CN111325301B - 一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法 - Google Patents

一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法，有机导电聚合物墨水为水分散相的质量分数为1.3％的聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)‑聚苯乙烯磺酸水分散液和异丙醇的混合溶液，作为信息显示模块的变色显示功能层油墨，在通电后实现防伪信息的变色显示，提供独特的防伪效果；全印刷制备的防伪系统，包括手机驱动系统和信息显示模块；当具有NFC功能的手机与印刷的感应线圈接触时，手机驱动系统工作，为防伪显示系统提供需要的电信号，实现防伪信息的显示，为柔性印刷包装等产品实现高级别防伪及附加值的提升提供可靠的方案。

Description

一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法
技术领域
本发明属于印刷防伪领域，涉及一种凹版印刷防伪技术，具体涉及一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法。
背景技术
随着印刷仪器精度的增加和各类小型印刷企业的兴起，印刷包装产品的产源不断增加，这给个体生产企业提供了更广阔的生产途径。同时，也给造假厂家提供了可乘之机。在印刷包装产品中加入特定的防伪信息，不仅对商品、企业和消费者的权益有保护作用，防伪信息的特定再现形式也可以引导和促进消费，增强和突出商品的内在价值，促进商业发展。因此，印刷和产品包装的防伪特性受到诸多企业的关注。包装产品的防伪印刷性能通过各种方式实现，如印刷油墨、图文防伪、承印材料等等。尤其是新型材料的出现很大程度上推进了防伪印刷业的发展，通过材料的不同特性形成热敏变色、光致变色、及电致发光等特质，从而达到防伪的目的，起到防伪的效果。
伴随着第四次工业革命——信息革命的到来，智能终端必将融入各行各业中，防伪行业也不例外。智能手机的迅速发展并普及，不仅给人们生活带来了便利，也给印刷防伪提供了多种新的验伪形式，例如利用智能手机识别人眼无法识别的电子信息，利用交互式界面实现秘密信息的显示等。该方式不仅赋予消费者互动式验伪体验，也提升了包装产品更高的含金量。智能手机端以其本身卓越的多样化功能为防伪印刷业提供了一项新的验伪途径，且其验伪过程对时间、地域、专业知识均无限制，可以随时随地对包装产品的真伪进行验证。因此，将智能终端与防伪印刷业相结合，必将成为未来防伪业的一种新趋势。
因此，充分利用新型功能材料本身的特性，通过凹版印刷的方式实现防伪信息系统的构建，在手机的驱动下实现防伪信息的特定再现效果，实现交互式验伪，是一种比较先进的解决方案。不仅在防伪效果上有一定的改善，同时增强了消费者的使用体验，提升了商品的内在价值，达到促进产品销售，保护商品、企业和消费者的权益的目的。
发明内容
本发明目的在于提出一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法，以增强产品的防伪效果和用户的验伪体验。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种有机导电聚合物墨水，为水分散相的质量分数为1.3％的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水分散液和异丙醇的混合溶液，异丙醇占墨水总体积的20-50％或者5-15％。
全印刷制备的防伪系统，包括手机驱动系统和信息显示模块；
所述手机驱动系统包括感应线圈、整流模块和芯片；感应线圈采用导电银油墨使用凹版印刷制得；整流模块使用凹版印刷制得，包括银电极、P型半导体功能层、N型半导体功能层和银对电极，芯片为NFC芯片；
所述信息显示模块包括使用凹版印刷在柔性基底上制备的变色显示功能层和离子传导层，柔性基底为经过氧等离子处理的涂布纸；变色显示功能层及P型半导体功能层采用有机导电聚合物墨水，N型半导体功能层使用乙醇分散的乙酰丙酮锌溶液；离子传导层的原料为高氯酸锂与聚乙烯醇的水溶液；
用于产生感应电信号的感应线圈与芯片并联，信息显示模块和整流模块串联后与感应线圈并联。
进一步，所述感应线圈的匝数为3-7匝，线宽为0.2-0.6mm，形状为4×2.5cm的矩形，线路线宽为1mm。
进一步，所述离子传导层的制备原料中高氯酸锂、聚乙烯醇和水的质量分数为10％:10％:80％。
全印刷制备的防伪系统的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将防伪系统分层，设计七个印刷单元的凹版印版；其中，第一印刷单元包括感应线圈、整流模块的银电极及线路；第二印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层低浓度层及整流模块的P型半导体功能层低浓度层；第三印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层高浓度层及整流模块的P型半导体功能层高浓度层；第四印刷单元为整流模块的N型半导体功能层；第五印刷单元为绝缘层；第六印刷单元为整流模块的银对电极及连接线；第七印刷单元为信息显示模块的离子传导层；
步骤2：对涂布纸进行氧等离子处理后作为柔性基底；
步骤3：将聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水分散液与异丙醇以不同体积比混合，完成高、低两种浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料的制备；
步骤4：使用步骤1所述的第一印刷单元的凹版印版，在步骤2得到的柔性基底上以导电银油墨进行感应线圈、整流模块的银电极和线路的制备；
步骤5：使用步骤1所述的第二印刷单元，在通过步骤2处理过后的柔性基底上以步骤3制得的低浓度原料为墨水进行信息显示模块的变色显示功能层低浓度层的制备，在银电极上以步骤3制得的低浓度原料为墨水进行整流模块的P型半导体功能层低浓度层的制备；
步骤6：使用步骤1所述的第三印刷单元，在通过步骤5印得的变色显示功能层低浓度层上以步骤3制得的高浓度原料为墨水进行信息显示模块的变色显示功能层高浓度层的制备，以步骤3制得的高浓度原料为墨水在步骤5印得的P型半导体功能层低浓度层上进行整流模块的P型半导体功能层高浓度层的制备；
步骤7：使用步骤1所述的第四印刷单元，在通过步骤6制得的整流模块的P型半导体功能层上，以浓度为20mg/ml乙醇分散的乙酰丙酮锌为油墨进行整流模块的N型半导体功能层的制备；
步骤8：使用步骤1所述的第五印刷单元，在通过步骤4印得的感应线圈上及电极线路交叉处进行绝缘层的制备；
步骤9：使用醋酸对步骤6中的变色显示功能层进行处理；
步骤10：使用步骤1所述的第六印刷单元，以导电银油墨在上述基础上印制整流模块的银对电极，在线圈绝缘层上进行连接线的印制，并在120℃下干燥10分钟；
步骤11：将芯片连接至系统中；
步骤12：使用步骤1所述的第七印刷单元进行离子传导层的制备。
进一步，所述步骤9中在室温下将质量分数为70-90％的醋酸滴铸至步骤6干燥后的变色显示功能层上，保持5分钟后使用异丙醇冲洗10次，之后重复上述处理过程一次，最后在100℃干燥5分钟。
进一步，所述步骤3中低浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料中异丙醇占有机导电聚合物墨水总体积的20-50％；高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料中异丙醇占有机导电聚合物墨水总体积的5-15％，溶液按比例混合完成后在室温下搅拌30分钟，之后再室温超声30分钟。
进一步，所述步骤8使用步骤1所述的第五印刷单元，以环氧树脂油墨，在感应线圈及线路或电极交接处进行绝缘层的制备，并在并在120℃下干燥10分钟。
进一步，所述步骤11中使用导电银胶进行芯片的连接，在120℃下干燥10分钟。
进一步，所述步骤12中制备离子传导层原料是由高氯酸锂、聚乙烯醇和水以10％:10％:80％的质量分数混合后，在80℃下搅拌10分钟制得。使用步骤1所述的第七印刷单元，以离子传导层溶液为油墨在经过步骤9处理后的变色功能层上进行离子传导层的印制。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明有机导电聚合物墨水为水分散相的质量分数为1.3％的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水分散液和异丙醇的混合溶液，作为信息显示模块的变色显示功能层油墨，在通电后实现防伪信息的变色显示，提供独特的防伪效果。
全印刷制备的防伪系统，包括手机驱动系统和信息显示模块；两部分通过凹版印刷制作来实现产品防伪信息的特定形式表达。在手机驱动系统中，通过感应线圈、导电线路及整流模块的印制，以及与NFC的芯片连接，实现无外在电源驱动系统构建。当具有NFC功能的手机与印刷的感应线圈接触时，手机驱动系统工作，为防伪显示系统提供需要的电信号，实现了在无源(无外在独立电源)的条件下，实现防伪信息的显示，为柔性印刷包装等产品实现高级别防伪及附加值的提升提供可靠的方案。
全印刷制备的防伪系统，提供了在纸张上通过凹版印刷的方式制备感应线圈、线路、信息显示模块和整流模块的方法及构建了防伪系统，通过印刷式制备，即简化了制备工艺，还增强了信息显示的效果。制备方法低成本、低污染、环境友好、工艺简单，是一种防伪级别高的防伪信息显示系统，可用于印刷包装产品上，实现印刷产品包装的防伪，保护产品及增加其附加值。
通过不同匝数和线宽的感应线圈，调节感应电信号强弱；使用有机溶剂调整功能层墨水配方的印刷性能，以满足凹版印刷的要求；使用醋酸处理，增强防伪信息显示效果。本发明可用于柔性印刷包装产品，实现多重防伪及附加值的提升，在未来的印刷智能包装产品上，信息显示及信息存储的应用上提供可靠的技术方案。
本发明采用凹版印刷的方式实现感应线圈、线路、信息显示模块和整流模块的制备。防伪信息显示过程中，通过打开手机的NFC功能与手机驱动系统中印刷的感应线圈接触，驱动防伪显示系统中信息显示模块，实现防伪信息的变色显示，同时NFC芯片中，可以写入信息，如网页地址等，在手机屏幕显示网页信息，进一步的加强防伪功能。
附图说明
图1是感应线圈设计的印版图；
图2(a)是第一印刷单元的印版设计图；
图2(b)是第二印刷单元的印版设计图；
图2(c)是第三印刷单元的印版设计图；
图2(d)是第四印刷单元的印版设计图；
图2(e)是第五印刷单元的印版设计图；
图2(f)是第六印刷单元的印版设计图；
图2(g)是第七印刷单元的印版设计图；
图3是全印刷制备的防伪系统结构示意图；
图4是手机驱动的防伪信息显示系统实例；
其中，1.感应线圈、2.整流模块、3.芯片、4.连接线、5.信息显示模块。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
本发明提供一种以水分散相的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为原料，配制凹版印刷墨水，并通过醋酸进行处理，使用凹版印刷的方式制备感应线圈、整流模块、线路和信息显示模块。同时将NFC芯片与信息显示模块、凹印制得的整流模块及凹印制得的感应线圈结合构建的一种手机驱动的全印刷制备的防伪显示系统。
有机导电聚合物墨水，为水分散相的质量分数为1.3％的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水分散液和异丙醇的混合溶液，异丙醇占墨水总体积的20-50％或者5-15％。
制备变色显示功能层及P型半导体功能层低浓度层的原料时，异丙醇占有机导电聚合物墨水总体积的20-50％；制备变色显示功能层及P型半导体功能层高浓度层的原料时，异丙醇占有机导电聚合物墨水总体积的5-15％。
如图3所示，有机导电聚合物墨水制备的全印刷制备的防伪系统，包括手机驱动系统和信息显示模块5；所述手机驱动系统包括感应线圈1、整流模块2和芯片3；感应线圈1采用导电银油墨使用凹版印刷制得；整流模块2使用凹版印刷制得，包括银电极、P型半导体功能层、N型半导体功能层和银对电极，芯片3为具有一定信息储存功能的NFC芯片，如型号为NFCNTAG213的NFC芯片；
所述信息显示模块5包括使用凹版印刷在柔性基底上制备的变色显示功能层和离子传导层，柔性基底为经过氧等离子处理的涂布纸；变色显示功能层及P型半导体功能层采用有机导电聚合物墨水，N型半导体功能层使用乙醇分散的乙酰丙酮锌溶液；离子传导层的原料为高氯酸锂与聚乙烯醇的水溶液；
用于产生感应电信号的感应线圈1与芯片3并联，信息显示模块5和整流模块2串联后与感应线圈1并联。
对于有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法的构建，结合图1-图4，具体按照以下步骤实施：
步骤1：设计感应线圈、线路、信息显示模块的变色显示功能层和信息显示模块的离子传导层和整流模块的印版。对此，设计七个印刷单元的凹版印版，即第一印刷单元包括感应线圈、整流模块的银(Ag)电极及线路；第二印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层低浓度层及整流模块的P型半导体功能层低浓度层；第三印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层高浓度层及整流模块的P型半导体功能层高浓度层；第四印刷单元为整流模块的N型半导体功能层；第五印刷单元为绝缘层；第六印刷单元为整流模块的银(Ag)对电极及连接线；第七印刷单元为信息显示模块的离子传导层。其中，感应线圈匝数设置为为3-7匝，线宽为0.2-0.6mm，形状为4×2.5cm的矩形，具体如图1所示。线路线宽为1mm，变色显示功能层的尺寸为4×2cm，形状如图2(a)-图2(g)所示，根据上述印版图案完成七个印刷单元印版的制作；
步骤2：基底材料的亲水性影响银油墨及导电聚合物墨水的润湿程度，基底亲水，润湿效果好。基底材料选择涂布纸，进行氧等离子处理，时间为10分钟；
步骤3：为保证导电聚合物墨水能够较好的在涂布纸上润湿，将聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)水分散液与异丙醇(IPA)以不同体积比混合，完成高、低两种浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料的制备。即低浓度的变色显示功能层原料中异丙醇(IPA)占总体积的20-50％；高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料中异丙醇(IPA)占总体积的5-15％。溶液按比例混合完成后在室温下搅拌30分钟，之后再室温超声30分钟；
步骤4：使用步骤1所述的第一印刷单元的凹版印版，在通过步骤2处理过后的柔性基底上进行感应线圈、整流模块的银(Ag)电极和线路的制备，并在120℃下干燥10分钟；
步骤5：使用步骤1所述的第二印刷单元，以步骤3制得的低浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料为墨水，在通过步骤2处理过后的柔性基底上进行变色显示功能层低浓度层的制备，在步骤4印得的银(Ag)电极上进行P型半导体功能层低浓度层的制备，并在120℃下干燥10分钟；
步骤6：使用步骤1所述的第三印刷单元，以步骤3制得的高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料为墨水，在通过步骤5制得的低浓度的变色显示功能层上进行变色显示功能层高浓度层的制备，在步骤5印得的P型半导体功能层低浓度层上进行P型半导体功能层高浓度层的制备并在120℃下干燥10分钟；
步骤7：使用的N型半导体功能材料为乙醇分散的乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)，浓度为20mg/ml。步骤7使用步骤1所述的第四印刷单元，以乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)的乙醇分散液为油墨，在步骤6制得的整流模块的P型半导体功能层上进行N型半导体功能层的印制，重复5次，之后在120℃下加热10分钟；
步骤8：使用步骤1所述的第五印刷单元，以环氧树脂油墨，在感应线圈及线路或电极交接处进行绝缘层的制备，并在并在120℃下干燥10分钟；
步骤9：对变色显示功能层进行处理，其中醋酸的质量分数为70-90％。处理方式为将范围内某一质量分数的醋酸滴铸至步骤6干燥后的变色显示功能层上，室温下进行，保持5分钟后使用异丙醇冲洗10次，之后重复上述处理过程一次，最后在100℃热台上干燥5分钟；
步骤10：使用步骤1所述的第六印刷单元，以导电银(Ag)油墨，在上述半导体功能层上进行整流模块银(Ag)对电极和连接线的印刷，并在120℃下干燥10分钟；
步骤11：使用导电银胶进行芯片的连接，在120℃下干燥10分钟；
步骤12：使用步骤1所述的第七印刷单元，以离子传导层溶液为油墨在经过步骤9处理后的变色功能层上进行离子传导层的印制，完成一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法的构建，其结构示意图如图3所示。其中，离子传导层溶液是由高氯酸锂(LiClO4)、聚乙烯醇(PVA)和水以10％:10％:80％的质量分数混合后，在80℃下搅拌10分钟制得。
防伪信息显示过程中，通过具有NFC功能的手机与印刷的手机驱动系统的感应线圈接触，驱动防伪显示系统中防伪信息，实现防伪信息的变色显示，同时NFC芯片中，可以写入信息，如网页地址等，在手机屏幕显示网页信息，进一步的加强产品的防伪性能。
一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法实物效果如图4所示。
下面结合实例对发明做详细描述：
实施例1
一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法，具体按照以下步骤实施：
(1)设计感应线圈、线路、信息显示模块的变色显示功能层和信息显示模块的离子传导层和整流模块的印版。对此，设计七个印刷单元的凹版印版，即第一印刷单元包括感应线圈、整流模块的银(Ag)电极及线路；第二印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层低浓度层及整流模块的P型半导体功能层低浓度层；第三印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层高浓度层及整流模块的P型半导体功能层高浓度层；第四印刷单元为整流模块的N型半导体功能层；第五印刷单元为绝缘层；第六印刷单元为整流模块的银(Ag)对电极及连接线；第七印刷单元为信息显示模块的离子传导层。其中，感应线圈匝数设置为为7匝，线宽为0.6mm，形状为4×2.5cm的矩形，具体如图1所示。线路线宽为1mm，变色显示功能层的尺寸为4×2cm，形状如图2(a)-图2(g)所示。根据上述印版图案完成七个印刷单元印版的制作。
(2)基底材料的亲水性影响银油墨及导电聚合物墨水的润湿程度，基底亲水，润湿效果好。基底材料选择涂布纸，进行氧等离子处理，时间为10分钟。
(3)为保证导电聚合物墨水能够较好的在涂布纸上润湿，将聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)水分散液与异丙醇(IPA)以不同体积比混合，完成高、低两种浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料的制备。即低浓度的变色显示功能层原料中异丙醇(IPA)占总体积的30％；高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料中异丙醇(IPA)占总体积的10％。溶液按比例混合完成后在室温下搅拌30分钟，之后再室温超声30分钟。
(4)使用步骤1所述的第一印刷单元的凹版印版，在通过步骤2处理过后的柔性基底上进行感应线圈、整流模块的银(Ag)电极和线路的制备，并在120℃下干燥10分钟。
(5)使用步骤1所述的第二印刷单元，以步骤3制得的低浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料为墨水，在通过步骤2处理过后的柔性基底上进行变色显示功能层低浓度层的制备，在步骤4印得的银(Ag)电极上进行P型半导体功能层低浓度层的制备，并在120℃下干燥10分钟。
(6)使用步骤1所述的第三印刷单元，以步骤3制得的高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料为墨水，在通过步骤5制得的低浓度的变色显示功能层上进行变色显示功能层高浓度层的制备，在步骤5印得的P型半导体功能层低浓度层上进行P型半导体功能层高浓度层的制备并在120℃下干燥10分钟。
(7)使用的N型半导体功能材料为乙醇分散的乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)，浓度为20mg/ml。步骤7使用步骤1所述的第四印刷单元，以乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)的乙醇分散液为油墨，在步骤6制得的整流模块的P型半导体功能层上进行N型半导体功能层的印制，重复5次，之后在120℃下加热10分钟。
(8)使用步骤1所述的第五印刷单元，以环氧树脂油墨，在感应线圈及线路或电极交接处进行绝缘层的制备，并在并在120℃下干燥10分钟。
(9)对变色显示功能层进行处理，其中醋酸的质量分数为80％。处理方式为将范围内某一质量分数的醋酸滴铸至步骤6干燥后的变色显示功能层上，室温下进行，保持5分钟后使用异丙醇冲洗10次，之后重复上述处理过程一次，最后在100℃热台上干燥5分钟。
(10)使用步骤1所述的第六印刷单元，以导电银(Ag)油墨，在上述半导体功能层上进行整流模块银(Ag)对电极和连接线的印刷，并在120℃下干燥10分钟。
(11)使用导电银胶进行芯片的连接，在120℃下干燥10分钟。
(12)使用步骤1所述的第七印刷单元，以离子传导层溶液为油墨在经过步骤9处理后的变色功能层上进行离子传导层的印制，完成一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法的构建，其结构示意图如图3所示。其中，离子传导层溶液是由高氯酸锂(LiClO4)、聚乙烯醇(PVA)和水以10％:10％:80％的质量分数混合后，在80℃下搅拌10分钟制得。
最终形成一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法，结构如图3所示，当打开NFC功能的手机靠近NFC感应区时，防伪信息进行变色显示，同时NFC储存的信息(网页)可以直接弹出，效果图如图4。
实施例2
一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法，具体按照以下步骤实施：
(1)设计感应线圈、线路、信息显示模块的变色显示功能层和信息显示模块的离子传导层和整流模块的印版。对此，设计七个印刷单元的凹版印版，即第一印刷单元包括感应线圈、整流模块的银(Ag)电极及线路；第二印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层低浓度层及整流模块的P型半导体功能层低浓度层；第三印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层高浓度层及整流模块的P型半导体功能层高浓度层；第四印刷单元为整流模块的N型半导体功能层；第五印刷单元为绝缘层；第六印刷单元为整流模块的银(Ag)对电极及连接线；第七印刷单元为信息显示模块的离子传导层。其中，感应线圈匝数设置为为5匝，线宽为0.4mm，形状为4×2.5cm的矩形，具体如图1所示。线路线宽为1mm，变色显示功能层的尺寸为4×2cm，形状如图2(a)-图2(g)所示。根据上述印版图案完成七个印刷单元印版的制作。
(2)基底材料的亲水性影响银油墨及导电聚合物墨水的润湿程度，基底亲水，润湿效果好。基底材料选择涂布纸，进行氧等离子处理，时间为10分钟。
(3)为保证导电聚合物墨水能够较好的在涂布纸上润湿，将聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)水分散液与异丙醇(IPA)以不同体积比混合，完成高、低两种浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料的制备。即低浓度的变色显示功能层原料中异丙醇(IPA)占总体积的40％；高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料中异丙醇(IPA)占总体积的7％。溶液按比例混合完成后在室温下搅拌30分钟，之后再室温超声30分钟。
(4)使用步骤1所述的第一印刷单元的凹版印版，在通过步骤2处理过后的柔性基底上进行感应线圈、整流模块的银(Ag)电极和线路的制备，并在120℃下干燥10分钟。
(5)使用步骤1所述的第二印刷单元，以步骤3制得的低浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料为墨水，在通过步骤2处理过后的柔性基底上进行变色显示功能层低浓度层的制备，在步骤4印得的银(Ag)电极上进行P型半导体功能层低浓度层的制备，并在120℃下干燥10分钟。
(6)使用步骤1所述的第三印刷单元，以步骤3制得的高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料为墨水，在通过步骤5制得的低浓度的变色显示功能层上进行变色显示功能层高浓度层的制备，在步骤5印得的P型半导体功能层低浓度层上进行P型半导体功能层高浓度层的制备并在120℃下干燥10分钟。
(7)使用的N型半导体功能材料为乙醇分散的乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)，浓度为20mg/ml。步骤7使用步骤1所述的第四印刷单元，以乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)的乙醇分散液为油墨，在步骤6制得的整流模块的P型半导体功能层上进行N型半导体功能层的印制，重复5次，之后在120℃下加热10分钟。
(8)使用步骤1所述的第五印刷单元，以环氧树脂油墨，在感应线圈及线路或电极交接处进行绝缘层的制备，并在并在120℃下干燥10分钟。
(9)对变色显示功能层进行处理，其中醋酸的质量分数为90％。处理方式为将范围内某一质量分数的醋酸滴铸至步骤6干燥后的变色显示功能层上，室温下进行，保持5分钟后使用异丙醇冲洗10次，之后重复上述处理过程一次，最后在100℃热台上干燥5分钟。
(10)使用步骤1所述的第六印刷单元，以导电银(Ag)油墨，在上述半导体功能层上进行整流模块银(Ag)对电极和连接线的印刷，并在120℃下干燥10分钟。
(11)使用导电银胶进行芯片的连接，在120℃下干燥10分钟。
(12)使用步骤1所述的第七印刷单元，以离子传导层溶液为油墨在经过步骤9处理后的变色功能层上进行离子传导层的印制，完成一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法的构建，其结构示意图如图3所示。其中，离子传导层溶液是由高氯酸锂(LiClO4)、聚乙烯醇(PVA)和水以10％:10％:80％的质量分数混合后，在80℃下搅拌10分钟制得。
实施例3
一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法，具体按照以下步骤实施：
(1)设计感应线圈、线路、信息显示模块的变色显示功能层和信息显示模块的离子传导层和整流模块的印版。对此，设计七个印刷单元的凹版印版，即第一印刷单元包括感应线圈、整流模块的银(Ag)电极及线路；第二印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层低浓度层及整流模块的P型半导体功能层低浓度层；第三印刷单元为信息显示模块的变色显示功能层高浓度层及整流模块的P型半导体功能层高浓度层；第四印刷单元为整流模块的N型半导体功能层；第五印刷单元为绝缘层；第六印刷单元为整流模块的银(Ag)对电极及连接线；第七印刷单元为信息显示模块的离子传导层。其中，感应线圈匝数设置为为3匝，线宽为0.2mm，形状为4×2.5cm的矩形，具体如图1所示。线路线宽为1mm，变色显示功能层的尺寸为4×2cm，形状如图2(a)-图2(g)所示。根据上述印版图案完成七个印刷单元印版的制作。
(2)基底材料的亲水性影响银油墨及导电聚合物墨水的润湿程度，基底亲水，润湿效果好。基底材料选择涂布纸，进行氧等离子处理，时间为10分钟。
(3)为保证导电聚合物墨水能够较好的在涂布纸上润湿，将聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)水分散液与异丙醇(IPA)以不同体积比混合，完成高、低两种浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料的制备。即低浓度的变色显示功能层原料中异丙醇(IPA)占总体积的20％；高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料中异丙醇(IPA)占总体积的13％。溶液按比例混合完成后在室温下搅拌30分钟，之后再室温超声30分钟。
(4)使用步骤1所述的第一印刷单元的凹版印版，在通过步骤2处理过后的柔性基底上进行感应线圈、整流模块的银(Ag)电极和线路的制备，并在120℃下干燥10分钟。
(5)使用步骤1所述的第二印刷单元，以步骤3制得的低浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料为墨水，在通过步骤2处理过后的柔性基底上进行变色显示功能层低浓度层的制备，在步骤4印得的银(Ag)电极上进行P型半导体功能层低浓度层的制备，并在120℃下干燥10分钟。
(6)使用步骤1所述的第三印刷单元，以步骤3制得的高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料为墨水，在通过步骤5制得的低浓度的变色显示功能层上进行变色显示功能层高浓度层的制备，在步骤5印得的P型半导体功能层低浓度层上进行P型半导体功能层高浓度层的制备并在120℃下干燥10分钟。
(7)使用的N型半导体功能材料为乙醇分散的乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)，浓度为20mg/ml。步骤7使用步骤1所述的第四印刷单元，以乙酰丙酮锌(Zn(acac)2)的乙醇分散液为油墨，在步骤6制得的整流模块的P型半导体功能层上进行N型半导体功能层的印制，重复5次，之后在120℃下加热10分钟。
(8)使用步骤1所述的第五印刷单元，以环氧树脂油墨，在感应线圈及线路或电极交接处进行绝缘层的制备，并在并在120℃下干燥10分钟。
(9)对变色显示功能层进行处理，其中醋酸的质量分数为70％。处理方式为将范围内某一质量分数的醋酸滴铸至步骤6干燥后的变色显示功能层上，室温下进行，保持5分钟后使用异丙醇冲洗10次，之后重复上述处理过程一次，最后在100℃热台上干燥5分钟。
(10)使用步骤1所述的第六印刷单元，以导电银(Ag)油墨，在上述半导体功能层上进行整流模块银(Ag)对电极和连接线的印刷，并在120℃下干燥10分钟。
(11)使用导电银胶进行芯片的连接，在120℃下干燥10分钟。
(12)使用步骤1所述的第七印刷单元，以离子传导层溶液为油墨在经过步骤9处理后的变色功能层上进行离子传导层的印制，完成一种有机导电聚合物墨水和全印刷制备的防伪系统及其制作方法的构建，其结构示意图如图3所示。其中，离子传导层溶液是由高氯酸锂(LiClO4)、聚乙烯醇(PVA)和水以10％:10％:80％的质量分数混合后，在80℃下搅拌10分钟制得。
最后应该说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (9)

1.全印刷制备的防伪系统，其特征在于：包括手机驱动系统和信息显示模块(5)；
所述手机驱动系统包括感应线圈(1)、整流模块(2)和芯片(3)；感应线圈(1)采用导电银油墨使用凹版印刷制得；整流模块(2)使用凹版印刷制得，包括银电极、P型半导体功能层、N型半导体功能层和银对电极，芯片(3)为NFC芯片；
所述信息显示模块(5)包括使用凹版印刷在柔性基底上制备的变色显示功能层和离子传导层，柔性基底为经过氧等离子处理的涂布纸；变色显示功能层及P型半导体功能层采用有机导电聚合物墨水，N型半导体功能层使用乙醇分散的乙酰丙酮锌溶液；离子传导层的原料为高氯酸锂与聚乙烯醇的水溶液；有机导电聚合物墨水为水分散相的质量分数为1.3％的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水分散液和异丙醇的混合溶液，异丙醇占墨水总体积的20-50％或者5-15％；
用于产生感应电信号的感应线圈(1)与芯片(3)并联，信息显示模块(5)和整流模块(2)串联后与感应线圈(1)并联。
2.根据权利要求1所述的全印刷制备的防伪系统，其特征在于：所述感应线圈(1)的匝数为3-7匝，线宽为0.2-0.6mm，形状为4×2.5cm的矩形，线路线宽为1mm。
3.根据权利要求1所述的全印刷制备的防伪系统，其特征在于：所述离子传导层的制备原料中高氯酸锂、聚乙烯醇和水的质量分数为10％:10％:80％。
4.权利要求1-3任一项所述的全印刷制备的防伪系统的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：将防伪系统分层，设计七个印刷单元的凹版印版；其中，第一印刷单元包括感应线圈(1)、整流模块(2)的银电极及线路；第二印刷单元为信息显示模块(5)的变色显示功能层低浓度层及整流模块(2)的P型半导体功能层低浓度层；第三印刷单元为信息显示模块(5)的变色显示功能层高浓度层及整流模块(2)的P型半导体功能层高浓度层；第四印刷单元为整流模块(2)的N型半导体功能层；第五印刷单元为绝缘层；第六印刷单元为整流模块(2)的银对电极及连接线(4)；第七印刷单元为信息显示模块(5)的离子传导层；
步骤2：对涂布纸进行氧等离子处理后作为柔性基底；
步骤3：将聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸水分散液与异丙醇以不同体积比混合，完成高、低两种浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料的制备；
步骤4：使用步骤1所述的第一印刷单元的凹版印版，在步骤2得到的柔性基底上以导电银油墨进行感应线圈(1)、整流模块(2)的银电极和线路的制备；
步骤5：使用步骤1所述的第二印刷单元，在通过步骤2处理过后的柔性基底上以步骤3制得的低浓度原料为墨水进行信息显示模块(5)的变色显示功能层低浓度层的制备，在银电极上以步骤3制得的低浓度原料为墨水进行整流模块(2)的P型半导体功能层低浓度层的制备；
步骤6：使用步骤1所述的第三印刷单元，在通过步骤5印得的变色显示功能层低浓度层上以步骤3制得的高浓度原料为墨水进行信息显示模块(5)的变色显示功能层高浓度层的制备，以步骤3制得的高浓度原料为墨水在步骤5印得的P型半导体功能层低浓度层上进行整流模块(2)的P型半导体功能层高浓度层的制备；
步骤7：使用步骤1所述的第四印刷单元，在通过步骤6制得的整流模块(2)的P型半导体功能层上，以浓度为20mg/ml乙醇分散的乙酰丙酮锌为油墨进行整流模块(2)的N型半导体功能层的制备；
步骤8：使用步骤1所述的第五印刷单元，在通过步骤4印得的感应线圈上及电极线路交叉处进行绝缘层的制备；
步骤9：使用醋酸对步骤6中的变色显示功能层进行处理；
步骤10：使用步骤1所述的第六印刷单元，以导电银油墨在上述基础上印制整流模块(2)的银对电极，在线圈绝缘层上进行连接线(4)的印制，并在120℃下干燥10分钟；
步骤11：将芯片(3)连接至系统中；
步骤12：使用步骤1所述的第七印刷单元进行离子传导层的制备。
5.根据权利要求4所述的全印刷制备的防伪系统的制备方法，其特征在于：所述步骤9中在室温下将质量分数为70-90％的醋酸滴铸至步骤6干燥后的变色显示功能层上，保持5分钟后使用异丙醇冲洗10次，之后重复上述处理过程一次，最后在100℃干燥5分钟。
6.根据权利要求4所述的全印刷制备的防伪系统的制备方法，其特征在于：所述步骤3中低浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料中异丙醇占有机导电聚合物墨水总体积的20-50％；高浓度的变色显示功能层及P型半导体功能层原料中异丙醇占有机导电聚合物墨水总体积的5-15％，溶液按比例混合完成后在室温下搅拌30分钟，之后再室温超声30分钟。
7.根据权利要求4所述的全印刷制备的防伪系统的制备方法，其特征在于：所述步骤8使用步骤1所述的第五印刷单元，以环氧树脂油墨，在感应线圈及线路或电极交接处进行绝缘层的制备，并在120℃下干燥10分钟。
8.根据权利要求4所述的全印刷制备的防伪系统的制备方法，其特征在于：所述步骤11中使用导电银胶进行芯片的连接，在120℃下干燥10分钟。
9.根据权利要求4所述的全印刷制备的防伪系统的制备方法，其特征在于：所述步骤12中制备离子传导层原料是由高氯酸锂、聚乙烯醇和水以10％:10％:80％的质量分数混合后，在80℃下搅拌10分钟制得；使用步骤1所述的第七印刷单元，以离子传导层溶液为油墨在经过步骤9处理后的变色功能层上进行离子传导层的印制。
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