정전기수력학 인쇄방법에 있어서 잉크 액적의 전하량 및 인가 전기장에 따른 거동 연구 Study on the movement of liquid droplets in electrohydrodynamic ink jet printing as a function of droplet charge and the external field원문보기
최근 디스플레이 산업과 태양전지 등의 이차 전지 산업이 발달함에 따라 원가절감과 공정단계의 단순화를 위하여 다이렉트 패터닝 인쇄에 대한 연구가 관심을 받고 있으며, 나노전자부품 제작이 요구되는 전기/전자 소자들은 수백 ㎚에서부터 수십 ㎛ 수준까지 다양한 해상도의 패턴으로 구성되므로 미세패턴이 가능한 정전수력학 잉크젯프린팅 방식이 주목을 받고 있다.
정전수력학(EHD) 인쇄는 기존의 인쇄 방식과 달리, ...
최근 디스플레이 산업과 태양전지 등의 이차 전지 산업이 발달함에 따라 원가절감과 공정단계의 단순화를 위하여 다이렉트 패터닝 인쇄에 대한 연구가 관심을 받고 있으며, 나노전자부품 제작이 요구되는 전기/전자 소자들은 수백 ㎚에서부터 수십 ㎛ 수준까지 다양한 해상도의 패턴으로 구성되므로 미세패턴이 가능한 정전수력학 잉크젯프린팅 방식이 주목을 받고 있다.
정전수력학(EHD) 인쇄는 기존의 인쇄 방식과 달리, 정전기력을 이용하여 인쇄를 하는 방식으로, 유체역학과 전자기학의 상호작용에 의해 잉크가 토출이 퇴며, 이 때 수KV 의 고전압을 사용한다. 고전압은 잉크를 대전시키고, 대전된 잉크는 대부의 전기적 반발력에 의해 액적이나 액실로 분열하게 된다. 전하를 띤 액적 또는 액실 은 정전기력을 받아 기판 쪽으로 이동을 하는 인쇄 방법이다. EHD 인쇄 방법은 노즐 내경의 크기보다 작은 액적이 형성되기 때문에 기존의 잉크젯 인쇄방식에서 어려웠던 미세패턴이 가능하며, 정전기력을 이용함으로써, 기존 잉크젯 프린팅에서 사용하지 못한 고점도 잉크를 사용할 수 있고, 잉크의 표면에만 정전기력이 작용하기 때문에 잉크 내부의 물성의 변화가 나타나지 않고, 높은 토출 주파수를 갖고 있어, 산업용 잉크젯 프린터로써 응용 분야가 다양할 것으로 기대되는 방식이다.
그러나 정전수력학인쇄에서 대전된 액적은 정전기력을 조절하여, 토출유무의 제어가 가능하나, 액체에 유입되는 압력과, 정전기력의 변화에 따라 액적의 이동경로와 토출 주파수가 변화하는 문제가 발생하게 된다. 본 연구에서는 인가되는 전압과, 압력, 그리고 액체 물성에 따라 액체의 토출모양과 이동경로의 변화를 확인하여, 안정적이고 균일한 패턴을 형성할 수 있는 액체의 토출 모드를 확인하였다. ANSYS 프로그램을 이용하여, 노즐에 형성되는 정전기장을 시뮬레이션 하였으며, 정전기장의 형태와 크기를 분석하고 그 결과를 통해 안정적으로 토출되는 전압의 변화를 확인하였다.
노즐에서 분리되어 움직이는 액적은, 고유의 전하량을 가지고 있어, 정전기력의 영향을 받아 기판 쪽으로 운동을 하게 된다. 액적에 작용하는 힘은 정전기력의 크기와, 액적의 전하량에 따라 변화하게 된다. 결과적으로 액적의 이동경로를 제어하기위해서는 액적의 전하량과 잉크의 물성 간의 관계를 규명할 필요가 있어, 잉크의 물성에 따른 전하량을 계산하였다. 그 결과 전기전도도가 증가함에 따라 단일 액적의 전하량이 증가하는 것은 확인하였으며 본 연구에서는 전기전도도와 액적의 전하량과의 관계를 규명 할 수 있는 것에 기반을 제공 하였다.
최근 디스플레이 산업과 태양전지 등의 이차 전지 산업이 발달함에 따라 원가절감과 공정단계의 단순화를 위하여 다이렉트 패터닝 인쇄에 대한 연구가 관심을 받고 있으며, 나노전자부품 제작이 요구되는 전기/전자 소자들은 수백 ㎚에서부터 수십 ㎛ 수준까지 다양한 해상도의 패턴으로 구성되므로 미세패턴이 가능한 정전수력학 잉크젯프린팅 방식이 주목을 받고 있다.
정전수력학(EHD) 인쇄는 기존의 인쇄 방식과 달리, 정전기력을 이용하여 인쇄를 하는 방식으로, 유체역학과 전자기학의 상호작용에 의해 잉크가 토출이 퇴며, 이 때 수KV 의 고전압을 사용한다. 고전압은 잉크를 대전시키고, 대전된 잉크는 대부의 전기적 반발력에 의해 액적이나 액실로 분열하게 된다. 전하를 띤 액적 또는 액실 은 정전기력을 받아 기판 쪽으로 이동을 하는 인쇄 방법이다. EHD 인쇄 방법은 노즐 내경의 크기보다 작은 액적이 형성되기 때문에 기존의 잉크젯 인쇄방식에서 어려웠던 미세패턴이 가능하며, 정전기력을 이용함으로써, 기존 잉크젯 프린팅에서 사용하지 못한 고점도 잉크를 사용할 수 있고, 잉크의 표면에만 정전기력이 작용하기 때문에 잉크 내부의 물성의 변화가 나타나지 않고, 높은 토출 주파수를 갖고 있어, 산업용 잉크젯 프린터로써 응용 분야가 다양할 것으로 기대되는 방식이다.
그러나 정전수력학인쇄에서 대전된 액적은 정전기력을 조절하여, 토출유무의 제어가 가능하나, 액체에 유입되는 압력과, 정전기력의 변화에 따라 액적의 이동경로와 토출 주파수가 변화하는 문제가 발생하게 된다. 본 연구에서는 인가되는 전압과, 압력, 그리고 액체 물성에 따라 액체의 토출모양과 이동경로의 변화를 확인하여, 안정적이고 균일한 패턴을 형성할 수 있는 액체의 토출 모드를 확인하였다. ANSYS 프로그램을 이용하여, 노즐에 형성되는 정전기장을 시뮬레이션 하였으며, 정전기장의 형태와 크기를 분석하고 그 결과를 통해 안정적으로 토출되는 전압의 변화를 확인하였다.
노즐에서 분리되어 움직이는 액적은, 고유의 전하량을 가지고 있어, 정전기력의 영향을 받아 기판 쪽으로 운동을 하게 된다. 액적에 작용하는 힘은 정전기력의 크기와, 액적의 전하량에 따라 변화하게 된다. 결과적으로 액적의 이동경로를 제어하기위해서는 액적의 전하량과 잉크의 물성 간의 관계를 규명할 필요가 있어, 잉크의 물성에 따른 전하량을 계산하였다. 그 결과 전기전도도가 증가함에 따라 단일 액적의 전하량이 증가하는 것은 확인하였으며 본 연구에서는 전기전도도와 액적의 전하량과의 관계를 규명 할 수 있는 것에 기반을 제공 하였다.
Recently, direct writing and inkjet printing have been used to form fine patterns that range from the micro- to nanoscales. In the direct writing approach, structures or patterns are obtained by directly depositing or dispensing ink onto a surface without using masking and etching processes. This me...
Recently, direct writing and inkjet printing have been used to form fine patterns that range from the micro- to nanoscales. In the direct writing approach, structures or patterns are obtained by directly depositing or dispensing ink onto a surface without using masking and etching processes. This method reduces cost, increases production speed, and is an environment-friendly process Conventional inkjet devices, based on thermal bubbles or piezoelectric pumping, suffer from fundamental limitations, such as relatively large size and low density of the nozzle array. In contrast, electrohydrodynamic(EHD) inkjet printing, and electrostatic field induced jetting devices, which are based on the direct manipulation of liquids by electric fields, can be made smaller and can operate at higher frequencies.
Electrohydrodynamic(EHD) printing is a phenomenon that the liquid emerged from a nozzle or capillary is the method to jet the droplet by electrostatic field. The principle of EHD jet is that electrical stress elongates the liquid meniscus formed at the outlet of a capillary, to the form of a cone or a jet which next deforms and disrupts into droplets because of the electrical and mechanical forces. The phenomenon of EHD jet have been analyzed nummerically and experimentally by Electric field, conductivity, voltage and pressure.
Recently, direct writing and inkjet printing have been used to form fine patterns that range from the micro- to nanoscales. In the direct writing approach, structures or patterns are obtained by directly depositing or dispensing ink onto a surface without using masking and etching processes. This method reduces cost, increases production speed, and is an environment-friendly process Conventional inkjet devices, based on thermal bubbles or piezoelectric pumping, suffer from fundamental limitations, such as relatively large size and low density of the nozzle array. In contrast, electrohydrodynamic(EHD) inkjet printing, and electrostatic field induced jetting devices, which are based on the direct manipulation of liquids by electric fields, can be made smaller and can operate at higher frequencies.
Electrohydrodynamic(EHD) printing is a phenomenon that the liquid emerged from a nozzle or capillary is the method to jet the droplet by electrostatic field. The principle of EHD jet is that electrical stress elongates the liquid meniscus formed at the outlet of a capillary, to the form of a cone or a jet which next deforms and disrupts into droplets because of the electrical and mechanical forces. The phenomenon of EHD jet have been analyzed nummerically and experimentally by Electric field, conductivity, voltage and pressure.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.