基于丝网印刷导电油墨转移率的影响因素研究

发布时间：2020-05-26 05:47

【摘要】：印刷界的朝阳产业——印刷电子技术,以其大面积、柔性化、个性化、低成本、绿色环保等优点,成为制备电子产品的一个重要手段。印刷电子技术是印刷技术与电子技术相结合的一门综合性技术。随着其快速发展,导电油墨及其相关技术应用也得到高度关注。在印刷电子产业化的进程中,为了获得导电性能好的印刷线路,必须确保印刷过程中导电油墨的高转移率。在所有的印刷方式中,丝网印刷是最早应用于印刷电子产品的印刷方式,其应用浆料粘度大,常用来印刷导体、电阻和节点材料等比较容易实现高粘度的功能材料。丝网印刷工艺设备简单,易于操控,可以应用高固含量的物料,确保导电油墨的高转移率,得到较厚的墨层,从而实现高导电性的印刷线路。本论文针对丝网印刷方式,研究了在印刷过程中影响导电油墨转移率的一系列因素,主要包括丝网印刷导电油墨的性能及其印刷适性对油墨转移率影响;不同的印刷工艺参数,包括印版网目数、印刷压力、印刷速度、压印角对导电油墨转移率的影响;承印材料表面特性对导电油墨转移率的影响;不同的后处理温度对墨层的导电性的影响。研究结果表明,表面能为58 mN/m,接触角为25.5°的PET膜,印刷压力为105N,印刷速度为7m/min,印版网目数为300目,压印角为50°时,导电油墨转移率最优,导电墨层导电性能最优。本论文以DBE(混合二元酸酯,杜邦称DBE)环保溶剂为稀释剂,通过改变导电油墨中导电填料银粒子的固含量,并利用机械搅拌的方法配制了一系列不同粘度的导电油墨,深入研究了油墨的粘度对油墨转移率的影响,进而对墨层导电性的影响。研究结果表明:在实验范围内,当导电油墨与DBE的稀释比例为20:2,导电油墨粘度约为1530mPa·s时,导电油墨转移率最高。本论文研究了后处理温度对墨层导电性的影响,通过设置一系列干燥温度,使用四探针测试仪对印刷样品进行表征,研究结果表明:在相同温度下,干燥时间长的导电墨层导电性能较好;在温度低于60℃且干燥时间小于20分钟,相同干燥时间和温度下,导电油墨转移率高(60%~70%)的导电性能较差,因为墨层较厚,溶剂挥发慢,导致导电性能差。选择120℃干燥10~20分钟,墨层相对薄的干燥时间大于10分钟,墨层相对厚(10μm)的干燥时间小于20分钟。最后,使用印刷银墨层作为金属阴极,ITO薄膜作为透明电极,制作电致发光器件,结果表明导电油墨转移率在60%~70%且印刷墨层厚(6~10μm)的印刷墨层制备的电致发光器件发光亮度高,但超过一定厚度(10μm),亮度降低。
【图文】：

形貌,油墨转移,影响因素

图 1-6 油墨转移影响因素Kim 等[37]通过研究细微部位的流动特征，确认卷到卷的印刷速率是影响导电油墨转移率的重要因素。与此同时，，金属颗粒形貌影响非牛顿流体剪切黏度、油墨传递及接触角，进而影响转移率。高固含量导致的高黏度，有利于油墨在柔性印刷电子承印材料转移。如表 1-3[21]，为不同的印刷方式及其印刷适性。
【学位授予单位】：北京印刷学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS802.3

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