【摘 要】
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喷墨打印是增材制造技术的一个重要分支,该技术更强调在平面维度上的高精度和图案化制备,喷墨打印制备技术具有技术成熟度高、墨水消耗量低、材料利用率高等优点,这使得喷墨打印成为电路、电极等柔性电子产品原型制作的绝佳选择。导电墨水的研制是喷墨打印研究的关键环节,一般情况下,打印墨水是由半导体、绝缘和金属微粒物与高分子分散剂、表面助剂及液相溶剂共同组成,墨水的粘度范围在5-1000 c P(Pa·S)。银是
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喷墨打印是增材制造技术的一个重要分支,该技术更强调在平面维度上的高精度和图案化制备,喷墨打印制备技术具有技术成熟度高、墨水消耗量低、材料利用率高等优点,这使得喷墨打印成为电路、电极等柔性电子产品原型制作的绝佳选择。导电墨水的研制是喷墨打印研究的关键环节,一般情况下,打印墨水是由半导体、绝缘和金属微粒物与高分子分散剂、表面助剂及液相溶剂共同组成,墨水的粘度范围在5-1000 c P(Pa·S)。银是最常用的电路、电极材料,在半导体、光伏领域均有广泛的应用,采用银颗粒配制导电墨水(银浆)可以制备电阻电极、导电电极等,纳米级的银材料适合制备喷墨打印导电墨水,用于柔性电子领域的电路、电极制备,银纳米粒子墨水打印流畅、制备的电路性能稳定,为柔性电子器件制造提供了一种有效的解决方案。本论文研究了一系列银纳米颗粒和银纳米线稳定合成技术;以此为基础,根据不同的基底和应用场景,开展了导电墨水设计研究,通过高精度喷墨打印仪器制备柔性导电线路并研究其相关性能,探索其在柔性印制电路和电子器件的潜在应用价值。主要内容分为以下几个部分:(1)利用多元醇等化学还原法分别合成了银纳米颗粒和银纳米线,利用XRD、SEM以及TEM等手段对其进行表征。(2)以乙二醇为溶剂,以BYK-333做为表面活性剂,将合成的银纳米颗粒和银纳米线分别配制成导电墨水,探索流畅打印的最大固含量,研究添加BYK-333对墨水与基底的接触角的影响及规律。(3)采用银纳米颗粒和银纳米线为导电相的两种墨水,在柔性基底上进行电路打印实验,研究了热烧结温度和时间、陈化时间、弯折角度和次数等因素对两种打印电路性能的影响。同时,重点对银纳米线打印电路的打印次数对导电性和线宽的影响进行分析,开展了银纳米线导电网络的空气失效机理等研究。(4)对银纳米颗粒和银纳米线两种柔性打印电路进行了实际应用探索,制备了银纳米颗粒背电极电致发光器件和银纳米线柔性打印电路的发光二极管,验证了两种打印电路的实用性。
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