[發(fā)明專利]大面積微納結(jié)構(gòu)電流體動力學(xué)打印的噴射高度誤差補償方法

有效

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• 申請日: 2016-08-03
• 公開（公告）號: CN106274058B
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張禮兵;黃風(fēng)立;于影;左春檉;吳婷
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興學(xué)院
• 主分類號: B41J2/07
• 分類號: B41J2/07
• 代理公司: 北京翔甌知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11480
• 代理人: 謝新元

本發(fā)明公開了一種大面積微納結(jié)構(gòu)電流體動力學(xué)打印的噴射高度誤差補償方法，其步驟如下：(一)確定基板約束點的數(shù)量；(二)得到基板約束點的Z軸坐標值zi；(三)構(gòu)建XY平面四邊形網(wǎng)格；(四)確定XY平面四邊形網(wǎng)格頂點的Z軸坐標值zj；(五)構(gòu)建基板打印面積的三維曲面；(六)獲得當(dāng)前打印基板位置的Z軸坐標值zc；(七)補償電流體動力學(xué)打印的噴射高度。本發(fā)明突破現(xiàn)有的電流體動力學(xué)打印技術(shù)對大面積微納結(jié)構(gòu)器件的精確成形的限制，實現(xiàn)大面積結(jié)構(gòu)的微納米器件的噴墨打印和微納米結(jié)構(gòu)器件的制備。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電流體動力學(xué)打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大面積微納結(jié)構(gòu)電流體動力學(xué)打印的噴射高度誤差補償方法。

背景技術(shù)

電流體動力學(xué)打印在電子器件、可穿戴設(shè)備、柔性電子顯示器、太陽能薄膜電池、生物支架、組織工程、有機發(fā)光二極管、生物傳感器等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的聚合物器件制備技術(shù)一般是在各種基底上利用光、粒子、機械或者物理接觸等工藝進行聚合物器件的制備，如光刻印刷技術(shù)、電子束印刷技術(shù)、干涉光刻技術(shù)、激光直寫等。這些制備技術(shù)涉及的步驟繁多，而且工藝復(fù)雜，造成開發(fā)和生產(chǎn)成本高，而且時間周期長，需要高溫條件，聚合物在高溫環(huán)境下對打印溶液的性能產(chǎn)生影響。因此，基于溶液制造方法的噴墨打印更加適合制備聚合物器件。

噴墨打印技術(shù)主要依靠壓電、熱氣泡或聲波等作用，以推擠方式進行噴墨打印，由于這種方式所產(chǎn)生的能量有限，并且聚合物溶液具有較高的黏性和表面張力，容易堵塞噴嘴。電流體動力學(xué)打印技術(shù)可實現(xiàn)聚合物溶液的高分辨率的噴墨打印，電流體動力學(xué)打印技術(shù)是在基板和噴嘴之間施加電壓，在誘導(dǎo)電場力作用下，溶液從噴頭流出，在噴嘴處形成彎液面，隨著電壓逐漸升高，電荷在彎液面聚集，電荷間的庫侖力導(dǎo)致液體表面產(chǎn)生切向應(yīng)力，在剪切力的作用下，彎液面在噴嘴頂端形成泰勒錐，隨著電場強度增加，庫侖力克服液體表面張力，液體從泰勒錐的頂端射出，形成液滴或射流。

電流體動力學(xué)打印工藝容易受到噴印溶液的屬性、電場強度、噴頭的結(jié)構(gòu)等因素影響，可通過基板的移動速度、所施加的電壓、噴射高度等參數(shù)進行調(diào)控，這些參數(shù)會影響打印功能器件的形貌。電流體動力學(xué)打印技術(shù)所制備的結(jié)構(gòu)形貌會影響功能器件的性能，如打印厚度、均勻性等，對于電流體動力學(xué)打印大面積微納結(jié)構(gòu)的功能器件，由于基板表面的不平整，引起噴射高度的變化，從而影響功能器件的精確成形，然而，現(xiàn)有的電流體動力學(xué)打印技術(shù)在大面積微納結(jié)構(gòu)的器件制備過程中，對噴射高度的變化并沒有采取有效的方法，影響大面積微納器件的結(jié)構(gòu)形貌，從而影響其性能。

綜上所述，現(xiàn)有的電流體動力學(xué)打印技術(shù)對大面積微納結(jié)構(gòu)的制備受到限制，其結(jié)構(gòu)形貌難以得到進一步提高，因此現(xiàn)有的電流體動力學(xué)打印技術(shù)難以滿足大面積微納結(jié)構(gòu)器件精確成形的要求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的電流體動力學(xué)打印技術(shù)難以實現(xiàn)大面積微納結(jié)構(gòu)器件的精確成形，本發(fā)明提出一種大面積微納結(jié)構(gòu)電流體動力學(xué)打印的噴射高度誤差補償方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種大面積微納結(jié)構(gòu)電流體動力學(xué)打印的噴射高度誤差補償方法，其步驟如下：

(一)確定基板約束點的數(shù)量；

(二)得到基板約束點的Z軸坐標值zi；

(三)構(gòu)建XY平面四邊形網(wǎng)格；

(四)確定XY平面四邊形網(wǎng)格頂點的Z軸坐標值zj；

(五)構(gòu)建基板打印面積的三維曲面；

(六)獲得當(dāng)前打印基板位置的Z軸坐標值zc；

(七)補償電流體動力學(xué)打印的噴射高度。