TWI567758B - 製造板片的方法 - Google Patents

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Description

製造板片的方法
本發明關於一種製造包含導電板片之方法，此板片包含基板，特別是由紙張製造，及導電層。本發明也關於一種製造板片之方法，該板片的一側有至少一區的平滑度比此側剩餘部分高，此區包含延伸於比上述側表面小的表面上且係為導電層或打算以導電層覆蓋的平滑外層。這些板片特別適合，但是不限於，用於電子裝置之應用，例如印刷電子裝置。
吾人所欲為利用包含由下列步驟組成的方法製造用於印刷電子裝置的板片：製備交叉層疊該多層結構及該基板的多層結構，該多層結構包含塑膠膜、可印刷層及防黏層，且該防黏層夾於該塑膠膜與該可印刷層之間，從該可印刷層移除該塑膠膜，接著印刷此帶有具電氣性質的墨之可印刷層。
然而，等到製造出該板片之後，此板片不一定得為導電性因為，儘管其係以包含導電粒子之墨印刷，但是這些 粒子並沒有彼此互連以便形成連續導電層。
為了製造例如RFID型的電子組件例如電子晶片之目的，印刷電子裝置藉由將導電層沉積於易彎曲的撓性支撐物，例如塑膠膜上。
然而，儘管塑膠膜(例如由PEN和PET製造者)具有印刷電子裝置特別感興趣之低表面粗糙度，這些塑膠膜沒有很高的熱安定性且相當貴(這些膜的成本高於或相當於大約4歐元/m2)。
本發明的目的特別是在於針對先前技藝的問題和需要提供一個簡單、有效又經濟的解決方法且在於製造板片的方法，特別是以紙基質，並包含導電層。
相對於塑膠膜，具有紙基質的紙張和板片更經濟，再者具有能再循環及更具有熱定性的優點。再者，使用供印刷電子裝置用的板片或紙張能實現非常大的印刷表面，該印刷表面使用塑膠膜更難以獲得。再者，等到製造出板或紙張之後能直接印刷該板片或紙張以供應用於電子裝置，亦即印刷機能根據連續程序(捲裝進出程序(roll-to-roll process))正好佈置於製造該紙張的機器之後。此外，其比白色光高塑膠膜更易於獲得白色光亮紙，因為利用塑膠膜難以獲得光澤性和白度性質的組合，再者塑膠膜比具有親水性本質的紙張更難以藉由於含水介質中的塗覆組合物覆蓋。
本發明的目的在於一種製造包含至少一個導電層的板片之方法，此板片包含基板，特別是由紙張製造，該基板的至少一側係至少部分覆以一層或其數個疊置而成的層之前述導電層，該方法包含下列步驟：a/製備或提供多層結構，其至少包含塑膠膜、防黏塗層及基底層，且該防黏塗層夾於該塑膠膜的一側與該基底層之間，b/膠著該基板的一側及/或位於該塑膠膜相對側上的多層結構那一側，並將該前述基板側鋪於該前述多層結構側，依此方式交叉層疊該多層結構及該基板，c/從該基底層移除該塑膠膜及該防黏塗層，且該方法的特徵為該基底層係導電材料層或經由以下所組成的另一個步驟覆以導電層；d1/將導電膜沉積於該基底層上；或d2/以至少一種具有電氣性質的墨印刷該基底層，且該基底層係為帶結合劑基底的可印刷層，該結合劑基底的比例係相對於此層總乾物重量大於15%的乾重，接著可對該經印刷的板片進行退火熱處理，依此方式形成導電墨層。
該基底層可為形成例如波導的光學及/或光-電子層。
在此案中，板片及欲用於製備該板片的基板意指薄型元件(其厚度不超過1mm，且例如0.5mm)，更佳地具有易彎曲性及/或撓性。
為了製備包含所欲性質的板片，根據本發明的方法根 據該板片的基底層的本質界定出至少三個獨立交替的具體實施例。
該基底層可包括導電材料或以導電材料完成且因此能以其本身界定出導電層。該基底層可例如由金屬層構成。
或者，該基底層可能欲覆以導電層，且如果是這樣則覆以導電膜或導電墨層的導電層。在後面的案例中，該基底層係以具有電氣性質的墨印刷且接著可能進行退火驟的可印刷層，依此方式形成連續性導電墨層於該基底層上。具有電氣性質的墨是包含導電元素例如奈米粒子及/或分子的墨，且這些元素賦予以該墨印刷(且可能進行退火步驟)的板片導電性。
發明人觀察到後面的具體實施例能以帶有良好導電性的板片製造。在本發明的特定具體實施例中，此方法能獲得該導電層具有小於0.3 Ω/sq的每平方單位電阻，更佳小於0.15 Ω/sq，例如大約0.05 Ω/sq之板片，即具有良好導電性之板片。此參數可藉由叫做"4-尖端裝置"的裝置測定。測定此參數的方法將更詳細描述於後文。
本發明的三個前述具體實施例特別是通通都具有導電板片，即具有足以達到例如用於電子裝置中的目的之導電性的板片，的製造方法。
在這些具體實施例中，該導電層可進行另一個雷射燒蝕步驟以根據特定圖案完成該板片上的電路等。
根據本發明的方法可完成具有導電層的板片，該導電層具有平滑基底層(或稍微粗糙)及光面。獲得的平滑度 比經由習用方法製造的板片或紙張高，且足敷能用於電子工程學領域的板片之用。藉由根據本發明的方法製造的板片之粗糙度(AFM)係例如大約10 nm。
此外，當此基底層可印刷時，可觀察到，經過印刷之後，該墨的光學密度隨時間保持的相對固定。於該板片上的墨之光學密度提高/變化越多，墨滲入該板片越深且因此這些墨越不易留在該板片的表面上，其意指該板片的印刷表面係相對多孔性(或"粗糙的")，與有墨留在表面上的板片之無孔性(或"閉合的")表面相反。
在印刷電子裝置的案例中，當該基底層欲以具有電氣性質之墨印刷時，重要的是該基底層具有最少的多孔性(即儘可能閉合)，因為滲入該板片的細孔之墨部分不會參與傳導。關此，在本發明的架構以內，該可印刷基底層包含相對於此層總乾物重量大於15%的乾重之結合劑比例。該結合劑比例可為相對於此層總乾物重量大於20%的乾重。其係例如以相對於此層總乾物重量的乾重計為介於15與100%之間且更佳地介於20與100%之間。其可為以相對於此層總乾物重量的乾重計為介於15與50%之間(或介於20與50%之間)，更佳地介於15與40%之間(或介於20與40%之間)，且最佳地介於15與30%之間(或介於20與30%之間)。在該基底層包含相對於此層總乾物重量100%的乾重之案例中，此層不包含任何顏料。
關於印刷電子裝置有數種類型的應用，當中主要有6 種引人注目：- 包含導電跡線、電阻器、電容器和電晶體的印刷電路；- 光伏打電池；- 螢幕(電致變色型或LCD)；- 薄膜鍵盤；該板片可接著包括某一組分或進行特定處理使其成為耐燃性，該板片可例如包括三氫氧化鋁型耐燃劑，例如來自Alcan Chemicals公司的BACO FRF40®(佔該板片質量30%值的BACO FRF40®可使其獲得M1或M2防火等級)；也能添加相對於澱粉的比例為50%的磷/銨鹽型施膠壓榨產物(size press product)；其他產物也能使用，例如聚磷酸銨、三氧化銻、胺基磺酸銨等等鹼；- OLED(有機發光二極體)是發光材料為有機材料的發光二極體；當電流通過此材料時，其變成光源；- "開關"膜可經由接觸完成瞬間連結；導電墨係沉積於聚酯或聚碳酸酯型的撓性支撐物上；圓頂形成了並構成按鈕的主動元件；在壓力效應之下，使該圓頂變形並關閉電路；此技藝係用於行動式電話、攝影機、控制面板、玩具等等；及- RFID(射頻識別)標記(也叫做智慧型標記或晶片)、標籤或應答標記是欲接收無線信號和發送含有資訊的不同無線信號回去作為應答的裝備之零件。
熟於此藝(精通印刷電子裝置)之士能測定該板片或 前述多層結構的不同層，為了完成前述類型的電子組件所需要的層，以及由根據本發明的方法獲得之板片的這些層之不同佈置。這些不同層可藉由與類似層沉積於印刷電子裝置用的塑膠膜上之先前技藝中所用相同的技藝沉積於根據本發明的板片上。
下文中的資訊實質上關於根據本發明的方法之步驟a)至c)。
該板片的多層結構可在實行該可印刷板片的裝配方法之前製備。在此案例中，為了實行該板片的裝配方法而添加該多層結構。
根據本發明，該基底層係製備於叫做"供體"的塑膠膜上，於此階段此基底層包含於多層結構中，接著轉移至叫做"受體"的基板上。此技術能將該塑膠膜的平滑度轉移至該基底層，因此該基底層的平滑度並不取決於所用基板的平滑度。因此本發明能將塑膠膜的表面光潔度轉移至任何基板上。換句話說，本發明能使用任何基板製造相當平滑的板片，例如有益地為草稿紙及/或具有相當高鬆密度(bulk)(例如大於或等於0.9 cm3/g，甚至是1.10 cm3/g)的紙張，而且按此方式製造的板片中不包括塑膠膜。該基板也可能是描圖紙、傳統用紙、輕量紙、塗層紙、卡片紙、預塗層紙、板片或塑膠膜、玻璃載片或板片、金屬板片例如板金、木製條板、織物等等。
在本案中，板片及欲用於製備該板片的基板意指薄件(其厚度不超過500 μm)，更佳為易彎曲的及/或可撓 的。
根據本發明方法的架構中製備或增添之本發明的多層結構特別是包含下塑膠膜、防黏中介塗層及上基底層，或由下塑膠膜、防黏中介塗層及上基底層構成。該防黏塗層覆蓋該塑膠膜上側的至少一部分，而且該基底層覆蓋該防黏塗層上側的至少一部分。
該塑膠膜係作為製造該基底層的支撐物。此膜不會留在最終的產物(即該板片)中，因此該塑膠膜能夠再循環。該膜(位於該基底層側上)的上側有益的是儘可能平滑，因為該基底層所界定的板片平滑側的表面品質係取決於此塑膠膜上側的表面品質。換句話說，該多層結構的塑膠膜越平滑，獲得的板片越平滑。
該塑膠膜係選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乳酸底質的聚合物(PLA)、任何帶有纖維素底質的聚合物等等的膜。此膜例如具有大約12 μm的厚度。
位於該基底層側上的膜側更佳為平滑的而且能具有大於10,000s貝克(Bekk)的貝克平滑度。
該塑膠膜的厚度、硬度及玻璃轉移溫度對於該基底層的特性具有少許或沒有影響。只有該塑膠膜的平滑度，或相反地，粗糙度對於該基底層的平滑度或粗糙度有影響。該塑膠膜越平滑，該基底層就越平滑。然而熟於此藝之士能認定該塑膠膜的特性能影響該基底層的表面光潔度與否，而且能使這些特性根據此基底層所尋求的最終平滑度 最佳化。
該多層結構的防黏塗層係藉由任何技術，及例如藉由照相凹印(照相輪轉凹版術)沉積於該塑膠膜上。此防黏塗層具有限制該基底層附著於該塑膠膜上的功能並促進在上文界定方法的步驟c/中從該基底層分離並移除該塑膠膜。該防黏塗層不會或幾乎不會改變沉積此層的塑膠膜側的平滑度和表面品質。
該防黏塗層更佳地附著於該塑膠膜上比附著於該基底層上更多，依此方式當從該基底層移除該塑膠膜時使整個塗層繼續膠黏於該塑膠膜上。
該防黏塗層具有小於或等於5 μm且更佳地1 μm的厚度。其厚度更佳地為大於0.1或0.2μm。該防黏塗層可由聚矽氧、矽氧烷、聚矽氧烷或其衍生物、Werner化合物(例如氯化硬脂酸鉻)或聚乙烯蠟、丙烯、聚胺基甲酸乙酯、聚醯胺、聚四氟乙烯、丙烯酸系聚合物等等組成。有益地，該防黏塗層不含任何PVDF。
如上文所指，根據本發明的具體實施例，該基底層可能是導電性或不是，且可能是可印刷或不是。
較佳地，該基底層不含防黏劑(anti-blocking agents)及或能降低該層的表面能的產物，例如聚矽氧或類似材料、PVDF、PP、Teflon、氧化矽、氮化硼等等。藉由熱轉移印刷一個層可能需要此類型藥劑或產物，特別是為了防止該基板黏附於該印刷機的帶件。因此根據本發明的基底層可能無法藉由熱轉移印刷。
該基底層可具有小於或等於30 μm的厚度，更佳地小於或等於15 μm的厚度，且更佳地小於或等於10 μm的厚度。其紙張重量有益的是小於或等於30g/m2，更佳地小於或等於15g/m2，且最佳地小於或等於10g/m2。該基底層可例如具有小於或等於以下組合值的厚度及紙張重量：10 μm及10g/m2、3 μm及10g/m2、2 μm及10g/m2、5 μm及5g/m2、3 μm及5g/m2、2 μm及5g/m2、5 μm及2g/m2、3 μm及2g/m2或2 μm及2g/m2。
該基底層可藉由任何技術，例如藉由照相輪轉凹版術，沉積於該防黏塗層上。
該基底層可以液態或半液態沉積於該防黏塗層上接著藉由乾燥、加熱或藉由電子或UV輻射固化。等到固化及/或乾燥之後，該基底層，其藉由中介該防黏塗層與該塑膠膜的平滑側接觸，具有位於該塑膠膜側上的平滑側。
因此該基底層係在其轉移至該基板上之前乾燥及/或固化，特別是為了不改變該塑膠膜給予此層的表面光潔度。換句話說，該多層結構係於該基底層轉移至該基板上以前製備，且在該基底層轉移至該基板上時，即在根據本發明的方法的步驟b/及c/時，該基底層係呈固態及/或乾燥狀態。因此在製備該多層結構時創造了該基底層的表面光潔度。
在根據本發明的方法中，因此該基底層的製造係獨立於該基板的製造進行。這樣特別是能藉由標準工業設備實行此方法，其允許最佳的製造速度。
該板片的基底層可具有大於大約900或1000s的貝克平滑度，更佳地大於2000s，且最佳地大於5000s。
此基底層可具有大於70%的光澤度，且更佳地大於80%，此光澤度係根據TAPPI® T480 om-92方法測得於例如75。此光澤度可能類似且甚至更高於包含塑膠膜的樹脂塗覆型感光紙的光澤度。
該多層結構可包括沉積於該塑膠膜相對側上的基底層上的至少一其他層，此其他層或離該塑膠膜最遠的另一層的任意側，在步驟b/中，預計膠黏並貼於該上述基板側。
該其他層可能具有功能性或沒有功能性。其可能為例如絕緣性(介電性)或形成阻絕物(對於氣體(例如氧)、對於液體(例如水)、對於油脂等等)。
該板片可包括金屬膜及/或以聚胺基甲酸乙酯(PU)、聚乙烯醇(PVA)、聚二氯乙烯(PVDC)、乙酸乙烯酯乙烯基聚物(EVAC)、纖維素奈米纖維或金屬為底質的阻絕層，此阻絕層係位於該基板與該基底層之間。具有PVA底質的層特別適用於形成對抗氣體的阻絕物且具有PU底質的層特別適用於形成水蒸氣阻絕物。
該導電層能作為阻絕層，此導電層形成該板片的外層或相反地介於該板片的二層之間。該導電層可為真空沉積的金屬層或金屬膜(例如鋁)，該導電層可經由交叉層疊而添加並固定。
該或各其他層可為N-摻雜、P-摻雜或沒摻雜的半導體材料層(P3HT-聚(3-己基噻吩)等等)、介電材料 層(PVP等等)、金屬層(金、銀、鋁等等)、導電聚合物層(PEDOT：PSS-聚(3,4-伸乙基二氧噻吩：聚(苯乙烯磺酸酯)等等)。
在該多層結構包含單一其他層的案例中，後者可沉積於該基底層上側上，即於該基底層側(位於該塑膠膜相對側上的多層結構那一側上)上，或在該基底層下面。
此其他層可具有任何本質。在該多層結構包含兩個或數個其他層的案例中，這些其他層係交互疊置並沉積於上述基底層上側。用以將該其他層沉積於該基底層上的技術可為上述類型或任何其他類型。
因此除了三個上述元件(塑膠膜、防黏塗層及基底層)之外該多層結構可包括於該基底層上的一或數個其他層。再者該多層結構可包括覆蓋離該塑膠膜最遠的層(即該基底層或該或一個其他層)的黏著劑層或膜。
根據本發明的方法之步驟b/由以下組分：膠著欲接受該基底層的基板側或位於該塑膠膜相對側上的多層結構那一側，並將這些側鋪於另一側，依此方式附加這些側。
該基板可選自紙張、描圖紙、卡片紙、塗層或預塗層紙、板片或塑膠膜、玻璃載片或板片、金屬板片例如板金、木製條板、織物等等。該紙張可具有大於或等於0.9 cm3/g的相對可觀的鬆密度，甚至是1.1 cm3/g，更佳地大於或等於1.2cm3/g，最佳地大於或等於1.3cm3/g，更特別的是大於或等於1.4cm3/g，且更進一步大於或等於1.5cm3/g。
根據本發明的方法能實現同時具有可觀的鬆密度和平滑度的板片，藉由先前技藝並不可行。的確，先前技藝無法實現具有可觀的鬆密度及高表面品質的板片。具有可觀的鬆密度之基板可由便宜的材料形成。在紙張的案例中，所用的木漿可包括纖維素纖維、結合劑及低比例的填料及/或輔料，例如澱粉。
在本發明的特定具體實施例中，根據本發明的方法造成該基板紙張的鬆密度稍微降低大約2至5%。
在此方法的步驟b/中，該基板被覆蓋的那一側或該基底層的任意側或該多層結構的其他層係藉由適合的黏著劑膠著。
也可以，該基板和該多層結構的兩個上述側係同時膠著，或一個接著一個膠著。有益的是，僅膠著該基底層的任意側或該多層結構的其他層。
黏著作用由以下組成：經由任何技術，例如藉由照相輪轉凹版術，將黏著劑層沉積於上述側上。該黏著劑可為熱力型、藉由UV交聯或藉由化學反應的非熱力型。該黏著劑可以液態或非液態(在例如熱黏著劑膜的案例中)沉積於該或各上述側上。此黏著劑係例如選自以下聚合物：丙烯酸類、聚胺基甲酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丁二烯、乙酸乙烯酯、聚醯胺、硝基纖維素或任何其他纖維素、聚乙烯醇或澱粉。該層或各層沉積的黏著劑可具有小於或等於10μm的厚度，且更佳地小於或等於3μm。該黏著劑有益地為單組分或二組分聚胺基甲酸乙酯黏著劑， 可能有或沒有溶劑。
在本發明的特定具體實施例中，該黏著劑係於製備此結構時沉積於上述多層結構側。此黏著劑於是成為該多層結構不可或缺的部分。該黏著劑可藉由可熱活化的黏著劑層形成，此層係於該多層結構鋪於該基板(受體)上時藉由加熱而活化。
該黏著劑的本質和該黏著劑加工(在該膜上及/或在該基板/紙張上)對於該板片的最終表面光潔度會有實質影響。重要的是例如該黏著劑的沉積係均勻的並防止該基板與該基底層之間形成洞穴。
關於該黏著劑沉積的均勻性，為了防止某些位置的黏著劑過多及/或缺乏可能造成具有表面粗糙度的最終板片，該黏著劑的沉積更佳為勻相的。有益的是，該黏著劑完美地佈滿具有適合表面張力及流變學的支撐物(膜或基板)。
該黏著劑的塗覆方法也可能具有重要性。較佳為產生最少不均勻量的沉積物之塗覆方法，例如照相輪轉凹版術(逆轉輥或接觸(kiss)塗覆)。此沉積更佳地經選擇以填滿該基板的細孔或表面不規則到極限。藉由實例的方式，當紙張具有大約20μm的平均表面粗糙度(例如Sa)時，較佳為厚度為至少10μm的黏著劑沉積以填滿細孔。當後者太粗糙時該黏著劑的沉積更佳為於該基板上進行。若在紙張上的沉積不充分，該紙張表面與該基底層接著形成洞穴。於印刷時，這些洞穴將變成該紙張的弱點，若施 以壓力該弱點可能下陷，或是若施以牽引力可能脫下。
有益的是，沉積於該基板及/或該基底層上的黏著劑厚度等於該基板的平均表面粗糙度(例如Ra或Sa)的至少一半。在本發明之一具體實施例中，該黏著劑係於步驟b/中沉積於該基板的至少一側上，且所沉積的黏著劑層的厚度至少等於該基板側的一半平均粗糙度，且更佳地等於此平均粗糙度。
該黏著劑可為水性、溶劑、無溶劑、二組分或單組分。
該黏著劑能將該基底層(或其他層)固定於該基板並適宜地補償該基板的表面不規則。該黏著劑特別填滿該基板被塗覆側的凹處並使其能弄平此側，但是不改變該基板的特性，例如其鬆密度。
該板片的基板可包括欲用以提高該板片的熱擴散性的填料及/或提高該板片的濕強度及/或使該板片成為耐燃性的填料，以下將更詳細加以說明。
此方法的步驟b/接著由以下組成：並將該前述基板側鋪於該前述多層結構側，依此方式交叉層疊該多層結構及該基板。該基底層接著一方面在一側上夾於該基板與該黏著劑(且適宜地一或幾個其他層)之間，且另一方面在另一側上夾於該塑膠膜與該防黏塗層之間。
在用於將該基板膠著於該多層結構的黏著劑係為熱黏著劑型的案例中，該基板鋪於該多層結構趁熱於指定溫度，例如大約介於50與200℃之間進行。也可以，該基 板鋪設並膠著於該多層結構上可於周遭溫度進行。
為了中介該黏著劑以供該基底層於該基板上的良好黏附可能需要壓力。
但是於鋪設及膠著時使用的溫度及/或壓力不得改變該基底層的特性，且特別是其位於該塑膠膜側上的那一側的表面光潔度。例如，該基底層不得受到高溫應用而軟化，因為這可能造成其位於該塑膠膜側上的那一側之表面品質的改變及/或降低。
此方法的步驟c/接著由以下組成：從該基底層及該基板移除該塑膠膜，依此方式使該基底層(且適宜地上述其他層或該多層結構的多個層)留在該基板上。因此該基底層，及適宜地其他層或多個層，係從該多層結構被叫做供體的塑膠膜轉移至該被叫做受體的基板上。
此方法可另外包括在移除該膜之前使該黏著劑交聯或熟化的步驟。
如上文說明的，使整個防黏塗層更佳地留在該塑膠膜上並接著於移除該塑膠膜時從該基底層移除。因此暴露出該位於該多層結構的塑膠膜側上之基底層側。
在本方法的步驟b/及c/中把該多層結構的基底層轉移至該基板上可按照以下方式進行，當該基板及該多層結構具有連續細條。
該多層結構和該基板的層疊或交叉層疊可藉由使此二元件通過按照相反方向轉動的兩個相鄰和平行輥之間進行。產物的厚度特別是依照輥之間的距離獲得。一旦該黏 著劑乾燥或固化，在該板片藉由另一個機械輥驅動的同時從該板片移除該塑膠膜。
也可以，該多層結構或該基板可黏起來，乾燥該黏著劑，接著藉由施以預定溫度和壓力使此二元件相互接觸。
此方法可另外包含，在步驟b/之前，該上述基板側係以至少一平滑層預塗覆，該至少一平滑層包含一或數種熱塑性聚合物(例如至少一聚苯乙烯、聚胺基甲酸乙酯、丙烯酸類等等)或顏料混合物(例如高嶺土、碳酸鈣、滑石、二氧化鈦等等及其混合物)及至少一結合劑(例如帶丙烯酸類底質、聚胺基甲酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丁二烯、乙酸乙烯酯、聚醯胺、硝基纖維素或任何其他纖維素、澱粉或PVA)。
再者此基板預塗覆側可在步驟b/之前先壓光以提高其平滑度。
關於沉積該導電膜的步驟d1/，此膜可由金屬或導電聚合物或任何其他導電材料構成。其可獨立地由該板片製造接著，例如藉由膠著，添加並固定於該板片的基底層上。也可以，在該板片的基底層上原地形成。
下文的資訊關於該步驟d2/，據此步驟該基底層係可印刷的。
可印刷層係可藉由任何印刷技術印刷的層，且特別是藉由平版、噴墨、雷射、攝影製版、膠版印刷、網版印刷、乾色劑、液態色劑(liquid toner)、電子照相術、微影蝕刻等等印刷法印刷。可印刷層包含結合劑並可另外包 括顏料。
根據本發明的特徵，該基底層的印刷不會造成任何該基底層的任何結構變化，且特別是該基底層的狀態或相的改變(例如從固態變成液態並接著恢復固態)。
當該多層結構的基底層係可印刷層時，其可選自可印刷的清漆、紙塗層等等。
在此案中，可印刷的清漆意指帶丙烯酸類聚合物底質、聚胺基甲酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丁二烯、乙酸乙烯酯、聚醯胺、硝基纖維素或任何其他纖維素、聚乙烯醇、澱粉等等的物質。此物質一般係以液態沉積並藉由乾燥/加熱或藉由UV輻射或電子裝置固化。
紙塗層或塗覆組合物意指包含結合劑及可能的話顏料的組合物。該可印刷基底層的結合劑可包括主結合劑及可能的話共結合劑。
在本案中，主結合劑意指相對於其他結合劑為此層中主要的結合劑，特別是相對於該共結合劑。
該主結合劑有益地為合成乳膠例如苯乙烯-丁二烯共聚物(XSB)及/或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(SA)。該結合劑可包括兩種乳膠的組合，例如XSB及SA，其係按照介於55與80%之間的XSB及介於20與45%之間的SA(以相對於這些結合劑總乾重的乾重表示)，甚至是介於60與70%之間的XSB及介於30與40%之間的SA(以相對於這些結合劑總乾重的乾重表示)之比例。該基底層可包括帶丙烯酸類底質、聚胺基甲酸乙酯、聚甲基丙烯酸甲 酯、苯乙烯丁二烯、乙酸乙烯酯、聚醯胺、硝基纖維素或任何其他纖維素、聚乙烯醇、澱粉或其混合物的結合劑。
該共結合劑更佳為帶乙烯共聚物-丙烯酸(EAA)基底的黏著促進劑。此共結合劑能提高該基底層的光澤度並改良一些墨在該基底層的附著現象，例如HP靛藍型液態色劑墨液。
該顏料可為相對於紙塗層的結合劑之主要部分。該顏料具有例如小於或等於2 μm左右，甚至是1 μm且例如大約0.5 μm的平均大小或平均直徑。該顏料可選自碳酸鈣、高嶺土、二氧化鈦、滑石、氧化矽、雲母及珍珠光粒子、塑膠顏料(聚苯乙烯(PS)、聚胺基甲酸乙酯(PU)、苯乙烯-丙烯酸類等等-例如來自Rohm&Haas公司的Ropaque Ultra-E顏料)、金屬顏料(銀、銅等等-例如來自Rondot S.A.公司的Brookprint Sparkle Silver顏料)及其混合物。這些有益的是碳酸鈣。
當用於該基底層中的塑膠材料(作為結合劑及/或顏料)再循環時容易分解且不會污染木漿。相反地，於放回該木漿懸浮液時該塑膠膜保有內聚力並阻塞過濾體。對此目的特別有益的是水溶性結合劑(例如澱粉、聚乙烯醇(PVA)等等)，因為其於再循環時係分散於水中。
該紙塗層可另外包括分散劑及/或流變改質劑及/或著色劑及/或表面活性劑或分散劑及/或導電添加物。此導電添加物可用以降低該板片的表面電阻率。
該可印刷基底層可由二或多個相互疊置的底層構成， 且各底層係可印刷並選自前述類型(可印刷清漆、紙塗層等等)。
有益的是，在形成該板片的基板之紙張是描圖紙的案例中，該可印刷基底層具有透明度及相對於此層總乾物重量大於30%的乾重之結合劑比率，依此方式使由此方法獲得的板片具有一定的透明度。描圖紙的應用特別有益是為了允許通過該板片的輻射能的通行及回收，且因此特別適用於進行光伏打或太陽能電池。描圖紙的透明度特別取決於其紙張重量且對於62g/m2的描圖紙為例如大約60至70%且對於175g/m2的描圖紙為例如大約40至50%。
該墨可例如包括奈米粒子或金屬微米粒子(銀、銅等等)，碳的奈米粒子或微米粒子及/或至少一種導電聚合物(例如PEDOT/PSS)。
該金屬粒子可以呈粒末的形態。因此當其沉積於該基底層上時其間會有空隙。退火步驟能將該奈米粒子結合或燒結在一起且所以使電流能通行於該等奈米粒子間。所沉積的導電層具有例如小於或等於1μm的厚度，其可能小於或等於300nm，且其係例如大約30nm。然而這個相當小的厚度使其能賦予該板片良好的導電度。的確，由於該基底層的實質平滑度，使其不需要沉積厚導電層於該基底層上，因為薄墨層在該表面上保持連續。可考慮沉積厚度介於20與100nm之間的金層，且例如介於30與大約40nm左右之間。
該退火係於烘箱(例如，於介於150與200℃之間的 溫度下歷經5至10分鐘左右)中、於加熱板上、於光子烘箱中或於紅外線乾燥器中進行。該光子烘箱(例如來自於NovaCentrix公司的PulseForge® 3300裝置)使其能完成該等墨的導電粒子的有效燒結，更佳的是藉由網版印刷沉積於該基底層上。該等導電粒子可為銀、銅、多種不同合金等等的粒子。這個係例如於大於或等於100℃的溫度下進行，更佳地大於或等於120℃，且最佳地大於或等於150℃，其非常有益，因為這使其能獲得該等導電材料或該等墨的粒子的良好凝聚且因此提供較好的導電度給該層，且該板片於150至170℃下具有優良的熱安定性。先前技藝的塑膠膜(PET、PEN等等)不能被施以這樣的退火溫度，因為其一般於120至140℃下即開始損壞。退火時間可為小於或等於5分鐘且係例如介於2與3分鐘之間。該退火可藉由保持牽引著該板片(沿著一個軸或兩個垂直軸，舉例來說)完成以便限制該板片的尺寸於退火時的變化。一般，該板片於退火時或於任何此類處理時具有良好的熱和尺寸安定性。
根據本發明的方法可另外包括以下步驟之一或數者：- 在該步驟d2/之前，以熱預處理該板片以移除內含的至少一部分水的步驟；紙張可能包括大約5%的水重量；該熱預處理能從該板片移除水使經印刷並施以退火的板片實質上不再含有任何水；這樣便能限制該板片於退火時由於此板片的紙張所含的水汽化而捲曲及變形的風險；- 經由光微影術或經由雷射熔蝕移除該板片的導電層 的某些預定區域；- 重複進行該步驟d2/至少一次，且在步驟d2/之後的各步驟d2/藉由該板片的中間靜止步驟與此步驟分開，於此期間預期該板片將實質上恢復其初始濕度比率；及- 在該步驟d2/之前，進行對該基底層施以電漿處理的步驟；此處理能改變該基底層的表面光潔度並使其疏水性更高，其能防止該墨散開潤濕該基底層太過(並造成印刷於此層上的圖案之提昇的精密度及解析度)；有益的是，對該基底層施以氟化物電漿處理(SF6)。
此方法可另外包括利用該板片完成至少一個電阻器、電容器、電晶體、RFID晶片、天線、邏輯電路、膜片開關(SWITCH)、光伏打電池、電池、集能裝置、背光系統、固態照明或顯示裝置例如有機或無機發光二極體(OLED)、感應器、薄膜鍵盤或這些組件的任何組合。
再者該方法可具有下列特徵：(i)於該步驟a)中製備的多層結構中，該基底層延伸於比該前述塑膠膜側表面小的表面上，及/或(ii)該多層結構及該基板係於步驟b)中交叉層疊於比該前述板片側表面小的表面上，及/或(iii)該步驟c)中所移除的塑膠膜之長度和寬度當中有至少一個尺寸小於該前述板片側的對應尺寸，及/或(iv)切割該步驟c)中所獲得的板片，接著將來自此板片的至少一個切下來的片斷膠黏於另一個板片的基板 上，依此方式該板片的至少一側有至少一區的平滑度比此側剩餘部分高，此區包含由該基底層構成並延伸於該板片基板上比該側表面小的表面上的平滑外層。
於步驟a)與b)之間，此方法可包括該多層結構的切削步驟。
較佳地，該多層結構的至少一個切片係於步驟b)中交叉層疊於該基板上，並在步驟c)中從該膠著的片斷移除該塑膠膜及該防黏塗層，該切下來的片斷係例如呈具有數米長度的細條狀。
較佳地，該多層結構鋪於該基板上係於步驟b)中藉由預定施壓於前述區的衝壓機進行，或藉由能使該步驟b)所用的黏著劑變軟的熱箔衝壓機進行，該黏著劑係為熱敏型。
較佳地，該於步驟a)所製備的多層結構之塑膠膜的長度和寬度有至少一個尺寸小於該前述板片側的對應尺寸。
較佳地，該板片係於造紙機中在線上，例如在此造紙機的最終乾燥段中，或於切紙或修紙機中離線完成。
該方法可包括，在該步驟c)之前，以導電墨印刷位於該塑膠膜相對側上的多層結構側或將導電塗層沉積於此側上的步驟。
較佳地，於該步驟a)的期間，該經沉積於塑膠膜上的防黏塗層係以導電墨印刷或係覆以導電塗層。
有益的是，在該前述情況(iv)中，該待切割的板片或該切下來的片斷係在膠黏於該另一個板片的基板上之前以導電墨印刷或覆以導電塗層。
本發明另外關於一種製造導電製品之方法，其包含藉由板片，更佳地，由例如前述方法所製得的板片，完成至少一種電阻器、電容器、電晶體、RFID晶片、天線、邏輯電路、膜片開關(SWITCH)、光伏打電池、電池、集能裝置、背光系統、固態照明或顯示裝置例如有機或無機發光二極體(OLED)、感應器、薄膜鍵盤，或這些組件的任何組合，特別是透過該基底層的印刷步驟及/或經由光微影術或經由雷射熔蝕該導電層某些預定區的移除步驟實施。
本發明另外關於一種導電製品，其特徵為該導電製品包含板片，更佳地，例如由前述方法所製得的板片，該板片係轉化為包含以下的製品：至少一種電阻器、電容器、電晶體、RFID晶片、天線、邏輯電路、膜片開關(SWITCH)、光伏打電池、電池、集能裝置、背光系統、固態照明或顯示裝置例如有機或無機發光二極體(OLED)、感應器、薄膜鍵盤及感應器，或這些組件的任何組合，特別是透過該基底層的印刷步驟及/或經由光微影術或經由雷射熔蝕該導電層某些區的移除步驟實施。
在上述案例中，各板片之處理過的側全都覆蓋著該多層結構，該多層結構的塑膠膜預定被移除。因此可使用實質量的塑膠膜、防黏塗層及黏著劑，而提高最終產物的成 本。
由於此成本提高，使此方法對於特定應用可能被擺著不用且可能無法用於其他應用。
再者，該層疊紙張的步驟需要，特別是基於該多層結構的尺寸，預定於藉由造紙機(即離線)製造該紙張之後處理該紙張的機器。
本發明的另一方面特別是為了提供對此問題的簡單、有效率且經濟的解決方法。
為達此目的提出一種製造板片的方法，該板片的至少一側有至少一區的平滑度比此側剩餘部分高，此區包含延伸於該板片基板上比該側表面小的表面上的平滑外層，該方法包含以下步驟：a/製備或提供多層結構，其至少包含塑膠膜、防黏塗層及基底層，且該防黏塗層夾於該塑膠膜的一側與該基底層之間，b/膠著該基板的一側及/或位於該塑膠膜相反側上的多層結構那一側，並將該前述基板側鋪於該前述多層結構側，依此方式交叉層疊該多層結構及該基板，c/從該基底層移除該塑膠膜及該防黏塗層，且該基底層明示該平滑外層的輪廓，該方法的特徵為：(i)於該步驟a)中製備的多層結構中，該基底層延伸於比該前述塑膠膜側表面小的表面上，及/或(ii)該多層結構及該基板係於步驟b)中交叉層疊於比該前述板片側表面小的表面上， (iii)該步驟c)中所移除的塑膠膜之長度和寬度當中有至少一個尺寸小於該前述板片側的對應尺寸，及/或(iv)切割該步驟c)中所獲得的板片，接著將來自此板片的至少一個切下來的片斷膠黏於另一個板片的基板上。
在本案中，該板片(側)的區意指該板片(側)的一部分。該區之例如長度和寬度當中有至少一個尺寸小於該前述板片的對應尺寸。該區可例如具有細條形態並沿著該板片之一縱向邊緣延伸。該區可具有佔小於該板片(側)表面的50%，更佳地小於20%，且最佳地小於10%的表面。
根據本發明，該板片的基板側僅一部分覆蓋著上述平滑外層。這特別有益，因為這樣便能使用少於先前技藝用的塑膠膜、防黏塗層及/或黏著劑數量且因此能降低製造該板片的成本並把先前技藝由於經濟因素不做考慮的多種應用考慮在內。
在製造紙張的特定案例中，此紙張連結此方法的應用之額外成本相當低，所以能考慮將此紙張應用於幾種不同應用。
前述外層賦予該區相當高的平滑度，比該板片剩餘部分高，即比不包含此層的板片部分高。此平滑度係由該多層結構的塑膠膜引起，且因此與所用的基板的平滑度無關。藉由實例的方式，該或各前述區均能具有高於900s 的貝克平滑度(更佳地高於1000s，且最佳地高於2000s)，且該板片剩餘部分具有小於900s的貝克平滑度(更佳地小於500s，且最佳地小於200s)。
再者，該基底層可具有磁性(特別是在完成自感(self-inductance)、線圈及天線的案例中的鐵磁性)或其他性質例如特別是阻障性質(該基底層可聯合鋁膜或具有接近鋁膜性質的性質)、改變其外觀的性質(該基底層可彩色的、反射性等等)、光電子或光學性質(該基底層可形成波導)及/或保全功能(該基底層可包括微型印刷、全像(hologram)、珍珠光等等)。
再者從再循環的觀點來看根據本發明的板片具有明確的優點，因為沒覆蓋平滑基底層的板片部位可傳統上能再循環。該板片的平滑部位能被分層或切割以獨立於該板片剩餘部分再循環而回收任何內含的導電材料。
該多層結構能包括多於一層，即其能包括一或數個其他夾於該防黏塗層與該基底層之間的層。在多層結構的案例中，優點是初始層的平滑度被轉移給後面的層。這更令人對於使穩定堆疊體能提供於大表面上實行系統的光學和電氣品質之紙張熱安定性(當連續退火溫度高且因此使優良導電度引起越過長距離的填料損失量低的時候)感興趣。
在透明導電層(例如PEDOT：PSS型)的案例中，熱退火是具有導電度的唯一方式(瞬時燒結由於其透明性而無法使用)，此外在多層系統的案例中此層一般是最後施 於該基板者之一。我們的超平滑紙張因此能降低施敷的透明導電聚合物的量。
在前述根據本發明的方法的第一案例(i)中，於該步驟a)中製備的多層結構中，該基底層延伸於比該前述塑膠膜側的表面小的表面上。該基底層因此僅覆蓋該塑膠膜的一部分。該夾於基底層與塑膠膜之間的防黏塗層能覆蓋整個塑膠膜或僅此膜的一部分。有益的是，該基底層實質上覆蓋僅覆蓋該塑膠膜一部分的整個防黏塗層。該基底層可具有類似於形成於該板片上的平滑度更高的區之形狀及尺寸。
在前述方法的第二案例(ii)中，該多層結構及該板片基板係於步驟b)中交叉層疊於比該板片表面小的表面上。該黏著劑可僅沉積於該多層結構的一部分上及/或僅沉積於該板片基板的一部分上。該膠著部分可具有類似於形成於該板片上的平滑度更高的區之形狀及尺寸。
該案例(i)及(ii)可結合起來。在此案例中，該基底層延伸於比該步驟a)所製備的塑膠膜表面小的表面上，且該多層結構及該板片基板係於步驟b)中交叉層疊於比該板片表面小的表面上。
在前述方法的案例(iii)中，該步驟c)中所移除的塑膠膜之長度和寬度當中有至少一個尺寸小於該前述板片側的對應尺寸。
該案例(i)及(iii)可結合起來。該基底層延伸於比該步驟a)製備的多層結構中的塑膠膜之表面小的表面 上，且該步驟c)中所移除的塑膠膜比該板片小。
該案例(ii)及(iii)可結合起來。所以該多層結構及該板片基板係於步驟b)中交叉層疊於比該板片表面小的表面上，且該步驟c)中所移除的塑膠膜比該板片小。
最終，該案例(i)、(ii)及(iii)可結合起來。在此案例中，該基底層延伸於比該步驟a)製備的多層結構中的塑膠膜之表面小的表面上，該多層結構及該板片基板係於步驟b)中交叉層疊於比該板片表面小的表面上，且該步驟c)中所移除的塑膠膜比該板片小。
在前述方法的案例(iv)中，切割步驟c)製得的板片，接著將來自此板片的至少一個切下來的片斷膠黏於另一個板片的基板上。此特定案例也可與其他前述案例結合。
在該板片包含由紙製基板之案例中，本發明特別有益是因為一方面能供給此紙張於預定位置的平滑度較高的區且另一方面使該板片剩餘部分仍能例如展示資料，且特別是若該紙張能印刷時仍能印刷資料。
再者本發明可用於任何類型的基板上。其可用於圖形藝術、信紙信頭、信封、便利貼(post-it®)、保密文件等等。
此外根據本發明的板片具有能在造紙機中沿線，例如在此造紙機的最終乾燥段中，或在切紙或修紙機中離線實行的優點。
該方法可包括，在該步驟a)與b)之間，該多層結 構的切削步驟。該多層結構的一或數個切片可於步驟b)中膠著於該基板，且該塑膠膜和該防黏塗層可於步驟c)中從該膠著斷片或這些膠著斷片各者移除。
該或各切下來的片斷係例如呈長度數米的細條狀。此長形斷片可捲繞於輥上並從該輥鬆開(達於每秒數百米的速度)，其於造紙業中特別有益。特別是由於該塑膠膜的存在，使該多層結構足以耐這些捲繞/鬆開。
該多層結構鋪於該基板上可於步驟b)中藉由預定施壓於該或各前述多層結構區的衝壓機或預定軟化步驟b)所用的黏著劑之熱箔衝壓機完成，該熱箔衝壓機屬於熱敏型。
該於步驟a)中製備的多層結構的塑膠膜之長度和寬度當中更佳地有至少一個尺寸小於該前述板片側的對應尺寸。
該方法可包括，在該步驟c)之前，以導電墨印刷位於該塑膠膜相反側上的多層結構側或將導電塗層沉積於此側上的步驟。所以該多層結構在該基底層轉移至該板片基板上之前仍保有導電性。該層或該導電塗層係位於該塑膠膜相反側上的多層結構側上並因此可位於該基底層側上。於該步驟c)期間，此側係緊靠該板片基板膠著。在此案例中，該導電層(塗層或墨)由延伸於此導電層上方的基底層予以保護。前述印刷或沉積可在上述多層結構切削之前進行。
於該步驟a)期間，該沉積於塑膠膜上的防黏塗層可 印刷導電墨或覆以導電塗層。該基底層接著於步驟a)中直接沉積於該等墨或該塗層上。
在前述案例(iv)中，該基底層更佳係轉移至基板或薄板片上。在膠著於另一個板片的基板上之前，該待切割的板片或該切下來的片斷可印刷導電墨或覆以導電塗層。
該板片或該板片基板可塗覆防黏塗層或由塑膠膜形成，及/或在該基底層轉移之前切割。
根據本發明的方法可另外包括處理該板片以便達到提高其耐濕度的目的之步驟。該板片可經WS(濕強度)處理，例如藉由防止板片呈濕潤狀態降解的WS藥劑。已知聚醯胺基胺-表氯醇能賦予該板片WS性質。例如，該板片中的1% Kymene® 617(Hercules公司)使其能呈濕潤狀態具有相對於乾燥狀態15%的牽引阻力。
本發明也關於可藉由上述方法製得的板片，其至少一側有至少一區的平滑度比此側剩餘部分高，此區包含延伸於比該側表面小的表面上的平滑外層，該平滑外層係導電性或塗覆導電層，該導電層界定至少一個以下元件或連至至少一個以下元件：電阻器、電容器、電晶體、RFID晶片、天線、邏輯電路、膜片開關(SWITCH)、光伏打電池、電池、集能裝置、背光系統、固態照明或顯示裝置例如有機或無機發光二極體(OLED)、薄膜鍵盤及感應器。該板片的兩側能包含至少一個此類型的區。
該板片能包括至少兩個上述類型的區，這些區的導電層能以電力連在一起，例如藉由含於該板片中的導體。
這些導電層可具有不同電子功能及/或性質。
該或各區可具有佔小於該前述板片側表面的50%，更佳地小於20%，且最佳地小於10%的表面。
該板片包含例如由紙製基板。
該或各導電層可包括(或塗覆)數個微米大小的二極體，例如申請案WO2012/031096中所述者。
本發明也關於可由上述方法製得的板片，其至少一側有至少一區的平滑度比此側剩餘部分高，此區包含延伸於比該側表面小的表面上的平滑外層，該平滑外層係覆以形成例如波導的光學及/或光電層。
該區可另外包含至少一個導電層，其更佳係覆以微型二極體，意味著當該微型二極體被施加電流時該等微型二極體將發光至該光學層。
本發明另外關於製造經裝設光學層例如波導的板片之方法，該方法包含以下步驟：a/製備或提供多層結構，其至少包含塑膠膜、防黏塗層及基底層，且該防黏塗層夾於該塑膠膜的一側與該基底層之間，b/膠著該基板的一側及/或位於該塑膠膜相反側上的多層結構那一側，並將該前述基板側鋪於該前述多層結構側，依此方式交叉層疊該多層結構及該基板，c/從該基底層移除該塑膠膜及該防黏塗層，且該方法的特徵為光學層係沉積於該基底層上。
該光學層可藉由任何適合技術且例如藉由塗覆沉積於 該基底層上。該光學層包含例如一或數種聚合物。
本發明的確特別有益於製造包含光學層例如波導的板片。該基底層可作為聚合物層(例如欲用以導波，例如電磁波或光波)的支撐物。在此層中傳導波能從該基底層與聚合物層間的特別平滑且平坦的界面反射，且所以能於該聚合物層內傳導。
在本案中，光學層意指具有光學性質的層且特別是能反射，吸收及/或擴散至少一部分射線的層，該層係暴露於射線中。該光學層能例如形成波導並能由一或數種材料形成。
本具體實施例能與前述特徵各者或全部或一部分結合，特別是關於在該板片上創造僅一個平滑度較高的區及將導電層鋪於該板片上的特徵。
在特定案例中，該板片屬於前述類型並包含光學層，此板片的基底層係導電層或被覆以導電層。該光學層和導電層延伸的區可能是獨立或至少部分疊置或連結在一起。
根據本發明的板片可另外包括於其基板或其層之一(基底層、導電層、光學層等等)中或上的鐵磁性材料粒子。這些粒子能改變該板片的磁導率以便局部改變或不改變該磁導率改變所施加的磁場之能力。這可例如使其能添加過濾某些波的性質給該板片。在該板片可能包括線圈的案例中，該線圈可包括鐵芯/核、鈷或鎳以提高其磁導率且所以改善例如其與該板片的另一個線圈的耦合。
再者根據本發明的板片可包括用以提高其熱擴散性之 機構(means)或經處理以提高其熱擴散性，且熱擴散性特別是取決於該板片傳導熱的能力(其熱傳導度)且取決於其儲存熱的能力(熱容量)。在該板片預定結合於電子裝備的案例中，較佳為該板片具有良好的熱擴散性使此裝備運轉時產生的熱能散發。
散熱能於表面或主要部分完成。為了提供於該板片表面上的良好散熱，可將鋁膜整合於該板片，例如在該基底層下方或於紙形成的支撐物上。此鋁膜可具有大約15 μm的厚度。為了散發主要部分中的熱，可於該紙支撐物原料中提供預定能提高此紙張的導熱性之指定填料。這些填料可為鑽石、纖維或碳黑的奈米粒子、或氧化物、氮化物或碳化物例如：Al2O3、AlN、MgO2、ZnO、BN、SiN4、SiC及SiO2。
10’‧‧‧板片
12‧‧‧多層結構
12’‧‧‧多層結構
14‧‧‧下塑膠膜
16‧‧‧防黏中介塗層
18‧‧‧上基底層
20‧‧‧塑膠膜上側
22‧‧‧基底層下側
24‧‧‧基板
26‧‧‧黏著劑層
28‧‧‧基底層上側
30‧‧‧基板待塗覆的下側
32‧‧‧交叉層疊產物
32’‧‧‧交叉層疊產物
34‧‧‧其他層
36‧‧‧上方任意側
40‧‧‧多層結構
42‧‧‧聚對苯二甲酸乙二酯膜
44‧‧‧防黏塗層
46‧‧‧導電層
48‧‧‧P-摻雜半導體材料層
50‧‧‧N-摻雜半導體材料層
52‧‧‧鋁層
100‧‧‧塑膠膜
102‧‧‧紙張
104‧‧‧細條
200‧‧‧塑膠膜
202‧‧‧紙張
202’‧‧‧紙張
300‧‧‧塑膠膜
302‧‧‧紙張
400‧‧‧塑膠膜
402‧‧‧紙張
406‧‧‧多層結構
408‧‧‧細條的部分
500‧‧‧塑膠膜
502‧‧‧紙張
502’‧‧‧紙張
506‧‧‧多層結構
610‧‧‧板片
612‧‧‧多層結構
614‧‧‧塑膠膜
616‧‧‧防黏塗層
618‧‧‧基底層
650‧‧‧導電墨
700‧‧‧細條
710‧‧‧板片
810‧‧‧板片
812‧‧‧更平滑之區
814‧‧‧導電層
816‧‧‧著色層
B‧‧‧藍
R‧‧‧紅
Y‧‧‧黃
當閱讀以下以非限定例方式並參照附圖所給予的說明時，本發明將更容易瞭解且本發明的其他細節、特徵及優點似乎更為清晰，其中：- 第1圖以非常概略方式顯示用於製造根據本發明的板片之方法的步驟；- 第2圖以非常概略方式顯示根據本發明的方法之替代具體實施例；- 第3和4圖係由板片的掃描式電子顯微鏡(SEEM)獲得的影像，且第4圖對應於根據本發明的方 法獲得之板片；- 第5和6圖以非常概略方式顯示另一個根據本發明的方法之替代具體實施例的步驟；- 第7至11圖以非常概略方式顯示數個根據本發明的方法之具體實施例；- 第12圖顯示於實施根據本發明的方法時該塑膠膜、該多層結構及/或該基底層的特定幾何形狀；及- 第13及14圖以非常概略方式顯示根據本發明的方法之一替代具體實施例的步驟；- 第15和16圖以非常概略方式顯示另一個根據本發明的方法之替代具體實施例的步驟；- 第17及18圖顯示由根據本發明的方法所製備的板片，及- 第19圖顯示另一個由根據本發明的方法所製備的板片。
先參照第1圖，其以非常概略方式顯示用於製造根據本發明的板片之方法的步驟a/、b/及c/。
該方法的步驟a/由製備多層結構12構成，該多層結構12包含下塑膠膜14、防黏中介塗層16及上基底層18。此結構12的製備可以一個步驟或數個連續步驟完成。
該防黏塗層16和該基底層18可同時沉積於該塑膠膜 14，例如藉由帘塗技術。
或者，該防黏塗層16係沉積於該塑膠膜14上，接著將該基底層18沉積於該防黏塗層上。
該塑膠膜14上側20的表面品質係傳遞給該基底層18的下側22(藉由中介該防黏塗層16)。該基底層側22的表面特徵因此係藉由該塑膠膜14那側20的表面特徵界定。
等到該基底層乾燥及/或固化之後，該側22的表面特徵固定且預期於此方法的其他步驟，且特別是該基底層18轉移至待塗覆的基板24(例如紙張)上，的期間不會改變。
該方法的步驟b/由以下構成：沉積黏著劑的層或膜26於該基底層18上側28上或該基板24待塗覆的下側30上，甚至是於此二側28、30上，接著使這些側28、30彼此依靠而鋪設以層疊或交叉層疊該多層結構12及該基板24，且所以形成層疊或交叉層疊產物32。
該方法的步驟c/由以下構成：移除該基底層18的塑膠膜14及防黏塗層16，依此方式只有此層18留在(利用該黏著劑26)該基板24上。
這些步驟b/及c/可同時或一個接著一個進行。在後面的案例中，該黏著劑26有益的是呈乾狀態及/或於移除該塑膠膜14期間固化。
於該步驟c/的最終，暴露出該基底層18那側22，且此側相當平滑。
第2圖顯示根據本發明的方法之一替代性具體實施例，且與參照第1圖的上述方法不同，特別是該多層結構12’另外包含至少一個沉積於該基底層18上側28的其他層34。
數個其他疊置層34可沉積(同時或連續)於該基底層18那側28。
於該步驟b/的期間，該基板24的下側30或其他層34的上方任意側36(離該塑膠膜最遠，在該結構12’包含數個其他層的案例中)覆蓋著黏著劑26。或者，以黏著劑26覆蓋此二側30、36。
於該步驟c/的期間，層疊或交叉層疊該多層結構12’和該基板24，依此方式形成層疊或交叉層疊產物32’，接著移除該塑膠膜14和該防黏塗層，依此方式暴露出該板片10’的基底層18之平滑或超平滑側22。
該板片的基底層18之性質會隨著根據本發明的方法的具體實施例變化。
該基底層18能於導電材料且例如金屬中完成。該基底層18係例如由金的薄層構成，其係藉由真空沉積或藉由任何其他適合技術沉積於該防黏塗層16上。
或者，該基底層18本身不能是導電性且能接著塗覆導電膜(該方法的步驟d1/)或印刷具有電氣性質之墨(步驟d2/)。
在該基底層18覆蓋著金屬膜的案例中，該金屬膜能原地形成於該基底層上或，例如藉由膠著，添加並固定於 該基底層上。此膜係例如金膜。
在該基底層18可印刷的案例中，其能由樹脂或由可印刷的清漆或由包含結合劑及可能地顏料的紙塗層構成。該層18可由任何適合技術印刷，因為該墨預定沉積於該板片10的平滑側22。
該墨可包括金屬粒、碳粒子及/或導電聚合物，且該等粒子可能是微米級或奈米級。該步驟d2/可包括子步驟，其中該經印刷的板片係施以退火步驟以便使該墨層形成導電層。這是例如當該墨包含預定於退火步驟期間結合的金屬粒子的情況。
所有具體實施例均能製造導電板片，即包含至少一個導電性良好，且特別是每平方單位電阻小於0.3Ω/sq，更佳地小於0.15Ω/sq，且例如不到大約0.05Ω/sq的電阻之層。
測量根據本發明的板片之每平方單位電阻可藉由4-點裝置或設備進行。此方法使用佈置於該板片表面上的稀疏接點。這些接點係由金屬尖端完成。兩個尖端用以供電且兩個其他尖端用以測量電壓。該4尖端係佈置於該板片表面虛方塊的四個角或一個接著一個對準紙張表面的虛線。可以使用連至能提供介於10nA至99Ma電流的Jandel RM3電流產生器之Jandel 4-尖端裝置(一般探針)。測得的電阻係以每平方單位歐姆(ohm/□或Ω/sq)表示並將其表示為R□。該裝置測量△V/I比率，該比率能關聯至該板片的電阻率。利用帶厚度e及電阻率ρ的薄層之情況。 相對於其他尺寸能忽略厚度，關於傳導的二維模型能夠實行並給予：V/I=K.ρ/e=K.R□。K係2D幾何形狀的無因次係數特徵。ρ/e比率表示該層的特徵，其係記為R□(ohm/□)。該係數K在分析上可以特別簡單的案例計算：K=log(2)/π。
以下將描述例示本發明的實施例。
實施例1：根據本發明的方法之步驟a/至c/完成多層結構及板片。
藉由重複根據本發明的方法之步驟a/完成數個多層結構，使用紙製基板(來自Arjowiggins公司的布里斯托紙板(Bristol board)及緬因(Maine)光面紙)。
進行測試以測定最適合用於進行該方法的步驟b/之黏著劑。所用的黏著劑必須能供紙張固定於關於該多層結構的層上，達到足以防止該黏著劑於步驟c/中移除該塑膠膜時從此層脫離的程度。
我們已經測試三類的黏著劑：a/含溶劑的二組分PU黏著劑(參考物來自Rexor公司的AD 1048)，b/含溶劑的單組分PU黏著劑(參考物來自COIM公司的NC 320)，及c/不含溶劑的單組分PU黏著劑(參考物來自COIM公司的SF2930)。
使用膠帶進行測試以測定紙張於多層結構上的黏附程度。當該PU黏著劑施於該多層結構上而非施於該紙張上時，當該黏著劑a/用以膠著該布里斯托紙板且當該黏著劑b/用以膠著該緬因光面紙時獲得最佳結果。
實施例2：包含金薄膜的板片之製備，該金薄膜係在原地形成於該板片的基底層上(含步驟d1/的方法)。
金膜沉積於藉由根據本發明的方法製得的板片之基底層上係於真空中藉由DEP280機器進行。此機器能真空沉積許多金屬例如鈦、銅或金。在此案例中，純金屬係沉積於該板片的基底層上。事先把該板片置於烘箱中以便脫氣(100℃)。所以，使壓力降低。包圍體中的壓力處於9.5.10-7 mbar(歷經大約14分鐘)及8.10-7 mbar(歷經大約25分鐘)。預噴洗先進行120秒。然後接著噴洗375秒。最終金沉積於該板片上30nm厚。機械中能放置至多3個待處理的板片。
實施例3：使用塗覆金屬層的板片例如實施例2中製得者進行光微影步驟。
厚度1.8μm的正性樹脂(代表大約2mL的樹脂)係經由旋塗法藉由3000rpm的轉速沉積於塗覆金屬層的板片樣品(尺寸11*11cm)，例如實施例2製得者，上。此操作持續大約15秒。正性樹脂與負性樹脂間的差異係於多個區遭受光微影射線(照光)而顯影的期間造成。在第一個案例中，曝光區於顯影期間消失；在第二個案例中，消失的是未曝光區。
把該板片置於烘箱中以使該樹脂交聯。這係於115℃的溫度且歷經大約5分鐘的期間完成。關於該照光步驟，把石英罩佈置於該板片上，此遮罩包含圖案，且射線預定通過沒有圖案的區。
照光係於5mW的功率進行並持續10秒。此時間取決於所沉積的樹脂厚度及射線的功率。一旦此步驟完成，以丙酮清潔該遮罩。顯影階段可接著進行。照光之後使用所謂氫氧化四甲基銨的產物(MF-319)顯影。此步驟持續1分鐘。這能使肉眼可見到的圖案顯現於該板片上。當這在此必然伴有正性樹脂時，顯影劑將移除經曝光的樹脂。接著將該板片置於蝕刻浴中以移除留在該金屬層上之經曝光的樹脂。使用碘化鉀/碘(KI/I2)的混合物。此步驟持續20秒。等到以水沖洗之後，接著僅金屬層及未曝光的樹脂還在。該板片係於115℃退火數分鐘以達到移除儘可能多水的目的。該樹脂接著經由滌除自該金屬層除去。關此，搭配超音波把樣品浸於丙酮浴中歷經15分鐘以移除殘餘樹脂。
該板片具有非常好的熱安定性且不會被連續熱處理改變。
實施例4：雷射熔蝕沉積於板片(例如實施例2製得者)上的金屬層之進行。
熔蝕雷射可藉由Tamarack Scientific機器進行。雷射熔蝕由操作者界定的區。經歷雷射應力的金屬層(例如金)由吸收衝擊開始，接著使雷射的熱蔓延。膨脹差異由於此現象而產生，造成最終的金屬熔蝕。此熔蝕技術係扣減型且為直接圖案化型。這意指不需添加任何產物以完成此圖案。在此，就是雷射光束通過遮罩並自支撐物除去(pull off)物體。配合材料及取樣的材料量調整該光束 的功率。經過雷射熔蝕該等材料之後的最終結果取決於該等材料的本質及熱和機械性質之影響。
該等測試顯示該板片對於雷射熔蝕的良好耐熱性和耐機械性及經由雷射創造的良好圖案界定。
實施例5：使用實施例3和4製得的板片製造電子組件的實施例
實施例3和4製得的板片之金屬層係以介電材料層塗覆，接著這些介電層本身係塗覆薄銀層以完成電容。
實施例3和4製得的板片之其他金屬層係以碳墨印刷以完成電阻器。
實施例6：製造各自包含可印刷基底層的板片之實施例。
根據本發明的方法係用以製造各自包含基底層的板片，該基底層可印刷，特別是以具有電氣性質的墨。
使用三個不同紙塗層，其分別藉由字母A、B及C識別。這些是含有細磨碳化鈣基底(以商品名Carbital 95販售)及結合劑的層。各層的其他產物係用以調整黏度，以使該結合劑交聯或有利於該層的流展(spreading)。
層A、B及C之間的差異主要是其結合劑比率，其係以相對於此層總乾重(或總乾物重量)的乾重計為16.2%的層A、8.8%的層B及16.2%的層C(當中8.1%為結合劑且8.1%為共結合劑或黏著促進劑)。
下表提供這些層的組成之細目。
鹼氨20%是水溶液。Dispex N40是陰離子型聚丙烯酸酯，其於溶液中作為分散劑及乳化劑。Calgon PTH是磷酸酯，其係呈粉末態作為分散劑。Empicol LZ係呈粉末態的潤濕劑。Agnique EHS 75E係液態潤濕劑。Surfinol 420係作為消泡劑、分散劑及潤濕劑。Carbital 95 78%表示碳酸鈣於液態介質中的顏料。Styronal D517及Acronal S305係構成結合劑的乳膠。Styronal D517係苯乙烯丁二烯乳膠且Acronal S305係苯乙烯/丙烯酸丁酯(苯乙烯-丙烯酸類樹脂)。AZC(碳酸銨-鋯)係液態降溶解劑。Sterocoll FD係作為流變改質劑的丙烯酸。Defoamer 1512 M係液態消泡劑且Diamond係含乙烯共聚物-丙烯酸 (EAA)基底的共結合劑或黏著促進劑。
使用由Arjowiggins公司所販售的數種紙張搭配根據本發明的方法製造板片。各板片包含可印刷層(A、B或C)或兩個疊置的可印刷層(A+A、A+B或A+C)。在含有兩個可印刷層的板片之案例中，第一層A係沉積於該黏著劑上且因此位於最終產物中的第二層或外部層(A、B或C)之下。
測試在此方法中的兩個作為供體的塑膠PET膜。第一個是標準PET膜且第二個是較平滑的PET膜(參考編號為42)。
下表彙總由根據本發明的方法完成的各種不同板片之特徵。
經由壓電效應噴墨藉由來自Fujifilm的Dimatix機器及藉由網版印刷進行印刷測試。使用兩類型含有銀奈米粒子基底的墨(Sunjet U5603及SICPA 9SP7214)。
該板片的基底層可在再次以另一個墨層印刷並進行另一個退火步驟之前，藉由墨層印刷並接著進行退火步驟。在此案例中，經過第一個退火步驟之後，該板片可儲存於適合位置及/或進行特定處理，以便使其於再次印刷之前恢復其初始濕度比率(在退火之前)。
墨層的電阻必須儘可能低。據觀察紙張的印刷次數對於其電阻有影響。紙張包含越多墨層，其電阻越低。當比較關於塗覆兩層墨的紙張之測試3、4及7時，觀察到測試4和7的閉合紙具有比測試3的多孔性層低的電阻。從電阻的觀點來看包含閉合外層(A或C)的板片具有良好結果。相反地，關此具有層B，其屬於多孔性或開口(open)層，的各板片沒有良好結果(參見前兩個測試)。
這可藉由該等多孔性層使該墨能被吸入該板片，且因此該墨層在表面上不連續的事實說明。
這些板片間的孔隙率差異在第3和4圖中清楚可見，其顯示分別以Maine gloss 2858(多孔性或開口板片-第1個測試)及Maine 2828(閉合式或無孔性板片-測試12至15)板片印刷的表面之SEM照片。
該層的孔隙率之特徵為其結合劑比率且這可藉由進行孔徑墨(pore size ink)測試測量。
以孔徑墨測試能藉由將專用的墨(包含黑色著色劑)沉積於此板片上並藉由研究其隨時間的反應測量板片的吸收容量及該墨快速滲透。再者此測試能評估經過印刷之後板片的光學密度變化。
在此使用的墨是來自Lorilleux公司，以參考編號3809販售的孔徑墨。這是已經溶入低百分比的墨色著色劑之清漆。
該板片使用膠帶固定於乾淨平滑的加工表面。直徑為 2.4mm且質量等於328g的青銅金屬衝壓機，事先施墨(薄膜)，將墨的壓按件沉積於待測試的表面上。經過以精密計時器估測的接觸時間(t=0、7、15、30、60及120s)之後，以布徹底抹去過量的墨(更佳地柔軟且不脫絨毛)。操作必需立刻以單次動作依單向確實地進行以防止殘餘物留在印刷物上。所以此動作在其施行之後產生另一個呈慧星尾部形狀的乾淨印刷物。
該墨，藉由滲入該板片，依據吸收的墨量多少會著色於其表面。該板片上的污跡的光學密度係利用反射密度計測量。所以該光學密度變化能依據墨的滲透時間評估並具有關於該板片的吸收速度及容量的綜合標示。
下表根據隨著該墨沉積於這些層上之後經過的時間(以秒計)顯示沉積於根據本發明的方法製得的數個板片之可印刷基底層上的墨之光學密度變化。
閉合層的特徵為於0s時低密度的墨且此密度隨時間沒有或只有極少變化。相反地，多孔性層從開始時即具有較高密度且尤其是密度隨時間提高。
據觀察該等含多孔性基底層(測試1至3及17至21)的板片相對於含閉合層基底的板片(測試4至15及22)沒有良好結果(墨的光學密度隨時間有實質變化)。
因此重要的是使用各自具有可印刷基底層的板片。在可印刷基底層的案例中，此孔隙率係，如以上說明的，藉由該基底層的結合劑比率控制，根據本發明，該結合劑比率係相對於此層總乾重大於15%的乾重。關於用於該供體的膜之類型沒觀察到差異。
實施例7：藉由測量經由影像分析測定的這些板片表面的開口比例，估算由根據本發明的方法製得之板片的表 面孔隙率。
分析SEM影像例如實施例6製得並於第3和4圖所示者以測量於該等板片基底層表面的細孔比例。據觀察該等板片的孔隙率之表面比例變化很大。
我們先觀察到開口表面均相當低(<6%)。該結合劑比率對於該等板片的開口比例有相當大的影響。的確，含有16.2%或更高的乾重的結合劑比率之板片具有小於或等於1.55%的開口比例，而含有8.8%乾重或更低的結合劑比率之紙張具有大於或等於1.88%的開口比例。此外，若排除該板片2931(測試編號22)，其具有8.1%結合劑及8.1%共結合劑(Diamond)，結果又更具體化。
下表彙總該結合劑比率對於被測試的板片的性質之影響。
具有帶8.8%(以乾重表示)結合劑比率的層之板片具有多孔性表面，因為這些表面的開口比例係高的(至少1.88%)，造成液體例如孔徑墨的強力吸收。所以，對於這些含有多孔性塗層的板片介於120s與0s之間的墨之光學密度差異係大於0.1，而對於具有結合劑比率為16.2%(以乾重表示)的層之板片，該開口比例係低的且對於利用孔徑墨的測試介於120s與0s之間的光學密度差異係低的(小於0.1)。
當這些板片以包含銀奈米粒子的墨藉由噴墨法印刷，接著當對這些板片進行約150℃的熱退火時，我們發現經印刷的跡線之電阻也與該板片的結合劑比率有關。
含具有高結合劑比率的層，因此含閉合層，之板片提供電阻不甚高的經印刷之跡線(對於紙張2934和2947-測試4和6-7分別為0.13Ω/sq和0.07Ω/sq)。咸認為低於0.15Ω/sq的值對於經印刷的PEN塑膠膜是好的。
在相同條件的情形中，含具有低結合劑比率的層，因此含相對地開口層，之板片提供更高電阻的經印刷之跡線(分別為0.59Ω/sq和3.4Ω/sq)。這能由該等導電墨滲入板片表面細孔並於跡線中產生缺陷的事實說明，該等缺陷使其電阻率提高。
因此我們從此斷定該結合劑比率將強烈地影響由具有電氣性質的墨印刷這些紙張之適性。
實施例8：使用多種不同顏料完成含可印刷基底層的板片。
進行其他測試以便一方面測定顏料類型及該可印刷基底層中的結合劑比率對於該方法的步驟b/和c/中進行的轉移之影響。
根據該方法的步驟a/製備數個多層結構，且這些結構各者均包含可印刷基底層。
下表彙總該等板片的基底層使用的各種不同顏料及這些多層板片(couch)各自的結合劑比率。製備13個不同多層結構(A至M)。
高嶺土係由Golden Rock Kaolin公司以商品名Kaolin SC 90販售。碳酸鈣係由Imerys公司以商品名Carbital 95販售。塑膠填料係由Rhom & Haas公司以商品名Ropaque Ultra E販售且二氧化鈦的奈米粒子係由Kemira公司以商品名US Titan L181販售。
據觀察包含結合劑比率小於15%的基底層之各多層結構無法在該方法的步驟b/和c/的期間正確轉移至該基板紙張上。再者，較佳的轉移結果係藉由顏料為礦物質填料而非塑膠填料的基底層獲得。最佳的結果係藉由顏料為碳酸鈣的基底層獲得，因為這些層非常光亮(且因此平滑)且係閉合的(光學密度的值相當低且不隨時間改變)。不包含任何填料的基底層另外具有高光澤以及界定閉合表面的優點。
實施例9：完成隆起的導電板片，以便完成例如電晶體。
第5圖顯示藉由根據本發明的方法完成多層結構40，且此多層結構40包含於一側上由PET製造的塑膠膜42，在該塑膠膜42上疊置以下層：防黏塗層44、ITO(氧化銦錫)的導電層46、P-摻雜半導體材料層48、N-摻雜半導體材料層50及鋁層52。此結構係於該方法的步驟a/之後獲得。
接著將此多層結構40膠著於紙製基板54上(步驟b/)，接著移除該塑膠膜42以暴露出ITO導電層46(步驟c/)。因此獲得可用於製造電子組件，例如電晶體，的導電板片。
在該方法的另一個步驟中，該板片係藉由適合技術藉由施加壓縮力於ITO層46(依與該板片平面垂直的方向)，特別是多個區並藉由熟於此藝之士已知的適合技術而隆起。這將於產生凹部56，如第6圖所示，其底部係保持彼此疊置的層46至52被移走的部位。
實施例10：完成導電透明板片。
根據本發明的方法係用以製造導電透明板片，此板片包含65g/m2的描圖紙並具有66%的透明度。含有碳酸鈣並包含相對於該基底層的總乾物重量50%乾重的結合劑之可印刷基底層係藉由該方法轉移至該描圖紙上。製得的跡線具有68.5%的透明度及高於10,000s的貝克平滑度。接著以具有電氣性質的墨印刷透明板片。
實施例11：測量印刷於使用根據本發明的方法製備的板片上之墨的光澤度及光學密度。
藉由根據本發明的方法製備數個板片，這些板片係藉由其可印刷基底層(含有碳酸鈣基底)的結合劑比率(其變化於9.1與23.1%之間)區分彼此。
下表彙總光澤度測量及關於6個板片上的孔徑墨之測試的結果。
據觀察，該基底層中的結合劑高於15%乾重，該板片包含高於80的光澤度及小於或等於0.15至120s的光學密度，其意指該層不是極具吸收性且這成為良好結果的構成要素。
現在參考第7至11圖，其顯示數個用於製造板片的根據本發明的方法之具體實施例，該板片至少一側包含平滑度比此側剩餘部分高的區，此區延伸於比該側表面小的表面上。
在第7圖的案例中，使用具有相當大尺寸(寬度l及長度L)的塑膠膜100，且這些尺寸係例如類似於預定接受該多層結構的板片或紙張102的尺寸。該塑膠膜係例如由PET製造且具有1.5m的寬度，數十米的長度及大約5至20μm的厚度。
如上所述，使用此大尺寸塑膠膜100製備該多層結構(步驟a))。此多層結構可包括防黏塗層、導電基底層、黏著劑層及阻絕層。接著把該多層結構切成細條104，其長度等於該塑膠膜100的初始長度且其寬度係例如數毫米或公分。
這些細條104中的一或數個係依據該步驟b)膠著於紙張102上。在第7圖的案例中，該紙張102接受3個實質上平行且彼此離一段距離的細條104。這些細條104的塑膠膜部分能接著依據該步驟c)移除以便顯出界定平滑區且各自形成導電層或各自預定覆以導電層的獨立基底層。
所以製備的紙張102可具有大尺寸且預定要切割以產生例如A4格式的紙張。在用於實行本發明的特定案例中，該紙張102係切割成使該等細條104沿著切好的紙張之縱向邊緣延伸。
第7圖所示的具體實施例類似於前述根據本發明的方法之案例(iii)。
在第8圖的案例中，該塑膠膜200最初具有延長的形狀且因此具有細條的形狀，其長度L可類似於預定接受該多層結構的紙張202之長度，且其寬度明顯小於此紙張的寬度且係為例如數毫米或公分。
該多層結構係利用此塑膠膜200製備(步驟a))並接著膠著於該紙張202上(步驟b))。
在第8圖的第一個案例中(右上角中)，該紙張202 接受沿著其縱向邊緣延伸的細條。此特定案例類似於前述根據本發明的方法的案例(iii)。
在第8圖的第一個案例中(右下角中)，該紙張202’接受沿著該紙張縱向邊緣之一延伸的一系列細條的數個部分。此紙張202’可以兩種方式製得。其可藉由將該黏著劑佈置於該多層結構或僅該紙張中必須膠著細條數部分的數個區上製得(根據本發明的方法之案例(ii)及(iii))。至於替代性或附帶特徵，可能能將黏著壓力僅施於該細條中對應的細條部分必須膠著於該紙張的數個區。這能例如藉由壓印機、衝壓機或熱箔衝壓機完成，當製造紙張(特別是該紙張的印記)時能施以局部壓力於該紙張。在第8圖的第二個案例中，該紙張接受3個彼此分開的細條部分，其各自實質上具有方形或矩形。
該塑膠膜或塑膠膜的數個部分能根據該步驟c)移除以便顯出界定平滑度較高的區之獨立基底層。
在第9圖的案例中，該塑膠膜300具有方形或矩形，其尺寸(寬度l及長度L)係小於預定接受該多層結構的紙張302之尺寸。
該多層結構係利用此塑膠膜300製備(步驟a))並接著膠著於該紙張302(步驟b))上，在第9圖其實例的中央。該塑膠膜可接著移除以便顯出該基底層(步驟c))。
第9圖所示的具體實施例類似於前述根據本發明的方法之案例(ii)及(iii)。
在第10圖的案例中，該塑膠膜400具有類似於第8圖的細條形狀。該多層結構406係利用此細條藉由將防黏塗層及基底層疊置於僅該細條的部分408上製備(步驟a))。該多層結構406接著膠著於紙張402上(步驟b))且把該塑膠膜400移除以顯出該紙張402上的獨立基底層，如第10圖所示。
第10圖所示的具體實施例類似於前述根據本發明的方法之案例(i)及(iii)。
在第11圖的案例中，該塑膠膜500具有類似於第7圖的細條形狀。該多層結構506係利用此膜藉由將防黏塗層及基底層疊置於僅此膜的細條408上製備(步驟a))。該多層結構506接著膠著於紙張502上(步驟b))且把該塑膠膜500移除以顯出該紙張502上的長形基底層，如第11圖右上角所示的第一個具體實施例之案例。此具體實施例類似於前述根據本發明的方法之案例(i)。
在第11圖右下角所示的替代方案中，該紙張502’接受一系列細條的數個部分。此紙張502’可如以上說明的關聯第8圖製得。該塑膠膜可接著依據該步驟c)移除。此具體實施例可能類似於前述根據本發明的方法之案例(i)及(ii)。
如第12圖概略顯示的，根據本發明的方法製備之板片的基底層及/或導電層可具有任何形狀例如幾何形狀(圓形、三角形等等)或字母的形狀(所示實施例中的 "F")。此形狀可由所用的塑膠膜(於製備該多層結構的期間)、所用的多層結構(有可能在切割之後)、該多層結構區或該沉積黏著劑的基板、及/或用以交叉層疊該多層結構和該基板的壓機支撐區之形狀施加。
第13和14圖顯示根據本發明的方法之另一個替代方案，其中該多層結構612的基底層618的任意側係以導電墨650印刷或覆以導電塗層。接著把此印刷或覆蓋側膠著並鋪於板片610的基板側上。該多層結構612可在層疊步驟之前切割。
第15和16圖顯示根據本發明的方法之另一個替代方案，其中在該基底層618沉積之前，沉積於該多層結構的塑膠膜614上的防黏塗層616係以導電墨650印刷或覆以導電塗層。接著把該基底層及此導電層(墨或塗層)轉移至該板片610的基板上。
第17圖顯示在前述案例(iv)中，即在該基底層轉移至第一個板片的基板上之案例中(該基板更佳為平滑的，其預定被切割(切成所示實例中的細條700)並膠著於另一個板片710的基板上)，根據本發明的方法製備之板片。
第18圖顯示另一個根據本發明的方法製備的板片，其係呈細條的形狀。此板片的基板係由覆蓋著防黏塗層的紙張或由塑膠膜構成。該塑膠膜或該防黏塗層在此係覆以較高平滑度的四個獨立區，即，四個包含平滑基底層的區，該平滑基底層具有導電性或預定與導電層結合。此板 片特別適用於製造電子標記。
第19圖顯示另一個根據本發明的方法製備的板片。此板片810包含以上述方式製備的更平滑之區812。此區812的一部分係覆以導電層814，在該導電層814沉積微二極體例如文件WO2012/031096所述者，且該區812的其他獨立部分係覆以聚合物的著色層816(分別為黃(Y)、藍(B)及紅(R))，該等著色層816各自藉由至少一個聚合物材料與考慮中的層相同的細條形成接觸或連於該層814的波導。當該導電層814係供以電流時，該等微二極體放出光束，光束傳導至本身漫射彩色光的聚合物層816。
實施例12：板片的熱擴散係數之估算。
測試板片以測定其於表面上(於XY平面)及於深度或主體中(於Z方向)的熱擴散係數。
第一個測試在以下板片上進行：
‧3382：Powercoat®板片(厚度230 μm)，其係由Arjowiggins公司販售並由根據本發明的方法之步驟獲得(沒有導電層)，
‧3384：含有夾於該紙張與該基底層(厚度240 μm)之間的12 μm鋁膜之Powercoat®板片
‧GD 28.09.12/1：含有經精製至52°SR的Cénibra/pacifico混合物之對照組樣品(厚度193 μm)
‧GD 28.09.12/2：含有經精製至52°SR並摻雜30% BN的Cénibra/pacifico混合物之樣品(厚度193 μm)
‧GD 31.08.12 /1：含有經精製至40°SR的Cénibra/pacifico混合物之對照組樣品(厚度229 μm)
‧GD 31.08.12/4：含有經精製至40°SR並摻雜20%碳纖維的Cénibra/pacifico混合物之樣品(厚度355 μm)
‧GD 31.08.12/5：含有經精製至40°SR並摻雜60%碳黑的Cénibra/pacifico混合物之樣品(厚度294 μm)
在該第一個測試中，堆疊足夠數目的板片以具有約1 mm的總厚度。接著根據擴散係數結果將該等板片分類。
在第二個測試中，該等堆疊體每次含有7個板片(因此空氣層的數目相同)。紙包裝的厚度因此不同。
在第三個及最後測試中，該等堆疊體每次含有7個板片(因此空氣層的數目相同)，包裝的厚度因此不同。紙包裝係於其置於裝置中之前緊壓於手指之間。
該等板片GD310812-4、GD310812-5及GD280912-2具有最佳結果且該等板片3382及GD280912-1沒有良好的結果。
實施例13：藉由紅外線測溫法界定紙張板片的熱性質(熱擴散係數)。
測試的目的在於做算該等板片的熱性質差異，且特別是其於表面上(於XY平面)及於深度或主體中(於Z方向)的熱擴散係數。紅外線測溫法係藉由測量表面溫度及其時間和空間變化而研究組件的熱行為。
第一個測試(測試1)在於時間分析。把樣品置於石墨板上並使用夾子固定。攝影機佈置於離該石墨板400 mm處。燈/石墨板距離是80mm。兩個IR 650W燈間隔45 mm。整個以燈的功率之0至50%或0至100%的幅度周期性地加熱(T=4s、6s或20s)。
所採取的策略是根據其效能(低回應時間=最佳效能)將各種不同紙張分類。因為該等紙張具有不同厚度，藉由考慮紙張厚度進行另一次分類：以每平方單位厚度除以回應時間，其提供關於一個與該熱擴散係數成正比的數量(回應時間=每平方單位特徵長度/熱擴散係數)。
第二個測試(測試2)在於穩定化體系分析。條件與時間分析時者相同。該石墨板上的調節點係調設於50℃。
最後的測試(測試3)在於XY平面的分析。把穿孔絕緣板放置(經由石墨棒)於紅外線燈(650W)上。電洞位於該燈的兩個絲極之一上方。把具有足夠尺寸(75*75 mm)的樣品紙放置於兩個石墨棒上。該燈係調設於其最大功率的10%。此處理包含當60℃的溫度峰達到時擷取縱向輪廓。因為該輪廓一直在相同位置，所以各樣品均能接受相同處理。
該紙張GD280912-1似乎是測試當中最不好的其中之一且該紙張GD310812-4似乎是這些測試(第一個/第二個)當中最好的其中之一。
製備第二系列的板片並與描圖紙及塑膠PET膜(cfu=碳纖維)做比較。
該紙張PT125似乎是測試中最不好的其中之一且該紙張VT_24.10.12.9似乎是最好的其中之一。
各個不同測試顯示該鋁膜能實質上改良該板片表面(x/y)上的熱擴散係數。關於該深度方向(z)的熱擴散係數，兩個參數確認其非常正面的影響：摻雜碳(纖維或填料)及把紙張壓光以減少空氣量。
因此最佳的結果在於給紙張(例如含200μm的厚度)碳，接著把該紙張壓光以將鋁膜(例如12μm厚)插於該板片的基底層(例如12μm厚)與該紙張之間。
10‧‧‧板片
12‧‧‧多層結構
14‧‧‧下塑膠膜
16‧‧‧防黏中介塗層
18‧‧‧上基底層
20‧‧‧塑膠膜上側
22‧‧‧基底層下側
24‧‧‧基板
26‧‧‧黏著劑層
28‧‧‧基底層上側
30‧‧‧基板待塗覆的下側
32‧‧‧交叉層疊產物

Claims (26)

  1. 一種製造包含至少一個導電層的板片之方法，此板片包含基板(24)，特別是由紙張製造，該基板(24)的至少一側部分覆以一層或其數個疊置而成的層之前述導電層，該方法包含下列步驟：a/製備或提供多層結構(12)，其至少包含，或由下列組成：塑膠膜(14)、防黏塗層(16)及基底層(18)，且該防黏塗層夾於該塑膠膜的一側與該基底層之間，b/膠著該基板的一側及/或位於該塑膠膜相對側上的多層結構那一側，並將該前述基板側鋪於該前述多層結構側，依此方式交叉層疊該多層結構及該基板，c/從該基底層移除該塑膠膜及該防黏塗層；其中，該基底層係經由以下所組成的另一個步驟覆以導電層；d1/將導電膜沉積於該基底層上；或d2/以至少一種具有電氣性質的墨印刷該基底層，且該基底層係為帶結合劑基底的可印刷層，該結合劑基底的比例係相對於此層總乾物重量大於15%的乾重，接著可對該經印刷的板片進行退火熱處理，依此方式形成導電墨層；其特徵為：(i)於該步驟a)中製備的多層結構中，該基底層延伸於比該前述塑膠膜側表面小的表面上，及/或 (ii)該多層結構及該基板係於步驟b)中交叉層疊於比該前述板片側表面小的表面上，及/或(iii)該步驟c)中所移除的塑膠膜之長度和寬度當中有至少一個尺寸小於該前述板片側的對應尺寸，及/或(iv)切割該步驟c)中所獲得的板片，接著將來自此板片的至少一個切下來的片斷膠黏於另一個板片的基板上，依此方式該板片的至少一側有至少一區的平滑度比此側剩餘部分高，此區包含由該基底層構成並延伸於該板片基板上比該側表面小的表面上的平滑外層。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該可印刷基底層的結合劑包含主要結合劑及可能的共結合劑，且該主要結合劑係合成乳膠例如苯乙烯-丁二烯共聚物(XSB)及/或苯乙烯-丙烯酸酯共聚物(SA)。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該共結合劑係帶乙烯共聚物-丙烯酸(EAA)底質的黏著促進劑。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該可印刷基底層係藉由噴墨法、照相輪轉凹版術(rotogravure)、軟板法、網版印刷法或平版法印刷。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該導電墨包含奈米粒子或金屬微米粒子、碳的奈米粒子或微米粒子及/或至少一種導電聚合物。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中 該可印刷基底層包含具有例如平均直徑為例如小於或等於2μm的顏料。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該可印刷基底層係由至少兩個具有相同或不同組成的底層構成。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該板片包含金屬膜及/或底質為聚胺基甲酸乙酯(PU)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏氯乙烯(PVDC)、乙酸乙烯酯乙烯共聚物(EVAC)、纖維素奈米纖維或金屬的阻障層，且此阻障層係位於該基板與該基底層之間。
  9. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該基板(24)係描圖紙，且其中該可印刷基底層具有透明度及相對於該基底層總乾物重量大於30%乾重的結合劑比例。
  10. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該方法包含，在該步驟d2/之前，以熱預處理該板片以除去內含的至少一部分水分之步驟。
  11. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該退火係於烘箱中、於加熱板上、於光子烘箱(photon烘箱)中或於紅外線乾燥器中進行。
  12. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中重複進行該步驟d2/至少一次，接在步驟d2/之後的各個步驟d2/藉由靜置該板片的中間步驟與此步驟d2/分開，欲使該板片在此中間步驟時實質恢復其初始濕度比率。
  13. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該步驟d2/係藉由對該基底層進行電漿處理的步驟進行。
  14. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中步驟b)所用的黏著劑(26)係含或不含溶劑的單組分或二組分聚胺基甲酸乙酯黏著劑。
  15. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該基板包含欲提高該板片的熱擴散性及/或提高該板片的濕強度(wet strength)及/或使該板片變成耐燃性之填料。
  16. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中其包含，於該步驟a)與b)之間，切割該多層結構(12)的步驟。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法，其中該多層結構(12)的至少一個切下來的片斷(104)係交叉層疊於該步驟b)中的基板，並於步驟c)中從該經膠黏的片斷移除該塑膠膜(14)及該防黏塗層(16)，且該切下來的片斷係例如呈具有數米長度的細條(104)狀。
  18. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該多層結構(12)鋪於該基板(24)上係於步驟b)中藉由預定施壓於前述區的衝壓機進行，或藉由能使該步驟b)所用的黏著劑變軟的熱箔衝壓機進行，該黏著劑係為熱敏型。
  19. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其 中該於步驟a)所製備的多層結構(12)之塑膠膜(14)的長度和寬度有至少一個尺寸小於該前述板片側的對應尺寸。
  20. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中該板片(10)係於造紙機中在線上，例如在此造紙機的最終乾燥段中，或於切紙或修紙機中離線完成。
  21. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中其包含，在該步驟c)之前，以導電墨印刷位於該塑膠膜相對側上的多層結構側或將導電塗層沉積於此側上的步驟。
  22. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中，於該步驟a)的期間，該經沉積於塑膠膜上的防黏塗層係以導電墨印刷或係覆以導電塗層。
  23. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法，其中，在該前述情況(iv)中，該待切割的板片或該切下來的片斷係在膠黏於該另一個板片的基板上之前以導電墨印刷或覆以導電塗層。
  24. 一種製造導電製品之方法，其包含藉由前述申請專利範圍第1至23項中任一項之方法所製得的導電板片完成至少一種電阻器、電容器、電晶體、RFID晶片、邏輯電路、膜片開關(SWITCH)、光伏打電池、電池、集能裝置、背光系統、固態照明或顯示裝置例如有機或無機發光二極體(OLED)、薄膜鍵盤及感應器，或這些組件的任何組合，特別是透過該基底層的印刷步驟及/或經由 光微影術或經由雷射熔蝕該導電層某些預定區的移除步驟實施。
  25. 一種導電製品，其中其包含導電板片例如由申請專利範圍第1至23項中任一項之方法所製得，該板片係轉化為包含以下的製品：至少一種電阻器、電容器、電晶體、RFID晶片、邏輯電路、膜片開關(SWITCH)、光伏打電池、電池、集能裝置、背光系統、固態照明或顯示裝置例如有機或無機發光二極體(OLED)、薄膜鍵盤及感應器，或這些組件的任何組合，特別是透過該基底層的印刷步驟及/或經由光微影術或經由雷射熔蝕該導電層某些預定區的移除步驟實施。
  26. 如申請專利範圍第25項之導電製品，其中該導電層具有小於0.3Ω/sq的每平方單位電阻，更佳小於0.15Ω/sq，例如0.05Ω/sq。
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