フェムトリットルの液滴をハンドリングする試み

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本研究の目的は、液体を1フェムトリットルの液滴に分解・ハンドリングするシステムを設計することである。本年度(〜平成19年3月31日)の研究実績1.高粘度液体の微粒子化:超音波霧化器では高粘度の液体を粒径1μm以下のフェムトリットルサイズに微粒子化することは困難であることがわかったので、本年度は別の方法としてエレクトロスプレー法で微粒子化することを試みた。その結果20cpと高粘度の有機ELインクを、電極間距離0.5mm、電圧3kVで粒子径1μm程度に微粒子化できることを示した。2.微粒子の広範囲塗布:上記の通常のエレクトロスプレー法では電極間距離が小さいことが必要になるので、微粒子化ができても散布範囲は直径40μm程度と狭い範囲でしか微粒子を塗布できない。そこでゲート電極付エレクトロスプレー法を考案した。直径1.5mmの穴付ゲート電極を用いた結果、粒子径1μm程度で散布範囲直径400μm程度と広範囲に微粒子を分散塗布できることを示した。3.目的の場所への選択塗布:上記方法で微粒子化した液体は例えばプラスの電荷を有している。そこで電界収集法を利用し、目的の場所のみへ液体微粒子を選択塗布する方法を試みた。幅10μmピッチ20μmの櫛歯状電極を用意し、例えば櫛歯の1本おきという具合に塗布したい電極と塗布したくない電極との間に50Vの電位差を与えておけば、プラスの電荷を有する液体微粒子は電位の低い電極にのみ選択的に塗布されることを示した。4.塗布膜厚の均一化:上記方法で塗布した有機ELインクは、塗布した電極の幅方向の中央付近にだけ厚く塗布されることが分かった。電場数値解析を行なったところ電気力線が電極中央に集中しており、電気力線の分布どおりに塗布膜厚が決まることが分かった。そこで近隣の電極の電位を調整し電気力線の集中を緩和すれば、塗布膜厚をある程度均一にできることを示した。