專利名稱：電致發(fā)光管發(fā)光線及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電致發(fā)光粉發(fā)光光源領域。尤其涉及一種柔性線狀或管狀發(fā)光體及其生產工藝。
背景技術：
現(xiàn)有的電致發(fā)光粉發(fā)光線的結構及生產工藝，是在金屬導電線軸向圓周的外壁，涂敷一層電絕緣介質，再在這層絕緣介質層的外壁，涂敷發(fā)光粉和粘結劑的混合物，然后再在發(fā)光粉和粘結劑混合層外壁濺射一層金屬透明電極，由于發(fā)光粉和粘結劑混合層中的粘結劑部分揮發(fā)后會留下充滿空氣的孔隙，這些孔隙會減小光源的場致電容和形成微小的黑點，從而降低發(fā)光線的亮度。為了填充這些孔隙，一般采用一種透明填充液，在特種裝置里，透過透明電極層，滲透并填充到孔隙中去，為了防止填充液從孔隙中再滲透或揮發(fā)出來，還要在透明電極層的外壁上，再涂敷一層硅油類的透明阻擋層。由于該發(fā)光線結構和制作工藝十分復雜，填充液的滲透質量和阻擋層的阻擋效果難以保證，這種發(fā)光線不僅成本高，造價昂貴，而且發(fā)光質量和效果也難以保證。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是要克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，在同等發(fā)光材料和條件下，提供一種結構和生產制作工藝簡單實用，成本低、發(fā)光質量穩(wěn)定可靠的發(fā)光線。
本發(fā)明進一步提供了一種采用非金屬導線制作的電致發(fā)光線，該發(fā)光線相比現(xiàn)有的金屬導線制作的發(fā)光線，更加柔軟、抗拉、應用范圍也更廣泛。
本發(fā)明還進一步提供了一種金屬或非金屬軟管制作的發(fā)光管，本發(fā)光管相比現(xiàn)有的由數(shù)根發(fā)光線并列組成的圓柱狀發(fā)光體，輕便、柔軟、發(fā)光面積大、成本低。
本發(fā)明產品的具體方案是由至少一根金屬或非金屬導線作為場致發(fā)光線電場的線形中心電極，由發(fā)光粉和透明熱塑性高分子聚合物、或合成樹脂的混合物組成的發(fā)光層直接環(huán)繞涂敷或擠壓在線形中心電極的外壁，再在線形發(fā)光層的外壁上，均勻環(huán)繞涂敷透光電極層，在透光電極層外，纏繞輔助電極，并在最外層包裹一透明聚合物層。
透明熱塑性聚合物或合成樹脂材料具有良好的絕緣和介電性能，用其混合發(fā)光粉后，使發(fā)光粉顆粒的外層形成絕緣介質包膜，該混合物組成的發(fā)光層，可直接包覆或涂敷在中心電極上，其間可省去由無機材料鈦酸鋇粉組成的絕緣介質涂層，從而也省去了一道制作工序，降低了產品成本。
本發(fā)明的制作工藝，主要是發(fā)光層的涂敷工藝，以混合發(fā)光粉的功能高分子材料不同而分為兩種1)當發(fā)光粉和絕緣介電的透明合成樹脂，如有機硅樹脂或聚氨酯、環(huán)氧樹脂混合物組成發(fā)光層時，該發(fā)光層需要經一次以上的用不同濃度的發(fā)光粉與合成樹脂混合物及相應的配合劑組成的涂敷漿料的多次擠壓涂敷，即上述涂敷漿料中的發(fā)光粉的濃度隨涂敷的次數(shù)逐次降低。上述涂敷每次涂敷厚度10um左右，后一次涂敷層的發(fā)光粉能擠壓填充進上一次涂層表面形成的凹形縫隙中，一次以上擠壓涂敷后發(fā)光層里發(fā)光粉致密排列，剩余很少的孔隙又被熱固和光固工藝處理后的高分子聚酯樹脂或有機硅樹脂的交聯(lián)物填滿；2)當發(fā)光粉和透明熱塑性高分子聚合物混合組成發(fā)光層時，透明絕緣介電的熱塑性聚合物與發(fā)光粉混合造粒，然后通過塑料擠塑機，直接擠敷在中心電極的導線上，厚度40um左右；以上兩種混合材料和工藝制作的發(fā)光層，均具有絕緣介電性能，其表面能形成一平整、光亮、絕緣、介電的膜、電容和光亮度大幅提高。
本發(fā)明進一步提供了一種擴大發(fā)光面積的線形發(fā)光體的新結構和新工藝，要擴大線形發(fā)光體的發(fā)光面積，一般需要加大實心線形中心電極的直徑，但實心線形中心電極直徑加大，線形發(fā)光體的柔軟性就會下降，重量也會大幅增加，線形發(fā)光體中心電極的直徑增加是受限制的，也是有限度的，一般在2mm以下。將實心線形中心電極改為空心線形中心電極，即以金屬或非金屬導電軟管作線形發(fā)光體的中心電極，就能制作出發(fā)光面積成倍提高、輕便柔軟的管形發(fā)光體。
為提高管形發(fā)光體的柔軟性，導電軟管可采用金屬軟管、波紋管、單勾和雙勾彈性電氣護套管、金屬或非金屬導電絲線編織軟管、導電塑料和導電橡膠軟管、塑料鍍金屬膜軟管。
在管形中心電極周圍的外壁，環(huán)繞擠壓涂敷由發(fā)光粉和透明合成樹脂或包覆透明熱塑性高分子聚合物的混合物組成的發(fā)光層，在發(fā)光層周圍的外壁，環(huán)繞涂敷透光電極層。
在發(fā)光線和發(fā)光管透光電極層之中或外壁的軸向全長上，至少有一根細金屬導電線作為輔助電極與透光電極接觸，當輔助電極為兩根以上金屬導電線時，可同向螺旋或正反螺旋交叉纏繞在透光電極之中或其外壁上。組成本發(fā)明發(fā)光管的中心電極的金屬或非金屬導電絲線編織軟管，可通過塑料擠塑機，包覆在聚合物軟管中，在聚合物軟管外壁上，再逐層環(huán)繞涂敷發(fā)光層、透光電極層。
組成本發(fā)明的發(fā)光層的發(fā)光粉可由無機物發(fā)光材料硫化鋅和銅粉摻雜組成，也可由發(fā)光亮度更高的高分子有機發(fā)光材料，如聚烷基噻吩、聚對苯乙炔、聚烷基芴等組成。
本發(fā)明的發(fā)光線，發(fā)光管，輕便柔軟，抗拉強度高，發(fā)光面積大，其生產工藝簡單，可進行連續(xù)工業(yè)化生產，可廣泛應用于裝飾、廣告、和工藝編織等領域。


圖1是以導線為中心電極的發(fā)光線芯體結構的軸向縱剖視圖；圖2是以導線為中心電極的線狀發(fā)光體結構的軸向縱剖視圖；圖3是以導電軟管為中心電極的線狀發(fā)光體的軸向縱剖視圖；圖4是以導電網管為中心電極的線狀發(fā)光體的軸向縱剖視圖；圖5是以數(shù)根非金屬導電線平行或絞合組成中心電極的線狀發(fā)光體的軸向縱剖視圖；圖6是中心電極涂敷第一次由發(fā)光粉與聚氨酯樹脂或有機硅樹脂的混合物后軸向縱剖視面結構的放大圖；
圖7是中心電極通過二次或二次以上擠壓涂敷發(fā)光粉與聚氨酯樹脂或有機硅樹脂的混合物后的軸向縱剖面結構的放大圖；圖8是實施例5的涂敷方式示意圖；圖9是排狀發(fā)光體的平面縱剖視圖；圖10是圓柱狀發(fā)光體的徑向剖面圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1所示，所述的發(fā)光線芯體以金屬導線或非金屬導線1作為中心電極，在中心電極的外壁環(huán)繞覆蓋一層發(fā)光粉6和透明高分子聚合物，或聚氨酯樹脂或有機硅樹脂7混合物組成的發(fā)光層2，在發(fā)光層2的圓周外壁上，環(huán)繞覆蓋一層透光電極層3和在其上的纏繞的輔助電極4。如圖2所示，在圖1所示發(fā)光線芯體的基礎上，在最外層包裹透明塑料PVC或EVA等聚合物組成的透明聚合物層5，形成線狀發(fā)光體。
除以金屬導線或非金屬導線1作為中心電極外，還可以如圖3所示，以金屬或非金屬導電軟管8作為中心電極。
如圖1所示，本實施例所述的輔助電極的纏繞結構中，包括至少兩根輔助電極4螺旋纏繞在線形發(fā)光體透光電極層3的軸向圓周外壁上，兩根輔助電極4呈正反交叉螺旋纏繞。采用這種輔助電極的纏繞方式，具有當一根輔助電極4受損折斷，交叉電極可以確保整個輔助電極繼續(xù)保持良好導通狀態(tài)的效果。
實施例2
如圖4所示，作為中心電極的導電軟管，為金屬絲線或非金屬導電絲線10編織的導電網管，該編織導電網管的外層可直接逐次包覆發(fā)光層2，透光電極層3，組成發(fā)光管，也可以將編織網管10通過塑料擠塑機，用聚合物11覆蓋導電編織管10，形成聚合物編織軟管，在該管軸向圓周外壁再逐層包覆發(fā)光層2，透光電極層3，輔助電極4、透明聚合物層5。
實施例3如圖5所示，其中心電極由數(shù)根非金屬導電線12平行或絞合組成。非金屬導電線12之間由導電膠13相互粘結增加中心電極的導電性能，數(shù)根非金屬導電線12組成的中心電極的外層逐層次涂敷發(fā)光層2，透光電極層3，纏繞輔助電極4，包覆透明聚合物層5，組成非金屬中心電極發(fā)光線。
實施例4實施例1所述的線狀發(fā)光體的生產工藝如下1)將粒度小于20um硫化鋅和銅粉摻雜后組成發(fā)光粉材料，將組成的發(fā)光粉材料6與透明聚氯乙烯7按重量50-65％∶50-35％的比例混合造粒2)見步驟1)所形成的顆粒進入塑料擠出機，加熱至140-175攝氏度塑化后經擠出機模頭均勻擠敷在中心電極外壁上，厚度約為40um左右，經水冷或風冷，形成表面光滑致密的發(fā)光層2；3)在發(fā)光層2的圓周的外壁環(huán)繞涂敷或覆蓋一層透光電極3，在透光電極層3的外壁螺旋纏繞輔助電極4；4)在最外層覆蓋有透明塑料PVC或EVA等聚合物組成的透明聚合物層5。
上述生產方法的步驟1)中，以透明聚乙烯對苯二甲酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚砜或聚碳酸酯取代透明聚氯乙烯，按上述工藝也能得到相同的效果的發(fā)光層2。
實施例5實施例1所述的線狀發(fā)光體的另外一種生產工藝，具體步驟如下1)以發(fā)光粉材料與合成樹脂材料混合組成發(fā)光層，如以發(fā)光粉與粘度10-150PaS透明、絕緣、介電的聚氨酯或有機硅樹脂按重量45-70％55-30％的比例混合，并加入適當配合劑，如固化劑、增塑劑、防老劑、稀釋劑等，組成發(fā)光粉混合漿料。將發(fā)光粉濃度比例依次降低的發(fā)光粉混合物漿料，分別放入數(shù)個涂敷器內，不斷攪拌，每個涂敷器內的發(fā)光粉顆粒的粒度也不相同，其次序也是依次從粗到細。
2)如圖8所示，讓作為中心電極的導線1或導電管8向右高速通過盛有發(fā)光粉與樹脂混合物漿料的涂敷器的模口17時，中心電極的外壁與模口17之間窄小縫隙18，自然形成負壓，使容器內的發(fā)光粉與合成樹脂混合物漿料向膜口方向流動，發(fā)光粉與聚氨酯或有機硅樹脂混合物2均勻擠壓涂敷在中心電極1或8的外壁上形成發(fā)光層2。烘干后，進入下一個涂敷器進行涂敷，每次涂敷厚度為10um左右，最后形成光滑的發(fā)光層。具體過程如圖6、7示。其中圖6是在中心電極1圓周外壁上，涂敷一層由發(fā)光粉6和以聚氨酯樹脂或有機硅樹脂7的混合物后軸向縱剖視面結構的放大圖。圖中發(fā)光粉顆粒6排列松散，外壁凸凹粗糙。圖7是發(fā)光粉和以上述樹脂7的混合物，通過二次或二次以上擠壓涂敷后的軸向縱剖面結構的放大圖。圖中發(fā)光粉顆粒6排列緊密，外壁圓潤光滑，3)在120-155攝氏度烘箱里經過60-300秒烘干后，發(fā)光粉之間的間隙被樹脂固化后的透明、絕緣、介電的交聯(lián)物填充；4)在發(fā)光層2的圓周的外壁環(huán)繞涂敷或覆蓋一層透光電極3，在透光電極層3的外壁螺旋纏繞輔助電極4；5)在最外層覆蓋有透明塑料PVC或EVA等聚合物組成的透明聚合物層5。
步驟2)中所述的合成樹脂材料還可以是環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂、或聚酰胺酰亞胺樹脂，或聚酯樹脂，采用這些合成樹脂，并添加配合劑按上述工藝也能得到相同效果的發(fā)光層2。這種結構的發(fā)光層在中心電極1和透光電極3之間的交變電場中，電容和光能損失大幅減少，達到良好的發(fā)光效果。
實施例6如圖9所示，為發(fā)光體的結構示意圖，該發(fā)光體由圖1所示結構的數(shù)根發(fā)光線芯體16并排通過擠塑機、生產的排線狀發(fā)光體。
實施例7如圖10所示，為另外一種發(fā)光體的結構示意圖。該發(fā)光體由圖1所示結構的數(shù)根發(fā)光線芯體16組成的發(fā)光體。其徑向斷面如同藕斷面，其中心有一通孔15，圓周上均勻布置數(shù)個通孔14和發(fā)光線芯體16，該結構管狀發(fā)光體，可省聚合物材料和整條發(fā)光管的重量。
權利要求
1.一種電致發(fā)光線芯體，包括柔性中心電極、發(fā)光層、透光導電層，其特征在于中心電極(1)的外壁直接依次包覆發(fā)光層(2)、透光導電層(3)；發(fā)光層里的發(fā)光粉顆粒(6)由透明、絕緣、介電的熱塑性高分子聚合物或合成樹脂(7)包裹；透光導電層外壁纏繞輔助電極(4)。
2.按權利要求1所述的電致發(fā)光線芯體，其特征在于所述的透明、絕緣、介電的熱塑性高分子聚合物是聚氯乙烯、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚丙烯、聚苯乙稀、聚碳酸酯、聚砜；所述的合成樹脂是透明、絕緣、介電的有機硅樹脂聚氨酯、聚酯樹脂、丙烯酸樹脂或環(huán)氧樹脂。
3.按權利要求1所述的電致發(fā)光線芯體，其特征在于發(fā)光層里的發(fā)光粉為銅粉摻雜的硫化鋅或有機物聚對苯乙炔、聚烷基噻吩、聚烷基芴。
4.按權利要求1所述的電致發(fā)光線芯體，其特征在于中心電極為單根非金屬導電線、或用導電膠粘接膠合的多根非金屬導電線、或金屬或非金屬導電軟管、或網管。
5.按權利要求1所述的電致發(fā)光線芯體，其特征在于透光導電層外壁，至少有兩根細導電線(4)作為輔助電極正反螺旋交叉纏繞。
6.一種權利要求1所述的發(fā)光線芯體的制作工藝，包括以下步驟1)將發(fā)光粉材料與透明、絕緣、介電的熱塑性高分子聚合物混合造粒；2)將步驟1)所形成的顆粒進入塑料擠出機，加熱至140-175攝氏度塑化后經擠出機模頭均勻擠敷在中心電極外壁上，經水冷或風冷，形成表面光滑的發(fā)光層(2)；3)在發(fā)光層(2)的圓周的外壁環(huán)繞涂敷或覆蓋一層透光電極(3)，并在透光電極層(3)的外壁螺旋纏繞輔助電極(4)。
7.一種權利要求1所述的發(fā)光線芯體的制作工藝，包括以下步驟1)將發(fā)光粉材料與合成樹脂材料混合的液體漿料，放入兩個或兩個以上涂敷器內，不斷攪拌，上述的涂敷器中的發(fā)光粉濃度依次降低；2)讓作為中心電極的導線(1)或導電管(8)高速通過盛有發(fā)光粉與合成樹脂混合物漿料的涂敷器的?？?17)，進行擠壓涂敷，烘干，并進入下一個涂敷器進行擠壓涂敷；3)在120-155攝氏度烘箱里烘干后；4)在發(fā)光層(2)的圓周的外壁環(huán)繞涂敷或覆蓋一層透光電極(3)，并在透光電極層(3)的外壁螺旋纏繞輔助電極(4)。
8.一種線狀發(fā)光體，其特征在于由權利要求1所述的線狀發(fā)光線芯體外包覆一層透明聚合物層(5)形成。
9.一種排狀發(fā)光體，其特征在于由權利要求1所述的兩根以上的發(fā)光線芯體并排并包覆一層透明聚合物形成。
10.一種藕棒狀發(fā)光體，其特征在于由權利要求1所述的兩根以上的發(fā)光線芯體環(huán)形包覆一層透明聚合物而形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電致發(fā)光管發(fā)光線。本發(fā)明的具體方案由至少一根金屬或非金屬導線作為場致發(fā)光線電場的線形中心電極，由發(fā)光粉和透明熱塑性高分子聚合物、或合成樹脂的混合物組成的發(fā)光層直接環(huán)繞涂敷或擠壓在線形中心電極的外壁，再在線形發(fā)光層的外壁上，均勻環(huán)繞涂敷透光電極層，在透光電極層外，纏繞輔助電極，并在最外層包裹一透明聚合物層。透明熱塑性聚合物或合成樹脂材料有良好的絕緣和介電性能，用其混合發(fā)光粉后，使發(fā)光粉顆粒的外層形成絕緣介質包膜，該混合物組成的發(fā)光層，可直接包覆或涂敷在中心電極上，可省去絕緣介質涂層，從而省去了一道制作工序，降低了成本。本發(fā)明還提供上述發(fā)光線的生產方法。
文檔編號H05B33/10GK1516529SQ0314083
公開日2004年7月28日 申請日期2003年6月4日 優(yōu)先權日2003年1月9日
發(fā)明者殷崢凱 申請人:殷崢凱