Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von

Strukturen aus Funktionsmaterialien, insbesondere elektrischen Funktionsmaterialien, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Substrat derart vorbehandelt wird, dass wenigstens ein erster und ein zweiter Bereich mit unterschiedlichen Oberflächenspannungen gebildet werden, wobei der erste Bereich in der Form der zu erzeugenden Struktur ausgebildet ist, und in einem zweiten

Verfahrenschritt das Funktionsmaterial auf das Substrat aufgebracht wird, wobei das Funktionsmaterial so ausgebildet ist, dass es sich lediglich im ersten Bereich anlagert und so die gewünschte Struktur aus Funktionsmaterial gebildet wird.

Aus der DE-A- 102 29 118 ist ein Verfahren zur Herstellung von Leiterstrecken aus einem elektrisch leitfähigen organischen Material bekannt. Dazu werden auf einer Substratoberfläche durch Aufdrucken einer Matrizenverbindung Abschnitte definiert, so dass eine Substratoberfläche mit hydrophilen und hydrophoben Abschnitten erhalten wird. Auf die strukturierte Substratoberfläche wird eine Lösung des elektrisch leitfähigen organischen Polymers gegeben, wobei entweder nur die hydrophilen Abschnitte oder nur die hydrophoben Abschnitte von der Lösung des organischen Polymers benetzt werden.

Ein ähnliches Verfahren ist aus der US-A-20020083858 bekannt.

Diese bekannten Verfahren haben jedoch den Nachteil, dass zur Strukturierung zunächst ein Material aufgetragen werden muss. Wenngleich das hierfür verwendete

Druckverfahren Vorteile bringt, entstehen hierdurch auch Nachteile. So muss beispielsweise das zu erst gedruckte Strukturierungsmaterial wieder entfernt werden oder verbleibt, ohne nach dem Herstellungsprozess eine Funktion zu haben, auf dem

Substrat. Weiterhin kann sich die Materialabstimmung zwischen dem Substrat, dem erstgedruckten Strukturierungsmaterial und dem später aufgetragenen

Funktionsmaterial als schwierig erweisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung zur Erzeugung von Strukturen aus Funktionsmaterialien weiterzuverbessern, wobei insbesondere kein zusätzliches Strukturierungsmaterial aufgebracht werden muss.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 11 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung von Strukturen aus Funktionsmaterialien, insbesondere elektrischen Funktionsmaterialien, wird in einem ersten Verfahrensschritt das Substrat derart vorbehandelt, dass wenigstens ein erster und ein zweiter Bereich mit unterschiedlichen Oberflächenspannungen gebildet werden, wobei der erste Bereich in der Form der zu erzeugenden Struktur ausgebildet ist. Dabei wird zunächst eine homogene, gegenüber den normalen Zustand des Substrats höhere Oberflächenspannung des Substrats erzeugt, um dann das Substrat im ersten oder zweiten Bereich in der oberen Oberflächenspannung auf einen niedrigeren Wert herabzusetzen. In einem zweiten Verfahrensschritt wird dann das

Funktionsmaterial auf das Substrat aufgebracht, wobei das Funktionsmaterial so ausgebildet ist, dass es sich lediglich im ersten Bereich anlagert und so die gewünschte Struktur aus Funktionsmaterial gebildet wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens besteht im wesentlichen aus einer Einrichtung zur Erzeugung einer homogenen, gegenüber dem normalen Zustand des Substrats höheren Oberflächenspannung des Substrats, einer Einrichtung um das Substrat im ersten oder zweiten Bereich in der Oberflächenspannung auf einer niedrigeren Wert herabzusetzen sowie einer Einrichtung zum Aufbringen des Funktionsmaterials auf das Substrat.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Erzeugung der homogenen Oberflächenspannung durch eine Coronabehandlung. Im Rahmen der Erfindung ist diesbezüglich aber auch eine chemische, eine mechanische und/oder eine tribologische Behandlung denkbar.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Herabsetzung der Oberflächenspannung durch Kontakt mit einer Kontaktstruktur.

Das Aufbringen des Funktionsmaterials im zweiten Verfahrensschritt kann beispielsweise durch ein Walzverfahren, ein Sprühverfahren, ein Tauchverfahren oder ein Vorhangbeschichtungsverfahren erfolgen.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung werden im folgenden anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Erzeugung von

Strukturen aus Funktionsmaterialien und

Fig. 2a-2c schematische Darstellung der Substratsoberfläche in den verschiedenen Verfahrensschritten.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Strukturierung der Oberflächenpolarität kein Material aufgedruckt oder auf anderen Wege aufgetragen.

Es wird vielmehr ein geeignetes Substrat 1, beispielsweise eine Kunststofffolie, insbesondere eine PET-Folie verwendet, welche verschiedene Oberflächenzustände annehmen kann.

Das Substrat 1 passiert somit zunächst eine Einrichtung 2 zur Erzeugung einer homogenen, gegenüber dem normalen Zustand des Substrats höheren

Oberflächenspannung. Eine derartige Oberflächenaktivierung kann beispielsweise durch eine Einrichtung zur Coronabehandlung gebildet werden, bei der die Oberfläche des Substrats 1 in einem Hochspannungsfeld mit Elektronen und ggf. Ionen bestrahlt wird. Die behandelte Oberfläche des Substrats weist dann eine homogene, gegenüber dem normalen Zustand des Substrats höhere

Oberflächenspannung auf (siehe Fig. 2a).

Im nächsten Schritt wird mit Hilfe einer Einrichtung 4 die Oberflächenspannung in bestimmten Bereichen herabgesetzt, so dass wenigstens ein erster Bereich 3 und zweiter Bereich 5 mit unterschiedlichen Oberflächenspannungen gebildet werden, wobei der erste Bereich in der Form der zu erzeugenden Struktur ausgebildet ist.

Das Herabsetzen der Oberflächenspannung, hier in den Bereichen 5, kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das aktivierte Substrat in den Bereichen 5 mit einer Kontaktstruktur der Einrichtung 4 in Kontakt gebracht wird, wobei sich die vorherige Aktivierung der Oberfläche an dieser Stelle wieder neutralisiert und sich wieder die ursprüngliche, niedrigere Oberflächenspannung einstellt.

Die Einrichtung 4 zur Herabsetzung der Oberflächenspannung kann beispielsweise durch eine mit der Oberfläche des Substrats in Kontakt kommende Walze oder Platte gebildet wird, die erhabene Kontaktstrukturen 6 aufweist, wobei lediglich die erhabenen Kontaktstrukturen der Walze/Platte mit der Oberfläche des Substrats in

Kontakt. Zweckmäßigerweise sind die bestehende Kontaktstrukturen aus einem

Material, welches die Deaktivierung unterstützt. Als sehr günstig haben sich in diesem Zusammenhang beispielsweise handelsübliche Flexodruckplatten oder

Trockenoffsetplatten erwiesen. Es sind jedoch auch andere Materialien denkbar.

Durch eine entsprechend feine Ausbildung der Kontaktstruktur 6 kann dann eine entsprechende Struktur in der aktivierten Substratoberfläche erzeugt werden, wobei einzelne Bereiche 5 des Substrats eine reduzierte Oberflächenspannung erhalten als

die Bereiche 3, die nicht in Kontakt mit den Kontaktstrukturen 6 kommen und auf dem zuvor eingestellten hohen Niveau der Oberflächenspannung verbleiben.

Im letzen Verfahrensschritt wird das eigentliche Funktionsmaterial 8, insbesondere ein elektrisches Funktionsmaterial, mittels einer Einrichtung 7 auf das Substrat aufgebracht, wobei das Funktionsmaterial so ausgebildet ist, das es sich lediglich im ersten Bereich 3 anlagert und so die gewünschte Struktur aus Funktionsmaterial gebildet wird. Je nach Art des Funktionsmaterials wird sich dieses in den noch aktivierten oder in den durch die Kontaktstrukturen deaktivierten Bereichen anlagern. Im dargestellten Fall wurde ein Funktionsmaterial gewählt, welches sich in den aktivierten Bereichen anlagert. Die gewünschte Struktur aus Funktionsmaterial, beispielsweise in Form von Leiterbahnen, ist in Fig. 2c dargestellt.

Das Funktionsmaterial wird beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen organischen Polymer gebildet, welches im flüssig Zustand aufgebracht wird, wobei allerdings die Viskosität ausreichend niedrig und die flüssige Phase vor einem Trocknungsprozess ausreichend lange gewährleistet sein muss, so dass sich die Flüssigkeit entsprechend der gewünschten Struktur verteilen kann.

Als Auflragsverfahren für das Funktionsmaterial 8 kommen alle Verfahren in

Betracht, die einen ausreichend gleichmäßigen Materialauftrag ermöglichen. Hierfür eignet sich insbesondere ein Sprühverfahren, bei dem die Substratoberfläche mit dem Funktionsmaterial besprüht wird, wobei sich das Funktionsmaterial aufgrund der unterschiedlichen Oberflächenspannungen nur in den Bereichen mit passender Oberflächenspannung anlagert.

Für diesen Verfahrensschritt könnte das Funktionsmaterial aber auch durch ein Tauchverfahren aufgebracht werden, indem das Substrat in das flüssige Funktionsmaterial eingetaucht wird.

Eine weitere Möglichkeit stellt ein Vorhangbeschichtungsverfahren dar, bei dem die Substratoberfläche an ein oder mehreren Flüssigkeitsstrahlen des Funktionsmaterials vorbeigefuhrt wird.