本发明涉及发光成像设备工艺技术领域，具体涉及一种喷墨打印发光成像系统及工艺。
背景技术：
随着高科技产品的普及，发光片现已广泛运用于民用消费领域上，在手机、传呼机、无绳电话、个人数字助理、遥控器等产品上作为背光光源。由于发光片具有体积小、重量轻、基本不发热、耗电量小、无闪烁、发光均匀、发光面积大等特性，使其有很广阔的市场应用前景。
现有的发光片为层状结构，总体由基材层、发光层、绝缘层、导电层、保护层5层组成，采用丝网印刷的厚膜方法制作。目前的印刷工艺存在以下问题：传统丝印的工艺要实现图形化发光片的制作，需要丝印发光粉、介质材料、第一层导电层、过桥绝缘层、过桥导电层以及辅助彩色图案，需要多个丝网印刷网版。层状结构由于层数较多，使得整个发光片的厚度较厚，较厚的发光片的耐弯折性不高，这些缺点都限制了发光片在一些超薄柔性器件上的应用；由于层数较多，现有发光片的制作方法的工艺较多，成品率低；导电层的制作是将导电银浆印刷在绝缘层上，起电极的作用，印刷厚度为8-12μm，这种方法需要制作网版，印刷厚度较厚，需要耗费的原料多，而银浆主要由贵金属组成，因此成本高昂；印刷力度不均，会造成发光不均匀；对位不准确；印刷预料易混在一起；印刷导电银浆时易产生起泡，导致印刷缺陷，易造成黑点或击穿；丝网印刷不适合大面积电极制备。
综上所述，传统的丝印工艺操作起来复杂，且具有生产成本高、生产效率低以及不适用于柔性印刷电子产品等问题。如何克服现有技术中的上述技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提供了一种喷墨打印发光成像系统及工艺，相比较传统的丝印工艺，简化了工艺操作步骤，提高了生产效率，并节省了更多的成本。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种喷墨打印发光成像系统，包括喷墨打印机、发光装置及纳米银导电墨水。
所述喷墨打印机包括输入控制系统、输出控制系统、供墨装置、输出装置和后处理固化装置。
其中，所述输入控制系统将电子图形文件处理成喷墨打印机的输出控制系统识别的数据信号。
所述输出控制系统用于接收数据信号，然后由输出控制系统根据数据分别对供墨装置、输出装置、后处理固化装置对应发出具体的供墨控制工作指令、喷墨工作指令和固化工作指令。
所述供墨装置用于解析上述供墨控制工作指令，得到图形图像数据量，然后向所述输出装置提供恒压恒流且足量的纳米银导电墨水。
所述输出装置用于解析上述喷墨工作指令，将所述纳米银导电墨水准确地喷射到具体的位置上形成图像信息。
所述后处理固化装置用于解析上述固化工作指令，对打印完成的纳米银导电墨水图案进行后处理固化。
发光装置包括发光纸、导电层和电源驱动器；所述发光纸为面发光源，各个位置的发光亮度一致，均匀度极好。发光亮度大于50cd/m2，超薄平整（0.12~0.4mm），重量轻，可曲面发光，光线均匀柔和，不产生热量，不含紫外线，发光效率高，功耗低，寿命长（＞25000hr）。
发光纸包括基片层、发光层、绝缘层。
所述基片层为一种透明导电膜，作为发光纸的第一电极。
所述发光层由发光粉和粘结料混合构成，印刷厚度30-40μm，所述发光粉与所述粘结料的混合比例范围为1:1.2-1.8:1。
所述绝缘层由绝缘介质材料和有机聚合物混合构成，印刷厚度20-30μm，所述绝缘介质材料与所述有机聚合物的混合比例范围为1:1.2-1.8:1。
所述发光纸为在透明导电膜表面顺次涂布发光粉、涂布绝缘介质材料，形成具有标准化纸张尺寸的材料。
所述涂布方法包括但不限于流延法、狭缝涂布法、或凹辊涂布法。
上述涂布方法都可以限制或调整涂布宽幅。
所述导电层由纳米银导电墨水喷墨打印在绝缘层表面经后处理固化制成，作为发光纸的第二电极，同时喷墨打印纳米银导电墨水可实现发光图像的图案化制备。
所述电源驱动器可在第一电极和第二电极之间加载交流电压，工作电压80-120v，工作频率800-1400hz，打印的纳米银导电墨水图案即可被点亮，发光纸发光图像形状与打印的纳米银导电墨水的图像形状一致。
优选的，所述供墨装置包括外墨盒、软管及内墨盒和恒压泵系统；所述软管分别与所述外墨盒及内墨盒连通；所述恒压泵系统与所述外墨盒连通；所述恒压泵系统用于对所述外墨盒喷气以输送恒压的纳米银导电墨水；所述外墨盒为自动调压墨盒。
所述输出装置具体为微压电喷头。所述微压电喷头包括压电晶体；所述压电晶体用于接收脉冲信号，使其变形后产生瞬间压力，从而挤压所述内墨盒喷出一滴纳米银导电墨水，在纸上形成一个墨点。
所述输出装置还包括字车机构和驱动机构；所述驱动机构用于接收运动控制指令，驱动所述字车机构运动到目标位置处。
所述后处理固化装置具体为红外线固化装置或光子烧结固化装置。
所述透明导电膜为ito透明导电膜、纳米银线透明导电膜、石墨烯透明导电膜或者有机导电浆料透明导电膜中的一种。所述ito透明导电膜由氧化铟锡蒸镀在聚酯薄膜上制成，所述有机导电浆料透明导电膜是将有机导电浆料印刷在聚酯薄膜上制成。
所述发光粉为硫化物掺杂复合材料，包括但不限于zns：cu、（zn、cd）s：cu、（zn、cd）（s、se）：cu、zns：（cu、mn）、zns：（cu、br）、zns：（cu、al）中的一种或几种。
所述粘结剂包括但不限于乙基纤维素松油醇、松节油、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、玻璃粉、或有机硅化合物中的一种或几种。
所述绝缘介质材料经分级球磨工艺细化处理。
绝缘介质材料包括但不限于钛酸钡粉末、二氧化钛粉末。优选钛酸钡粉末，四方晶型，平均粒径为0.3μm，比表面积1.2-2.2m2/g，介电性能优良。钛酸钡的晶体结构和性能与晶粒尺寸有密切的关系，随着晶粒尺寸的减小，其晶体结构、铁电性和相变温度都表现出与粗晶材料不同的一些特性。
传统采用丝网印刷绝缘层的工艺，表面不够致密，本发明在绝缘层上喷墨打印纳米银导电墨水制备导电层，由于喷墨打印的银颗粒为纳米级，容易导致导电墨水渗入到缝隙中，造成电路断路。
因此，本发明采用分级球磨工艺分散绝缘介质材料，使其颗粒充分细化。绝缘介质层要非常致密，以保证绝缘层既能起到绝缘作用，又不会使纳米银颗粒渗透下去造成电路击穿。
所述有机聚合物包括但不限于羧甲基纤维素钠（cmc）、聚丙烯酸（paa）、海藻酸钠、聚（甲基）丙烯酸中的一种或几种。
相应地，本发明还提供了一种喷墨打印直接发光成像工艺，利用所述的喷墨打印发光成像系统，具体包括如下步骤：步骤一：所述输入控制系统将电子图形文件处理成喷墨打印机的输出控制系统识别的数据信号；步骤二：所述输出控制系统用于接收数据信号，然后由输出控制系统根据数据分别对供墨装置、输出装置、后处理固化装置对应发出具体的供墨控制工作指令、喷墨工作指令和固化工作指令；步骤三：所述供墨装置用于解析上述供墨控制工作指令，得到图形图像数据量，然后向所述输出装置提供恒压恒流且足量的纳米银导电墨水；步骤四：所述输出装置用于解析上述喷墨工作指令，将所述纳米银导电墨水准确地喷射到发光纸具体的位置上形成图像信息；步骤五：所述后处理固化装置用于解析上述固化工作指令，对打印完成的纳米银导电墨水图像进行后处理固化；步骤六：通过电源驱动器在第一电极和第二电极之间加载交流电压，在所述的工作电压和工作频率下，点亮图像，发光纸发光图像形状与打印的纳米银导电墨水的图像形状一致。
上述技术方案可以看出，本发明提供了一种喷墨打印直接发光成像及工艺，本发明技术方案的有益效果在于：
1、提供了一套完整的设备及工艺用于发光片的制造，不仅仅是提供了设备还提供了专用的发光纸和用于喷墨打印的纳米银导电墨水。2、传统丝印的工艺要实现图形化发光片的制作，需要丝印发光粉、介质材料、第一层导电层、过桥绝缘层、过桥导电层以及辅助彩色图案，需要多个丝网印刷网版，本发明的技术方案在透明导电膜表面顺次涂布发光粉、涂布绝缘介质材料，即可制成具有标准化纸张尺寸的发光纸。整个过程无需制版、印刷，减少了加工环节、进而节省了成本，同时也显著提高了生产效率。3、通过喷墨打印机在绝缘层表面直接打印纳米银导电墨水，不仅制备了导电层，而且打印的纳米银导电墨水的图像形状与发光纸发光图像形状一致，可实现个性化设计及制造。4、本发明提供的喷墨打印直接发光成像工艺，创新的精简了工艺流程使的加工难度降低，提升了成品率和产品质量。5、直接喷墨成像的精度较高，可以制备高精度的发光图像。6、喷墨打印纳米银导电墨水的厚度很薄，与丝网印刷导电银浆相比，在导电性能相同的情况下，喷墨的厚度为丝印的六分之一。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一套完整的设备及工艺用于发光片的制造，不仅仅是提供了设备还提供了专用的发光纸和用于喷墨打印的纳米银导电墨水。
传统丝印的工艺要实现图形化发光片的制作，需要丝印发光粉、介质材料、第一层导电层、过桥绝缘层、过桥导电层以及辅助彩色图案，需要多个丝网印刷网版，本发明的技术方案在透明导电膜表面顺次涂布发光粉、涂布绝缘介质材料，即可制成具有标准化纸张尺寸的发光纸。整个过程无需制版、印刷，减少了加工环节、进而节省了成本，同时也显著提高了生产效率。
通过喷墨打印机在绝缘层表面直接打印纳米银导电墨水，不仅制备了导电层，而且发光纸发光图像形状与打印的纳米银导电墨水的图像形状一致，可实现数字化、个性化设计及制造。
本实施例提供的喷墨打印直接发光成像工艺，创新的精简了工艺流程使的加工难度降低，提升了成品率和产品质量。
直接喷墨成像的精度较高，可以制备高精度的发光图像。
喷墨打印纳米银导电墨水的厚度很薄，与丝网印刷导电银浆相比，在导电性能相同的情况下，喷墨的厚度为丝印的六分之一。
本实施例提供的一种喷墨打印发光成像系统，包括喷墨打印机、发光装置及纳米银导电墨水。
所述喷墨打印机包括输入控制系统、输出控制系统、供墨装置、输出装置和后处理固化装置。
其中，所述输入控制系统将电子图形文件处理成喷墨打印机的输出控制系统识别的数据信号。
所述输出控制系统用于接收数据信号，然后由输出控制系统根据数据分别对供墨装置、输出装置、后处理固化装置对应发出具体的供墨控制工作指令、喷墨工作指令和固化工作指令。
所述供墨装置用于解析上述供墨控制工作指令，得到图形图像数据量，然后向所述输出装置提供恒压恒流且足量的纳米银导电墨水。
所述输出装置用于解析上述喷墨工作指令，将所述纳米银导电墨水准确地喷射到具体的位置上形成图像信息。
所述后处理固化装置用于解析上述固化工作指令，对打印完成的纳米银导电墨水图案进行后处理固化。
发光装置包括发光纸、导电层和电源驱动器；所述发光纸为面发光源，各个位置的发光亮度一致，均匀度极好。发光亮度大于50cd/m2，超薄平整（0.12~0.4mm），重量轻，可曲面发光，光线均匀柔和，不产生热量，不含紫外线，发光效率高，功耗低，寿命长（＞25000hr）。
发光纸包括基片层、发光层、绝缘层。
所述基片层为一种透明导电膜，作为发光纸的第一电极。所述发光层由发光粉和粘结料混合构成，印刷厚度30-40μm，所述发光粉与所述粘结料的混合比例范围为1:1.2-1.8:1。
所述绝缘层由绝缘介质材料和有机聚合物混合构成，印刷厚度20-30μm，所述绝缘介质材料与所述有机聚合物的混合比例范围为1:1.2-1.8:1。
所述发光纸为在透明导电膜表面顺次涂布发光粉、涂布绝缘介质材料，具有标准化纸张尺寸的材料。
所述涂布方法包括但不限于流延法、狭缝涂布法、或凹辊涂布法。
上述涂布方法都可以限制或调整涂布宽幅。
本实施例使用的发光纸的尺寸为国际标准化组织的iso216国际标准规定的纸张尺寸，比如a8、a6、a5、a4等。
所述导电层由纳米银导电墨水喷墨打印在绝缘层表面经后处理固化制成，作为发光纸的第二电极，同时喷墨打印纳米银导电墨水可实现发光图像的图案化制备。
所述电源驱动器可在第一电极和第二电极之间加载交流电压，工作电压80-120v，工作频率800-1400hz，打印的纳米银导电墨水图案即可被点亮，发光纸发光图像形状与打印的纳米银导电墨水的图像形状一致。
关于纳米银导电墨水的技术说明：
1、纳米银导电墨水适应性：传统制备导电层的工艺是将导电银浆印刷在绝缘层上作为第二电极，印刷厚度为8-12μm。这种方法需要制作网版，印刷厚度较厚，需要耗费的原料多，而银浆主要由贵金属组成，成本高昂。本发明喷墨打印的纳米银导电墨水很薄，与丝印的导电银浆相比，导电性能相同的情况下，其用量仅为丝印的六分之一。
2、纳米银导电墨水通用性：该墨水的粘度（5-14cp可调）、表面张力、流畅度、精细度等技术指标能够通过原料配比的微调达到多款喷头要求，以满足不同工况下设备的选择，提升其设备通用性。
3、纳米银研磨精细度：由于采用了分散、乳化、研磨的制备工艺，为了达到墨水的技术特性，致使纳米银的颗粒能够更好的分散在溶剂中。
4、墨水配置：为了墨水的适应性和通用性还有环保性等方面要求，在填充剂和稀释剂方面都做了不同于常规墨水的改进。并做了大量的实验验证了墨水的稳定性和可靠度。
本实施例所述所述供墨装置包括外墨盒、软管及内墨盒和恒压泵系统；所述软管分别与所述外墨盒及内墨盒连通；所述恒压泵系统与所述外墨盒连通；所述恒压泵系统用于对所述外墨盒喷气以输送恒压的纳米银导电墨水；所述外墨盒为自动调压墨盒。
所述输出装置具体为微压电喷头。
本实施例所述微压电喷头包括压电晶体；所述压电晶体用于接收脉冲信号，使其变形后产生瞬间压力，从而挤压所述内墨盒喷出一滴纳米银导电墨水，在发光纸上形成一个墨点。
所述输出装置还包括字车机构和驱动机构；所述驱动机构用于接收运动控制指令，驱动所述字车机构运动到目标位置处。
本实施例中的后处理固化装置可实现纳米银导电墨水的快速、一体化固化。所述后处理固化装置具体为红外线固化装置或光子烧结固化装置。光子烧结固化装置采用脉冲光烧结技术，可实现纳米金属材料低温快速烧结，不用担心基材过热变形变异；烧结速度极快，纳米银导电墨水烧结仅需2-10秒；适合各种尺寸，可选用线光源，也可用面光源。
所述透明导电膜为ito透明导电膜、纳米银线透明导电膜、石墨烯透明导电膜或者有机导电浆料透明导电膜中的一种。所述ito透明导电膜由氧化铟锡蒸镀在聚酯薄膜上制成，所述有机导电浆料透明导电膜是将有机导电浆料印刷在聚酯薄膜上制成。
所述发光粉为硫化物掺杂复合材料，包括但不限于zns：cu、（zn、cd）s：cu、（zn、cd）（s、se）：cu、zns：（cu、mn）、zns：（cu、br）、zns：（cu、al）中的一种或几种。
所述粘结剂包括但不限于乙基纤维素松油醇、松节油、聚酯树脂、聚氨酯树脂、环氧树脂、玻璃粉、或有机硅化合物中的一种或几种。
所述绝缘介质材料经分级球磨工艺细化处理。
本实施例的绝缘介质材料采用四方晶型的钛酸钡粉，平均粒径为0.3μm，比表面积1.2-2.2m2/g，介电性能优良。钛酸钡的晶体结构和性能与晶粒尺寸有密切的关系，随着晶粒尺寸的减小，其晶体结构、铁电性和相变温度都表现出与粗晶材料不同的一些特性。传统采用丝网印刷绝缘层的工艺，由于表面不够致密，本发明在绝缘层上喷墨打印纳米银导电墨水制备导电层，由于喷墨打印的银颗粒为纳米级，容易导致导电墨水渗入到缝隙中，造成电路断路。因此，本发明采用分级球磨工艺分散钛酸钡颗粒，使其颗粒充分细化，绝缘介质层要非常致密，以保证绝缘层既能起到绝缘作用，又不会使纳米银颗粒渗透下去造成电路击穿。
所述有机聚合物包括但不限于羧甲基纤维素钠（cmc）、聚丙烯酸（paa）、海藻酸钠、聚（甲基）丙烯酸中的一种或几种。
相应地，本实施例还提供了一种喷墨打印直接发光成像工艺，利用所述的喷墨打印发光成像系统，具体包括如下步骤：步骤一：所述输入控制系统将电子图形文件处理成喷墨打印机的输出控制系统识别的数据信号；步骤二：所述输出控制系统用于接收数据信号，然后由输出控制系统根据数据分别对供墨装置、输出装置、后处理固化装置对应发出具体的供墨控制工作指令、喷墨工作指令和固化工作指令；步骤三：所述供墨装置用于解析上述供墨控制工作指令，得到图形图像数据量，然后向所述输出装置提供恒压恒流且足量的纳米银导电墨水；步骤四：所述输出装置用于解析上述喷墨工作指令，将所述纳米银导电墨水准确地喷射到发光纸具体的位置上形成图像信息；步骤五：所述后处理固化装置用于解析上述固化工作指令，对打印完成的纳米银导电墨水图像进行后处理固化；步骤六：通过电源驱动器在第一电极和第二电极之间加载交流电压，在所述的工作电压和工作频率下，点亮图像，发光纸发光图像形状与打印的纳米银导电墨水的图像形状一致。
本发明的喷墨打印直接发光成像系统及工艺，相比较传统的丝印工艺，操作起来更加方便，简化了工艺操作步骤，提高了生产效率，并节省了更多的成本。综上所述，本发明喷墨打印直接发光成像系统及工艺，具体诸多方面的技术优势，因此其必将带来良好的市场前景和经济效益。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。