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Verwandte Anmeldungen
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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Provisional
Anm. Nr. 60/820,738 mit dem Titel „Verfahren und Vorrichtung
zur verbesserten Abbildung von Mustern"; diese Anmeldung wurde am
28. Juli 2006 eingereicht.
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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf Abbildsysteme und auf Verfahren zum Abbilden
von Merkmalen und Mustern von Merkmalen. Die Erfindung kann beispielsweise
auf die Herstellung von Farbfiltern für elektronische Anzeige-
bzw. Bildschirme verwendet werden.
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Hintergrund der Erfindung
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Übliche
Verfahrensweisen zur Herstellung von Anzeige- bzw. Bildschirmen
und elektronischen Halbleitervorrichtungen umfassen mehrere Abbildschritte.
Typischerweise wird in jedem Schritt ein Substrat, beschichtet mit
einem Restist- oder einem anderen empfindlichen Material, der Strahlung
durch eine Photowerkzeugmaske (photo-tool mask) ausgesetzt, um einige
bzw. bestimmte Änderungen zur bewirken. Jeder Schritt hat
ein begrenztes Ausfallrisiko. Die Möglichkeit des Ausfalls
bei jedem Schritt reduziert die Gesamtverfahrensausbeute und erhöht
die Kosten des fertigen Artikels.
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Ein
spezielles Beispiel ist die Herstellung von Farbfiltern für
flache Anzeige- bzw. Bildschirme, wie beispielsweise Flüssigkristallanzeigen
oder Bildschirme. Die Farbfilterherstellung kann ein sehr teures Verfahren
sein, und zwar wegen der hohen Materialkosten und der typischerweise
niedrigen Verfahrensausbeute. Traditionelle photolithographische
Verarbeitungen umfassen das Auf bringen von Farbresistmaterialien
auf einem Substrat unter Verwendung einer Beschichtungstechnik wie
beispielsweise Spin- bzw. Drehbeschichtung, Schlitz- und Dreh- oder drehlose
Beschichtung. Das Material wird sodann über eine Photowerkzeugmaske
belichtet und entwickelt.
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Laserinduzierte
thermische Transfer-Prozesse wurden zur Verwendung bei der Herstellung
von Anzeigepanelen oder Bildschirmen vorgeschlagen, und zwar insbesondere
für die Herstellung von Farbfiltern. Bei derartigen Prozessen
wird ein Farbfiltersubstrat, welches auch als ein Empfänger-
oder Empfangselement bekannt ist, mit einem Donor oder Abgabeelement
versehen, welches sodann bildweise belichtet wird, um selektiv ein
Färbemittel vom Abgabeelement zum Empfangselement zu übertragen. Bevorzugte
Belichtungsverfahren verwenden Laserstrahlen, um den Transfer des
Farbmittels zu dem Empfängerelement zu induzieren. Diodenlaser
sind besonders bevorzugt, da sie leicht zu modulieren sind, geringe
Kosten besitzen und eine kleine Größe aufweisen.
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Die
laserinduzierten „thermischen Transfer"-Prozesse umfassen
folgende: Laserinduzierte „Farbstoff-Transfer"-Prozesse,
laserinduzierte „Schmelz-Transfer"-Prozesse, laserinduzierte „Ablations-Transfer"-Prozesse
und laserinduzierte „Massen-Transfer"-Prozesse. Die während
der laserindizierten thermischen Transfer-Prozesse transferierten oder übertragenen
Farbmittel (colorants) umfassen Farbstoff- oder Dye-basierende oder
pigmentbasierende Zusammensetzungen. Zusätzliche Elemente, wie
beispielsweise ein oder mehrere Bindemittel, können transferiert
oder übertragen werden.
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Konventionelle
Direktbildsysteme verwenden eine begrenzte Anzahl von Bildstrahlen.
Konventionelle Direktbildsysteme (direct imaging systems) haben
auch eine Gaußsche Intensitätsverteilung verwendet.
U.S. Patent 6,242,140 , ausgegeben
an Kwon et al, beschreibt die Verwendung eines Laserstrahls mit
gleichförmiger Energieverteilung oder eines Laserstrahls,
der durch „dithering" abtastet. Andere konventionelle System
verwendeten Hunderte von individuell modulierten Strahlen parallel,
um die Zeit zu reduzieren, die erforderlich ist, um Bilder zu vervollständigen.
Bildköpfe mit großen Anzahlen von derartigen „Kanälen"
sind ohne weiteres verfügbar. Beispielsweise hat ein thermischer
SQUAREspot
®-Modell Abbildungskopf,
hergestellt von Kodak Graphic Communications Canada Company, British Columbia,
Kanada mehrere hundert unabhängige Kanäle. Jeder
Kanal kann eine Leistung oberhalb von 25 mW besitzen. Die Anordnung
der Bildkanäle kann gesteuert werden, um ein Bild in Serie
von Durchgängen („swaths") zu schreiben, die dicht
aneinander liegen, um ein kontinuierliches Bild zu bilden.
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Selbst
sehr kleine Veränderungen in den auf das abgebildete oder
bebilderte Medium auftreffenden Ausgangsstrahlungszuständen
können Bildartefakte hervorrufen, wie beispielsweise Bandbildung und
grobe Kanten, wobei dies für laserinduzierte thermische
Transferprozesse gilt. Veränderungen der durch die Anordnung
von Bildkanälen emittierten Ausgangs- oder Abgabestrahlung
können ihren Ursprung haben in Leistungsvariationen von
Kanal zu Kanal, der Strahlstöße, der Strahlform,
der Brennweite und der Strahlkohärenz. Artefakte können
nicht allein auf das Abbildsystem zurückzuführen
sein. Das abgebildete Medium selbst kann zur Bandbildung und anderen
Bild- oder Abbildartefakten beitragen.
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Einige
Mehrfachkanalabbildsysteme des Standes der Technik wenden Eichungs-
oder Kalibrierungsverfahren an, die die Strahlungsausgangsgröße
aller Kanäle in der Bildanordnung auf gleichen Wert einstellen.
Andere Kalibrierungs- oder Kalibrierverfahren betätigen
alle Kanäle eines Bildkopfes zugleich, um einen Durchgang
abzubilden und zu versuchen, Gleichförmigkeit in den aufgezeichneten
optischen Eigenschaften herzustellen, und zwar über den
Durchgang hinweg und durch Einstellen der Ausgangsgrößen
der Kanäle in der Anordnung.
EP 434 449A2 und
US 6,618,158 beschreiben Verfahren zum
Vorsehen einer gleichförmigen Leistungsverteilung über
eine Mehrfachkanalabbildanordnung hinweg oder reduzieren Veränderungen
zwischen den Kanälen einer Abbildanordnung.
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Die
Bildqualität ist besonders wichtig bei der Herstellung
von Farbfiltern. Farbfilter haben typischerweise ein Wiederholungsmuster
von beabstandeten Farbelementen (die Elemente sind normalerweise
dreifarbig, wie beispielsweise rot, grün und blau). Da
die Farbelemente ein sich wiederholendes Muster bilden, können
irgendwelche periodische Variationen oder Veränderungen,
eingeführt durch einen Bild- oder Abbildprozess, dazu führen,
dass ein visuelles „Beating" auftritt, welches für
das menschliche Auge bemerkbar ist. Grobe Kanten entlang der Grenzen
der Farbelemente können dazu führen, dass farblose
Leerstellen auftreten, die weiter nachteilig die Qualität
des Farbfilters beeinflussen.
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Es
bleibt die Notwendigkeit, kosteneffektive und praktikable Abbildverfahren
und Systeme zu schaffen, die es gestatten, Bilder hoher Qualität
aus Mustern von Merkmalen herzustellen. Es bleibt eine Notwendigkeit,
Bildverfahren vorzusehen, welche die Sichtbarkeit von Bildartefakten
reduzieren, die mit der Abbildung von wiederholten Mustern von Merkmalen
assoziiert sind, wie beispielsweise den Mustern von Farbelementen
in einem Farbfilter mit einem Mehrkanalabbildkopf.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Abbilden eines Merkmals
durch laserinduzierten thermischen Transfer vorgesehen. Das Verfahren
weist das Abtasten einer Vielzahl von unabhängig steuerbaren
Lichtstrahlen auf, und zwar in einer Abtastrichtung entlang entsprechender
Abtastlinien auf einem Substrat, wobei ein Donor- oder Abgabeelement
und ein Empfangselement vorgesehen sind. Das Verfahren bildet ein
Merkmal ab, und zwar durch Betrieb einer angrenzenden Gruppe der Strahlen
zur Übertragung eines Materials vom Abgabeelement zum Empfangselement;
und während das Merkmal abgebildet wird, werden die Intensitäten
einer ersten Kanten-Sub- oder Untergruppe von einem oder mehreren
der Strahlen gesteuert, und zwar entsprechend einem ersten Teil
des Merkmals, welches sich entlang einer ersten Kante des Merkmals
erstreckt, und einer zweiten Kanten-Sub- oder Untergruppe für
einen oder mehreren der Strahlen entsprechend einem zweiten Teil
des Merkmals, welches sich entlang einer zweiten Kante des Merkmals erstreckt,
um Intensitäten zu besitzen, die sich von denjenigen in
einer inneren Sub- oder Untergruppe von einem oder mehreren der
Strahlen unterscheiden, und zwar entsprechend einem inneren Teil
des Merkmals.
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In
einigen beispielshaften Ausführungsbeispielen der Erfindung
werden die Lichtstrahlen durch einen Mehrkanalbildkopf erzeugt.
Die Lichtstrahlen sind nicht notwendigerweise sichtbare Lichtstrahlen, sondern
können Infrarotstrahlen sein, sichtbare Strahlen oder Strahlen
in irgendeinem anderen geeigneten Wellenlängenbereicht.
Mehrfachmerkmale können während einer Abtastung
des Mehrkanalbildkopfes abgebildet werden. In einigen Ausführungsbeispielen
besitzen die Strahlen ein Intensitätsprofil, welches asymmetrisch
ist.
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Einige
beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung besitzen
eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften:
eine Vielzahl
der Merkmale wird während einer Abtastung des Mehrfachkanalabbildkopfes
abgebildet und der Abbildkopf wird derart gesteuert, dass eine „Home"-Kante
eines ersten Merkmals durch Lichtstrahlen abgebildet wird, die Intensitäten
besitzen, die sich von den Intensitäten der Lichtstrahlen
unterscheiden, die verwendet werden, um eine „Home"-Kante
eines zweiten Merkmals abzubilden;
eine Vielzahl von Merkmalen
wird während einer Abtastung des Mehrfachkanalbildkopfes
abgetastet und der Bildkopf wird derart gesteuert, dass eine weg
gelegene Kante eines ersten Merkmals durch Lichtstrahlen abgebildet
wird, die hohe Intensitäten besitzen, die unterschiedlich
sind von den Intensitäten der Lichtstrahlen, die verwendet
werden, um eine weg gelegene Kante eines zweiten Merkmals abzubilden;
eine
Vielzahl von Merkmalen wird abgebildet und eine Vielzahl von Strahlen
wird verwendet zur Abbildung eines der Merkmale, um ein Intensitätsprofil vorzusehen,
das unterschiedlich ist von einem Intensitätsprofil, vorgesehen
durch die Strahlen, die verwendet werden, um ein anderes der Merkmale
abzubilden;
ein Merkmal wird mit Intensitätsprofilen
abgebildet, die asymmetrisch bezüglich des Merkmals sind;
erste
und zweite Merkmale werden mit ersten und zweiten Intensitätsprofilen
abgebildet, die sich voneinander unterscheiden.
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Weitere
Aspekte der Erfindung sehen Programmprodukte vor zur Abbildung von
Mustern von Merkmalen.
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Weitere
Aspekte der Erfindung und Merkmale von Ausführungsbeispielen
der Erfindung sind im Folgenden beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
und Anwendungen der Erfindung sind veranschaulicht, und zwar durch die
beigefügten, nicht einschränkend zu verstehenden
Zeichnungen. Die beigefügten Zeichnungen dienen zur Veranschaulichung
der Konzepte der Erfindung und sind möglicherweise nicht
maßstabsgetreu.
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1A ist eine Draufsicht auf einen Teil
eines Farbfilters des Standes der Technik.
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1B ist eine Draufsicht auf einen Teil
eines weiteren Farbfilters des Standes der Technik.
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2 ist
eine teilschematische perspektivische Ansicht des optischen Systems
eines Beispiels eines Mehrfachkanalabbild- oder Bildkopfes des Standes
der Technik.
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3 ist
eine schematische Ansicht eines Mehrkanalkopfes, der ein Muster
von nicht angrenzenden Merkmalen auf einem Bildmedium (einem bebilderbaren
Medium bzw. "imageable media").
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4 ist
eine Fotografie von Kantendiskontinuitäten, die in einem
Farbfilter vorhanden sind, hergestellt durch einen laserinduzierten
thermischen Transferprozess.
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5 ist
eine schematische Ansicht eines Mediums, abgebildet durch einen
Mehrkanalbildkopf, entsprechend einem Aspekt der Erfindung
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6 ist
eine detaillierte Ansicht eines Teils der 5.
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6A ist
ein symmetrisches Energieintensitätsprofil gemäß einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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6B ist
ein asymmetrisches Energieintensitätsprofil gemäß einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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7 ist
eine Fotografie eines Teils eines Farbfilters, erzeugt gemäß einem
beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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8 ist
eine Fotografie eines weiteren Teils des Farbfilters gezeigt in 7.
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9A ist
ein Querschnitt des Mediums der 5 vor einem
Transfer von bildformendem Material von einem Abgabeelement zu dem
Empfangselement.
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9B ist
ein Querschnitt des Mediums der 5 während
des Transfers von bildformendem Material von dem Abgabeelement zum
Empfangselement.
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10 ist
eine schematische Teilansicht eines Mediums, bebildert durch einen
Mehrkanalabbildkopf gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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11 ist
ein System gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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In
der gesamten folgenden Beschreibung werden spezielle Details angesprochen,
um ein gründliches Verständnis für den
Fachmann zu erreichen. Wohlbekannte Elemente können jedoch
nicht dargestellt und auch nicht im Einzelnen beschrieben sein,
um die Offenbarung nicht unnötigerweise unklar zu machen.
Demgemäß sollen die Beschreibung sowie die Zeichnungen
als veranschaulichend, aber nicht als einschränkend verstanden
werden.
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In
Display-Panels, d. h. Bild- bzw. Anzeigeschirmen, typischerweise
verwendete Farbfilter weisen eine Matrix auf, die aus einer Vielzahl
von Farbelementen besteht. Die Farbelemente können beispielsweise
Muster aus roten, grünen und/oder blauen Farbelementen
aufweisen. Farbfilter können mit Farbelementen von anderen
Farben hergestellt werden. Die Farbelemente können in irgendeiner
Konfiguration, ausgewählt aus verschiedenen geeigneten Konfigurationen,
angeordnet sein. Streifenkonfigurationen des Standes der Technik
besitzen alternierend Spalten aus roten, grünen und blauen
Farbelementen, wie dies in 1A gezeigt
ist. Mosaikkonfigurationen des Standes der Technik besitzen Farbelemente,
die in beiden Richtungen (beispielsweise längs Spalten
und Zeilen) alternieren, wie dies in 1B gezeigt.
Ist. Bekannte (nicht gezeigte) Deltakonfigurationen besitzen Gruppen
von roten, grünen und blauen Farbelementen, und zwar angeordnet
in einer dreieckigen Beziehung miteinander. Farbfilter können
andere Konfigurationen besitzen.
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1A zeigt einen Teil eines „Streifenkonfigurations"-Farbfilters 10 des
Standes der Technik mit einer Vielzahl von roten, grünen
und blauen Farbelementen 12, 14 und 16,
die in entsprechender Weise in abwechselnden oder alternierenden
Spalten über ein Empfangselement 18 hinweg angeordnet
sind. Farbelemente 12, 14 und 16 sind
durch Teile einer schwarzen Matrix 20 begrenzt („outlined").
Die Matrix 20 kann das Leck von „Rücklicht"
(„backlight") zwischen den Elementen reduzieren. Die Spalten
werden üblicherweise in lang gestreckten Streifen abgebildet,
die durch Matrix 20 unterteilt sind, und zwar in einzelne
Farbelemente 12, 14 und 16. TFT-Transistoren
auf der (nicht gezeigten) zugehörigen LCD-Tafel oder Panele
können durch Gebiete 22 der Matrix 20 maskiert
sein.
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1B zeigt einen Teil eines bekannten Farbfilters 10,
angeordnet in einer Mosaikkonfiguration, in der Farbelemente 12, 14 und 16 in
Spalten und alternierend sowohl über und längs
der Spalten angeordnet sind.
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Jedes
der Farbelemente 12, 14 und 16 kann angrenzende
Teile der Matrix 20 überlappen. Das Überlappen
der Farbelemente mit der Matrix 20 ist eine Möglichkeit,
die Präzision, mit der die Farbelemente mit der Matrix
ausgerichtet werden müssen, zu reduzieren. Farbelemente
können durch laserinduzierte thermische Transferprozesse übertragen werden.
Laserinduzierte thermische Transferprozesse umfassen die bildweise Übertragung
oder den bildweisen Transfer von einem oder mehreren bildformenden
Materialien. Die bildformenden Materialien können, ohne
Einschränkung, Farbstoffe („dyes") oder andere
geeignete bildformende Materialien umfassen, wie beispielsweise
Pigmente oder andere Farbzusammensetzungen. Die laserinduzierten
thermischen Transferprozesse umfassen Prozesse, die die Laserstrahlung
verwenden, um den Transfer eines Farbmittels zu bewirken, und zwar
mit oder ohne Bindemittel. Nicht einschränkende Beispiele
von laserinduzierten thermischen Transferprozessen umfassen Folgendes:
laserinduzierte „Farbstofftransfer"-Prozesse, laderinduzierte „Schmelztransfer"-Prozess,
laserinduzierte „Ablationstransfer"-Prozesse und laserinduzierte „Massentransfer"-Prozesse.
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3 zeigt
einen konventionellen laserinduzierten thermischen Transferprozess
verwendet zur Herstellung eines Farbfilters 10. Ein Mehrkanalbildkopf 26 wird
verwendet, um Bildformungsmaterial von einem Abgabeelement 24 zu
einem darunter liegenden Empfangselement 18 zu übertragen.
Das Empfangselement 18 besitzt typischerweise eine (nicht
gezeigte) darauf ausgebildete Matrix 20. Obwohl ein thermischer
Transferprozess zur Bildung einer Matrix auf dem Empfangselement 18 verwendet werden
könnte, wird die Matrix 20 typischerweise durch
lithographische Verfahren hergestellt oder geformt.
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Das
Abgabeelement 24 weist ein Bildformungsmaterial (nicht
gezeigt) auf, das bildweise auf das Empfangselement 18 übertragen
werden kann, wenn durch den Mehrkanalbildkopf 28 emittierte Strahlung über
das Abgabeelement 24 abgetastet wird. Rote, grüne
und blaue Teile des Filters werden typischerweise in gesonderten
Stufen oder Schritten abgebildet, wobei jede Abbildstufe ein unterschiedliches
Farb-Donor- oder Abgabeelement verwendet, und zwar entsprechend
der abzubildenden Farbe. Die roten, grünen und blauen Elemente
des Filters werden typischerweise auf das Empfangselement 18 derart übertragen,
dass die Farbelemente jeweils ausgerichtet sind mit einer entsprechenden Öffnung in
der Matrix 20. Jedes Donor- bzw. Abgabeelement 24 wird
nach Vollendung des entsprechenden Abbildschrittes entfernt. Nachdem
die Farbelemente übertragen oder transferiert wurden, kann
das abgebildete Farbfilter einem oder mehreren zusätzlichen
Verfahrensschritten ausgesetzt werden, wie beispielsweise einem
Anlassschritt, um einen oder mehrere physikalische Eigenschaften
(beispielsweise Härte) der abgebildeten Farbelemente zu
verändern.
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Ein
Beispiel eines konventionellen auf einem Laser basierenden Mehrkanalbildkopfes,
der einen räumlichen oder „spatialen" Lichtmodulator
oder Lichtventil verwendet, um eine Vielzahl von Bild- oder Abbildkanälen
zu schaffen, ist schematisch in
2 gezeigt.
Im dargestellten Beispiel weist die lineare Lichtventilanordnung
100 eine
Vielzahl von deformierbaren Spiegelelementen
101 auf, und
zwar hergestellt auf einem Halbleitersubstrat
102. Spiegelelemente
101 sind
individuell anadressierbar. Die Spiegelelemente
101 können
mikroelektromechanische (MEMS) Elemente sein, wie beispielsweise
deformierbare Spiegelmikroelemente. Ein Laser
104 kann eine
Beleuchtungslinie oder Zeile
106 auf dem Lichtventil
100 erzeugen,
und zwar unter Verwendung eines amorphischen Strahlexpanders, der
zylindrische Linsen
108,
110 aufweist. Die Belichtungslinie
106 ist seitlich über
die Vielzahl der Elemente
101 derart gespreizt, dass jedes
der Spiegelelemente
101 durch einen Teil der Beleuchtungslinie
oder Zeile
106 beleuchtet wird.
U.S. Patent 5,517,359 , ausgegeben
an Gelbart, beschreibt ein Verfahren zur Bildung oder Formung einer
Beleuchtungslinie oder Zeile.
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Eine
Linse 112 fokussiert typischerweise die Laserbeleuchtung
durch eine Apertur 114 in einer Aperturblende 116,
wenn Elemente 101 in ihrem nicht betätigten Zustand
sich befinden. Licht von den betätigten Elementen wird
durch die Aperturblende 116 blockiert. Eine Linse 118 bildet
Lichtventil 100 ab, um eine Vielzahl von individuellen
bildweise modulierten Strahlen 120 zu erzeugen, die über
ein Gebiet eines Substrats abgetastet werden können zur
Bildung eines abgebildeten Durchgangs („swath"). Jeder
der Strahlen wird durch eines der Elemente 101 gesteuert.
Jeder der Strahlen ist betätigbar, und zwar zur Abbildung
und zur Nichtabbildung eines „Bild-Pixels" („image
pixel") auf dem abgebildeten Substrat entsprechend dem Betreibungszustand
des entsprechenden Elements 101. Jedes der Elemente 101 steuert
einen Kanal des Mehrkanalbildkopfes.
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Wiederum
auf 3 Bezug nehmend sei Folgendes bemerkt: Das Empfangselement 18 oder das
Bild des Mehrkanalbildkopfes 26 oder eine Kombination von
beiden werden bezüglich einander versetzt, während
die Kanäle des Bild kopfes 26 gesteuert werden,
und zwar ansprechend auf Bilddaten zur Erzeugung von abgebildeten
Durchgängen. In einigen Ausführungsbeispielen
ist das Bild des Bildkopfes 26 stationär und das
Empfangselement 18 wird bewegt. In anderen Ausführungsbeispielen
ist das Empfangselement 18 stationär und das Bild
des Bildkopfes 26 wird bewegt. In noch weiteren Ausführungsbeispielen
wird sowohl der Bildkopf 26 als auch das Empfangselement 18 bewegt,
um die gewünschte Relativbewegung zwischen dem Bildkopf 26 und dem
Empfangselement 18 entlang eines oder mehrerer der Abtastpfade
zu erzeugen.
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Irgendein
geeigneter Mechanismus kann verwendet werden, um den Bildkopf
26 über
ein Empfangselement
18 zu bewegen. Flachbettabbildvorrichtungen
werden typischerweise zum Abbilden von Empfangselementen
18 verwendet,
die relativ starr sind, wie dies bei der Herstellung von Anzeigetafeln
oder Anzeigeschirmen üblich ist. Ein Flachbettabbilder
besitzt einen Träger, der ein Empfangselement
18 in
einer flachen Orientierung festlegt.
U.S. Patent
6,957,773 , ausgegeben an Gelbart, beschreibt einen Hochgeschwindigkeits-Flachbettabbilder
geeignet zur Anzeigeschirmabbildung. Alternativ können
flexible Empfangselemente
18 entweder an der externen oder
internen Oberfläche eines Trägers der Trommelbauart
befestigt werden, um die Abbildung der Durchgänge zu bewirken.
Selbst ein Empfangselement, das traditionellerweise als starr, wie beispielsweise
aus Glas, angenommen werden kann, kann auf einem auf einer Trommel
basierenden Abbilder abgebildet werden vorausgesetzt, dass das Substrat
hinreichend dünn ist und der Durchmesser des Trägers
hinreichend groß ist.
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3 zeigt
einen Teil eines Farbfilterempfangselements 18, das mit
einer Vielzahl von roten Streifen 30, 32, 34 und 36 gemustert
wurde, und zwar in einem laserinduzierten thermischen Transferprozess.
In diesem Prozess wird ein Abgabeelement 24 auf Empfangselement 18 positioniert
und Gebiete oder Flächen entsprechend der Vielzahl von
roten Streifen 30, 32, 24 und 36 werden
auf dem Aufnahme- oder Empfangselement 18 abgebildet. Dies
hat den Transfer des bildformenden Materials vom Abgabeelement 28 auf
das Emp fangselement 18 zur Folge, und zwar zur Bildung
von Streifen 30, 32, 34 und 36.
In 3 ist das Donor-Element 24 als kleiner
als das Empfangselement 18 dargestellt, und zwar lediglich
aus Gründen der Klarheit. Das Donor- oder Abgabeelement 24 kann
einen oder mehrere Teile des Aufnahmeelements 18, je nach
Erfordernis, überlappen.
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Jeder
Satz von Farbfilterelementen bildet ein Muster von Merkmalen. In
diesem Fall sind die Merkmale nicht angrenzend oder anstoßend.
Streifen 30, 32, 34 und 36 sind
ein Beispiel eines Musters aus solchen nicht angrenzenden Merkmalen.
Die Streifen 30, 32, 34 und 36 sind
räumlich voneinander getrennt, und zwar entlang der Sub-Scan-
oder Abtastrichtung 44. Der Mehrkanalbildkopf 26 weist
eine Vielzahl von individuell anadressierbaren Bildkanälen 40 auf.
In 1 ist der Bildkopf 26 in
einer ersten Position 38 positioniert. 3 zeigt
die Entsprechung zwischen Bildkanälen 40 und dem
transferierten oder übertragenen Muster als gestrichelte
Linien 41. Die Merkmale, wie beispielsweise die Streifen, 30, 32, 34 und 36,
besitzen im Allgemeinen Dimensionen in der Sub-Scan-Richtung 44,
die größer als die durch die Bildkanäle 40 abgebildeten
Pixels sind. Solche Merkmale können dadurch abgebildet
werden, dass man eine Gruppe von Kanälen umdreht, eine
Gruppe von Kanälen, die die Breite des Merkmals in Sub-Scan-Richtung 44 überbrückt,
und zwar während die Kanäle in einer Richtung 42 entlang
eines Abtastpfades abgetastet werden.
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Obwohl
in 3 ein Mehrkanalbildkopf 26 mit der gleichen
Größe gezeigt ist wie das abgebildete Muster,
sei bemerkt, dass dies nicht notwendig ist. Die durch den Bildkopf 26 emittierten
Strahlen können durch ein geeignetes optisches System abgebildet
werden, welches die Größe und/oder Form des Bilddurchgangs
an der Ebene des Substrats modifizieren kann. Die durch den Mehrkanalbildkopf 26 erzeugten
Bildstrahlen werden über das Empfangselement 18 in
einer Hauptabtastrichtung 42 getastet, und zwar während
sie bildweise moduliert werden gemäß den Bilddaten,
die das Muster der Merkmale, die geschrieben werden sollen, spezifiziert.
Gruppen 48 von Kanälen werden geeigneterweise
betrieben, um aktive Bildstrahlen zu erzeugen wo immer es gewünscht
wird, dass ein Merkmal gebildet wird. Die den Merkmalen nicht entsprechenden
Kanäle 60 werden derart betrieben, dass sie keine
entsprechenden Gebiete abbilden.
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Kanäle 40 des
Bildkopfes 26 können einen Durchgang abbilden
mit einer Breite, die mit dem Abstand in Beziehung steht zwischen
einem ersten Pixel, abgebildet durch einen ersten Kanal, und einem letzten
Pixel, abgebildet einen letzten Kanal. Das Empfangselement 18 ist
typischerweise zu groß, um innerhalb eines einzigen Durchgangs
abgebildet zu werden. Daher sind typischerweise Mehrfachabtastungen
des Bildkopfes 26 erforderlich, um ein Bild auf dem Empfangselement 18 zu
vervollständigen.
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Die
Bewegung des Mehrkanalabbildkopfes 26 in Sub-Scan- oder
Sub-Abtastrichtung 44 kann erfolgen nachdem die Abbildung
jedes Durchgangs in der Hauptabtastrichtung 42 vollendet
ist. Alternativ gilt Folgendes: Der Bildkopf 26 kann relativ
zum Empfangselement 18 entlang der Sub-Abtastrichtung 44 einer
Translationsbewegung ausgesetzt sein, und zwar synchron mit der
Hauptabtastbewegung, um eine potentielle Schräge zwischen
der Hauptabtastrichtung, bewirkt durch das Bildsystem, und der Soll-Anordnung
des Bildes bezüglich des Empfangselements 18 zu
kompensieren. Alternativ kann es bei dem Abbilder des Trommel-Typs
möglich sein, gleichzeitig den Bildkopf 26 sowohl
in der Hauptabtastrichtung 42 als auch in den Sub-Abtastrichtungen 44 zu
bewegen, auf welche Weise das Bild in einem sich schraubenlinienförmig
auf der Trommel erstreckenden Durchgang geschrieben wird. Der Fachmann
erkennt, dass es andere mögliche Muster der Relativbewegung
zwischen Bildkopf 26 und Empfangselement 18 gibt,
die verwendet werden können, um die gewünschte
Abbildfläche oder das gewünschte Abbildgebiet
auf dem Empfangselement 18 abzubilden.
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Es
gibt verschiedene Möglichkeiten zur Ausrichtung der unterschiedlichen
Durchgänge, und zwar einschließlich der Folgenden: Überlappen
von benachbarten Durchgänge durch eine oder mehrere abgebildete
Pixelbreiten und Beabstandung des ersten Kanals eines darauf folgend
abgebildeten Durchgangs vom letzten Kanal eines benachbarten zuvor abgebildeten
Durchgangs durch einen Abstand, der in Beziehung steht mit einem
Steigungs- oder „Pitch"-Abstand zwischen abgebildeten Pixeln.
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Wiederum
auf 3 Bezug nehmend sei Folgendes ausgeführt:
Rote Streifen 30, 32 und Teile 34' des
Streifens 34 werden während einer ersten Abtastung
des Bildkopfes 26 abgebildet. Nach Vollendung der ersten
Abtastung wird der Bildkopf 26 aus seiner ersten Position 38 in
der Sub-Abtastrichtung 44 in eine neue Position 38' (in
gestrichelten Linien gezeigt) versetzt. In der neuen Position 38' ist ein
erster Kanal 46 des Bildkopfes 26 benachbart zur vorherigen
Position des letzten Kanals 45 des Bildkopfes 26 positioniert.
In der Position 38' wird der Bildkopf in Hauptabtastrichtung 42 abgetastet,
auf welche Weise der verbleibende Teil 34'' des Streifens 34 abgebildet
wird. Es ist schwierig, das Auftreten einer sichtbaren Diskontinuität,
die als Linie 47 gezeigt ist, an der Grenze zwischen den
Teilen 34' und 34'' des Streifens 34 zu
vermeiden. Diese sichtbare Diskontinuität zwischen benachbarten
abgebildeten Durchgängen kann ein Bildartefakt bilden,
der als „Banding" oder Bandbildung bezeichnet wird.
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Die
Bandbildung kann dann deutlicher werden, wenn ein reguläres
Muster von Merkmalen erzeugt wird. Die Wiederholungsnatur des Musters kann
zu einem „Beating"- oder Schlageffekt führen, der
jedwede Bandbildung, erzeugt durch Dichtevariation in den abgebildeten
Merkmalen, betont. Andere Bildartefakte können auch in
den laserinduzierten thermischen Transferprozessen entstehen. Wenn beispielsweise
ein laserinduzierter thermischer Transferprozess verwendet wird,
um ein Muster von Merkmalen abzubilden, wie beispielsweise die Elemente
eines Farbfilters, so treten grobe oder raue Kanten und verschiedene
Kantendiskontinuitäten an den Kanten der Merkmale auf.
Diese Kantendiskontinuitäten können aus einer
Anzahl von Gründen entstehen, beispielsweise infolge kleiner
Leistungsveränderungen in der Ausgangsleistung der Bild-
oder Abbildkanäle des Bildkopfes. Selbst kleine Leistungsveränderungen
oder Variationen können die Größe oder
Menge des bildformenden Materials beeinflussen, welches von einem
Abgabeelement zu dem Emp fangselement übertragen wird, und
zwar gilt dies insbesondere dann, wenn die Abgabeelemente nicht
lineare Abbildeigenschaften zeigen. Unterschiedliche thermische
Effekte zwischen den abgebildeten außen liegenden und innen
liegenden Teilen des Merkmals können zu rauen Kanten führen insbesondere
dann, wenn das abgebildete Merkmal ein nicht angrenzenden oder anstoßendes
Merkmal ist, welches getrennt von anderen Merkmalen durch nicht
abgebildete Gebiete ist. Mechanische Effekte, wie beispielsweise
eine hinreichende Abschälfestigkeit assoziiert mit dem
Bildformungsmaterial transferiert zu den Kanten der Merkmale oder
nicht ausreichende Steuerung der Abschälgeschwindigkeit,
des Winkels oder der Richtung kann dazu führen, dass raue
Kanten entstehen, wenn das abgebildete Donor- oder Abgabeelement
weggezogen wird. Es ist möglich, diese Kantenartefakte
zu maskieren, und zwar durch Überlappen der Matrix 20 mit
dem übertragenen Bildformungsmaterial. Das Bildformungsmaterial
kann jedoch nach dem Anlassen schrumpfen und Kantendiskontinuitäten
freilegen. 4 ist eine Fotografie eines
Teils eines Farbfilters, welches ein rotes Element 12,
ein grünes Element 14 und ein blaues Element 16 aufweist.
Kantendiskontinuitäten 49 können zwischen
den drei Elementen beobachtet werden. Selbst Kantendiskontinuitäten 49,
die relativ klein sind bezüglich der Elemente 12, 13 und 14,
können in nachteiliger Weise die visuelle Gleichförmigkeit
des Farbfilters insgesamt nachteilig beeinflussen und dessen Qualität
vermindern. Kantendiskontinuitäten können Vorsprünge
oder Nuten an einer Kante eines Merkmals aufweisen.
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Die
vorliegende Erfindung sieht Systeme und Verfahren vor, bei denen
die Intensitäten der Bildstrahlen eingestellt werden und
zwar derart, dass sich verbesserte Resultate ergeben. 5 zeigt schematisch
einen Teil eines Empfangselements 18, bebildert in einem
laserinduzierten thermischen Transferprozess, gemäß einem
Aspekt der Erfindung. Ein sich wiederholendes Muster 50 von
Merkmalen wird auf einem Teil des Empfangselements 18 abgebildet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Muster 50 aus
sechzehn Merkmalen 51. In diesem Beispiel liegt das Muster 50 innerhalb
eines einzigen Durchgangs, abgebildet durch Bildkopf 26. Anders
ausgedrückt, die Mus ter der Merkmale 50 werden
in einem einzigen Durchgang abgebildet und das Muster wird somit
während einer einzigen Abtastung des Bildkopfes 26 abgebildet.
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Das
Muster 50 kann einen anderen Teil eines anderen Musters,
wie beispielsweise eines Farbfilters, bilden. Aus Gründen
der Klarheit ist ein Farb-Donor- oder Farbabgabeelement 24 (welches oben
auf dem Empfangselement 18 positioniert würde)
in 5 nicht gezeigt. Die Kanäle des Bildkopfes 26 werden
gesteuert zur Übertragung von Bildformungsmaterial vom
Abgabeelement 24 zum Empfangselement 18. Darauf
folgende Abtastungen können durchgeführt werden.
In diesen darauf folgenden Abtastungen können andere Merkmale
in den Räumen abgebildet werden zwischen den Merkmalen 51, wie
dies in 5 gezeigt ist. Die anderen Merkmale können
Merkmale unterschiedlicher Farben umfassen. In dem Beispiel der 5 weist
jedes der Merkmale 51 einen Streifen auf bzw. ist ein Streifen.
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In
diesem Beispiel besitzt der Bildkopf 26 mehrere hundert
Bildkanäle 40. Jedes der Merkmale 51 wird
durch eine Gruppe 48 von Bildkanälen 40 abgebildet.
Aus Gründen der Klarheit sind die Bildkanäle 40 nicht
individuell in 5 gezeigt. In diesem Beispiel
besteht jede Gruppe 48 aus annähernd zwanzig benachbart
positionierten Bildkanälen 40. Jeder Kanal 40 ist
individuell steuerbar. Der Kanal 40 kann „ein"geschaltet
werden, um Bildformmaterial vom Abgabeelement 24 zum Empfangselement 18 zu übertragen
oder transferieren, und zwar entlang einer Abtastlinie entsprechend
dem Kanal oder der Kanal kann „aus"geschaltet sein, so
dass Bildformmaterial nicht in dem Teil der entsprechenden Abtastlinie,
auf die der Kanal gerichtet ist, übertragen wird. Aus Gründen
der Klarheit wird Folgendes ausgeführt: Die Kanäle 40,
die ausgeschaltet sind, sind nicht gezeigt. Die Intensität
des erzeugten Strahls, wenn der Kanal 40 „ein"
ist, ist ebenfalls einstellbar. Die Einstellung der Intensität
kann beispielsweise vorsehen, dass eine Leistung des Strahls eingestellt
wird.
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In
einem speziellen Beispiel kann jeder individuelle oder Einzelbildkanal 40 in
der Lage sein, Pixel, die annähernd 5 Mikron breit sind,
abzubilden. Somit bil det jede Gruppe 48 ein Merkmal 51 ab,
das annähernd 100 Mikron breit ist (entlang der Sub-Abtastrichtung 44).
Die Merkmale 51 sind in Sub-Abtastrichtung 44 mit
einer Steigung von annähern 300 Mikron beabstandet. In
einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden Merkmale
mit einem laserinduzierten thermischen Transferprozess abgebildet,
in dem die Kantenteile der abgebildeten Merkmale verstärkt
sind, um Kantendiskontinuitäten zu reduzieren. Nicht einschränkende
Beispiele der Aspekte der Erfindung werden unter Bezugnahme auf
das Muster 50 veranschaulicht in 5 beschrieben.
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6 ist
eine detaillierte schematische Ansicht eines Teils des abgebildeten
Mediums und einer Kanalgruppe 48 (speziell als Kanalgruppe 48')
bezeichnet, die verwendet wird, um ein einzelnes Merkmal 51 abzubilden.
Jede der Kanäle in der Gruppe 48 ist individuell
steuerbar, um einen Lichtstrahl zu emittieren. Die Intensitäten
der Kanäle in der Gruppe 49 werden gesteuert,
um ein Intensitätsprofil 57 vorzusehen.
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Kanten-Kanal-Subgruppen 54' und 54'' (kollektiv
als Subgruppe 54 bezeichnet) sind jeweils mit der Abbildung
von Gebieten oder Flächen assoziiert, die entlang der Kanten 46' und 46'' des
Merkmals 51 verlaufen. Bezug nehmend auf die Sub-Abtastrichtung 44 kann
die Kante 56 als eine „Home Edge" oder „Heimkante"
bezeichnet werden, wohingegen die Kante 56'' als eine „Away
Edge" oder „weg gelegene Kante" bezeichnet werden kann.
Jede Kanten-Kanal-Subgruppe 54 weist einen oder mehrere
Kanäle auf (zwei Kanäle im Ausführungsbeispiel
gemäß 6). Die Anzahl der Kanäle,
die in jeder Subgruppe 54 umschlossen sein muss, kann bestimmt
werden basierend auf Faktoren wie der Auflösung der Kanäle,
der Anzahl der Kanäle in der Kanalgruppe 48 und
der Mediencharakteristika.
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Die
Belichtung wird in der Optik definiert als das Integral der Lichtintensität über
die Zeit. Viele Medien sprechen auf die Belichtung an. Die Belichtung
steht in Beziehung mit einer Intensität eines Bild- oder
Abbildstrahls und eine Belichtungszeit ist mit dem Bildstrahl assoziiert.
Die Belichtung kann mit einer Abtastgeschwindigkeit des Bildstrahls
in Beziehung stehen. In einigen Medien wird ein Bild dann geformt,
wenn eine Belichtung erzeugt durch einen Abbildstrahl gleich einer
mit dem Medium assoziierten Belichtungsschwelle ist oder diese überschreitet.
Bei einigen Medien hängt die Belichtungsschwelle von der
Intensität ab. In einigen Medien muss eine minimale Intensitätsschwelle
erreicht oder überschritten werden, um ein Bild zu formen.
In 6 werden die Intensitäten sämtlicher
Kanäle in der Gruppe 48' gesteuert, und zwar auf
Pegeln auf oder oberhalb (Ithresh) entsprechend
den Belichtungsschwellenerfordernisses des Mediums. Der innen gelegene
oder Innenteil 52' des abgebildeten Merkmals 51 wird
durch Kanäle der Innenkanal-Subgruppe 58 abgebildet.
Die Kantenkanal-Subgruppen 54 werden gesteuert, um Lichtstrahlen
mit Intensitäten zu erzeugen, die unterschiedlich sind
von den Intensitäten der Kanäle in der inneren
Subgruppe 58. In diesem Beispiel werden die Kanäle
der Subgruppen 54 derart betrieben, dass sie höhere
Intensitäten vorsehen als für die Kanäle
in der Innen-Subgruppe 58. Dies erzeugt erhöhte
Belichtungspegel in Kantengebieten, die sich entlang den Kanten 56' und 56'' des
Merkmals 51 erstrecken.
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Die
Erhöhung der Ausgangsgröße der Kanäle
in den Kanten-Subgruppen 54' und 54'' erzeugt
einen Intensitätsgradienten zwischen den abgebildeten Gebieten
an den Kanten 56' und 56'' und an umgebenden,
nicht abgebildeten Gebieten 51, der steiler ist als dies
der Fall wäre, wenn alle Kanäle in der Gruppe 48' betrieben
würden zur Erzeugung von Niederenergie-Intensitätspegeln
assoziiert mit den Innenkanälen in der Subgruppe 58.
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Obwohl
die Erfinder nicht durch eine spezielle Betriebstheorie eingeschränkt
werden sollen, sind die Erfinder der Ansicht, dass dieser steilere
Intensitätsgradient einen „saubereren" Transfer
von Bildformmaterial zum Empfangselement in Kantengebieten längs
der Kanten 56' und 56'' des Merkmals 51 zur
Folge hat.
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In 6 werden
die Kanäle der Subgruppen 54' und 54'' gesteuert
zur Erzeugung von Intensitäten, die im Wesentlichen gleich
zueinander sind. In einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung
werden die Kanäle der Subgruppen 54' und 54'' gesteuert, um
unterschiedliche Intensitäten zu besitzen.
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Es
ist nicht notwendig, dass sämtliche Kanäle in
irgendeiner Subgruppe gesteuert werden, um die gleiche Intensität
zu besitzen. Beispielsweise gilt Folgendes:
Ausgewählte
Kanäle innerhalb jeder oder beider Kantenkanal-Subgruppen 54' und 54'' können
gesteuert werden, um Intensitäten unterschiedlich von denen
anderer Kanäle zu besitzen.
Ausgewählte Kanäle
innerhalb der Innenkanal-Subgruppe 58 können gesteuert
werden, um unterschiedliche Intensitäten gegenüber
denjenigen anderer Kanäle zu besitzen.
Ausgewählte
Kanäle innerhalb der Innenkanal-Subgruppe 58 können
gesteuert werden, um Intensitäten zu besitzen, die höher
oder niedriger sind als die Intensitäten der Kanäle
in der einen oder in beiden Kanal-Subgruppen 54' und 54''.
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Kanäle
innerhalb der Innen-Subgruppe 58 können gesteuert
werden, um ein symmetrisches Intensitätsprofil 57,
wie in 6A gezeigt, zu haben oder haben
ein asymmetrisches Intensitätsprofil 57, wie in 6B gezeigt.
Intensitätsprofile 57 von anderen Formen können
innerhalb des Rahmens einiger Aspekte der Erfindung vorgesehen sein.
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In
einigen Fällen ist es notwendig oder erwünscht,
eine Charakteristik zu erreichen, wie beispielsweise optische Dichte
oder Farbdichte des Merkmals 51 und zwar innerhalb eines
gewünschten Bereichs. Durch selektives Verstärken
der Intensitäten der Kanäle in den Subgruppen 54' und 54'' kann man
gewünschte Bildcharakteristika bewahren, während
glättere Kanten beibehalten werden. Die Intensitätspegel
und die Verteilung der Kanäle in der Innenkanal- Subgruppe 58 können
gesteuert werden, um die erwünschte Gesamtdichte für
Merkmal 51 zu erreichen.
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Die
gewünschte Beziehung zwischen den Intensitätspegeln
der Kanäle in den Subgruppen 54 und 54'' und
den Kanälen in der Innen-Subgruppe 58 kann von
verschiedenen Faktoren abhängig sein, was aber nicht einschränkend
verstanden werden soll, von Folgendem:
Der Art des Typs des
verwendeten laserinduzierten thermischen Transfermediums (beispielsweise
laserinduziertes „Farbstoffübertragungs"-Medium,
laserinduziertes „Schmelztransfer"-Medium, laserinduziertes „Ablationstransfer"-Medium,
laserinduziertes „Massentransfer"-Medium, usw.);
der
speziellen Formel oder Formulierung des verwendeten Mediums (beispielsweise
unterschiedliche Farbformulierungen);
der Abgabe-zu-Empfangselement-Beabstandung, die
sich verändern kann als eine Funktion der Matrix-20-Dicke
und/oder des Vorhandenseins von Bildformungsmaterial transferiert
zum Empfangselement 18 während einer vorausgegangenen
Abbildung eines weiteren Abgabeelements 24; und
den
Charakteristika des Bildkopfes 26.
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7 ist
eine Fotografie eines Teils eines Farbfilters einschließlich
eines roten Farbelements 12, einen grünen Farbelements 14 und
eines blauen Farbelements 16, und zwar erzeugt entsprechend
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Abbildung jedes Elementes wurde ausgeführt mit einem
laserinduzierten thermischen Transferprozess ausgeführt
in ähnlicher Art und Weise zu den Verfahren wie sie unter
Bezugnahme auf 6 beschrieben wurden. Jedes
Element wurde in einem gesonderten Abbildschritt erzeugt, in dem
ein entsprechend gefärbtes Donor- bzw. Abgabeelement abgebildet
wurde zur Erzeugung eines der gefärbten Elemente. Ein Mehrkanalbildkopf 26 wurde
verwendet, in dem Gruppen 48 von annähernd 20
Kanälen benutzt wurden, um jedes der Elemente 12, 14 und 16 abzubilden.
Jeder Bildkanal erzeugte Pixel, die annähernd 5 Mikron
breit waren. Die Kantenkanal-Subgruppen 54' und 54'' in
jeder Gruppe 48 wurden dazu verwendet, um die Kanten 56' und 56'' jedes
Merkmals abzubilden.
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In
diesem Beispiel wurden beide Kantenkanal-Subgruppen 54' und 54'' gesteuert,
um Lichtstrahlen zu erzeugen mit Intensitäten, die annähernd 12%
größer sind als die Intensitäten der
Lichtstrahlen emittiert durch die Kanäle der inneren Subgruppen 58 jeder
entsprechenden Gruppe 48. Wie in 7 gezeigt,
besitzt jedes der Elemente 12, 14 und 16 im Wesentlichen
glatte Kanten. Die Reduktion der Kantendiskontinuitäten,
verglichen mit 4, ergibt, dass dieser Teil
des Farbfilters verbesserte visuelle Charakteristika besitzen. In
diesem Beispiel können die speziellen Belichtungseigenschaften
des grünen Donor- oder Abgabeelements zur Bildung der Kantendiskontinuitäten 49 beitragen.
Andere zusätzliche oder alternative Faktoren können
zur Bildung der Kantenkontinuitäten 49 beitragen.
In 8 erscheinen die Kantendiskontinuitäten 49 in
erster Linie an der weg gelegenen Kante 56'' des Elements 14'.
Die Heimkante 56' des Elements 14' scheint im
Wesentlichen frei zu sein von Diskontinuitäten 49.
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Die 9A und 9B veranschaulichen einen
möglichen Grund für diesen Effekt. 9A und 9B sind
schematische Teilquerschnittsansichten des Systems der 5,
und zwar vor der Übertragung eines Bildformungsmaterials.
Nur solche Bildkanäle 40 entsprechend Kanalgruppen 48 sind
in den 9A und 9B gezeigt.
Während des Abbildens wird das Abgabeelement 24 typischerweise
am Empfangselement 18 befestigt, und zwar durch irgendwelche
Mittel, die Vakuummittel umfassen können. Die Matrix 20 wird
aus Gründen der Klarheit weggelassen. Die Matrix besitzt
typischerweise eine bestimmte Dicke. Die Befestigungsmittel können
bewirken, dass das Abgabeelement 24 sich in Hohlräume in
der Matrix 20 formt.
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Die
Beabstandung zwischen dem Abgabeelement 24 und dem Empfangselement 18 kann
die Charakteristika des zum Empfangselement 18 übertragenen
Materials beeinflussen. Variationen oder Änderungen in
der Beabstandung können Veränderungen in der Menge
des übertragenen Bildformungsmaterials vom Abgabeelement 24 zum
Empfangselement 18 bewirken. Während des laderinduzierten
thermischen Transferabbildprozesses wird ein Teil des Bild formungsmaterials
des Abgabeelements 24 möglicherweise nicht zu
dem darunter liegenden Empfangselement übertragen, sondern
vielmehr kann es eine Phasenänderung in einen gasförmigen
Zustand erfahren.
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9B zeigt
eine Deformation des Abgabeelements 24, die auftreten kann
infolge einer „Gasblase" zwischen dem Abgabeelement 24 und
dem Empfangselement 18. Die Deformation des Abgabeelements,
erzeugt durch das Abbilden eines Teils des Abgabeelements 24,
kann einen Anstieg eines variablen Abgabe-Empfangselementabstandes über
den Durchgang hinweg hervorrufen. In diesem Beispiel werden sechzehn
gesonderte Merkmale 51 abgebildet. Jedes Merkmal 51 kann
eine unterschiedliche Abgabe-zu-Empfangselementbeabstandung besitzen.
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Wie
in 9B gezeigt, sind verschiedene Merkmale 51 variablen
Abgabe-zu-Empfangsmerkmalen unterworfen. Wie in 9B gezeigt,
kann ein variabler Abgabe-zu-Empfangselementabstand existieren zwischen
den verschiedenen Merkmalen 51 und auch über ein
gegebenes Merkmal 51 hinweg. Faktoren wie beispielsweise
eine variable Abgabe-zu-Empfangselementbeabstandung kann erforderlich
machen, dass verschiedene Merkmale unterschiedlich von anderen Merkmalen
abgebildet werden. Für eine Kante eines Merkmals kann es
erforderlich sein, unterschiedlich von einer anderen Kante des gleichen
Merkmals abgebildet zu werden. In einigen Ausführungsbeispielen
der Erfindung können Kanten-Subgruppen 54' und 54'' von
unterschiedlichen Merkmalen 51 bei unterschiedlichen Intensitäten
betrieben werden. In einigen Ausführungsbeispielen der
Erfindung können Subgruppen 54' und 54'' des
gleichen Merkmals bei unterschiedlichen Intensitäten betrieben
werden.
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10 zeigt
eine Kanalgruppe 48', die zur Abbildung eines einzigen
Merkmals 51 verwendet wird. Ein Intensitätsprofil 57 ist
ebenfalls gezeigt. Jeder der Kanäle in der Gruppe 48' besitzt
eine Intensität, die unabhängig steuerbar ist,
und zwar von anderen Kanälen in der Gruppe 48'.
Das Intensitätsprofil 57 der Kanalgruppe 48' wurde
eingestellt, um Kantendiskontinuitäten in dem abgebildeten
Merkmal 51 zu reduzieren. Die erste Kantenkanal-Subgruppe 54' ist
verantwortlich für die Abbildung einer ersten Kantenfläche
oder eines ersten Kantengebietes, welches sich entlang der Heimkante 56' erstreckt.
Die zweite Kantenkanal-Subgruppe 54'' ist verantwortlich
für die Abbildung einer zweiten Kantenfläche oder
eines Kantengebietes, welches sich entlang der weg gelegenen Kante 56'' erstreckt.
In diesem nicht einschränkenden Beispiel weist jede Kanten-Subgruppe 54' und 54'' zwei
Kanäle auf. In anderen Ausführungsbeispielen der
Erfindung weisen die Kanten-Subgruppen 54' und 54'' andere
geeignete Anzahlen von Kanälen auf. In einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung besteht jede Subgruppe 54' aus einer unterschiedlichen
Anzahl von Kanälen als dies für die Subgruppe 54'' gilt.
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In 10 werden
beide Kanten-Subgruppen 54' und 54'' gesteuert
zur Erzeugung von Lichtstrahlen mit Intensitätspegeln unterschiedlich
von denjenigen der Kanäle der inneren Subgruppe 58.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden beide Kanten-Subgruppen 54' und 54'' gesteuert,
um höhere Intensitätspegel nahe den Kanten 56' und 56'' des Merkmals 51 vorzusehen
als diese vorgesehen werden in Gebieten oder Flächen des
Merkmals 51, abgebildet durch die Kanäle der inneren
Subgruppe 58. Jede Kanten-Subgruppe 54'' wird
gesteuert zur Emission von Lichtstrahlen mit Intensitäten
höher als denjenigen der Lichtstrahlen emittiert durch
die Kanten-Subgruppe 54'. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
unterscheidet sich die Intensität entsprechend der Kanten-Subgruppe 54'' von
der Intensität entsprechend der Kanten-Subgruppe 54' durch
eine Intensitätsdifferenz ΔI. Diese Intensitätsdifferenz
ergibt, dass das Intensitätsprofil 57 asymmetrisch
ist.
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Asymmetrische
Intensitätsverteilungen können auch nützlich
sein zur Reduktion von Artefakten, die sich aus der Bewegung in
Sub-Abtastrichtung 44 ergeben (oder durch diese verstärkt
werden). In einigen Ausführungsbeispielen tritt die relative
Bewegung zwischen dem Bildkopf 26 und dem Abgabeelement 24 auf,
und zwar in Sub-Abtastrichtung während der Abbildung eines
Merkmals 51. Eine solche relative Bewegung kann bewirken,
dass die ersten und zweiten Kanten des Merkmals 51 unterschiedliche
Bildcharakteristika besitzen. In solchen Fällen können
die Artefakte reduziert werden durch Abbil den von Teilen des Merkmals 51,
die entlang der Kante 56' liegen, mit einer Subgruppe von
Kanälen 54', die Strahlen erzeugen mit Intensitäten
unterschiedlich von den Strahlen in der Subgruppe 54, die Teile
des Merkmals 51 abbilden, und zwar längs der zweiten
Kante 56'' liegend. In solchen Fällen ist das Intensitätsprofil 57 asymmetrisch.
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In
weiteren beispielhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung
werden unterschiedliche Intensitätsprofile 57 zur
Abbildung unterschiedlicher Abgabeelemente 24 verwendet.
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11 zeigt
schematisch ein Abbild- bzw. Bildsystem 200 gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das System 200 weist
einen Mehrkanalbildkopf 26 auf, ferner eine Translationseinheit 220,
die eine relative Bewegung zwischen einem abbildbaren Medium 212 und
dem Bildkopf 26 während des Abbilden des abbildbaren
Mediums 212 durch den Bildkopf 26 vorsieht. Diese
Relativbewegung kann entlang einer Sub-Abtastrichtung 44 und/oder einer
Hauptabtastrichtung 42 erfolgen, und zwar assoziiert mit
der Abbildung. Die Relativbewegung entlang der Sub-Scan- oder Sub-Abtastrichtung 44 zwischen
Bildkopf 26 und abbildbarem Medium 212 kann zwischen
der aufeinander folgenden Abtastung des Bildkopfes 26 vorgesehen
sein oder aber auch nicht.
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Der
Bildkopf 26 kann irgendein geeigneter Mehrkanalbildkopf
sein mit individuell anadressierbaren Kanälen, wobei jeder
Kanal in der Lage ist, einen Bild- oder Abbildstrahl zu erzeugen,
und zwar mit einer Intensität, die gesteuert werden kann.
Der Bildkopf 26 kann eine eindimensionale oder eine zweidimensionale
Anordnung von Bildkanälen vorsehen. Irgendein Mechanismus
kann verwendet werden, um Bildstrahlen zu erzeugen. Die Bildstrahlen
können in irgendeiner geeigneten Art und Weise angeordnet sein.
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Einige
Ausführungsbeispiele der Erfindung verwenden Infrarotlaser.
Infrarotdioden-Laseranordnungen verwenden 150 μm-Emitter
mit ungefähr 50 W-Gesamtausgangsleistung bei einer Wellenlänge von
830 Nanometer, wobei diese Anordnungen in der vorliegenden Erfindung
erfolgreich verwandt wurden. Alternative Laser umfassen Laser mit
sichtbarem Licht, um die Erfindung auszuführen. Die Wahl
der verwendeten Laserquelle kann auf den Eigenschaften des abzubildenden
Mediums beruhen.
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Das
abbildbare Medium 212 kann ein Abgabeelement 24 und
ein Empfangselement 18 (beide nicht gezeigt) aufweisen.
Das System 200 weist auch die Systemsteuervorrichtung 230 auf.
Die Steuervorrichtung 230 kann ein Mikrocomputer, ein Mikroprozessor,
ein Mikrokontroller oder irgendeine andere geeignete Anordnung elektrischer,
elektromechanischer oder elektrooptischer Schaltungen und System umfassen,
die in zuverlässiger Weise Signale an Mehrkanalbildkopf 26 und
Translationseinheit 220 zum Bildmedium 212 übertragen,
und zwar entsprechend verschiedener Dateneingangsgröße
an der Steuervorrichtung 230. Die Steuervorrichtung 230 kann
eine einzige Steuervorrichtung oder eine Vielzahl von Steuervorrichtungen
umfassen.
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Wie
in 11 gezeigt, werden Daten 240, die ein
Muster 50 von Merkmalen 51 (nicht in 11 gezeigt)
repräsentieren, in die Systemsteuervorrichtung 230 eingegeben.
Das Muster 50 kann ein Muster von Farbmerkmalen darstellen,
die einen Teil eines Farbfilters bilden, wobei dies aber nicht einschränkend
zu verstehen ist.
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Ein
Programmprodukt 250 kann durch die Systemsteuervorrichtung 230 verwendet
werden, um verschiedene vom System 200 angeforderte Funktionen
auszuführen. Eine Funktion umfasst die Einstellung von
Steuerparametern für den Bildkopf 26, um Kantendiskontinuitäten
der Merkmale 51 des Musters 50, wie beschrieben,
zu reduzieren. Ohne Einschränkung sei Folgendes festgestellt:
Das Programmprodukt 250 kann irgendein Medium aufweisen,
welches einen Satz von computerlesbaren Signalen trägt
und Befehle umfasst, die dann, wenn sie durch einen Computerprozessor
ausgeführt werden, bewirken, dass der Computerprozessor
ein Verfahren, wie es hier beschrieben ist, ausführt. Das
Programmprodukt 250 kann in irgendeiner großen
Verschiedenheit von Formen vorliegen. Die Programmprodukt 250 kann
beispielsweise Fol gendes aufweisen: Ein körperliches Medium,
wie beispielsweise ein Magnetspeichermedium einschließlich
Floppy Disks, Hark Disks Drive, optische Datenspeichermedien einschließlich
CD ROMS, DVDs, elektronische Datenspeichermedien einschließlich
ROMs, Flash RAM oder dergleichen. Die Befehle können wahlweise komprimiert
und/oder auf dem Medium verschlüsselt sein.
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In
einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung
konfiguriert das Programmprodukt 250 die Systemsteuervorrichtung 230 zur
Analysierung der Daten 240 zur Identifizierung einer speziellen Gruppe 48 von
Kanälen 40, die verwendet werden soll, um ein
gegebenes Merkmal 51 abzubilden. Die Systemsteuervorrichtung 230 wählt
auch Subgruppen 54' und 54'' aus, die verwendet
werden sollen, um Bildkantenteile des Merkmals 51 abzubilden.
Die Identifikation von Gruppen 48 und Subgruppen 54', 54'' und 58 kann
automatisch durch die Systemsteuervorrichtung 230 ausgeführt
werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung 230 die
manuelle Auswahl von Kanalgruppen 48 (einschließlich Subgruppen 54', 54'' und 58)
gestatten, und zwar unter der Führung eines Operators,
der mit der Systemsteuervorrichtung 230 durch eine geeignete
Benutzer-Interface kommuniziert.
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Die
Steuervorrichtung 230 stellt die Steuerparameter ein, einschließlich
von Parametern, die die Intensitäten für Kanäle
in Subgruppen 54' und 54'' und Kanälen
in der inneren Subgruppe 58 einstellen. Die Intensitäten
werden derart ausgewählt, dass die mindestens gleich Ithresh oder Ischwelle sind,
und zwar assoziiert mit dem abzubildenden Abgabeelement 24. Die
Intensität für jeden Kanal wird basierend darauf, ob
der Kanal in einer Kanten-Subgruppe 54 ist, bestimmt oder
nicht bestimmt. In einigen Fällen wird die Intensität
zusätzlich basierend auf anderen Faktoren bestimmt, wie
beispielsweise den Folgenden:
Wo sich der Kanal im Bildkopf 26 befindet
(beispielsweise, was die Kanalnummer ist);
welche Kanten-Subgruppe
(54' oder 54'') der Innenkanal ist;
wenn
die Subgruppe mehr als einen Kanal aufweist, wo der Kanal innerhalb
der Subgruppe angeordnet ist;
die Größe und
Position des Merkmals 51, wie es innerhalb des Musters 50 abgebildet
wird;
die Sequenz der Abbildung unterschiedlicher Abgabeelemente;
und zusätzliche Betrachtungen.
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Die
Intensitäten können automatisch durch die Steuervorrichtung 230 eingestellt
oder festgelegt werden, und zwar basierend auf einigen oder allen obigen
Faktoren. Die Bestimmung der Kanalsteuerparameter kann auf der Basis
geeigneter Algorithmen und/oder in die Steuervorrichtung eingegebener Daten
vorgenommen werden oder aber im Programmprodukt 250 einprogrammiert
sein. Die Steuerparameter können vor der Abbildung bestimmt werden
oder sie können „im Fluge" bestimmt werden, während
die Abbildung fortschreitet.
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Alternativ
oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung 230 die
manuelle Abstimmung der Kanalintensitäten gestatten, und
zwar unter der Leitung eines Operators, der mit der Systemsteuervorrichtung (systems
controller) 230 durch ein geeignetes Benutzer-Interface
arbeitet.
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In
einigen Ausführungsbeispielen hält die Steuervorrichtung 230 die
Intensitätsinformation 232 ausreicht, die eine
Intensität (oder äquivalent eine Größe
der Verstärkung der Intensität) für jeden
Kanal 40 eines Bildkopfes 26 spezifiziert. Die
Intensitätsinformation kann sich über die Kanäle
des Bildkopfes 26 hinweg ändern. Wenn ein Kanal
in eine Kanten-Subgruppe 54' und 54'' für
ein spezielles Merkmal 51 (d. h. wo dieser Kanal 40 einen
Kantenteil des Merkmals abbildet) bestimmt ist, so kann die Steuervorrichtung 230 automatisch
die Intensität für den Kanal einstellen, und zwar
auf den durch die Intensitätsinformation spezifizierten
Wert.
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In
einigen Ausführungsbeispielen behält die Steuervorrichtung 230 gesonderte
Intensitätsinformation für die heimseitige Kanten-Subgruppe 54' und die
weg gelegene Seiten-Kanten-Subgruppe 54''. In derartigen
Ausführungsbeispielen bestimmt die Steuervorrichtung 230,
ob ein Kanal in einer Subgruppen 54' und 54'' sich
befindet. Wenn dies der Fall ist, so entnimmt die Steuervorrichtung 230 die
Intensitätsinformation, geeignet für diese Subgruppe
und Kanal, und stellt die Intensität des Kanals entsprechend
der Intensitätsinformation ein.
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Die
Steuervorrichtung 230 betätigt dann den Bildkopf 26 und
die Translationseinheit 220 zur Bildung des Mediums 212 unter
Verwendung der Intensität wie sie für jeden Kanal
bestimmt wurde. In einigen Ausführungsbeispielen übersteigt
die Intensität der Kanäle in mindestens einer
der (und in einigen Ausführungsbeispielen in beiden der)
Kanten-Subgruppen 54' und 54'', die die Kantenteile
entlang Kanten 56' und 56'' eines Merkmals 51 abbilden,
die Intensität der Kanäle in der Innen-Subgruppe 56 des gleichen
Rahmens 51 um mindestens 3%.
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Für
die hier beschriebenen Verfahren ist es zweckmäßig,
wenn die Merkmale 51 die Form von Streifen besitzen mit
Kanten, die sich parallel zur Hauptabtastrichtung 42 erstrecken.
Die Streifen können kontinuierlich oder unterbrochen sein.
In solchen Fällen werden die Kantenteile der Merkmale durch die
gleichen Kanäle 40 entlang der Merkmale abgebildet.
Es ist besonders zweckmäßig, wenn mehrere solche
Streifenmerkmale in einem einzigen Durchgang des Bildkopfes 26 abgebildet
werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Abbildung
von Streifen beschränkt.
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In
einigen beispielhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung
wird ein Merkmal 51 während einer oder mehreren
Abtastungen des Bildkopfes 26 abgebildet. Ein Merkmal 51 kann
mit einem weiteren Merkmal angrenzend oder nicht angrenzend sein.
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Die
Merkmale 51 können entsprechend Bilddaten abgebildet
werden, die Halbton-Abtastdaten umfassen. Bei der Halbtonabbildung
weisen die Merkmale Halbtonpunkte auf. Die Halbtonpunkte („halftone
dots") variieren in ihrer Größe gemäß der gewünschten
Helligkeit der Dunkelheit des abgebildeten Merkmals. Jeder Halbtonpunkt
ist typischerweise größer als durch Bildkopf 26 abgebildete
Pixel und besteht typischerweise aus einer Matrix von Pixeln abgebildet
durch eine Vielzahl von Bildkanälen. Halbtonpunkte sind
typischerweise abgebildet mit einer gewählten „Screen
Ruling", typischerweise definiert durch die Anzahl von Halbtonpunkten
pro Einheitslänge und eines gewählten „Screen
Angles", typischerweise definiert durch einen Winkel, mit dem die
Halbtonpunkte orientiert sind. In beispielhaften Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann ein Merkmal 51 mit einer „Screen
Density" entsprechend den ausgewählten Halbton-„Screen
Data” abgebildet werden zur Abbildung dieses Merkmals.
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In
anderen beispielhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung
kann ein Merkmal 51 mit einer „Stochastic Screen"
abgebildet werden, und zwar gebildet durch gleichgroße
Punkte mit unterschiedlicher Raumfrequenz. In weiteren Ausführungsbeispielen der
Erfindung kann ein nicht angrenzendes Merkmal mit einer kombinierten
Halbton- und stochastischen „Screen" (üblicherweise
als „Hybrid"-Screen bezeichnet) abgebildet werden.
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Die
Erfindung wurde unter Verwendung von beispielhaften Anwendungen
bei der Anzeige und elektronischen Vorrichtungsherstellung beschrieben, wobei
die beschriebenen Verfahren direkt auf die Abbildung von irgendwelchen
Mustern von Merkmalen gerichtet sind, und zwar einschließlich
von Merkmalen wie sie in der biomedizinischen Abbildung für „Lab-on-a-chip"
(LOC)-Fabrikation verwendet werden. LOC-Vorrichtungen können
mehrere sich wiederholende Muster von Merkmalen aufweisen. Die Erfindung
kann auch bei anderen Technologien eingesetzt werden, wie beispielsweise
bei der Medizintechnik, der Drucktechnik und bei elektronischen Herstellungstechnologien.
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Die
beispielhaften Ausführungsbeispiele sind lediglich veranschaulichend
für die vorliegende Erfindung und der Fachmann kann viele
Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele, ohne
de Rahmen der Erfindung zu verlassen, erkennen.
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Zusammenfassung
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Verfahren
zur Abbildung von Mustern von Merkmalen durch thermischen Transfer,
umfassend die Steuerung der Intensitäten einer Vielzahl
von Strahlen. Die Intensitäten der Strahlen, die Bildkantenteile
eines Merkmals abbilden, können unterschiedlich eingestellt
werden gegenüber Intensitäten von Strahlen, die
innere Teile des Merkmals abbilden. Strahlen, die nahe gelegene
oder Heimkanten und weg gelegene Kanten eines Merkmals abbilden,
können so gesteuert werden, dass sie unterschiedliche Intensitäten
besitzen. Eine Vorrichtung zur Abbildung von Mustern von Merkmalen
kann eine Steuervorrichtung aufweisen, die konfiguriert ist zur
Aufrechterhaltung der Intensitätsinformation für
Kanäle eines Mehrkanalbildkopfes. Die Steuervorrichtung
verwendet die Intensitätsinformation, um die Intensitäten derjenigen
Kanäle einzustellen, die den Kantenteilen der Merkmale
entsprechen, die einem laufenden Durchgang des Bildkopfes abgebildet
werden.
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- 10
- Farbfilter
- 12
- (rotes)
Farbelement
- 12'
- (rotes)
Farbelement
- 14
- (grünes)
Farbelement
- 14'
- (grünes)
Farbelement
- 16
- (blaues)
Farbelement
- 16'
- (blaues)
Farbelement
- 18
- Empfangselement
- 20
- schwarze
Matrix
- 22
- Gebiete
- 24
- Donor-
oder Abgabeelement
- 26
- Mehrkanalabbildkopf
- 30'
- roter
Streifen
- 32
- roter
Streifen
- 34
- Streifen
- 34'
- Teil
- 34''
- Teil
- 36
- roter
Streifen
- 38
- erste
Position
- 38'
- neue
Position
- 40
- individuell
anadressierbare Bildkanäle
- 41
- gestrichelte
Linien
- 42
- Hauptabtastrichtung
- 44
- Sub-
oder Unterabtast-Richtung
- 45
- letzter
Kanal
- 46
- erster
Kanal
- 47
- Kantendiskontinuität
- 48
- Kanalgruppe
- 48'
- Kanalgruppe
- 49
- Kantendiskontinuität
- 50
- Muster
von Merkmalen
- 51
- Merkmal
- 52'
- unterer
Teil
- 54
- Kanal-Sub-
oder Untergruppe
- 54'
- erste
Kanten-Kanal-Sub- oder Untergruppe
- 54''
- zweite
Kanten-Kanal-Sub- oder Untergruppe
- 56'
- „Home"-Aussenkante
- 56''
- weg
gelegene Außenkante
- 57
- Intensitätsprofil
- 58
- innere
Kanal-Gruppe
- 60
- nicht
abgebildete Gebiete
- 100
- lineare
Lichtventilanordnung
- 101
- deformierbare
Spiegel-Elemente
- 102
- Halbleitersubstrat
- 104
- Laser
- 106
- Beleuchtungslinie
- 108
- zylindrische
Linse
- 110
- zylindrische
Linse
- 112
- Linse
- 114
- Apertur, Öffnung
- 116
- Apertur-Stop
- 118
- Linse
- 120
- bildweiser
Modulationsstrahl
- 200
- System
- 212
- abbildbare
Medien, „imageable media"
- 220
- Translationseinheit
- 230
- Systemsteuervorrichtung
- 232
- Intensitätsinformation.
- 240
- Daten
- 250
- programmiertes
Produkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6242140 [0007]
- - EP 434449 A2 [0009]
- - US 6618158 [0009]
- - US 5517359 [0040]
- - US 6957773 [0043]