Aktuální vydání

celé číslo

01

2020

Operátorské panely, HMI, SCADA

celé číslo

Nový konstrukční prvek – elektroluminiscenční fólie

Automa 3/2000

Milan Caha,
Printel s. r. o.

Nový konstrukční prvek – elektroluminiscenční fólie

Poslední desetiletí tohoto století se kromě mnoha změn v politickém rozdělení v Evropě vyznačuje i prudkým rozvojem nových technologií, zejména v elektrotechnickém průmyslu a komunikacích. Jednou z nich je i vývoj nové aplikace obecně známého fyzikálního jevu – elektroluminiscence.

Obr. 1.

Počátkem devadesátých let se chemikům a vývojovým pracovníkům podařilo uvést na světový trh zcela nový prvek využívající principu elektroluminiscence – elektroluminscenční fólii. Jednou z prvních aplikací této fólie bylo podsvětlení ciferníku náramkových hodinek firmy Timex, známých pod názvem Indiglo (název Indiglo je vlastnictvím Indiglo Corp., USA). Toto první představení starého principu v novém kabátě bylo impulsem k intenzivnímu vývoji. Již před několika lety se začaly objevovat další aplikace elektroluminiscenčních fólií v mnoha oborech, a to především v USA a Japonsku. Obor se začíná prudce rozvíjet, protože možnosti užití jsou velmi rozsáhlé. Lze předpokládat, že výroba elektroluminiscenčních fólií a jejich aplikací bude v příštích letech jedním z nejvíce a nejrychleji se rozvíjejících oborů elektrotechnického průmyslu.

Co vlastně je elektroluminiscenční fólie a na jakém principu funguje? Elektroluminiscenční fólii tvoří zapouzdřené mikročástice ZnS – sirníku zinku, které jsou umístěny mezi dvěma elektrodami oddělenými dielektrikem, z nichž jedna je vždy transparentní. Po přivedení střídavého napětí na elektrody se mezi elektrodami generuje proměnlivé elektrické pole, které způsobí, že mikročástice začnou emitovat světlo. Tyto práškové směsi jsou navrženy tak, aby emitovaly světlo na určité vlnové délce – zpravidla je to 350 až 450 nm. Barvu lze definovat poměrem částic při výrobě, kdy jsou do směsi přidávány i jiné chemické prvky. Pro dosažení nejvyšší účinnosti emise světla se pečlivě volí velikost těchto částic.

Směsi těchto materiálů, dielektrika a vodivých elektrod jsou dodávány v podobě past, které se nanášejí na základní materiál, zpravidla fólie PeS, sítotiskem. Na obr. 1 je graficky znázorněna konstrukce elektroluminiscenční fólie. U většiny elektroluminiscenčních fólií se používá jako napájecí zdroj invertor. Invertor je měnič stejnosměrného napětí na střídavé, který generuje potřebné napětí 50 až 200 V o frekvenci 50 až 1 000 Hz pro napájení elektroluminiscenční fólie. Typicky se používá střídavé napětí 80 až 120 V a kmitočet 400 Hz. Elektroluminiscenční fólie pracují spolehlivě v teplotním rozmezí – 30 °C až +85 °C a vyznačují se velmi nízkou spotřebou energie (např. fólie rozměru A4 má spotřebu přibližně 2 W). Jas je udáván v rozmezí 10 až 100 cd/m2.

Invertory jsou konstruovány pro vstupní napětí od 0,9 V do 24 V DC. Typicky se používají napětí 1,5 V, 3 V, 5 V, 9 V, 12 V a 24 V. Invertory pro malá vstupní napětí jsou většinou realizovány pomocí speciálních obvodů CMOS v pouzdrech SMD. Pro vyšší vstupní napětí a větší výkony jsou realizovány klasickou technologií.

Oblasti použití elektroluminiscenčních fólií jsou velmi široké. Nejvíce se dosud používají v elektrotechnice, např. pro:

  • podsvícení displejů LCD všech druhů a velikostí,
  • podsvícení displejů mobilních telefonů, pagerů, GPS atd.,
  • prosvětlení membránových klávesnic a ovládačů k domácí elektronice.

V ostatních oborech se s nimi lze setkat např. v těchto aplikacích:

  • světelné piktogramy a označení únikových cest v budovách,
  • orientační osvětlení,
  • osvětlení obrysů budov,
  • osvětlení domovních zvonků,
  • prosvícení reklamních ploch,
  • světelná reklama, včetně efektů, jako je např. postupné rozsvěcování částí, blikání aj.,
  • efektní světelné scény v divadle, filmu, výstavnictví,
  • signalizace v řídicích centrech,
  • bezpečnostní světelné značení,
  • podsvícení leteckých přístrojů,
  • osvětlení palubních desek, ovládacích prvků a vnitřních prostorů automobilů atd.

Výhodami elektroluminiscenčních fólií jsou především:

  • velmi malá hmotnost (fólie jsou 0,2 až 0,5 mm silné),
  • velká pružnost,
  • velmi malá spotřeba elektrické energie,
  • téměř nulový vývin tepla,
  • odolnost proti vibracím a nárazům,
  • rovnoměrné vyzařování světla po celé ploše.

Jednou z významných vlastností elektroluminiscenčních fólií je to, že jejich svit je díky vyzařované vlnové délce ve srovnání s jinými zdroji světla velmi dobře viditelný za mlhy a kouře. Z tohoto důvodu je jejich použití pro bezpečnostní značení velmi významné.

Elektroluminiscenční fólie jsou standardně dodávány s barvou světla modrozelenou, žlutozelenou nebo bílou. Na bíle svítící fólie lze podle přání velmi snadno aplikovat jakoukoliv jinou transparentní barvu, včetně plnobarevných potisků v CMYK.

Elektroluminiscenční fólie se vyrábějí v různých rozměrech od malých ploch, např. pro displeje v mobilních telefonech a ciferníky hodinek, až po svítící pruhy v šířkách až 60 cm a délkách několika stovek metrů. Samozřejmě lze tyto plochy skládat do větších rozměrů. Ale zde platí: čím větší plocha, tím podstatně vyšší pořizovací náklady.

Pro aplikace elektroluminiscenčních fólií v elektrotechnice, kde jsou převážně používány pro podsvětlení displejů, klávesnic a signalizaci, nejsou používány velké plochy, a proto i cenová úroveň je pro všechny uživatele velmi příznivá.

V České republice zahájila vlastní výrobu elektroluminiscenčních fólií firma Printel s. r. o., která dodává na náš trh tyto fólie včetně zdrojů. Ve výrobním programu se firma orientuje především na průmyslové aplikace a poskytuje i poradenskou a technickou pomoc jednotlivým zákazníkům při řešení konkrétních aplikací elektroluminiscenčních fólií. Současně firma Printel s. r. o. vyvíjí své vlastní nové aplikace elektroluminiscenčních fólií. Pracovníci firmy rádi poskytnou informace o možnostech technického řešení aplikací.

Věřím, že rozvoj aplikací elektroluminiscenčních fólií v ČR bude stejně razantní, jako je tomu ve vyspělých státech, a to i pro to, že je u nás zvládnuta kompletní technologie výroby těchto fólií.

Printel s. r. o.
Milíčov 15 , 588 05 Dušejov

Adresa pro korespondenci a návštěvy:
Printel s. r. o.
Brněnská 40, 591 01 Žďár nad Sázavou
tel.: 0616/218 89, fax.: 0616/62 04 57
e-mail: printel@printel.cz
web: http://www.printel.cz