СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОЙ ПАНЕЛИ Российский патент 1997 года по МПК H05B33/06 

Изобретение относится к технологии получения источников света, в частности к электролюминесцентным панелям, и может быть использовано для буквенных и знаковых, сигнальных и рекламных щитов, индикаторов, подсветки шкал приборов и декоративных светильников.

Известен способ получения прозрачной электропроводящей пленки оксида цинка [1] заключающийся в добавлении к соединению цинка, растворенному в органическом растворителе (бензол), растворимых соединений бора (борная кислота, бутилат бора) или соединений алюминия (изопропилат алюминия). Полученный раствор наносят на поверхность подложки из стекла и нагревают в окисляющей атмосфере, образующуюся прозрачную пленку оксида цинка подвергают термической обработке при 300 600^oC в атмосфере водорода.

Недостатками указанного способа являются: высокая температура обработки пленки на стекле (680^oC), приводящая к деформации и к миграции щелочей из стекла в пленку, что ухудшает качество пленки, и исключающая возможность формирования пленки на гибких полимерных подложках, подверженных температурному воздействию, отсутствие окраски получаемых пленок.

Известен способ получения прозрачной электропроводящей пленки из прокаленного оксида цинка [2] путем добавления к измельченному порошку оксида цинка органического соединения цинка в растворителе с последующим нанесением полученной пасты на термостойкое стекло и прокаливанием при 600 700^oC.

Недостатками указанного способа являются высокая температура прокаливания пасты на стекле, приводящая к деформации и к миграции щелочей из стекла в пленку, что ухудшает качество пленки, и исключающая возможность формирования пленки на гибких полимерных подложках, подверженных температурному воздействию; отсутствие окраски полученных пленок люминесцирующими добавками.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является способ получения электролюминесцентной панели (ЭЛП) [3] по которому наносят на основание в виде листа из гибкого прозрачного полимерного материала с прозрачным электродом слой люминофора в полимерном связующем, поверх которого наносят слой, содержащий частицы пигмента в связующем и непрозрачный электрод частицы металлического (Ag) порошка в связующем, причем в качестве связующего использована полиэфирная смола.

Недостатками данного технического решения являются:
незначительное влияние пигментированного слоя на цветовые характеристики свечения вследствие расположения слоя у непрозрачного электрода;
низкая устойчивость к перегибам из-за плохой адгезии функциональных слоев на основе одного типа связующего к прозрачному электроду другого состава;
низкая надежность считывания информации при больших уровнях внешней засветки.

Задачей предлагаемого технического решения является увеличение яркости и улучшение однородности свечения, повышение устойчивости к перегибам и надежности считывания изображения при больших уровнях внешней засветки ЭЛП.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что прозрачный электрод для ЭЛП получают путем нанесения на гибкую прозрачную полимерную пленку слоя оксида цинка, содержащего 0,4 1,3 мас. галлия и полученного последовательной обработкой оксида цинка парами хлорида галлия и воды при 150 180^oC, с последующим прокаливанием на воздухе при 900 1100^oC в течение 45 60 мин. в бутадиен-нитрильном каучуке, содержащем 6 9 мас. органического люминофора, при соотношении 80 95:20 5 мас.

Предлагаемое ТР обладает новизной и уровнем изобретения, т. к. не следует явным образом из существующего уровня техники. ТР может быть использовано в свето- и радиотехнической, самолето- и автомобилестроительных отраслях промышленности.

Пример 1. На полимерную гибкую пленку из полиэтилентерефлатата наносят прозрачный электропроводящий слой, включающий оксид цинка, содержащий 0,8 мас. галлия, полученный обработкой исходного ZnO парами хлорида галлия и воды в токе азота при 170^oC с последующим прокаливанием на воздухе при 1000^oC в течение 50 мин и диспергированный при соотношении 85:5 мас.ч. в бутадиен-нитрильном каучуке, содержащем 8 мас. органического люминофора, например, 3535 РТ (4'-Метокси-1,8-нафтоилен-1',2'-бензимидазол).

Затем последовательно наносят слои электролюминофора, например ЭЛС-455 В (дисперсный сульфид цинка, активированный медью), защитного диэлектрика (дисперсный BaTiO₃) и непрозрачного электрода (дисперсный порошок меди) в бутадиен-нитрильном каучуке.

В качестве растворителя для каучука использовали ацетон, сшивающего агента перекись дикумила.

При возбуждении электрическим полем И 220 В, f 400 Гц ЭЛП обладает однородным свечением в зеленой области спектра с λ_max 530 нм. Яркость и однородность свечения определяли фотоэлементом ФЭС-10 с корригирующим светофильтром.

Устойчивость к перегибам определяли с использованием контактирования ЭЛП по поверхности цилиндра радиусом 150 мм.

Определялся уровень снижения яркости при изгибах ЭЛП в одну и другую сторону (заявка 63-27356 (Япония) Электролюминесцентный элемент H 05 B 33/12 Заявл.08.02.88. Опубл.16.08.89).

Пример 2. То же, что и в примере 1, но обработку парами хлорида галлия и воды проводили при 150^oC.

Пример 3. То же, что и в примере 1, но обработку парами хлорида галлия и воды проводили при 180^oC.

Пример 4. То же, что и в примере 1, но прокаливание на воздухе проводили при 900^oC.

Пример 5. То же, что и в примере 1, но прокаливание на воздухе проводили при 1100^oC.

Пример 6. То же, что и в примере 1, но содержание органического люминофора в связующем составляло 6 мас.

Пример 7. То же, что и в примере 1, но содержание органического люминофора в связующем составляло 9 мас.

Пример 8. То же, что и в примере 1, но содержание галлия в оксиде цинка составляло 0,4 мас.

Пример 9. То же, что и в примере 1, но содержание галлия в оксиде цинка составляло 1,3 мас.

Пример 10. То же, что и в примере 1, но содержание ZnO(Ga) в связующем составляло 80 мас.

Пример 11. То же, что и в примере 1, но содержание ZnO(Ga) в связующем составляло 95 мас.

Пример 12. То же, что и в примере 1, но прокалку на воздухе ведут 45 мин.

Пример 13. То же, что и в примере 1, но прокалку на воздухе ведут 60 мин.

Пример 14^*. То же, что и в примере 1, но прокалку на воздухе ведут 30 мин.

Пример 15. То же, что и в примере 1, но прокалку на воздухе ведут 70 мин.

Пример 16. То же, что и в примере 1, но прокалку на воздухе ведут 800^oC.

Пример 17. То же, что и в примере 1, но прокалку на воздухе ведут при 1200^oC.

Пример 18. То же, что и в примере 1, но содержание галлия в оксиде цинка составляет 0,3 мас.

Пример 19. То же, что и в примере 1, но содержание галлия в оксиде цинка составляет 1,4 мас.

Пример 20^*. То же, что и в примере 1, но содержание органического люминофора в связующем составляет 5 мас.

Пример 21^*. То же, что и в примере 1, но содержание органического люминофора в связующем составляет 10 мас.

Пример 22^*. То же, что и в примере 1, но соотношение ZnO(Ya) связующего составляет 75:25 мас.

Пример 23^*. То же, что и в примере 1, но соотношение ZnO(Ya) и связующего составляет 96:4 мас.

Пример 24^*. То же, что и в примере 1, но обработка хлорида галлия и воды происходит при температуре 190^oC.

Из данных таблицы, где приведены светотехнические характеристики прозрачного электрода для ЭЛП, следует, что прокалка на воздухе в течение времени ниже предела (45 мин) снижает яркость свечения ЭЛИС вследствие неполного протекания процесса легирования ZnO галлием. Увеличение времени прокалки выше верхнего предела способствует увеличению энергозатрат и размера частиц ZnO(Ya), что способствует уменьшению яркости и ухудшает однородность свечения. Проведение прокалки на воздухе при температуре ниже нижнего предела (900^oC) способствует снижению электропроводности ZnO(Ya) и приводит к спаду яркости свечения. Повышение температуры прокалки ZnO(Ya) приводит к росту частиц, что способствует ухудшению однородности свечения, а кроме того, требует дополнительного их измельчения, что увеличивает энергозатраты. Содержание галлия в ZnO ниже нижнего предела ухудшает электропроводность ZnO(Ya), что приводит к снижению яркости свечения, а увеличение содержания галлия выше верхнего предела ухудшает светопропускание прозрачного электрода, что снижает яркость свечения ЭЛП.

Уменьшение содержания органического люминофора в связующем ниже нижнего предела приводит к уменьшению яркости и ухудшению однородности свечения. Увеличение содержания органического люминофора в связующем выше верхнего предела приводит к снижению светопропускания прозрачного электрода, что уменьшает яркость свечения.

Уменьшение содержания ZnO(Ya) в связующем ниже нижнего предела приводит к росту электросопротивления прозрачного электрода, что вызывает снижение яркости свечения ЭЛП. Увеличения содержания ZnO(Ya) в связующем выше верхнего предела ухудшает устойчивость к перегибам ЭЛП.

Нижний предел температуры обработки ZnO хлоридом галлия обусловлен тем, что при температурах ниже 150^oC резко уменьшается давление паров хлорида галлия, что значительно увеличивает продолжительность процесса обработки. Проведение обработки выше 180^oC усложняет получение однородных частиц ZnO с заданной концентрацией галлия в поверхностном слое вследствие повышения парциального давления паров хлорида галлия и способствует ухудшению однородности свечения.

Электролюминесцентные панели, получаемые по предлагаемому ТР, могут быть использованы в качестве индикаторов, для подсветки шкал приборов, в мнемосхемах, световых табло и т.д. в радиотехнической, приборостроительной и других отраслях промышленности. ЭЛП, полученная по предлагаемому ТР, имеет яркость свечения в 1,13 1,25 раз выше, чем у прототипа. Устойчивость к перегибам в 3 раза, контрастность в 2 раза выше по сравнению с прототипом.

Однородность свечения предлагаемого ЭЛП улучшена по сравнению с прототипом в 1,3 раза.

Использование: в приборостроительной, авиационной, радиотехнической отраслях промышленности, а именно в технологии получения электролюминесцентных панелей. Сущность изобретения: прозрачный электрод получают путем нанесения на гибкую прозрачную полимерную пленку слоя ZnO, содержащего 0,4 - 1,3 мас. % Ga и полученного последовательной обработкой ZnO парами GaCl₃ и H₂O при 150 - 180^oC с последующим прокаливанием на воздухе при 900 - 1100^oC в течение 45 - 60 мин, в бутадиеннитрильном каучуке, содержащем 6 - 9 мас.% органического люминофора при соотношении электропроводящих частиц и связующего 80 - 95:20 - 5 мас.%. 1 табл.

Способ получения прозрачного электрода для электролюминесцентной панели путем нанесения на гибкую прозрачную полимерную пленку слоя электропроводящих частиц в связующем, отличающийся тем, что используют электропроводящие частицы оксида цинка, содержащего 0,4 0,3 мас. галлия и полученного последовательной обработкой оксида цинка парами хлорида галлия и воды при температуре 150 180^oC с последующим прокаливанием на воздухе при 900 - 1100^oC в течение 45 60 мин, в бутадиеннитрильном каучуке, содержащем 6 - 9 мас. органического люминофора, при соотношении электропроводящих частиц и связующего 80 95:20 5 мас.