本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01380023568.9(國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮閜ct/us2013/030450)、申請(qǐng)日為2013年3月12日、發(fā)明名稱為“使用有機(jī)金屬墨和帶狀網(wǎng)紋輥制造高分辨率導(dǎo)電圖案”的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本申請(qǐng)要求要求于2012年5月16日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)no.61/647,597和于2012年5月4日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)no.61/642,919的優(yōu)先權(quán),它們?cè)诖送ㄟ^(guò)引用并入。
本公開(kāi)總體涉及對(duì)高分辨率圖案的印刷,特別地涉及墨粘度優(yōu)化。
背景技術(shù):
柔版印刷可以被用來(lái)通過(guò)在各種襯底上使用墨來(lái)印刷圖案。用來(lái)柔版印刷這些襯底的系統(tǒng)可以包括具有各種功能的多個(gè)輥。傳統(tǒng)上,在柔版印刷過(guò)程中用來(lái)轉(zhuǎn)印墨的網(wǎng)紋輥可以是經(jīng)由在金屬部件上滾花而產(chǎn)生的陶瓷涂層或經(jīng)由在金屬部件上滾花而形成的鉻涂層,所述金屬部件是由不銹鋼制成的實(shí)心或多部件塊。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在一實(shí)施例中,一種制造接觸傳感器的方法,包括:印刷第一圖案和第二圖案,其中,通過(guò)使用第一柔性母版來(lái)柔版印刷第一圖案,并且其中,通過(guò)第二柔性母版柔版來(lái)印刷第二圖案;其中,第一圖案包括第一多條線,并且第二圖案包括第二多條線,其中,第一多條線和第二多條線形成自包括1wt%-20wt%的有機(jī)金屬化合物和至少一種溶劑的墨,其中,墨粘度從1000cps至3000cps,并且其中,印刷包括通過(guò)第一網(wǎng)紋輥將墨從墨源轉(zhuǎn)印至第一柔性母版以及通過(guò)第二網(wǎng)紋輥將墨從墨源轉(zhuǎn)印至第二柔性母版,并且其中,該多條線中的每條線的寬度在1-25微米之間。該實(shí)施例進(jìn)一步包括:其中,第一網(wǎng)紋輥和第二網(wǎng)紋輥具有每英寸測(cè)量的線和容積,且雕刻有單元圖案,并且其中,這些單元的形狀是六邊形、三角形、菱形、圓形、細(xì)長(zhǎng)單元、螺旋斜紋(trihelic)中的一種或其組合;其中,第一和第二網(wǎng)紋輥中的至少一個(gè)是帶狀網(wǎng)紋輥,其中,帶狀網(wǎng)紋輥包括兩個(gè)或更多個(gè)不同單元形狀或兩個(gè)或更多個(gè)不同容積中的至少一者;和鍍覆第一圖案和第二圖案。
在一實(shí)施例中,一種制造rf天線的方法,包括:印刷第一襯底和第二襯底,其中,通過(guò)第一柔性母版將第一天線環(huán)路陣列柔版印刷在第一襯底上,并且其中,通過(guò)第二柔性母版將第二天線環(huán)路陣列柔版印刷在第二襯底上;其中,第一和第二天線環(huán)路陣列形成自包括1wt.%-20wt.%有機(jī)金屬化合物和至少一種溶劑的墨,其中,墨粘度從1000cps至3000cps,且還可以是200cps至20000cps,并且其中,印刷包括通過(guò)第一網(wǎng)紋輥將墨從墨源轉(zhuǎn)印至第一柔性母版以及通過(guò)第二網(wǎng)紋輥將墨從墨源轉(zhuǎn)印至第二柔性母版。該實(shí)施例進(jìn)一步包括:其中,第一網(wǎng)紋輥和第二網(wǎng)紋輥具有容積和線每英寸測(cè)量且雕刻有單元圖案,并且其中,這些單元的形狀是六邊形、三角形、菱形、圓形、細(xì)長(zhǎng)單元、螺旋斜紋中的一種或其組合;其中,第一和第二網(wǎng)紋輥中的至少一個(gè)是帶狀網(wǎng)紋輥,其中,帶狀網(wǎng)紋輥包括兩個(gè)不同單元形狀或兩種不同容積中的至少一者;和鍍覆第一和第二天線環(huán)路陣列,其中,第一天線環(huán)路陣列和第二天線環(huán)路陣列包括鍍有導(dǎo)電材料的至少一條線,并且其中,該至少一條線為1微米-25微米寬。
在一實(shí)施例中,使用帶狀網(wǎng)紋輥來(lái)制造高分辨率導(dǎo)電圖案的方法包括:制備墨,其中,制備墨包括將溶劑或共溶劑中的至少一者添加到墨,并且其中,所制備的墨具有大于200cps的粘度;清潔襯底;使用柔版印刷過(guò)程將墨布置在包括第一柔版和第一墨源的襯底上,其中,將墨沉積在襯底上包括:通過(guò)輥到輥處理過(guò)程將墨從墨源轉(zhuǎn)印到網(wǎng)紋輥;以及隨后將墨從網(wǎng)紋輥轉(zhuǎn)印到柔版,其中,柔版包括第一圖案,該第一圖案包括第一多條線,其中,該第一多條線中的每條線是從1微米–25微米寬。該實(shí)施例進(jìn)一步包括,其中,網(wǎng)紋輥具有容積和線每英寸測(cè)量且雕刻有單元圖案,并且其中,單元的形狀是六邊形、三角形、菱形、圓形、細(xì)長(zhǎng)單元、螺旋斜紋中的一種或其組合;其中,網(wǎng)紋輥是帶狀網(wǎng)紋輥,其中,帶狀網(wǎng)紋輥包括兩個(gè)不同單元形狀或兩種不同容積中的至少一者;和鍍覆第一印刷圖案,其中,鍍覆第一印刷圖案包括將導(dǎo)電材料沉積到第一印刷圖案上以形成高分辨率導(dǎo)電圖案。
附圖說(shuō)明
現(xiàn)在將參照附圖,來(lái)對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述,在這些附圖中:
圖1是旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的圖示。
圖2是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的柔版的圖示。
圖3a-3b是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的在柔版印刷中使用的精密墨計(jì)量系統(tǒng)的圖示。
圖4a-4c是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的通過(guò)柔版印刷的線的部分的頂視圖和橫截面圖的圖示。
圖5是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的高分辨率導(dǎo)電圖案的制造方法的圖示。
圖6a是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的網(wǎng)紋輥上所雕刻圖案的一區(qū)段的等軸測(cè)圖的圖示。
圖6b是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的雕刻網(wǎng)紋輥的等軸測(cè)圖。
圖7a-7f是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的雕刻網(wǎng)紋輥圖案的各種幾何形狀的圖示。
圖8是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的帶狀網(wǎng)紋輥的圖示。
圖9是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的高分辨率導(dǎo)電圖案的制造過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施方式
下列討論涉及本發(fā)明的各實(shí)施例。雖然這些實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)可能是優(yōu)選的,但是所公開(kāi)的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為或以其它方式被用作對(duì)本公開(kāi)包括權(quán)利要求的范圍的限制。此外,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,下列描述具有寬泛的應(yīng)用,并且任何實(shí)施例的討論僅意味著為該實(shí)施例的實(shí)例,并且任何實(shí)施例的討論不旨在暗示本公開(kāi)包括權(quán)利要求的范圍被限制于該實(shí)施例。
柔版是旋轉(zhuǎn)卷材凸版印刷機(jī)的形式,其中,凸板例如通過(guò)雙面粘合劑而被安裝到印刷滾筒。這些凸板也可以稱為母版或柔版,且這些凸板可以結(jié)合快速干燥、低粘度溶劑和從網(wǎng)紋或其它兩個(gè)輥上墨系統(tǒng)供給的墨來(lái)使用。網(wǎng)紋輥可以是用來(lái)為印刷板提供測(cè)量到的量的墨的滾筒。墨可以是例如紫外(uv)可固化墨或水基熱ir可固化墨。在一個(gè)實(shí)例中,第一輥將墨從墨盤或計(jì)量系統(tǒng)轉(zhuǎn)印至計(jì)量輥至網(wǎng)紋輥。對(duì)墨進(jìn)行計(jì)量以當(dāng)墨從網(wǎng)紋輥被轉(zhuǎn)印至印版滾筒時(shí)具有均勻的厚度。當(dāng)襯底從印版滾筒穿過(guò)筒輥到輥處理系統(tǒng)到壓印滾筒時(shí),壓印滾筒對(duì)印版滾筒施加壓力,該印版滾筒將凸板上的圖像轉(zhuǎn)印到襯底上。在一些實(shí)施例中,代替印版滾筒,可存在墨斗輥,并且可以使用刮片來(lái)改善橫跨輥的墨的分布。
柔版可以由例如塑料、橡膠、彈性體或光敏聚合物(其也可被稱為uv敏感聚合物)制成。這些板可以通過(guò)激光雕刻、照相過(guò)程或光化學(xué)方法制成。這些板可以根據(jù)任何已知的方法購(gòu)買或制造。優(yōu)選的柔版過(guò)程可以被設(shè)置為堆棧類型,其中一個(gè)或多個(gè)印刷工位堆棧豎直地布置在沖壓機(jī)框架的每一側(cè)上,并且每個(gè)堆棧具有其自身的印版滾筒,該印版滾筒通過(guò)使用一種類型的墨來(lái)印刷,并且該設(shè)置可以允許在襯底的一側(cè)或兩側(cè)上進(jìn)行印刷。在另一個(gè)實(shí)施例中,可以使用中心壓印滾筒,該中心壓印滾筒使用安裝在印刷框架中的單個(gè)壓印滾筒。隨著襯底進(jìn)入沖壓機(jī),它與壓印滾筒相接觸,并且適當(dāng)?shù)膱D案被印刷。替代地,可以利用內(nèi)聯(lián)式柔版印刷過(guò)程,其中,印刷工位以水平線布置且由公共總軸驅(qū)動(dòng)。在該實(shí)例中,印刷工位可以被聯(lián)接到固化工位、切刀、折疊機(jī)或其它后印刷工藝設(shè)備。也可以利用柔版過(guò)程的其它構(gòu)造。
在一實(shí)施例中,例如在無(wú)縫(itr)成像過(guò)程中,可以使用柔版圖版套筒。在itr過(guò)程中,光聚合物板材料在將被加載到?jīng)_壓機(jī)上的套筒上被處理,這與平板可以安裝到印刷筒體的上文所討論的方法相反,該印刷筒體也可以被稱為傳統(tǒng)印版滾筒。柔版套筒可以是連續(xù)的光聚合物套筒,其中激光燒蝕掩模涂層布置在表面上。在另一個(gè)實(shí)例中,單獨(dú)的光聚合物部件可以通過(guò)膠帶而被安裝在基部套筒上,并且然后通過(guò)上文所討論的激光燒蝕掩模以與套筒相同的方式對(duì)單獨(dú)的光聚合物部件進(jìn)行成像和處理。柔版套筒可以以幾種方式被使用,例如,被用作導(dǎo)網(wǎng)輥用于將帶圖像的平板安裝在導(dǎo)網(wǎng)輥的表面上,或被用作已經(jīng)直接雕刻(圓雕)有圖像的套筒表面。在套筒單獨(dú)充當(dāng)載體角色的實(shí)例中,可以將具有雕刻圖像的印刷板安裝到套筒,然后,將套筒安裝到筒體上的印刷工位上。由于套筒能夠存儲(chǔ)有已經(jīng)安裝到套筒的板,所以這些預(yù)安裝的板可以縮短切換時(shí)間。套筒由包括熱塑性復(fù)合物、熱固性復(fù)合物、鉻、鎳和不銹鋼的各種材料制成,并且套筒可以用或不用纖維加強(qiáng)以抵抗裂開(kāi)和分裂。包含泡沫或墊子基部的長(zhǎng)期可重復(fù)使用的套筒用于非常高質(zhì)量的印刷。在一些實(shí)施例中,可以使用無(wú)海綿或墊子的一次性“薄”套筒。柔版印刷過(guò)程可以使用用于墨轉(zhuǎn)印的網(wǎng)紋輥?zhàn)鳛橛?jì)量墨的裝置,使得墨印刷出無(wú)凝集或模糊的具有清晰均勻特征的期望圖案。雖然一些印刷圖案可以經(jīng)歷進(jìn)一步的處理,諸如用導(dǎo)電材料鍍覆,但是在應(yīng)用諸如提高對(duì)比率、防止莫爾效應(yīng)(moiréeffect)以及用于使得能夠觀察顯示裝置的隱蔽部位中,仍然可以利用印刷圖案。例如,具有指定節(jié)距(其中,該節(jié)距是兩個(gè)相鄰的條紋的中心到中心距離)和縱橫比的條紋圖案可以通過(guò)使用黑色墨來(lái)形成在膜的表面上。
將高分辨率圖案印刷到適合的襯底上的傳統(tǒng)方法可能導(dǎo)致不同的圖案質(zhì)量和均勻度,這可能導(dǎo)致具有不良的導(dǎo)電性、可變電阻和整體不良的性能的鍍覆圖案。圖案的可變性可能起因于高度可變的墨粘度,特別是當(dāng)印刷具有微觀尺寸的大表面面積襯底時(shí),并且當(dāng)將太多或太少墨轉(zhuǎn)印到襯底上時(shí),這種圖案的可變性也可能產(chǎn)生。傳統(tǒng)上,在印刷過(guò)程中使用的網(wǎng)紋輥可以通過(guò)在金屬部件上滾花而產(chǎn)生的陶瓷涂層或通過(guò)在金屬部件上滾花而產(chǎn)生的鉻涂層,所述金屬部件是由不銹鋼制成的實(shí)心或多組成部件。滾花上的陶瓷為是面上構(gòu)建有一層銅的輥。滾花工具被迫使抵靠銅,將表面改造為滾花工具點(diǎn)的形狀。在雕刻之后,用陶瓷薄層對(duì)輥進(jìn)行等離子涂覆,以為易碎的單元壁結(jié)構(gòu)提供支撐。然而,該過(guò)程在陶瓷粉末的沉積中可能具有不一致性。由于滾花工具技術(shù)上的限制,圖案的類型、單元容積和可用的線計(jì)數(shù)可能受到限制。此外,陶瓷對(duì)銅具有不良的機(jī)械結(jié)合。這會(huì)導(dǎo)致超聲和其它清潔系統(tǒng)中的分層。
第二類型的網(wǎng)紋雕刻從在輥的表面上的銅基材開(kāi)始。銅是軟的且可鍛造的,因此,銅順應(yīng)滾花工具的形狀。由于滾花工具在壓力下被施加到銅基材料,所以滾花工具的凸出點(diǎn)形成單元結(jié)構(gòu)。雖然該過(guò)程產(chǎn)生一致的單元,但是這些單元僅能夠被雕刻成淺深度且具有淺的壁節(jié)距,使得能夠容易地將滾花工具從剛才形成的單元撤出。銅是有利的,因?yàn)殂~的柔軟度和能夠采取工具的形狀的能力,這輔助形成單元。很遺憾,這些相同的屬性導(dǎo)致輥迅速磨損且容易損壞。為了彌補(bǔ)這些限制,輥接收提供一些耐久性和抗損壞性的電鑄鉻的微觀層。然而,由于滾花工具技術(shù)上的限制,鉻雕刻僅能夠在具有約500個(gè)單元/英寸的容積的圖案內(nèi)被雕刻。這可以取決于所印刷的圖案的大小而限制墨分布能力和打印質(zhì)量?jī)烧摺S捎诰W(wǎng)紋輥可以是系統(tǒng)的模塊化可互換部分,所以對(duì)特定應(yīng)用的網(wǎng)紋輥的選擇能夠指均勻印刷圖案、與可能已經(jīng)被不適當(dāng)?shù)匦纬汕铱赡鼙慌K或具有其它視覺(jué)和功能缺陷的非均勻圖案之間的差。為應(yīng)用選擇網(wǎng)紋輥的困難可能隨著將被印刷的線的尺寸的減小和/或圖案的復(fù)雜性增加而增加。
圖1是旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的圖示。在圖1中,用于測(cè)量材料的粘度的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)100包括布置在容器102內(nèi)的墨104。在一些實(shí)施例中,容器102可以包括燒杯,例如,玻璃燒杯。墨104可以包括粘合劑、光引發(fā)劑和鍍覆催化劑,并且墨104可以專門被配制用于特殊應(yīng)用和/或處理方法。如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)粘度可以指流體的內(nèi)部流動(dòng)阻力,并且粘度是基于制造系統(tǒng)構(gòu)造以及最終應(yīng)用考慮的因素,因?yàn)殄e(cuò)誤的粘度會(huì)阻礙過(guò)程或以其它方式產(chǎn)生非均勻圖案,這在過(guò)程中可能導(dǎo)致昂貴的報(bào)廢。在一實(shí)施例中,溶劑可以被用來(lái)溶解墨104中的至少另一種材料,并且在將溶劑或共溶劑添加到墨期間或之后,粘度計(jì)100可以被用來(lái)確定墨104的粘度。溶劑可以是溶解任何溶質(zhì)的任何流體(即氣體、液體)或固體,例如,異丙醇(ipa)、甲醇、乳酸乙酯、乙二醇、二氯甲烷、甲苯、乙酸。在一些實(shí)施例中,可以使用共溶劑。共溶劑可以是當(dāng)與另一種流體諸如另一種溶劑混合時(shí)能夠溶解溶質(zhì)的任何流體。
在一些實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)100包括心軸106和粘度計(jì)頭108,且包括也可以被稱為用戶接口或數(shù)字指示器的顯示器110。顯示器110可以呈現(xiàn)多種讀數(shù)(未畫出),諸如墨溫度、處理時(shí)間、成分和粘度,這些讀數(shù)中的一些或全部可以被用來(lái)調(diào)節(jié)墨的成分,直到實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)性質(zhì)的期望的范圍或目標(biāo)。粘度計(jì)頭108中的馬達(dá)或其它類似的裝置導(dǎo)致心軸106繞其軸線旋轉(zhuǎn)。另一裝置(未畫出)可以測(cè)量當(dāng)心軸106在樣品104內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)心軸106經(jīng)歷的阻力,替代地,從該裝置可以發(fā)現(xiàn)樣品104的粘度。本文所討論的墨可以指可以沉積在如在印刷中使用的表面或襯底上的任何材料,并且可以是任何狀態(tài)的液體,諸如混合物、懸浮物或膠體,而無(wú)限制。在某些情況下,墨可以指沉積在表面上的固體或液體氣溶膠。優(yōu)選地,墨包含濃度為1wt.%-20wt.%優(yōu)選地1wt.%-5wt.%的有機(jī)金屬顆粒,諸如醋酸鈀或草酸鈀。有機(jī)金屬納米顆粒在可以是丙烯酸或其它光固化/熱固化基材的粘合材料中是可溶解的;因此,相對(duì)于在印刷過(guò)程期間導(dǎo)致堵塞而言,這些顆??赡芤饟?dān)憂。傳統(tǒng)上,在墨不能適當(dāng)?shù)亓鲃?dòng)的情況下,因?yàn)檫@可能導(dǎo)致對(duì)非均勻或不完整圖案的印刷,所以顆粒大小和含量在印刷期間可能引起擔(dān)憂。因?yàn)榫W(wǎng)紋輥可能和/或包括將被印刷的圖案的柔版可能具有易于堵塞的小單元/凹槽/凹部,這些小單元/凹槽/凹部在墨的顆粒大小或含量太大/高的情況下易于堵塞,所以在使用具有小容積的網(wǎng)紋輥來(lái)印刷微觀圖案的情況下,可能引起擔(dān)憂。因此,可以選擇顆粒含量和大小來(lái)最小化這些問(wèn)題。
圖2是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的也可被稱為柔版的圖案化柔版坯。柔版230包括可以包括多條線232的圖案234。在一些實(shí)施例中,圖案化板坯可以被圖案化用于電阻性或電容性觸摸屏傳感器。在替代實(shí)施例中,圖案化板坯可以被圖案化用于rf天線(單環(huán)和多環(huán))結(jié)構(gòu)或小于25微米的微觀線將被均勻地印刷的其它應(yīng)用。為rf天線結(jié)構(gòu)印刷的結(jié)構(gòu)可以被稱為天線環(huán)路、天線陣列或天線環(huán)路陣列。在一些實(shí)例中,多于一個(gè)柔版可以被用來(lái)印刷單個(gè)圖案。在那些實(shí)例中,不同類型的墨可以被用于每個(gè)柔版,并且每個(gè)柔版將被布置在單獨(dú)的輥上以相繼地印刷圖案的不同部分。
圖形3a-3b示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的在柔版印刷中使用的精密墨計(jì)量系統(tǒng)。柔版印刷是直接高壓凸版印刷過(guò)程。柔版印刷利用柔性印刷板、或具有將墨直接轉(zhuǎn)印到將被印刷的材料的三維凸版印刷區(qū)域的無(wú)端橡膠套筒。柔版印刷可以使用用于不同類型的墨用于不同的應(yīng)用。例如,墨可以是基于水的、基于溶劑的或uv光可固化的。在一些實(shí)施例中,墨可以包含充當(dāng)鍍覆過(guò)程的催化劑的鍍覆催化劑、粘合劑、光引發(fā)劑、或顆粒,該鍍覆過(guò)程可以被用來(lái)為電子設(shè)備諸如觸摸屏中的應(yīng)用制造印刷導(dǎo)電圖案。在圖3a中,第一計(jì)量系統(tǒng)302包括可以被結(jié)合使用以在襯底316上形成圖案的轉(zhuǎn)印輥306、墨盤304、網(wǎng)紋輥308、刮片310、圖案輥314和印模輥314。在一實(shí)施例中,轉(zhuǎn)印輥306可以由自然或合成橡膠制成,且可以旋轉(zhuǎn)過(guò)在墨盤304中所包含的墨,使得轉(zhuǎn)印輥306的外表面被涂有墨。轉(zhuǎn)印輥306可能與網(wǎng)紋輥308相接觸并且相對(duì)于網(wǎng)紋輥308旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)期間網(wǎng)紋輥308與轉(zhuǎn)印輥306之間的接觸起到將墨從轉(zhuǎn)印輥306的外表面轉(zhuǎn)印到網(wǎng)紋輥308的外表面的作用。網(wǎng)紋輥308具有被小單元覆蓋的表面,所述小單元由填充有墨的壁形成,如在圖6a-6b和圖7a-7f中詳細(xì)地描述的。在一些實(shí)施例中,在網(wǎng)紋輥308的表面上可能存在過(guò)量墨,這種過(guò)量墨可以通過(guò)刮片310移除。圖案輥312可以放置在網(wǎng)紋輥308與印模輥314之間。圖案輥312的外表面可以被也可以被稱為柔版的柔性母版包裹,該柔性母版可以通過(guò)使用雙面膠帶或其它附接裝置而被附接到圖案輥312。柔性母版具有將被印刷在襯底316上的例如如圖2中所描述的雕刻圖案。網(wǎng)紋輥308抵靠圖案輥312旋轉(zhuǎn),從而將墨轉(zhuǎn)印到在圖案輥312的表面上的柔性母版。然后,在襯底316經(jīng)過(guò)圖案輥312與充當(dāng)襯底316的支撐部的印模輥314之間時(shí),柔性母版上的墨被壓印(印刷)到襯底316上。在網(wǎng)紋輥308與圖案輥312之間的壓力可以最小化,同時(shí)維持網(wǎng)紋輥308與圖案輥312之間的接觸。圖案輥312與印模輥314之間的壓力還可以被調(diào)節(jié),使得襯底316不會(huì)被過(guò)度著墨或成為扭曲的印刷圖形。
圖3b是計(jì)量系統(tǒng)的替代構(gòu)造的圖示。圖3b中的第二計(jì)量系統(tǒng)318包括墨盤320、網(wǎng)紋輥322、刮片324、母版326、印模輥328和襯底330。在該構(gòu)造中,網(wǎng)紋輥322半浸沒(méi)在由墨盤320容納的墨中,并且網(wǎng)紋輥322將來(lái)自墨盤320的墨直接轉(zhuǎn)印至母版326。網(wǎng)紋輥322具有由小單元覆蓋的表面,在網(wǎng)紋輥322滾過(guò)墨盤320時(shí),這些小單元被墨填充。在一些實(shí)施例中,在網(wǎng)紋輥322上的過(guò)量墨中的一些或全部通過(guò)刮片324移除。母版326可以布置在網(wǎng)紋輥322與印模輥328之間。母版326的外表面被柔性母版(未畫出)包裹,該柔性母版類似于圖2且可以通過(guò)使用雙面膠帶(未畫出)布置在母版326上。柔性母版上的圖案可以是將被印刷在襯底330上的圖案。在一實(shí)施例中,網(wǎng)紋輥322抵靠母版326旋轉(zhuǎn),從而將墨轉(zhuǎn)印到在母版326的表面上的柔性母版上。然后,在襯底330通過(guò)印刷輥312與充當(dāng)襯底330的支撐件的印模輥314之間時(shí),柔性母版上的墨被壓印到襯底330上。在網(wǎng)紋輥322與母版326之間的壓力可以最小化,同時(shí)維持網(wǎng)紋輥322與主板326之間的接觸。主板326與印模輥328之間的壓力可以被調(diào)節(jié),使得襯底330不會(huì)被過(guò)度著墨或成為扭曲的圖形。
應(yīng)理解,與圖3a中的系統(tǒng)相反,圖3b中的第二計(jì)量系統(tǒng)318不具有如在圖3a的第一計(jì)量系統(tǒng)302中那樣的轉(zhuǎn)印輥306。在圖3b中,墨從墨盤320直接被轉(zhuǎn)印到網(wǎng)紋輥322上。還應(yīng)理解,被壓印到襯底330的是母版326上的柔性母版的圖案,而不是被雕刻在網(wǎng)紋輥322上的圖案。在圖3a和圖3b中所示的任一種構(gòu)造中,所使用的網(wǎng)紋輥可能取決于一些因素,諸如但不限于,墨的粘度、圖案的幾何結(jié)構(gòu)、網(wǎng)紋-柔版轉(zhuǎn)印速度、柔版-襯底轉(zhuǎn)印速度和過(guò)程的速度。
圖4a-4c是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的具有不同尺寸的印刷高分辨率印刷圖案(hrp)的圖示。圖4a是來(lái)自印刷在襯底200a上的hrp的線200的圖示,剖面線204限定具有高度206的橫截面230,該高度206也可以被稱為線200的粗度。如本文中使用的粗度或高度可以指垂直于襯底的印刷平面的hrp的平均尺寸。此外,如本文中使用的術(shù)語(yǔ)可以指印刷圖案的豎直尺寸。如本文所討論的高分辨率圖案(hrp)可以指包括至少一條線并且在一些實(shí)施例中包括多條線的印刷圖案,其中每條線小于50微米寬。高分辨率導(dǎo)電圖案(hcrp)可以指已經(jīng)被鍍覆的hrp。還應(yīng)理解,術(shù)語(yǔ)hrp和hrcp在一些實(shí)例,包括本文中可以被交換地使用。因此,hrp可以是被圖案化、沉積或印刷到襯底表面上的任何導(dǎo)電或非導(dǎo)電材料。如本文所使用的,hrp的每條線在小于約50微米的襯底表面的平面中具有寬度或橫向測(cè)量。
圖4a示出具有寬度224的線200。線寬度224可能受到印刷過(guò)程中的速度、壓力和柔版構(gòu)造的組合的影響,如在圖3a和圖3b的系統(tǒng)中所描繪的。類似地,圖4b示出來(lái)自hrp的線208,其中橫截面區(qū)段212由截面線210限定并且具有也可以被稱為線208的粗度的高度214。線208也具有小于圖4a中的寬度224的寬度226。圖4c是來(lái)自hrp的具有橫截面220的線216,該橫截面220由具有寬度228和高度222的截面線218限定,高度222也可以被稱為線216的粗度。寬度228和粗度222兩者都可能影響在過(guò)程中所使用的墨的類型以及在印刷圖案之后所執(zhí)行的固化的類型。如圖4a-4c中所示的各種寬度可能是適當(dāng)?shù)?,這取決于圖案的最終應(yīng)用,也就是,成品最終將被使用的場(chǎng)合。
在一些實(shí)施例中,具有例如1微米–25微米的較小的線寬度的圖案可以通過(guò)使用以具有小bcm容積的網(wǎng)紋輥用較高粘度的墨均勻地印刷。墨可以包括濃度為從1wt.%至20wt.%的有機(jī)金屬化合物,其中,墨從墨源被0.7bcm的網(wǎng)紋輥轉(zhuǎn)印。在一個(gè)實(shí)例中,用來(lái)印刷圖4a中的線200的墨的粘度可以比用來(lái)印刷圖3c中的線216的粘度低。在另一個(gè)實(shí)例中,具有比用來(lái)印刷圖3c中的線216的bcm高的bcm的網(wǎng)紋輥可以已經(jīng)被用來(lái)印刷圖4a中的線200。在一些實(shí)施例中,0.7bcm網(wǎng)紋輥可以被用來(lái)以包括在1000-3000cps之間的粘度的墨印刷從1微米-20微米寬的線。在該實(shí)施例中,線速度可以是50英尺/分鐘。這與通過(guò)使用具有750cps以下粘度的墨、使用1.5bcm網(wǎng)紋輥以50英尺/分鐘印刷例如30微米-65微米寬的較粗的線形成對(duì)照。墨粘度、期望線寬度和網(wǎng)紋輥的容積的組合可以被用來(lái)產(chǎn)生對(duì)于不同的線寬度的均勻的圖案。在一個(gè)實(shí)例中,網(wǎng)紋輥可以從墨盤拾取墨的體積x且將該體積的1/2轉(zhuǎn)印至柔版,柔版可將1/2x的1/2(即,1/4x,其中,x為從墨盤拾取的初始體積)轉(zhuǎn)印至襯底。因此,當(dāng)確定過(guò)程參數(shù)和包括使用哪種網(wǎng)紋輥或帶狀網(wǎng)紋輥的系統(tǒng)構(gòu)造時(shí),可以考慮襯底上的最終期望墨厚度。
圖5是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的高分辨率導(dǎo)電圖案的制造方法的圖示。圖9是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的高分辨率導(dǎo)電圖案的制造方法的流程圖。圖5示出用來(lái)制造包括微觀圖案的接觸傳感器或另一種產(chǎn)品的方法500。襯底,例如,細(xì)長(zhǎng)的柔性膜602被放置在將被印刷的放卷輥502上,該膜在本文中被稱為襯底。透明襯底諸如pet(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯和聚碳酸酯可以被用作襯底602。替代地,襯底602可以是紙、玻璃、金屬膜或金屬箔。襯底602的厚度可以小到足以避免在接觸傳感器或天線的撓曲期間產(chǎn)生過(guò)多的應(yīng)力。此外,應(yīng)注意的是,膜可以提高光學(xué)透射率。另一方面,襯底602的厚度不應(yīng)太小以在制造過(guò)程期間免危害該層的連續(xù)性或其材料性質(zhì)。優(yōu)選地,厚度在1微米與1毫米之間的襯底602可能是適當(dāng)?shù)摹?/p>
轉(zhuǎn)向圖9,包括如由將被印刷的至少一個(gè)圖案的幾何結(jié)構(gòu)、尺寸和復(fù)雜性確定的運(yùn)行速度、墨粘度和墨類型的多個(gè)過(guò)程參數(shù)被用來(lái)調(diào)節(jié)包括網(wǎng)紋輥的選擇的系統(tǒng)構(gòu)造??梢葬槍?duì)網(wǎng)紋輥的容積、幾何結(jié)構(gòu)、或兩者來(lái)選擇網(wǎng)紋輥。此外,網(wǎng)紋輥可以是可以被稱為帶狀輥或帶狀網(wǎng)紋輥的幾何形狀和大小的組合體。一旦選定用于在制造過(guò)程中使用的網(wǎng)紋輥或帶狀網(wǎng)紋輥,就回到方法500,襯底602例如經(jīng)由任何已知的輥到輥處理方法從放卷輥502被轉(zhuǎn)印以便在第一清潔工位504處在第一清潔處在塊806處被清潔。在一些實(shí)施例中,在塊806處的清潔可以包括一個(gè)或多個(gè)清潔工位。由于輥到輥過(guò)程涉及柔性材料,所以部件的排列可能是復(fù)雜的。因?yàn)橐r底上的一個(gè)或多個(gè)印刷圖案的最終排列和位置,所以襯底相對(duì)于內(nèi)聯(lián)式過(guò)程的排列可能要緊。在一個(gè)實(shí)施例中,定位纜繩506被用來(lái)維持部件的適當(dāng)?shù)呐帕?,在其它?shí)施例中,任何已知的裝置可以被用于該目的。在一些實(shí)施例中,在清潔工位504處在塊806處的第一清潔包括被用來(lái)移除雜質(zhì)諸如油類或油脂的高電場(chǎng)臭氧發(fā)生器。
在一些實(shí)施例中,襯底602可能在第二清潔工位508處在塊806處經(jīng)歷第二清潔。第二清潔工位508可以包括卷材清潔器。卷材清潔器是任何在卷材制造中用來(lái)從卷材或襯底移除顆粒的裝置。在塊806處的這些清潔階段之后,在塊808處,第一圖案能夠在第一印刷工位510處被印刷在襯底602的第一側(cè)上。第一圖案可以包括多條線,其中每條線的寬度從1微米至25微米。微觀圖案借助于使用可以具有粘度在200cps與2000cps之間的粘度的uv可固化墨通過(guò)在第一印刷工位510處的第一母版(柔版)被壓印。印刷工位可以被構(gòu)造為如圖3a和圖3b中所示。此外,微觀圖案可以包括具有在1微米至35微米之間的寬度的線。在一實(shí)施例中,多個(gè)輥可以被用來(lái)印刷圖案(未畫出),并且所述多個(gè)輥可以使用不同的墨、類似的墨或相同的墨。因?yàn)閳D案可包括具有不同粗度的多條線,所以所使用的墨的類型取決于圖案的結(jié)構(gòu)的幾何結(jié)構(gòu)和復(fù)雜性、連接結(jié)構(gòu)、連接結(jié)構(gòu)的幾何形狀和橫截面的幾何形狀。另外,可以根據(jù)印刷的圖案的幾何結(jié)構(gòu)、網(wǎng)紋-柔版轉(zhuǎn)印速率、柔版-襯底轉(zhuǎn)印速率、柔版的表面能和襯底的表面能來(lái)選擇如圖3a和圖3b中討論的網(wǎng)紋輥。
傳統(tǒng)上,在制造之前,帶狀輥諸如圖8中的帶狀輥可以被用來(lái)測(cè)試下文討論的在第一印刷工位510處的第一母版以及在第二印刷工位526處第二母版,使得正確的網(wǎng)紋輥被選定。帶狀輥可以被用來(lái)確定多種體積和/或幾何形狀轉(zhuǎn)印墨如何印刷特定圖案或具有某一寬度和/或厚度或?qū)挾然蚝穸确秶亩鄺l線。傳統(tǒng)上,該帶狀輥用于測(cè)試目的以確定哪個(gè)或哪些網(wǎng)紋輥適合于特定應(yīng)用或圖案幾何形狀。然而,并且如本文所討論的,如圖8所示的帶狀輥在制造中可以被用來(lái)轉(zhuǎn)印墨,也就是,作為制造過(guò)程的部分。帶狀輥可以包括在將最佳地適合應(yīng)用和/或系統(tǒng)的一個(gè)輥上的容積和/或幾何形狀的組合。在一實(shí)施例中,帶狀輥可以被用來(lái)轉(zhuǎn)印墨以印刷可能包括寬范圍的線寬度、復(fù)雜的過(guò)渡部或這些的組合和其它結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。下面詳細(xì)地討論這一點(diǎn)??梢曰谶^(guò)程速度、網(wǎng)紋-柔版轉(zhuǎn)印速率、柔版-襯底轉(zhuǎn)印速率、柔版的表面能和襯底的表面能來(lái)選定墨成分。應(yīng)理解,在一些實(shí)施例中,僅一個(gè)印刷過(guò)程可以被用來(lái)印刷單環(huán)路或多環(huán)路天線結(jié)構(gòu)(未畫出)。在替代實(shí)施例中,布置在多個(gè)輥上的多個(gè)柔版可以被用來(lái)印刷襯底的一側(cè)或兩側(cè)。這可以是例如因?yàn)椴煌哪挥脕?lái)印刷一個(gè)或多個(gè)圖案的結(jié)構(gòu)。
在第一印刷工位510處被轉(zhuǎn)印至襯底602的墨量可以由高精度計(jì)量系統(tǒng)512來(lái)調(diào)節(jié),該高精度計(jì)量系統(tǒng)512可以包括例如圖3a和圖3b中所示的構(gòu)造的各種構(gòu)造。機(jī)器的速度可以從20英寸每分鐘(fpm)至750fpm變化,而50fpm至200fpm可以適合于一些應(yīng)用。墨可以包含鍍覆催化劑。繼第一印刷過(guò)程之后可以是在塊812處固化,固化可以包括一個(gè)或多個(gè)固化工位。第一固化可以包括在第一固化工位514處以從約0.5mw/cm2至約50mw/cm2的目標(biāo)強(qiáng)度和從約280nm至約600nm的波長(zhǎng)的紫外光固化。此外,固化812可以包括在第二固化工位516處的爐加熱固化,該爐加熱固化在約20℃至約85℃的溫度范圍內(nèi)施加熱。繼在塊812處的固化之后,襯底602可以暴露于在鍍覆工位520處的無(wú)電鍍覆。在該步驟中,一層導(dǎo)電材料通過(guò)例如無(wú)電鍍覆814而被沉積在微觀圖案上。這可以通過(guò)將在第一印刷工位510處印刷的第一圖案浸沒(méi)到鍍覆工位520中來(lái)完成,所述第一圖案可以是包括在襯底602的第一側(cè)上的多條線的微觀圖案。
鍍覆工位520可以包括包含溫度范圍在20℃與90℃之間在一些實(shí)施例中施加80℃的液態(tài)銅的槽。替代地,導(dǎo)電材料可以包括銀(ag)、金(au)、鎳(ni)、錫(sn)、和鈀(pd)、鋁(al)、鋅(zn)中的至少一個(gè)或其組合。沉積速率可以是約10納米每分鐘(nm/min),并且鍍覆工位520可以將導(dǎo)電材料沉積至約0.001微米至約100微米的厚度,這取決于卷材的速度并且根據(jù)應(yīng)用。該無(wú)電鍍覆過(guò)程不需要施加電流,并且它僅鍍覆包含鍍覆催化劑的圖案區(qū)域,這些鍍覆催化劑在固化過(guò)程期間通過(guò)曝光于uv輻射而被預(yù)先活化。在塊814處的鍍覆可以是無(wú)電鍍覆工位520且可以包括鍍覆槽,該鍍覆槽可以包括可以促進(jìn)在塊814處的鍍覆過(guò)程的強(qiáng)還原劑,諸如氫硼化物或次磷酸鹽。由于不存在電場(chǎng),所以與電鍍相比,因無(wú)電鍍覆產(chǎn)生的鍍覆厚度可以更均勻。雖然無(wú)電鍍覆可能比電解鍍覆更耗時(shí),但是無(wú)電鍍覆可以更好地適合于具有復(fù)雜幾何形狀和/或許多細(xì)微特征的部分,諸如在高分辨率導(dǎo)電圖案中可能存在的那些部分。在鍍覆工位520處的無(wú)電鍍覆之后,可以在清潔工位522處在塊816處清潔襯底602。襯底602可以通過(guò)浸沒(méi)到包含在室溫下的水的清潔槽中。然后,通過(guò)施加在室溫下的空氣,可以在干燥工位524處在塊818處對(duì)襯底602進(jìn)行干燥。在另一個(gè)實(shí)施例中,襯底可以在塊820處例如在干燥步驟之后噴涂的圖案中被鈍化,以防止在導(dǎo)電材料與水或水分之間的任何危險(xiǎn)或非期望的化學(xué)反應(yīng)。
在一實(shí)施例中,第二圖案可以在第二印刷工位526處通過(guò)第二母版在塊810處使用可以具有200cps與2000cps之間的粘度的uv可固化的墨來(lái)印刷。應(yīng)理解,印刷工位510和526可以包括在一個(gè)或多個(gè)輥上的一個(gè)或多個(gè)主板(也被稱為柔版)。還應(yīng)理解,基于第一或第二印刷圖案的幾何結(jié)構(gòu)和復(fù)雜性,可以在每個(gè)輥上使用不同的墨,并且可以采用不同的輥。優(yōu)選地,同時(shí)印刷第一圖案和第二圖案,在替代實(shí)施例中,可以相繼地印刷這些圖案。在印刷工位526處被轉(zhuǎn)印到襯底602的墨量可以通過(guò)高精度計(jì)量系統(tǒng)528來(lái)調(diào)節(jié),且該墨量可以取決于過(guò)程的速度、墨成分和圖案形狀及尺寸。繼第二印刷過(guò)程之后,襯底602可以在第三固化工位530處在塊810b處通過(guò)使用具有從約0.5mw/cm2至20mw/cm2的強(qiáng)度的紫外光而被固化。應(yīng)理解,在一些實(shí)施例中,當(dāng)?shù)谝粓D案和第二圖案同時(shí)地或相繼地被印刷時(shí),這兩個(gè)圖案可以同時(shí)被固化。第三固化工位530后面可以跟隨另一個(gè)固化,例如,在干燥工位532處在塊810a處在20℃與150℃之間的溫度下的爐干燥。隨后,襯底602可以在第二鍍覆工位534a處經(jīng)歷類似于在鍍覆工位520處的無(wú)電鍍覆的鍍覆814,并且襯底602在第二清潔在清潔工位534處通過(guò)使用已知傳統(tǒng)清潔技術(shù)經(jīng)歷第二清潔,然后襯底602可以通過(guò)使用在室溫下的空氣在干燥工位536處而被干燥。
在一些實(shí)施例中,第二圖案印刷在襯底602的與第一圖案相反的一側(cè)上。在其它實(shí)施例中,第二圖案印刷在襯底602的同一(第一)側(cè)上且與第一圖案相鄰,并且在還有其它實(shí)施例中,第二圖案印刷在與襯底602不同的膜上。在后兩個(gè)實(shí)施例中,圖案在印刷之后被組裝,且還可以在鍍覆之后被組裝。優(yōu)選地,在任何實(shí)施例中,印刷和鍍覆過(guò)程并行地而不是相繼地執(zhí)行,也就是,兩個(gè)圖案在組裝之前都不必等待另一個(gè)圖案被印刷和被鍍覆,因?yàn)閮蓚€(gè)圖案在一個(gè)襯底的同一側(cè)上,兩者圖案已經(jīng)被內(nèi)聯(lián)式組裝,或兩個(gè)圖案在約同一時(shí)間被鍍覆并且準(zhǔn)備組裝并且從過(guò)程中出來(lái)。
圖6a是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的網(wǎng)紋輥上的雕刻圖案的一區(qū)段的等軸測(cè)圖的圖示。網(wǎng)紋輥區(qū)段600包括由具有深度604的多個(gè)壁614形成的多個(gè)六邊形形狀的單元,該多個(gè)壁614被布置成形成多個(gè)井606,所述井606也可以被稱為凹部或單元。凹部可以指對(duì)象中的空區(qū)域,或指對(duì)象的表面的平面中的凹痕或淺凹。在一些實(shí)施例中,凹部可以是在對(duì)象的第一平行面的下方或后方偏移的第二表面。在一些實(shí)施例中,單元可以是四個(gè)側(cè)面的、三角形的、圓形的、螺旋斜紋的、細(xì)長(zhǎng)單元或其組合。網(wǎng)紋輥可以由輥能夠承載的容積來(lái)限定,該容積可以被稱為十億立方微米每平方英寸(bcm),除了或作為是指沿著雕刻角度測(cè)定的每線性英寸單元的數(shù)量的每英寸線數(shù)(lpi)的替代。
圖6b是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的雕刻網(wǎng)紋輥的等軸測(cè)圖。在柔版印刷過(guò)程中,網(wǎng)紋輥608拾起可控量的墨(例如,從墨盤或通過(guò)與涂有墨的輥相接觸)并將它轉(zhuǎn)印到母版。因此,網(wǎng)紋輥圖案不是印刷在襯底上,而是充當(dāng)轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu)以將墨從墨源轉(zhuǎn)印至將該圖案(定位在柔版上)印刷在襯底上的柔版。網(wǎng)紋輥可以用實(shí)心部件機(jī)加工以形成第一端件610a和第二端件610b以及環(huán)繞在端件610a與端件610b之間的表面周向布置的多個(gè)小袋狀部或單元606。在替代實(shí)施例中,輥608由多個(gè)部件制造,并且端件610a和端件6106b實(shí)際上是已經(jīng)以熱方式、機(jī)械方式或熱機(jī)械方式裝配到包含多個(gè)單元606的第三部分的端帽。所述多個(gè)單元606承載將被施加到母版的墨、粘合劑或涂層材料,并且因此,這些單元的幾何結(jié)構(gòu)能夠被挑選為使得在轉(zhuǎn)印到母版之前輥610能夠精確地計(jì)量各種液體。所述多個(gè)單元606的大小確定每個(gè)單元將承載多個(gè)液體。在一實(shí)施例中,所述多個(gè)單元在形狀和大小上是一致的。在另一個(gè)實(shí)施例中,所述多個(gè)單元包括如下文在圖7a-7f中所討論的多種幾何形狀。當(dāng)網(wǎng)紋輥608與母版的表面相接觸時(shí),這可以使網(wǎng)紋輥608上升,該液體從單元被轉(zhuǎn)印至母版的表面。根據(jù)各實(shí)施例,網(wǎng)紋輥被雕刻到不同的直徑、深度和單元放置角度以適應(yīng)柔版印刷中寬范圍的計(jì)量需要。單元容積、雕刻角度和線計(jì)數(shù)可以限定轉(zhuǎn)印的墨的數(shù)量以及墨被輸送至襯底的精確度和均勻度。
雕刻角度或圖案是指在后續(xù)雕刻行中單元的取向,如參照輥的水平軸線(例如,圖2所示的軸線612)。雕刻角度還可以確定單元的形狀。對(duì)于激光雕刻輥,激光雕刻在極端高頻率下和微觀水平上發(fā)生。因此,通過(guò)肉眼看到給定的能量爆發(fā)或看到因爆發(fā)能產(chǎn)生的單元可能是困難的。45°圖案呈現(xiàn)菱形形狀,而30°或60°圖案產(chǎn)生六邊形形狀的單元。如果雕刻行足夠近,則單元重疊以完全排除對(duì)角單元壁,因此形成通常被稱為螺旋斜紋的雕刻的一系列成角度凹槽。線計(jì)數(shù)(每英寸線數(shù)或線每英寸)是指的如沿著雕刻角度測(cè)量每線性英寸的單元數(shù)目,或其中單元以最近的方式相互對(duì)齊。也就是,越高的lpi在給定的表面面積中提供越大數(shù)目的單元和越小的單元直徑。隨著lpi增加,在旋轉(zhuǎn)方向和橫向方向兩者上單元的集中度也增加。使lpi加倍有效地使在輥表面的每平方英寸中單元的數(shù)目成為四倍。隨著lpi增加,越小的墨微滴可以以越靠近在一起的方式隔開(kāi)到板表面上。因此,較小的墨微滴比較大的微滴趨向于迅速地干燥且產(chǎn)生光滑的固體。在較高lpi下增加的單元數(shù)目為墨提供光滑的過(guò)渡。換言之,具有較高lpi的網(wǎng)紋輥提供較佳的墨傳輸速率。
圖7a–7f是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的雕刻網(wǎng)紋輥圖案的各種幾何形狀的圖示。圖7a是具有30°雕刻的雕刻六邊形圖案的實(shí)施例的圖示。30°圖案具有六邊形單元,其中開(kāi)口712的最寬部分沿著輥的水平軸線(例如,圖6b中所示的軸線202)被取向。圖7a所示的圖案是可以結(jié)合uv可固化墨使用的通用目的圖案。
圖7b是具有60°雕刻的雕刻圖案的實(shí)施例的圖示。60°圖案看起來(lái)類似于30°圖案,但是其中單元開(kāi)口的最寬部分沿著輥的旋轉(zhuǎn)軸線(例如,與圖6b中所示的軸線202正交)被取向。由于單元較緊密地被填塞的事實(shí),與45°圖案相比,60°圖案提供多出約15%的單元每平方英寸。這些附加單元使得能夠?qū)⒛鶆虻胤植嫉侥赴?。隨著網(wǎng)紋輥旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)刮片,60°圖案在頂部702和底部704處具有角部,這可以允許刮片以較少的圍困空氣填充單元。
圖7c是具有45°雕刻的雕刻圖案的實(shí)施例的圖示。45°圖案具有多個(gè)菱形形狀的單元306,其中這些單元的最寬的部分708沿著輥的旋轉(zhuǎn)軸線(例如,與圖6b中所示的并且還有圖7c中表示的軸線202正交)被取向。該圖案提供良好的墨釋放,但是為了精細(xì)分布,圖3a和圖3b中的30°或60°圖案可以是優(yōu)選的。
圖7d是具有多個(gè)隨機(jī)放置的圓形單元的雕刻圖案的實(shí)施例的圖示。隨機(jī)圖案將這些單元相對(duì)于隨后續(xù)雕刻行沒(méi)有具體取向地放置。在彩色印刷中,隨機(jī)模式可以是優(yōu)選的,因?yàn)閺膯卧胖门c網(wǎng)屏角度之間的排列來(lái)看,隨機(jī)模式可能對(duì)莫爾圖案(moirépattern)不太敏感。然而,隨機(jī)模式具有多個(gè)單元,該多個(gè)單元具有不同的直徑和不一致的位置,這可能導(dǎo)致在墨到母版輥隨后到襯底上的轉(zhuǎn)印方面的不協(xié)調(diào)并且可能影響印刷圖案的質(zhì)量。
圖7e是具有開(kāi)槽雕刻圖案的雕刻圖案的實(shí)施例的圖示。多個(gè)開(kāi)槽單元具有沿著輥710的旋轉(zhuǎn)軸線(例如,與圖6a中所示的以及在圖7e中所表示的軸線202正交)的伸長(zhǎng)的開(kāi)口,這允許粘性墨、金屬顆粒和粘合劑較容易的釋放。
圖7f是具有螺旋斜紋雕刻圖案的雕刻圖案的實(shí)施例的圖示。螺旋斜紋雕刻將這些單元放置成在可與軸線202成20-70度的角度的輥表面中形成對(duì)角凹槽。優(yōu)選地,具有該幾何結(jié)構(gòu)的雕刻被用于粘合劑的應(yīng)用。可以使用粘合劑例如來(lái)裝配第一和第二襯底,或第一襯底的兩個(gè)部分。
除了網(wǎng)紋輥的容積之外,如相對(duì)于圖6a、圖6b和圖7a-7f所討論的,網(wǎng)紋輥可具有在其表面上雕刻的不同幾何形狀和大小的圖案。能夠基于期望的過(guò)程速度、墨粘度、柔板和襯底的表面能、從網(wǎng)紋輥轉(zhuǎn)印到柔版的和從柔版轉(zhuǎn)印到襯底的墨量來(lái)計(jì)算最佳網(wǎng)紋輥的lpi和bcm與最終線寬度之間的關(guān)系,并且在柔版上具有設(shè)定的起始線寬度。在lpi、bcm、墨粘度和印刷條件的組合的情況下,可以實(shí)現(xiàn)具有小于10微米的寬度的線。
在一些實(shí)施例中,具有大于1500lpi的lpi和小于0.7bcm的bcm的網(wǎng)紋輥可以定制制造以便在小于10微米寬的印刷線中使用。應(yīng)理解,使用具有較高lpi和較低bcm的網(wǎng)紋輥可經(jīng)歷像單元接近更小的尺寸的情況那樣的堵塞。然而,這些輥可以與較高粘度墨,例如,具有從400cps至20000cps粘度的墨,并且被優(yōu)化的印模條件一起使用,使得更細(xì)的線(<10微米寬的)能夠正確地(均勻地)被印刷。
圖8是根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的帶狀輥的圖示。帶狀輥800是以具有不同的圖案、網(wǎng)線數(shù)(linescreens)和容積的多個(gè)區(qū)段,例如,區(qū)段a-f,雕刻的單個(gè)網(wǎng)紋輥。在圖8中,區(qū)段a是1500lpi、0.7bcm區(qū)段,區(qū)段b是900lpi、1.6bcm區(qū)段,區(qū)段c是800lpi、1.9bcm區(qū)段,區(qū)段d是700lpi、2.2bcm區(qū)段,區(qū)段e是600lpi、2.6bcm區(qū)段,并且區(qū)段f為500lpi、2.9bcm區(qū)段。應(yīng)理解,區(qū)段a–f中的反映的底紋僅是旨在反映帶之間的lpi和bcm上的差別的圖示,并不是每個(gè)區(qū)段看起來(lái)的實(shí)際圖像。帶狀輥可以被用作測(cè)試輥以識(shí)別具體的工作所需的網(wǎng)紋輥的類型。在該實(shí)例中,在類似于圖1a或圖1b的墨計(jì)量系統(tǒng)中,具有不同粘度和成分的具體墨或一系列墨可以與帶狀輥400一起使用,以將圖案印刷在襯底或一系列襯底上?;谠撚∷y(cè)試的結(jié)果,可以選擇一個(gè)或多個(gè)正確尺寸的輥用于與具體墨一起使用以印刷具有具體幾何結(jié)構(gòu)、線尺寸或線尺寸范圍的圖案。
傳統(tǒng)上,帶狀輥可以被用來(lái)測(cè)試具有不同粘度和成分的墨如何被轉(zhuǎn)印到襯底上,并且具有小于25微米的寬度的線不能以可靠的均勻度被印刷。在該測(cè)試之后,網(wǎng)紋輥可以被選擇用于特定應(yīng)用。然而,在本公開(kāi)的實(shí)施例中,帶狀輥用于流水線生產(chǎn)。帶狀輥可以被定做并且包括多個(gè)區(qū)段,其中至少兩區(qū)段在(1)單元幾何結(jié)構(gòu)或(2)容積中的至少一項(xiàng)上不同。在一個(gè)實(shí)例中,在流水線生產(chǎn)中,使用具有0.7bcm和1.5bcm的輥來(lái)印刷用于電阻或電容性觸控屏傳感器的圖案。在一實(shí)施例中,帶狀網(wǎng)紋輥可以是用于網(wǎng)格中的一旦印刷和鍍覆襯底被裝配就形成圖案的線的0.7bcm(<25微米)、和在觸控面板中寬度能夠是50–100微米的遮光板區(qū)域(連接塊區(qū)域)的1.5bcm區(qū)域的組合。在替代實(shí)施例中,網(wǎng)紋容積和幾何形狀的各種構(gòu)造可以結(jié)合墨,優(yōu)選地具有大于1000cps的粘度的墨使用,以印刷包括多條線的圖案,其中每條線的寬度在1微米-25微米之間。應(yīng)理解,該方法不僅能夠適用于觸摸屏傳感器的部件,而且還適用于rd天線以及均勻的微觀圖案是結(jié)構(gòu)的部件的其它應(yīng)用。
本文所描述的制造方法為可用于hrp的柔版印刷的許多構(gòu)造中的僅一個(gè),因?yàn)槿绱?,本文提供的方法和值可以適用于其它構(gòu)造。另外,當(dāng)印刷小至1微米寬的其它尺寸的圖案時(shí),本文公開(kāi)的粘度值可以是有用的。
雖然已經(jīng)示出并且描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,但是在不脫離的本發(fā)明的精神和教導(dǎo)的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以做出對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的變型。本文所描述的實(shí)施例和所提供的實(shí)例僅僅是示例性的并且不旨在為限制性的。本文所公開(kāi)發(fā)明的許多變體和變型是可能的并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。對(duì)應(yīng)地,保護(hù)范圍并不受到上文闡述的說(shuō)明書(shū)的限制,而是僅受到所附權(quán)利要求的限制,并且該范圍包括權(quán)利要求的主題的所有等價(jià)物。為了進(jìn)一步示出本發(fā)明的各種說(shuō)明性實(shí)施例,提供以上實(shí)例。