[发明专利]一种可控输运液体为图案化表面的喷墨式印刷装置及印刷方法

说明书

本发明涉及功能材料技术领域。本发明的喷墨式印刷装置，包括含有m排出墨孔组的储墨盒电路板(1)以及固定在储墨盒电路板下部的对应的m排笔架(2)；每排出墨孔组含有n个出墨孔(5)，对应的，每排笔架含有n组固定孔(3)，每个固定孔内插入并固定若干表面有微纳米结构的锥状纤维(毛针)(4)形成一组锥状纤维阵列单元(笔毛)，每个出墨孔下对应一组笔毛，所述出墨孔的垂直投影对应笔毛的顶尖位置；所述笔毛的尖部朝下，与水平呈12～18°角。本发明所采用的锥状纤维材料廉价易得，喷墨打印技术可将墨水打印在精确位置，锥状纤维中微结构可以墨水可控连续均匀的进行传输，解决了很多技术成膜均匀性的问题。

技术领域

本发明涉及功能材料技术领域，具体地，涉及一种可控输运液体为图案化表面的喷墨式印刷装置及印刷方法。

背景技术

功能材料图案化是实现电子器件及集成加工的必要手段，其在光学显示、电子电路、半导体器件和太阳能电池等方面有广泛应用，例如图案化的光子晶体用于灵敏度检测领域，导电聚合物的图案化用于光电子器件，特别是柔性电子器件的制备、将量子点制备成墨水进行打印，可以获得不同形状、不同颜色的发光图案。鉴于功能材料图案化在发展信息技术、医学技术、能源技术等领域的重要性，现已成为各个研究领域的一个热点问题。然而，现阶段的图案化加工工艺所存在的各种问题一直困扰着研究人员。

光刻技术是一种被广泛应用于半导体工业中的方法，可形成均匀的、精确的、高分辨率的布线，但是这使光刻技术仍然局限于模板与产品1:1的复制模式会造成资源的浪费和效率的降低。丝网印刷法是一种广泛用于快速、廉价、大面积沉积染料薄膜的技术，而且很容易遭沉积的基底区域定义图案，但是，丝网印刷法的图案化精度较低，一般只能达到几微米至几十微米的水平，而且丝网印刷法对所需溶液要求具有较高的粘度和较低的挥发性，所形成的图案化薄膜粗糙度较高。可采用直接印刷材料薄膜的方法实现其图案化从而保护其性能，但是该技术在实现大面积的高精度图案化加工上还存在着图案的均匀性、加工的连续性、不同材料由于热膨胀系数差异导致的多层加工的尺寸偏差及对准精度等问题。图案化喷墨打印技术是一种图案化快速制备技术。其具有打印速度快、非接触，定位精确度高等优点，近年来在光电器件领域受到广泛关注。然而喷墨打印所形成的图案化薄膜的均匀性和膜厚都存在问题。由此可见，图案化技术仍面临着极大的挑战。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种可控输运液体为图案化表面的喷墨式印刷装置及印刷方法。

本发明的可控输运液体为图案化表面的喷墨式印刷装置，其中，包括含有m排出墨孔组的储墨盒电路板1以及固定在储墨盒电路板下部的对应的m排笔架2；每排出墨孔组含有n个出墨孔5，对应的，每排笔架含有n组固定孔3，每个固定孔内插入并固定若干锥状纤维4(毛针)形成一组锥状纤维阵列单元(笔毛)，每个出墨孔下对应一组锥状纤维阵列单元；所述出墨孔的垂直投影对应锥状纤维阵列单元的顶尖位置；所述锥状纤维阵列单元的尖部朝下，与水平呈12～18°角。

根据本发明所述的喷墨式印刷装置，其中优选的，所述每个固定孔内插入并固定1～4根锥状纤维(毛针)形成一组锥状纤维阵列单元(笔毛)。进一步优选的，所述每个固定孔内插入并固定2根锥状纤维形成一组锥状纤维阵列单元。进一步地，当锥状纤维阵列单元为一根锥状纤维时，所述出墨孔的垂直投影中心对应锥状纤维的顶尖位置；当锥状纤维阵列单元为两根锥状纤维及以上时，所述各锥状纤维平行成一列，所述出墨孔的垂直投影对应锥状纤维的顶尖位置，并且，还要使出墨孔的垂直投影中心对应于锥状纤维阵列单元的中心(即最外侧两根毛针之间的中心位置)，以保证喷墨材料可以均匀分布于锥状纤维阵列单元中的各锥状纤维上。

根据本发明所述的喷墨式印刷装置，其中，所述锥状纤维为聚合物纤维、无机非金属纤维，金属纤维或动物毛发。所述锥状纤维形状如图5所示。