KR101733904B1 - 정밀 공차 내로 유체를 증착하기 위한 인쇄 잉크 부피 제어를 위한 기법 - Google Patents
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Abstract
잉크 인쇄 공정이 규격에 의해 설정된 최소 및 최대 잉크 충전량에 부합함을 보장하면서 노즐당 액적 부피 측정 및 타깃 영역당 특정 누적 잉크 충전량에 도달하기 위해 액적 조합을 계획하는 프로세싱 소프트웨어를 이용한다. 다양한 실시예에서, 서로 다른 인쇄 헤드/기판 스캔 오프셋, 인쇄 헤드들 간 오프셋, 서로 다른 노즐 구동 파형의 사용, 및/또는 그 밖의 다른 기법을 통해 서로 다른 액적 조합이 생성된다. 선택적으로, 충전량 편차의 패턴이 도입되어 완성된 디스플레이 디바이스에서의 관측 가능한 라인 효과를 완화시킬 수 있다. 개시된 기법은 여러 많은 가능한 적용예를 가진다.
Description
본원은 다음의 특허 출원 각각으로부터 우선권을 주장한다: 미국 가특허 출원 번호 61/746545, "Smart Mixing", 제 1 발명자 Conor Francis Madigan, 출원일: 2012년 12월 27일; 미국 가특허 출원 번호 61/822855 "Systems And Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels", 제 1 발명자 Nahid Harjee, 출원일:2013년 05월 13일; 미국 가특허 출원 번호 61/842351, "Systems And Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels", 제 1 발명자 Nahid Harjee, 출원일: 2013년 07일 02일; 미국 가특허 출원 번호 61/857298 "Systems And Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels", 제 1 발명자 Nahid Harjee, 출원일: 2013년 07월 23일; 미국 가특허 출원 번호 61/898769 "Systems And Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels", 제 1 발명자 Nahid Harjee, 출원일: 2013년 11월 01일; 및 미국 가특허 출원 번호 61/920,715, "Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances", 제 1 발명자 Nahid Harjee, 출원일: 2013년 12월 24일. 상기 특허 출원 각각은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본원은 유체(fluid)를 기판의 타깃 영역으로 전사하기 위한 인쇄 공정의 사용과 관련된다. 하나의 비제한적 적용예에서, 본 명세서에서 제공되는 기법이 대규모 디스플레이를 위한 제조 공정에 적용될 수 있다.
인쇄 헤드가 복수의 노즐을 갖는 인쇄 공정에서, 모든 노즐이 표준 구동 파형에 동일한 방식으로 반응하지는 않는다, 즉, 각각의 노즐이 약간씩 다른 부피의 액적(droplet)을 생성할 수 있다. 노즐이 유체 액적을 각자의 유체 증착 영역("타깃 영역")으로 증착하기 위해 이용되는 상황에서, 일치성(consistency)이 없다면 문제가 발생할 수 있다.
도 1a는 노즐-액적 비일치성 문제를 소개하며, 이때, 도시된 다이어그램은 숫자 101로 전체적으로 지칭된다. 도 1에서, 인쇄 헤드(103)가 5개의 잉크 노즐을 갖는 것으로 도시되며, 각각의 노즐은 인쇄 헤드의 하부에서 작은 삼각형을 이용해 도시되고 각각 (1)-(5)로 번호 매겨 있다. 예시적 적용예에서, 50피코리터(50.00pL)의 유체를 이러한 영역의 어레이의 5개의 특정 타깃 영역 각각으로 증착하는 것이 바람직하며, 추가로, 인쇄 헤드의 5개의 노즐 각각이 10피코리터(10.00pl)의 유체를, 인쇄 헤드와 기판 간 상대적 운동("패스(pass)" 또는 "스캔(scan)")에 의해 다양한 타깃 영역 각각으로 분출하는 것이 바람직하다. 타깃 영역은 기판의 임의의 표면 영역, 가령, (가령, 증착된 유체 잉크가 부분적으로 확산되어 영역들 사이에서 함께 혼합되도록) 서로 접하는 분리되지 않은 영역들, 또는 각각 유동 격리된 영역들일 수 있다. 이들 영역은 일반적으로 도 1에서 타원(104-108)을 이용해 각각 나타난다. 따라서 도시된 바와 같이 5개의 특정 타깃 영역 각각을 충전하기 위해 인쇄 헤드의 정확히 5번의 패스가 필요하다고 가정될 수 있다. 그러나 실제로 인쇄 헤드 노즐은 구조 또는 작동에서 사소한 편차(variation)를 가져, 각각의 노즐 트랜스듀서에 인가되는 특정 구동 파형이 각각의 노즐에 대해 약간씩 서로 다른 액적 부피를 생성할 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 노즐(1)의 분사가 각각의 패스에 의해 9.80 피코리터(pL) 부피의 액적을 생성하고, 이때 5개의 9.80pL 액적이 타원(104) 내에 도시된다. 액적 각각이 도면에서 타깃 영역(104) 내 이산 위치로서 나타나지만, 실제로, 액적 각각의 위치는 동일하거나 겹칠 수 있다. 이와 달리, 노즐(2)-(5)은 약간씩 다른, 각각, 액적 부피 10.01pL, 9.89pL, 9.96pL 및 10.03pL를 생성한다. 인쇄 헤드와, 각각의 노즐이 상호 배타적인 방식으로 유체를 타깃 영역(104-18) 내로 증착하는 기판 간 5번의 패스에 의해, 이 증착은 5개의 타깃 영역에 걸쳐 1.15pL의 누적 증착된 잉크 부피 편차를 도출할 것이며, 이는 많은 적용예에서 허용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 일부 적용예에서, 증착된 유체에서의 1퍼센트(또는 훨씬 더 낮은 퍼센트)의 차이가 문제를 일으킬 수 있다.
이 문제가 발생하는 한 가지 예시적 적용예가 디스플레이, 가령, 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이의 제조에 적용되는 제작 공정이다. 이러한 디스플레이의 광 발생 물질을 담는 잉크를 증착하기 위해 인쇄 공정이 사용되는 경우, 유체 리셉터클 또는 "우물(well)"(가령, 픽셀당 이러한 저장소가 3개)의 행 또는 열에 걸친 부피 차이가 디스플레이되는 이미지에서 가시적 색상 또는 조명 결함을 초래할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때 "잉크"는 색상 속성에 무관하게 인쇄 헤드의 노즐에 의해 기판에 도포되는 임의의 유체를 의미하며, 앞서 언급된 제조 적용예에서, 잉크는 일반적으로 제 위치(in place) 증착되고, 그 후 가공 또는 경화되어 영구 물질 층을 직접 형성할 수 있다. 따라서 텔레비전 및 디스플레이 제조업체는 최종 제품이 허용될 수 있도록 고정밀도로 관찰되어야 하는 정밀한 부피 범위, 가령, 50.00pL, ±0.25pL를 특정할 것이며, 이 적용예에서, 특정된 공차(tolerance)가 50.00pL의 타깃의 2분의 1 퍼센트 내에 있어야 한다. 도 1에 의해 표현되는 각각의 노즐이 고선명 텔레비전("HDTV") 스크린의 각자의 수평 라인의 픽셀들로 증착되는 하나의 적용예에서, 따라서 49.02pL-50.17pL의 도시된 편차가 허용될 수 없는 수량을 산출할 수 있다. 디스플레이 기법이 하나의 예시로서 언급되었지만, 또 다른 맥락에서 노즐-액적 불일치 문제가 발생할 수 있음이 이해되어야 한다.
도 1a에서, 특정 노즐이 특정 타깃 영역으로 인쇄되도록 노즐이 타깃 영역(가령, 우물)과 특정하게 정렬된다. 도 1b에서, 노즐이 특정하게 정렬되지 않고 노즐 밀도가 타깃 영역 밀도에 비해 높은 대안적 경우(151)가 도시되며, 이러한 경우, 스캔 또는 패스 동안 특정 타깃 영역을 횡단하게 되는 어느 노즐이라도 이들 타깃 영역 내로 인쇄하기 위해 사용되며, 이때 각각의 패스에서 몇 개의 노즐이 각각의 타깃 영역을 횡단할 가능성이 있다. 도시된 예시에서, 인쇄 헤드(153)는 5개의 잉크 노즐을 갖는 것으로 나타나고 기판은 2개의 타깃 영역(154-155)을 갖는 것으로 나타나며, 각각의 타깃 영역은, 노즐(1) 및 (2)이 타깃 영역(154)을 횡단하고, 노즐(4) 및 (5)이 타깃 영역(155)을 횡단하며, 노즐(30)은 어느 타깃 영역도 횡단하지 않도록 위치된다. 도시된 바와 같이, 각각의 패스에서, 하나 또는 두 개의 액적이 각각의 우물 내로 증착된다. 다시 말하자면, 액적은 각각의 타깃 영역 내에서 서로 겹치거나 이산 지점에 증착될 수 있고, 도 1b의 특정 도시는 예시에 불과하며, 도 1a에 제시된 예로서, 50피코리터(50.00pL)의 유체를 각각의 타깃 영역(154-155) 내로 증착하는 것이 바람직하고, 각각의 노즐은 대략 10.00pL의 명목 액적 부피를 가짐이 가정된다. 도 1a의 예시와 관련하여 관찰되는 바와 같이 동일한 노즐 액적당 부피 편차를 이용하고, 특정 패스 상에서 타깃 영역과 겹쳐지는 각각의 노즐이, 총 5개의 액적이 전달될 때까지 액적을 상기 타깃 영역 내로 전달할 것이 가정되면, 3번의 패스로 타깃 영역이 채워지고 2개의 타깃 영역 간에 50.00 pL의 타깃으로부터 0.58pL의 총 증착된 잉크 부피 편차가 존재함이 관찰되고, 이는, 다시 한번 말하자면, 많은 적용예에서 허용될 수 없다.
일반적으로 말하자면, 일치성 문제를 해결하기 위한 기법이 제안되지만, 이들 기법 주 어느 것도 여전히 신뢰할만한 수준으로, 원하는 공차 범위 내에 있는 충전 부피(fill factor)를 제공하지 않거나 제조 시간 및 비용을 급격히 증가시킨다, 즉, 저 소비자 비용점에서 고품질을 가진다는 목표에 부합하지 않으며, 이러한 품질 및 저 비용점은, 공산품, 가령, HDTV가 관련되는 적용예에서 핵심적일 수 있다.
따라서 노즐을 갖는 인쇄 헤드를 이용해 유체를 기판의 타깃 영역 내로 증착하는 데 유용한 기법이 필요하다. 더 구체적으로, 노즐-액적 분출 부피의 편차가 있을 때, 이상적으로는 고속 유체 증착 작업을 허용하고 따라서 디바이스 제조의 속도를 개선하는 비용 효율적인 방식으로, 기판의 각각의 타깃 영역에서 증착되는 유체 부피를 정교하게 제어하기 위한 기법이 필요하다. 이하에서 기재되는 기법은 이들 요구를 만족시키며, 더 나아가 관련 이점을 제공한다.
도 1a는 5개의 특정 타깃 영역 각각에 50.00pL의 타깃 충전량을 증착하기 위해 5개의 노즐을 갖는 인쇄 헤드가 사용되는 기판의 타깃 영역에 잉크를 증착하는 가정적 문제를 제시하는 다이어그램이다.
도 1b는 5개의 노즐을 갖는 인쇄 헤드가 2개의 특정 타깃 영역 각각에 50.00pL의 타깃 충전량을 증착하도록 사용되는 기판의 타깃 영역에 잉크를 증착하는 가정적 문제를 제시하는 또 다른 다이어그램이다.
도 2a는 기판이 궁극적으로 픽셀을 갖는 디스플레이 패널을 형성할 적용예에서 인쇄기 및 기판의 가정적 배열을 도시하는 다이어그램이다.
도 2b는 도 2a의 라인 A-A의 투시도로부터 휘해진 도 2a의 인쇄헤드 및 기판의 단면 근접도이다.
도 3a는 지정 공차 범위 내 각각의 타깃 영역에 대한 잉크 충전 부피를 신뢰할만하게 생성하도록 액적 부피의 조합의 사용을 도시하는 것외에 도 1a와 유사한 도면이며, 이때, 하나의 선택적 실시예에서, 지정 노즐 분사 파형의 세트로부터 서로 다른 액적 부피 조합이 생성되고, 또 다른 선택적 실시예에서, 인쇄 헤드와 기판 간 상대적 움직임(305)을 이용해 인쇄 헤드의 각자의 노즐로부터 서로 다른 액적 부피 조합이 생성된다.
도 3b는 상대적 인쇄 헤드/기판 모션 및 기판의 각자의 타깃 영역으로의 서로 다른 액적 부피 조합의 분출을 도시하도록 사용되는 다이어그램이다.
도 3c은 각각의 타깃 영역에 대한 잉크 충전 부피를 지정 공차 범위 내에서 신뢰할만하게 생성하기 위해 액적 부피의 조합의 사용을 도시하는 것을 제외하고 도 1b와 유사한 다이어그램이며, 하나의 선택적 실시예에서, 지정된 노즐 분사 파형의 세트로부터 상이한 액적 부피 조합이 생성되며, 또 다른 선택적 실시예에서, 인쇄 헤드와 기판 간 상대적 모션(372)을 이용해 인쇄 헤드의 각자의 노즐로부터의 여러 다른 액적 부피 조합이 생성된다.
도 4는 본 발명의 기법을 독립적으로 구현할 수 있는 일련의 선택적 계층, 제품 또는 서비스를 보여준다.
도 5는 기판의 각각의 타깃 영역에 대한 액적의 조합을 계획하는 방법을 도시하는 블록도이며, 이 방법은 도 3a에 의해 소개되는 어느 한 선택적 실시예에 적용될 수 있다.
도 6a는 앞서 소개된 실시예들 중 임의의 실시예와 함께 사용 가능한 기판의 각각의 타깃 영역에 대한 허용되는 액적 조합의 특정 세트를 선택하기 위한 블록도를 제공한다.
도 6b는 각각의 인쇄 영역에 대한 액적의 조합을 기초로 인쇄 헤드/기판 모션을 반복적으로 계획하고 노즐을 이용하기 위한 블록도이다.
도 6c는 인쇄가 가능한 효율적으로 수행될 수 있도록 스캔을 명령하기 위한 인쇄 헤드/기판 모션의 추가 최적화 및 노즐의 사용을 도시하는 블록도를 제공한다.
도 6d는 복수의 평면 패널 디스플레이 디바이스(가령, 683)를 생산할 기판의 가정적 평면도이며, 영역(687)에 의해 지시되는 바와 같이, 인쇄 헤드/기판 모션이 단일 평면 패널 디스플레이 디바이스의 특정 영역에 대해 최적화될 수 있고, 이때 최적화는 각각의 디스플레이 디바이스(가령, 4개의 도시된 평면 패널 디스플레이 디바이스)에 걸쳐 반복적으로 또는 주기적으로 사용된다.
도 7은 디스플레이 디바이스에서 가시적 아티팩트를 감소시키기 위해 허용되는 공차 내에서 충전 부피를 의도적으로 변화시키기 위한 블록도를 제공한다.
도 8a는 인쇄 헤드의 노즐간 액적 부피 편차에 대한 조정 없이 타깃 영역 충전 부피의 편차를 나타내는 그래프를 제공한다.
도 8b는 서로 다른 노즐이 랜덤하게 사용되어 인쇄 헤드의 노즐별 액적 부피 편차를 통계적으로 보상하는 타깃 영역 충전 부피의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다
도 8c는 서로 다른 부피의 하나 이상의 액적이 계획대로 정밀 공차 내 타깃 영역 충전 부피를 얻도록 사용되는 타깃 영역 충전 부피의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 9a는 인쇄 헤드의 노즐간 액적 부피 편차에 대한 조절이 없을 때의 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 9b는 인쇄 헤드의 노즐간 액적 부피 편차를 통계적으로 보상하기 위해 서로 다른 노즐이 랜덤하게 사용되는 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 9c는 서로 다른 부피의 하나 이상의 액적이 계획대로 정밀 공차 내 타깃 영역 충전 부피를 얻도록 사용되는 타깃 영역 충전 부피의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 10은 제조 장치의 이부로서 사용되는 인쇄기의 평면도를 도시하며, 상기 인쇄기는 인쇄가 제어 분위기에서 발생하도록 하는 가스 인클로저 내에 있을 수 있다.
도 11은 인쇄기의 블록도를 제공하며, 상기 인쇄기는 도 10에 도시된 제조 장치에서 예를 들어 선택적으로 사용될 수 있다.
도 12a는 복수의 인쇄 헤드(각각 노즐을 구비)가 기판 상에 잉크를 증착하도록 사용되는 하나의 실시예를 도시한다.
도 12b는 각자의 인쇄 헤드의 노즐을 기판과 더 잘 정렬하기 위한 복수의 인쇄 헤드의 회전을 보여준다.
도 12c는 특정 액적 부피 조합을 의도적으로 생성하기 위해, 지능형 스캐닝과 연관된 복수의 인쇄 헤드의 개별 인쇄 헤드들의 오프셋을 도시한다.
도 12d는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이에서 사용될 수 있는 층을 포함하는 기판의 횡단면도이다.
도 13a는 노즐 분사 파형을 커스텀화 또는 변화시키는 서로 다른 방식을 도시한다.
도 13b는 이산 파형 세그먼트에 따르는 파형을 규정하는 방식을 도시한다.
도 14a는 지정 노즐 분사 파형의 서로 다른 조합을 이용해 서로 다른 액적 부피 조합이 획득될 수 있는 하나의 실시예를 도시한다.
도 14b는 인쇄 헤드의 노즐에 프로그램된 시간(또는 위치)에서 프로그램된 파형을 생성 및 인가하는 것과 연관된 회로를 도시하며, 이 회로는 도 14a의 회로 1423/1431, 1424/1432 및 1425/1433 각각의 한 가지 가능한 구현예를 제공한다.
도 14c는 서로 다른 노즐 분사 파형을 이용하는 하나의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 1b는 5개의 노즐을 갖는 인쇄 헤드가 2개의 특정 타깃 영역 각각에 50.00pL의 타깃 충전량을 증착하도록 사용되는 기판의 타깃 영역에 잉크를 증착하는 가정적 문제를 제시하는 또 다른 다이어그램이다.
도 2a는 기판이 궁극적으로 픽셀을 갖는 디스플레이 패널을 형성할 적용예에서 인쇄기 및 기판의 가정적 배열을 도시하는 다이어그램이다.
도 2b는 도 2a의 라인 A-A의 투시도로부터 휘해진 도 2a의 인쇄헤드 및 기판의 단면 근접도이다.
도 3a는 지정 공차 범위 내 각각의 타깃 영역에 대한 잉크 충전 부피를 신뢰할만하게 생성하도록 액적 부피의 조합의 사용을 도시하는 것외에 도 1a와 유사한 도면이며, 이때, 하나의 선택적 실시예에서, 지정 노즐 분사 파형의 세트로부터 서로 다른 액적 부피 조합이 생성되고, 또 다른 선택적 실시예에서, 인쇄 헤드와 기판 간 상대적 움직임(305)을 이용해 인쇄 헤드의 각자의 노즐로부터 서로 다른 액적 부피 조합이 생성된다.
도 3b는 상대적 인쇄 헤드/기판 모션 및 기판의 각자의 타깃 영역으로의 서로 다른 액적 부피 조합의 분출을 도시하도록 사용되는 다이어그램이다.
도 3c은 각각의 타깃 영역에 대한 잉크 충전 부피를 지정 공차 범위 내에서 신뢰할만하게 생성하기 위해 액적 부피의 조합의 사용을 도시하는 것을 제외하고 도 1b와 유사한 다이어그램이며, 하나의 선택적 실시예에서, 지정된 노즐 분사 파형의 세트로부터 상이한 액적 부피 조합이 생성되며, 또 다른 선택적 실시예에서, 인쇄 헤드와 기판 간 상대적 모션(372)을 이용해 인쇄 헤드의 각자의 노즐로부터의 여러 다른 액적 부피 조합이 생성된다.
도 4는 본 발명의 기법을 독립적으로 구현할 수 있는 일련의 선택적 계층, 제품 또는 서비스를 보여준다.
도 5는 기판의 각각의 타깃 영역에 대한 액적의 조합을 계획하는 방법을 도시하는 블록도이며, 이 방법은 도 3a에 의해 소개되는 어느 한 선택적 실시예에 적용될 수 있다.
도 6a는 앞서 소개된 실시예들 중 임의의 실시예와 함께 사용 가능한 기판의 각각의 타깃 영역에 대한 허용되는 액적 조합의 특정 세트를 선택하기 위한 블록도를 제공한다.
도 6b는 각각의 인쇄 영역에 대한 액적의 조합을 기초로 인쇄 헤드/기판 모션을 반복적으로 계획하고 노즐을 이용하기 위한 블록도이다.
도 6c는 인쇄가 가능한 효율적으로 수행될 수 있도록 스캔을 명령하기 위한 인쇄 헤드/기판 모션의 추가 최적화 및 노즐의 사용을 도시하는 블록도를 제공한다.
도 6d는 복수의 평면 패널 디스플레이 디바이스(가령, 683)를 생산할 기판의 가정적 평면도이며, 영역(687)에 의해 지시되는 바와 같이, 인쇄 헤드/기판 모션이 단일 평면 패널 디스플레이 디바이스의 특정 영역에 대해 최적화될 수 있고, 이때 최적화는 각각의 디스플레이 디바이스(가령, 4개의 도시된 평면 패널 디스플레이 디바이스)에 걸쳐 반복적으로 또는 주기적으로 사용된다.
도 7은 디스플레이 디바이스에서 가시적 아티팩트를 감소시키기 위해 허용되는 공차 내에서 충전 부피를 의도적으로 변화시키기 위한 블록도를 제공한다.
도 8a는 인쇄 헤드의 노즐간 액적 부피 편차에 대한 조정 없이 타깃 영역 충전 부피의 편차를 나타내는 그래프를 제공한다.
도 8b는 서로 다른 노즐이 랜덤하게 사용되어 인쇄 헤드의 노즐별 액적 부피 편차를 통계적으로 보상하는 타깃 영역 충전 부피의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다
도 8c는 서로 다른 부피의 하나 이상의 액적이 계획대로 정밀 공차 내 타깃 영역 충전 부피를 얻도록 사용되는 타깃 영역 충전 부피의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 9a는 인쇄 헤드의 노즐간 액적 부피 편차에 대한 조절이 없을 때의 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 9b는 인쇄 헤드의 노즐간 액적 부피 편차를 통계적으로 보상하기 위해 서로 다른 노즐이 랜덤하게 사용되는 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 9c는 서로 다른 부피의 하나 이상의 액적이 계획대로 정밀 공차 내 타깃 영역 충전 부피를 얻도록 사용되는 타깃 영역 충전 부피의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 10은 제조 장치의 이부로서 사용되는 인쇄기의 평면도를 도시하며, 상기 인쇄기는 인쇄가 제어 분위기에서 발생하도록 하는 가스 인클로저 내에 있을 수 있다.
도 11은 인쇄기의 블록도를 제공하며, 상기 인쇄기는 도 10에 도시된 제조 장치에서 예를 들어 선택적으로 사용될 수 있다.
도 12a는 복수의 인쇄 헤드(각각 노즐을 구비)가 기판 상에 잉크를 증착하도록 사용되는 하나의 실시예를 도시한다.
도 12b는 각자의 인쇄 헤드의 노즐을 기판과 더 잘 정렬하기 위한 복수의 인쇄 헤드의 회전을 보여준다.
도 12c는 특정 액적 부피 조합을 의도적으로 생성하기 위해, 지능형 스캐닝과 연관된 복수의 인쇄 헤드의 개별 인쇄 헤드들의 오프셋을 도시한다.
도 12d는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이에서 사용될 수 있는 층을 포함하는 기판의 횡단면도이다.
도 13a는 노즐 분사 파형을 커스텀화 또는 변화시키는 서로 다른 방식을 도시한다.
도 13b는 이산 파형 세그먼트에 따르는 파형을 규정하는 방식을 도시한다.
도 14a는 지정 노즐 분사 파형의 서로 다른 조합을 이용해 서로 다른 액적 부피 조합이 획득될 수 있는 하나의 실시예를 도시한다.
도 14b는 인쇄 헤드의 노즐에 프로그램된 시간(또는 위치)에서 프로그램된 파형을 생성 및 인가하는 것과 연관된 회로를 도시하며, 이 회로는 도 14a의 회로 1423/1431, 1424/1432 및 1425/1433 각각의 한 가지 가능한 구현예를 제공한다.
도 14c는 서로 다른 노즐 분사 파형을 이용하는 하나의 실시예의 흐름도를 도시한다.
특허청구범위에 의해 규정되는 본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 판독되어야 할 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다. 특허청구범위에 의해 제공되는 기법의 다양한 구현예를 구축하고 사용하기 위해 이하에서 제공되는 하나 이상의 구체적 실시예에 대한 이러한 기재는 특허청구범위를 제한하려는 것이 아니라 응용예를 예시로 들기 위한 것이다. 비제한적으로, 본 명세서는 인쇄 헤드 패스의 횟수(따라서 증착된 층을 완성하기 위해 필요한 시간)를 과도하게 증가시키지 않으면서, 증착된 잉크 부피를 지정 허용치 내로 유지하도록 인쇄 헤드 운동을 계획함으로써 물질 층을 제조하기 위해 사용되는 기법의 몇 가지 서로 다른 예시를 제공한다. 이들 기법은 이들 기법을 수행하기 위한 소프트웨어, 이러한 소프트웨어를 운용하는 컴퓨터, 프린터 또는 그 밖의 다른 디바이스의 형태로, 물질 층을 형성하기 위한 제어 데이터(가령, 인쇄 이미지)의 형태로, 증착 수단으로서, 또는 이들 기법의 결과로서 제조되는 전자 또는 그 밖의 다른 디바이스(가령, 평면 패널 디바이스 또는 그 밖의 다른 소비자 최종 제품)로서 구현될 수 있다. 특정 예시가 제시되지만, 본 명세서에 기재되는 원리는 다른 방법, 디바이스 및 시스템에도 적용될 수 있다.
상세한 설명
본 명세서는 층 물질을 기판으로 전사하기 위한 인쇄 공정의 사용과 관련된다. 특정 노즐의 분사 파형(firing waveform)에 대해 인쇄 헤드의 노즐 당 액적 부피(또는 노즐들 간 액적 부피 편차)를 측정함으로써 앞서 소개된 노즐 일치성 문제는 해결된다. 이로 인해서, 정밀한 총 충전 부피의 잉크를 각각의 타깃 영역 내에 증착하기 위한 인쇄 헤드 분사 패턴 및/또는 모션을 계획할 수 있다. 노즐들 간 액적 부피의 편차가 얼마인지를 이해하면, 액적 부피의 차이를 수용하지만, 여전히 각각의 패스 또는 스캔에서 인접한 타깃 영역에 액적들을 동시에 증착하는 방식으로, 인쇄 헤드/기판 위치 오프셋 및/또는 액적 분사 패턴이 계획될 수 있다. 서로 다른 관점에서, 노즐 간 액적 부피 편차를 정규화 또는 평균화하는 대신, 기판의 복수의 타깃 영역에 대한 특정 범위내(in-range) 누적 부피를 동시에 획득하기 위해 계획된 방식으로, 각각의 노즐의 특정 액적 부피 특성이 측정되고 사용되며, 많은 실시예에서, 하나 이상의 최적화 기준에 따라 스캔 또는 인쇄 헤드 패스의 횟수를 감소시키는 최적화 공정을 이용해 이 작업이 수행된다.
하나의 선택사항적 실시예에서, 인쇄 헤드 및/또는 기판이 가변 양으로 "단계화"되어, 적절하게, 특정하게 바람직한 액적 부피를 분출하도록, 다양한 패스에서 각각의 타깃 영역에 대해 사용되는 노즐을 변경할 수 있다. 각각의 타깃 영역이 특정 누적 충전을 수용하도록 복수의 패스가 계획된다. 즉, 각각의 타깃 영역(예를 들어, 디스플레이의 픽셀화된 구성요소(pixelated component)를 형성할 우물의 행 내 각각의 우물)은 하나 이상의 액적 부피의 계획된 조합이 수용되어, 기판에 상대적인 인쇄 헤드의 서로 다른 기하학적 스텝을 이용해 특정된 공차 범위 내 누적 부피를 얻을 수 있다. 본 실시예의 더 상세한 특징에서, 노즐들의 서로에 대한 위치 관계가 주어지면, 파레토 최적 솔루션(pareto optimal solution)이 계산되고 적용되어, 각각의 타깃 영역 내 허용 가능 부피 편차가 규격 내에서 허용되지만 동시에, 각자의 타깃 증착 영역에 대한 노즐의 평균 동시 사용을 최대화하도록 인쇄 헤드/기판 운동이 계획될 수 있다. 선택적 정제에서, 인쇄를 위해 요구되는 인쇄 헤드/기판 패스의 횟수를 감소하고 심지어 최소화하기 위한 기능이 적용된다. 이들 다양한 특징을 간략하게 반영하면, 기판 상의 물질의 층의 인쇄가 빠르고 효율적으로 수행될 수 있기 때문에 제조 비용이 실질적으로 감소된다.
통상의 적용예에서, 잉크를 수용하는 타깃 영역이 배열, 즉, 행 및 열로 놓일 수 있으며, 여기서 상대적 인쇄 헤드/기판 모션에 설명되는 이동폭(swath)이 잉크를 (어레이의 타깃 영역의) 모든 행의 서브세트에, 그러나 단일 패스로 어레이의 모든 열을 커버하는 방식으로 증착할 것이며, 또한 가령, 수백 또는 수천 개의 행, 열 및/또는 인쇄 헤드 노즐을 포함하는 행, 열 및 인쇄 헤드 노즐의 개수가 꽤 클 수 있다.
제 2 선택적 실시예가 다소 상이한 방식으로 노즐 일치성 문제를 해결한다. 알려진(및 상이한) 액적 부피 특성을 갖는 복수의 사전 배열된 대안적 노즐 분사 파형의 세트가 각각의 노즐에게 이용 가능해진다: 예를 들어, 4, 8, 또는 또 다른 개수의 대안적 파형의 세트가 하드-와이어드(hard-wired) 또는 그 밖의 다른 방식으로 지정되어, 선택 가능한, 약간 상이한 액적 부피들의 대응하는 세트를 제공할 수 있다. 그 후, 노즐당 부피 데이터(per-nozzle volume data)(또는 차이 데이터)가 사용되어, 기판의 각각의 타깃 영역에 대한 노즐-파형 조합의 세트를 결정함으로써, 복수의 타깃 영역의 동시 증착에 대해 계획할 수 있다. 다시 말하자면, 각각의 노즐의 특정 부피 특성(이 경우, 각각의 노즐-파형 조합)이 이용되어 특정 충전 부피(fill volume)를 얻을 수 있다, 즉, 노즐당 부피 편차를 교정하기 위해 시도하기 보다는, 특정 충전 부피를 획득하는 것과 조합하여 편차가 특정하게 사용된다. 일반적으로 기판의 각각의 타깃 영역에 각각의 원하는 범위로 액적을 증착하기 위해 사용될 수 있는 많은 수의 대안적 조합이 존재할 것이다. 더 상세한 실시예에서, 인쇄 헤드의 일부(또는 심지어 모든) 노즐에 걸쳐 노즐 파형의 "일반적인 세트"가 공유될 수 있으며, 이때, 노즐당 액적 부피가 저장되고 서로 다른 액적 부피를 혼합하고 매칭하여 특정 충전량(fill)을 얻는 데 이용 가능하다. 추가 옵션으로서, 오프-라인 프로세스에서 서로 다른 파형을 선택하기 위해 교정 단계(calibration phase)가 사용될 수 있고, 이때, 교정을 기초로 특정 노즐 분사 파형의 세트가 선택되어 각각의 특정하게 희망되는 부피 특성의 세트를 얻을 수 있다. 다시 말하자면, 추가 상세한 실시예에서, 예를 들어, 스캔 또는 인쇄 헤드 패스의 횟수를 최소화함으로써, 동시 노즐 사용을 최대화함으로써, 또는 그 밖의 다른 일부 기준을 최적화함으로써, 인쇄 시간을 개선하는 방식으로 인쇄를 계획하기 위해 최적화가 수행될 수 있다.
선택적 제 3 실시예는 복수의 인쇄 헤드를 이용하는 것과 관련되며, 각각의 인쇄 헤드는 서로에 대해 오프셋될 수 있는 노즐(또는 이에 상응하게, 서로에 대해 오프셋될 수 있는 노즐의 복수의 행을 갖는 인쇄 구조물)을 가진다. 이러한 의도적인 오프셋을 이용해, 각각의 패스 또는 스캔에 의해 인쇄 헤드(또는 노즐의 행) 간 노즐당 부피 편차가 지능적으로(intelligently) 조합될 수 있다. 다시 말하면, 일반적으로 기판의 각각의 타깃 영역에 원하는 범위에 도달하도록 액적을 증착하기 위해 사용될 수 있는 많은 수의 대안적 조합이 존재할 것이며, 상세한 실시예에서, 최적화가 수행되어, 가령, 스캔 또는 인쇄 헤드 패스의 횟수를 최소화함으로써, 또는 동시 노즐 사용을 최대화함으로써, 기타 다른 방법에 의해, 인쇄 시간을 개선하는 방식으로 오프셋의 사용을 계획할 수 있다.
앞서 기재된 기법의 하나의 이점은 액적 부피 편차를 감수하지만 이들을 조합하여 특정 지정된 타깃 영역 충전 부피를 얻음으로써, 사용자가 원하는 충전 공자 범위를 만족시키기 위한 능력뿐 아니라 정밀한 부피량에 대한 높은 수준의 제어 및 의도적으로 제어되는(또는 분출되는) 이러한 양의 편차를 얻을 수 있다. 예를 들어, 언급된 기법의 하나의 예시적 적용예에서, 즉, 디스플레이 디바이스의 제조에서, 앞서 언급된 기법이 픽셀 간에 충전 부피에서의 제어되고 의도되는 편차를 촉진시킬 수 있으며, 이로 인해, 완제품 디스플레이에서 임의의 디스플레이 아티팩트(artifact)가 가려질 것이다(즉, 다른 경우라면, 완성된 전동식(electrically operable) 디스플레이에서 육안에 보일 수 있었던 "라인 효과(line effect)"가 완화될 것이다). 즉, 낮은 공간 주파수에서 디스플레이에서의 약간의 차이라도 육안에 보일 수 있고 따라서 바람직하지 않은 의도치 않은 아티팩트를 생성할 수 있다. 따라서 일부 실시예에서, 각각의 타깃 영역의 충전 부피를 규격 내에서 의도적으로 변화시키는 것이 바람직하다. 49.75pL-50.25pL의 예시적 공차를 이용해, 모든 타깃 영역 충전들이 이 공차 범위 내 공통적이고 정밀한 값에 있음을 단순히 임의로 보장하는 대신, 완성되어 동작하는 디스플레이에서 편차 또는 차이의 임의의 패턴이 육안에 의해 패턴으로서 관찰될 수 없도록, 이러한 적용예가 이 범위 내 랜덤 편차를 의도적으로 도입하는 것이 바람직할 수 있다. 컬러 디스플레이에 적용될 때, 하나의 예시적 실시예가 이러한 충전 부피 편차를 통계적으로 독립적인 방식으로 (a) x 차원에 대해(가령, 타깃 영역의 행의 방향을 따라), (b) y 차원에 대해(가령, 타깃 영역의 열의 방향을 따라), 및/또는 (c) 하나 이상의 컬러 차원에 걸쳐(가령, 적색 대 청색, 청색 대 녹색, 적색 대 녹색 타깃 영역에 대해 독립적으로), 의도적으로 추가한다. 하나의 실시예에서, 이들 차원 각각에 대해 편차가 통계적으로 독립적이다. 이러한 편차는 육안에 거슬리지 않는 임의의 충전 부피 편차를 렌더링하고, 따라서 이러한 디스플레이의 높은 이미지 품질에 기여한다고 여겨진다.
하나의 예시가 타깃 영역당 충전 부피의 지능적 계획화와 관련된 일부 개념을 소개하는 데 도움이 될 것이다. 특정 노즐 분사 파형(nozzle firing waveform)에 대한 노즐당 부피 데이터(또는 차이 데이터)가 사용되어, 각각의 타깃 영역에 대한 가능한 노즐-액적 부피 세트를 결정함으로써, 복수의 타깃 영역의 동시 증착에 대해 계획할 수 있다. 일반적으로 규격을 충족하는 좁은 공차 범위 내 원하는 충전 부피까지 각각의 타깃 영역을 충전하기 위해, 복수의 패스로 잉크 액적을 증착할 수 있는 많은 개수의 가능한 노즐의 조합이 존재할 것이다. 도 1a를 이용해 소개된 가정을 다시 간단히 언급하면, 규격에 따르는 허용될 수 있는 충전 부피가 49.75pL 내지 50.25pL(즉, 타깃의 0.5% 범위 내)인 경우, 다음의 비-제한적 예시를 갖는 노즐/패스의 여러 다른 세트를 이용해 허용 가능한 충전 부피가 또한 얻어질 수 있다: (a) 총 50.05pL를 위한 노즐 2(10.01pL)의 5회 패스, (b) 총 49.92pL를 위한 노즐 1(9.80pL)의 1회 패스 및 노즐 5(10.03pL)의 4회 패스, (c) 총 50.01pL를 위한 노즐 3(9.89pL)의 1회 패스 및 노즐 5(10.03pL)의 4회 패스, (d) 총 49.80pL를 위한 노즐 3(9.89pL)의 1회 패스, 노즐 4(9.96pL)의 3회 패스 및 노즐 5(10.03pL)의 1회 패스, 및 (e) 총 49.99pL를 위한 노즐 2(10.01pL)의 1회 패스, 노즐 4(9.96pL)의 2회 패스 및 노즐 5(10.03pL)의 2회 패스. 그 밖의 다른 조합이 또한 자명하다. 따라서 각각의 노즐(또는 모든 노즐)에 대해 노즐 구동 파형의 단 하나의 선택만 이용 가능한 경우라도, 앞서 소개된 제 1 실시예가 사용되어, (가령, 서로 다른 타깃 영역에) 액적을 증착하기 위한 각각의 스캔 동안 가능한 많은 노즐에 적용하지만, 특정하게 의도된 방식으로 각각의 타깃 영역에 대해 증착된 액적을 조합하는 계획된 오프셋들의 시리즈 또는 "기하학적 계단"으로, 기판에 대해 인쇄 헤드를 오프셋시킬 수 있다. 즉, 이 이론에서의 노즐-액적 부피의 많은 조합이 원하는 충전 부피를 얻도록 사용될 수 있고, 특정 실시예는 스캐닝 모션 및/또는 노즐 구동 파형의 선택을 통해 각각의 타깃 영역(즉, 각각의 영역의 특정 세트)에 대해 허용 가능한 액적 조합 중 특정한 하나를 효과적으로 선택하여, 각자의 노즐을 이용해 타깃 영역의 서로 다른 행 및/또는 열의 동시 충전을 촉진시킬 수 있다. 인쇄가 발생하는 시간을 최소화하기 위한 방식으로 상대적 인쇄 헤드/기판 모션의 패턴을 선택함으로써, 이러한 제 1 실시예는 실질적으로 강화된 제조 처리율을 제공한다. 선택사항으로서 이 개선은 상대적 인쇄 헤드/기판 운동의 순 거리(raw distance)를 최소화하는 방식으로 또는 그 밖의 다른 방식으로 전체 인쇄 시간을 최소화하는 방식으로, 인쇄 헤드/기판 스캔 또는 "패스(pass)"의 횟수를 최소화하는 형태로 구현될 수 있다. 즉, 지정 기준, 가령, 최소 인쇄헤드/기판 패스 또는 스캔, 지정 차원(들)로의 최소 인쇄 헤드 및/또는 기판 운동, 최소한의 시간으로 인쇄, 또는 그 밖의 다른 기준을 충족시키는 방식으로 타깃 영역을 채우기 위해, 인쇄 헤드/기판 운동(가령, 스캔)이 사전 계획될 수 있고 사용될 수 있다.
동일한 방식이, 노즐이 각자의 타깃 영역에 특수하게 정렬되어 있지 않은 도 1b의 가정에 모두 동등하게 적용된다. 다시 말하면, 규격에 따라 허용되는 충전 부피가 49.75pL 내지 50.25pL (즉, 타깃의 어느 한 측부에서 0.5%의 범위 내)인 경우, 노즐/패스의 여러 다른 세트, 비-제한적 예를 들면, 앞서 도 1a에 대해 나열된 예시 모두, 그리고 도 1b의 가정에 특정한 추가 예시에 대해, 허용되는 충전 부피가 또한 얻어질 수 있는데, 여기서, 2개의 인접한 노즐이 한 번의 패스에서 사용되어 특정 타깃 영역을 충전할 수 있다. 예를 들어, 총 49.99 pL를 위한 노즐(4)(9.96 pL) 및 노즐(5)(10.03 pL)의 2회 패스, 및 노즐(2)(10.01 pL)의 1회 패스가 있다. 그 밖의 다른 조합이 가능함이 또한 자명하다.
이들 동일한 원리가 앞서 소개된 제 2 실시예에도 적용된다. 예를 들어, 도 1a에서 제시된 가정에서, 각각의 노즐은 분사 파형 A 내지 E로 식별되는 5개의 서로 다른 분사 파형에 의해 구동될 수 있으며 서로 다른 분사 파형에 대한 서로 다른 노즐의 최종 부피 특성이 이하에서 표 1a에 의해 기재되어 있다. 타깃 영역(104) 및 노즐(1)만 고려할 때, 5회의 패스로 50.00pL 타깃을 증착하는 것이 가능할 것인데, 예를 들어, (노즐(1)로부터 9.96pL 액적을 생성하기 위한) 지정된 분사 파형 D를 이용하는 첫 번째 인쇄 헤드 패스, 및 (노즐(1)로부터 10.01pL 액적을 생성하기 위한) 지정된 분사 파형 E를 이용하는 다음 4회 패스에 의해(모두 스캔 경로에서 어떠한 오프셋도 없이) 가능할 것이다. 마찬가지로, 각각의 노즐에 대한 각각의 패스에서 동시에 분사 파형의 서로 다른 조합이 사용되어, 타깃 영역 각각에서, 스캔 경로에서 어떠한 오프셋도 없이 타깃 값에 가까운 부피를 생성할 수 있다. 따라서 서로 다른 타깃 영역에서(즉, 예를 들어, 픽셀의 서로 다른 행에서) 액적을 동시에 증착하는 것이 바람직한 실시예에 대해 이러한 방식으로 복수의 패스를 이용하는 것이 유리할 것이다.
표 1A
이들 동일한 방식이 도 1b의 가정에 모두 동일하게 적용된다. 예를 들어, 타깃 영역 (104) 및 노즐(1) 및 (2)(즉, 스캔 동안 타깃 영역(154)에 겹치는 2개의 노즐)만 고려하면, 50.00 pL를 3회 패스로 획득하는 것이 가능한데, 예를 들어, 노즐 (1)과 지정 파형 B(9.70 pL의 액적 부피를 위해)를 이용하고 노즐(2)와 지정 파형 C(10.10의 액적 부피를 위해)를 이용하는 첫 번째 인쇄 헤드 패스, 노즐(1)과 지정 파형 E(10.01 pL의 액적 부피를 위해) 및 노즐(2)과 지정 파형 D(10.18 pL의 액적 부피를 위해)를 이용하는 두 번째 인쇄 헤드 패스, 및 노즐(1)과 지정 파형 E(10.01 pL의 액적 부피를 위해)를 이용하는 세 번째 인쇄 헤드 패스로 획득하는 것이 가능하다.
도 1a의 가정 및 도 1b의 가정 모두에 대해 타깃 영역의 단일 행에서, 이 예시의 경우 단일 패스로, 각각의 타깃 부피의 각각의 충전량을 증착하는 것이 가능할 수 있는데, 예를 들어, 인쇄 헤드를 90도 만큼 회전하고, 노즐(1)에 대해 파형(E)을 이용하고, 노즐(2), (4) 및 (5)에 대해 파형(A)을 이용하며, 노즐(3)에 대해 파형(C)을 이용하여(10.01pL+10.01pL+ 9.99pL+9.96pL+10.03pL=50.00pL), 하나의 행 내 각각의 타깃 영역에 대해 각각의 노즐로부터 단일 액적으로 정확히 50.00pL를 증착하는 것이 가능할 것이다.
이들 동일한 원리가 앞서 언급된 제 3 실시예에도 적용된다. 예를 들어, 도 1a에 의해 제시되는 가정의 경우, 부피 특성이 제 1 인쇄 헤드(가령, "인쇄 헤드 A")에 대해 노즐을 반영할 수 있는데, 이 제 1 인쇄 헤드가, 각각 단일 분사 파형에 의해 구동되며 각자의 노즐당 액적 부피 특성을 갖는 4개의 추가 인쇄 헤드(가령, 인쇄 헤드 "B" 내지 "E")와 함께 통합된다. 스캔 패스를 실행할 때 인쇄 헤드에 대한 노즐(1)로 식별되는 노즐 각각이 타깃 영역(가령, 도 1a의 타깃 영역(104)) 내로 인쇄되도록 정렬되고, 다양한 인쇄 헤드로부터 노즐(2)이라고 식별되는 각각의 노즐이 제 2 타깃 영역(가령, 도 1a의 타깃 영역(105))으로 인쇄되도록 정렬되도록 인쇄 헤드들이 집합적으로 구성되며, 이때 서로 다른 인쇄 헤드에 대한 서로 다른 노즐의 부피 특성이 이하의 표 1b에서 기재된다. 선택사항으로서, 가령, 스캔들 사이의 간격을 조정하는 모터를 이용해 각자의 인쇄 헤드가 서로에 대해 오프셋될 수 있다. 타깃 영역(104)과 각각의 인쇄 헤드 상의 노즐(1)만 고려할 때, 4회의 패스로 50.00pL를 증착하는 것이 가능할 것인데, 예를 들어, 인쇄 헤드 D 및 인쇄 헤드 E 모두가 타깃 영역으로 액적을 분사하는 첫 번째 인쇄 헤드 패스, 및 인쇄 헤드 E만 타깃 영역으로 액적을 분사하는 다음 3회의 패스에 의해 가능할 것이다. 타깃 영역에 50.00 pL 타깃에 가까운, 예를 들어, 49.75 pL 내지 50.25 pL의 범위 내의 부피를 타깃 영역에서 여전히 생성할 수 있는 심지어 더 적은 패스를 이용하는 그 밖의 다른 조합이 가능하다. 다시, 타깃 영역(104) 및 각각의 인쇄 헤드 상의 노즐(1)만 고려하면, 가령, 인쇄 헤드 C, D 및 E 모두 타깃 영역으로 액적을 분사하는 첫 번째 인쇄 헤드 패스, 및 인쇄 헤드 D 및 E 모두 액적을 타깃 영역으로 분사하는 두 번째 인쇄 헤드 패스에 의해, 2회의 패스로 49.83 pL를 증착하는 것이 가능할 것이다. 마찬가지로, 각각의 패스에서 서로 다른 인쇄 헤드로부터의 노즐의 서로 다른 조합이 동시에 사용되어, 스캔 경로에서 어떠한 오프셋도 없이 타깃 영역 각각에 타깃 값에 가까운 부피를 생성할 수 있다. 따라서 이러한 방식으로 복수의 패스를 이용하는 것은 서로 다른 타깃 영역(가령, 픽셀의 서로 다른 행)에 액적을 동시에 증착하는 것이 바람직한 실시예에서 유리할 것이다.
표 1B
동일한 방식 모두 도 1b의 가정에 동등하게 적용된다. 다시, 타깃 영역(154) 및 각각의 인쇄 헤드 상의 노즐(1) 및 (2)(즉, 스캔 동안 타깃 영역(154)과 겹치는 노즐들)만 고려하면, 2회 패스로 예를 들어, 인쇄 헤드 C 및 E가 노즐(1)을 분사하고 인쇄 헤드 B 및 C가 노즐(2)을 분사하는 첫 번째 인쇄 헤드 패스 및 인쇄 헤드 C가 노즐(2)을 분사하는 두 번째 인쇄 헤드 패스에 의해, 50.00 pL를 증착하는 것이 가능하다. 단일 패스로, 가령, 인쇄 헤드 C, D 및 E가 노즐(1)을 분사하고 인쇄 헤드 B 및 인쇄 헤드 B 및 E가 노즐(2)을 분사하는 인쇄 헤드 패스에 의해, 49.99 pL(49.75 pL 내지 50.25 pL의 타깃 범위 내에 있음이 자명)를 증착하는 것이 가능하다.
선택사항으로서, 스캔 경로 오프셋과 조합하여, 교번 노즐 분사 파형(alternate nozzle firing waveform)의 사용이 특정 인쇄 헤드에 대해 얻어질 수 있는 액적 부피 조합의 개수를 상당히 증가시키고, 앞서 기재된 바와 같이 이들 옵션이 복수의 인쇄헤드(또는 동등하게, 노즐의 복수의 행)의 사용에 의해 더 증가된다. 예를 들어, 앞서 도 1의 설명에 의해 언급된 가정적 예시에서, 각자 고유의 분출 특성(가령, 액적 부피)을 갖는 5개의 노즐과 8개의 교번 파형의 조합이 가능한 액적 부피 조합의 말 그대로 수 천개의 서로 다른 세트를 제공할 수 있다. 각각의 타깃 영역(또는 어레이 내 인쇄 우물의 각각의 행)에 대해 노즐-파형 조합의 세트를 최적화하고, 노즐-파형 조합의 특정 세트를 선택함으로써, 원하는 기준에 따르는 인쇄의 추가 최적화가 가능해진다. 복수의 인쇄 헤드(또는 인쇄 헤드 노즐의 행)을 이용하는 실시예에서, 이들 인쇄 헤드/행을 선택적으로 오프셋시킬 수 있는 능력이 인쇄 헤드/기판 스캔당 적용될 수 있는 조합의 개수를 더 증가시킨다. 다시 말하면, 이들 실시예의 경우, 특정된 충전 부피를 얻기 위해 (하나 이상의) 노즐 파형 조합의 복수의 세트가 교대로 사용될 수 있음을 가정하면, 이 제 2 실시예는 각각의 타깃 영역에 대해 "허용되는" 세트 중 특정한 하나를 선택하며, 이때 일반적으로 타깃 영역에 걸친 특정한 하나의 선택이 복수의 노즐을 이용한 복수의 타깃 영역의 동시 인쇄에 대응한다. 즉, 인쇄가 발생하는 시간을 최소화하도록 파라미터를 변화시킴으로써, 이들 실시예 각각은 제조 처리율을 향상시키고 필요한 인쇄 헤드/기판 스캔 또는 "패스"의 횟수, 특정 차원(들)을 따르는 상대적 인쇄 헤드/기판 운동의 순 거리, 전체 인쇄 시간의 최소화를 촉진시키거나, 그 밖의 다른 일부 지정 기준을 만족시키는 데 도움이 된다.
이들 기법은 서로에 대해 선택적이다: 즉, 예를 들어, 원하는 액적 조합을 얻기 위해, 인쇄 헤드/기판 스캔의 위치 스텝을 가변시키지 않고 그리고 복수의 인쇄 헤드/노즐 행을 오프셋시키지 않고 복수의 노즐-분사 파형을 이용하는 것이 가능하며, 위치 스텝을 가변시키거나 노즐 분사 파형을 가변시키지 않고, 인쇄 헤드/노즐 행 오프셋을 이용하는 것이 가능하다.
선택사항으로서 이들 다양한 기법은 또한 서로 또는 그 밖의 다른 기법과 임의의 바람직한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 노즐당 액적 부피의 편차를 감소시키기 위해 노즐 단위로 노즐 구동 파형을 "튜닝(tune)"하는 것(가령, 구동 펄스를 성형하는 것, 구동 전압, 상승 및 하강 경사, 펄스 폭, 감쇠 시간(decay time), 액적당 펄스의 수 및 각자의 레벨 등을 변경하는 것)이 가능하다.
본 명세서에서 언급되는 특정 적용예가 개별적인 유체 리셉터클(receptacle) 즉 "우물"의 충전 부피를 지칭하지만, 앞서 언급된 기법을 이용하여 기판의 다른 구조물에 비해(가령, 트랜지스터, 통로(pathway), 다이오드 및 그 밖의 다른 전자 구성요소에 비해) 넓은 면적을 갖는 "블랭킷 코팅"을 증착하기 위해 앞서 언급된 기법을 이용하는 것이 또한 가능하다. 이러한 맥락에서, (가령, 영구 디바이스 층을 형성하기 위해 제 위치에서 양생(cure), 건조 또는 경화(harden)될) 층 물질을 운반하는 유체 잉크가 특정 범위까지 확산될 것이지만, (잉크 점도 및 그 밖의 다른 요인이 주어지면) 기판의 그 밖의 다른 타깃 증착 영역에 상대적인 특정 특성을 여전히 유지할 것이다. 이러한 맥락에서 본 명세서의 기법을 이용하여, 가령, 각각의 타깃 영역에 대한 잉크 충전 부피에 대한 특정하고 국지적인 제어를 이용해, 블랭킷 층, 가령, 캡슐화 층 또는 그 밖의 다른 층을 증착하는 것이 가능하다. 본 명세서에 언급된 기법은 특정하게 제시된 적용예 또는 실시예로 한정되지 않는다.
앞서 언급된 기법으로부터 그 밖의 다른 편차, 이점, 및 적용예가 해당 분야의 통상의 기술자에게 쉽게 자명해질 것이다. 즉, 이들 기법은 여러 다른 분야에 적용될 수 있고 디스플레이 디바이스 또는 픽셀화된 디바이스의 제조에만 국한되지 않는다. 본 명세서에서 사용될 때 인쇄 "우물(well)"은 증착된 잉크를 수용하기 위한 것이며, 따라서 상기 잉크의 유동을 제한하기 위한 화학적 또는 구조적 특성을 갖는 기판의 임의의 리셉터클을 지칭한다. 이하에서 OLED 인쇄에 대해 예를 들겠지만, 이는 각각의 유체 리셉터클가 각자의 부피의 잉크 및/또는 각자의 유형의 잉크를 수용하는 상황을 포함할 수 있는데, 가령, 앞서 언급된 기법이 서로 다른 컬러의 발광 물질을 증착하기 위해 사용되는 디스플레이 적용예에서, 각자의 인쇄 헤드 및 각자의 잉크를 이용해 각각의 컬러에 대해 연속적인 인쇄 공정이 수행될 수 있고, 이 경우, 각각의 공정은 어레이 내 "매 세번 째 우물"마다(가령, 매 "청색" 컬러 성분마다) 또는 이와 동등하게, (다른 컬러 성분에 대해 우물에 겹치는 어레이를 끼워 넣는) 세 번째 어레이의 모든 우물마다 증착할 수 있다. 또 다른 편차도 역시 가능하다. 임의의 절대적인 방향도 의미하지 않으면서, 본 명세서에서 "행" 및 "열"이 사용된다. 예를 들어, 인쇄 우물의 "행"은 기판의 길이 또는 폭을 또는 또 다른 방식으로(선형 또는 비선형으로) 확장시킬 수 있는데, 일반적으로 말하면, "행" 및 "열"은 각각 적어도 하나의 독립적인 차원을 나타내는 방향을 지칭하도록 사용될 것이지만, 모든 실시예에 대해 해당될 필요는 없다. 또한 현대의 인쇄기는 복수의 차원을 포함하는 상대적 기판/인쇄 헤드 모션을 이용할 수 있기 때문에, 상대적 운동이 경로 또는 속도에서 선형일 필요는 없다, 즉, 인쇄 헤드/기판의 상대 모션은 직선 또는 심지어 연속 경로 또는 일정 속도를 따를 필요가 없다. 따라서 기판에 상대적인 인쇄 헤드의 "패스" 또는 "스캔"은 단순히 복수의 노즐을 이용해 액적을 복수의 타깃 영역 위에 증착하기 위한 상대적 인쇄 헤드/기판 모션을 포함하는 반복(iteration)을 지칭한다. 그러나 OLED 인쇄 공정에 대해 이하에서 기재된 많은 실시예에서, 각각의 패스 또는 스캔은 실질적으로 연속의 선형 모션일 수 있으며, 각각 뒤 이은 패스 또는 스캔이 다음 패스 또는 스캔과 서로에 해 기하학적 스텝만큼 오프셋되어 평행이다. 이 오프셋 또는 기하학적 스텝은 패스 또는 스캔 시작 위치, 평균 위치, 완료 위치에서 차이 또는 그 밖의 다른 임의의 유형의 위치 오프셋을 가질 수 있고, 반드시 평행한 스캔 경로를 의미하는 것은 아니다. 또한 본 명세서에서 언급된 다양한 실시예가 서로 다른 타깃 영역(가령, 타깃 영역의 서로 다른 행)에 증착하기 위한 서로 다른 노즐의 "동시(concurrent)" 사용을 말함을 유의해야 하며, 이 용어 "동시"는 동시적 액적 분출을 필요로 하지 않으며, 오히려, 임의의 스캔 또는 패스 동안 서로 다른 노즐 또는 노즐 그룹이 상호 배타적으로(mutually-exclusive) 각자의 타깃 영역으로 잉크를 분사하도록 사용될 수 있다는 개념을 지칭할 뿐이다. 예를 들어, 하나 이상의 노즐의 제 1 그룹이 특정 스캔 동안 분사되어 유체 우물의 제 1 행에 제 1 액적을 증착할 수 있고, 그 동안, 하나 이상의 노즐의 제 1 그룹이 이 동일한 특정 스캔 동안 분사되어 유체 우물의 제 2 행으로 제 2 액적을 증착할 수 있다.
여러 다른 실시예의 주요 부분을 살펴보면, 본 발명은 다음과 같이 간략하게 구성될 것이다. 도 2a-3c는 노즐 일치성 문제, OLED 인쇄/제조, 및 실시예가 노즐 일치성 문제를 해결하는 방식과 관련된 일반적인 원리를 소개하도록 사용될 것이다. 이들 도면은 또한 인쇄 헤드/기판 모션을 계획하는 것과 관련된 개념을 소개하기 위해서도 사용될 것이며, 여기서, 기판의 타깃 영역의 어레이의 각각의 행에서 액적을 증착하기 위해 사용될 인쇄 헤드 노즐을 변경하기 위해 오프셋 편차가 사용된다. 도 4-7은 기판의 각각의 타깃 영역에 대한 액적 조합을 계획하도록 사용될 수 있는 소프트웨어 프로세스의 예시를 보이도록 사용될 것이다. 도 8a-9c는 우물 충전 일치성을 개선함에 있어 앞서 언급된 기법의 효과를 입증하는 일부 경험적 데이터를 표시하도록 사용된다. 도 10-11은 OLED 패널 제조 및 이와 연관된 인쇄 및 제어 수단으로의 예시적 적용을 설명하도록 사용될 것이다. 도 12a-12c는 각각의 스캔에 의해 증착될 수 있는 액적 조합을 변화시키도록 사용될 수 있는 인쇄 헤드 오프셋을 설명하도록 사용된다. 마지막으로, 도 13a-14c는 서로 다른 액적 부피를 제공하도록 적용되는 서로 다른 교번 노즐 분사 파형을 더 설명하도록 사용된다.
도 2a에 의해 나타난 바와 같이, 인쇄 공정이 기판 상으로 하나 이상의 물질 층을 증착하도록 사용될 수 있다. 앞서 언급된 기법은 디바이스 제조에서 차후 사용되기 위한 인쇄기 제어 명령(가령, 인쇄기로 전송될 수 있는 전자 제어 파일)을 생성하도록 사용될 수 있다. 하나의 특정 적용예에서, 이들 명령은 저비용의 확장 가능한 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이의 층을 인쇄하는 데 유용한 잉크젯 인쇄 공정에 대해 설계될 수 있다. 더 구체적으로, 앞서 언급된 기법은 이러한 OLED 디바이스의 하나 이상의 발광 또는 그 밖의 다른 층, 가령, 적색" "녹색" 및 "청색"(또는 그 밖의 다른 컬러)의 픽셀화된 컬러 성분 또는 이러한 디바이스의 또 다른 발광 층 또는 구성요소를 증착하도록 적용될 수 있다. 이 예시적 적용예는 비제한적이며, 이들 층이 발광인지에 무관하게 그리고 디바이스가 디스플레이 디바이스인지에 무관하게, 언급된 기법이 그 밖의 다른 많은 유형의 층 및/또는 디바이스의 제조에 적용될 수 있다. 이 예시적 적용예에서, 잉크젯 인쇄 헤드의 다양한 종래의 설계 제한이 다양한 잉크젯 인쇄 시스템을 이용해 인쇄될 수 있는 OLED 스택의 다양한 층의 공정 효율과 필름 코팅 균일도에 대한 도전과제를 제공한다. 이들 도전과제는 본 명세서의 설명을 통해 해결될 수 있다.
더 구체적으로, 도 2a는 인쇄기(201)의 하나의 실시예의 평면도이다. 인쇄기는 유동성 잉크를 기판(205) 상에 증착하기 위해 사용되는 인쇄 헤드(203)를 포함한다. 텍스트 및 그래픽을 인쇄하는 인쇄기 적용예와 달리, 이 예시의 인쇄기(201)는 원하는 두께를 가질 유동성 잉크를 증착하기 위한 제조 공정에서 사용된다. 즉, 일반적인 제조 적용예에서, 잉크가 완성된 디바이스의 영구 층을 형성하도록 사용될 물질을 운반하며, 여기서, 상기 층은 도포되는 잉크의 부피에 따라 달라지는 특정하게 희망되는 두께를 가진다. 일반적으로 상기 잉크는 용매 또는 그 밖의 다른 수송 매질에 의해 운반되는 모노머, 폴리머, 또는 물질로서 형성되는 완성된 층의 일부분을 형성할 하나 이상의 물질을 특징으로 가진다. 하나의 실시예에서, 이들 물질은 유기성이다. 잉크의 증착 후, 상기 잉크가 건조, 양생(curing), 또는 경화(hardening)되어 영구 층(permanent layer)을 형성할 수 있다, 예를 들어, 일부 적용예는 자외선(UV) 양생 공정을 이용하여 모노머 또는 폴리머를 경화된 물질로 변환하며, 그 밖의 다른 공정이 잉크를 건조하여 용매를 제거하고 운반되는 물질을 영구 위치에 남겨둔다. 또 다른 공정이 또한 가능하다. 도시된 인쇄 공정을 종래의 그래픽 및 텍스트 적용예와 구별 짓는 그 밖의 다른 여러 편차가 존재하는데, 가령, 일부 실시예에서, 원하는 물질 층의 증착이 공기 외의 다른 것이 될 주변 대기를 조절하거나 원치 않는 입자를 배제하도록 제어된 환경에서 수행된다. 예를 들어, 이하에서 더 기재될 바와 같이, 한 가지 고려되는 적용예가, 제어되는 대기, 가령, 비활성 분위기, 비-제한적 예를 들면, 질소, 영족 기체 및 이들의 임의의 조합의 존재 하에서 인쇄가 수행될 수 있도록 인쇄기(201)를 가스 챔버 내에 넣는 제조 수단을 이용한다.
도 2a에 추가로 도시된 바와 같이, 인쇄 헤드(203)는 복수의 노즐, 가령, 노즐(207)을 포함한다. 도 2a에서, 도시의 편의를 위해, 페이지의 상단의 개구부로서 인쇄 헤드(203) 및 노즐이 도시되지만, 이들 노즐 및 인쇄 헤드가 기판을 향해 아래를 바라보며, 도 2a의 관점에서 볼 때 감춰진다(즉, 도 2a는 실제로는 인쇄 헤드(203)의 단면도를 나타낸다). 노즐이 행 및 열(가령, 예시적 행(208) 및 열(209))로 배열되는 것으로 도시되지만, 이는 모든 실시예에서 요구되는 것은 아니며, 즉, 일부 구현예는 단지 노즐의 단일 행(가령, 행(208))만 이용한다. 덧붙여, 노즐의 행이 각자의 인쇄 헤드 상에 배치되는 것이 가능하며, 이때 앞서 언급된 바와 같이, 각각의 인쇄 헤드는 (선택사항으로서) 서로에 대해 개별적으로 오프셋 가능하다. 인쇄기가 디스플레이 디바이스의 일부분, 가령, 디스플레이 디바이스의 각자의 적색, 녹색, 및 청색 컬러 구성요소 각각에 대한 물질을 제조하도록 사용되는 적용예에서, 일반적으로 상기 인쇄기는 각각의 서로 다른 잉크 또는 물질에 대해 전용 인쇄 헤드 구성요소를 이용할 것이고, 본 명세서에 언급된 기법은 각각의 대응하는 인쇄 헤드에 개별적으로 적용될 수 있다.
도 2a는 하나의 인쇄 헤드(203)를 도시한다. 인쇄기(201)는 이 예시에서, 기판(205)에 상대적으로 인쇄 헤드(203)를 위치설정하도록 사용될 수 있는 2개의 서로 다른 모션 수단을 포함한다. 우선, 트래블러(traveler) 또는 캐리지(carriage)(211)가 사용되어 인쇄 헤드(203)를 장착하고 화살표(213)에 의해 표시되는 상대적 모션을 가능하게 할 수 있다. 그러나 그 후, 기판 수송 수단이 사용되어 기판을 트래블러에 상대적으로 하나 이상의 차원을 따라 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 화살표(215)로 표시되는 바와 같이, 기판 수송 수단은 2개의 직교하는 방향 각각으로의 운동, 가령, x 및 y 카테시안 차원(217)에 따르는 운동을 가능하게 할 수 있고, 선택사항으로서 기판 회전을 지지할 수 있다. 하나의 실시예에서, 기판 수송 수단은 가스 베어링(gas bearing) 상에 기판의 운동을 선택적으로 고정하고 허용하도록 사용되는 가스 부양 테이블(gas floatation table)을 포함한다. 선택사항으로서 인쇄기는, 회전 그래픽(218)으로 도시되는 바와 같이, 트래블러(211)에 대한 인쇄 헤드(203)의 회전을 가능하게 한다. 이러한 회전에 의해, 노즐(207)의 명백한 간격 및 상대적 구성이 기판에 상대적으로 변경될 수 있다, 예를 들어, 기판의 각각의 타깃 영역이 특정 영역이도록, 또는 또 다른 타깃 영역에 상대적인 간격을 갖도록 결정되는 경우, 인쇄 헤드 및/또는 기판의 회전이 스캔 방향을 따르는 또는 스캔 방향에 수직인 방향으로 노즐들의 상대적 이격간격을 변경할 수 있다. 하나의 실시예에서, 기판(205)에 상대적인 인쇄 헤드(203)의 높이가 또한, 예를 들어, 도 2a의 도면 평면에 직교 방향인 z 카테시안 차원을 따라 변경될 수 있다.
2개의 스캔 경로가 도 2a의 지향성 화살표(219 및 220)에 의해 각각 도시된다. 간략히 말하면, 인쇄 헤드가 화살표(213)의 방향으로 기하학적 스텝 또는 오프셋만큼 이동할 때 기판 모션 수단이 기판을 화살표(219 및 220) 방향으로 왕복으로(back and forth) 이동시킨다. 이들 운동 조합을 이용해, 인쇄 헤드의 노즐이 기판의 임의의 바람직한 영역에 도달하여 잉크를 증착시킬 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 잉크는 기판의 이산 타깃 영역으로 제어되는 방식으로 증착된다. 이들 타깃 영역은, 예를 들어, 각각 y 및 x 차원을 따라 행 및 열로 배열될 수 있다. 타깃 영역의 행의 방향을 따르는 각각의 스캔에 의해 노즐의 행이 스윕(sweep)되어, (예를 들어 방향(219)을 따르는) 기판의 타깃 영역의 열 각각과 교차하도록, 노즐의 행(가령, 행(208))이 타깃 영역의 행 및 열에 수직으로 나타난다. 모든 실시예에서 이와 같을 필요는 없다. 움직임의 효율을 위해, 다음번 스캔 또는 패스는 이 움직임의 방향을 반전시켜, 반전된 순서로, 즉, 방향(220)을 따라, 타깃 영역의 열과 접촉한다.
이 예시에서의 타깃 영역의 배열이 도면의 우측부에 확대 도시된 강조된 영역(221)으로 도시된다. 즉, 적색, 녹색 및 청색 컬러 성분을 각각 갖는 2개의 픽셀 행이 숫자(223)에 의해 나타나며, 스캔 방향(219/220)에 직교하는 픽셀의 열 각각이 숫자(225)에 의해 나타난다. 상부 최좌측 픽셀에서, 적색, 녹색 및 청색 컬러 성분이, 영역의 각각 겹치는 어레이의 일부로서 개별 타깃 영역(227, 229 및 231)을 차지하도록 나타난다. 각각의 픽셀에서의 각각의 컬러 성분이 또한, 예를 들어 숫자(233)로 표현되는 연관된 전자소자(electronics)를 가질 수 있다. 제조될 디바이스가 백라이트 디스플레이(backlit display)(예를 들어, 종래 유형의 LCD 텔레비전의 일부로서)인 경우, 이들 전자소자는 적색, 녹색 및 청색 영역에 의해 필터링되는 광의 선택적 생성을 제어할 수 있다. 제조될 디바이스가 더 새로운 유형의 디스플레이인 경우, 즉, 적색, 녹색 및 청색 영역이 직접 대응하는 컬러 특성을 갖는 이들 고유의 광을 생성하는 경우, 이들 전자소자(233)는 원하는 광 발생 및 광 특성에 기여하는 패터닝된 전극 및 그 밖의 다른 물질 층을 포함할 수 있다.
도 2b는 도 2a의 라인 A-A의 투시도로부터 취해진 인쇄 헤드(203) 및 기판(205)의 횡단면 근접도이다. 도 2b에서, 도 2a를 참조하여 이미 소개된 도면부호는 동일한 특징부를 나타낸다. 더 구체적으로 도면부호 201은 일반적으로 인쇄기를 지시하고, 도면부호 208은 인쇄 노즐(207)의 행을 나타낸다. 각각의 노즐이 (1), (2), (3) 등의 숫자를 이용해 지정된다. 일반적인 인쇄 헤드는 복수의 이러한 노즐을 가지는데, 가령, 64, 128 또는 또 다른 개수를 가지며, 하나의 실시예에서, 하나 이상의 행으로 배열되는 1,000개 이상의 노즐이 존재할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 이 실시예에서의 인쇄 헤드는 스캔들 사이에 기하학적 스텝 또는 오프셋을 유발하도록 기판에 상대적으로 화살표(213)에 의해 표시되는 방향으로 운동한다. 기판 움직임 수단에 따라, 기판은 이 방향에 직교하여 운동할 수 있고(가령, 도 2b의 도시 페이지 평면에 직교하는) 일부 실시예에서 화살표(213)에 의해 나타나는 방향으로 운동할 수 있다. 도 2b는 이 경우, 증착된 잉크를 수용하고 각자의 우물의 가둠 구조물 내에 증착된 잉크를 유지할 "우물"로 배열되는 기판의 각각의 타깃 영역(253)의 열(225)을 나타낸다. 도 2b의 목적으로, 단 하나의 잉크만 나타난다고 가정될 것이다(가령, 각각의 도시된 우물(253)이 디스플레이의 다 s하나의 컬러, 가령, 적색 컬러 성분만 나타내고 다른 나머지 컬러 성분 및 이와 연관된 우물은 도시되지 않는다). 도면은 실측 비율로 그려지지 않았는데, 가령, 노즐이 (1) 내지 (16)으로 넘버링된 반면, 우물은 (A) 내지 (ZZ)로 표시되어 702개의 우물을 나타내는 것으로 도시되었다. 일부 실시예에서, 도 2b의 관점에서 페이지에 직교하는 방향으로 상대적 인쇄 헤드/기판 움직임의 스캔을 이용해, 16개의 노즐을 갖는 도시된 인쇄 헤드가 화살표(255)의 방향으로 동시에 16개의 우물에 잉크를 증착하도록, 노즐이 각자의 우물에 정렬될 것이다. 또 다른 실시예에서, 앞서 언급된 바와 같이(가령, 도 1b를 참조하여), 노즐 밀도가 타깃 영역 밀도보다 훨씬 더 클 것이며, 임의의 스캔 또는 패스에 의해, 노즐의 서브세트(가령, 어느 노즐이 각각의 타깃 영역에 횡단하는지에 따라 하나 또는 다수의 노즐의 그룹)가 증착을 위해 사용될 것이다. 예를 들어, 다시 16개의 노즐의 예시적 예시를 이용하면, 노즐(1)-(3)이 잉크를 제 1 타깃 영역에 증착하도록 사용될 수 있고, 동시에, 특정 경로에 대해 상호 배타적인 방식으로, 노즐(7-10)이 제 2 타깃 영역에 잉크를 증착하도록 동시에 사용될 수 있다.
종래에는, 인쇄기가 가령, 각각의 우물에 5개의 액적이 증착될 때까지 필요한 만큼 후속 스캔과 함께 왕복으로 이동하여, 16개의 노즐을 이용해 16개의 우물 행에 잉크를 동시에 증착하도록 동작할 수 있으며, 인쇄 헤드가 필요에 따라 스캔에 의해 횡단되는 이동폭(swath)의 폭의 정수배인 고정 스텝만큼 전진한다. 그러나 본 발명에 의해 제공되는 기법은 각각의 우물에 대한 특정 충전 부피를 생성하도록 계산된 조합으로 서로 다른 노즐에 의해 생성되는 액적 부피의 내재적 편차를 이용한다. 여러 다른 실시예가 이들 조합을 얻기 위한 여러 다른 기법을 이용한다. 하나의 실시예에서, 기하학적 스텝은 서로 다른 조합을 얻도록 변화되고, 인쇄 헤드 이동폭에 의해 기재되는 폭의 정수배가 아닌 다른 것이 얼마든지 될 수 있다. 예를 들어, 도 2a의 각각의 우물(253)에서 액적 조합의 선택된 세트를 증착하는 것에 적절하게, 기하학적 스텝은, 사실상, 이 예시에서, 우물의 하나의 행의 10분의 1의 간격의 인쇄 헤드와 기판 간 상대적 변위를 나타내는, 인쇄 헤드의 이동폭의 160분의 1일 수 있다. 다음 오프셋 또는 기하학적 스텝은, 각각의 우물에 바람직한 액적의 특정 조합에 적합하도록, 상이할 수 있으며, 가령, 우물들의 정수 간격에 대응하는 인쇄 헤드 이동폭의 16분의 5의 가정 오프셋일 수 있으며, 이 편차는 원하는 충전 부피를 획득하기 위해 잉크를 증착하기 위한 필요에 따라 양의 스텝과 음의 스텝 모두를 계속할 수 있다. 오프셋의 서로 다른 유형 또는 크기가 가능하며 스텝 크기가 스캔마다 고정되거나 우물 간격의 특정 분수일 필요는 없다. 많은 제조 적용예에서, 그러나 생산 속도를 최대화하고 단위당 제조 비용을 가능한 최소화하기 위해 인쇄 시간을 최소화하는 것이 바람직하며, 이러한 목적으로, 특정 실시예에서, 총 스캔 횟수, 기하학적 스텝의 총 횟수, 오프셋 또는 기하학적 스텝의 크기, 및 기하학적 스텝에 의해 횡단되는 누적 거리를 최소화하도록 인쇄 헤드 움직임이 계획되고 나열된다. 이들 또는 그 밖의 다른 수단이 개별적으로, 또는 다 함께, 또는 임의의 바람직한 조합으로 사용되어, 총 인쇄 시간을 최소화할 수 있다. 독립적으로 오프셋 가능한 노즐 행이 사용되는 실시예(가령, 복수의 인쇄 헤드)에서, 기하학적 스텝은 부분적으로 인쇄 헤드 또는 노즐 행 간 오프셋으로 표현될 수 있으며, 이러한 오프셋은 인쇄 헤드 구성요소의 전체 오프셋(가령, 인쇄 헤드 조립체에 대한 고정 스텝)과 조합되어 사용되어 가변 크기 기하학적 스텝을 유발시킬 수 있고 따라서 각각의 우물에 액적 조합을 증착할 수 있다. 노즐 구동 파형의 편차만 사용되는 실시예에서, 종래의 고정된 스텝이 사용될 수 있고, 이때 복수의 인쇄 헤드 및/또는 복수의 인쇄 헤드 패스를 이용해 액적 부피 편차가 유발된다. 이하에서 언급될 바와 같이, 하나의 실시예에서, 노즐 구동 파형이 액적들 간에 각각의 노즐에 대해 프로그램될 수 있으며, 이로써, 각각의 노즐이 우물 행 내 우물당 각자의 액적 부피를 생성 및 기여할 수 있다.
도 3a, 3b, 및 3c는 원하는 충전 부피를 얻는 데 특정 액적 부피에 대한 의존과 관련하여 추가 상세사항을 제공하도록 사용된다.
도 3a는 인쇄 헤드(303)의 도시(301) 및 인쇄 헤드(303) 아래에서 보이는 2개의 관련 다이어그램을 나타낸다. 선택사항으로서 기판에 대한 인쇄 헤드의 비-고정적 기하학적 스텝을 제공하는 하나의 실시예에서 인쇄 헤드가 사용되며, 특정 인쇄 헤드 노즐(가령, 총 16개의 노즐이며 도면에서 노즐(1)-(5)로 지시됨)을 서로 다른 타깃 영역(이 예시에서 5개의 타깃 영역(307, 308, 309, 310 및 311))에 정렬하는 오프셋을 나타내도록 사용된다. 도 1a의 예시로 다시 돌아가면, 노즐(1)-(16)이 액적 부피 9.80, 10.01, 9.89, 9.96, 10.03, 9.99, 10.08, 10.00, 10.09, 10.07, 9.99, 9.92, 9.97, 9.81, 10.04 및 9.95 pL의 유동성 잉크를 각각 생성하는 경우, 및 이 값의 ±0.5 퍼센트의 타깃 영역당 50.00pL를 증착하는 것이 바람직한 경우, 인쇄 헤드가 사용되어, 5회의 패스 또는 스캔으로, 기하학적 스텝 0, -1, -1, -2 및 -4을 이용해, 액적을 증착하여, 도면에 도시된 바와 같이, 영역당 총 충전 값 49.82, 49.92, 49.95, 49.90 및 50.16pL을 도출할 수 있으며, 이는 도시된 타깃 영역 각각에 대해 49.75-50.25pL의 원하는 공차 범위 내에 있음이 자명하다. 이 예시에서 모든 스텝이 이전 위치에 비해 증분되어 표현되지만, 그 밖의 다른 척도도 가능하다. 따라서 도시된 바와 같이, 각자의 액적 부피 및 각각의 타깃 영역에 대한 바람직한 충전량에 따라 달라지는 의도된 방식으로 액적의 조합이 사용되어, 높은 수준의 신뢰도를 갖고, 정밀하고, 조절된 충전량이 획득될 수 있다.
이 도면은 노즐 구동 파형 편차 및/또는 복수의 인쇄 헤드의 사용을 나타내도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 노즐 참조번호 (1)-(16)가 16개의 서로 다른 구동 파형에 의해(즉, 파형 1-16을 이용해) 생성되는 단일 노즐에 대한 액적 부피를 지칭하는 경우, 이론상 타깃 영역(307)에 대해 여러 다른 구동 파형, 가령, 파형 번호 1, 2, 3, 5, 및 9을 이용함으로써, 영역당 충전 부피가 획득될 수 있다. 실제로, 공정 편차가 서로 다른 노즐당 특성을 도출할 수 있기 때문에, 시스템은 각각의 파형에 대해 각각의 노즐에 대한 액적 부피를 측정할 것이고, 이를 토대로 액적 조합을 지능적으로 계획할 것이다. 노즐 참조번호 (1)-(15)가 복수의 인쇄 헤드를 지칭(가령, 참조번호 (1)-(5)는 제 1 인쇄 헤드를 지칭하고, 참조번호 (6)-(10)는 제 2 인쇄 헤드를 지칭하고, 참조번호 (11)-(15)는 제 3 인쇄 헤드를 지칭)하는 실시예에서, 인쇄 헤드 간 오프셋이 사용되어 패스 또는 스캔의 횟수를 감소시킬 수 있으며, 예를 들어, 최우측 타깃 영역(311)은 1회 패스로 3개의 액적, 가령, 10.03, 10.09 및 9.97pL의 액적 부피를 갖는 액적들이 증착되게 할 수 있다(인쇄 헤드 (1), 0 오프셋; 인쇄 헤드 (2), +1 오프셋; 인쇄 헤드 (3), +2 오프셋). 이들 다양한 기법의 조합이 공차 범위 내 특정 충전 부피를 얻기 위해 특정 부피 액적의 많은 가능한 조합을 촉진시킴이 자명할 것이다. 도 3a에서, 타깃 영역들 간 누적 잉크 충전 부피의 편차가 작고 공차 내에 있는, 즉, 49.82pL 내지 50.16pL 내에 있음을 알 수 있다.
도 3b는 또 다른 예시적 도시(351)를 도시하며, 여기서 각각의 스캔이 서로 다른 사각형 또는 막대, 가령, 도면부호(353-360)로 표현된다. 이 도면과 관련하여, 가정된 인쇄 헤드/기판의 상대적 움직임이 가변 크기 기하학적 스텝의 시퀀스로 전진된다고 가정되어야 한다. 일반적으로 각각의 스텝은 타깃 영역(가령, 픽셀)의 복수의 열을 스윕하는 스캔을 도면 페이지의 평면 상에서 나타나는 (도면부호(362-366)로 표현되는) 5개의 영역의 단일 열 너머까지 지정할 것이다. 가령, 노즐(1) 및 (2)만 각각 타깃 영역(365) 및 (366)과 정렬되도록, 인쇄 헤드가 기판에 비해 우측에 배치되는 것으로 보이는 제 1 스캔(353)을 포함하는 스캔이 상부에서 하부 순서로 나타난다. 각각의 인쇄 스캔 도시(가령, 박스(353)) 내에서, 원이 각각의 노즐을 나타내며, 속이 채워진 흑색 원은 스캔 동안 상기 노즐이 특정하게 묘사된 타깃 영역 위에 있을 때 노즐이 분사될 것임을 나타내고, "속이 빈" 즉, 흰색으로 채워진 원은 관련된 때에 노즐이 분사되지 않을 것임(그러나 스캔 중에 직면되는 다른 타깃 영역에 대해서는 분사될 수 있음)을 나타낸다. 이 실시예에서, 각각의 노즐은 이진(binary) 방식으로 분사된다, 즉, 각각의 노즐은 임의의 조절 가능한 파라미터에 따라 분사되거나 분사되지 않아서, 가령, 스캔 동안 직면되는 각각의 타깃 영역에 대해 지정 액적 부피를 증착할 수 있다. 본 명세서에서 기재된 실시예들 중 임의의 실시예에 대해(즉, 가령, 파형 파라미터가 액적들 간에 조절되는 복수의 분사 파형이 사용되는 실시예에서) 이 "이진" 분사 스킴은 선택적으로 사용될 수 있다. 제 1 패스(353)에서, 노즐(1)이 분사되어 9.80pL 액적을 최우측에서 두 번째 타깃 영역에 증착하고, 노즐(2)이 분사되어 10.01pL 액적을 최우측 타깃 영역(366)에 증착할 수 있다. 스캔은 타깃 영역의 나머지 열(가령, 픽셀 우물의 다른 행)을 계속 스윕하여, 잉크 액적을 적절하게 증착한다. 제 1 패스(353)가 완료된 후, 인쇄 헤드가 -3의 기하학적 스텝만큼 전진되며, 이는 인쇄 헤드를 기판에 비해 왼쪽으로 이동시켜, 노즐(1)이 이제 제 1 스캔에 반대 방향인 제 2 스캔(354) 동안 타깃 영역(362)을 횡단하게 될 것이다. 이 제 2 스캔 동안, 노즐(2), (3), (4) 및 (5)이 또한 각각 영역(363, 364, 365 및 366)을 횡단할 것이다. 흑색으로 채워진 원이, 적절한 때에, 노즐(1), (2), (3) 및 (5)이 분사되어, 각각 노즐(1), (2), (3) 및 (5)의 내재적 특성에 대응하는 액적 부피 9.80pL, 10.01pL, 9.89pL 및 10.03pL를 증착할 것임을 나타낸다. 임의의 1회 패스에서, 잉크를 증착하기 위해 사용되는 노즐 행의 노즐들은 각자의 타깃 영역으로 상호 배타적으로 이를 수행할 것인데, 가령, 패스(354)의 경우 노즐(1)이 타깃 영역(362)으로 잉크를 증착하도록(그러나 타깃 영역(363-366) 중 어느 것에도 잉크를 증착하지 않음) 사용되며, 노즐(2)은 타깃 영역(363)에 잉크를 증착하도록(그러나 영역(362 또는 364-366) 중 어느 것에도 잉크를 증착하지 않음) 사용되고, 노즐(3)은 타깃 영역(364)에 잉크를 증착하도록(그러나 영역(362-363 또는 365-366) 중 어느 것에도 잉크를 증착하지 않음) 사용되며, 노즐(5)은 타깃 영역(366)에 잉크를 증착하도록(그러나 영역(362-365) 중 어느 것에도 잉크를 증착하지 않음) 사용된다. 제 3 스캔(355)이 인쇄 헤드를 타깃 영역의 하나의 행만큼(-1 기하학적 스텝) 전진시켜, 노즐(2), (3), (4), (5) 및 (6)이 스캔 동안 영역(362, 363, 364, 365 및 366)을 각각 횡단하게 할 것이며, 흑색으로 채워진 노즐 그래픽은 이 패스 동안, 각각의 노즐 (2)-(6)이 각각 부피 10.01, 9.89, 9.96, 10.03 및 9.99pL의 액적을 분사하도록 발동될 것임을 나타낸다.
이 시점에서 인쇄 공정이 중단된다면, 영역(366)은 예를 들어, 3개의 액적에 대응하는 30.03pL (10.01pL+10.03pL+9.96pL)의 충전량을 가질 것이며, 반면에 영역(362)은 2개의 액적에 대응하는 19.81pL (9.80pL+10.01pL)의 충전량을 가질 것이다. 하나의 실시예에서, 스캔 패턴이 도 2a의 화살표(219 및 220)에 의해 나타나는 왕복 패턴(back and forth pattern)을 따른다. 이들 타깃 영역의 후속하는 패스(356, 357, 358, 359, 360 및 361)(또는 이러한 복수의 영역의 복수의 열의 스캔)가 각각 다음의 증착을 수행한다: (a) 연속 스캔으로, 영역(362)에 노즐 (2), (3), (4), (7) 및 (9)에 의한 패스에 대응하는 10.01pL, 0.00pL, 0.00pL, 10.08pL 및 10.09pL 액적의 증착; (b) 연속 스캔으로, 영역(363)에, 노즐 (3), (4), (5), (8) 및 (10)에 의한 각자의 패스에 대응하는 0.00pL, 0.00pL, 10.03pL, 10.00pL 및 10.07pL 액적의 증착; (c) 연속 스캔으로, 영역(364)에, 노즐 (4), (5), (6), (9) 및 (11)에 의한 패스에 대응하는 9.89pL, 9.96pL, 10.03pL, 9.99pL, 10.09pL 및 0.00pL 액적의 증착; (d) 연속 스캔으로, 영역(365)에, 노즐 (5), (6), (7), (10) 및 (12)에 의한 패스에 대응하는 0.00pL, 9.99pL, 10.08pL, 10.07pL 및 0.00pL 액적의 증착; 및 (e) 연속 스캔으로, 영역(366)에, 노즐 (6), (7), (8), (11) 및 (13)에 의한 패스에 대응하는 9.99pL, 0.00pL, 10.00pL, 0.00pL 및 0.00pL 액적의 증착. 다시 말하면, 이 예시의 노즐은 단일 분사 파형만 갖고(즉, 이들 액적 부피 특성은 스캔에 따라 변하지 않음) 이진 기반으로 사용되는데, 가령, 제 5 스캔(357)에서, 노즐(7)은 분사되지 않아 영역(366)에 대해 어떠한 액적도 생성하지 않으며(0.00pL), 후속하는 스캔에서 이는 분사되어 영역(365)에 대해 10.08pL 액적을 생성한다.
페이지의 가장 하부 부분의 그래프에서 나타나는 바와 같이, 이 가정적 스캔 공정이, 플러스 또는 마이너스 ½ 퍼센트의 타깃 값(50.00pL)의 바람직한 범위(49.75pL-50.25pL) 내에 있는, 49.99pL, 50.00pL, 49.96pL, 49.99pL 및 50.02pL의 누적 충전을 생성한다. 이 예시에서, 노즐이 각각의 스캔에 대해 일반적으로 동시에 복수의 타깃 영역 내로 잉크를 증착하도록 사용됐고, 이때 각각의 도시된 영역(즉, 도면부호(362, 363, 364, 365 및 366)의 그래픽으로 식별되는 영역)에 대해 액적 부피들의 특정 조합이 복수의 액적이 여러 번의 패스에 의해 각각의 타깃 영역에 증착될 수 있도록 계획된다. 8개의 도시된 패스가 특정된 공차 범위 내 충전 부피를 생성하는 액적 부피의 특정 세트(또는 특정 조합)(예를 들어, 영역(362)의 경우, 노즐(1), (2), (2), (7) 및 (9)의 액적들의 조합)와 상관되지만 가능한 액적의 그 밖의 다른 세트가 역시 사용될 수 있다. 예를 들어, 대안적으로 영역(32)에 대해 노즐(2)로부터의 5개의 액적(5x10.01pL=50.05pL)을 이용하는 것이 또한 가능했을 수 있지만, (예를 들어) 노즐(3)(9.89pL)이 동시에 광범위하게 사용될 수 없기 때문에 추가 스캔이 필요하기 때문에(즉, 이 노즐로부터의 5개의 액적이 바람직한 공차 범위 밖의 5x9.89=49.45pL일 것이다), 이 대안은 비효율적이었을 수 있다. 도 3b에서 계속되는 이 예시에서, 인쇄 시간을 덜 사용하고, 더 적은 수의 패스, 더 작은 기하학적 스텝 및 가능하다면 더 작은 누적 기하학적 스텝 거리를 사용하도록, 또는 그 밖의 다른 일부 기준에 따라 특정 스캔 및 이들의 시퀀스가 선택되었다. 도시된 예시는 설명 목적으로만 사용되며, 제시된 액적 부피를 이용해 타깃 충전량을 획득하기 위해 스캔의 횟수를 8회보다 적게 더 감소시키는 것이 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 스캔 프로세스가 복수의 스캔(가령, 90도 회전되는 인쇄 헤드에 의해 타깃 영역의 행당 하나의 스캔)이 요구되는 최악 경우(worst-case scenario)를 피하는 방식으로 계획된다. 또 다른 실시예에서, 이 최적화가 하나 이상의 최댓값 또는 최솟값을 기초로 하는 정도에 적용되어, 예를 들어, 스캔을 특정 잉크에 대한 각각의 타깃 영역에 대해 모든 가능한 액적 조합이 주어질 때 가능한 최소 횟수의 스캔을 도출하는 방식으로 스캔을 계획한다.
도 3c는 인쇄 헤드(303)의 예시적 도시(301) 및 인쇄 헤드(303) 아래에서 나타나는 2개의 관련 다이어그램을 도시하며, 특정 우물에 특정하게 할당되지 않는 노즐을 가진다는 것을 제외하고 도 3a와 유사하다. 선택사항으로서 인쇄 헤드가 기판에 대한 인쇄 헤드의 비-고정된 기하학적 스텝을 제공하는 하나의 실시예에서 사용되며, 도면부호(305)가 사용되어 특정 인쇄 헤드 노즐(가령, 도면에 도시된 노즐 (1)-(5)을 포함하여 총 16개의 노즐)을 서로 다른 타깃 영역(이 예시에서는 2개의 영역(374 및 375))과 정렬하는 오프셋을 지시할 수 있다. 다시 도 3a의 가정에 따라, 노즐이 각각 액적 부피 9.80, 10.01, 9.89, 9.96, 10.03, 9.99, 10.08, 10.00, 10.09, 10.07, 9.99, 9.92, 9.97, 9.81, 10.04 및 9.95 pL의 유동성 잉크를 생성하고, 이 값의 ±0.5퍼센트의 타깃 영역당 50.00pL를 증착하는 것이 바람직한 경우, 인쇄 헤드가 각각 기하학적 스텝 0, -1, 및 -3을 이용하고 스캔당 하나 이상의 액적을 각각의 타깃 영역으로 분사함으로써, 3회의 패스 또는 스캔으로 액적을 증착하도록 사용될 수 있다. 이는 도면에 도시된 바와 같이, 영역당 총 충전 값, 49.93 및 50.10를 도출할 것이며, 이들은 도시된 타깃 영역 각각에 대한 49.75-50.25pL의 바람직한 공차 범위 내에 있음이 자명하다. 따라서 도시된 바와 같이, 동일한 접근법이 우물에 정렬되지 않는 노즐의 경우에도 동등하게 적용되며, 각자의 액적 부피 및 각각의 타깃 영역에 대한 바람직한 충전량에 따라 달라지는 의도적인 방식으로 액적들을 조합하는 것이 사용되어 정밀하고 조절된 충전을 이룰 수 있다. 덧붙여, 앞서 도 3a의 가정에 대해 기재된 바와 같이, 이 동일한 도면이 노즐 구동 파형 편차 및/또는 복수의 인쇄 헤드의 사용을 나타내도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 노즐 참조번호 (1)-(16)가 16개의 서로 다른 구동 파형에 의해(즉, 파형(1-16)을 이용해) 생성되는 단일 노즐에 대한 액적 부피를 지칭하는 경우, 이론상 서로 다른 구동 파형을 이용함으로써 단순하게 영역당 충전 부피가 획득될 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 도 3b를 참조하여 앞서 기재된 것과 동일한 접근법이 또한 우물에 특정하게 정렬되지 않는 노즐의 경우, 즉, 하나 이상의 노즐의 그룹이 각자의 우물로의 동시 액적 증착을 위해 사용되는 경우에 동등하게 적용됨을 알 수 있다. 최종적으로 도 3a, 3b, 및 3c는 또한 비교적 단순한 예시를 나타내며, 일반적인 적용예에서, 수백에서 수천 개의 노즐 및 수백만 개의 타깃 영역이 존재할 수 있다. 예를 들어, 현재 해상도 고선명 텔레비전 스크린의 각각의 픽셀 컬러 성분의 제작(가령, 적색, 녹색 및 청색 우물을 각각 갖는 픽셀 - 픽셀이 1080개의 수평선의 수직 해상도 및 1920개의 수직 선의 수평 해상도로 배열됨 - )에 개시된 기법이 적용되는 적용예에서, 잉크를 수용할 수 있는 대략 6백만 개의 우물(즉, 각각 2백만 개의 우물을 갖는 3개의 겹치는 어레이)이 존재한다. 다음 세대 텔레비전은 이 해상도를 4배 이상까지 증가시킬 것으로 기대된다. 이러한 공정에서, 인쇄 속도를 개선하기 위해, 인쇄 헤드는 수천 개의 인쇄용 노즐을 이용할 수 있는데, 가령, 가능한 인쇄 공정 순열의 어마어마한 개수가 존재할 수 있다. 앞서 제시된 단순화된 예시가 사용되어 개념을 소개할 수 있지만, 통상의 조합으로 제시되는 어마어마한 숫자를 가정할 때 실제 텔레비전 적용예에 의해 나타나는 순열은 꽤 복잡하고, 인쇄 최적화가 일반적으로 소프트웨어에 의해 복잡한 수학 연산을 이용해 적용됨을 알아야 한다. 도 4-7은 이들 연산이 적용될 수 있는 방식에 대한 비제한적 예시를 제공하도록 사용된다.
본 명세서에 도입되는 기법은 여러 다른 방식으로 나타날 수 있다. 예를 들어, 도 4는 도면부호(401)로 총체적으로 지정되는 여러 다른 구현 계층을 나타내며, 이들 계층 중 각각의 계층은 앞서 소개된 기법의 가능한 개별적인 구현을 나타낸다. 첫째, 앞서 소개된 기법은 그래픽(403)으로 나타나는 바와 같이, 비일시적 기계 판독형 매체에 저장된 명령(가령, 컴퓨터 또는 인쇄기를 제어하기 위한 소프트웨어)으로 구현될 수 있다. 둘째, 컴퓨터 아이콘(405)과 같이, 이들 기법이 예를 들어 판매 또는 그 밖의 다른 제품에서 사용될 구성요소를 설계 또는 제조하는 회사 내에 있는 컴퓨터 또는 네트워크의 일부로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 앞서 소개된 기법은 고선명 텔레비전(HDTV) 제조업체에게 자문을 제공하거나 이를 위한 설계를 수행하는 회사에 의한 설계 소프트웨어로서 구현될 수 있으며, 또는, 이들 기법은 이러한 제조업체에 의해 직접 텔레비전(또는 디스플레이 스크린)을 제작하기 위해 사용될 수 있다. 셋째, 저장 매체 그래픽(407)을 이용해 앞서 소개되고 예시로 제공된 바와 같이, 앞서 소개된 기법이 인쇄기 명령, 가령, 실행될 때 인쇄기로 하여금 계획된 액적 누적 기법의 사용에 따라 구성요소의 하나 이상의 층을 제조할 수 있게 할 저장된 명령 또는 데이터의 형태를 가질 수 있다. 넷째, 제조 장치 아이콘(409)에 의해 나타나는 바와 같이, 앞서 소개된 기법이 제조 장치 또는 기계의 일부로서, 또는 이러한 장치 또는 기계 내 인쇄기의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제조 기계가 액적 측정 및 외부에서 공급된 "층 데이터"의 변환이 기계에 의해 자동으로(가령, 소프트웨어의 사용을 통해), 본 명세서에 기재된 기법을 이용해 인쇄하여 인쇄 공정을 투명하게 최적화/가속시킬 수 있는 인쇄기 명령으로 변환되는 방식으로 판매 또는 커스텀화될 수 있다. 이러한 데이터는 또한 오프라인으로 계산될 수 있으며 많은 유닛을 제작하는 확장 가능하고, 파이프라이닝된 제작 공정에서 재현 가능하게 재적용될 수 있다. 제조 디바이스 아이콘(409)의 특정 도시가 (가령, 도 8-9를 참조하여) 이하에서 설명될 예시적 인쇄기 디바이스를 나타낸다. 또한 앞서 소개된 기법이 조립체, 가령, 개별적으로 판매될 복수의 구성요소의 어레이(411)로서 구현될 수 있으며, 도 4에서, 예를 들어, 몇 개의 이러한 구성요소가, 추후 최종 소비가 제품으로 포함되도록 분리되고 판매될 반제품 평면 패널 디바이스의 어레이의 형태로 도시된다. 예를 들어, 도시된 디바이스는 앞서 소개된 방법에 따라 증착되는 하나 이상의 층(가령, 컬러 성분 층, 반도체 층, 캡슐화 층 또는 그 밖의 다른 물질)을 가질 수 있다. 앞서 소개된 기법은 또한 최종 소비자 제품, 가령, 휴대용 디지털 디바이스(413)(가령, 전자 패드 또는 스마트폰)용 디스플레이 스크린, 텔레비전 디스플레이 스크린(HDTV)(415), 또는 그 밖의 다른 디바이스의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 4는 앞서 소개된 공정이 그 밖의 다른 형태의 전자 디바이스에 적용되어, 가령, 타깃 영역당 구조물(가령, 누적 디바이스를 구성하는 개별 셀의 하나 이상의 층) 또는 블랭킷 층(가령, TV 또는 태양열 패널을 위한 캡슐화 층)을 증착할 수 있음을 나타내기 위해 태양열 패널 그래픽(417)을 이용한다. 많은 예시가 가능함이 자명하다.
앞서 소개된 기법은, 비-제한적으로, 도 4에 도시된 계층 또는 구성요소 중 임의의 것에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 기법의 하나의 실시예는 최종 소비자 디바이스이며, 본 명세서에 개시된 기법의 두 번째 실시예는 특정 타깃 영역당 충전을 획득하기 위해 특정 노즐 부피의 조합을 이용해 층의 제조를 제어하기 위한 데이터를 포함하는 장치이며, 여기서 노즐 부피가 사전에 결정되거나 원 위치(in situ)에서 측정되고 적용될 수 있다. 또 다른 실시예가, 가령, 앞서 소개된 기법을 이용해 하나 이상의 잉크를 인쇄하기 위해 인쇄기를 이용하는 증착 기계이다. 이들 기법은 하나의 기계 상에서 또는 서로 다른 단계가 서로 다른 기계에서 적용되는 둘 이상의 기계, 가령, 기계들의 네트워크 또는 시리즈 상에서 구현될 수 있다. 이러한 모든 실시예 및 그 밖의 다른 실시예가 본 명세서에 의해 소개되는 기법을 독립적으로 이용할 수 있다.
인쇄를 계획하기 위한 예시적 공정이 도 5에 의해 소개된다. 이 공정 및 이와 연관된 방법 및 디바이스가 일반적으로 번호(501)로 지칭된다.
더 구체적으로, 각각의 노즐에 대해(그리고 복수의 구동 파형이 적용되는 경우 각각의 파형에 대해 각각의 노즐에 대해) 액적 부피가 특정하게 결정된다(503). 이러한 측정은, 예를 들어, 다양한 기법, 비제한적 예를 들면, 플라이트(flight) 동안(가령, 교정 인쇄 동안 또는 실시간 인쇄 동작 동안) 액적을 이미징하고 액적 형태, 속도, 궤적 및/또는 그 밖의 다른 요인을 기초로 정밀하게 부피를 계산하는 인쇄기에 내장되는 광학-이미징 또는 레이저-이미징 디바이스(또는 공장-거주 기계(factory-resident machine))를 이용해 수행될 수 있다. 그 밖의 다른 기법, 가령, 잉크를 인쇄하고, 그 후 사후-인쇄 이미징(post-printing imaging) 또는 그 밖의 다른 기법을 이용하여 패턴 인식을 기초로 개별 액적 부피를 계산하는 것이 또한 사용될 수 있다. 대안적으로, 식별은 인쇄기 또는 인쇄 헤드 제조업체에 의해 공급되는 데이터, 가령, 제조 공정 전에 공장 우물(factory well)에서 취해지고 기계로 제공된(또는 온라인) 측정치를 기초로 할 수 있다. 일부 적용예에서, 액적 부피 특성이 잉크 점도 또는 유형, 온도, 노즐 막힘(clogging) 또는 그 밖의 다른 열화에 따라, 또는 그 밖의 다른 유인들에 의해 시간에 따라 변경될 수 있으며, 따라서 하나의 실시예에서, 예를 들어, 파워 업(power up)이 있을 때(또는 그 밖의 다른 유형의 파워 사이클 이벤트의 등장 시), 기판의 각각의 새로운 인쇄와 함께, 지정 시간이 만료될 때, 그 밖의 다른 일정에 따라 또는 일정에 따르지 않고, 액적 부피 측정이 원 위치에서 동적으로 수행될 수 있다. 도면 부호(504)에 의해 지시되는 바와 같이, (측정 또는 제공된) 이 데이터가 최적화 공정에서 사용되도록 저장된다.
노즐당(그리고 선택사항으로서 구동 파형당) 액적 부피 데이터에 추가로, 각각의 타깃 영역에 대한 원하는 충전 부피와 관련된 정보(505)가 또한 수신된다. 이 데이터는 모든 타깃 영역으로 적용될 단일 타깃 충전 값, 개별 타깃 영역으로 적용될 각각의 타깃 충전 값, 타깃 영역의 행 또는 타깃 영역의 열, 또는 그 밖의 다른 임의의 방식으로 분할된 값들일 수 있다. 예를 들어, 개별 전자 디바이스 구조물(가령, 트랜지스터 또는 패스웨이)에 비해 큰 단일 "블랭킷" 물질 층을 제작하는 데 적용될 때, 이러한 데이터는 (가령, 차후 소프트웨어가 관련 잉크에 특정적인 지정된 변환 데이터를 기초로 타깃 영역당 원하는 잉크 충전 부피로 변환하는) 전체 층에 적용되는 단일 두께로 구성될 수 있고, 이러한 경우, 데이터는 (이 경우, 각각의 타깃 영역에 상응하거나 복수의 타깃 영역으로 구성될 수 있는) 각각의 "인쇄 셀"에 대한 공통 값으로 변환될 수 있다. 또 다른 예를 들면, 데이터는 하나 이상의 우물에 대해 특정 값(50.00pL)을 나타낼 수 있고, 이때 범위 데이터가 제공되거나 맥락을 기초로 이해될 수 있다. 이들 예시로부터 이해될 바와 같이, 바람직한 충전이 여러 다른 형태, 비-제한적 예를 들면, 두께 데이터 또는 부피 데이터로 특정될 수 있다. 또한 선택사항으로서 수신 디바이스에 의해, 추가 필터링 또는 공정 기준이 제공되거나 수행될 수 있으며, 예를 들어, 앞서 언급된 바와 같이, 수신 디바이스에 의해 충전 부피의 랜덤 편차가 하나 이상의 제공된 두께 또는 부피 파라미터로 주입되어, 완성된 디스플레이에서 라인 효과(line effect)를 육안에 안보이도록 렌더링할 수 있다. 이러한 편차는 사전에 수행되거나(그리고 영역당로 달라지는 타깃 영역당 충전량으로서 제공되거나) 가령, 다운스트림 컴퓨터 또는 인쇄기에 의해) 수신 디바이스로부터 독립적으로 그리고 투명하게 얻어질 수 있다.
각각의 영역 및 개별 액적 부피 측정치에 대한(즉, 인쇄 헤드 노즐당 및 노즐 구동 파형당) 타깃 충전 부피를 기초로 하여, 선택적으로, 공정이 바람직한 공차 범위 내 충전 부피로 합산될 다양한 액적의 조합을 계산하도록 진행된다(즉, 공정 블록(506)). 앞서 언급된 바와 같이, 이 범위는 타깃 충전 데이터와 함께 제공되거나, 맥락에 따라 "이해"될 수 있다. 하나의 실시예에서, 제공된 충전 값의 ±1 퍼센트의 범위가 이해된다. 또 다른 실시예에서, 제공된 충전 값의 ±2분의 1 퍼센트의 범위가 이해된다. 이들 예시적 범위보다 크거나 작은지에 무관하게, 공차 범위에 대해 그 밖의 다른 많은 가능성이 존재함이 자명하다.
가능한 액적 조합의 세트를 계산하기 위한 한 가지 가능한 방법의 예시가 제공될 것이다. 앞서 기재된 단순화된 예시로 다시 돌아와서, 5개의 노즐이 존재하며, 각각의 노즐은 각자의 가정 액적 부피 9.80pL, 10.01pL, 9.89pL, 9.96pL, 및 10.03pL를 가지며, 5개의 우물에 ±½ 퍼센트 (49.75pL-50.25pL)의 50.00pL의 타깃 부피를 증착하는 것이 바람직하다고 가정된다. 이 방법은 공차 범위에 도달하도록 그러나 초과하지 않도록 조합될 수 있는 액적의 개수를 결정하고, 임의의 허용되는 순열로 사용될 수 있는 노즐로부터의 각각의 노즐에 대한 액적의 최소 및 최대 개수를 결정함으로써 시작된다. 예를 들어, 이러한 가정에서, 노즐의 최소 및 최대 액적 부피를 고려할 때, 노즐(1)로부터의 하나의 액적, 노즐(3)로부터의 2개의 액적 및 노즐(4)로부터의 4개의 액적이 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 이 단계는 고려될 필요가 있는 조합의 개수를 제한한다. 설정된 고려에 대한 제약을 갖고, 방법은 각각의 노즐을 차례대로 취하면서 필요한 개수(이 예시의 경우 5개)의 액적의 조합을 고려한다. 예를 들어, 방법은 우선 노즐(1)과 관련된 유일하게 허용되는 조합은 이 노즐로부터의 하나의 액적 이하를 특징으로 한다는 것을 이해한 채 노즐(1)에 대해 시작한다. 이 노즐로부터의 단일 액적과 관련된 조합을 고려하여, 상기 방법은 고려될 다른 노즐-파형 조합의 최소 및 최대 액적 부피를 고려하는데, 가령, 노즐(1)이 특정 구동 파형에 대해 9.80pL의 액적 부피를 생성하도록 결정된다고 가정되면, 노즐(3)로부터의 하나의 액적 또는 노즐(4)로부터의 2개의 액적이 노즐(1)로부터의 액적과 조합되어 바람직한 공차 범위에 도달하도록 사용될 수 있다. 상기 방법은 노즐(1)로부터의 액적의 조합 및 그 밖의 다른 노즐로부터의 4개의 액적의 조합, 가령, 노즐(2) 또는 (5)로부터의 4개의 액적, 노즐(2)로부터의 3개의 액적, 및 노즐(4)로부터의 하나의 액적 등의 조합을 고려한다. 설명을 단순화하기 위해 노즐(1)만 관련된 조합을 고려하면, 제 1 노즐과 관련된 다음의 여러 다른 조합 중 임의의 것이 공차 범위 내에서 사용될 수 있다:
{1(1),4(2)}, {1(1),3(2),1(4)}, {1(1),3(2),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)} 및 {1(1),4(5)}
상기에서 제공되는 수학적 표현에서, 중괄호의 사용은 하나 이상의 노즐로부터의 액적 부피 조합을 나타내는 5개의 액적의 세트를 나타내며, 이들 중괄호 내 각각의 소괄호는 특정 노즐을 식별하는데, 가령, 표현 {1(1),4(2)}은 노즐(1)로부터의 하나의 액적 및 노즐(2)로부터의 4개의 액적, 9.80pL+(4x10.01pL)=49.84pL을 나타내며, 이는 특정된 공차 범위 내에 있다. 실제로, 이 예시에서의 방법은 바람직한 공차를 생성하기 위해 사용될 수 있는 노즐(1)로부터의 최대 개수의 액적을 고려하고, 이 최대 개수와 관련된 조합을 평가하며, 상기 개수를 하나 감소시키며, 이러한 고려 프로세스를 반복한다. 하나의 실시예에서, 사용될 수 있는 비-중복 액적 조합의 모든 가능한 세트를 결정하기 위해 이 프로세스가 반복된다. 노즐(1)과 관련된 조합이 완전히 탐색됐을 때, 상기 방법은 노즐(1)과 관련되지 않고 노즐(2)과 관련된 조합으로 진행되고 프로세스를 반복하여, 바람직한 공차 범위를 획득할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 각각의 가능한 노즐 조합을 시험한다. 이 실시예에서, 예를 들어, 상기 방법은 노즐(1)로부터의 둘 이상의 액적의 조합이 사용될 수 없다고 결정하여, 노즐(1)로부터의 하나의 액적 및 그 밖의 다른 노즐로부터의 4개의 액적과 관련된 조합을 다양한 조합으로 고려하기 시작한다. 실제로 상기 방법은 노즐(2)의 4개의 액적이 사용될 수 있는지 여부를 평가하고, {1(1),4(2)}일 수 있다고 결정하며, 이 개수를 1만큼 감소시키며(노즐 2로부터의 3개의 액적), 이 개수가 노즐(4) 또는 (5)로부터의 단일 액적과 조합되어 사용될 수 있다고 결정하여, 허용되는 세트 {1(1),3(2),1(4)}, {1(1),3(2),1(5)}를 산출할 수 있다. 그 후 상기 방법은 노즐(2)로부터의 허용되는 액적의 개수를 1만큼 더 감소하고, {1(1),2(2)....}의 조합을 평가하며, 그 후 {1(1),1(2)....} 등의 조합을 평가한다. 노즐(2)과 관련된 조합이 노즐(1)로부터의 액적과의 조합으로 고려되면, 상기 방법은 다음 노즐, 즉, 노즐(3)을 취하고 이 노즐과 관련되지만 노즐(2)과는 관련되지 않은 노즐(1)의 조합을 고려하며, {1(1),1(3),3(5)}에 의해 허용되는 조합만 주어진다고 결정한다. 노즐(1)로부터의 액적과 관련된 모든 조합이 고려됐다면, 상기 방법은 노즐(2)로부터의 액적과 관련되지만 노즐(1)과는 관련되지 않은 5-액적 조합. {5(2)}, {4(2),1(3)}, {4(2),1(4)}, {4(2),1(5)}, {3(2),2(3)}, {3(2),1(3),1(4)} 등을 고려한다.
동일한 접근법이 복수의 분사 파형(각각 서로 다른 액적 부피를 생성함)에 의해 노즐이 구동될 수 있는 경우에도 동등하게 적용된다. 이들 추가 노즐-파형 조합은 단순히, 타깃 부피 공차 범위 내에 있는 액적 조합의 세트를 선택하는 데 사용되기 위한 추가 액적 부피를 제공한다. 더 많은 개수의 허용되는 액적 조합을 이용 가능하게 하여 각각의 패스(pass)에서 노즐의 많은 부분으로부터 액적을 동시에 분사할 가능성을 증가시킴으로써, 복수의 분사 파형의 사용이 또한 인쇄 공정의 효율을 개선할 수 있다. 노즐이 복수의 구동 파형을 갖고 기하학적 스텝이 또한 사용되는 경우, 액적 조합의 세트의 선택이 특정 스캔에서 사용될 기하학적 오프셋과 각각의 노즐에 대해 사용될 노즐 파형 모두를 포함할 것이다.
설명을 목적으로, 무차별 대입(brute force) 방식이 기재되었고, 일반적으로 실시될 때 가령, 노즐 및 타깃 영역의 개수가 큰(가령, 각각에 대해 128개 초과) 어마어마한 개수의 가능한 조합이 제시될 것이다. 그러나 이러한 계산은 적절한 소프트웨어를 갖는 고속 프로세서의 능력 내에서 잘 이뤄진다. 또한 계산을 감소하기 위해 적용될 수 있는 다양한 수학적 단축이 존재한다. 예를 들어, 특정 실시예에서, 상기 방법은 고려 대상에서 임의의 하나의 패스에서 이용 가능한 노즐들의 절반 미만의 사용에 대응할 임의의 조합을 배제할 수 있다(또는 대안적으로, 임의의 단일 패스에서 타깃 영역(TR)들 간 부피 편차를 최소화하는 조합의 고려를 제한할 수 있다). 하나의 실시예에서, 상기 방법은 허용되는 누적 충전 값을 생성할 액적 조합의 특정 세트만 결정하고, 제 2 실시예에서, 상기 방법은 허용되는 누적 충전 값을 생성할 액적 조합의 모든 가능한 세트를 전부(exhaustively) 계산한다. 복수의 반복구간에서, 인쇄 스캔이 수행되며, 원하는 공차 범위(들)에 도달하기 위해 증착되도록 여전히 남아 있는 잉크의 부피가 다음번 후속하는 스캔을 최적화하기 위한 목적으로 고려되는 반복 접근법(iterative approach)을 이용하는 것이 또한 가능하다. 그 밖의 다른 프로세스가 또한 가능하다.
초기 동작으로서, 동일한 충전 값(및 공차)이 각각의 타깃 영역에 적용되면, (가령, 하나의 타깃 영역에 대해) 조합을 1회 계산하고 이들 가능한 액적 조합을 각각의 타깃 영역에서 초기 사용되도록 저장하는 것이 충분하다. 이는 모든 설정된 계산 방법 및 모든 적용예에 대해 해당되는 것은 아니다(가령, 일부 실시예에서, 매 타깃 영역에 대해 허용되는 충전 범위가 다양할 수 있다).
또 다른 실시예에서, 상기 방법은 수학적 단축, 가령, 근사, 행렬 수학, 랜덤 선택 또는 그 밖의 다른 기법을 이용하여, 각각의 타깃 영역에 대해 허용되는 액적 조합의 세트를 결정할 수 있다.
공정 블록(507)에 의해 지시되는 바와 같이, 각각의 타깃 영역에 대해 허용되는 조합의 세트가 결정되면, 상기 방법은 각각의 타깃 영역에 대해 특정 세트(또는 액적 조합)과 상관하는 방식으로 스캐닝을 효과적으로 계획한다. 이 구체적 세트 선택이 특정 세트(각각의 타깃 영역에 대해 하나씩의 세트)가, 액적 부피를 복수의 타깃 영역에 동시에 증착하기 위한 적어도 하나의 스캔의 사용을 통한 프로세스 세이빙(process saving)을 나타내는 방식으로 수행된다. 즉, 이상적인 경우, 방법이 각각의 타깃 영역에 대한 하나의 특정한 세트를 선택하며, 특정 세트가 특정 액적 부피 조합을 인쇄 헤드가 한 번에 타깃 영역의 복수의 행으로 동시에 인쇄할 수 있는 방식으로 나타낸다. 선택된 조합의 특정 액적 선택이 지정 기준, 가령, 최소 인쇄 시간, 최소 스캔 횟수, 기하학적 스텝의 최소 크기, 최소 누적 기하학적 스텝 거리, 또는 그 밖의 다른 기준에 부합하는 인쇄 공정을 나타낸다. 이들 기준은 도 5의 도면부호(508)로 나타내어진다. 하나의 실시예에서, 최적화는 파레토 최적이며, 특정 세트가 복수의 스캔 각각을 최소화하고, 그 후 누적 기하학적 스텝 거리 및 기하학적 스텝의 크기를 최소화하는 방식으로 선택된다. 다시 말하면, 특정 세트의 이러한 선택은 임의의 바람직한 방식으로 수행될 수 있으며, 몇 가지 비제한적 예시가 이하에서 언급된다.
하나의 예에서, 상기 방법은 고려되는 모든 영역에 적용되는 특정 기하학적 스텝 또는 파형에 대응하는 각각의 타깃 영역에 대한 각각의 세트로부터 액적을 선택하고, 그 후 이 액적을 이용 가능한 세트로부터 제하고 나머지를 결정한다. 예를 들어, 5개의 타깃 영역 각각에 대해 초기에 이용 가능한 세트의 선택이 {1(1),4(2)}, {1(1),3(2),1(4), {1(1),3(2),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)} 및 {1(1),4(5)}인 경우, 이 실시예는 이 초기 세트로 하나의 액적(1)을 제하여 5개의 타깃 영역 중 첫 번째 타깃 영역에 특정한 나머지를 획득하고, 초기 세트로부터 하나의 액적(2)을 제하여 5개의 타깃 영역 중 두 번째 타깃 영역에 특정한 나머지를 획득하며, 초기 세트로부터 하나의 액적(3)을 제하여 세 번째 타깃 영역에 특정적인 나머지를 획득한다. 이 평가는 기하학적 스텝 "0"을 나타낼 것이다. 그 후 상기 방법이 나머지를 평가하고 그 밖의 다른 기하학적 스텝에 대한 프로세스를 반복할 것이다. 예를 들어, "-1"의 기하학적 스텝이 적용되면, 상기 방법은 5개의 타깃 영역 중 첫 번째 타깃 영역에 대한 초기 세트로부터 하나의 액적(2)을 제할 것이며, 두 번째 타깃 영역으로부터의 초기 세트로부터 하나의 액적(3)을 제할 것이고 이를 반복하며, 나머지를 평가할 것이다.
인쇄 계획의 일부로서 특정 기하학적 스텝(및 노즐 분사)을 선택할 때, 상기 방법은 점수 또는 우선순위 함수에 따라 다양한 나머지를 분석하고 최선의 점수를 갖는 기하학적 스텝을 선택한다. 하나의 실시예에서, (a) 동시에 사용되는 노즐의 개수를 최대화하고, (b) 영향 받는 타깃 영역에 대해 남겨진 조합의 최소 개수를 최대화하는 스텝에 더 가중치를 부여하도록 점수가 적용된다. 예를 들어, 스캔 동안 4개의 노즐로부터의 액적을 사용한 스캔이 단 2개의 노즐로부터의 액적을 사용한 스캔보다 선호 가중치가 더 부여될 것이다. 마찬가지로, 서로 다른 스텝을 고려할 때 앞서 언급된 제외 프로세스(subtraction process)를 이용하는 것이 하나의 가능한 스텝에 대한 각자의 타깃 영역에 대해 1, 2, 2, 4 및 5개의 나머지 조합을 도출하고 두 번째 가능한 스텝에 대한 각자의 타깃 영역에 대해 2, 2, 2, 3 및 4개의 나머지 조합을 도출한 경우, 상기 방법은 후자(즉, 가장 큰 최소 개수가 "2"인)에 더 높은 가중치를 부여할 것이다. 실제로, 적합한 가중치 계수가 경험적으로 형성될 수 있다. 그 밖의 다른 알고리즘이 적용되고 그 밖의 다른 형태의 분석 또는 알고리즘 단축이 적용될 수 있음이 자명하다. 예를 들어, 행렬 수학이 사용되어(가령, 고유벡터 분석(eigenvector analysis)을 이용하여) 특정 액적 조합 및 지정 기준을 만족하는 이와 연관된 스캐닝 파라미터를 결정할 수 있다. 또 다른 변형예에서, 계획된 랜덤 충전 편차를 사용해 라인 효과를 완화하는 그 밖의 다른 공식이 사용될 수 있다.
특정 세트 및/또는 스캔 경로가 선택되면(507), 인쇄기 동작이 나열(sequence)된다(509). 예를 들어, 누적 충전 부피만 고려 대상인 경우 일반적으로 액적의 세트가 임의의 순서로 증착될 수 있다. 스캔 또는 패스의 횟수를 최소화하도록 인쇄가 계획되는 경우, 인쇄 헤드/기판 움직임을 최소화하도록 기하학적 스텝의 순서가 선택될 수 있으며, 예를 들어, 가정적 예시에서 허용되는 스캔 {0,+3,-2,+6 및 -4}이 기하학적 스텝을 포함하는 경우, 인쇄 헤드/기판 움직임을 최소화하고 따라서 인쇄 속도를 개선하도록 이들 스캔이 재순서화될 수 있는데, 가령, 스캔을 스텝의 스퀀스 {0,+1,+1,+2 및 +4}로 순서화할 수 있다. 누적 스텝 증분 거리 15를 갖는 기하학적 스텝의 제 1 시퀀스 {0,+3,-2,+6 및 -4}에 비교할 때, 누적 스텝 증분 거리 8을 갖는 기하학적 스텝의 제 2 시퀀스 {0,+1,+1,+2 및 +4}가 더 빠른 인쇄기 응답을 촉진시킨다.
도면부호(510)에 의해 표시되는 바와 같이, 동일한 타깃 충전량을 수용하기 위해 많은 수의 타깃 영역 행을 갖는 적용예에서, 또한 특정 솔루션이 기판의 서브세트 영역에 걸쳐 재현될 반복적인 패턴으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 하나의 적용예에서 타깃 영역의 단일 행 및 1024 행으로 배열된 128개의 노즐이 존재하는 경우, 255개 이하의 타깃 영역 행의 서브세트 영역에 대해 최적 스캔 패턴이 결정될 수 있다는 것이 예상되고, 따라서 동일한 인쇄 패턴이 이 예시에서 기판의 4개 이상의 서브세트 영역에 적용될 수 있다. 따라서 일부 실시예는 선택사항적 공정 블록(510)에 의해 표현되는 바와 같이 반복 가능한 패턴을 이용한다.
비일시적 기계 판독형 매체 아이콘(511)은, 선택사항으로서, 앞서 기재된 방법이 하나 이상의 기계를 제어하기 위한 명령(가령, 하나 이상의 프로세서를 제어하기 위한 소프트웨어 또는 펌웨어)으로 구현됨을 의미한다. 비일시적 매체는 임의의 기계 판독형 물리 매체, 가령, 플래시 드라이브, 플로피 디스크, 테이프, 서버 저장장치 또는 대용량 저장장치, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 컴팩트 디스크(CD) 또는 그 밖의 다른 로컬 또는 원격 저장장치를 포함할 수 있다. 이 저장장치는 더 큰 기계의 일부로서(가령, 데스크톱 컴퓨터 또는 인쇄기 내 거주 메모리) 또는 고립되어(가령, 또 다른 컴퓨터 또는 인쇄기로 파일을 차후 전송할 플래시 드라이브 또는 자립형 저장장치) 구현될 수 있다. 도 5를 참조하여 언급된 기능 각각이 조합된 프로그램의 일부로서 또는 자립형 모듈로서 단일 매체 표현(가령, 단일 플로피 디스크) 또는 복수의 개별 저장 디바이스 상에 구현될 수 있다.
도 5의 도면부호(513)가 나타내는 바와 같이, 계획 프로세스가 완료되면, 인쇄 헤드에 대한 노즐 분사 데이터 및 분사 패턴을 지원하기 위한 인쇄 헤드와 기판 간 상대적 운동을 위한 명령을 포함하는 인쇄기 명령의 세트를 효과적으로 나타내는 데이터가 생성될 것이다. 스캔 경로, 스캔 순서 및 그 밖의 다른 데이터를 효과적으로 나타내는 이 데이터는 차후 사용(가령, 비일시적 기계 판독형 매체 아이콘(515)에 의해 도시되는 바의 사용)을 위해 저장되거나, 인쇄기(517)를 제어하여 선택된 조합(특히, 타깃 영역당 노즐의 특정 세트)을 나타내는 잉크를 증착하도록 즉시 적용되는 전자 파일(513)이다. 예를 들어, 방법은 자립형 컴퓨터에 적용될 수 있으며, 이때 명령 데이터가 차후 사용을 위해 또는 다른 기계로 다운로드되도록 RAM에 저장된다. 대안적으로, 상기 방법은 인쇄기에 의해 구현되고 "인바운드(inbound)" 데이터에 동적으로 적용되어, 인쇄 파라미터(가령, 노즐-액적-부피 데이터)에 따라 스캐닝을 자동으로 계획할 수 있다. 그 밖의 다른 여러 대안이 가능하다.
도 6a-6c는 노즐 선택 및 스캔 계획 프로세스와 일반적으로 관련된 흐름도를 제공한다. 스캔이 운동의 방향 또는 속도에서 연속 또는 선형일 필요는 없으며 기판의 하나의 측부에서 다른 측부로의 모든 방향으로 진행할 필요는 없다.
제 1 블록 다이어그램이 도 6a에서 도면부호(601)로 도시되며, 이 도면은 이전 설명에서 언급된 예시적 프로세스들 중 다수를 나타낸다. 우선 방법은, 메모리로부터 각각의 타깃 영역에 대한 허용되는 액적 부피 조합의 세트를 불러오는 것으로 시작한다(603). 이들 세트가 동적으로 계산되거나 사전에, 가령, 서로 다른 기계 상의 소프트웨어를 이용해, 계산될 수 있다. 데이터베이스 아이콘(605)은 로컬-저장되는 데이터베이스(가령, 로컬 RAM에 저장되는 데이터베이스) 또는 원격 데이터베이스를 나타낸다. 그 후 상기 방법은 각각의 타깃 영역(607)에 대한 허용되는 세트들 중 특정한 하나를 효과적으로 선택한다. 많은 실시예에서 이 선택이 간접적이다, 즉, 방법이 (예를 들어, 앞서 언급된 기법을 이용해) 특정 스캔을 선택하도록 허용되는 조합을 프로세싱하며, 실제로 이들 스캔은 특정 세트를 정의하는 것이다. 그럼에도, 스캔을 계획함으로써, 방법은 각각의 타깃 영역에 대한 조합의 특정 세트를 선택한다. 그 후 이 데이터가 사용되어 스캔을 순서화하고 앞서 언급된 바와 같이 움직임 및 분사 패턴을 완결할 수 있다(609).
도 6a의 중앙 및 우측이 스캔 경로 및 노즐 분사 패턴을 계획하고, 실제로, 각각의 타깃 영역에 대한 특정 액적 조합을 인쇄 최적화를 나타내는 방식으로 선택하기 위한 몇 가지 프로세스 옵션을 도시한다. 도면부호(608)에 지시되는 바와 같이, 도시된 기법이 이 작업을 수행하기 위한 한 가지 가능한 방법을 나타낸다. 도면부호(611)에서, 분석은 허용되는 조합으로의 각각의 노즐(또는 둘 이상의 분사 파형에 의해 노즐이 구동되는 경우, 노즐-파형 조합)의 최소 및 최대 사용을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 특정 노즐이 불량한 경우(가령, 분사하지 않거나 허용되지 않는 궤적으로 분사하는 경우), 상기 노즐은 사용(그리고 고려대상)에서 배제될 수 있다. 그 후, 노즐이 매우 작거나 매우 큰 액적 부피를 갖는 경우, 이는 허용되는 조합으로 상기 노즐로부터 사용될 수 있는 액적의 개수를 제한할 수 있다; 도면부호(611)은 고려될 조합의 개수를 감소시키는 사전 프로세싱을 나타낸다. 도면부호(612)로 나타나는 바와 같이, 평가될 액적 조합의 세트의 개수를 제한하도록 프로세스/단축이 사용될 수 있는데, 가령, 각각의 노즐에 대해 "모든" 가능한 액적 조합을 고려하는 대신, 방법은 노즐들 중 절반 미만(또는 또 다른 노즐 수량, 가령, ¼)을 포함하는 조합, 액적들 중 절반 초과가 임의의 특정 노즐-파형으로부터 온 조합, 또는 액적 부피의 높은 편차 또는 타깃 영역들 간에 적용되는 동시 액적 부피의 큰 편차를 나타내는 조합을 선택적으로 배제하도록 구성될 수 있다. 그 밖의 다른 메트릭도 역시 사용될 수 있다.
계산/고려될 세트의 개수에 대한 임의의 제한 하에서, 상기 방법은 허용되는 액적 조합을 계산 및 고려하기 시작한다(613). 도면부호(614 및 615)에 의해 지시되는 바와 같이, 스캐닝을 계획하거나, 및/또는 타깃 영역(TR)당 액적 부피의 특정 세트를 효과적으로 선택하기 위해 다양한 프로세스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 앞서 언급된 바와 같이, 한 가지 방법은 스캔 경로(가령, 특정 기하학적 스텝 선택)를 가정하고, 그 후 고려되는 모든 TR에 대해 최소 잔여 세트 선택의 최댓값을 고려하며, 상기 방법은 한 번에 복수의 타깃 영역을 커버하도록 스캔을 속행할 수 있는 능력을 최대화하는 이들 스캔 경로(대안적으로 기하학적 스텝)에 유리하게 가중치를 부여할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 상기 방법은 한 번에 사용되는 노즐의 개수를 최대화하는 기하학적 스텝에 유리하게 가중치를 부여할 수 있고, 앞서 언급된 단순화된 5-노즐 설명을 다시 언급하며, 하나의 패스로 단 3개의 노즐만 분사할 스캔 또는 패스보다 5개의 노즐을 타깃 영역에 적용할 스캔에 더 유리하게 가중치가 부여될 수 있다. 따라서 하나의 실시예에서, 다음의 알고리즘이 소프트웨어에 의해 적용될 수 있다:
이 예시적 수학식에서, "i"는 기하학적 스텝 또는 스캔 경로의 특정 선택을 나타내고, w1은 하나의 경험적으로 결정된 가중치를 나타내며, w2는 또 다른 경험적으로 결정된 가중치를 나타내며, #RemCombsTR,i는 스캔 경로 i를 가정하는 타깃 영역당 잔여 조합의 개수를 나타내고, #Simult.Nozzlesi는 스캔 경로 i에 대해 사용되는 노즐의 개수의 측정치를 나타내며, 이 후자 값은 정수일 필요가 없는데, 가령, TR당 충전 값이 변화하는 경우(가령, 디스플레이 디바이스에서 보일 가능성이 있는 아티팩트를 감추기 위해), 특정 스캔 경로는 타깃 영역 열별로 사용되는 노즐의 가변 개수를 특징으로 할 수 있는데, 가령, 평균 또는 그 박의 다른 임의의 측정치가 사용될 수 있다. 이들 계수 및 가중치는 예시에 불과한데, 즉, 이들 외의 여러 다른 가중치 및/또는 고려사항을 사용하거나, 다른 것은 사용하지 않고 하나의 변수만 사용하거나, 완전히 상이한 알고리즘을 사용하는 것이 가능하다.
도 6a는 또한 복수의 추가 옵션을 보여준다. 예를 들어, 하나의 구현예에서 수학식/알고리즘에 따라 액적 세트의 고려가 수행된다(617). 특정 스텝 또는 오프셋을 선택하기 위해 비교 메트릭이 각각의 가능한 대안적 기하학적 스텝에 대해 계산될 수 있는 점수로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 또 다른 가능한 알고리즘 접근법이 아래와 같이 나타나는 3개의 항을 갖는 수학식을 포함한다:
여기서 Sv, Se 및 Sd를 기초로 하는 항은 각각 증착된 액적 부피의 분산(variance), 효율(하나의 패스당 사용되는 최대 노즐) 및 기하학적 스텝의 편차에 대해 계산된다. 하나의 공식에서, 항 "(Sv,min/ Sv)"은 액적의 총 개수에 따라 달라지는 패스당 타깃 값으로부터 충전 부피의 최소 편차를 구한다.
도 6a의 도면부호(619)는 하나의 실시예에서, 행렬 수학을 이용해, 가령, 모든 액적 부피 조합을 동시에 고려하고 고유 벡터 분석의 형태를 이용해 스캔 경로를 선택하는 수학적 기법의 사용을 통해 액적 조합 선택이 수행될 수 있음을 나타낸다.
도면부호(621)에 의해 나타나는 바와 같이, 반복적 프로세스가 적용되어 고려되는 액적 조합의 개수를 감소시킬 수 있다. 즉, 예를 들어, 한 가지 가능한 기법에 대한 상기의 설명에서 나타난 바와 같이, 기하학적 스텝은 한 번에 하나씩 계산될 수 있다. 특정 스캔 경로가 계획될 때마다, 상기 방법은 고려되는 각각의 타깃 영역에서 여전히 요구되는 증분 부피(incremental volume)를 결정하고, 그 후 바람직한 공차 내에 있는 타깃 영역당 누적 부피 또는 충전 부피를 생성하기에 가장 적합한 스캔 또는 기하학적 오프셋을 결정할 수 있다. 그 후 이 프로세스는 모든 스캔 경로 및 노즐 분사 패턴이 계획될 때까지 각자의 반복구간으로서 반복될 수 있다.
하이브리드 프로세스(hybrid process)의 사용이 또한 가능하다(622). 예를 들어, 하나의 실시예에서, 하나 이상의 스캔 또는 기하학적 스텝의 제 1 세트가, 예를 들어, 노즐당 액적 부피의 최소화된 편이 및 최대 효율(가령, 스캔당 사용되는 노즐)을 기초로 하여 선택 및 사용될 수 있다. 가령, 1, 2, 3 또는 그 이상의 특정 횟수의 스캔이 적용되면, 가령, (가령, 적용되는 액적 부피의 편차에 무관하게) 스캔당 사용되는 노즐을 최대화하는 상이한 알고리즘이 호출될 수 있다. 앞서 언급된 특정 수학식 또는 기법(또는 또 다른 기법) 중 임의의 것이 선택적으로 이러한 하이브리드 프로세스에서 알고리즘들 중 적용되는 하나일 수 있으며, 그 밖의 다른 변형예가 해당 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다.
앞서 언급된 바와 같이, 하나의 예시적 디스플레이 제조 프로세스에서, 타깃 영역당 충전 부피가 라인 효과를 완화하기 위해 의도적으로 주입되는 랜덤화를 계획할 수 있다(623). 하나의 실시예에서, 이 계획된 랜덤화 또는 그 밖의 다른 효과를 얻는 방식으로 생성기 기능(625)이 선택적으로 적용되어 타깃 충전 부피를 의도적으로 변화시킬 수 있다(또는 각각의 타깃 영역에 대한 액적 조합에 대해 생성되는 누적 부피를 교란(skew)할 수 있다). 앞서 언급된 바와 같이, 다른 실시예에서, 이러한 편차가 타깃 충전 부피 및 공차에서 고려되는 것이 가능한데, 즉, 액적 조합이 분석되기 전이라도, 예를 들어, 앞서 언급된 바와 같이 알고리즘 접근법을 적용하여 타깃 영역당 충전 요건을 충족하기 위해 고려되는 것이 가능하다.
도 6b 및 도면부호(631)는 앞서 언급된 반복 솔루션과 관련된 더 상세한 블록도를 지칭한다. 도면부호(633 및 635)에 의해 나타나는 바와 같이, 소프트웨어에 의한 평가를 위해, 우선 다시 한 번 적절하게 가능한 액적 조합이 식별, 저장 및 불러와진다. 각각의 가능한 스캔 경로(또는 기하학적 스텝)에 대해, 도면부호(637)에서, 상기 방법은 적용되는 스캔 경로(639) 및 노즐을 식별하는 풋프린트를 저장하고, 타깃 영역당 세트(641)로부터 노즐당 분사를 배제해 각각의 타깃 영역(643)에 대한 나머지 조합을 결정할 수 있다. 이들은 또한 저장된다. 그 후 도면부호(645)에서, 상기 방법은 지정 기준에 따라 저장된 데이터를 평가한다. 예를 들어, 선택적(점선) 블록(647)에 의해 지시되는 바와 같이, 모든 관련 타깃 영역들에 걸친 최소 개수의 액적 조합을 최대화하는 방법이 직전에 저장된 조합이 이전에 고려된 대안보다 우수한지 또는 열악한지를 가리키는 점수를 할당할 수 있다. 특정 기준이 충족되면(645), 도면부호(649 및 651)가 나타내는 바와 같이, 또 다른 인쇄 헤드/기판 스캔 또는 패스를 고려하여 사용되도록 나머지 조합이 저장되거나 그 밖의 다른 방식으로 플래깅된 채 특정 스캔 또는 기하학적 스텝이 선택될 수 있다. 기준이 충족되지 않으면(또는 조합이 완료되지 않으면), 또 다른 스텝이 고려될 수 있거나 및/또는 방법이 고려되는 기하학적 스텝(또는 이전에 선택된 스텝)의 고려를 조절할 수 있다(653). 다시 말하자면 여러 가지 변형예가 가능하다.
타깃 영역에 대한 궁극적인 충전 값을 위해 스캔이 수행되거나 액적이 증착되는 순서가 중요하지 않음이 앞서 언급됐었다. 이는 사실이지만, 인쇄 속도 및 처리율을 최대화하기 위해, 가능한 가장 빠른 또는 가장 효율적인 인쇄를 도출하기 위해 스캔들이 순서화되는 것이 바람직하다. 따라서 기하학적 스텝 분석에 이미 고려되지 않았다면, 스캔 또는 스텝의 정렬(sorting) 또는 순서화가 수행될 수 있다. 이 프로세스는 도 6c에서 나타난다.
특히, 도면부호(661)가 도 6c의 방법을 전체적으로 지시하도록 사용된다. 소프트웨어, 가령, 적합한 기계 상에서 실행 중인 소프트웨어에 의해, 프로세서는 선택된 기하학적 스텝, 특정 세트, 또는 선택된 스캔 경로를 식별하는 그 밖의 다른 데이터(그리고 경우에 따라, 특정 노즐이 둘 이상의 분사 파형에 의해 구동될 수 있는 이들 실시예에서, 각각의 액적에 대해 복수의 분사 파형 중 어느 분사 파형이 사용될 것인지를 특정하는 데이터를 더 포함할 수 있는 노즐 분사 패턴)를 불러올 수 있다(663). 그 후 이들 스텝 또는 스캔이 증분 스텝 거리를 최소화하는 방식으로 정렬 또는 순서화된다. 예를 들어, 다시 앞서 언급된 가정적 예시를 참조하면, 선택된 스텝/스캔 경로가 {0,+3,-2,+6 및 -4}인 경우, 각각의 증분 스텝을 최소화하고 모션 시스템에 의해 횡단되는 전체(누적) 거리를 최소화하도록 이들이 재순서화될 수 있다. 예를 들어, 재순서화 없이, 이들 오프셋 간 증분 거리가 (이 예시에서 횡단되는 누적 거리가 "15"이도록) 3, 2, 6 및 4와 동등할 것이다. 스캔(가령, 스캔 "a", "b", "c", "d" 및 "e")이 기재된 방식으로(가령, "a", "c", "b", "e" 및 "d"의 순으로) 재순서화된 경우, 증분 거리는 (횡단되는 누적 거리가 "8"이도록) +1, +1, +2 및 +4일 것이다. 도면부호(667)로 지시되는 바와 같이, 이때, 상기 방법은 인쇄 헤드 모션 시스템 및/또는 기판 모션 시스템에 모션을 할당할 수 있고, 노즐 분사의 순서를 반전시킬 수 있다(가령, 도 2a의 도면부호(219 및 220)에서, 교대하는 경우, 순환 스캔 경로 방향이 사용된다). 앞서 언급되고 선택적 프로세스 블록(669)에 의해 나타나는 바와 같이, 일부 실시예에서, 타깃 영역의 서브세트에 대해 계획 및/또는 최적화가 수행될 수 있고, 그 후 솔루션이 큰 기판 위에 공간적으로 반복되는 방식으로 적용된다.
이 반복은 도 6d에서 부분적으로 나타난다. 도 6d에 의해 나타나는 바와 같이, 이 설명에서 평면 패널 디바이스의 어레이를 제조하는 것이 가정되어야 한다. 공통 기판이 도면부호(681)로 나타나고, 점선 박스의 세트, 가령, 박스(683)가 각각의 평면 패널 디바이스에 대한 지오메트리를 나타낸다. 바람직하게는 2차원 특성을 갖는 기준점(685)이 기판 상에 형성되고 사용되어 다양한 제조 프로세스를 측위(locate)하고 정렬할 수 있다. 이들 프로세스의 완료 후, 절단 또는 유사한 공정을 이용해 각각의 패널(683)이 공통 기판으로부터 분리될 것이다. 패널의 어레이가 각자의 OLED 디스플레이를 나타내는 경우, 일반적으로 공통 기판(681)은 유리일 것이며, 구조물이 유리 위에 증착되고, 그 후 하나 이상의 캡슐화 층이 증착되며, 그 후 유리 기판이 디스플레이의 발광 표면을 형성하도록 각각의 패널이 반전될 것이다. 일부 적용예에서, 그 밖의 다른 기판 물질, 가령, 투명하거나 불투명한 유연한 물질이 사용될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 기재된 기법에 따라 여러 유형의 디바이스가 제작될 수 있다. 평면 패널(683)의 특정 서브세트(687)에 대해 솔루션이 계산될 수 있다. 그 후 평면 패널(683)의 그 밖의 다른 유사한 크기의 서브세트(689)에 대해 이 솔루션이 반복될 수 있고, 그 후 전체 솔루션 세트가 특정 기판으로부터 형성될 각각의 패널에 대해 반복될 수 있다.
앞서 소개된 다양한 기법 및 고려사항을 반영하여, 제품을 빠르고 낮은 단위 비용으로 대량 생산하도록 제조 프로세스가 수행될 수 있다. 디스플레이 디바이스, 가령, 평면 패널 디스플레이 제조에 적용될 때, 이들 기법에 의해, 고속의 패널당 인쇄 공정이 가능하며, 공통 기판으로부터 복수의 패널이 생성될 수 있다. (가령, 패널 간 공통 잉크 및 인쇄 헤드를 이용해) 빠르고 반복 가능한 인쇄 기법을 제공함으로써, 예를 들어, 타깃 영역당 충전 부피가 규격 내에 있음을 모두 보장하면서, 층별 인쇄 시간을 본 발명의 기법이 없다면 요구됐을 시간의 일부분으로 감소시켜, 인쇄가 실질적으로 개선될 수 있다고 판단된다. 다시 대형 HD 텔레비전 디스플레이의 예시로 돌아오면, 대형 기판(가령, 대략 220cm x 250cm인 8.5 세대 기판)에 대해 각각의 컬러 성분 층이 180초 미만 내에 또는 심지어 90초 미만 내에 정확하고 신뢰할만하게 인쇄될 수 있으며, 이는 상당한 프로세스 개선을 나타낸다. 인쇄의 효율 및 품질을 개선하는 것은 대형 HD 텔레비전 디스플레이를 제작하는 비용의 상당한 감소 및 따라서 더 낮아진 최종 소비자 비용을 촉진시킨다. 앞서 언급된 바와 같이, 디스플레이 제조(특히 OLED 제조)가 본 명세서에 소개된 기법의 한 가지 적용예이지만, 이들 기법이 다양한 프로세스, 컴퓨터, 인쇄기, 소프트웨어, 제조 기기 및 최종 디바이스에 적용될 수 있으며 디스플레이 패널에 국한되지 않는다.
공차 내 정밀한 타깃 영역 부피(가령, 우물 부피)를 증착하기 위한 능력의 한 가지 이점은, 앞서 언급한 바와 같이, 공차 내에서 의도적인 편차를 주입할 수 있다는 것이다. 이들 기법은 디스플레이의 픽셀화된 아티팩트를 감춰, 이러한 "라인 효과"를 육안으로 볼 수 없게 렌더링할 수 있게 함으로써, 디스플레이의 실질적인 품질 개선을 촉진한다. 도 7은 이 편차를 주입하기 위한 한 가지 방법과 연관된 블록도(701)를 제공한다. 앞서 언급된 다양한 방법 및 블록도에서처럼, 상기 블록도(701) 및 관련 방법은 선택적으로, 자립형 매체 또는 더 큰 기계의 일부 상의 소프트웨어로서 구현될 수 있다.
도면부호(703)로 지시되는 바와 같이, 편차가 특정 주파수 기준에 따라 만들어질 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 콘트라스트 편차에 대한 인간의 눈의 감도는 밝기, 예상 가시 거리, 디스플레이 해상도, 컬러 및 그 밖의 다른 요인의 함수이다. 주파수 기준의 일부로서, 서로 다른 밝기 레벨에서의 컬러들 간 콘트라스트의 공간적 편차에 대한 통상적인 인간의 눈의 감도가 주어지면, 이러한 편차가 인간의 눈에 지각되지 않는 방식으로 매끄러워지는 것, 가령, 예상 가시 조건 하에서 (a) 임의의 방향들에서, 또는 (b) 컬러 성분들 사이에 인간이 관찰할 수 있는 패턴을 만들지 않는 방식으로 변경될 것을 보장하기 위한 수단이 사용된다. 선택사항으로서 앞서 언급된 바와 같이 이는 계획된 랜덤화 기능을 이용해 이뤄질 수 있다. 최소 기준이 특정되면, 인간의 눈에 임의의 가시적 아티팩트를 감추도록 계산되는 방식으로, 각각의 컬러 성분 및 각각의 픽셀에 대한 타깃 충전 부피가 의도적으로 변화될 수 있다(705). 도 7의 우측은 다양한 프로세스 옵션을 나타내는데, 가령, 편차가 컬러 성분에 독립적으로 만들어질 수 있음을 나타내고(707), 이때, 지각 가능한 패턴에 대한 시험이 알고리즘을 기초로 적용되어 충전 편차가 지각 가능한 패턴을 발생시키지 않음을 보장할 수 있다. 도면부호(707)로 지시되는 바와 같이, 임의의 특정 컬러 성분(가령, 임의의 특정 잉크)에 대해, 편차가 복수의 공간 차원, 가령, x 및 y 차원 각각에 독립적으로 만들어질 수 있다(709). 다시 말하면, 하나의 실시예에서, 편차가 각각의 차원/컬러 성분에 대해 매끄러워질 뿐 아니라, 이들 차원 각각 간 차이의 임의의 패턴이 또한 억제되어 보이지 않게 될 수 있다. 도면부호(711)에서, 가령, 임의의 바람직한 기준을 이용해 액적 부피 분석 전에 사소한 타깃 충전 편차를 각각의 타깃 영역의 충전에 할당함으로써, 생성기 기능 또는 기능들이 적용되어 이들 기준이 충족됨을 보장할 수 있다. 도면부호(713)로 지시되는 바와 같이, 하나의 실시예에서, 선택사항으로서, 상기 편차는 랜덤이도록 만들어질 수 있다.
도면부호(715)에서, 따라서 각각의 타깃 영역에 대한 특정 액적 조합의 선택이 선택된 편차 기준에 유리하게 가중된다. 앞서 언급된 바와 같이, 이는 타깃 충전 편차를 통해, 또는 액적(가령, 스캔 경로, 노즐-파형 조합, 또는 둘 모두) 선택 시에 수행될 수 있다. 이 편차를 부여하기 위한 또 다른 방법이 역시 존재한다. 예를 들어, 한 가지 고려되는 구현예에서, 도면부호(717)에서, 스캔 경로가 비선형 방식으로 변화하여 평균 스캔 경로 방향에 걸쳐 액적 부피를 효과적으로 변화시킨다. 도면부호(719)에서, 가령, 분사 펄스 상승 시간, 하강 시간, 전압, 펄스 폭을 조절하거나 펄스당 복수의 신호 레벨(또는 그 밖의 다른 형태의 펄스 성형 기법)을 이용하여 사소한 액적 부피 편차를 제공함으로써, 노즐 분사 패턴이 변화될 수 있고, 하나의 실시예에서, 이들 편차는 사전에 계산될 수 있으며, 다른 실시예에서, 매우 사소한 부피 편차를 만드는 파형 편차만 사용되고, 이때 누적 충전량이 특정된 공차 범위 내에 있음을 보장하기 위한 그 밖의 다른 수단이 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 각각의 타깃 영역에 대해, 특정된 공차 범위 내에 속하는 복수의 액적 조합이 계산되고 각각의 타깃 영역에 대해, 상기 타깃 영역 내에 어느 액적 조합이 사용되는지에 대한 선택이 (가령, 랜덤하게 또는 수학적 함수를 기초로) 변화됨으로써, 타깃 영역들 간 액적 부피를 효과적으로 변화시키고 라인 효과를 완화시킨다. 이러한 편차는 타깃 영역의 하나의 행, 타깃 영역의 하나의 열, 또는 둘 모두 상에서 스캔 경로 방향을 따라 구현될 수 있다.
도 8a-9c는 본 명세서에 언급된 기법을 위한 시뮬레이션 데이터를 제공하도록 사용된다. 도 8a-8c는 5개의 액적을 기초로 하는 충전 부피를 나타내고, 반면에 도 9a-9c는 10개의 액적을 기초로 하는 충전 부피를 나타낸다. 이들 도면 각각에 대해, 지시자 "A"(가령, 도 8a 및 9a)는 부피 차이를 고려하지 않고 액적을 증착시키기 위해 노즐이 사용되는 상황을 나타낸다. 이와 달리, 지시자 "B"(가령, 도 8b 및 9b)는 노즐들 간 기대 부피 차이를 "평균화"하기 위해 (5 또는 10개의) 액적의 랜덤 조합이 선택되는 상황을 나타낸다. 마지막으로, 지시자 "C"(가령, 도 8c 및 9c)는 타깃 영역들 간 누적 충전 분산을 최소화하기 위해, 스캔 및 노즐 분사가 타깃 영역당 특정 누적 잉크 부피에 따라 달라지는 상황을 나타낸다. 이들 다양한 도면에서, 노즐당 편차가 실제 디바이스에서 관찰되는 편차와 일치하는 것으로 가정되며, 각각의 수직축은 pL 단위의 누적 충전 부피를 나타내며, 각각의 수평축은 타깃 영역, 예를 들어, 픽셀 우물 또는 픽셀 컬러 성분의 개수를 나타낸다. 이들 도면에서 강조하는 것은 가정 평균에 대해 랜덤하게 분포된 액적 편차를 가정하면서, 누적 충전 부피에서의 편차를 보이기 위한 것이다. 도 8a-8c의 경우, 노즐당 평균 부피는 노즐당로 10.00pL보다 약간 작고, 도 9a-9c의 경우, 노즐당 평균 액적 부피는 노즐당로 10.00pL보다 약간 큰 것으로 가정된다.
도 8a에 나타난 제 1 그래프(801)는 이들 차이를 완화하기 위한 어떠한 시도도 없을 때의 노즐 액적 부피의 차이를 가정하는 우물당 부피 편차를 나타낸다. 이들 편차는 약 ±2.61%의 누적 충전 부피의 범위를 갖는 극값(가령, 정점(803))일 수 있다. 언급된 바와 같이, 5개의 액적의 평균이 50.00pL보다 약간 낮고, 도 8a는 이러한 평균을 중앙으로 갖는 샘플 공차 범위의 2개의 세트를 보여주며, 이때 제 1 범위(805)는 이 값을 중앙으로 갖는 ±1.00%의 범위를 나타내고, 제 2 범위(807)는 이 값을 중앙으로 갖는 ±0.50%의 범위를 나타낸다. 범위를 초과하는 다양한 정점(peak) 및 저점(trough)(가령, 정점(803))에 의해 나타나는 바와 같이, 이러한 인쇄 공정은 규격(가령, 이들 범위 중 하나 또는 그 밖의 다른 것)을 충족하는 데 실패할 많은 우물을 도출한다.
도 8b에 나타난 제 2 그래프(811)는 액적 부피 편차의 효과를 통계적으로 평균내기 위해 우물당 5개의 노즐의 랜덤화된 세트를 이용한 우물당 부피 편차를 나타낸다. 이러한 기법은 임의의 특정 우물에서의 특정 부피의 잉크의 정밀한 생산을 가능하게 하지도 않고, 이러한 공정이 누적 부피가 범위 내에 있음을 보증하지도 않는다. 예를 들어, 규격 밖에 있는 충전 부피의 퍼센티지가 도 8a에 의해 나타나는 것보다 훨씬 더 우수한 케이스를 나타내더라도, 개별 우물(가령, 저점(813)에 의해 식별되는 우물)이 규격, 가령, 도면부호(805 및 807)가 각각 나타내는 ±1.00% 및 ±0.50% 편차 밖에 있는 상황이 여전히 존재한다. 이러한 경우, 도 8a에서 제시된 데이터에 비해 랜덤 혼합에 의한 개선을 반영하여, 최소/최대 오차는 ±1.01%이다.
도 8c는 상기 기법에 따르는 노즐당 액적의 특정 조합을 이용하는 제 3의 경우를 나타낸다. 특히, 그래프(821)는 편차가 전부 ±1.00% 범위 내에 있고 모든 나타나는 타깃 영역에 대해 ±0.50% 범위를 거의 충족함을 보여주며, 다시 한번 말하자면, 이들 범위는 각각 도면부호(805 및 807)에 의해 나타난다. 이 예시에서, 5개의 특정하게 선택된 액적 부피가 사용되어 각각의 스캔 라인에서 우물을 충전할 수 있고, 이때, 각각의 패스 또는 스캔에 대해 적절하게 인쇄 헤드/기판이 편이(shift)할 수 있다. 최소/최대 오차는 ±0.595%이며, 이는 이러한 형태의 "스마트 혼합(smart mixing)"에 의한 추가 개선을 반영한다. 개선 및 데이터 관찰이 임의의 형태의 지능형 액적 부피 조합에 대해 일관되어, 특정 충전량 또는 공차 범위를 획득할 수 있고, 가령, 여기서 노즐 행(또는 복수의 인쇄 헤드) 간 오프셋이 사용되거나, 복수의 사전 선택된 구동 파형이 사용되어 특정하게 선택된 액적 부피의 조합을 허용할 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 도 9a-9c는 유사한 데이터를 제시하나, 노즐당 약 10.30pL의 평균 액적 부피를 갖고, 우물당 10개의 액적의 조합을 가정한다. 특히, 도 9a의 그래프(901)는 액적 부피 차이를 완화하기 위한 어떠한 주의도 기울여지지 않은 경우를 나타내고, 도 9b의 그래프(911)는 부피 차이를 통계적으로 "평균화"하기 위해 액적이 랜덤하게 도포되는 경우를 나타내며, 도 9c의 그래프(921)는 (도 9a/9b의 평균 충전 부피, 즉, 대략 103.10pL를 얻기 위해) 특정 액적의 계획된 혼합의 경우를 나타낸다. 이들 다양한 도면은 각각 범위 화살표(905 및 907)를 이용해 표시되는 이 평균에서 ±1.00% 및 ±0.50% 편차의 공차 범위를 보인다. 도면 각각은 편차에 의해 나타나는 각자의 정점(903, 913 및 923)을 더 보여준다. 그러나 도 9a는 타깃에서 ±2.27%의 편차를 나타내고, 도 9b는 타깃에서 ±0.707%의 편차를 나타내며, 도 9c는 타깃에서 ±0.447%의 편차를 나타낸다. 더 많은 수의 액적의 평균을 구할 때, ±0.50% 범위는 아닌 평균에서 ±1.00% 공차 범위를 얻기 위한 도 9b의 "랜덤 액적" 솔루션이 나타난다. 이와 달리, 도 9c의 솔루션은 두 공차 범위 모두를 충족하는 것으로 나타나, 우물간 액적 조합에서의 편차를 여전히 허용하면서 편차가 규격 내에 있도록 제한될 수 있음을 보여준다.
본 명세서에 기재된 기법의 한 가지 선택적 실시예가 정확히 이와 관련하여 기재된다. 즉, x%의 최대 액적 부피 편차를 갖는 노즐이 y%의 최대 기대 부피 편차를 갖는 누적 충전 부피를 증착하도록 사용되는 인쇄 공정의 경우, 종래 방식으로는, 누적 충전 부피가 x% 미만만큼 변화할 것임을 보증하는 수단이 거의 없다. x%가 y%보다 큰 적용예에서, 이는 잠재적인 문제를 가진다. 액적 평균화 기법(가령, 도 8b 및 9b에서 나타난 데이터에 의해 나타나는 것들)이 타깃 영역들 간 부피 편차를 x%/(n)1/2의 기대 분산(variance)까지로 통계적으로 감소시키는데, 여기서 n은 원하는 충전 부피를 얻기 위해 타깃 영역당 요구되는 액적의 평균 수이다. 이러한 통계적 접근법에 의해서조차, 실제 타깃 영역 충전 부피가 y%의 공차 내에 있을 것임을 신뢰할만하게 보장하기 위한 어떠한 수단도 없다. 본 명세서에서 언급된 기법은 이러한 신뢰성을 제공하는 수단을 제공한다. 따라서 한 가지 선택적 실시예는 제어 데이터를 생성하거나 인쇄기를 제어하는 방법, 및 관련 장치, 시스템, 소프트웨어 및 타깃 영역들 간 통계적 부피 분산이 x%/(n)1/2보다 우수한(가령,x%/(n)1/2보다 상당히 우수한) 개선을 제공한다. 특정 구현예에서, 이 조건은 각각의 스캔에 의해 액적을 각각의 타깃 영역 행(가령, 각자의 픽셀 우물)에 증착하기 위해 인쇄 헤드 노즐이 동시에 사용되는 환경 하에서 충족된다. 달리 설명하면, 이러한 특정 구현예에서, 타깃 액적 부피의 ± x%의 액적 편차를 나타내는 노즐이 자신의 액적이 조합되게 하여, 타깃 영역 누적 충전 부피가 x%/(n)1/2 미만의 통계적 분산을 갖는 타깃 영역 충전 부피를 획득할 수 있고 각각의 인쇄 헤드/기판 스캔에 대해 서로 다른 각각의 타깃 영역 행에 대해 서로 다른 노즐의 동시 사용을 특징으로 한다.
특정 타깃을 충족하기 위해 액적 부피의 합이 특정하게 선택되도록 액적들을 조합하기 위한 기본 기법의 세트가 기재되었고, 본 명세서는 이제 이들 원리로부터 이익을 얻을 수 있는 특정 디바이스 및 적용예에 대한 더 상세한 설명을 제공할 것이다. 이러한 설명은 비제한적, 즉, 앞서 언급된 방법을 실시하기 위해 특정하게 고려된 몇 개의 구현예를 기재하기 위한 것이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 다중-챔버 제조 장치(1001)가 몇 개의 일반적인 모듈 또는 서브시스템, 가령, 이송 모듈(1003), 인쇄 모듈(1005) 및 처리 모듈(1007)을 포함한다. 각각의 모듈은 제어된 환경을 유지하여, 가령, 제 1 제어 분위기(controlled atmosphere)에서 인쇄 모듈(1005)에 의해 인쇄가 수행되고, 그 밖의 다른 처리, 가령, 또 다른 증착 공정, 가령, 무기 캡슐화 층 증착 또는 양생 공정(가령, 인쇄된 물질의 경화)이 제 2 제어 분위기에서 수행될 수 있게 한다. 장치(1001)는 하나 이상의 기계적 핸들러를 이용하여, 기판을 비제어 분위기에 노출시키지 않으면서 상기 기판을 모듈 사이에 이동시킨다. 임의의 특정 모듈 내에서, 상기 모듈에 대해 수행될 처리에 적합한 그 밖의 다른 기판 핸들링 시스템 및/또는 특정 디바이스 및 제어 시스템을 이용하는 것이 가능하다.
이송 모듈(1003)의 다양한 실시예가 입력 로드록(input loadlock)(1009)(즉, 제어 분위기를 유지하면서 서로 다른 환경들 간 버퍼링을 제공하는 챔버), (기판을 이송하기 위한 핸들러를 갖는) 이송 챔버(1011), 및 분위기 완충 챔버(atmospheric buffer chamber)(1013)를 포함할 수 있다. 인쇄 모듈(1005) 내에서, 그 밖의 다른 기판 핸들링 수단, 가령, 인쇄 공정 동안 기판의 안정한 지지를 위한 부상 테이블(flotation table)을 이용하는 것이 가능하다. 덧붙여, xyz-모션 시스템, 가령, 분할 축(split axis) 또는 갠트리 모션 시스템(gantry motion system)이 기판에 대한 적어도 하나의 인쇄 헤드의 정밀한 위치설정을 위해 사용될 수 있고, 또한 인쇄 모듈(1005)을 통과하는 기판의 이송을 위해 y축 수송 시스템이 제공될 수 있다. 또한 인쇄 챔버 내에서 각자의 인쇄 헤드 조립체를 이용해 인쇄하기 위해 복수의 잉크를 이용하는 것이 가능하여, 예를 들어 2개의 서로 다른 유형의 증착 공정이 하나의 제어 분위기에서 인쇄 모듈 내에서 수행될 수 있다. 인쇄 모듈(1005)은 잉크젯 인쇄 시스템을 하우징하는 가스 인클로저(gas enclosure)(1015)를 포함할 수 있고, 비활성 분위기(가령, 질소, 영족 가스, 또 다른 유사한 가스, 또는 이들의 조합)를 도입하기 위한 수단 및 그 밖의 다른 방식으로 환경 조정(가령, 온도 및 압력)을 위한 분위기, 가스 성분(gas constituency) 및 입자 존재를 제어하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
처리 모듈(1007)은 예를 들어 이송 챔버(1016)를 포함할 수 있고, 이 이송 챔버는 기판을 이송하기 위한 핸들러를 더 가질 수 있다. 덧붙여, 처리 모듈은 출력 로드록(1017), 질소 스택 버퍼(1019), 및 양생 챔버(1021)를 더 포함할 수 있다. 일부 적용예에서, 가령, 열 또는 UV 복사 경화 공정을 이용해, 모노머 필름을 균일한 폴리머 필름으로 경화하기 위해, 양생 챔버가 사용될 수 있다.
하나의 적용예에서, 장치(1001)는 액정 디스플레이 스크린 또는 OLED 디스플레이 스크린의 대량 생산, 가령, 하나의 대형 기판 상에 한 번에 8개의 스크린의 어레이를 제조하는 데 적합하다. 이들 스크린은 텔레비전용으로 사용될 수 있고 그 밖의 다른 형태의 전자 디바이스의 디스플레이 스크린으로서 사용될 수 있다. 제 2 적용예에서, 장치는 태양열 패널의 대량 생산을 위해 동일한 방식으로 사용될 수 있다.
앞서 기재된 액적-부피 조합 기법에 적용될 때, 인쇄 모듈(1005)은 디스플레이 패널 제조에서 사용되어 하나 이상의 층, 가령, 광 필터링 층, 발광 층, 장벽 층, 전도성 층, 유기 또는 무기 층, 캡슐화 층 및 그 밖의 다른 유형의 물질을 증착할 수 있다. 예를 들어 도시된 장치(1001)에 기판이 실릴 수 있고, 비제어 분위기에의 중간 노출에 의해 방해받지 않는 방식으로 하나 이상의 인쇄된 층을 증착 및/또는 경화(cure or harden)하도록 다양한 챔버들 간에 기판을 왕복으로 이동시키도록 제어될 수 있다. 기판은 입력 로드록(1009)을 통해 실릴 수 있다. 이송 모듈(1003) 내에 위치하는 핸들러가 입력 로드록(1009)에서 인쇄 모듈(1005)로 기판을 이동시킬 수 있고, 인쇄 공정의 완료 후, 경화를 위해 처리 모듈(1007)로 이동시킬 수 있다. 후속 층의 반복된 증착에 의해, 타깃 영역당 제어되는 부피 각각에 대해 누적 층 속성이 임의의 바람직한 적용예에 적합하도록 구축될 수 있다. 다시 말하면, 앞서 기재된 기법이 디스플레이 패널 제작 공정에 한정되지 않으며 여러 다른 유형의 툴이 사용될 수 있다. 예를 들어, 장치(1001)의 구성은 다양한 모듈(1003, 1005 및 1007)을 상이하게 병치하도록 달라질 수 있으며, 또한 추가 모듈 또는 더 적은 모듈이 사용될 수도 있다.
도 10은 연결된 챔버들 또는 제조 구성요소의 세트의 하나의 예시를 제공하지만, 그 밖의 다른 많은 가능성이 존재함이 자명하다. 앞서 소개된 잉크 액적 증착 기법이 도 10에 도시된 디바이스와 함께 사용될 수 있으며, 실제로 임의의 그 밖의 다른 유형의 증착 설비에 의해 수행되는 제조 공정을 제어할 수 있다.
도 11은 본 명세서에 특정된 바와 같은 하나 이상의 층을 갖는 디바이스를 제작하도록 사용될 수 있는 하나의 장치의 다양한 서브시스템을 보여주는 블록도를 제공한다. 소프트웨어(도 11에 도시되지 않음)에 의해 제공되는 명령에 따라 동작하는 프로세서(1103)에 의해 다양한 서브시스템 상에서의 좌표가 제공된다. 제조 공정 동안, 프로세서가 데이터를 인쇄 헤드(1105)로 공급하여, 인쇄 헤드로 하여금, 가령, 하프톤 인쇄 이미지(halftone print image)에 의해 제공되는 분사 명령에 따라 다양한 부피의 잉크를 분출할 수 있게 한다. 일반적으로 인쇄 헤드(1105)는 행(또는 어레이의 행들)으로 배열된 복수의 잉크 젯 노즐, 및 노즐당 압전 또는 그 밖의 다른 트랜스듀서의 활성화에 반응하여 잉크의 분사(jetting)를 가능하게 하는 이와 연관된 저장소(reservoir)를 가지며, 이러한 트랜스듀서에 의해 노즐이 제어된 양의 잉크를 대응하는 압전 트랜스듀서에 인가되는 전자 노즐 구동 파형 신호에 의해 통제되는 양으로 분출할 수 있다. 또 다른 분사 수단이 또한 사용될 수 있다. 하프톤 인쇄 이미지에 의해 나타나는 바와 같이, 인쇄 헤드가 다양한 인쇄 셀 내 격자 좌표에 대응하는 기판(1107)의 다양한 x-y 위치에 잉크를 도포한다. 위치 편차가 인쇄 헤드 모션 시스템(1109) 및 기판 핸들링 시스템(1111) 모두에 의해 영향 받는다(가령, 인쇄가 기판에 걸쳐 하나 이상의 이동폭(swath)을 기술할 수 있다). 하나의 실시예에서, 인쇄 헤드 모션 시스템(1109)이 트래블러를 따라 인쇄 헤드를 왕복으로 이동시키며, 그동안 기판 핸들링 시스템은 안정한 기판 지지 및 기판의 "y" 차원 이송을 제공하여 기판의 임의의 부분의 "분할축(split-axis)" 인쇄를 가능하게 하고; 기판 핸들링 시스템은 비교적 빠른 y-차원 이송을 제공하고, 그동안 인쇄 헤드 모션 시스템(1109)은 비교적 느린 x-차원 이송을 제공한다. 또 다른 실시예에서, 기판 핸들링 시스템(1111)은 x-차원과 y-차원 이송 모두를 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전적으로, 기판 핸들링 시스템(1111)에 의해 주 이송(primary transport)이 제공될 수 있다. 이미지 캡처 디바이스(1113)가 임의의 기준점을 측위(locate)하고 정렬 및/또는 오차 검출을 보조할 수 있다.
장치는 잉크 전달 시스템(1115) 및 인쇄 헤드 유지관리 시스템(1117)을 포함하여 인쇄 동작을 보조할 수 있다. 인쇄 헤드는 주기적으로 교정되거나 유지관리 공정의 대상이 될 수 있으며, 이러한 목적으로, 유지관리 시퀀스 동안, 인쇄 헤드 유지관리 시스템(1117)이 사용되어 특정 공정에 적합하게 적절한 프라이밍, 잉크 또는 가스의 퍼지(purge), 시험 및 교정, 및 그 밖의 다른 동작을 수행할 수 있다.
앞서 소개된 바와 같이, 인쇄 공정이 제어된 환경에서 수행될 수 있는데, 즉, 증착되는 층의 효과를 저하시킬 수 있는 오염 위험의 감소를 제공하는 방식으로 수행될 수 있다. 이를 위해, 장치는 기능 블록(1121)에 의해 지시되는 챔버 내 분위기를 제어하는 챔버 제어 서브시스템(1119)을 포함한다. 언급된 바와 같은 선택적 프로세스 편차가 주변 질소 가스 분위기의 존재 하에 증착 물질의 분사를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 본 명세서에 기재된 실시예에서, 개별 액적 부피가 조합되어, 타깃 충전 부피에 따라 선택된 타깃 영역당 특정 충전 부피를 획득할 수 있다. 특정 충전 부피가 각각의 타깃 영역에 대해 계획될 수 있고, 이때 충전 값이 타깃 값을 중심으로 허용되는 공차 범위 내에서 변화한다. 이러한 실시예에서, 액적 부피가 잉크, 노즐, 구동 파형, 및 그 밖의 다른 요인에 따르는 방식으로 특정하게 측정된다. 이러한 목적으로, 도면부호(1123)가 선택적 액적 부피 측정 시스템을 지시하며, 여기서 각각의 노즐에 대해 그리고 각각의 구동 파형에 대해 액적 부피(1125)가 측정되고 그 후 메모리(1127)에 저장된다. 이러한 액적 측정 시스템은, 앞서 언급된 바와 같이, 상업적 인쇄 디바이스에 내장되는 광학 스트로브 카메라 또는 레이저 스캐닝 디바이스(또는 그 밖의 다른 부피 측정 툴)일 수 있다. 하나의 실시예에서, 이러한 디바이스는 실시간으로(또는 준실시간으로) 동작하여 개별 액적 부피, 증착 궤적, 액적 속도, 및 유사한 데이터를 측정할 수 있다. 이 데이터는 인쇄 동안, 또는 1회성, 간헐적 또는 주기적 교정 동작 동안, 프로세서(1103)로 제공된다. 도면부호(1129)로 지시되는 바와 같이, 선택사항으로 특정 타깃 영역당 액적 조합을 생산하도록 차후에 사용되기 위해 분사 파형의 사전 배열된 세트가 각각의 노즐과 연관될 수 있고, 실시예에 대해 이러한 파형의 세트가 사용되는 경우, 각각의 파형 동안 각각의 노즐에 대해 액적 측정 시스템(1127)을 이용해 교정 동안 액적 부피 측정이 계산되는 것이 바람직하다. 측정치가 필요에 따라 취해지고 처리(가령, 평균화)되어 통계적 부피 측정 오차를 최소화할 수 있기 때문에, 실시간 또는 준실시간 액적 부피 측정 시스템을 제공함으로써 바람직한 공차 범위 내 타깃 영역 부피 충전을 제공하는 신뢰성이 크게 향상된다.
도면부호(1131)가 프로세서(1103) 상에서 실행되는 인쇄 최적화 소프트웨어의 사용을 지칭한다. 더 구체적으로, 이 소프트웨어는, (원 위치로 측정된 또는 그 밖의 다른 방식으로 제공된) 액적 부피(1125)를 기초로, 이 정보를 이용해 타깃 영역당 특정 충전 부피를 획득하기 위해 적절하게 액적 부피를 조합하는 방식으로 인쇄를 계획할 수 있다. 하나의 실시예에서, 앞서 언급된 예시에 따라, 특정 오차 공차 내에서 0.01pL 또는 이보다 우수한 분해능에 따라 누적 부피가 계획될 수 있다. 인쇄가 계획되면, 프로세서가 인쇄 파라미터, 가령, 스캔의 횟수 및 시퀀스, 액적 크기, 상대적 액적 분사 시간, 및 유사한 정보를 계산하고, 각각의 스캔에 대한 노즐 분사를 결정하도록 사용되는 인쇄 이미지를 구축한다. 하나의 실시예에서, 인쇄 이미지는 하프톤 이미지이다. 또 다른 실시예에서, 인쇄 헤드는 10,000만큼의 복수의 노즐을 가진다. 이하에서 기재될 바와 같이, 시간 값 및 분사 값(가령, 분사 파형을 기재하는 데이터 또는 액적이 "디지털 방식으로(digitally)" 분사될 것인지 여부를 가리키는 데이터)에 따라 각각의 액적이 기재될 수 있다. 우물당 액적 부피를 변화시키기 위해 기하학적 스텝 및 이진 노즐 분사 결정이 이용되는 실시예에서, 데이터의 비트, 스텝 값(또는 스캔 횟수), 및 액적이 배치되는 곳을 가리키는 위치 값으로 각각의 액적이 규정될 수 있다. 스캔이 연속 모션을 나타내는 구현예에서, 시간 값이 위치 값에 상응하는 것으로 사용될 수 있다. 시간/거리에 기초하는지 또는 절대 위치인지에 무관하게, 값은 노즐이 분사되어야 하는 위치 및 시각을 정밀하게 특정하는 기준(가령, 동기화 마크, 위치 또는 펄스)에 상대적인 위치를 기술한다. 일부 실시예에서, 복수의 값이 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 특정하게 고려된 실시예에서, 스캔 동안 상대적 인쇄 헤드/기판 모션의 각각의 마이크론(micron)에 대응하는 방식으로 각각의 노즐에 대해 동기화 펄스가 발생되고, 각각의 동기화 펄스에 관하여, 각각의 노즐은 (a) 노즐이 분사되기 전에 정수 클록 사이클 딜레이를 기술하는 오프셋 값, (b) 특정 노즐 드라이버에 특화된 메모리로 사전 프로그램된 15개의 파형 선택 중 하나를 기술하기 위해 4-비트 파형 선택 신호(즉, 노즐의 "오프(off)" 또는 비-분사 상태를 특정하는 16개의 가능한 값 중 하나), 및 (c) 노즐이 한 번만, 또는 매 동기화 펄스에 대해 한 번, 또는 매 n개의 동기화 펄스마다 한 번 분사되어야 하는지를 특정하는 반복 가능성 값에 의해 프로그래밍된다. 이러한 경우, 프로세서(1103)에 의해 파형 선택 및 각각의 노즐에 대한 주소가 메모리(1127)에 저장되는 특정 액적 부피 데이터와 연관되고, 이때, 특정 노즐로부터의 특정 파형의 분사가 기판의 특정 타깃 영역으로 누적 잉크를 공급하기 위해 특정한 대응하는 액적 부피가 사용될 것이라는 계획된 결정을 나타낸다.
도 12a-14c는 각각의 타깃 영역에 대한 공차 내 충전 부피를 획득하기 위해 서로 다른 액적 부피를 정밀하게 조합하기 위해 사용될 수 있는 또 다른 기법을 소개하도록 사용될 것이다. 제 1 기법에서, 인쇄 동안(가령, 스캔 사이에서) 노즐의 행들이 서로에 대해 선택적으로 오프셋될 수 있다. 이 기법은 도 12a-12b를 참조하여 소개된다. 제 2 기법에서, 압전기 트랜스듀서 분사 및 따라서 각각의 분출되는 액적의 속성(가령, 부피)을 조절하기 위해 노즐 구동 파형이 사용될 수 있다. 몇 가지 옵션을 설명하기 위해 도 13a-13b가 사용된다. 마지막으로, 하나의 실시예에서, 복수의 대안적 액적 분사 파형의 세트가 사전에 계산되고 각각의 인쇄 노즐에 의해 사용되도록 이용 가능해진다. 이 기법 및 관련 회로가 도 14a-c를 참조하여 설명된다.
도 12a는 화살표(1207)로 지시되는 스캐닝 방향으로 기판(1205)을 횡단하는 인쇄 헤드(1203)의 평면도(1201)를 제공한다. 본 명세서에서 상기 기판이 복수의 픽셀(1209)로 구성되는 것으로 나타나고 이때 각각의 픽셀이 각자의 컬러 성분과 연관된 우물(1209-R, 1209-G 및 1209-B)을 가진다. 이 도시는 예시에 불과하다, 즉, 본 명세서에서 사용되는 기법은 디스플레이의 어떠한 층에도 적용될 수 있으며(가령, 개별 컬러 성분에 국한되지 않고 컬러 부여 층에 국한되지 않는다), 이들 기법은 또한 디스플레이 디바이스가 아닌 다른 것을 제작하는 데 사용될 수 있다. 이 경우, 인쇄 헤드가 한 번에 하나의 잉크를 증착하는 것이 의도되며, 잉크가 컬러 성분-특정적이라고 가정될 때, 디스플레이의 각자의 우물에 대해 컬러 성분들 중 하나씩에 대해 개별 인쇄 공정이 수행될 것이다. 따라서 적색 광 발생에 특정적인 잉크를 증착하기 위해 제 1 공정이 사용 중인 경우, 각각의 픽셀의 제 1 우물, 가령, 픽셀(1209)의 우물(1209-R) 및 픽셀(1211)의 유사한 우물만 제 1 인쇄 공정에서 잉크를 수용할 것이다. 제 2 인쇄 공정에서, 픽셀(1209)의 제 2 우물(1209-G) 및 픽셀(1211)의 유사한 우물이 제 2 잉크를 수용할 것이다. 따라서 다양한 우물이 서로 다른 3개의 겹치는 타깃 영역(이 경우, 유체 저장소 또는 우물) 어레이로서 나타난다.
인쇄 헤드(1203)는 복수의 노즐, 가령, 번호(1213, 1215 및 1217)를 이용하여 지시되는 것을 포함한다. 이 경우, 각각의 번호가 개별적인 노즐 행을 지칭하며, 행은 기판의 열 축(column axis)(1218)을 따라 뻗어 있다. 노즐(1213, 1215 및 1217)은 기판(1205)에 대해, 제 1 노즐 열을 형성하는 것으로 보이고, 노즐(1229)은 제 2 노즐 열을 나타낸다. 도 12a에 의해 도시되는 바와 같이, 노즐은 픽셀과 정렬되지 않고, 하나의 스캔으로 인쇄 헤드가 기판을 횡단할 때, 일부 노즐은 타깃 영역을 피하고 반면에 또 다른 노즐들은 그렇지 않을 것이다. 덧붙여, 도면에서, 인쇄 노즐(1213, 1215 및 1217)이 픽셀(1209)로 시작하는 픽셀 행의 중앙에 정밀하게 정렬되고, 제 2 열의 인쇄 노즐(1229)이 픽셀(1211)로 시작하는 픽셀 행을 피할 것이다, 즉, 정확히 픽셀의 중앙으로 정렬되지 않는다. 그러나 많은 적용예에서, 타깃 영역 내 액적이 증착되는 정밀 위치는 중요하지 않으며, 이러한 오정렬은 허용될 수 있다. 이 도면은 단지 예시에 불과한데, 가령, 실제로, 임의의 패스에서 단일 인쇄 헤드의 둘 이상의 노즐이 사용되어 특정 우물에 잉크를 증착할 수 있도록(가령, 도 1b 및 3c의 가정에서 나타남) 노즐이 일부 실시예에서 충분히 밀접하게 이격되어 있을 수 있다. 우물의 행에 대한 노즐의 열의 정렬/오정렬이 각각 라인(1225 및 1227)에 의해 나타나며, 이들은 잉크를 수용하기 위한 인쇄 우물의 중앙을 가리킨다.
도 12b는 또 다른 뷰(1231)를 제공하며, 여기서 모든 3개의 노즐 행(또는 개별 인쇄 헤드)이 축(1218)에 대해 대략 30도만큼 회전됐음이 나타난다. 이 선택적 능력이 앞서 도 2a에서 도면부호(218)로 지칭됐다. 더 구체적으로, 회전 때문에, 열 축(1218)을 따르는 노즐들의 간격이 변경됐으며, 각각의 노즐 열이 우물 중앙(1225 및 1227)과 정렬된다. 그러나 스캐닝 모션(1207) 때문에, 각각의 노즐 열로부터의 노즐이 서로 다른 상대적 시간에서 픽셀 열(가령, 1209 및 1211)과 교차할 것이고 따라서 잠재적으로 서로 다른 위치 분사 데이터(가령, 액적을 분사하기 위한 서로 다른 타이밍)를 가질 것이다. 일부 실시예에서, 특히 타깃 영역 내 증착된 액적의 위치를 정밀하게 측정할 필요가 있는 경우, 이러한 특정하게 정렬된 배열이 선호된다. 또 다른 실시예에서, 노즐이 타깃 영역에 특수하게 또는 정밀하게 정렬되지 않는 배열이 감소되는 시스템 복잡도 때문에, 특히, 타깃 영역 내에서 각각의 액적의 위치를 정밀한 위치로 측정하는 것이 불필요한 경우에, 선호된다.
도 12c에서 나타난 바와 같이, 하나의 실시예에서, 선택적으로 복수의 노즐 행이 구비된 인쇄 헤드가 서로 선택적으로 오프셋된 이러한 행들을 가질 수 있다. 즉, 도 12c는 또 다른 평면도를 제공하며, 여기서 오프셋 화살표(1253 및 1255)에 의해 나타나는 바와 같이, 각각의 인쇄 헤드(또는 노즐 행)(1219, 1221 및 1223)이 서로에 대해 오프셋된다. 이들 화살표는 인쇄 헤드 조립체에 대한, 대응하는 행의 선택적 오프셋을 가능하게 하기 위해, 각각의 노즐 행에 대해 하나씩 선택적 모션 수단의 사용을 나타낸다. 이는 각각의 스캔에 의한 노즐의 서로 다른 조합(및 이와 연관된 특정 액적 부피)을 제공하며, 따라서 서로 다른 특정 액적 조합(가령, 1207)을 제공한다. 예를 들어, 이러한 실시예에서, 도 12c에 의해 도시되는 바와 같이, 오프셋이 노즐(1213 및 1257) 모두가 중앙 라인(1225)과 정렬되도록 하고, 따라서 단일 패스에서 이들 각자의 조합된 액적 부피를 갖도록 한다. 이 실시예는 기하학적 스텝을 변화시키는 특정 실시예로 고려되며, 가령, 기판(1205)에 대한 인쇄 헤드 조립체(1203)의 연속적 스캔 사이에 기하학적 스텝 크기가 고정된 경우라도, 다른 스캔에서 특정 행의 위치에 대한 모션 수단을 이용해 특정 노즐 행의 각각의 이러한 스캔 모션이 가변 오프셋에 또는 스텝에 효과적으로 위치한다. 그러나 앞서 소개된 원리와 일치하도록, 이러한 실시예는 감소된 개수의 스캔 또는 패스에 의해, 개별적인 노즐당 액적 부피가 누적되게, 특히, 각각의 우물에 대해 조합(또는 액적 세트)되게 한다. 예를 들어, 도 12c에 도시된 실시예에 의해, 3개의 액적이 각각의 스캔에 의해 각각의 타깃 영역(가령, 적색 컬러 성분에 대한 우물)에 증착될 수 있고, 추가로 오프셋이 액적 부피 조합의 계획된 편차를 가능하게 한다.
도 12d는 스캐닝 방향으로 취해진, 하나의 우물(가령, 도 12a의 우물(1209-R))에 대한 완성된 디스플레이의 횡단면도이다. 특히, 이 뷰는 평면 패널 디스플레이, 가령, OLED 디바이스의 기판(1252)을 나타낸다. 도시된 횡단면이 디스플레이(가령, 각각의 픽셀의 컬러)를 제어하기 위한 전기 신호를 수신하기 위한 활성 영역(1253) 및 전도성 단말기(1255)를 보여준다. 기판(1252) 위에 활성 영역의 층을 도시하기 위해 작은 타원 영역(1261)이 도면의 우측에서 확대 도시된다. 이들 층은 애노드 층(1269), 정공 주입 층("HIL")(1271), 정공 수송 층("HTL")(1273), 발광 층("EML")(1275), 전자 수송 층("ETL")(1277) 및 캐소드 층(1278)을 각각 포함한다. 추가 층, 가령, 편광자(polarizer), 장벽 층(barrier layer), 프라이머(primer) 및 그 밖의 다른 물질이 또한 포함될 수 있다. 일부 경우, OLED 디바이스는 이들 층의 서브세트만 포함할 수 있다. 도시된 스택이 제조 후 최종적으로 동작할 때, 전류 흐름에 의해 EML에서 전자 및 "정공"의 재조합이 발생되어, 광의 방출을 도출할 수 있다. 상기 애노드 층(1269)은 몇 개의 컬러 성분 및/또는 픽셀에 공통된 하나 이상의 투명 전극을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 애노드가 인듐 틴 옥사이드(ITO)로 형성될 수 있다. 상기 애노드 층(1269)은 또한 반사성이거나 불투명할 수 있고, 그 밖의 다른 물질이 사용될 수 있다. 일반적으로 캐소드 층(1278)은, 각각의 픽셀에 대해 각각의 컬러 성분에 대한 선택적 제어를 제공하기 위한 패터닝된 전극으로 구성된다. 상기 캐소드 층은 반사성 금속 층, 가령, 알루미늄을 포함할 수 있다. 상기 캐소드 층은 또한 불투명한 층 또는 투명한 층, 가령 ITO 층과 조합되는 금속 박층을 포함할 수 있다. 캐소드와 애노드는 함께 OLED 스택을 통과하는 전자 및 정공을 공급 및 수집하는 역할을 한다. 일반적으로 HIL(1271)은 애노드로부터 HTL로 정공을 수송하는 역할을 수행한다. 일반적으로 상기 HTL(1273)은 HIL에서 EML로 정공을 수송하는 역할을 수행하면서 또한 EML에서 HTL로의 전자의 수송을 촉진시킨다. 일반적으로 상기 ETL(1277)은 캐소드에서 EML로 전자를 수송하면서, EML에서 ETL로의 전자의 수송을 촉진시킨다. 이들 층은 함께 전자 및 정공을 EML(1275)로 공급하고 이들 전자 및 정공을 상기 층에 가둠(confine)으로써, 이들을 재조합하여 광을 발생시킬 수 있다. 일반적으로, EML은 삼원색, 즉, 적색, 녹색 및 청색 각각에 대하여 개별적으로 제어되는 활성 물질로 구성되며, 디스플레이의 각각의 픽셀에 대해 앞서 언급된 바와 같이 이 경우에서 적색 광을 생성하는 물질에 의해 대표된다.
활성 영역에서의 층은 산소 및/또는 수분에의 노출에 의해 저하될 수 있다. 따라서 이들 층을 기판의 반대편에서 면(face) 및 측부(side)(1262/1263) 모두에서뿐 아니라 측방 에지(lateral edge)에서 캡슐화함으로써 OLED 수명을 향상시키는 것이 바람직하다. 캡슐화의 목적은 산소 및/또는 수분을 막는 장벽을 제공하는 것이다. 이러한 캡슐화는, 적어도 부분적으로, 하나 이상의 박막 층의 증착을 통해 형성될 수 있다.
본 명세서에 기재된 기법은 이들 층 중 임의의 층뿐 아니라 이러한 층의 조합을 증착하도록 사용될 수 있다. 따라서 하나의 고려되는 적용예에서, 본 명세서에 언급되는 기법은 삼원색 각각에 대한 EML 층을 위한 잉크 부피를 제공한다. 또 다른 적용예에서, 본 명세서에 기재된 기법은 HIL 층 등에 대한 잉크 부피를 제공하도록 사용된다. 또 다른 적용예에서, 본 명세서에 기재된 기법이 하나 이상의 OLED 캡슐화 층에 대한 잉크 부피를 제공하도록 사용된다. 본 명세서에 언급된 인쇄 기법이 공정 기법에 적절하게 유기 또는 무기 층, 그리고 그 밖의 다른 유형의 디스플레이 및 비-디스플레이 디바이스를 위한 층을 증착하도록 사용될 수 있다.
도 13a는 인쇄 헤드의 노즐 각각으로부터 분출되는 서로 다른 액적 부피를 제공하기 위해 노즐 구동 파형 조절 및 교번 노즐 구동 파형의 사용을 소개하도록 사용된다. 제 1 파형(1303)은 단일 펄스로 나타나며, 상기 펄스는 침묵 구간(1305)(0볼트), 시점 t2에서의 노즐 분사 결정과 연관된 상승 경사(1313), 전압 펄스 또는 신호 레벨(1307), 및 시점 t3에서의 하강 경사(1311)로 구성된다. 도면부호(1309)로 표현되는 유효 펄스 폭은, 펄스의 상승 경사와 하강 경사 간 차이에 따라 달라지는 대략 t3-t2와 동일한 지속시간을 가진다. 하나의 실시예에서, 이들 파라미터(가령, 상승 경사, 전압, 하강 경사, 펄스 지속시간) 중 임의의 것이 변화되어 특정 노즐에 대한 액적 부피 분출 특성을 변화시킬 수 있다. 제 2 파형(1323)은, 제 1 파형(1303)의 신호 레벨(1307)에 비해 더 큰 구동 전압(1325)을 나타내는 것을 제외하고, 제 1 파형(1303)과 유사하다. 더 큰 펄스 전압 및 유한 상승 경사(1327) 때문에, 이러한 더 높은 전압에 도달하는 데 더 오래 걸리고, 마찬가지로, 일반적으로 하강 경사(1329)가 제 1 파형으로부터의 유사한 경사(1311)에 비해 지연된다. 제 3 파형(1333)이 또한 제 1 파형(1303)과 유사하다. 이 경우, (가령, 노즐 임피던스의 조절을 통해) 상이한 상승 경사(1335) 및/또는 상이한 하강 경사(1337)가 경사(1313 및 1311)를 대신하여 사용될 수 있다. 상이한 경사는 더 가파르거나 더 완만하게 만들어질 수 있다(도시된 경우, 더 가팔라짐). 이와 달리, 제 4 파형(1343)의 경우, 예를 들어, 딜레이 회로(가령, 전압-제어식 딜레이 라인)를 이용해 펄스가 더 길게 만들어져서, (도면부호(1345)로 지시되는) 특정 신호 레벨에서의 펄스의 시간을 증가시키고, 도면부호(1347)에 의해 표현되는 바와 같이, 펄스의 하강 에지를 지연시킬 수 있다. 마지막으로, 제 5 파형(1353)은 펄스 성형의 수단을 제공함으로써 복수의 이산 신호 레벨의 사용을 나타낸다. 예를 들어, 이 파형은 처음 언급된 신호 레벨(1307)에서의 시간을 포함하는 것으로 보이지만, 제 2 신호 레벨(1355)로 상승하는 경사가 시점 t3과 t2 사이에서 부분적으로 적용된다. 더 큰 전압 때문에, 이 파형(1357)의 트레일링 에지(trailing edge)가 하강 에지(1311) 뒤에서 지연되는 것처럼 보인다.
이들 기법 중 임의의 기법이 본 명세서에 언급된 실시예들 중 임의의 것과 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 스캔 모션 및 노즐 분사가 이미 계획된 후, 후 작은 범위 내에서 액적 부피를 변화시키도록 구동 파형 조절 기법이 사용되어, 라인 효과를 완화할 수 있다. 제 2 공차가 규격에 따르도록 하는 방식으로 파형 편차를 설계하는 것이 계획된 비-랜덤 또는 계획된 랜덤 편차를 갖는 고품질 층의 증착을 촉진시킨다. 예를 들어, 텔레비전 제조업체가 50.00pL ±0.50%의 충전 부피를 특정한 앞서의 가정을 다시 언급하면, 영역당 충전 부피가 50.00pL ±0.25% (49.785pL-50.125pL)의 제 1 범위 내로 계산될 수 있고, 이때 비-랜덤 또는 랜덤 기법이 파형 편차에 적용되고, (누적 충전 부피에 도달하기 위해 5개의 액적이 필요하다고 가정될 때) 편차는 통계적으로 액적당 ±0.025pL 미만의 부피 편차에 기여한다. 여러 다른 편차가 존재함이 자명하다.
앞서 언급된 바와 같이, 도 13a로부터의 제 5 파형에 의해 나타나는 하나의 실시예에서, 복수의 신호 레벨이 펄스를 성형하도록 사용될 수 있다. 이 기법이 도 13b를 참조하여 이하에서 언급된다.
즉, 하나의 실시예에서, 파형이, 가령, 디지털 데이터에 의해 규정된 이산 신호 레벨의 시퀀스로서 지정될 수 있으며, 이때 구동 파형이 디지털-아날로그 변환기(DAC)에 의해 생성된다. 도 13b의 도면부호가 이산 신호 레벨(1355, 1357, 1359, 1361, 1363, 1365 및 1367)을 갖는 파형(1353)을 지칭한다. 이 실시예에서, 각각의 노즐 드라이버가 최대 16개의 서로 다른 신호 파형을 수신 및 저장하는 회로를 포함하고, 이때 각각의 파형은 다중-비트 전압 및 지속시간으로 각각 표현되는 최대 16개의 신호 레벨의 시리즈를 규정한다. 다시 말하면, 이러한 실시예에서, 하나 이상의 신호 레벨에 대해 서로 다른 지속시간을 정의함으로써 펄스 폭이 유효하게 변화될 수 있으며, 구동 전압이 사소한 액적 크기 편차를 제공하도록 선택된 파형으로 성형될 수 있으며, 이때, 예를 들어, 액적 부피는 가령, 0.10pL의 단위로 특정 부피 구배 증분을 제공하도록 계측된다. 따라서 이러한 실시예에서, 파형 성형이 타깃 액적 부피에 가깝도록 액적 부피를 재단(tailor)할 수 있는 능력을 제공하며, 다른 특정 액적 부피와 조합될 때, 가령, 앞서 예로 든 기법을 이용할 때, 이들 기법은 타깃 영역당 정밀한 충전 부피를 촉진시킨다. 그러나 덧붙여, 이들 파형 성형 기법은 또한 라인 효과를 감소 또는 제거하기 위한 전략을 촉진시키며, 예를 들어, 하나의 선택적 실시예에서, 앞서 언급된 바와 같이 특정 부피의 액적들이 조합되지만, 마지막 액적(또는 액적들)이 원하는 공차 범위의 경계에 대한 편차를 제공하는 방식으로 선택된다. 또 다른 실시예에서, 부피를 적절하게 조절하기 위해, 선택사항적인 추가 파형 성형에 의해 지정된 파형이 적용될 수 있다. 또 다른 예시에서, 노즐 구동 파형 대안예의 사용이 어떠한 추가 파형 성형도 필요하지 않도록 부피를 계획하기 위한 수단을 제공한다.
일반적으로, 서로 다른 구동 파형 및 최종 액적 부피의 효과가 사전에 측정된다. 각각의 노즐에 대해, 그 후 최대 16개의 서로 다른 구동 파형이, 소프트웨어에 의해 선택되어 이산 부피 편차를 제공하도록 차후에 선택적으로 사용되기 위해 노즐당 1k 동기식 랜덤 액세스 메모리(SRAM)에 저장된다. 서로 다른 구동 파형에 의해, 특정 구동 파형을 발효하는 데이터의 프로그래밍을 통해 적용될 파형에 대해 각각의 노즐에 액적 단위로 명령된다.
도 14a는 도면부호(1401)로 일반적으로 지정되는 이러한 실시예를 도시한다. 특히, 프로세서(1403)가 타깃 영역당 의도된 충전 부피를 결정하는 데이터를 수신하도록 사용된다. 도면부호(1405)에 의해 나타나는 바와 같이, 이 데이터는 격자 포인트 또는 위치 주소당 액적 부피를 규정하는 레이아웃 파일 또는 비트맵 파일일 수 있다. 일련의 압전 트랜스듀서(1407, 1408 및 1409)가 분출되는 각각 많은 요인들, 가령, 노즐 구동 파열 및 인쇄 헤드별 제조 편차에 따라 달라지는 연관된 액적 부피(1411, 1412 및 1413)를 생성한다. 교정 동작 동안, 변수의 세트의 각각의 변수, 가령, 노즐별 편차 및 서로 다른 구동 파형의 사용이, 사용될 특정 잉크를 고려하면, 액적 부피에 미치는 영향에 대해 시험되고, 경우에 따라, 이 교정 동작은 예를 들어, 온도, 노즐 막힘, 또는 또 다른 파라미터의 변경에 반응하여 동적으로 이뤄질 수 있다. 이 교정은 측정된 데이터를 프로세서(1403)로 제공하는 액적 측정 디바이스(1415)에 의해 나타나 인쇄 계획을 관리하고 인쇄를 속행하는 데 사용된다. 하나의 실시예에서, 이 측정 데이터가 (가령, 수천 개의 인쇄 헤드 노즐 및 수십 개의 가능한 노즐 분사 파형에 대해) 몇 분, 가령, 30분 미만, 바람직하게는 훨씬 짧은 시간이 소요되는 동작 동안 계산된다. 이 데이터는 수신될 때 레이아웃 또는 비트맵 데이터(1405)를 프로세싱하는 데 사용되도록 메모리(1417)에 저장될 수 있다. 하나의 구현예에서, 프로세서(1403)는 실제 인쇄기로부터 원격인 컴퓨터의 일부분이며, 반면에, 또 다른 구현예에서, 프로세서(1403)는 제품 제조 수단(가령, 디스플레이 제조 시스템) 또는 인쇄기와 일체 구성된다.
액적의 분사를 수행하기 위해, 하나 이상의 타이밍 또는 동기화 신호(1419)의 세트가 기준으로 사용되도록 수신되고, 이들은 클록 트리(clock tree)를 통과해 각각의 노즐 드라이버(1423, 1424 및 1425)로 분산되어 특정 노즐(1427, 1428 및 1429) 각각에 대해 구동 파형을 발생시킬 수 있다. 각각의 노즐 드라이버는 프로세서(1403)로부터 멀티-비트 프로그래밍 데이터 및 타이밍 정보를 수신하는 하나 이상의 레지스터(1431, 1432 및 1433)를 가진다. 각각의 노즐 드라이버 및 이의 연관된 레지스터는 각각 레지스터(1431, 1432 및 1433)를 프로그래밍하기 위한 목적으로 하나 이상의 전용 쓰기 가능 신호(wen)를 수신한다. 하나의 실시예에서, 레지스터 각각은 복수의 지정된 파형을 저장하기 위한 상당한 크기의 메모리, 가령, 1k SRAM, 및 이들 파형들 중에서 선택하거나 그 밖의 다른 방식으로 파형 생성을 제어하기 위한 프로그램 가능한 레지스터를 포함한다. 프로세서로부터의 데이터 및 타이밍 정보가 멀티-비트 정보로 도시되고, 이 정보가 직렬 또는 병렬 비트 연결을 통해 각각의 노즐로 제공될 수 있다(도 14b에서 도시되고 이하에서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 이 연결은 도 14a에서 나타난 병렬 신호 표현과 달리 직렬이다).
특정 증착, 인쇄 헤드 또는 잉크에 대해, 프로세서는 각각의 노즐에 대해 액적을 발생하도록 선택적으로 적용될 수 있는 16개의 구동 파형의 세트를 선택하며, 이 숫자는 임의적인데, 가령, 하나의 설계에서, 4개의 파형이 사용될 수 있고, 또 다른 설계에서 4000개의 파형이 사용될 수 있다. 이들 파형은 각각의 노즐에 대해 출력되는 액적 부피에 바람직한 편차를 제공하도록 선택됨으로써, 각각의 노즐이 거의 이상적인 액적 부피(가령, 10.00pL)를 생산하는 적어도 하나의 파형 선택을 갖고 각각의 노즐에 대해 의도된 부피 편차의 범위를 제공할 수 있다. 도시된 실시예에서, 각각의 노즐에 대해 16개의 가능한 고유 파형이 각각 개별적으로 사전에 정의되고, 각각의 파형이 각자의 액저 부피 특성을 부여하더라도, 다양한 실시예에서, 모든 노즐에 대해 16개의 구동 파형의 동일한 세트가 사용된다.
인쇄 동안, 각각의 액적의 증착을 제어하기 위해, 지정 파형들 중 하나를 선택하는 데이터가 노즐별로 각각의 노즐의 각자의 레지스터(1431, 1432 또는 1433)로 프로그램된다. 예를 들어, 10.00pL의 타깃 부피가 주어지면, 데이터를 레지스터(1431)에 씀으로써, 노즐 드라이버(1423)가 16개의 서로 다른 액적 부피 중 하나에 대응하는 16개의 파형 중 하나를 설정하도록 구성될 수 있다. 각각의 노즐에 의해 생성되는 부피가 액적 측정 디바이스(1415)에 의해 측정되며, 이때 바람직한 타깃 충전량을 생성하는 데 도움이 되도록 노즐별(및 파형별) 액적 부피가 프로세서(1403)에 의해 레지스터링되고 메모리에 저장된다. 상기 프로세서는, 레지스터(1431)를 프로그래밍함으로써, 특정 노즐 드라이버(1423)가 16개의 파형 중 프로세서에 의해 선택된 파형을 출력할지 출력하지 않을지를 결정한다. 덧붙여, (가령, 각각의 노즐을 인쇄 헤드가 횡단하는 격자에 정렬하기 위해, 오차를 교정하기 위해, 및 그 밖의 다른 목적으로) 프로세서는 특정 스캔 라인에 대해 노즐의 분사에 노즐당 딜레이 또는 오프셋을 갖도록 레지스터를 프로그램할 수 있고, 이 오프셋은 각각의 스캔에 대해 프로그래밍 가능한 개수의 타이밍 펄스에 의해 특정 노즐을 교란시키는 카운터에 의해 유발된다. 하나의 실시예에서, 모든 노즐에 분산되는 동기화 신호가 정의된 시간격(가령, 1마이크로초)에서 발생하고, 또 다른 실시예에서, 상기 동기화 신호는 인쇄기 모션 및 기판 지오그래피(substrate geography)에 대해 조절되어, 가령, 인쇄 헤드와 기판 간 증분 상대적 모션의 마이크론마다 분사하도록 할 수 있다. 고속 클록(
)이 동기화 신호보다 수천 배 더 빠른데, 가령, 100메가헤르츠, 33메가헤르츠 등이며, 하나의 실시예에서, 복수의 서로 다른 클록 또는 또 다른 타이밍 신호(가령, 스트로브 신호)가 조합되어 사용될 수 있다. 또한 프로세서는 격자 간격(grid spacing)을 정의하는 값을 프로그래밍하며, 하나의 구현예에서, 상기 격자 간격은 이용 가능한 노즐의 전체 풀에 공통적이지만, 이는 각각의 구현예에 대해 반드시 그럴 필요는 없다. 예를 들어, 일부 경우, 모든 노즐이 "5마이크론마다" 분사하도록 하는 규칙적인 격자가 규정된다. 한 가지 고려되는 실시예에서, 하나의 메모리가 모든 노즐에 걸쳐 공유되어, 프로세서가 모든 노즐에 걸쳐 공유되는 복수의(가령, 16) 서로 다른 격자 간격을 사전-저장할 수 있게 함으로써, 상기 프로세서는 (필요에 따라) (가령, 불규칙한 격자를 정의하기 위해) 모든 노즐에게 판독될 새 격자 간격을 선택할 수 있다. 예를 들어, (가령, 비-컬러 특정 층을 증착하기 위해) 노즐이 OLED의 모든 컬러 성분 우물에 대해 분사할 하나의 구현예에서, 프로세서에 의해 셋 이상의 서로 다른 격자 간격이 라운드 로빈(round robin) 방식으로 연속적으로 적용될 수 있다. 명백하게도, 많은 설계적 대안이 가능하다. 프로세서(1403)는 동작 동안 각각의 노즐의 레지스터를 동적으로 재프로그램할 수 있다, 즉, 이의 레지스터에서 임의의 프로그램된 파형 펄스 세트를 런칭(launch)하기 위한 트리거로서 동기화 펄스가 인가되고, 다음 동기화 펄스 전에 새 데이터가 비동기식으로 수신된 경우, 새 데이터가 다음 동기화 펄스와 함께 적용될 것이다. 또한 프로세서(1403)는 동기화 펄스 생성(1436)에 대한 파라미터를 설정하는 것에 추가로 스캐닝(1435)의 개시 및 속도를 제어한다. 덧붙여, 프로세서가 앞서 기재된 다양한 목적으로 인쇄 헤드(1437)의 회전을 제어한다. 이러한 방식으로, 각각의 노즐은 임의의 때에(즉, 임의의 "다음" 동기화 펄스에 의해) 각각의 노즐에 대해 16개의 서로 다른 파형 중 임의의 하나를 이용해 동시에 분사할 수 있고, 단일 스캔 동안 분사와 분사 사이에서, 선택된 분사 파형이 동적으로 16개의 서로 다른 파형에 의해 스위칭될 수 있다.
도 14b는 각각의 노즐에 대한 출력 노즐 구동 파형을 생성하기 위해 이러한 실시예에서 사용되는 회로(1441)의 추가적인 상세사항을 도시하며, 도 14b에서 출력 파형이 "nzzl-drv. wvfm"로 나타난다. 더 구체적으로 회로(1441)는 동기화 신호, 연속 데이터("데이터")를 지니는 단일 비트 라인, 전용 쓰기 가능 신호(we) 및 고속 클록(
)의 입력을 수신한다. 레지스터 파일(1443)이 초기 오프셋, 격자 결정 값(grid definition value), 및 구동 파형 ID를 각각 전달하는 적어도 3개의 레지스터에 대한 데이터를 제공한다. 초기 오프셋은, 앞서 언급된 바와 같이, 각각 노즐을 격자의 시작 부분과 정렬되도록 조절하는 프로그램 가능한 값이다. 예를 들어, 구현 변수, 가령, 복수의 인쇄 헤드, 복수의 노즐 행, 서로 다른 인쇄 헤드 회전, 노즐 분사 속력 및 패턴 및 그 밖의 다른 요인들이 주어지면, 딜레이 및 그 밖의 다른 요인을 고려하기 위해 초기 오프셋이 각각의 노즐의 액적 패턴을 격자의 시작 부분과 정렬하도록 사용될 수 있다. 격자 결정 값은 프로그래밍된 파형이 트리거되기 전에 "카운팅되는" 동기화 펄스의 개수를 나타내는 숫자이며, 평면 패널 디스플레이(가령, OLED 패널)를 인쇄하는 구현예의 경우, 인쇄될 타깃 영역은 규칙적인(일정한 간격) 또는 불규칙적인(복수의 간격) 격자에 대응하는 서로 다른 인쇄 헤드 노즐에 대한 하나 이상의 규칙적 간격을 가진다. 앞서 언급된 바와 같이, 하나의 구현예에서, 프로세서는 자신의 고유의 16-엔트리 SRAM을 유지하여, 모든 노즐에 대해 레지스터 회로로 필요에 따라 판독될 수 있는 최대 16개의 서로 다른 격자 간격을 결정할 수 있다. 따라서 격자 간격 값이 2로 설정된 경우(2마이크론마다), 각각의 노즐은 이 간격에서 분사될 것이다. 구동 파형 ID는 각각의 노즐에 대한 사전-저장된 구동 파형들 중 하나의 선택을 나타내며, 하나의 실시예에 따라, 많은 방식으로 프로그래밍 및 저장될 수 있다. 하나의 실시예에서, 구동 파형 ID는 4비트 선택 값이고, 각각의 노즐은 16x16x4B 엔트리로서 저장되는 최대 16개의 지정 노즐 구동 파형을 저장하기 위해 각자의 전용 1k-바이트 SRAM을 가진다. 간단히 말하면, 각각의 파형에 대한 16개의 엔트리 각각이 프로그램 가능한 신호 레벨을 나타내는 4 바이트를 포함하며, 이들 4 바이트는 2-바이트 분해능 전압 레벨 및 2-바이트 프로그램 가능한 지속시간을 나타내며, 고속 클록의 펄스의 개수를 카운팅하도록 사용된다. 따라서 각각의 프로그램 가능 파형은 각각의 프로그램 가능 전압 및 지속시간(가령, 33 메가헤르츠 클록의 1-255 펄스와 동일한 지속시간)의 최대 16개의 이산 펄스까지의 (0 내지 1) 이산 펄스로 구성될 수 있다.
도면부호(1445, 1446 및 1447)가 특정된 파형이 생성될 수 있는 방식을 보여주는 회로의 하나의 실시예를 지시한다. 제 1 카운터(1445)는 동기화 펄스를 수신하여, 새 라인 스캔의 시작부분에 의해 트리거되는 초기 오프셋의 카운트다운을 개시하고, 제 1 카운터(1445)는 마이크론으로 증분을 카운트 다운하며, 0에 도달될 때, 제 1 카운터(1445)로부터 제 2 카운터(1446)로 트리거 신호가 출력되며, 이 트리거 신호는 실질적으로 각각의 스캔 라인에 대해 각각의 노즐에 대해 분사 프로세스를 개시한다. 그 후 제 2 카운터(1446)는 프로그램 가능한 격자 간격을 마이크론의 증분으로 구현한다. 제 1 카운터(1445)가 새 스캔 라인과 조합되어 재설정되고, 반면에 제 2 카운터(1446)가 이의 출력 트리거 후에 고속 클록의 다음 에지를 이용해 재설정된다. 제 2 카운터(1446)는, 트리거될 때, 특정 노즐에 대해 선택된 구동 파형 형태를 생성하는 파형 회로 생성기(1447)를 활성화된다. 생성기 회로 아래에 보이는 점선 박스(1448-1450)에 의해 표시되는 바와 같이, 이 회로는 고속 클록(
)에 따라 타이밍되는 고속 디지털-아날로그 변환기(1448), 카운터(1449), 고전압 증폭기(1450)를 기초로 한다. 제 2 카운터(1446)로부터의 트리거가 수신될 때, 파형 생성기 회로가 구동 파형 ID 값에 의해 나타나는 숫자 쌍(신호 레벨 및 지속시간)을 불러오며 신호 레벨 값에 따라 특정 아날로그 출력 전압을 생성하고, 이때, 카운터(1449)는 카운터에 따라 지속시간 동안 DAC 출력을 유지하기 위해 기능한다. 그 후 적절한 출력 전압 레벨이 고전압 증폭기(1450)로 적용되고 노즐-구동 파형으로서 출력된다. 그 후 다음 숫자 쌍이 레지스터(1443)로부터 불러와져, 다음 신호 레벨 값/지속시간 등을 결정할 수 있다.
도시된 회로가 프로세서(1403)에 의해 제공되는 데이터에 따라 임의의 바람직한 파형을 결정하는 효과적인 수단을 제공한다. 앞서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 프로세서는 사전에 파형의 세트(가령, 16개의 가능한 파형, 노즐당)를 결정하고 그 후 각각의 노즐의 드라이버 회로에 대해 이들 선택된 파형 각각에 대한 결정(definition)을 SRAM에 쓰며, 그 후 4비트 구동 파형 ID를 각각의 노즐 레지스터에 씀으로써, 프로그램 가능 파형의 "분사-시간(firing-time)" 결정이 개시된다.
14c는 노즐당 서로 다른 파형 및 서로 다른 구성 옵션을 이용하는 방법을 설명하는 흐름도(1451)를 제공한다. (1453)에 의해 지시되는 바와 같이, 시스템(가령, 적합한 소프트웨어로부터의 명령에 따라 동작하는 하나 이상의 프로세서)이 지정 노즐 구동 파형의 세트를 선택한다. 각각의 파형에 대해 그리고 각각의 노즐(1455)에 대해, 가령, 레이저 측정 디바이스 또는 CCD 카메라를 이용해 액적 부피가 특정하게 측정된다. 이들 부피가 프로세서에 의해 액세스 가능한 메모리, 가령, 메모리(1457)에 저장된다. 다시, 측정된 파라미터가 잉크의 선택 및 그 밖의 다른 많은 요인들에 따라 변화할 수 있으며, 따라서 이들 요인 및 계획된 증착 활동에 따라 교정이 수행된다. 예를 들어, 하나의 실시예(1461)에서, 인쇄 헤드 또는 인쇄기를 제조하는 공장에서 교정이 수행될 수 있으며, 이 데이터는 판매되는 장치(가령, 인쇄기)로 사전 프로그램되거나 다운로드될 수 있다. 대안적으로, 선택적 액적 측정 디바이스 또는 시스템을 갖는 인쇄기에 대해, 처음 사용될 때, 가령, 초기 디바이스 설정 시, 이들 부피 측정이 수행될 수 있다(1463). 또 다른 실시예에서, 예를 들어 인쇄기가 "온(on)"될 때, 또는 저전력 상태로부터 각성될 때 또는 그 밖의 다른 방식으로 인쇄될 준비가 된 상태로 이동될 때마다, 각각의 파워 사이클(1465)에 의해 측정이 수행된다. 앞서 언급된 바와 같이, 분출된 액적 부피가 온도 또는 그 밖의 다른 동적 요인에 의해 영향받는 실시예에서, 간헐적으로 또는 주기적으로, 예를 들어, 정의된 시간 주기가 만료된 후, 오류가 검출될 때, 각각의 새로운 기판 동작의 상태(가령, 기판 로딩 및/또는 로딩 동안)일 때, 매일, 또는 그 밖의 다른 기준으로 교정이 수행될 수 있다(1467). 그 밖의 다른 교정 기법 및 스케줄이 또한 사용될 수 있다(1469).
선택사항으로서, 프로세스 분리 라인(1470)에 의해 나타나는 바와 같이, 오프라인 프로세스에서 또는 교정 모드 동안 교정 기법이 수행될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 이러한 프로세스가 수천 개의 인쇄 노즐 동안 그리고 하나 이상의 연관된 노즐 분사 파형에 대해 30분 미만 내에 완료된다. 이 프로세스 분리 라인(1470) 아래에서 나타나는 온라인 동작 동안(또는 인쇄 모드 동안), 특정 측정된 액적 부피를 기초로 타깃 영역당 액적의 세트를 선택하는 데 측정된 액적 부피가 사용되어, 각각의 세트에 대한 액적 부피가 지정된 공차 범위 내에서 특정 누적 부피로 합산될 수 있다(1471). 영역당 부피는 도면부호(1472)에 의해 나타나는 바와 같이, 레이아웃 파일, 비트맵 데이터, 또는 그 밖의 다른 일부 표현을 기초로 선택될 수 있다. 각각의 타깃 영역에 대한 이들 액적 부피 및 액적 부피의 허가된 조합을 기초로 하여, 도면 부호(1473)에 의해 나타나는 바와 같이, 실제로 증착 공정을 위해 사용될 각각의 타깃 영역에 대한 액적의 특정 조합(즉, 조합의 허용된 세트 중 하나)을 나타내는 분사 패턴 및/또는 스캔 경로가 선택된다. 이 선택 또는 계획 프로세스(1473)의 일부로서, 선택적으로 최적화 기능(1474)이 채용되어, 가령, 스캔 또는 패스의 횟수를 타깃 영역당 액적의 평균 개수와 타깃 영역의 행(또는 열)의 개수의 곱보다 작도록(가령, 행 내 모든 노즐이 각각의 영향받은 타깃 영역에 대한 각각의 스캔에서 사용될 수 있도록 90도 만큼 회전되고, 타깃 영역의 각각의 행에 대해 액적을 복수의 패스로 증착하고, 한 번에 하나씩의 행을 진행할 때, 노즐의 하나의 행에 대해 요구될 것보다 작도록) 감소시킬 수 있다. 각각의 스캔에 대해, 인쇄 헤드가 이동될 수 있고, 노즐당 파형 데이터가 노즐로 프로그램되어, 비트맵 또는 레이아웃 파일에 따라 액적 증착 명령을 발효할 수 있으며, 이들 기능이 도 14c에서 도면부호(1477, 1479 및 1481)에 의해 다양하게 나타난다. 각각의 스캔 후, 다음 스캔에 대해 프로세스가 반복된다(1483).
다시 한 번 말하자면, 앞서 서로에 대해 선택사항인 몇 개의 서로 다른 구현예가 기재되었다. 먼저, 하나의 실시예에서, 구동 파형은 각각의 노즐에 대해 변화되지 않고, 일정하게 유지된다. 서로 다른 노즐에 서로 다른 타깃 영역 행을 덮어 씌우기 위한 인쇄 헤드/기판 오프셋을 나타내는 가변적 기하학적 스텝을 이용함으로써 액적 부피 조합이 필요에 따라 생성된다. 측정된 노즐당 액적 부피를 이용함으로써, 이 프로세스는 특정 액적 부피의 조합이 타깃 영역당 매우 특정한 충전 부피(가령, 0.01pL 분해도)를 얻을 수 있게 한다. 각각의 패스에 의해, 잉크를 서로 다른 타깃 영역 행에 증착하기 위해 복수의 노즐이 사용되도록 이 프로세스는 계획될 수 있다. 하나의 실시예에서, 가능한 최소 횟수 스캔 및 가능한 최소 인쇄 시간을 생성하도록 인쇄 해상도가 최적화된다. 둘째, 또 다른 실시예에서, 특정하게 측정된 액적 부피를 이용해 각각의 노즐에 대해 서로 다른 구동 파형이 사용될 수 있다. 특정 액적 부피가 특정 조합으로 누적되도록 인쇄 프로세스는 이들 파형을 제어한다. 다시 한번 말하자면, 측정된 노즐당 액적 부피를 이용해, 이 프로세스가 특정 액적 부피의 조합이 타깃 영역당 매우 특정한 충전 부피(가령, 0.01pL 분해능)를 얻을 수 있게 한다. 각각의 패스에 의해 서로 다른 타깃 영역 행에 잉크를 증착하기 위해 복수의 노즐이 사용되도록 이 프로세스는 계획될 수 있다. 이들 실시예 모두에서, 하나 이상의 인쇄 헤드로서 배열되는 단일 노즐 행이 사용되거나 복수의 노즐 행이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 하나의 고려되는 구현예에서, 30개의 인쇄 헤드가 사용될 수 있고 각각의 인쇄 헤드는 단일 노즐 행을 가지며, 각각의 행은 256개의 노즐을 가진다. 인쇄 헤드는 다양한 서로 다른 그룹으로 추가로 조직될 수 있는데, 가령, 이들 인쇄 헤드는 다 함께 기계적으로 장착되는 5개의 인쇄 헤드의 그룹으로 조직될 수 있으며, 단일 스캔으로 모든 인쇄 헤드로부터의 노즐의 동시 분사를 제공하도록 이들 최종 6개의 그룹이 인쇄 시스템으로 개별적으로 장착될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 서로에 대해 추가로 오프셋될 수 있는 복수의 노즐 행을 갖는 누적 인쇄 헤드가 사용된다. 이 실시예는 다양한 유효한 위치 오프셋 또는 기하학적 스텝을 이용해 서로 다른 액적 부피가 조합될 수 있다는 점에서, 앞서 언급된 첫 번째 실시예와 유사하다. 다시 말하면, 측정된 노즐당 액적 부피를 이용해, 이 프로세스가 특정 액적 부피의 조합이 타깃 영역당 매우 특정한 충전 부피(가령, 0.05pL 또는 심지어 0.01pL의 분해능)를 얻도록 할 수 있다. 이는 반드시 측정치에 통계적 불확실성, 가령, 측정 오차가 없음을 의미하는 것은 아니며, 하나의 실시예에서, 이러한 오차는 작고 타깃 영역 충전량을 계획 시 고려된다. 예를 들어, 액적 부피 측정 오차가 ±a%인 경우, 타깃 영역에 걸친 충전 부피 편차가 타깃 충전량의 ± (b-an1/2)% 공차 범위 내로 계획될 수 있으며, 여기서 ± (b2)%는 규격 공차 범위를 나타내고 ± (n1/2)는 타깃 영역 또는 우물당 액적의 평균 개수의 제곱근을 나타낸다. 달리 언급되지 않는 한, 기대 측정 오차가 고려될 때 타깃 영역에 대한 최종 누적 충전 부피가 규격 공차 범위 내에 있도록 규격보다 작은 범위가 계획될 수 있다. 본 명세서에 기재된 기법은 그 밖의 다른 통계적 프로세스와 선택적으로 조합될 수 있음이 자명하다.
선택적으로, 각각의 패스에 의해 타깃 영역의 서로 다른 행에서 잉크를 증착하기 위해 복수의 노즐이 사용되도록 액적 증착이 계획될 수 있고, 이때 선택사항으로 인쇄 솔루션이 가능한 최소 개수의 스캔 및 가능한 최소 인쇄 시간을 발생하도록 최적화된다. 앞서 언급된 바와 같이, 그 밖의 다른 기법 각각과 이들 기법의 임의의 조합이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 특정하게 고려되는 시나리오에서, 노즐당 구동 파형 편차 및 노즐당, 구동 파형당 부피 측정과 함께 가변적 기하학적 스텝이 사용되어, 타깃 영역당 계획되는 매우 특정한 부피 조합을 얻을 수 있다. 예를 들어, 또 다른 특정하게 고려되는 시나리오에서, 고정된 기하학적 스텝이 노즐당 구동 파형 편차 및 노즐당 구동 파형당 부피 측정과 함께 사용되어 타깃 영역당 계획된 매우 특정한 부피 조합을 얻을 수 있다.
각각의 스캔 동안 동시에 사용될 수 있는 노즐의 개수를 최대화하고 액적 부피 조합을 규격을 충족하도록 계획함으로써, 이들 실시예는 인쇄 시간을 또한 감소시킴으로써 고품질 디스플레이를 약속하고, 이들 실시예는 초저 단위 인쇄 비용을 촉진시키고 따라서 최종 소비자의 가격 포인트를 낮추는 데 도움이 된다.
또한 앞서 언급된 바와 같이, 타깃 영역당 정밀한 충전 부피의 사용에 의해 지정된 기준에 따라 충전 부피를 변화시키는 진보된 기법을 사용하여 라인 효과를 피하는 것이 가능하다. 이는 종래의 방법에 비해 추가적인 품질 개선을 제공한다.
상기의 기재 및 첨부된 도면에서, 특정 용어 및 도면 부호가 개시된 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위한 것이다. 일부 경우에서, 용어 및 부호가 이들 실시예를 실시하는 데 필요하지 않은 특정 상세사항을 의미할 수 있다. 용어 "예시적" 및 "실시예"는 선호 또는 요건이 아닌 예시를 표현하는 데 사용된다.
지시된 바와 같이, 본 발명의 넓은 사상 및 범위 내에서 본 명세서에 표시된 실시예에 다양한 수정 및 변형이 이뤄질 수 있다. 예를 들어, 실시예들 중 일부의 특징부 또는 양태가 적용될 수 있고, 적어도 실시될 때, 실시예들 중 그 밖의 다른 임의의 실시예와 조합하여, 이의 대척적 특징부 또는 양태를 대신하여 적용될 수 있다. 따라서 예를 들어, 모든 특징부가 각각의 모든 도면에서 나타나지 않으며, 예를 들어, 본 명세서에 특정하게 언급되어 있지 않아도, 하나의 도면의 실시예에 따라 나타나는 특징부 또는 기법 및 예를 들어 하나의 도면의 실시예에 따라 도시된 특징부 또는 기법이 임의의 그 밖의 다른 도면 또는 실시예의 특징부의 요소로서 선택적으로 사용 가능하다고 고려되어야 한다. 따라서 본 명세서 및 도면은 한정이 아닌 설명을 위한 것으로 여겨질 것이다.
Claims (30)
- 기판 상으로 액적을 분사하는 노즐을 갖는 인쇄헤드를 이용하여, 픽셀 어레이를 갖는 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법으로서, 상기 액적의 액체는 전자 디스플레이 스크린의 영구 층을 형성하기 위한 물질을 포함하며, 상기 방법은
인쇄헤드의 각각의 노즐에 대해, 노즐에 인가되는 노즐 구동 파형에 응답하여 상기 노즐에 의해 생성되는 액적에 대한 기대 부피(expected volume)를 수신하는 단계 - 상기 기대 부피는 노즐에 대해 측정된 액적 데이터 및 인쇄헤드의 타 노즐에 의해 생성되는 액적에 대한 상기 노즐에 인가되는 노즐 구동 파형에 따라 달라짐 - ,
액체를 수용하기 위한 기판 상의 위치를 나타내는 데이터를 수신하는 단계 - 각각의 위치는 복수의 액적을 포함하는 원하는 누적 부피를 수용하기 위한 것임 - ,
각각의 위치에 대해, 대응하는 기대 부피들의 합의 값이 해당 위치에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록, 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적들의 조합을 계산하는 단계, 및
각자의 조합에 따라, 액체를 기판 상의 각각의 위치에 증착하는 단계 - 증착하는 단계는 각자의 조합에 따라 각각의 위치에의 액체의 동시 증착을 가능하게 하는 스캔 경로에 따라 인쇄헤드와 기판의 상대적 움직임을 야기하는 단계를 포함함 - 를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 조합을 계산하는 단계는
각각의 인접한 위치에 대해 복수의 조합을 결정하는 단계 - 복수의 조합의 각각의 조합은 대응하는 기대 부피들의 합의 값은 해당 위치에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록 하는 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적을 나타내며 - , 및
각각의 인접한 위치에 대해 위치에 대한 복수의 조합 중 특정 조합을 선택하는 단계 - 선택은, 인접한 위치에 대한 조합에 따라 액체를 증착하기 위해 필요한 스캔 경로의 횟수가 최소화되는 방식으로 수행됨 - 를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 조합을 계산하는 단계는
각각의 인접한 위치에 대해 복수의 조합을 결정하는 단계 - 복수의 조합의 각각의 조합은 대응하는 기대 부피들의 합의 값은 해당 위치에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록 하는 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적을 나타냄 - , 및
각각의 인접한 위치에 대해, 위치에 대한 복수의 조합 중 특정 조합을 선택하는 단계 - 선택은, 인접한 위치에 대한 조합에 따라 액체를 증착하기 위해 필요한 시간이 최소화되는 방식으로 수행됨 - 를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
스캔 경로를 따라 상대적 움직임을 야기하는 단계는 기하학적 스텝의 시퀀스를 이용하는 단계를 포함하고, 시퀀스 내 각각의 스텝이 스캔 경로에 수직인 방향으로의 인쇄헤드의 증분 변위(incremental displacement)를 나타내며, 상기 시퀀스가 사용되어 액체를 기판의 제1 부분에 도포하며,
증착하는 단계는 시퀀스를 반복하여 액체를 기판의 제2 부분에 도포하는 단계를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방법은, 증착하는 단계 후에, 기판을 양생 챔버(curing chamber)로 이송하는 단계 및 전자 디스플레이 스크린의 영구 층을 형성하기 위해 물질을 양생하는 단계를 더 포함하며,
증착하는 단계, 이송하는 단계, 및 양생하는 단계 모두, 액체가 증착된 기판을 양생 전에 주변 공기에 노출시키지 않는 제어된 분위기에서 수행되는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제5항에 있어서, 상기 양생 챔버는 자외선 광원을 포함하며,
양생하는 단계는 액체가 증착된 기판을 자외선 광에 노출시켜 물질을 영구 층이 되도록 경화하는 단계를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제5항에 있어서, 상기 전자 디스플레이 스크린은 제1 전자 디스플레이 스크린이며, 기판은 패널에 대응하고, 각각의 패널은 개별적인 전자 디스플레이 스크린을 형성하기 위한 것이며, 패널들 중 하나의 패널이 제1 전자 디스플레이 스크린에 대응하며,
증착하는 단계는 모든 패널에 대해 액체를 증착하는 통합 인쇄 공정으로서 수행되고, 양생하는 단계는 각각의 패널에 대해 액체가 포함하는 물질을 경화하기 위해 증착 후에 수행되며,
상기 방법은, 양생 단계 후에, 기판을 절단하여 제1 전자 디스플레이 패널을 나머지 패널들로부터 분리하는 단계를 더 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 기판 상으로 액적을 분사하는 노즐을 갖는 인쇄헤드를 이용하여, 픽셀 어레이를 갖는 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법으로서, 상기 액적의 액체는 전자 디스플레이 스크린의 영구 층을 형성하기 위한 물질을 포함하며, 상기 방법은
인쇄헤드의 각각의 노즐에 대해, 노즐에 인가되는 노즐 구동 파형에 응답하여 노즐에 의해 생성되는 액적에 대한 기대 부피를 수신하는 단계 - 상기 기대 부피는 노즐에 대해 측정된 액적 데이터 및 인쇄헤드의 타 노즐에 의해 생성되는 액체의 액적에 대한 상기 노즐에 인가되는 노즐 구동 파형에 따라 달라지며, 적어도 노즐 서브세트의 각각의 노즐이 지정된 대안적 노즐 구동 파형들 중 선택된 노즐 구동 파형에 의해 구동되도록 구성되며, 적어도 노즐 서브세트의 각각의 노즐에 대해 기대 부피를 수신하는 것은 노즐에 대해 선택될 수 있는 각각의 지정된 대안적 노즐 구동 파형에 대해 기대 부피를 수신하는 것을 포함함 - ,
액체를 수용하기 위한 기판 상의 위치를 나타내는 데이터를 수신하는 단계 -각각의 위치는 복수의 액적을 포함하는 원하는 누적 부피를 수용하기 위한 것임 - ,
각각의 위치에 대해, 대응하는 기대 부피들의 합의 값은 해당 위치에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록, 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적의 조합을 계산하는 단계,
각각의 조합에 따라 기판의 각각의 위치로 액체를 증착하는 단계 - 증착하는 단계는 각각의 조합에 따라 각각의 위치에의 액체의 동시 증착을 가능하게 하는 위치 스캔 경로에 따라 인쇄헤드와 기판 간 상대적 움직임을 야기하는 단계를 포함하고, 증착하는 단계는, 하나의 조합에 의해 나타내어지는 기대 부피에 대응하는 서브세트로부터의 각각의 노즐에 대해, 하나의 액적을 생성하기 위해 기대 부피를 생성하는 지정된 대안적 노즐 구동 파형을 노즐에 인가하는 단계를 포함함 - 를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제8항에 있어서,
상기 방법은 랜덤화 함수(randomization function)에 따라 위치별로 값을 의도적으로 변화시키는 단계를 더 포함하며,
지정 범위는 모든 위치에 공통이어서, 랜덤화 함수에 따른 위치별 값이 모든 위치에 공통인 지정 범위 내에 반드시 속하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제8항에 있어서,
상기 조합을 계산하는 단계는
각각의 인접한 위치에 대해 복수의 조합을 결정하는 단계 - 위치에 대한 복수의 조합의 각각의 조합은 대응하는 기대 부피들의 합의 값은 해당 위치에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록 하는 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적을 나타냄 - , 및
각각의 인접한 위치에 대해, 복수의 조합 중 특정 조합을 선택하는 단계 - 선택은, 인접한 위치에 대한 조합에 따라 액체를 증착하기 위해 필요한 스캔 경로의 횟수가 최소화되는 방식으로 수행됨 - 를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제8항에 있어서,
상기 조합을 계산하는 단계는
각각의 인접한 위치에 대해 복수의 조합을 결정하는 단계 - 위치에 대한 복수의 조합의 각각의 조합은 대응하는 기대 부피들의 합의 값은 해당 위치에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록 하는 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적을 나타냄 - , 및
각각의 인접한 위치에 대해, 복수의 조합 중 특정 조합을 선택하는 단계 - 선택은, 인접한 위치에 대한 조합에 따라 액체를 증착하기 위해 필요한 시간이 최소화되는 방식으로 수행됨 - 를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제8항에 있어서,
스캔 경로에 따라 상대적 움직임을 야기하는 단계는 기하학적 스텝의 시퀀스를 이용하는 단계를 포함하고, 시퀀스의 각각의 스텝은 스캔 경로에 수직인 방향으로의 인쇄헤드의 증분 변위를 나타내며, 상기 시퀀스가 사용되어 액체를 기판의 제1 부분에 도포하며,
증착하는 단계는 시퀀스를 반복하여 액체를 기판의 제2 부분에 도포하는 단계를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제8항에 있어서,
상기 방법은, 증착하는 단계 후에, 기판을 양생 챔버로 이송하는 단계 및 전자 디스플레이 스크린의 영구 층을 형성하기 위해 물질을 양생하는 단계를 더 포함하며
증착하는 단계, 이송하는 단계, 및 양생하는 단계 모두, 양생 전에 액체가 증착된 기판을 주변 공기에 노출시키지 않는 제어된 분위기에서 수행되는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제13항에 있어서, 양생 챔버는 자외선 광원을 포함하며,
양생하는 단계는 액체가 증착된 기판을 자외선 광에 노출시켜 물질을 영구 층이 되도록 경화하는 단계를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제13항에 있어서, 전자 디스플레이 스크린은 제1 전자 디스플레이 스크린이며 기판은 패널에 대응하고, 각각의 패널이 개별 전자 디스플레이 스크린을 형성하기 위한 것이며, 패널들 중 하나가 제1 전자 디스플레이 스크린에 대응하며,
증착하는 단계는 모든 패널에 대해 액체를 증착하는 통합 인쇄 공정으로서 수행되고, 양생하는 단계는 각각의 패널에 대해 액체가 포함하는 물질을 경화하기 위해 증착 후에 수행되며,
상기 방법은, 양생 단계 후에, 기판을 절단하여 제1 전자 디스플레이 패널을 나머지 패널들로부터 분리하는 단계를 더 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제8항에 있어서,
인쇄헤드의 각각의 노즐이 지정된 대안적 노즐 구동 파형들 중 선택된 노즐 구동 파형에 의해 구동되도록 구성되며,
인쇄헤드의 각각의 노즐에 대해 기대 부피를 수신하는 단계는 지정된 대안적 노즐 구동 파형 중 노즐에 대해 선택될 수 있는 노즐 구동 파형 각각에 대한 기대 부피를 수신하는 단계를 포함하고,
증착하는 단계는, 각각의 조합에 대해, 액적을 생성하기 위해 조합에 의해 나타내어지는 기대 부피를 생성한 지정된 대안적 노즐 구동 파형들의 조합을 각각의 노즐에 인가하는 단계를 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 방법은, 인쇄헤드의 각각의 노즐에 대해 개별적으로, 노즐에 대한 지정된 대안적 노즐 구동 파형 각각을 노즐과 관련된 저장 공간으로 미리 프로그래밍하는 단계를 더 포함하는, 전자 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 기판 상으로 액적을 분사하는 노즐을 갖는 인쇄헤드를 이용하여, 픽셀 어레이를 갖는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 스크린을 제조하는 방법으로서, 상기 액적의 액체는 OLED 디스플레이 스크린의 영구 발광 층을 형성하기 위한 물질을 포함하며, 상기 방법은
인쇄헤드의 각각의 노즐에 대해, 노즐에 인가되는 노즐 구동 파형에 응답하여 노즐에 의해 생성되는 액적에 대한 기대 부피를 수신하는 단계 - 상기 기대 부피는 노즐에 대해 측정된 액적 데이터 및 인쇄헤드의 타 노즐에 의해 생성되는 액체의 액적에 대한 상기 노즐에 인가되는 노즐 구동 파형에 따라 달라지고, 노즐 서브세트의 각각의 노즐이 지정된 대안적 노즐 구동 파형 중 선택된 노즐 구동 파형에 의해 구동되도록 구성되며, 적어도 서브세트의 각각의 노즐에 대한 기대 부피를 수신하는 것은 노즐에 대해 선택될 수 있는 지정된 대안적 노즐 구동 파형의 각각의 노즐 구동 파형에 대한 기대 부피를 수신하는 것을 포함함 - ,
액체를 수신하기 위한 기판 상의 유체 우물을 나타내는 데이터를 수신하는 단계 - 각각의 유체 우물은 복수의 액적을 포함하는 원하는 누적 부피를 수용하기 위한 것이며 각각의 픽셀의 발광 요소를 형성하기 위한 것임 - ,
각각의 유체 우물에 대해, 대응하는 기대 부피들의 합의 값은 해당 유체 우물에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록, 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적의 조합을 계산하는 단계, 및
각각의 조합에 따라 기판의 각각의 유체 우물에 액체를 증착하는 단계 - 증착하는 단계는 각각의 조합에 따라 각각의 유체 우물에의 액체의 동시 증착을 가능하게 하는 스캔 경로에 따라 인쇄헤드와 기판 간 상대적 움직임을 야기하는 단계를 포함하고, 증착하는 단계는, 조합들 중 하나의 조합에 의해 나타내어지는 기대 부피에 대응하는 적어도 서브세트의 각각의 노즐에 대해, 지정된 대안적 노즐 구동 파형 중 액적을 생성하기 위한 기대 부피를 생성한 노즐 구동 파형을 노즐에 인가하는 단계를 포함함 - 를 포함하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제18항에 있어서, 조합을 계산하는 단계는
각각의 인접한 유체 우물에 대해 복수의 조합을 결정하는 단계 - 복수의 조합의 각각의 조합은 대응하는 기대 부피들의 합의 값은 해당 유체 우물에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록 하는 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적을 나타냄 - , 및
각각의 인접한 유체 우물에 대해, 유체 우물에 대한 복수의 조합 중 특정 조합을 선택하는 단계 - 선택은, 인접한 유체 우물에 대한 조합에 따라 액체를 증착하기 위해 필요한 스캔 경로의 횟수가 최소화되는 방식으로 수행됨 - 를 포함하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제19항에 있어서,
상기 방법은 랜덤화 함수(randomization function)에 따라 유체 우물별로 값을 의도적으로 변화시키는 단계를 더 포함하며,
지정 범위는 모든 유체 우물에 공통이어서, 랜덤화 함수에 따라 달라지는 유체 우물별 값이 모든 유체 우물에 공통인 지정 범위 내에 반드시 속하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제19항에 있어서,
스캔 경로에 따라 상대적 움직임을 야기하는 단계는 기하학적 스텝의 시퀀스를 이용하는 단계를 포함하고, 시퀀스의 각각의 스텝은 스캔 경로에 수직인 방향으로의 인쇄헤드의 증분 변위를 나타내며, 상기 시퀀스가 사용되어 액체를 기판의 제1 부분에 도포하고,
증착하는 단계는 시퀀스를 반복하여 액체를 기판의 제2 부분에 도포하는 단계를 포함하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제19항에 있어서,
상기 방법은 증착 후에, 기판을 양생 챔버로 이송하는 단계 및 OLED 디스플레이 스크린의 영구 발광 층을 형성하기 위해 물질을 양생하는 단계를 더 포함하며,
증착하는 단계, 이송하는 단계, 및 양생하는 단계 모두, 양생 전에 액체가 증착된 기판을 주변 공기에 노출시키지 않는 제어된 분위기에서 수행되는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제18항에 있어서, 조합을 계산하는 단계는
각각의 인접한 유체 우물에 대해 복수의 조합을 결정하는 단계 - 복수의 조합의 각각의 조합은 대응하는 기대 부피들의 합의 값은 해당 유체 우물에 대한 원하는 누적 부피와 연관된 지정 범위 내에 반드시 있도록 하는 인쇄헤드의 하나 이상의 노즐로부터의 액적을 나타냄 - , 및
각각의 인접한 유체 우물에 대해, 유체 우물에 대한 복수의 조합 중 특정 조합을 선택하는 단계 - 선택은 인접한 유체 우물에 대한 조합에 따라 액체를 증착하기 위해 필요한 시간이 최소화되는 방식으로 수행됨 - 를 포함하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제23항에 있어서,
상기 방법은 랜덤화 함수(randomization function)에 따라 유체 우물별로 값을 의도적으로 변화시키는 단계를 더 포함하며,
지정 범위는 모든 유체 우물에 공통이어서, 랜덤화 함수에 따라 달라지는 유체 우물별 값이 모든 유체 우물에 공통인 지정 범위 내에 반드시 속하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제23항에 있어서,
스캔 경로에 따라 상대적 움직임을 야기하는 단계는 기하학적 스텝의 시퀀스를 이용하는 단계를 포함하며, 시퀀스의 각각의 단계는 스캔 경로에 수직인 방향으로의 인쇄헤드의 증분 변위를 나타내며, 상기 시퀀스가 사용되어 액체를 기판의 제1 부분에 도포하고,
증착하는 단계는 시퀀스를 반복하여 액체를 기판의 제2 부분에 도포하는 단계를 포함하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제23항에 있어서,
상기 방법은, 증착 후에, 기판을 양생 챔버로 이송하는 단계 및 OLED 디스플레이 스크린의 영구 발광 층을 형성하기 위해 물질을 양생하는 단계를 더 포함하며,
증착하는 단계, 이송하는 단계, 및 양생하는 단계 모두, 양생 전에 액체가 증착된 기판을 주변 공기에 노출시키지 않는 제어된 분위기에서 수행되는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제18항에 있어서, OLED 디스플레이 스크린은 제1 OLED 디스플레이 스크린이며 기판은 패널에 대응하고, 각각의 패널은 개별 OLED 디스플레이 스크린을 형성하기 위한 것이며, 패널들 중 한 패널이 제1 OLED 디스플레이 스크린에 대응하고,
증착하는 단계는 모든 패널에 대해 액체를 증착하는 통합 인쇄 공정으로서 수행되고, 양생하는 단계는 각각의 패널에 대해 액체가 포함하는 물질을 경화하기 위해 증착 후에 수행되며,
상기 방법은, 양생 단계 후에, 기판을 절단하여 제1 전자 디스플레이 패널을 나머지 패널들로부터 분리하는 단계를 더 포함하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제18항에 있어서,
인쇄헤드의 각각의 노즐이 지정된 대안적 노즐 구동 파형 중 선택된 노즐 구동 파형에 의해 구동되도록 구성되며,
인쇄헤드의 각각의 노즐에 대한 기대 부피를 수신하는 단계는 노즐에 대해 선택될 수 있는 지정된 대안적 노즐 구동 파형 각각에 대한 기대 부피를 수신하는 단계를 포함하며,
증착하는 단계는, 각각의 조합에 대해, 지정된 대안적 노즐 구동 파형 중 액적을 생성하기 위해 조합에 의해 나타내어지는 기대 부피를 생성한 노즐 구동 파형의 조합을 각각의 노즐에 인가하는 단계를 포함하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 제28항에 있어서,
상기 방법은 인쇄헤드의 각각의 노즐에 대해 개별적으로, 노즐에 대한 지정된 대안적 노즐 구동 파형 각각을 노즐과 관련된 저장 공간으로 미리 프로그래밍하는 단계를 더 포함하는, OLED 디스플레이 스크린을 제조하는 방법. - 삭제
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