电流体雾化薄膜封装成膜机理研究

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电流体喷印技术具有分辨率高,溶液参数适应性广等优点,是新型显示制造工艺创新突破的重要途经。电流体雾化技术作为一种能够大面积高效率高质量制备封装薄膜的电流体喷印技术,有着巨大的发展潜力。现阶段,关于电流体雾化沉积成膜工艺研究尚不充分,沉积成膜各阶段影响因素作用机理尚不明晰。为此,本文系统探究电流体雾化技术沉积微纳液膜工艺过程,构建了电流体雾化成膜数值仿真模型,总结了各影响因素在液滴聚结成膜过程中作用规律以及工艺调控参数对电流体雾化成膜质量的影响规律,改良了成膜工艺参数设置方法,实现了薄膜膜厚不均匀性低于5%的电流体雾化薄膜沉积制备,为电流体雾化技术工艺参数改良提供了理论依据与可行的改良思路。本文主要研究内容如下:(1)基于相场方法,构建了液滴电聚结数值仿真模型。首先,系统分析了电流体雾化沉积成膜整体工艺过程。然后,依据难以直接观测沉积成膜工艺过程这一研究现状,给出了数值分析解决方法。最后,通过分析基板上液滴聚结受力情况,结合数值分析方法,构建了基于电场力控制方程,两相流运动控制方程、界面变化追踪方程以及表面张力控制方程的液滴电聚结数值仿真理论模型。(2)基于数值仿真,研究了电流体雾化成膜工艺中液滴电聚结作用机理。首先,基于液滴电聚结理论模型,完成了非匀强电场下气液两相流双液滴电聚结仿真模型和气液两相流多液滴成膜仿真模型的构建。然后,探究基板上双液滴可电聚结工艺参数区间,绘制了双液滴可电聚结工艺参数相图。最后,多角度分析各工艺参数对非匀强电场下双液滴电聚结过程以及多液滴融合成膜过程的影响,总结了各影响因素作用规律。研究结论指明了双液滴电聚结过程中各因素作用机理与多液滴小范围成膜过程中各因素作用机理的一致性。(3)设计了电流体雾化沉积成膜实验方案,实验验证了数值仿真结论准确性,总结了各工艺参数对电流体雾化成膜质量的作用规律,实现了高质量薄膜的电流体雾化制备。首先,通过搭建电流体雾化成膜实验平台,确定主要研究的电流体雾化工艺调控参数与薄膜质量检测参数,介绍实验溶液配置方法与沉积成膜工艺制备步骤,完成了电流体雾化沉积成膜实验方案的设计。然后,明确了实验中稳定持续电流体雾化的判定标准,总结了电流体雾化成膜过程中各工艺调控参数影响规律,该影响规律与与数值仿真结论一致,验证了数值仿真的准确性。最后,基于该影响规律改良了工艺参数设置方法,实现了薄膜膜厚不均匀性低于5%,薄膜平均膜厚低于20μm沉积薄膜的电流体雾化制备。为电流体雾化制膜工艺参数改良提供了理论依据与可行的改良思路。
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