发明内容

本发明的目的是，扩展在先已知的轮转印刷工艺的使用范围。

所述目的通过一种根据权利要求1的用于在基体上施加由印刷介质组成的结构的装置以及通过一种根据权利要求10的用于在基体上施加由印刷介质组成的结构的方法来实现。在从属权利要求中给出有利的实施形式。

根据本发明的装置优选用于执行根据本发明的方法，特别是执行所述方法的优选实施方式。根据本发明的方法优选用于通过根据本发明的装置来执行，特别是通过所述装置的优选实施方式来执行。

本发明基于这样的认知，存在对于这样的印刷方法的需求，所述印刷方法将由印刷介质组成的结构施加到基体上，所述结构具有多个平行地相互隔开间距的线条。对于很多功能希望存在这种线条结构和/或网格结构，例如用于在基体上建立用于电流的导体线路、构成由带有掺杂物的印刷介质组成的线路，以便在基体中、特别是半导体基体中构成线条式的掺杂区域，构成绝缘结构或阻断结构或构成光导体。

向半导体基体或涂覆有半导体层的基体上施加印刷介质在制造电子器件时并且特别是在制造光伏太阳能电池时是非常有益的。这里，特别是为了降低成本，希望有高印刷速度并且由此有高生产量。

已知的是，通过分配单元向基体上输出印刷介质的平行线条。这里，可以平行地并排设置多个分配单元或者一个分配单元可以具有带有多个并排设置的开口的喷嘴，从而可以通过一个分配单元同时输出多个印刷介质线条。目前为止认定了以下事实，即由分配单元直接向基体上输出印刷介质是最为快速和最为经济的解决方案。

但申请人的研究表明，特别是在印刷过程开始和结束时，就是说，在由印刷介质组成的线条的起点以及在这种印刷介质线条的终点处存在很高的技术要求，特别是在高速分配过程中精确地确定印刷介质线条的起点和终点。特别地，构成高技术要求的是，在输出多个平行的线条时，以精确相同的长度和位于公共线上的起点以及位于与所述公共线平行的线上的终点输出所述线条。

因此，本发明提供了轮转印刷和分配印刷的组合方案。

根据本发明的用于向基体上施加由印刷介质组成的结构的装置具有可转动的转移滚筒、印刷介质供应单元和基体供应单元。所述印刷介质供应单元设计为向转移滚筒供应印刷介质。所述装置设计为将所述印刷介质间接或直接地从转移滚筒传递到通过基体供应单元供应的基体上，以便在基体上形成由印刷介质组成的所述结构。

重要的是，所述印刷介质供应单元具有分配单元，所述分配单元具有多个用于印刷介质的输出口，所述分配单元设计为用于与设计为分配转移滚筒的转移滚筒相配合，以同时将印刷介质的多个平行的且相互隔开间距的印刷介质线条施加到分配转移滚筒上。此外，所述装置具有至少一个长度限制单元，所述长度限制单元设计为限制在分配转移滚筒上和/或所述装置的另一个转移滚筒上通过分配单元产生的印刷介质线条的长度。

本发明基于申请人这样的认知，原则上有利的是，使用具有多个输出口的分配单元，用于产生多个平行的、隔开间距的由印刷介质组成的线条。在涉及印刷介质线条的起点和终点的不精确性的问题(也称为“起点-终点问题”)根据本发明这样来解决，即，印刷介质线条通过分配单元仅间接地至少经由所述分配转移滚筒传递到基体上并使用用于对分配转移滚筒和/或另一个转移滚筒上的印刷介质线条进行长度限制的长度限制单元。

由此，可以通过分配单元实现的高印刷速度和高生产量不会降低，因为轮转印刷工艺本身也适用于高印刷速度。然而，特别地，不需要以高精度开始或停止从分配单元中输出印刷介质来实现印刷介质线条的精确长度。由此，通过附加地设置长度限制单元，利用附加的单元解决了起点-终点问题或至少明显降低了由此带来的长度不精确性。

根据本发明的用于向基体上施加由印刷介质组成的结构的方法具有以下方法步骤：

A.将印刷介质施加到可转动的转移滚筒上，和

B.使印刷介质间接或直接地从转移滚筒传递到基体(9)上。

重要的是，在方法步骤A中，印刷介质通过以多个平行且相互隔开间距的印刷介质线条分配而施加到设计为分配转移滚筒的转移滚筒上，并且在执行方法步骤B之前，通过长度限制单元限制分配转移滚筒和/或另一个转移滚筒上的印刷介质线条的长度。

由此得到前面所述的优点。

所述长度限制单元有利地具有至少一个限制元件，所述限制元件设置在分配转移滚筒或另一个转移滚筒的周面上，以限制印刷介质线条的长度。

这种限制元件可以构造成肋部，特别是平行于转移滚筒的转动轴线设置在肋部。同样在本发明的范围内的是，根据凸版印刷的原理或根据凹版印刷的原理向转移滚筒上设置具有限制元件的结构。特别地，凸版印模或凹版印模的边缘可以用作限制元件。特别有利的是，长度限制单元具有至少一个限制元件，所述限制元件设置在分配转移滚筒或另一个转移滚筒的周面上。

由此以简单的方式实现了长度限制。

除了限制元件之外，所述长度限制单元有利地具有刮除元件，所述刮除元件与设置有限制元件的转移滚筒配合，从而通过刮除元件去除多余的印刷介质，特别是处于限制元件上的印刷介质。这种刮除元件优选构造成刮板，所述刮板设置在转移滚筒上，但不实施转移滚筒的旋转运动，从而在所述转移滚筒转动时通过刮板与转移滚筒之间的相对运动实现刮除多余的印刷介质。

所述装置有利地具有可转动的第二转移滚筒，所述第二转移滚筒构造和设置成与分配转移滚筒配合，以至少部分地从分配转移滚筒上接收印刷介质线条并将其传递到基体上。由此得到这样的优点，即，所述第二转移滚筒可以具有针对向基体的转移优化的表面(例如柔性的、弹性表面，用于向硬质的不平的基体上进行印刷)，而第一转移滚筒针对已分配的印刷介质的长度限制进行优化。因此，第二转移滚筒有利地具有与第一转移滚筒不同的表面特性。特别地，所述第二转移滚筒优选具有与第一转移滚筒的周面相比更软的周面。

特别有利的是，所述长度限制单元设计和设置成与分配转移滚筒配合作用，从而以通过长度限制单元限制的长度将印刷介质线条传递到第二转移滚筒上。

由此得到这样的优点，即，可以为了在两个滚筒之间传递时实现精确的长度限制来优化两个滚筒的表面特性。

同样在本发明的范围内的是，印刷介质线条可以由分配转移滚筒传递到第二转移滚筒上，并且优选由第二转移滚筒传递到基体上。特别有利的是，特别是通过长度限制单元在第二转移滚筒上对印刷介质线条进行长度限制和/或对第二转移滚筒上的印刷介质线条进行长度限制。由此得到这样的优点，即，对于印刷介质向基体上的传递可以单独地对第二滚筒的表面特性进行优化。

分配转移滚筒优选绕转动轴线转动，特别是通过马达式的器件转动。分配单元的用于印刷介质的多个输出口优选沿一条线设置。转移滚筒的转动轴线优选平行于这条线。

在优选的实施形式中，所述装置具有多个转移滚筒，这些转移滚筒的转动轴线优选平行于分配转移滚筒的转动轴线设置。

所有转移滚筒的转动同样优选通过马达式的器件实现。相邻的转移滚筒的转动方向优选是相反的。

所述长度限制单元有利地具有凸版印模，所述凸版印模设置在分配转移滚筒或另一个转移滚筒的周面上，以限制印刷介质线条的长度。特别有利的是，所述凸版印模特别是设置在第二转移滚筒的周面上。由此得到这样的优点，即，凸版印模仅占据将要从第一转移滚筒传递的分配印刷介质的区域，而不需要传递的区域保留在第一转移滚筒上并且在这里通过清洁装置除去，并且必要时也可以将其回输。

在另一个有利的实施方式中，所述长度限制单元具有选择性的印刷介质接收面，所述选择性的印刷介质接收面设置在分配转移滚筒或另一个转移滚筒的周面上，以限制印刷介质线条的长度。所述选择性的印刷介质接收面具有至少一个对于印刷介质具有较高的粘附性和/或对于印刷介质能更好的润湿的表面的接收区域和/或至少一个相对于接收区域具有更小的粘附性和/或对于印刷介质能较少润湿或不能润湿的表面的阻挡区域，以通过阻挡区域限制接收区域中的印刷介质线条的长度。附加地或替代地，印刷介质接收面优选具有带有对于印刷介质能良好润湿的表面的接收区域(印刷介质接收面)和至少一个具有相对于接收区域不能良好润湿或者甚至不能润湿的表面的阻挡区域(印刷介质排斥面)。

由此得到这样的优点，即，可以在印刷介质接收面和印刷介质排斥面之间的过渡处非常精确且无干扰地实现扯断所分配的印刷线条以及由此实现长度限制。

在根据本发明的方法的另一个有利的设计方案中，所述长度限制单元具有用于分配转移滚筒的移动装置，以使分配转移滚筒相对于以下元件中的一个或多个移动：

-分配单元，

-基体，

-另一个转移滚筒，特别是如前面所述的第二转移滚筒，

从而由于相对运动实现印刷介质线条的中断，特别是由于分配转移滚筒从基体上抬起而实现印刷介质线条的中断。

在一个有利的改进方案中，前面所述的运动与分配转移滚筒或另一个转移滚筒的转速(例如加速度)的短时间变化相结合地进行。

在这种情况下，由此，长度限制通过由于所述运动对印刷介质线条的机械拉伸来实现，从而最终实现扯断印刷介质线条。由此，在印刷介质线条达到希望的长度之后，通过所述移动装置使分配转移滚筒从接收位置远离一个或多个前面所述的元件，从而实现印刷线条的扯断。接下来，通过所述移动装置重新靠近它之前远离的元件，以便实现重新传递印刷介质线条。

由此得到这样的优点，即，在机器结构方面能精确和可重现地控制滚筒的相对运动，优选通过凸轮实现对相对运动的控制，并且由此实现了长度限制的高度可重现性。同时，不会对连续的分配过程产生影响，如果分配单元被抬起就会出现这种情况，并可能导致分配过程的中断。

在另一个有利的设计方案中，长度限制单元具有分离装置，所述分离装置具有至少一个分离元件，所述分离元件设计为与分配转移滚筒和/或另一个转移滚筒相配合，以通过所述分离元件中断分配转移滚筒和/或另一个转移滚筒上的印刷介质线条。由此，在这个有利的实施方式中，通过分离元件实现机械地中断印刷介质线条。

所述分离元件优选设计为分离刮板，所述分离刮板优选设置在可转动的分离滚筒上。所述分离滚筒优选具有平行于转移滚筒的转动轴线的转动轴线，印刷介质线条的长度限制将通过分离刮板在该转移滚筒上进行。特别地，分离滚筒优选在与相配合的转移滚筒的转动方向相反的方向上被驱动。

在根据本发明的方法中，长度限制有利地通过以下列表中的一个或多个方法步骤来进行：

-使用至少一个限制元件，所述限制元件设置在分配转移滚筒或另一个转移滚筒的周面上；

-使用具有至少一个限制元件的凸版印模，所述限制元件设置在分配转移滚筒或另一个转移滚筒的周面上；

-使用凸版印模，所述凸版印模设置在分配转移滚筒或另一个转移滚筒的周面上；

-使用选择性的印刷介质接收面，所述选择性的印刷介质接收面设置在分配转移滚筒或另一个转移滚筒的周面上，所述选择性的印刷介质接收面具有至少一个对于印刷介质具有较高的粘附性和/或对于印刷介质能更好的润湿的表面的接收区域和至少一个相对于接收区域具有更小的粘附性和/或对于印刷介质能较少润湿或不能润湿的表面的阻挡区域，从而通过阻挡区域限制接收区域中的印刷介质线条的长度，

-使分配转移滚筒相对于以下元件中的一个或多个移动：

-分配单元，

-基体，

-另一个转移滚筒、特别是第二转移滚筒，

从而由于相对运动使印刷介质线条中断。

对于一些应用场合，特别是为产生用于半导体器件的结构，有利的是，在根据本发明的装置的一个优选设计方案中，印刷介质供应单元具有横向线条输出单元，所述横向线条输出单元设计为向所述分配转移滚筒或另一个转移滚筒上施加附加到平行的印刷介质线条上的一个或多个由印刷介质组成的横向线条，所述横向线条不平行于所述平行的印刷介质线条。特别有利的是，所述横向线条与所述平行的印刷介质线条成在0.5°至15°的范围内的角度。

在根据本发明的方法的另一个有利的实施方式中，所述长度限制单元具有印刷介质导出单元，以将所述印刷介质线条的多余印刷介质从分配转移滚筒和/或另一个转移滚筒导出。优选进行的是，将多余的印刷介质回输到分配单元，以便降低印刷介质的消耗。

印刷介质导出单元优选沿对应的转移滚筒的转动方向设置在传送区域的下游，印刷介质在所述传送区域处传递到另一个转移滚筒或基体上。由此，以这种方式，首先进行的是，使印刷介质线条传递到基体或下游的转移滚筒上，并且接下来通过印刷介质导出单元去除可能剩余的印刷介质。

由此，在这个有利的实施方式中，不必中断印刷介质从分配单元向分配转移滚筒的输出，从而确保印刷介质连续的材料流并且避免不利影响，特别是避免剪切变稀的印刷介质的不利影响。

印刷介质线条有利地限制在这样的长度，该长度小于基体的长度。

在根据本发明的方法中，有利地，印刷介质线条施加到多个顺序供应的基体上，并且在此期间，连续地将印刷介质分配到分配转移滚筒上。

使用网状基体同样在本发明的范围内，在根据本发明的方法中，特别是向网状基体上多次前后相继地印刷具有预定长度的平行线条。

在根据本发明的方法的有利的实施形式中，采用包含半导体掺杂物和/或金属颗粒的印刷介质，并且采用半导体基体或涂覆有半导体层的基体作为基体，此外，通过所述方法在半导体基体或半导体层中形成用于形成金属接触结构和/或用于产生选择性掺杂区域的掺杂结构的结构。

根据本发明的方法和根据本发明的装置特别适于在半导体基体上或涂覆有半导体层的基体上形成由印刷介质组成的结构，特别是适于制造大面积的半导体器件，如例如光伏太阳能电池。

根据本发明的装置和根据本发明的方法优选设计成，在将印刷介质线条传递到基体上之后，使得印刷介质线条也作为平行的、彼此隔开间距的印刷介质线条存在于基体上。

通过根据本发明的方法有利地产生数量在5-200的范围内、特别是在10-100范围内的平行的印刷介质线条。分配单元由此优选具有相应数量的输出口。

用于印刷介质的所述输出口优选具有小于1mm、特别是小于500μm、优选小于100μm、特别优选小于60μm、进一步优选小于30μm的直径。