專利名稱：產(chǎn)生印制或涂布功能件用基板的方法、基板、功能裝置及其用途的制作方法
產(chǎn)生印制或涂布功能件用基板的方法、基板、功能裝置及其
用途根據(jù)所附權(quán)利要求書的前述部分，本發(fā)明涉及產(chǎn)生印制或涂布功能件(printed or coated functionality)用基板的方法，基板和功能裝置及其用途。
背景技術(shù)：
柔性顯示器和傳感器技術(shù)的趨勢之一是開發(fā)低成本的一次性或可拋型電子產(chǎn)品。 這些一次性或可拋型電子產(chǎn)品要求裝置具有合理的電學性能和實際上可忽略的生產(chǎn)成本。 用于制造低成本電子產(chǎn)品的令人感興趣的可選方法是通過使用導電墨將電路印制在基板上。已采用聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基礎(chǔ)上的基于柔性聚合物膜的基板用于可印制電路中。廉價的基板可選物是紙或板。然而，傳統(tǒng)的紙基板受到電路制造過程中所需的濕制法和熱處理的影響而受到限制。當利用導體材料或半導體材料在紙基板上進行印制時， 溫度和濕度的改變影響最終印制品的傳導性。用于印制電路的傳導印制液體或墨中所需的不同溶劑也容易被紙吸收。溶劑吸收引起印制結(jié)果的傳播，從而使印制結(jié)果不可用。為了改善紙基板對濕度、水和/或有機溶劑的整體抗性，已經(jīng)用阻擋板對紙基板進行層積。使用聚合物基板和層積紙基板的問題是由于所述基板的表面能低而導致印制性差。印制性差是指采用旋轉(zhuǎn)印制時出現(xiàn)滲墨或使用噴墨印刷法時，墨僅以墨滴停留在基板上。可以通過用電子束或者等離子體處理表面對表面能進行修飾，然而這些處理(尤其是電暈處理)可能對屏障性質(zhì)產(chǎn)生不良影響。發(fā)明目的和

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是盡可能減小或者甚至消除現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點。本發(fā)明的另一個目的是提供簡易產(chǎn)生基于紙的印制或涂布功能件用基板的方法。再一個目的是提供用于功能裝置(例如電路)的廉價基板。再一個目的是提供適合以卷對卷(reel-to-reel或roll-to-roll)的方式制造基板的方法。這些目的通過具有在獨立權(quán)利要求的特征部分描述的特征的本發(fā)明而實現(xiàn)。本發(fā)明用于產(chǎn)生印制或涂布功能件用基板的典型方法包括-獲得包含纖維素和/或木纖維的底幅材基板(baseweb substrate)，-使所述底幅材基板涂布有阻擋層，和-使所述阻擋層涂布有包含顏料顆粒的頂涂層。本發(fā)明的印制或涂布功能件用典型基板包含-包含纖維素和/或木纖維的底幅材基板層，-涂布在所述底幅材基板層上的阻擋層，-涂布在所述阻擋層上的包含礦物顆粒和/或顏料顆粒的頂涂層。通過使用印制，例如噴墨印制、柔版印刷、移印、輪轉(zhuǎn)凹版印刷、膠版印刷、絲網(wǎng)印刷，或者涂布，例如反向凹版涂布、刮刀涂布、棒涂布、浸涂、滴涂、簾幕涂布、噴涂、旋轉(zhuǎn)涂布或壓花將本發(fā)明的典型功能裝置印制或涂布至本發(fā)明的基板上?，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過在底幅材基板和包含礦物顆粒的薄頂涂層之間涂布阻擋層， 可以防止導電印制墨被吸收至底幅材基板，并且同時可以實現(xiàn)最佳的印制結(jié)果。所述頂涂層使表面易于印制，并且使問題(例如滲色)最小化。本發(fā)明能夠使廉價的含纖維基板(例如紙和板)應用在可印制電路的制造中。所述底幅材基板可以是任何包含源于天然的纖維(例如纖維素和/或木纖維)的可涂布幅材基板。所述底幅材表面可以包括超級壓光(SC)紙、超低定量涂布(ULWC)紙、低定量涂布(LWC)紙、中定量涂布(MWC)紙、高定量涂布(HWC)紙、機械整飾涂布(MFC)紙、 薄膜涂布膠印(FCO)紙、不含磨木漿涂布(WFC)紙(woodfree coated(WFC)paper)、低定量涂布(LWCO)打印紙、SC膠印(SCO)打印紙、機械整飾專用紙(MFS)、復印紙或新聞紙，但不限于這些。典型的涂布雜志紙(例如LWC)包含約40-60重量％的機械紙漿，約25-40重量％的漂白軟木漿和約20-35重量％的填料和/或涂布劑。SC紙包含約70-90重量％的機械紙漿和約10-30%的長纖維纖維素紙漿。不同紙的典型每平方米克重值可以為SC為 40-80g/m2，LffC 為 40_70g/m2，MWC 為 70_130g/m2，MFC 為 50_70g/m2，F(xiàn)CO 為 40_70g/m2，MWC 為 70-90g/m2，HWC 為 100_i;35g/m2，WFC 為 80_140g/m2。所述底幅材基板還可以包括回收纖維。例如，MFS紙級是由機械纖維以及至少部分回收纖維制得的未涂布紙。所述底幅材基板還可以是紙板，例如折疊箱紙板(FBB)、白掛面紙板(WLC)、固體漂白硫酸鹽(SBQ板、固體未漂白硫酸鹽(SUQ板或液體包裝用紙板(LPB)，但不限于這些。 板的每平方米克重可以是120-500g/m2，其可以100%基于原始纖維，100%基于回收纖維， 或者原始纖維和回收纖維之間的任何可能的混合。當?shù)追幕迨浅Ｒ?guī)的紙或板時，易于被常規(guī)的廢紙廠回收，并且可以通過利用現(xiàn)有的廢物收集系統(tǒng)向用者收集。所獲得的底幅材基板可以為包含預涂層的來自造紙廠的現(xiàn)成的預涂布消費卷 (customer reel)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，在底幅材基板涂布有阻擋層前可以使底幅材基板涂布有預涂層，即可以一個接一個地進行所有涂布步驟。所述預涂層通常包含粗礦物顆粒和/或顏料顆粒，例如碾碎的碳酸鈣、高嶺土、沉淀的碳酸鈣或滑石。通過沉降測定， 所述顆粒的平均粒徑通?？梢猿^1 μ m，但所采用的礦物/顏料的粒徑并不是重要因素。 出于經(jīng)濟原因優(yōu)選粗顆粒?？梢酝ㄟ^表面施膠，可能通過使用顏料化表面施膠劑(surface size，即包含顏料顆粒的表面施膠劑)獲得預涂層。涂層重量可以為1.0-2.0g/m2。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，可能在阻擋層和在先層之間涂布光滑層，其中所述在先層可以是預涂層。換句話說，可以將光滑層涂布至包含預涂層的底幅材基板。所述光滑層包含細的礦物顆粒和/或顏料顆粒，例如碳酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、滑石、二氧化鈦、 石膏、白堊、緞光白、硫酸鋇、硅鋁酸鈉、氫氧化鋁或其任意混合物。通過沉積測定，所述礦物顆粒/顏料顆粒的平均粒徑通常可以小于ι μ m。可以通過表面施膠獲得光滑層。根據(jù)在先層和底幅材基板，所述光滑層的厚度通常為3-7 μ m。光滑層的功能是使要涂布的阻擋層的表面光滑且平坦，從而保證終產(chǎn)品的改良的印制性質(zhì)。如果底幅材基板的表面本來就光滑或者其表面通過預涂布變得光滑，光滑層可以是薄的或者其可以完全省略。因此，光滑層不是必須的，但其可以改善最終基板的印制性質(zhì)。用于光滑層的典型涂布量為約3-15g/m2。所述阻擋層通常包含乳膠或聚烯烴分散體?？梢杂迷诒景l(fā)明的典型的合成乳膠為本領(lǐng)域已知的乳膠，例如苯乙烯丁二烯(SB)、苯乙烯丙烯酸酯(SA)、聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯(PVAc)乳膠或其任意混合物。優(yōu)選地，所述乳膠為苯乙烯丙烯酸共聚物乳膠或苯乙烯丁二烯乳膠。典型的聚烯烴分散體為可通過使用機械分散技術(shù)獲得的基于水的分散體。 所述聚烯烴分散體可以具有高的固體含量，即40-55重量％固體，并且平均粒徑可以小于 Ium0合適的聚烯烴是乙烯和丙烯共聚物。根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，阻擋層包含乳膠和礦物顆粒和/或顏料顆粒，其提高了阻擋層的表面能。阻擋層的表面能的提高改善了頂涂層至阻擋層的粘附。所采用的礦物顆粒/顏料顆?？梢耘c頂涂層中所用的(即高嶺土、沉淀碳酸鈣(PCC)、碾磨碳酸鈣(GCC)、 滑石、云母或其包含兩種或更多種所述礦物/顏料的混合物)相同。通常，阻擋層中礦物顆粒/顏料顆粒的量為0-85重量％，更通常為0. 1-50重量％。特別地，當使用縱橫比為 50-150，優(yōu)選約100的扁平狀顏料，例如高嶺土、滑石或云母時，阻擋層中顏料的量可以為 > 50重量％，例如50-85重量％。顆粒的縱橫比描述了顆粒長度和顆粒寬度之比，即給出的縱橫比可以為顆粒的最長尺寸和最短尺寸之比，并且被更具體地定義為穿過顆粒的幾何中心的最長和最短顆粒半徑之比。通過提高阻擋層中的顏料顆粒和/或礦物顆粒的量，可以根據(jù)相關(guān)需要而容易地控制阻擋層的重量和厚度。通過調(diào)整阻擋層中礦物顆粒/顏料顆粒的量，還可能控制阻擋層的滲透性、多孔性、表面能和表面形貌學。阻擋層的厚度通常為1-25 μ m，優(yōu)選2-10 μ m。涂布量通常為0. 5_30g/m2。 根據(jù)本發(fā)明，將薄頂涂層涂布在阻擋層上，優(yōu)選與之直接接觸。所述頂涂層包含礦物顆粒和/或顏料顆粒，從而改善最終基板的可印制性，并且有利地，所述頂涂層盡可能的薄和光滑?？梢杂迷陧斖繉又械牡湫偷V物/顏料是碳酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、滑石、二氧化鈦、石膏、白堊、緞光白、硫酸鋇、硅鋁酸鈉、氫氧化鋁或其任意混合物，優(yōu)選高嶺土或沉淀的碳酸鈣(PCC)。通常，頂涂層中的礦物顆粒/顏料顆粒的量為60-100重量％，更優(yōu)選 85-95重量％。頂涂層中的礦物/顏料可以混合有乳膠，例如苯乙烯丁二烯乳膠、苯乙烯-正丁基-丙烯酸酯乳膠、聚丙烯酸乙烯酯乳膠、聚乙烯醇乳膠、聚乙酸乙烯酯乳膠或其任意混合物?；蛘?，頂涂層中的礦物/顏料可以混合有聚烯烴分散體。還可以以兩個或數(shù)個步驟涂布頂涂層，即所述頂涂層可以包含已經(jīng)涂布在彼此頂部的兩個或更多個亞層。通常，頂涂層的厚度為0.4-15 μ m，更通常為0.7-10 μ m。所述涂布量通常為 0. 5-15g/m2，更通常為 0. 7-8g/m2。所述頂涂層可以包含與阻擋層相同的組分，但頂涂層和阻擋層彼此不同，至少其物理性質(zhì)不同，并且其化學組成也常常不同。至少頂涂層和阻擋層的表面能彼此不同。如果頂涂層和阻擋層包含相同組分，不同層中所述組分間的比例也不同。在本發(fā)明的一個實施方式中，可能使用醇而非水作為用于頂涂層的分散介質(zhì)。在阻擋層具有低的表面能且疏水性非常低的那些情況下，這可以改善阻擋層上頂涂層的涂布或者使能夠在阻擋層上涂布頂涂層。本發(fā)明的優(yōu)勢是用于產(chǎn)生可印制基板的材料是廣泛用于造紙和涂布的散裝化學品(bulk chemicals)。原則上，在構(gòu)建可印制基板時，在本發(fā)明中可以使用來自任何供應商的并且具有所需性質(zhì)的常規(guī)工業(yè)級化學品。這表示為了獲得適合印制電路的基板，不需要使用昂貴和/或特制化學品。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，通過控制頂涂層的厚度和多孔性可能控制整飾基板 (finished substrate)的印制性質(zhì)。換句話說，通過控制頂涂層的厚度和多孔性，可能調(diào)整導電或半導電印制色料或墨的量。印制色料或墨滲透至頂涂層，但在阻擋層終止。如果頂涂層厚或者多孔，更多的印制色料被其吸收，并獲得更強的導電性質(zhì)。通過正確選擇頂涂層和/或阻擋層中的礦物/顏料類型、質(zhì)量和量，還可能控制最終基板的印制性質(zhì)。例如，可以通過選擇頂涂層中使用的顏料顆粒(其影響頂涂層的多孔性、孔幾何學、滲透性、表面能和粗糙度)調(diào)整印制質(zhì)量、印制分辨率和墨附著力。例如，包含沉淀碳酸鈣(PCC)顆粒的頂涂層通常比包含高嶺土顆粒的頂涂層更多孔且粗糙。由于通過提高粗糙度防止了墨滴(drop)的傳播，包含PCC顆粒的頂涂層因此常常顯示更銳利的印制分辨率。當印制功能墨可以滲透至頂涂層而不滲透至阻擋層中時，決定在基板上形成完整膜所需的墨量的是頂涂層的厚度。用于包含PCC顆粒的多孔頂涂層所需的墨量通常高于用于包含高嶺土顆粒的緊密的且密實的頂涂層?？梢酝ㄟ^調(diào)整阻擋層中礦物顆粒/顏料顆粒的量、類型和/或質(zhì)量控制阻擋層的表面能。阻擋層的表面能可以用以改善頂涂層至阻擋層表面的粘附或者能夠使頂涂層粘附至阻擋層的表面。阻擋層的表面能還可以用以在功能印制墨滲透頂涂層并到達阻擋層表面后控制印制墨在阻擋層表面的傳播。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，以刮刀涂布、棒涂布、反向凹版涂布或簾幕涂布進行不同層的涂布。這意味著通過使用常規(guī)的卷對卷(roll-to-roll或reel-to-reel)涂布方法可以將不同層涂布至底幅材基板，使基板的制造容易且劃算。這些涂布方法能夠以低成本產(chǎn)生大量基板，這對于制備一次性電路或印制功能裝置是重要的。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，通常通過利用熱壓花可以將通道(channels)或孔結(jié)構(gòu)等壓印至基板。這尤其適合于制造傳感器，其中預期分析物將停留在基板的某些部分內(nèi)或者以某種限定的方式流過傳感器?？赡芙Y(jié)合有機和/或無機試劑或反應物，例如酶或指示劑。可以通過將所述試劑或反應物印制或涂布至通道或孔而進行粘附。可能在涂布頂涂層后對所述基板進行壓光，以改善頂涂層與阻擋層的粘附并避免可能的剝紙(picking)問題。同時，可以實現(xiàn)高度光滑。可以利用不同的線荷重，例如 50-300kN/m對涂布的基板進行壓光?？梢栽谔岣叩臏囟认拢?0-200°C下進行壓光。為了與阻擋層最佳粘附，可以使用數(shù)個壓光壓區(qū)(calendering nips)并且可以調(diào)整壓光參數(shù)。利用提高的溫度的壓光改善了頂涂層至阻擋層的粘附，原因是頂涂層的顆粒被壓成部分熔融的阻擋層而沒有對其造成破壞。通過使表面進行λ max = 254nm的紫外C輻照、λ max = 185nm和λ max = 254nm的紫外-臭氧輻照、等離子體處理、電子束處理或電暈處理，可以修飾涂布基板的表面能。還可能通過在涂布頂涂層之前使阻擋層表面進行紫外C輻照、等離子體、電子束或電暈處理， 修飾阻擋層的表面。在阻擋層為疏水性且具有低極性的情況下，可能提高極性并且使阻擋層表面更親水。通過使用現(xiàn)有印制和涂布方法，例如噴墨印刷、柔版印刷、移印、輪轉(zhuǎn)凹版印刷、膠版印刷、絲網(wǎng)印刷、反凹版印刷、棒涂或旋轉(zhuǎn)涂布，可以將功能裝置印制至涂布基板上。在本申請中，印制功能裝置包含印制電路、印制電子件、印制傳感器或印制顯示器等?？梢詫⒂≈乒δ芗菀椎赜≈圃诓煌N類的封裝件或包裝件上。印制功能件可以是簡單顯示器或傳感器，其能夠顯示封裝或包裝材料的情況，，或者是封裝/包裝件被打開時的簡單顯示器或傳感器。印制功能件還可以是可以在后勤管理中使用的產(chǎn)品ID或RFID標簽。通常，本發(fā)明的印制功能件可用在柔性顯示器、智能包裝、一次性計算機、光伏產(chǎn)品(photovoltaics)、 用于跟蹤、庫存或行李的標記、電子條形碼和智能卡中。還可能印制至包含兩個電極和功能化的半導體或有機導電墨的基板化學電阻器， 例如生物傳感器或化學傳感器?；旧?，所述功能化材料本身可以是溶解在合適溶劑中的導電墨、有機導體、有機半導體或絕緣體。阻擋層的溶劑抗性和頂涂層的溶劑耐久性對于基板是重要的。所述阻擋層優(yōu)選可經(jīng)受有機溶劑，例如四氫呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、 氯仿、二甲基亞砜(DMSO)、乙醇、乙二醇、二氯苯(DCB)、氯苯(CB)、二甲苯、甲苯、三甲苯、四氫化萘、乙酸乙酯、異丙醇和己醇。所述阻擋層還具有良好的酸/堿抗性，并且優(yōu)選可經(jīng)受酸，例如HCl、乙酸和/或堿，例如NaOH。當待檢測的分析物與本發(fā)明的涂布基板上的印制半導體接觸時，傳導性改變，并且可以利用獨立的裝置檢測到該改變。合適的裝置為，例如通常在芯片實驗室 (lab-on-a-chip)應用中使用的獨立分析儀。待檢測的分析物還可以是固體、氣體或液體， 優(yōu)選為氣體或液體。當所述分析物為液體形式時，所述基板表面優(yōu)選可經(jīng)受該分析物，從而使涂布基板可以沉滲在液體流中或者可以被浸入液體中。優(yōu)選地，所述阻擋層是疏水的，但頂涂層中的顏料顆粒和/或礦物顆粒提高了基板的表面能，使所述表面親水。在印制功能件，例如電路被印制在本發(fā)明的涂布基板上后，可以通過燒結(jié)處理改善所述電路的導電性質(zhì)。如果色料包含銀這將尤其有利，原因是銀顆粒熔融形成均勻?qū)雍?/或有機化合物從顆粒表面被分解，確保高導電性?？梢栽跔t中或通過頂輻照進行燒結(jié)，優(yōu)選頂輻照。在用頂輻照的燒結(jié)中，熱主要影響基板表面(傳導色料設(shè)于此)并且在該短時間內(nèi)不影響頂涂層之下的阻擋層。 還可以容易地將頂燒結(jié)應用至卷對卷工序中。通過使用氣體加熱或頂電加熱裝置可以進行利用紅外線(IR)輻照的燒結(jié)。對于氣體加熱頂裝置所采用的燒結(jié)溫度可以為約 9000C -1200°C，而對于頂電加熱裝置則高達2000°C。所需的熱取決于多個因素，例如卷對卷工序中幅材的速度就是一個重要的因素。速度越高，燒結(jié)所需的溫度就越高，原因是與表面的接觸時間短。通常，可以根據(jù)所用墨和幅材速度調(diào)整燒結(jié)中使用的參數(shù)。例如，約180°C 的燒結(jié)溫度可能需要約5-15秒的處理時間，通常需要約10秒。約300°C的燒結(jié)溫度可能需要約1-10秒的處理時間，通常需要約5秒。


通過以下非限制性示意圖和圖像對本發(fā)明進行更詳細的說明。圖1A-1C示意性地顯示了本發(fā)明的一些實施方式的層狀結(jié)構(gòu)的實施例。圖2顯示了顯示本發(fā)明的實施方式的層狀基板結(jié)構(gòu)的橫截面SEM圖像。圖3顯示了顯示本發(fā)明的實施方式的層狀基板結(jié)構(gòu)的橫截面SEM圖像。圖4示意性地顯示了本發(fā)明的一個實施方式的全印制HIFET晶體管。圖5示意性地顯示了本發(fā)明的另一個實施方式的全印制HIFET晶體管。圖6示意性地顯示了本發(fā)明的一個實施方式的全印制傳感器。
圖1A-1C示意性地顯示了本發(fā)明的一些實施方式的層狀結(jié)構(gòu)的實例。在圖IA中， 底幅材基板1涂布有預涂層2。在預涂層上涂覆光滑層3，并且在光滑層3上方涂布阻擋層 4。基板10的表面由涂布在阻擋層4上的頂涂層5構(gòu)成。圖IB顯示了層狀基板10'的另一實施方式，其中底幅材基板1涂布有預涂層2。 在預涂層上直接涂布阻擋層4?；?0'的表面由涂布在阻擋層4上的頂涂層5構(gòu)成。不使用光滑層。圖IC顯示的是層狀基板10"又另一實施方式，其中底幅材基板1直接涂布有阻擋層4。基板10"的表面由涂布在阻擋層4上的頂涂層5制得。不使用預涂層或光滑層。圖2為顯示了本發(fā)明的實施方式的基板的層狀結(jié)構(gòu)的橫截面SEM圖像。將兩面涂布有預涂層2、2'的底紙1用作底幅材基板。預涂層2、2'包含碾碎的碳酸鈣顆粒。在最上方的預涂層2上涂布光滑層3，所述光滑層3包含高嶺土顆粒以盡可能地獲得光滑且平坦的表面。在光滑層3上涂布阻擋層4，并將頂涂層5涂布在阻擋層4上。所述阻擋層主要包含乳膠且頂涂層主要包含沉淀碳酸鈣或高嶺土顆粒?？梢钥闯觯谠搶嵤┓绞街?，阻擋層4 明顯比頂涂層5、光滑層3或預涂層2、2'厚。在圖2的實施方式中，本發(fā)明的層狀結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生底幅材基板1的一面。顯然，如果需要可以在所述底幅材基板的兩面上涂布類似的層狀結(jié)構(gòu)，并且底幅材基板不同面上的層可以不同。圖3為顯示了本發(fā)明的實施方式的基板的層狀結(jié)構(gòu)的橫截面SEM圖像。使用兩面涂布有預涂層2、2'的底紙1作為底幅材基板。在最上方的預涂層2上涂布光滑層3，以盡可能地獲得光滑且平坦的表面。在光滑層3上涂布阻擋層4，并將頂涂層5涂布在阻擋層4 上。所述阻擋層主要包含混合有礦物顆粒的乳膠和頂涂層主要包含沉淀碳酸鈣或高嶺土顆粒?？梢栽陧斖繉?的上方觀察到印制銀墨層。圖4示意性地顯示了本發(fā)明的一個實施方式的全印制HIFET晶體管。所述全印制 HIFET晶體管31包含用于源32和排放管32'的銀墨、Ag。用溶解在二氯苯中的聚_3_己基噻吩(P3HT)層33覆蓋銀源32和排放管32'，其中層33發(fā)揮半導體的功能。用聚乙烯苯酚 (PVP)層34覆蓋該P3HT層33，其中聚乙烯苯酚層34發(fā)揮絕緣體的功能。在絕緣體層34上布置聚(3，4-乙撐二氧基噻吩)聚(苯乙烯磺酸鹽)(PED0T PSS)柵35。PEDOT PSS 柵35被印制成兩層35'、35"。通過使用醇作為溶劑印制第一層35'，通過使用水作為溶劑印制第二層35"。所述醇優(yōu)選在第一柵層35'中用作溶劑，原因是包含PVP的絕緣體層34溶于水。在這種情況下，由于相鄰層的溶劑不同，而有可能避免在印制第一柵層35' 時已經(jīng)印制的絕緣體層34的潛在溶解。在制造中采用了噴墨印刷法，印刷機是Dimatix Materials Printer(DMP-2800)。圖5示意性地顯示了本發(fā)明的另一個實施方式的全印制HIFET晶體管。全印制 HIFET晶體管31包含用于印制在本發(fā)明的多層涂布紙40上的源32和排放管32'的銀墨、 Ag。用聚-3-己基噻吩(P3HT)層33覆蓋銀源32和排放管32'，其中層33發(fā)揮半導體的功能。用聚乙烯苯酚(PVP)層34覆蓋該P3HT層33，其中聚乙烯苯酚層34發(fā)揮絕緣體的功能。在絕緣體層34上布置聚(3，4-乙撐二氧基噻吩)聚(苯乙烯磺酸鹽)(PED0T PSS) 柵35。PEDOT PSS柵35印制成一層。在制造中采用了噴墨印刷法，印刷機是Dimatix Materials Printer(DMP-2800)。圖6示意性地顯示了本發(fā)明的一個實施方式的全印制傳感器。全印制傳感器61包含用于印制在本發(fā)明的多層涂布紙60上的電極62、62'的銀墨、Ag。在電極62、62'之間布置有有機導電墨或?qū)щ娋酆衔?例如聚苯胺(PANI))層63。緩沖液中的分析物層64、 64'與識別層65反應，由此使層63的傳導性改變。識別層65包含埋在保護基質(zhì)67中的識別組分66、66'。所述識別組分可以選自包含不同酶、抗體和官能團的組，并且所述保護基質(zhì)可以為，例如離子導電水凝膠。根據(jù)傳感器的功能和設(shè)計，可以省略包含識別組分和保護基質(zhì)的所述識別層。在圖6中用箭頭表示流至傳感器表面或從傳感器表面流出的液體或氣體。 即使參考目前似乎是最可行的和優(yōu)選的實施方式描述了本發(fā)明，應當理解，本發(fā)明不應限于上述實施方式，但本發(fā)明還旨在覆蓋所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的不同的變體和等同的技術(shù)方案。
權(quán)利要求
1.產(chǎn)生印制或涂布功能件用基板的方法，其包括-獲得包含纖維素和/或木纖維的底幅材基板，-使所述底幅材基板涂布有阻擋層，和-使所述阻擋層涂布有包含礦物顆粒和/或顏料顆粒的頂涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過在涂布所述頂涂層之前使所述阻擋層進行能量處理或者通過控制所述阻擋層內(nèi)礦物顆粒和/或顏料顆粒的量來控制所述阻擋層的表面能。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在向所述阻擋層上涂布所述頂涂層之前，使所述阻擋層的表面進行紫外C輻照、等離子體、E-束或電暈處理。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，在使所述底幅材基板涂布有所述阻擋層前，使所述底幅材基板涂布有預涂層和/或光滑層。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，控制所述頂涂層的厚度，以控制所述整飾基板的印制性質(zhì)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，通過刮刀涂布、棒涂布、反向凹版涂布或簾幕涂布對不同的層進行涂布。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，在涂布所述頂涂層后對所述基板進行壓光處理。
8.印制或涂布功能件用基板，其包含-包含纖維素和/或木纖維的底幅材基板層，-涂布在所述底幅材基板層上的阻擋層，-涂布在所述阻擋層上的包含礦物顆粒和/或顏料顆粒的頂涂層。
9.如權(quán)利要求8所述的基板，其特征在于，所述阻擋層包含乳膠或聚烯烴和礦物顆粒和/或顏料顆粒。
10.如權(quán)利要求8或9所述的基板，其特征在于，所述頂涂層包含以下物質(zhì)的顆粒沉淀的碳酸鈣、高嶺土、煅燒高嶺土、滑石、二氧化鈦、石膏、白堊、緞光白、硫酸鋇、硅鋁酸鈉、 氫氧化鋁或其任意混合物，優(yōu)選為高嶺土或沉淀的碳酸鈣。
11.如權(quán)利要求8-10中任一項所述的基板，其特征在于，所述基板包含置于所述底幅材基板層和所述阻擋層之間的預涂層和/或光滑層。
12.—種功能裝置，其通過使用印制，例如噴墨印刷、柔版印刷、移印、輪轉(zhuǎn)凹版印刷、膠版印刷、絲網(wǎng)印刷，或涂布，例如反向凹版涂布、刮刀涂布、棒涂布、浸涂、滴涂、簾幕涂布、噴涂、旋轉(zhuǎn)涂布或壓花而印制和/或涂布在權(quán)利要求8-11中任一項所述的基板上。
13.如權(quán)利要求12所述的功能裝置，其特征在于，所述功能裝置是電路、印制電子件、 印制傳感器、印制顯示器、產(chǎn)品的ID或RFID標記。
14.權(quán)利要求12或13所述的功能裝置在柔性顯示器、智能包裝、一次性計算機、光伏產(chǎn)品、用于跟蹤、庫存或行李的標記、電子條形碼和智能卡中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及產(chǎn)生印制或涂布功能件用基板的方法。所述方法包括獲得包含纖維素和/或木纖維的底幅材基板，使所述底幅材基板涂布有阻擋層，以及使所述阻擋層涂布有包含礦物顆粒和/或顏料顆粒的頂涂層。本發(fā)明還涉及印制或涂布功能件用基板，其包括包含纖維素和/或木纖維的底幅材基板層、涂布在所述底幅材基板層上的阻擋層和涂布在所述阻擋層上的包含礦物顆粒和/或顏料顆粒的頂涂層。本發(fā)明還涉及多功能裝置及其用途。
文檔編號B41M5/50GK102301836SQ201080006446
公開日2011年12月28日 申請日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者安妮·梅泰寧, 珀特里·伊哈萊寧, 約科·佩爾托寧, 羅杰·博爾施特洛姆, 馬爾蒂·托伊瓦卡 申請人:埃博學術(shù)大學