TWI736949B - 感應電流體動力學噴射打印裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種感應電流體動力學噴射打印裝置，本發明的感應電流體動力學噴射打印裝置的特徵在於，包括：噴嘴，透過在所述噴嘴的一端形成的噴嘴孔向相對的襯底噴出被供給的溶液；主電極，透過絕緣體與所述噴嘴內的溶液分隔而不接觸；及電壓供給部，對所述主電極施加電壓。
Description
本發明涉及一種利用在電場下感應的電荷所引起的感應靜電力的電流體動力學噴射打印裝置，更加詳細地涉及一種用於噴出由靜電力帶電的溶液的感應電流體動力學噴射打印裝置，其中該靜電力透過電場在噴嘴末端的液面上感應形成。
一般來說，噴墨打印機或分配器（Dispenser）是指：結合在填充有氣體、液體或其他內容物的密封容器，並且透過加壓裝置或壓電元件等壓力波傳遞裝置按規定量噴出並使用其內部的內容物的裝置。
最近在電子部件及相機模組等小型化精密產業領域中也使用為了塗布特定部位或進行接合加工等而噴出化學溶液的分配器。此外，在OLED顯示器產業領域中也為了在密封工序塗布有機膜或者為了構圖像素中的紅色（Red）、綠色（Green）等顏色材料而使用噴墨打印機。此外，關於OLED背板（Backplane）的薄膜電晶體（Thin-film-transistor）的源極（source）、漏極（drain）、柵極（gate）等電極，在用於連接這些電極的斷線（open）缺陷的方法中也在考慮墨等材料。在這種領域中使用的分配器或打印機需要更加精密地控制噴出量，且需要噴出更加微細的液滴。
作為噴射液滴的方法，習知廣泛使用的是壓電（piezoelectric）方式及電流體動力學（electrohydrodynamic，EHD）方式等。其中，電流體動力學方式係利用在位於噴嘴中的電極和襯底之間的電位差引起的靜電力來噴墨的方法，其能實現微細線寬，因此習知在用於精密噴出的技術領域中得到廣泛的應用。
習知的利用電流體動力學的噴射技術利用在噴嘴內部配置電極並施加電壓的方法來向噴嘴內溶液提供電荷，以使該溶液帶電，並且產生靜電力來噴出液滴。或者，由導電物質形成噴嘴，使噴嘴起到電極作用，在此情況下也對噴嘴施加電壓來噴出液滴。或者，由導電物質塗布噴嘴外部以形成電極，其中，該電極的一部分能夠在噴嘴末端與溶液接觸的狀態下供給電荷來噴出液體。在電極如此與液體接觸時，從電極向液體傳遞自由電子，或在電極表面上因離解（dissociation）而形成離子，並且透過離子的傳遞，電流流過液體。此時，因施加於噴嘴電極的電壓而形成電場，且透過根據電場強度而作用的靜電力來噴出液體。被噴出的功能性墨通常係在各種溶劑中分散有奈米金屬顆粒、聚合物、生物物質、粘合劑等物質的墨。這種物質也自行帶電，也啟動在電極中的離解（dissociation），從而有助於離子形成。
然而，這種習知的利用電流體動力學的噴射技術中電極係與噴嘴內的溶液直接接觸的結構，在離解（dissociation）過程中電極表面上產生氧化還原反應，從而在電極上生成的電極離子與噴嘴內的用於噴射的溶液混合，並且因在氧化還原反應中產生的熱而產生溶液改質的問題。在此情況下，因溶液改質，產生噴嘴堵塞的問題，並且生成泡沫而對噴射導致嚴重的問題。此外，根據溶液的導電度，也有可能導致電流的逆流，從而導致可能在噴嘴和溶液腔之間存在的閥門的錯誤操作。
美國專利：第4333086號。
美國專利：第4364054號。
日本公開專利：第2004-165587號。
本發明是為了解決如上所述的習知問題而提出的，其目的在於提供一種感應電流體動力學噴射打印裝置，其用絕緣體分隔噴嘴內溶液和被施加電壓的電極之間，在對電極施加電壓時產生電場，在該電場下感應出電荷（induced charge），並且透過由該電荷引起的靜電力從噴嘴噴出溶液，從而解決如下所述的習知的問題：即，因溶液與電極直接接觸而產生氧化還原反應，因該氧化還原反應而產生發熱、溶液的改質、噴嘴堵塞及泡沫產生。
本發明要解決的技術問題並不局限於上述問題，本領域技術人員應能透過下述內容清楚理解未提到的其他問題。
本發明的目的是解決如上所述習知問題，可透過如下的感應電流體動力學噴射打印裝置來達到該目的。該感應電流體動力學噴射打印裝置包括：噴嘴，透過在所述噴嘴的一端形成的噴嘴孔向相對的襯底噴出被供給的溶液；主電極，透過絕緣體與所述噴嘴內的溶液分隔而不接觸；及電壓供給部，對所述主電極施加電壓。
其中，所述電壓供給部可對所述主電極施加直流電壓。
其中，所述電壓供給部可對所述主電極施加交流電壓。
其中，所述電壓供給部可對所述主電極施加包括正弦波、三角波及方波中至少一種的波形的交流電壓。
其中，所述主電極可塗布有所述絕緣體且被內插於所述噴嘴的內部。
其中，所述主電極可形成為針（needle）狀。
其中，所述主電極可形成為管狀。
其中，可進一步包括感應輔助電極，所述感應輔助電極可由導電材料塗布於所述噴嘴的內側壁面，並且所述感應輔助電極不被電連接、或被施加與所述主電極不同的電壓、或被接地。
其中，所述感應輔助電極的表面可塗布有絕緣體。
其中，所述噴嘴可由所述絕緣體形成，在所述噴嘴的外壁、或者在與所述噴嘴的外側隔開的位置上可形成有所述主電極。
其中，所述噴嘴可由主電極部及絕緣部形成，所述主電極部由導電材料形成且形成主體，所述絕緣部由絕緣體塗布所述主電極部，所述電壓供給部對所述主電極部施加電壓。
其中，可進一步包括感應輔助電極，所述感應輔助電極由導電材料形成且被內插於所述噴嘴的內部，並且所述感應輔助電極不被電連接、或被施加與所述主電極不同的電壓、或被接地。
其中，可進一步包括感應輔助電極，所述感應輔助電極由導電材料形成且被內插於所述噴嘴的內部，並且所述感應輔助電極不被電連接、或被施加與所述主電極部不同的電壓、或被接地。
其中，所述感應輔助電極可形成為針狀。
其中，所述感應輔助電極可由鋁箔（foil）形成且被內插於所述噴嘴的內部。
其中，所述感應輔助電極的表面可塗布有絕緣體。
如上所述的本發明的感應電流體動力學噴射打印裝置可透過絕緣體來分隔噴嘴內溶液及主電極之間，因此具有如下的優點：即，在溶液和電極接觸時，因對電極施加的電壓而產生氧化還原反應，而本發明解決因該氧化還原反應而產生的發熱、溶液的改質、噴嘴堵塞、泡沫產生等問題。
此外，即使不存在因電極和溶液的直接接觸而產生的電荷傳遞，也能透過在電場下作用於噴嘴末端液面的感應靜電力來進行噴射，因此具有能夠降低根據溶液導電度的噴射靈敏度的優點。
此外，透過將感應輔助電極獨立於主電極而設置在噴嘴內部，具有能夠提高感應電場特性從而更加提高噴射特性的優點。
參照附圖在具體實施方式及圖式中含有實施例的具體內容。
若參照與圖式一起詳細後述的實施例，則能清楚理解本發明的優點和特徵以及實現這些優點和特徵的方法。但本發明並不局限於下面公開的實施例，可由多種不同形式實現，本實施例只是為了完整地公開本發明，且向本發明所屬技術領域的技術人員完整地告知本發明範疇而提供的，本發明只由申請專利範圍的範疇來定義。在說明書全文中相同的符號表示相同的結構要素。
下面，透過本發明的實施例，並且參照說明感應電流體動力學噴射打印裝置的圖式，對本發明進行說明。
首先，參照圖1至圖4，對本發明的一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置進行說明。
圖1係表示本發明的一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置主要部分的剖視圖，圖2係圖1的變形例，圖3係圖1的另一變形例，圖4係用於說明本發明原理的圖，其表示對電容器施加交流電壓時位移電流（displacement current）引起的帶電狀態的變化。
本發明的一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置可包括噴嘴110、主電極120及電壓供給部。此外，可進一步包括感應輔助電極150。
噴嘴110由溶液供給部接收所供給的溶液，並且如後所述那樣透過由施加於主電極120的直流或交流電壓所感應的靜電力，透過形成在噴嘴110的下端的噴嘴孔噴出溶液。此時，噴嘴110從上端到下端的剖面形狀係圓形，其由內徑恆定的缸體狀形成，但並不限於此。如圖2所示，噴嘴110中形成有噴嘴孔的下端部也可以內徑朝向下部逐漸減小的方式形成為傾斜狀。當然，噴嘴也可以形成為四邊形缸體或多邊形缸體。
此時，噴出溶液的噴嘴孔的直徑較佳為50μm以下，根據情況也可以是1μm以下。
溶液供給部透過規定的壓力向噴嘴110內部供給溶液，其可由泵和閥門等構造。
主電極120插入於噴嘴110內部的中心，電壓供給部對主電極120施加直流或交流電壓。如圖所示，主電極120可形成為針（needle）狀。
此時，在本實施例中由絕緣體塗布主電極120的外部，從而形成絕緣層130。由此，主電極120和噴嘴110內部的溶液之間不會直接接觸，而是由絕緣層130分隔。由於可由絕緣層130分隔噴嘴110內溶液與主電極120，因此在對主電極120施加高電壓時，能夠防止溶液和主電極120之間產生的氧化還原反應，能夠解決因氧化還原反應引起的發熱、溶液改質、泡沫產生及噴嘴110的堵塞等問題。
此時，在本實施例中形成絕緣層130的絕緣體使用環氧聚合物（polymer）、氟樹脂（Fluorocarbon）系的塗布劑等。為了將電極絕緣，也可在金屬表面上形成氧化膜，也可塗布環氧基或苯酚（phenolic）系的聚合物，或者塗布陶瓷，或者使用玻璃等，但並不限於此。
電壓供給部對位於噴嘴110內的主電極120施加直流或交流電壓。此時，由電壓供給部施加的電壓的波形可為正弦波（sinusoidal）、三角波或方波等多種波形。
在被噴出溶液的襯底S的下方可形成有另一個電極180，所述電壓供給部電連接於襯底S下方的電極180和主電極120之間，並且施加電壓。襯底S下方的電極180也可以接地。
數學式1
上述數學式1係表示對在電場下存在的溶液作用的力的數學式（其中，fe
表示電力，ρe
表示電荷密度，ε表示介電係數，ε0
表示真空狀態的介電係數，E表示電場強度）。
在等式右邊的第一項係庫侖力，其係對包含自由電荷的溶液作用的力。其係透過在溶液與電極直接接觸時傳遞的電荷所作用的力，其大小最大。在本實施例中，可透過在交流電壓施加於主電極120時形成的感應電流來作用庫侖力。第二項係電場作用於非均勻電介質（non-homogeneous dielectric）液體時形成的介電力（dielectric force）。在電極與液體直接接觸時，雖然該力比庫侖力小，但在如本實施例那樣利用感應電流的情況下所作用的介電力也可能較大。第三項係電致伸縮壓力（electrostrictive pressure）所引起的力，其係在不均勻的電場分佈在液體液面的情況下產生的壓力。
如在圖4的上左側中圖示，電容器（Capacitor）係在兩個導電金屬板之間像三明治那樣夾設由絕緣材料製作的電介質而成的電路元件。此時，電容器在施加有直流電壓時起到避免電流流過的充電器的作用，但在施加交流電壓時，會產生電荷流彼此更迭從而有電流流過的現象，這被稱為位移電流（displacement current）。
在本發明中也與對電容器施加交流電壓的情況相似地，噴嘴110內的溶液與主電極120之間透過塗布於主電極120的外側面的絕緣層130分隔，在對主電極120施加交流電壓的情況下，透過正（+）及負（–）這種電信號的反復施加，感應電荷作用於噴嘴110內的溶液，從而具有電流流動效果。因此，如此可透過由電壓供給部施加的交流電壓產生感應電力，透過該感應電力使溶液帶電，並且形成電場，從而透過庫侖力噴出液體。
本發明在對主電極120施加直流電壓的情況下，對由絕緣層130絕緣的電極施加電壓，然而當在噴嘴末端的液面與襯底之間形成電場且在液體為極性溶劑的情況下，沿著液面形成透過極化（polarization）的感應電荷，並且有透過電場產生的庫侖力的作用。在溶液中包括帶電的聚合物、奈米顆粒、生物材料等的情況下，也根據材料的電荷及電場，在液面上分佈電荷，從而使附加的電力發揮作用。此外，在本發明的感應電流體動力學噴射打印中，介電力和電致伸縮壓力可有助於噴出液體。
此時，如圖3所示，在噴嘴110內可進一步包括感應輔助電極150。更加詳細地，所述感應輔助電極150可透過將導電材質塗布於噴嘴110的內側面的方法形成。或者，可由導電材質形成噴嘴。例如，可由Cu、Al、Ni、Fe、SUS或合金等材質製作噴嘴，並將該噴嘴作為感應輔助電極來使用。此時，感應輔助電極150不被額外地電連接，或被施加與主電極120不同的電壓，或被接地。
如此在噴嘴110的內部形成與主電極120獨立的感應輔助電極150的情況下，當對主電極120施加交流電壓從而在溶液內產生感應電流時，能夠更加強化感應電場，從而能夠提高噴射特性。
從形成感應電場的角度來看，主電極120可視作發出電信號的發射（emitting）電極，感應輔助電極150可視作接收從主電極120發出的電信號的接收（receiving）電極。因此，即使不將感應輔助電極150電連接，僅透過感應輔助電極150這一存在也能強化感應電場，因此能夠更加提高噴射特性。針對與此相關的噴射結果，將在後面參照圖11及圖12進行說明。
此時，感應輔助電極150的表面也可塗布有絕緣體，從而防止與噴嘴110內溶液的直接接觸。
接下來，參照圖5至圖6，對本發明的另一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置進行說明。
圖5係表示本發明的另一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置主要部分的圖，圖6係圖5的變形例。
本發明的另一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置也可包括噴嘴210、主電極220及電壓供給部。此外，可進一步包括感應輔助電極250。在以下說明中，與前面參照圖1至圖4說明的實施例進行比較，並以區別為中心進行說明。
在本實施例中的噴嘴210也由溶液供給部接收所供給的溶液，並且透過所感應的靜電力來透過形成在下端的噴嘴孔噴出溶液。此時，噴嘴210從上端到下端的剖面形狀為圓形，其由內徑恒定的缸體狀形成。而且，如參照圖2所進行的說明，噴嘴210的下端部也可以內徑朝向下部逐漸減小的方式形成為傾斜狀。當然，噴嘴也可形成為四邊形缸體或多邊形缸體。但在本實施例中，噴嘴210由絕緣體形成。
主電極220形成在噴嘴210的外側面，或者在噴嘴210的外側配置在與噴嘴210隔開規定距離的位置，電壓供給部對主電極220施加直流或交流電壓。此時，可透過在噴嘴210的外側面塗布導電物質的方法來形成主電極220。
因此，在本實施例中隨著透過由絕緣體形成噴嘴210，並且在噴嘴210的外側形成主電極220，如前述實施例那樣透過由絕緣體形成的噴嘴210來分隔噴嘴210內溶液和主電極220之間。此時，當由電壓供給部對主電極220施加交流電壓時，感應電流流過噴嘴210內溶液，並且可透過由此感應的電場力，由噴嘴孔噴出溶液。或者，當由電壓供給部對主電極220施加直流電壓時，在噴嘴210末端的溶液液面上形成感應電荷，並且可透過由此感應的電力噴出溶液。
此時，在本實施例中也如前述實施例那樣形成有感應輔助電極250。如圖6所示，感應輔助電極250可由導電材質形成且以針狀內插於噴嘴210的內部。此時，感應輔助電極250可以不被額外地電連接，或被施加與主電極220不同的電壓，或被接地。或者，感應輔助電極250可由導電材質形成且以管狀內插於噴嘴210的內部，並且可以不被額外地電連接，或被施加與主電極220不同的電壓，或被接地。或者，可由導電材質以平板的形狀內插於噴嘴210的內部，並且可以不被額外地電連接，或被施加與主電極220不同的電壓，或被接地。
如與前面參照圖3說明的實施例同樣地，所述感應輔助電極250對主電極220施加交流電壓來產生感應電流時，強化感應電場，從而更加提高噴射特性。在本實施例中，感應輔助電極250的外部也可由絕緣體塗布。所述感應輔助電極250即使在未被電連接的情況下，也因存在於噴嘴內部，起到輔助作用，使得電場能夠集中在噴嘴末端，從而更多的感應電荷感應在噴嘴末端的液面。
接下來，參照圖7至圖8，對本發明的又一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置進行說明。
圖7係表示本發明的又一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置主要部分的圖，圖8係圖7的變形例。
本發明的又一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置可包括噴嘴及電壓供給部。此外，可進一步包括感應輔助電極350。在以下說明中，也與前面參照圖1至圖6所說明的實施例進行比較，並以區別為中心進行說明。
在本實施例中的噴嘴由主電極部310及絕緣部330構造。主電極部310由導電材質形成，從而形成噴嘴的主體。絕緣部330透過由絕緣體塗布主電極部310的外側面而形成。此時，絕緣部330可以僅形成在形成噴嘴內徑的側面，但如圖所示，也可以形成在形成噴嘴主體的主電極部310的整個外側面。
因此，在本實施例中由導電材質形成噴嘴主體的主電極部310可以起到前述實施例中的主電極120、220的作用。透過形成在主電極部310的外側面的絕緣部330，噴嘴內的溶液和主電極部310之間不會直接接觸而分隔。因此，當由電壓供給部對主電極部310施加交流電壓時，感應電流流過噴嘴內溶液，並且可透過由此感應的電場力，由噴嘴孔噴出溶液。此外，當由電壓供給部對主電極310施加直流電壓時，也在液面上形成感應電荷，並且可透過感應電力噴出溶液。
在本實施例中，噴嘴從上端到下端的剖面形狀也為圓形，其由內徑恒定的缸體狀形成，如參照圖2所說明，下端部可以內徑朝向下部逐漸減小的方式形成為傾斜狀。當然，噴嘴也可以形成為四邊形缸體或多邊形缸體。
此時，在本實施例中也可以與參照圖6說明的實施例同樣地形成有感應輔助電極350。如圖8所示，感應輔助電極350可由導電材質形成且以針狀內插於噴嘴內部。此時，感應輔助電極350可以不被額外地電連接，或被施加與主電極部310不同的電壓，或被接地。或者，感應輔助電極350可由導電材質形成且以管狀或平板狀內插於噴嘴內部，並且可以不被額外地電連接，或被施加與主電極部310不同的電壓，或被接地。如與前面參照圖3及圖6說明的實施例同樣地，所述感應輔助電極350對主電極部310施加交流電壓來產生感應電流時，強化感應電場，從而更加提高噴射特性。在本實施例中，感應輔助電極350的外部也可由絕緣體塗布。
下面，參照圖9至圖14，對本發明的感應電流體動力學噴射打印裝置的實際噴射結果進行說明。
圖9係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖1所示實施例，由環氧聚合物（polymer）塗布主電極而製作；圖10係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖1所示實施例，由氟樹脂（Fluoropolymer）塗布主電極而製作；圖11係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖5所示實施例製作而成；圖12係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖6所示實施例製作而成；圖13係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖6所示實施例，將感應輔助電極製作為針（needle）狀；圖14係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖6所示實施例，由鋁箔（Al Foil）製作感應輔助電極；圖15係利用根據本發明製作的打印裝置進行薄膜電晶體的電極修復打印的結果的放大圖；圖16係利用根據本發明製作的打印裝置打印用於粘接微型發光二極體（Micro-LED）的導電膠的結果的放大圖。
首先，圖9示出在參照圖1說明的打印裝置結構中，在噴嘴110內部插入由環氧聚合物塗布的主電極120，並且施加交流電壓時的噴射結果。從圖中可以看出，在0.4kV以上的最大電壓下，以15~16μm的微細線寬實現噴射。
此外，圖10示出在參照圖1說明的打印裝置結構中，在噴嘴110內部插入由氟聚合物塗布的主電極120，並且施加交流電壓時的噴射結果。從圖中可以看出，在0.4kV以上的最大電壓下，以13~14μm的微細線寬實現噴射。
從圖9及圖10可以看出，根據塗布於主電極120的外側面的絕緣層130的材質不同，在噴射特性上存在微小的區別，但能以微細線寬實現噴射。
圖11示出如參照圖5說明的打印裝置結構那樣，在由絕緣體形成的噴嘴210外部形成主電極220，並且施加交流電壓時的噴射結果。此外，圖12示出如參照圖6說明的打印裝置結構那樣，在由絕緣體形成的噴嘴210外部形成主電極220，且在噴嘴210內部進一步設置感應輔助電極250時的噴射結果。
從圖11中可以看出，未能以線狀實現噴射，噴射有所不穩定，但從圖12可以看出，在噴嘴210內部配置感應輔助電極250的情況下實現12~13μm微細線寬的線狀，此時的噴射遠遠比圖11中的噴射穩定。
同樣地，圖13示出在參照圖6說明的打印裝置結構中，以針狀形成感應輔助電極250的情況下的噴射結果；圖14示出在參照圖6說明的打印裝置結構中，由鋁箔形成感應輔助電極250的情況下的噴射結果。
從圖13中可以看出，在0.4kV以上的最大電壓下以8~10μm的微細線寬實現噴射，從圖14中可以看出，在0.95kV以上的最大電壓下以7~8μm的微細線寬實現噴射。
如此可以看出，根據感應輔助電極250的結構不同，噴射特性有所不同，在配置感應輔助電極250的情況下噴射特性都非常優異。
此外，在OLED等顯示器的背板（Backplane）上形成有用於驅動像素的薄膜電晶體。構造電晶體的源極（source）、漏極（drain）和柵極（gate）電極被形成為大小非常微細的電極，由光刻工序和蝕刻工序無法進行完美的製造。因此，在圖15中示出針對電極的斷開缺陷利用本發明的打印裝置進行電極修復打印的結果。
在圖15的右側示出，透過本發明的打印裝置連接圖15的左側的斷開的2微米線寬電極的狀態。此時，打印材料係由Ag奈米顆粒、粘合劑和溶劑構成的墨。
在本發明中打印的導電奈米墨組合物係在電流體動力學噴射打印中使用的噴射溶液，其中包括導電奈米結構體、高分子化合物、潤濕分散劑及有機溶劑。導電奈米結構體的電氣、機械及熱特性優異，因此能夠成為導電奈米墨組合物的基本物質，其較佳為奈米顆粒形狀，或為一維奈米結構，如奈米線、奈米棒、奈米管（nano pipe）、奈米帶或奈米管（nano tube）等。奈米顆粒和上述一維奈米結構可以組合使用。此外，導電奈米結構體較佳為由選自金（Au）、銀（Ag）、鋁（Al）、鎳（Ni）、鋅（Zn）、銅（Cu）、矽（Si）和鈦（Ti）中的一種以上構成的奈米結構體、或碳奈米管（nano tubu）、或其組合構成。高分子化合物用於調節導電奈米墨組合物的粘度及光學特性，天然高分子化合物和合成高分子化合物的種類不受限制。在此，作為較佳的實施例，所述天然高分子化合物較佳為殼聚糖（chitosan）、明膠（gelatin）、膠原蛋白（collagen）、彈性蛋白（elastin）、透明質酸（hyaluronic acid）、纖維素（cellulose）、絲素蛋白（silk fibroin）、磷脂（phospholipids）和纖維蛋白原（fibrinogen）中的至少一種，所述合成高分子化合物較佳為聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA，Poly（lactic-co-glycolic acid））、聚乳酸（PLA，Poly（lactic acid））、聚（3-羥基丁酸酯-羥基戊酸酯）（PHBV，Poly（3-hydroxybutyrate-hydroxyvalerate））、聚對二氧（PDO，Polydioxanone）、聚乙醇酸（PGA，Polyglycolic acid）、聚（丙交酯-己內酯）（PLCL，Poly（lactide-caprolactone））、聚（e-己內酯）（PCL，Poly（ecaprolactone））、聚L-乳酸（PLLA，Poly-L-lactic acid）、聚（醚聚氨酯尿素）（PEUU，Poly（ether Urethane Urea））、乙酸纖維素（Cellulose acetate）、聚環氧乙烷（PEO，Polyethylene oxide）、聚（乙烯乙烯醇）（EVOH，Poly（Ethylene Vinyl Alcohol））、聚乙烯醇（PVA，Polyvinyl alcohol）、聚乙二醇（PEG，Polyethylene glycol）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP，Polyvinylpyrrolidone）中的至少一種。根據導電奈米結構體的種類，可以將天然高分子化合物和合成高分子化合物組合使用。在本發明中，在將銀奈米線作為導電奈米結構體來實現墨組合物的情況下，當將PEG或PEO作為高分子化合物來使用時，最容易進行粘度調節。
此外，若將微型有機發光二極體晶片排列並進行粘接，則能製造大螢幕顯示器。為此，必須能夠在襯底上構圖導電膠。由於微型有機發光二極體的大小為100微米以下，因此，將其粘接的墊片的大小應為20微米以下。
圖16的照片示出以15微米大小打印用於粘接LED的Ag前體形態的導電膠的結果。
本發明的權利範圍並不限於上述實施例，而在所附的申請專利範圍的範圍內可以實現為多種形式的實施例。在不脫離申請專利範圍所要求保護的本發明精神的範圍內，本領域技術人員所能變形的範圍也屬於本發明的申請專利範圍中記載的範圍內。
110:噴嘴
120:主電極
130:絕緣層
150:感應輔助電極
180:電極
210:噴嘴
220:主電極
250:感應輔助電極
280:電極
310:主電極部
330:絕緣部
350:感應輔助電極
380:電極
S:襯底
圖1係表示本發明的一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置主要部分的剖視圖。
圖2係圖1的變形例。
圖3係圖1的另一變形例。
圖4係用於說明本發明原理的圖，其表示對電容器施加交流電壓時位移電流（displacement current）引起的帶電狀態的變化。
圖5係表示本發明的另一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置主要部分的圖式。
圖6係圖5的變形例。
圖7係表示本發明的又一實施例的感應電流體動力學噴射打印裝置主要部分的圖式。
圖8係圖7的變形例。
圖9係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖1所示實施例，由環氧聚合物（polymer）塗布主電極而製作。
圖10係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖1所示實施例，由氟樹脂（Fluoropolymer）塗布主電極而製作。
圖11係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖5所示實施例製作而成。
圖12係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖6所示實施例製作而成。
圖13係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖6所示實施例，將感應輔助電極製成針（needle）狀。
圖14係透過打印裝置進行噴射的結果的放大圖，其中，該打印裝置根據圖6所示實施例，由鋁箔（Al Foil）製作感應輔助電極。
圖15係利用根據本發明製作的打印裝置進行薄膜電晶體的電極修復打印的結果的放大圖。
圖16係利用根據本發明製作的打印裝置打印用於粘接微型發光二極體（Micro-LED）的導電膠的結果的放大圖。
110:噴嘴
120:主電極
130:絕緣層
180:電極
S:襯底
Claims (16)
- 一種感應電流體動力學噴射打印裝置，包括：噴嘴，透過在該噴嘴的一端形成的噴嘴孔向相對的襯底噴出被供給的溶液；主電極，透過絕緣體與該噴嘴內的溶液分隔而不接觸；電壓供給部，對該主電極施加電壓；及感應輔助電極，由導電材料製成，並且該感應輔助電極不被電連接、或被施加與該主電極不同的電壓、或被接地；其中，該感應輔助電極係設置於該噴嘴內部，使得該被供給的溶液位於由該絕緣體分隔之主電極及該感應輔助電極之間。
- 如請求項1所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該電壓供給部對該主電極施加直流電壓。
- 如請求項1所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該電壓供給部對該主電極施加交流電壓。
- 如請求項3所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該電壓供給部對該主電極施加包括正弦波、三角波及方波中至少一種的波形的交流電壓。
- 如請求項1所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該主電極塗布有該絕緣體且被內插於該噴嘴的內部。
- 如請求項5所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該主電極形成為針狀。
- 如請求項5所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該主電極形成為管狀。
- 如請求項5所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該感應輔助電極係塗布於該噴嘴的內側壁面。
- 如請求項8所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該感應輔助電極的表面塗布有絕緣體。
- 如請求項1所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該噴嘴由該絕緣體形成，在該噴嘴的外壁、或者在與該噴嘴的外側隔開的位置上形成有該主電極。
- 如請求項1所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該噴嘴由主電極部及絕緣部形成，該主電極部由導電材料形成且形成主體，該絕緣部由絕緣體塗布該主電極部，該電壓供給部對該主電極部施加電壓。
- 如請求項10所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該感應輔助電極係被內插於該噴嘴的內部。
- 如請求項11所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該感應輔助電極係被內插於該噴嘴的內部。
- 如請求項12或13所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該感應輔助電極形成為針狀。
- 如請求項12或13所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該感應輔助電極由鋁箔形成且被內插於該噴嘴的內部。
- 如請求項12或13所述之感應電流體動力學噴射打印裝置，其中，該感應輔助電極的表面塗布有絕緣體。
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