喷墨打印量子点薄膜制备的影响因素研究

目的为了通过喷墨打印技术很好地实现量子点薄膜图案化,需要调节量子点薄膜制备工艺的各项参数以获得表面均匀、厚度适宜和无咖啡环结构的量子点薄膜。方法基板和退火是影响量子点薄膜成膜性能的2个重要参数,分别研究基板的清洗、材料和温度以及退火的温度和时间对喷墨打印量子点薄膜成膜性能的影响。结果选择3种不同类型的溶剂依次清洗可提高基板表面能,有利于墨水的铺展;PVK基板的量子点面薄膜形貌相较于Pedot:Pss更均匀;当基板温度为50℃、退火温度为80℃或90℃、退火时间为15 min时,咖啡环效应最弱,可获得表面均匀、厚度适宜和无咖啡环结构的量子点薄膜。结论基板的清洗、自身材料以及温度都会影响墨水的铺展性能,从而影响量子点薄膜的成膜性能;控制退火温度与退火时间,以使马兰戈尼流起作用,咖啡环效应被明显抑制,可以获得表面均匀的量子点薄膜。

高光泽喷墨打印纸的涂层结构及其性能比较研究

以三种市售喷墨打印纸为研究对象,分别以样品A、样品B、样品C表示,其中样品A和样品C为国内产品阿博特和佳艺,样品B为国外产品古楼.研究确定了三种样品涂层的结构组成,并分析三种样品涂层的表面性能,这有助于了解市场上喷墨打印纸的产品性能现状,对影响喷墨打印纸涂层性能的各因素的研究具有指导意义.采用AFM和SEM观察三种样品涂层表面形貌,发现样品A和样品B的涂层颜料颗粒分散均匀性良好,样品C涂层颜料颗粒聚集,分散均匀性较差;截面SEM和EDS分析结果表明:只有样品B涂层具有双层结构,其中,底层为铝基颜料和硅基颜料,面层只有铝基颜料,样品A和样品C的涂层均为单层铝基材料.对三种样品涂层表面的性能进行分析,结果表明:三种样品的基础性能都符合产品质量标准,其中,样品B的涂层具有最高的光泽度(74.30%),硬度(3H)和耐水性,在吸墨性上样品B涂层的吸墨性(64.7%)高于样品C(57.9%),略低于样品A(69.2%),样品B在三种样品中综合性能最优异.最后,提出一种提高喷墨打印纸性能的双层涂布工艺方案,这为提高喷墨打印纸性能提供了方向,对高级喷墨打印纸的研究具有实际意义.

推压式压电喷墨打印技术的分析与研究

本文对推压式压电喷墨打印头的原理进行了阐述,从压电元件的排布与结构、电极引线、振动板的改进、压电元件的组装及打印头驱动控制等方面进行了分析,为相关从业者了解推压式压电喷墨打印技术的现状与发展提供了参考。

高光谱喷墨打印墨水数据的非线性降维及分类建模方法研究

在法庭科学实践中,往往需要通过对文件中字迹墨水的成分分析来精确判定检材和样本文件的同一性。该文利用高光谱成像技术结合机器学习对喷墨打印墨水的种类进行区分,分别采集14套不同品牌、型号的4色(黑、青、品红和黄色)喷墨打印墨水打印的文件在400~1000 nm范围的高光谱图像,共提取56种样品墨迹的光谱数据。使用均匀流形逼近与投影技术(UMAP)和T分布随机近邻嵌入技术(t-SNE)两种算法对高光谱喷墨打印墨水数据进行降维处理,然后建立极致梯度提升(XGBoost)、轻量级梯度提升机器学习(LightGBM)和支持向量机(SVM)3种分类模型,以1∶4的比例确定测试集和训练集,分别对原始数据和降维后的数据进行分类。实验结果显示,UMAP降维算法结合SVM模型对喷墨打印墨水分类的效果最优,黑色墨水样品的分类精度为90%左右,其余颜色墨水样品的分类精度均为100%。该研究为喷墨打印文件的检验鉴定提供了一种新的、无损、准确的鉴别方法。

OLED喷墨打印专利技术研究

本文通过对喷墨实现OLED成膜的专利申请状况分析,梳理相关专利技术的全球分布以及重点申请人,深入剖析了OLED喷墨打印的重点技术分支情况,并基于此预测未来OLED喷墨打印技术的发展趋势,以期为国内创新主体的专利布局和技术研发提供参考。

二维材料纳米油墨的制备及喷墨打印研究进展

以石墨烯为代表的二维材料具有出色的综合性能,可用其制作功能纳米油墨,通过喷墨打印可加工得到光电功能器件,其在能源、环境、生命健康等领域具有广阔的应用前景。本文总结了几种典型二维材料的性能、其纳米油墨的制备及喷墨打印应用等,重点介绍了液相剥离和喷墨打印过程的调控。对比不同剥离方法及原理,并对喷墨打印相关理论如咖啡环效应、马兰戈尼效应等进行综述。指出可通过对二维材料剥离过程及其纳米油墨打印过程的精准调控,形成基于喷墨打印的先进微纳制造技术,实现不同功能微纳电子元件和器件的低成本加工,推动生物传感、柔性电子等领域的发展。

喷墨打印高迁移率铟锌锡氧化物薄膜晶体管

采用喷墨打印工艺制备了铟锌锡氧化物(indium-zinc-tin-oxide,IZTO)半导体薄膜,并应用于底栅顶接触结构薄膜晶体管(thin-film transistor,TFT).研究了墨水的溶剂成分以及溶质浓度对打印薄膜图案轮廓的影响.结果表明二元溶剂IZTO墨水中乙二醇溶剂可有效平衡溶质向内的马兰戈尼回流与向外的毛细管流,避免了单一溶剂墨水下溶质流动不平衡造成IZTO薄膜的咖啡环状沉积轮廓图案,获得均匀平坦的薄膜图案轮廓和良好接触特性,接触电阻为820Ω,优化后IZTO TFT器件的饱和迁移率达到16.6 cm^(2)/(V·s),阈值电压为0.84 V,开关比高达3.74×10^(9),亚阈值摆幅为0.24 V/dec.通过打印薄膜凝胶化模型解释了IZTO墨水溶剂成分、溶质浓度与最终薄膜形貌的关系.

喷墨打印CA/CL-20点火起爆序列及其性能研究

为了实现CA/CL-20点火起爆序列的微型化制备,基于喷墨打印技术,以叠氮化钠墨水、铜盐墨水、CL-20墨水为前驱体,采用分层打印的方式在SCB上原位制备了叠氮化铜(CA)和CL-20炸药,制成SCB+CA+CL-20微型化点火起爆序列,并通过发火性能试验及RDX雷管-铅板起爆试验对其性能进行了研究。结果表明:原位制备的CA在作用过程中发生了爆燃转爆轰,且能够点燃CL-20;SCB+CA+CL-20样品的点火持续时间超过6ms,而SCB裸桥和SCB+CA样品均小于2ms,表明打印的CL-20未发生爆轰,而是以燃烧为主;SCB+CA+CL-20点火起爆序列能够可靠起爆RDX雷管,并将铅板炸穿。

基于气相色谱-质谱联用法的喷墨打印文件墨迹中挥发性溶剂历时性变化规律研究

为解决司法鉴定领域中喷墨打印文件制成时间问题,利用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)定性定量分析4种黑色喷墨打印文件墨迹中的挥发性溶剂成分。对同一时间打印的样品进行追踪测试,每间隔一定天数用打孔器取样,提取剂提取后进行GC-MS分析。通过内标法测定样品提取液中各组分的浓度,计算单位长度(mm)墨迹中挥发性溶剂含量C(ng/mm)并作为打印样品老化的定量单位。结果表明,4种打印样品中含有2-吡咯烷酮、1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、N-羟乙基-2-吡咯烷酮、甘油和三甘醇6种挥发性溶剂成分。上述成分在文件形成时即开始挥发和转移,含量不断减少至某一数值时趋于稳定。利用测定的历经不同时间的打印样本中溶剂含量数据,建立了单组分溶剂与时间的非线性回归模型以及多组分溶剂与时间的多元线性回归模型,模型评价指标比较结果表明,对于溶剂组分数多的墨水使用多元线性回归模型的预测效果更好。

喷墨打印技术在印刷电子制造中的应用进展

随着信息技术的发展、新型功能性材料的研发、各种科学技术和制备工艺的更替优化,喷墨打印技术在内的印刷电子技术在印刷电子、印刷光子、能源电池、显示技术、生物印刷等领域发挥出重要作用。文章列举大量研究成果及实例,说明喷墨打印技术在印刷电子制造领域的应用及发展情况,并对该技术现有待解决的问题和未来的发展方向及前景进行分析。

基于多功能苯乙基溴化铵修饰层的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管

钙钛矿量子点(PQD)的喷墨打印技术在全彩显示应用中具有巨大潜力,但一些关键问题仍然影响其发光效率,例如不平衡的载流子注入、低质量的钙钛矿薄膜以及PQD自身的非辐射复合通道等。为解决这些问题,我们引入了界面修饰层苯乙基溴化铵(PEABr)以平衡器件的载流子传输。PEABr与钙钛矿二元溶剂(甲苯、萘)具有相似的结构,可改善PQD的印刷特性和成膜能力,并有效钝化PQD膜的Br-空位和界面缺陷。基于这一策略,成功实现了在414 cd/m^(2)亮度下,最大外量子效率(EQE)达到8.82%、电流效率(CE)达到29.15 cd/A的喷墨打印钙钛矿量子点发光二极管(PeLED),为喷墨打印技术在未来显示领域中的应用提供了有益的思路。

曲面电路中喷墨打印薄层电阻的可靠性

针对曲面电路中无法采用片式贴片电阻回流焊接的难题,创新地采用喷墨打印技术打印曲面薄层电阻,开展了高温环境对薄层电阻阻值变化的影响研究。经测试,喷墨打印曲面电路中薄层电阻在经过高温可靠性测试后,薄层电阻结合力和阻值变化均能达到设计要求,电阻阻值精度为±20%。论证了曲面电路中喷墨打印薄层电阻的可靠性,可有效用于射频曲面电路的快速制造和快速验证,并缩短了研发周期。

HMX基O/W型悬浮油墨的喷墨打印成型及性能

为探究乳液型炸药油墨与喷墨打印工艺结合的可行性,设计了以氟碳树脂(FEVE)的乙酸乙酯溶液为油相,聚乙烯醇(PVA)水溶液为水相的水包油(O/W)型双组分黏结剂体系,并选用微纳米HMX为主体炸药,制备O/W悬浮型炸药油墨进行了喷墨打印。采用电子密度测试仪、激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、同步热分析TG-DSC、撞击和摩擦感度测试仪对喷墨打印成型样品的密度、形貌、力学性能、热安全性能、撞击感度和摩擦感度进行了表征,对喷墨打印成型样品的爆速和临界尺寸进行了测试。结果表明:喷墨打印成型样品表面较平整,线平均粗糙度为7.346µm,且内部颗粒分布紧实,内部的HMX未转晶,热稳定性及力学性能较好。样品的实测密度为1.5326 g·cm^(-1)(83%TMD);样品的撞击能为7 J,摩擦荷重为144 N,截面尺寸1 mm×1mm打印样品的爆速为7076 m·s^(-1)和临界尺寸为1 mm×0.087 mm,具有优异的安全性能和微尺度爆轰性能。

基于高光谱成像结合分光光度技术的喷墨打印墨水种类鉴别方法

在法庭科学实践中,往往需要通过对文件中字迹墨水的成分分析来精确地判定检材和样本文件的同一性。利用高光谱成像和分光光度技术结合化学计量法,提出了一种对喷墨打印墨水分类的方法。采集14台不同品牌、型号的四色喷墨打印墨水高光谱数据和色度值。计算出平均色度值后进行PCA降维处理和K-Means聚类分析,将样品初步分类,之后应用LightGBM、XGBoost和SVM模型共三种分类模型,以1∶4的比例确定测试集和训练集,对聚类分析结果中每一类别的样品进行逐一鉴别。结果表明,LightGBM和XGBoost对四色样品的分类精度都能达到95%以上,SVM的分类精度为100%。提出的方法能够做到无损、准确、快速地将不同品牌乃至型号的喷墨打印墨水进行区分。

喷墨打印液滴参数自动化测量技术

印刷显示技术具有低成本、柔性化、可大面积生产等显著特点,是解决OLED显示产业高成本问题的有效途径。喷墨打印工艺制备发光像素前,都需要观测液滴的喷墨状况,判断喷嘴的导通性和墨水的可打印性。但是当喷嘴的驱动波形参数、墨水的流变性或喷墨打印温度改变时,会导致喷墨的液滴均匀性、体积、喷射速度等参数发生相应变化,而这些参数的变化通常无法通过肉眼去分辨。该文开展了喷墨液滴参数自动化测量技术研究,以Δt=10μs的相位延迟时间获取不同时刻的液滴图像,形成完整的喷射过程,并对每张图像进行滤波降噪、二值转换、形态学运算和边缘检测处理,获得清晰的液滴轮廓,从而实现对液滴轮廓的有效提取,并自动计算液滴的喷射速度、直径和体积参数。为优化墨水的配制,以及喷墨打印制备高质量薄膜提供了可视化工具。

喷墨打印墨水的种类认定及形成时间研究进展

归纳总结了喷墨打印墨水的主要理化检验方法,包括光谱法、色谱法、质谱法等。红外光谱法主要用于检验墨水中的聚合物和某些有机着色剂的官能团;拉曼光谱法主要用于检验墨水中的着色剂成分;质谱法用于检验墨水中半挥发性、低分子量聚合物聚乙二醇以及着色剂成分;薄层色谱法和液相色谱法用于检验墨水中可溶性染料成分;气相色谱法主要是检验墨水中的挥发性溶剂成分。在对墨水进行种类认定后,可以进一步判断其形成时间。对于墨水老化过程的研究主要根据墨水中各组分发生的物理化学变化,研究其随时间的变化规律。通过对上述方法的比较和分析,可对喷墨打印文件的检验提供参考依据以及发展方向。

用于OLED喷墨打印的高精度模块化墨路控制系统

供墨系统是OLED喷墨打印装备中重要的组成部分,墨路系统给打印喷头供给流量稳定的墨水进行OLED屏幕发光层打印,墨路系统中气压控制、流量控制精度越高,墨水落点精度越高,生产的OLED屏幕发光越均匀。针对现有的墨路循环系统存在的设计冗余的问题,设计一种小型化、模块化的墨路循环系统,提高墨路系统的可维护性、安装性;使用低脉冲隔膜泵和高频电磁阀用于气压控制,通过气控和泵控结合的方法,在实验验证中可以得到二级墨路±0.03kPa的气压控制精度,相比于以往的墨路设计具有更高的气压控制精度,从而实现喷头墨水流量的稳定控制。

喷墨打印用高稳定性水系ZnSe:Mn量子点的制备及光学性能研究

水系锰离子掺杂硒化锌(ZnSe:Mn)量子点因其可大规模合成、环境友好无毒性而受到研究者们的广泛关注。然而,表面缺陷多易引起晶体氧化分解、纳米晶体自净化效应导致离子掺杂困难等问题,极大地降低了ZnSe:Mn量子点的荧光性能及其稳定性,并限制其实际应用。本文利用合适比例的异丙醇/水混合溶液和稀氢氧化钠溶液,通过“整体防御”结合“局部修复”的两步法改性策略对ZnSe:Mn量子点表面进行后处理,得到表面改性后的ZnSe:Mn量子点,并进行X射线衍射、X射线光电子能谱、荧光光谱、电子自旋共振波谱仪等测试表征。结果表明:该后处理技术可以简便高效地钝化ZnSe:Mn量子点的表面缺陷,大幅提高绝对量子产率至25%,并同时其稳定性得到显著提升,有效抑制了晶格的氧化解离过程,这为制备高性能的水溶性ZnSe:Mn量子点提供了可行途径。通过配制水性量子点墨水并进行喷墨打印演示,证明该材料有望作为一种可应用于塑料外观的新型品牌标记方式。

陶瓷喷墨打印调色原理与色彩管理

当前在陶瓷喷墨打印已成为建筑陶瓷产品主流图案施印方式的背景下,受限于陶瓷喷墨打印的特殊性,其色彩管理工作存在较大差异,具有典型的行业特征。笔者在介绍调色原理和陶瓷墨水的发色叠加特性的基础上,阐述了色彩管理工作的重要性和有效性,并引出了多色色彩管理的方案。

喷墨打印技术及其应用发展

开展实施绿色印刷发展战略,是促进我国印刷行业发展的必然选择。喷墨打印技术相对于传统的印刷技术,具备成本低、操作简单、污染小、精度高等优点,近些年来广泛应用于功能材料打印和功能器件的制备中。文章对喷墨打印的技术原理和分类,提升喷墨打印精度的方法,以及喷墨打印的研究应用进行了概括综述,并对未来喷墨打印技术的发展提出展望。