可折叠的多点触控表面的制作方法_3

文档序号:8449162阅读:来源:国知局
固化站521可以包括烤箱加热 模块522,其在约20°C至约125°C的温度范围内施加热量。此外,应该认识到,至少在某些实 施例中,除了模块520、522之外或作为它们的替选方案,可以使用其它适合的固化站和/或 模块。作为在固化站521中进行的固化过程的结果,在介电衬底110的一个侧面上形成第 二组多条导电线112。
[0047] 仍参考图6,在这个实施例中,在将导电线108、112印刷在两个侧面上之后,可以 将介电衬底110暴露于非电解镀层站524。在这一步骤中,将一层导电材料沉积在导电线 108、112上。这可以通过将第一组多条导电线108和第二组多条导电线112浸没在非电解 镀层站524处的镀槽中来实现,所述镀槽可以含有处于20°C至90°C之间的温度范围(例如 40°C)下的采取溶液形式的铜的化合物或其它导电材料。在一个实例中,导电材料的沉积 速率可以为每分钟10纳米,并且取决于网的速度并根据应用要求,厚度在约0.001至100 微米之内。上面描述的非电解涂层过程不需要施加电流,并且它只镀层含有镀层催化剂的 图案化区域(例如导电线1〇8、112),所述镀层催化剂之前通过在固化过程(例如在固化站 515、521处的固化过程)期间暴露于UV和/或热辐射而被激活。在其它实施例中,使用镍 作为镀层金属。铜镀浴可以在其中包括引起镀层发生的强还原剂,例如甲醛、硼氢化物和/ 或次磷酸盐。由于不存在电场,因此与电镀相比镀层厚度趋于均匀。尽管非电解镀层通常 比电解镀层更耗时,但非电解镀层良好地适合于具有复杂几何形状和/或许多精细零件的 部件。在镀层步骤后,电容式触摸传感器膜100的制造基本上完成。
[0048] 在某些实施例中,在非电解镀层524后跟随有清洗站526。在镀层站524后,可以 通过在室温下浸泡在含有水的清洁槽中来清洁电容式触摸传感器膜110,然后可能通过在 室温下施加空气来干燥。在另一种实施例中,在图案喷涂中,可以在干燥步骤后添加钝化步 骤,以防止导电材料与水之间的任何危险或不想要的化学反应。
[0049] 现在参考图7A和7B,其中分别示出了在根据本文公开的原理的系统500中使用 的高精度计量系统600a、600b的实施例。高精度油墨计量系统600a、b可以在图6中示出 的系统500的运行期间,控制分别由母版512、518转移到衬底110的油墨的精确量。图7A 示出了用于将第一组多条导电线108印刷在衬底110上的计量系统600a,图7B示出了用 于将第二组多条导电线112印刷在衬底110上的计量系统600b。在某些实施例中,两个系 统600a、600b可以联合使用。在这种实施例中,系统600a、600b两者都包括油墨盘606、转 移辊608、网纹辊610和刮墨刀612。包括在油墨盘606中的一部分油墨可以被转移到网纹 辊610。网纹辊610可以用钢或铝芯构造,所述芯可以用表面含有数百万个被称为小室的 非常细小的凹洞的工业陶瓷包覆。取决于印刷过程的设计,网纹辊610可以半浸没在油墨 盘606中或与转移辊608发生接触。刮墨刀612可用于从表面刮除过量油墨,在小室中仅 留下测算量的油墨。然后将网纹辊610旋转,以与从小室接收油墨以转移到衬底110的柔 版印刷版或母版相接触。系统600a的网纹辊610与母版512接触,而系统600b的网纹辊 610与母版518接触。母版512、518的旋转速度应该优选地匹配网的速度,其可以在20fpm 至750fpm之间变化。应该指出,系统600a与600b之间的区别在于衬底110进料的位置和 母版512、518以及如何配置网纹辊610。在图7A中示出的系统600a中,衬底110通过系统 600a的顶部进料,并且母版512被配置在衬底110下方和网纹辊610顶上。这与图7B中示 出的系统600b相反,在系统600b中,衬底100通过系统600b的底部进料,并且母版518配 置在衬底100顶上和网纹辊610下方。
[0050] 现在参考图8,其中示出了用于制造在图3-5中示出的柔性、可折叠、可卷绕的电 阻式触摸传感器膜200的系统800的实施例。按照所述方法,将第一衬底209置于展开辊 筒802上。对第一衬底209的厚度进行选择,以避免在弯曲触摸传感器期间的过量应力,并 且在某些实施例中提高透光率。然而,第一衬底209的厚度也可以被选择成足够厚,以便在 制造过程中不危及这个层或其材料性质的连续性。在实施例中,1微米至1毫米之间的厚 度可能是适合的。将第一衬底209通过任何已知的卷对卷操作方法从展开辊筒802转移到 第一清洁系统804。当卷对卷制程涉及柔性衬底(例如衬底209)时,衬底209与柔版印刷 母版810 (在下面讨论)之间的对齐可能多少具有挑战性。如果在印刷过程中维持正确的 对齐,则导电线(例如导电线208、212)的印刷可能更容易进行。在实施例中,使用定位缆 线806来维持这两个零件的正确对齐,在其它实施例中可以将其它手段用于此目的。在某 些实施例中,第一清洁系统804可以包括高电场臭氧发生器。可能产生的臭氧然后可用于 从第一衬底209去除杂质例如油或脂。
[0051] 然后可以将第一衬底209通过第二清洁系统808。在某些实施例中,第二清洁系 统808包括网清洁器。在清洁阶段804和804后,第一衬底209可以经历第一印刷过程,其 中将第一组多条导电线208印刷在第一衬底209的一个侧面上。为了实现导电线208在衬 底110上的印刷,使用例如UV可固化油墨通过母版810压印微观图案,所述油墨可以具有 200至2000cps之间或更高的粘度。正如将在下面更详细描述的,在某些实施例中,从第一 母版810转移到介电衬底209的油墨的量通过高精度计量系统812来调控,并取决于过程 的速度、油墨组成和导电线208的布线图案、形状和维度。在实施例中,机器的速度可以在 20英尺每分钟(fpm)至750fpm之间变化。在可替选实施例中,机器的速度可以在50fpm至 200fpm之间变化。在实施例中,油墨可以含有镀层催化剂。在实施例中,第一印刷过程后可 以跟随有固化步骤。固化步骤可以包括例如紫外光固化模块814,其具有约0. 5mW/cm2至约 50mW/cm2的革El强度和约240nm至约580nm的波长。此外,固化步骤可以包括烤箱加热模块 816,其在约20°C至约125°C的温度范围内施加热量。应该认识到,在某些实施例中,除了模 块814和816之外或作为它们的替选方案,也可以使用其它固化站和/或模块。在通过固 化模块814、816之后,在第一衬底209的顶上形成第一组多条导电线208。
[0052] 仍参考图8,在某些实施例中,一旦将第一组多条导电线208印刷在衬底209上之 后,可以将第一衬底209暴露于非电解镀层。可以将一层导电材料820沉积或配置在第一 组多条导电线208上。在实施例中,这可以通过将第一衬底209的第一组多条导电线208 浸没在镀槽821中来实现。在实施例中,镀槽821可以含有处于20°C至90°C之间的温度范 围(例如40°C)下的处于溶解状态的铜的化合物或其它导电材料。在实施例中,导电材料 820的沉积速率可以为每分钟10纳米,并且厚度在约0. 001微米至约100微米之内。沉积 速率可以取决于网的速度并根据应用。这个非电解涂层过程可以不需要施加电流,并且可 以只镀层含有镀层催化剂的图案化区域,所述镀层催化剂之前通过在固化过程814中暴露 于UV而被激活。在实施例中,可以使用镍作为镀层金属。在另一种实施例中,铜镀浴可以 在其中包括引起镀层发生的强还原剂,例如甲醛、硼氢化物或次磷酸盐。在实施例中,由于 不存在电场,因此与电镀相比镀层厚度可能是均匀的。尽管非电解镀层通常比电解镀层更 耗时,但非电解镀层良好地适合于具有复杂几何形状和/或许多精细零件的部件。
[0053] 在某些实施例中,在非电解镀层后跟随有清洗过程822。具体来说,可以通过在室 温下浸泡在含有水的清洁槽中来清洁第一衬底209,然后优选地将其经过干燥步骤824,其 中通过在室温下施加空气将它干燥。在另一种实施例中,在例如图案喷涂中可以在干燥步 骤后添加钝化步骤,以防止导电材料与水之间的任何危险或不想要的化学反应。
[0054] 仍参考图8,在清洗过程822后,可以将隔点(例如在图4和5中示出的隔点206) 印刷在第一衬底209上。具体来说,将微结构隔点的图案(在图8中没有具体示出)印刷 在第一衬底209的与第一组多条导电线208相同的侧面上。这个图案可以使用具有200至 2000cps之间或更高的粘度的UV可固化油墨,通过第二母版826来印刷。在某些实施例中, 从第二母版826转移到衬底209的油墨的量通过高精度计量系统830来调控,并取决于过 程的速度、油墨组成和隔点(例如隔点206)的图案、形状和维度。
[0055] 在实施例中,用于印刷隔点(例如隔点206)的油墨可以包括利用甲基四乙基原硅 酸盐或甘油基丙基三甲氧基硅烷作为网格形成剂,使用盐酸水解的有机-无机纳米复合材 料。可以利用硅溶胶、硅粉、乙基纤维素和羟丙基纤维素作为添加剂来调节粘度。油墨还可 以包括可商购的光引发剂例如Cyracure、Flexocure或Doublecure,允许使用紫外光固化。 在某些实施例中,隔点可以通过纳米粒子金属氧化物和颜料例如二氧化钛(TiO 2)、二氧化 钡钛(BaTiO)、银(Ag)、镍(Ni)、钼(Mo)和铂(Pt)在光学上增强。隔点的折射率优选地与 第一组导电线805的折射率在光学上匹配。纳米粒子也可用于调节油墨的粘度。此外,通 过向油墨并入纳米粒子铅,可以降低固化期间的收缩率。
[0056] 在将隔点(例如隔点206)印刷在衬底209上之后,可以将第一衬底209经过第二 固化步骤,包括使用约从0. 5mW/cm2至20mW/cm2的强度的紫外光固化832和/或在约20°C 至150°C之间的温度下的烤箱干燥834。在实施例中,隔点可以具有80微米至40微米之间 的半径和500纳米至15微米之间的高度。在实施例中,在将多个隔点印刷在衬底209上之 后,可以将第一衬底209经过第二清洗过程836。第二清洗过程836可以例如使用已知的常 规清洗技术来进行。在第二清洗过程836之后,可以在第二干燥步骤838中使用室温空气 将第一衬底209干燥。
[0057] 应该认识到,膜200的第二衬底210可以与对系统800所示出和描述的相似地
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