利用輥對輥法將傳導(dǎo)性微觀圖案印刷到柔性絕緣基材上而制造電容式觸摸傳感器電路的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了互電容式觸摸傳感器電路被用在制造顯示器中，所述顯示器包括諸如LED、LCD、等離子體、3D的觸摸屏顯示器和用在計算以及固定式和便攜式電子設(shè)備中的其它顯示器。例如，在輥對輥操作系統(tǒng)中可以使用膠版印刷法，以便在基材例如柔性絕緣基材上印刷幾何圖案。隨后可以采用傳導(dǎo)性材料通過例如無電鍍法來涂敷這些圖案。
【專利說明】利用輥對輥法將傳導(dǎo)性微觀圖案印刷到柔性絕緣基材上而制造電容式觸摸傳感器電路的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有于2011年10月25日提交的美國臨時專利申請N0.61/551，071的優(yōu)先權(quán)(Attorney Docket N0.2911-02200);其通過參照并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003]觸摸屏為視覺顯示器，具有可以被配置為檢測存在例如由手指、手或指示筆進行的觸摸及觸摸位置的區(qū)域。在電視、計算機、移動計算裝置以及游戲控制臺中可發(fā)現(xiàn)觸摸屏。觸摸屏可允許使用者直接通過顯示器起作用，無需諸如鼠標(biāo)、跟蹤板或中間電子設(shè)備的外圍設(shè)備。存在各種可用的觸摸屏技術(shù)，包括電阻式的、表面聲波式的、電容式的、互電容式的、表面電容式的、投射電容式的、紅外的和光學(xué)的成像。這些技術(shù)可用在包括LCD、LED、等離子體、觸摸屏和3D的顯示器中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文公開的是通過膠版印刷生產(chǎn)互電容式觸摸傳感器的方法，包括:清潔絕緣基材；在絕緣基材的第一側(cè)上印刷第一圖案，其中利用第一母板印刷所述第一圖案并且固化所述被印刷的絕緣基材。實施方案還包括在絕緣基材的第二側(cè)上印刷第二圖案，其中利用第二母板印刷所述第二圖案。
[0005]在另外的實施方案中，公開了生產(chǎn)包括絕緣基材的互電容式觸摸傳感器的方法:通過膠版印刷法利用至少第一母板和第一油墨在絕緣基材的第一側(cè)上印刷第一圖案；并且固化所述被印刷的絕緣基材。實施方案還包括通過膠版印刷法利用至少第二母板和第二油墨在絕緣基材的第二側(cè)上印刷第二圖案，其中利用第二母板和第二油墨印刷所述第二圖案；在印刷所述第二圖案之后固化所述被印刷的絕緣基材；并且通過無電鍍法將傳導(dǎo)性材料沉積到第一圖案化的表面和第二圖案化的表面上。
[0006]在一個供選的實施方案中，通過膠版印刷生產(chǎn)互電容式觸摸傳感器的方法包括:通過第一印刷模塊在絕緣基材的第一側(cè)上印刷第一圖案；固化所述被印刷的絕緣基材；通過無電鍍法在第一圖案化的表面上沉積傳導(dǎo)性材料。該實施方案還包括通過第二印刷模塊在絕緣基材的第二側(cè)上印刷第二圖案；在印刷第二圖案之后固化所述被印刷的絕緣基材；通過無電鍍法在第二微結(jié)構(gòu)圖案上沉積傳導(dǎo)性材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]現(xiàn)在將參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的示例性實施方案，其中:
[0008]圖1A-1C為柔性母板的實施方案。
[0009]圖2A-2B為被印刷的電路的頂視圖。
[0010]圖3為用于在柔性絕緣基材上制作傳導(dǎo)性微觀圖案的系統(tǒng)的一個實施方案。
[0011]圖4A-4B為計量印刷過程的實施方案。[0012]圖5A-5B為電容式觸摸傳感器的一個實施方案的等角透視圖和橫截面圖。
[0013]圖6為印刷在薄柔性透明基材上的電路的一個實施方案的頂視圖。
[0014]圖7為制造互電容式觸摸傳感器的方法的一個實施方案。
【具體實施方式】
[0015]以下討論涉及本發(fā)明的各種實施方案。盡管這些實施方案中的一個或多個可以是優(yōu)選的，但所公開的實施方案不應(yīng)當(dāng)被解釋為或者作為對包括權(quán)利要求書的本文范圍的限制。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解以下描述具有廣義的應(yīng)用，并且對任何實施方案的討論僅僅意味著是對該實施方案的舉例說明，并非希望宣布包括權(quán)利要求書的本文范圍被局限于該實施方案。
[0016]這里公開的是例如通過輥對輥制造方法制作互電容式柔性觸摸傳感器(FTS)電路的系統(tǒng)和方法的實施方案。利用所選設(shè)計的熱成像可以制作多個母板，以便在基材上印刷高分辨率的傳導(dǎo)線。可以利用第一輥在基材的第一側(cè)上印刷第一圖案，并且可以利用第二輥在基材的第二側(cè)上印刷第二圖案。在鍍敷過程中可以使用無電鍍。盡管無電鍍可能比其它方法更費時間，但它對于小的復(fù)雜的或者難懂的幾何結(jié)構(gòu)可能是更好的。FTS可以包括多個與絕緣層連通的薄柔性電極。包括電引線的伸長尾部可以被連接到電極，并且可以具有與引線電連接的電連接器。輥對輥過程是指如下事實:柔性基材被加載到也可以被稱為開卷輥的第一輥上，以便將柔性基材供給到在那里進行制造過程的系統(tǒng)內(nèi)，并且隨后被卸載到也可以被稱為卷繞輥的第二輥上，此時該過程結(jié)束。
[0017]可以利用經(jīng)由已知的輥對輥處理方法傳輸?shù)谋∪嵝曰闹圃煊|摸傳感器?；谋粋鬏?shù)娇梢园ㄖT如等離子體清潔、彈性提清潔、超聲波清潔過程等過程的清洗系統(tǒng)內(nèi)。清洗周期之后可以是在物理或化學(xué)氣相沉積真空室內(nèi)的薄膜沉積。在薄膜沉積步驟中，該步驟可以被稱為印刷或者壓花步驟，透明的傳導(dǎo)性材料諸如氧化錫銦(ITO)被沉積到基材的至少一個表面上。在一些實施方案中，用于傳導(dǎo)線的適當(dāng)材料可以包括銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鎳(Ni)、錫(Sn)、鈀(Pd)以及這些金屬的合金。根據(jù)用于電路的材料的電阻系數(shù)，可以具有不同的響應(yīng)時間和能量需求。每平方米傳導(dǎo)性材料的沉積層可以具有0.005微歐姆至500歐姆范圍內(nèi)的電阻，IOOnm至>10微米的物理厚度，以及I _ 50微米或更大寬度。在一些實施方案中，被印刷的基材可以具有通過噴涂或濕式化學(xué)沉積而施加的防炫光涂層或者擴散表面涂層?；目梢酝ㄟ^例如紅外加熱器、紫外加熱器、對流加熱器等加熱而固化。該過程可以被重復(fù)，并且可能需要層壓、蝕刻、印刷和裝配等若干個步驟以完成制作觸摸傳感器電路。
[0018]印刷的圖案可以是包括多條線的高分辨率傳導(dǎo)性圖案。在一些實施方案中，這些線可以是微觀尺寸的。隨著線尺寸減小以及圖案幾何結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性增加，印刷圖案的難度可能增加。用于印刷具有各種尺寸和幾何結(jié)構(gòu)的零件的油墨也可以改變，一些油墨成分可能更適合于較大的簡單零件，并且一些更適合于較小的更復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。
[0019]在一個實施方案中可以具有多個用于形成圖案的印刷位置。這些位置可能受限于能夠在網(wǎng)紋輥上被傳輸?shù)挠湍牧?。在一些實施方案中可能存在印刷某些零件的專用位置，所述零件可能穿梭于多個生產(chǎn)線或應(yīng)用，對于每一個印刷作業(yè)，這些專用位置在一些情況下可以使用相同的油墨，或者可以是若干個產(chǎn)品或生產(chǎn)線所共有的標(biāo)準(zhǔn)零件，能夠隨后連續(xù)地移動，無需在輥外改變。在傳輸過程中使用的網(wǎng)紋輥的單元容量，在一些實施方案中可以從0.5-30BCM(十億立方微米)改變，并且在其它實施方案中從9-20BCM改變，可以取決于被傳輸?shù)挠湍愋?。用于印刷全部或部分圖案的油墨的類型可以取決于若干個因素，包括線的橫截面形狀、線厚度、線寬度、線長度、線連通性以及整體圖案幾何結(jié)構(gòu)。除印刷過程之外，在印刷的基材上可以進行至少一個固化過程，以實現(xiàn)預(yù)期的零件高度。
[0020]形成母板
[0021]膠版印刷為卷筒式輪轉(zhuǎn)式凸版印刷的一種形式，在那里例如采用雙面膠將凸版安裝到印刷滾筒上。這些凸版也可以被稱為母板或柔性印刷板，可以結(jié)合快速干燥的低粘性溶劑以及從網(wǎng)紋輥或其它兩個輥式噴墨系統(tǒng)供給的油墨一起使用。網(wǎng)紋輥可以是用于將標(biāo)準(zhǔn)量的油墨提供至印刷板的滾筒。油墨可以是例如水基的或者紫外線可固化的油墨。在一個實例中，第一輥將油墨從油墨盤或計量系統(tǒng)傳輸?shù)接嬃枯伝蚓W(wǎng)紋輥。當(dāng)油墨從網(wǎng)紋輥傳輸?shù)接“鏉L筒時被計量到均勻的厚度。當(dāng)基材從印版滾筒通過輥對輥操作系統(tǒng)移動到壓印滾筒時，壓印滾筒將壓力應(yīng)用到印版滾筒，印版滾筒將凸版上的圖像轉(zhuǎn)移到基材。在一些實施方案中，可以具有代替印版滾筒的給漆輥，并且刮墨刀可用于改善油墨在輥上的分布。
[0022]柔性印刷板可以由例如塑料、橡膠或者也可以被稱為紫外線敏感的聚合物的光聚物制成。可以通過激光雕刻(燒蝕)、激光交聯(lián)(聚合)、光機械的或光化學(xué)的方法制作所述板?？梢再徺I或者可以根據(jù)任何已知的方法制作所述板。優(yōu)選的膠版印刷過程可以被設(shè)立為堆類型，在那里印刷位置的一個或多個堆被垂直地設(shè)置在印刷框架的每一側(cè)上，并且每堆具有其自身的利用一類油墨印刷的印版滾筒，并且所述設(shè)置可允許在基材的一側(cè)或兩側(cè)上印刷。在另外的實施方案中，可以使用中央的壓印滾筒，該滾筒使用安裝在印刷框架中的單個壓印滾筒。當(dāng)基材進入印刷時，它接觸壓印滾筒，并且被印刷適當(dāng)?shù)膱D案?？商鎿Q的，可以使用在線的膠版印刷法，其中印刷位置被設(shè)置成水平線，并且通過共有的線軸而被驅(qū)動。在該實例中，印刷位置可以被連接到固化位置、沖刀、重繞機或其它印刷后處理裝置。也可以利用膠版印刷法的其它構(gòu)造。
[0023]在一個實施方案中，柔性印刷板套筒可以被用在例如ITR(in-round)成像過程。在ITR過程中，與上面討論的平板可以被安裝到也可以被稱為常規(guī)印版滾筒的印刷滾筒的方法相比之下，在將被加載印刷的套筒上處理光聚合物板材。柔性印刷板套筒可以是具有沉積到表面上的激光燒蝕掩膜涂層的光聚合物的連續(xù)套筒。在另外的實例中，光聚合物的各個段可以利用膠帶安裝到底部套筒上，并且隨后以與具有上述激光燒蝕掩膜的套筒相同的方式被成像和處理。柔性印刷板套筒可以以幾種方式被使用，例如，作為拖輥，用于安裝在拖輥表面上的被成像的平板，或者作為已經(jīng)直接利用圖像雕刻(in-round)的套筒表面。在套筒僅作為拖輥的實例中，帶雕刻圖像的印刷板可以被安裝到套筒，套筒隨后被安裝到滾筒上的印刷位置內(nèi)。這些預(yù)安裝板可以減少完全改變時間，由于套筒能夠被儲存，此時板已經(jīng)被安裝到套筒。套筒由各種材料制成，包括熱塑性的復(fù)合材料、熱固性的復(fù)合材料和鎳，并且可利用纖維增強，以對抗破裂和裂開，或者也可以不利用纖維增強。最后，包括泡沫或緩沖底部的可重復(fù)使用的套筒被用于非常高質(zhì)量的印刷。在一些實施方案中，可以使用無泡沫或緩沖的一次性“薄”套筒。
[0024]圖1A-1C為柔性母板實施方案的圖。如上指出的，術(shù)語“母板”和“柔性母板”可交替使用。圖1A示出了柔性母板300的等角透視圖，該母板為圓筒形的并且包括多個水平定向的從柔性母板300的表面向上延伸出的凸起302。圖1B描述了電路圖案柔性母板304的一個實施方案的等角透視圖。圖1C描述了如圖1A示出的部分直線(凸起)柔性母板302的橫截面圖306。圖1C也描述了 “W”為柔性母板凸起的寬度，“D”為凸起306的中央點之間的距離，并且“H”為凸起的高度。凸起306的橫截面可以是例如矩形的、正方形的、半圓形的、梯形的或者其它幾何形狀。在一個實施方案中(未圖示)，D、W和H中的一個或全部可以是橫過柔性母板的相同或者相似的量度。在另外的實施方案中(未圖示)，D、W和H中的一個或全部可以是柔性母板上的不同量度。在一個實施方案中(未圖示)，柔性母板凸起的寬度W介于3微米和5微米之間，相鄰?fù)蛊鹬g的距離D介于Imm和5mm之間，凸起的高度H可以從3微米改變到4微米，并且凸起的厚度T介于1.67和1.85mm之間。在一個實施方案中，可以在基材的一側(cè)上進行印刷，例如利用包括兩種圖案的一個輥，或者通過各自包括一種圖案的兩個輥，并且基材可以隨后被切割和裝配。在供選的實施方案中，基材的兩側(cè)可以被印刷，例如利用兩個不同的印刷位置和兩個不同的柔性母板。例如，可以使用柔性母板，因為印刷滾筒可能是昂貴的，并且難以改變，這將使?jié)L筒有效的用于高容量的印刷，但是對于小批量或獨特的結(jié)構(gòu)，可以不使該系統(tǒng)是預(yù)期的。由于涉及的時間，完全改變可能是昂貴的。相比之下，膠版印刷可能意味著紫外線曝光能夠被用在光板上，以便使新板花費少至一個小時的時間來制造。在一個實施方案中，采用這些柔性母板，利用適當(dāng)?shù)挠湍梢栽试S油墨以更可控的方式例如從容器或盤被加載，其中在油墨轉(zhuǎn)移期間，壓力和表面能量能夠被控制。用于印刷過程的油墨可能需要具有諸如粘附力、粘性、微粒重量％ (固含量)以及紫外線固化能力的性能，從而當(dāng)油墨被印刷時停留在適當(dāng)?shù)奈恢?，并且在曝光到紫外輻射之前不移動、弄臟或者從印刷的圖案變形。油墨性能還用于促進有時是精確的微觀幾何結(jié)構(gòu)，其中油墨結(jié)合在一起以形成預(yù)期的特征。在一些實施方案中，油墨可以包括對鍍敷傳導(dǎo)性催化劑，例如在無電鍍期間作為種子層。例如，每個圖案可以利用配方制作，其中該配方包括至少一個柔性母板和至少一類油墨。例如，不同的分辨率線、不同的尺寸線和間隔(間距)以及不同的幾何結(jié)構(gòu)可能需要不同的配方。
[0025]圖2A描述了在薄柔性透明基材的一側(cè)上將被印刷的第一圖案400a的頂視圖。第一圖案400a可以被印刷在第一柔性基材的一側(cè)上,包括可以組成X-Y柵格的Y定向段的多條線402以及方框404處的尾部，該尾部包括多個電引線406和在方框408處的多個電連接器。圖2B描述了可以被印刷在第二柔性基材的一側(cè)上的第二圖案400b的一個實施方案，該第二圖案400b包括方框410處的可以組成X-Y柵格(未圖示)的X定向段的多條線以及方框412處的尾部，該尾部包括方框414處的電引線和方框416處的電連接器。
[0026]印刷高分辨率的傳導(dǎo)線
[0027]圖3為用于在柔性絕緣基材上制作傳導(dǎo)性微觀圖案的系統(tǒng)的一個實施方案。該系統(tǒng)500可用于制作根據(jù)本發(fā)明各種實施方案的觸摸傳感器電路。在該過程之后，一個伸長的透明柔性薄絕緣基材502被放置在開卷輥504上?？梢允褂枚喾N透明的柔性絕緣材料中的任何一種。在一些實施方案中，PET(聚對苯二甲酸乙二酯)為一種可以被使用的透明絕緣材料。作為附加的實例，可以使用丙烯酸系、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺和前述絕緣材料的各種組合。
[0028]絕緣基材502的厚度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選足夠小，以避免在觸摸傳感器撓曲期間應(yīng)力過大，并且在一些實施方案中改善光的透射率。在制造過程中，太薄的絕緣基材可能危害該層的連續(xù)性或者其材料性能。在一些實施方案中，介于I微米和I毫米之間的厚度可能是足夠的。薄絕緣基材502可以經(jīng)由任何已知的輥對輥處理方法而從開卷輥504傳輸?shù)降谝磺逑次恢?06 (例如，料片清潔器)。由于輥對輥過程涉及柔性基材，基材和膠版印刷母板512之間的對準(zhǔn)可能是有些挑戰(zhàn)性的。如果在印刷過程中保持正確的對準(zhǔn)，則印刷高分辨率線可能更容易實現(xiàn)。在一個實施方案中，定位電纜508用于保持這兩個零件的正確對準(zhǔn)，在其它的實施方案中，可以為此而使用其它的裝置。在一些實施方案中，第一清洗位置506包括高電場臭氧發(fā)生器。能夠生成的臭氧隨后可用于去除雜質(zhì)，例如來自絕緣基材502的油或油脂。
[0029]絕緣基材502隨后可以通過第二清潔系統(tǒng)510，第二清洗位置510可以包括料片清潔器。第一清潔系統(tǒng)和第二清潔系統(tǒng)可以是相同類型或不同類型的系統(tǒng)。在這些清潔階段后，絕緣基材502可以經(jīng)歷第一印刷過程，在那里微觀圖案被印刷在絕緣基材502的側(cè)面之一上。利用紫外線可固化的油墨通過母板512刻印微觀圖案，油墨可以具有介于200和2000cps之間的粘性，但不局限于該粘性范圍。另外，微觀圖案可以與具有例如介于I微米和20微米之間或者更寬的寬度的線一致。該圖案可以類似于圖4中示出的第一圖案。在一些實施方案中，從母板512轉(zhuǎn)移到絕緣基材502的油墨量通過高精度的計量系統(tǒng)調(diào)節(jié)，并且取決于過程的速度、油墨成分和圖案形狀以及尺寸。在一個實施方案中，機器的速度可以從小于20英尺/分鐘(fpm)改變到750fpm,并且在一些實施方案中可以從50fpm改變到200fpm。在一個實施方案中，油墨可以含有鍍敷催化劑。在一個實施方案中，固化位置可以位于第一印刷位置之后。在絕緣基材502的頂部上形成上部壓花線528。固化位置514可以包括例如紫外線固化，具有的目標(biāo)強度為從大約0.5mff/cm2到大約50mW/cm2，并且波長為從大約280nm到大約480nm。在一個實施方案中，固化位置516可以包括爐加熱模塊，其應(yīng)用大約20°C至大約125°C的溫度范圍內(nèi)的熱。另外的或者作為514和516的替代，也可以采用其它的固化位置。
[0030]跟隨圖2，在一些實施方案中，絕緣基材502的無印刷線的底部可以隨后通過第二印刷位置?？梢栽诮^緣基材502的底部上印刷微觀圖案?？梢酝ㄟ^第二母板518利用紫外線可固化的油墨刻印微觀圖案?？梢允褂妙愃朴趫D2示出的第二(右側(cè))圖案的圖案。從第二母板518傳輸?shù)浇^緣基材502的底部的油墨量也可以通過高精度的計量系統(tǒng)調(diào)節(jié)。該第二印刷位置之后可以是固化步驟。固化可以例如包括紫外線固化位置520，具有的目標(biāo)強度為從大約0.5mff/cm2到大約50mW/cm2,并且波長為從大約280nm到大約580nm。另外地或供選地，固化可以包括爐加熱位置522，其應(yīng)用大約20°C到大約125°C溫度范圍內(nèi)的熱，也可以采用其它的固化位置。在第二固化步驟之后，通過印刷位置530在絕緣基材502的底部上印刷而形成底部壓花線。
[0031]無電鍍
[0032]對于在兩側(cè)上印刷的微觀圖案，上部壓花線528和底部壓花線530、絕緣基材502可以被暴露到無電鍍位置524。在該步驟，在微觀圖案上沉積一層傳導(dǎo)性材料。這可以通過將在印刷位置528處印刷的上部壓花線和在絕緣基材502的印刷位置530處印刷的底部壓花線浸入無電鍍位置524處的鍍敷槽內(nèi)而實現(xiàn)，該無電鍍位置可以含有溶液形式的銅或其它傳導(dǎo)性材料的化合物，處于20°C和90°C之間的溫度范圍內(nèi)(例如，40°C )。在一個實例中，傳導(dǎo)性材料的沉積速率可以為10納米/分鐘，并且處于從大約0.001微米到大約100微米的厚度內(nèi)，取決于料片的速度，并且根據(jù)應(yīng)用需求而定。這種無電鍍法不需要應(yīng)用電流，并且它僅鍍敷含有先前在固化過程中通過暴露到紫外線和/或熱輻射而被活化的鍍敷催化劑的壓花區(qū)域。在其它的實施方案中，鎳被用作鍍敷金屬。銅鍍敷浴中可以包括致使鍍敷發(fā)生的強還原劑，諸如甲醛、硼氫化物或次磷酸鹽。與不存在電場的鍍敷相比，鍍敷厚度趨于均勻。盡管無電鍍通常比電解鍍更費時間，但無電鍍很好地適合于具有復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)的零件和/或許多精細(xì)零件。在鍍敷步驟之后，電容式觸摸傳感器電路532已被印刷到絕緣基材502的兩側(cè)上。
[0033]在一些實施方案中，在無電鍍524之后是清洗位置526。在鍍敷位置524之后，可以通過在室溫下將電容式觸摸傳感器電路532浸入含有水的清潔槽內(nèi)清潔，并且隨后有可能通過在室溫下應(yīng)用空氣而被干燥。在另外的實施方案中，在干燥步驟之后可以增加圖案噴射中的鈍化步驟，以防止在傳導(dǎo)性材料和水之間發(fā)生任何危險的或者不期望的化學(xué)反應(yīng)。
[0034]精確計量系統(tǒng)
[0035]圖4A和圖4B例示了高精度計量系統(tǒng)的實施方案。高精度油墨計量系統(tǒng)600可以控制通過如在圖3的制造方法500的兩個印刷步驟中描述的母板604轉(zhuǎn)移到基材502的油墨的準(zhǔn)確數(shù)量。圖4A描述了用于在基材的一側(cè)(頂部)上印刷的計量系統(tǒng)。圖4B描述了用于在基材的另一側(cè)(底部)上印刷的計量系統(tǒng)。在一些實施方案中，兩個系統(tǒng)可以聯(lián)合使用。兩個系統(tǒng)均包括油墨盤606、轉(zhuǎn)移輥608、網(wǎng)紋輥610、刮墨刀612和母板604。包含在油墨盤606中的部分油墨可以被轉(zhuǎn)移到有可能由鋼或鋁芯構(gòu)成的網(wǎng)紋輥610，鋼或鋁芯可以被工業(yè)陶瓷覆蓋，工業(yè)陶瓷的表面含有數(shù)百萬的非常細(xì)小的已知為單元的凹陷。取決于印刷過程的設(shè)計，網(wǎng)紋輥610可以被半浸在油墨盤606中，或者接觸轉(zhuǎn)移輥608。刮墨刀612可用于從表面刮掉過多的油墨，僅在單元中留下標(biāo)準(zhǔn)量的油墨。輥隨后旋轉(zhuǎn)以接觸膠版印刷板(母板604)，該板接收來自單元的油墨用于轉(zhuǎn)移到基材502。母板604的轉(zhuǎn)速應(yīng)當(dāng)優(yōu)選匹配料片的速度，該速度可以在20fpm和750fpm之間改變。應(yīng)當(dāng)指出的是系統(tǒng)4A和4B之間的區(qū)別在于基材502被供給的位置以及如何配置母板604和網(wǎng)紋輥610。在圖4A中，基材502被供給通過系統(tǒng)的頂部，并且母板604被設(shè)置在基材502的下面以及網(wǎng)紋輥610的頂部上。這與圖4B相比之下，在那里，基材502被供給通過系統(tǒng)的底部，并且母板604被沉積到基材502的頂部上以及網(wǎng)紋輥610下面。
[0036]最終的廣品月旲
[0037]圖5A為橫截面圖700的一個實施方案,其為電容式觸摸傳感器電路532的一個實施方案。圖5B為電容式觸摸傳感器532的一個實施方案的等角透視圖。在該圖中示出了在上部上形成的上電極702和在絕緣層704的底部上形成的下電極706。在一些實施方案中，利用以上電極金屬結(jié)構(gòu)的電路可以實現(xiàn)比那些利用ITO(氧化錫銦)的電路少消耗75%的電。在一個特定的實施方案中，印刷的電極寬度W從5微米改變到10微米，具有+/-10%的容差。線間間距D可以從大約200微米改變到5mm。間距D和寬度W可以是顯示器的尺寸和傳感器的預(yù)期分辨率的函數(shù)。高度H可以處于從大約150納米到大約6微米的范圍內(nèi)。圖案可以被配置成產(chǎn)生印刷的圖案，具有的線厚度為從I微米到20微米或更大。絕緣層704可以呈現(xiàn)I微米和I毫米之間的厚度T，并且優(yōu)選的表面能量為從20Dynes/cm到90Dynes/cmo在一個實施方案中，由上部電極702和底部電極706描述的凸起可以具有正方形、長方形、半圓形、三角形、梯形等橫截面幾何結(jié)構(gòu)。[0038]圖6為印刷在薄柔性透明基材上的電路的一個實施方案的頂視圖。在該圖中示出了傳導(dǎo)性柵格線802，包括電極和尾部804，該尾部包括電引線806和電連接器808。這些電極可以與x-y柵格一致，能夠識別用戶和傳感器發(fā)生相互作用的點。該柵格可以具有16X9傳導(dǎo)線或更多，以及從2.5mm到2.5mm至2.1m至2.1m的尺寸范圍?？梢栽诮^緣層的第一側(cè)上印刷相應(yīng)于Y軸的傳導(dǎo)線，并且可以在絕緣層的第二側(cè)上印刷相應(yīng)于X軸的傳導(dǎo)線。
[0039]圖7為制造互電容式觸摸傳感器的方法的一個實施方案。首先，清潔絕緣基材902，并且在基材的第一側(cè)上印刷第一傳導(dǎo)性微結(jié)構(gòu)圖案904?；目梢詾橥该鞯娜嵝越^緣材料?？梢允褂每蓮氖袌錾腺徺I的以及本領(lǐng)域已知的透明柔性絕緣材料。在一些實施方案中，PET(聚對苯二甲酸乙二酯)為可使用的一種透明絕緣材料。而且，根據(jù)應(yīng)用可以使用例如丙烯酸系、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺和前述絕緣材料的各種組合或者紙。將考慮不透明的傳導(dǎo)性材料，所述材料可以包括通過肉眼不容易檢測的多個小的不透明結(jié)構(gòu)。傳導(dǎo)性微結(jié)構(gòu)圖案可以是印在非傳導(dǎo)性基材上的不透明傳導(dǎo)性材料，其中“不透明”指可以是小于50%透明的材料。
[0040]第一母板用于在印刷位置904處利用可含有鍍敷催化劑的油墨印刷絕緣基材的第一側(cè)。母板可以是任何輥，具有刻印于其上的預(yù)定義圖案，用于在任何基材上印刷該圖案。鍍敷催化劑使在鍍敷過程中能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在一些實施方案中，母板和基材之間的接觸壓力可以與油墨的粘性和成分一致，應(yīng)當(dāng)被配置成使得在印刷過程中實現(xiàn)最大分辨率。油墨還可以是單體、低聚物或聚合物的組合、金屬元素、金屬元素復(fù)合物，或者可以被離散地施加到基材表面上的液態(tài)有機金屬。網(wǎng)紋輥為可用于提供標(biāo)準(zhǔn)量的油墨至母板的滾筒。在基材904的第一側(cè)印刷之后，在固化位置906利用紫外線或者爐加熱過程固化基材。固化可以指干燥、凝固或者將任何先前應(yīng)用的涂層或油墨刻印固定到基材上的過程。在一個實施方案中(未圖示)，僅可以使用紫外線。在一個實施方案中，例如通過無電鍍鍍敷基材的第一壓花側(cè)908，并且隨后在第二圖案被印刷到基材第二側(cè)上912之前進行清洗910。無電鍍?yōu)槔媚赴鍖⒁粚觽鲗?dǎo)性材料沉積到印刷的微觀圖案上的過程。使用的傳導(dǎo)性材料可以例如是銅或鎳化合物的溶液。每平方傳導(dǎo)性材料可以具有處于0.005微歐姆到500歐姆的電阻，物理厚度為從IOOnm至>10微米，并且寬度為I _ 50微米或更多。僅壓花區(qū)域被鍍敷，這是因為這些區(qū)域含有鍍敷催化劑，鍍敷催化劑可以如上所述的被包含在基材印刷過程中使用的油墨中。當(dāng)基材的第一壓花側(cè)在無電鍍法中被鍍敷908后，清潔基材910。在一個實施方案中，可以利用不同于第一圖案的母板印刷第二圖案912,并且在一些實施方案中，可以利用與用于印刷第一圖案904不同的油墨印刷?？梢噪S后采用固化過程914和鍍敷916固化第二圖案?？梢噪S后在清洗過程918中清洗基材，并且在干燥過程920中干燥基材。在一些實施方案中，基材可以經(jīng)歷鈍化過程922。在供選的實施方案中，第二母板用于在基材的第二側(cè)上印刷第二傳導(dǎo)性微結(jié)構(gòu)圖案912。第二母板可以含有不同于第一母板的圖案。可以隨后在固化位置914再次固化基材。可以隨后清洗基材918，例如在室溫下在清洗位置918在水中清潔，并且在干燥位置920干燥。清洗可以是料片清潔器，其被用在網(wǎng)制造中，以去除來自基材或料片的顆粒。
[0041]在優(yōu)選的實施方案中，同時或者連續(xù)地在膜的兩側(cè)上進行印刷和鍍敷。盡管該實施方案未被示出，處理位置的功能與圖7中的那些相同或相似。在該實例中，在第一清洗位置清潔膜902，通過料片清潔器或高電場臭氧發(fā)生器的至少一個同時或者連續(xù)地清潔兩側(cè)。通過膠版印刷在印刷位置904處印刷膜的第一側(cè)，其中利用油墨印刷包括多條線和尾部的圖案。第一印刷的圖案隨后在包括紫外線固化或爐固化中的至少一個的固化位置906被固化。在第一印刷的圖案被固化后，在印刷位置912印刷第二側(cè)，并且在固化位置906固化。在印刷位置904和912印刷兩側(cè)后，在第二清洗位置處再次清洗基材910，清潔基材的兩側(cè)。清洗之后，同時在鍍敷位置處鍍敷第一和第二側(cè)908。在鍍敷位置鍍敷908后，基材可以經(jīng)歷第三次清洗周期918，在干燥位置處干燥920，并且可以在鈍化位置922處經(jīng)歷鈍化。
[0042]以上討論旨在說明本發(fā)明的原理和各種實施方案。一旦完全理解了以上內(nèi)容，各種變化和修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的。希望權(quán)利要求書被解釋為涵蓋了所有的這些變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.通過膠版印刷生產(chǎn)互電容式觸摸傳感器的方法，該方法包括: 清潔絕緣基材； 在絕緣基材的第一側(cè)上印刷第一圖案，其中利用第一母板印刷所述第一圖案； 固化所述被印刷的絕緣基材； 在絕緣基材的第二側(cè)上印刷第二圖案，其中利用第二母板印刷所述第二圖案。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中印刷所述絕緣基材的第一側(cè)和第二側(cè)包括通過無電鍍法將傳導(dǎo)性材料沉積到所述第一圖案和所述第二圖案上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述傳導(dǎo)性材料包括銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鎳(Ni)、錫(Sn)和鈀(Pd)中的至少一種，或其合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用第一油墨印刷所述第一圖案，以及利用第二油墨印刷所述第二圖案，其中所述第一油墨和第二油墨各自包括至少一種鍍敷催化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基材為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、丙烯酸系、聚氨酯、環(huán)氧樹脂和聚酰亞胺中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基材經(jīng)歷鈍化過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一圖案包括第一多條線，以及其中所述第二圖案包括第二多條線。
8.生產(chǎn)包含絕緣基材的互電容式觸摸傳感器的方法； 通過膠版印刷法利用至少第一母板和第一油墨在絕緣基材的第一側(cè)上印刷第一圖案； 固化所述被印刷的絕緣基材； 通過膠版印刷法利用至少第二母板和第二油墨在絕緣基材的第二側(cè)上印刷第二圖案，其中利用第二母板和第二油墨印刷所述第二圖案； 在印刷所述第二圖案后固化所述被印刷的絕緣基材；以及 通過無電鍍法將傳導(dǎo)性材料沉積到所述第一圖案化的表面和第二圖案化的表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第一母板的圖案不同于所述第二母板的圖案。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中使用多個母板中的至少兩個母板來印刷所述第一圖案和第二圖案中的至少一個。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中用于采用至少兩個母板中的所述第一母板印刷的所述油墨不同于用于采用所述多個母板中的至少一個其它母板印刷的油墨。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述鍍敷為無電鍍，以及其中所述傳導(dǎo)性材料為銅或鎳中的至少一種。
13.通過膠版印刷生產(chǎn)互電容式觸摸傳感器的方法，所述方法包括: 通過第一印刷模塊在絕緣基材的第一側(cè)上印刷第一圖案； 固化所述被印刷的絕緣基材； 通過無電鍍法將傳導(dǎo)性材料沉積到所述第一圖案化的表面上； 通過第二印刷模塊在絕緣基材的第二側(cè)上印刷第二圖案； 在印刷所述第二圖案后固化所述被印刷的絕緣基材； 通過無電鍍法將傳導(dǎo)性材料沉積到所述第二微結(jié)構(gòu)圖案上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述傳導(dǎo)性材料包括銅(Cu)、銀(Ag)、金(Au)、鎳(Ni)、錫(Sn)和鈀(Pd)中的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一印刷模塊和所述第二印刷模塊中的至少一個包括多個母板中的至少一個母板。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一印刷模塊和所述第二印刷模塊中的至少一個包括至少兩個母板。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一印刷模塊和所述第二印刷模塊中的至少一個包括一個母板。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中第一油墨被用于印刷所述第一圖案，以及第二油墨被用于印刷所述第二圖案。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述第一油墨和所述第二油墨各自含有至少一種鍍敷催化劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第一油墨和所述第二油墨含有不同的催化劑。
【文檔編號】G06F3/044GK103959215SQ201280058240
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月25日
【發(fā)明者】羅伯特·J·佩特卡維奇, 艾德·S·拉馬克里斯南, 丹尼爾·K·凡奧斯特蘭, 里德·基利昂, 凱文·J·德里希斯 申請人:尤尼皮克塞爾顯示器有限公司