本专利申请属于电流体喷印,更具体地,涉及一种适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统。
背景技术:
1、电流体喷印技术由于其具备增材制造、可图案化、材料适应性广、过程高效等优点,在微纳制造领域引起广泛的关注。在打印过程中,将打印材料如tfe、光刻胶等墨水进行精准喷印,可以在较小尺寸的基板上按照需求形成微纳尺度的结构,目前打印精度可控制在10μm以下。
2、该技术已成功应用于高清屏幕、柔性电子、生物医疗等领域。电流体喷印技术在外加电场所产生的驱动力远大于膨胀产生的挤压力能够实现更大粘度范围的溶液喷印(1~10000cps)。同时由于液滴在泰勒锥尖端形成,生成的液滴直径远小于喷嘴直径,能够实现微米级乃至是纳米级的高分辨率结构打印,成为近几年的研究热点。
3、阵列化电流体喷头包括多个阵列排布的喷嘴,然而,目前的电流体喷印技术存在如下问题:(1)传统阵列化电流体喷印技术采用的是对整个喷头喷嘴进行集中控制,对每个喷嘴没有做到独立可控,为了打印所需图案,通过机械移动喷头或者是基板的方式,打印效率较低,而且喷印墨水利用效率低,存在较大的浪费;(2)传统阵列化电流体喷印由于没有做到对每个喷嘴可控,导致喷嘴数量无法做多,一般只有几个喷嘴,打印效率大打折扣。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷,本申请的目的在于提供一种适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,旨在解决传统电流体喷印技术无法做到对每个喷嘴精准可控、喷嘴数量无法做多及打印效率较低的问题。
2、为实现上述目的,本申请提供了一种适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,所述阵列化电流体喷头包括多个阵列排布的喷嘴,所述电压控制系统包括:
3、喷嘴控制电路,用于根据所需喷印的图案配置阵列化电流体喷头中各喷嘴的工作时序流参数,然后根据该工作时序流参数输出多组高频控制信号,每组高频控制信号均包括两路高频控制信号;且还用于根据外部输入的设置指令携带的墨水信息输出一控制指令;
4、pwm波形产生电路,用于根据所述控制指令产生相应参数的pwm波形,所述pwm波形的参数包括偏置电压、幅值电压、占空比和相位;
5、高压放大电路,用于将pwm波形产生电路产生的pwm波形按照设定参数放大后,作为公共高压信号输出;
6、高压控制电路,用于接收并根据各组高频控制信号,控制所述公共高压信号与相应喷嘴的接通与关断,从而实现对阵列化电流体喷头中各喷嘴的高压通断控制,完成图案打印。
7、本申请提供的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,利用喷嘴控制电路输出多路高频控制信号,控制公共高压信号与相应喷嘴的接通与关断,可实现喷头中每个喷嘴的独立控制,使得喷头中的喷嘴数量可以做到很多;另外,本申请根据喷印所需的图案配置喷头中各喷嘴的工作时序流参数,然后根据该参数控制相应喷嘴的启停和持续时间,实现所需图案打印,相比于传统通过机械移动喷头或者基板的方式打印所需图案,可有效提高打印效率。
8、作为进一步优选的,所述pwm波形的偏置电压和幅值电压以及所述高压放大电路的放大倍数根据所述墨水信息中该墨水喷射所需的峰值电压和该墨水临界喷射所需的电压进行相应设置,所述pwm波形的占空比和相位根据所述墨水的性质进行相应设置。
9、作为进一步优选的,所述高压控制电路采用多个选通电路,每个选通电路均包括半桥电路和隔离栅极驱动芯片u2和u3;
10、所述隔离栅极驱动芯片u2和u3的输入端对应接收一组高频控制信号中的两路高频控制信号,所述隔离栅极驱动芯片u2和u3的输出端对应与半桥电路中的上管的栅极和下管的栅极相连,上管的漏极与高压放大电路的输出端相连,上管的源极和下管的漏极对应与阵列化电流体喷头中的一喷嘴相连,下管的源极接地;所述上管和下管均采用高压mos管。
11、作为进一步优选的,喷嘴控制电路包括上位机、mcu控制器和若干个驱动芯片;
12、所述上位机用于根据所需喷印的图案配置阵列化电流体喷头中各喷嘴的工作时序流参数;mcu控制器用于根据接收到的各喷嘴的工作时序流参数,控制驱动芯片输出多组高频控制信号,且mcu控制器还用于根据外部输入的设置指令携带的墨水信息向pwm波形产生电路输出一控制指令。
13、作为进一步优选的,所述mcu控制器通过phy芯片、rj45接口与上位机进行通讯。
14、作为进一步优选的,所述rj45接口的通讯速率大于或等于100mb/s,rj45接口的通断控制信号时延小于或等于1ms。
15、作为进一步优选的,所述pwm波形产生电路采用信号发生器。
16、作为进一步优选的,所述高压放大电路采用高压放大器。
17、作为进一步优选的,所述阵列化电流体喷头应用于oled、qled或microled喷印制造领域。
1.一种适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,所述阵列化电流体喷头包括多个阵列排布的喷嘴,其特征在于,所述电压控制系统包括:
2.如权利要求1所述的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,其特征在于,所述pwm波形的偏置电压和幅值电压以及所述高压放大电路的放大倍数根据所述墨水信息中该墨水喷射所需的峰值电压和该墨水临界喷射所需的电压进行相应设置,所述pwm波形的占空比和相位根据所述墨水的性质进行相应设置。
3.如权利要求1所述的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,其特征在于,所述高压控制电路采用多个选通电路,每个选通电路均包括半桥电路和隔离栅极驱动芯片u2和u3;
4.如权利要求1~3任意一项所述的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,其特征在于,所述喷嘴控制电路包括上位机、mcu控制器和若干个驱动芯片;
5.如权利要求4所述的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,其特征在于,所述mcu控制器通过phy芯片、rj45接口与上位机进行通讯。
6.如权利要求5所述的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,其特征在于,所述rj45接口的通讯速率大于或等于100mb/s,rj45接口的通断控制信号时延小于或等于1ms。
7.如权利要求1所述的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,其特征在于,所述pwm波形产生电路采用信号发生器。
8.如权利要求1所述的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,其特征在于,所述高压放大电路采用高压放大器。
9.如权利要求1所述的适用于阵列化电流体喷头的电压控制系统,其特征在于,所述阵列化电流体喷头应用于oled、qled或microled喷印制造领域。