[发明专利]印刷产品和印刷所用的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及印刷导电图案。具体地说，本发明涉及一种用于在平的衬底上形成导电图案的方法。在该方法中，将导电材料施加于衬底的表面上，并且处理材料，以便在衬底上形成稳定的(static)图案。本发明还涉及一种用于执行该方法的设备。 

背景技术

电子印刷，尤其在柔性衬底上的电子印刷，致力于提供用于逻辑解法的电子元件和装置、一次性电子器件、甚至印刷的显示器。现今，印刷电子应用都利用传统的电子元件的制造中所熟悉的方法，例如电镀和丝网印刷。不幸的是，这些方法都很缓慢，不太适合多孔的衬底和/或呈卷筒纸形式的衬底。另外，已经使用苯胺印刷和轮转凹版印刷来印制电子元件。这些上述方法的问题是，其产生了带非连续性的结构(由于网点)、溶剂蒸发和多孔结构中的成分吸收(对于液体材料)。导电聚合物的主要挑战是不足的电导率和对于环境影响(例如氧化)的防护。 

在WO 04/080138中，公开了一种用于在衬底上形成电子电路的备选方法。在该方法中，金属粉末作为层而沉积在衬底上，并且，沉积表面的某些部分受到压缩。在那些区域，利用高压液压机而将粉末压入到衬底中，以形成永久的导体结构。这种压入被激活达数秒，甚至数分钟。因而，该方法相对较为缓慢，并且涉及使用非常高的压力，并因此还涉及大规模的设备。该方法还基于衬底的变形(可压缩性)。这造成衬底的机械弱化，尤其在涉及纸衬底时。 

EP 0297678公开了相当相似的方法，所不同的是，其涉及形成均 匀的导电层，例如用于EMC屏蔽作用。 

在US 4698907和WO 01/45935中公开了另一种用于通过静电印刷来制造印刷电路板的方法。另一方面，WO 95/14260公开了一种用于将“调色剂”颗粒(toner particles)静电转移(transfer)至表面的埋置式电极鼓。 

US 5817374公开了一种用于通过利用受体(receptor)上的掩模(mask)而将带电颗粒作为厚层转移到受体材料上的方法。也就是说，首先通过掩模中的选择孔将颗粒转移到受体上，之后从受体表面中除去掩模。为将层固定在受体上，受体的表面可被涂布，或者，可使颗粒在表面上交联或聚合。当关系到颗粒转移的速度和分辨率时，任何类型的丝网或掩模的使用都是不合需要的。 

US 2002/0034617公开了这样一种用于将湿的导电调色剂转移到布线板上的方法，即，通过首先将调色剂粘到可重复使用的图象面的交联区域上，然后用电晕放电将调色剂转移到布线板上。调色剂在该板上干燥，之后其经受烘烤处理。在该最后步骤中，在干燥的调色剂上沉积铜层，以便取得良好的电导率。因而，该方法需要大量的处理步骤。 

EP 0034817涉及将包括金属颗粒和调色剂颗粒(在受到高温时具有粘性特性)的混合物施加到惰性衬底的表面上。然后将颗粒混合物燃烧，以完成产品。这个方法的一个缺点是，为了形成所需的导电图案需要粘性调色剂作为辅助剂。 

JP 11298119公开了含铜的粉末，其可应用于陶瓷衬底上，用于形成电路。粉末还包括压敏性聚合物和电荷控制剂。粉末通过捏合而附连在衬底上。该方法不适合于柔性衬底，并且不容许低温的使用。 

另外，几种用于利用导电的膏剂、凝胶和油墨来印刷导电图案的技术是己知。然而，由于其复杂的处理和相对较低的印刷迹线的电导率和/或分辨率，液相材料的应用是不合需要的。最初包含在成分中的溶剂或辅助剂的去除需要耗时的步骤。 

上述方法对可用于该方法的衬底设有一定的限制。它们由于所使用的弱化衬底的局部压缩或非常高的温度而全都不能很好地适用于纸衬底。另一方面，就以工艺的速度、可定制性和柔性为目标而言，沉积掩模、模版或丝网都是不合需要的，因为它们使沉积工艺多余地变得复杂，且限制了可获得的分辨率。 

发明内容

本发明的目的是解决当前技术的某些问题，并且提供一种有效且相对较简单的用于在衬底上形成导电图案的方法，该方法适合于高的分辨率和生产能力(即使在低温下)。具体地说，本发明的一个目的是提供一种方法，其适合于纸衬底以及其它在高的温度(＞约200℃-300℃以及甚至更低的温度)下易损的衬底。 

本发明的目的还包括，提供一种新颖的设备，其用于沉积导电颗粒，以便在衬底上形成永久的导电图案。 

本发明基于以下想法，即，以预定图案的形式将呈粉末形式的导电颗粒转移到衬底上，并利用衬底的相继的热压，以便在导电颗粒之间形成导电结合并将该图案附到衬底上。