專利名稱：有機電致發(fā)光植物照明用光源及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有機電致發(fā)光植物照明用光源及其制造方法，屬于植物生長調節(jié)和光電子技術領域。
背景技術：
目前，市場上主要利用太陽光為自然光源，太陽光通過光轉光劑塑料薄膜分別得到兩個峰區(qū)的發(fā)光光譜。色轉化塑料薄膜在生產過程中摻雜了有機或無機的光轉光劑，如有機共軛分子熒光轉 光劑方法，可以將太陽光中的綠光轉換為紅光且發(fā)射光的主峰為600 nm左右；單基雙能稀土轉光劑方法，具有同時吸收紫外光和綠光并同時發(fā)射藍光和紅光的性能，最大發(fā)射波長在420 450nm和620 680nm區(qū)域；以及合成的CaS =Eu， Sm"常充電型”電子陷獲材料，不僅可具有CaS :Eu的熒光特性，可激發(fā)帶分別位于峰值波長小于279nm的紫外區(qū)和400 620 nm的可見光區(qū)，而且可將0. 8 1.6μπι的紅外光轉換為波長小于672 nm的紅光。以上三種方式都是以太陽光為自然光源，由于實際到達地面的太陽光為290 3 OOOnm，其中29(T400nm的紫外光僅占6 %左右，即使完全將日光中的紫外線轉為作物光合作用需要的藍光或紅光效果也不明顯，而480 580 nm 的綠光在40(T800nm的可見光中的比例和強度都最多，因而轉綠光方式較為常見。但是， 太陽光的輻射能量明顯受到天氣變化的負面影響，更無法做到24小時不間斷照明。跟據植物生理學原理，理想的植物照明光源應該滿足發(fā)射光譜及發(fā)射峰應與植物葉綠素的吸收光譜即光合作用的光譜曲線盡量吻合，植物葉綠素主要包括葉綠素a和葉綠素b，其吸收光譜有兩個峰區(qū)，S卩40(T480nm的藍紫光區(qū)和60(T680nm的紅橙光區(qū)。 其中葉綠素a的吸收峰為425nm和660 nm，葉綠素b的吸收峰為450nm和643nm。 因此，為達到植物生長需要的最優(yōu)化，要求植物照明光源必須同時具備以上兩個峰區(qū)的發(fā)光光譜。藍光有利于植物營養(yǎng)器官如莖、葉等的生長，紅光有利于植物的花朵果實等方面的生長。目前也有采用人工光源為植物生長提供光合作用光源，采用熒光燈、LED或者有機電致發(fā)光光源(Organic Light Emitting Device, OLED)，由于采用熒光燈能耗較高，而且制造藍紫光和紅橙光的效率不高。有機電致發(fā)光光源由于具有超輕薄、高亮度、響應快、 低功耗、效率高及制作簡單等特性，廣泛應用于平板顯示器、背光模組以及照明等領域，其發(fā)光原理為在兩個電極之間沉積非常薄的有機材料，對該有機發(fā)光材料通以直流電使其發(fā)光，其發(fā)光峰值可以通過調整有機電致發(fā)光器件發(fā)光層的電致發(fā)光光譜(EL光譜)分別實現紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等多種發(fā)光方式，且波長多樣化，體積小組合方便，具有可任意組合 EL光譜制作具有雙發(fā)射光譜峰值的有機電致發(fā)光植物照明用光源的可行性。而現有采用LED或者有機電致發(fā)光光源制造藍紫光和紅橙光的工藝和結構較為復雜，光的利用效率受到影響，成本也較高。有機電致發(fā)光植物照明用光源可以將特定厚度的有機化合物構成的有機薄膜層設置于有機電致發(fā)光元件的陽極與陰極之間，并且采用一些特殊的器件結構，實現與植物生長匹配的雙發(fā)射峰光譜，但在OLED器件的玻璃基板和封蓋所形成的密封罩內部增加功能層制造工藝比較復雜，成本較高。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于解決現有技術存在的問題，提供一種能實現高亮度、高光轉換效率、長時間穩(wěn)定工作的有機電致發(fā)光植物照明用光源及其制作方法，可以調節(jié)OLED照明器件的藍光峰區(qū)和紅光峰區(qū)的發(fā)射比例，調節(jié)輻射能量強度，實現了近似均勻的面光源，提高植物生長需要的藍光區(qū)和紅光區(qū)的輻射，且實現長時間穩(wěn)定照明，環(huán)保，無污染，既能讓植物快速生長，同時也保證人體健康和環(huán)保，提供一種一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新型植物生長光源。為達到上述目的，本發(fā)明的構思是 由于發(fā)射藍色、綠色光的OLED器件發(fā)展較為成熟，且效率高、壽命長，若配合市場比較成熟的有機或無機光轉光劑很容易滿足植物生長的60(T680nm需求。其原理則是利用色轉化技術，通過激發(fā)光致轉化材料(Color Change Materials，CCM)中的光轉光劑得到 60(T680nm的發(fā)射峰區(qū)。用于制作有機電致發(fā)光植物照明用光源的方法可在ITO玻璃基板上依次蒸鍍上有機材料層和條形金屬電極，經過封裝工藝，最后在ITO玻璃基板背面上形成點陣式的光轉光功能層而形成。為了實現以上發(fā)明的構思，本發(fā)明采用下述技術方案
一種有機電致發(fā)光植物照明用光源，主要包括有機電致發(fā)光光源，有機電致發(fā)光光源具有通過封裝膠密封粘結玻璃基板和封蓋所形成的密封罩；在密封罩內的玻璃基板內表面上制作一層正電極ITO薄膜，玻璃基板和ITO薄膜構成ITO玻璃基板；在ITO玻璃基板的 ITO薄膜表面上繼續(xù)蒸鍍有機電致發(fā)光材料層；接著在有機電致發(fā)光材料層上蒸鍍負電極金屬電極層；在有機電致發(fā)光光源的玻璃基板的外表面上還增加一層光轉光功能層，使透過光轉光功能層的有機電致發(fā)光光源的部分入射光轉化為波長為60(T680nm的紅光。上述光轉光功能層具有鏤空圖案，鏤空圖案為規(guī)則的點陣狀、點陣孔狀、網格狀或條柵狀。上述光轉光功能層的點陣孔圖案為方形點陣孔、蜂窩狀點陣孔或圓形點陣孔鏤空圖案。有機電致發(fā)光植物照明用光源中單個點陣孔微小化、單個點陣孔單元面積與兩個點陣孔之間的間距可以根據需要做適當調整來實現高透過率。上述光轉光功能層的材料為無機材料，光轉光功能層的材料主要采用銪螯合物、 鋱螯合物和鑭系元素的硫氧化物中的一種或其幾種形成的組合物。上述光轉光功能層的材料為有機材料，光轉光功能層的材料為紅色或藍色有機熒光染料，有機熒光染料為蒽醌類、吡嗪系或丫啶類的有機熒光染料中的一種或其幾種組合物，光轉光功能層的材料還可采用銪(EU3+)的有機配體稀土轉光劑。上述有機電致發(fā)光植物照明用光源的制備方法，包括如下步驟
a.選擇經過清洗過的ITO玻璃基板；
b.在步驟a中的ITO玻璃基板的ITO薄膜表面上蒸鍍有機電致發(fā)光材料層；
c.在步驟b中的有機電致發(fā)光材料層上蒸鍍金屬電極層；
d.將步驟a至c中各結構層封裝在通過封裝膠密封粘結的玻璃基板和封蓋所形成的密封罩內；
e.在步驟d中的沒有ITO薄膜的ITO玻璃基板表面上制作具有鏤空圖案的光轉光功能層；
f.將步驟e中的玻璃切割成發(fā)光單元，完成有機電致發(fā)光植物照明用光源的制作。在上述步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案可采用掩模工藝直接制作完成。
在上述步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案還可采用蝕刻工藝直接制作完成。在上述步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案還可采用如下的制作步驟
①在沒有ITO薄膜的潔凈的ITO玻璃基板表面上沉積光轉光功能薄膜；
②采用刻蝕工藝進行光轉光功能薄膜的鏤空圖案制作。在上述步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案也可采用如下的制作步驟
①在沒有ITO薄膜的潔凈的ITO玻璃基板表面上貼敷光轉光功能薄膜；
②采用激光打印工藝進行光轉光功能薄膜的鏤空圖案制作。本發(fā)明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點 利用光轉光功能層可以實現60(T680nm的發(fā)射峰區(qū)，解決了現有技術發(fā)光峰值的問
題；利用規(guī)則圖案化掩膜板或者蝕刻工藝或者激光打印工藝直接可以制作出高精度的光轉光功能層；該光轉光陣列，提高了光透過過率；該光轉光陣列可以調節(jié)OLED照明器件的藍光峰區(qū)和紅光峰區(qū)的發(fā)射比例，提供植物生長所需的適宜的光輻射能量強度，提高了光利用效率；且整個面板發(fā)光并不呈現有間隔的點光源陣列式排列而仍然是近似均勻的面光源。另外，使用利用溶液提拉法制備在熒光燈內部，利用熒光燈的發(fā)光原理實現紅光的發(fā)射，或者采用LED為背光源，利用CCM技術實現紅光的發(fā)射。有機電致發(fā)光植物照明用光源具有與太陽光可比擬的優(yōu)勢，與普通的照明燈具， 白熾燈、日光燈等相比，具有如面光源、色域范圍廣、能耗低、制備工藝簡單等等顯著優(yōu)勢， 外加3 5V的驅動電壓就能長時間穩(wěn)定照明，且環(huán)保，無污染，不發(fā)熱，僅有少量紫外與紅外輻射等等，這樣子既能讓植物快速生長，同時也保證人體健康和環(huán)保，是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新型植物生長光源，能顯著降低電力開支，容易實現產業(yè)化。
圖1是本發(fā)明有機電致發(fā)光植物照明用光源的結構示意圖。圖2是本發(fā)明的第五個實施例的光轉光功能層的制作工藝流程圖。圖3是具有點陣分布式圖案的光轉光功能層的打印模版示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和對本發(fā)明的優(yōu)選實例進行說明 實施例一
參見圖1，一種有機電致發(fā)光植物照明用光源，主要包括有機電致發(fā)光光源，有機電致發(fā)光光源具有通過封裝膠7密封粘結玻璃基板1和封蓋5所形成的密封罩；在密封罩內的玻璃基板1內表面上制作一層正電極ITO薄膜2，玻璃基板1和ITO薄膜2構成ITO玻璃基板；在ITO玻璃基板的ITO薄膜表面上繼續(xù)蒸鍍有機電致發(fā)光材料層3 ；接著在有機電致發(fā)光材料層3上蒸鍍負電極金屬電極層4 ；在有機電致發(fā)光光源的玻璃基板1的外表面上還增加一層光轉光功能層6，使透過光轉光功能層6的有機電致發(fā)光光源的部分入射光轉化為波長為60(T680nm的紅光。所選用的光轉光功能層的材料應薄膜特性好、易圖案化制作、化學穩(wěn)定性好。參見圖3，作為本發(fā)明的改進，光轉光功能層6具有鏤空圖案，鏤空圖案為規(guī)則的點陣狀、點陣孔狀、網格狀或條柵狀。上述光轉光功能層6的點陣孔圖案為方形點陣孔、蜂窩狀點陣孔或圓形點陣孔鏤空圖案。通過調整點陣式陣列的小孔直徑R和小孔間距D，調節(jié)OLED照明器件的藍光峰區(qū)和紅光峰區(qū)的發(fā)射比例，調節(jié)輻射能量強度，實現了近似均勻的面光源發(fā)光。本發(fā)明的光轉光功能層6的材料為無機材料，光轉光功能層6的材料主要采用銪螯合物、鋱螯合物和鑭系元素的硫氧化物中的一種或其幾種形成的組合物。
本發(fā)明的光轉光功能層6的材料為有機材料，光轉光功能層6的材料為紅色或藍色有機熒光染料，有機熒光染料為蒽醌類、吡嗪系或丫啶類的有機熒光染料中的一種或其幾種組合物，光轉光功能層6的材料還可采用銪(Eu3+)的有機配體稀土轉光劑。實施例二
本發(fā)明實施例一的有機電致發(fā)光植物照明用光源的制備方法，包括如下步驟
a.選擇經過清洗過的ITO玻璃基板；
b.在步驟a中的ITO玻璃基板的ITO薄膜表面上蒸鍍有機電致發(fā)光材料層；
c.在步驟b中的有機電致發(fā)光材料層上蒸鍍金屬電極層；
d.將步驟a至c中各結構層封裝在通過封裝膠密封粘結的玻璃基板和封蓋所形成的密封罩內；
e.在步驟d中的沒有ITO薄膜的ITO玻璃基板表面上制作具有鏤空圖案的光轉光功能層；
f.將步驟e中玻璃切割成發(fā)光單元，完成有機電致發(fā)光植物照明用光源的制作； 其中步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案可采用掩模工藝直接制作完成。實施例三
本實施例與實施例二的有機電致發(fā)光植物照明用光源制作方法基本相同，不同之處在
于
在實施例二的步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案還可采用蝕刻工藝直接制作完成。實施例四
本實施例與實施例二、實施例三中的有機電致發(fā)光植物照明用光源制作方法基本相同，不同之處在于
在實施例二的步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案的制作步驟如下
①在沒有ITO薄膜的潔凈的ITO玻璃基板表面上沉積光轉光功能薄膜；
②采用刻蝕工藝進行光轉光功能薄膜的鏤空圖案制作。實施例五
參見圖2，本實施例與實施例二、實施例三和實施例四中的有機電致發(fā)光植物照明用光源制作方法基本相同，不同之處在于
在實施例二的步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案的制作步驟如下 ①在沒有ITO薄膜的潔凈的ITO玻璃基板表面上貼敷光轉光功能薄膜，利用薄膜貼敷設備進行加熱貼敷，保證貼膜時的流速為0. 5飛米/秒、壓力為0. 5飛公斤、溫度為2(Γ80 度，并避免氣泡存在。
②采用激光打印工藝進行光轉光功能薄膜的鏤空圖案制作。以上制作完成后，通過對OLED正負電極施加偏壓3V左右，本來發(fā)射藍色和綠色光的OLED透過光轉光功能層后實現了 660nm的紅光發(fā)射，且藍光和紅光的發(fā)射能量比例為1 1，極大地滿足了植物生長對光源的要求。若OLED器件為藍色和 綠色發(fā)光峰，保留OLED器件上的有機光轉光塑料薄膜，制作
鏤空圖案。若OLED器件為藍色發(fā)光峰，在OLED器件上制作點陣式陣列小孔，制作圖案參考圖 3。根據設計的藍光和紅光透過率，計算點陣式陣列的小孔直徑R和小孔間距D，通過調整點陣式陣列的小孔直徑R和小孔間距D，調節(jié)藍光和紅光的輻射比例，最后把小孔內的薄膜用丙酮或乙醇取出掉。
權利要求
1.一種有機電致發(fā)光植物照明用光源，主要包括有機電致發(fā)光光源，所述有機電致發(fā)光光源具有通過封裝膠(7)密封粘結玻璃基板(1)和封蓋(5)所形成的密封罩；在所述密封罩內的所述玻璃基板(1)內表面上制作一層正電極ITO薄膜(2)，所述玻璃基板(1)和ITO 薄膜(2)構成ITO玻璃基板；在所述ITO玻璃基板的ITO薄膜表面上繼續(xù)蒸鍍有機電致發(fā)光材料層(3 )；接著在所述有機電致發(fā)光材料層(3 )上蒸鍍負電極金屬電極層(4 )；其特征在于，在所述有機電致發(fā)光光源的玻璃基板(1)的外表面上增加一層光轉光功能層(6)，使透過所述光轉光功能層(6)的所述有機電致發(fā)光光源的部分入射光轉化為波長為60(T680nm 的紅光。
2.根據權利要求1所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源，其特征在于，所述光轉光功能層(6)具有鏤空圖案，所述鏤空圖案為規(guī)則的點陣狀、點陣孔狀、網格狀或條柵狀。
3.根據權利要求2所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源，其特征在于，所述光轉光功能層(6)的點陣孔圖案為方形點陣孔、蜂窩狀點陣孔或圓形點陣孔鏤空圖案。
4.根據權利要求1至3中任意一項權利要求所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源，其特征在于，所述光轉光功能層(6)的材料為無機材料，所述光轉光功能層(6)的材料主要采用銪螯合物、鋱螯合物和鑭系元素的硫氧化物中的一種或其幾種形成的組合物。
5.根據權利要求1至3中任意一項權利要求所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源，其特征在于，所述光轉光功能層(6)的材料為有機材料，所述光轉光功能層(6)的材料為紅色或藍色有機熒光染料，所述有機熒光染料為蒽醌類、吡嗪系或丫啶類的有機熒光染料中的一種或其幾種組合物，所述光轉光功能層(6)的材料還可采用銪(Eu3+)的有機配體稀土轉光劑。
6.一種權利要求1所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源的制備方法，其特征在于，包括如下步驟a.選擇經過清洗過的ITO玻璃基板；b.在所述步驟a中的ITO玻璃基板的ITO薄膜表面上蒸鍍有機電致發(fā)光材料層；c.在所述步驟b中的有機電致發(fā)光材料層上蒸鍍金屬電極層；d.將所述步驟a至c中各結構層封裝在通過封裝膠密封粘結的玻璃基板和封蓋所形成的密封罩內；e.在所述步驟d中的沒有ITO薄膜的ITO玻璃基板表面上制作具有鏤空圖案的光轉光功能層；f.將所述步驟e中玻璃切割成發(fā)光單元，完成有機電致發(fā)光植物照明用光源的制作。
7.根據權利要求6所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源的制備方法，其特征在于，所述步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案采用掩模工藝直接制作完成。
8.根據權利要求6所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源的制備方法，其特征在于，所述步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案采用蝕刻工藝直接制作完成。
9.根據權利要求6所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源的制備方法，其特征在于，所述步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案的制作步驟如下①在沒有ITO薄膜的潔凈的ITO玻璃基板表面上沉積光轉光功能薄膜；②采用刻蝕工藝進行光轉光功能薄膜的鏤空圖案制作。
10.根據權利要求6所述的有機電致發(fā)光植物照明用光源的制備方法，其特征在于，所述步驟e中的光轉光功能層的鏤空圖案的制作步驟如下①在沒有ITO薄膜的潔凈的ITO玻璃基板表面上貼敷光轉光功能薄膜； ②采用激光打印工藝進行光轉光功能薄膜的鏤空圖案制作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機電致發(fā)光植物照明用光源，在有機電致發(fā)光光源的玻璃基板的外表面上增加一層光轉光功能層，使透過光轉光功能層的所述有機電致發(fā)光光源的部分入射光轉化為波長為600~680nm的紅光。有機電致發(fā)光植物照明用光源的制備方法是在玻璃基板的外表面上制作具有鏤空圖案的光轉光功能層。本發(fā)明利用光轉光陣列可以調節(jié)OLED照明器件的藍光峰區(qū)和紅光峰區(qū)的發(fā)射比例，實現了近似均勻的面光源。本發(fā)明采用的方法，可提高了植物生長需要的藍光區(qū)和紅光區(qū)的輻射，且長時間穩(wěn)定照明，環(huán)保，無污染，既能讓植物快速生長，同時也保證人體健康和環(huán)保，是一種高效、節(jié)能、環(huán)保的新型植物生長光源。
文檔編號H01L51/52GK102157704SQ201110058158
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權日2011年3月11日
發(fā)明者于建寧, 尚玉柱, 張建華, 張民艷, 路林, 魏斌 申請人:上海大學