噴墨打印工藝具有非接觸、制造過(guò)程數(shù)字化以及可適用于柔性基板等特點(diǎn),具有良好的應(yīng)用前景。電流體噴印工藝?yán)秒妶?chǎng)驅(qū)動(dòng)液體噴出,可使用更小直徑的噴嘴,具有高分辨率的優(yōu)勢(shì)。電流體噴印中的射流直徑、噴印頻率、衛(wèi)星液滴等都隨工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)變化,液滴可控生成機(jī)理非常復(fù)雜,本文對(duì)工藝參數(shù)對(duì)恒定電壓作用下噴印液滴的體積和頻率、脈沖電壓作用下噴印的穩(wěn)定性、滴落噴印模式下帶電衛(wèi)星液滴的飛行行為等進(jìn)行了研究,主要?jiǎng)?chuàng)新工作如下:1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了恒定電壓作用下溶液電導(dǎo)率、溶液粘度、電壓大小和噴嘴距基板高度對(duì)噴印的液滴體積和頻率的影響規(guī)律,其中,電壓大小和噴嘴高度對(duì)噴印液滴的體積具有不可忽略的影響。通過(guò)表面響應(yīng)法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合,得到了噴印液滴的體積與上述四種工藝/溶液參數(shù)之間的映射關(guān)系。2)發(fā)現(xiàn)了脈沖電壓工況下不同脈寬下的多個(gè)噴印類型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)解釋了連續(xù)二次噴射和間斷二次噴射兩種不同的二次射流噴印機(jī)理,并得到了區(qū)分兩種二次噴印模式的臨界脈沖電壓頻率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了脈沖電壓頻率和脈寬對(duì)噴印穩(wěn)定性影響的相圖,給出了穩(wěn)定噴印最小體積液滴的參數(shù)窗口。進(jìn)一步探討了工藝參數(shù)對(duì)初始噴印時(shí)液滴均勻性的影響,通過(guò)工藝參數(shù)優(yōu)化減小... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

–1(a)連續(xù)噴墨打印、(b)壓電噴墨打印和(c)熱泡噴墨打印相對(duì)于光刻工藝，噴墨打印制造精度低，不能完全滿足印刷電子的需求[22]

圖 1–1 (a)連續(xù)噴墨打印、(b)壓電噴墨打印和(c)熱泡噴墨打印于光刻工藝，噴墨打印制造精度低，不能完全滿足印刷電子的需求[2打印工藝的制造精度具有非常重要的意義。提高噴印分辨率的關(guān)鍵。然而隨著噴嘴直徑的減小，表面張力附加壓力和流體在噴嘴內(nèi)流也隨之增加，必須增加驅(qū)動(dòng)力來(lái)克服增加的阻力。由于傳統(tǒng)噴印的上述噴嘴直徑減小帶來(lái)的阻力，限制了其噴印的分辨率。于傳統(tǒng)的壓電式噴印、熱泡式噴印和其他噴印方式，電流體噴墨打動(dòng)液體從噴嘴噴出[23,24]。通過(guò)增加施加在噴嘴和基板之間的電壓，的強(qiáng)度，以克服噴嘴直徑減小帶來(lái)的阻力，因此該工藝可以使用比嘴。電流體噴印首先被用在了噴印圖案等分辨率要求較低的場(chǎng)合（，噴嘴直徑 ≥ 50 μm）[25]，近十年的研究工作則證明其分辨率可達(dá)]。如圖 1–2，電流體噴印可用于制造薄膜晶體管[29]、蛋白質(zhì)微陣列]、具有自組裝效應(yīng)的嵌段共聚物薄膜[32]、光學(xué)器件[33]、導(dǎo)電電極胞培養(yǎng)[35,36]、量子點(diǎn)顯示[37]和 3D 結(jié)構(gòu)打印[38]等領(lǐng)域。

科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 有很多種[39]，如近場(chǎng)電紡絲工藝[40-42]、力控按需噴印工藝等。其中，電流體按需噴印工文針對(duì)電流體按需噴印工藝進(jìn)行研究。如圖不同的噴印模式，如錐射流模式[47]和滴落模分為導(dǎo)電基板和絕緣基板[49-51]。當(dāng)在導(dǎo)電基電荷會(huì)迅速通過(guò)基板導(dǎo)走，不會(huì)有電荷積累在導(dǎo)電基板上噴印時(shí)通常使用錐射流模式。上之后，所帶的電荷不會(huì)導(dǎo)走[47]。當(dāng)用錐射在收縮成液滴的過(guò)程中表面積急劇減少，這會(huì)霧化，如圖 1–4(a)。而使用滴落模式在絕緣面電荷密度小，相對(duì)于射流模式，液滴沉積絕緣基板上噴印時(shí)，需要使用滴落模式以減少

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：2897100