CN108215495B - 一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术 - Google Patents

一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术，在低线宽打印线与高线宽打印线之间打印起连接作用的打印线，所述起连接作用的打印线的线宽满足以下条件：(1)大于或等于与高线宽打印线连接时不发生拐角积墨现象的打印线的最低线宽；(2)与低线宽打印线的线宽接近。本发明重点解决了在复杂图形设计中，不同线宽喷墨打印线连接时，流体从低线宽打印线流向高线宽打印线的问题，在低线宽与高线宽打印线之间添加一小段中间段即可有效改善打印线连接时的拐角积墨现象，是对喷墨打印复杂图形过程中图形精度与溶质分布调控方法的一种补充，该方法简单，易于操作。

Description

一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术
技术领域
本发明属于印刷电子器件制备领域，特别涉及一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术。
背景技术
喷墨打印是一种液态薄膜沉积技术。对于单个液滴，容易出现的一个共同的问题就是“咖啡环效应”，现有技术采用抑制“咖啡环效应”的方式以获得液滴干燥后溶质分布均匀；而对于多液滴组合图形，则需要考虑液滴之间的流体流动。早已有研究针对控制打印点、细线的溶质均匀分布，但其液膜内部流体流动机制仍待进一步探索。在印刷显示中，不同线宽打印线的连接对其高导互联具有重要意义，但其连接带来的液滴间流体流动因为遵循的规律十分复杂，影响因素很多，是目前仍是亟待进一步研究的科学问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术，在低线宽打印线与高线宽打印线之间打印起连接作用的打印线(连接线)，所述起连接作用的打印线的线宽满足以下条件：(1)大于或等于与高线宽打印线连接时不发生拐角积墨现象的打印线的最低线宽；(2)与低线宽打印线的线宽接近。
所述的低线宽打印线与高线宽打印线为需要连接的两段打印线，两段打印线相互垂直，以打印线线宽小的为低线宽打印线，以打印线线宽大的为高线宽打印线。
所述的低线宽打印线的线宽为小于或等于70μm；优选为70μm。
所述的高线宽打印线的线宽为大于或等于125μm；优选为125～500μm。
所述的与高线宽打印线连接时不发生拐角积墨现象的打印线的最低线宽为大于或等于70μm；优选为70μm。
所述的与低线宽打印线的线宽接近的线宽为70～100μm；优选为100μm。
所述的起连接作用的打印线的线宽优选为100μm。
所述的起连接作用的打印线采用喷墨打印系统进行打印；优选为采用喷墨打印系统DMP-2831进行打印。
所述的喷墨打印系统的装载喷嘴直径优选为21μm。
所述的喷墨打印系统的墨水优选为颗粒型银墨水；更优选为韩国Advanced NanoProducts公司的颗粒型银墨水DGP-45LT-15C。
所述的采用喷墨打印系统进行打印的条件优选为：环境温度为22℃，相对湿度为70％，喷射速率1.8～2.0mps，墨滴间距35μm，基底温度60℃。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、由于组成喷墨打印线的液滴在垂直于打印线方向的液滴间流体流动受到打印线边界限制，因此针对单个液滴的“咖啡环”抑制技术大多可以适用于喷墨打印线。本发明以喷墨打印线为基本单元，采用一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术，解决了打印线连接产生的拐角积墨与低线宽打印线流体大量流向高线宽打印线的问题，是对喷墨打印复杂图形过程中图形精度与溶质分布调控方法的一种补充。
2、本发明重点解决在复杂图形设计中，不同线宽喷墨打印线连接时，流体从低线宽打印线流向高线宽打印线的问题，严重可能会导致低线宽打印线功能失效(如影响导电线导电连续性)。
3、本发明中的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术，对于低线宽与高线宽打印线连接时，连接处拐角积墨问题，以及低线宽打印线质量均有明显改善。
4、在实际打印中，由于设备精度以及干燥条件各种原因，同一图形分段打印越多，带来的问题越多，本发明在低线宽与高线宽打印线之间添加一小段中间段即可有效改善打印线连接时的拐角积墨现象，方法简单，易于操作。
附图说明
图1是不同在墨滴间距和不同喷射速率条件下的喷墨打印结果图。
图2是不同线宽喷墨打印线连接的状态图；其中，1为溶质稀薄区域，2为拐角墨滴堆积区域。
图3是两条喷墨打印线连接状态图。
图4是多段拼接技术的图形设计图与实际打印结果图；其中，图a为多段拼接技术的图形设计，图b为实际打印结果；l1与l2为需要连接的两段打印线，l3为用于两段打印线之间的连接线。
图5是液滴在表面张力平衡下，气、液、固三相线的钉扎现象和拐角积墨现象发生时液滴量增加导致三相线向外发生移动的示意图；其中，图a为三相线的钉扎现象示意图，图b为三相线向外发生移动的示意图；3为液滴，4为基底，5为表面张力平衡下三相线钉扎处，6为液滴重叠部分，7表示低线宽流体流动受限，8表示三相线移动导致拐角积墨，γsv表示气-固表面张力，γlv表示气-液表面张力，γsl表示液-固表面张力。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
1、打印图形先采用优化打印条件，具体如下：
(1)采用喷墨打印系统进行打印：喷墨打印系统(DMP-2831，FUJIFILM，美国)、装载喷嘴直径为21μm、颗粒型银墨水(DGP-45LT-15C，Advanced Nano Products，韩国)、打印环境(温度22℃，相对湿度70％)、墨滴喷射条件(喷射速率2mps，墨滴间距35μm，基底温度60℃)、干燥条件(基底60℃)。
采用上述优化的打印条件是为了打印薄膜连续均匀沉积，在薄膜本身优化的前提下改善拐角积墨现象，其中，对均匀成膜可以产生明显影响的参数有：喷嘴直径(决定了单个液滴的流量)、喷射速率(决定了液滴稳定喷射与撞击基板的动力学过程，效果见图1)，墨滴间距(效果见图1)，基底温度(极大程度上影响液膜内流体流动，基底温度越高，越容易得到均匀图形，但往往和墨滴间距、喷射速率等参数存在着相互制约关系)。拐角积墨现象在优化过程中也得到改善。
打印的结果如图2所示(图2中：1为溶质稀薄区域，2为拐角墨滴堆积区域)，在优化打印图形中，发现规律如下：
①两条打印线相交，只要有一条为低线宽打印线(垂直于打印线方向由一到两个液滴组成)，便容易在连接处拐角造成积墨现象；
②低线宽与高线宽打印线相交时，流体容易从低线宽打印线流向高线宽打印线，使低线宽打印线溶质非常稀薄；
③在低线宽打印线稀薄时，拐角积墨现象同时被减弱。
(2)采用优化后的打印条件，设置高线宽打印线的线宽为500μm，低线宽打印线线宽为250μm、125μm、100μm和70μm进行打印，其中，低线宽打印线与高线宽打印线为两段相互连接的打印线，其位置关系为相互垂直。两条喷墨打印线连接状态如图3所示，高线宽打印线(线宽为500μm)随着低线宽打印线线宽的不断减小(从250μm、125μm、100μm到70μm)，拐角积墨现象变严重，低线宽打印线质量变得更差。
(3)采用本发明的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接技术，对图3中低线宽为70μm所造成的问题进行改善，以三段打印线多段拼接技术为例：多段拼接技术图形设计与实际打印结果如图4所示，其中，l1与l2是需要连接的两段打印线(l1：70μm；l2：500μm)，l3是用于两段打印线之间的连接线，其尺寸是低线宽打印线质量改善的关键。l3打印线宽的设计遵循以下两个原则：
①由图3打印结果可知，l3打印线宽需要大于或等于100μm，方能防止l2与l3连接处出现不可控的拐角积墨现象；
②l3打印线宽需要尽量接近l1(l1为70μm)，以保证l2与之连接处均匀平缓，且相互间溶质流动减少，因此，此处l3线宽设置为100μm。
从实际打印结果(图4b)看，l3的引入对连接处拐角积墨问题，以及低线宽打印线质量均有明显改善。
(4)液滴在表面张力平衡下，气、液、固三相线的钉扎现象(图5a)，而拐角积墨现象发生的原因是边缘液滴重叠，液滴量增加导致三相线向外发生移动(图5b)。在高线宽打印线相交时，液滴重叠造成的液滴量增加会在液膜内部的到平衡，三相线不会发生移动；而在低线宽打印线相交时，液膜内部流体流动受限，拐角处液滴量增加使得三相线处表面张力平衡遭到破坏，三相线发生向外移动。从图3可以看出，当两线宽相交，当其中一条打印线为70μm线宽时，有明显拐角积墨，在100μm线宽时，明显改善，但125μm线宽以上则更优。因此，从实验设计的角度，将高线宽打印线线宽范围设定在125μm以上，可以排除高线宽打印线线宽过小对拐角积墨的影响。在实际应用中，高线宽打印线的线宽要求不需要太精细，应该选择最优的最低线宽，从图3看125μm是合适的，因此，在克服拐角积墨现象时，高线宽打印线的线宽不宜太小，可设定范围为>125μm。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于：在低线宽打印线与高线宽打印线之间打印起连接作用的打印线，所述起连接作用的打印线的线宽满足以下条件：(1)大于或等于与高线宽打印线连接时不发生拐角积墨现象的打印线的最低线宽；(2)与低线宽打印线的线宽接近；
所述的低线宽打印线与高线宽打印线为需要连接的两段打印线，两段打印线相互垂直；以打印线线宽小的为低线宽打印线，以打印线线宽大的为高线宽打印线。
2.根据权利要求1所述的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于：所述的与高线宽打印线连接时不发生拐角积墨现象的打印线的最低线宽为大于或等于70μm。
3.根据权利要求1所述的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于：所述的低线宽打印线的线宽为小于或等于70μm；所述的高线宽打印线的线宽为大于或等于125μm。
4.根据权利要求1所述的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于：所述的与低线宽打印线的线宽接近的线宽为70～100μm。
5.根据权利要求1所述的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于：所述的起连接作用的打印线的线宽为100μm。
6.根据权利要求1所述的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于：所述的起连接作用的打印线采用喷墨打印系统进行打印。
7.根据权利要求6所述的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于：所述的喷墨打印系统的装载喷嘴直径为21μm。
8.根据权利要求6所述的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于：所述的喷墨打印系统的墨水为颗粒型银墨水。
9.根据权利要求6所述的连接不同线宽喷墨打印线的多段拼接方法，其特征在于，所述的采用喷墨打印系统进行打印的条件为：环境温度为22℃，相对湿度为70％，喷射速率1.8～2.0mps，墨滴间距35μm，基底温度60℃。
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