CN113971342A - 一种墨水干燥成膜的仿真方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种墨水干燥成膜的仿真方法，属于显示技术领域。本公开提供了一种墨水干燥成膜的仿真方法，包括：根据墨水信息，通过第一预设算法，仿真生成薄膜的薄膜信息；墨水信息至少包括墨水中溶剂的溶剂信息和时间参数；薄膜信息至少包括薄膜的形貌信息。

Description

一种墨水干燥成膜的仿真方法

技术领域

本公开属于显示技术领域，具体涉及一种墨水干燥成膜的仿真方法。

背景技术

随着显示技术的发展与进步，对于现有的显示装置而言，有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)作为一种电流型发光器件，因其相对于TFT-LCD(hin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示装置)而言具有自发光、快速响应、宽视角，以及高亮度、色彩艳丽、体积轻薄等优点，越来越多地被应用于高性能显示领域当中。

对于大尺寸的OLED显示装置，使用白光OLED配合彩膜基板的方式实现OLED彩色显示的方式，对于材料的利用率较低，且存在功耗较大等问题，使得人们越来越倾向于使用喷墨打印(ink jet printing，IJP)薄膜制备技术制作OLED。目前喷墨打印工艺的过程包括喷墨工艺、真空干燥工艺、烘干(Bake)工艺。其中真空干燥工艺，是将物料置于负压条件下，通过加热达到负压状态下的沸点或者通过降温使得物料凝固后通过溶点来干燥物料的一种干燥方式。

在真空干燥的过程中，真空干燥装置中的真空抽气时长以及在抽气阶段各个时间节点的抽气时长对干燥后的有机膜层的成膜均匀性有较大影响。

发明内容

本公开旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种墨水干燥成膜的仿真方法，包括：根据墨水信息，通过第一预设算法，仿真生成薄膜的薄膜信息；所述墨水信息至少包括墨水中溶剂的溶剂信息和时间参数；所述薄膜信息至少包括所述薄膜的形貌信息。

其中，所述第一预设算法包括：第一子预设算法、第二子预设算法以及第三子预设算法；所述仿真方法包括：根据所述墨水信息，通过第一子预设算法，生成第一高度；根据所述第一高度和所述墨水信息，通过所述第二子预设算法，生成第二高度和第三高度；根据所述第二高度、所述第三高度以及所述墨水信息，通过所述第三子预设算法，生成所述薄膜的所述形貌信息。

其中，所述墨水信息包括所述墨水的初始体积和初始浓度；所述第一子仿真算法包括：第一扩散量计算算法、第一浓度计算算法以及第一高度计算算法；根据第一时间，通过所述第一扩散量计算算法，生成所述第一扩散量；根据所述初始浓度、所述第一体积和所述第一扩散量，通过所述第一浓度计算算法生成第一浓度；根据所述第一浓度，通过所述第一高度计算算法生成所述第一高度。

其中，所述墨水信息还包括在起始状态下，所述墨水在凹槽内形成的椭球缺型墨滴的第一长半轴、第一短半轴，以及所述墨水中溶剂的摩尔质量；所述第一扩散量计算算法包括第一表面积计算算法和第一扩散速度计算算法；根据所述第一长半轴、第一短半轴以及第一球缺角，通过所述第一表面积计算算法，生成第一表面积；所述第一球缺角为所述墨滴与所述凹槽的侧壁之间的夹角；根据所述摩尔质量，通过所述第一扩散速度计算算法，生成第一扩散速度；根据第一时间、所述第一扩散速度以及所述第一表面积，通过所述第一扩散量算法，生成所述第一扩散量。

其中，还包括：生成所述第一高度时，根据所述墨水信息，通过所述第一预设算法，生成第二时间。

其中，当所述第一扩散量达到预设的第一预设扩散量时，根据所述第一浓度、所述第一扩散量、所述第一高度，通过第二子仿真方法，生成所述第二高度。

其中，所述墨水信息包括所述墨水中溶质的第一质量；所述第二在仿真方法包括：第二扩散量计算算法、第二浓度计算算法以及第二高度计算算法；其中，根据所述第三时间，通过所述第二扩散量计算算法，生成所述第二扩散量；根据所述第一浓度、所述第一体积、所述第一扩散量以及所述第二扩散量，所述第二浓度计算算法，生成第二浓度；根据所述第二浓度，通过所述第二高度计算算法，生成所述第二高度；根据所述第一质量和所述第三时间，通过所述第三高度计算算法，生成所述第三高度。

其中，所述第二扩散量计算算法包括第二表面积计算算法和第二扩散速度计算算法；根据所述第一长半轴、第一短半轴以及第二球缺角，通过所述第二表面积计算算法，生成第二表面积；所述第二球缺角为当所述第二子仿真算法生成所述第二高度时，所述墨滴与所述凹槽的侧壁之间的夹角；根据所述摩尔质量，通过所述第二扩散速度计算算法，生成第二扩散速度；根据第三时间、所述第二扩散速度以及所述第二表面积，通过所述第二扩散量算法，生成所述第二扩散量。

其中，还包括：生成所述第二高度时，通过所述墨水信息，通过所述第二子仿真算法，生成所述第四时间。

其中，所述第三子仿真算法包括：横向扩散量计算算法、边缘高度计算算法、第三浓度计算算法以及成膜厚度计算算法；根据所述第二高度、所述第三高度以及当所述第二高度达到预设的第一高度值时的所述第二浓度，通过所述横向扩散量计算算法，生成所述第三扩散量；根据预设的第一面积以及所述预设的第一高度值，通过所述边缘高度计算算法，生成所述第四高度；根据所述第三扩散量、所述第一面积以及所述第四高度，通过所述第三浓度计算算法，生成所述第三浓度；根据所述第三浓度和预设的第二面积，通过所述成膜厚度计算算法，生成所述薄膜厚度；根据所述薄膜厚度，所述第三子仿真算法，生成所述薄膜信息。

其中，生成所述薄膜信息时，根据所述墨水信息，通过所述第三子仿真算法，生成所述第五时间。

其中，所述第二时间、所述第四时间以及所述第五时间之和，小于等于所述时间参数。

本公开实施例还一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上述中任意一项所述的方法。

附图说明

图1为现有的真空腔的示意图；

图2为本公开实施例干燥基板示意图；

图3为本公开实施例的一种仿真结果示意图；

图4为本公开实施例的一种实测结果示意图；

图5为本公开实施例的一种仿真结果示意图；

图6为本公开实施例的另一种实测结果示意图；

图7为本公开实施例的一种最优的仿真结果的示意图；

图8为本公开实施例的仿真方法的示意图；

图9为本公开实施例步骤S1的仿真方法的示意图；

图10为本公开实施例步骤S2的仿真方法的示意图；

图11为本公开实施例步骤S3的仿真方法的示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作进一步详细描述。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

现有的一种真空干燥室，如图1所示，包括真空腔01以及在真空腔01内相对设置的载台02和冷凝板03，载台02用于承载待干燥基板04。干燥基板上设置有多个凹槽，所述凹槽中设置有有机溶液07。在真空干燥时，将待干燥基板04放置在载台02上，待干燥基板04的待干燥膜层表面朝向冷凝板03设置，然后，通过减压模块05抽取真空腔01中的空气，以降低真空腔01内的气压，膜层内的有机溶剂06的熔点和沸点都会随着环境真空度的提高而降低，以达到在常温状态下从而使得有机溶液07中的有机溶剂06能够较快的蒸发分离，以形成薄膜。

如图2所示，当上述干燥基板为OLED显示基板时，上述凹槽可以是像素界定层中的子像素开口，上述有机溶液07包括可形成OLED有机功能层的有机发光材料。此时在真空干燥室干燥成膜的过程中，随着真空腔01中的真空度的提高，位于像素界定层的子像素开口中的有机发光材料中的溶剂不断蒸发，最后有机溶液07中的有机发光材料保留在子像素开口中以形成有机发光材料层。由于有机溶液07中的溶质(也就是有机发光材料)通常分布是不均匀的，这样会使干燥完成后所形成的膜层的厚度不均匀；同时，在有机溶液07的真空干燥过程中，当有机溶液07的高度降低到一定的高度时，由于子像素开口的侧壁具有一定的疏水性以及由于溶液自身存在咖啡环效应。这样会导致有机溶液07会沿着子像素开口的坑壁向坑口攀爬，使有机溶液07在靠近坑壁处分布较多，在子像素开口的中心区域分布较少，这样在真空干燥完成后，有机溶液07中的一部分有机发光材料会附着在坑壁上，而且在坑底靠近坑壁的膜层较厚，位于坑底中心区域的膜层较薄，从而进一步导致在膜层在子像素开口内分布不均匀，而这种不均匀的膜层容易导致器件像素内发光不均匀，进而会影响显示器件的寿命。

在现有技术中，通常可以通过大量重复性实验，来调整有机溶液07中溶剂的材料或者减压成膜时的压强或者成膜时的气压维持时间，以不断调整形成的薄膜的厚度。但发明人发现，该种方法存在花费大量的时间以及成本较高的问题。

针对现有技术存在的一些问题，发明人对提供了本公开的技术方案。

第一方面，本公开提供一种墨水干燥成膜的仿真方法，其包括：根据墨水信息，通过第一预设算法，仿真生成薄膜的薄膜信息，墨水信息至少包括墨水中溶剂的溶剂信息和时间参数，所述薄膜信息至少包括所述薄膜的形貌信息。在本公开实施例中，通过使用第一预设算法，对墨水成膜的过程进行仿真。以减少通过实际实验调整墨水参数的时间，并且降低调整墨水参数的成本。

具体的在本公开实施例中，墨水信息至少包括墨水中溶剂的溶剂信息、气压参数以及时间参数，其中，所述溶剂信息至少包括溶剂的组成成分，例如：在本公开的实施例中溶剂由多种有机溶剂06组成，上述溶剂信息至少包括有机溶剂06的数量、各种有机溶剂06的体积、各种有机溶剂06的密度以及各种有机溶剂06的摩尔质量等。

在本公开实施例中，上述溶剂信息还包括模拟仿真墨水成膜时，所处的环境信息。环境信息至少包括仿真模拟墨水干燥成膜时的环境温度、仿真模拟墨水干燥成膜时的气压参数以及仿真模拟墨水干燥成膜时的周边环境信息。例如：本公开实施例仿真模拟的可以是墨水在凹槽内成膜的过程，那么在该种情况下，其周边环境信息至少包括凹槽的形状信息以及凹槽材料自身的亲液性和/或疏液性，在本公开实施例中凹槽材料只具有疏液性。在该种情况下，上述凹槽的形状信息至少包括凹槽的长度、宽度以及高度。在本公开的实施例中，所述凹槽还包括侧壁和底板，上述形状信息还包括底板的第一长度、第一宽度以及底板和侧壁之间的第一夹角。上述时间参数包括仿真模拟墨水干燥成膜时，维持气压参数的时间。上述气压参数为模拟仿真模拟墨水干燥成膜时所维持的气压。在本公开实施例中，上述气压参数可以为一固定值，还可以是与时间参数对应的浮动值。

在本公开实施例中，将包括上述参数的墨水信息和时间参数输入至第一预设算法中，第一预设算法根据墨水信息和时间参数进行计算，仿真形成墨水经过干燥形成的薄膜信息。在本公开实施例中，上述薄膜信息至少包括薄膜的形貌信息，形貌信息至少包括形成的薄膜的厚度。在本公开实施例中，上述墨水可以是用于形成OLED器件的有机发光层，上述凹槽为OLED器件中的像素定义层，那么本公开实施例所模拟仿真的过程为，喷墨打印形成OLED功能层的过程中的减压干燥阶段。

在本公开实施例中，图3和图4为本公开实施例中的OLED器件应用于402PPI(Pixels Per Inch，分辨率)显示面板时，形貌信息的模拟结果曲线。如图3和图4所示，其中图3中的曲线1为在10Pa气压的条件下，所得到的形貌信息的模拟结果；图3中的曲线2为在10000Pa气压的条件下，所得到的形貌信息的模拟结果。图4为本公开的实施例的一种实际测量出的形貌信息的结果，其中图4中的曲线3为在10Pa气压的条件下，所得到的薄膜的实际形貌信息的；曲线4为在10000Pa气压的条件下，所得到的薄膜的实际形貌信息。如图3和4所示，曲线1与曲线3相对比，曲线2与曲线4相对比，本公开实施例中的通过仿真方法形成的薄膜的形貌信息与实际形成的薄膜的形貌信息基本一致。

图5和图6为本公开实施例中的OLED器件应用于80PPI(Pixels Per Inch，分辨率)显示面板时，形貌信息的模拟结果曲线。图5为本公开实施例中另一种形貌信息的仿真结果，图6为在图5形成形貌信息的仿真结果的条件下，实际测得的薄膜的形貌信息的仿真结果。其中，图5中的曲线5为在1000Pa气压的条件下，所得到的形貌信息的模拟结果；图5中的曲线6为在10000Pa气压的条件下，所得到的形貌信息的模拟结果。图6中的曲线7为在1000Pa气压的条件下，所得到的薄膜的实际形貌信息的；曲线8为在10000Pa气压的条件下，所得到的薄膜的实际形貌信息。如图5和6所示，曲线5与曲线7相对比，曲线6与曲线8相对比，本公开实施例中的通过仿真方法形成的薄膜的形貌信息与实际形成的薄膜的形貌信息基本一致。

在本公开实施例中，如图3-6所示，通过本公开实施例中的仿真方法，可以避免通过大量实际实验，即可获得墨水干燥成膜时形成的薄膜信息，节约了成本且缩短了筛选墨水信息的时间。如图7所示，图7为通过本公开实施例的仿真方法，根据得到的最优的墨水信息仿真形成的薄膜的薄膜信息曲线。在本公开实施例中，向第一预设算法输入的墨水信息包括：凹槽侧壁在0.3微米以下具有疏液性，墨水表面张力大于20N/米，时间参数为3.3ms。

在一些实施例中，本公开实施例中的第一预设算法包括：第一子预设算法、第二子预设算法以及第三子预设算法。仿真方法包括：根据墨水信息；根据第一高度和墨水信息，通过第二子仿真算法，生成第二高度和第三高度；根据所述第二高度、所述第三高度以及所述墨水信息，通过所述第三子仿真算法，生成所述薄膜的所述形貌信息。如图8所示，具体的仿真方法如下：

S1、通过第一子预设算法，生成第一高度。

在本公开实施中，墨水信息包括初始高度、墨滴初始浓度、墨滴初始体积等信息，计算在第一子预设算法计算阶段墨滴的挥发量，并根据挥发量仿真模拟墨水在干燥成膜过程中墨滴形状由凸型变平的过程，并计算在此阶段墨滴的高度以及持续的时间。如图9所示，具体的步骤如下：

S11、根据第一时间，通过所述第一扩散量计算算法，生成所述第一扩散量。

在本公开实施例中，第一扩散量计算算法通过输入的第一时间和墨滴在其表面的扩散通量Q。其中扩散通量Q的计算方法为Q＝Ka*S，其中Ka为墨滴在其表面形成的气相环境中的扩散速度，S是液滴液相和气相接触的表面积。因此第一扩散算法，根据第一时间和扩散通量Q，可以计算出在第一时间内的第一扩散量。通过第一扩散量计算算法，可以计算在第一子仿真算法计算阶段中的扩散量，以使得第一子仿真算法可以挥发量仿真模拟墨水在干燥成膜过程中墨滴形状由凸型变平的过程，已生成在墨滴形状由凸型变平的阶段的形貌信息。

在一些实施例中，墨水信息包括在起始状态下，墨水在凹槽内形成的椭球缺型墨滴的第一长半轴、第一短半轴，以及墨水中溶剂的摩尔质量。在本公开实施例中，第一扩散量计算算法包括第一表面积计算算法和第一扩散速度计算算法，步骤S11还包括：

根据第一长半轴、第一短半轴以及第一球缺角，通过第一表面积计算算法，生成第一表面积，第一球缺角为墨滴与凹槽的侧壁之间的夹角。在本公开实施例中，第一表面积计算算法计算墨水在蒸发过程中的表面积。由于在本公开实施例中，一方面可以预设墨水的高度每次下降固定高度时，通过第一表面积，计算在经过下降固定高度的时间阶段下降的体积。例如：表面积S可以为：S＝π*h*(R² ₁+R₁*R₂)*(1-cosθ)，其中，R₁可以是椭球缺型墨滴的第一长半轴，R₂可以是椭球缺型墨滴的第一短半轴，θ为第一球缺角。通过该种方式，只需要计算出在墨滴高度下降过程中的球缺角，即可计算出在此时墨滴的第一表面积。在一些实施例中，可以通过第一表面积以及预设好的第一高度差，计算下降的体积ΔV＝V_h1-V_h2，其中ΔV是体积变化，V_h1是高度为h1时液滴的体积，V_h2是高度为h2时液滴的体积，以便于后续算法对于形貌信息的计算。

根据所述摩尔质量，通过所述第一扩散速度计算算法，生成第一扩散速度。

在本公开实施例中，第一扩散速度计算算法通过溶剂的摩尔质量以及溶剂的体积计算其在固气相交界处的扩散速度。由于在本公开实施例中，可以将墨滴的挥发过程看做是稳定的扩散速度稳定的扩散过程。因此第一扩撒速度计算算法中，通过公式Ka₁＝e^{-R*2π*k*T/(p*m)}可以计算出第一扩散速度Ka₁。其中，R为分子扩散的半径，在本公开实施例中可以将其设置为常数，k为玻尔兹曼常数，T为墨水信息中的温度，在本公开实施例中即为模拟墨滴干燥成膜时的温度，p为墨水信息中的气压参数，在本公开实施例中即为墨滴干燥成膜时的气压，可以为恒压，也可以根据一些时间点对气压进行调整，m为溶剂的摩尔质量。通过该种方式，可以计算出墨滴的扩散速度。通过该种方式，计算出第一扩散速度，以便于后续算法对形貌信息的计算。

在一些实施例中，由于墨滴与凹槽的边界之间形成夹角，导致边界处的气压要高于其余部分，此时第一扩散速度计算算法可以对边缘处的扩散速度Ka₂通过公式：

进行计算。其中，R为分子扩散的半径，在本公开实施例中可以将其设置为常数，k为玻尔兹曼常数，T为墨水信息中的温度，在本公开实施例中即为模拟墨滴干燥成膜时的温度，p为墨水信息中的气压参数，p为墨水信息中的边缘位置的气压参数。在本公开实施例中即为墨滴干燥成膜时的气压，可以为恒压，也可以根据一些时间点对气压进行调整，m为溶剂的摩尔质量。在一些实施例中，凹槽的侧壁对墨滴中溶剂的挥发有阻挡作用，此时可以通过侧壁与墨滴之间的夹角计算出实际的挥发量。通过该种方式，可以更加准确的计算出薄膜的形貌信息。

在一些实施例中，由于液滴中包括多种有机溶剂06，因此还可以通过扩散速度计算公式，计算出相应的扩散系数。在本公开的实施例中，溶剂的种类至少包括4种，计算出的扩散系数包括D_1-4.此时可以通过公式：D_1-4＝(1-y₁)/(y₂/D_1-2+y₃/D_1-3+y₄/D_1-4)，其中D_1-4为混合气体的扩散系数，D_1-2为组分1在组分2中的扩散系数，D_1-3为组分1在组分3中的扩散系数，D_1-4为组分1在组分4中的扩散系数。通过该种方式，可以通过扩散速度，计算出溶液为多种溶剂时，墨滴中的溶剂挥发出的有机气体的扩散系数，以使得本公开的仿真方法计算更加准确。

S12、根据所述初始浓度、所述初始体积和所述第一扩散量，通过所述第一浓度计算算法生成第一浓度。

在本公开实施例中，第一浓度计算算法通过第一扩散量计算算法传入的第一扩散量以及初始浓度、初始体积计算出在某一时刻液滴的浓度。具体的由于可以根据初始浓度和初始体积计算出液滴内溶质的物质的量，同时可以根据第一扩散量计算出当前时刻液滴的体积，根据溶质的物质的量和当前时刻液滴的体积计算出当前时刻的第一浓度。通过第一浓度计算算法，可以计算在第一子仿真算法计算阶段中的第一浓度，以使得第一子仿真算法可以根据第一浓度计算出第一高度，以生成在墨滴形状由凸型变平的阶段的形貌信息。

S13、根据所述第一浓度，通过所述第一高度计算算法生成所述第一高度。

在本公开实施例中，第一高度计算算法通过第一浓度计算出第一高度。由于在本公开实施例中的凹槽具有疏液性以及墨水自身的表面张力作用，墨水的下降高度H可以为

其中h₀可以是预设的凹槽的壁层的高度，h_f可以是预设的分界高度，n₀可以是墨水的浓度。在本公开实施例中，第一高度计算算法可以根据上述H的计算公式，根据n₀为第一浓度计算出第一高度。通过该种方式，第一高度计算算法可以计算在第一子仿真算法计算阶段中的第一高度，以使得第一子仿真算法可以根据第一高度，生成墨滴形状由凸型变平的阶段的形貌信息。在一些实施例中，第一高度计算算法生成第一高度时，还可以根据预设的墨水信息，生成第二时间。在本公开实施例中，第二时间为第一子预设算法所仿真计算的墨滴形状由凸型变平所持续的时间。

S2、根据第一高度和墨水信息，通过第二子仿真算法，生成第二高度和第三高度。

在本公开实施例中，第二子预设算法通过第一子预设算法传递的第一高度和墨水信息，当第一扩散量达到预设的第一预设扩散量时，计算在第二子预设算法计算阶段墨滴的挥发量，并根据挥发量仿真模拟墨水在干燥成膜过程中，墨滴形状由平变为凹型的过程。在本公开实施例中，墨水信息包括所述墨水中溶质的第一质量，所述第二在仿真方法包括：第二扩散量计算算法、第二浓度计算算法以及第二高度计算算法。如图10所示，S2的仿真方法具体的包括：

S21、根据所述第三时间，通过所述第二扩散量计算算法，生成所述第二扩散量。

在本公开实施例中，第二扩散量计算算法通过输入的第二时间和墨滴在其表面的扩散通量Q。其中扩散通量Q的计算方法为Q＝Ka*S，其中Ka为墨滴在其表面形成的气相环境中的扩散速度，S是液滴液相和气相接触的表面积。因此第二扩散算法，根据第二时间和扩散通量Q，可以计算出在第二时间内的第二扩散量。通过第二扩散量计算算法，可以计算在第二子仿真算法计算阶段中的扩散量，以使得第二子仿真算法可以挥发量仿真模拟墨水在干燥成膜过程中墨滴形状由凸型变平的过程，已生成在墨滴形状由凸型变平的阶段的形貌信息。具体的步骤S21中的第二扩散量计算算法还包括第二表面积计算算法和第二扩散速度计算算法。具体的包括：

根据所述第一长半轴、第一短半轴以及第二球缺角，通过所述第二表面积计算算法，生成第二表面积；所述第二球缺角为当所述第二子仿真算法生成所述第二高度时，所述墨滴与所述凹槽的侧壁之间的夹角。

在本公开实施例中，第二表面积计算算法计算墨水在蒸发过程中的表面积。由于在本公开实施例中，一方面可以预设墨水的高度每次下降固定高度时，通过第二表面积，计算在经过下降固定高度的时间阶段下降的体积。例如：表面积S可以为：

其中，R₁可以是椭球缺型墨滴的第一长半轴，R₂可以是椭球缺型墨滴的第一短半轴，

为第二球缺角。与步骤S11相比，由于步骤S2所计算的阶段为墨滴由平变为凹型的阶段，因此第二球缺角的计算方法与第一球缺角相比是不同的，因此通过步骤S211计算的第二表面积更加精准。通过该种方式，只需要计算出在墨滴高度下降过程中的球缺角，即可计算出在此时墨滴的第二表面积。在一些实施例中，可以通过第一表面积以及预设好的第一高度差，计算下降的体积ΔV＝V_h1-V_h2，其中ΔV是体积变化，V_h1是高度为h1时液滴的体积，V_h2是高度为h2时液滴的体积，以便于后续算法对于形貌信息的计算。

根据所述摩尔质量，通过所述第二扩散速度计算算法，生成第二扩散速度；

在本公开实施例中，由于第二扩散速度计算算法以及通过第二扩散速度计算算法生成第二扩散速度的过程与步骤S112中的第一扩散速度计算算法以及通过第一扩散速度计算算法生成第一扩散速度的过程相同，故在此不再赘述。

S22、根据所述第一浓度、所述第一体积、所述第一扩散量以及所述第二扩散量，所述第二浓度计算算法，生成第二浓度。

在本公开实施例中，第二浓度计算算法通过第二扩散量计算算法传入的第二扩散量和第一扩散量，以及第一浓度、第一体积计算出在某一时刻液滴的浓度。具体的由于可以根据第一浓度度和第一体积计算出液滴内溶质的物质的量，同时可以根据第一扩散量和第二扩散量计算出当前时刻液滴的体积，根据溶质的物质的量和当前时刻液滴的体积计算出当前时刻的第二浓度。通过第二浓度计算算法，可以计算在第二子仿真算法计算阶段中的第二浓度，以使得后续算法根据第二浓度生成在墨滴形状由凸型变平的阶段的形貌信息。

S23、根据所述第二浓度，通过所述第二高度计算算法，生成所述第二高度。

在本公开实施例中，由于墨水在干燥过程中，处于凹槽边缘和凹槽中心区域的墨滴的液面都会下降，由于中心区域下降的速度快，边缘区域下降的慢。因此可以根据第二高度计算算法中，进行边缘降低高度的计算。具体的根据公式Δh＝k₁*D₁*S₁计算边缘降低高度的计算。其中S₁为边缘区域对应的面积，k₁为该区域对应的挥发系数，D₁为根据第二浓度计算的该区域内的扩散系数。通过该种方式，计算在边缘区域所降低的高度，并通过之前阶段计算的形貌信息生成处于第二字预设算法计算阶段的高度，该盖度即为第二高度。通过该种方式，使得生成的形貌信息更加准确。

S24、根据所述第一质量和所述第三时间，通过所述第三高度计算算法，生成所述第三高度。

在本公开实施例中，由于在第二子预设算法计算阶段，即墨滴的形状由平变为凹型的阶段，可以根据菲克第二定律计算在该阶段的跳变高度，即在该阶段，液滴所能下降的高度。具体的，第二子预设算法包括如以下公式所示，dm/dt＝-D*(dρ/dz)*A，其中，A为常数，z为高度，D为该溶质的扩散系数，m为溶质的第一质量，ρ为溶质的密度，t包括第三时间。根据该种方式，通过输入第一质量和第一时间，通过第三高度计算算法，根据在之前阶段计算的形貌信息，即可生成第三高度。在一些实施例中，第三高度计算算法生成第三高度时，还可以根据预设的墨水信息，通过第二子仿真算法生成第四时间。在本公开实施例中，第四时间为第二子预设算法所仿真计算的墨滴形状由平变凹型所持续的时间。

S3、根据第二高度、第三高度以及墨水信息，通过第三子预设算法，生成薄膜的形貌信息。

在本公开实施例中，第三子预设算法通过第二子预设算法传递的第二高度、第三高度以及预设的墨水信息中的底板的面积信息，计算在第三子预设算法计算极端墨滴的挥发量，并根据挥发量模拟仿真墨水在干燥成膜的过程中，凹型液滴形成薄膜的过程，并计算在此阶段墨滴的高度以及最终形成的薄膜的厚度。如图11所示，步骤S3的仿真方法具体的包括：

S31、根据所述第二高度、所述第三高度以及所述第二浓度，通过所述横向扩散量计算算法，生成所述第三扩散量。

具体的，由于在干燥成膜过程中，由于抽气速度较快，因此中心部分优先开始干燥即干燥后靠近中心部位的浓度会升高，由于抽气的速度非常快，其余部分的浓度还未改变，因此存在一横向扩散量。在本公开实施例中，横向扩散量计算算法根据计算公式q＝(1-n₁)/d*s*t，其中q为横向扩散的溶质的量，n₁为第二浓度，t包括扩散时间，s包括扩散面积，d包括扩散距离。通过该种方式可以模拟仿真计算出，在第三子预设算法计算阶段，即墨滴的形状由凹型到成膜的阶段过程中的横向扩散量。通过该种方式，以使得第三子预设算法计算阶段对形成的薄膜的形貌信息更加准确。

S32、根据预设的第一面积以及所述第二高度，通过所述边缘高度计算算法，生成所述第四高度。

在本公开实施例中，步骤S32中的边缘高度计算算法计算第四高度的方法与步骤S23中生成第二高度的方法相同故在此不再赘述。

S33、根据所述第三扩散量、所述第一面积以及所述第四高度，通过所述第三浓度计算算法，生成所述第三浓度。

在本公开实施例中，第三浓度计算算法通过第三扩散量计算算法传入的第三扩散量计算出在某一范围内的溶质的物质的量，并根据预设的第一面积以及第四高度，计算出预设区域内的浓度。通过第三浓度计算算法，可以计算在第三子仿真算法计算阶段中的第三浓度，以使得第一子仿真算法可以根据第三浓度计算出最终的膜厚，以生成在墨滴形状由凸型变平的阶段的形貌信息。

S34、根据所述第三浓度和预设的第二面积，通过所述成膜厚度计算算法，生成所述薄膜厚度。

在本公开实施例中，由于墨水干燥后的高度对应了形成的薄膜厚度。根据成膜厚度计算算法中的公式L＝10000*V*n₂/s₂，其中，L是形成的膜厚，V是对应的干燥体积，n₂为第三浓度，s₂为预设的第二面积。通过该种方式形成了仿真干燥生成薄膜的膜厚。并且第三子预设算法至少根据生成的薄膜的厚度生成薄膜信息。在一些实施例中，第三子预设算法生成薄膜信息时，还可以根据预设的墨水信息，通过第三子仿真算法生成第五时间。在本公开实施例中，第五时间为第三子预设算法所仿真计算的由凹型变干燥后的薄膜所持续的时间。在一些实施例中，所述第二时间、所述第四时间以及所述第五时间之和，小于等于所述时间参数。在本公开的实施例中，输入的时间参数小于等于第二时间、所述第四时间以及所述第五时间之和。当时间参数小于第二时间、所述第四时间以及所述第五时间之和时，即第一预设算法仿真模拟出墨滴在干燥过程中的形貌信息。由于经历第二时间、所述第四时间以及所述第五时间时，墨水干燥仿真成膜阶段已经完成，因此当时间参数等于第二时间、所述第四时间以及所述第五时间之和时，第一预设算法仿真模拟出墨滴在干燥成膜之后，形成的薄膜的形貌信息。

至此完成对墨水干燥成膜的仿真。通过该种方式，使用第一子预设算法、第二子预设算法以及第三子预设算法模拟仿真墨滴在各个蒸发阶段的形貌信息，以使的得到的形貌信息更加精准。

第二方面，本公开提供一种一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述仿真方法。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其它的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其它传输机制之类的调制数据信号中的其它数据，并且可包括任何信息递送介质。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本公开的原理而采用的示例性实施方式，然而本公开并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本公开的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本公开的保护范围。

Claims (12)

1.一种墨水干燥成膜的仿真方法，其特征在于，包括：根据墨水信息，通过第一预设算法，仿真生成薄膜的薄膜信息；所述墨水信息至少包括墨水中溶剂的溶剂信息和时间参数；所述薄膜信息至少包括所述薄膜的形貌信息。

2.根据权利要求1所述仿真方法，其特征在于，所述第一预设算法包括：第一子预设算法、第二子预设算法以及第三子预设算法；所述仿真方法包括：

根据所述所述墨水信息，通过第一子预设算法，生成第一高度；

根据所述第一高度和所述墨水信息，通过所述第二子预设算法，生成第二高度和第三高度；

根据所述第二高度、所述第三高度以及所述墨水信息，通过所述第三子预设算法，生成所述薄膜的所述形貌信息。

3.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述墨水信息包括所述墨水的初始体积和初始浓度；所述第一子仿真算法包括：第一扩散量计算算法、第一浓度计算算法以及第一高度计算算法；

根据第一时间，通过所述第一扩散量计算算法，生成所述第一扩散量；

根据所述初始浓度、所述初始体积和所述第一扩散量，通过所述第一浓度计算算法生成第一浓度；

根据所述第一浓度，通过所述第一高度计算算法生成所述第一高度。

4.根据权利要求3所述的仿真方法，其特征在于，所述墨水信息还包括在起始状态下，所述墨水在凹槽内形成的椭球缺型墨滴的第一长半轴、第一短半轴，以及所述墨水中溶剂的摩尔质量；所述第一扩散量计算算法包括第一表面积计算算法和第一扩散速度计算算法；

根据所述第一长半轴、所述第一短半轴以及所述第一球缺角，通过所述第一表面积计算算法，生成第一表面积；所述第一球缺角为所述墨滴与所述凹槽的侧壁之间的夹角；

根据所述摩尔质量，通过所述第一扩散速度计算算法，生成第一扩散速度；

根据第一时间、所述第一扩散速度以及所述第一表面积，通过所述第一扩散量算法，生成所述第一扩散量。

5.根据权利要求4所述的仿真方法，其特征在于，还包括：第一高度计算算法生成所述第一高度时，根据所述墨水信息，通过所述第一预设算法，生成第二时间。

6.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述墨水信息包括所述墨水中溶质的第一质量；所述第二在仿真方法包括：第二扩散量计算算法、第二浓度计算算法、第二高度计算算法以及第三高度计算算法；其中，

根据所述第三时间，通过所述第二扩散量计算算法，生成所述第二扩散量；

根据所述第一浓度、所述第一体积、所述第一扩散量以及所述第二扩散量，所述第二浓度计算算法，生成第二浓度；

根据所述第二浓度，通过所述第二高度计算算法，生成所述第二高度；

根据所述第一质量和所述第三时间，通过所述第三高度计算算法，生成所述第三高度。

7.根据权利要求6所述的仿真方法，其特征在于，所述第二扩散量计算算法包括第二表面积计算算法和第二扩散速度计算算法；

根据所述第一长半轴、第一短半轴以及第二球缺角，通过所述第二表面积计算算法，生成第二表面积；所述第二球缺角为当所述第二子仿真算法生成所述第二高度时，所述墨滴与所述凹槽的侧壁之间的夹角；

根据所述摩尔质量，通过所述第二扩散速度计算算法，生成第二扩散速度。

8.根据权利要求7所述的仿真方法，其特征在于，还包括：生成所述第三高度时，通过所述墨水信息，通过所述第二子预设算法，生成所述第四时间。

9.根据权利要求2所述的仿真方法，其特征在于，所述第三子仿真算法包括：横向扩散量计算算法、边缘高度计算算法、第三浓度计算算法以及成膜厚度计算算法；

根据所述第二高度、所述第三高度以及所述第二浓度，通过所述横向扩散量计算算法，生成所述第三扩散量；

根据预设的第一面积以及所述第二高度，通过所述边缘高度计算算法，生成所述第四高度；

根据所述第三扩散量、所述第一面积以及所述第四高度，通过所述第三浓度计算算法，生成所述第三浓度；

根据所述第三浓度和预设的第二面积，通过所述成膜厚度计算算法，生成所述薄膜厚度；

根据所述薄膜厚度，所述第三子预设算法，生成所述薄膜信息。

10.根据权利要求9所述的仿真方法，其特征在于，生成所述薄膜信息时，根据所述墨水信息，通过所述第三子预设算法，生成所述第五时间。

11.根据权利要求10所述的仿真方法，其特征在于，所述第二时间、所述第四时间以及所述第五时间之和，小于等于所述时间参数。

12.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-11中任意一项所述的方法。

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