论文部分内容阅读
竞争的压力迫使电子工业不断的降低成本,发展中的有机半导体工业使薄膜有机晶体管(OTFT)得到了越来越多的关注。喷墨印刷设备几乎随处可见。喷墨印刷可以印制各种不同的材料,从聚合物材料到金属材料,而且其价格低廉。喷墨印刷技术被认为是使聚合物沉积领域的核心技术,而且它简单、快速,并且容易成型。喷墨印刷无需接触、无需压力、无需印版,只需将电子计算机中存贮的信息输入喷墨印刷机,即是可控的印刷过程。所以研究怎样用喷墨的方法来印制OTFT具有很大的意义。我们所做的课题是国家自然科学基金资助项目(60776056),我们采用了实验与理论分析,软件模拟共同结合的思路,充分利用基金项目的科研设备,根据拟定的实验目标,完成了一定阶段的实验部分。本文分析了国内外OTFT的研究和发展现状,研究了OTFT的结构特征,并比较了其制备工艺和成膜技术。分析研究了现阶段喷墨印刷的技术特点,讨论了连续喷墨和按需喷墨的特征,选取微压电喷墨技术为我们的课题实验技术。讨论了喷墨印刷中油墨的物理性质。通过喷打原装油墨,了解我们使用的实验机械的物理属性,然后通过喷打线条的对比,得出实验设备的分辨率。由于我们的实验设备可以满足有机线条连续性的要求,所以对OTFT结构中的电极材料PEDOT/PSS进行喷打。并且测试了PEDOT/PSS线条在不同线宽、温度、长度下的电阻,反映了器件电极材料的性能。本文使用数学的方法分别模拟了压电喷墨头内的动力学特征、有机油墨的粘度、油墨在喷口处被喷射出去的速度还有墨滴的着落过程等。通过模拟,我们知道了粘度与速度的关系、运动粘度和喷出量的关系、喷口速度和液体密度和喷头半径的关系、以及喷射角和液滴着落位置的关系。通过这些关系,我们就可以很好的控制并调节喷墨印刷中的硬件性能,还能通过调节有机油墨的粘度和密度来使液滴的成型达到最好,对有机油墨的喷射提供了理论依据。本文使用了专业的流体分析模拟软件Gambit和Fluent来对不同类型的喷墨头进行模拟,可以得出在一定的压力条件下,喷墨头内的压力分布图,流速分布图等,并对水和PEDOT/PSS分别进行了出口速度的模拟,对比发现,圆墩形的喷墨头,对于实验是最有利的选择,我们还对喷墨头各个参数和压力的关系进行比较研究、分析。这有利于我们对喷墨头进行改造,只要设定合适的压力并改变流速,就可以获得较好的液滴成型。对于我们课题实验的后续工作具有指导意义。