JP2018120874A - 印刷インク液滴測定および精密な公差内で流体を堆積する制御のための技法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2014年3月10日に出願された「Techniques For Print Ink Droplet Volume Measurement And Control Over Deposited Fluids Within Precise Tolerances」という題名の米国仮特許出願第61/950,820号(第1の発明者Nahid Harjee)に対して優先権を主張する。本出願はまた、2014年1月23日に出願された「Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances」という題名の米国特許出願第14/162525号(第1の発明者Nahid Harjee)の一部継続である。米国特許出願第14/162525号は、2013年12月26日に出願された「Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances」という題名の台湾特許出願第102148330号(第1の発明者Nahid Harjee)に対して優先権を主張し、さらに、2013年12月24日に出願された「Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances」という題名のPCT特許出願第PCT/US2013/077720号(第1の発明者Nahid Harjee)の継続である。PCT特許出願第PCT/US2013/077720号は、2012年12月27日に出願された「Smart Mixing」という題名の米国仮特許出願第61/746,545号(第1の発明者Conor Francis Madigan)、2013年5月13日に出願された「Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels」という題名の米国仮特許出願第61/822855号(第1の発明者Nahid Harjee)、2013年7月2日に出願された「Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels」という題名の米国仮特許出願第61/842351号(第1の発明者Nahid Harjee)、2013年7月23日に出願された「Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels」という題名の米国仮特許出願第61/857298号(第1の発明者Nahid Harjee)、2013年11月1日に出願された「Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels」という題名の米国仮特許出願第61/898769号(第1の発明者Nahid Harjee)、および2013年12月24日に出願された「Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances」という題名の米国仮特許出願第61/920,715号(第1の発明者Nahid Harjee)のそれぞれに対して優先権を主張する。本出願はまた、2014年4月26日に出願された「OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size,Velocity and Trajectory」という題名の米国仮特許出願第61/816696号(第1の発明者Alexander Sou−Kang Ko)、および2013年8月14日に出願された「OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size,Velocity and Trajectory」という題名の米国仮特許出願第61/866031号(第1の発明者Alexander Sou−Kang Ko)の利益を主張する。上記特許文献らのそれぞれは、参照することによって本明細書において援用される。
プリントヘッドが複数のノズルを有する印刷プロセスでは、全てのノズルが同一の方法で標準駆動波形に反応するわけではなく、すなわち、各ノズルは、わずかに異なる量の液滴を生成し得る。それぞれの流体堆積領域(「標的領域」)の中へ流体液滴を堆積させるために、ノズルが依拠される状況では、一貫性の欠如が問題につながり得る。これは、特に、インクが電子デバイス内で永久薄膜構造になるであろう材料を輸送する、製造用途の場合に当てはまる。この問題が生じる1つの例示的用途は、小型および大型電子デバイスに(例えば、携帯用デバイス、大規模高解像度テレビパネル、および他のデバイスに)使用されるような有機発光ダイオード(「OLED」)ディスプレイ等のディスプレイの加工に適用される製造プロセスにある。印刷プロセスが、そのようなディスプレイの発光材料を担持するインクを堆積させるために使用される場合、画素の行または列にわたる量の相違は、表示された画像内の可視的な照明または色の欠陥に寄与する。本明細書で使用されるような「インク」とは、色特性に関係なく、プリントヘッドのノズルによって基板に適用される任意の流体を指し、例えば、記述されたOLEDディスプレイ加工用途では、インクは、典型的には、定位置で堆積させられ、次いで、永久材料層を直接形成するために処理、乾燥、または硬化させられ、このプロセスは、いくつかのそのような層を形成するように、同一のインクまたは異なるインクを用いて繰り返され得ることに留意されたい。
実施例は、標的領域あたりの充填量の知的計画に関する、いくつかの概念を紹介することに役立つであろう。基板の各標的領域に対する可能なノズル・液滴量セットを判定することによって、複数の標的領域の同時堆積を計画するために、所与のノズル発射波形に対するノズルあたりの量のデータ(または差異データ)を使用することができる。典型的には、仕様を満たす狭い公差範囲内の所望の充填量まで、各標的領域を充填するように、複数の通過でインク液滴を堆積させることができる、ノズルおよび/または駆動波形の多数の可能な組み合わせがあろう。図1Aを使用して紹介される仮説に手短に戻ると、仕様に従った許容充填量が49.75pL〜50.25pL(すなわち、標的の0.5%の範囲内)である場合、限定ではないが、(a)合計50.05pLのためにノズル2(10.01pL)の5回の通過、(b)合計49.92pLのためにノズル1(9.80pL)の1回の通過およびノズル5(10.03pL)の4回の通過、(c)合計50.01pLのためにノズル3(9.89pL)の1回の通過およびノズル5(10.03pL)の4回の通過、(d)合計49.80pLのためにノズル3(9.89pL)の1回の通過、ノズル4(9.96pL)の3回の通過、およびノズル5(10.03pL)の1回の通過、ならびに(e)合計49.99pLのためにノズル2(10.01pL)の1回の通過、ノズル4(9.96pL)の2回の通過、およびノズル5(10.03pL)の2回の通過を含む、ノズル/通過の多くの異なるセットを使用して、許容充填量を達成することもできる。他の組み合わせもまた、明確に可能である。上記で紹介される液滴測定技法は、単一の液滴測定と関連付けられる、比較的大きい統計的公差(例えば、量の±2%)にもかかわらず、これらの期待(例えば、平均)液滴量を得るために使用することができる。したがって、たとえノズル駆動波形の1つだけの選択が各ノズル(または全てのノズル)に利用可能であったとしても、(例えば、異なる標的領域中で)液滴を堆積させるように、各スキャン中に可能な限り多くのノズルを適用するが、特異的に意図された様式で各標的領域に対する堆積液滴を組み合わせる、一連の計画されたオフセットまたは「幾何学的ステップ」で基板に対してプリントヘッドをオフセットするために、上記で紹介される第1の実施形態を使用することができる。つまり、この仮定でのノズル・液滴量の多くの組み合わせは、仕様公差に一致する統計的分散の十分理解された範囲内で所望の充填量を達成するために使用することができ、具体的実施形態は、それぞれのノズルを使用して、標的領域の異なる行および/または列の同時充填を促進するよう、スキャン運動および/またはノズル駆動波形のその選択を通して、各標的領域に対する許容液滴組み合わせのうちの特定の1つ(すなわち、各領域に対する特定のセット)を効果的に選択する。印刷が起こる時間を最小限化する方法で、相対的プリントヘッド/基板運動のパターンを選択することによって、この第1の実施形態は、実質的に増進した製造スループットを提供する。この増進は、随意に、プリントヘッド/基板スキャンまたは「通過」の数を最小限化する形態で、相対的プリントヘッド/基板移動の未加工距離を最小限化する様式で、または全体的な印刷時間を別様に最小限化する様式で、具現化できることに留意されたい。すなわち、プリントヘッド/基板移動(例えば、スキャン)は、事前に計画し、最小限のプリントヘッド/基板通過またはスキャン、1つまたは複数の定義された次元での最小限のプリントヘッドおよび/または基板移動、最小限の時間量での印刷、あるいは他の基準等の事前定義された基準を満たす様式で、標的領域を充填するために使用することができる。
を、潜在的に公差範囲内で使用することができる。
上記で記載される数式では、角括弧の使用は、1つ以上のノズルからの液滴量の組み合わせを表す、5滴の液滴のセットを表し、これらの角括弧内の各丸括弧が特定のノズルを識別する。例えば、式{1(1),4(2)}は、ノズル(1)からの1滴の液滴、およびノズル(2)からの4滴の液滴、すなわち、特定公差範囲内の複合充填を生成することが期待される、9.80pL+(4×10.01pL)=49.84pLを表す。実際には、本実施例での方法は、種々の平均に基づいて、所望の公差を生成するために使用することができるノズル(1)からの最多数の液滴を考慮し、この最多数を伴う組み合わせを評価し、数を1だけ削減し、考慮のプロセスを繰り返す。一実施形態では、このプロセスは、使用することができる、非冗長的な液滴の組み合わせの全ての可能なセットを判定するように繰り返される。ノズル(1)を伴う組み合わせが完全に探索されたとき、本方法は、ノズル(1)ではなくノズル(2)を伴う組み合わせへ進み、本プロセスを繰り返す等して、所望の公差範囲を達成することができるかどうかを判定するように、各可能なノズルの組み合わせの複合平均を試験する。例えば、本実施形態では、本方法が、ノズル(1)からの2滴以上の液滴の組み合わせを使用することができないと判定したため、種々の組み合わせで、ノズル(1)からの1滴の液滴および他のノズルからの4滴の液滴を伴う組み合わせの考慮から始める。本方法は、実際には、ノズル(2)の4滴の液滴を使用することができるかどうかを評価し、{1(1),4(2)}であり得ることを判定し、次いで、この数を1だけ低減させ(ノズル2からの3滴の液滴)、この数をノズル(4)または(5)からの単一の液滴と組み合わせて使用することができ、{1(1),3(2),1(4)}、{1(1),3(2),1(5)}という許容セットを生じることを判定する。次いで、本方法はさらに、ノズル(2)からの許容液滴の数を削減し、{1(1),2(2)....}、次いで、{1(1),1(2)....}等の組み合わせを評価する。いったんノズル(2)を伴う組み合わせがノズル(1)からの液滴と組み合わせて考慮されると、次いで、本方法は、次のノズル、すなわち、ノズル(3)を取り込み、ノズル(2)ではなく、このノズルを伴うノズル(1)の組み合わせを考慮し、唯一の許容組み合わせが{1(1),1(3),3(5)}によって求められることを判定する。いったんノズル(1)からの液滴を伴う全ての組み合わせが考慮されると、次いで、本方法は、ノズル(1)ではなくノズル(2)からの液滴を伴う、5滴の液滴の組み合わせ、例えば、{5(2)}、{4(2),1(3)}、{4(2),1(4)}、{4(2),1(5)}、{3(2),2(3)}、{3(2),1(3),1(4)}等を考慮する。
この例示的な方程式では、「i」は、幾何学的ステップまたはスキャン経路の特定の選択を表し、w1は、1つの経験的に判定された加重を表し、w2は、第2の経験的に判定された加重を表し、#RemCombsTR,iは、スキャン経路iを仮定した、標的領域あたりの残りの組み合わせの数を表し、#Simult.Nozzlesiは、スキャン経路iに使用されるノズルの数の尺度を表す。この後者の値は整数である必要はなく、例えば、TRあたりの充填値が(例えば、表示デバイスにおいて潜在的に可視的なアーチファクトを隠すように)変化させられる場合、所与のスキャン経路が、1列の標的領域につき使用される様々な数のノズルを特色とすることができる、例えば、平均またはある他の尺度を使用できることに留意されたい。また、これらの係数および加重は例証的にすぎず、すなわち、これらとは異なる加重および/または考慮事項を使用すること、一方の分散のみを使用するが他方を使用しないこと、または完全に異なるアルゴリズムを使用することが可能であることも留意されたい。
式中、Sv、Se、およびSdに基づく項は、それぞれ、堆積した液滴量、効率(通過につき使用される最大ノズル)、および幾何学的ステップの変動の分散について計算されるスコアである。1つの公式化では、「(Sv,min/Sv)」という項は、液滴の総数に依存する様式で、通過あたりの標的値からの充填量の変動を最小限化しようとする。
基板の少なくとも1つの標的領域中でインクの総量を堆積させるプリントヘッドのノズルのための制御データを生成する方法であって、前記総量は、所定の量公差範囲内であり、前記ノズルのそれぞれは、少なくとも1つの別個の液滴量を生成し、前記方法は、
それぞれの別個液滴量を表す、統計的集団を表す情報を受信することと、
対応する液滴量を表す平均が、前記所定の公差範囲内に制限される値に合計される、液滴の組み合わせを計算することと、
前記組み合わせに依存して前記制御データを生成することと
を含み、
前記制御データは、前記組み合わせと関連付けられる前記ノズルのそれぞれを前記少なくとも1つの標的領域の第1の標的領域と近接させるように、前記プリントヘッドと前記基板との間の相対運動を指示することと、前記第1の標的領域中で前記組み合わせと関連付けられる各液滴量を堆積させるように、前記組み合わせと関連付けられる前記ノズルのそれぞれの発射を指示することとに対して十分である、方法。
(項目2)
前記所定の公差範囲は、標的量を中心とする範囲を備え、前記範囲は、前記標的量±前記標的量の2パーセントによって表される範囲によって包含され、前記制御データを生成することは、前記少なくとも1つの標的領域のうちの標的領域に対する総標的量を生成するために、前記ノズルのうちの少なくとも2つからの液滴の組み合わせを使用するように適合される様式で、前記制御データを生成することを含む、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記方法は、インクジェット印刷機構を制御する方法として具現化され、前記方法はさらに、前記制御データに依存して、前記組み合わせと関連付けられる前記ノズルの相対運動および発射を行うように、前記インクジェット印刷機構を制御することを含む、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記インクジェット印刷機構は、液滴測定デバイスを備え、前記情報を受信することは、前記液滴量のそれぞれを経験的に判定するように、前記液滴測定デバイスを従事させることを含み、前記情報を受信することは、前記液滴測定デバイスによる各ノズルに対する複数の測定から前記情報を受信することを含む、項目3に記載の方法。
(項目5)
前記基板の別個の標的領域中で前記所定の公差範囲内の前記インクの総量を堆積させるプリントヘッドのノズルのための制御データを生成する方法として具現化され、
前記組み合わせを計算することは、前記別個の標的領域のそれぞれについて行われ、
前記制御データを生成することは、各組み合わせと相関する様式で前記制御データを生成するように行われ、前記制御データは、各組み合わせと関連付けられる少なくとも1つのノズルを前記別個の標的領域と同時に近接させるように、前記プリントヘッドと前記基板との間の相対運動を指示することと、前記別個の標的領域中で前記液滴量を同時に堆積させるように、各組み合わせと関連付けられる前記少なくとも1つのノズルの発射を指示することとに対して十分である、項目1に記載の方法。
(項目6)
前記方法はさらに、所定のノズル制御波形のセットを識別することを含み、各所定のノズル制御波形は、ノズルに適用されるときに、別個のインク液滴量を生成し、
前記別個の標的領域のそれぞれに対する組み合わせは、整数の液滴と関連付けられ、前記ノズルのうちの少なくとも2つの異なるノズルおよび前記所定のノズル制御波形のうちの少なくとも2つの異なる波形を包含するように適合される、項目1に記載の方法。
(項目7)
前記少なくとも1つの標的領域は、標的領域を含み、前記標的領域のそれぞれは、前記所定の量公差範囲を達成し、前記標的領域は、第1の軸の方向に相互からオフセットされ、前記相対運動は、少なくとも2回のスキャンを含み、前記少なくとも2回のスキャンは、それぞれ、方向において前記第1の軸と実質的に垂直であり、前記少なくとも2回のスキャンは、少なくとも1つの幾何学的ステップの順序に従って相互からオフセットされ、前記ノズルのそれぞれは、相互に対する位置関係を有し、
前記方法はさらに、対応する液滴量平均が、前記標的領域の各自に対する前記所定の公差範囲内に制限される値に合計される、液滴の少なくとも1つの組み合わせを計算することを含み、
前記制御データを生成することは、前記標的領域の各自に対する液滴の特定の組み合わせと相関する様式で行われ、
前記方法はさらに、可変サイズであり、かつ前記特定の組み合わせと相関する様式で、各幾何学的ステップを選択することを含む、項目1に記載の方法。
(項目8)
前記プリントヘッドは、128個以上の前記プリントノズルを有し、
前記方法はさらに、プリントヘッドと、プリントヘッド運動制御機構と、基板運動制御機構とを備える分割軸インクジェット印刷機構を制御する方法として具現化され、
前記制御データを生成することはさらに、前記基板運動制御機構が、第1の方向で前記プリントヘッドに対して前記基板を移動させるものであり、プリントヘッド運動制御機構が、前記第1の方向から独立した第2の方向で前記基板に対して前記プリントヘッドを移動させるものであるように、機械に前記インクジェット印刷機構を制御させて前記プリントヘッドと前記基板との間の前記相対運動を行うことを含む、項目1に記載の方法。
(項目9)
電子デバイスのための有機発光層を形成する方法として具現化され、前記インクは、溶剤によって担持される有機材料、有機単量体、または有機ポリマーのうちの少なくとも1つを含む、項目1に記載の方法。
(項目10)
プリンタであって、
基板の標的領域のアレイ上にインクを印刷するノズルを有するプリントヘッドと、
前記プリントヘッドと前記基板との間の実質的に連続的な運動のそれぞれのスキャンを含む、前記プリントヘッドと前記基板との間の相対移動を提供する少なくとも1つの運動機構と、
前記ノズルのそれぞれに対する液滴量平均を識別するデータを記憶する記憶装置と、
非一過性の機械可読媒体上に記憶された命令と
を備え、
前記命令は、実行されたとき、前記プリンタに、
前記標的領域のそれぞれに対する所望の充填量を定義する電子ファイルを受信することであって、前記標的領域のそれぞれの前記所望の充填量は、関連付けられた量公差範囲内で達成される、ことと、
前記ノズルのそれぞれに対する液滴量平均を識別するデータ、および前記標的領域のそれぞれに対する前記充填量を定義するファイルに基づいて、対応する液滴量平均が前記関連付けられた量公差範囲内の充填値に合計される、各標的領域に対する前記ノズルのうちの1つ以上のノズルからの液滴の組み合わせを印刷するように、前記運動機構および前記プリントヘッドを制御することと
を行わせ、
前記命令は、前記標的領域の全てを充填するために、前記運動機構および前記プリントヘッドを制御して、前記それぞれの標的領域に対する前記充填値を堆積させるものである、プリンタ。
(項目11)
前記プリントヘッドおよび前記基板を含有するガスエンクロージャと、印刷中に前記ガスエンクロージャに制御された雰囲気を注入する雰囲気制御システムとをさらに備える、項目10に記載のプリンタ。
(項目12)
前記基板は、表示デバイスを形成するものであり、前記基板の標的領域の3つのアレイを有し、各アレイの標的領域は、前記アレイの画素の別個の色成分を表し、前記プリンタは、前記3つのアレイのうちの対応するアレイの標的領域上に別個のインクを印刷するために、1つの色成分につき少なくとも1つを含む少なくとも3つのプリントヘッドを備える、項目10に記載のプリンタ。
(項目13)
液滴測定デバイスをさらに備え、前記命令はさらに、実行されたときに、前記ノズルのうちのそれぞれの所与の1つに対する複数の液滴量を測定して、前記ノズルのうちの前記所与の1つに対する統計的集団を生じさせるように、前記プリンタに前記液滴測定デバイスを従事させ、前記データは、前記ノズルのそれぞれに対する前記液滴測定デバイスによる前記測定から得られる前記液滴量平均を識別する、項目10に記載のプリンタ。
(項目14)
前記命令はさらに、実行されたときに、前記ノズルのそれぞれに対する前記液滴量平均を更新するように、断続的に前記プリンタに前記液滴測定デバイスを従事させるものである、項目13に記載のプリンタ。
(項目15)
インクの別個の液滴を放出するように制御されたノズルを伴うプリントヘッドを有するインクジェットプリンタを制御する方法であって、前記方法は、
前記ノズルのうちの1つからの複数の別個の液滴と関連付けられるパラメータを測定することにより、前記ノズルのうちの前記1つに対する前記パラメータの統計的集団を生じさせることと、
他のノズルのそれぞれに対する前記パラメータの測定を繰り返すことにより、前記ノズルのそれぞれに対するそれぞれの統計的集団を生じさせることと、
各統計的集団を処理することにより、前記パラメータの別個の平均値および前記パラメータの分布を表す別個の拡散尺度を関連付けることと
を含む、方法。
(項目16)
前記パラメータは、液滴量、液滴速度、または液滴軌道角度のうちの1つである、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記インクジェットプリンタは、各ノズルに対して複数の代替発射駆動波形を使用するように適合され、
前記パラメータの測定は、前記ノズルのうちの前記1つおよび前記ノズルのうちの前記1つとともに使用するために利用可能な前記複数の代替発射駆動波形のうちの特定の波形に対する別個の統計的集団を生じさせるように、前記特定の波形について前記ノズルのうちの前記1つのために行われ、
前記方法はさらに、前記ノズルのうちの前記1つとともに使用するために利用可能な前記複数の代替発射駆動波形のうちの他方の各自に対する前記パラメータの測定を繰り返すことにより、別個の統計的集団を生じさせることを含み、
前記他のノズルのそれぞれに対する前記パラメータの測定の前記反復は、前記ノズルのうちの他方の各自とともに使用するために利用可能な前記複数の代替発射駆動波形のうちの他方の各自に対する前記パラメータの測定を繰り返すことにより、別個の統計的集団を生じさせることを含み、
前記パラメータの平均値および分布の拡散尺度を関連付ける、各統計的集団の前記処理は、前記ノズルのうちの別個の1つのそれぞれとともに使用するために利用可能な前記複数の代替発射駆動波形の各波形について行われる、項目15に記載の方法。
(項目18)
前記方法はさらに、所与の基板標的領域内でそれぞれのノズルから選択された複数の液滴を堆積させるように、印刷を制御することを含み、前記選択された複数の液滴は、前記ノズルのうちの別個の1つによって生成される前記液滴と関連付けられる平均値の合計に等しい、前記標的領域に対する複合インク充填量を生成するように選択される、項目15に記載の方法。
(項目19)
前記測定することおよび前記繰り返すことは、前記ノズルの各自に対する測定の閾値集団を得るように行われ、前記測定の閾値集団は、少なくとも24回の測定を表す、項目15に記載の方法。
(項目20)
インクジェットプリンタであって、
インクの別個の液滴を放出するノズルを有するプリントヘッドと、
インクの液滴が通って進行する測定領域からの光を収集することによって、それぞれのノズルによって放出される前記インクの液滴と関連付けられるパラメータを測定する液滴測定デバイスと
を備え、
前記インクジェットプリンタは、サービスステーションと、前記プリントヘッドを前記サービスステーションに移動させることを選択するための手段とを含み、
前記インクジェットプリンタはさらに、3次元のそれぞれで独立して前記測定領域を選択的に移動させるための手段を備える、インクジェットプリンタ。
(項目21)
インクジェットプリンタであって、
インクの別個の液滴を放出するノズルを有するプリントヘッドと、
サービス領域、および前記プリントヘッドを前記サービス領域に選択的に移動させるプリントヘッド輸送機構と、
前記プリントヘッドが前記サービス領域中にあるときに、前記プリントヘッドに選択的に係合する液滴測定デバイスと
を備え、
前記液滴測定デバイスは、インクの液滴が通って進行する測定領域からの光を収集することによって、それぞれのノズルによって放出される前記インクの液滴と関連付けられるパラメータを測定し、前記液滴測定デバイスは、前記プリントヘッドが前記サービス領域まで移動した後に、前記ノズルのうちのいずれか1つに隣接して前記測定領域を位置付けるように、3次元のそれぞれで前記測定領域を関節動作させるように動作可能な移動機構をさらに備える、インクジェットプリンタ。
(項目22)
前記液滴測定デバイスは、少なくとも1つの光学検出器と、前記少なくとも1つの光学検出器によって検出される光の干渉パターンを測定するハードウェアまたはソフトウェアのうちの少なくとも1つとを備える、項目21に記載のインクジェットプリンタ。
(項目23)
前記液滴測定デバイスは、少なくとも1つの画像センサと、前記少なくとも1つの光学検出器によって検出される影を測定するハードウェアまたはソフトウェアのうちの少なくとも1つとを備える、項目21に記載のインクジェットプリンタ。
(項目24)
前記プリントヘッドは、前記サービス領域まで移動させられたときに、駐留位置に位置付けられ、前記プリントヘッドのノズルは、前記駐留位置に対して距離h内でインクの液滴を放出するように適合され、前記移動機構は、前記距離hの寸法と実質的平行な方向で前記測定領域を選択的に移動させて、前記距離h内で前記測定領域を運んで液滴測定を行うように適合され、前記移動機構は、前記プリントヘッドのノズル荷担面と平行であり、かつ前記距離hの寸法と実質的に垂直である2次元のそれぞれで独立して前記測定領域を選択的に移動させて、それぞれのノズルからの液滴を測定するように動作可能である、項目21に記載のインクジェットプリンタ。
(項目25)
前記液滴測定デバイスは、前記測定領域を通って前記ノズル荷担面から離れて進行する液滴からの測定光を、前記距離hより大きい前記距離hの寸法に沿った距離に位置付けられた光学検出器に指向する少なくとも1つの光路経路指定機構を備え、前記液滴測定デバイスは、光源からの光源光を、前記測定領域を通って進行する液滴に指向する少なくとも1つの光路経路指定機構を備え、前記光源はまた、前記距離hより大きい前記距離hの寸法に沿った距離に位置付けられ、各光路経路指定機構は、鏡、プリズム、または光ファイバケーブルのうちの1つを備える、項目24に記載のインクジェットプリンタ。
(項目26)
インクジェットプリンタであって、
基板上にインクを印刷するプリントヘッドであって、前記プリントヘッドは、ノズルを有する、プリントヘッドと、
サービス領域、および前記プリントヘッドを前記サービス領域に選択的に輸送するプリントヘッド輸送機構と、
液滴測定デバイスと、
前記基板上に連続的に薄膜としてインクを前記プリンタに印刷させることと、前記プリントヘッドが前記基板上にインクを印刷させられている期間の間に、前記プリントヘッド輸送機構に前記プリントヘッドを前記サービス領域へ輸送させることと、前記液滴測定デバイスに前記ノズルのそれぞれから別個の液滴量を測定させることとを行う制御機構と
を備える、インクジェットプリンタ。
(項目27)
ノズルを伴うプリントヘッドを有するインクジェットプリンタを制御する方法であって、
前記インクジェットプリンタの液滴測定デバイスを使用することにより、前記ノズルのそれぞれによって生成される液滴の繰り返された測定を介して、前記ノズルのそれぞれに対する液滴パラメータの統計的分布を構築することと、
前記ノズルのそれぞれに対する前記統計的分布と関連付けられる少なくとも1つの統計的尺度を閾値と比較することと、
比較結果に依存して、前記ノズルのうちのそれぞれの1つによって生成される液滴を有効にするか、または拒否することと、
拒否された前記ノズルのうちのそれぞれの1つによって生成される液滴の使用を除外する印刷プロセスを計画することと
を含む、方法。
Claims (36)
- 別個の基板上に層を加工するための装置であって、各層および別個の基板が、別個の電子デバイスの一部を形成するものであり、前記装置は、
ノズルを有するプリントヘッドと、
ビーム源および検出器を備える液滴測定システムであって、前記検出器は、液滴飛行中に前記ノズルのうちの選択されたノズルから放出された液体の液滴の特性の測定を表す電子出力を提供し、前記電子出力は、前記液体の前記液滴への前記ビーム源からのビームの衝突から生成された干渉パターンの検出に依存する、液滴測定システムと、
前記別個の基板の各々を連続して印刷領域へとおよび前記印刷領域から輸送させるための基板輸送機構であって、前記印刷領域において、前記別個の基板の各々が前記プリントヘッドによって印刷可能である、基板輸送機構と
を備え、
前記プリントヘッドは、前記電子出力に応じて前記別個の基板の各々に液体を印刷するものであり、前記液体は、前記層を形成するために使用される材料を提供する、装置。 - 前記装置は、さらに、前記プリントヘッドが静止位置にある間において少なくとも2つの独立した次元で前記プリントヘッドに対して前記液滴測定システムを選択的に移動させるための前記液滴測定システムのための輸送機構を備える、請求項1に記載の装置。
- 前記液滴測定システムのための前記輸送機構は、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルからの選択的な高さにおいて前記ビームと前記液滴との交差点を位置付けるように、(1)前記交差点と(2)前記ノズルのうちの前記選択されたノズルとの間に延在する次元を含め、前記プリントヘッドが前記静止位置にある間において、少なくとも3つの独立した次元で前記プリントヘッドに対して前記液滴測定システムを選択的に移動させるものである、請求項2に記載の装置。
- 前記ノズルは、第1の面内にあり、
前記液滴測定システムは、さらに、鏡を備え、
前記ビーム源、前記検出器および前記鏡は、各々、相互に対して固定された位置関係において前記液滴測定システムによって搭載され、
前記液滴測定システムのための前記輸送機構は、面内において、前記プリントヘッドと相対的な態様で前記ビームの経路のセグメントを移動させるように、前記少なくとも2つの次元で前記液滴測定システムを移動させるものであり、
前記ビーム源および前記検出器の各々は、前記面外において前記液滴測定システムによって搭載される、請求項2に記載の装置。 - 前記液滴測定システムは、さらに、測定後の放出された液滴を収集するための、前記ビームが前記ノズルのうちの前記選択されたノズルから放出された前記液体の前記液滴の飛行経路と交差するように位置付けられている間において前記ノズルのうちの前記選択されたノズルから放出された液滴のためのコレクタを備え、
前記ビーム源、前記検出器および前記コレクタは、各々、相互に対して固定された位置関係において前記液滴測定システムのための前記輸送機構によって搭載される、請求項2に記載の装置。 - 前記特性は、液滴量であり、前記電子出力は、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルから放出された前記液体の前記液滴の量に応じて変化するものである、請求項1に記載の装置。
- 前記特性は、軌道または速度のうちの1つであり、前記電子出力は、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルから放出された前記液体の前記液滴の軌道または速度のうちの1つに応じて変化するものである、請求項1に記載の装置。
- 前記装置は、少なくとも1000個のノズルを備え、
前記装置は、前記少なくとも1000個のノズルのうちの各1つについてのパラメータを測定するために前記液滴測定システムを反復して使用するものであり、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルは、別個の反復において、前記少なくとも1000個のノズルのうちの各1つである、請求項1に記載の装置。 - 前記装置は、さらに、前記プリントヘッドが静止位置にある間において少なくとも2つの独立した次元で前記プリントヘッドに対して前記液滴測定システムを選択的に移動させるための前記液滴測定システムのための輸送機構を備える、請求項8に記載の装置。
- 前記装置は、さらに、前記別個の基板の各々に堆積させられる液体を前記別個の電子デバイス内の前記層として持続する形態に変換するように前記液体を処理するための処理システムを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記処理システムは、硬化システムであり、前記硬化システムは、前記別個の基板の各々に堆積させられる前記液体を前記形態に変換するために、前記液体を放射に暴露するものである、請求項10に記載の装置。
- 前記プリントヘッド、前記印刷領域および前記処理システムを含有するためのガスエンクロージャをさらに備え、それによって、前記装置が、前記別個の基板の各々への前記液体の印刷および前記別個の基板の各々に堆積させられる前記液体の処理を、前記別個の基板の各々が、前記印刷と前記処理との間において、制御されていない雰囲気に暴露させられないように、実行するように適合される、請求項10に記載の装置。
- 前記液体は、液体単量体を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記装置は、さらに、少なくとも1000個のノズルを備え、
前記装置は、さらに、電子制御システムを備え、
前記電子制御システムは、
前記別個の基板のいずれも前記印刷領域にないときに、反復的に前記液滴測定システムを自動的に制御することにより、前記別個の基板のうちの連続した基板のうちの少なくとも1つの基板の位置に応じて、前記連続した基板への前記液体の印刷の間の時間において前記少なくとも1000個のノズルのうちの前進されたサブセットからの液滴についての前記特性を自動的に測定することと、
前記自動化された測定に応じて前記少なくとも1000個のノズルのうちの各1つについてのパラメータの測定を断続的に更新することと
を実行するものである、請求項1に記載の装置。 - 前記装置は、保守ステーションを備え、前記装置は、前記液滴測定システムに、前記プリントヘッドが前記保守ステーションに位置しているときに前記特性を時々測定させるものである、請求項1に記載の装置。
- 少なくとも1つのプロセッサおよびメモリをさらに備え、前記装置は、前記ノズルのうちの各1つについての少なくとも1つの値を記憶するものであり、前記ノズルのうちの各1つについての少なくとも1つの値は、前記ノズルのうちの当該1つについてのパラメータの測定を表し、前記少なくとも1つのプロセッサは、所定の印刷ファイルに従って前記液体の印刷を計画するが、前記メモリに記憶された前記ノズルの各々についての前記少なくとも1つの値によって表されるところのノズル間の前記パラメータの変動に従って、前記液滴を放出するために前記ノズルのうちのどのノズルを使用するかを制御するものである、請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのプロセッサは、前記別個の基板の各々上の少なくとも1つの標的領域について、前記プリントヘッドに、所定の公差範囲内の総量の前記液体を堆積させるものであり、前記少なくとも1つのプロセッサは、前記メモリに記憶されている前記値のうちの別個の値に応じて、前記標的領域内の前記総量を得るために使用される前記液滴のうちの別個の液滴についての期待される量の合計が必然的に前記所定の公差範囲内であるようにノズル選択が制限される態様で、前記印刷を計画するものである、請求項16に記載の装置。
- 各別個の電子デバイスは、画素を有する電子ディスプレイデバイスである、請求項1に記載の装置。
- 別個の基板上に層を加工する方法であって、各層および別個の基板が、別個の電子デバイスの一部を形成するものであり、前記方法は、
ビーム源および検出器を備える液滴測定システムを使用して、液滴飛行中にプリントヘッドのノズルのうちの選択されたノズルから放出された液体の液滴の特性を測定することであって、前記検出器は、前記液体の前記液滴への前記ビーム源からのビームの衝突から生成された干渉パターンの検出に依存した測定の測定を表す電子出力を提供する、ことと、
前記電子出力に応じて前記別個の基板の各々に前記プリントヘッドからの液体を印刷することと、
基板輸送機構を使用して、前記別個の基板の各々を連続して印刷領域へとおよび前記印刷領域から輸送させることであって、前記印刷領域において、前記別個の基板の各々が前記プリントヘッドによって印刷可能である、ことと、
前記別個の基板の各々に堆積させられる前記液体によって提供される材料を各別個の電子デバイス内の前記層において持続する形態に変換するように前記液体を処理することと
を含む、方法。 - 前記方法は、さらに、前記プリントヘッドが静止位置にある間において少なくとも2つの独立した次元で前記プリントヘッドに対して前記液滴測定システムを選択的に移動させることを含む、請求項19に記載の方法。
- 前記方法は、さらに、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルからの選択的な高さにおいて前記ビームと前記液滴との交差点を位置付けるように、(1)前記交差点と(2)前記ノズルのうちの前記選択されたノズルとの間に延在する次元を含め、前記プリントヘッドが前記静止位置にある間において、少なくとも3つの独立した次元で前記液滴測定システムを選択的に移動させることを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記ノズルは、第1の面内にあり、
前記液滴測定システムは、さらに、鏡を備え、
前記ビーム源、前記検出器および前記鏡は、全て、相互に対して固定された位置関係において前記液滴測定システムによって搭載され、
前記方法は、さらに、面内において、前記プリントヘッドと相対的な態様で前記ビームの経路のセグメントを移動させるように、前記少なくとも2つの次元で前記液滴測定システムを移動させることを含み、
前記ビーム源および前記検出器の各々は、前記面外において前記液滴測定システムによって搭載される、請求項20に記載の方法。 - 前記方法は、さらに、前記液滴測定システムのコレクタを使用して、測定の後に、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルから放出された液滴を、前記ビームが前記ノズルのうちの前記選択されたノズルから放出された前記液体の前記液滴の飛行経路と交差するように位置付けられている間において、収集することを含み、
前記ビーム源、前記検出器および前記コレクタは、各々、相互に対して固定された位置関係において前記システムのための前記輸送機構によって搭載される、請求項20に記載の方法。 - 前記特性は、液滴量であり、前記電子出力は、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルから放出された前記液体の前記液滴の量に応じて変化する、請求項19に記載の方法。
- 前記特性は、軌道または速度のうちの1つであり、前記電子出力は、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルから放出された前記液体の前記液滴の軌道または速度のうちの1つに応じて変化する、請求項19に記載の方法。
- 前記プリントヘッドは、第1のプリントヘッドであり、
前記液体を印刷することは、少なくとも1つのプリントヘッドによって担持される少なくとも1000個のノズルを使用して実行され、前記少なくとも1つのプリントヘッドは、前記第1のプリントヘッドを含み、
前記方法は、さらに、前記少なくとも1000個のノズルのうちの各1つについてのパラメータを反復して測定することを含み、前記ノズルのうちの前記選択されたノズルは、別個の反復において、前記少なくとも1000個のノズルのうちの各1つである、請求項19に記載の方法。 - 前記方法は、さらに、前記プリントヘッドが静止位置にある間において少なくとも2つの独立した次元で前記プリントヘッドに対して前記システムを選択的に移動させることを含む、請求項26に記載の方法。
- 前記処理システムは、放射の供給源を備える硬化システムであり、前記方法は、さらに、前記別個の基板の各々に堆積させられる前記液体を硬化させそれによって前記液体を前記形態に変換するために、前記液体を前記放射の供給源に暴露することを含む、請求項19に記載の方法。
- 前記別個の基板の各々への前記液体の印刷および前記別個の基板の各々に堆積させられる前記液体の処理を、前記別個の基板の各々が、前記印刷と前記処理との間において、制御されていない雰囲気に暴露させられないように、実行することをさらに含む、請求項19に記載の方法。
- 前記液体は、液体単量体を含む、請求項19に記載の方法。
- 前記プリントヘッドは、第1のプリントヘッドであり、
前記液体の印刷は、少なくとも1つのプリントヘッドによって担持される少なくとも1000個のノズルを使用して実行され、前記少なくとも1つのプリントヘッドは、前記第1のプリントヘッドを含み、
前記方法は、さらに、
前記別個の基板のいずれも前記印刷領域にないときに、反復的に前記液滴測定システムを自動的に制御することにより、前記別個の基板のうちの連続した基板のうちの少なくとも1つの基板の位置に応じて、前記連続した基板への前記液体の印刷の間の時間において前記少なくとも1000個のノズルのうちの前進されたサブセットからの液滴についての前記特性を自動的に測定することと、
前記自動化された測定に応じて前記少なくとも1000個のノズルのうちの各1つについてのパラメータの記憶された測定を断続的に更新することと
を含む、請求項19に記載の方法。 - 測定することは、前記プリントヘッドが保守ステーションに移動させられたときに時々実行される、請求項19に記載の方法。
- 前記方法は、さらに、メモリに、前記ノズルのうちの各1つについての少なくとも1つの値を記憶することであって、前記ノズルのうちの各1つについての少なくとも1つの値は、前記ノズルのうちの当該1つについてのパラメータの測定を表す、ことと、少なくとも1つのプロセッサを使用して、所定の印刷ファイルに従って前記液体の印刷を計画することとを含み、印刷は、前記メモリに記憶された前記ノズルの各々についての前記少なくとも1つの値によって表されるところのノズル間の前記パラメータの変動に従って、前記液滴を放出するために前記ノズルのうちのどのノズルを使用するかを前記少なくとも1つのプロセッサが制御するような態様で実行される、請求項19に記載の方法。
- 前記方法は、さらに、前記別個の基板の各々上の少なくとも1つの標的領域について、前記プリントヘッドに、所定の公差範囲内の総量の前記液体を堆積させることを含み、前記印刷を計画することは、前記メモリに記憶されている前記値のうちの別個の値に応じて、前記標的領域内で印刷するために使用される前記液滴のうちの別個の液滴についての期待される量の合計が必然的に前記所定の公差範囲内であるように前記総量を得るための液滴選択が制限される態様で、実行される、請求項33に記載の方法。
- 各別個の電子デバイスは、画素を有する電子ディスプレイデバイスである、請求項19に記載の方法。
- 別個の基板上に層を加工するための装置であって、各層および別個の基板が、別個の電子デバイスの一部を形成するものであり、前記装置は、
ビーム源および検出器を備える液滴測定システムを使用して、液滴飛行中にプリントヘッドのノズルのうちの選択されたノズルから放出された液体の液滴の特性を測定する手段であって、前記検出器は、前記液体の前記液滴への前記ビーム源からのビームの衝突から生成された干渉パターンの検出に依存した測定の測定を表す電子出力を提供する、手段と、
前記電子出力に応じて前記別個の基板の各々に前記プリントヘッドからの液体を印刷する手段と、
基板輸送機構を使用して、前記別個の基板の各々を連続して印刷領域へとおよび前記印刷領域から輸送させる手段であって、前記印刷領域において、前記別個の基板の各々が前記プリントヘッドによって印刷可能である、手段と、
前記別個の基板の各々に堆積させられる前記液体によって提供される材料を各別個の電子デバイス内の前記層において持続する形態に変換するように前記液体を処理する手段と
を備える、装置。
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