СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА Российский патент 1995 года по МПК H01L31/18 

Изобретение относится к электролюминесцентным источникам света (ЭЛИС) и может быть использовано при изготовлении декоративных светильников, рекламных щитов, подсветки шкал приборов, индикаторных устройств, указателей и т.д.

Известен электролюминесцентный источник света, имеющий многослойную структуру, содержащий в качестве непрозрачного электрода алюминиевую фольгу, диэлектрический электролюминесцентный слой, а также прозрачный электропроводящий слой [1]
Недостатками данного ЭЛИС являются низкие стабильность свечения и надежность, обусловленные резким различием коэффициентов термического расширения материала непрозрачного электрода и материалов функциональных слоев, а также неудовлетворительная яркость и неоднородность свечения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электролюминесцентная панель, содержащую в качестве непрозрачного электрода полимерную композицию, включающую мелкодисперсный углерод или серебро; диэлектрический слой, содержащий мелкодисперсный титанат бария, прозрачный электропроводящий слой на основе оксида индия или олова [2]
Недостатками этого ЭЛИС являются невысокая яркость и стабильность свечения, низкая надежность и неоднородность свечения. Использование в конструкции диэлектрического основания, прозрачного и непрозрачного электродов, диэлектрического и люминесцентного слоев, обладающих различными коэффициентами термического расширения, вызывает расслаивание структуры ЭЛИС при резком изменении температуры окружающей среды, что ухудшает эксплуатационные характеристики ЭЛИС.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение яркости и стабильности свечения, улучшение однородности свечения и надежности ЭЛИС.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в ЭЛИС в качестве непрозрачного электрода используется электропроводящая бумага, а в качестве прозрачного электрода проводящий порошок In₂O₃ (Sb), содержащий 0,3-1 мас. сурьмы, полученный обработкой оксида индия последовательно парами SbCl₃ и Н₂О при 150-180^оС с последующим прокаливанием на воздухе при 200-1000^оС в течение 40-60 мин в связующем при соотношении (70-80)-(30-20) мас. причем в качестве связующего в ЭЛИС использован бутадиен-нитрильный каучук, содержащий 4-6 мас. органического люминофора.

Предлагаемое техническое решение обладает новизной и уровнем изобретения, так как не связано непосредственно с существующим уровнем техники. Оно может быть использовано в светотехнической и радиотехнической промышленности.

На чертеже представлен ЭЛИС в разрезе.

ЭЛИС содержит непрозрачный электрод 1, представляющий собой электропроводящую бумагу; диэлектрический слой 2 на основе связующего и дисперсного титаната бария, электролюминесцентный слой 3, представляющий собой электролюминофор в связующем; прозрачный электрод 4, представляющий собой дисперсный порошок In₂O₃ (Sb) в связующем; защитный электроизоляционный и герметизирующий слой 5 из лавсановой пленки; электроподводящие шины 6 из меди.

П р и м е р 1. На электропроводящую бумагу из углеродного волокна "углен" наносят слой титаната бария в связующем при содержании 50 мас. затем слой электролюминофора марки Э-650 оранжево-красного цвета свечения в связующем (65 мас.) после этого наносят электрод из In₂O₃ (Sb) (75 мас.) в связующем при содержании сурьмы в In₂O₃ 1 мас. При приготовлении суспензий для нанесения функциональных слоев ЭЛИС в качестве связующего использовался бутадиен-нитрильный каучук с добавлением 1 мас. органического люминофора (4-диэтиламиноантрахинонтиадиазол). Электропроводящий порошок In₂O₃ получали обработкой индия последовательно парами хлорида сурьмы в токе осушенного азота и воды с последующим прокаливанием на воздухе при 1000^оС в течение 60 мин. Яркость свечения определяли с помощью фотоэлемента (ФЭС-120) с корригирующим светофильтром.

П р и м е р 2. То же, что и в примере 1, но обработку парами хлорида сурьмы и воды проводили при 150^оС, а содержание сурьмы в составило 0,3 мас.

П р и м е р 3. То же, что и в примере 1, но обработку парами хлорида сурьмы и воды проводили при 180^оС, а содержание сурьмы в In₂O₃ составляет 0,6 мас.

П р и м е р 4. То же, что и в примере 1, но прокаливание на воздухе проводили при 900^оС, а содержание сурьмы в In₂O₃ составляет 1%
П р и м е р 5. То же, что и в примере 1, но прокаливание на воздухе проводили при 1000^оС, а содержимое сурьмы в In₂O₃ составляет 1 мас.

П р и м е р 6. То же, что и в примере 1, но содержание органического люминофора в связующем составляет 4 мас.

П р и м е р 7. То же, что и в примере 1, но содержание органического люминофора в связующем составляет 8 мас.

П р и м е р 8. То же, что и в примере 1, но содержание In₂O₃ (Sb) в связующем составляет 70 мас.

П р и м е р 9. То же, что и в примере 1, но содержание In₂O₃ (Sb) в связующем составляет 80 мас.

П р и м е р 10. То же, что и в примере 1, но содержание сурьмы составляет 0,2 мас.

П р и м е р 11. То же, что и в примере 1, но содержание сурьмы составляет 1,2 мас.

П р и м е р 12. То же, что и в примере 1, но содержание In₂O₃ (Sb) в связующем составляет 65 мас.

П р и м е р 13. То же, что и в примере 1, но содержание In₂O₃ (Sb) в связующем составляет 85 мас.

П р и м е р 14. То же, что и в примере 1, но содержание органического люминофора в связующем составляет 3 мас.

П р и м е р 15. То же, что и в примере 1, но содержание органического люминофора в связующем составляет 7 мас.

П р и м е р 16. То же, что и в примере 1, но прокалку на воздухе ведут при 700^оС.

П р и м е р 17. То же, что и в примере 1, но на прокалку берут 30 мас.

П р и м е р 18. По прототипу.

Как следует из данных таблицы, уменьшение содержания Sb в In₂O₃ (Sb) приводит к резкому спаду яркости свечения за счет возрастания электрического сопротивления прозрачного электрода, увеличение содержания Sb в In₂O₃ (Sb) вызывает снижение яркости за счет ухудшения светопропускания электрода. Уменьшение содержания люминофора в связующем приводит к росту сопротивления электрода и способствует яркости. Снижение содержания органического люминофора в связующем приводит к ухудшению контрастности, увеличение выше верхнего предела снижает яркость свечения вследствие ухудшения светопропускания. Проведение обработки парами хлорида сурьмы и воды при температуре ниже 150^оС приводит к неравномерности насыщения дисперсного In₂O₃ хлоридом олова и к неоднородности характеристик In₂O₃ (Sb), снижает однородность свечения ЭЛИС.

Увеличение температуры обработки парами хлорида сурьмы и воды выше 190^оС уменьшает степень насыщения дисперсного In₂O₃ (Sb), приводит к увеличению загрязнения окружающей среды в процессе обработки или росту затрат на поглощение вредных выбросов в атмосферу.

Проведение прокалки при температуре меньшей нижнего предела (800^оС), не обеспечивает эффективного легирования дисперсного In₂O₃ (Sb) сурьмой, что ухудшает электропроводность In₂O₃ (Sb) и снижает яркость свечения. Увеличение температуры прокалки на воздухе повышает энергозатраты, вызывает увеличение размера частиц In₂O₃ (Sb), делает необходимым его дополнительное измельчение. Проведение прокалки на воздухе продолжительностью меньшей нижнего предела (40 мин) не обеспечивает полного легирования In₂O₃ (Sb) сурьмой, что снижает электропроводность и ухудшает яркость свечения.

Увеличение времени прокалки (более верхнего предела) увеличивает энергозатраты и способствует возрастанию размера частиц In₂O₃ (Sb), что приводит к неоднородности свечения.

Электролюминесцентные источники света, получаемые по предлагаемому техническому решению, могут быть использованы в сигнальных и указательных устройствах, при изготовлении световой рекламы, декоративных светильников и т. д. Элис, полученный по предлагаемому ТР, имеет яркость свечения в 1,4 раза вше, чем у прототипа, обладает повышенной в 2 раза стабильностью свечения, большей надежности за счет использования одного связующего для функциональных слоев ЭЛИС и хорошей адгезией непрозрачного электрода, выполненного из проводящей бумаги с указанным слоем, и улучшенной (на 20%) однородностью свечения за счет добавления органического люминофора в связующее.

Использование: изобретение относится к электролюминесцентным источникам света (ЭЛИС) и может быть использовано в индикаторах, сигнальных и указательных устройствах, при изготовлении декоративных светильников и т.д. Сущность изобретения заключается в том, что в качестве непрозрачного электрода используется электропроводящая бумага, в качестве прозрачного электрода - проводящий порошок In₂O₃ (Sb), содержащий 0,3 - 1 мас.% сурьмы, полученный обработкой оксида индия последовательно парами SbCl₃ и H₂O при 150 - 180°С с последующим прокалыванием на воздухе при 800 - 1000°С в течение 40 - 60 мин, в связующем при соотношении (70 - 80) (30 - 20) мас.%. В качестве связующего в ЭЛИС использован бутадиен - нитрильный каучук, содержащий 4 - 6 мас.% органического люминофора. 1 ил., 1 табл.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ИСТОЧНИКА СВЕТА, включающий нанесение на непрозрачный электрод слоев диэлектрика в связующем, электролюминофора в связующем, прозрачного электрода, отличающийся тем, что в качестве непрозрачного электрода используют электропроводящую бумагу, а при нанесении прозрачного электрода используют оксид индия, содержащий 0,3 1,0 мас. сурьмы, полученный путем обработки оксида индия последовательно парами хлорида сурьмы и воды при 150 180^oС с последующим прокаливанием на воздухе при 800 1000^oС в связующем при соотношении (70 80) (30 - 20) мас. причем в качестве связующего в электролюминесцентном источнике света используют бутадиен нитрильный каучук, содержащий 4 6 мас. органического люминофора.