Электролюминесцентная бумага своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

ЭЛЕКТРОЛЮМИНОФОР / ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ / СУСПЕНЗИЯ ЛЮМИНОФОРА / НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ / СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ / ЯРКОСТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА / ELECTROLUMINOFOR / DIELECTRIC BINDER / SUSPENSION OF THE PHOSPHOR / THE ELECTRIC FIELD STRENGTH / THE RADIATION SPECTRUM / BRIGHTNESS CHARACTERISTICS

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Шубин Н. Е., Козырев Е. Н., Платова А. А., Брежнев А. А., Малдзигати А. И.

В статье рассматриваются подходы к повышению яркости свечения электролюминесцентных панелей (ЭЛП), используемых для подсветки различного назначения. Предложены компоненты, позволяющие максимально концентрировать электрическое поле переменного напряжения питания на кристаллах электролюминофора . Разработана технология изготовления ЭЛП. Представлены и обобщены результаты измерений оптико-электрических параметров изготовленных ЭЛП

DEVELOPMENT AND MANUFACTURING OF HIGH-PERFOMANCE ELECTROLUMINESCENT PANELS

It describing approaches to rise of brightness luminescence of the electroluminescent (EL) panels, which be used for the illumination different nomination. We are propounding components, which allow to concentrate the electric field of alternating voltage on the electroluminofor ’s crystals. Developed the technology for manufacture of EL panels. Presented and summarized the results of measurements of optical-electrical parameters of manufactured EL panels

РАЗРАБОТКА И ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ПАНЕЛЕЙ

Н.Е. Шубин, Е.Н. Козырев, А.А. Платова, А.А. Брежнев, А.И. Малдзигати

В статье рассматриваются подходы к повышению яркости свечения электролюминесцентных панелей (ЭЛП), используемых для подсветки различного назначения. Предложены компоненты, позволяющие максимально концентрировать электрическое поле переменного напряжения питания на кристаллах электролюминофора. Разработана технология изготовления ЭЛП. Представлены и обобщены результаты измерений оптико-электрических параметров изготовленных ЭЛП

Ключевые слова: электролюминофор, диэлектрическое связующее, суспензия люминофора, напряженность электрического поля, спектр излучения, яркостная характеристика

Светящаяся панель состоит из нескольких слоёв, выполняющих различные функции. Её конструкция приведена на рис. 1. Важнейшие потребительские качества ЭЛП, а именно яркость свечения, которая у зарубежных аналогов принимает значения от 40 до 450 кд/м2 при различных режимах работы, равномерность свечения; малое энергопотребление, составляющее не более 35Вт/м2; толщина изделия, характеризуемая величиной Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Придать интерьеру помещения необычный и интересный вид сегодня помогут различные дизайнерские решения. Пожалуй, одним из самых необычных вариантов будет применение для оформления интерьера светобумаги.

Что собой представляет этот материал и как он связан с дизайнерским оформлением внутреннего пространства помещений, вам поведает наша сегодняшняя статья.

Нестандартная световая панель

Чтобы сделать своими руками качественное и неповторимое оформление любого помещения с использованием в нем светобумаги, необходимо разобраться в том, что она собой представляет.
Светобумага или световая панель представляет собой электролюминесцентный прибор. Внешне такое изделие похоже на тонкий и плоский источник света, дающий равномерный световой поток. Цвет свечения светобумаги определяется тем, какой цвет имеет сама поверхность бумаги.

Обратите внимание! На такую световую панель можно своими руками наклеить пленку того цвета, свечение которого хочется получить в конечном счете. Но это возможно только в том случае, если светящаяся бумага изначально имела белый свет. С белой светопанелью появляется возможность самостоятельно управлять оттенками света.

Обратите внимание! Монтаж световых панелей своими руками возможен при использовании всего лишь двухстороннего скотча.

тонкость, что позволяет размещать кусочки материала на потолке или стенах без скрадывания свободного пространства;
возможность беспрепятственно нарезать материал на фрагменты различных размеров (при использовании соответствующей модели);
пластичность. Светобумага способна гнуться практически на одном уровне с обычной бумагой. Это, опять-таки, является еще одним плюсом при использовании в оформлении стен, потолков или ниш.
Как видим, достоинства световых панелей раскрывают их поистине огромный дизайнерский потенциал.

Особенности строения световых панелей

Как правило, светобумага выпускается прямоугольной формой стандартного размера в широком диапазоне (от A5 до A0 формата).

Обратите внимание! Изделие продается в ламинированном виде, готовом к эксплуатации.

Это означает, что вам останется только установить ее своими руками в необходимое место и подключить к источнику питания.
Необходимо знать, что кроме уже ламинированной продукции на рынке можно отыскать модели, которые разрешается резать. При этом в процессе нарезке не повреждаются элементы, ответственные за свечение бумаги.

Обратите внимание! Для разрезания можно использовать обычные ножницы или нож. Также существует специальный инструмент для этих целей – плоттер. Что бы вы ни выбрали, с помощью этих инструментов вы легко своими руками придадите световым панелям необходимую форму.

Нарезанная световая бумага

Главное в процессе нарезке светобумаги для использования в оформлении интерьера комнаты – обязательно оставить на нужном кусочке материала контактные площадки.
Используя в декоре световые панели, вы развяжете себе руки и сможете создать собственный уникальный и неповторимый дизайн, причем своими же руками. Из такого материала можно нарезать буквы, различные фигурки животных, разнообразные орнаменты или просто геометрические фигуры.

Обратите внимание! Такая подсветка может применяться и как современный тюнинг автомобиля. Например, таким образом можно осветить приборную панель.

Контактные площадки на бумаге

Чтобы после нарезки бумага осталась световой, на отрезанном кусочке должны сохраниться эти контактные зоны.
При покупке подобного осветительного изделия вы вместе с листом получаете еще и инвертер (блок питания), который рассчитан на всю площадь панели. Из этого следует, что вырезанный кусок нельзя напрямую подключать к инвертору, так как он рассчитан на большую площадь. Поэтому самым простым и логичным решением будет подключение листа к инвертеру меньшей мощности.

Строение световой бумаги

Для свечения такой бумаги достаточно подвести к ней стандартное электрическое питание через инвертор. А он уже будет подключаться к обычной сети на 220 Вольт, но только через адаптер. Блок питания необходимо будет скрыть в нише или в любом другом подходящем для этого месте. Также питание светобумаги возможно от аккумуляторов на 12 Вольт и батареек.
Кроме этого в составе световой панели уже имеется люминофор и светофильтр.

Технические характеристики продукции

Световая бумага различается по следующим техническим характеристикам:

яркость. Может достигать 300 кд/м2;
толщина. Варьируется в диапазоне от 0,25 до 0,45 мм;
мощность. Составляет 1 мВт/см2;
сроки беспрерывной работы составляют максимум 10 000 часов.

Кроме этого необходимо знать, что световая панель не способна излучать ультрафиолет. В ходе своей работы световая бумага не нагревается, что полностью соответствует требованиям к пожарной безопасности домашних помещений.
Для того чтобы материал начал светиться, на контактные площадки нужно подать ток с частотой до 3 кГц и напряжение до 160В.

Способы применения в интерьере

Создавая финальную отделку помещения, многие стремятся сделать ее непохожей ни на что виденное ранее. Со светящейся бумагой сделать это будет достаточно легко, даже при условии, что вы все будете делать своими руками.

Светобумага в интерьере

Наиболее часто подобный материал применяют для подсветок ниш и полок, а также ступенек. Их равномерный свет, падающий на горизонтальную поверхность, смотрится очень эффектно, позволяя создавать качественную подсветку локальной области мягким и ненавязчивым светом. К тому же в случае с тонкими световыми панелями можно избежать некоторых конструкционных сложностей размещения иных видов подсветки, что делает плоский светящийся материал очень конкурентоспособным.
Стоит отметить, что с помощью световой аппликации можно красиво украсить не только поверхности стен и потолка, но также и мебель.

Световая аппликация на барной стойке

Способы применения светобумаги

Очень красиво светящиеся вставки будут смотреться в интерьере помещений, выполненных в китайском или японском стиле. Здесь можно использовать сразу ламинированные прямоугольные листы, вставляя их в конструкции перегородок, дверей и т.д.
Также отличным решением будет организация подсветки такого плана для коридора и кухни. Эти помещения отличаются небольшими габаритами, с чем зачастую связаны некоторые проблемы по размещению в них стандартных осветительных приборов.

Обратите внимание! Особенно от такой подсветки выиграет коридор, в котором почти всегда существуют проблемы с качественным и полноценным освещением.

Здесь светобумага может быть использована как напольная подсветка, или же как стеновая. В результате, вы получите ночную подсветку высокого качества, и вам больше не придется ночью в потемках искать выключатель, чтобы выпить стакан воды.
Любой вариант расположения светобумаги в помещении позволит вам создать качественную фоновую подсветку, которая будет мягко разгонять полумрак и создавать изумительный визуальный эффект.

Рекламный бизнес тоже в теме

И напоследок небольшая ремарка. Сегодня светобумага используется не только для подсветки помещений изнутри, но и в рекламном бизнесе. Ее часто помещают в латйбоксы и информационные стенды, что позволяет создать мягкую подсветку, которая будет ненавязчиво привлекать к себе внимание потенциальных покупателей.

Заключение

Одним из наиболее простых вариантов, в плане реализации своими руками, оформления домашнего интерьера является применение светобумаги. Ее возможности позволяют создать качественный световой эффект в любом помещении. Проявляя свою фантазию, с помощью этого материалы вы полностью измените все акценты в своем доме. Светобумага – это эффектно, необычно и красиво.

Световые ленты очень легко использовать для подсветки лестниц, перил, а также любых поверхностей для обозначения выхода. Особенность электролюминесцентного свечения такова, что свет виден даже сквозь туман или дым, поэтому при аварийной ситуации легко найти выход, например из задымленного помещения при пожаре. В то же время, используя низкое потребление светобумаги, можно сделать автономный источник света так, что лента будет светиться даже при полном отключении электроэнергии.

С помощью светобумаги можно создавать указатели и знаки, вывески и таблички с логотипом компании. Светобумага может заменить неоновые вывески, в особенности световые короба, где применение светобумаги сильно уменьшает толщину коробов, которые обычно не меньше 40мм. Толщина светобумаги всего 0.5 мм, при такой толщине ее вес на единицу площади очень мал, что позволяет сократить не только габариты вывесок на ней, но и уменьшить общий вес, что позволяет упростить установку таких вывесок и сделать более безопасным их использование.

Одним из интересных направлений использования светобумаги является архитектурная подсветка. Это может быть как подсветка фонтанов (ламинированная светобумага надежна защищена от влаги) и фасадов зданий, так и подсветка интерьера внутри помещения.

Гибкость и надежность светобумаги позволяют ее использование в сложных дорожных условиях, при большой влажности и в широком диапазоне температур, а это значит, можно изменить световой стиль Вашего автомобиля как внутри салона, так и снаружи. Эффектно смотрится подсветка дороги под днищем автомобиля, а также световые полосы на дверях автомобиля при движении. Для использования светобумаги в автомобиле мы комплектуем светобумагу специальным блоком питания на 12 Вольт.

Техническая информация

Вторым фактором, влияющим на долговечность является температура окружающей среды, при использовании светобумаги вне помещения, срок службы снижается, однако используя ламинирование и специальные экструзии, которые защищают светобумагу от прямых ультрафиолетовых лучей и влажности, срок службы можно увеличить.

В тоже время существенно повысить срок службы светобумаги можно, если использовать блоки питания, которые заставляют светобумагу работать в импульсном режиме, то есть мерцать – включаться и выключаться, кстати, для многих применений это даже предпочтительнее, так как мерцающий свет привлекает больше внимания, чем постоянный.

Самосветящиеся краски создаются на основе как природных, так и искусственных веществ и материалов, обладающих свойством люминесценции (свечения).

Люминесценция

Свечение насекомых (в природе России – светлячки), океанского планктона и рыб, полярные сияния, тусклое свечение некоторых минералов, гниющей древесины и разложении других органических веществ известно людям давно. Такое свойство нетеплового свечения вещества, высвобождающего ранее поглощенную им энергию, получило название люминесценции. Есть следующие разновидности люминесценции:

флуоресценция;
фосфоресценция:
хемилюсценция;
биолюминесценция;
радиолюминесценция;
электролюминесценция.

Существует также люминесценция с приставками: термо; радиотермо; кандо; соно; трибо. Они были недавно открыты или не нашли практического применения.

Флуоресценция

Это способностью обладают некоторые органические вещества. Наиболее известны:

хинин;
родамины;
флуоресцеин;
акридиновые красители (желтый, оранжевый);
эозин.

Флуоресцентные вещества добавляют в промышленные краски, наполнители фломастеров, достигая интенсивности цвета. Используют для окраски в кричащие, кислотные насыщенные цвета различного текстиля (шелка, шерсти), украшений, других предметов обихода. Эффекта белоснежности цвета белья, мелованной бумаги достигают добавлением флуоресцентного пигмента – оптической синьки. Флуоресцентные краски применяют при отделке интерьеров клубов и дискотек, добавляют в краски для татуировки.

Фосфоресценция

Фосфоресценция является видом фотолюминесценции. При фосфоресценции запасенная энергия отдается медленно. Наиболее распространены такие фосфоресцентные вещества, как сульфид цинка и алюминат стронция. Второе вещество более эффективно, время послесвечения достигает несколько часов. Применяется в изделиях, нужных для обеспечения безопасной эвакуации, при отсутствии освещения: табло аварийных и запасных выходов, указатели направления движения. Также наносятся на стрелки, табло, шкалы различных приборов, часов. Используется при раскраске елочных украшений, светящихся в темноте изображений на одежде.

Хемилюминесценция

Это свечение веществ и тел, вызванное химическими реакциями, протекающими в них. Это давно известное свечение при окислении белого фосфора, которое дало название явлению фосфоресценции, на самом деле является хемилюминесценцией. Широко известные светящиеся палочки, браслеты, поплавки для рыбалки дают достаточно яркий свет в темноте также за счет этого явления. Широкое использование нашли автономные химические светильники.

Биолюминесценция

Так называется способность некоторых организмов (планктона, медуз, рыб, насекомых) светиться за счет химических процессов, протекающих в них, с выделением энергии в форме света. Биолюминесценция – это форма хемилюминесценции.
Радиолюминесценция
Это люминесценция вещества, вызывается излучением радиоактивных веществ. Радиолюминесцентные краски применяют уже более века. Такие покрытия излучают свет от нескольких лет до десятилетий, в зависимости от площади окрашенной поверхности, качества и толщины слоя краски.
Эти качества нашли применение в автономных источниках света: бакены, указатели габаритов техники, во взрывопожароопасных средах, аварийных осветителях, указателях, подсветке прицелов оружия. Замена радиоактивных веществ с радия, криптона на более безопасный тритий все равно оставляет такие изделия источником радиобиологической опасности и не снимает с ответственных лиц необходимость направлять их на специальную утилизацию.

Электролюминесценция

Люминесценция, генерируемая электрическим полем, называется электролюминесценцией. Явление наблюдается в полупроводниках и кристаллофосфорах. Электролюминесцентные материалы в виде панелей, проводов широко применяются в светотехнике для оформления интерьеров, фасадов зданий и ландшафтного дизайна, а также в электронных изделиях для подсветки ЖК-дисплеев, пленочных клавиатур, производстве графических и знакосинтезирующих экранов.

Люминофоры

Общее название веществ, способных люминесцировать, преобразовывать энергию в световое излучение, называют люминофорами. Они бывают неорганическими (в основном кристаллофосфора) и органическими, жидкими и твердыми. Неорганические люминофоры используют при изготовлении рентгеновских экранов, индикаторов радиации, люминесцентных ламп. Органические люминофоры применяют при изготовлении флуоресцентных красок, в люминесцентном анализе в аналитической химии, медицине, биологии и криминалистике. Человек для своих целей к настоящему времени изобрел множество искусственных способов получения люминофоров.

Светящиеся краски

Краски на основе люминофоров бывают флуоресцентными и люминесцентными. При отсутствии освещения изображение или предмет начинает светиться, отдавая накопленную энергию. Такие краски получили широкое распространение в производстве декоративной продукции, знаков и указателей систем безопасности.
В зависимости от материала, на который предстоит нанести краску, применяют различные виды красок. Краски для металла используются для аэрографии, оригинального дизайна автомобилей, оформления интерьера и фасадов зданий. Самосветящиеся краски используются при изготовлении различной текстильной продукции и спецодежды. Фосфоресцентная краска подходит для глянцевых поверхностей и стекла, пластиковых изделий, создания рисунков на посуде, витражей и керамической плитки. Для эффекта свечения букета цветов применяют водоэмульсионную краску.
Промышленность производит различные светящиеся краски. Такие как:

водно-дисперсионная интерьерная флуоресцентная краска;
неоновая сверкающая интерьерная краска;
объемная сверкающая акриловая краска с голографическим эффектом;
флуоресцентная краска по ткани;
неоновая безопасная краска для боди-арта;
люминесцентная и флуоресцентная акриловая краска для ногтей.

Получение светящихся красок своими руками

Велик соблазн попробовать изготовить светящуюся краску на основе люминофора, полученного своими руками. Наиболее часто упоминаемым способом является смешивание в металлической ложке небольшого количества порошка борной кислоты с водным раствором хвойного концентрата и нагревом на открытом пламени (спиртовке) до получения однородного желтого вещества. Осветив полученный продукт ярким светом (фотовспышкой) можно наблюдать явление люминисценции. Другие способы предлагают получение люминофоров с использованием гидроокиси стронция, нитрата тория, что является, по-видимому, нехорошей шуткой.
В домашних условиях, кроме занимательных опытов для расширения кругозора, получить люминофор, тем более в количествах, необходимых для производства хотя бы небольшого количества светящейся краски, невозможно. Для этого потребуется полностью оснащенная оборудованием химическая лаборатория и возможность заказа и получения редких и дорогостоящих реактивов для опытов, что нереально.
Оптимальным, проверенным путем является приобретение готовых высококачественных люминесцентных и флуоресцентных порошков, основы для производства красок на соответствующих предприятиях. Они имеются в продаже свободно в местных торговых организациях или заказом через интернет в виде порошка или мелких гранул, имеют определенные характеристики (цвет, длительность свечения). Добавлением люминофора в водно-дисперсионные краски, прозрачные акриловые, полиуретановые, эпоксидные лаки, можно получить краски, которые можно наносить на любые поверхности. Из 1 кг люминофора можно своими руками получить до 5 л краски (лака), достаточных для окраски до 50 кв. м. поверхности. Изменением количества люминофорного порошка или крошки достигается нужная текстура краски и насыщенность самосвечения, что оставляет свободу для творчества.

Подготовка к опыту: тара, ингредиенты и чем их можно заменить

Для создания люминофора по методу, который я сейчас буду описывать, необходимо приготовить стеклянную тару. Для этих целей вполне подойдёт обычная бутылка из стекла с закручивающейся пробкой. Сразу стоит предупредить – применять для размешивания пластиковую тару нельзя. Элементы, которые будут в ней смешиваться, достаточно активны, и могут попросту разъесть пластмассу.

Светящаяся жидкость или люминофор, будет состоять из трёх компонентов. Конечно, можно взять оригинальный состав, который я использовал в самом начале своих опытов, но не в каждом городе можно найти специализированный магазин, где продаются химические реактивы. Поэтому, несмотря на то, что на фотопримерах будут именно они, попутно я объясню, что и чем можно заменить.

Гидроксид калия или натрия и его аналоги

Гидроксид калия приобретался мною в химическом магазине. Стоит он очень дёшево, но вот найти сам магазин бывает довольно проблематично. Поэтому встал вопрос поиска аналогов. Проще всего оказалось найти гидроксид натрия, который известен многим как каустическая сода (не путать с пищевой). Раньше наши мамы и бабушки использовали её, чтобы откипятить нагар со старых сковородок или кастрюль. Также каустическая сода неплохо справлялась с накипью в чайнике. Однако после такой чистки, перед тем, как использовать утварь по назначению, приходилось по нескольку раз кипятить в ней воду и выливать обратно, чтобы полностью промыть посуду.

Кстати, для изготовления люминофора можно использовать и давно просроченные реактивы. На этом также можно сэкономить при приобретении. Если говорить о необходимом для опыта объёме, то каустической соды понадобится всего одна столовая ложка.

Диметилсульфоксид и его производные

Приступаем к изготовлению люминофора: смешиваем ингредиенты

Для начала берём в руки стеклянную бутылку, внутри которой находится столовая ложка гидроксида калия, который можно заменить каустической содой. Тем, кто выполняет подобный химический опыт впервые, посоветую надеть резиновые перчатки. Конечно, при попадании на кожу ни один из элементов люминофора кожу не прожжёт, однако раздражение в этом случае обеспечено, что весьма неприятно.

Немного подождав, можно выключить свет и посмотреть, что у нас получилось.

Для того, чтобы увеличить световой поток от бутылки, её необходимо как следует встряхнуть. Уже после первых движений изготовленный нами люминофор засветится ярче.

Интересно то, что процесс выделения света происходит совершенно без теплоотдачи. Мы все привыкли, что при практически любой химической реакции идёт выделение тепла. Так вот, сегодняшний опыт по изготовлению люминофора можно назвать одним из исключений. Бутылка, внутри которой находится светящаяся жидкость, совершенно не меняет температуру.

Если бутылку встряхнуть, свечение станет значительно интенсивнее

Конечно, о глобальной пользе подобного люминофора говорить не приходится. Вообще может показаться, что изготовление светящейся жидкости представляет интерес только в познавательных и эстетических целях. Однако я придумал, как ещё можно применить изготовленный люминофор. К примеру, при его свете можно даже читать, хотя и с трудом (проверенно на первой попавшейся под руку бумажке – видимо, какой-то инструкции). Согласен, применение спорное с точки зрения пользы, но всё же.

В свете люминофора на бумаге чётко читается напечатанный текст

Срок годности щелочного раствора

Этот раствор стоял на полке гаража более двух лет, но оказался работоспособен

Заключительная часть

Хочется надеяться, что моя сегодняшняя статья пригодится кому-то из читателей для того, чтобы просто удивить гостей на домашней вечеринке. Возможно, что объяснял я немного сумбурно, и что-то в рассказе осталось непонятным. В таком случае, задавайте вопросы в комментариях. По возможности, постараюсь разъяснить непонятные моменты. И ещё, у меня есть огромная просьба к читателям. Выскажите своё мнение, что вы думаете о статье и об опыте, в ней описанном. Также не забудьте оценить мой обзор. Спасибо за внимание.

Читайте также: