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            材料沉積噴墨打印及
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            電流體動力學噴墨打印(EHD)介紹

            電動流體動力學噴墨設備(EHD)是一種完全不同于壓電陶瓷式打印機的一種高分辨率噴印設備。壓電式打印機經歷了將電能轉化為機械外力的過程,而電動流體動力學噴墨直接將電場作用于工作介質。當針尖處電場集中后,其強度大大增大,可以噴出遠遠小于針尖直徑的液滴。傳統的壓電陶瓷式噴墨打印在無法制備較高分辨率的圖案同時,還不得不面對咖啡環和針孔薄膜的問題,而電場打印就可以輕松應對這些問題。


            電動流體動力學噴墨打印的基本原理:利用外部施加的電場將液體油墨拉出,而不是將其從小尺寸的噴嘴中推出,這種打印方式所得圖案的分辨率高于1μm。當在兩個電極之間施加高電壓時發生電暈放電,并且該過程導致與電極相同極性的離子向另一電極移動,形成空間電荷,并在兩個電極之間產生流動電流,離子間庫侖力引發電流體動力流。當打印系統的噴頭內含有帶不同電荷的墨水時,在噴嘴和基板之間施加電壓,如圖1所示,陽(陰)粒子聚集至正(負)電極的噴嘴尖端(相對于接地基板),并形成圓錐形彎月面,稱為泰勒錐,當電壓增加時,靜電應力將克服表面張力和粘度,最終將液體從錐尖噴射到基板上。


            圖1.png

            ▲ 圖1  電流體動力學噴墨過程示意圖


            在傳統的EHD打印中,隨著電壓的不斷升高,有十種經典的噴射模式,可以簡單分為兩類。第一類僅噴出不連續的墨水,即滴落、針形、和分散彎月面等模式;第二類是連續噴墨模式,即噴出的墨水相連、不間斷,呈錐射流、多股射流等。根據設備配置的不同可將電流體動力學噴印設備有以下兩種:如下圖所示,左邊是傳統EHD噴墨設備,一般為實驗室自搭建用;右邊為商業化的EHD打印機。


            圖2.png


            兩者區別主要有:

            a.針頭構造:傳統EHD直徑>200μm;而Super fine inkjet打印機針管內有一根金屬導線,且直徑<4μm。

            b.傳統EHD需要外接供液泵,這種超細微電噴打印機不需要外接供液泵。

            EHD噴墨打印適用的墨水:

            (1)金屬墨水(如Ag, Au等,溶劑有正十四烷,三甘醇單乙醚等 );

            (2)聚合物墨水:磷脂膜(溶劑含有甘油),聚電解質大分子引發劑(溶劑為水和乙二醇的混合物);

            (3)打印用基板為多種基板,包括絕緣基板如玻璃,PET,相片紙等。


            參考文獻:

            [1] 穆蘭. 濕法制備高分辨率聚合物發光二極管顯示屏及相關研究[D]. 華南理工大學,2018. 

            DOI:CNKI:CDMD:2.1018.873968




            RUIDU 高精度EHD電液動力噴墨打印系統,是一套基于EHD電液動力學噴墨原理的高精度噴墨打印系統(此款為桌面式打印設備)。與傳統的噴墨打印技術相比,EHD電液動力學噴墨可以完成更高精度、更精圖案噴印,彌補了現有噴印技術的不足。在對噴印分辨率要求高的印刷電子、顯示器件、光學器件和微結構打印等領域都可以發揮精準、穩定、高效的作用。


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