[发明专利]一种水性导电笔油墨电阻性能的测试方法

说明书

本发明提供一种水性导电笔油墨电阻性能的测试方法，其特征在于：引入色密度指标对待测水性油墨性能进行表征，所述色密度通过提取油墨打印到纸上形成图案或字迹油墨的密集度得到，采用比尔朗伯定律定量描述；通过结合方阻、黏度和色密度对水性导电油墨电阻性能进行判断。本发明提引入色密度指标对待测水性油墨性能进行表征，克服传统技术方案因仅凭方阻与黏度对油墨电阻测量精确度不够的缺陷。

技术领域

本发明涉及一种水性导电笔油墨电阻性能的测试方法。

背景技术

近些年柔性印刷电子技术已经广泛应用于生物传感器、电化学、储能设备、电子皮肤等领域。随着各种新型纳米导电油墨的出现，纳米压印、喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷等技术也相继被采用来制备更理想的柔性电子器件。柔性电子器件的广泛应用使得人们不得不考虑如何更低成本又便捷的制备柔性电子器件。最近A.Russo等研究者提出了直接用笔绘制柔性电子器件的方法，这种特殊的直接用笔绘制的方式，可以灵活、即时的通过简单的手绘，直接绘制脑海中想象的柔性电子器件。手画的优势是可以根据需求快速有效的设计器件结构、尺寸等，还可以在人体皮肤或在一些不合适印刷的凹凸不平的曲面，直接手绘电子器件。然而，手绘电子器件的电阻测量问题却鲜有人提及，缺乏相关研究。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的不足，本发明提出了一种水性导电笔油墨电阻性能的测试方法。引入色密度指标对待测水性油墨性能进行表征，因仅凭方阻与黏度对油墨电阻测量精确度不够。

为了实现上述目的，本发明提出一种水性导电笔油墨电阻性能的测试方法，引入色密度指标对待测水性油墨性能进行表征，所述色密度通过提取油墨打印到纸上形成图案或字迹油墨的密集度得到，采用比尔朗伯定律定量描述；通过结合方阻、黏度和色密度对水性导电油墨电阻性能进行判断。

而且，结合方阻、黏度和色密度对水性导电油墨电阻性能进行判断，实现方式为通过人工神经网络模型对线阻值进行估计。

而且，对人工神经网络模型采用误差修正、inner-take-all规则进行比较优化，得出优化变量参数。

而且，所述人工神经网络模型采用负反馈人工神经网络BPANN。

或者，所述结合方阻、黏度和色密度对水性导电油墨电阻性能进行判断，实现方式为采用非线性拟合对线阻值进行估计。

而且，对非线性拟合采用Henmiter插值、最小二乘进行模型优化，得出优化变量参数。

或者，所述结合方阻、黏度和色密度对水性导电油墨电阻性能进行判断，实现方式为分别通过非线性拟合和人工神经网络模型对线阻值进行估计，并通过交叉检测验证精度。

本发明考虑到，传统表征油墨导电性的指标主要为方阻、电导率，不能直接表征划线电阻阻值。因方阻与划线阻值非一一对应，还与厚度、油墨流动性等有关。虽方阻与划线电阻均与油墨电学性质相关，但并非完全一致。因电导率不是影响划线电阻的唯一因素，诸多其他因素对其亦有重大影响，如油墨流动性及墨层厚度。油墨流动性一般可用黏度指标加以表征，通过粘度计可轻易测试其数值。仅靠方阻与粘度对划线电阻估量不够准确，试引入墨层厚度指标。因通过导电笔写出来的油墨形貌立体，具有一定厚度，而厚度亦为电阻重要影响因素，与划线电阻关系密切。然油墨厚度难以精确测量。根据比尔朗伯定律，色密度与墨层厚度成正比，故可反映墨层厚度。最终选择色密度、方阻、粘度三因素对油墨划线电阻进行估计。通过非线性拟合与人工神经网络对线阻阻值进行估计，模型R-squared分别为0.963和0.9995，并通过交叉检测验证了模型的准确度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)与方阻测量相比，能够更准确地对线阻进行估计测量。虽然方阻和电阻都与油墨的电学性质有关，但并非完全一致。因电导率不是影响划线电阻唯一因素，诸多其他因素对其亦有重大影响，如书写速度、书写角度、基底材料等。