EP4008027A1 - Verfahren zum herstellen einer elektronischen vorrichtung - Google Patents

Verfahren zum herstellen einer elektronischen vorrichtung

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Publication number
EP4008027A1
EP4008027A1 EP20754616.9A EP20754616A EP4008027A1 EP 4008027 A1 EP4008027 A1 EP 4008027A1 EP 20754616 A EP20754616 A EP 20754616A EP 4008027 A1 EP4008027 A1 EP 4008027A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
carrier substrate
motif
areas
metallization
regular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20754616.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Sobol
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Original Assignee
Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH filed Critical Giesecke and Devrient Currency Technology GmbH
Publication of EP4008027A1 publication Critical patent/EP4008027A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
    • H10K71/611—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes using printing deposition, e.g. ink jet printing
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/162—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using laser ablation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the invention relates to a method for manufacturing an electronic device.
  • Electronic devices in particular semiconductors, solar cells or electrodes, can be obtained, for example, by means of the lift-off process known in the field of semiconductor manufacture.
  • the structuring of a soluble coating in the lift-off process is usually carried out by exposing the soluble coating in areas and then structuring it in a development step.
  • Methods for fine structuring of vapor-deposited material are known in the literature, see, for example, the publication KDM Rao, C. Hunger, R. Gupta, GU Kulkarni, M.
  • Thelakkat “A cracked polymer templated metal network as a transparent conducting electrode for ITO-free organic solar cells ", Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, volume 16, pages 15107-15110, and the text S.
  • a coating is first applied to a film which forms numerous cracks on drying. These cracks form a dense, coherent network. During the subsequent vapor deposition of a material, the material is deposited both on (ie above) the coating and in the cracks. When the coating is removed, for example by washing with suitable solvents, the material vapor deposited above the coating is also removed. All that remains is the vapor-deposited material present in the crack lines.
  • Alternatives to the production of transparent electrodes are named in the article "Towards low-cost transparent conducting electrodes" by Kulkarni et al. In Current opinion in Chemical Engineering, May 2015, 8: 60-68.
  • WO 2016/192858 A1 a further developed method for producing an electronic device is described, which is based on the idea of using the technologies known in the field of security element production for value documents for fine structuring of metallizations for the provision of electronic devices.
  • the technologies include the use of a (photo) resist, the use of an etching medium and the use of washing color.
  • a crack-forming coating is applied to a carrier substrate, the crack-forming coating is dried, the coating forming numerous cracks in the form of a close-meshed, coherent network during drying, and application a metallization on the carrier substrate, so that metallic material is deposited on the carrier substrate within the cracks of the coating provided with cracks.
  • the crack formation in the crack-forming coating applied before metallizing takes place statistically or randomly, so that depending on the material nature of the crack-forming coating, the drying parameters and the layer thickness of the Crack-forming coating metallic network structures with random metal lines and with random network geometry can be obtained.
  • a targeted metal line guidance is not possible with the manufacturing method described in WO 2016/192858 A1.
  • the present invention is based on the object of improving the manufacturing method known in the prior art.
  • a second motif-forming areas (6) outside the first, a first motif-forming areas (5) metal (8) is deposited on the carrier substrate (3) in the form of a regular, metallic, coherent network, the washing ink droplets ( 4) having first regions (5) forming a first motif form regular islands within the regular, metallic, coherent network;
  • a first motif-forming areas (5) metal (7) is deposited above the washing ink droplets (4); D) the removal of the washing ink droplets (4) in the first areas (5) together with the metal (7) present thereon, so that the carrier substrate (3) obtained is such that it:
  • step B namely the orderly, printing application of aqueous washing ink droplets (4) to the carrier substrate (3) in first areas (5) forming a first motif, by means of a cell grid having printing cylinder or a printing plate having a cell grid, the geometry of the metallization produced in the process in the form of a regular, coherent network being determined by a suitable choice of the parameters cell arrangement, surface cell geometry, cell depth and web width.
  • aqueous washing ink droplets (4) in step B) are based on an aqueous washing ink containing a binder, the binding agent preferably being a polymer and the polymer particularly preferably from the group consisting of hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, in particular with a low molecular weight and with a medium degree of hydrolysis, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol and casein.
  • the binding agent preferably being a polymer and the polymer particularly preferably from the group consisting of hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, in particular with a low molecular weight and with a medium degree of hydrolysis, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol and casein.
  • the present invention is based on the idea of using the technology known in the field of security element production for documents of value of the use of a washing ink for the fine structuring of metallizations for the provision of electronic devices.
  • Security elements with characters that are visually recognizable in transmitted light and possibly also in incident light are known.
  • the characters can have any shape, such as numbers, letters, patterns, geometric or figurative representations, etc., and are generally referred to as "negative writing" regardless of their shape.
  • the security elements are produced, for example, by using a transparent substrate with a coating, generally a metallic coating (or metallization), which is then removed again at certain points. If the security element is held up to the light, the areas with metallic or other coating appear dark. The areas from which the coating was removed appear on the other hand bright or at least significantly lighter than the coated areas, depending on the transparency of the substrate: the more transparent, ie the more translucent, a substrate is, the more the contrast between coated and coating-free areas is more pronounced. In the case of very transparent substrates, the negative writing is clearly recognizable not only in transmitted light but also in reflected light.
  • metallic coatings are essentially created over the entire surface.
  • the provision of recesses within the metallic coating can be done by inserting a screen or a shielding plate during the vapor deposition process. This measure only leads to coarsely structured metallizations. However, visually appealing security elements require fine structuring. Finely structured metallizations can be done, for example, by a so-called washing process.
  • WO 99/13157 A1 describes a washing process in which a carrier film is printed with a printing ink with a high pigment content in the form of characters, coated with a thin cover layer (for example made of aluminum) and the printing ink and the cover layer above it are then washed out with it a liquid is removed to produce coating-free areas in the form of the characters.
  • WO 92/11142 A1 (corresponds to EP 0516790 A1) or its German priority application DE 4041025 A1 discloses printing inks which can be activated by the action of heat, for example waxy emulsions. When heated, these emulsions soften and thereby reduce the adhesion to the carrier film, so that both the softened printing ink and the overlying layers can be removed in these poorly adhering areas, supported by mechanical treatment such as ultrasound, brushing or rubbing.
  • activatable printing inks inks with foaming additives as are customary in the production of foams, disclosed. These blowing agents split off gas under the action of heat and create foam structures. This increases the volume of the printing ink, as a result of which the adhesion to the carrier film is reduced and the layers overlying the printing ink are curved outwards, so that they offer a good point of attack for mechanical removal.
  • WO 97/23357 A1 refers to EP 0516790 A1 and moreover discloses activatable printing inks which are activated, i.e. washed out, by treatment with a suitable solvent.
  • the present invention is based on the knowledge that in experiments with solvents containing
  • washing paint compositions with increasing water content of the washing paint the wetting of the carrier substrate to be wetted became worse.
  • a suitable choice of the water content can produce such a solubility state in which the washing ink can be applied to the carrier substrate by printing in the form of a quasi-standing grid that does not extend further due to the surface energy conditions.
  • the webs of the printing cylinder or printing plate used separate the washing ink droplets printed on the carrier substrate in a geometric correspondence to the cells of the printing cylinder or printing plate. This is followed by the step of metallizing. After the washing-out step, in which the washing ink droplets are removed together with the metal present on them, the webs of the printing cylinder or printing plate correspond to the metallic lines of the metallic network.
  • washing step use is made of the solubility of the binder contained in the washing dye, in particular a polymer, in the washing medium.
  • the metal deposited on the washing ink areas is removed in the washing process together with the binder and other particles that may be contained in the washing ink. What remains is the carrier substrate, on which the vapor-deposited metallic mesh remains largely undamaged in the areas not previously coated with washing paint.
  • the metallic network obtainable according to the method according to the invention does not have a statistical or random network structure, but a defined metallic network structure with a defined metal line width and a defined metal line structure. In this way, metallic network structures with freely selectable transparency and freely selectable electrical conductivity can be created.
  • the printing cylinder or printing plate used can have a plurality of areas with different cell arrangements and / or cell geometry, metallic network structures with areas of different network properties, in particular different transparency and / or different electrical conductivity, can be produced without any problems.
  • the binder contained in the washing dye one of the substances that are used in the state cited above with reference to the washing process is basically suitable. Polymers which have been found to be particularly advantageous for the process according to the invention have good solubility both in water and in organic solvents, typically alcohols and / or esters.
  • binders examples include hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, in particular with a low molecular weight and with a medium degree of hydrolysis, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol and casein.
  • the metallic line widths that can be achieved at the end of the production process are preferably in the range from 1 ⁇ m to 50 ⁇ m, the lines generally being so fine that they can only be recognized as lines when a magnifying glass is used.
  • the human eye does not dissolve the individual lines in the surface, but a difference can be seen in incident light (or reflection) as well as in transmitted light (or transmission) compared to the untreated or bare carrier substrate.
  • the reflectivity or the light transmission can be adjusted in a suitable manner.
  • the metallized network structure according to the invention is extremely advantageous with regard to the significantly higher chemical resistance.
  • conventional semitransparent metallization is very thin and therefore susceptible to corrosion, especially in the case of Al and Cu.
  • the fiction like ate metallization in the form of a regular, close-meshed, cohesive network shows electrical conductivity and optical transmission that is comparable to a full-surface GGO layer.
  • the fine metallic lines can be used in combination with customary embossing lacquers, customary primer compositions and customary heat-sealing lacquers and act as a reflector.
  • aqueous washing ink droplets are applied in order to a carrier substrate, such as a glass substrate, a film or a multilayer structure, by printing technology in first areas that form a first motif.
  • the term "ordered” hereby denotes a regular spacing of the individual washing ink droplets.
  • the printing technology application can preferably take place by means of a (engraving) gravure printing plate which has individual cells at regular intervals.
  • individual cell groups can be present, e.g. Groups, the cell groups being regularly spaced from one another.
  • a printing cylinder can also be used.
  • a metallization is then applied, so that in second areas forming a second motif outside of the first areas forming a first motif, metal on the carrier substrate is deposited in the form of a regular, metallic, coherent network, the washing ink droplets having first areas forming a first motif within the regular, metallic, coherent network forming regular islands en.
  • metal is above the Wash color droplets deposited.
  • the washing ink droplets are then removed in the first areas together with the metal present thereon, so that the carrier substrate obtained is such that it has no metallization in the first areas that form a first motif and one in the second areas that form a second motif has transparent, conductive metallization in the form of a regular, coherent network.
  • the carrier substrate which is provided with a metallic network structure
  • An overcoating with a metal that has a different color than the metal of the metallic network structure could also take place. In this case, the viewer would see a mixed color.
  • additional primer layers and / or heat seal lacquer layers can be used.
  • Other optical effects, e.g. fluorescence are easily possible by applying additional effect layers, as the reflector used, i.e. the metallic network structure, is only partially present.
  • the method for removing the washing color is advantageously carried out by dissolving it with a suitable solvent.
  • a suitable solvent for example, water, aqueous solutions, mixtures of solvents and water, possibly with surfactants, possibly with defoamers and other additives, are used.
  • the detachment or dissolution can also be supported by spray nozzles or mechanically by brushes, rollers or felts.
  • the choice of solvent is expediently made in accordance with the coating.
  • the following solvents can be used in addition to water: methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, Butyl acetate, methoxypropy I acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methylene chloride, chloroform, toluene, xylene, methanol, ethanol, 2-propanol. Furthermore, acetals or mixtures of the abovementioned solvents can be used.
  • the metallization of the electronic device according to the invention can be based on a single metal. Suitable metals are e.g. aluminum, silver, copper, nickel, iron, chromium, cobalt, gold, titanium, tin, zinc or an alloy of one or more of the elements mentioned above (e.g. an iron-silicon alloy).
  • the metallization can be based on a multilayer metallization, which can be obtained, for example, by successive vapor deposition.
  • An advantageous multilayer metallization is, for example, a Cr layer followed by an Al layer. The adhesion of the Al layer to the layer structure is improved by the Cr layer.
  • the electrical conductivity of the metallization according to the invention can be improved in the form of a regular, close-meshed, coherent network by an additional coating with an electrically conductive polymer.
  • An electrically conductive polymer based on thiophene such as poly-3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT or PEDT), for example, is suitable as the electrically conductive polymer.
  • PEDOT or PEDT poly-3,4-ethylenedioxythiophene
  • inorganic, transparent and conductive layers for example metal oxides such as titanium dioxide, indium tin oxide or fluorotin oxide, can be applied. These additional layers can also serve to make the electrical To modify properties of the metallization according to the invention, such as the work function, in a controlled manner.
  • the transparent, conductive metallization obtained in the manufacturing process according to the invention in the form of a regular, close-meshed, coherent network, can be subsequently removed in certain areas by means of laser radiation (so-called laser demetallization).
  • laser demetallization the transparent, conductive metallization can be structured, i.e. voids or demetallized areas can be provided.
  • Figure 1 shows a first fiction, contemporary electronic device in
  • FIG. 2 shows the first electronic device according to the invention, magnified 100 times
  • FIG. 3 shows a second electronic device according to the invention, magnified 25 times
  • FIG. 4 shows the second electronic device according to the invention, magnified 100 times; and FIGS. 5-8 show the manufacture of an electronic device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a top view of a first electronic device 1 according to the invention, magnified 25 times.
  • the electronic device was obtained by using a cellular gravure plate.
  • the washing ink used for the printing application of aqueous washing ink droplets was based on the binder polyvinylpyrrolidone.
  • a metallization in the example an Ag layer
  • the step of washing out with an aqueous washing solution took place.
  • the carrier substrate in the example a polyethylene terephthalate (PET) film, a transparent, conductive metallization remained in the form of a regular, coherent network.
  • PET polyethylene terephthalate
  • FIG. 2 shows the photo of the first electronic device 1 according to the invention in 100 'magnification in a top view.
  • FIG. 3 shows the recording of a second electronic device 2 according to the invention in 25 'magnification in a top view.
  • the electronic device 2 was obtained essentially in accordance with the same production method as the electronic device 1 described above, although in the case of the second electronic device 2 according to the invention, it is aqueous for the printing application Wash ink droplets a different gravure printing plate with a larger web width was used.
  • FIG. 4 shows the photo of the second electronic device 2 according to the invention in 100 'magnification in a top view.
  • FIGS. 5 to 8 each illustrate, in cross-sectional view, the production of an electronic device 9 according to the invention.
  • a carrier substrate 3 in the example a polyethylene terephthalate (PET) film, is provided.
  • PET polyethylene terephthalate
  • first areas 5 forming a first motif.
  • Second areas 6 forming a second motif are intended for the later formation of a transparent, conductive metallization in the form of a regular , coherent network.
  • a metallization 7, 8 is applied to the carrier substrate 3, so that in second areas 6 forming a second motif outside the first areas 5 forming a first motif, metal 8 on the carrier substrate 3 in the form of a regular, metallic, coherent network is deposited, wherein the washing ink droplets 4 having first, a first motif-forming areas 5 within the regular, metallic, coherent network form regular islands.
  • metal 7 is deposited above the washing ink droplets 4. Subsequently, the washing ink droplets 4 are removed in the first areas 5 together with the metal 7 present thereon.
  • FIG. 8 shows the product 9 of the invention
  • the carrier substrate 3 obtained is such that it has no metallization in the first regions 5 forming a first motif and has a transparent, conductive metallization in the form of a regular, coherent network in the second regions 6 forming a second motif.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Vorrichtung (1, 2, 9), umfassend das Bereitstellen eines Trägersubstrats (3); das geordnete, drucktechnische Aufbringen wässriger Waschfarbentröpfchen (4) auf das Trägersubstrat (3) in ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5); das Aufbringen einer Metallisierung (7, 8) auf das Trägersubstrat, sodass in zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen (6) außerhalb der ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche (5) Metall (8) auf dem Trägersubstrat (3) in Form eines regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes abgeschieden wird, wobei die Waschfarbentröpfchen (4) aufweisenden ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche (5) innerhalb des regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes regelmäßige Inseln ausbilden; in den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5) Metall (7) oberhalb der Waschfarbentröpfchen (4) abgeschieden wird; das Entfernen der Waschfarbentröpfchen (4) in den ersten Bereichen (5) zusammen mit dem darauf vorliegenden Metall (7), sodass das erhaltene Trägersubstrat (3) so beschaffen ist, dass es in den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5) keine Metallisierung aufweist und in den zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen (6) eine transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes aufweist.

Description

Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Vorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Vorrichtung.
Elektronische Vorrichtungen, insbesondere Halbleiter, Solarzellen oder Elektroden, sind z.B. mittels des auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung bekannten Lift-Off-Verfahrens erhältlich. Üblicherweise erfolgt das Strukturieren einer löslichen Beschichtung beim Lift-Off-Verfahren dadurch, dass man die lösliche Beschichtung bereichsweise belichtet und anschließend in einem Entwicklungs schritt strukturiert. In der Literatur sind Methoden zur Feinstrukturierung von aufgedampftem Material bekannt, siehe z.B. die Schrift K. D. M. Rao, C. Hunger, R. Gupta, G. U. Kulkarni, M. Thelakkat: „ A cracked polymer templated metal network as a transparent conducting electrode for ITO-free organic solar cells", Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, Band 16, Seiten 15107-15110, und die Schrift S. Kiruthika, R. Gupta, K. D. M. Rao, S. Chakraborty, N. Padmavathy, G. U. Kulkarni: „Large area solution processed transparent conducting electrode based on highly interconnected Cu wire network", J. Mater. Chem. C, 2014, Band 2, Seiten 2089-2094.
Gemäß der obigen Literatur wird zunächst auf eine Folie eine Beschichtung aufgebracht, die beim Trocknen zahlreiche Risse ausbildet. Diese Risse bilden ein dichtmaschiges, zusammenhängendes Netz. Beim nachfolgenden Aufdampfen eines Materials wird das Material sowohl auf (d.h. oberhalb) der Beschichtung, als auch in den Rissen deponiert. Beim Entfernen der Beschichtung, z.B. durch Waschen mit geeigneten Lösungsmitteln, wird auch das oberhalb der Beschichtung aufgedampfte Material entfernt. Übrig bleibt lediglich das in den Riss-Linien vorhandene, aufgedampfte Material. Alternativen zur Herstellung transparenter Elektroden nennt der Artikel „Towards low-cost transparent conducting electrodes" von Kulkarni et al. in Current opinion in Chemical Engineering, Mai 2015, 8:60-68.
In der WO 2016/192858 Al wird ein weiterentwickeltes Verfahren für das Herstellen einer elektronischen Vorrichtung beschrieben, dem die Idee zugrunde liegt, die auf dem Gebiet der Sicherheitselement-Herstellung für Wertdokumente bekannten Technologien zur Feinstrukturierung von Metallisierungen für die Bereitstellung elektronischer Vorrichtungen heranzuziehen. Zu den Technologien gehören u.a. die Verwendung eines (Photo-) Resistlacks, der Einsatz eines Ätz-Mediums sowie die Verwendung von Waschfarbe. Gemäß dem in der WO 2016/192858 Al beschriebenen Verfahren erfolgt das Aufbringen einer Riss-bildenden Beschichtung auf ein Trägersubstrat, das Trocknen der Riss-bildenden Beschichtung, wobei die Beschichtung beim Trocknen zahlreiche Risse in Form eines dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes ausbildet, und das Aufbringen einer Metallisierung auf das Trägersubstrat, sodass metallisches Material innerhalb der Risse der mit Rissen versehenen Beschichtung auf dem Trägersubstrat abgeschieden wird.
Bei der in der WO 2016/192858 Al beschriebenen Herstellung erfolgt die Riss-Bildung in der vor dem Metallisieren aufgebrachten Riss-bildenden Beschichtung statistisch bzw. zufällig, sodass in Abhängigkeit von der materiellen Beschaffenheit der Riss-bildenden Beschichtung, den Trocknungsparametern und der Schichtdicke der Riss-bildenden Beschichtung metallische Netzstrukturen mit zufälliger Metalllinienführung und mit zufälliger Netzgeometrie erhalten werden. Eine gezielte Metalllinienführung ist bei dem in der WO 2016/192858 Al beschriebenen Herstellungsverfahren nicht möglich. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das im Stand der Technik bekannte Herstellungsverfahren zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch definierte Merkmalskombination gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zusammenfassung der Erfindung
1. (Erster Aspekt der Erfindung) Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Vorrichtung (1, 2, 9), umfassend die folgenden Schritte:
A) das Bereitstellen eines Trägersubstrats (3);
B) das geordnete, drucktechnische Aufbringen wässriger Waschfarbentröpfchen (4) auf das Trägersubstrat (3) in ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5);
C) das Aufbringen einer Metallisierung (7, 8) auf das Trägersubstrat, sodass
- in zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen (6) außerhalb der ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche (5) Metall (8) auf dem Trägersubstrat (3) in Form eines regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes abgeschieden wird, wobei die Waschfarbentröpfchen (4) aufweisenden ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche (5) innerhalb des regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes regelmäßige Inseln ausbilden;
- in den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5) Metall (7) oberhalb der Waschfarbentröpfchen (4) abgeschieden wird; D) das Entfernen der Waschfarbentröpfchen (4) in den ersten Bereichen (5) zusammen mit dem darauf vorliegenden Metall (7), sodass das erhaltene Trägersubstrat (3) so beschaffen ist, dass es:
- in den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5) keine Metallisierung aufweist;
- in den zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen (6) eine transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes aufweist.
2. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Klausel 1, wobei der Schritt B), nämlich das geordnete, drucktechnische Aufbringen wässriger Waschfarbentröpfchen (4) auf das Trägersubstrat (3) in ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5), mittels eines ein Näpfchenraster aufweisenden Druckzylinders oder einer ein Näpfchenraster aufweisenden Druckplatte erfolgt, wobei durch eine geeignete Wahl der Parameter Näpfchenanordnung, flächenmäßige Näpfchengeometrie, Näpfchentiefe und Stegbreite die Geometrie der im Verfahren erzeugten Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes bestimmt wird.
3. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach Klausel 2, wobei der Druckzylinder oder die Druckplatte eine Mehrzahl unterschiedlicher Näpfchenraster-Bereiche aufweist, wobei sich die Näpfchenraster-Bereiche in zumindest einem der Parameter Näpfchenanordnung, flächenmäßige Näpfchengeometrie, Näpfchentiefe und Stegbreite unterscheiden, sodass die im Verfahren erzeugte Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes eine der Mehrzahl der unterschiedlichen Näpfchenraster-Bereiche entsprechende Mehrzahl an Metallisierungs bereichen mit unterschiedlicher Transparenz und/ oder elektrischer Leitfähigkeit aufweist.
4. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 3, wobei die wässrigen Waschfarbentröpfchen (4) im Schritt B) auf einer ein Bindemittel aufweisenden wässrigen Waschfarbe basieren, wobei das Bindemittel vorzugsweise ein Polymer ist und das Polymer insbesondere bevorzugt von der Gruppe bestehend aus Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol insbesondere mit niedrigem Molekulargewicht und mit mittlerem Hydrolysegrad, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglykol und Casein gewählt ist.
5. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 4, wobei zwischen den Schritten B) und C) ein Trocknen der auf das Trägersubstrat (3) aufgebrachten wässrigen Waschfarbentröpfchen (4) durchgeführt wird.
6. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 5, wobei im Schritt A) eine Folie oder ein Multilayer- Aufbau als Trägersubstrat bereitgestellt wird.
7. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 6, wobei das im Schritt A) bereitgestellte Trägersubstrat transparent ist.
8. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 7, wobei die Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes nachträglich mittels Laserstrahlung in bestimmten Bereichen entfernt wird. 9. (Bevorzugte Ausgestaltung) Verfahren nach einer der Klauseln 1 bis 8, wobei die Linienstärke des regelmäßigen, zusammenhängenden Metallisierungsnetzes so gewählt ist, dass das menschliche Auge in der Fläche die einzelnen Linien nicht auflöst, für das menschliche Auge aber sowohl im Auflicht, als auch im Durchlicht ein Unterschied gegenüber dem unbehandelten Trägersubstrat erkennbar ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, die auf dem Gebiet der Sicherheitselement-Herstellung für Wertdokumente bekannte Technologie des Einsatzes einer Waschfarbe zur Feinstrukturierung von Metallisierungen für die Bereitstellung elektronischer Vorrichtungen heranzuziehen.
Sicherheitselemente mit im Durchlicht, und gegebenenfalls auch im Auflicht, visuell erkennbaren Zeichen sind bekannt. Die Zeichen können beliebige Formen haben, wie Zahlen, Buchstaben, Muster, geometrische oder figürliche Darstellungen etc., und werden allgemein unabhängig von ihrer Form als „Negativschrift" bezeichnet. Die Sicherheitselemente werden z.B. hergestellt, indem ein transparentes Substrat mit einer Beschichtung, im Allgemeinen einer metallischen Beschichtung (bzw. Metallisierung), versehen wird, die dann an bestimmten Stellen wieder entfernt wird. Hält man das Sicherheitselement gegen das Licht, erscheinen die Bereiche mit metallischer oder sonstiger Beschichtung dunkel. Die Bereiche, an denen die Beschichtung entfernt wurde, erscheinen dagegen hell oder zumindest deutlich heller als die beschichteten Bereiche, je nach Transparenz des Substrats. Je transparenter, d.h. je lichtdurchlässiger, ein Substrat ist, desto ausgeprägter ist der Kontrast zwischen beschichteten und beschichtungsfreien Bereichen. Bei sehr transparenten Substraten ist die Negativschrift nicht nur im Durchlicht, sondern auch im Auflicht deutlich erkennbar.
Bei Bedampfungsprozessen entstehen metallische Beschichtungen im Wesentlichen vollflächig. Die Bereitstellung von Aussparungen innerhalb der metallischen Beschichtung kann im einfachsten Fall durch das Einsetzen einer Blende oder eines Abschirmblechs während des Bedampfungsprozesses erfolgen. Diese Maßnahme führt lediglich zu grobstrukturierten Metallisierungen. Optisch ansprechende Sicherheitselemente erfordern allerdings eine Feinstrukturierung. Feinstrukturierte Metallisierungen können z.B. durch ein sogenanntes Waschverfahren erfolgen. In der WO 99/13157 Al wird ein Waschverfahren beschrieben, bei dem eine Trägerfolie mit einer Druckfarbe mit hohem Pigmentanteil in Form von Zeichen bedruckt, mit einer dünnen Abdeckschicht (z.B. aus Aluminium) beschichtet und anschließend die Druckfarbe mitsamt der darüber befindlichen Abdeckschicht durch Auswaschen mit einer Flüssigkeit entfernt wird, um beschichtungsfreie Bereiche in Form der Zeichen zu erzeugen.
Die WO 92/11142 Al (entspricht EP 0516790 Al) bzw. deren deutsche Prioritätsanmeldung DE 4041025 Al offenbart durch Wärmeeinwirkung aktivierbare Druckfarben, beispielsweise wachshaltige Emulsionen. Bei Erwärmung erweichen diese Emulsionen und verringern dadurch die Haftung zur Trägerfolie, so dass in diesen schlecht haftenden Bereichen, unterstützt durch mechanische Behandlung, wie z.B. Ultraschall, Abbürsten oder Abreiben, sowohl die erweichte Druckfarbe als auch die darüber liegenden Schichten entfernt werden können. Außerdem werden als aktivierbare Druckfarben Farben mit aufschäumenden Additiven, wie sie bei der Herstellung von Schaumstoffen üblich sind, offenbart. Diese Treibmittel spalten unter Wärmeeinwirkung Gas ab und erzeugen Schaumstrukturen. Dadurch vergrößert sich das Volumen der Druckfarbe, wodurch die Haftung an der Trägerfolie verringert wird und die über der Druckfarbe liegenden Schichten nach außen gewölbt werden, so dass sie einen guten Angriffspunkt für eine mechanische Entfernung bieten.
Die WO 97/23357 Al nimmt Bezug auf die EP 0516790 Al und offenbart darüber hinaus aktivierbare Druckfarben, die durch Behandlung mit einem geeigneten Lösungsmittel aktiviert, d.h. ausgewaschen, werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei Versuchen mit Lösungsmittel enthaltenden
Waschfarbenzusammensetzungen bei steigendem Wassergehalt der Waschfarbe die Benetzung des zu benetzenden Trägersubstrats schlechter wurde. Überraschenderweise kann durch eine geeignete Wahl des Wassergehalts ein solcher Löslichkeitszustand erzeugt werden, bei dem die Waschfarbe drucktechnisch in Form eines gewissermaßen stehenden Rasters, das aufgrund der Oberflächenenergieverhältnisse nicht weiter verläuft, auf das Trägersubstrat aufgebracht werden kann. Die Stege des verwendeten Druckzylinders oder der verwendeten Druckplatte trennen die in geometrischer Entsprechung zu den Näpfchen des Druckzylinders bzw. der Druckplatte auf das Trägersubstrat aufgedruckten Waschfarbentröpfchen. Darauffolgend erfolgt der Schritt des Metallisierens. Nach dem Schritt des Auswaschens, in dem das Entfernen der Waschfarbentröpfchen zusammen mit dem darauf vorliegenden Metall erfolgt, entsprechen die Stege des Druckzylinders bzw. der Druckplatte den metallischen Linien des metallischen Netzwerks. Im Schritt des Auswaschens macht man sich die Löslichkeit des in der Waschfarbe enthaltenen Bindemittels, insbesondere ein Polymer, im Waschmedium zunutze. Das auf die Waschfarbenbereiche abgeschiedene Metall wird zusammen mit dem Bindemittel und weiteren, ggf. in der Waschfarbe enthaltenen Partikeln im Waschprozess entfernt. Zurück bleibt das Trägersubstrat, auf dem in den vorher nicht mit Waschfarbe beschichteten Bereichen das aufgedampfte metallische Netz weitgehend unbeschädigt verbleibt.
Durch eine geeignete Wahl der Parameter Näpfchenanordnung bzw. Rasterung, flächenmäßige Näpfchengeometrie (d.h. die Abmessungen, wie etwa Länge und Breite, des jeweiligen Näpfchens in der Ebene der Druckplatte bzw. des Druckzylinders), Näpfchentiefe, der Form des Näpfchens in der Tiefe, und Stegbreite kann die Geometrie des im Verfahren erzeugten metallischen Netzwerks gesteuert werden. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche metallische Netzwerk weist keine statistische bzw. zufälllige Netzstruktur auf, sondern eine definierte metallische Netzstruktur mit definierter Metalllinienbreite und definierter Metalllinienstruktur. Auf diese Weise können metallische Netzstrukturen mit frei wählbarer Transparenz und frei wählbarer elektrischer Leitfähigkeit erzeugt werden. Da der eingesetzte Druckzylinder oder die eingesetzte Druckplatte eine Mehrzahl an Bereichen mit unterschiedlicher Näpfchenanordnung und/ oder Näpfchengeometrie aufweisen kann, lassen sich problemlos metallische Netzstrukturen mit Bereichen unterschiedlicher Netzwerkbeschaffenheit, insbesondere unterschiedlicher Transparenz und/ oder unterschiedlicher elektrischer Leitfähigkeit, herstellen. Mit Bezug auf das in der Waschfarbe enthaltene Bindemittel ist grundsätzlich einer der Stoffe geeignet, die im oben mit Bezug auf das Waschverfahren zitierten Stand eingesetzt werden. Als besonders vorteilhaft haben sich für das erfindungsgemäße Verfahren Polymere erwiesen, die sowohl in Wasser, als auch in organischem Lösungsmittel, typischerweise Alkohole und/ oder Ester, eine gute Löslichkeit aufweisen. Beispiele für solche Bindemittel sind Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol insbesondere mit niedrigem Molekulargewicht und mit mittlerem Hydrolysegrad, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglykol und Casein.
Die am Ende des Herstellungsverfahrens erzielbaren metallischen Linienstärken liegen vorzugsweise im Bereich von 1 pm bis 50 pm, wobei die Linien in der Regel so fein sind, dass sie erst beim Einsatz einer Lupe als Linien erkennbar sind. In der Fläche löst das menschliche Auge die einzelnen Linien nicht auf, man erkennt aber sowohl im Auflicht (bzw. Reflexion), als auch im Durchlicht (bzw. Transmission) einen Unterschied gegenüber dem unbehandelten bzw. bloßen Trägersubstrat. Durch Variation der Insel-Größe kann das Reflexionsvermögen bzw. die Licht- Durchlässigkeit in geeigneter Weise eingestellt werden.
Verglichen mit einer konventionellen, vollflächigen und sehr dünnen Metallschicht (nachfolgend auch „semitransparente Metallisierung" genannt), die eine konstante optische Reflexion und Transmission aufweist, ist die erfindungsgemäße metallisierte Netzstruktur im Hinblick auf die wesentlich höhere chemische Beständigkeit ausgesprochen vorteilhaft. In den Metall-Linien liegt das Metall in der „normalen" Schichtdicke vor, während eine konventionelle semitransparente Metallisierung sehr dünn und damit korrosionsanfällig ist, insbesondere im Falle von Al und Cu. Die erfindungs gern äße Metallisierung in Form eines regelmäßigen, dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes zeigt eine elektrische Leitfähigkeit sowie eine optische Transmission, die mit einer vollflächigen GGO-Schicht vergleichbar ist. Dabei können die feinen metallischen Linien in Kombination mit üblichen Prägelacken, üblichen Primer- Zusammensetzungen und üblichen Heißsiegellacken eingesetzt werden und dabei als Reflektor fungieren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung werden auf einem Trägersubstrat, wie etwa ein Glassubstrat, eine Folie oder ein Multilayer- Aufbau, wässrige Waschfarbentröpfchen drucktechnisch in ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen geordnet aufgebracht. Der Begriff „geordnet" bezeichnet hiermit eine regelmäßige Beabstandung der einzelnen Waschfarbentröpfchen. Das drucktechnische Aufbringen kann vorzugsweise mittels einer (Stich- )Tiefdruckplatte erfolgen, die einzelne Näpfchen in regelmäßiger Beabstandung aufweist. Alternativ können einzelne Näpfchengruppen vorliegen, z.B. aus sieben, hexagonal angeordnete Näpchen bestehende Gruppen, wobei die Näpfchengruppen zueinander regelmäßig beabstandet angeordnet sind. Anstelle einer Druckplatte kann auch ein Druckzylinder verwendet werden. Danach erfolgt das Aufbringen einer Metallisierung, sodass in zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen außerhalb der ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche Metall auf dem Trägersubstrat in Form eines regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes abgeschieden wird, wobei die Waschfarbentröpfchen aufweisenden ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche innerhalb des regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes regelmäßige Inseln ausbilden. In den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen wird Metall oberhalb der Waschfarbentröpfchen abgeschieden. Danach erfolgt das Entfernen der Waschfarbentröpfchen in den ersten Bereichen zusammen mit dem darauf vorliegenden Metall, sodass das erhaltene Trägersubstrat so beschaffen ist, dass es in den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen keine Metallisierung aufweist und in den zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen eine transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes aufweist.
Das mit einer metallischen Netzstruktur versehene Trägersubstrat kann bei Bedarf in weiteren Bereichen mit einer kontinuierlichen Metallisierung versehen werden, die z.B. der elektrischen Kontaktierung dienen. Auch eine Überbeschichtung mit einem Metall, das eine andere Farbe als das Metall der metallischen Netzstruktur aufweist, könnte erfolgen. Der Betrachter würde in diesem Fall eine Mischfarbe sehen. Im Zuge der weiteren Verarbeitung können zusätzliche Primer-Schichten und/ oder Heißsiegellack-Schichten eingesetzt werden. Auch weitere optische Effekte, z.B. Fluoreszenz, sind durch ein Aufbringen zusätzlicher Effektschichten problemlos möglich, da der eingesetzte Reflektor, d.h. die metallische Netzstruktur, nur teilflächig vorliegt.
Das Verfahren zum Entfernen der Waschfarbe erfolgt mit Vorteil mittels Auflösen mit einem geeigneten Eösungsmittel. Dabei kommen z.B. Wasser, wässrige Eösungen, Mischungen von Eösungsmitteln und Wasser, ggf. mit Tensiden, ggf. mit Entschäumern und sonstigen Additiven zum Einsatz. Die Ablösung bzw. Auflösung kann auch durch Spritzdüsen oder auch mechanisch durch Bürsten, Walzen oder durch Filze unterstützt werden. Die Wahl des Lösungsmittels erfolgt zweckmäßigerweise in Abstimmung auf die Beschichtung. Typischerweise können neben Wasser die folgenden Lösungsmittel verwendet werden: Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat, Butylacetat, Meth oxy p ro py I acetat, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cyclopentanon, Cyclohexanon, Methylenchlorid, Chloroform, Toluol, Xylol, Methanol, Ethanol, 2-Propanol. Weiterhin können Acetale oder Gemische der vorstehend genannten Lösungsmittel verwendet werden.
Grundsätzliche Anmerkungen:
Die Metallisierung der erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung kann auf einem einzelnen Metall beruhen. Als Metall eignet sich z.B. Aluminium, Silber, Kupfer, Nickel, Eisen, Chrom, Cobalt, Gold, Titan, Zinn, Zink oder eine Legierung eines oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente (z.B. eine Eisen-Silizium-Legierung). Darüber hinaus kann die Metallisierung auf einer mehrschichtigen Metallisierung basieren, die z.B. durch sukzessives Aufdampfen erhältlich ist. Eine vorteilhafte mehrschichtige Metallisierung ist z.B. eine Cr-Schicht, gefolgt von einer Al-Schicht. Die Haftung der Al-Schicht auf dem Schichtaufbau wird durch die Cr-Schicht verbessert.
Des Weiteren kann die elektrische Leitfähigkeit der erfindungsgemäßen Metallisierung in Form eines regelmäßigen, dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes durch ein zusätzliches Beschichten mit einem elektrisch leitfähigen Polymer verbessert werden. Als elektrisch leitfähiges Polymer eignet sich z.B. ein elektrisch leitfähiges Polymer auf Thiophenbasis wie etwa Poly-3,4-ethylendioxythiophen (PEDOT bzw. PEDT ). Alternativ können anorganische, transparente und leitfähige Schichten, z.B. Metalloxide wie Titandioxid, Indiumzinnoxid oder Fluor-Zinnoxid, aufgebracht werden. Diese zusätzlichen Schichten können auch dazu dienen, die elektrischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Metallisierung, wie die Austrittsarbeit, kontrolliert zu odifizieren.
Die in dem erfindungs gern äßen Herstellungsverfahren erhaltene transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines regelmäßigen, dichtmaschigen, zusammenhängenden Netzes kann nachträglich mittels Laserstrahlung in bestimmten Bereichen entfernt werden (sogenannte Laser- Demetallisierung). Auf diese Weise ist eine Strukturierung der transparenten, leitfähigen Metallisierung möglich, d.h. es können Leerstellen bzw. demetallisierte Bereiche bereitgestellt werden.
Weitere Ausführungsbeispiele sowie Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert, bei deren Darstellung auf eine maßstabs- und proportionsgetreue Wiedergabe verzichtet wurde, um die Anschaulichkeit zu erhöhen.
Es zeigen:
Figur 1 eine erste erfindungs gemäße elektronische Vorrichtung in
25'facher Vergrößerung;
Figur 2 die erste erfindungsgemäße elektronische Vorrichtung in 100'facher Vergrößerung;
Figur 3 eine zweite erfindungs gemäße elektronische Vorrichtung in 25'facher Vergrößerung;
Figur 4 die zweite erfindungsgemäße elektronische Vorrichtung in 100'facher Vergrößerung; und Figuren 5-8 eine Herstellung einer erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung.
Figur 1 zeigt die Aufnahme einer ersten erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung 1 in 25'facher Vergrößerung in Draufsicht. Die elektronische Vorrichtung wurde durch Verwenden einer Näpfchen aufweisenden Tiefdruckplatte erhalten. Die für das drucktechnische Aufbringen wässriger Waschfarbentröpfchen eingesetzte Waschfarbe basierte auf dem Bindemittel Polyvinylpyrrolidon. Nach dem Aufdampfen einer Metallisierung, im Beispiel eine Ag-Schicht, erfolgte der Schritt des Auswaschens mit einer wässrigen Waschlösung. Auf dem Trägersubstrat, im Beispiel eine Polyethylenterephthalat(PET)-Folie, verblieb eine transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes. In der Figur 1 erkennbar ist die vorteilhafte, gezielte Metalllinienführung, die die Stege der bei der Herstellung verwendeten Tiefdruckplatte wiederspiegelt.
Die Figur 2 zeigt die Aufnahme der ersten erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung 1 in 100'facher Vergrößerung in Draufsicht.
Figur 3 zeigt die Aufnahme einer zweiten erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung 2 in 25'facher Vergrößerung in Draufsicht. Die elektronische Vorrichtung 2 wurde im Wesentlichen gemäß demselben Herstellungsverfahren wie die oben beschriebene elektronische Vorrichtung 1 erhalten, wobei im Falle der zweiten erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung 2 für das drucktechnische Aufbringen wässriger Waschfarbentröpfchen eine andere Tiefdruckplatte mit höherer Stegbreite eingesetzt wurde.
Die Figur 4 zeigt die Aufnahme der zweiten erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtung 2 in 100'facher Vergrößerung in Draufsicht.
Figuren 5 bis 8 veranschaulichen jeweils in Querschnittansicht die erfindungsgemäße Herstellung einer elektronischen Vorrichtung 9.
Gemäß der Figur 5 wird ein Trägersubstrat 3, im Beispiel eine Polyethylenterephthalat(PET)-Folie, bereitgestellt.
Gemäß der Figur 6 erfolgt das geordnete, drucktechnische Aufbringen wässriger Waschfarbentröpfchen 4 auf das Trägersubstrat 3 in ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen 5. Zweite, ein zweites Motiv bildende Bereiche 6 sind gedacht für die spätere Ausbildung einer transparenten, leitfähigen Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes.
Gemäß der Figur 7 erfolgt das Aufbringen einer Metallisierung 7, 8 auf das Trägersubstrat 3, sodass in zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen 6 außerhalb der ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche 5 Metall 8 auf dem Trägersubstrat 3 in Form eines regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes abgeschieden wird, wobei die Waschfarbentröpfchen 4 aufweisenden ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche 5 innerhalb des regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes regelmäßige Inseln ausbilden. In den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen 5 wird Metall 7 oberhalb der Waschfarbentröpfchen 4 abgeschieden. Anschließend erfolgt das Entfernen der Waschfarbentröpfchen 4 in den ersten Bereichen 5 zusammen mit dem darauf vorliegenden Metall 7. Die Figur 8 zeigt das Erzeugnis 9 des erfindungs gern äßen
Herstellungsverfahrens. Das erhaltene Trägersubstrat 3 ist so beschaffen, dass es in den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen 5 keine Metallisierung aufweist und in den zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen 6 eine transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes aufweist.

Claims

P a te n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Vorrichtung (1, 2, 9), umfassend die folgenden Schritte:
A) das Bereitstellen eines Trägersubstrats (3);
B) das geordnete, drucktechnische Aufbringen wässriger Waschfarbentröpfchen (4) auf das Trägersubstrat (3) in ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5);
C) das Aufbringen einer Metallisierung (7, 8) auf das Trägersubstrat, sodass
- in zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen (6) außerhalb der ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche (5) Metall (8) auf dem Trägersubstrat (3) in Form eines regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes abgeschieden wird, wobei die Waschfarbentröpfchen (4) aufweisenden ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereiche (5) innerhalb des regelmäßigen, metallischen, zusammenhängenden Netzes regelmäßige Inseln ausbilden;
- in den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5) Metall (7) oberhalb der Waschfarbentröpfchen (4) abgeschieden wird;
D) das Entfernen der Waschfarbentröpfchen (4) in den ersten Bereichen (5) zusammen mit dem darauf vorliegenden Metall (7), sodass das erhaltene Trägersubstrat (3) so beschaffen ist, dass es:
- in den ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5) keine Metallisierung aufweist;
- in den zweiten, ein zweites Motiv bildenden Bereichen (6) eine transparente, leitfähige Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt B), nämlich das geordnete, drucktechnische Aufbringen wässriger Waschfarbentröpfchen (4) auf das Trägersubstrat (3) in ersten, ein erstes Motiv bildenden Bereichen (5), mittels eines ein Näpfchenraster aufweisenden Druckzylinders oder einer ein Näpfchenraster aufweisenden Druckplatte erfolgt, wobei durch eine geeignete Wahl der Parameter Näpfchenanordnung, flächenmäßige Näpfchengeometrie, Näpfchentiefe und Stegbreite die Geometrie der im Verfahren erzeugten Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Druckzylinder oder die Druckplatte eine Mehrzahl unterschiedlicher Näpfchenraster-Bereiche aufweist, wobei sich die Näpfchenraster-Bereiche in zumindest einem der Parameter Näpfchenanordnung, flächenmäßige Näpfchengeometrie, Näpfchentiefe und Stegbreite unterscheiden, sodass die im Verfahren erzeugten Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes eine der Mehrzahl der unterschiedlichen Näpfchenraster-Bereiche entsprechende Mehrzahl an Metallisierungsbereichen mit unterschiedlicher Transparenz und/ oder elektrischer Leitfähigkeit aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wässrigen Waschfarbentröpfchen (4) im Schritt B) auf einer ein Bindemittel aufweisenden wässrigen Waschfarbe basieren, wobei das Bindemittel vorzugsweise ein Polymer ist und das Polymer insbesondere bevorzugt von der Gruppe bestehend aus Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol insbesondere mit niedrigem Molekulargewicht und mit mittlerem Hydrolysegrad, Polyvinylpyrrolidon, Polyethylenglykol und Casein gewählt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zwischen den Schritten B) und C) ein Trocknen der auf das Trägersubstrat (3) aufgebrachten wässrigen Waschfarbentröpfchen (4) durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei im Schritt A) eine Folie oder ein Multilayer- Aufbau als Trägersubstrat bereitgestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das im Schritt A) bereitgestellte Trägersubstrat transparent ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Metallisierung in Form eines regelmäßigen, zusammenhängenden Netzes nachträglich mittels Laserstrahlung in bestimmten Bereichen entfernt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Linienstärke des regelmäßigen, zusammenhängenden Metallisierungsnetzes so gewählt ist, dass das menschliche Auge in der Fläche die einzelnen Linien nicht auflöst, für das menschliche Auge aber sowohl im Auflicht, als auch im Durchlicht ein Unterschied gegenüber dem unbehandelten Trägersubstrat erkennbar ist.
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