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喷墨打印系统净化箱流场研究与应用

喷墨打印系统净化箱流场研究与应用

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作者：李浩杰华中科技大学

学位级别：硕士

有机发光二极管(Organic Light Emitting Device,OLED)被誉为“下一代梦幻显示与照明技术”。喷墨打印技术制备OLED工艺因其材料利用率高、适合柔性大尺寸制造具有广阔的发展应用前景。喷墨打印OLED功能层需要在隔离水氧、高洁净度、恒... 详细信息

有机发光二极管(Organic Light Emitting Device,OLED)被誉为“下一代梦幻显示与照明技术”。喷墨打印技术制备OLED工艺因其材料利用率高、适合柔性大尺寸制造具有广阔的发展应用前景。喷墨打印OLED功能层需要在隔离水氧、高洁净度、恒温、密闭净化箱中完成,箱体内通过气体循环维持环境要求,而气流场也会对喷墨打印过程中墨滴沉积定位带来挑战。本文从喷墨打印制备OLED环境要求出发,提出了喷墨打印系统净化箱环境控制方案,基于计算流体动力学完成了密闭净化箱流场数值仿真,并进一步研究了喷墨打印区域流场对墨滴飞行下落过程的影响。本文主要的研究内容及成果如下:(1)提出了多传感器净化箱环境测控系统方案。喷墨打印系统净化箱通过基于多传感器协同的净化箱环境测控系统,来维持净化箱微环境的温度、压强、颗粒物浓度、水蒸气浓度、氧浓度等,从而满足喷墨打印制备OLED环境要求。(2)基于计算流体动力学建立了喷墨打印系统净化箱流场数学模型,通过数值仿真研究喷墨打印系统净化箱流场分布。通过数值仿真分析NEJ-E/P200型喷墨打印装备的喷墨打印系统净化箱环境流场分布,提出改善措施;进一步研究了净化箱流场对喷墨打印区域流场影响。(3)研究了喷墨打印区域流场分布和区域流场墨滴飞行下落过程,明确喷墨打印区域流场对墨滴落点的影响。喷墨打印系统的基板平台移动使喷墨打印区域流场形成了库埃特流动,进而造成墨滴落点定位误差。仿真结果表明:墨滴落点偏移距离与基板平台移动速度接近线性关系,墨滴落点偏移距离与墨滴飞行速度的平方成反比,墨滴下落高度对墨滴落点偏移距离影响最为显著。(4)基于NEJ-E/P200型喷墨打印装备验证了净化箱流场和打印区域流场对墨滴落点定位误差影响规律,实验结果证明了本文喷墨打印系统箱净化箱数值仿真的有效性,实验进一步表明墨滴下落过程受喷墨打印区域流场影响而产生墨滴落点定位误差。综上所述,本文提出了多传感器净化箱环境测控系统,通过数值仿真对喷墨打印系统净化箱流场研究,有助于指导喷墨打印系统净化箱设计;对喷墨打印区域流场对墨滴下落影响规律研究,有助于减小喷墨打印墨滴落点定位误差,提高喷墨打印质量和稳定性。本文的研究内容对喷墨打印系统净化箱结构和参数控制方案设计具有指导意义。

关键词：喷墨打印净化箱流场墨滴落点定位误差数值仿真计算流体动力学

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