[发明专利]感应电流体动力学喷射打印装置

说明书

本发明涉及一种感应电流体动力学喷射打印装置，本发明的感应电流体动力学喷射打印装置的特征在于，包括：喷嘴，通过在所述喷嘴的一端形成的喷嘴孔向相对的衬底喷出被供给的溶液；主电极，通过绝缘体与所述喷嘴内的溶液分隔而不接触；及电压供给部，对所述主电极施加电压。

本申请是申请人为株式会社ENJET，发明名称为“感应电流体动力学喷射打印装置”，申请号为201910740150.9，申请日为2019年8月12日的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种利用在电场下感应的电荷所引起的感应静电力的电流体动力学喷射打印装置，更加详细地涉及一种用于喷出由静电力带电的溶液的感应电流体动力学喷射打印装置，其中该静电力通过电场在喷嘴末端的液面上感应形成。

背景技术

一般来说，喷墨打印机或分配器(Dispenser)是指：结合在填充有气体、液体或其他内容物的密封容器，并且通过加压装置或压电元件等压力波传递装置按规定量喷出并使用其内部的内容物的装置。

最近在电子部件及相机模块等小型化精密产业领域中也使用为了涂布特定部位或进行接合加工等而喷出化学溶液的分配器。此外，在OLED显示器产业领域中也为了在密封工序涂布有机膜或者为了构图像素中的红色(Red)、绿色(Green)等颜色材料而使用喷墨打印机。此外，关于OLED背板(Backplane)的薄膜晶体管(Thin-film-transistor)的源极(source)、漏极(drain)、栅极(gate)等电极，在用于连接这些电极的断线(open)缺陷的方法中也在考虑墨等材料。在这种领域中使用的分配器或打印机需要更加精密地控制喷出量，且需要喷出更加微细的液滴。

作为喷射液滴的方法，以往广泛使用的是压电(piezoelectric)方式及电流体动力学(electrohydrodynamic，EHD)方式等。其中，电流体动力学方式为利用在位于喷嘴中的电极和衬底之间的电位差引起的静电力来喷墨的方法，其能实现微细线宽，因此以往在用于精密喷出的技术领域中得到广泛的应用。

以往的利用电流体动力学的喷射技术利用在喷嘴内部配置电极并施加电压的方法来向喷嘴内溶液提供电荷，以使该溶液带电，并且产生静电力来喷出液滴。或者，由导电物质形成喷嘴，使喷嘴起到电极作用，在此情况下也对喷嘴施加电压来喷出液滴。或者，由导电物质涂布喷嘴外部以形成电极，其中，该电极的一部分能够在喷嘴末端与溶液接触的状态下供给电荷来喷出液体。在电极如此与液体接触时，从电极向液体传递自由电子，或在电极表面上因离解(dissociation)而形成离子，并且通过离子的传递，电流流过液体。此时，因施加于喷嘴电极的电压而形成电场，且通过根据电场强度而作用的静电力来喷出液体。被喷出的功能性墨通常为在各种溶剂中分散有纳米金属颗粒、聚合物、生物物质、粘合剂等物质的墨。这种物质也自行带电，也激活在电极中的离解(dissociation)，从而有助于离子形成。

然而，这种以往的利用电流体动力学的喷射技术中电极为与喷嘴内的溶液直接接触的结构，在离解(dissociation)过程中电极表面上产生氧化还原反应，从而在电极上生成的电极离子与喷嘴内的用于喷射的溶液混合，并且因在氧化还原反应中产生的热而产生溶液改质的问题。在此情况下，因溶液改质，产生喷嘴堵塞的问题，并且生成泡沫而对喷射导致严重的问题。此外，根据溶液的导电度，也有可能导致电流的逆流，从而导致可能在喷嘴和溶液腔之间存在的阀门的错误操作。

美国专利：第4333086号

美国专利：第4364054号

日本公开专利：第2004-165587号

发明内容