喷墨打印高精度图案研究进展

近年来, 功能材料的图案化及其在高性能光电器件的应用研究受到了广泛关注. 与传统图案化方法相比, 喷墨打印技术更容易实现大面积复杂图案的直接书写和复合功能材料的图案化, 且制备简便, 成本低廉, 使其成为最受关注的图案化方法之一. 综述了近年来喷墨打印制备高精度图案的研究进展. 包括通过优化墨滴的化学组成、调控基材的化学或物理结构以及改进喷墨设备等方法以提高喷墨打印分辨率; 以及通过控制液滴内部的毛细流动和三相接触线的移动抑制喷墨液滴的“咖啡环”效应, 以实现均质打印. 文章最后展望了喷墨打印制备高精度图案的研究发展方向. 这些工作对于实现高性能器件的制备具有重要意义.     

喷墨打印中“咖啡环”效应的调控及应用

喷墨打印是一种将功能材料进行图案化沉积的手段,具有方法简便、成本低廉、灵活快速等优点,成为了最具前景的图案化方法之一,在功能器件研究应用领域受到了广泛关注。"咖啡环"效应是喷墨打印过程中一种常见的现象,它会导致功能材料的不均匀沉积,影响打印图案的分辨率以及所制备功能器件的性能。因此,"咖啡环"效应的研究对于喷墨打印图案精度及功能器件性能极为重要。本文综述了近年来液滴蒸发过程中"咖啡环"效应的研究进展,阐述了"咖啡环"效应的产生机理及抑制"咖啡环"效应的方法,并进一步介绍了抑制或利用"咖啡环"效应在喷墨打印制备高性能器件,如高质量光子晶体图案、高灵敏度传感器、半导体薄膜、透明导电膜、短沟道晶体管等方面的应用。最后,探讨了目前"咖啡环"效应在喷墨打印应用中仍需解决的问题,展望了调控喷墨打印过程中"咖啡环"效应与纳米材料相结合的广阔研究应用空间。这些工作将会对功能材料图案化、高性能器件制备及3D打印等具有重要意义。     

基于喷墨打印石墨烯透明导电薄膜研究进展

随着柔性电子产品的应用日渐广泛,采用喷墨打印技术制备大面积柔性电子产品的技术引起了人们的关注。石墨烯由于具有优异的光学和机械性能,成为制备透明导电薄膜的理想材料。石墨烯可以通过物理或化学方法制备得到。而喷墨打印技术因具有成本低廉、操作简单等优点成为制备大面积柔性电子产品的方法之一。本文首先对石墨烯的性质和制备方法进行了简述,然后分别阐述了喷墨打印墨水条件和喷墨打印图案化控制,最后总结了透明导电薄膜的应用进展以及发展趋势。     

喷墨打印图案化高分子薄膜及其在有机电子器件加工中的应用

喷墨打印技术由于在图案化加工方面的高效、低成本、非接触形式及柔性的加工过程等特点而被应用于有机电子器件的加工中.通过打印功能性高分子溶液,喷墨打印实现了功能高分子薄膜的沉积和图案化,并实现了有机发光二极管、有机薄膜晶体管及其集成器件的加工.对喷墨打印在有机电子器件加工中取得的成果进行了总结,同时综述了高分子溶液喷墨打印过程中存在的基本科学问题和研究现状.     

喷墨打印制备高性能薄膜晶体管的材料体系

作为有源电子器件的基本构筑元件,薄膜晶体管(Thin-film transistor, TFT)近年来受到深入研究并在高性能材料研发和器件多功能应用等方面取得了长足的进展。喷墨打印作为一种新兴的加成法制备技术,因其具有成本低、环境友好、无需掩膜等优点,在电子功能器件制备等领域受到了广泛关注。本文概述了可用于喷墨打印制备TFT的材料体系,并依照材料的种类和功能,分别较详细地介绍了喷墨打印制备TFT所用的半导体材料、绝缘材料和电极材料,深入分析了不同材料对TFT器件性能的影响,并对喷墨打印制备TFT的材料体系进行了展望,为制备高性能的TFT提供了可能的材料方向。     

紫外线固化喷墨打印墨水的研究及应用进展

紫外线(Ultra Violet, UV)固化喷墨打印技术将打印技术与UV固化系统结合，集成了喷墨打印技术无接触、操作简单、低成本及UV固化后无溶剂残留、环保的特点，广泛应用于印制电路板中阻焊层的制备，陶瓷材料、盲文及电子器件的制备，纺织品制造，木材表面的修饰或保护等领域。UV固化喷墨打印墨水是该技术的关键原料，它主要由UV单体、UV预聚物、光引发剂、添加剂及助剂等组成，并根据不同应用要求添加功能材料，如金属、金属氧化物、碳纳米材料或量子点等。UV固化喷墨打印技术用于阻焊层制备时的关键在于墨水固化后形成的涂层与基材粘附力的调控，涂层与基材结合既要保证阻焊的效果，又要在阻焊后易于分离并去除。了解UV固化喷墨打印技术在应用中的各种关键因素及对策，对于其进一步推广应用具有重要意义。     

导电聚合物薄膜的喷墨打印制备及其光电器件

聚(3,4-乙撑二氧基噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)由于兼备优良的导电性和透光率,被广泛用于透明功能性薄膜的制备,可作为空穴传输层或直接用作电极,运用到有机光伏器件(OPV)、有机场效应晶体管(OFET)、有机发光二极管(OLED)等薄膜器件的结构中,部分实现了氧化铟锡(ITO)薄膜的替代。常见的溶液成膜工艺是旋涂法,这种工艺操作较为简便,但原料利用率低,并且难以大面积均匀制备及图案化制膜, 不利于规模化生产和推广。近年来,喷墨打印制膜技术得到人们越来越多的关注。由于喷墨打印制膜技术可在多种基底上快速、高效地制备均匀大面积薄膜,并可轻易地实现各种精细图案化的制作,可溶液加工,更与卷对卷加工技术兼容,因此能够很好地节约原料,降低能耗和制作成本。目前已被广泛应用于有机电子学各个领域,特别是在制备柔性器件方面,展现出独特优势。本文对基于导电聚合物PEDOT:PSS的喷墨打印工艺进行了系统的阐述,对其制膜、图案化及其电子器件应用等相关研究作了较为全面的总结,并展望了其应用前景,对于更为全面、深刻地理解和推动喷墨打印制膜技术在有机电子学领域的应用具有重要的指导和借鉴意义。     

喷墨打印聚合物薄膜均匀性调控研究进展

聚合物发光显示材料具有发光颜色在全可见光区可调、可溶液简单加工及适用于柔性大面积基底的特点,成为目前研究的热点。 在聚合物发光薄膜图案化技术中,喷墨打印因为具有加工过程简单高效、适用于溶液方式加工、柔性的加工过程等特点而被认为是最具有应用潜力的技术。 高质量聚合物薄膜的制备是高精度发光显示器件制作的关键,但喷墨打印液滴在干燥过程中通常伴随着“咖啡环”现象,造成薄膜不均匀沉积。 因此,消除“咖啡环”现象,实现聚合物薄膜的均匀沉积,是喷墨打印高性能器件的重要研究方向。 本文主要论述了“咖啡环”效应的产生机理,如何抑制喷墨打印聚合物薄膜加工过程中的“咖啡环”效应,最终实现聚合物薄膜均匀性调控。     

电喷印刷柔性传感器

柔性传感器因其在弯折、扭曲、拉伸等大变形条件下具有稳定的传感性能,所以在软体机器人、可穿戴电子和生物医疗等领域具有潜在的应用前景,受到了国内外研究者的广泛关注。与传统光刻技术相比,印刷技术制造作为增材制造,具有绿色、低成本和可大面积制造的优势,被广泛应用于柔性电子器件制备。其中,电流体动力喷墨打印(电喷印)技术因其具有多种功能材料的兼容性,被认为最有可能替代传统的光刻技术,实现柔性传感器高分辨率和跨规模制造。近年来,电喷印技术在微型化柔性传感器制造领域显示出广泛的应用潜力。本综述重点介绍了电喷印刷柔性传感器的工艺、材料和应用的最新研究进展。首先,详细介绍了电流体动力喷墨打印技术的工作原理,总结了用于电喷印的各种功能性墨水材料,然后,介绍了电喷印刷中墨水和柔性基底间表界面调控的问题。随后,综述了电喷印方法在柔性压力传感器、柔性气体传感器和柔性电化学传感器等柔性传感器制造的应用进展。最后,总结讨论了下一代电喷印刷技术在柔性传感器领域的机遇与挑战。     

高分子功能材料图案化制备及其在光电领域的应用

基于半导体高分子功能材料的新型光电器件因其兼容性好、成本低、加工处理方便等特点逐渐走入人们的视野.加工集成高性能高分子光电器件需要用到可控图案化技术,这也将成为未来物联网、光通信、智能社会的基础核心技术.近年来,许多致力于此方面的研究取得了重要的成果.本文总结了各类高分子材料图案化技术,包括光刻法、模具诱导法、印刷法、浸润性调控组装法的技术特点,然后归纳了高分子图案化技术在场效应晶体管、光电探测器、气体传感器、电致发光二极管、光伏器件等光电器件领域的研究进展,最后对未来这一领域发展的挑战与机遇进行了展望.