PL235352B1 - Sposób wytwarzania wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej i wielokolorowa struktura elektroluminescencyjna uzyskana tym sposobem - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej i wielokolorowa struktura elektroluminescencyjna uzyskana tym sposobem, w szczególności struktura przeznaczona do nakładania na dokumenty drukowane.

Nadruk elektroluminescencyjny (struktura elektroluminescencyjna) tworzony jest poprzez umieszczanie na podłożu, w odpowiedniej kolejności, szeregu warstw, tworzących strukturę świecącą. Zwykle warstwy te są nakładane metodą sitodruku. W pierwszej kolejności nakłada się warstwę przewodzącą, na którą następnie nakłada się warstwę dielektryczną. W dalszej kolejności nakłada się warstwę z luminoforem, którą pokrywa się przeźroczystą wierzchnią warstwą przewodzącą. Efekt świecenia (luminescencji) uzyskuje się po przyłożeniu zmiennego napięcia pomiędzy dwie warstwy przewodzące zwane elektrodami, które powoduje wytworzenie zmiennego pola elektrycznego.

Nadruk elektroluminescencyjny posiada relatywnie cienką strukturę i znajduje zastosowanie m.in. w różnego rodzaju reklamach drukowanych (plakatach, bilbordach, opakowaniach, stojakach reklamowych), jak również stanowi elementy dekoracyjne nakładane na przykład na karoserie samochodów. Przykładowo w celu uatrakcyjnienia wyglądu plakatu, niektóre jego treści mogą mieć właściwości elektroluminescencyjne a ich świecenie może być sterowane za pomocą kontrolera w sposób dynamiczny, umożliwiając stworzenie efektu animacji. Ruchome i świecące treści zwracają na siebie większą uwagę ich potencjalnych odbiorców.

Przykładowo amerykańskie zgłoszenie patentowe US2012062110A1 przedstawia sposób wytwarzania elastycznych tkanin z elementami elektroluminescencyjnymi oraz tkaniny wytworzone tym sposobem. Sposób polega na umieszczaniu na tkaninie kolejnych warstw struktury świecącej w następującej kolejności: warstwa ochronna (opcjonalna), warstwa przewodząca prąd, warstwa emitująca światło, warstwa dielektryczna, warstwa przewodząca prąd, warstwa ochronna nieprzewodząca prądu (wierzchnia). Warstwy te mogą być umieszczone metodą sitodruku. Dokument ujawnia również tkaninę, na której przed nałożeniem warstw struktury świecącej, naniesione są elementy dekoracyjne (kolorowe) na przykład za pomocą druku pigmentowego.

Obecnie możliwe jest wytworzenie kolorowego nadruku elektroluminescencyjnego, stosując różne rodzaje luminoforów. Jednak pomimo znacznej ilości różnych dostępnych luminoforów, ilość uzyskanych kolorów jest bardzo ograniczona i w praktyce wynosi 5 (przykładowo, kolory CMY (Cyan, Magenta, Yellow) + Orange + White) kolorów. Jest to spowodowane faktem, iż mieszanie luminoforów ze sobą powoduje, iż reagują one ze sobą tracąc swoje właściwości. W efekcie nie jest możliwe wydrukowanie wysokiej jakości obrazów czy zdjęć stanowiących struktury elektroluminescencyjne.

Celowym byłoby opracowanie sposobu wytwarzania wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej umożliwiającej odwzorowanie obrazu w pełnym zakresie kolorów dostępnych w druku offsetowym.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej, w którym na podłoże z warstwą nadruku offsetowego nakłada się kolejno warstwę elektrody dolnej, warstwę dielektryczną, warstwę luminoforu oraz warstwę przeźroczystej elektrody górnej, stanowiące podstawową strukturę elektroluminescencyjną, charakteryzujący się tym, że: podgrzewa się nałożoną warstwę elektrody górnej do temperatury 90-110°C i matowi się jej powierzchnię za pomocą wałka o chropowatości powierzchni Ra od 0,08 do 1,2 do uzyskania chropowatości powierzchni Ra od 0,08 do 1,2; na podgrzaną i zmatowioną powierzchnię warstwy elektrody górnej nanosi się optycznie przezierną warstwę farby offsetowej techniką druku offsetowego; nakłada się warstwę barierową na przepuszczającą światło warstwę farby offsetowej.

Korzystnie, optycznie przezierną warstwę farby offsetowej nanosi się jako ciągłą warstwę farby optycznie przeziernej.

Korzystnie, optycznie przezierną warstwę farby offsetowej nanosi się jako warstwę farby nieprzezroczystej o strukturze rastrowej o wypełnieniu mniejszym niż 100%.

Przedmiotem wynalazku jest również wielokolorowa struktura elektroluminescencyjna uzyskana opisanym powyżej sposobem.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia wielokolorową strukturę elektroluminescencyjną w przekroju poprzecznym;

Fig. 2 przedstawia kolejne etapy sposobu wytwarzania wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej.

PL 235 352 B1

Fig. 1 przedstawia wielokolorową strukturę elektroluminescencyjną w przekroju poprzecznym. Na podłożu 10, korzystnie wykonanym z papieru lub kartonu, z uprzednio naniesioną warstwą farby offsetowej reprezentującą grafikę podłoża, znajduje się warstwa elektrody dolnej 20, która pokryta jest warstwą dielektryczną 30. Na warstwie dielektrycznej znajduje się warstwa luminoforu 40. Przykładowo, zastosowany luminofor pozwala na emisję światła o barwie zasadniczo białej. Na warstwie luminoforu 40 znajduje się warstwa górnej elektrody 50, którą stanowi transparentny polimer przewodzący prąd elektryczny. Warstwy 20-50 stanowią standardową (podstawową) strukturę elektroluminescencyjną, która po przyłożeniu zmiennego napięcia pomiędzy elektrody emituje światło jednego koloru (zależnego od zastosowanego materiału fosforecencyjnego), przykładowo jedynie światło białe. Warstwy struktury elektroluminescencyjnej 20-50 nanoszone są inną techniką drukarską niż offset, przykładowo metodą sitodruku.

Kolejne warstwy pozwalają na uzyskanie wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej. Na warstwie górnej elektrody 50 znajduje się optycznie przezierna warstwa farby 60 wykonana w technologii druku offsetowego nadająca odpowiedni kolor świecącego obrazu (zmieniająca barwę światła emitowanego przez luminofor).

Warstwa farby 60 może być wykonana optycznie przezierną farbą stanowiąc warstwę ciągłą. Farba może być farbą offsetową utrwalaną np. w wyniku promieniowania podczerwonego.

Alternatywnie, optycznie przezierna warstwa farby 60 może być wykonana farbami nieprzeźroczystymi o pokryciu powierzchni mniejszym niż 100%, poprzez zastosowanie struktury rastrowej o wypełnieniu mniejszym niż 100%. Wybór odpowiedniego rodzaju rastra i/lub stopnia pokrycia pozwala na określenie intensywności przenikania światła przez warstwę 60.

Warstwa 60 jest pokryta warstwą ochronną 70, wykonaną z lakieru barierowego lub będącą folią barierową naniesioną poprzez laminowanie. Warstwa ochronna 70 zabezpiecza warstwę 60 przed wilgocią z powietrza oraz przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Fig. 2 przedstawia kolejne etapy sposobu wytwarzania wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej. W pierwszym kroku 101 na podłoże (przykładowo papier, karton) nakładane są kolejno warstwa elektrody dolnej, warstwa dielektryczna, warstwa luminoforu oraz warstwa przeźroczystej elektrody górnej, tworzące standardową (podstawową) strukturę elektroluminescencyjną. Następnie w kroku 102 bezpośrednio po naniesieniu ostatniej warstwy stanowiącej elektrodę górną jest ona podgrzewana (suszona) do temperatury 90-110°C a jej powierzchnia jest aktywowana poprzez jej zmatowienie do uzyskania chropowatości Ra od 0,08 do 1,2. Zmatowienie powierzchni odbywa się za pomocą stalowego wałka o chropowatej powierzchni uzyskanej poprzez mikro grawerowanie (laserowe), trawienie chemiczne lub piaskowanie. Chropowatość powierzchni wałka wynosi Ra od 0,08 do 1,2. Po wykonaniu zmatowienia, powierzchnia warstwy górnej elektrody jest odpowiednio chłonna i chropowata, co pozwala na nałożenie na nią co najmniej jednej warstwy farby offsetowej utrwalanej np. w wyniku promieniowania podczerwonego IR. Warstwa górnej elektrody jest podgrzewana w celu jej zmiękczenia, co ułatwia jej matowienie. W następnym kroku 103 na zmatowioną warstwę górnej elektrody nakładana (drukowana offsetowo) jest ciągła warstwa farb przeźroczystych lub rastrowa warstwa farb nieprzeźroczystych. W ostatnim kroku 104 następuje nałożenie warstwy barierowej (laminowanie folią barierową lub pokrycie lakierem barierowym).

Sposób według wynalazku pozwala na uzyskanie wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej, która odwzorowuje dowolne kolory dostępne w druku offsetowym. Dzięki odpowiedniemu przygotowaniu powierzchni górnej elektrody, możliwe jest nałożenie warstwy optycznie przeziernej techniką druku offsetowego. Możliwe jest przy tym stosowanie druku w technice tzw. „mokrego offsetu” na powierzchniach niechłonnych (zazwyczaj nie stosuje się farb offsetowych na bazie wody na takich powierzchniach, lecz stosuje się farby schnące chemicznie, oksydacyjnie). W typowych technologiach, zadruk w technologii sitodruku na powierzchni podłoża uprzednio zadrukowanej w technologii offsetowej (nadruk graficzny) długo wysycha - na wolnym powietrzu może to wymagać nawet całej doby. Zastosowanie nagrzewania i matowienia struktury wałkiem pozwala na uzyskanie suchej powierzchni o odpowiedniej przyczepności, którą można zadrukować farbami offsetowymi „mokrymi”, nie przeznaczonymi do pokrywania powierzchni trudnowsiąkliwych. Takie przygotowanie powierzchni górnej elektrody daje możliwość zadruku farbą optycznie przezierną w technologii offsetowej i jej dobrą przyczepność. Dodatkowo, nałożenie warstwy barierowej (laminowanie folią barierową lub pokrycie lakierem barierowym) pozwala na ochronę struktury elektroluminescencyjnej od dostępu wody, a także uzyskanie powłoki, która ochroni zadruk od uszkodzeń mechanicznych.

Claims (3)

1. Sposób wytwarzania wielokolorowej struktury elektroluminescencyjnej, w którym na podłoże z warstwą nadruku offsetowego nakłada się kolejno warstwę elektrody dolnej, warstwę dielektryczną, warstwę luminoforu oraz warstwę przeźroczystej elektrody górnej, stanowiące podstawową strukturę elektroluminescencyjną, znamienny tym, że:

- podgrzewa się (102) nałożoną warstwę elektrody górnej do temperatury 90-110°C i matowi się jej powierzchnię za pomocą wałka o chropowatości powierzchni Ra od 0,08 do 1,2 do uzyskania chropowatości powierzchni Ra od 0,08 do 1,2;

- na podgrzaną i zmatowioną powierzchnię warstwy elektrody górnej nanosi się (103) optycznie przezierną warstwę (60) farby offsetowej techniką druku offsetowego;

- nakłada (104) się warstwę barierową na przepuszczającą światło (60) warstwę farby offsetowej.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że optycznie przezierną warstwę (60) farby offsetowej nanosi się jako ciągłą warstwę farby optycznie przeziernej.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że optycznie przezierną warstwę (60) farby offsetowej nanosi się jako warstwę farby nieprzezroczystej o strukturze rastrowej o wypełnieniu mniejszym niż 100%.