PL231908B1 - Sposób drukowania dokumentów z elementami elektroluminescencyjnymi i dokument drukowany - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób drukowania dokumentów z elementami elektroluminescencyjnymi, które częściowo są pokryte nadrukiem offsetowym, jak również dokument drukowany.

Dokument to utrwalony na nośniku wyraz myśli ludzkiej przeznaczony do rozpowszechniania przykładowe dokumenty to książki, plakaty, afisze itp. Znane są różnego rodzaju techniki drukowania dokumentów, takie jak druk offsetowy czy sitodruk.

Jedną z nowoczesnych technologii druku jest nadruk elektroluminescencyjny, który tworzony jest poprzez umieszczanie na podłożu, w odpowiedniej kolejności, szeregu warstw, tworzących strukturę świecącą. Zwykle warstwy te są nakładane techniką 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), 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. Dokument ten wskazuje również, iż istotnym jest, aby poszczególne warstwy były nałożone na siebie w sposób dokładny tak, aby nie nastąpiło zetknięcie się pierwszej warstwy przewodzącej z drugą warstwą przewodzącą. W celu dodatkowego zabezpieczenia przed ich zetknięciem, nakładana jest wierzchnia nieprzewodząca warstwa. Warstwa wierzchnia może zostać nałożona za pomocą laminowania lub powlekania. Zastosowanie wierzchniej warstwy umożliwia wykonanie na niej dodatkowego nadruku metodą sitodruku. Stosuje się więc specjalną, dedykowaną warstwę nieprzewodzącą wierzchnią, co komplikuje proces wytwarzania. Ponadto, stosuje się jedynie nadruk techniką sitodruku, co nie pozwala na uzyskanie wysokiej rozdzielczości i dokładnych detali wydruku.

Celowym byłoby opracowanie sposobu drukowania dokumentów z elementami elektroluminescencyjnymi, w którym nanosi się warstwy nadruku elektroluminescencyjnego metodą sitodruku oraz warstwy nadruku pigmentowego za pomocą druku offsetowego, tak aby zachować ostrość krawędzi obiektów graficznych wykonanych za pomocą nadruku elektroluminescencyjnego, przy minimalizacji ilości stosowanych warstw nadruku.

Przedmiotem wynalazku jest sposób drukowania dokumentów z elementami elektroluminescencyjnymi, w którym nanosi się warstwy nadruku elektroluminescencyjnego metodą sitodruku oraz warstwy nadruku pigmentowego za pomocą druku offsetowego charakteryzujący się tym, że obejmuje kolejno etapy, w których: nanosi się na podłoże kolejno warstwy nadruku elektroluminescencyjnego: warstwę przewodzącą, warstwę dielektryczną, warstwę z luminoforem i warstwę przeźroczystą przewodzącą; a następnie w obszarach w których element graficzny dokumentu na styku warstwy elektroluminescencyjnej ma kolor czarny: na krawędzie warstw nadruku elektroluminescencyjnego nanosi się warstwy nadruku pigmentowego CMY w kolorach cyjan, magenta i żółty wykonane farbami polimerowymi solwentowymi będącymi dielektrykami o oporności co najmniej 10⁷ Qm, a grubość g pojedynczej warstwy wynosi co najmniej 0,5 mikrometra, przy czym każda z warstw ma układ rastra amplitudowego (AM) o wypełnieniu co najmniej 80% i kąt rastra inny niż kąt rastra pozostałych warstw, przy czym łączne pokrycie farbami CMY powierzchni wynosi co najmniej 98% a średnica otworów nieciągłości jest nie większa niż grubość g poszczególnej warstwy oraz na warstwy nadruku pigmentowego CMY nanosi się warstwę nadruku pigmentowego K wykonaną farbą w kolorze czarnym (K) o grubości g równej grubości g

PL 231 908 B1 warstw CMY, przy czym krawędź warstwy nadruku pigmentowego K jest oddalona od krawędzi warstw nadruku pigmentowego CMY o dystans (d2) równy co najmniej 0,1 mm.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto dokument drukowany, zawierający podłoże z warstwą nadruku elektroluminescencyjnego i pigmentowego, charakteryzujący się tym, że na podłożu są naniesione kolejno warstwy nadruku elektroluminescencyjnego: warstwa przewodząca, warstwa dielektryczna, warstwa z luminoforem i warstwa przeźroczysta przewodząca; w obszarach w których element graficzny dokumentu na styku warstwy elektroluminescencyjnej ma kolor czarny: na przeźroczystej warstwie przewodzącej naniesione są kolejno warstwy nadruku pigmentowego CMY w kolorach cyjan, magenta i żółty wykonane farbami polimerowymi solwentowymi będącymi dielektrykami o oporności co najmniej 10⁷ Qm, a grubość g pojedynczej warstwy wynosi co najmniej 0,5 mikrometra, przy czym każda z warstw ma układ rastra amplitudowego (AM) o wypełnieniu co najmniej 80% i kąt rastra inny niż kąt rastra pozostałych warstw, przy czym łączne pokrycie farbami CMY powierzchni wynosi co najmniej 98% a średnica otworów nieciągłości jest nie większa niż grubość g poszczególnej warstwy oraz na warstwy nadruku pigmentowego CMY naniesiona jest warstwa nadruku pigmentowego K wykonana farbą w kolorze czarnym (K) o grubości g równej grubości g warstw CMY, przy czym krawędź warstwy nadruku pigmentowego K jest oddalona od krawędzi warstw nadruku pigmentowego CMY o dystans (d2) równy co najmniej 0,1 mm.

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

Fig. 1 przedstawia kolejne kroki sposobu drukowania według wynalazku;

Fig. 2 przedstawia przykładowy dokument z elementami elektroluminescencyjnymi oraz nadrukiem offsetowym;

Fig. 3 przedstawia schematycznie ułożenie poszczególnych warstw nadruku wykonanego według przedstawionego sposobu.

Fig. 1 przedstawia kroki sposobu drukowania według wynalazku. Sposób można podzielić na dwa etapy.

W pierwszym etapie, techniką sitodruku, nanosi się warstwy nadruku elektroluminescencyjnego składające się na strukturę świecącą. W pierwszym kroku 201 nanosi się pierwszą warstwę przewodzącą prąd na podłoże. Warstwa ta stanowi pierwszą elektrodę. Następnie w kroku 202 na warstwę przewodzącą nanosi się warstwę dielektryczną. W kolejnym kroku 203 na warstwę dielektryczną nanosi się warstwę z luminoforem, która nie może mieć kontaktu z pierwszą warstwą przewodzącą. Następnie w kroku 204 nanosi się przeźroczystą warstwę przewodzącą stanowiącą drugą elektrodę, która również nie może się stykać z niesąsiadującymi z nią warstwami.

Następnie w drugim etapie, techniką druku offsetowego, nanosi się warstwy farb pigmentowych, które stanowią elementy standardowej grafiki, która wraz z elementami elektroluminescencyjnymi tworzy całość nadruku na dokumencie. W krokach 205, 206, 207 nanosi się warstwy z farbami w kolorach CMY (cyan, magenta, yellow), które znacznie ograniczą przewodnictwo prądu elektrycznego i stanowią izolację elektryczną dla warstwy elektroluminescencyjnej. W tym celu stosuje się farby polimerowe solwentowe będące dielektrykami o oporności co najmniej 10⁷ Qm, a grubość g pojedynczej warstwy wynosi co najmniej 0,5 mikrometra. Farby w kolorach CMY nakłada się tak, aby każda z warstw tworzyła ciągłą powłokę - w tym celu stosuje się raster amplitudowy (AM) o wypełnieniu co najmniej 80%. Każdą z warstw nanosi się przy zachowaniu innego kąta rastra, tak aby łączne pokrycie farbami CMY powierzchni wynosiło co najmniej 98%, a średnica otworów nieciągłości (w wyniku nałożenia rastrów amplitudowych o wypełnieniu co najmniej 80% mogą pozostać niewielkie otwory zbliżone do okręgu) był nie większy niż grubość g pojedynczej warstwy. Dla takich warunków praktycznie niemożliwym jest wystąpienie sytuacji zwarcia przez kolejną warstwę o grubości g nieprzekraczającej grubości warstw spodnich. Przykładowo w kroku 205 nanosi się farbę w kolorze żółtym (yellow), w kroku 206 nanosi się farbę w kolorze cyjan (cyan), a w kroku 207 nanosi się farbę w kolorze magenta. Na tak przygotowane podłoże można w kroku 208 nanieść kolejną warstwę, którą jest warstwa farby czarnej (K) o grubości g. Farba czarna, ze względu na zawartość pigmentów opartych o cząstki węgla, ma właściwości przewodnika elektrycznego, a więc jej nałożenie na niewystarczająco odizolowane elementy elektroluminescencyjne mogłoby powodować zwarcie tych elementów. Farbą czarną nanosi się w odległości d2 równej co najmniej 0,1 mm od krawędzi farb CMY tak, aby farba czarna nie stykała się z żadną z warstw struktury świecącej. Taki podkład stosuje się w miejscach, w których na krawędzi elementów elektroluminescencyjnych mają się pojawić obiekty wydrukowane farbami offsetowymi w kolorze czarnym. Jeśli nie jest wymagany nadruk w kolorze czarny, a jedynie wielokolorowy, to oczywiście stosować można warstwy CMY zgodnie z projektem graficznym.

PL 231 908 B1

Fig. 2 przedstawia przykładowy dokument 100 z elementami elektroluminescencyjnymi 110 oraz nadrukiem offsetowym 120 obejmującym obszary 120A,120B. Szczegóły ułożenia warstw na styku elementów nadruku elektroluminescencyjnego oraz elementów wykonanych drukiem offsetowym są przedstawione na fig. 3 (wycinek A). Przykładowo, na podłożu 101 dokumentu nadrukowany jest schematycznie element graficzny w kształcie ludzkiego oka, obejmujący ciemny obszar 120A źrenicy i tęczówki, otoczony jasnym obszarem białka 110, otoczone powieką 120B z czarnymi rzęsami. Przykładowo, efekt pożądany do uzyskania to świecący obszar białka 110. Analogiczne mogą być różnego rodzaju inne projekty, gdzie obszar elektroluminescencyjny 110 ma być otoczony obwódką w kolorze czarnym.

Przy wykonaniu tego typu projektów, w standardowych technologiach na podłoże nakłada się nadruk offsetowy, a na nadruk offsetowy nakłada się nadruk elektroluminescencyjny techniką sitodruku. Ta metoda ma tę wadę, że nadruk elektroluminescencyjny ma nieostre krawędzie, wynikające z niedokładności techniki sitodrukowej oraz przesunięć pomiędzy kolejnymi warstwami elektroluminescencyjnymi.

W standardowej technologii nie byłoby możliwe nałożenie farby offsetowej bezpośrednio na warstwy elektroluminescencyjne, gdyż zawarte w farbie czarnej pigmenty mają właściwości elektroprzewodzące i mogłyby powodować zwarcia pomiędzy warstwami elektroluminescencyjnymi.

Fig. 3 przedstawia schematycznie ułożenie poszczególnych warstw nadruku wykonanego według przedstawionego sposobu, w obszarze A oznaczonym na Fig. 2. Bezpośrednio na podłożu znajduje się struktura świecąca 110, która składa się z szeregu warstw. Pierwsza warstwa 111 jest wykonana z materiału przewodzącego prąd i stanowi pierwszą elektrodę. Jest ona nałożona bezpośrednio na podłoże. Na warstwie przewodzącej 111 znajduje się warstwa wykonana z materiału dielektrycznego 112. Kolejna warstwa stanowi warstwę luminoforu 113. Wierzchnia warstwa struktury świecącej 110 jest wykonana z przeźroczystego materiału przewodzącego 114 i stanowi ona drugą elektrodę. Po przyłożeniu zmiennego napięcia pomiędzy elektrody, wytwarza się zmienne pole elektryczne na skutek, którego następuje luminescencja, czyli emisja światła.

Krawędzie kolejnych warstw struktury świecącej nie pokrywają się ze sobą. To znaczy, że krawędzie sąsiadujących ze sobą warstw są przesunięte względem siebie o dystans d1 równy około 0,5 mm. Oznacza to, że warstwa górna 114 struktury świecącej 110 jest węższa od warstwy pierwszej przewodzącej 111 nawet o 1,5 mm. Takie ułożenie warstw ma na celu zapobieganie łączeniu się niesąsiadujących ze sobą warstw, które mogłoby spowodować zwarcia (na przykład zwarcie pierwszej i drugiej elektrody ze sobą). W związku z tym obraz (grafika) będąca nadrukiem elektroluminescencyjnym posiada nieostre/rozm yte brzegi, co negatywnie wpływa na jej jakość i odzwierciedlenie szczegółów.

Jak przedstawiono na fig. 3, w celu uzyskania dokładniejszych obrazów, krawędzie warstw struktury świecącej są pokryte warstwami farb naniesionymi za pomocą druku offsetowego, które stanowią standardowy element graficzny 120 (czyli element nieluminescencyjny) poprawiający jakość i odwzorowanie szczegółów wydrukowanych obrazów poprzez wyostrzenie krawędzi styku obszaru elektroluminescencyjnego z obszarem nieświecącym. Element ten składa się z czterech warstw 121,122, 123,124 z poszczególnymi kolorami z palety kolorów CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK), przy czym warstwa z farbą w kolorze czarnym 124 jest warstwą wierzchnią i znajduje się na warstwie 123. Farby reprezentujące kolory cyan, magenta, yellow nie zawierają związków węgla i nie przewodzą prądu elektrycznego. W efekcie mogą być one nanoszone bezpośrednio na nadruk elektroluminescencyjny bez konieczności nakładania dodatkowej warstwy izolującej (na przykład w postaci lakieru). Kolor czarny jest uzyskiwany po nałożeniu trzech warstw z kolorami podstawowymi CMY. Warstwa wierzchnia 124 jest naniesiona na warstwę 123 tak, że jej krawędź jest odsunięta o dystans d2 równy około 0,1 mm od krawędzi warstw 121, 122, 123. Takie ułożenie zapobiega spływaniu i zetknięciu się farby czarnej z warstwami przewodzącymi 111 i 114 struktury świecącej. W efekcie kolor czarny utworzony przez warstwy z farbami CMY jest dodatkowo pokryty warstwą z farbą czarną w celu uzyskania odpowiedniego odcienia czerni (kolor utworzony poprzez zmieszanie trzech składowych kolorów CMY może być niewystarczająco czarny, lecz występuje tylko na obszarze 0,1 mm, a więc jest praktycznie niezauważalny okiem nieuzbrojonym).

Rozmieszczenie poszczególnych warstw na Fig. 3 przedstawiono schematycznie w celu wizualizacji kolejności ich ułożenia. W rzeczywistości, poszczególne warstwy górne 120 spłyną w dół po krawędziach warstw dolnych 110.

Nadruk offsetowy 120 może być wykonany nie tylko na krawędziach warstw struktury świecącej 110, ale również na pozostałej powierzchni warstwy przewodzącej 111.

Tak wykonany dokument można dodatkowo zabezpieczyć przed czynnikami zewnętrznymi aplikując na całej jego powierzchni warstwę ochronną, przykładowo folii czy lakieru ochronnego - nałożenie

PL 231 908 B1 końcowej warstwy ochronnej jest proste, ponieważ można ją położyć równomiernie na całej powierzchni dokumentu.

Sposób według wynalazku pozwala na wykonanie nadruku offsetowego farbami z grupy kolorów

CMYK bezpośrednio na wierzchniej przewodzącej warstwie nadruku elektroluminescencyjnego. Nadruk farbami offsetowymi na nadruku elektroluminescencyjnym pozwala zakryć nieostre krawędzie obiektów elektroluminescencyjnych, a tym samym zwiększyć dokładność odwzorowania obiektów graficznych na wydruku. Stosuje się przy tym specjalnie dobrane farby, ich kolejność i parametry nadruku: stosuje się farby o odpowiednio dużej oporności, odpowiedniej grubości warstwy, raster o odpowiednim minimalnym wypełnieniu, odpowiednio dobrane całkowite pokrycie warstwami CMY. Na tak przygotowaną warstwę izolacyjną z farb CMY można nałożyć warstwę K (czarną), w odpowiedniej odległości od ich krawędzi, bez obaw o spowodowanie zwarcia w poniższych warstwach elektroluminescencyjnych. Zastosowanie takich parametrów warstw pozwala wyeliminować konieczność stosowania dodatkowej warstwy izolującej na nadruku elektroluminescencyjnym, co znacznie upraszcza proces drukowania.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób drukowania dokumentów z elementami elektroluminescencyjnymi, w którym nanosi się warstwy nadruku elektroluminescencyjnego metodą sitodruku oraz warstwy nadruku pigmentowego za pomocą druku offsetowego, znamienny tym, że obejmuje kolejno etapy, w których:

   - nanosi się (201-204) na podłoże (101) kolejno warstwy nadruku elektroluminescencyjnego (110): warstwę przewodzącą (111), warstwę dielektryczną (112), warstwę z luminoforem (113) i warstwę przeźroczystą przewodzącą (114);

   - a następnie w obszarach w których element graficzny dokumentu na styku warstwy elektroluminescencyjnej ma kolor czarny:

   - na krawędzie warstw nadruku elektroluminescencyjnego (110) nanosi się (205-207) warstwy nadruku pigmentowego CMY (121, 122, 123) w kolorach cyjan, magenta i żółty (CMY) wykonane farbami polimerowymi solwentowymi będącymi dielektrykami o oporności co najmniej 10⁷ Qm, a grubość g pojedynczej warstwy (121, 122, 123) wynosi co najmniej 0,5 mikrometra, przy czym każda z warstw ma układ rastra amplitudowego (AM) o wypełnieniu co najmniej 80% i kąt rastra inny niż kąt rastra pozostałych warstw, przy czym łączne pokrycie farbami CMY powierzchni wynosi co najmniej 98% a średnica otworów nieciągłości jest nie większa niż grubość g poszczególnej warstwy (121, 122, 123) oraz

   - na warstwy nadruku pigmentowego CMY (121, 122, 123) nanosi się warstwę nadruku pigmentowego K (124) wykonaną farbą w kolorze czarnym (K) o grubości g równej grubości g warstw CMY (121,122, 123), przy czym krawędź warstwy nadruku pigmentowego K (124) jest oddalona od krawędzi warstw nadruku pigmentowego CMY (121, 122, 123) o dystans (d2) równy co najmniej 0,1 mm.
2. 2. Dokument drukowany, zawierający podłoże z warstwą nadruku elektroluminescencyjnego i pigmentowego, znamienny tym, że

   - na podłożu (101) są naniesione kolejno warstwy nadruku elektroluminescencyjnego (110): warstwa przewodząca (111), warstwa dielektryczna (112), warstwa z luminoforem (113) i warstwa przeźroczysta przewodząca (114);

   - w obszarach w których element graficzny dokumentu na styku warstwy elektroluminescencyjnej ma kolor czarny:

   - na przeźroczystej warstwie przewodzącej (114) naniesione są kolejno warstwy nadruku pigmentowego CMY (121, 122, 123) w kolorach cyjan, magenta i żółty (CMY) wykonane farbami polimerowymi solwentowymi będącymi dielektrykami o oporności co najmniej 10⁷ Om, a grubość g pojedynczej warstwy (121,122, 123) wynosi co najmniej 0,5 mikrometra, przy czym każda z warstw ma układ rastra amplitudowego (AM) o wypełnieniu co najmniej 80% i kąt rastra inny niż kąt rastra pozostałych warstw, przy czym łączne pokrycie farbami CMY powierzchni wynosi co najmniej 98% a średnica otworów nieciągłości jest nie większa niż grubość g poszczególnej warstwy (121, 122, 123) oraz

   PL 231 908 Β1

   - na warstwy nadruku pigmentowego CMY (121, 122, 123) naniesiona jest warstwa nadruku pigmentowego K (124) wykonana farbą w kolorze czarnym (K) o grubości g równej grubości g warstw CMY (121,122,123), przy czym krawędź warstwy nadruku pigmentowego K (124) jest oddalona od krawędzi warstw nadruku pigmentowego CMY (121,122, 123) o dystans (d2) równy co najmniej 0,1 mm.