TWI526309B - 轉印介質 - Google Patents

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Description

轉印介質
本發明關於凹版轉印，更特别關於凹版轉印的轉印介質。
印刷電子產品極具市場潛力，然而這些產品的共通點在於體積不斷的微型化。為滿足產品更輕、更小、或更薄的設計需求，產品內各部件所占的體積都受到嚴格的限制。以印刷電子產品中最常用的導線為例，導線線寬由過去的百微米級縮小到數個微米級。傳統導線製作多數使用網板印刷(screen printing)方式進行，然而受限於網板的先天限制，使得可量產的線寬僅可達70微米，這樣的製程能力明顯不足以應付時下當紅的觸控面板製程之用。為尋求精細的線路製作能力，業者多數採用黃光微影製程，雖然此法可製造線寬小於10微米之線路，但製造成本明顯高於印刷製程，此外，黃光微影製程耗費大量能源及材料，並非環保製程。
為同時滿足細導路製作能力及製造成本考量，凹版轉印(gravure offset printing)技術為近年來被大量研究並已在業界試產，但目前習知的凹版轉印仍有改善空間。舉例來說，現有的凹版轉印採用之轉印介質的阻尼係數(Tanδ)過大，容易造成印刷線寬失真與轉印介質老化等問題。
綜上所述，目前亟需新的轉印介質以克服上述問題。
為解決上述問題，本發明的一目的在於提供一轉印介質，係用以將膏狀物圖案自凹版轉印至基材。轉印介質包括：發泡層；PET層，位於發泡層上；以及膏狀物轉印層，位於PET層上，其中轉印介質之阻尼係數介於0.05至0.13之間。
在至少一實施例中，發泡層之材料為聚氨酯、聚乙烯、丁腈橡膠、矽膠、或其組合。
在至少一實施例中，聚氨酯、聚乙烯、丁腈橡膠、或矽膠之重均分子量介於2,000至1,000,000之間。
在至少一實施例中，發泡層之厚度介於0.5毫米至1.5毫米之間。
在至少一實施例中，PET層之重均分子量介於15000至40000之間。
在至少一實施例中，PET層之厚度介於100微米至300微米之間。
在至少一實施例中，膏狀物轉印層之材料為矽橡膠、氟橡膠、氟矽橡膠、或其組合。
在至少一實施例中，膏狀物轉印層為多層結構。
在至少一實施例中，膏狀物轉印層之Shore A硬度介於40至60之間。較佳地，膏狀物轉印層之Shore A硬度介於40至50之間。
在至少一實施例中，膏狀物轉印層之表面與水的接觸角介於105°至125°之間。
在至少一實施例中，膏狀物轉印層之厚度介於0.3毫米至1.5毫米之間。
在至少一實施例中，轉印介質更包括至少一黏著劑，黏著劑位於發泡層與該PET層之間或位於PET層與膏狀物轉印層之間。在另一實施例中，黏著劑位於發泡層與該PET層之間及位於PET層與膏狀物轉印層之間。
在至少一實施例中，轉印介質之阻尼係數介於0.07至0.11之間。
在至少一實施例中，轉印介質之阻尼係數介於0.08至0.10之間。
100‧‧‧製程
102‧‧‧凹版
104‧‧‧凹版圖案
106‧‧‧膏狀物
108‧‧‧轉印介質
109‧‧‧基材
110、120、130、140‧‧‧步驟
301‧‧‧發泡層
303‧‧‧PET層
305‧‧‧膏狀物轉印層
第1圖係本發明一具體實施例中，凹版轉印製程的流程圖。
第2A至2E圖係本發明一具體實施例中，凹版轉印製程中不同階段的示意圖。
第3圖係本發明一具體實施例中，轉印介質的示意圖。
以下配合圖式舉例數個具體實施例，以利更了解本發明，在本發明所述之「介於數值A至數值B之間」是指「大於或等於數值A且小於或等於數值B」。
在一具體實施例中，凹版轉印流程如第1圖所示。製程100始於步驟110，其提供具有凹版圖案104的凹版102。如第2A圖所示，凹版圖案104可具有約3微米至約100微米的線寬。凹版102的組成可為不鏽鋼、玻璃、陶瓷、銅、或上述之組合。接著進行 步驟120，將膏狀物106填入凹版102的凹版圖案104中。藉由刮刀可將超出凹版102表面的多餘膏狀物106移除，使凹版102的上表面齊平，如第2B圖所示。在一實施例中，膏狀物106的組成可為金屬顆粒、高分子聚合物、與有機溶劑。
如第2C圖所示，製程100進行至步驟130，將凹版圖案104中的膏狀物106轉印至轉印介質(blanket)108上。具體而言，轉印至轉印介質(blanket)108的表面上。轉印介質108可為但不限於滾筒狀，例如在一具體實施例中，如第3圖所示，轉印介質108為三層結構，分別為發泡層(foam)301、位於發泡層301上的PET層303(或稱聚對苯二甲酸乙二酯層)，以及位於PET層303上的膏狀物轉印層305。上述三層結構捲成卷後，即第2C圖所示之轉印介質108，且膏狀物轉印層305位於最外層以轉印膏狀物106。在本實施例中，轉印介質108之阻尼係數介於0.05至0.13之間。在另一實施例中，轉印介質108之阻尼係數能介於0.07至0.11之間。在又另一實施例中，轉印介質108之阻尼係數能介於0.08至0.10之間。阻尼係數越大，表示轉印介質108受力變形後的回復程度越差。在施加應力至黏彈物體後，物體會產生流動現象且變形。即使移除應力，變形的黏彈物體也不會完全回復。黏彈物體回復的部份即所謂的儲存模數(E')(可視作黏彈物體的彈性部份)，而黏彈物體無法回復的部份即所謂的損失模數(E")(可視作黏彈物體的黏性部份)。物體的損失模數(E')除以物體的儲存模數(E")即阻尼係數(Tanδ)。阻尼係數越小則表示黏彈物體越接近理想彈性體。若一轉印介質的阻尼係數過高，在轉印壓力釋放後難以回復原本形狀，這將縮短轉印介質的使用壽命。若轉印介質之阻尼係 數過低，則轉印介質無法有效吸收膏狀物的溶劑，造成轉印結果不良。
在一實施例中，發泡層301可為聚氨酯、聚乙烯、丁腈橡膠、矽膠、或前述材料的組合，其重均分子量可介於2,000至1,000,000之間。在一實施例中，發泡層301的厚度介於0.5到1.5毫米之間。過厚的發泡層僅能少量的嵌入凹版圖案中，這會降低膏狀物自模板轉印至轉印介質的效果。過薄的發泡層之支撐力不良，這將縮短轉印介質的使用壽命。
在一實施例中，PET層303之聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)的重均分子量介於15000至40000之間。在一實施例中，PET層303之厚度介於100到300微米之間。若PET層303過厚，則轉印介質的硬度過高。若PET層303之厚度過薄，則轉印介質的支撐力過低。
在一實施例中，膏狀物轉印層305之組成可為矽橡膠、氟橡膠、氟矽橡膠、或其組合。在一實施例中，膏狀物轉印層305可為如前述材料或其材料組合而形成的多層結構。上述膏狀物轉印層305之Shore A硬度可介於40至60之間。若膏狀物轉印層305之Shore A硬度過高，則轉印介質嵌入凹版之凹版圖案的程度不足。若膏狀物轉印層305之Shore A硬度過低，則轉印介質在轉印膏狀物圖案的過程中無法維持其形狀。較佳地，膏狀物轉印層305之Shore A硬度可介於40至50之間。在一實施例中，膏狀物轉印層305之厚度介於0.3毫米至1.5毫米之間。若膏狀物轉印層305過厚，在轉印時會殘留過多應力於轉印介質中，造成轉印圖案扭曲變形。若膏狀物轉印層305過薄，則PET層303將主導整個轉印 介質的厚度，造成整個轉印介質過硬而無法適當轉印。上述膏狀物轉印層305之表面與水的接觸角介於105°至125°之間。若接觸角過小，則膏狀物轉印層305過於親水而保留過多膏狀物於轉印介質上，而無法達到100%的膏狀物轉印。若接觸角過大，則膏狀物轉印層305過於疏水而難以使膏狀物由凹版的凹版圖案轉印至轉印介質。此外，黏著劑(未圖示)可位於發泡層301與PET層303之間、位於PET層303與膏狀物轉印層305之間、或位於發泡層301與PET層303之間與位於PET層303與膏狀物轉印層305之間。黏著劑可進一步增加轉印介質108中層狀物之間的黏著力，以避免在凹版轉印製程中分層。上述黏著劑之組成可為矽膠、環氧樹脂、矽烷、或其組合。
如第2D圖所示，製程100進行至步驟140，將轉印介質108上的膏狀物106轉印至基材109。值得注意的是，雖然圖式中的基材109為平面狀，但本發明不限於此。舉例來說，基材109可為曲面。基材109可為硬質基材或可撓式基材，比如玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚碳酸酯(polycarbonate,PC)、或其組合。
可以理解的是，凹版轉印製程的良率取決於兩個關鍵：(1)將膏狀物106自凹版102轉印至轉印介質108上的良率，以及(2)將膏狀物106自轉印介質108轉印至基材109上的良率。換言之，膏狀物106對基材109的附著力應大於對轉印介質108的附著力，而對轉印介質108的附著力又大於對凹版102的附著力。上述凹版102與轉印介質108之間的溫度與壓力，以及轉印介質108與基材109之間的溫度與壓力，可調整膏狀物106與基材109、轉印介質 108、以及凹版102之間的附著力。此外，轉印介質108的阻尼係數Tanδ值(0.05至0.13)亦為產品良率的關鍵。由於凹版轉印為連續製程，穩定的轉印介質108可避免線寬變形或轉印介質老化等問題。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實驗例配合所附圖示，作詳細說明如下：
實驗例 比較實驗例1
以矽膠(SL989，購自星矽科技有限公司)將厚度為250微米且Mw為約25000之PET層(購自新科光電)黏結至發泡層(W-ADH-black-1.0，購自Fujikura)。接著以矽膠(SL989，購自星矽科技有限公司)將厚度0.75毫米且Shore A硬度為50的矽膠層(KE-951U，購自信越矽利光股份有限公司)黏結至PET層上，即完成轉印介質。上述矽膠層係作為轉印介質的膏狀物轉印層，且矽膠層之表面與水的接觸角為110°。上述轉印介質的阻尼係數介於0.13至0.2之間。
將銀粒、高分子黏結劑、與有機溶劑組成之膏狀物填入不鏽鋼或鎳組成之凹版的凹版圖案中。上述凹版圖案的深度為10微米，且寬度為15微米。將滾輪上的轉印介質壓至凹版(壓力為100N)，使膏狀物自凹版圖案轉印至轉印介質上。接著將轉印介質壓至PET組成的基材(壓力為180N)，使膏狀物自轉印介質轉印至基材上。然而與凹版圖案相較，基材上的膏狀物圖案變形，特別是在膏狀物圖案的轉角部份。
實驗例1
以矽膠(SL989，購自星矽科技有限公司)將厚度為250微米且 Mw為約25000之PET層(購自新科光電)黏結至厚度為1.6mm之聚氨酯發泡層(AM60HD，購自Adheso)。接著以矽膠(SL989，購自星矽科技有限公司)將厚度0.75毫米且Shore A硬度為50的矽膠層(KE-951U，購自信越矽利光股份有限公司)黏結至PET層上，即完成轉印介質。上述矽膠層係作為轉印介質的膏狀物轉印層，且矽膠層之表面與水的接觸角為110°。上述轉印介質的阻尼係數介於0.08至0.1之間。
將銀粒、高分子黏結劑、與有機溶劑組成之膏狀物填入不鏽鋼或鎳組成之凹版的凹版圖案中。上述凹版圖案的深度為10微米，且寬度為15微米。將滾輪上的轉印介質壓至凹版(壓力為100N)，使膏狀物自凹版圖案轉印至轉印介質上。接著將轉印介質壓至PET組成的基材(壓力為180N)，使膏狀物自轉印介質轉印至基材上。與凹版圖案相較，基材上的膏狀物圖案未變形。
實驗例2
以矽膠(SL989，購自星矽科技有限公司)將厚度為250微米且Mw為約25000之PET層(購自新科光電)黏結至厚度為1.6毫米之聚氨酯發泡層(AM60HD，購自Adheso)。接著以矽膠(SL989，購自星矽科技有限公司)將厚度0.75毫米且Shore A硬度為40的矽膠層(KET-8840，購自信越矽利光股份有限公司)黏結至PET層上，即完成轉印介質。上述矽膠層係作為轉印介質的膏狀物轉印層，且矽膠層之表面與水的接觸角為113°。上述轉印介質的阻尼係數介於0.07至0.11之間。
將銀粒、高分子黏結劑、與有機溶劑組成之膏狀物填入不鏽鋼或鎳組成之凹版的凹版圖案中。上述凹版圖案的深度 為15微米，且寬度為15微米。將滾輪上的轉印介質壓至凹版(壓力為100N)，使膏狀物自凹版圖案轉印至轉印介質上。接著將轉印介質壓至PET組成的基材(壓力為180N)，使膏狀物自轉印介質轉印至基材上。與凹版圖案相較，基材上的膏狀物圖案未變形。
比較實驗例2
以矽膠(SL989，購自星矽科技有限公司)將厚度為250μm且Mw為約25000之PET層(購自新科光電)黏結至厚度為1.6mm之聚氨酯發泡層(AM60HD，購自Adheso)。接著以矽膠(SL989，購自星矽科技有限公司)將厚度0.75毫米且Shore A硬度為60的矽膠混合物層(KET-8540與KET-8580之混合物，均購自信越矽利光股份有限公司)黏結至PET層上，即完成轉印介質。上述矽膠混合物層係作為轉印介質的膏狀物轉印層，且矽膠混合物層之表面與水的接觸角為110.7°。上述轉印介質的阻尼係數介於0.1至0.14之間。
將銀粒、高分子黏結劑、與有機溶劑組成之膏狀物填入不鏽鋼或鎳組成之凹版的凹版圖案中。上述凹版圖案的深度為15微米，且寬度為15微米。將滾輪上的轉印介質壓至凹版(壓力為100N)，使膏狀物自凹版圖案轉印至轉印介質上。接著將轉印介質壓至PET組成的基材(壓力為180N)，使膏狀物自轉印介質轉印至基材上。基材上的膏狀物圖案在轉角處具有大量氣泡狀空洞。
綜上所述，轉印介質之阻尼係數超出0.05至0.13的範圍時(如比較實施例1與2)，會劣化轉印至基材上的膏狀物圖案。
雖然本發明已以數個實施例與較佳實驗例揭露如上，然其並非用以限定本發明，所屬領域具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此本 發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
301‧‧‧發泡層
303‧‧‧PET層
305‧‧‧膏狀物轉印層

Claims (14)

  1. 一種轉印介質，係用以將膏狀物圖案自凹版轉印至基材，包括：一發泡層；一PET層，位於該發泡層上；以及一膏狀物轉印層，位於該PET層上，其中該轉印介質之阻尼係數介於0.05至0.13之間，其中該膏狀物轉印層之Shore A硬度介於40至60之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該發泡層之組成為聚氨酯、聚乙烯、丁腈橡膠、或矽膠、或其組合。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之轉印介質，其中聚氨酯、聚乙烯、丁腈橡膠、或矽膠之重均分子量介於2,000至1,000,000之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該發泡層之厚度介於0.5毫米至1.5毫米之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該PET層之重均分子量介於15000至40000之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該PET層之厚度介於100微米至300微米之間。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該膏狀物轉印層之組成為矽橡膠、氟橡膠、或氟矽橡膠、或其組合。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之轉印介質，其中該膏狀 物轉印層為多層結構。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該膏狀物轉印層之Shore A硬度介於40至50之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該膏狀物轉印層之表面與水的接觸角介於105°至125°之間。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該膏狀物轉印層之厚度介於0.3毫米至1.5毫米之間。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，更包括一黏著劑，該黏著劑位於該發泡層與該PET層之間或/及位於該PET層與該膏狀物轉印層之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之轉印介質，其中該轉印介質之阻尼係數介於0.07至0.11之間。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之轉印介質，其中該轉印介質之阻尼係數介於0.08至0.10之間。
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