JP2021087949A - 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 Cont
rol 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。
との間の各相対移動(「通過」または「スキャン」)を伴って、種々の標的領域のそれぞれの中へ10ピコリットル(10.00pl)の流体を放出するものであると仮定されたい。標的領域は、隣接する未分離領域(例えば、堆積した流体インクが部分的に拡散して領域間でともに混合するように)、またはそれぞれの流体的に単離した領域を含む、基板の任意の表面領域であり得る。これらの領域は、概して、それぞれ、長円形104−108を使用して図1Aで表される。したがって、5つの特定の標的領域のそれぞれを充填するために、描写されるようにプリントヘッドの正確に5回の通過が必要であることが仮定され得る。しかしながら、それぞれのノズル変換器に適用される所与の駆動波形が、各ノズルに対するわずかに異なる液滴量を生じるように、プリントヘッドノズルは、実践では、構造または作動にいくつかの軽微な変動を有するであろう。例えば、図1Aで描写されるように、ノズル(1)の発射は、各通過で9.80ピコリットル(pL)の液滴量を生じ、5つの9.80pL液滴が長円形104内に描写されている。液滴のそれぞれは、標的領域104内の特異的な場所によって図に表されるが、実践では、液滴のそれぞれの場所は、同一であり得るか、または重複し得ることに留意されたい。ノズル(2)−(5)は、対照的に、10.01pL、9.89pL、9.96pL、および10.03pLのわずかに異なる別個の液滴量を生じる。各ノズルが相互排他的に標的領域104−108の中へ流体を堆積させる、プリントヘッドと基板との間の5回の通過により、この堆積は、5つの標的領域にわたって1.15pLの総堆積インク量変動をもたらすであろう。これは、多くの用途にとって受け入れ難くあり得る。例えば、いくつかの用途では、堆積した流体のわずか1パーセント(またはさらに少ない)の相違が問題を引き起こし得る。OLEDディスプレイ加工の場合、そのような変動は、完成したディスプレイで観察可能な画像アーチファクトを潜在的にもたらし得る。
通過で標的領域と重複する各ノズルが、合計5滴の液滴が送達されるまで、その標的領域の中へ液滴を送達するであろうことを仮定すると、標的領域が3回の通過で充填され、2つの標的領域にわたって50.00pLの標的から0.58pLの総堆積インク量変動、さらに特定公差外の相違があることが観察され、これは、再度、多くの用途にとって受け入れ難くあり得る。
関連光学部および/またはセンサが、堆積面下測定および大型プリントヘッドアセンブリに対する効果的な関節動作のために、機械的に搭載される。そのようなシステムを用いて取得可能である非常に高速の測定により、干渉技法は、このように動的な増分測定を行う実施形態で特に有用であり、そのような技法を用いると、各印刷サイクルで、各期待液滴量の周囲で高い統計的信頼度を達成するように、数十から数百のノズルに反復液滴測定(例えば、ノズルにつき30個の液滴の測定)を受けさせることができる。
ッドまたはプリントヘッドアセンブリを選択的にオフセットすることによって、(例えば、9.95pLの平均液滴量を伴う)1つのノズルからの液滴を、(例えば、20.00pLの総複合量を得るように10.05pLの平均液滴量を伴う)第2のノズルからの液滴と組み合わせることができる。各標的領域が、所望の標的充填に合致する特定の総充填を受容するように、複数の通過が計画される。つまり、各標的領域(例えば、ディスプレイの画素化構成要素を形成するであろう、ウェルの行の中の各ウェル)は、基板に対するプリントヘッドの異なる幾何学的ステップを使用して、特定の公差範囲内の総量を達成するように、1つ以上の液滴量の計画された組み合わせを受容する。本実施形態のさらに詳細な特徴では、相互に対するノズルの位置関係を考慮すると、各標的領域中の量変動の許容量が仕様内で許可されるが、同時に、プリントヘッド/基板移動が、それぞれの標的堆積領域に対するノズルの平均同時使用を最大限化するよう計画されるように、パレート最適解法を計算して適用することができる。上記で議論される統計的技法は、複合(すなわち、多重液滴)インク充填の統計的モデルが任意の所望の公差範囲内に入ることを確実にするために使用することができる。1つの随意的な精緻化では、印刷がこれらの目的を達成するために必要とされるプリントヘッド/基板通過の数を削減し、さらに最小限化するように、機能が適用される。これらの種々の特徴を手短に熟考すると、基板上の材料の層の印刷を迅速かつ効率的に行うことができるため、加工費が大幅に削減される。
イクル中の液滴特性の起こり得る変動による印刷プロセスの誤差につながり得る一方で、干渉技法等の高速技法および関連構造(上記で紹介される)の使用は、ノズル間および液滴量間変動のより最新であり、したがって、より正確な動的理解を促進し、高い信頼度で以前に説明されたような計画された組み合わせの使用を可能にする。例えば、従来の液滴測定技法は、行うのに何時間もかかり得るが、非撮像技法(干渉法等)の使用を通して、液滴測定を継続的に最新に保ち、したがって、プロセス、電圧および温度(PVT変動)、プリントヘッドノズル劣化、インク交換、および測定の精度に影響を及ぼし得る他の動的プロセスを正確に追跡させることができる。例えば、前述のような基板装填および非装填時間において増分液滴測定を隠す、ローリング測定プロセスの使用を通して、液滴測定をほぼ連続的に(例えば、各ノズルについて3〜4時間未満毎に)再び行って更新し、したがって、以前に説明されたように複合充填計画を可能にする、正確なモデルを提示させることができると期待される。一実施形態では、全ノズルまたはノズル・波形対合によって生成される液滴が、周期的に、例えば、2時間〜24時間期間毎に1回、好ましくは、2時間等のより短い時間間隔で、(例えば、最初から)再測定される。ローリングプロセスは、全ての実施形態に必要とされるわけではなく、すなわち、一実施形態では、その間に印刷が中断される、専用較正プロセス中に、全てのノズルについて測定を行う(または再び行う)ことができることに留意されたい。一実施例を提供するために、1つの可能な実施形態では、各反復で、全てのノズル・波形の組み合わせが処理されるまで、24,000個のノズル・波形の組み合わせの異なるローリングサブセットを検査し、次いで、循環基準でプロセスを繰り返すように戻る、連続的な事柄として、各90秒の印刷サイクルに対する基板装填および非装填段階中に15秒にわたって、6,000個のノズルおよび24,000個のノズル・波形の組み合わせを有する、プリントヘッドアセンブリを測定することができる。代替として、専用較正プロセスを(例えば、3時間毎に)使用する実施形態では、アクティブ印刷に戻る前に、全てのノズル・波形の組み合わせに対する統計的モデルを発生させるように、そのようなプリントヘッドアセンブリをある期間(例えば、30分)にわたって駐留させることができる。
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。
い量を標的領域中で依然として生成することができる、さらに少ない通過を使用して、他の組み合わせが可能である。再度、唯一の標的領域104および各プリントヘッド上のノズル(1)を考慮すると、例えば、プリントヘッドC、D、およびEが全て、液滴を標的領域の中へ発射する第1のプリントヘッド通過、ならびにプリントヘッドDおよびEが両方とも、液滴を標的領域の中へ発射する第2のプリントヘッド通過を用いて、2回の通過で49.83pLを堆積させることが可能であろう。同様に、スキャン経路のいかなるオフセットも伴わずに、標的値に近い量を標的領域のそれぞれの中で生成するために、異なるプリントヘッドからのノズルの異なる組み合わせを各通過で同時に使用することができる。したがって、このようにして複数の通過を使用することは、異なる標的領域中で(すなわち、例えば、画素の異なる行内で)液滴を同時に堆積させることが所望される、実施形態に対して有利であろう。再度、ノズルあたりおよび/または駆動波形あたりの液滴量ならびに関連平均と関連付けられる所望の統計的特性を得るように計算される様式で、液滴測定を計画することによって、統計的精度を確保することができる。
のノズルを使用する複数の標的領域の同時印刷に対応する。つまり、印刷が起こる時間を最小限化するようにパラメータを変動させることによって、これらの実施形態はそれぞれ、製造スループットを増進し、必要なプリントヘッド/基板スキャンまたは「通過」の数、特定の次元に沿った相対的プリントヘッド/基板移動の未加工距離、またはある他の基準を満たすことに役立つものを最小限化することを促進する。
またはスキャンは、相互に対する幾何学的ステップによってオフセットされ、次の通過またはスキャンと平行である。このオフセットまたは幾何学的ステップは、通過またはスキャン開始位置、平均位置、終了位置、またはある他の種類の位置オフセットの差異であり得、必ずしも平行スキャン経路を示唆するわけではない。また、本明細書で議論される種々の実施形態は、異なる標的領域(例えば、標的領域の異なる行)中で堆積させるための異なるノズルの「同時」使用について話し、この「同時」という用語は、同時液滴放出を必要としないが、むしろ、任意のスキャンまたは通過中に、相互排他的にインクをそれぞれの標的領域の中へ発射するために、異なるノズルまたはノズル群を使用することができるという概念を指すにすぎないことも留意されたい。例えば、流体ウェルの第1の行の中で第1の液滴を堆積させるように、1つ以上のノズルの第1のグループを所与のスキャン中に発射することができる一方で、流体ウェルの第2の行の中へ第2の液滴を堆積させるように、1つ以上のノズルの第2のグループをこの同一のスキャン中に発射することができる。「プリントヘッド」という用語は、基板に向かってインクを印刷する(放出する)ために使用される、1つ以上のノズルを有する、一体またはモジュール式デバイスを指す。「プリントヘッドアセンブリ」とは、対照的に、基板に対する一般的な位置付けのためにグループとして1つ以上のプリントヘッドを支持する、アセンブリまたはモジュール式要素を指す。したがって、プリントヘッドアセンブリは、いくつかの実施形態では、単一のプリントヘッドのみを含むことができる一方で、他の実施形態では、そのようなアセンブリは、6つ以上のプリントヘッドを含む。いくつかの実装では、個々のプリントヘッドを、そのようなアセンブリ内で相互に対してオフセットすることができる。大規模製造プロセス(例えば、テレビのフラットパネルディスプレイ)に使用される典型的な実施形態では、プリントヘッドアセンブリは、極めて大型であり得、何千もの印刷ノズルを包含し、実装に応じて、そのようなアセンブリは、大型であり得、本明細書で議論される液滴測定機構は、液滴あたりの測定を得るように、そのようなアセンブリの周囲で関節動作するように設計されることに留意されたい。例えば、6個のプリントヘッドおよび約10,000個またはそれを上回る印刷ノズルを有する、プリントヘッドアセンブリを用いると、プリントヘッドアセンブリは、液滴測定を含む種々の支持動作のために、(印刷)軸外サービスステーション内で、プリンタ内に駐留させることができる。
上させることにおいて既述の計画された液滴組み合わせ技法の有効性を実証する、いくつかの経験的データを提示するために使用される。図11−12は、OLEDパネル加工、ならびに関連印刷および制御機構への例示的適用について議論するために使用されるであろう。図13A−13Cは、各スキャンで堆積させることができる液滴の組み合わせを変動させるために使用することができる、プリントヘッドオフセットについて議論するために使用される。図14A−15Dは、異なる液滴量または組み合わせを提供するように適用される、異なる代替的なノズル発射波形についてさらに議論するために使用される。図16−17は、液滴測定デバイスを含む、工業用プリンタの構造および構成についての付加的な詳細を提供するであろう。図18Aおよび18Bは、それぞれ、例えば、そのような工業用プリンタと統合される、液滴測定システムのある詳細な実施形態について議論するために使用されるであろう。最終的に、図19は、生産時間を最大限化するよう、他のシステムプロセスの背後に液滴測定時間を隠すための技法について議論するために使用されるであろう。
排出経路に近接して、(例えば)10,000ほどの離散位置に光学システムの少なくとも一部分を位置付けることが可能である。以下で議論されるように、2つの考慮された光学測定技法は、シャドウグラフィおよび干渉法を含む。それぞれを用いると、飛行中の液滴を捕捉するよう(例えば、シャドウグラフィの場合は液滴の影を効果的に撮像するよう)、精密な焦点が測定領域上で維持されるように、光学部が、典型的には定位置で調整される。典型的な液滴は、直径が約数ミクロンであり得るため、光学的配置は、典型的には、極めて精密であり、プリントヘッドアセンブリおよび測定光学部/測定領域の相対的位置付けに関して課題を提示することに留意されたい。いくつかの実施形態では、この位置付けを支援するために、光学システムおよびプリントヘッドの相対的位置付けに干渉することなく、測定光学部を測定領域の近くに配置することができるように、光学部(鏡、プリズム等)が、測定領域215から生じる次元面213の下方で感知するための光捕捉経路を配向するために使用される。これは、内側で液滴が撮像されるミリメートル次数の堆積高h、または監視されているプリントヘッドによって占有される大規模xおよびy幅によって制限されない様式で、効果的な位置制御を可能にする。干渉法ベースの液滴測定技法を用いると、異なる角度から小液滴に入射する別個の光線が、光路に対して略直角な視点から検出可能な干渉パターンを作成し、したがって、そのようなシステム内の光学部は、光源ビームの経路から約90度外れた角度からであるが、液滴パラメータを測定するよう、面下光学回復を利用する様式でも光を捕捉する。他の光学測定技法も使用することができる。これらのシステムのさらに別の変異形では、運動システム211Aは、随意に、かつ有利なことには、液滴測定中にプリントヘッドアセンブリを移動させることなく、液滴測定システムの選択的従事および離脱を可能にする、xyz運動システムであるように作製される。手短に紹介すると、1つ以上の大型プリントヘッドアセンブリを有する、工業用加工デバイスでは、製造稼働時間を最大限化するために、各プリントヘッドアセンブリが、1つ以上の保守機能を果たすように、時としてサービスステーションに「駐留させられる」であろうことが考慮され、プリントヘッドの純然たるサイズおよびノズルの数を考慮すると、プリントヘッドの異なる部品上で複数の保守機能を一度に果たすことが所望され得る。この趣旨で、そのような実施形態では、逆よりもむしろプリントヘッドの周囲で測定/較正デバイスを移動させることが有利であり得る。[これは、次いで、例えば、所望であれば別のノズルに関する、他の非光学的保守プロセスの従事も可能にする。]これらの動作を促進するために、プリントヘッドアセンブリは、随意に、光学較正の対象となる特定のノズルまたは一連のノズルを識別するシステムを用いて、「駐留させる」ことができる。いったんプリントヘッドアセンブリまたは所与のプリントヘッドが静止すると、運動システム211Aは、特定のノズルから噴出される液滴を検出するために好適な位置で測定領域215を精密に位置付けるために、「駐留させられた」プリントヘッドアセンブリに対して光学システムの少なくとも一部を移動させるように従事させられ、移動のz軸の使用は、プリントヘッドの面の十分に下方からの光回復光学部の選択的従事を可能にし、光学較正の代わりに、またはそれに加えて、他の保守動作を促進する。おそらく別様に記述すると、xyz運動システムの使用は、サービスステーション環境で使用される他の試験または試験デバイスから独立している、液滴測定システムの選択的従事を可能にする。この構造は、全ての実施形態に必要とされるわけではなく、例えば、以下の図16−17に関連して、測定アセンブリおよびプリントヘッドアセンブリの両方の運動、例えば、液滴測定の目的で、x−y運動を有する測定アセンブリに対するプリントヘッドアセンブリのz軸運動を可能にする、機構が説明されるであろうことに留意されたい。プリントヘッドアセンブリのみが移動し、測定アセンブリが静止している、またはプリントヘッドアセンブリの駐留が必要ではない、他の代替案も可能である。
ステム211Aは、随意に、噴出されたインクを収集するように容器(例えば、排出つぼ209)も提供しながら、排出つぼ209の周囲の測定領域215から面下場所への液滴測定後の光の指向を可能にする様式で、排出つぼ209とともに、これらの要素のうちのいずれか1つ以上の要素を移動させる。一実施形態では、光送達光学部219および/または光回復光学部223は、液滴進行と平行な垂直寸法に沿って、光を測定領域215に/から指向する鏡を使用し、運動システムは、液滴測定中に一体的ユニットとして要素217、219、221、223、および排出つぼ209のそれぞれを移動させる。この設定は、焦点が測定領域215に対して再較正される必要がないという利点を提示する。数字211Cによって記述されるように、光送達光学部もまた、随意に、例えば、概して図示されるように、測定の目的で排出つぼ209の両側で光を指向する、光源217および光センサ221の両方とともに、測定領域の次元面213の下方の場所から光源光を供給するために使用される。数字225および227によって記述されるように、光学システムは、随意に、集束の目的でレンズ、ならびに(例えば、多画素化「写真」の処理に依拠しない非撮像技法のための)光検出器を含むことができる。再度、光学アセンブリおよび排出つぼに対するz運動制御の随意的な使用が、光学システムの随意的な従事および離脱、ならびにプリントヘッドアセンブリが「駐留させられている」間の任意の時点で、任意のノズルに近接する測定領域215の精密な移動を可能にすることに留意されたい。プリントヘッドアセンブリ203のそのような駐留および光学システム201のxyz運動は、全ての実施形態に必要とされるわけではない。例えば、一実施形態では、レーザ干渉法が、液滴特性を測定するために使用され、種々のノズルからの液滴を撮像するように、プリントヘッドアセンブリ(および/または光学システム)が、堆積面内で、またはそれと平行に(例えば、面213内で、またはそれと平行に)、いずれかで移動させられる。他の組み合わせおよび順列も可能である。
して)複合インク充填の分布を確実に維持しながら、(複数のノズルおよび/または駆動波形を使用して)液滴の組み合わせの随意的な計画を可能にする。随意的なプロセスボックス241および243によって記述されるように、理想的には、量(または他の所望のパラメータ)の瞬間または近瞬間測定および計算を可能にする、光学測定プロセスが、干渉法またはシャドウグラフィに考慮され、そのような高速測定を用いると、例えば、インク性質(粘度および構成材料を含む)、温度、電力供給変動、および他の要因の経時的な変化に対処するように、量測定を頻繁かつ動的に更新することが可能になる。この点を基に、シャドウグラフィが、典型的には、例えば、光センサ機構として高解像度CCDカメラを使用する、液滴の画像の捕捉を特色とし、(例えば、ストロボ光源を使用して)複数の位置にて単一の画像捕捉フレーム内で液滴を正確に撮像することができる一方で、画像処理ソフトウェアは、典型的には、(例えば、何千ものノズルを伴う)大型プリントヘッドアセンブリからの十分な液滴集団の撮像が数時間かかり得るように、液滴量を計算するために有限量の時間を伴う。複数の2元光検出器およびそのような検出器の出力に基づく干渉パターン間隔の検出に依拠する、干渉法は、非撮像技法(すなわち、画像分析を必要としない)であるため、シャドウグラフィまたは他の技法より何倍も速く(例えば、50倍)液滴量測定を生成する。例えば、10,000個のノズルプリントヘッドアセンブリを用いると、何千ものノズルのそれぞれに対する大型測定集団を数分で得ることができ、液滴測定を頻繁かつ動的に行うことを実行可能にすると期待される。前述のように、1つの随意的な実施形態では、液滴測定(あるいは軌道および/または速度等の他のパラメータの測定)は、スケジュールに従って従事させられている、または(例えば、基板が装填または非装填されている際に)基板の間で、あるいは他のアセンブリおよび/または他のプリントヘッド保守プロセスに対して積み重ねられた液滴測定システムを用いて、周期的な断続的プロセスとして行うことができる。代替的なノズル駆動波形が各ノズルに特有の様式で使用されることを可能にする、実施形態について、高速測定システム(例えば、干渉計システム)は、各ノズルに対する、およびそのノズルのための各代替的駆動波形に対する、統計的集団の発生を容易に可能にし、それによって、以前に示唆されたように、種々のノズル・波形対合によって生成される液滴の計画された液滴の組み合わせを促進することに留意されたい。数字245および247により、0.01pLより良い精度まで、ノズル毎に(および/またはノズル・波形対合毎に)期待液滴量を測定することによって、標的堆積領域あたりの非常に精密な液滴の組み合わせを計画することが可能となり、複合充填もまた、0.01pL分解能まで計画することができ、標的量を標的量の0.5%またはそれより良い特定誤差(例えば、公差)範囲内で保つことができる。数字247によって示されるように、各ノズルまたは各ノズル・波形対合に対する測定集団は、一実施形態では、それぞれのそのようなノズルまたはノズル・波形対合に対する信頼性分布モデルを生成するよう、すなわち、仕様最大充填誤差より小さい3σ信頼度(または4σ、5σ、6σ等の他の統計的尺度)を伴って、計画される。いったん十分な測定が種々の液滴について行われると、これらの液滴の組み合わせを伴う充填を評価し、可能な限り最も効率的な様式で印刷(248)を計画するために使用することができる。分離線249によって示されるように、液滴測定は、アクティブ印刷プロセスと測定および較正プロセスとの間で断続的に前後に切り替えて行うことができる。
、仕様の方法に関係なく、次いで、測定の閾値数が識別される(255)。上記で示されるように、この数は、いくつかの目的、すなわち、(a)期待液滴パラメータ(例えば、平均量、速度、または軌道)の確実な尺度を提供するよう、液滴測定の十分に大きい集団を得ること、(b)液滴パラメータの変動(例えば、所与のパラメータに対する標準偏差またはσ)をモデル化するよう、液滴測定の十分に大きい集団を得ること、および/または(c)印刷プロセス中に特定のノズル/ノズル・波形対合の使用を不適格と見なす目的で、期待より大きい誤差を伴うノズルまたはノズル・波形対合を識別するよう、十分なデータを得ることを達成するように選択できることに留意されたい。任意の計画された数の液滴測定、またはこのようにして定義される所望の測定基準あるいは関連最小値を用いて、次いで、液滴測定システム259を使用して(例えば、本明細書で議論されるような光学技法を使用して)、測定が行われる(257)。次いで、プロセス決定ブロック261により、特定基準が満たされるまで、各ノズル(またはノズル・波形)に対する測定が行われる。測定の数が計画された基準を満たす場合、本方法は、プロセスブロック269により終了する。付加的な測定が行われる必要がある場合、測定プロセスは、図2Cで参照されるように、十分な測定が得られるまでループする。
に基づいて、あるノズルまたはノズル・波形を適格または不適格と見なすことができる。例えば、理想的な液滴量が、ある用途では10.00pLである場合、9.90pL〜10.10pLの平均液滴量を生成しない、ノズル/ノズル・波形対合を即時に不適格と見なすことができる。同一のアプローチを統計的拡散のためにとることができ、例えば、最小数の測定に続いて、0.5%を上回る液滴拡散(例えば、分散、標準偏差等)を生成する任意のノズル/ノズル・波形対合を即時に不適格と見なすことができる等である。再度、多くの実装例が存在する。
路経路指定光学部285B、集束光学部279、液滴測定領域278、および排出つぼ286レンズは全て、共通シャーシ283への描写された接続によって表されるように、異なるノズルからの液滴を測定する一体的ユニットとして移動させられることが所望される。光源275A/275Bおよび光源指向光学部もまた、実施形態に応じて、随意に、このシャーシに連結することができる。
る機械で適用される、機械のネットワークまたは一連の機械上で実装することができる。全てのそのような実施形態および他の実施形態は、独立して、または集合的に、本開示によって紹介される技法を利用することができる。
28および列329等)で配列されることが分かるが、これは全ての実施形態に必要とされるわけではなく、すなわち、いくつかの実装は、1行のノズルのみ(行328等)を使用する。加えて、ノズルの行がそれぞれのプリントヘッド上に配置されることが可能であり、各プリントヘッドは、(随意に)上記で紹介されるように相互に対して個別にオフセット可能である。表示デバイスの一部、例えば、表示デバイスのそれぞれの赤、緑、および青色成分の各自のための材料を加工するために、プリンタが使用される用途では、プリンタは、典型的には、各異なるインクまたは材料に専用プリントヘッド構成要素を使用し、本明細書で議論される技法は、各対応するプリントヘッドまたはプリントヘッドアセンブリに別々に適用することができる。
素が、それぞれ、数字343によって表される一方で、スキャン方向(339/340)に対して直角の画素の列は、それぞれ、数字345によって表される。最も左上の画素では、赤、緑、および青色成分は、領域のそれぞれの重複アレイの一部として、特異的な標的領域347、349、および351を占有することが分かる。各画素内の各色成分はまた、例えば、数字353によって表されるように、関連電子機器を有することもできる。加工されるデバイスが(例えば、従来型のLCDテレビの一部としての)バックライト付きディスプレイである場合、これらの電子機器は、赤色、緑色、および青色領域によってフィルタにかけられる光の選択的マスキングを制御することができる。加工されるデバイスが、より新しい種類のディスプレイである場合、つまり、赤色、緑色、および青色領域が、対応する色特性を有する独自の色を直接生成する場合、これらの電子機器353は、所望の光生成および光特性に寄与する、パターン化電極および他の材料層を含むことができる。
される液滴量の固有の変動を利用する。異なる実施形態は、これらの組み合わせを達成するために異なる技法に依拠する。一実施形態では、幾何学的ステップは、異なる組み合わせを達成するように変動させられ、プリントヘッドの帯状の場所によって表される幅の整数倍数以外のものに自由になることができる。例えば、図3Cのそれぞれのウェル379の中で選択された液滴の組み合わせのセットを堆積させることに対して適切であれば、幾何学的ステップは、実際には、本実施例では1行のウェルの10分の1の間隔のプリントヘッドと基板との間の相対変位を表す、プリントヘッドの帯状の場所の160分の1であり得る。次のオフセットまたは幾何学的ステップは、各ウェルの中で所望される液滴の特定の組み合わせに対して適宜異なり得る、例えば、ウェルの整数間隔に対応する、プリントヘッドの帯状の場所の16分の5の仮想オフセットであり得る。この変動は、インクを堆積させて所望の充填量を得るように、必要に応じて、正および負のステップの両方を継続し得る。多くの異なる種類またはサイズのオフセットが可能であり、ステップサイズは、スキャン間で固定される必要がなく、またはウェル間隔の特定の割合である必要はないことに留意されたい。しかしながら、多くの製造用途では、可能な限り生産速度を最大限化し、単位あたりの製造費用を最小限化するために、印刷時間を最小限化することが所望される。この目的を達成するために、具体的実施形態では、スキャンの総数、幾何学的ステップの総数、オフセットまたは幾何学的ステップのサイズ、および幾何学的ステップによって横断される累積距離を最小限化する様式で、プリントヘッド運動が計画されて順序付けられる。これらまたは他の尺度は、総印刷時間を最小限化するように、個別に、ともに、または任意の所望の組み合わせで使用することができる。ノズルの独立してオフセット可能な行(例えば、複数のプリントヘッド)が使用される実施形態では、幾何学的ステップは、プリントヘッドまたはノズル行の間のオフセットによって部分的に表すことができ、プリントヘッド構成要素の全体的なオフセット(例えば、プリントヘッドアセンブリの固定ステップ)と組み合わせられる、そのようなオフセットは、可変サイズの幾何学的ステップを達成し、したがって、各ウェルの中へ液滴の組み合わせを堆積させるために使用することができる。ノズル駆動波形の変動が単独で使用される実施形態では、従来の固定ステップを使用することができ、液滴量変動は、複数のプリントヘッドおよび/または複数のプリントヘッド通過を使用して達成される。以下で記述されるように、一実施形態では、ノズル駆動波形を液滴の間で各ノズルに対してプログラムすることができ、したがって、各ノズルが、1行のウェル内の1つのウェルあたりのそれぞれの液滴量を生成して提供することを可能にする。
標的領域のそれぞれに対して49.75pL〜50.25pLの所望の公差範囲内である。本実施例での全てのステップは、前の位置に対して漸進的に表されるが、他の尺度を使用することも可能である。期待される液滴量あたりの変動に応じて、充填が所望の公差範囲に一致するであろうと事実上保証することが依然として可能である。例えば、上記で参照されるように多くの液滴測定(例えば、ノズルにつき20〜30回またはそれを上回る液滴測定)を行うことによって、各液滴量の期待分散を極めて小さくすることができ、期待複合量の分散において高い信頼度を可能にする。したがって、示されるように、高度な信頼性で精密な調節された充填を達成するために、各標的領域に対するそれぞれの液滴量および所望の充填に依存する意図的な様式での液滴の組み合わせを使用することができる。
る実施形態で)採用することができる。第1の通過423では、ノズル(1)が、2番目に最右の標的領域の中へ9.80pL液滴を堆積させるように発射される一方で、ノズル(2)は、最右標的領域417の中へ10.01pL液滴を堆積させるように発射されることが分かる。スキャンは、適宜インク液滴を堆積させて、標的領域の他の列(例えば、画素ウェルの他の行)を掃引し続ける。第1の通過423が完了した後、プリントヘッドは、ノズル(1)が第1のスキャンと反対の方向への第2のスキャン424中に標的領域413を横断するように、基板に対してプリントヘッドを左に移動させる、−3の幾何学的ステップによって前進させられる。この第2のスキャン424中に、ノズル(2)、(3)、(4)、および(5)もまた、それぞれ、領域414、415、416、および417を横断するであろう。黒く塗りつぶした円によって、適切な時間に、それぞれ、ノズル(1)、(2)、(3)、および(5)の固有の特性に対応する、9.80pL、10.01pL、9.89pL、および10.03pLの液滴量を堆積させるように、ノズル(1)、(2)、(3)、および(5)が発射されるであろうことが分かる。また、いずれか1回の通過で、インクを堆積させるために使用される1行のノズルの中のノズルが、相互排他的にそれぞれの標的領域の中へ堆積させるであろう、例えば、通過424については、ノズル(1)が、(標的領域414−417のうちのいずれでもなく)標的領域413の中へインクを堆積させるために使用され、ノズル(2)が、(領域413または415−417のうちのいずれでもなく)標的領域414の中へインクを堆積させるために使用され、ノズル(3)が、(領域413−414または416−417のうちのいずれでもなく)標的領域415の中へインクを堆積させるために使用され、ノズル(5)が、(領域413−416のうちのいずれでもなく)標的領域417の中へインクを堆積させるために使用されることにも留意されたい。数字425を使用して表される第3のスキャンは、ノズル(2)、(3)、(4)、(5)、および(6)が、スキャン中に、それぞれ、領域413、414、415、416、および417を横断するように、1行の標的領域(−1幾何学的ステップ)だけプリントヘッドを効果的に前進させ、塗りつぶしたノズルグラフィックは、この通過中に、ノズル(2)−(6)のそれぞれが液滴を発射し、それぞれ、10.01、9.89、9.96、10.03、および9.99pLの期待液滴量を生成するように作動させられるであろうことを表す。
例えば、第5のスキャン427では、ノズル(7)が発射されず、領域417のための液滴を生成しない(0.00pL)一方で、次のスキャンでは、発射されて領域416のための10.08pL液滴を生成することに留意されたい。
されたい。図4Cでは、例えば、ノズル(1)に対する複数の波形の試験は、2つの特定の波形(例えば、「A」および「C」)が、所望の10.00pL平均に近い期待液滴量、例えば、それぞれ、9.94pLおよび10.01pL平均を生成するという結果を生じ得る。つまり、試験を通して、理想液滴量(例えば、10.00pL)に正確に合致する期待平均を生成することができない場合には、所望の理想量、例えば、ノズル(1)、(3)、(4)、および(5)について描写されるような9.94pL/10.01pL、9.99pL/10.01pL、10.03pL/9.95pL、および9.95/10.04pLを一括する、2つ以上の波形を選択することができる。上記の実施例と同様に、次いで、所望の公差内である各標的領域に対する総充填を特異的に計画するように、異なるノズル駆動波形を使用して、異なる液滴を組み合わせることができる。図4Cの実施例について、これらの組み合わせを達成するために、スキャンの間でプリントヘッドアセンブリをオフセットする必要がないが、多くの実施形態では、最小数のスキャン(したがって、最小限の基板あたりの印刷時間)を使用して標的充填を生成するために使用することができる、多くの可能な液滴の組み合わせを生じるように、複数のノズル波形の使用を、部分帯状場所幅オフセットと組み合わせることができることに留意されたい。図4Cでは、描写されたプロセスは、非常に緊密にグループ化される仮想充填、例えば、49.99pL〜50.02pLの期待充填量を生成することが分かる。
度の1080本の水平線および水平解像度の1920本の垂直線で配列される)用途では、インクを受容し得る約600万個のウェル(すなわち、200万個ずつのウェルの3つの重複アレイ)がある。次世代テレビは、この解像度を4倍またはそれを上回って増加させることが期待される。そのようなプロセスでは、印刷速度を向上させるために、プリントヘッドは、印刷に何千個ものノズルを使用してもよく、例えば、典型的には、圧倒的な数の可能な印刷プロセス順列があろう。上記で提示される簡略化実施例は、概念を紹介するために使用されるが、典型的な組み合わせで提示される圧倒的な数を考慮すると、実世界のテレビ用途によって表される順列は極めて複雑であり、印刷最適化は、典型的には、ソフトウェアによって適用され、複雑な数学演算を使用することに留意されたい。図5−7は、どのようにしてこれらの動作を適用することができるかという非限定的実施例を提供するために使用される。
的領域に同等であり得るか、または複数の標的領域から成り得る)の共通値に変換することができる。別の実施例では、データは、範囲データが状況に基づいて提供されるか、または理解されるかのいずれかである、1つ以上のウェルの特定の値(例えば、50.00pL)を表すことができる。これらの実施例から理解されるはずであるように、所望の充填は、限定ではないが、厚さデータまたは量データを含む、多くの異なる形態で特定することができる。付加的なフィルタリングまたは処理基準もまた、随意に、受信デバイスに提供することができるか、または受信デバイスによって実施することもできる。例えば、以前に参照されたように、線効果を完成したディスプレイにおいて人間の眼に見えなくするように、充填量の無作為な変動を、受信デバイスによって、1つ以上の提供された厚さまたは量パラメータに注入することができる。そのような変動は、事前に行うことができる(領域によって異なる、それぞれの標的領域あたりの充填として提供される)か、または(例えば、下流コンピュータまたはプリンタによって)受信側デバイスから独立して透過的に導出することができる。
,1(5)}、{1(1),2(2),1(4),1(5)}、{1(1),1(2),1(3),2(5)}、{1(1),1(2),1(4),2(5)}、{1(1),1(2),3(5)}、{1(1),1(3),3(5)}、{1(1),2(4),2(5)}、{1(1),1(4),3(5)}、および{1(1),4(5)}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。
算は、適切なソフトウェアを有する高速プロセッサの能力の十分に範囲内である。また、計算を削減するように適用することができる、種々の数学的ショートカットが存在することにも留意されたい。例えば、所与の実施形態では、本方法は、いずれか1回の通過で利用可能なノズルの半分未満の使用に対応するであろう、任意の組み合わせを考慮から除外することができる(または代替として、いずれか1回の通過で標的領域(TR)にわたる量分散を最小限化する組み合わせに考慮を限定することができる)。一実施形態では、本方法は、許容複合充填値を生成するであろう、液滴の組み合わせのあるセットのみを判定し、第2の実施形態では、本方法は、許容複合充填値を生成するであろう、液滴の組み合わせの全ての可能なセットを徹底的に計算する。また、複数の反復で、印刷スキャンが行われ、次の後続スキャンを最適化する目的で、所望の公差範囲に達するように依然として堆積させられていないインクの量が考慮される、反復アプローチを使用することも可能である。他のアプローチも可能である。
し、5つの標的領域のうちの第2の領域に特有の残余を得るように、最初のセットから1滴の液滴(2)を減算し、標的領域のうちの第3の領域に特有の残余を得るように、最初のセットから1滴の液滴(3)を減算する等であろう。この評価は、「0」の幾何学的ステップを表すであろう。次いで、本方法は、残余を評価し、他の可能な幾何学的ステップのためのプロセスを繰り返すであろう。例えば、次いで、「−1」の幾何学的ステップが適用された場合、本方法は、5つの標的領域のうちの第1の領域について、最初のセットから1滴の液滴(2)を減算し、標的領域のうちの第2の領域について、最初のセットから1滴の液滴(3)を減算する等して、残余を評価するであろう。
技法は、このタスクを行うための1つの可能な方法論を表すにすぎない。数字611により、分析は、許容組み合わせで各ノズル(またはノズルが1つより多くの発射波形によって駆動される、これらの場合においては、ノズル・波形の組み合わせ)の最小および最大使用を判定することを伴うことができる。特定のノズルが不良である(例えば、発射しない、または容認不可能な軌道で発射する)場合、随意に、そのノズルを使用のために(および考慮のために)除外することができる。第2に、ノズルが非常に少ない、または非常に多い期待液滴量のいずれか一方を有する場合、これは、許容組み合わせでそのノズルから使用することができる液滴の数を制限し得る。数字611は、考慮されるであろう組み合わせの数を削減する、事前処理を表す。数字612によって表されるように、評価されるであろう液滴の組み合わせのセットの数を制限するために、プロセス/ショートカットを使用することができる。例えば、各ノズルに対する「全ての」可能な液滴の組み合わせを考慮する代わりに、本方法は、随意に、半分より少ないノズル(または1/4等の別の数量のノズル)を伴う組み合わせ、半分より多くの液滴が任意の特定のノズル・波形に由来する組み合わせ、または液滴量の高い分散を表す、あるいは標的領域にわたって適用される同時液滴量の大きい分散を表す、組み合わせを除外するように構成することができる。他の測定基準も使用することができる。
ップまたはオフセットを選択するために、各可能な代替幾何学的ステップについて計算することができるスコアとして、比較測定基準を表すことができる。例えば、別の可能なアルゴリズムアプローチは、以下に示されるような3つの項を用いた方程式を伴う。
填の±0.5%である場合には、標的の0.3%以内である各ノズル/ノズル・波形の3σ値を生成するように、各ノズルおよび各ノズル・波形の組み合わせに対する液滴測定を計画することができる(0.2%+0.3%=0.5%)。
0により、交互の往復スキャン経路方向が使用される場合)。以前に記述され、随意的なプロセスブロック669によって表されるように、いくつかの実施形態では、計画および/または最適化を標的領域の一部について行うことができ、次いで、解法が大型基板にわたって空間的に反復する基準で適用される。
えば、コントラスト変動に対する人間の眼の感受性は、輝度、期待視認距離、ディスプレイ解像度、色、および他の要因の関数であることが、概して理解される。特定基準の一部として、異なる輝度レベルでの色の間のコントラストの空間的変動に対する典型的な人間の眼の感受性を考慮すると、そのような変動が、人間の眼に知覚可能ではない様式で平滑化される、例えば、(a)1つまたは複数の任意の方向で、あるいは(b)期待視認条件を考慮して色成分の間で、人間が観察可能なパターンを提供しない様式で変動させられるであろうことを確実にするために、尺度が使用される。これは、随意に、以前に参照されたように、計画された無作為化関数を使用して達成することができる。最小基準が特定されると、各色成分および各画素に対する標的充填量は、数字705によって表されるように、人間の眼から任意の視覚アーチファクトを隠すように計算された様式で、意図的に変動させることができる。図7の右側は、例えば、充填変動が知覚可能なパターンを生じないことを確実にするように、アルゴリズム基準で適用される知覚可能なパターンに対する試験とともに、色成分にわたって変動を独立させることができる(707)という、種々のプロセスオプションを表すことに留意されたい。数字707によって記述されるように、任意の所与の色成分(例えば、任意の所与のインク)について、変動はまた、複数の空間次元のそれぞれ、例えば、xおよびy次元で独立させることができる(709)。再度、一実施形態では、知覚可能ではないよう、変動が各次元/色成分について平滑化されるだけでなく、これらの次元のそれぞれの間の差異の任意のパターンも、可視的であるよう抑制される。数字711により、例えば、随意に、任意の所望の基準を使用して、液滴量分析に先立って、軽微な標的充填変動を各標的領域の充填に割り当てることによって、これらの基準が満たされることを確実にするように、1つまたは複数の発生器関数を適用することができる。数字713によって表されるように、一実施形態では、随意に、変動を無作為にさせることができる。
的モデルを、液滴速度、(例えば、正規に対する)液滴飛行軌道について、またはある他のパラメータについて構築できることに留意されたい。
つの実装では、各ノズル・波形の組み合わせに対する液滴測定は、既知の確率分布の種類を表すパラメータのセット(例えば、正規分布の場合は測定または構成要素の数n、統計的平均μ、および標準偏差σ)を満たすように計画され、測定データが(いったん取得されると)検討中の全ての可能なノズルおよびノズル・波形対合について記憶される。一実施形態では、計画および測定は反復であり得、すなわち、未加工測定の最小数(n)、ある基準を満たす測定の最小数、最小統計的拡散(例えば、ある基準または所望の信頼区間を満たす3σ値)、または別のもの等のある所望の基準に達するまで繰り返される。いずれの計画基準が(例えば、ソフトウェアによって)適用されても、次いで、検討中の液滴測定デバイスおよびプリントヘッドアセンブリを含む、システムは、統計的に有意な数の液滴の測定を発生させるように、各ノズル(および所与のノズルに対する各駆動波形)に個別に適用される液滴測定を受ける(815)。数字817および819によって記述されるように、そのような測定は、随意に、原位置で(例えば、随意に、制御された雰囲気下で、プリンタまたはOLEDデバイス加工装置において)、かつ統計的信頼度を発生させるために十分な様式で行われる。次いで、収集されたデータは、総確率分布として(821)、および/または随意に、(例えば、ノズルあたりの測定を表示するために使用される任意のタイムスタンプを含む)個別測定データを保持する様式で、記憶することができる。
することができる。別の実施形態では、4σ値(99.993666%)または他の値が、所望の公差範囲に対して分析される。許容液滴組み合わせが各印刷ウェルについて判定されると、次いで、各ウェルに対する事前に計画された液滴の組み合わせに従って次の印刷(829)を伴って、(プリントヘッドアセンブリの複数のノズルによる同時堆積を表す)各ウェルに対する液滴の具体的な特定の組み合わせを計画することができる(図5−7参照)。
数を用いて、測定を行うように、液滴測定デバイスを使用して、液滴試験機能が適用される(863)。例えば、ni個の液滴を、ボックス865で示されるように各ノズル(またはノズル・波形対合)「i」について測定することができる。各測定について、液滴測定デバイスを制御するソフトウェアは、増分液滴量測定を行い(867)、メモリにデータを記憶する(869)ことができる。各測定に続いて(または閾値数の測定後に)、特定のノズル・波形の組み合わせに対する統計的パラメータ(例えば、正規分布の種類の場合は平均および標準偏差、μおよびσ)を計算する(871)ように、所与のノズル・波形の組み合わせに対する集合的測定を集計することができる。次いで、これらの値をメモリに記憶することができる(873)。随意に、機能ボックス874により、速度v、ならびにxおよびy次元軌道(αおよびβ)に対する1つまたは複数の液滴測定を記憶するように、これらの同一または異なる測定技法を適用することができる。数字875によって反映されるように、次いで、十分な測定が特定のノズル・波形の組み合わせ(i)に対する所与のパラメータ(例えば、量)について行われているかどうか、または付加的な測定が所望されるかどうかを判定するように、決定基準を適用することができる。付加的な測定が必要とされる場合、本方法は、そのような付加的な測定を獲得するように、すなわち、所望のロバスト性基準を満たす統計的モデルを、特定のノズル・波形の組み合わせについて構築することができるように、フロー矢印877によりループする。付加的な測定が必要とされない場合、次いで、本方法は、次のノズル879に進むことができ、全てのノズルおよび/またはノズル・波形の組み合わせが処理されるまで、フロー矢印881により適宜ループする。この順番は全ての実施形態に必要とされるわけではなく、例えば、ループ877および881は順序を変更させることができ、例えば、液滴測定が連続的に各ノズルに行われると、十分にロバストなデータが取得されるまで、このプロセスが繰り返され、そのようなプロセスは、例えば、他のシステムプロセスに対して積み重ねられる様式で液滴測定が漸増的に行われるものである実施形態にとって、ある利点を提供することに留意されたい(例えば、以下の図19の議論を参照)。いったん全てのノズルまたはノズル・波形の組み合わせが十分に試験されると、本方法は、数字883により、終了するか、または断続的に実行される場合は一時的に停止する。説明された液滴試験について、測定されたデータおよび/または計算された統計的パラメータを含む、取得されたデータは、例えば、上記で議論されるような液滴の組み合わせの計画で使用するために、機械可読メモリ885に記憶される。獲得されたデータはまた、随意に、異なる液滴量の知的な混合の代わりに、またはそれに加えて、他の様式で使用することもできる。一実施形態では、記述されるように、記憶されたデータは、再度、個々の測定および/または統計的パラメータの形態で、液滴量、液滴量および/または液滴軌道のうちの1つ以上を含む、任意の所望の液滴パラメータを表すことができる。
−10Cについては、ノズルあたりの平均液滴量は、ノズルにつき10.00pLをわずかに上回ると仮定される。
より、図10Bの「無作為液滴」解法は、±0.50%範囲ではなく、平均について±1.00%公差範囲を達成することが分かる。それに反して、図10Cによって描写される解法は、両方の公差範囲を満たすことが分かり、依然としてウェル間の液滴の組み合わせの変動を可能にしながら、仕様内にあるように変動を制約できることを実証する。
できるように、印刷チャンバ内で、例えば、それぞれのプリントヘッドアセンブリを使用して、印刷するために複数のインクを使用することも可能である。印刷モジュール1105は、不活性雰囲気(例えば、窒素、希ガス、別の類似ガス、またはそれらの組み合わせ)を導入し、別様に、環境的調節(例えば、温度および圧力)、ガス構成要素、および粒子状物質の存在について雰囲気を制御するための手段とともに、インクジェット印刷システムを収納するガスエンクロージャ1115を備えることができる。
103、1105、および1107を配置するように変動させることができ、また、付加的なモジュールまたはより少ないモジュールも使用することができる。数字1121および1123によって表されるように、種々のプロセスを制御するため、および他のプロセスと連携して上記で説明されるような随意的な液滴測定を行うため、すなわち、本装置の休止時間を最小限化するため、ロバストな統計的モデルを維持しながら液滴測定を可能な限り最新に維持するため、および他のシステムプロセスに重複するように可能な限り多く液滴測定プロセスを積み重ねるために、好適なソフトウェアを実行するコンピュータデバイス(例えば、プロセッサ)を使用することができる。
れるように、周囲窒素ガス雰囲気の存在下で堆積材料の噴出を行うことを含むことができる。
の相対的プリントヘッド/基板運動の各ミクロンに対応する様式で、同期パルスが各ノズルについて生成される。各同期パルスについて、各ノズルは、(a)ノズルが発射される前の整数クロックサイクル遅延を表すオフセット値、(b)特定のノズルドライバ専用のメモリに事前にプログラムされた15個の波形選択のうちの1つを表す(すなわち、16個の可能な値のうちの1つがノズルの「オフ」または非発射状態を特定する)4ビット波形選択信号、および(c)1回だけ、全同期パルスに1回、またはn個の同期パルス毎に1回、ノズルが発射されるべきかどうかを特定する、再現性値を伴ってプログラムされる。そのような場合において、波形選択および各ノズルのアドレスは、プロセッサ1203によって、メモリ1227に記憶された特定の液滴量データと関連付けられ、特定のノズルからの特定の波形の発射は、総インクを基板の特定の標的領域に供給するために、特定の対応する液滴量が使用されるものであるという計画された決定を表す。
の関連する行に精密ではない。ウェルの行とのノズルの列のこの整合/不整合は、それぞれ、インクを受容するものである印刷ウェルの中心を表す、線1325および1327によって描写される。多くの用途では、液滴が標的領域内で堆積させられる精密な場所は重要ではなく、そのような不整合は容認可能である(例えば、図1Bおよび4Dに関連して議論されるように、複数のノズルのあるグループを各行と概ね整合させることが所望され得る)。
で拡大されて見える。これらの層は、それぞれ、アノード層1369、正孔注入層(「HIL」)1371、正孔輸送層(「HTL」)1373、放射または発光層(「EML」)1375、電子輸送層(「ETL」)1377、およびカソード層1378を含む。偏光子、障壁層、プライマ、および他の材料等の付加的な層も含むことができる。場合によっては、OLEDデバイスは、これらの層の一部のみを含むことができる。描写されたスタックが製造に続いて最終的に操作されるとき、電流がEML内で電子および「正孔」の再結合を引き起こし、光の放射をもたらす。アノード層1369は、いくつかの色成分および/または画素に共通する1つ以上の透明電極を備えることができ、例えば、アノードは、インジウムスズ酸化物(ITO)から形成することができる。アノード層1369はまた、反射性または不透明であり得、他の材料も使用することができる。カソード層1378は、典型的には、選択的制御を各画素のための各色成分に提供するように、パターン化電極から成る。カソード層は、アルミニウム等の反射金属層を備えることができる。カソード層はまた、ITOの層と組み合わせられた金属の薄い層等の不透明層または透明層を備えることもできる。ともに、カソードおよびアノードは、OLEDスタックに入る、および/またはそれを通過する、電子および正孔を供給および収集する働きをする。HIL1371は、典型的には、アノードからHTLの中へ正孔を輸送するように機能する。HTL1373は、典型的には、EMLからHTLの中への電子の輸送を妨害しながらも、HILからEMLの中へ正孔を輸送するように機能する。ETL1377は、典型的には、EMLからETLの中への電子の輸送を妨害しながらも、カソードからEMLの中へ電子を輸送するように機能する。それによって、これらの層はともに、EML1375の中へ電子および正孔を供給し、再結合して光を生成することができるように、これらの電子および正孔をその層に閉じ込める働きをする。典型的には、EMLは、ディスプレイの各画素のための赤、緑、および青の3原色のそれぞれに対する別個に制御された活性材料から成り、記述されるように、この場合、赤色光生成材料によって表される。
出特性を潜在的に変化させるように変動させることができる。第2の波形1423は、第1の波形1403の信号レベル1407に対して、より大きい駆動電圧1425を表すことを除いて、第1の波形1403に類似する。より大きいパルス電圧および有限上昇傾斜1427により、このより高い電圧に達するためにより長くかかり、同様に、下降傾斜1429は、典型的には、第1の波形からの類似傾斜1411に対して遅延する。この場合、(例えば、ノズル発射経路インピーダンスの調整を通して)傾斜1413および1411の代わりに異なる上昇傾斜1435および/または異なる下降傾斜1437を使用できることを除いて、第3の波形1433も第1の波形1403に類似する。異なる傾斜は、より急またはより浅くのいずれかにさせることができる(描写された場合では、より急勾配)。それに反して、第4の波形1443では、(数字1445によって表されるように)所与の信号レベルでパルスの時間を増加させるため、および数字1447によって表されるようにパルスの立ち下がりエッジを遅延させるための両方で、例えば、遅延回路(例えば、電圧制御された遅延線)を使用して、パルスがより長くさせられる。最終的に、第5の波形1453は、パルス成形の手段も提供するものとして、複数の離散信号レベルの使用を表す。例えば、この波形は、最初に記述された信号レベル1407における時間、次いで、時間t3とt2との間の途中で適用される第2の信号レベル1455まで上昇する傾斜を含むことが分かる。大きい方の電圧により、この波形1457の立ち下がり区間は、立ち下がりエッジ1311の後に遅延することが分かる。
で、駆動電圧を波形成形することができ、例えば、液滴量は、0.10pL単位等の特定の量漸進増分を提供するように計測される。したがって、そのような実施形態では、波形成形は、標的液滴量値に近くなるように液滴量を調節する能力を提供し、上記で例示される技法を使用して等、他の特定の液滴量と組み合わせられたとき、これらの技法は、標的領域あたりの精密な充填量を促進する。しかしながら、加えて、これらの波形成形技法はまた、線効果を低減または排除するための方策も促進し、例えば、1つの随意的な実施形態では、上記で議論されるように、特定の量の液滴が組み合わせられるが、最後の液滴(または複数の液滴)は、所望の公差範囲の境界に対する変動を提供する様式で選択される。別の実施形態では、所定の波形を適用することができ、随意的なさらなる波形成形またはタイミングが、液滴量、速度、および/または軌道を調整するように適宜適用される。さらに別の実施例では、ノズル駆動波形代替案の使用は、さらなる波形成形が必要ではないように量を計画する機構を提供する。
れる。各ノズルドライバは、それぞれ、プロセッサ1503からマルチビットプログラミングデータおよびタイミング情報を受信する、1つ以上のレジスタ1531、1532、および1533を有する。各ノズルドライバおよびその関連レジスタは、それぞれ、レジスタ1531、1532、および1533をプログラムする目的で、1つ以上の専用書き込み許可信号(wen)を受信する。一実施形態では、レジスタのそれぞれは、複数の所定の波形を記憶する1k SRAMを含む、かなりの量のメモリと、これらの波形の間で選択し、別様に波形生成を制御するプログラム可能レジスタを備える。プロセッサからのデータおよびタイミング情報は、マルチビット情報として描写されるが、この情報は、各ノズルへの直列または並列ビット接続のいずれか一方を介して提供することができる(以下で議論される図15Bで見られるように、一実施形態では、この接続は、図15Aで見られる並列信号表現とは対照的に直列である)。
との間の1ミクロン毎の漸進的相対運動を発射するように、プリンタ運動および基板地形に対して調整される。高速クロック(φhs)が、例えば、100メガヘルツ、33メガヘルツ等で、同期信号より何千倍も速く作動させられ、一実施形態では、複数の異なるクロックまたは他のタイミング信号(例えば、ストロボ信号)を組み合わせて使用することができる。プロセッサはまた、格子間隔を画定する値もプログラムし、ある実装では、格子間隔は、利用可能なノズルの集合全体に共通するが、これは各実装に当てはまる必要はない。例えば、場合によっては、全ノズルが「5ミクロン毎に」発射するものである、規則的な格子を画定することができる。この格子は、印刷システム、基板、または両方に特有であり得る。したがって、1つの随意的な実施形態では、先験的に未知である基板地形に合致するように格子を効果的に変換するために使用される、同期周波数またはノズル発射パターンを用いて、特定のプリンタについて格子を画定することができる。別の考慮された実施形態では、プロセッサが、次いで、(例えば、不規則な格子を画定するように)全てのノズルから読み出される新しい格子間隔を(要求に応じて)選択することができるように、全てのノズルにわたって共有される、いくつかの異なる格子間隔(例えば、16)を、プロセッサが事前に記憶することを可能にするメモリが、全てのノズルにわたって共有される。例えば、(例えば、非色特有の層を堆積させるように)ノズルがOLEDの全ての色成分ウェルのために発射するものである、実装では、3つ以上の異なる格子間隔を、プロセッサによってラウンドロビン様式で連続的に適用することができる。明確に、多くの設計代替案が可能である。プロセッサ1503はまた、動作中に各ノズルのレジスタを動的に再プログラムすることもでき、すなわち、同期パルスは、そのレジスタの中で設定される任意のプログラムされた波形パルスを起動するトリガとして適用され、新しいデータが次の同期パルスの前に非同期的に受信された場合には、新しいデータが次の同期パルスとともに適用されるであろうことに留意されたい。プロセッサ1503はまた、同期パルス生成(1536)のためのパラメータを設定することに加えて、スキャンの開始および速度(1535)を制御する。加えて、プロセッサは、上記で説明される種々の目的で、プリントヘッドの回転(1537)を制御する。このようにして、各ノズルは、任意の時間に(すなわち、任意の「次の」同期パルスとともに)各ノズルに対する16個の異なる波形のうちのいずれか1つを使用して、一斉に(または同時に)発射することができ、選択された発射波形を、1回のスキャン中に発射間で動的に、16個の異なる波形のうちのいずれかの他方と挟むことができる。
前述のように、ある実装では、プロセッサは、要求に応じて全てのノズルのためのレジスタ回路に読み出すことができる、最大16個の異なる格子間隔を画定するように、独自の16エントリSRAMを保つ。したがって、格子間隔値が2(例えば、2ミクロン毎)に設定された場合には、各ノズルは、この間隔で発射されるであろう。駆動波形IDは、各ノズルに対する事前に記憶された駆動波形のうちの1つの選択を表し、実施形態に応じて、多くの様式でプログラムして記憶することができる。一実施形態では、駆動波形IDは、4ビット選択値であり、各ノズルは、16×16×4Bエントリとして記憶される、最大16個の所定のノズル駆動波形を記憶するように、独自の専用1kバイトSRAMを有する。簡潔には、各波形に対する16個のエントリのそれぞれは、プログラム可能な信号レベルを表す4バイトを含有し、これらの4バイトは、高速クロックのパルスの数を数えるために使用される、2バイトの分解能電圧レベルおよび2バイトのプログラム可能な持続時間を表す。したがって、各プログラム可能な波形は、(0〜1個の)離散パルスから、それぞれプログラム可能な電圧および持続時間の(例えば、33メガヘルツクロックの1〜255個のパルスに等しい持続時間の)最大16個までの離散パルスから成ることができる。
ついて議論する、フローチャート1551を提供する。1553によって表されるように、システム(例えば、好適なソフトウェアからの命令の下で作用する1つ以上のプロセッサ)は、所定のノズル駆動波形のセットを選択する。各波形について、および各ノズル(1555)について、例えば、レーザ測定デバイスまたはCCDカメラを使用して、液滴量が特異的に測定され、統計的モデルが構築される。これらの量は、メモリ1557等のプロセッサにアクセス可能なメモリに記憶される。再度、測定されたパラメータは、インクの選択および多くの他の要因に応じて変動し得る。したがって、これらの要因および計画された堆積活動に応じて、較正が行われる。例えば、一実施形態1561では、プリントヘッドまたはプリンタを製造する工場で較正が行われ、このデータを販売デバイス(例えば、プリンタ)に事前にプログラムするか、またはダウンロードのために利用可能にすることができる。代替として、随意的な液滴測定デバイスまたはシステムを保有するプリンタについては、これらの量測定は、最初の使用(1562)時に、例えば、初期デバイス構成時に行うことができる。さらに別の実施形態では、測定は、各電力または基板サイクル(1563)で、例えば、プリンタが「オン」にされる、または低電力状態から起動される、あるいは別様に印刷の準備ができている状態に移行される度に行われる。前述のように、放出液滴量が温度または他の動的要因の影響を受ける実施形態については、断続的または周期的に(1564)、例えば、定義された時間間隔の満了後に、誤差が検出されたときに、各新しい基板動作の状態で(例えば、基板装填および/または装填中に)、毎日またはある他の基準で、較正を行うことができる。他の較正技法およびスケジュールも使用することができる(1565)。
について一定のままである。液滴量の組み合わせは、必要に応じて、異なるノズルを標的領域の異なる行と重ね合わせるために、プリントヘッド/基板オフセットを表す可変幾何学的ステップを使用することによって、生成される。測定されたノズルあたりの液滴量を使用して、このプロセスは、任意の液滴量変動を所望の公差内で適応させることができる高い信頼度で、標的領域あたりの(例えば、0.01pL分解能までの)非常に特異的な充填量を達成するように、特定の液滴量平均の組み合わせを可能にする。このプロセスは、各通過で標的領域の異なる行の中にインクを堆積させるために、複数のノズルが使用されるように計画することができる。一実施形態では、印刷解法は、可能な限り少ないスキャン、および可能な限り高速の印刷時間を生成するように最適化される。第2に、別の実施形態では、再度、特異的に測定された液滴量を使用して、異なる駆動波形を各ノズルに使用することができる。印刷プロセスは、特定の液滴量が特定の組み合わせで集計されるように、これらの波形を制御する。再度、測定されたノズルあたりの液滴量を使用して、このプロセスは、標的領域あたりの(例えば、0.01pL分解能までの)非常に特異的な充填量を達成するように、特定の液滴量平均の組み合わせを可能にする。このプロセスは、各通過で標的領域の異なる行の中にインクを堆積させるために、複数のノズルが使用されるように計画することができる。これらの実施形態の両方では、1行のノズルを使用することができ、またはプリントヘッドアセンブリの1つ以上のプリントヘッドとして配列される複数行のノズルを使用することができる。例えば、1つの考慮された実装では、各プリントヘッドが1行のノズルを有し、各行が256個のノズルを有する、30個のプリントヘッドを使用することができる。プリントヘッドはさらに、種々の異なるグループに組織化することができ、例えば、これらのプリントヘッドは、ともに機械的に搭載される5つのプリントヘッドを有する、プリントヘッドアセンブリに組織化することができ、これらの結果として生じる6つのグループは、印刷システムの中へ別々に搭載することができる。さらに別の実施形態では、さらに相互から位置的にオフセットすることができる、複数行のノズルを有する、集合プリントヘッドアセンブリが使用される。本実施形態は、可変有効位置オフセットまたは幾何学的ステップを使用して、異なる液滴量を組み合わせることができるという点で、上記の第1の実施形態に類似する。再度、測定されたノズルあたりの液滴量を使用して、このプロセスは、標的領域あたりの(例えば、0.05pL、またはさらに0.01pL分解能までの)非常に特異的な充填量を達成するように、特定の液滴量平均の組み合わせを可能にする。これは、測定が測定誤差等の統計的不確実性を含まないことを必ずしも示唆するわけではない。一実施形態では、そのような誤差は、小さく、標的領域充填計画に含まれる。例えば、液滴量測定誤差が±a%である場合には、標的領域にわたる充填量変動を、標的充填±(b−an1/2)%の公差範囲内に計画することができ、±(b)%は、仕様の公差範囲を表し、±(n1/2)は、標的領域またはウェルあたりの液滴の平均数の平方根を表す。おそらく、別の言い方をすると、期待測定誤差が含まれるときに、例えば、図8A−8Bに関連して上記で説明されるように、標的領域に対する結果として生じた総充填量が、仕様の公差範囲内に入ることが期待され得るように、仕様より小さい公差の範囲を計画することができる。当然ながら、本明細書で説明される技法は、随意に、他の統計的プロセスと組み合わせることができる。
異なる範囲および/または評価基準を、記憶装置1585によって測定および提供される各液滴パラメータに適用することができる。
厚さが、多くの場合、パネル性能に影響を及ぼし、良好な表示一様性が、良好なOLEDパネルの重要な属性であるため、多くの場合、パネルにわたって一様な厚さを有するフィルム材料を堆積させることが望ましい。フィルムを堆積させるためにインクジェット印刷方法を使用するとき、インクの液滴が、印刷装置からパネル基板上に放出され、パネルの各領域中の堆積させられたフィルムの厚さは、典型的には、パネル表面上への液滴の量および配置にさらに関係付けられる、パネルのその領域にわたって分注されたインクの量に関係付けられる。したがって、多くの場合、OLEDパネルディスプレイにわたる分注された液滴の量および位置の両方に関して、インクの量を一様に分注することが望ましい。
刷システムは、例えば、花崗岩または金属基部を含むことができる、安定した支持アセンブリ上に搭載することができる。プリントヘッドアセンブリは、制御された速度でインクの液滴を放出することが可能な少なくとも1つのオリフィスを伴う、少なくとも1つのインクジェットプリントヘッドから成ることができ、そのような放出された液滴は、それらの量、速度、および軌道によってさらに特徴付けられる。
ザに提供することができる。これは、全ての実施形態に必要とされるわけではない、すなわち、他の実施形態は、異なる印刷プロセス間で交換されない単一のプリントヘッドアセンブリを特色とすることができることに留意されたい。例えば、1つの考慮された実施形態は、(例えば、それぞれのインクを使用して)それぞれの印刷プロセスをそれぞれ行う、複数のプリンタのアセンブリラインを特色とする。本明細書で説明される技術は、各そのようなプリンタに適用されることができる。
ば、1つ以上のOLEDデバイスを有する、大型基板にわたって一様な堆積量を確保し、いかなるムラ効果も低減させるために、特に有用である。
、種々の再現可能な液滴を表す統計的集団を発生させるために行われる。
ータシステム1823は、液滴を生成した所与のノズルに対する(および代替的駆動波形が印刷システムの特定の実施形態によって使用される場合は所与のノズル・波形対合に対する)測定の統計的集団を形成するように、測定されたパラメータをコンパイルする。コンピュータシステム1823は、随意に、データベース1837に個々の測定自体および/または統計的概要(例えば、正規分布の場合は平均および標準偏差または分散、ならびに他の分布の種類がサポートされる場合は同等の測定基準)を記憶する。十分にロバストな集団が測定されると、次いで、例えば、標的領域につき複合充填を得るように液滴平均の特定の組み合わせを使用して、データベースを上記で説明されるような印刷プロセスの計画および/または最適化で適用することができ、複合充填は、(例えば、異なるノズルおよび/または駆動波形からの)異なる液滴量に基づくことができる。
。このスキャン計画は、再度、複数の異なる液滴量に意図的に基づく標的領域の精密な充填を行うように、異なるノズルおよび/または波形からの液滴パラメータを組み合わせることができる。
を使用して)各ノズルに対する複数のノズル発射波形を選択するように、較正プロセス(図示せず)も呼び出すことができる。したがって、統計的集団は、平均液滴量ならびに所望の拡散を含む、それぞれのそのような波形および/またはノズルについて発生させられる。前述のように、一実施形態では、固定数の測定が各液滴に行われる一方で、別の実施形態では、数は、十分に緊密な統計的拡散を達成するようにノズルによって(またはノズル・波形対合につき)異なり得る。また、一実施形態では、所望のパラメータを有する液滴を生成しないノズル(またはノズル・波形対合)を、印刷計画において使用から不適格と見なすことができる、妥当性確認または適格性プロセスを、随意に適用することができる。次いで、測定および/または統計的尺度が、適宜に、各ノズルについて、および各ノズル・波形対合について、記憶される(1911)。この起動較正は、本システムがオンにされた最初のときに(例えば、1回限りの基準で)行うことができ、他の実施形態では、本システムが新たに電源を入れられる度に行われることに留意されたい。例えば、(生産ラインが毎日の一部分の間のみ作動させられる場合)計算された液滴パラメータを事前に記憶すること(次いで、以下で議論されるプロセスに従って、これらのパラメータを更新すること)が有利であり得る。代替的な新しいパラメータを、各電力サイクルで新たに計算することができる。
を未加工データとして記憶するか、または更新された平均あるいは統計的概要を記憶するかのいずれか、または両方)(3)ノズルアドレス(または次の測定サイクルのためのノズル波形識別子)を識別する、次いで、(4)適宜、別のセットの測定のために別のノズルまたはノズル・波形対合に進む。基板を装填/非装填するプロセスは、潜在的に、可変量の時間がかかり得、したがって、本システムが新しい印刷サイクルのために準備ができているとき、制御ソフトウェアは、適宜(例えば、液滴測定システムを含んで)、サービス動作から離脱し(1935)、プリントヘッドアセンブリをアクティブ印刷(1919)に戻すように、中断または関数呼び出し(1933)を発行する。記述されるように、制御ソフトウェアはまた、ノズルあたりの液滴平均の更新により、もはや有効ではない場合がある、液滴の組み合わせを透過的に更新または再計算する。液滴測定ループが次の測定サイクルのためのアドレスおよび場所を記憶する(1930)ため、本システムは、液滴を生成する際に利用可能な何千もの異なるノズル/ノズル・波形対合を通して循環基準で前進し、ノズル/液滴の小窓に液滴測定を効果的に行うことに留意されたい。次いで、次の基板反復が完了するまで印刷が行われ、そのときに基板が非装填され、測定/点検サイクルが継続する。他のプリンタ動作の背後で説明されるような液滴測定を積み重ねることによって、これらの技法は、任意のシステム休止時間を実質的に短縮することに役立ち、再度、製造スループットを最大限化する。描写された方法が、液滴測定システムを全負荷サイクルに従事させる一方で、これは全ての実施形態に当てはまるわけではなく、すなわち、特定の速度で(例えば、8時間毎に)液滴測定を更新することが所望され得、したがって、記述された積み重ね動作を使用して、液滴の統計的集団がより迅速に構築される場合、代わりに、基板装填および/または輸送および/または硬化動作中に異なる点検動作を実行することが所望され得ることに留意されたい。図19はまた、特別な臨時動作、例えば、プリントヘッドを交換する必要性、または別のオフラインプロセスと関連付けられる、特別保守ボックス1937も示す。
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 (33)
- 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連続した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、
命令を記憶する非一過性の機械可読媒体と
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、関連付けられた公差範囲内で定義する電子ファイルを受信することと、
前記ノズルのそれぞれに対する液滴量平均を識別する前記データ、および前記電子ファイルに基づいて、各標的領域に対して、ノズルの組み合わせに含まれる各ノズルからの1滴以上の液滴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であって、各液滴は、対応する前記ノズルの前記液滴量平均によって定義される所期量を有し、前記液滴の前記所期量の合計は、前記関連付けられた公差範囲内の値である、制御することと、
前記ノズルの組み合わせに含まれる前記ノズルのそれぞれを前記標的領域のアレイの第1の標的領域と近接させるように前記運動機構に指示し、前記ノズルの組み合わせに含まれる前記ノズルのそれぞれに活性化を指示して、前記第1の標的領域に前記1滴以上の液滴を堆積させる、制御データを生成することと
を行わせる、プリンタ。 - 前記プリントヘッドおよび前記基板を収容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、請求項1に記載のプリンタ。
- 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、各アレイの前記標的領域は、前記アレイの画素の各色成分を表し、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各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、請求項1に記載のプリンタ。
- 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、前記プリントヘッドを前記液滴測定デバイスと連動させて、各ノズルからの複数の液滴の体積を測定させるように前記運動機構を制御し、かつ、各ノズルについて、前記測定で得られた値から前記液滴量平均を識別する前記データを定義するように前記液滴測定デバイスを制御する、請求項1に記載のプリンタ。
- 前記命令はさらに、実行されたときに、前記プリントヘッドと前記液滴測定デバイスとを断続的に連動させ、各ノズルの前記液滴量平均を更新する、請求項4に記載のプリンタ。
- 各ノズルは、複数の電圧波形から選択された電圧波形を使用して動作可能であり、前記命令はさらに、実行されたときに、前記プリンタに、
各ノズルに対する各電圧波形について液滴量の統計母集団を生じさせることと、
前記統計母集団に基づいて、前記運動機構および前記プリントヘッドに印刷を行わせるように制御することと
を含む、請求項1に記載のプリンタ。 - 前記液滴測定デバイスは、光学検出器と、光学検出器によって検出された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とを備える、請求項4に記載のプリンタ。
- 前記液滴測定デバイスは、画像センサと、前記画像センサによって検出された影を測定するハードウェアまたはソフトウェアとを備える、請求項7に記載のプリンタ。
- サービス領域と、
前記プリントヘッドを前記サービス領域に隣接した位置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と連動する液滴測定デバイスであって、インク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、前記プリントヘッドのノズルによって吐出された前記インク液滴の特性を測定し、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、前記測定領域が前記プリントヘッドのノズルのいずれか1つに隣接するように位置決めするように動作可能な移動機構をさらに備える、液滴測定デバイスと、
をさらに備え、
前記プリントヘッドは、前記サービス領域まで移動したときに、サービス位置に配置され、前記プリントヘッドの前記ノズルは、前記サービス位置に対して液滴飛行方向にインク液滴を距離hにわたり吐出するように適合され、前記移動機構は、前記測定領域が前記距離h内となるように、前記測定領域を前記液滴飛行方向と実質的に平行な第1の方向に移動させて液滴測定を行うように動作可能であり、前記移動機構は、前記液滴飛行方向に実質的に垂直な2つの方向のそれぞれにおいて独立して前記測定領域を移動させて、各ノズルからの液滴を測定するように動作可能である、
請求項1に記載のプリンタ。 - 前記液滴測定デバイスは、前記測定領域を通ってプリントヘッドから離れて進行する液滴からの測定光を、前記距離hよりも長い前記液滴飛行方向に沿った距離に配置された光学検出器に向ける少なくとも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向ける少なくとも1つの光路経路指定機構を備え、前記光源もまた、前記距離hよりも長い前記液滴飛行方向に沿った前記距離に配置され、
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、請求項9に記載のプリンタ。 - 各標的領域について印刷時間が最小となるように、前記各標的領域に対して少なくとも1つのノズルの組み合わせが最小時間で印刷するための基準応じて選択され、
前記制御データは、前記プリントヘッドに、複数のノズルから標的領域に液滴を同時に堆積させる、請求項1に記載のプリンタ。 - 飛行中の液滴の曲率に起因する干渉パターンの測定値を収集し、測定した前記干渉パターンから液滴量を計算して前記統計母集団を生じさせる液滴測定デバイスをさらに備える、請求項6に記載のプリンタ。
- 印刷装置であって、
プリントヘッド移動体と、
前記プリントヘッド移動体に結合されたプリントヘッドと、
基板支持体と、
前記基板支持体に併設された基板輸送機構と、
前記基板支持体に併設され、前記プリンタヘッドから吐出された液滴の特性を表す電子信号を出力する液滴測定システムであって、ビーム光源および検出器を備え、前記検出器は、前記ビーム光源と前記検出器との間の測定領域を画定する、液滴測定システムと、
前記プリントヘッドが静止位置にある間、前記液滴測定システムを前記プリントヘッドに対して少なくとも2つの独立した方向において移動させ、前記測定領域が前記プリントヘッドのノズルのいずれかに隣接するように位置決めする液滴測定システムの輸送機構と、
を備える印刷装置において、
前記プリントヘッド移動体は、前記液滴測定システムに隣接した位置まで移動可能である、印刷装置。 - 前記ビーム光源から発出されるビームが平面を画定し、前記液滴測定システムは光学系を備え、前記光学系の少なくとも1つの部品が前記平面外に位置する、請求項13に記載の装置。
- 前記液滴測定システムは、鏡をさらに備え、
前記ビーム光源、前記検出器、および前記鏡はそれぞれ、前記液滴測定システムにより互いに固定された位置関係で装着される、
請求項13に記載の装置。 - 前記液滴測定システムは、吐出された液滴を測定後に回収する回収器をさらに備え、
前記ビーム光源、前記検出器、および前記鏡はそれぞれ、前記液滴測定システムの前記輸送機構により互いに固定された位置関係で装着される、
請求項13に記載の装置。 - 前記特性は液滴量である、請求項13に記載の装置。
- 前記特性は軌道または速度のうちのいづれか一方である、請求項13に記載の装置。
- 保守ステーションをさらに備え、前記プリントヘッド移動体は、前記プリントヘッドを前記保守ステーションに隣接するように位置決めするように移動可能であり、前記液滴測定システムの前記輸送機構は、前記プリントヘッドが前記保守ステーションに位置する間、前記測定領域を前記プリントヘッドのノズルのいずれかに隣接するように位置決めするように動作可能である、請求項13に記載の装置。
- プロセッサおよびメモリをさらに備え、各ノズルの前記特性の測定値を表す値を前記メモリに記憶し、前記プロセッサは所定の印刷ファイルに従って印刷を計画するが、前記メモリに記憶された各ノズルの前記値によって表されるノズル間の前記特性の差異に応じて、前記液滴を吐出するために前記ノズルのうちいずれを使用するかについて制御する、請求項13に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記基板の領域において、前記プリントヘッドに液体を所定の公差範囲内の凝集量で堆積させ、前記プロセッサは、前記領域の印刷に使用する液滴の所期量の合計が、前記所定の公差範囲内に前記凝集量が収まるように、前記メモリに記憶された各ノズルの前記特性に基づいてノズルを選択する、請求項20に記載の装置。
- 基板上に層を作製して電子デバイスの一部を形成する方法であって、
プリントヘッドのノズルから吐出された液体の液滴の飛行中に、ビーム光源および検出器を備える液滴測定システムを用いて前記液滴の特性を測定することであって、前記検出器は、前記特性を表す電子出力を提供し、前記電子出力の内容は、前記光源からのビームと前記液滴との相互作用から形成される干渉パターンの検出に依存する、測定することと、
前記ビームの経路の線分が平面を画定するように、前記液滴測定システムを前記プリントヘッドに対して少なくとも2つの独立した方向において移動させることであって、前記光源と前記検出器のそれぞれは、前記液滴測定システムにより前記平面外に装着される、移動させることと、
前記電子出力に基づいて、前記液体を前記プリントヘッドから前記基板上に印刷することと、
基板輸送機構を用いて、前記プリントヘッドが到達可能な印刷領域に、かつ前記印刷領域から前記基板を輸送することと、
前記基板上に堆積された前記液体から前記電子デバイスの層を形成することと、
を含む、方法。 - 前記プリントヘッドが前記静止位置にある間、(1)前記ビームと前記液滴との交点と(2)前記プリントヘッドとの間に延びる方向を含む、少なくとも3つの独立した方向において前記液滴測定システムを位置決めして、前記交点を前記プリントヘッドからの標的距離に位置決めすることをさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 前記液滴測定システムは鏡をさらに備え、前記ビーム光源、前記検出器、および前記鏡は全て、前記液滴測定デバイスにより互いに固定された位置関係で装着される、請求項23に記載の方法。
- 前記方法は、吐出された液滴を測定後に回収器を用いて回収することをさらに含み、前記ビーム光源、前記検出器、および前記回収器はそれぞれ、前記システムの前記輸送機構により互いに固定された位置関係で装着される、請求項23に記載の方法。
- 前記特性は液滴量である、請求項23に記載の方法。
- 前記特性は軌道または速度のうちのいづれか一方である、請求項23に記載の方法。
- 前記プリントヘッドは複数のノズルを有し、
前記方法は、各ノズルの前記特性を測定することをさらに含む、
請求項23に記載の方法。 - 前記プリントヘッドは、前記測定中、静止位置にある、請求項28に記載の方法。
- 前記基板上に堆積された前記液体から前記電子デバイスの前記層を形成することは、前記液体を硬化放射線に曝すことを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記測定することは、前記プリントヘッドが保守ステーションに隣接して位置する間に行われる、請求項22に記載の方法。
- 前記方法は、前記プリントヘッドの複数のノズルの前記特性を測定することと、前記複数のノズルのそれぞれについて前記特性をメモリに記憶することと、プロセッサを用いて、記憶された前記特性のノズル間の差異に応じて、前記ノズルのうちいずれを使用して液滴を吐出するかについて制御することをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 前記方法は、記憶された前記特性に基づいて、前記プリントヘッドに前記液体を所定の公差範囲内の凝集量で前記基板の領域に堆積させることをさらに含む、請求項32に記載の方法。
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