银纳米线层中的银纳米线为弯曲状，所述银纳米网层中的银纳米网的宽度小于10um。
10.根据本技术实施例提供的技术方案，所述第二导电结构体由离子凝胶制成。
11.第二方面，本技术提供一种发光产品，包括上述的可拉伸线型发光器。
12.第三方面，本技术提供一种可拉伸线型发光器的制备方法，包括以下步骤：
13.将两条导电胶条平行固定在中空模具中；两条所述导电胶条分别形成第一导电结构体和第二导电结构体；
14.往所述模具中注入发光体溶液，所述发光体溶液固化后形成电致发光层；所述发光体溶液为zns磷光体溶液。
15.第四方面，本技术提供一种可拉伸线型发光器的制备方法，包括以下步骤：
16.在导电胶条外制备电致发光层，所述导电胶条用作第一导电结构体；
17.在所述电致发光层外制备第二导电结构体；
18.在所述第二导电结构体外制备封装层。
19.根据本技术实施例提供的技术方案，通过以下步骤在所述导电胶条外制备电致发光层：
20.将导电胶条浸入粘附溶液中，在所述导电胶条外形成粘附层；
21.在所述粘附层外涂覆zns磷光体形成电致发光层，优选地，在所述粘附层为半凝固状态时涂覆所述zns磷光体。
22.根据本技术实施例提供的技术方案，通过以下步骤在所述导电胶条外制备电致发光层：
23.将zns磷光体与粘附溶液混合形成发光体粘附溶液；
24.将电胶条浸入发光体粘附溶液中，在所述导电胶条外形成电致发光层。
25.根据本技术实施例提供的技术方案，通过以下步骤在所述电致发光层外制备第二导电结构体：
26.将形成有电致发光层的第一导电结构体浸入银纳米线分散液或银纳米网分散液中，在所述电致发光层外形成第二导电结构体。
27.根据本技术实施例提供的技术方案，通过以下步骤在所述电致发光层外制备第二导电结构体：
28.将形成有电致发光层的第一导电结构体固定在中空的模具中；
29.往中空的模具中注入凝胶混合液，在所述电致发光层的外表面形成弹性基体；
30.将形成有弹性基体的第一导电结构体浸入离子溶液中，使得所述弹性基体形成第二导电结构体。
31.根据本技术实施例提供的技术方案，通过以下步骤在所述电致发光层外制备第二导电结构体：
32.将离子溶液与凝胶液混合，制备离子凝胶混合液；
33.将形成有电致发光层的第一导电结构体固定在中空的模具中；
34.往中空的模具中注入所述离子凝胶混合液，在所述电致发光层外形成第二导电结构体。
35.本技术的技术方案中，通过采用导电胶条用作可拉伸线型发光器的导电结构体，由于导电胶条易于取得，且已成型，因此用来制备发光器件节约了拉伸型发光器件的制备成本；由于导电胶条伸长率可达到200％-300％，因此本发光器件具有非常高的可拉伸性，也即本技术的技术方案提升了产品的强度。
36.根据本技术提供的技术方案，发光器件采用逐层包覆电致发光层和第一导电结构体的结构，使得发光器件的伸缩性主要取决于电致发光层和第一导电结构体，而当zns磷光体作为发光层，用银纳米线或银纳米网制备第二导电体结构时，由于zns磷光体具有良好的应变能力和机械鲁棒性，银纳米线或银纳米金属网具备可调的伸缩性，因此本技术制备的
发光器件具有非常高的可拉伸性，也即本技术制备的产品具备高的抗损坏性能，提升了产品的强度，根据本方案制备的产品和同类产品相比较，在相同的环境下，可以具备更长的使用寿命。
附图说明
37.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
38.图1-图4为本技术实施例1中发光器件的四种不同的结构示意图；
39.图5为本技术实施例2中所应用的模具的侧视图；
40.图6为本技术实施例2中所应用的模具打开结构示意图；
41.图7为本技术实施例2中所应用的模具剖视第一种应用结构示意图；
42.图8为本技术实施例2中所应用的模具剖视第二种应用结构示意图；
43.图9-图12为本技术实施例3中发光器件的四种不同的结构示意图；
44.图13为本技术实施例4中所应用的模具剖视应用结构示意图；
45.图14为本技术实施例6中所应用的银纳米线的结构示意图；
46.图15为本技术实施例6中所应用的银纳米网的第一种结构示意图；
47.图16为本技术实施例6中所应用的银纳米网的第二种结构示意图；
48.图17为本技术实施例6中所应用的银纳米网的第三种结构示意图；
49.图中标号：
50.10.第一导电结构体；20.第二导电结构体；30.电致发光层；50.封装层；42.第一伸出口；43.第二伸出口；45.模具腔体；41.溶液注入口；32.发光体层；31.粘结层；21.弹性基体；22.离子层；23.银纳米线；24.银纳米网。
具体实施方式
51.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
52.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
53.实施例1
54.如图1-图4所示，本实施例提供一种可拉伸线型发光器，包括：间隔设置的第一导电结构体10和第二导电结构体20；所述第一导电结构体10和第二导电结构体20之间形成有电致发光层30；所述第一导电结构体10和第二导电结构体20为导电胶条。
55.导电胶条俗称为斑马条，由导电硅胶和绝缘硅胶交替分层叠加后硫化成型。导电橡胶连接器性能稳定可靠，生产装配简便高效。
56.其中，本实施例中，电致发光层30的发光材料为zns磷光体。
57.使用的时候，第一导电结构体10和第二导电体结构20分别用作阳极和阴极，往第一导电结构体10和第二导电体结构20中通入交流电，电致发光层即可在电场的作用下发光。
58.其中，本实施例形成的可拉伸线型发光器纵截面可以是方形的(此处不限定长方形或正方形)，也可以是圆形的(此处包括正圆形，椭圆形或者其他具有类似圆形的轮廓形状)：
59.第一导电结构体10、电致发光层30、和第二导电结构体20完全层叠排布；此时，由于导电胶条为方形的，因此，如图2所示，相应形成的可拉伸线型发光器纵截面也是方形的。此时由于导电胶条是不透光的，因此器件的发光形状为随其长度分布的线型发光区；
60.电致发光层30除了具有设置在第一导电结构体10和第二导电结构体20之间的部分，还具有将第一导电结构体10和第二导电结构体20完全包裹的部分。此时，形成的可拉伸线型发光器纵截面也是如图3所示的方形，又可以是如图1所示的圆形。此时，由于电致发光层完全将不透光的导电胶条包裹，因此器件的整个外周面均可发光。
61.当发光器件为图3所示的结构时，优选地，如图4所示，在整个器件的最外侧设置一层包覆的封装层50，以提升发光器件整体的强度和一体性。封装层可以由透明硅胶制成。
62.实施例2
63.本实施例提供一种制备实施例1中的可拉伸型发光器件的制备方法，具体包括以下步骤：
64.s1:将两条导电胶条平行固定在中空模具中；两条所述导电胶条分别形成第一导电结构体和第二导电结构体；
65.s2:往所述模具中注入发光体溶液，所述发光体溶液固化后形成电致发光层；所述发光体溶液为zns磷光体溶液。
66.s3:待室温固化后再硫化3小时，增强其弹性。
67.优选地，本实施例中，本实施例中采用的导电胶条的厚度为0.3-6mm。根据实际应用场景的不同，可选择不同厚度的导电胶条。
68.其中本实施例中，发光体溶液具体为，在pdms掺杂zns磷光体制备而成，其中zns磷光体的掺杂量在10-50％；pdms为聚二甲基硅氧烷。zns磷光体的掺杂量越高，器件的发光亮度越高。
69.本实施例可制备实施例1中的各个器件；具体地，当制备图1所示的器件时，模具的结构如图5和图6所示；模具40具有一中空的模具腔体45，模具腔体45为圆柱状，其有两个沿轴向分开的两个半壳体组成；模具40具有两个用于装入导电胶条伸出的第一伸出口42和第二伸出口43；还具有通往模具腔体45的溶液注入口41；
70.当制备如图2所示的器件时，模具的纵向剖面图如图7所示；
71.当制备如图3所示的器件时，模具的纵向剖面图如图8所示。
72.实施例3
73.如图9-图12所示，本实施例提供的发光器件的结构为逐层包覆状；其从内至外依次包括第一导电体结构10、电致发光层30、第二导电体结构20和封装层50；其中第一导电体结构10为导电胶条；电致发光层30的材料同实施例1。
74.实施例4
75.本实施例提供用于制备实施例3中的发光器件的方法步骤，具体包括以下：
76.sa:在导电胶条外制备电致发光层30，所述导电胶条用作第一导电结构体；
77.具体为:将导电胶条浸入粘附溶液中，在所述导电胶条外形成粘结层31；
78.在所述粘附层31外涂覆zns磷光体形成发光体层32，粘结层31和发光体层32共同形成电致发光层30。其中粘附液例如可以为硅胶溶液；第一导电结构体10浸入粘附液后取出晾干后即可形成粘结层31，优选地，在粘结层31还在半固态的时候，涂覆电致发光粉料，这样发光材料将黏附或嵌入硅胶表面；
79.sb:在所述电致发光层外制备第二导电结构体；
80.其中第二导电体结构20采用高透明的离子凝胶制备而成，具体形成方式可选择以下方式：
81.sb1:分层式，具体为：
82.将形成有电致发光层30的第一导电结构体10固定在中空的模具中；此时模具的结构如图13所示；
83.往中空的模具中注入凝胶混合液，在所述电致发光层的外表面形成弹性基体21；凝胶混合液例如为烯酸乙酯单体和乙二醇二甲基丙烯酸酯混合液；混合液交联后形成聚(丙烯酸乙酯)基弹性体；
84.将形成有弹性基体21的第一导电结构体浸入离子溶液中，在弹性基体21的表面形成离子层22；浸入有离子的弹性基体形成第二导电结构体20。离子溶液例如可以为锂、钠等离子溶液。此时形成的发光器件具有如图9所示的结构；
85.sb2:一体式，具体为：
86.将离子溶液与凝胶液混合，制备离子凝胶混合液；离子凝胶混合液例如为混合有锂、钠离子的烯酸乙酯单体和乙二醇二甲基丙烯酸酯混合液；
87.将形成有电致发光层的第一导电结构体固定在中空的模具中；
88.往中空的模具中注入所述离子凝胶混合液，在所述电致发光层外形成第二导电结构体。混合液交联后形成可导电的聚(丙烯酸乙酯)基弹性体即为第二导电结构体。此时形成的发光器件具有如图10所示的结构。
89.sc:在所述第二导电结构体外制备封装层50。封装层的制备可选地采用以下方式：
90.方式一：将形成有电致发光层的第一导电结构体浸入绝缘溶液中，凝固后形成所述封装层；绝缘溶液例如可以是凝胶；
91.方式二：在电致发光层外涂覆绝缘材料形成所述封装层；此时绝缘材料例如可以是硅胶；
92.方式三：在形成有电致发光层的导电胶条外包裹弹性绝缘壳形成所述封装层。弹性绝缘壳为透明状，可用于透光。
93.实施例5
94.本实施例在实施例3的基础上，其中步骤sa:在导电胶条外制备电致发光层的具体步骤更换为以下步骤：
95.将zns磷光体与粘附溶液混合形成发光体粘附溶液；
96.将电胶条浸入发光体粘附溶液中，在所述导电胶条外形成电致发光层。
97.此时如第二导电结构体采用实施例3中的sb1:分层式方法，则形成的发光器件具有如图11所示的结构；如第二导电结构体采用实施例3中的sb2:整体式方法，则形成的发光器件具有如图12所示的结构。在本实施例中，发光粉料均匀分布在整个硅胶体内。
98.实施例6
99.在实施例3的基础上，本实施例提供的发光器件的结构也为逐层包覆状；其从内至外依次包括第一导电体结构10、电致发光层30和第二导电体结构20；其中第一导电体结构10为导电胶条；电致发光层30的材料同实施例1，第二导电体结构20由银纳米线23或银纳米网24制成。
100.当第二导电结构体采用银纳米线制成时，优选地，所述银纳米线层中的银纳米线的长度和直径比大于等于20。例如选择长100μm，直径20nm的银线；
101.进一步优选地，所述银纳米线层中的银纳米线为弯曲状。由于导电胶条及绝缘层伸长率均可达到200％-300％，所以整个器件的伸长率主要取决于发光层和第二导电结构体。采用zns作为发光层可以承受大距离的界面分离。采用长径比大且弯曲的银纳米线23可以伸缩的范围更大，此时通过理论计算当采用如图14所示的弯曲结构时伸长率η＝(πr/2r-1)％＝57％；
102.当第二导电结构体采用银纳米网24制成时，所述银纳米网层中的银纳米网的宽度小于10um；银纳米网的宽度指的是其最大宽度，如图15所示，也即当银纳米网为方形网的时候，其宽度为其对角线的长度，也即图中对角线长c小于10um；
103.如图16所示，当银纳米网为斜边大于底边的三角形时，其宽度为其斜边的长度c，也即斜边的长度c小于10um；
104.如图17所示，当银纳米网为异形时，其宽度为其距离最长的两个边界点之间的距离c，也即c小于10um；
105.当网格为圆形的时候，其直径小于10u；银纳米网的宽度较小有利于贴附于胶条表面，利于应用内径较小的导电胶条制成长径比较大的可伸缩器件。
106.当采用金属网如图15所示正方形网状结构时，伸长率最小为
107.其中d为网格的宽度。上述计算的假设条件为银纳米线或网为单层收尾排列时的情况，实际在材料表面涂覆纳米线或网溶液时，黏贴在材料表面的纳米线或网为多层排列，所以理论计算的伸长率为最小的情况。所以该伸缩发光器件的伸长率最低可为41％。
108.本实施例中，采用银纳米线或银纳米网制备形成第二导电体结构，使得本技术的发光器件具有非常高的拉伸性能。
109.实施例7
110.本实施例提供一种制备实施例6所述的发光器件的方法，本实施例在实施例4的基础上，将步骤sb:在所述电致发光层外制备第二导电结构体；替换为以下步骤：
111.将形成有电致发光层的第一导电结构体浸入银纳米线分散液或银纳米网分散液中，在所述电致发光层外形成第二导电结构体。
112.银纳米线分散液或银纳米网分散液的溶剂为水，其除了含有银纳米线和银纳米网，还配置有乙醇、异丙醇等成分。
113.实施例8
114.本实施例提供一种发光产品，其由上述实施例1、3、6中的任意一种发光器件制成；
115.发光产品例如可以为衣物，实施例1、3、6中的拉伸线型发光器件编织在衣物中形成发光区；
116.发光产品例如可以是穿戴产品，例如头绳、发箍、手表等；拉伸线型发光器单独或
编织形成穿戴产品中的装饰部件或功能部件，功能部件例如手表的表带；
117.发光产品例如可以是车内氛围灯、屋内氛围灯等。
118.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。