电致冷光组件在亮化单元中的应用及其前景分析

【摘要】电致冷光组件是现代亮化工程中的重要组成部分，由于其发光特点与成本优势等诸多特征而受到广泛的关注。本文以新工艺下电致冷光组件的产品为研究对象对其发光特征与工艺进行总结，并对后续基于产品的应用与前景进行分析。希望通过本文的研究能够为后续的相关市场推广提供必要的理论基础。

【关键词】电致冷光组件;亮化单元;应用;前景

一、引言

电致冷光组件在城市亮化以及广告宣传中被广泛的应用。由于其具有节能、高亮度等特点而受到了一致的好评。但是，在实际的使用过程中我们发现现有的电致冷光组件生产技术无法与实际应用需求相适应，频繁的出现诸如暗点、击穿以及发光亮度降低等问题，严重的制约了相关产品的使用寿命的同时也降低了产品的整体市场期望度。本文为了较好的规避此类现象的出现，革新了电致冷光组件的生产工艺，对上述的问题进行了有效的规避，并探讨该技术在后续的应用途径与前景。希望为相关的生产与市场推广提供必要的理论基础与实践指导。

二、电致冷光组件的发光特征

从发光原理的角度来考虑电致冷光组件是利用电致发光材料在电场存在的条件下能够以电子光层移动的形式产生冷光。此种发光的方式存在如下的特点：

首先，电致冷光组件的光源属于冷光的范畴，在工作于照明的过程中不产生热量，一方面能够减少由于热量损耗而带来的能源浪费;另一方面也避免了在相关光学元件应用过程中产热所带来的散热问题。其次，电致冷光组件的光源是一种面光源。在同等能耗的情况下，传统的LED发光组件仅能实现点光源的发光，则对于部分环境下的光线条件要求并不相符。如果需要利用LED对面光源进行模拟，则需要通过光板等方式来进行处理，此种处理方式不仅增加了发光元件的应用成本更无法完全通过物理手段来达到光线平均的效果。再次，电致冷光组件的光源能耗更低。在现有的节能发光元件中LED发光元件的节能效果更好。但是，与其相比，本文所研究的电致冷光组件在节能方面则更为突出。从原理角度来分析，电致冷光组件可以等效为一个恒载电容，根据加工材料的不同电阻分布在1000-15000Ω/in2之间。这直接导致了发光元件两端电压虽然很大，但是实际的工作电流则很小，根据现有的实验数据我们发现电致冷光组件的工作电流往往在0.05-0.1mA/cm2之间。与同等亮度当量的LED发光组件相比降低了约100倍。这为其实际应用过程中的电池续航驱动提供了必要条件。

三、电致冷光组件的生产工艺革新

为了解决电致冷光组件现存的问题，我们对其生产工艺进行了改良。具体步骤与内容如下：第一，根据至少包含电致冷光组件的尺寸与闪动方式的应用需求，制备具有分层电路的菲林片;在尼龙网版上印刷感光胶，待所述感光胶干燥后，将所述菲林片附着在感光胶上，在紫外灯光下充分曝光直至图层显影后，用清水冲洗干净并烘干，即得各层的丝网印刷网版;第二，以预处理后的ITO膜为基板，在ITO膜的导电面上制备具有依次叠置的透明绝缘层、无机电致发光体层、折射层与电介质层的ITO导电基板;在步骤b中，ITO膜为经预处理后的ITO基材;因为，每道工序都需在120°C条件下烘干，为使ITO基材在之后烘干过程中不发生形变，在印制前通常需把按需要尺寸裁好的ITO基材预先在130°C条件下，预先进行收缩处理（即预处理）;

第三，将丝印用导电银浆或碳浆，用提前制好的网版目数为200-350目（优选为300目）汇料条网版印刷在ITO导电基板上;

第四，将至少包含有机玻璃或PET柔性板的透明绝缘体、粘贴有网状汇流条的ITO导电基板、以及背电极导电层依次叠置，并采用至少包含亚克力、玻璃与树脂中任意一种材料进行过塑封装，即得所需电致冷光组件。

通过上述的若干点生产工艺改进可以使得电致冷光组件的亮度与颜色具有更为宽泛的调控空间，同时能够降低电致冷光组件的老化层度，进而避免击穿、亮度降低等问题的出现。

四、电致冷光组件的应用及其前景分析

在电致冷光组件的应用过程中主要是利用其能耗低、冷光发光以及面源光源等特点来完成相关光学元件的应用。在具体的应用角度可以分为如下三个方面：第一，能耗低的应用。电致冷光组件低能耗的特点决定了其可以利用较低的能量储备体系作为发光电源。尤其是是高电压电池或者电源的装配情况下，此种优势更为明显。因此在具体的市场化过程中主要可以有如下几个方面的应用。一方面是作为亮化广告与亮化元件来进行构建。如楼盘建筑或小区的发光名牌、广告位的广告内容等。应用电致冷光组件来构建此种广告亮化结构能够显著的降低能耗，更符合低碳环保理念与可持续发展理论。另一方面，由于其能耗较低，在脱离电网的供电体系中能够发挥更大的作用。由于其能耗较低，因此对于供电体系的依赖程度较低，换而言之，在同等供电设备效率的背景下，采用电致冷光组件构建的发光单位使用时间更长，后续的维护费用与维护成本更低。第二，冷光发光应用。冷光发光主要是指在冷光发光的过程中系统自身不因为发光而产生热量。此种特性决定了一方面没有热量的损耗在同等发光强度下系统的整体能耗较低，这个在上文中进行了系统的阐述;另一方面则是由于冷光发光没有热量的产生。因此，对于系统散热没有过多的要求。此方面应用主要集中在两个方面上。第一，在密闭空间内的长时间照明应用，如冷库中的照明或者中心计算机机房照明。此方面照明对热量的控制要求较高，应用电致冷光组件作为照明工具可以不额外产生热量，方便工程的整体设计与施工。另一方面则应用于精密仪器的照明。由于电致冷光组件对外不产生热辐射，对于部分对热辐射较为敏感的电气元件如热敏电阻等的影响相对较少。此种情况下应用电致冷光组件来作为照明工具可以显著的延长相关配套电气设备的使用寿命与敏感程度。第三，面源光源应用。面光源是指在一定空间平面内，发光单元能够通过面源的方式向外辐射光能，电致冷光组件充分的满足此类应用的要求，且不同位点的光强不随着面源位置的改变而改变。这对于部分特殊面源照明要求的应用时十分关键的。如在摄影棚搭建的过程与拍摄过程中根据要求进行实际采用中，面源光源更为柔和，且容易达到要求的光线标准。此外，如部分摄影（摄像）器材中需要进行微距采光时，应用电致冷光组件作为闪光或者恒定光源也能够起到较好的效果。

第四，形状灵活应用。电致冷光组件的形状更为灵活，在元件内部布线中仅需要形成电场，便可以达到发光的要求，从理论上来讲只需要，满足导线的平衡布置便可以形成相应的面源光源。在这样的条件下，电致冷光组件的外部形状更为多样化，如在实际的应用过程中的发光汉字、发光地图等应用，均是电致冷光组件在实际应用中的体现。

五、总结

电致冷光组件是一种较为先进的发光元件，其具有能耗低、发光稳定、面源发光等特点，在实际的照明工程中应用广泛。但是，随着使用时间的推进，电致冷光组件容易出现击穿、亮度降低等现象，本文基于电致冷光组件的生产工艺改良，系统的总结了此种发光单元设备的特点与应用条件。并对基于不同特征的实际应用进行举例说明。希望通过本文的研究能够为后续的成果转化产品提供必要的理论基础与实践指导。

参考文献

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