2.2.1 液滴沉積
如圖 2.6 所示，液滴沉積分為五個過程： (1)從噴頭射出 (2)墨滴 降落 (3)撞擊基板 (4)在基板上擴散 (5)乾燥。
圖 2.6：液滴沉積的五個過程[6]。
最後的乾燥現象被認為是影響薄膜形狀的關鍵過程，即使液滴的 表面是平的，仍不能代表乾燥後的固體表面也是平的。一個濺出在桌 面上的咖啡液滴乾燥後，我們發現會形成一個密集的環狀沉積，如圖 2.7，這個現象稱為咖啡環現象(Coffee Ring Effect)。這個現象不只發 生在咖啡液滴，含有溶質或懸浮物的的液滴蒸發後都會發生。
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圖 2.7：環形沉積[7]。
2.2.2 咖啡環現象(Coffee Ring Effect)
這種咖啡環現象有多種理論來解釋，其中由 Deegan 等人提出的 理論被認為最有可能。他們認為只要(1)溶劑與基材表面為非零接觸 角、(2)接觸線(Contact line)固定及(3)溶劑會揮發，此三項成立就會產 生環狀沉積。
當液滴乾燥時，並非向中心方向的一圈一圈縮小，而是接觸線被 固定，呈現壓扁的方式蒸發。由於液滴在邊緣的蒸發率最大，使得液 滴內部的溶劑產生一種毛細流(Capillary Flow)，往邊緣流動以補充在 邊緣處蒸發掉的溶劑，維持接觸線固定，如圖 2.8 所示。向外的毛細 流將大部分的溶質運往液滴的接觸線而沉澱在邊緣，因此留下環狀的 沉積。[7]
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圖 2.8：咖啡環效應的示意圖[6]。
Conway 等人提出不同的液滴大小、顆粒直徑、初始濃度對咖啡 環效應的影響。他們發現在各種情況下，皆有咖啡環效應的產生。較 小的顆粒直徑會產生較高的外環與較深的中心點，而這些現象與液滴 大小無關。此外，當顆粒直徑減小或濃度增加，外環的寬度都會增加 [8]。
2.2.3 圖案設計與解析度
在噴墨系統中，一個圖案的設計，不是由多條線或者多個方塊組 成，而是由 X 方向與 Y 方向的基本圖像構成。這個概念與電腦領域 中像素或解析度的概念相同，也就是說，即使噴出同樣大小的圖形，
也能有不同解析度，如圖 2.9 的示意圖。在噴墨印刷領域，一個基本 圖像就是一個液滴，不同的解析度代表液滴與液滴間重疊的面積不同。
噴墨印刷領域的解析度通常會以點距 (Drop Spacing 或 Dot Pitch；DP) 來表示，點距的定義是兩個液滴的中心點與中心點的距離。而另外一 種表示方式是依每英吋內有多少個點或稱為 DPI (Dots Per Inch)來表
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示。點距與 DPI 是相關的，點距越大 DPI 越小，反之，點距越小 DPI 越大。此外，噴墨領域跟電腦領域不同，噴印一條線或一個圖形時必 須有適當的點距或解析度，點距若太大，液滴與液滴間重疊的面積不 夠多，則圖案會無法成型；如果點距太小，同樣面積下有太多重疊的 液滴，太多的液體會流動而不受控制。液滴間重疊的面積除了取決於 點距外，液滴的大小、液滴在基板上的流動情形都是影響的因素。若 知道液滴的直徑，則單一方向的圖案尺寸可由下列式子計算：
W = (n − 1) × DP + D (1) 其中，W ：長度；n：此方向有多少液滴；DP：點距；D：液滴 的直徑。
圖 2.9：不同像素的圖案：(a) 2 × 2 像素 (b) 4 × 4 像素[9] 。
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