[发明专利]一种巨量液滴阵列体积测量方法及其应用

说明书

本发明属于新型显示领域，具体涉及一种巨量液滴阵列体积测量方法及其应用，包括：对平面基底上的巨量液滴沉积区域进行阵列采图，对采集的图像阵列进行图像拼接，得到完整沉积观测区域的图像；对沉积观测区域的图像进行图像处理，分离出各液滴的沉积区域；基于每个液滴的沉积区域，提取该液滴沉积区域形态特征；基于各液滴沉积区域形态特征，采用预先构建的液滴沉积区域形态特征与液滴体积之间的映射关系，预测得到所述沉积观测区域内各液滴在平面基底上的沉积体积。本发明仅通过普通工业相机，完成低成本、高效、高精度的巨量液滴阵列的体积测量与均匀性评估，给打印参数的选择提供参考。

技术领域

本发明属于新型显示领域，更具体地，涉及一种巨量液滴阵列体积测量方法及其应用。

背景技术

喷墨打印技术是一种非接触式的微米级印刷过程，可通过直接喷射纳米尺寸的溶液在柔性或硬质基底上实现。相较于传统的制膜技术，无需真空环境，有低能、低成本、材料利用率高、沉积材料灵活等优点，是目前最常被讨论的新兴薄膜沉积技术之一。

目前喷墨打印有电流体点喷与电流体雾化两种制膜方法。这两种制方法，由于打印质量受打印参数影响大，且喷雾流量难以调控导致喷墨打印的薄膜膜厚难以精确控制，由此喷墨打印技术的工业化难点在于，如何生产质量稳定、膜厚均匀可控的薄膜。其中，薄膜质量很大程度上取决于喷墨打印液滴体积的分布均匀性和体积均匀性，因此在工业生产中，在薄膜生产前，找到喷墨打印液滴体积分布均匀的打印参数区间，是十分必要的。

而针对喷墨打印液滴体积的测量方法，目前有：使用CCD相机或高速相机观测，该方法观测电流体点喷的体积效率慢，难以适应生产节拍，且用于观测电流体雾化时只能观测雾锥轮廓；使用粒子图像测速仪测量流场中粒子，该方法倾向于测量粒子数量与流速，对粒子体积的测量误差较大；使用相位多普勒粒子分析仪，但其测量雾锥时仅能测量雾锥中某个点的液滴体积，不能测量整个雾锥，且成本高；使用CCD相机观测粒子在基板上的沉积分布情况，该方法仅停留在计算粒子数量阶段，没有对体积测量的研究。电流体雾化打印液滴较电流体点喷打印，还有巨量、体积小、沉积范围大的特点，往往一个喷头一秒能喷出上万颗的液滴，液滴体积在1～100pL，沉积范围8mm以上，而目前的所有液滴测量方法都无法实现巨量液滴高效高精度的液滴体积测量，也就难以实现高效高精度的液滴体积的分布均匀性评估。

综上，提出适用于喷墨打印的高效高精度巨量液滴阵列体积测量方法成为了该领域的研究重点之一。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种巨量液滴阵列体积测量方法及其应用，其目的在于对喷墨打印过程中产生的巨量微小液滴进行高效高精度的体积测量。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种巨量液滴阵列体积测量方法，包括：

对平面基底上的巨量液滴沉积区域进行阵列采图，对采集的图像阵列进行图像拼接，得到完整沉积观测区域的图像；

对沉积观测区域的图像进行图像处理，分离出各液滴的沉积区域；基于每个液滴的沉积区域，提取该液滴沉积区域形态特征；

基于各液滴沉积区域形态特征，采用预先构建的液滴沉积区域形态特征与液滴体积之间的映射关系，预测得到所述沉积观测区域内各液滴在平面基底上的沉积体积；

其中，所述映射关系是通过机器学习的方式训练得到，所采用的训练样本集是通过对以如下方式得到的液滴进行信息提取得到：采用与制备所述巨量液滴阵列所采用的打印溶液相同的一种打印溶液，在与所述平面基底种类相同的平面基底上喷墨打印得到。

进一步，所述沉积观测区域中液滴之间无融合；且在采图时，以垂直于沉积观测区域的角度进行阵列采图，相邻图像之间有重合区域。

进一步，所述图像处理的方式为：对沉积观测区域的图像进行二值化处理；对二值化处理后的图像进行形态学处理，以分离出单个液滴的沉积区域；