CN104487920B - 使用有机金属墨和带状网纹辊制造高分辨率导电图案 - Google Patents

Abstract

本文公开的是用于在柔版印刷过程中使用包括有机金属化合物的墨的系统及方法，该柔版印刷过程使用雕刻网纹辊将墨转印到印模辊，该印模辊将图案印刷在衬底上。在这些制造系统和方法中可以使用具有多于一个单元几何结构和/容积的带状网纹辊。所印刷的图案可以包括多条线，各条线宽度为1微米至25微米并且可能是需要微观导电图案的诸如触摸屏显示器或天线的电子设备应用的部分，诸如触摸屏传感器或RF天线。

Description

使用有机金属墨和带状网纹辊制造高分辨率导电图案

相关申请的交叉引用

本申请要求要求于2012年5月16日提交的美国临时专利申请No.61/647,597和于2012年5月4日提交的美国临时专利申请No.61/642,919的优先权，它们在此通过引用并入。

技术领域

本公开总体涉及对高分辨率图案的印刷，特别地涉及墨粘度优化。

背景技术

柔版印刷可以被用来通过在各种衬底上使用墨来印刷图案。用来柔版印刷这些衬底的系统可以包括具有各种功能的多个辊。传统上，在柔版印刷过程中用来转印墨的网纹辊可以是经由在金属部件上滚花而产生的陶瓷涂层或经由在金属部件上滚花而形成的铬涂层，所述金属部件是由不锈钢制成的实心或多部件块。

发明内容

在一实施例中，一种制造接触传感器的方法，包括：印刷第一图案和第二图案，其中，通过使用第一柔性母版来柔版印刷第一图案，并且其中，通过第二柔性母版柔版来印刷第二图案；其中，第一图案包括第一多条线，并且第二图案包括第二多条线，其中，第一多条线和第二多条线形成自包括1wt％-20wt％的有机金属化合物和至少一种溶剂的墨，其中，墨粘度从1000cps至3000cps，并且其中，印刷包括通过第一网纹辊将墨从墨源转印至第一柔性母版以及通过第二网纹辊将墨从墨源转印至第二柔性母版，并且其中，该多条线中的每条线的宽度在1-25微米之间。该实施例进一步包括：其中，第一网纹辊和第二网纹辊具有每英寸测量的线和容积，且雕刻有单元图案，并且其中，这些单元的形状是六边形、三角形、菱形、圆形、细长单元、螺旋斜纹(trihelic)中的一种或其组合；其中，第一和第二网纹辊中的至少一个是带状网纹辊，其中，带状网纹辊包括两个或更多个不同单元形状或两个或更多个不同容积中的至少一者；和镀覆第一图案和第二图案。

在一实施例中，一种制造RF天线的方法，包括：印刷第一衬底和第二衬底，其中，通过第一柔性母版将第一天线环路阵列柔版印刷在第一衬底上，并且其中，通过第二柔性母版将第二天线环路阵列柔版印刷在第二衬底上；其中，第一和第二天线环路阵列形成自包括1wt.％-20wt.％有机金属化合物和至少一种溶剂的墨，其中，墨粘度从1000cps至3000cps，且还可以是200cps至20000cps，并且其中，印刷包括通过第一网纹辊将墨从墨源转印至第一柔性母版以及通过第二网纹辊将墨从墨源转印至第二柔性母版。该实施例进一步包括：其中，第一网纹辊和第二网纹辊具有容积和线每英寸测量且雕刻有单元图案，并且其中，这些单元的形状是六边形、三角形、菱形、圆形、细长单元、螺旋斜纹中的一种或其组合；其中，第一和第二网纹辊中的至少一个是带状网纹辊，其中，带状网纹辊包括两个不同单元形状或两种不同容积中的至少一者；和镀覆第一和第二天线环路阵列，其中，第一天线环路阵列和第二天线环路阵列包括镀有导电材料的至少一条线，并且其中，该至少一条线为1微米-25微米宽。

在一实施例中，使用带状网纹辊来制造高分辨率导电图案的方法包括：制备墨，其中，制备墨包括将溶剂或共溶剂中的至少一者添加到墨，并且其中，所制备的墨具有大于200cps的粘度；清洁衬底；使用柔版印刷过程将墨布置在包括第一柔版和第一墨源的衬底上，其中，将墨沉积在衬底上包括：通过辊到辊处理过程将墨从墨源转印到网纹辊；以及随后将墨从网纹辊转印到柔版，其中，柔版包括第一图案，该第一图案包括第一多条线，其中，该第一多条线中的每条线是从1微米–25微米宽。该实施例进一步包括，其中，网纹辊具有容积和线每英寸测量且雕刻有单元图案，并且其中，单元的形状是六边形、三角形、菱形、圆形、细长单元、螺旋斜纹中的一种或其组合；其中，网纹辊是带状网纹辊，其中，带状网纹辊包括两个不同单元形状或两种不同容积中的至少一者；和镀覆第一印刷图案，其中，镀覆第一印刷图案包括将导电材料沉积到第一印刷图案上以形成高分辨率导电图案。

附图说明

现在将参照附图，来对本发明的示例性实施例进行详细描述，在这些附图中：

图1是旋转粘度计的图示。

图2是根据本公开的实施例的柔版的图示。

图3A-3B是根据本公开的实施例的在柔版印刷中使用的精密墨计量系统的图示。

图4A-4C是根据本公开的实施例的通过柔版印刷的线的部分的顶视图和横截面图的图示。

图5是根据本公开的实施例的高分辨率导电图案的制造方法的图示。

图6A是根据本公开的实施例的网纹辊上所雕刻图案的一区段的等轴测图的图示。

图6B是根据本公开的实施例的雕刻网纹辊的等轴测图。

图7A-7F是根据本公开的实施例的雕刻网纹辊图案的各种几何形状的图示。

图8是根据本公开的实施例的带状网纹辊的图示。

图9是根据本公开的实施例的高分辨率导电图案的制造过程的流程图。

具体实施方式

下列讨论涉及本发明的各实施例。虽然这些实施例中的一个或多个可能是优选的，但是所公开的实施例不应被解释为或以其它方式被用作对本公开包括权利要求的范围的限制。此外，本领域的技术人员应当理解，下列描述具有宽泛的应用，并且任何实施例的讨论仅意味着为该实施例的实例，并且任何实施例的讨论不旨在暗示本公开包括权利要求的范围被限制于该实施例。

柔版是旋转卷材凸版印刷机的形式，其中，凸板例如通过双面粘合剂而被安装到印刷滚筒。这些凸板也可以称为母版或柔版，且这些凸板可以结合快速干燥、低粘度溶剂和从网纹或其它两个辊上墨系统供给的墨来使用。网纹辊可以是用来为印刷板提供测量到的量的墨的滚筒。墨可以是例如紫外(UV)可固化墨或水基热IR可固化墨。在一个实例中，第一辊将墨从墨盘或计量系统转印至计量辊至网纹辊。对墨进行计量以当墨从网纹辊被转印至印版滚筒时具有均匀的厚度。当衬底从印版滚筒穿过筒辊到辊处理系统到压印滚筒时，压印滚筒对印版滚筒施加压力，该印版滚筒将凸板上的图像转印到衬底上。在一些实施例中，代替印版滚筒，可存在墨斗辊，并且可以使用刮片来改善横跨辊的墨的分布。

柔版可以由例如塑料、橡胶、弹性体或光敏聚合物(其也可被称为UV敏感聚合物)制成。这些板可以通过激光雕刻、照相过程或光化学方法制成。这些板可以根据任何已知的方法购买或制造。优选的柔版过程可以被设置为堆栈类型，其中一个或多个印刷工位堆栈竖直地布置在冲压机框架的每一侧上，并且每个堆栈具有其自身的印版滚筒，该印版滚筒通过使用一种类型的墨来印刷，并且该设置可以允许在衬底的一侧或两侧上进行印刷。在另一个实施例中，可以使用中心压印滚筒，该中心压印滚筒使用安装在印刷框架中的单个压印滚筒。随着衬底进入冲压机，它与压印滚筒相接触，并且适当的图案被印刷。替代地，可以利用内联式柔版印刷过程，其中，印刷工位以水平线布置且由公共总轴驱动。在该实例中，印刷工位可以被联接到固化工位、切刀、折叠机或其它后印刷工艺设备。也可以利用柔版过程的其它构造。

在一实施例中，例如在无缝(ITR)成像过程中，可以使用柔版图版套筒。在ITR过程中，光聚合物板材料在将被加载到冲压机上的套筒上被处理，这与平板可以安装到印刷筒体的上文所讨论的方法相反，该印刷筒体也可以被称为传统印版滚筒。柔版套筒可以是连续的光聚合物套筒，其中激光烧蚀掩模涂层布置在表面上。在另一个实例中，单独的光聚合物部件可以通过胶带而被安装在基部套筒上，并且然后通过上文所讨论的激光烧蚀掩模以与套筒相同的方式对单独的光聚合物部件进行成像和处理。柔版套筒可以以几种方式被使用，例如，被用作导网辊用于将带图像的平板安装在导网辊的表面上，或被用作已经直接雕刻(圆雕)有图像的套筒表面。在套筒单独充当载体角色的实例中，可以将具有雕刻图像的印刷板安装到套筒，然后，将套筒安装到筒体上的印刷工位上。由于套筒能够存储有已经安装到套筒的板，所以这些预安装的板可以缩短切换时间。套筒由包括热塑性复合物、热固性复合物、铬、镍和不锈钢的各种材料制成，并且套筒可以用或不用纤维加强以抵抗裂开和分裂。包含泡沫或垫子基部的长期可重复使用的套筒用于非常高质量的印刷。在一些实施例中，可以使用无海绵或垫子的一次性“薄”套筒。柔版印刷过程可以使用用于墨转印的网纹辊作为计量墨的装置，使得墨印刷出无凝集或模糊的具有清晰均匀特征的期望图案。虽然一些印刷图案可以经历进一步的处理，诸如用导电材料镀覆，但是在应用诸如提高对比率、防止莫尔效应(moiré effect)以及用于使得能够观察显示装置的隐蔽部位中，仍然可以利用印刷图案。例如，具有指定节距(其中，该节距是两个相邻的条纹的中心到中心距离)和纵横比的条纹图案可以通过使用黑色墨来形成在膜的表面上。

将高分辨率图案印刷到适合的衬底上的传统方法可能导致不同的图案质量和均匀度，这可能导致具有不良的导电性、可变电阻和整体不良的性能的镀覆图案。图案的可变性可能起因于高度可变的墨粘度，特别是当印刷具有微观尺寸的大表面面积衬底时，并且当将太多或太少墨转印到衬底上时，这种图案的可变性也可能产生。传统上，在印刷过程中使用的网纹辊可以通过在金属部件上滚花而产生的陶瓷涂层或通过在金属部件上滚花而产生的铬涂层，所述金属部件是由不锈钢制成的实心或多组成部件。滚花上的陶瓷为是面上构建有一层铜的辊。滚花工具被迫使抵靠铜，将表面改造为滚花工具点的形状。在雕刻之后，用陶瓷薄层对辊进行等离子涂覆，以为易碎的单元壁结构提供支撑。然而，该过程在陶瓷粉末的沉积中可能具有不一致性。由于滚花工具技术上的限制，图案的类型、单元容积和可用的线计数可能受到限制。此外，陶瓷对铜具有不良的机械结合。这会导致超声和其它清洁系统中的分层。

第二类型的网纹雕刻从在辊的表面上的铜基材开始。铜是软的且可锻造的，因此，铜顺应滚花工具的形状。由于滚花工具在压力下被施加到铜基材料，所以滚花工具的凸出点形成单元结构。虽然该过程产生一致的单元，但是这些单元仅能够被雕刻成浅深度且具有浅的壁节距，使得能够容易地将滚花工具从刚才形成的单元撤出。铜是有利的，因为铜的柔软度和能够采取工具的形状的能力，这辅助形成单元。很遗憾，这些相同的属性导致辊迅速磨损且容易损坏。为了弥补这些限制，辊接收提供一些耐久性和抗损坏性的电铸铬的微观层。然而，由于滚花工具技术上的限制，铬雕刻仅能够在具有约500个单元/英寸的容积的图案内被雕刻。这可以取决于所印刷的图案的大小而限制墨分布能力和打印质量两者。由于网纹辊可以是系统的模块化可互换部分，所以对特定应用的网纹辊的选择能够指均匀印刷图案、与可能已经被不适当地形成且可能被弄脏或具有其它视觉和功能缺陷的非均匀图案之间的差。为应用选择网纹辊的困难可能随着将被印刷的线的尺寸的减小和/或图案的复杂性增加而增加。

图1是旋转粘度计的图示。在图1中，用于测量材料的粘度的旋转粘度计100包括布置在容器102内的墨104。在一些实施例中，容器102可以包括烧杯，例如，玻璃烧杯。墨104可以包括粘合剂、光引发剂和镀覆催化剂，并且墨104可以专门被配制用于特殊应用和/或处理方法。如本文中所使用的术语粘度可以指流体的内部流动阻力，并且粘度是基于制造系统构造以及最终应用考虑的因素，因为错误的粘度会阻碍过程或以其它方式产生非均匀图案，这在过程中可能导致昂贵的报废。在一实施例中，溶剂可以被用来溶解墨104中的至少另一种材料，并且在将溶剂或共溶剂添加到墨期间或之后，粘度计100可以被用来确定墨104的粘度。溶剂可以是溶解任何溶质的任何流体(即气体、液体)或固体，例如，异丙醇(IPA)、甲醇、乳酸乙酯、乙二醇、二氯甲烷、甲苯、乙酸。在一些实施例中，可以使用共溶剂。共溶剂可以是当与另一种流体诸如另一种溶剂混合时能够溶解溶质的任何流体。

在一些实施例中，旋转粘度计100包括心轴106和粘度计头108，且包括也可以被称为用户接口或数字指示器的显示器110。显示器110可以呈现多种读数(未画出)，诸如墨温度、处理时间、成分和粘度，这些读数中的一些或全部可以被用来调节墨的成分，直到实现至少一个性质的期望的范围或目标。粘度计头108中的马达或其它类似的装置导致心轴106绕其轴线旋转。另一装置(未画出)可以测量当心轴106在样品104内旋转时心轴106经历的阻力，替代地，从该装置可以发现样品104的粘度。本文所讨论的墨可以指可以沉积在如在印刷中使用的表面或衬底上的任何材料，并且可以是任何状态的液体，诸如混合物、悬浮物或胶体，而无限制。在某些情况下，墨可以指沉积在表面上的固体或液体气溶胶。优选地，墨包含浓度为1wt.％-20wt.％优选地1wt.％-5wt.％的有机金属颗粒，诸如醋酸钯或草酸钯。有机金属纳米颗粒在可以是丙烯酸或其它光固化/热固化基材的粘合材料中是可溶解的；因此，相对于在印刷过程期间导致堵塞而言，这些颗粒可能引起担忧。传统上，在墨不能适当地流动的情况下，因为这可能导致对非均匀或不完整图案的印刷，所以颗粒大小和含量在印刷期间可能引起担忧。因为网纹辊可能和/或包括将被印刷的图案的柔版可能具有易于堵塞的小单元/凹槽/凹部，这些小单元/凹槽/凹部在墨的颗粒大小或含量太大/高的情况下易于堵塞，所以在使用具有小容积的网纹辊来印刷微观图案的情况下，可能引起担忧。因此，可以选择颗粒含量和大小来最小化这些问题。

图2是根据本公开的实施例的也可被称为柔版的图案化柔版坯。柔版230包括可以包括多条线232的图案234。在一些实施例中，图案化板坯可以被图案化用于电阻性或电容性触摸屏传感器。在替代实施例中，图案化板坯可以被图案化用于RF天线(单环和多环)结构或小于25微米的微观线将被均匀地印刷的其它应用。为RF天线结构印刷的结构可以被称为天线环路、天线阵列或天线环路阵列。在一些实例中，多于一个柔版可以被用来印刷单个图案。在那些实例中，不同类型的墨可以被用于每个柔版，并且每个柔版将被布置在单独的辊上以相继地印刷图案的不同部分。

图形3A-3B示出根据本公开的实施例的在柔版印刷中使用的精密墨计量系统。柔版印刷是直接高压凸版印刷过程。柔版印刷利用柔性印刷板、或具有将墨直接转印到将被印刷的材料的三维凸版印刷区域的无端橡胶套筒。柔版印刷可以使用用于不同类型的墨用于不同的应用。例如，墨可以是基于水的、基于溶剂的或UV光可固化的。在一些实施例中，墨可以包含充当镀覆过程的催化剂的镀覆催化剂、粘合剂、光引发剂、或颗粒，该镀覆过程可以被用来为电子设备诸如触摸屏中的应用制造印刷导电图案。在图3A中，第一计量系统302包括可以被结合使用以在衬底316上形成图案的转印辊306、墨盘304、网纹辊308、刮片310、图案辊314和印模辊314。在一实施例中，转印辊306可以由自然或合成橡胶制成，且可以旋转过在墨盘304中所包含的墨，使得转印辊306的外表面被涂有墨。转印辊306可能与网纹辊308相接触并且相对于网纹辊308旋转。在旋转期间网纹辊308与转印辊306之间的接触起到将墨从转印辊306的外表面转印到网纹辊308的外表面的作用。网纹辊308具有被小单元覆盖的表面，所述小单元由填充有墨的壁形成，如在图6A-6B和图7A-7F中详细地描述的。在一些实施例中，在网纹辊308的表面上可能存在过量墨，这种过量墨可以通过刮片310移除。图案辊312可以放置在网纹辊308与印模辊314之间。图案辊312的外表面可以被也可以被称为柔版的柔性母版包裹，该柔性母版可以通过使用双面胶带或其它附接装置而被附接到图案辊312。柔性母版具有将被印刷在衬底316上的例如如图2中所描述的雕刻图案。网纹辊308抵靠图案辊312旋转，从而将墨转印到在图案辊312的表面上的柔性母版。然后，在衬底316经过图案辊312与充当衬底316的支撑部的印模辊314之间时，柔性母版上的墨被压印(印刷)到衬底316上。在网纹辊308与图案辊312之间的压力可以最小化，同时维持网纹辊308与图案辊312之间的接触。图案辊312与印模辊314之间的压力还可以被调节，使得衬底316不会被过度着墨或成为扭曲的印刷图形。

图3B是计量系统的替代构造的图示。图3B中的第二计量系统318包括墨盘320、网纹辊322、刮片324、母版326、印模辊328和衬底330。在该构造中，网纹辊322半浸没在由墨盘320容纳的墨中，并且网纹辊322将来自墨盘320的墨直接转印至母版326。网纹辊322具有由小单元覆盖的表面，在网纹辊322滚过墨盘320时，这些小单元被墨填充。在一些实施例中，在网纹辊322上的过量墨中的一些或全部通过刮片324移除。母版326可以布置在网纹辊322与印模辊328之间。母版326的外表面被柔性母版(未画出)包裹，该柔性母版类似于图2且可以通过使用双面胶带(未画出)布置在母版326上。柔性母版上的图案可以是将被印刷在衬底330上的图案。在一实施例中，网纹辊322抵靠母版326旋转，从而将墨转印到在母版326的表面上的柔性母版上。然后，在衬底330通过印刷辊312与充当衬底330的支撑件的印模辊314之间时，柔性母版上的墨被压印到衬底330上。在网纹辊322与母版326之间的压力可以最小化，同时维持网纹辊322与主板326之间的接触。主板326与印模辊328之间的压力可以被调节，使得衬底330不会被过度着墨或成为扭曲的图形。

应理解，与图3A中的系统相反，图3B中的第二计量系统318不具有如在图3A的第一计量系统302中那样的转印辊306。在图3B中，墨从墨盘320直接被转印到网纹辊322上。还应理解，被压印到衬底330的是母版326上的柔性母版的图案，而不是被雕刻在网纹辊322上的图案。在图3A和图3B中所示的任一种构造中，所使用的网纹辊可能取决于一些因素，诸如但不限于，墨的粘度、图案的几何结构、网纹-柔版转印速度、柔版-衬底转印速度和过程的速度。

图4A-4C是根据本公开的实施例的具有不同尺寸的印刷高分辨率印刷图案(HRP)的图示。图4A是来自印刷在衬底200a上的HRP的线200的图示，剖面线204限定具有高度206的横截面230，该高度206也可以被称为线200的粗度。如本文中使用的粗度或高度可以指垂直于衬底的印刷平面的HRP的平均尺寸。此外，如本文中使用的术语可以指印刷图案的竖直尺寸。如本文所讨论的高分辨率图案(HRP)可以指包括至少一条线并且在一些实施例中包括多条线的印刷图案，其中每条线小于50微米宽。高分辨率导电图案(HCRP)可以指已经被镀覆的HRP。还应理解，术语HRP和HRCP在一些实例，包括本文中可以被交换地使用。因此，HRP可以是被图案化、沉积或印刷到衬底表面上的任何导电或非导电材料。如本文所使用的，HRP的每条线在小于约50微米的衬底表面的平面中具有宽度或横向测量。

图4A示出具有宽度224的线200。线宽度224可能受到印刷过程中的速度、压力和柔版构造的组合的影响，如在图3A和图3B的系统中所描绘的。类似地，图4B示出来自HRP的线208，其中横截面区段212由截面线210限定并且具有也可以被称为线208的粗度的高度214。线208也具有小于图4A中的宽度224的宽度226。图4C是来自HRP的具有横截面220的线216，该横截面220由具有宽度228和高度222的截面线218限定，高度222也可以被称为线216的粗度。宽度228和粗度222两者都可能影响在过程中所使用的墨的类型以及在印刷图案之后所执行的固化的类型。如图4A-4C中所示的各种宽度可能是适当的，这取决于图案的最终应用，也就是，成品最终将被使用的场合。

在一些实施例中，具有例如1微米–25微米的较小的线宽度的图案可以通过使用以具有小BCM容积的网纹辊用较高粘度的墨均匀地印刷。墨可以包括浓度为从1wt.％至20wt.％的有机金属化合物，其中，墨从墨源被0.7BCM的网纹辊转印。在一个实例中，用来印刷图4A中的线200的墨的粘度可以比用来印刷图3C中的线216的粘度低。在另一个实例中，具有比用来印刷图3C中的线216的BCM高的BCM的网纹辊可以已经被用来印刷图4A中的线200。在一些实施例中，0.7BCM网纹辊可以被用来以包括在1000-3000cps之间的粘度的墨印刷从1微米-20微米宽的线。在该实施例中，线速度可以是50英尺/分钟。这与通过使用具有750cps以下粘度的墨、使用1.5BCM网纹辊以50英尺/分钟印刷例如30微米-65微米宽的较粗的线形成对照。墨粘度、期望线宽度和网纹辊的容积的组合可以被用来产生对于不同的线宽度的均匀的图案。在一个实例中，网纹辊可以从墨盘拾取墨的体积X且将该体积的1/2转印至柔版，柔版可将1/2X的1/2(即，1/4X，其中，X为从墨盘拾取的初始体积)转印至衬底。因此，当确定过程参数和包括使用哪种网纹辊或带状网纹辊的系统构造时，可以考虑衬底上的最终期望墨厚度。

图5是根据本公开的实施例的高分辨率导电图案的制造方法的图示。图9是根据本公开的实施例的高分辨率导电图案的制造方法的流程图。图5示出用来制造包括微观图案的接触传感器或另一种产品的方法500。衬底，例如，细长的柔性膜602被放置在将被印刷的放卷辊502上，该膜在本文中被称为衬底。透明衬底诸如PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯和聚碳酸酯可以被用作衬底602。替代地，衬底602可以是纸、玻璃、金属膜或金属箔。衬底602的厚度可以小到足以避免在接触传感器或天线的挠曲期间产生过多的应力。此外，应注意的是，膜可以提高光学透射率。另一方面，衬底602的厚度不应太小以在制造过程期间免危害该层的连续性或其材料性质。优选地，厚度在1微米与1毫米之间的衬底602可能是适当的。

转向图9，包括如由将被印刷的至少一个图案的几何结构、尺寸和复杂性确定的运行速度、墨粘度和墨类型的多个过程参数被用来调节包括网纹辊的选择的系统构造。可以针对网纹辊的容积、几何结构、或两者来选择网纹辊。此外，网纹辊可以是可以被称为带状辊或带状网纹辊的几何形状和大小的组合体。一旦选定用于在制造过程中使用的网纹辊或带状网纹辊，就回到方法500，衬底602例如经由任何已知的辊到辊处理方法从放卷辊502被转印以便在第一清洁工位504处在第一清洁处在块806处被清洁。在一些实施例中，在块806处的清洁可以包括一个或多个清洁工位。由于辊到辊过程涉及柔性材料，所以部件的排列可能是复杂的。因为衬底上的一个或多个印刷图案的最终排列和位置，所以衬底相对于内联式过程的排列可能要紧。在一个实施例中，定位缆绳506被用来维持部件的适当的排列，在其它实施例中，任何已知的装置可以被用于该目的。在一些实施例中，在清洁工位504处在块806处的第一清洁包括被用来移除杂质诸如油类或油脂的高电场臭氧发生器。

在一些实施例中，衬底602可能在第二清洁工位508处在块806处经历第二清洁。第二清洁工位508可以包括卷材清洁器。卷材清洁器是任何在卷材制造中用来从卷材或衬底移除颗粒的装置。在块806处的这些清洁阶段之后，在块808处，第一图案能够在第一印刷工位510处被印刷在衬底602的第一侧上。第一图案可以包括多条线，其中每条线的宽度从1微米至25微米。微观图案借助于使用可以具有粘度在200cps与2000cps之间的粘度的UV可固化墨通过在第一印刷工位510处的第一母版(柔版)被压印。印刷工位可以被构造为如图3A和图3B中所示。此外，微观图案可以包括具有在1微米至35微米之间的宽度的线。在一实施例中，多个辊可以被用来印刷图案(未画出)，并且所述多个辊可以使用不同的墨、类似的墨或相同的墨。因为图案可包括具有不同粗度的多条线，所以所使用的墨的类型取决于图案的结构的几何结构和复杂性、连接结构、连接结构的几何形状和横截面的几何形状。另外，可以根据印刷的图案的几何结构、网纹-柔版转印速率、柔版-衬底转印速率、柔版的表面能和衬底的表面能来选择如图3A和图3B中讨论的网纹辊。

传统上，在制造之前，带状辊诸如图8中的带状辊可以被用来测试下文讨论的在第一印刷工位510处的第一母版以及在第二印刷工位526处第二母版，使得正确的网纹辊被选定。带状辊可以被用来确定多种体积和/或几何形状转印墨如何印刷特定图案或具有某一宽度和/或厚度或宽度或厚度范围的多条线。传统上，该带状辊用于测试目的以确定哪个或哪些网纹辊适合于特定应用或图案几何形状。然而，并且如本文所讨论的，如图8所示的带状辊在制造中可以被用来转印墨，也就是，作为制造过程的部分。带状辊可以包括在将最佳地适合应用和/或系统的一个辊上的容积和/或几何形状的组合。在一实施例中，带状辊可以被用来转印墨以印刷可能包括宽范围的线宽度、复杂的过渡部或这些的组合和其它结构的复杂的几何结构。下面详细地讨论这一点。可以基于过程速度、网纹-柔版转印速率、柔版-衬底转印速率、柔版的表面能和衬底的表面能来选定墨成分。应理解，在一些实施例中，仅一个印刷过程可以被用来印刷单环路或多环路天线结构(未画出)。在替代实施例中，布置在多个辊上的多个柔版可以被用来印刷衬底的一侧或两侧。这可以是例如因为不同的墨被用来印刷一个或多个图案的结构。

在第一印刷工位510处被转印至衬底602的墨量可以由高精度计量系统512来调节，该高精度计量系统512可以包括例如图3A和图3B中所示的构造的各种构造。机器的速度可以从20英寸每分钟(fpm)至750fpm变化，而50fpm至200fpm可以适合于一些应用。墨可以包含镀覆催化剂。继第一印刷过程之后可以是在块812处固化，固化可以包括一个或多个固化工位。第一固化可以包括在第一固化工位514处以从约0.5mW/cm²至约50mW/cm²的目标强度和从约280nm至约600nm的波长的紫外光固化。此外，固化812可以包括在第二固化工位516处的炉加热固化，该炉加热固化在约20℃至约85℃的温度范围内施加热。继在块812处的固化之后，衬底602可以暴露于在镀覆工位520处的无电镀覆。在该步骤中，一层导电材料通过例如无电镀覆814而被沉积在微观图案上。这可以通过将在第一印刷工位510处印刷的第一图案浸没到镀覆工位520中来完成，所述第一图案可以是包括在衬底602的第一侧上的多条线的微观图案。

镀覆工位520可以包括包含温度范围在20℃与90℃之间在一些实施例中施加80℃的液态铜的槽。替代地，导电材料可以包括银(Ag)、金(Au)、镍(Ni)、锡(Sn)、和钯(Pd)、铝(al)、锌(Zn)中的至少一个或其组合。沉积速率可以是约10纳米每分钟(nm/min)，并且镀覆工位520可以将导电材料沉积至约0.001微米至约100微米的厚度，这取决于卷材的速度并且根据应用。该无电镀覆过程不需要施加电流，并且它仅镀覆包含镀覆催化剂的图案区域，这些镀覆催化剂在固化过程期间通过曝光于UV辐射而被预先活化。在块814处的镀覆可以是无电镀覆工位520且可以包括镀覆槽，该镀覆槽可以包括可以促进在块814处的镀覆过程的强还原剂，诸如氢硼化物或次磷酸盐。由于不存在电场，所以与电镀相比，因无电镀覆产生的镀覆厚度可以更均匀。虽然无电镀覆可能比电解镀覆更耗时，但是无电镀覆可以更好地适合于具有复杂几何形状和/或许多细微特征的部分，诸如在高分辨率导电图案中可能存在的那些部分。在镀覆工位520处的无电镀覆之后，可以在清洁工位522处在块816处清洁衬底602。衬底602可以通过浸没到包含在室温下的水的清洁槽中。然后，通过施加在室温下的空气，可以在干燥工位524处在块818处对衬底602进行干燥。在另一个实施例中，衬底可以在块820处例如在干燥步骤之后喷涂的图案中被钝化，以防止在导电材料与水或水分之间的任何危险或非期望的化学反应。

在一实施例中，第二图案可以在第二印刷工位526处通过第二母版在块810处使用可以具有200cps与2000cps之间的粘度的UV可固化的墨来印刷。应理解，印刷工位510和526可以包括在一个或多个辊上的一个或多个主板(也被称为柔版)。还应理解，基于第一或第二印刷图案的几何结构和复杂性，可以在每个辊上使用不同的墨，并且可以采用不同的辊。优选地，同时印刷第一图案和第二图案，在替代实施例中，可以相继地印刷这些图案。在印刷工位526处被转印到衬底602的墨量可以通过高精度计量系统528来调节，且该墨量可以取决于过程的速度、墨成分和图案形状及尺寸。继第二印刷过程之后，衬底602可以在第三固化工位530处在块810b处通过使用具有从约0.5mW/cm²至20mW/cm²的强度的紫外光而被固化。应理解，在一些实施例中，当第一图案和第二图案同时地或相继地被印刷时，这两个图案可以同时被固化。第三固化工位530后面可以跟随另一个固化，例如，在干燥工位532处在块810a处在20℃与150℃之间的温度下的炉干燥。随后，衬底602可以在第二镀覆工位534a处经历类似于在镀覆工位520处的无电镀覆的镀覆814，并且衬底602在第二清洁在清洁工位534处通过使用已知传统清洁技术经历第二清洁，然后衬底602可以通过使用在室温下的空气在干燥工位536处而被干燥。

在一些实施例中，第二图案印刷在衬底602的与第一图案相反的一侧上。在其它实施例中，第二图案印刷在衬底602的同一(第一)侧上且与第一图案相邻，并且在还有其它实施例中，第二图案印刷在与衬底602不同的膜上。在后两个实施例中，图案在印刷之后被组装，且还可以在镀覆之后被组装。优选地，在任何实施例中，印刷和镀覆过程并行地而不是相继地执行，也就是，两个图案在组装之前都不必等待另一个图案被印刷和被镀覆，因为两个图案在一个衬底的同一侧上，两者图案已经被内联式组装，或两个图案在约同一时间被镀覆并且准备组装并且从过程中出来。

图6A是根据本公开的实施例的网纹辊上的雕刻图案的一区段的等轴测图的图示。网纹辊区段600包括由具有深度604的多个壁614形成的多个六边形形状的单元，该多个壁614被布置成形成多个井606，所述井606也可以被称为凹部或单元。凹部可以指对象中的空区域，或指对象的表面的平面中的凹痕或浅凹。在一些实施例中，凹部可以是在对象的第一平行面的下方或后方偏移的第二表面。在一些实施例中，单元可以是四个侧面的、三角形的、圆形的、螺旋斜纹的、细长单元或其组合。网纹辊可以由辊能够承载的容积来限定，该容积可以被称为十亿立方微米每平方英寸(BCM)，除了或作为是指沿着雕刻角度测定的每线性英寸单元的数量的每英寸线数(LPI)的替代。

图6B是根据本公开的实施例的雕刻网纹辊的等轴测图。在柔版印刷过程中，网纹辊608拾起可控量的墨(例如，从墨盘或通过与涂有墨的辊相接触)并将它转印到母版。因此，网纹辊图案不是印刷在衬底上，而是充当转印机构以将墨从墨源转印至将该图案(定位在柔版上)印刷在衬底上的柔版。网纹辊可以用实心部件机加工以形成第一端件610a和第二端件610b以及环绕在端件610a与端件610b之间的表面周向布置的多个小袋状部或单元606。在替代实施例中，辊608由多个部件制造，并且端件610a和端件6106b实际上是已经以热方式、机械方式或热机械方式装配到包含多个单元606的第三部分的端帽。所述多个单元606承载将被施加到母版的墨、粘合剂或涂层材料，并且因此，这些单元的几何结构能够被挑选为使得在转印到母版之前辊610能够精确地计量各种液体。所述多个单元606的大小确定每个单元将承载多个液体。在一实施例中，所述多个单元在形状和大小上是一致的。在另一个实施例中，所述多个单元包括如下文在图7A-7F中所讨论的多种几何形状。当网纹辊608与母版的表面相接触时，这可以使网纹辊608上升，该液体从单元被转印至母版的表面。根据各实施例，网纹辊被雕刻到不同的直径、深度和单元放置角度以适应柔版印刷中宽范围的计量需要。单元容积、雕刻角度和线计数可以限定转印的墨的数量以及墨被输送至衬底的精确度和均匀度。

雕刻角度或图案是指在后续雕刻行中单元的取向，如参照辊的水平轴线(例如，图2所示的轴线612)。雕刻角度还可以确定单元的形状。对于激光雕刻辊，激光雕刻在极端高频率下和微观水平上发生。因此，通过肉眼看到给定的能量爆发或看到因爆发能产生的单元可能是困难的。45°图案呈现菱形形状，而30°或60°图案产生六边形形状的单元。如果雕刻行足够近，则单元重叠以完全排除对角单元壁，因此形成通常被称为螺旋斜纹的雕刻的一系列成角度凹槽。线计数(每英寸线数或线每英寸)是指的如沿着雕刻角度测量每线性英寸的单元数目，或其中单元以最近的方式相互对齐。也就是，越高的LPI在给定的表面面积中提供越大数目的单元和越小的单元直径。随着LPI增加，在旋转方向和横向方向两者上单元的集中度也增加。使LPI加倍有效地使在辊表面的每平方英寸中单元的数目成为四倍。随着LPI增加，越小的墨微滴可以以越靠近在一起的方式隔开到板表面上。因此，较小的墨微滴比较大的微滴趋向于迅速地干燥且产生光滑的固体。在较高LPI下增加的单元数目为墨提供光滑的过渡。换言之，具有较高LPI的网纹辊提供较佳的墨传输速率。

图7A–7F是根据本公开的实施例的雕刻网纹辊图案的各种几何形状的图示。图7A是具有30°雕刻的雕刻六边形图案的实施例的图示。30°图案具有六边形单元，其中开口712的最宽部分沿着辊的水平轴线(例如，图6B中所示的轴线202)被取向。图7A所示的图案是可以结合UV可固化墨使用的通用目的图案。

图7B是具有60°雕刻的雕刻图案的实施例的图示。60°图案看起来类似于30°图案，但是其中单元开口的最宽部分沿着辊的旋转轴线(例如，与图6B中所示的轴线202正交)被取向。由于单元较紧密地被填塞的事实，与45°图案相比，60°图案提供多出约15％的单元每平方英寸。这些附加单元使得能够将墨更均匀地分布到母版。随着网纹辊旋转经过刮片，60°图案在顶部702和底部704处具有角部，这可以允许刮片以较少的围困空气填充单元。

图7C是具有45°雕刻的雕刻图案的实施例的图示。45°图案具有多个菱形形状的单元306，其中这些单元的最宽的部分708沿着辊的旋转轴线(例如，与图6B中所示的并且还有图7C中表示的轴线202正交)被取向。该图案提供良好的墨释放，但是为了精细分布，图3A和图3B中的30°或60°图案可以是优选的。

图7D是具有多个随机放置的圆形单元的雕刻图案的实施例的图示。随机图案将这些单元相对于随后续雕刻行没有具体取向地放置。在彩色印刷中，随机模式可以是优选的，因为从单元放置与网屏角度之间的排列来看，随机模式可能对莫尔图案(moiré pattern)不太敏感。然而，随机模式具有多个单元，该多个单元具有不同的直径和不一致的位置，这可能导致在墨到母版辊随后到衬底上的转印方面的不协调并且可能影响印刷图案的质量。

图7E是具有开槽雕刻图案的雕刻图案的实施例的图示。多个开槽单元具有沿着辊710的旋转轴线(例如，与图6A中所示的以及在图7E中所表示的轴线202正交)的伸长的开口，这允许粘性墨、金属颗粒和粘合剂较容易的释放。

图7F是具有螺旋斜纹雕刻图案的雕刻图案的实施例的图示。螺旋斜纹雕刻将这些单元放置成在可与轴线202成20-70度的角度的辊表面中形成对角凹槽。优选地，具有该几何结构的雕刻被用于粘合剂的应用。可以使用粘合剂例如来装配第一和第二衬底，或第一衬底的两个部分。

除了网纹辊的容积之外，如相对于图6A、图6B和图7A-7F所讨论的，网纹辊可具有在其表面上雕刻的不同几何形状和大小的图案。能够基于期望的过程速度、墨粘度、柔板和衬底的表面能、从网纹辊转印到柔版的和从柔版转印到衬底的墨量来计算最佳网纹辊的LPI和BCM与最终线宽度之间的关系，并且在柔版上具有设定的起始线宽度。在LPI、BCM、墨粘度和印刷条件的组合的情况下，可以实现具有小于10微米的宽度的线。

在一些实施例中，具有大于1500LPI的LPI和小于0.7BCM的BCM的网纹辊可以定制制造以便在小于10微米宽的印刷线中使用。应理解，使用具有较高LPI和较低BCM的网纹辊可经历像单元接近更小的尺寸的情况那样的堵塞。然而，这些辊可以与较高粘度墨，例如，具有从400cps至20000cps粘度的墨，并且被优化的印模条件一起使用，使得更细的线(<10微米宽的)能够正确地(均匀地)被印刷。

图8是根据本公开的实施例的带状辊的图示。带状辊800是以具有不同的图案、网线数(line screens)和容积的多个区段，例如，区段A-F，雕刻的单个网纹辊。在图8中，区段A是1500 LPI、0.7 BCM区段，区段B是900 LPI、1.6 BCM区段，区段C是800 LPI、1.9 BCM区段，区段D是700 LPI、2.2 BCM区段，区段E是600 LPI、2.6 BCM区段，并且区段F为500 LPI、2.9 BCM区段。应理解，区段A–F中的反映的底纹仅是旨在反映带之间的LPI和BCM上的差别的图示，并不是每个区段看起来的实际图像。带状辊可以被用作测试辊以识别具体的工作所需的网纹辊的类型。在该实例中，在类似于图1A或图1B的墨计量系统中，具有不同粘度和成分的具体墨或一系列墨可以与带状辊400一起使用，以将图案印刷在衬底或一系列衬底上。基于该印刷测试的结果，可以选择一个或多个正确尺寸的辊用于与具体墨一起使用以印刷具有具体几何结构、线尺寸或线尺寸范围的图案。

传统上，带状辊可以被用来测试具有不同粘度和成分的墨如何被转印到衬底上，并且具有小于25微米的宽度的线不能以可靠的均匀度被印刷。在该测试之后，网纹辊可以被选择用于特定应用。然而，在本公开的实施例中，带状辊用于流水线生产。带状辊可以被定做并且包括多个区段，其中至少两区段在(1)单元几何结构或(2)容积中的至少一项上不同。在一个实例中，在流水线生产中，使用具有0.7 BCM和1.5 BCM的辊来印刷用于电阻或电容性触控屏传感器的图案。在一实施例中，带状网纹辊可以是用于网格中的一旦印刷和镀覆衬底被装配就形成图案的线的0.7bcm(<25微米)、和在触控面板中宽度能够是50–100微米的遮光板区域(连接块区域)的1.5BCM区域的组合。在替代实施例中，网纹容积和几何形状的各种构造可以结合墨，优选地具有大于1000cps的粘度的墨使用，以印刷包括多条线的图案，其中每条线的宽度在1微米-25微米之间。应理解，该方法不仅能够适用于触摸屏传感器的部件，而且还适用于RD天线以及均匀的微观图案是结构的部件的其它应用。

本文所描述的制造方法为可用于HRP的柔版印刷的许多构造中的仅一个，因为如此，本文提供的方法和值可以适用于其它构造。另外，当印刷小至1微米宽的其它尺寸的图案时，本文公开的粘度值可以是有用的。

虽然已经示出并且描述了本发明的优选实施例，但是在不脱离的本发明的精神和教导的情况下，本领域的技术人员可以做出对优选实施例的变型。本文所描述的实施例和所提供的实例仅仅是示例性的并且不旨在为限制性的。本文所公开发明的许多变体和变型是可能的并且在本发明的范围内。对应地，保护范围并不受到上文阐述的说明书的限制，而是仅受到所附权利要求的限制，并且该范围包括权利要求的主题的所有等价物。为了进一步示出本发明的各种说明性实施例，提供以上实例。

Claims (10)

1.一种制造接触传感器的方法，包括：

将第一图案柔版印刷到衬底上，其包括通过第一网纹辊将墨从第一墨源转印到第一柔性母版，然后将墨从第一柔性母版转印到衬底；和

将第二图案柔版印刷到所述衬底上，其包括通过第二网纹辊将墨从第二墨源转印到第二柔性母版，然后将墨从第二柔性母版转印到所述衬底；

其中，所述第一柔性母版包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括线宽度为1－25微米的第一多条线，所述第二区域包括线宽度大于25微米的第二多条线；且

其中，所述墨包含1wt％-20wt％有机金属化合物和溶剂，且其中，所述墨的粘度是从200cps至20000cps，

其中，所述第一网纹辊是带状网纹辊，其包括对应于所述第一柔性母版的第一区域的第一区段和对应于所述第一柔性母版的第二区域的第二区段，其中所述第一区段包括具有第一单元形状和第一单元容积的单元，所述第一单元形状和第一单元容积经过选择，以适于印刷第一多条线，且所述第二区段包括具有第二单元形状和第二单元容积的单元，所述第二单元形状和第二单元容积经过选择，以适于印刷第二多条线，且其中所述第一单元形状与所述第二单元形状不同，或者所述第一单元容积与所述第二单元容积不同；以及

镀覆所述第一图案和所述第二图案。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，镀覆所述第一图案和所述第二图案包括使用导电材料，其中，所述导电材料是铜(Cu)、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、锡(Sn)、钯(Pd)、锌(Zn)、铝(Al)或其组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述衬底包括聚合物、金属膜、金属箔、纸、有机材料、和玻璃中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述墨包含1wt％至5wt％的有机金属化合物。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述溶剂是异丙醇、甲醇、乳酸乙酯、乙二醇、二氯甲烷、甲苯、或乙酸中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述墨进一步包括共溶剂，其中，所述共溶剂是异丙醇、甲醇、乳酸乙酯、乙二醇、二氯甲烷、甲苯、或乙酸中的至少一种，并且其中，所述共溶剂在类型或浓度中的至少一个方面与所述溶剂不同。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一多条线中的每条线具有1微米至15微米的线宽度。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一多条线中的每条线具有1微米至5微米的线宽度。

9.一种制造接触传感器的方法，包括：

将图案柔版印刷到衬底上，其包括使用带状网纹辊，以将墨从墨源转印到柔性母版，然后将墨从柔性母版转印到衬底；和

使用镀覆工位来将导电材料镀覆到衬底上的印刷图案上；

其中所述柔性母版包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括线宽度为1－25微米的第一多条线，所述第二区域包括线宽度大于25微米的第二多条线；且

其中，所述带状网纹辊包括对应于所述柔性母版的第一区域的第一区段和对应于所述柔性母版的第二区域的第二区段，其中所述第一区段包括具有第一单元形状和第一单元容积的单元，所述第一单元形状和第一单元容积经过选择，以适于印刷第一多条线，且所述第二区段包括具有第二单元形状和第二单元容积的单元，所述第二单元形状和第二单元容积经过选择，以适于印刷第二多条线，且其中所述第一单元形状与所述第二单元形状不同，或者所述第一单元容积与所述第二单元容积不同。

10.权利要求9所述的方法，其中所述带状网纹辊的第一区段具有比所述带状网纹辊的第二区段小的单元容积。