JP2021122009A - 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
tion of Defective EML Films”に対する、最初に表記された発明者Christopher Coccaを代表して2013年2月18日に出願された、米国仮特許出願第61/766,064号に対する優先権を主張するものであり、該先行特許出願は、参照により本明細書中に援用される。
セルウェルである。インクジェット印刷プロセスが、随意に、この印刷プロセスに使用される。堆積層を有機または無機材料のいずれかで形成することができるが、典型的には、OLEDスタックは、このプロセスを使用して形成される、少なくとも1つの有機層(例えば、随意に、発光材料層または「EML」)を含む。特定のインクを標的領域の中へ印刷した後、例えば、堆積流体を永久構造に変換することによって、各層を完成させるために、1つ以上の印刷後処理ステップを行うことができる。各標的領域中で形成される各層の品質を査定するために、例えば、高速高解像度カメラを使用して、層堆積および/または形成中または後に、全ての標的領域の画像が捕捉される。前の「湿潤」層または完成した層の品質を査定するために(すなわち、層形成プロセスの任意の段階で)、OLEDスタックの次の層の堆積に先立って、そのような撮像を随意に行うことができる。
クセルウェル内の非一様性を局所的に際立たせる。
、所望であれば相互と組み合わせて使用されてもよい。明確には、多くの代替的な試験および試験の組み合わせも存在し、種々の実施形態のために選択することができる。
色成分および関連ピクセルウェルを有することが可能であることに留意されたい。
304はまた、随意に、1つ以上のプリンタおよび/または他のデバイスを含む、OLEDデバイス加工機構を伴って実装することができる。一実施形態では、カメラは、カメラを位置付けるとともに、種々の膜層を印刷するために使用されるインクジェットプリントヘッドを位置付けるために使用される、輸送機構によって搬送される。捕捉画像および/または他のデータは、記憶システム305に記憶することができる。画像処理システム306は、捕捉画像を処理し、ピクセルに欠陥があるか、または別様に用途のために設計されたように機能しない場合があるかどうかを判定する。典型的には、画像処理システムは、画像処理システム306の1つ以上のプロセッサにこの分析を行わせる、コンピュータ可読媒体(すなわち、携帯用デバイス、デスクトップコンピュータまたはラップトップ、あるいは他の処理デバイスの一部)を含む。これらの種々の要素を接続するネットワーク308は、同一または異なる種類の1つ以上のネットワークを含むことができる。ネットワーク308は、セルラーネットワーク、Bluetooth(登録商標)ネットワーク、ピアツーピアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、インターネット等の広域ネットワーク、内部システムバス、または別の種々の描写されたデバイスを接続するための別の方式を含むが、それらに限定されない、任意の種類の有線および無線公衆またはプライベートネットワークを含むことができる。ネットワーク308はさらに、サブネットワークを含み、任意の数の付加的な、またはより少ないデバイスから成ることができる。OLEDデバイス品質検査システム300の構成要素を、単一のコンピュータデバイスに含むことができ、単一の施設内の単一の部屋または隣接する部屋の中に位置付けることができ、または相互から遠隔にあり得る。種々の実施形態では、本教示は、図3で図示される任意の単一の構成要素で、またはそのような構成要素の集合として、あるいは関連方法、デバイス、またはシステムとして具現化することができる。
ンブリ460を搭載する、マルチツールプリンタの一部として実装することができる。一実施形態では、層がプリンタ内の第1の基板を覆って堆積させられた後に、その基板が製造装置内の別の位置まで前進させられ、品質分析のために撮像され、同時に、類似層を堆積させる目的で、第2の基板がプリンタの中へ運ばれるように、OLEDデバイス用の製造装置が複数の基板をパイプライン輸送する。
動システム、基板支持装置、ならびに基板装填および非装填システムを含むことができる。運動システムは、非限定的実施例として、図5のインクジェット印刷システム500について描写されるように、ガントリシステムまたは分割軸XYZシステムであり得る。プリントヘッドアセンブリが静止基板を覆って移動することができる(ガントリ形式)か、またはプリントヘッドおよび基板の両方が移動することができる(分割軸構成の場合)かのいずれかである。別の実施形態では、プリントヘッドアセンブリは、実質的に静止し得、例えば、基板を1つ以上のプリントヘッドに対してXおよびY次元で輸送することができ、Z軸運動が、基板支持装置によって、またはプリントヘッドアセンブリと関連付けられるZ軸運動システムによってのいずれかで提供される。1つ以上のプリントヘッドが基板に対して移動すると、インクの液滴が、基板上の所望の場所で堆積させられるように、正しい時間に放出される。基板装填および非装填システムを使用して、基板を挿入し、プリンタから除去することができる。インクジェット印刷システムの構成に応じて、機械コンベヤ、運搬アセンブリを伴う基板浮遊テーブル、またはエンドエフェクタを伴う基板移送ロボットを使用して、これを達成することができる。一実施形態では、不要な粒子状物質を除外するように、周囲空気に対して密閉されるチャンバの内側で印刷が行われることに留意されたい。データ収集システムはまた、随意に、この隔離環境で操作することもできる。以下で参照される、1つの考慮された用途では、不活性ガス等の特異的に選択された雰囲気の存在下で印刷および/または撮像を行うために、密閉チャンバを使用することができる。
アセンブリおよびカメラアセンブリをいずれか一方のX、Z軸キャリッジアセンブリ上に交換可能に搭載できることを容易に理解することができる。他の実施形態は、その上に搭載されたプリントヘッドアセンブリ、およびプリントヘッドアセンブリに近接して搭載されたカメラアセンブリを有する、単一のX、Z軸キャリッジアセンブリを使用することができる。
として、圧縮機、送風機、および2つの組み合わせを利用することができる。加えて、ガスエンクロージャシステム600は、ケーブルトレイ排出アセンブリ、基板浮遊テーブル、空気軸受線形スライダアセンブリ、および線形空気軸受アセンブリ等の他の構成要素とともに、実質的に低粒子の印刷環境を提供することができる、ガスエンクロージャシステム600の内部の濾過および循環システム(図示せず)を有することができる。
は段階的に種々のピクセルウェルにわたって走査されると、捕捉画像の「ストリーム」として各画像を捕捉するときに、カメラから直接受信される。次いで、捕捉画像データは、目的とする1つ(または複数)の堆積膜を単離するように、フィルタにかけられる(705)。例えば、1つ以上のピクセルウェルの内部と関連付けられる画像データを表す、このプロセスの結果として生成される、フィルタにかけられたデータについて、次いで、膜完全性が分析される(707)。一実施形態では、この分析は、任意の印刷後完成ステップに続いて、完成した層に行われることが以前に記述されたことに留意されたい。別の実施形態では、この分析(および画像捕捉)は、例えば、充填が不完全である状況、気泡がインク内に存在する状況、または別の潜在的欠陥を識別するように、依然として湿潤したインクに行うことができる。種々の実施形態では、検出された欠陥に応答して、改善努力(708)を要し得る。例えば、OLEDデバイス基板を破棄することができ(それによって、付加的な時間および堆積経費を潜在的に節約する)、または代替として、堆積層を除去することによって、堆積層に追加することによって、または堆積層をさらに処理することによって、欠陥を修正することができる。例えば、分析が湿潤インクに行われる場合、湿潤インクを除去し、堆積を再び行うことができる。気泡が存在する場合、気泡を排除するように、インクを加熱するか、または別様に処理することができる。充填が不完全である場合、充填を完了するように、精密な場所で付加的なインクを追加することができる。実質的により効率的な製造プロセスを提供する、多くの他の可能な改善策が存在する。
堆積層のフィルタにかけられた画像データ(図8D)と比較することによって、不完全な充填の領域(832)の存在を検出することができる。層領域境界がこの時点で参照データと比較されるかどうかにかかわらず、画像分析(例えば、勾配分析)を通したピクセルバンクの識別は、マスク(731)を作成するために使用し、かつピクセルウェルのコンテンツに対応する画像データを単離するために使用することができる。そのようなマスクは、図8Dの数字825によって表され、次いで、マスクは、元の捕捉画像をフィルタにかけて、分析中の1つ以上のピクセルウェルのコンテンツを単離する(733)、フィルタにかけられたデータを生成するように適用される。次いで、フィルタリング動作は、所与の画像内の所与のウェルについて終了する(735)。
することができる。堆積層内の起こり得る欠陥を表す数字835は、堆積層の一般的な色特性を保有し得るため、適用される処理の性質に応じて、この段階で識別されないままであり得ることに留意されたい。
る勾配値およびPELの数の二乗に依存するため、勾配合計(164,391)が大規模勾配のより大きい発生率によって生成された場合に、この値は、より大きくなることが期待されたであろう。したがって、この場合、ヒストグラムによって表される3σレベルは、別の閾値(例えば、「40」)と比較され、このピクセルウェルのピクセルデータが両方の試験を満たすため、ピクセルウェル内で分析される層は、閾値品質に合格することが判定される。再度、これらの種々のタスクは、典型的には、これらの種々のタスク(任意の所望の是正措置を含む)を行うように1つ以上のプロセッサを制御する、ソフトウェア(コンピュータ可読媒体上の命令)によって行われることに留意されたい。また、以前に参照されたように、限定ではないが、標準偏差、3σレベル、分散、合計、二乗の合計、絶対値、またはその他に基づくかどうかにかかわらず、任意の種類の統計的検定を含む、多くの他の種類の基準および試験を適用することができる。一実施形態では、例えば、堆積層の勾配値を(1つ以上の閾値によって区別される)値のいくつかの範囲のうちの1つと合致させることによって、その層の品質を分類する、複数の試験を適用することができる。
形態では、画像のストリームを表す画像データをリアルタイムで処理することができ、画像処理ソフトウェアが、ウェル位置を追跡し、どのウェルが捕捉画像の間ですでに処理されているか、およびどのウェルが処理されていないか(およびこれらのウェルのそれぞれの場所)を(ソフトウェアにおいて)識別する。画像データは、OLEDデバイス基板の印刷プロセスの一部として、後続の品質保証プロセスの一部として、捕捉することができる。データはまた、データ収集装置または画像処理デバイスのディスプレイ上で同時に表示するか、または人間の目視検査のために別様に印刷することもできる。
しい勾配合計を有することができる。
る。方法1200では、捕捉画像データを、例えば、グレースケール強度を表す、強調されたデータに変換し、勾配関数を適用するステップの後に、ピクセルウェル内の層情報のみに集中するように、膜層の画像データを単離する(フィルタにかける)ステップを行うことができる。以前のように、ステップ1202によって、捕捉画像データが最初に受信される。次いで、このデータは、この選択された画像特性を強調するように、数字1204によって、グレースケール強度データに変換される。ステップ1206によって、次いで、堆積層、OLED閉じ込めバンク、および捕捉画像データに出現する他の特徴の境界および縁を強調するように、勾配フィルタが適用される。ステップ1208および1210に関して、いったん処理された(勾配)データが生成されると、ピクセルウェルの内部の輪郭を単離することに役立つよう、随意に、反転データを作成することができる。実施例として、各ピクセルウェルが、余分なPELに対応する(すなわち、分析される膜層以外の構造を表す)勾配値をマスクするマスクとしての機能を果たすために、標的画像またはマスクを作成することができる。実施例として、勾配分析に続いて、ピクセルウェル閉じ込めバンクを白(勾配、非ゼロ値)で表すことができる一方で、ピクセルウェルを含む他の構造は、黒で表される。次いで、ピクセルウェルの外側の値が黒(ゼロ値)として表され、ピクセルウェルの内部が白(2進値「1」)として表される、マスクを形成することを支援するように、このデータが反転および処理される。次いで、このマスクは、ステップ1212によって、目的とする層の勾配値を単離するよう、勾配値に再び適用することができる。
に従って、処理されたデータの反転バージョン(勾配値)を2進値に変換し、標的画像と組み合わせることができる。この方程式は、本質的に、反転勾配行列(すなわち、処理されたデータ)の上にマスクを位置付け、マスクおよびピクセルウェル場所が正確に整合させられる、2つの間の相対的位置付けの最大結果を生じる。つまり、上記の演算がブール「and」演算を適用したため、かつマスクが白(「1」)または黒(「0」)のいずれかである入力を有するため、「and」演算は、2つが精密に整合させられる最大値を生じるであろう。マスクの適正な位置が確認され、次いで、ピクセルウェルの領域のみに対応する勾配値を単離するために、処理された(勾配)データとともにマスクするように使用される。
に集中する。例えば、広い領域を覆って膜の層を堆積させるシステムでは、区画基準で膜の品質を査定するように、領域を構成する1つ以上の離散標的領域に撮像を使用することができる。そのような実装は、概して、上記で説明されるように機能し、例えば、画像が、分析中の各標的領域または区画について捕捉され、勾配関数が、処理されたデータを生じるように、この画像データに(またはフィルタにかけられた、強調された、または別様である、その派生物に)適用される。次いで、このデータは、所与の標的領域内の起こり得る欠陥の存在を確認するように分析することができる。他の変形例も存在する。
Claims (20)
- 装置であって、前記装置は、
基板支持装置と、
可動支持体に取り付けられたカメラであって、前記カメラは前記基板支持装置に面し、基板上のピクセルウェル内の層を囲む画像データを捕捉するカメラと、
コントローラーと、を備え、
前記コントローラは、
前記画像データを受信することと、
前記ピクセルウェル内の層に対応する画像データを分離することと、
前記分離された画像データを変換し、画像特性を強調することと、
前記変換されたデータに勾配関数を適用し、ピクセルウェル内の複数のピクセルのそれぞれの勾配値を生成することと、
前記複数のピクセルのそれぞれについて前記生成された勾配値を使用し、統計的尺度を決定することと、
前記統計的尺度と、しきい値と、を比較することと、
前記比較に依存するピクセルウエル内の層間剥離の存在を検出することと、
前記層間剥離の存在が検出された場合に、ピクセルウェル内の層間剥離の存在を示す出力を生成すること、を行うように構成されているコントローラと、
を備える装置。 - インクジェットプリンタを、さらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記画像特性は、輝度、グレースケール値、色相、または色強度を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記勾配関数は、ソーベルフィルタ、プリューウィットフィルタ、およびキルシュフィルタから成る群から選択される、フィルタを備える請求項1に記載の装置。
- 前記勾配関数は、高域通過フィルタを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記統計的尺度は、前記ピクセルウェル内の複数のピクセル層の勾配値の絶対値の合計を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記勾配値のそれぞれは、前記層の隣接するピクセル間の強度差に対応する、請求項6に記載の装置。
- 前記勾配関数は、行列による畳み込みを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記統計的尺度は、前記勾配値の絶対値の標準偏差である、請求項1に記載の装置。
- 前記コントローラは、さらに、前記カメラを制御し、前記基板のすべてのピクセルウェルを包含する1つ以上の画像を捕捉する、請求項1に記載の装置。
- 装置であって、前記装置は、
基板支持装置と、
可動支持体に取り付けられたカメラであって、前記カメラは前記基板支持装置に面し、基板上のピクセルウェル内の層を囲む画像データを捕捉する、カメラと、
前記カメラから前記画像データを受信するストレージシステムと、
コントローラーと、を備え、
前記コントローラは、
前記カメラまたは前記ストレージシステムから前記画像データを受信することと、
第1の勾配関数を適用し、前記ピクセルウェル内の前記層に対応する画像データを分離することと、
前記分離された画像データを変換し、画像特性を強調することと、
前記変換されたデータに第2の勾配関数を適用し、ピクセルウェル内の複数のピクセルのそれぞれの勾配値を生成することと、
前記複数のピクセルのそれぞれについて、前記生成された勾配値を使用し統計的尺度を決定することと、
前記統計的尺度と、しきい値と、を比較することと、
前記比較に依存するピクセルウェル内の層間剥離の存在を検出することと、
前記層間剥離の存在が検出された場合に、前記ピクセルウェル内の層間剥離の存在を示す出力を生成することを、行うように構成されているコントローラと、
を備える装置。 - インクジェットプリンタを、さらに備える、請求項11に記載の装置。
- 前記画像特性は、輝度、グレースケール値、色相、または色強度を含む、請求項11に記載の装置。
- 前記勾配関数は、ソーベルフィルタ、プリューウィットフィルタ、およびキルシュフィルタから成る群から選択される、フィルタを備える、請求項11に記載の装置。
- 前記勾配関数は、高域通過フィルタを備える、請求項11に記載の装置。
- 前記統計的尺度は、前記ピクセルウェル内の複数のピクセルの勾配値の絶対値の合計を含む、請求項11に記載の装置。
- 前記勾配値のそれぞれは、前記層の隣接するピクセル間の強度差に対応する、請求項16に記載の装置。
- 前記勾配関数は、行列による畳み込みを含む、請求項11に記載の装置。
- 前記統計的尺度は、前記勾配値の絶対値の標準偏差である、請求項11に記載の装置。
- 前記可動支持体は、前記基板支持装置上のブリッジに結合され、前記装置は、プリントヘッド運動システムによって、前記ブリッジに結合されたプリントヘッドアセンブリを、さらに備える、請求項11に記載の装置。
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