BE1030698A1 - METHOD FOR STRUCTURING CONDUCTIVE NANO MATERIALS BASED ON LASER PRINTING TECHNOLOGY, CONDUCTIVE PATTERNS AND APPLICATION THEREOF - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Strukturieren von leitenden Nano-Materialien, ein leitendes Muster und eine Anwendung davon, wobei das Verfahren umfasst: Drucken eines Toners auf ein Drucksubstrat unter Verwendung eines Laserdruckverfahrens zu einem vorbestimmten Muster; Abscheiden eines leitenden Nano-Materials auf dem vorab abgeschiedenen Substrat, um einen leitenden Film zu bilden; Überdecken des voreingestellten Musters des Drucksubstrats mit dem vorab abgeschiedenen Substrat, Heißpressen bei 110-130°C;Trennen des vorab abgeschiedenen Substrats von dem Drucksubstrat, um ein leitendes Muster auf dem Drucksubstrat zu bilden. Durch das Verfahren werden die Einschränkungen von Laserdruckern aufgrund von flüssiger elektronischer Tinte überwunden, wodurch die Verwendung von Laserdruckern auf dem Gebiet der flexiblen gedruckten Elektronik ermöglicht wird, und ein trockenes Strukturierungsverfahren ohne Maskierung wird zur Verfügung gestellt, um ein leitendes Muster mit spezifischen Formen zu erhalten, das bei der Herstellung von leitenden Schaltungen für die flexible Elektronik weiter angewendet werden kann.The present invention discloses a method for patterning conductive nano-materials, a conductive pattern and an application thereof, the method comprising: printing a toner on a printing substrate using a laser printing method into a predetermined pattern; depositing a conductive nanomaterial on the pre-deposited substrate to form a conductive film; covering the preset pattern of the printing substrate with the pre-deposited substrate, hot pressing at 110-130°C; separating the pre-deposited substrate from the printing substrate to form a conductive pattern on the printing substrate. The method overcomes the limitations of laser printers due to liquid electronic ink, enabling the use of laser printers in the field of flexible printed electronics, and provides a dry patterning method without masking to obtain a conductive pattern with specific shapes , which can be further applied in the production of conductive circuits for flexible electronics.
Description
VERFAHREN ZUM STRUKTURIEREN VON LEITENDENMETHOD FOR STRUCTURING LEADERS
NANO-MATERIALIEN AUF DER GRUNDLAGE DER LASERDRUCKTECHNIK,NANO MATERIALS BASED ON LASER PRINTING TECHNOLOGY,
LEITENDE MUSTER UND ANWENDUNG DA VONCONDUCTIVE PATTERNS AND APPLICATION THERE OF
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL FIELD
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Herstellung der flexiblenThe present invention relates to the technical field of manufacturing the flexible
Elektronik, insbesondere ein Verfahren zum Strukturieren von leitenden Nano-Materialien, ein leitendes Muster und eine Anwendung davon.Electronics, in particular a method for structuring conductive nano-materials, a conductive pattern and an application thereof.
STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART
Gegenwärtig werden für die Druckverfahren der gedruckten Elektronik hauptsächlich derCurrently, the printing processes for printed electronics are mainly used
Tintenstrahldruck, der Siebdruck, der Tiefdruck und der Flachdruck usw. verwendet. BeimInkjet printing, screen printing, gravure printing and planographic printing etc. are used. At the
Druck von in der Flüssigphase dispergierten leitenden Nano-Materialien haben derPressure of conductive nano-materials dispersed in the liquid phase have the
Tintenstrahldruck und der Siebdruck das Problem, dass die leitende Tinte die Düsen undInkjet printing and screen printing the problem that the conductive ink the nozzles and
Maschenlôcher verstopft, und der Tiefdruck und der Flachdruck haben die Probleme mit fehlenden Mustern und geringerer Zuverlässigkeit bei der Übertragung der leitenden Tinte.Mesh holes clogged, and gravure printing and planographic printing have the problems of missing patterns and lower reliability in transferring conductive ink.
Darüber hinaus müssen die leitende Tinte, das Druckgerät und das Drucksubstrat inIn addition, the conductive ink, printing device and printing substrate must be in
Hinsicht auf das Prozess-Matching genau berücksichtigt werden, deshalb sind elektronische Druckgeräte im Vergleich zu herkömmlichen Druckgeräten teurer und dasIn terms of process matching, electronic printing devices are more expensive compared to conventional printing devices and that
Verfahren ist komplexer als die herkömmliche Drucktechnik.The process is more complex than traditional printing technology.
Der Laserdrucker ist ein beliebteres Bürodruckgerät mit den Vorteilen, dass er einen niedrigen Preis hat, Muster auf hydrophobe Substrate drucken kann, Muster schnell druckt.The laser printer is a more popular office printing device with the advantages that it has a low price, can print patterns on hydrophobic substrates, prints patterns quickly.
Ein Laserdrucker arbeitet, indem er eine organische Fotoleitertrommel selektiv mitA laser printer works by selectively using an organic photoconductor drum
Laserlicht bestrahlt, wodurch ein elektrostatisches latentes Bild erzeugt wird, das dannLaser light is irradiated, creating an electrostatic latent image that then
Toner anzieht, um ein Muster zu bilden. Diese Muster werden dann auf das Drucksubstrat übertragen, das schließlich durch die Fixierwalze mit Hitze gepresst wird, um ein stabilesToner attracts to form a pattern. These patterns are then transferred to the printing substrate, which is finally heat pressed by the fuser roller to create a stable
Muster auf dem Substrat zu bilden. Der für den Druck verwendete Toner besteht hauptsächlich aus Schmelzharz, Ruß und magnetischem Pulver. Die Fixierwalzen schmelzen den Toner und pressen ihn auf das Drucksubstrat, so dass der Toner beimto form patterns on the substrate. The toner used for printing is mainly composed of fusible resin, carbon black and magnetic powder. The fuser rollers melt the toner and press it onto the printing substrate so that the toner is
Abkühlen an dem Substrat haftet. Die derzeit im Bereich der gedruckten Elektronik verwendeten Druckverfahren basieren jedoch alle auf der Verwendung von flüssiger elektronischer Tinte, was die Verwendung von Laserdruckern im Bereich der gedrucktenCooling adheres to the substrate. However, the printing methods currently used in the field of printed electronics are all based on the use of liquid electronic ink, which makes the use of laser printers in the field of printed
Elektronik stark einschränkt, da die Laserdrucker keine flüssige elektronische Tinte direkt drucken können.Electronics is severely limited because laser printers cannot print liquid electronic ink directly.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNGCONTENT OF THE PRESENT INVENTION
Der Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Strukturieren von leitenden Nano-Materialien, ein leitendes Muster und eine Anwendung davon zurThe purpose of the present invention is to provide a method for structuring conductive nano-materials, a conductive pattern and an application thereof
Verfügung zu stellen, wobei durch das Verfahren die Einschränkungen von Laserdruckern aufgrund von flüssiger elektronischer Tinte überwunden werden, wodurch die Verwendung von Laserdruckern auf dem Gebiet der flexiblen gedruckten Elektronik ermöglicht wird, und ein trockenes Strukturierungsverfahren ohne Maskierung zur Verfügung zu stellen, um ein leitendes Muster mit spezifischen Formen zu erhalten, das bei der Herstellung von leitenden Schaltungen für die flexible Elektronik weiter angewendet werden kann.to provide the process overcoming the limitations of laser printers due to liquid electronic ink, thereby enabling the use of laser printers in the field of flexible printed electronics, and to provide a dry patterning process without masking to form a conductive pattern with specific shapes, which can be further applied in the production of conductive circuits for flexible electronics.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgende technische Lösung realisiert:The present invention is realized by the following technical solution:
An einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Strukturieren von leitenden Nano-Materialien zur Verfügung, umfassend:In a first aspect, the present invention provides a method for structuring conductive nano-materials, comprising:
Drucken eines Toners, der ein HeiBschmelzharz enthält, auf ein Drucksubstrat unterPrinting a toner containing a hot melt resin onto a printing substrate
Verwendung eines Laserdruckverfahrens zu einem vorbestimmten Muster;Using a laser printing process to produce a predetermined pattern;
Abscheiden eines leitenden Nano-Materials auf dem vorab abgeschiedenen Substrat, um einen leitenden Film zu bilden;depositing a conductive nanomaterial on the pre-deposited substrate to form a conductive film;
Überdecken des voreingestellten Musters des Drucksubstrats mit dem vorab abgeschiedenen Substrat, HeiBpressen bei 110-130°C, wobei das Drucksubstrat in einemCovering the preset pattern of the printing substrate with the pre-deposited substrate, hot pressing at 110-130°C, with the printing substrate in one
Bereich, der in Kontakt mit dem voreingestellten Muster steht, einen dichtenSeal the area in contact with the preset pattern
Verbindungskörper mit dem leitenden Nano-Material auf dem leitenden Film bildet;forms connecting body with the conductive nano material on the conductive film;
Trennen des vorab abgeschiedenen Substrats von dem Drucksubstrat, so dass sich das leitende Nano-Material an dem dichten Verbindungskörper von dem vorab abgeschiedenenSeparating the pre-deposited substrate from the printing substrate so that the conductive nano-material on the sealed connection body separates from the pre-deposited one
Substrat ablöst, um ein leitendes Muster auf dem Drucksubstrat zu bilden.Substrate peels away to form a conductive pattern on the printing substrate.
Ferner bildet in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nachFurthermore, in a preferred embodiment of the present invention
Trennen des vorab abgeschiedenen Substrats von dem Drucksubstrat das auf dem vorab abgeschiedenen Substrat zurückgehaltene leitende Nano-Material ein leitendes Muster, das auf ein anderes flexibles Substrat oder elastisches Substrat übertragen wird, um einen flexiblen leitenden Körper oder einen elastischen leitenden Körper mit dem leitendenseparating the pre-deposited substrate from the printing substrate, the conductive nano-material retained on the pre-deposited substrate, a conductive pattern transferred to another flexible substrate or elastic substrate to form a flexible conductive body or an elastic conductive body with the conductive
Muster zu erhalten.to obtain samples.
Ferner umfasst das leitende Nano-Material in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mindestens eines von Silbernanopartikeln, Silbernanodrähten,Furthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the conductive nano-material comprises at least one of silver nanoparticles, silver nanowires,
Kupfernanopartikeln, Kupfernanodrähten, Graphen, Kohlenstoffnanoröhren, zweidimensionalen Übergangsmetallkarbiden und -nitriden.Copper nanoparticles, copper nanowires, graphene, carbon nanotubes, two-dimensional transition metal carbides and nitrides.
Ferner wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der leitende Film durch ein Vakuumfilmabscheidungsverfahren, einFurther, in a preferred embodiment of the present invention, the conductive film is formed by a vacuum film deposition method
Vakuumfiltrationsverfahren oder ein Beschichtungsverfahren hergestellt.Vacuum filtration process or a coating process produced.
Ferner beträgt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dieFurthermore, in a preferred embodiment of the present invention, the
Dicke des leitenden Films 0,05-10 um.Conductive film thickness 0.05-10um.
Ferner umfassen in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Drucksubstrat und das vorab abgeschiedenen Substrat Papier, Trennpapier,Further, in a preferred embodiment of the present invention, the printing substrate and the pre-deposited substrate include paper, release paper,
Filtermembran, Kunststoffsubstrat oder Glassubstrat.Filter membrane, plastic substrate or glass substrate.
Ein leitendes Muster, das mit dem obigen Strukturierungsverfahren hergestellt wird, wobei der Widerstand des leitenden Musters 0,1-10 Q beträgt.A conductive pattern fabricated using the above patterning method, where the resistance of the conductive pattern is 0.1-10Q.
Eine Anwendung des obigen leitenden Musters in einer flexiblen elektronischen leitendenAn application of the above conductive pattern in a flexible electronic conductive
Schaltung.Circuit.
Im Vergleich zum Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung zumindest folgende technische Effekte:Compared to the prior art, the present invention has at least the following technical effects:
Das von der vorliegenden Anmeldung zur Verfügung gestellte Verfahren zumThe method provided by the present application for
Strukturieren von leitenden Nano-Materialien verwendet einen Laserdrucker, um dasStructuring conductive nano-materials uses a laser printer to do the
Muster auf ein gewöhnliches Drucksubstrat zu drucken, wobei ein vorab abgeschiedenesTo print patterns on an ordinary printing substrate, using a pre-deposited one
Substrat, auf dem das leitende Nano-Material abgeschieden ist, das Drucksubstrat überdeckt, das bei 110-130°C heiBgepresst wird. Da der für den Laserdrucker verwendeteSubstrate on which the conductive nano-material is deposited, covering the printing substrate, which is hot-pressed at 110-130°C. Since the one used for the laser printer
Toner HeiBschmelzharz enthält, wird beim HeiBpressen das leitende Material auf dem vorab abgeschiedenen Substrat im heiBgepressten Zustand auf das Drucksubstrat übertragen. Da das Muster durch den Toner gebildet wird, schmilzt das HeiBschmelzharz im Toner während des HeiBpressvorgangs, und der Teil des leitenden Nano-Materials auf dem vorab abgeschiedenen Substrat, der mit dem Muster in Kontakt steht, ist eng an dasToner contains hot-melt resin, during hot-pressing the conductive material on the pre-deposited substrate is transferred to the printing substrate in the hot-pressed state. Since the pattern is formed by the toner, the hot-melt resin in the toner melts during the hot-pressing process, and the part of the conductive nano-material on the pre-deposited substrate that is in contact with the pattern is close to it
Drucksubstrat gebunden und löst sich während des nachfolgenden Trennvorgangs leicht vom vorab abgeschiedenen Substrat ab und haftet am Drucksubstrat an, wodurch einPrinting substrate bound and easily detaches from the pre-deposited substrate during the subsequent separation process and adheres to the printing substrate, resulting in a
Drucksubstrat mit einem leitenden Muster gebildet wird. Der Teil des leitendenPrinting substrate is formed with a conductive pattern. The part of the executive
Nano-Materials, der mit dem Muster nicht in Kontakt steht, ist nicht an das Drucksubstrat gebunden, da keine Bindungskraft des HeiBschmelzharzes vorhanden ist, und im nachfolgenden Trennvorgang wird dieser Teil des leitenden Nano-Materials immer noch auf dem vorab abgeschiedenen Substrat zurückgehalten und stellt ein bestimmtes leitendesNano-material that is not in contact with the pattern is not bonded to the printing substrate because there is no binding force of the hot-melt resin, and in the subsequent separation process this part of the conductive nano-material is still retained and placed on the pre-deposited substrate a certain leading one
Muster dar, das dann auf ein anderes viskoelastisches Substrat übertragen wird, um ein viskoelastisches Substrat mit dem leitenden Muster zu erhalten.Pattern which is then transferred to another viscoelastic substrate to obtain a viscoelastic substrate with the conductive pattern.
Die vorliegende Erfindung verwendet das mit dem Büro-Tisch-Laserdrucker gedruckteThe present invention uses the one printed with the office desktop laser printer
Muster, um das leitende Nano-Material zu strukturieren, und realisiert zum ersten Mal diePattern to structure the conductive nano material and realizes for the first time the
Anwendung von Laserdruckern auf dem Gebiet der flexiblen gedruckten Elektronik, wobei hauptsächlich der Laserdrucker verwendet wird, um ein Muster zu bilden, und dieApplication of laser printers in the field of flexible printed electronics, mainly using the laser printer to form a pattern, and the
Eigenschaft des im Toner enthaltenen HeiBschmelzharzes, das leicht erhitzt und geschmolzen werden kann, wird verwendet, um das vorab auf einem anderen Substrat abgeschiedene leitende Material im heiBgepressten Zustand auf ein Drucksubstrat zu übertragen, gleichzeitig wird die Strukturierung des leitenden Nano-Materials auf demProperty of the hot-melt resin contained in the toner, which can be easily heated and melted, is used to transfer the conductive material previously deposited on another substrate to a printing substrate in the hot-pressed state, at the same time the structuring of the conductive nano-material on the
Drucksubstrat und dem vorab abgeschiedenen Substrat realisiert, und der Widerstand des gebildeten leitenden Musters 0,1-10 Q beträgt. Die Mustergenauigkeit und die minimalePrinting substrate and the pre-deposited substrate, and the resistance of the formed conductive pattern is 0.1-10 Q. The pattern accuracy and the minimum
GrafikgröBe der vorliegenden Erfindung sind durch die Druckgenauigkeit desGraphic size of the present invention is determined by the printing accuracy of the
Laserdruckers begrenzt.Laser printer limited.
Darüber hinaus ermöglicht das Verfahren der vorliegenden Erfindung, indem es demFurthermore, the method of the present invention enables the
Benutzer einen leitenden Film auf einem vorab abgeschiedenen Substrat zur Verfügung stellt, so dass der Benutzer im Büro durch einen Laserdrucker ein leitendes Muster aufProvides the user with a conductive film on a pre-deposited substrate, allowing the user to create a conductive pattern in the office through a laser printer
Papier leicht gestalten kann, was eine einfache und bequeme Verwendung ermöglicht.Paper can be designed easily, making it easy and convenient to use.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figur 1 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels 1 der vorliegendenFigure 1 shows a flowchart of an embodiment 1 of the present
Erfindung.Invention.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend imThe embodiments of the present invention are described below
Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei der Fachmann auf diesem Gebiet jedoch verstehen kann, dass die folgenden Ausführungsbeispiele nur zur 5 Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dienen und nicht als Einschränkung desIn connection with the exemplary embodiments, the person skilled in the art can understand that the following exemplary embodiments only serve to illustrate the present invention and not as a limitation
Umfangs der vorliegenden Erfindung angesehen werden sollten, die in denThe scope of the present invention should be considered in the
Ausführungsbeispielen nicht angegebenen spezifischen Bedingungen gemäß den herkömmlichen oder vom Hersteller empfohlenen Bedingungen durchgeführt werden und die verwendeten Reagenzien oder Geräte, bei denen der Hersteller nicht angegeben ist, herkömmliche Produkte sind, die im Handel erhältlich sind.Specific conditions not specified in the embodiments are carried out in accordance with conventional or manufacturer-recommended conditions and the reagents or devices used, for which the manufacturer is not specified, are conventional products that are commercially available.
Die vorliegende Erfindung verwendet die folgende technische Lösung: ein Verfahren zum Strukturieren von leitenden Nano-Materialien in der vorliegendenThe present invention uses the following technical solution: a method for structuring conductive nano-materials in the present
Ausführungsform, umfassend die folgenden Schritte:Embodiment comprising the following steps:
Schritt S1: Drucken eines Toners, der ein HeiBschmelzharz enthält, auf ein Drucksubstrat unter Verwendung eines Laserdruckverfahrens zu einem vorbestimmten Muster; der Toner, der beim Drucken durch einen Laserdrucker verwendet wird, besteht hauptsächlich aus HeiBschmelzharz, Ruß, Magnetpulver usw, wobei dasStep S1: printing a toner containing a hot-melt resin onto a printing substrate using a laser printing method into a predetermined pattern; The toner used in printing by a laser printer is mainly composed of hot melt resin, carbon black, magnetic powder, etc
HeiBschmelzharz, das auch als HeiBschmelzklebstoff bekannt ist, ein verformbarerHot melt resin, also known as hot melt adhesive, a malleable
Klebstoff ist, dessen physikalischer Zustand sich mit der Temperatur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs ändert, und das HeiBschmelzharz weist die Eigenschaften einer hohen Klebkraft und einer schnellen Reaktion auf einen Temperaturanstieg auf. Imis an adhesive whose physical state changes with temperature within a certain temperature range, and the hot melt resin has the characteristics of high adhesive strength and rapid response to a temperature increase. In the
Druckvorgang verwendet der Laserdrucker auch die Eigenschaft vom HeiBschmelzharz, dass es beim Vorwärmen eine erhöhte Viskosität aufweist, um den Toner auf Papier zu drucken.During the printing process, the laser printer also uses the property of hot melt resin that it has an increased viscosity when preheated to print the toner on paper.
In diesem Schritt umfasst das Drucksubstrat alle Substrate, auf die der Laserdrucker einIn this step, the printing substrate includes all substrates that the laser printer can print on
Muster drucken kann, insbesondere Papier, Trennpapier, Filtermembran,Can print patterns, especially paper, release paper, filter membrane,
Kunststoffsubstrate oder Glassubstrate. In dieser Lösung kann das Drucksubstrat hydrophob oder hydrophil sein.Plastic substrates or glass substrates. In this solution, the printing substrate can be hydrophobic or hydrophilic.
Schritt S2: Abscheiden eines leitenden Nano-Materials auf dem vorab abgeschiedenenStep S2: Depositing a conductive nano-material on the pre-deposited one
Substrat, um einen leitenden Film zu bilden; Überdecken des voreingestellten Musters dessubstrate to form a conductive film; Covering the preset pattern of the
Drucksubstrats mit dem vorab abgeschiedenen Substrat, HeiBpressen bei 110-130°C,Printing substrate with the pre-deposited substrate, hot pressing at 110-130°C,
wobei das Drucksubstrat in einem Bereich, der in Kontakt mit dem voreingestellten Muster steht, einen dichten Verbindungskörper mit dem leitenden Nano-Material auf dem leitenden Film bildet;wherein the printing substrate forms a sealed connection body with the conductive nanomaterial on the conductive film in a region in contact with the preset pattern;
Ferner umfasst das leitende Nano-Material mindestens eines von Silbernanopartikeln,Furthermore, the conductive nano material comprises at least one of silver nanoparticles,
Silbernanodrähten, Kupfernanopartikeln, Kupfernanodrähten, Graphen,silver nanowires, copper nanoparticles, copper nanowires, graphene,
Kohlenstoffnanoröhren, zweidimensionalen Übergangsmetallkarbiden und -nitriden.Carbon nanotubes, two-dimensional transition metal carbides and nitrides.
Solche leitenden Nano-Materialien haben eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und können nach dem Strukturieren zur Herstellung einer Vielzahl von flexiblen Schaltungen verwendet werden. Bevorzugt handelt es sich bei dem leitenden Nano-Material umSuch conductive nano-materials have excellent electrical conductivity and, once patterned, can be used to produce a variety of flexible circuits. The conductive nano material is preferably
Silbernanopartikel, Silbernanodrähte, Kupfernanopartikel, Kupfernanodrähte, Graphen,Silver nanoparticles, silver nanowires, copper nanoparticles, copper nanowires, graphene,
Kohlenstoffnanorôhren, zweidimensionale Übergangsmetallkarbide oder -nitride.Carbon nanotubes, two-dimensional transition metal carbides or nitrides.
Bevorzugter ist das leitende Nano-Material ein dünner Film aus Silbernanodrähten undMore preferably, the conductive nanomaterial is a thin film of silver nanowires and
Graphen, die in einem bestimmten Verhältnis gemischt sind. Weiter bevorzugt ist dasGraphs mixed in a specific ratio. This is more preferred
Verhältnis von Silbernanodrähten zu Graphen 2:1 nach Volumen.Ratio of silver nanowires to graphene 2:1 by volume.
Ferner kann das vorab abgeschiedene Substrat ein beliebiges Substrat sein, auf das das leitende Nano-Material abgeschieden werden kann, einschließlich Papier, Ölpapier,Further, the pre-deposited substrate may be any substrate onto which the conductive nano-material can be deposited, including paper, oil paper,
Filtermembran, Kunststoffsubstrat oder Glassubstrat, und die Oberfläche des Substrats kann hydrophob oder hydrophil sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem vorab abgeschiedenen Substrat um eine Filtermembran und ein Kunststof fsubstrat.Filter membrane, plastic substrate or glass substrate, and the surface of the substrate can be hydrophobic or hydrophilic. The pre-deposited substrate is preferably a filter membrane and a plastic substrate.
Ferner wird der leitende Film durch ein Vakuumfilmabscheidungsverfahren, einFurther, the conductive film is formed by a vacuum film deposition method
Vakuumfiltrationsverfahren oder ein Beschichtungsverfahren, bevorzugt durch einVacuum filtration process or a coating process, preferably by a
Vakuumfiltrationsverfahren, hergestellt, und der leitende Film hat eine Dicke von 0,05-10 um (bevorzugt 0,1-0,6 um).Vacuum filtration method, and the conductive film has a thickness of 0.05-10 µm (preferably 0.1-0.6 µm).
Ferner beträgt die Temperatur beim Überdecken des voreingestellten Musters desFurthermore, the temperature when covering the preset pattern is
Drucksubstrats mit dem vorab abgeschiedenen Substrat zum HeiBpressen 110-130°C, bevorzugt 115-125°C, bevorzugter 120°C. Während des HeiBpressvorgangs schmilzt dasPrinting substrate with the pre-deposited substrate for hot pressing 110-130 ° C, preferably 115-125 ° C, more preferably 120 ° C. This melts during the hot pressing process
HeiBschmelzharz im Toner, da das Muster durch den Toner gebildet wird, schmilzt dasHot melt resin in the toner, as the pattern is formed by the toner, that melts
HeiBschmelzharz im Toner während des HeiBpressvorgangs und der Teil des leitendenHot melt resin in the toner during the hot pressing process and the part of the conductive
Nano-Materials auf dem leitenden Film, der mit dem Muster in Kontakt steht, wird eng an das Drucksubstrat gebunden. Der Teil des leitenden Nano-Materials, der nicht mit demNano material on the conductive film in contact with the pattern is tightly bonded to the printing substrate. The part of the conductive nano material that does not correspond to the
Muster in Kontakt steht, wird nicht an das Drucksubstrat gebunden, da er keinePattern is in contact will not be bound to the printing substrate as it has no
Bindungskraft des HeiBschmelzharzes hat.binding power of the hot-melt resin.
Schritt S3: Trennen des vorab abgeschiedenen Substrats von dem Drucksubstrat, so dass sich das leitende Nano-Material an dem dichten Verbindungskörper von dem vorab abgeschiedenen Substrat ablôst, um ein leitendes Muster auf dem Drucksubstrat zu bilden.Step S3: Separating the pre-deposited substrate from the printing substrate so that the conductive nano-material at the sealed connection body peels off the pre-deposited substrate to form a conductive pattern on the printing substrate.
Ferner bildet nach Trennen des vorab abgeschiedenen Substrats von dem Drucksubstrat das auf dem vorab abgeschiedenen Substrat zurückgehaltene leitende Nano-Material ein leitendes Muster, das auf ein viskoelastisches Substrat übertragen wird, um ein viskoelastisches Substrat mit dem leitenden Muster zu erhalten.Further, after separating the pre-deposited substrate from the printing substrate, the conductive nanomaterial retained on the pre-deposited substrate forms a conductive pattern, which is transferred to a viscoelastic substrate to obtain a viscoelastic substrate having the conductive pattern.
Im Folgenden werden die ausführlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es versteht sich, dass die hier geschilderten ausführlichenThe detailed embodiments of the present invention are explained in more detail below. It goes without saying that the detailed information described here
Ausführungsformen nur zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen, statt die vorliegende Erfindung zu beschränken.Embodiments are intended to illustrate the present invention only, rather than limit the present invention.
Ausführungsbeispiel 1Example 1
Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zum Strukturieren von leitendenThe present exemplary embodiment provides a method for structuring conductive
Nano-Materialien zur Verfügung, dessen Prozessablauf wie in Figur 1 dargestellt ist, umfassend: (1) Drucken eines Musters auf Papier (d.h. Drucksubstrat) mit einem Laserdrucker; (2) Abscheiden der wässrigen Silbernanodraht-Dispersion durch Vakuumextraktion auf einer Filtermembran, bei der es sich um eine hydrophile Polyvinylidenfluorid (PVDF)-Filtermembran handelt, wobei die ursprüngliche Konzentration derNano-materials are available, the process flow of which is as shown in Figure 1, comprising: (1) printing a pattern on paper (i.e. printing substrate) with a laser printer; (2) Depositing the aqueous silver nanowire dispersion by vacuum extraction on a filter membrane, which is a hydrophilic polyvinylidene fluoride (PVDF) filter membrane, with the original concentration of the
Silbernanodraht-Ethanol-Dispersion 10 mg/ml beträgt, und Entnahme von 50 ul derSilver nanowire ethanol dispersion is 10 mg/ml, and withdrawal of 50 µl of the
Silbernanodraht-Ethanol-Dispersion, die mit 30 ml Wasser zur Flüssigkeit für dieSilver nanowire ethanol dispersion, which is mixed with 30 ml of water to form the liquid for the
Vakuumextraktion weiter verdünnt wird. Die Filtermembran wird auf einer Heizplatte bei 50 Grad Celsius getrocknet, um einen leitenden Film mit einer Dicke von 5 um zu bilden; (3) Die strukturierte Seite des Papiers wird auf die Silbernanodrahtseite der Filtermembran laminiert, dann erfolgt das HeiBpressen durch eine Laminierwalze (die Temperatur wird auf 120°C eingestellt). Die Silbernanodrähte auf der Filtermembran werden mit einerVacuum extraction is further diluted. The filter membrane is dried on a hot plate at 50 degrees Celsius to form a conductive film with a thickness of 5 µm; (3) The textured side of the paper is laminated to the silver nanowire side of the filter membrane, then hot pressing is done by a laminating roller (the temperature is set at 120°C). The silver nanowires on the filter membrane are connected to a
Erfolgsquote von nahezu 99% auf das gedruckte Muster übertragen. Im Muster auf demSuccess rate of almost 99% transferred to the printed pattern. In the pattern on the
Papier sind einige feine Linien aus silberfreien Nanodrähten zu sehen;Some fine lines of silver-free nanowires can be seen on the paper;
(4) Um die Erfolgsrate der Übertragung auf nahezu 100% zu erhöhen, wird der Flüssigkeit für die Vakuumfiltration eine wässrige Graphen-Dispersion (Stammkonzentration 0,5 mg/mL) zugesetzt und mit den Silbernanodrähten vermischt. 20 ul der wässrigen(4) In order to increase the transfer success rate to almost 100%, an aqueous graphene dispersion (stock concentration 0.5 mg/mL) is added to the vacuum filtration liquid and mixed with the silver nanowires. 20 µl of the aqueous
Graphen-Dispersion werden entnommen. Das Graphen dient zur Verbindung mit denGraphene dispersion are removed. The graph is used to connect with the
Silbernanodrähten und kann die Wiedergabetreue während des Übertragungsprozesses verbessern.Silver nanowires and can improve fidelity during the transmission process.
Die Silbernanodrähte werden zur Strukturierung auf dem gedruckten Muster geklebt, und zusätzlich werden die Silbernanodrähte auf der Filtermembran strukturiert und können auf andere flexible Substrate übertragen werden. Die auf dem Papier strukturiertenThe silver nanowires are glued to the printed pattern for patterning, and in addition, the silver nanowires are patterned on the filter membrane and can be transferred to other flexible substrates. The ones structured on paper
Silbernanodrähte können als leitendes Verbindungsteil oder Elektrode für papierbasierteSilver nanowires can be used as a conductive connector or electrode for paper-based
Elektronik verwendet werden, und die auf der Filtermembran strukturiertenElectronics are used and structured on the filter membrane
Silbernanodrähte werden weiter auf das flexible Substrat als Elektrode oderSilver nanowires are further attached to the flexible substrate as an electrode or
Verbindungsleitung für die flexible Elektronik übertragen. Die resultierenden leitendenTransfer connecting cable for the flexible electronics. The resulting conductive
Muster haben einen Widerstand im Bereich von 0,1-3 ©. Die strukturiertenPatterns have resistance in the range of 0.1-3©. The structured ones
Silbernanodrähte werden als Elektroden oder Verbindungsleitungen für die flexibleSilver nanowires are used as electrodes or connecting lines for the flexible
Elektronik verwendet.Electronics used.
Ausführungsbeispiel 2Example 2
Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zum Strukturieren von leitendenThe present exemplary embodiment provides a method for structuring conductive
Nano-Materialien zur Verfügung, umfassend: (1) Drucken eines Musters auf Papier mit einem Laserdrucker. (2) Beschichten eines starren Substrats mit der Silbernanodraht-Ethanol-Dispersion, wobei das starre Substrat eine hydrophobe Oberfläche aufweist, wobei die ursprünglicheNano-materials are available, comprising: (1) Printing a pattern on paper with a laser printer. (2) Coating a rigid substrate with the silver nanowire ethanol dispersion, the rigid substrate having a hydrophobic surface, the original
Konzentration der Silbernanodraht-Ethanol-Dispersion 10 mg/ml beträgt, und Entnahme von 50 ul der Silbernanodraht-Ethanol-Dispersion, die mit 0,5 mL Ethanol zur Flüssigkeit für die Beschichtung weiter verdünnt wird. Der auf das starre Substrat aufgetrageneConcentration of the silver nanowire ethanol dispersion is 10 mg/ml, and removal of 50 µl of the silver nanowire ethanol dispersion, which is further diluted with 0.5 mL of ethanol to form the liquid for coating. The one applied to the rigid substrate
Flüssigkeitsfilm wird natürlich getrocknet, um einen leitenden Film mit einer Dicke von 0,5 um zu bilden. (3) Die mit den Silbernanodrähten versehene Seite des starren Substrats wird auf die strukturierte Seite des Papiers laminiert, dann erfolgt das HeiBpressen durch eineLiquid film is naturally dried to form a conductive film with a thickness of 0.5 µm. (3) The side of the rigid substrate provided with the silver nanowires is laminated to the textured side of the paper, then hot pressing is carried out by a
Laminierwalze (die Temperatur wird auf 120°C eingestellt). Die Silbernanodrähte werden mit einer Erfolgsquote von nahezu 99% auf das gedruckte Muster übertragen. Im Muster auf dem Papier sind einige feine Linien aus silberfreien Nanodrähten zu sehen. Um dieLaminating roller (the temperature is set to 120°C). The silver nanowires are transferred to the printed pattern with a success rate of almost 99%. Some fine lines of silver-free nanowires can be seen in the pattern on the paper. Around the
Erfolgsrate der Übertragung auf nahezu 100% zu erhöhen, wird der Flüssigkeit für dieTo increase the success rate of the transfer to almost 100%, the fluid is used for the
Beschichtung eine wässrige Graphen-Ethanol-Dispersion (Stammkonzentration 0,5 mg/mL) zugesetzt und mit den Silbernanodrähten vermischt. 20 ul der wässrigenAn aqueous graphene-ethanol dispersion (stock concentration 0.5 mg/mL) was added to the coating and mixed with the silver nanowires. 20 µl of the aqueous
Graphen-Ethanol-Dispersion werden entnommen. Das Graphen dient zur Verbindung mit den Silbernanodrähten und kann die Wiedergabetreue während des Übertragungsprozesses verbessern.Graphene-ethanol dispersion are removed. The graphene is used to connect to the silver nanowires and can improve the fidelity during the transmission process.
Die Silbernanodrähte werden zur Strukturierung auf dem gedruckten Muster geklebt, und zusätzlich werden die Silbernanodrähte auf dem starren Substrat strukturiert. Das leitendeThe silver nanowires are glued to the printed pattern for patterning, and in addition, the silver nanowires are patterned on the rigid substrate. The leading one
Muster auf dem starren Substrat kann weiterhin auf ein anderes elastisches Substrat übertragen werden. Die auf dem Papier strukturierten Silbernanodrähte können als leitendes Verbindungsteil oder Elektrode für papierbasierte Elektronik verwendet werden, und die auf dem starren Substrat strukturierten Silbernanodrähte werden weiter auf das flexible Substrat als Elektrode oder Verbindungsleitung für die flexible Elektronik übertragen.Pattern on the rigid substrate can further be transferred to another elastic substrate. The silver nanowires patterned on the paper can be used as a conductive interconnector or electrode for paper-based electronics, and the silver nanowires patterned on the rigid substrate are further transferred to the flexible substrate as an electrode or interconnection line for the flexible electronics.
Ausführungsbeispiel 3Example 3
Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zum Strukturieren von leitendenThe present exemplary embodiment provides a method for structuring conductive
Nano-Materialien zur Verfügung, umfassend: (1) Drucken eines Musters auf Trennpapier mit einem Laserdrucker; (2) Abscheiden einer wässrigen Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion auf einNano-materials are available, comprising: (1) printing a pattern on release paper with a laser printer; (2) Depositing an aqueous carbon nanotube dispersion onto a
Kunststoffsubstrat unter Verwendung eines Walzenbeschichtungsverfahrens, um einen leitenden Film mit einer Dicke von 0,05 um zu bilden. Dabei beträgt die Konzentration der wässrigen Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion 10 mg/ml, und Entnahme von 50 ul der wässrigen Kohlenstoffnanoröhrchen-Dispersion, die mit 30mL Wasser zur Flüssigkeit für die Beschichtung weiter verdünnt wird; und (3) Die strukturierte Seite des Trennpapiers wird auf die Kohlenstoffnanoröhrchenseite auf dem Kunststoffsubstrat laminiert, dann erfolgt das HeiBpressen durch eine Laminierwalze (die Temperatur wird auf 115°C eingestellt). Die Kohlenstoffnanoröhrchen auf demPlastic substrate using a roll coating process to form a conductive film with a thickness of 0.05um. The concentration of the aqueous carbon nanotube dispersion is 10 mg/ml, and 50 μl of the aqueous carbon nanotube dispersion is removed, which is further diluted with 30 mL of water to form the liquid for the coating; and (3) The textured side of the release paper is laminated to the carbon nanotube side on the plastic substrate, then hot pressing by a laminating roller (the temperature is set at 115°C). The carbon nanotubes on the
Kunststoffsubstrat werden mit einer Erfolgsquote von nahezu 99% auf das gedrucktePlastic substrates are printed on this with a success rate of almost 99%
Muster übertragen.Transfer pattern.
Die Kohlenstoffnanoröhrchen werden zur Strukturierung auf dem gedruckten Muster desThe carbon nanotubes are used for structuring on the printed pattern of the
Trennpapiers geklebt, und zusätzlich werden die Kohlenstoffnanoröhrchen auf demSeparating paper is glued, and in addition the carbon nanotubes are glued to the
Kunststoffsubstrat strukturiert und können auf andere flexible Substrate übertragen werden. Die auf dem Trennpapier strukturierten Kohlenstoffnanoröhrchen können als leitendes Verbindungsteil oder Elektrode für papierbasierte Elektronik verwendet werden, und die auf dem Kunststoffsubstrat strukturierten Kohlenstoffnanoröhrchen werden weiter auf das flexible Substrat als Elektrode oder Verbindungsleitung für die flexible Elektronik übertragen. Die resultierenden leitenden Muster haben einen Widerstand im Bereich von 5-6 © Die strukturierten Kohlenstoffnanoröhrchen werden als Elektroden oderPlastic substrate structured and can be transferred to other flexible substrates. The carbon nanotubes structured on the release paper can be used as a conductive connection part or electrode for paper-based electronics, and the carbon nanotubes structured on the plastic substrate are further transferred to the flexible substrate as an electrode or connection line for the flexible electronics. The resulting conductive patterns have a resistance in the range of 5-6 © The structured carbon nanotubes are used as electrodes or
Verbindungsleitungen für die flexible Elektronik verwendet.Connecting cables used for flexible electronics.
Ausführungsbeispiel 4Example 4
Das vorliegende Ausführungsbeispiel stellt ein Verfahren zum Strukturieren von leitendenThe present exemplary embodiment provides a method for structuring conductive
Nano-Materialien zur Verfügung, umfassend: (1) Drucken eines Musters auf einem Kunststoffsubstrat mit einem Laserdrucker. (2) Auftragen der wässrigen Kupfernanodraht-Dispersion auf ein starres Substrat (Glassubstrat), das eine hydrophile Oberfläche aufweist, wobei die ursprünglicheNano-materials are available, comprising: (1) printing a pattern on a plastic substrate with a laser printer. (2) Applying the aqueous copper nanowire dispersion to a rigid substrate (glass substrate) having a hydrophilic surface, the original
Konzentration der wässrigen Kupfernanodraht-Dispersion 10 mg/ml beträgt, undConcentration of the aqueous copper nanowire dispersion is 10 mg/ml, and
Entnahme von 50 ul der wässrigen Kupfernanodraht-Dispersion, die mit 0,5 ml Wasser zurWithdrawal of 50 µl of the aqueous copper nanowire dispersion with 0.5 ml of water
Flüssigkeit für die Beschichtung weiter verdünnt wird. Der auf das starre Substrat aufgetragene Flüssigkeitsfilm wird natürlich getrocknet, um einen leitenden Film mit einerLiquid for the coating is further diluted. The liquid film applied to the rigid substrate is naturally dried to form a conductive film with a
Dicke von 1 um zu bilden. (3) Die mit den Kupfernanodrähten versehene Seite des starren Substrats wird auf die strukturierte Seite des Kunststoffsubstrats laminiert, dann erfolgt das HeiBpressen durch eine Laminierwalze (die Temperatur wird auf 125°C eingestellt). Die Kupfernanodrähte werden mit einer Erfolgsquote von nahezu 100% auf das gedruckte Muster desThickness of 1 um to form. (3) The side of the rigid substrate provided with the copper nanowires is laminated to the patterned side of the plastic substrate, then hot pressing is carried out by a laminating roller (the temperature is set at 125°C). The copper nanowires are applied to the printed pattern of the with a success rate of almost 100%
Kunststoffsubstrats übertragen.Transfer plastic substrate.
Die Kupfernanodrähte werden zur Strukturierung auf dem gedruckten Muster desThe copper nanowires are used for structuring on the printed pattern of the
Kunststoffsubstrats geklebt, und zusätzlich werden die Kupfernanodrähte auf dem starrenPlastic substrate glued, and in addition the copper nanowires are rigid on the
Substrat strukturiert. Das leitende Muster auf dem starren Substrat kann weiterhin auf ein anderes elastisches Substrat übertragen werden. Die resultierenden leitenden Muster haben einen Widerstand im Bereich von 3-4 Q. Die auf dem Kunststoffsubstrat strukturiertenSubstrate structured. The conductive pattern on the rigid substrate can further be transferred to another elastic substrate. The resulting conductive patterns have a resistance in the range of 3-4 Q. Those patterned on the plastic substrate
Kupfernanodrähte können als leitendes Verbindungsteil oder Elektrode für die Elektronik auf Kunststoffsubstratbasis verwendet werden, und die auf dem starren Substrat strukturierten Kupfernanodrähte werden weiter auf das flexible Substrat als Elektrode oderCopper nanowires can be used as a conductive connector or electrode for plastic substrate-based electronics, and the copper nanowires patterned on the rigid substrate are further applied to the flexible substrate as an electrode or
Verbindungsleitung für die flexible Elektronik übertragen.Transfer connecting cable for the flexible electronics.
Es sollte drauf hingewiesen werden, dass der vorstehende Inhalt nur bevorzugteIt should be noted that the above content is only preferred
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellt und nicht dazu dient, denrepresents embodiments of the present invention and is not intended to serve the purpose
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Alle unter Gedanken undLimit the scope of the present invention. All under thoughts and
Grundsätzen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Änderungen, äquivalentenChanges made to the principles of the present invention are equivalent
Ersatze und Verbesserungen sollen als vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gedeckt angesehen werden.Substitutions and improvements are to be considered within the scope of the present invention.
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