KR20230137481A - 인쇄 잉크 액적 측정 및 정밀 공차 내로 유체를 증착하기 위한 제어 기법 - Google Patents
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Abstract
잉크 인쇄 공정은 노즐당 액적 부피 측정 및 액적 조합을 계획하는 프로세싱 소프트웨어를 사용하여, 타깃 영역당 특정 누적 잉크 충전에 도달하고, 규격에 의해 설정된 최소 및 최대 잉크 충전에 따르는 것을 보장한다. 다양한 실시예에서, 다양한 액적 조합은 다양한 인쇄헤드/기판 스캔 오프셋, 인쇄헤드간의 오프셋, 다양한 노즐 구동 파형의 사용, 및/또는 그 밖의 다른 기법을 통해 생성된다. 이들 조합은, 이들 통계적 파라미터에 기초하여 계획된 액적의 조합으로, 예상된 액적 부피, 속도 및 궤적에 대한 평균 및 스프레드의 각각의 노즐에 대한 이해도를 성장시키는 반복되고, 빠른 액적 측정에 기초할 수 있다. 선택사항으로, 랜덤 충전 편차가 완성된 디스플레이 디바이스에서의 Mura 효과를 완화시키기 위해 도입될 수 있다. 개시된 기법은 가능한 많은 적용예를 가진다.
Description
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은 제1 발명자 Nahid Harjee가 대표하여 2014년 3월 10일에 출원된 "Techniques For Print Ink Droplet Volume Measurement And Control Over Deposited Fluids Within Precise Tolerances"에 대해 미국 가특허 출원 번호 제61/950,820호에 우선권을 주장한다. 또한, 본 출원은 제1 발명자 Nahid Harjee가 대표하여 2014년 1월 23일에 출원된 "Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances"에 대해 미국 실용신안 특허 출원 번호 제14/162525호의 부분 계속 출원이다. 미국 실용신안 특허 출원 번호 제14/162525호는 제1 발명자 Nahid Harjee가 대표하여 2013년 12월 26일에 출원된 "Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances"에 대해 타이완 특허 출원 제102148330호에 우선권을 주장하고, 또한, 제1 발명자 Nahid Harjee가 대표하여 2013년 12월 24일에 출원된 "Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances"에 대해 P.C.T 특허 출원 번호 제PCT/US2013/077720호의 계속 출원이다. P.C.T 특허 출원 번호 제PCT/US2013/077720는 다음의 특허 출원 각각에 대해 우선권을 주장한다: 미국 가특허 출원 번호 61/746,545, "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. 또한, 본 출원은 제1 발명자 Alexander Sou-Kang Ko가 대표하여 2014년 4월 26일에 출원된 "OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size, Velocity and Trajectory"에 대해 미국 가특허 출원 번호 제61/816696호 및 제1 발명자 Alexander Sou-Kang Ko가 대표하여 2013년 8월 14일에 출원된 "OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size, Velocity and Trajectory"에 대해 미국 가특허 출원 번호 제61/866031호의 우선권을 주장한다. 상기 특허 출원 각각은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본원은 고도의 통계적 정확성으로 유기 발광 다이오드("OLED") 디바이스 제조에 사용되는 잉크젯 액적 부피를 측정하기 위한 기법 및 정확한 누적량에서 기판의 타깃 영역으로 유체 잉크의 액적을 전사하기 위한 인쇄 공정의 사용 및 이와 관련된 방법, 디바이스, 개선책 및 시스템에 관한 것이다. 하나의 비제한적 적용예에서, 본 명세서에서 제공되는 기법이 OLED 디스플레이 패널을 위한 제조 공정에 적용될 수 있다.
인쇄헤드가 복수의 노즐을 갖는 인쇄 공정에서, 모든 노즐이 표준 구동 파형에 동일한 방식으로 반응하지는 않는데, 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. 이는, 잉크가 전자 디바이스 내의 영구적인 박막 구조물이 될 물질을 전송하는 적용예를 제조하는 경우에 특히 문제이다. 이러한 문제가 일어나는 하나의 예시적인 적용예는, 크고 작은 전자 디바이스(가령, 휴대용 디바이스, 대량 고화질 텔레비전 패널 및 그 밖의 다른 디바이스)를 위해 사용되는, 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이와 같은 디스플레이의 제족에 적용되는 제조 공정이다. 인쇄 공정은 이러한 디스플레이의 발광 물질을 운반하는 잉크를 증착하는데 사용되고, 픽셀의 행 또는 열에 걸친 부피 불일치는 디스플레이되는 이미지에서 가시적 광 또는 색 결함을 야기한다. 본 명세서에서 사용될 때, "잉크"는 색상 속성에 무관하게 인쇄헤드의 노즐에 의해 기판에 도포되는 임의의 유체를 의미하며, 가령, 앞서 언급된 OLED 디스플레이 제조 적용예에서, 영구 물질 층을 직접 형성하기 위하여, 잉크는 일반적으로 제 위치(in place) 증착되고, 그 후 가공, 건조 또는 경화되고, 이러한 공정은 이러한 여러 층을 형성하기 위하여 동일한 잉크 또는 서로 다릉 잉크로 반복될 수 있다는 것에 유의해야 한다.
도 1a는 노즐-액적 비일치성 문제를 소개하며, 이때, 도시된 다이어그램은 숫자 101로 전체적으로 지칭된다. 도 1a에서, 인쇄헤드(103)는 5개의 잉크 노즐을 갖는 것으로 도시되며, 각각의 노즐은 인쇄헤드의 하부에서 작은 삼각형을 이용해 도시되고, 각각은 (1)-(5)로 각각 번호 매겨진다. 전형적인 제조 적용예에서, 적용예에 의존하여, 가령 24-10,000개와 같이, 5개의 노즐 보다 더 많을 수 있고, 도 1a의 경우에서는, 5개의 노즐이 이해의 편의를 위해 간단히 참조된 것을 유의한다. 예시적 적용예에서, 50피코리터(50.00pL)의 유체를 이러한 영역의 어레이의 5개의 특정 타깃 영역 각각으로 증착하는 것이 바람직하며, 추가로, 인쇄헤드의 5개의 노즐 각각이 10피코리터(10.00pL)의 유체를, 인쇄헤드와 기판 간 상대적 운동("패스(pass)" 또는 "스캔(scan)")에 의해 다양한 타깃 영역 각각으로 분출해야 한다. 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 1a에서 타원(104-108)을 이용해 각각 나타난다. 따라서 도시된 바와 같이 5개의 특정 타깃 영역 각각을 충전하기 위해 인쇄헤드의 정확히 5번의 패스가 필요하다고 가정될 수 있다. 그러나 실제로 인쇄헤드 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. 인쇄헤드와, 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 있고 OLED 디스플레이 조조의 경우에서는, 이러한 편차는 완성된 디스플레이에서 관찰될 수 있는 이미지 아티팩트를 잠재적으로 야기할 수 있다.
따라서 텔레비전 및 그 밖의 다른 형태의 디스플레이 제조업체는 최종 제품이 허용될 수 있도록 고정밀도로 관찰되어야 하는 정밀한 부피 범위, 가령, 50.00pL, ±0.25pL를 효과적으로 특정할 것이며, 이 예시적인 경우에서, 특정된 공차(tolerance)가 50.00pL의 타깃의 2분의 1 퍼센트 내에 있어야 한다. 도 1a에 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 있는데, 왜냐하면, 이는 (가령, ±0.5% 편차의 바람직한 최대 공차 대신에) 약 ±1.2% 편차를 나타낼 것이기 때문이다. 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, 인쇄헤드(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 0.58 pL의 총 증착된 잉크 부피 편차가 존재함이 관찰되고, 더구나, 특정된 공차외의 불일치이며, 이는, 다시 한번 말하자면, 많은 적용예에서 허용될 수 없다.
상기 예시와 관련하여, 액적 일치성 문제는 심지어 주어진 노즐 및 주어진 구동 파형에 대하여 액적 부피가 통계적을 가변할 수 있다는 문제에 의해 더욱 악화된다는 점에 유의한다. 따라서, 상기 논의되는 예시에서, 도 1a 및 1b로부터의 인쇄헤드의 노즐(10)은 주어진 구동 파형에 응답하여 9.80pL의 액적 부피를 생성할 것이나, 실제로는, 실제의 경우에서, 액적 부피는 다양한 요소, 가령, 공정, 전압, 온도, 인쇄헤드 연식 및 많은 그 밖의 요소에 의존하여 다소 가변한다고 가정될 수 있어서, 실제의 액적 부피는 정확하게 알 수 없을 것이다.
일반적으로 말하자면, 액적 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 인쇄헤드를 이용해 유체를 기판의 타깃 영역 내로 증착하는 데 유용한 기법이 필요하다. 더 구체적으로, 노즐-액적 분출 부피의 편차가 있음에도 불구하고, 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 인쇄헤드가 사용되는 기판의 타깃 영역에 잉크를 증착하는 가정적 문제를 제시하는 다이어그램이다.
도 1b는 5개의 노즐을 갖는 인쇄헤드가 2개의 특정 타깃 영역 각각에 50.00pL의 타깃 충전량을 증착하도록 사용되는 기판의 타깃 영역에 잉크를 증착하는 가정적 문제를 제시하는 또 다른 다이어그램이다.
도 2a는 대량 인쇄헤드 조립체의 각각의 노즐에 대한 액적 부피를 측정할 수 있는 액적 측정 시스템을 나타내는 설명적인 다이어그램이다.
도 2b는 각각의 노즐에 대해 액적의 측정과 관련된 다양한 공정 및 선택사항을 나타내는 방법 다이어그램이다.
도 2c는 예상된 액적 부피의 높은-신뢰도 이해도를 달성하기 위한, 각각의 노즐에 대한 액적 부피의 측정과 관련된 다양한 공정 및 선택사항을 나타내는 방법 다이어그램이다.
도 2d는 액적 측정을 수행하기 위해, 일 실시예에서 사용되는 다양한 구성의 레이아웃을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 2e는 액적 측정을 수행하기 위해, 또 다른 실시예에서 사용되는 다양한 구성의 레이아웃을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 3a는 이전에 소개된 기법을 독립적으로 구현할 수 있는 일련의 선택적인 단계, 제품 또는 서비스를 나타내는 설명적인 뷰를 제공한다.
도 3b는 기판이 궁극적으로 픽셀을 갖는 디스플레이 패널을 형성할 적용예에서 인쇄기 및 기판의 가정적 배열을 도시하는 다이어그램이다.
도 3c는 도 3b의 라인 C-C의 투시도로부터 취해진 도 3b의 인쇄헤드 및 기판의 단면 근접도이다.
도 4a는 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, 인쇄헤드와 기판 간 상대적 움직임(405)을 이용해 인쇄헤드의 각자의 노즐로부터 서로 다른 액적 부피 조합이 생성된다.
도 4b는 상대적 인쇄헤드/기판 모션 및 기판의 각자의 타깃 영역으로의 서로 다른 액적 부피 조합의 분출을 도시하도록 사용되는 다이어그램이다.
도 4c는 서로 다른 액적 부피 조합을 기판의 각각의 타깃 영역 내로 생성하기 위하여, 각각의 노즐에서 서로 다른 노즐 구동 파형의 사용을 나타내는데 사용되는 다이어그램이다.
도 4d는 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, 인쇄헤드와 기판 간 상대적 모션(472)을 이용해 인쇄헤드의 각자의 노즐로부터의 여러 다른 액적 부피 조합이 생성된다.
도 5는 기판의 각각의 타깃 영역에 대한 액적의 조합을 계획하는 방법을 도시하는 블록도이며, 이 방법은 도 4a-d에 의해 소개되는 임의의 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 인쇄헤드/기판 모션을 반복적으로 계획하고 노즐을 이용하기 위한 블록도이다.
도 6c는 인쇄가 가능한 효율적으로 수행될 수 있도록 스캔을 명령하기 위한 인쇄헤드/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, 인쇄헤드/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 액적 측정이 노즐당 및 구동 파형당 액적 부피의 통계적 편차를 수용하기 위해, 어떻게 사용되는지, 그리고 주어진 타깃 영역 내에 정밀 누적 잉크 충전을 어떻게 허용하는지를 나타내는 블록도를 제공한다.
도 8b는 노즐당 및 구동 파형당 액적 부피의 통계적 편차를 수용하기 위해, 액적 측정이 어떻게 계획되는지, 그리고 주어진 타깃 영역 내에 정밀 누적 잉크 충전을 어떻게 허용하는지를 나타내는 블록도를 제공한다.
도 9a는 인쇄헤드의 노즐간 액적 부피 편차에 대한 조절이 없을 때의 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 9b는 인쇄헤드의 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 10a는 인쇄헤드의 노즐-대-노즐 액적 부피 편차에 대한 조절없이, 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 나타내는 그래프를 제공한다.
도 10b는 서로 다른 노즐이 인쇄헤드의 노즐-대-노즐 액적 부피 편차에 대해 통계적으로 보상하는데 임의적으로 사용되는 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 나타내는 그래프를 제공한다.
도 10c는 하나 이상의 서로 다른 부피의 액적이 계획된 기초로 정밀 공차 내의 타깃 영역 충전 부피를 달성하는데 사용되는 타깃 영역 충전 부피 내의 편차를 나타내는 그래프를 제공한다.
도 11은 제조 장치의 일부로서 사용되는 인쇄기의 평면도를 도시하며, 상기 인쇄기는 인쇄가 제어 분위기에서 발생하도록 하는 가스 인클로저 내에 있을 수 있다.
도 12는 인쇄기의 블록도를 제공하며, 상기 인쇄기는 도 11에 도시된 제조 장치에서 예를 들어 선택적으로 사용될 수 있다.
도 13a는 복수의 인쇄헤드(각각 노즐을 구비)가 기판 상에 잉크를 증착하도록 사용되는 하나의 실시예를 도시한다.
도 13b는 각자의 인쇄헤드의 노즐을 기판과 더 잘 정렬하기 위한 복수의 인쇄헤드의 회전을 보여준다.
도 13c는 특정 액적 부피 조합을 의도적으로 생성하기 위해, 지능형 스캐닝과 연관된 복수의 인쇄헤드의 개별 인쇄헤드들의 오프셋을 도시한다.
도 13d는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이에서 사용될 수 있는 층을 포함하는 기판의 횡단면도이다.
도 14a는 노즐 분사 파형을 커스텀화 또는 변화시키는 서로 다른 방식을 도시한다.
도 14b는 이산 파형 세그먼트에 따르는 파형을 규정하는 방식을 도시한다.
도 15a는 지정 노즐 분사 파형의 서로 다른 조합을 이용해 서로 다른 액적 부피 조합이 획득될 수 있는 하나의 실시예를 도시한다.
도 15b는 인쇄헤드의 노즐에 프로그램된 시간(또는 위치)에서 프로그램된 파형을 생성 및 인가하는 것과 연관된 회로를 도시하며, 이 회로는 도 15a의 회로 1523/1531, 1524/1532 및 1525/1533 각각의 한 가지 가능한 구현예를 제공한다.
도 15c는 서로 다른 노즐 분사 파형을 이용하는 하나의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 15d는 노즐 또는 노즐-파형 자격과 관련된 순서도를 도시한다.
도 16은 산업용 인쇄기의 사시도를 도시한다.
도 17은 산업용 인쇄기의 또 다른 사시도를 도시한다.
도 18a는 그림자그림-기반의 액적 측정 시스템의 실시예에서의 구성의 레이아웃을 나타내는 개략적인 다이어그램을 제시한다.
도 18b는 간섭측정-기반의(interferometry-based) 실시예에서의 구성의 레이아웃을 나타내는 개략적인 다이어그램을 제시한다.
도 19는 액적 측정 시스템과 선택사항으로 OLED 디바이스 제조을 위해 사용되는 산업용 인쇄기를 통합하는 하나의 설명적인 공정과 관련된 순서도를 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 인쇄헤드 패스의 횟수(따라서 증착된 층을 완성하기 위해 필요한 시간)를 과도하게 증가시키지 않으면서, 증착된 잉크 부피를 지정 허용치 내로 유지하도록 인쇄헤드 운동을 계획함으로써 물질 층을 제조하기 위해 사용되는 기법의 몇 가지 서로 다른 예시를 제공한다. 이들 기법과 관련하여, 정확한 액적 측정법은 제품 인쇄와 매우 통합되는 측정법으로 임의의 타깃 영역 내에 합성 잉크를 정확하게 설계하기 위하여 수행될 수 있다. 다양한 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.
도 1b는 5개의 노즐을 갖는 인쇄헤드가 2개의 특정 타깃 영역 각각에 50.00pL의 타깃 충전량을 증착하도록 사용되는 기판의 타깃 영역에 잉크를 증착하는 가정적 문제를 제시하는 또 다른 다이어그램이다.
도 2a는 대량 인쇄헤드 조립체의 각각의 노즐에 대한 액적 부피를 측정할 수 있는 액적 측정 시스템을 나타내는 설명적인 다이어그램이다.
도 2b는 각각의 노즐에 대해 액적의 측정과 관련된 다양한 공정 및 선택사항을 나타내는 방법 다이어그램이다.
도 2c는 예상된 액적 부피의 높은-신뢰도 이해도를 달성하기 위한, 각각의 노즐에 대한 액적 부피의 측정과 관련된 다양한 공정 및 선택사항을 나타내는 방법 다이어그램이다.
도 2d는 액적 측정을 수행하기 위해, 일 실시예에서 사용되는 다양한 구성의 레이아웃을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 2e는 액적 측정을 수행하기 위해, 또 다른 실시예에서 사용되는 다양한 구성의 레이아웃을 나타내는 개략적인 다이어그램이다.
도 3a는 이전에 소개된 기법을 독립적으로 구현할 수 있는 일련의 선택적인 단계, 제품 또는 서비스를 나타내는 설명적인 뷰를 제공한다.
도 3b는 기판이 궁극적으로 픽셀을 갖는 디스플레이 패널을 형성할 적용예에서 인쇄기 및 기판의 가정적 배열을 도시하는 다이어그램이다.
도 3c는 도 3b의 라인 C-C의 투시도로부터 취해진 도 3b의 인쇄헤드 및 기판의 단면 근접도이다.
도 4a는 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, 인쇄헤드와 기판 간 상대적 움직임(405)을 이용해 인쇄헤드의 각자의 노즐로부터 서로 다른 액적 부피 조합이 생성된다.
도 4b는 상대적 인쇄헤드/기판 모션 및 기판의 각자의 타깃 영역으로의 서로 다른 액적 부피 조합의 분출을 도시하도록 사용되는 다이어그램이다.
도 4c는 서로 다른 액적 부피 조합을 기판의 각각의 타깃 영역 내로 생성하기 위하여, 각각의 노즐에서 서로 다른 노즐 구동 파형의 사용을 나타내는데 사용되는 다이어그램이다.
도 4d는 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, 인쇄헤드와 기판 간 상대적 모션(472)을 이용해 인쇄헤드의 각자의 노즐로부터의 여러 다른 액적 부피 조합이 생성된다.
도 5는 기판의 각각의 타깃 영역에 대한 액적의 조합을 계획하는 방법을 도시하는 블록도이며, 이 방법은 도 4a-d에 의해 소개되는 임의의 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 인쇄헤드/기판 모션을 반복적으로 계획하고 노즐을 이용하기 위한 블록도이다.
도 6c는 인쇄가 가능한 효율적으로 수행될 수 있도록 스캔을 명령하기 위한 인쇄헤드/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, 인쇄헤드/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 액적 측정이 노즐당 및 구동 파형당 액적 부피의 통계적 편차를 수용하기 위해, 어떻게 사용되는지, 그리고 주어진 타깃 영역 내에 정밀 누적 잉크 충전을 어떻게 허용하는지를 나타내는 블록도를 제공한다.
도 8b는 노즐당 및 구동 파형당 액적 부피의 통계적 편차를 수용하기 위해, 액적 측정이 어떻게 계획되는지, 그리고 주어진 타깃 영역 내에 정밀 누적 잉크 충전을 어떻게 허용하는지를 나타내는 블록도를 제공한다.
도 9a는 인쇄헤드의 노즐간 액적 부피 편차에 대한 조절이 없을 때의 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 보여주는 그래프를 제공한다.
도 9b는 인쇄헤드의 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 10a는 인쇄헤드의 노즐-대-노즐 액적 부피 편차에 대한 조절없이, 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 나타내는 그래프를 제공한다.
도 10b는 서로 다른 노즐이 인쇄헤드의 노즐-대-노즐 액적 부피 편차에 대해 통계적으로 보상하는데 임의적으로 사용되는 타깃 영역 충전 부피에서의 편차를 나타내는 그래프를 제공한다.
도 10c는 하나 이상의 서로 다른 부피의 액적이 계획된 기초로 정밀 공차 내의 타깃 영역 충전 부피를 달성하는데 사용되는 타깃 영역 충전 부피 내의 편차를 나타내는 그래프를 제공한다.
도 11은 제조 장치의 일부로서 사용되는 인쇄기의 평면도를 도시하며, 상기 인쇄기는 인쇄가 제어 분위기에서 발생하도록 하는 가스 인클로저 내에 있을 수 있다.
도 12는 인쇄기의 블록도를 제공하며, 상기 인쇄기는 도 11에 도시된 제조 장치에서 예를 들어 선택적으로 사용될 수 있다.
도 13a는 복수의 인쇄헤드(각각 노즐을 구비)가 기판 상에 잉크를 증착하도록 사용되는 하나의 실시예를 도시한다.
도 13b는 각자의 인쇄헤드의 노즐을 기판과 더 잘 정렬하기 위한 복수의 인쇄헤드의 회전을 보여준다.
도 13c는 특정 액적 부피 조합을 의도적으로 생성하기 위해, 지능형 스캐닝과 연관된 복수의 인쇄헤드의 개별 인쇄헤드들의 오프셋을 도시한다.
도 13d는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이에서 사용될 수 있는 층을 포함하는 기판의 횡단면도이다.
도 14a는 노즐 분사 파형을 커스텀화 또는 변화시키는 서로 다른 방식을 도시한다.
도 14b는 이산 파형 세그먼트에 따르는 파형을 규정하는 방식을 도시한다.
도 15a는 지정 노즐 분사 파형의 서로 다른 조합을 이용해 서로 다른 액적 부피 조합이 획득될 수 있는 하나의 실시예를 도시한다.
도 15b는 인쇄헤드의 노즐에 프로그램된 시간(또는 위치)에서 프로그램된 파형을 생성 및 인가하는 것과 연관된 회로를 도시하며, 이 회로는 도 15a의 회로 1523/1531, 1524/1532 및 1525/1533 각각의 한 가지 가능한 구현예를 제공한다.
도 15c는 서로 다른 노즐 분사 파형을 이용하는 하나의 실시예의 흐름도를 도시한다.
도 15d는 노즐 또는 노즐-파형 자격과 관련된 순서도를 도시한다.
도 16은 산업용 인쇄기의 사시도를 도시한다.
도 17은 산업용 인쇄기의 또 다른 사시도를 도시한다.
도 18a는 그림자그림-기반의 액적 측정 시스템의 실시예에서의 구성의 레이아웃을 나타내는 개략적인 다이어그램을 제시한다.
도 18b는 간섭측정-기반의(interferometry-based) 실시예에서의 구성의 레이아웃을 나타내는 개략적인 다이어그램을 제시한다.
도 19는 액적 측정 시스템과 선택사항으로 OLED 디바이스 제조을 위해 사용되는 산업용 인쇄기를 통합하는 하나의 설명적인 공정과 관련된 순서도를 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 인쇄헤드 패스의 횟수(따라서 증착된 층을 완성하기 위해 필요한 시간)를 과도하게 증가시키지 않으면서, 증착된 잉크 부피를 지정 허용치 내로 유지하도록 인쇄헤드 운동을 계획함으로써 물질 층을 제조하기 위해 사용되는 기법의 몇 가지 서로 다른 예시를 제공한다. 이들 기법과 관련하여, 정확한 액적 측정법은 제품 인쇄와 매우 통합되는 측정법으로 임의의 타깃 영역 내에 합성 잉크를 정확하게 설계하기 위하여 수행될 수 있다. 다양한 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.
본 명세서는 층 물질을 기판으로 전사하기 위한 인쇄 공정의 사용, 고정밀도로 액적 측정을 위한 기법 및 이와 관련된 방법, 개선책, 디바이스, 및 시스템에 관한 것이다.
특정 노즐의 분사 파형(firing waveform)에 대해 인쇄헤드의 노즐 당 액적 부피(또는 노즐들 간 액적 부피 편차)를 측정함으로써 앞서 소개된 노즐 일치성 문제는 해결될 수 있다. 이로 인해서, 정밀한 총 충전 부피의 잉크를 각각의 타깃 영역 내에 증착하기 위한 인쇄헤드 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 동시 인쇄를 최적화하는 방식으로, 인쇄헤드/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 인쇄헤드 패스의 횟수를 감소시키는 공정을 이용해 이 계획이 수행된다.
복수의 다양한 실시예가 이하에 제시될 것인데, 이는 다음 결과를 달성하는데 기여한다. 각각의 실시예는 별개로 사용될 수 있고, 또는 임의의 실시예의 특징은 다양한 실시예의 특징과 선택사항으로 혼합적이고 매칭되어 사용될 수 있다는 것도 명시적으로 고려된다.
하나의 실시예는 매우 큰 인쇄헤드 조립체(가령, 수백 개에서 수천 개 이상의 노즐을 가진) 위에 개별화된 액적 측정 장치를 제공하는 시스템 및 기법을 제시한다. 광학의 위치 선정과 관련된 논리적 어려움은 아래-증착-평면-측정 기법(즉, 기판이 증착을 위해 정상적으로 위치되는 상대적 거리를 넘어 인쇄헤드의 근처로부터 멀리, 광을 재지향함에 의해)을 사용하여 해결되는데, 가령, 삼차원으로 작동할 수 있는 광학 조립체를 사용하여, 큰 인쇄헤드 조립체(가령, 가둠 공간 내에)는 선택사항으로 (가령, 인쇄기 서비스 스테이션에) 정지할 수 있고, 액적 측정 디바이스는 큰 인쇄헤드 조립체에 대해 정확하게 연결된다. 아래-증착-평면 광학 조립체의 정확한 위치에 의하여, 가둠 공간에도 불구하고, 노즐 플레이트로부터 요구되는 거리(인쇄헤드 조립체는 전형적으로 기판 표면으로부터 대략 1 밀리미터에서 작동함)에서 타이트한 노즐 어레이의 액적 부피 측정이 가능하다. 하나의 선택적인 실시예에서, 광학 시스템은 그림자그림 및 특정 노즐로부터 발산되는 액적의 반복된 측정(및 선택사항으로 가변되는 노즐 구동 파형)을 사용하여, 예상된 액적 부피의 통계적 신뢰도를 증가시킨다. 또 다른 선택적인 실시예에서, 광학 시스템은 간섭 측정 및 특정 노즐로부터 발산되는 액정의 반복된 측정(및 선택사항으로 가변되는 노즐 구동 파형)을 사용하여, 예상되는 액적 부피의 통계적 신뢰도를 증가시킨다.
생산 라인에서, 생산성을 최대화하고, 제조 단가를 최소화하기 위하여, 생산시 가능한 적은 휴지시간을 갖는 것이 전형적으로 바람직하다. 그러므로, 또 다른 선택적인 실시예에서, 액적 측정 시간은 다른 라인 공정 뒤에 "숨어있거나(hide)" 아니면 "스택(stack)된다". 예를 들어, 선택적인 플랫 패널 디스플레이 제작 생성 라인에서, 각각의 새로운 기판이 로딩되거나 아니면 취급되거나, 처리 또는 이송되면서, 인쇄기의 인쇄헤드 조립체는 액적 측정 공정을 사용하여 분석되어서, 노즐당(및/또는 노즐당, 구동 파형당) 액적 부피의 정확한 통계적 이해를 가능하게 한다. 수만개의 노즐을 가진 인쇄헤드 조립체에 있어서, 반복된 액적 측정(가령, 복수의 구동 파형이 사용된다면, 노즐당, 구동 파형당 수십개의 액적 측정)은 상당한 시간을 소요할 수 있고, 선택적인 시스템 제어 공정 및 관련된 소프트웨어는 따라서, 동적이고, 증가식 기반으로 액적 측정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 가상적인 로드/언로드 공정이 가령 30초, 각각의 인쇄 공정은 90초 필요하면, 인쇄헤드 조립체는 2분 사이클로 로드/언로드 공정 동안에 측정될 수 있고, 액적 측정을 업데이트하여, 각각의 2분 사이클과 관련된 로드/언로드 공정 동안에 분석된 노즐/액적의 슬라이딩 윈도우를 사용하여, 노즐당 액적 부피 평균 및 신뢰도 구간을 얻을 수 있다. 많은 다른 공정이 가능하고, 연속적이고 동적인 공정이 모든 실시예에 대해 요구되는 것은 아니다. 그러나, 실제로, 주어진 노즐에 대한 액적 부피 및 구동 파형은 다른 노즐과 구동 파형에 대해 가변할 것이고, 또한, 잉크 특성, 노즐 연식 및 퇴화 및 다른 요소와 간은 미묘한 편차와 같은 요소 때문에, 전형적인 값은 시간에 따라 변할 것이다. 그러므로, 가령, 몇 시간에서 몇 일, 주기적으로 업데이트하는 공정이 신뢰성을 더욱 개선하기 위해 바람직할 수 있다.
또 다른 선택적인 실시예에서, 액적 측정 시스템은 간섭 측정 및 비-이미징 기법을 사용하여, 가령, 마이크로초에 액정 측정당 수행하고, 30분 미만에 수천 개의 노즐이 있는 인쇄헤드 조립체에 걸쳐 반복되는 매우 빠른 액적 측정을 얻는다. (부피 측정을 얻기 위한 카메라 및 캡처된 이미지 픽셀 프로세싱 기법을 사용하는) 이미징 기법과 비교할 때, 간섭 측정 기법은 복수의 광센서, 대표적인 액적 모양 및 액적 부피와의 이러한 간격을 상관함에 의해 정확한 액적 부피 측정을 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저 소스 및/또는 관련된 광학 및/또는 센서는 아래 증착 평면 측정을 위해 기계적으로 장착되고, 큰 인쇄헤드 조립체에 대해 효과적으로 연결된다. 이러한 시스템으로 매우 빠른 측정을 얻기 때문에, 간섭 측정 기법은 방금 기술된 바와 같이, 동적이고, 증가적인 측정을 수행하는 실시예에서 특히 유용하며, 이러한 기술로, 각각의 인쇄 사이클로, 수천 개의 노즐이 액적 측정을 반복하도록 되어서(가령, 노즐 당 30 액적의 측정) 각각의 예상된 액적 부피에 대한 높은 통계적 신뢰도를 달성한다.
또 다른 선택적인 실시예에서, 많은 액적 측정이 노즐당 및 노즐당 구동 파형(가변되는 노즐 구동 파형을 사용하는 실시예에 대하여)에 대해 취해진다. 측정 수가 증가하면서, 각각의 노즐-파형 조합에 대한 평균 및 표준 편차(정상 랜덤 분포로 가정하면)는 좀 더 확고해진다. 소프트웨어에 의해 실행되는 수학적 공정을 사용하여, 각각의 액적에 대한 통계적 모델이 생성되고, 정확하게 결합되어서, 타깃 영역당 합성 잉크 충전에 대한 통계적 모델을 발현시킬 수 있다. 예시를 제공하기 위하여, 많은 측정이 각 구동 파형에 대해, 각 노즐에 대해 취해진다. 액적 부피의 주어진 단일 측정이 2 퍼센트의 표준 편차로 정확할 것으로 예상되면, 많은 측정을 하여 통계적으로 정확한 평균이 감소된 분산 또는 표준 편차로 얻어지는데, 즉, 다시 정상 랜덤 분포를 가정하면, 표준 편차는 σ/(n)1/2에 따라 측정 수(n)만큼 감소되어서, 액적 부피의 4번의 측정은 표준 편차를 절반등으로 감소시킬 것이다. 따라서, 일 실시예에서, 소프트웨어는 측정 오차를 실질적으로 감소시키는데 도움을 주는, 특별히 계획되고 반복된 측정을 통해 예상된 액적 부피 주위에서 훨씬 더 높은 신뢰도 구간을 달성하는데 사용된다. 많고 다양한 통계적 측정이 사용되는데, 가령, 합성 충전이 ±x% 의 범위 내에 있다고 예상되면(가령, 타깃 충전의 ±0.5%), 액적 측정은 각각의 노즐에 대해, 그리고 각각의 다양한 구동 파형에 대해, 3σ(99.73%) 신뢰도 구간이 평균 액적 부피의 동일한 범위(가령, ±0.5%) 내에 예상된 액적 부피 근처에서 얻어진다. 다시 말하면, 각각의 다양한 액적에 대해 형성된 정확한 통계적 모델을 사용하여, 공지된 기법은 관련된 통계적 모델의 수학적 조합에 기초하여 액적 조합을 계획하는데 사용되어서, 누적 타깃 영역당 잉크 충전 근처의 높은 정확도를 발현시킬 수 있다(노즐간 또는 파형간 액적 부피 편차에도 불구하고). 정상 랜덤 분포가 실시예를 선택하는데 사용되는 반면, 임의의 통계적 모델이 사용될 수 있는데(가령, 프아종, 스튜던트의 T), 여기서 개개의 분포는 (가령, 소프트웨어에 의해) 결합되어서 다양한 액적의 조합을 나타내는 누적 분포를 얻을 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 3σ(99.73%) 측정이 사용되는 반면, 다른 실시예에서, 4σ, 5σ 또는 6σ 또는 랜덤 분포와 명시적으로 관련되지 않은 측정과 같은 다른 유형의 통계적 측정이 사용된다.
각각의 노즐-파형 조합에 대해 액적 부피와 비행 궤적의 모델을 발현시키기 위해 유사한 기법이 적용될 수 있다. 이들 변형예는 다른 선택적인 실시예에도 추가로 적용될 수 있다.
상기 기술된 기법과 실시예의 치환이나 서브세트는 타깃 영역 내의 누적 잉크 충전에 대해 정확하게 계획하는데 적용될 수 있는데, 다시 말해, 노즐당 액적 부피 편차에 기초하여 특정 합성 부피에 대해 계획하는 방식이다. 즉, 노즐에 걸쳐 부피 차이을 평균화하려는 시도라기 보다는, 이들 차이를 이해하고, 인쇄 제어 공정에서 명시적으로 사용되어서, (가령, 서로 다른 노즐로부터 또는 서로 다른 구동 파형을 사용하여) 서로 다른 액적을 조합하고, 매우 정확한 잉크 충전을 얻는다.
하나의 선택사항적 실시예에서, 인쇄헤드 및/또는 기판이 가변 양으로 "단계화"되어, 적절하게, 특정하게 바람직한 액적 부피를 분출하도록, 다양한 패스에서 각각의 타깃 영역에 대해 사용되는 노즐 또는 노즐들을 변경할 수 있다. 예를 들어, 한 노즐로부터의 액적(가령, 9.95pL의 평균 액적 부피)은 기판에 대해 인쇄헤드 또는 인쇄헤드 조립체를 선택적으로 오프셋팅함에 의하여, 제2 노즐로부터의 액적(가령, 20.00pL의 누적 합성을 얻기 위해, 10.05pL의 평균 액적 부피)과 결합될 수 있다. 각각의 타깃 영역이 원하는 타깃 충전과 매칭하는 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 인쇄헤드의 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 인쇄헤드/기판 운동이 계획될 수 있다. 상기 논의된 통계적 기법은 합성(즉, 복수의 액적) 잉크 충전의 통계적 모델이 임의의 공자 범위 내에 있도록 보장하는데 사용될 수 있다. 선택적 정제에서, 인쇄가 이러한 목적을 달성하기 위해 요구되는 인쇄헤드/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 놓이며, 여기서 상대적 인쇄헤드/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 인쇄헤드 노즐을 포함하는 행, 열 및/또는 인쇄헤드 노즐의 개수가 꽤 클 수 있다.
또 다른 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) 및 임의의 이와 관련된 통계적 모델이 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) 및 이와 관련된 분포, 신뢰도 구간등이 이용되어 높은 신뢰도로 특정 충전 부피(fill volume)를 얻을 수 있다, 즉, 노즐당 부피 편차를 교정하기 위해 시도하기보다는, 잘 이해되는 통계적 범위 내의 특정 충전 부피를 획득하는 것과 조합하여 편차가 특정하게 사용된다. 일반적으로 이들 목적을 충족하기 위하여, 기판의 각각의 타깃 영역에 각각의 원하는 범위로 액적을 증착하기 위해 사용될 수 있는 많은 수의 대안적 조합이 존재할 것이다. 더 상세한 실시예에서, 인쇄헤드의 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 프로세스(가령, 상기에서 소개된 동적인 증가 측정 프로세스(incremental measurement process)) 에서 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 인쇄헤드 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.
또 다른 실시예는 인쇄헤드 조립체 내의 복수의 인쇄헤드를 이용하는 것과 관련되며, 각각의 인쇄헤드 및 인쇄헤드의 노즐은 서로에 대해 오프셋될 수 있다(또는 이에 상응하게, 서로에 대해 각각 오프셋될 수 있는 노즐의 복수의 행을 갖는 인쇄 구조물). 이러한 의도적인 오프셋을 이용해, 각각의 패스 또는 스캔에 의해 인쇄헤드(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 인쇄헤드 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. 뮤라(mura) 또는 관측가능한 패턴을 줄 수 있는 증착 공정으로부터의 기하학적 패턴의 존재는 본 명세서에 제시된 복수의 기법을 통해 완화될 수 있다. 즉, 낮은 공간 주파수에서 타깃 충전 부피에서의 약간의 차이라도 육안에 보일 수 있고 따라서 바람직하지 않은 의도치 않은 기하학적 아티팩트를 생성할 수 있다. 따라서 일부 실시예에서, 각각의 타깃 영역 또는 여전히 규격 내의 방식으로 합성 충전을 달성하는데 사용되는 액적의 특정 조합의 합성 충전 부피를 규격 내에서 의도적으로, 하지만 임의적으로 변화시키는 것이 바람직하다. 49.75pL-50.25pL의 예시적 공차를 이용해, 가령, 모든 타깃 영역 충전들이 이 공차 범위 내의 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. 다양한 노즐로부터의 액적의 계획된 조합을 사용하여 "지오메트릭 스텝"의 반복가능한 세트 또는 스캔 경로에서의 오프셋을 통해 생성되는 실시예에 대하여, 각각의 노즐을 위한 미묘하나 의도적인 액적 부피의 사용은(즉, 각각의 노즐에 대한 복수의 교번 분사 파형의 사용을 통해 생성된) 스캔 경로를 가변시키지 않고, Mura에 대한 가능성을 억압시키기 위한 강력한 기법을 제공한다. 고려 가능한 하나의 실시예에서, 예를 들어, 각각의 노즐은 이상적 부피의 ±10.0% 이내의 각자의 평균 부피를 생성하는 한 세트의 교번 파형에 할당되는데, 다양한 노즐로부터의 액적 조합은 액적 패텅의 주입된 편차의 사용을 통해(다양한 노즐-파형 페어링으로부터의 액적 부피의 계획된 조합을 통해, 또는 특정 충전을 달성하기 위한 노즐-액적 조합의 선택/계획 이후에 주입된 파형 편차를 통해), 억압된 Mura로 정확한 평균(즉, 정확하고 의도된 충전을 달성)에 따라 계획될 수 있다. 다른 실시예에서, 의도적으로 상이한 합성 액적 부피는 각각의 타깃 영역에 대해 사전 배치되어서, 누적 충전을 생성할 수 있고, 또는 서로 다른 노즐-액적 조합은 스캔 경로를 따라 적용될 수 있거나, 비-선형 스캔 경로가 사용될 수 있는데 모두 동일한 효과이다. 다른 변형예도 가능하다.
또한, 종래의 액적 측정 기법이 많은 시간과 날을 소요하여, 긴 측정 사이클 동안에 드롭 특징에서 가능한 편차 때문에 인쇄 공정에서 오차를 야기할 수 있는 반면, 간섭 측정 기법 및 관련된 구조물(상기 소개됨)과 같은 빠른 기법의 사용은 좀 더 최신형이고, 좀 더 정확하고, 노즐간 및 액적간 부피 편차의 동적인 이해를 가능하게 하여, 높은 신뢰도로 이전에 기술된 바와 같이, 계획된 조합의 사용을 허용한다. 예를 들어, 종래의 액적 측정 기법은 비-이미징 기법(가령, 간섭 측정)의 사용을 통해 수행되어 수시간이 소요될 수 있는 반면, 액적 측정은 계속하여 최신형을 유지할 수 있어서, 공정, 전압 및 온도(PVT 편차), 인쇄헤드 노즐 퇴화, 잉크 변화 및 측정의 정확성에 영향을 줄 수 있는 그 밖의 다른 동적인 공정을 정확하게 추적할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 가령 기판 로딩 및 언로딩 시간에서 증분 액적 측정을 숨기는 롤링 측정 공정의 사용을 통해, 액적 측정은 거의 연속적으로 재취해지고 업데이트될 수 있어서(가령, 매 3-4 시간미만으로 각 노즐에 대해),이전에 기술된 바와 같이, 합성 충전 계획을 가능하게 하는 정확한 모델을 제시할 수 있다. 일 실시예에서, 모든 노즐 또는 노즐-파형 페어링에 의해 생성된 액적은 주기적, 가령, 매 2 시간 내지 24 시간 주기로, 바람직하게는 2 시간과 같은 더 짧은 시간 간격으로 (가령, 처음부터) 재측정된다. 롤링 공정은 모든 실시예에서 요구되는 것이 아닌데, 즉, 일 실시예에서, 인쇄가 중단되는 전용 교정 공정 동안에, 모든 노즐에 대해 취해(또는 다시 취해)질 수 있다. 하나의 예시를 제공하기 위하여, 하나의 가능한 실시예에서, 6,000개의 노즐과 24,000 개의 노즐-파형 조합을 가진 인쇄헤드 조립체는 각각 90 초 인쇄 사이클에 대해 기판 로딩 및 언로딩 단계 동안에 15초 동안 측정될 수 있고, 각각의 반복으로, 모든 노즐-파형 조합이 처리될 때까지, 24,000 노즐-파형 조합의 상이한 롤링 서브세트를 검사하는 문제는 지속되며, 그리고 나서, 순환식으로 공정을 반복하기 위해 되돌아 오는데, 대안적으로, 전용 교정 공정을 사용하는 실시예에서(가령, 매 세 시간), 이러한 인쇄헤드 조립체는 주기(가령, 30분) 동안 정지되어서, 인쇄를 활성하기 위해 되돌아오기 전에, 모든 노즐-파형 조합을 위해 통계적 모델을 발현시킨다.
각각의 선택적인 기법 및 상기 소개된 실시예는 서로 선택적으로 고려된다는 것에 다시 한번 유의하고, 반대로, 이러한 기법은 선택사항으로 다양한 실시예에서 임의의 가능한 치환이나 조합으로 결합될 수 있다. 예시로서, 노즐/구동 파형당 액적 속도 및/또는 비행 각도의 측정은, 특정 노즐-파형 조합이 이탈된 액적 "평균"을 생성한다는 결정에 기초하여, 또는 특정 노즐-파형 조합이 스레숄드를 초과하는 액적 통계적 스프레드를 생성한다는 결정에 기초하여, 주어진 노즐-파형 조합에 대해 "오류있는" 액적을 자격상실시키는데 사용될 수 있다. 또 다른 비제한적인 예시를 제공하기 위하여, 간섭 측정 또는 그 밖의 다른 비-이미징 기법은, 단속적인 간격으로, 인쇄헤드 조립체가 기판의 로딩 및/또는 언로딩 동안에 "정지"되는 것과 같이, 노즐-파형 조합의 다양한 윈도우에 대한 이러한 측정을 증분적이고 동적으로 수행함에 의하여, 속도 및/또는 비행 각도를 동적으로 업데이트하는데 사용될 수 있다. 명백하게도, 많은 조합과 치환이 상기 소개된 치환(permutation)에 기초하여 가능하다.
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, 기판의 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 증착하는데 사용될 수 있는 많은 개수의 가능한 노즐 및/또는 구동 파형의 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. 상기에서 소개된 액적 측정 기법은, 하나의 액적 측정과 관련된 비교적 더 큰 통계적 에러(가령, 부피의 ±2%)에도 불구하고, 예상된(가령, 평균) 이들 액적 부피를 얻는데 사용될 수 있다. 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 인쇄헤드를 오프셋시킬 수 있다. 즉, 이 이론에서의 노즐-액적 부피의 많은 조합은 규격 공차에 순응하는 통계적 편차의 잘 이해되는 범위 내의 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 인쇄헤드/기판 모션의 패턴을 선택함으로써, 이러한 제 1 실시예는 실질적으로 강화된 제조 처리율을 제공한다. 선택사항으로서 이 개선은 상대적 인쇄헤드/기판 운동의 순 거리(raw distance)를 최소화하는 방식으로 또는 그 밖의 다른 방식으로 전체 인쇄 시간을 최소화하는 방식으로, 인쇄헤드/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 인쇄헤드 및/또는 기판 운동, 최소한의 시간으로 인쇄, 또는 그 밖의 다른 기준을 충족시키는 방식으로 타깃 영역을 채우기 위해, 인쇄헤드/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. 다시 한번, 각각의 이러한 부피는 많은 액적측정에 기초하여 통계적 평균으로 동일하게 될 수 있다. 예를 들어, 본 예시에서 노즐 (4), (5) 및 (2)이 나열된 평균의 0.5% 이하의 나열된 평균과 3σ값을 나타내는 통계적 모델과 관련된다면, 누적 충전도 49.99pL의 ±0.5% 이하의 3σ값을 가질 것이고, 이는 높은 통계적 정확도로 명시된 공차를 일반적으로 충족한다. 고화질 OLED 디스플레이(즉, 수백만의 픽셀을 가진)에 대하여, 충전 공차와 꼭 매칭되는 3σ(99.73%)값은 불충분할 수 있는데, 가령, 이는 잠재적으로 수천 개의 픽셀이 원하는 공차 외부에 여전이 있다는 것을 통계적으로 나타내고, 이러한 이유로, 많은 실시예에서, 더 큰 스프레드 측정치(가령, 6σ)가 합성 충전 공차에 매칭되며, 고화질 디스플레이의 사실상 모든 픽셀이 제조 규격에 따르는 것을 효과적으로 보장한다.
이들 동일한 원리가 복수의 노즐당 구동 파형 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 인쇄헤드 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.
표 1a
이들 동일한 방식이 도 1b의 가정에 모두 동일하게 적용된다. 예를 들어, 타깃 영역 (154) 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(10.10 pL의 액적 부피를 위해)를 이용하는 첫 번째 인쇄헤드 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 인쇄헤드 패스, 및 노즐(1)과 지정 파형 E(10.01 pL의 액적 부피를 위해)를 이용하는 세 번째 인쇄헤드 패스로 획득하는 것이 가능하다.
도 1a의 가정 및 도 1b의 가정 모두에 대해 타깃 영역의 단일 행에서, 단일 패스로, 각각의 타깃 부피의 각각의 충전량을 증착할 수 있는데, 예를 들어, 인쇄헤드를 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. 또한, 인쇄헤드를 회전조차 하지 않으면서, 하나의 패스로 타깃 부피를 달성하는데 필요한 모든 드롭(drop)을 증착할 수 있다. 예를 들어, 노즐(1)은 파형 D를 이용하여 드롭 분배할 수 있고, 파형 E로부터의 4 드롭을 단일 패스 내의 영역(104)로 분배할 수 있다.
이들 동일한 원리가 앞서 언급된 인쇄헤드 오프셋 실시예에도 적용된다. 예를 들어, 도 1a에 의해 제시되는 가정의 경우, 부피 특성이 제 1 인쇄헤드(가령, "인쇄헤드 A")에 대해 노즐을 반영할 수 있는데, 이 제 1 인쇄헤드가, 각각 단일 분사 파형에 의해 구동되며 각자의 노즐당 액적 부피 특성을 갖는 4개의 추가 인쇄헤드(가령, 인쇄헤드 "B" 내지 "E")와 함께 통합된다. 스캔 패스를 실행할 때 인쇄헤드에 대한 노즐(1)로 식별되는 노즐 각각이 타깃 영역(가령, 도 1a의 타깃 영역(104)) 내로 인쇄되도록 정렬되고, 다양한 인쇄헤드로부터 노즐(2)이라고 식별되는 각각의 노즐이 제 2 타깃 영역(가령, 도 1a의 타깃 영역(105))으로 인쇄되도록 정렬되도록 인쇄헤드들이 집합적으로 구성되며, 이때 서로 다른 인쇄헤드에 대한 서로 다른 노즐의 부피 특성이 이하의 표 1b에서 기재된다. 선택사항으로서, 가령, 스캔들 사이의 간격을 조정하는 모터를 이용해 각자의 인쇄헤드가 서로에 대해 오프셋될 수 있다. 타깃 영역(104)과 각각의 인쇄헤드 상의 노즐(1)만 고려할 때, 4회의 패스로 50.00pL를 증착하는 것이 가능할 것인데, 예를 들어, 인쇄헤드 D 및 인쇄헤드 E 모두가 타깃 영역으로 액적을 분사하는 첫 번째 인쇄헤드 패스, 및 인쇄헤드 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 인쇄헤드 상의 노즐(1)만 고려하면, 가령, 인쇄헤드 C, D 및 E 모두 타깃 영역으로 액적을 분사하는 첫 번째 인쇄헤드 패스, 및 인쇄헤드 D 및 E 모두 액적을 타깃 영역으로 분사하는 두 번째 인쇄헤드 패스에 의해, 2회의 패스로 49.83 pL를 증착하는 것이 가능할 것이다. 마찬가지로, 각각의 패스에서 서로 다른 인쇄헤드로부터의 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. 다시 말하자면, 통계적 정확성은, 노즐당 및/또는 구동 파형당 액적 부피및 이와 관련된 평균과 관련된 원하는 통계적 특징을 얻기 위해 계산된 방식으로 액적 측정을 계획함에 의해 보장될 수 있다.
표 1B
동일한 방식 모두 도 1b의 가정에 동등하게 적용된다. 다시, 타깃 영역(154) 및 각각의 인쇄헤드 상의 노즐(1) 및 (2)(즉, 스캔 동안 타깃 영역(154)과 겹치는 노즐들)만 고려하면, 2회 패스로 예를 들어, 인쇄헤드 C 및 E가 노즐(1)을 분사하고 인쇄헤드 B 및 C가 노즐(2)을 분사하는 첫 번째 인쇄헤드 패스 및 인쇄헤드 C가 노즐(2)을 분사하는 두 번째 인쇄헤드 패스에 의해, 50.00 pL를 증착하는 것이 가능하다. 단일 패스로, 가령, 인쇄헤드 C, D 및 E가 노즐(1)을 분사하고 인쇄헤드 B 및 인쇄헤드 B 및 E가 노즐(2)을 분사하는 인쇄헤드 패스에 의해, 49.99 pL(높은 통계적 정확성으로 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 인쇄헤드에 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 인쇄헤드(또는 인쇄헤드 노즐의 행)을 이용하는 실시예에서, 이들 인쇄헤드/행을 선택적으로 오프셋시킬 수 있는 능력이 인쇄헤드/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 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 인쇄헤드/기판 스캔 또는 "패스"의 횟수, 특정 차원(들)을 따르는 상대적 인쇄헤드/기판 운동의 순 거리, 또는 그 밖의 다른 기준을 만족시키는 데 도움이 된다.
그 밖의 많은 공정이 사용될 수 있고, 상기 소개된 다양한 기법과 결합될 수 있다. 예를 들어, 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 경화(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 변형예, 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 인쇄헤드 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. 각각의 인쇄 우물은 가능한 한 가지 타입의 타깃 영역의 예시이다. 또 다른 변형예도 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/인쇄헤드 모션을 이용할 수 있기 때문에, 상대적 운동이 경로 또는 속도에서 선형일 필요는 없다, 즉, 인쇄헤드/기판의 상대 모션은 직선 또는 심지어 연속 경로 또는 일정 속도를 따를 필요가 없다. 따라서 기판에 상대적인 인쇄헤드의 "패스" 또는 "스캔"은 단순히 복수의 노즐을 이용해 액적을 복수의 타깃 영역 위에 증착하기 위한 상대적 인쇄헤드/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. 용어 "인쇄헤드"는 기판을 향하여 잉크를 인쇄(분출)하는데 사용되는 하나 이상의 노즐을 가진 단일 또는 모듈 디바이스를 말한다. 그에 반해, "인쇄헤드 조립체"는 기판에 대해 공통 위치선정을 위해 그룹으로서 하나 이상의 인쇄헤드를 지지하는 조립체 또는 모듈 요소를 말하므로, 일부 실시예에서 인쇄헤드 조립체는 하나의 인쇄헤드만을 포함할 수 있는 반면, 다른 실시예에서는, 이러한 조립체는 6개 이상의 인쇄헤드를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 개별 인쇄헤드는 이러한 조립체 내에서 서로에 대해 오프셋될 수 있다. 대량 제조 공정(가령, 텔레비전 플랫 패널 디스플레이)을 위해 사용되는 전형적이 실시예에서, 인쇄헤드 어셈블리는 매우 크고, 많은 수천 개의 인쇄 노즐을 포함하며, 구현예에 의존하여, 이러한 조립체는 본 명세서에서 논의된 액적 측정 수단을 포함하여 클 수 있고, 액적 측정당 얻을 수 있도록 이러한 조립체 주위에 연결되도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 6개의 인쇄헤드 및 대략 10,000 이상의 인쇄 노즐을 가진 인쇄헤드 조립체를 사용하여, 인쇄헤드 조립체는 액적 측정을 포함하여 다양한 동작을 지원하기 위하여, 인쇄기 내에서, 오프-(인쇄)축 서비스 스테이션 내에서 "정지(parked)" 될 수 있다.
레이아웃된 여러 개의 서로 다른 실시예의 일부 원리를 사용하여, 본 개시물은 다음과 같이 대략 조직될 것이다. 도 2a-2e는 이미징 대량 인쇄헤드 조립체에 대한 어떤 액적 측정 컨피규레이션을 소개하는데 사용될 것이다. 이러한 컨피규레이션은 인쇄기 내에, 가령, 플랫 패널 디바이스 기판상에 영구적인 박막 층을 형성할 잉크 물질을 인쇄하는 플랫 패널 디스플레이 제조 디바이스 내에 선택적으로 통합될 수 있다. 선택적인 구현예에서, 이러한 컨피규레이션은 액적 측정과 관련된 일부 또는 모든 광학의 삼차원 표현을 사용하여, 가령, 인쇄기의 서비스 스테이션 내에 정지되었던 복수의 인쇄헤드 및 수천개의 잉크 젯 노즐이 있는 인쇄헤드 조립체에 대해 표현할 수 있다. 도 3a-4d는 노즐 일치성 문제, OLED 인쇄/제작 및 실시예가 노즐 일치성 문제를 어떻게 해결하는지와 관련된 어떤 일반적인 원리를 소개하는데 사용될 것이다. 이들 기술은 언급된 액적 측정 컨피규레이션으로 사용될 수 있다. 도 5-7은 기판의 각각의 타깃 영역에 대해 액적 조합을 계획하는데 사용될 수 있는 소프트웨어 프로세스를 예시화하는데 사용될 것이다. 도 8a-b는 각각의 노즐/파형 조합에 대한 액적 부피의 통계적 모델을 형성하는 것과 관련된 원리, 및 이들 모델을 사용하여 각각의 타깃 영역에 대해 누적 잉크 충전의 통계적 모델을 생성하는 것을 설명하는데 사용된다. 이들 원리는, 노즐 일치성 문제에도 불구하고, 액적 측정과 함께, 정량화할 수 있는 확실성(가령, 타깃 영역당 99% 또는 그 보다 좋은 신뢰도로)을 가진 명시된 공차 범위를 충족하는 합성 잉크 충전을 신뢰성 있게 생성(즉, 계획된 액적 조합의 사용을 통해)하는데 사용될 수 있다. 도 9a-10c는 일부 실험적 데이터, 즉, 타깃 영역 충전 일치성을 개선하는데 언급되었던 계획된 액적 조합 기법의 효과를 증명할 수 있는 실험적 데이터를 제시하는데 사용된다. 도 11-12는 OLED 패널 제작 및 관련된 인쇄와 제어 수단에 대한 예시적인 응용예를 논의하는데 사용될 것이다. 도 13a-13c는 각각의 스캔으로 증착될 수 있는 액적 조합을 가변하는데 사용될 수 있는 인쇄헤드 오프셋을 논의하는데 사용된다. 도 14a-15d는 다양한 액적 부피나 조합을 제공하는데 적용되는 다양한, 교번 노즐 분사 파형을 더욱 논의하는데 사용된다. 도 16-17은 액적 측정 디바이스를 포함하는 산업용 인쇄기의 구조 및 컨피규레이션에 대한 추가적인 세부사항을 제공할 것이다. 도 18a 및 18b는 이러한 산업용 인쇄기와 가령 통합되는 액적 측정 시스템의 어떤 자세한 실시예를 논의하는데 각각 사용될 것이다. 마지막으로, 도 19는 생산 시간을 최대화시키기 위해, 다른 시스템 공정 뒤에 액적 측정 시간을 숨기기 위한 기법을 논의하는데 사용될 것이다.
도 2a-2e는 노즐당 액적 측정을 위한 기법을 일반적으로 소개하는데 사용된다.
좀 더 구체적으로, 도 2a는 광학 시스템(201) 및 비교적 큰 인쇄헤드 조립체(203)를 나타내는 도시된 뷰를 제공하는데, 인쇄헤드 조립체는 각각 수백개에서 수천개의 노즐이 존재하는, 복수의 개별 노즐(가령 207)을 가진 복수의 인쇄헤드(205A/205B)를 가진다. 잉크 공급부(미도시)는 각각의 노즐(가령, 노즐(207))과 유체적으로 연결되고, 압전 트랜스듀서(또한 미도시)는 노즐당 전기 제어 신호의 제어하에서 잉크의 액적을 분출하는데 사용된다. 노즐 설계는 노즐 플레이트의 플러딩(flooding)을 피하기 위해, 각각의 노즐(가령, 노즐(207))에서 잉크의 약간의 음압을 유지하는데, 주어진 노즐에 대한 전기 신호는 해당 압전 트랜스듀서를 활성화시키고, 주어진 노즐에 대한 잉크를 가압하여서, 주어진 노즐로부터 액적을 토출시키는데 사용된다. 일 실시예에서, 각각의 노즐에 대한 제어 신호는 정상적으로 0 볼트인데, 주어진 전압에서 플러스 펄스나 신호는 특정 노즐에 대해 그 노즐에 대한 액적을 분출(펄스당 한 번)하는데 사용되며, 또 다른 실시예에서, 다양하고, 맞춤된 펄스(또는 좀 더 복잡한 파형)가 노즐간에 사용될 수 있다. 그러나, 도 2a에 의해 제공된 예시와 관련하여, 특정 노즐(가령 노즐(207))에 의해 생성된 액적 부피를 측정하는 것이 바람직한데, 여기서, 액적은 인쇄 헤드로부터 아래 방향으로 분출되어(즉, 삼차원 좌표 시스템(208)에 대해 z-축 높이를 나타내는 "h" 방향으로) 스피툰(spittoon, 209)에 의해 수집된다고 가정한다. 전형적인 적용예에서, "h"의 치수는 전형적으로 대략 1 밀리미터 이하이고, 작동하는 인쇄기 내에 이러한 방식으로 개별적으로 측정되는 각자의 액적을 가지는 수 천개의 노즐(가령, 10,000 노즐)이 있다. 따라서, 정확하게 각각의 액적을 광학적으로 측정하기 위하여(즉, 방금 기술된 바와 같이, 대략 밀리미터 측정 윈도우 내로, 대량 인쇄헤드 조립체 환경에서 수천 개의 노즐 중 특정한 하나로부터 파생되는 액적), 개시된 실시예에서, 어떤 기법은 광학 측정을 위해 서로에 대해, 광학 조립체(201), 인쇄헤드 조립체(203) 또는 둘 모두의 요소를 정확하게 위치 선정하는데 사용된다.
하나의 실시예에서, 이들 기법은 (a) 광학 교정/측정을 위한 액적을 생성하는 임의의 노즐에 바로 인접한 측정 영역(215)에 정확히 위치시키기 위한 광학 시스템의 적어도 일부(가령, 차원 평면(213) 내)의 x-y 모션 제어(211A) 및 (b) 아래 평면 광학 복귀(211B)(가령, 대량 인쇄헤드 표면 영역에도 불구하고, 임의의 노즐 옆에 측정 영역의 용이한 배치를 허용함)의 조합을 사용한다. 따라서, 약 10,000 이상의 인쇄 노즐을 가진 예시적인 환경에서, 이러한 모션 시스템은 (가령) 10,000개 정도에서 광학 시스템의 적어도 일부를 위치선정할 수 있어서, 인쇄헤드 조립체의 각자의 노즐의 방전 경로에 인접하게 분리되어 위치된다. 이하에 논의되는 바와 같이, 두 개의 고려되는 광학 측정 기법은 그림자그림 및 간섭 측정을 포함한다. 각각을 사용하여, 광학은 전형적으로 제 자리로 조절되어서, 비행중(in-flingt) 액적을 캡쳐하기 위해(가령, 그림자그림의 경우에서 액적의 그림자를 효과적으로 이미지화시키기 위해) 정확한 초점이 측정 영역에 유지된다. 전형적인 액적은 지름이 대략 미크론일 수 있어서, 광학 배치는 전형적으로 매우 정확하고, 인쇄헤드 조립체와 측정 광학/측정 영역의 상대적 위치와 관련하여 과제가 존재한다. 일부 실시예에서, 이러한 위치선정을 보조하기 위하여, 광학(거울, 프리즘등)이 사용되어서, 측정 영역(215)으로부터 나온 차원 평면(213) 아래를 센싱하기 위해 광 캡처 경로를 배향하여, 측정 광학은 광학 시스템 및 인쇄헤드의 상대적인 위치 선정과 간섭없이 측정 영역에 가까이 위치될 수 있다. 액적이 이미지화되는 밀리미터 단위의 증착 높이(h)만큼 또는 검토하에서 인쇄헤드에 의해 차지되는 대량의 x 및 y 너비만큼 제한되지 않는 방식으로 효과적인 위치 제어를 허용한다. 간섭측정-기반의 액적 측정 기법을 사용하여, 작은 액적에 대해 서로 다른 각도에서 입사되는 별도의 광선은, 광 경로에 일반적으로 직교인 관점으로부터 검출될 수 있는 간섭 패턴을 형성하여서, 이러한 시스템에서의 광학은 소스 빔의 경로의 대략 90도의 각도로부터, 또한, 액적 파라미터 측정을 위해 아래 평면 광학 복귀를 사용하는 방식으로 광을 캡쳐한다. 그 밖의 다른 광학 측정 기법도 사용될 수 있다. 이들 실시예의 또 다른 변형예에서, 모션 시스템(211A)은 xyz-모션 시스템이 선택사항으로 되는 것이 바람직한데, 이는 액적 측정 동안에 인쇄헤드 조립체를 움직이지 않으면서, 액적 측정 시스템의 선택적인 연결 및 분리를 허용한다. 간단하게 소개하면, 하나 이상의 큰 인쇄헤드 조립체가 있는 산업용 제조 디바이스를 고려하면, 제조 가동 시간을 최대화시키기 위해, 각각의 인쇄헤드 조립체는 때때로 서비스 스테이션에서 "정지"되어서, 하나 이상의 유지 기능을 수행할 것인데, 인쇄헤드의 순수 크기와 노즐의 수를 고려하면, 인쇄헤드의 다양한 부분에 대해 한 번에 복수의 유지 기능을 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 취지로, 이러한 실시예에서, 인쇄헤드 주위에 측정/교정 디바이스를 움직이는게 그 반대보다 더 바람직할 수 있다. 그리고 나서, 이는 원하면 또 다른 노즐과 관련되는 다른 비-광학 유지 공정의 연결을 허용한다. 이들 액션을 용이하게 하기위하여, 인쇄헤드 조립체는 광학 교정될 대상이 되는 특정 노즐이나 노즐들의 범위를 식별하는 시스템에 대해 선택사항으로 "정지"될 수 있다. 인쇄헤드 조립체나 주어진 인쇄헤드가 중지되면, 모션 시스템(211A)이 연결되어서, "정지된" 인쇄헤드 조립체에 대해 광학 시스템의 적어도 일부를 움직이고, 특정 노즐로부터 분출된 액적을 검출하기에 적합한 위치에 측정 영역(215)을 정확하게 위치시키며, z-축의 움직임의 사용은 인쇄헤드의 평면 매우 아래로부터의 광 복귀 광학의 선택적인 연결을 허용하고, 광학 교정 대신에 또는 그에 더하여 다른 유지 작동을 가능하게 한다. 다른 진술이 없다면, xyz-모션 시스템의 사용은 서비스 스테이션 환경에서 사용되는 다른 테스트나 테스트 디바이스와 무관한 액적 측정 시스템의 선택적인 연결을 허용한다. 이러한 구조는 모든 실시예에 대해 요구되는 것이 아닌데, 가령, 도 16-17과 관련하여, 측정 조립체와 인쇄헤드 조립체 모두의 모션, 즉, 액적 측정을 위한 x-y 모션을 가진 측정 조립체에 대해 인쇄헤드 조립체의 z-축 모션을 허용하는 수단이 기술될 것이다. 또한, 인쇄헤드 조립체만 움직이고, 측정 조립체는 중지되거나, 인쇄헤드 조립체의 정치가 필요하지 않는 다른 대안예도 가능하다.
일반적으로, 액적 측정을 위해 사용되는 광학은 광원(217), 산택사항인 한 세트의 광 전달 광학(219)(필요하면, 광원(217)으로부터 측정 영역(215)으로 광을 지향함), 하나 이상의 광 센서(221), 및 측정 영역(215)으로부터 하나 이상의 광 센서(221)로 액적(들)을 측정하는데 사용되는 광을 지향하는 한 세트의 복귀 광학(223)를 포함할 것이다. 선택적으로, 모션 시스템(211A)은 스피툰(209)와 함께 하나 이상의 이들 요소를, 스피툰(209) 주위의 측정 영역(215)으로부터 아래-평면 위치까지 사후-액적 측정 광의 방향을 허용하는 방식으로 움직이면서, 또한, 분출된 잉크를 수집하기 위해 리셉터클(가령, 스피툰(209))을 제공한다. 하나의 실시예에서, 광 전달 광학(219) 및/또는 광 복귀 광학(223)은 액적 이동과 평행한 수직 차원을 따라 측정 영역(215) 로/부터 광을 지향하는 거울을 사용하는데, 모션 시스템은 액적 측정 동안에 통합 유닛으로서 각각의 요소들(217, 219, 221, 223) 및 스피툰(209)을 움직인다. 이러한 설정은 측정 영역(215)에 대한 초점의 재교정이 불필요하도록 하는 이점을 제시한다. 도면 부호 211C에 표시된 바와 같이, 광 전달 광학도 측정 영역의 차원 평면(213) 아래의 위치로부터의 소스 광을 선택적으로 공급하는데 사용되는데, 가령, 일반적으로 도시되는 바와 같이, 광원(217) 및 측정을 위해 스피툰(209)의 양 측면에 광을 향하는 광 센서(들)(221)을 사용한다. 도면 부호 225 및 227에 의해 표시된 바와 같이, 광학 시스템은 포토검출기뿐만 아니라 초점을 위한 렌즈를 선택적으로 포함할 수 있다(가령, 많은 픽셀의 "사진"의 처리에 의존하지 않은 비-이미징 기법을 위함). 광학 조립체와 스피툰에 걸친 z-모션 제어의 선택적인 사용은, 어느 시점에서든지 인쇄헤드 조립체가 "정지"해 있을 때, 광학 시스템의 선택적인 연결과 분리를 허용하고, 임의의 노즐에 근접하여 측정 영역(215)의 정확한 위치 선정을 허용한다. 인쇄헤드 조립체 및 광학 시스템(201)의 xyz-모션의 이러한 정지는 모든 실시예에 대해 요구되는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 레이저 간섭 측정은, 인쇄헤드 조립체(및/또는 광학 시스템)이 다양한 노즐로부터의 액적을 이미지화하기 위한 증착 평면(가령, 평면(213) 이내에 또는 평행하게) 내에 또는 평행하게 움직이면서, 액적 특징을 측정하는데 사용된다. 다른 조합이나 치환도 가능하다.
도 2b는 일부 실시예에 대한 액적 측정과 관련된 순서도를 제공한다. 이러한 순서도는 일반적으로 도 2b에서 도면 부호 231을 사용하여 도시된다. 좀 더 구체적으로, 참조 번호 233에 의해 표시된 바와 같이, 이러한 특정한 공정에서, 인쇄헤드 조립체는 가령, 인쇄기 또는 증착 장치의 서비스 스테이션(미도시)에서 우선 정지된다. 그리고 나서, 액적 측정 디바이스는 가령, 증착 평면 아래에서 부터 광학 시스템이 개별 액적을 측정할 수 있는 위치로의 이동을 통해 광학 시스템의 일부 혹은 전부의 선택적인 연결에 의해 인쇄헤드 조립체와 연결된다(235). 도면 번호 237에서, 정지된 인쇄헤드에 대한 하나 이상의 광학-시스템 구성에 대한 이러한 모션은 선택적으로 x,y 및 z 차원으로 수행될 수 있다.
이전에 시사한 바와 같이, 심지어 단일 노즐 및 관련된 노즐 분사 구동 파형(즉, 펄스(들) 또는 액적을 분출하는데 사용되는 신호 레벨(들))이 액적들 간에 약간 가변하는 액적 부피, 궤적 및 속도를 생성할 수 있다. 본 명세서에서의 개시에 따라서, 하나의 실시예에서, 도면 번호 239에 의해 표시된 바와 같이, 액적 측정 시스템은 원하는 파라미터의 액적당 n번의 측정을 얻어서, 그 파라미터의 예상된 측정에 관한 통계적 신뢰도를 이끌어낸다. 하나의 구현예에서, 측정된 파라미터는 부피일 수 있는 반면, 다른 구현예에서는 측정된 파라미터는 비행 속도, 비행 궤적 또는 또 다른 파라미터 또는 이러한 복수의 파라미터의 조합일 수 있다. 하나의 구현예에서, "n"은 각각의 노즐에 대해 가변할 수 있는 반면, 또 다른 구현예에서, "n"은 각 노즐에 대해 수행될 고정된 수의 측정(가령, "24")일 수 있고, 여전히 다른 구현예에서, "n"은 측정의 최소의 수를 말하여 추가적인 측정이 파라미터의 측정된 통계적 특성을 동적으로 조절하거나 신뢰도를 재형성하기 위해 수행될 수 있다. 명백하게, 많은 변형예가 가능하다. 도 2b에 의해 제공된 예시에 대하여, 액적 부피는 주어진 노즐로부터 예상된 액적 부피를 나타내는 정확한 평균 및 딱 맞는 신뢰도 구간을 얻기 위해 측정된다고 가정된다. 이는 (복수의 노즐 및/또는 구동 파형을 사용하여) 액적 조합의 선택적인 계획을 가능하게 하는 반면, 합성 잉크의 분포를 신뢰성 있게 유지하는 것은 예상된 타깃에 대해 타깃 영역 내에 충전된다(즉, 액적 평균의 합성에 대해). 선택적인 공정 박스(241 및 243)에 의해 표시된 바와 같이, 간섭 측정 또는 그림자그림은 부피(또는 그 밖의 다른 원하는 파라미터)의 순간적이거나 거의 순간적인 측정 및 계산을 이상적으로 가능하게 하는 광학 측정 공정이 고려된다. 이러한 빠른-측정으로, 가령, 잉크 특성에서 시간에 따른 변화(점성과 구성 물질을 포함하여), 온도, 전력 공급 변동 및 다른 요소를 설명하기 위해, 자주, 그리고 동적으로 부피 측정을 업데이트할 수 있다. 이점에 기초하여, 그림자그림은 전형적으로 가령, 광 센서 수단으로서 고 분해능 CCD 카메라를 사용하여, 액적의 이미지를 캡쳐하는 반면, 액적은 (가령, 점멸되는 광원을 사용하여) 복수의 위치에서 단일 이미지 캡처 프레임에서 정확학게 이미지될 수 있고, 이미지 처리 소프트웨어는 전형적으로 유한한 양의 시간과 관련되어 액적 부피를 계산하여서, 큰 인쇄헤드 조립체(가령, 수천 개의 노즐을 가진)로부터 충분한 액적 집단의 이미징이 수 시간 소요될 수 있다. 복수의 이진 광 검출기 및 이러한 검출기의 출력에 기초하여 간섭 패턴 간격의 검출에 의존하는 간섭 측정은 비-이미징 기법(즉, 이미지 분석을 요하지 않음)이어서, 그림자그림이나 다른 기법보다 더 빠른(가령 50배) 액적 부피 측정을 생성하는데, 가령, 10,000 노즐 인쇄헤드 조립체를 사용하여, 수천 개의 노즐의 각각에 대한 대량 측정 집단이 수분 이내에 얻을 수 있고, 액적 측정을 자주 그리고 동적으로 수행할 수 있다는 것이 예상된다. 이전에 유의한 바와 같이, 하나의 선택적인 실시예에서, 액적 측정(또는 궤적 및/또는 속도와 같은 다른 파라미터의 측정)은 주기적으로, 단속적 공정으로 수행될 수 있는데, 액적 측정 시스템은 스케쥴에 따라 관여되거나 가판 사이에서(가령, 기판이 로딩 또는 언로딩됨)연결되거나, 다른 조립체 및/또는 다른 인쇄헤드 유지 공정에 대해 스택된다. 교번 노즐 구동 파형이 각각의 노즐에 대해 특정한 방식으로 사용될 실시예에 대하여, 빠른 측정 시스템(가령, 간섭 측정 시스템)은 각각의 노즐에 대하여, 그리고 그 노즐에 대한 각각의 교번 구동 파형에 대하여 통계적 집단 발현을 빠르게 허용하여서, 이전에 시사한 바와 같이, 다양한 노즐-파형 페어링에 의해 생성된 액적들의 계획된 액적 조합을 가능하게 한다. 도변 번호 245 및 247에 대하여, 노즐간에 예상된 액적 부피를 0.01 pL 보다 더 정확하게 측정함에 의하여(및/또는 노즐-파형 페어링간), 타깃 증착 영역에 대해 매우 정확한 액적 조합을 계획할 수 있는데, 여기서, 합성 충전은 0.01 pL 분해능으로 계획될 수 도 있고, 타깃 부피는 타깃 부피의 0.5%의 범위의 명시된 오차(가령, 공차) 이내 또는 그 보다 더 우수하게 유지될 수 있으며, 도면 번호 247에 의해 표시된 바와 같이, 일 실시예에서, 각각의 노즐 또는 각각의 노즐-파형 페어링에 대한 측정 집단은 각각의 이러한 노즐 또는 노즐-파형 페어링에 대한 신뢰성있는, 즉,규격 최대 충전 오차 미만의 3σ 신뢰도(4σ, 5σ, 6σ등과 같은 다른 통계적 측정)로 분포 모델을 생성하기 위하여, 계획된다. 충분한 측정이 다양한 액적에 대해 취해지면, 이들 액적의 조합과 관련된 충전은 평가되고 가장 효율적이고 가능한 방식으로 인쇄(248)를 계획하는데 사용될 수 있다. 분리된 라인(249)에 의해 표시된 바와 같이, 액적 측정은 활성 인쇄 공정과 측정 및 교정 공정 사이에서 왔다갔다하는 단속적인 스위칭으로 수행될 수 있다.
도 2c는 노즐당(또는 노즐-파형 페어링당) 액적 측정의 계획 및/또는 각각의 노즐의 행동을 모델링하기 위한 통계적 데이터의 개시와 관련된 가능한 하나의 공정의 흐름(251)을 나타낸다. 도면 번호 253에 의해 표시된 바와 같이, 이러한 공정에서, 원하는 공차 범위를 명시하는 데이터가 우선 수신되는데, 이는, 가령 제조자 규격에 따라 설립될 수 있다. 일 실시예에서, 가령, 이러한 공차 또는 허용 범위는 주어진 타깃의 ±5.0%로 명시될 수 있고, 또 다른 실시예에서, 원하는 타깃 액적 크기의 ±2.5%, ±2.0%, ±1.0%, ±0.6% 또는 ±0.5%의 범위가 사용될 수 있다. 교번 방식으로 범위 또는 한 세트의 허용가능한 값을 명시하는 것도 가능하다. 원하는 공차 및 액적 시스템 측정 오차에 의존하는 명세서의 방법과 무관하게, 측정의 스레숄드 수가 확인된다(255). 상기에서 나타난 바와 같이, 이러한 수는 복수의 목적을 달성하기 위해 선택될 수 있는데, 즉, (a) 예상된 액적 파라미터(가령, 평균 부피, 속도 또는 궤적)의 신뢰성 있는 측정을 제공하기 위하여 액적 측정의 충분히 큰 집단을 얻는 것, (b) 액적 파라미터(가령, 주어진 파라미터에 대한 표준 편차 또는 σ)에서의 편차를 모델링하기 위하여 액적 측정의 충분히 큰 집단을 얻는 것, 및/또는 (c) 인쇄 공정 동안에, 특정 노즐/노즐-파형 페어링의 사용을 자격박탈하기 위하여, 예상된 오차 보다 더 큰 노즐 또는 노즐-파형 페어링을 확인하기 위해 충분히 큰 데이터를 얻는 것이다. 임의의 계획된 수의 액적 측정이나 원하는 측정 기준을 사용하여, 또는 관련된 최소치가 정의되면, 측정은 액적 측정 시스템(259)을 사용하여(가령, 본 명세서에서 논의되는 바와 같은 광학 기법을 사용하여) 수행된다(257). 그리고 나서, 각각의 노즐(또는 노즈-파형)에 대한 측정은, 명시된 기준에 충족할 때까지 공정 결정 블록(261)에 대해, 수행된다. 측정 수가 계획된 기준에 충족하면, 본 방법은 공정 블록(269)에서 종료된다. 추가적인 측정이 수행될 필요가 있다면, 도 2c에서 참조된 바와 같이, 충분한 측정이 얻어질 때까지, 측정 공정은 루프된다.
도 2c는 복수의 예시적인 공정 변형예를 도시한다. 우선, 도면 번호 263에 의해 표시된 바와 같이, 이러한 측정 공정은 인쇄헤드 조립체의 모든 노즐(및/또는 모든 가능한 노즐/파형 조합)에 선택적으로 적용된다. 이는 모든 실시예에 대한 경우가 아니다. 예를 들어, 하나의 실시예에서(아래 도 14a-15c의 논의 참조), 각각의 가능한 파형을 철저히 테스트하기 보다는, 잠재적으로 제한 없는 수의 구동 파형 변형예가 주어진 노즐에 대해 분출된 액적의 파라미터에 영향을 주는데 사용될 수 있어서, 액적 측정 공정은 가능한 파형의 넓은 분포를 나타내는 한 세트의 결정된 파형으로, 반복적이고, 작은 수의 파형을 선택하는데 사용되는 보간 검색 공정으로(가령, 원하는 액적 크기의 ±10%의 범위에 걸친 평균 액적 부피를 생성할 것 같은) 실험할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 초기 측정에 기초하여, 주어진 노즐이 결함적인것으로 여겨지면(가령, 액적 부피가 원하는 평균으로부터 20% 분포보다 더 크면), 그 노즐(또는 노즐-파형 페어링)은 더 이상 고려하지 않을 수 있다. 또 다른 예시에서, 인쇄 스캔이 실제로 어떤 노즐을 사용하지 않도록 계획되면, 적어도 일부 유형의 오차나 분산 기준이 도달할 때까지, 계획된 스캐닝에서 활성화되어 사용되는 노즐만 동적이며 추가적인 액적 측정을 수행하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 많은 가능성이 존재한다. 기능 블록(263)은 적용된 공정이 모든 노즐(또는 노즐-파형 페어링)에 모두 적용될 필요는 없다는 것을 간단히 나타낸다. 둘 째로, 도면 번호 265는 하나의 실시예에서, 최소 기준이 각각의 노즐 또는 노즐-파형 페어링을 차별시키는 최소의 스레숄드와 관련되다는 것을 나타낸다. 이러한 기능과 관련된 몇 몇 예시를 인용하기 위하여, 하나의 실시예에서, 액적 측정이 주어진 노즐 또는 노즐-파형 페어링에 대해 수행되고, 분포 스프레드 측정(가령, 분산, 표준 편차 또는 또 다른 측정치)이 계산되는데, 이는 스프레드 측정이 결정된 기준을 만족할 때까지 원시 스레숄드를 넘는 측정치로 계산된다. 알 수 있는 바와 같이, 최소치가 노즐당 가령, 10번의 액적 측정이라면, 특정 노즐에 대한 10번의 액적 측정은 예상된 분산 보다 더 큰 분산을 생성하고, 추가적인 측정은 원하는 스프레드가 달성될 때까지(평균 부피의 3σ≤1.0%), 또는 측정의 일부 최대수가 수행될 때까지 주어진 노즐에 대해 고유하게 수행될 것이다. 예시에 대한 이러한 실시예는 가령, 어떤 최소 기준(가령, 최소수의 측정 및 이러한 예시에서 스레숄드 미만의 스프레드 측정)을 달성하도록 계획된 측정 반복으로 노즐당 다양한 수의 측정을 야기할 수 있다. 셋 째, 도면 번호 267에 의해 표시된 바와 같이, 가령, 노즐(또는 노즐-파형당) "정확히 24" 액적 측정을 얻기 위하여, 또는 시간당 x 번의 측정을 얻기 위하여, 액적 측정 계획에서 추측항법(dead-reckon)을 사용할 수 있다. 마지막으로, 측정 관리 기법과 무관하게, 측정을 어떤 노즐 또는 노즐-파형 조합을 자격(패스) 또는 자격박탈에 적용할 수 있다. 가능한 구현예 선택사항을 다시 인용하면, 측정의 스레숄드 수의 성능 이후에, 어떤 노즐 또는 노즐-파형은 도면 번호 270에서, 측정 데이터에 기초하여 자격 또는 자격박탈될 수 있다. 예를 들어, 이상적인 액적 부피가 하나의 적용예에서 10.00 pL이라면, 9.90pL-10.10pL의 평균 액적 부피를 생성하지 않는 노즐/노즐-파형 페어링은 즉시 자격박탈되고, 동일한 접근법이 가령, 측정의 최소수를 따르는 통계적 스프레드에 대해 취해지고, 0.5% 보다 큰 액적 스프레드(가령, 분산, 표준 편차등)를 생성하는 임의의 노즐/노즐-파형 페어링은 즉시 자격박탈된다. 다시 한 번, 많은 구현예가 존재한다.
도 2d는 일반적으로 도면 번호 271로 언급되는, 광학 기법상에서 예측되는 액적 측정 시스템의 하나의 구현예의 개략도이다. 좀 더 구체적으로, z-방향(범례 274에 의해 표시됨) 아래 방향으로 유체 잉크를 분출하는 하나의 행의 노즐로 배열되는, 5 개의 열거된 인쇄 노즐을 가진 인쇄헤드(273)가 횡단면으로 도시된다. 광원(275A)은 인쇄헤드의 측면에 배열되어서, 액적이 측정을 위해 통과할 측정 영역(278)을 조명하고, 도 2d의 경우에서, 이러한 측정 영역(및 광학 시스템의 일부 혹은 전부)은 인쇄헤드의 노즐 (3)로부터 나온 액적을 측정하기 위해 배열된다. 광원(275A)은 인쇄헤드(273)의 일측면의 외부에 도시되어서, 광 측정 영역(즉, 밀리미터-등급의 높이, 변수 h로 나타냄)으로 광을 향하여, 인쇄헤드(273)을 간섭하지 않으면서 임의의 복수의 노즐을 조명하는 광 경로(277)를 생성한다. 도면 번호 275B에 의해 나타난 바와 같이, 하나의 실시예에서, 광원은 아래 증착 평면(289)(및 스피툰(286)의 상단 주변부)에 장착되어서, 임의의 노즐로부터의 액적 경로에 대해 광학의 고정된 거리 위치선정을 비교적 용이하게 할 수 있는데, 다시 말해, 5개의 노즐은 도 2d에 도시되고, 하나의 실시예에서, 수백 개 내지 수천 개 이상의 노즐이 있다. 액적 측정 영역(278)으로 조명을 향하도록 하는데 사용되는 광학을 사용하는 아래 증착 평면 광 생성은, 도시된 인쇄헤드(273)의 임의의 노즐에 대해 광학 시스템의 용이한 위치선정 및 액적 측정 시스템의 선택적인 연결과 분리를 가능하게 한다(가령, 이전에 기술된 바와 같이, 선택사항인 서비스 스테이션에 대하여). 도시된 예시에서, 거울(285A)은 광원(275B)로부터의 광을 재지향하는데 사용되어서, 인쇄헤드(273)에서 스피툰(286)으로 이동하는 측정 영역(278)내에서 액적에 입사한다. 비제한적인 예시에 의해, 가령, 프리즘, 광섬유 케이블등과 같은 광원(275B)에 대한 광학 경로를 위치선정하는 다른 수단도 사용될 수 있다. 이미징 측정 기법이 사용되는 구현예(가령, 그림자그림)에 대하여, 광원(275A/275B)은 점멸 열 광원이나 단색원일 수 있다. 도 2d는 경로(275C)를 따라 지향된 제3 기원 위치로부터의 광도 도시하는데, 광원은 도면 페이지의 외부에 있어서, 광 경로 라우팅 광학(가령, 참조 범례 274에 의해 도시된 y 차원을 따라)의 보조로 또는 보조없이, 도면 페이지 내로 또는 외부로 광을 지향하는데, 이러한 위치선정 프레임워크는 조명 경로에 직교(또는 다른 각도로)의 방향으로부터 발생하는 간섭 패턴의 방향으로, 간섭 측정이 의존하는 예시에 대해 사용될 수 있다. 조명 소스의 상대적 배열과 관계없이, 광은 광 경로(227), 인쇄헤드(273)와 증착 평면(290)의 위치 사이에 있는 조명 평면(290)을 따라 지향되고, 측정 광(즉, 측정된 액적으로부터의)은 이미징 평면에서 아래 증착 평면(289)에 장착된 광 검출기까지 광 경로 라우팅 광학(285B)에 의해 라우팅된다는 것을 유의해야 한다. 다시 말해, 이는, 큰 인쇄헤드 크기와 비교적 작은 높이(h)에도 불구하고, 광의 한정된 방향 및 초점을 허용한다. 또한, 광 경로 라우팅 광학(285A), 거울, 프리즘, 광섬유 또는 그 밖의 다른 광 재지향 디바이스와 같은 기법은 광 복귀의 아래-증착-평면 라우팅을 유효하게 하는데 사용될 수 있다. 도 2d에서 볼 수 있는 바와 같이, 측정 광은 초점 광학(279)(가령, 렌즈)으로 지향되어서, 광 검출기(280)로 지향된다. 초점 광학과 측정 영역 사이의 광 경로의 거리는 거리 f에 의해 식별되고, 이는 광학 시스템의 초점 길이를 나타낸다. 이전에 시사한 바와 같이, (광학 기법에 의존하는) 액적 측정은 액적을 적절하게 이미지하기에 필요한 정확한 초점을 제공하고, 이러한 취지로, 도 2d에 의해 나타난 시스템에 대하여, 광 경로 라우팅 광학(285B), 초점 광학(279), 액적 측정 영역(278) 및 스피툰(286) 렌즈는 통합적 유닛으로 모두 이동되어서, 도시된 연결에 의해 표현된 바와 같이, 서로 다른 노즐로부터 공통 새시(283)까지의 액적을 측정한다. 광원(275A/275B) 및 광원 지향 광학은, 실시예에 의존하여, 이러한 새스에 또한 선택사항으로 결합될 수 있다.
도 2d에 의해 개념적으로 나타난 간섭측정-기반의 시스템에서, 광원(275A/275B)(또는 광 경로(275C))은, 빔이 광학 경로을 따라 어떤 점에서 둘 이상의 서로 다른 구성으로 분할되면서, 간섭 패턴을 생성하는데 사용되는 레이저일 수 있다는 것을 유의한다. 이들 광학에 관한 추가적인 특징 및 간섭 패턴을 생성하기 위한 복수의 빔의 사용은 도 18b와 관련하여 이하에 추가로 논의될 것이고, 당분간은, (간섭측정을 위한 광원을 포함하여) 레이저 소스는 도면 번호 275A/275B/275C에 의해 포함되는 것으로 가정되어야 한다.
도 2e는 일반적으로 도면 번호 291에 의해 언급되는 광학 기법에 대해 예측되는 액적 측정 시스템의 구현예의 또 다른 개략도를 나타낸다. 좀 더 구체적으로, 도 2e에서 볼 수 있는 구현예는 (부피와 같은) 액적 파라미터를 측정하기 위해 간섭 측정을 필요로 한다. 이전과 같이, 이러한 컨피규레이션은 인쇄헤드(273), 측정 영역(278), 새시(283) 및 스피툰(286)을 필요로 한다. 그러나, 이러한 실시예에서, 레이저는 광원(292)으로서 특별히 사용되어서, 조명 경로(293)를 통해 측정 영역으로 지향되는 광선을 생성한다. 전형적으로 둘 이상의 빔은 이하에 추가로 설명되는 바와 같이, 이러한 방식으로 지향된다는 것을 유의한다. 간섭 패턴은 측정 영역(278) 내의 액적에서 생성되고, 이러한 간섭 패턴은 측정 영역(278) 내의 액적에서 생성되고, 이러한 간섭 패턴은 도면 번호 297로 표현된 바와 같이, 조명 경로(293)에 실질적으로 직교인 방향으로부터 관측된다. 이러한 동일한 관계(조명 경로와 평행하지 않은 방향으로부터의 측정)가 도 2d(가령, 경로(275C)를 사용함)에 의해 표현되었지만, 도 2e에서, 발산 측정 각도는 측정광이 본질적으로 아래 방향으로 측정 영역(278)의 평면 아래로 지향된다. 광 검출기(295)는, (복수의 고아 검출기가 전형적으로 사용되지만) 카메라의 사용이 요구되지 않는다는 점에서 비-이미징이고, 픽셀된 이미지 내의 액적 윤곽을 식별하기 위한 이미지 처리의 사용이 요구되지 않아서, 실질적으로 검출 및 측정의 속도를 개선시키는데, 다시 말해, 간섭 측정 접근법은 얻은 결과로부터 파생되는 액적 부피를 사용하여, 일치하는 광선의 영역을 통해 액적 패스로서의 간섭 패턴에서의 변화를 간단히 측정하는 것이다. 둘 이상의 광선의 사용(또는 증가된 수의 검출기)은 액적 궤적과 속도 및 그 밖의 다른 파라미터의 측정을 가능하게 한다. 이전과 같이, 광원(292), 스피툰(286) 및 광 검출기(295)는 하나로 이동되어서(즉, 공통 새시(283)와 함께), 정확한 광학 경로 파라미터의 보존을 가능하게 한다. 하나의 구현예에서, 광학 시스템의 모션은 "정지된" 인쇄헤드 조립체에 대해 삼차원으로 다시 수행되어서, 인쇄헤드 조립체는 서비스 스테이션에 있는 동안 액적 측정 디바이스와 선택적으로 연결과 분리할 수 있어서, 대량 인쇄헤드의 임의의 수천 개의 노즐을 측정하기 위한 액적 측정 디바이스를 쉽고 정확학게 위치선정할 수 있다.
이전에 유의한 바와 같이, 액적 측정 디바이스나 시스템의 적합한 컨피규레이션으로, (가령, OLED 디바이스 제작을 위해 사용되는) 산업용 인쇄기는 노즐 및 반복적으로 교정되는 이들의 결과적인 액적을 가질 수 있어서, 임의의 타깃 영역 내의 매우 정확한 액적 조합을 계획하는 것을 허용할 수 있다. 즉, 측정 디바이스는 각각의 노즐 및 노즐을 위해 사용되는 각각의 파형에 대하여, 부피의 정확하고, 단단하게 그룹화된 통계적 분포를 빠르게 발현시키기 위해 사용될 수 있는데, 이는 합성 충전을 달성하는데 사용되는 액적 조합의 정확한 계획을 가능하게 한다. 그 밖의 다른 실시예에서, 이러한 동일한 기법은 액적 속도와 비행 각도에 대한 모델을 형성하는데 사용되어서, 이들 파라미터를 위한 모델은 인쇄 공정에 적용될 수 있다.
이들 임의의 다양한 기법(및 본 개시물에 소개된 임의의 인쇄 또는 합성 충전 기법)은 다양한 제품 및/또는 다양한 제조 단계에서 나타날 수 있다. 예를 들어, 도 3a는 도면 번호 301로 집합적으로 표시된, 복수의 다양한 구현예 단계를 나타내는데, 이들 단계의 각각은 상기에서 소개되는 기법의 가능한 분리된 구현예를 나타낸다. 첫 째, 상기 소개된 기법은 그림 303에 의해 표시된 바와 같이, 비-일시적 머신-리드가능한 매체상에 저장되는 명령(컴퓨터나 인쇄기를 제어하기 위한 소프트웨어)으로서 구현될 수 있다. 둘 째, 컴퓨터 아이콘(305)에 대하여, 이들 기법은, 다른 제품 내에서 판매 또는 사용을 위한 부품을 설계 또는 제조하는 회사 내의 컴퓨터나 네트워크의 일부로서 실행될 수 있다. 예를 들어, 상기 소개된 기법은 고화질 텔레비전(HDTV) 제조자를 위한 설계를 수행하거나, 찾아보는 회사에 의해 설계 소프트웨어로서 실행될 수 있고, 대안적으로, 이들 기법은 텔레비전(또는 디스플레이 스크린)을 제조하기 위한 이러한 제조자에 의해 직접적으로 사용될 수 있다. 셋 째, 이전에 소개되고 저장 매체 그림(307)을 사용하여 예시된 바와 같이, 이전에 소개된 기법은 인쇄기 명령어의 형태를 취할 수 있고, 가령, 인쇄기가 이전에 논의된 바와 같이, 활성화되면, 저장된 명령어나 데이터는 계획된 액적 누적 기법의 사용에 의존하는 하나 이상의 층의 구성을 가능하게 할 것이다. 넷 째, 제조 디바이스 아이콘(309)에 의해 표현된 바와 같이, 상기 소개된 기법은 제조 장치나 머신의 일부로서 실행될 수 있고, 또는 이러한 장치나 머신 내의 인쇄기의 형태로 실행될 수 있다. 예를 들어, 제조 머신은, 액적 측정 및 외부적으로 공급된 "층 데이터"의 변환이 머신에 의해 본 명세서에 의해 기술된 기법을 사용하여 인쇄기가 인쇄 공정을 명백히 최적화하고/속도를 증가시키도록 하는 인쇄기 명령으로 자동으로 전환되는(가령, 소프트웨어의 사용을 통해) 방식으로 팔리거나 맞춤형될 수 있다. 또한, 이러한 데이터는 오프-라인 계산될 수 있어서, 많은 구성을 제조하는 확장 가능하고, 파이프라인된 제조 공정에서 재생산 기반으로 재적용될 수 있다. 제조 디바이스 아이콘(309)의 특정 설명은 이하에서 논의될(가령, 도 11-12를 참조하여) 하나의 예시적인 인쇄기 디바이스를 나타낸다는 것에 유의한다. 상기에서 소개되는 기법은 별도로 팔릴 복수의 구성의 어레이(311)와 같은 조립체로 구현될 수 있는데, 도 3에서, 가령, 이러한 여러 구성은 준-완료 플랫 패널 디바이스의 어레이의 형태로 도시되는데, 이는 나중에 말단 고객 제품으로 통합을 위해 분리되고 팔릴 것이다. 예를 들어, 도시된 디바이스는 상기 소개된 방법에 의존하여 증착된 하나 이상의 층(가령, 칼라 구성 층, 반도체 층, 인캡슐레이션 층이나 그 밖의 다른 물질)을 가질 수 있다. 상기 소개된 기법은, 가령, 휴대용 디지털 디바이스(313)(가령, 전자 패드나 스마트폰과 같은)를 위한 디스플레이 스크린의 형태로, 텔레비전 디스플레이 스크린(315)(가령, HDTV), 또는 다른 유형의 디바이스의 형태로서, 말단-곡개 제품의 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 3a는 태양 전지 그림(317)을 사용하여, 상기 소개된 공정이 다른 형태의 전자 디바이스, 가령, 타깃 영역 구조(누적 디바이스를 구성하는 개별 전지의 하나 이상의 층) 또는 블랭킷 층(가령, TV 또는 태양 전지를 위한 인캡슐레이션 층)에 대해 증착하기 위해 적용될 수 있다. 분명히, 다른 예시도 가능하다.
상기 소개된 기법은 제한 없이, 도 3a에 도시된 임의의 단계나 구성에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 개시된 기법의 하나의 실시예는 말단 고객 디바이스이고, 본 명세서에 개시된 기법의 제2 실시예는 특정한 타깃 영역당 충전을 얻기 위해 특정 노즐 부피의 조합을 사용하여 층의 제조를 제어하기 위한 데이터를 포함하는 장치인데, 노즐 부피는 미리 결정될 수 있고, 또는 제 자리에서 측정 및 적용될 수 있다. 또 다른 실시예는 가령, 상기 소개된 기법을 사용하여 하나 이상의 잉크를 인쇄하기 위해 인쇄기를 사용하는 증착 머신이다. 이들 기법은 하나의 머신 또는 하나 초과의 머신에서 실행될 수 있는데, 가령, 네트워크 혹은 다양한 단계가 다양한 머신에 적용되는 일련의 머신이다. 이러한 모든 실시예 및 다른 것은 본 개시물에 의해 소개된 기법을 독립적으로 혹은 집합적으로 사용할 수 있다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 일 적용에예서, 인쇄 공정은 기판상으로 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 인쇄헤드의 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 3b는 인쇄기(321)의 하나의 실시예의 평면도이다. 인쇄기는 유동성 잉크를 기판(325) 상에 증착하기 위해 사용되는 인쇄헤드 조립체(323)를 포함한다. 텍스트 및 그래픽을 인쇄하는 인쇄기와 달리, 이 예시의 인쇄기(321)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 특정하게 희망되는 두께를 가진다. 유체적 잉크의 증착에 의해 생성된 층의 두께는 도포되는 잉크의 부피에 따라 달라진다. 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, 경화(curing), 또는 경화(hardening)되어 영구 층(permanent layer)을 형성할 수 있다, 예를 들어, 일부 적용예는 자외선(UV) 경화 공정을 이용하여 액체 모노머를 고체 폴리머로 변환하며, 그 밖의 다른 공정이 잉크를 건조하여 용매를 제거하고 수송되는 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 존재하에서 인쇄가 수행될 수 있도록 인쇄기(321)를 가스 챔버 내에 넣는 제조 수단을 이용한다.
도 3b에 추가로 도시된 바와 같이, 인쇄헤드 조립체(323)는 복수의 노즐, 가령, 노즐(327)을 포함한다. 도 3b에서, 도시의 편의를 위해, 페이지의 상단의 개구부로서 인쇄헤드 조립체(323) 및 노즐이 도시되지만, 이들 노즐은 기판을 향해 아래를 바라보며, 도 3b의 관점에서 볼 때 감춰진다(즉, 도 3b는 실제로는 인쇄헤드 조립체(323)의 단면도를 나타낸다). 노즐이 행 및 열(가령, 예시적 행(328) 및 열(329))로 배열되는 것으로 도시되지만, 이는 모든 실시예에서 요구되는 것은 아니며, 즉, 일부 구현예는 단지 노즐의 단일 행(가령, 행(328))만 이용한다. 덧붙여, 노즐의 행이 각자의 인쇄헤드 상에 배치되는 것이 가능하며, 이때 앞서 언급된 바와 같이, 각각의 인쇄헤드는 (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 인쇄헤드 조립체를 이용할 것이고, 본 명세서에 언급된 기법은 각각의 대응하는 인쇄헤드 또는 인쇄헤드 조립체에 개별적으로 적용될 수 있다.
도 3b는 하나의 인쇄헤드 조립체(323)(즉, 분리되어 도시되지 않고, 하나 이상의 개별 인쇄헤드)를 도시한다. 인쇄기(321)는 이 예시에서, 기판(325)에 대해 인쇄헤드 조립체(323)를 위치설정하도록 사용될 수 있는 2개의 서로 다른 모션 수단을 포함한다. 우선, 트래블러(traveler) 또는 캐리지(carriage)(331)가 사용되어 인쇄헤드 조립체(323)를 장착하고 화살표(333)에 의해 표시되는 상대적 모션을 가능하게 할 수 있다. 이러한 모션 메카니즘은 인쇄헤드 조립체(323)를 서비스 스테이션(존재한다면)으로 선택사항으로 운방할 수 있고, 이러한 서비스 스테이션은 도 3b에서 숫자 334에 의해 표시된다. 그러나 그 후, 기판 수송 수단이 사용되어 기판을 트래블러에 상대적으로 하나 이상의 차원을 따라 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 화살표(335)로 표시되는 바와 같이, 기판 수송 수단은 2개의 직교하는 방향 각각으로의 운동, 가령, x 및 y 카테시안 차원(337)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(338)으로 도시되는 바와 같이, 트래블러(331)에 대한 인쇄헤드 조립체(323)의 회전을 가능하게 한다. 이러한 회전에 의해, 노즐(327)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, 인쇄헤드 조립체 및/또는 기판의 회전이 스캔 방향을 따르는 또는 스캔 방향에 수직인 방향으로 노즐들의 상대적 이격간격을 변경할 수 있다. 하나의 실시예에서, 기판(325)에 상대적인 인쇄헤드 조립체(323)의 높이가 또한, 예를 들어, 도 3b의 도면 평면에 직교 방향인 z 카테시안 차원을 따라 변경될 수 있다.
2개의 스캔 경로가 도 3b의 지향성 화살표(339 및 340)에 의해 각각 도시된다. 간략히 말하면, 인쇄헤드가 화살표(333)의 방향으로 기하학적 스텝 또는 오프셋만큼 이동할 때 기판 모션 수단이 기판을 화살표(339 및 340) 방향으로 왕복으로(back and forth) 이동시킨다. 이들 운동 조합을 이용해, 인쇄헤드 조립체의 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(339)을 따르는) 기판의 타깃 영역의 열 각각과 교차하도록, 노즐의 행(가령, 행(328))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(340)을 따라, 타깃 영역의 열에 어드레스한다.
이 예시에서의 타깃 영역의 배열이 도면의 우측부에 확대 도시된 강조된 영역(341)으로 도시된다. 즉, 적색, 녹색 및 청색 컬러 성분을 각각 갖는 2개의 픽셀 행이 숫자(343)에 의해 나타나며, 스캔 방향(339/340)에 직교하는 픽셀의 열 각각이 숫자(345)에 의해 나타난다. 상부 최좌측 픽셀에서, 적색, 녹색 및 청색 컬러 성분이, 영역의 각각 겹치는 어레이의 일부로서 개별 타깃 영역(347, 349 및 351)을 차지하도록 나타난다. 각각의 픽셀에서의 각각의 컬러 성분이 또한, 예를 들어 숫자(353)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 마스킹을 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(353)는 원하는 광 발생 및 광 특성에 기여하는 패터닝된 전극 및 그 밖의 다른 물질 층을 포함할 수 있다.
도 3c는 라인 C-C의 투시도로부터 취해진 인쇄헤드(373) 및 기판(375)의 횡단면 확대도이다. 더 구체적으로 도면 번호 371은 일반적으로 인쇄기를 지시하고, 도면 번호 378은 인쇄 노즐(377)의 행을 나타낸다. 각각의 노즐이 (1), (2), (3) 등의 숫자를 이용해 지정된다. 일반적인 인쇄헤드는 복수의 이러한 노즐을 가지는데, 가령, 64, 128 또는 또 다른 개수를 가지며, 하나의 실시예에서, 하나 이상의 행으로 배열되는 1,000-10,000개 이상의 노즐이 존재할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 이 실시예에서의 인쇄헤드는 스캔들 사이에 기하학적 스텝 또는 오프셋을 유발하도록 기판에 상대적으로 화살표(383)에 의해 표시되는 방향으로 운동한다. 기판 움직임 수단에 따라, 기판은 이 방향에 직교하여 운동할 수 있고(가령, 도 3c의 도시 페이지 평면에 직교하는) 일부 실시예에서 화살표(385)에 의해 나타나는 방향으로 운동할 수 있다. 도 3c는 이 경우, 증착된 잉크를 수용하고 각자의 우물의 가둠 구조물 내에 증착된 잉크를 유지할 "우물"로 배열되는 기판의 각각의 타깃 영역(379)의 열(383)을 나타낸다. 도 3c의 목적으로, 단 하나의 잉크만 나타난다고 가정될 것이다(가령, 각각의 도시된 우물(379)이 디스플레이의 단지 하나의 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 3c의 관점에서 페이지에 직교하는 방향으로 상대적 인쇄헤드/기판 움직임의 스캔을 이용해, 16개의 노즐을 갖는 도시된 인쇄헤드가 화살표(381)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 각각의 타깃 영역으로 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, 도시된 16개의 노즐을 이용해 16개의 우물 행에 잉크를 동시에 증착하도록 동작할 수 있으며, 인쇄헤드가 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, 인쇄헤드 이동폭에 의해 기재되는 폭의 정수배가 아닌 다른 것이 얼마든지 될 수 있다. 예를 들어, 도 3c의 각각의 우물(379)에서 액적 조합의 선택된 세트를 증착하는 것에 적절하게, 기하학적 스텝은, 사실상, 이 예시에서, 우물의 하나의 행의 10분의 1의 간격의 인쇄헤드와 기판 간 상대적 변위를 나타내는, 인쇄헤드의 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 인쇄헤드 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 인쇄헤드 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 인쇄헤드)에서, 기하학적 스텝은 부분적으로 인쇄헤드 또는 노즐 행 간 오프셋으로 표현될 수 있으며, 이러한 오프셋은 인쇄헤드 구성요소의 전체 오프셋(가령, 인쇄헤드 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 인쇄헤드 및/또는 복수의 인쇄헤드 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 4a-4d는 원하는 충전 부피를 얻는 데 특정 액적 부피에 대한 의존과 관련하여 추가 상세사항을 제공하도록 사용된다.
도 4a는 인쇄헤드(404)의 도시(401) 및 인쇄헤드(401) 아래에서 보이는 2개의 관련 다이어그램을 나타낸다. 선택사항으로서 기판에 대한 인쇄헤드의 비-고정적 기하학적 스텝을 제공하는 하나의 실시예에서 인쇄헤드가 사용되며, 특정 인쇄헤드 노즐(가령, 총 16개의 노즐이며 도면에서 노즐(1)-(5)로 지시됨)을 서로 다른 타깃 영역(이 예시에서 5개의 타깃 영역(413, 414, 415, 416 및 417))에 정렬하는 오프셋을 나타내도록 숫자 405가 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 잉크(가령, 평균 액적 부피)를 각각 생성하는 경우, 및 이 값의 ±0.5 퍼센트의 타깃 영역당 50.00pL를 증착하는 것이 바람직한 경우, 인쇄헤드가 사용되어, 5회의 패스 또는 스캔으로, 기하학적 스텝 0, -1, -1, -2 및 -4을 이용해, 액적을 증착하여, 도면에 도시된 바와 같이, 영역당 (예상된 평균) 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. 예상된 액적당 부피에서의 편차에 의존하여, 가령, 상기 참조된 바와 같이많은 액적 측정에 의하여(가령, 노즐 당 20-30 이상 액적 측정), 충전이 원하는 공차 범위에 순응할 것이라는 점을 가상적으로 보장하는 것도 가능하고, 각각의 액적 부피의 예상된 편차는 매우 작게 할 수 있어서, 예상된 합성 부피의 분상에서의 높은 신뢰도를 허용한다. 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 인쇄헤드의 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(413)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 인쇄헤드를 지칭(가령, 참조번호 (1)-(5)는 제 1 인쇄헤드를 지칭하고, 참조번호 (6)-(10)는 제 2 인쇄헤드를 지칭하고, 참조번호 (11)-(15)는 제 3 인쇄헤드를 지칭)하는 실시예에서, 인쇄헤드 간 오프셋이 사용되어 패스 또는 스캔의 횟수를 감소시킬 수 있으며, 예를 들어, 최우측 타깃 영역(417)은 1회 패스로 3개의 액적, 가령, 10.03, 10.09 및 9.97pL의 액적 부피를 갖는 액적들이 증착되게 할 수 있다(인쇄헤드 (1), 0 오프셋; 인쇄헤드 (2), +1 오프셋; 인쇄헤드 (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 4a에서, 타깃 영역들 간 누적 잉크 충전 부피의 편차가 작고 공차 내에 있는, 즉, 49.82pL 내지 50.16pL 내에 있음을 알 수 있다.
도 4b는 일련의 인쇄헤드 스캔의 예시적 도시(421)를 도시하며, 여기서 각각의 스캔은 화살표(422)에 수직이고, 노즐은 서로 다른 사각형 또는 막대, 가령, 도면 번호(423-430)로 표현된다. 이 도면과 관련하여, 가정된 인쇄헤드/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 (도면 번호(413-417)로 표현되는) 5개의 영역의 단일 열 너머까지 지정할 것이다. 가령, 노즐(1) 및 (2)만 각각 타깃 영역(416) 및 (417)과 정렬되도록, 인쇄헤드가 기판에 비해 우측에 배치되는 것으로 보이는 제 1 스캔(423)을 포함하는 스캔이 상부에서 하부 순서로 나타난다. 각각의 인쇄 스캔 도시(가령, 박스(423)) 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(423)에서, 노즐(1)이 분사되어 9.80pL 액적을 최우측에서 두 번째 타깃 영역에 증착하고, 노즐(2)이 분사되어 10.01pL 액적을 최우측 타깃 영역(417)에 증착할 수 있다. 스캔은 타깃 영역의 나머지 열(가령, 픽셀 우물의 다른 행)을 계속 스윕하여, 잉크 액적을 적절하게 증착한다. 제 1 패스(423)가 완료된 후, 인쇄헤드가 -3의 기하학적 스텝만큼 전진되며, 이는 인쇄헤드를 기판에 비해 왼쪽으로 이동시켜, 노즐(1)이 이제 제 1 스캔에 반대 방향인 제 2 스캔(424) 동안 타깃 영역(413)을 횡단하게 될 것이다. 이 제 2 스캔(424) 동안, 노즐(2), (3), (4) 및 (5)이 또한 각각 영역(414, 415, 416, 및 417)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(424)의 경우 노즐(1)이 타깃 영역(413)으로 잉크를 증착하도록(그러나 타깃 영역(414-417) 중 어느 것에도 잉크를 증착하지 않음) 사용되며, 노즐(2)은 타깃 영역(414)에 잉크를 증착하도록(그러나 영역(413 또는 415-417) 중 어느 것에도 잉크를 증착하지 않음) 사용되고, 노즐(3)은 타깃 영역(364)에 잉크를 증착하도록(그러나 영역(413-414 또는 416-417) 중 어느 것에도 잉크를 증착하지 않음) 사용되며, 노즐(5)은 타깃 영역(417)에 잉크를 증착하도록(그러나 영역(413-416) 중 어느 것에도 잉크를 증착하지 않음) 사용된다. 제 3 스캔(425)이 인쇄헤드를 타깃 영역의 하나의 행만큼(-1 기하학적 스텝) 전진시켜, 노즐(2), (3), (4), (5) 및 (6)이 스캔 동안 영역(413, 414, 415, 및 417)을 각각 횡단하게 할 것이며, 흑색으로 채워진 노즐 그래픽은 이 패스 동안, 각각의 노즐 (2)-(6)이 각각 예상된 액적 부피 10.01, 9.89, 9.96, 10.03 및 9.99pL를 분사하도록 발동될 것임을 나타낸다.
이 시점에서 인쇄 공정이 중단된다면, 영역(417)은 예를 들어, 3개의 액적에 대응하는 30.03pL (10.01pL+10.03pL+9.99pL)의 충전량을 가질 것이며, 반면에 영역(413)은 2개의 액적에 대응하는 19.81pL (9.80pL+10.01pL)의 충전량을 가질 것이다. 하나의 실시예에서, 스캔 패턴이 도 3b의 화살표(339 및 340)에 의해 나타나는 왕복 패턴(back and forth pattern)을 따른다. 이들 타깃 영역에 걸쳐 후속하는 패스(426-430)(또는 이러한 복수의 영역의 복수의 열의 스캔)가 각각 다음의 증착을 수행한다: (a) 연속 스캔으로, 영역(413)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(414)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(415)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(416)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(417)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(427)에서, 노즐(7)은 분사되지 않아 영역(417)에 대해 어떠한 액적도 생성하지 않으며(0.00pL), 후속하는 스캔에서 이는 분사되어 영역(416)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 예상된 누적 충전을 생성한다. 이 예시에서, 노즐이 각각의 스캔에 대해 일반적으로 동시에 복수의 타깃 영역 내로 잉크를 증착하도록 사용됐고, 이때 각각의 도시된 영역(즉, 도면 번호(413-417)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(413)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(413)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 4b에서 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 인쇄헤드에 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 4c는 도 4b와 유사한 다이어그램을 제시하나, 이는 각각의 노즐을 위한 다양한 노즐-구동 파형의 사용에 해당한다. 인식하는 바와 같이, 잉크 젯 인쇄헤드에서, 잉크는 전형적으로 압전 작동기를 사용하여 분출되는데, 이는 각각의 인쇄 노즐로부터 잉크를 토출시키기 위해 유체 저장소를 확장 및 수축시킨다. 잉크는 저장소 내에 노즐 플레이트에서 플러딩을 피하기 위해 약간의 음압하에 유지되고, 전압 펄스는 작동기에 인가되어서, 전압 펄스의 크기와 모양에 의존하는 특성으로 액적을 분출한다. 그러므로, 다양한 펄스 특징은 분출된 액적의 다양한 부피, 속도 및 그 밖의 다른 특징을 야기할 수 있다. 도 4c에서, 다양한 사전 계획된 전압 펄스 파형은 일련의 다양한 액적 부피(및 관련된 액적 부피 확률 분포)를 생성하기 위해 결정되었다. 일반적으로 스캐닝은 도면 번호 441로 표시되고, 각각의 스캔(443-447)은 바(443-447)에 수직인 방향을 발생하고, 스캔 바(가령, 박스 443) 내에서, 숫자 표시는 특정 인쇄헤드 노즐을 나타내고, 문자 표시는 특정 노즐에 대한 다양한 파형을 나타낸다. 예를 들어, 도면 번호 "1-A"는 노즐 (1)에 대한 작동기를 위해 사용되는 제1 구동 파형 "A"를 표시하는 반면, 도면 번호 "1-C"는 노즐(1)에 대한 작동기를 위해 사용되는 제3 구동 파형 "C"를 표시한다. 교정 절차 동안에, 임의의 수의 파형이 테스트되어서, 이상적인 타깃 액적 부피와 매칭되는 예상된 액적 부피(또는 한 세트의 복수의 액적들)를 생성하는 파형을 선택할 수 있다. 도 4c에서, 가령, 노즐 (1)에 대한 복수의 파형의 테스팅은 두 개의 특정 파형의 결과를 생산할 수 있다(가령, "A" 및 "C"는 원하는 10.00pL에 가까운 예상된 액적 부피, 가령, 각각 9.94pL과 10.01pL 평균을 생성할 수 있음). 다시 말해, 예상된 평균이 이상적인 액적 부피(가령, 10.00pL)와 정확히 매칭되는 테스팅을 통해 생성될 수 없다면, 둘 이상의 파형이 선택되어서, 가령, 노즐 (1), (3), (4) 및 (5)에 대해 도시된 바와 같이, 9.94pL/10.01 pL, 9.99pL/10.01 pL, 10.03pL/9.95pL, 및 9.95/10.04pL와 같이 원하는 이상적인 부피를 브라켓(bracket)할 수 있다. 상기 예시와 같이, 다양한 액적은 다양한 구동 파형을 사용하여 결합되어서, 원하는 공차 내에 있는 각각의 타깃 영역을 위해 누적 충전을 특별히 계획할 수 있다. 도 4c의 예시에 대하여, 이들 조합을 달성하기 위해, 스캔들 사이에 인쇄헤드 조립체를 오프셋할 필요는 없으나, 많은 실시예에서, 복수의 노즐 파형의 사용은 프랙셔널-스워스-너비(fractional-swath-width) 오프셋으로 결합되어서, 최소의 수의 스캔(따라서, 최소의 기판 인쇄당 시간)을 사용하여 타깃 충전을 생성하는데 사용될 수 있는 많은 가능한 액적 조합을 개발할 수 있다. 도 4c에서, 도시된 공정은 매우 타이트하게 그룹된, 가령, 49.99pL-50.02pL의 예상된 충전 부피인 가상 충전을 생성하는 것을 볼 수 있다.
도 4d는 인쇄헤드(474)의 예시적 도시(471) 및 인쇄헤드(474) 아래에서 나타나는 2개의 관련 다이어그램을 도시하며, 특정 우물에 특정하게 할당되지 않는 노즐을 가진다는 것을 제외하고 도 4a와 유사하다. 선택사항으로서 인쇄헤드가 기판에 대한 인쇄헤드의 비-고정된 기하학적 스텝을 제공하는 하나의 실시예에서 사용되며, 도면 번호(472)가 사용되어 특정 인쇄헤드 노즐(가령, 도면에 도시된 노즐 (1)-(5)을 포함하여 총 16개의 노즐)을 서로 다른 타깃 영역(이 예시에서는 2개의 영역(474 및 475))과 정렬하는 오프셋을 지시할 수 있다. 다시 도 4a의 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 잉크의 예상된 액적 부피를 생성하고, 이 값의 ±0.5퍼센트의 타깃 영역당 50.00pL를 증착하는 것이 바람직한 경우, 인쇄헤드가 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 인쇄헤드의 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 4b-4c를 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 4a-d는 또한 비교적 단순한 예시를 나타내며, 일반적인 적용예에서, 수백에서 수천 개의 노즐 및 수백만 개의 타깃 영역이 존재할 수 있다. 예를 들어, 현재 고화질 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, 인쇄헤드는 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 5-7은 이들 연산이 적용될 수 있는 방식에 대한 비제한적 예시를 제공하도록 사용된다.
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 측정하고 액적 형태, 속도, 궤적 및/또는 그 밖의 다른 요인을 기초로 정밀하게 부피를 계산하는 인쇄기에 내장되는 광학-이미징 또는 레이저-이미징 또는 비제한적인 디바이스(또는 공장-거주 기계(factory-resident machine))를 이용해 수행될 수 있다. 특정 실시예에서, 언급된 바와 같이, 각각의 측정은 단일 구동 파형을 사용하여 생성되는 단일 노즐로부터의 액적 부피가 액적마다 가변할 수 있지만, 대략적으로 정확하다. 이러한 취지로, 액적 측정 기법은 각각의 노즐로부터의 액정에 대해, 그리고 각각의 노즐-파형 조합에 대해 통계적 모델을 개발하는데 사용될 수 있고, 각각의 특정 액적 부피는 주어진 노즐 및 주어진 노즐 구동 파형으로부터 예상된 평균 액적 부피로서 표현된다. 다른 측정 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 인쇄헤드 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. 일 실시예에서, 이러한 측정은 이전에 언급된 바와같이, 새로운 평평한 패널 기판이 로드되거나 로드되지 않을 때마다 동적인 업데이트를 얻기 위해, 인쇄 노즐 및 노즐-파형 조합의 움직이는 윈도우에 대해 측정을 수행함에 의해, 단속적으로 수행된다. 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, 인쇄헤드 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.
여기서, 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 평균 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 있음을 예상할 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, 주어진 계산된 평균에서, 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 각각의 노즐-파형 조합의 최소 및 최대 액적 부피를 고려하는데, 가령, 노즐(1)이 특정 구동 파형에 대해 9.80pL의 평균 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 내에서 합성 충전을 생성할 것으로 예상된다. 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, 다양한 평균에 기초한 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 탐색되었을 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 조합의 결합된 평균을 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 부피 평균을 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 합성 충전 값을 생성할 액적 조합의 특정 세트만 결정하고, 제 2 실시예에서, 상기 방법은 허용되는 합성 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 인쇄헤드가 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 도면 번호(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, 인쇄헤드/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, 인쇄헤드/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 7을 갖는 기하학적 스텝의 제 2 시퀀스 {0,+1,+2,+0 및 +4}가 더 빠른 인쇄기 응답을 촉진시킨다.
도면 번호(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 도면 번호(513)가 나타내는 바와 같이, 계획 프로세스가 완료되면, 인쇄헤드에 대한 노즐 분사 데이터 및 분사 패턴을 지원하기 위한 인쇄헤드와 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-6d는 노즐 선택 및 스캔 계획 프로세스와 일반적으로 관련된 다이어그램을 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 도면 번호(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. 도면 번호(608)에 지시되는 바와 같이, 도시된 기법이 이 작업을 수행하기 위한 한 가지 가능한 방법을 나타낸다. 도면 번호(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 선택사항을 사용(그리고 고려대상)에서 배제될 수 있다. 그 후, 노즐이 매우 작거나 매우 큰 예상된 액적 부피를 갖는 경우, 이는 허용되는 조합으로 상기 노즐로부터 사용될 수 있는 액적의 개수를 제한할 수 있다; 도면 번호(611)은 고려될 조합의 개수를 감소시키는 사전 프로세싱을 나타낸다. 도면 번호(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). 도면 번호(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 도면 번호(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.
도면 번호(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 비스듬하게(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 8와 함께 이하에서 논의되는 바와 같이, 확률 분포와 같은 랜덤화를 고려하고, 합성 충전 공차를 충족하기 위해 계산된 방식으로 이러한 랜덤화에 의존하는 액적 측정(및 노즐당, 파형당 분포의 개발)하는 것도 가능하다. 예를 들어, 계획된 충전의 랜덤화가 타깃 합성 충전의 ±0.2% 사이에서 정상적으로 가변하고, 명시된 공차는 타깃 합성 충전의 ±0.5%이라면, 각각의 노즐 및 각각의 노즐-파형 조합에 대한 액적 측정은 타깃의 0.3%(0.2%+0.3%=0.5%) 이내인 각각의 노즐/노즐-파형에 대한 3σ값을 생성하도록 계획될 수 있다.
도 6b 및 도면 번호(631)는 앞서 언급된 반복 액적 조합 선택 프로세스와 관련된 더 상세한 블록도를 지칭한다. 도면 번호(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, 도면 번호(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 도면 번호(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), 도면 번호(649 및 651)가 나타내는 바와 같이, 또 다른 인쇄헤드/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.
각각의 타깃 영역에 대한 궁극적인 합성 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, 도면 번호(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 "7"이도록) +1, +2, 0 및 +4일 것이다. 도면 번호(667)로 지시되는 바와 같이, 이때, 상기 방법은 인쇄헤드 모션 시스템 및/또는 기판 모션 시스템에 모션을 할당할 수 있고, 노즐 분사의 순서를 반전시킬 수 있다(가령, 도 3b의 도면 번호(339 및 340)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 도면 번호(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 인쇄헤드를 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.
도면 번호(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. 명시된 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. 도면 번호(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. 도면 번호(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. 도면 번호(713)로 지시되는 바와 같이, 하나의 실시예에서, 선택사항으로서, 상기 편차는 랜덤이도록 만들어질 수 있다.
도면 번호(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, 도면 번호(717)에서, 스캔 경로가 비선형 방식으로 변화하여 평균 스캔 경로 방향에 걸쳐 액적 부피를 효과적으로 변화시킨다. 도면 번호(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, 또는 특정 파형(즉, 주어진 부피의 액적을 생성하는데 사용되는)이 가령, 약간의 부피 편차를 제공하는 선택된 조합에 기여하는 하나의 노즐에 대해 가변함으로써, 타깃 영역들 간 액적 부피를 효과적으로 변화시키나 계획된 스캔 경로를 가변시키지 않는다. 이러한 편차는 타깃 영역의 하나의 행, 타깃 영역의 하나의 열, 또는 둘 모두 상에서 스캔 경로 방향을 따라 구현될 수 있다.
도 8a-8b는 각각의 노즐 또는 노즐-파형 조합에 의해 생성된 액적을 평가하는데 사용되는 통계적 모델을 개발하기 위한 방법을 설명하는데 사용되고, 선택적으로 측정치로부터 결정된 통계적 평균에 따라 복수의 액적의 조합을 계획하는데 사용되는 통계적 모델을 개발하기 위한 방법을 설명하는데 사용된다. 도 8a-8b의 예시에서, 통계적 모델은 주어진 노즐-구동 파형 페어링으로부터 예상될 수 있는 액적 부피에 대해 개발되는데, 대안적인 실시예에서, 유사한 통계적 모델은 액적 속도, 액적 비행 궤적(가령, 수직에 대해) 또는 어떤 그 밖의 다른 파라미터에 대해 개발될 수 있다.
도 8에 의해 도시된 방법은 일반적으로, 도면 번호 801에 의해 표시된다. 기능 블록(803)에 대하여, 본 실시예에서의 방법은 특정 범위, 가령, 잉크를 수용할 주어진 타깃 영역에 대한 최대 및 최소 충전 범위의 형성으로 시작한다. 이전에 제시된 예시에서, 규격 범위는 평균 플러스 혹은 마이너스의 특정 값(가령, 50.00pL ±0.5%)으로 표현될 수 있으나, 거의 허용가능한 값의 범위 혹은 표현이 사용될 수 있다. 하나의 고려가능한 구현예에서, 타깃에 대해 명시된 공차는 ±0.5%이나, 제한 없이 다른 값 가령, 1.0% 또는 2.0%도 사용될 수 있다. 이전의 예시와 같은 맥락에서, 이들 실시예에 대하여, 타깃은 50.00pL이고, 공차는 ±0.5%(따라서, 허용가능한 범위는 49.75pL-50.25pL)이나, 거의 임의의 범위나 허용 기준이 사용될 수 있다.
도면 번호 805에 대하여, 하나 이상의 후보 파형이 인쇄헤드 또는 인쇄헤드 조립체의 각각의 노즐에 대해 선택된다. 단일 구동 파형만을 사용하는 실시예에서(가령, 고정된 전압의 구형 전압 펄스), 어떠한 선택도 수행될 필요가 없다. 맞춤된 파형 형성(도 14b와 도 15a-b에 관련하여 아래의 논의)을 허용하는 실시예에서, 전형적으로, 값의 범위를 나타내는 여러 선택 파형을 평가하는 것이 바람직하다(가령, 고려하에 있는 각각의 노즐에 대하여, 궁극적으로 확인된 복수의 허용가능한 파형들 간의 보간될 수 있음). 이러한 선택은 수동 설계 공정(807)(즉, 시스템내로 설계자 및 사전 프로그램에 의해 선택된 파형을 사용함).
각각의 노즐에 대해 정의되는 하나 이상의 파형으로, 액적 측정은 주어진 노즐-파형 페어링에 대해 다양한 액적 분출에 대해 계획된다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 복수의 액적들(가령, "24")은 각각의 노즐에 대해 요구될 수 있는데, 이는 다양한 액적에 대한 측정된 통계적 분포의 평가의 근거를 제공한다. 액적 측정 디바이스(가령, 이미징 또는 비-이미징)는 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다. 24번의 (또는 다른 수의) 측정은 한번에 측정을 위해, 또는 각각의 또는 복수의 측정 사이클이나 반복을 위해 계획될 수 있다. 더구나, 하나의 실시예에서, 측정의 스레숄드 수는 시스템으로 초기화를 위해 계획될 수 있고, 시간에 따라 측정 데이터세트를 증가시켜서 측정된 통계적 분포에 관한 강한 신뢰도를 개발할 수 있는데, 대안적인 실시예에서, 각각의 측정은 시간의 이동 윈도우(moving window)에 대해 계획될 수 있어서(가령, "매 3시간마다" 재측정이 계획될 수 있거나, 측정 데이터는 분석을 위해 사용되는 어떤 제한된 시간 간격에 대해서만 유지될 수 있음), 일 실시예에서, 각각의 측정은 시간 스탬프로 저장되어서, 평가하는 동안에 측정의 유효성과 기한을 표시할 수 있다. 측정 및/또는 측정 유지 기준 어느 것이나 사용될 때마다, 측정의 수는 통계적 분석을 위해 각각의 노즐-파형 페어링에 대해 계획될 수 있다(811). 바람직하게는, 각각의 노즐-파형 페어링에 기인한 액적에 대한 각자의 측정은 세트로서 그룹되어서, 수학적 프로세싱(누적을 포함)을 위한 잘-이해되는 규칙으로 알려지고, 흔한 분포 형식을 개발하는데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, (각자의 노즐-파형 페어링에 대하여) 각작의 액적의 조합으로부터 기인한 충전 부피의 누적 혹은 합성 분포를 예측하기 위하여, 공지의 수학적 프로세스에 따라 결합될 수 있는 관련된 파라미터를 정상적인 스튜던트의 T 및 프아종 분포는 모두 가질 수 있다. 따라서, 매우 높은 신뢰도(가령, 도면 번호 813에 대하여, 전형적으로 99% 신뢰도 보다 큰)를 가진 명시된 공차 내에 정확한 충전을 달성하기 위하여, 잠재적으로-서로 다른 노즐-파형 페어링과 관련된 액적의 통계적 조합을 허용하는 액적 데이터세트를 개발하기 위하여, 측정 계획은 본 명세서에 기술된 기법에 따라 수행될 수 있다. 따라서, 기술된 기법의 하나의 구현예에서, 각각의 노즐-파형 조합에 대한 액적 측정은, 공지된 확률 분포 유형(가령, 정규 분포의 경우에서, 측정 또는 멤버의 수 n, 통계적 평균 μ 및 표준 편차 σ)을 기술하는 한 세트의 파라미터를 만족하도록 계획되고, (얻어진) 측정 데이터는 고려하에 있는 모든 가능한 노즐 및 노즐파형 페어링에 대해 저장된다. 하나의 실시예에서, 계획과 측정은 반복될 수 있는데, 즉, 원시 측저(n)의 최소수, 어떤 기준을 만족하는 측정의 최소수, 최소 통계적 스프레드(가령, 어떤 기준이나 원하는 신뢰도 구간을 만족하는 3σ 값)등과 같이 어떤 원하는 기준이 도달할 때까지, 반복될 수 있다. (가령, 소프트웨어에 의해) 기준을 계획하는 것이 적용될 때마다, 고려하에 있는 액적 측정 디바이스와 인쇄헤드 조립체를 포함하는 시스템은 액적 측정을 하고, 각각의 노즐(및 주어진 노즐에 대해 각각의 구동 파형)에 개별적으로 적용되어서 액적 측정의 통계적으로-중요한 수를 발현시킨다(815). 도면 번호 817과 819에 의해 표시된 바와 같이, 이러한 측정은 선택사항으로 제 자리에서 수행되고(가령, 인쇄기 또는 OLED 디바이스 제조 장치, 선택사항으로 제어된 분위기하에서), 통계적 신뢰도를 발현시키기 위해 충분한 방식이다. 그리고 나서, 수집된 데이터는 누적 확률 분포(821)로 저장되고, 및/또는 선택사항으로 개별-측정 데이터(가령, 노즐당 측정을 윈도우하는데 사용되는 임의의 시간 스탬프를 포함함)를 유지하는 방식으로 저장된다.
이전에 유의한 바와 같이, 하나의 실시예에서, 잠재적으로-서로 다른 노즐 및/또는 노즐-구동-파형으로부터의 액적은 지능적으로 결합되어서, 높은 통계적 신뢰도 내의 정확한 충전을 얻는다. 각각의 노즐에 대해 형성되는 공통의 형식의 확률 분포로, 이러한 조합(및 관련된 계획)은, 정확한 충전(및 각각의 충전에 대한 잘-이해되는 확률 분포)을 얻기 위하여, 각자의 액적에 대한 통계적 파라미터를 결합함에 의해 효과가 있다. 이는 도면 번호 도 8a의 823, 825 및 827에 의해 나타난다. 좀 더 구체적으로, 하나의 실시예에서(가령, 관련된 정규 분포에 해당하는) 액적 평균들은 결합되어서, 타깃 영역에 대한 예측된 누적 충전을 얻는다. 예시로서, 주어진 제1 및 제2 노즐-파형 페어링에 대하여, 평균 액적 부피는 9.98pL 및 10.03pL으로 각각 측정된다면, 각각의 페어링과 관련된 하나의 액적에 기초한 평균 누적 충전은 20.01pL로 예상되는데(μc=μ1+μ2, 여기서 정규 분포가 관련됨), 동일한 가상적인 예시에서, 표준 편차는 각자의 액적에 대해 0.032pL (σ1) and 0.035pL (σ2)이고, 눅적의 예상된 표준 편차는 0.0474pL(즉, σ2 c=σ2 1+σ2 2에 기초함)이고, 누적의 3σ 값은 대략 0.142pL이다(1σ는 대략 68.27%의 신뢰도 구간과 동일하고, 3σ는 대략 99.73%의 신뢰도 구간과 동일함). 랜덤 변수와 독립적인 각각의 노즐-파형 페어링에 대한 액적 측정의 처리를 통해 임의의 공통 분포 형식에 유사한 기법이 적용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 기법은 액적 측정 기법을 사용하여, 각각의 노즐-파형 페어링에 대한 통계적 모델을 형성하고, 박스(825)에 의해 나타난 바와 같이, 누적된 랜덤 변수(정규 분포의 경우에)의 분석에 기초한 다양한 액적 조합에 대해 계획한다. 거의 임의의 분포 유형이 사용될 수 있고, 랜덤 변수 누적에 순응하는 확률 분포 유형이 제공된다. 기능 블록(827)에 의해 나타난 바와 같이, 원하는 규격 범위(가령, 타깃에 대해 0.5%)의 관점에서, 제안된 조합은 (가령, 소프트웨어에 의해) 분석되어서, 제안된 조합이 높은 통계적 신뢰도로 원하는 범위를 만족하는 것을 보장한다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 언급된 바와 같이, 원하는 신뢰도 기준(가령, 99.73%의 신뢰도 구간을 나타내는 3σ)이 테스트되어서, 원하는 공차 범위 내에 들어 맞는 것을 보장한다. 예시로서, 원하는 공차가 상기 소개된 예시에 대해 49.75-50.25pL 였다면, 가능한 액적 조합은 0.07pL과 동일한 3σ과 49.89pL의 평균으로 나타났고, 이는 누적 충전이 49.82pL 내지 49.96pL에 놓일 것이라는 99% 신뢰도로 해석되며, 이는 원하는 공차 범위 내에 있고, 특정 조합은 허용가능한 조합으로 여겨질 것이다(상기 기술된 액적 조합 분석 기능에 대해). 다시 말해, 임의의 원하는 통계적 기준이나 맞춤 데이터의 이로운 부분이 사용될 수 있는데, 또 다른 실시예에서, 4σ 값 (99.993666%) 또는 다른 값이 원하는 공차 범위에 대해 분석된다. 각각의 인쇄 우물에 대해 잘 결정된 허용 가능한 액적 조합으로, 각각의 우물에 대한 액적의 특정 조합(인쇄헤드 조립체의 복수의 노즐에 의해 동시에 증착됨을 나타냄)은 각각의 우물에 대해 계획된 액적 조합에 따라 인쇄(829)를 후속하여, 계획된다(도 5-7 참조).
도 8b는 원하는 기준에 따라 의도적인 타깃 영역 충전 편차를 허용하기 위한 또 다른 방법(851) 및 선택사항으로 노즐당(또는 노즐-파형당) 가변적인 수의 액적 측정을 수행하기 위한 방법을 제공한다. 좀 더 구체적으로, 본 방법은 명령어에 의해 지시받은 한 세트의 기능을 수행하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 제어하는, 비-일시적 머신-리드가능한 매체상에 저장된 명령으로서 다시 한 번 실행될 수 있다. 원하는 공차 범위는 도면 번호 853에 대해 가령, 제1 연산자 "x"로 수신되고, 타깃 영역(가령, 픽셀 우물)은 타깃 부피의 주어진 퍼센티지 내(가령, 50.00pL ±0.5%) 이어야 한다는 것이 명시될 수 있다. 이러한 공차 범위는 기능(855)에 의해 표시된 바와 같이, 고객 또는 산업 규격에 의해 지시될 수 있다. 합성 부피의 의도된 편차(가령, 완성된 디스플레이에서 라인 효과나 다른 눈에 띄는 아티팩트를 피하기 위해 작은 범위 내에서 랜덤 편차)에 대해 계획하기 원하면, 기능(857)에 대하여, 그 범위는 제2 연산자 "y"로 수신된다. 이들 두 개의 연산자에 기초하여, 본 방법은 블록(859)에 대하여, 유효하고 허용 가능한 최대 분산, 표준 편차 또는 다른 측정치를 계산한다. 하나의 실시예에서, y는 도면에서 도시된 바와 같이 x에서 차감되고, 유효하게 허용된 충전 편차와 동일한데, 가령, 규격이 상기 예시에 대하여, ±0.5% 내의 충전을 요구하면, ±0.1 %의 의도된 랜덤 편차는 우물 충전(가령, 49.95pL-50-05pL)에 대해 계획된 합성 평균으로 주입되어서, 허용된 편차(랜덤 편차 이전)는 다시 50.00pL ±0.5%의 타깃의 예시를 사용하여 49.80pL-50.20pL으로 제한될 수 있다. 또한, 다른 기법, 가령, 이들 측정치를 간단히 차감하는 대신에, 또 다른 세트의 한계 기준이 사용될 수 있는데, 가령, 독립적인 랜덤 변수에 대한 표준 편차나 분산의 통계적 조합과 관련된 수학에 기초한 것도 가능하고, 많은 다른 기준이 실시예에 따라 적용될 수 있다. 블록(859)에 대해, 남은 범위(가령, 타깃의 ±0.4%)는 원하는 신뢰도 구간과 동일할 수 있고(가령, 3σ간격 또는 통계적 측정치), 가능한 액적 조합이 허용가능한지, 또는 상기 주어진 예시에 대해 고려대상에서 제외되는지를 평가하는데 사용될 수 있다.
대안적으로, 기능 블록(861 및 863)에 의해 표시된 바와 같이, 남은 범위 및 관련된 신뢰도 구간은, 각각의 액적에 대해 원하는 통계적 모델을 형성하기 위하여, 액적 측정을 지배하는 기준으로서 적용될 수 있다. 예를 들어, 블록(861)에 의해 나타난 바와 같이, 정의된 원하는 신뢰도 구간(가령, 타깃의 3σ<=0.4%)으로, 원하는 분산이나 최대 허용된 분산은 확인될 수 있고, 원하는 통계적 기준을 충족하는 통계적 모델을 생성하기 위해 계산된 방식으로 각가의 노즐-파형 조합에 대해 취해질 필요가 있는 액적 측정의 베이스라인 수(n)을 효과적을 형성한다. 예를 들어, 충전이 의도적으로 가변되던 아니던간에, 원하는 효과적인 공차 범위는 빡빡한 통계적 분포를 생성하기 위해 계산되는 복수의 측정(가령, 24, 50 또는 또 다른 수)을 식별하는데 사용될 수 있고, 이는 인쇄 계획을 위해 사용될 수 있는 가능한 액적 조합의 많은 수로 이어진다. 이러한 계산은 복수의 방법으로 적용될 수 있는데, 가령, (a) 각각의 노즐-파형 조합(가령, 각각에 대해 24 액적 측정)에 대해 적용되는 측정의 스레숄드 수의 식별함, 또는 (b) 각각의 노즐-파형 조합에 대해 충족해야 하는 스레숄드 통계적 기준을 식별함(가령, 분산, 표준 편차등과 같은 스레숄드 기준까지 노즐 또는 노즐-파형에 대해 수행되는 잠재적으로-가변되는 수의 측정으로)이다. 기능 박스(865)에 의해 제시된 테스트 세트에 의해 나타난 다양하고 예시적인 기능으로, 드롭 테스트 기능이 측정을 수행하기 위하여 액적 측정 디바이스를 사용하여 적용된다(863). 예를 들어, ni의 액적은 박스(865)내에 표시된 바와 같이, 각각의 노즐(또는 노즐-파형 페어링) "i"에 대해 측정될 수 있다. 각각의 측정에 대하여, 액적 측정 디바이스를 제어하는 소프트웨어는 증분 액적 부피 측정(867)을 수행할 수 있고, 데이터를 메모리에 저장(869)할 수 있다. 각각의 측정 이후에(또는 스레숄드 수의 측정 이후), 주어진 노즐-파형 조합에 대한 종합적인 측정이 누적되어서, 특정 노즐-파형 조합에 대한 통계적 파라미터(가령, 정규 분포 유형의 경우, 평균, 표준 편차, μ 및 σ)를 계산(871)할 수 있다. 이들 값은 메모리 내에 저장(873) 될 수 있다. 선택적으로, 기능 박스(874)에 대하여, 이들 동일하거나 상이한 측정 기법이 속도(v), 및 x와 y 차원 궤적(α와 β)에 대한 하나 이상의 액적 측정치를 저장하는데 적용된다. 도면 번호 875에 의해 나타난 바와 같이, 결정 기준은 충분한 측정이 특정 노즐-파형 조합(i)에 대해 주어진 파라미터(가령, 부피)에 대해 취해졌는지, 또는 추가적인 측정을 원하는지를 결정하는데 적용될 수 있다. 추가적인 측정이 필요하다면, 본 방법은 흐름 화살표(877)로 순환되어서, 이러한 추가적인 측정을 하고, 즉, 원하는 강건성 기준을 충족하는 통계적 모델이 특정 노즐-파형 조합에 대해 형성될 수 있다. 추가적인 측정이 필요없다면, 본 방법은 다음 노즐로 진행되어(879), 모든 노즐 및/또는 노즐-파형 조합이 진행될 때까지, 흐름 화살표(881)에 대해 적절하게 순환된다. 이러한 순서는 모든 실시예에 대해 요구되지 않는데, 가령, 루프(877 및 881)는 순서가 바뀔 수 있는데, 가령, 연속하여 각각의 노즐에 대해 액적 측정이 수행되면서, 이러한 프로세스는 충분히 강건한 데이터가 얻어질 때까지 반복되어서, 이러한 프로세스는 가령, 액적 측정이 증가하면서 수행되는 실시예에 대해, 다른 시스템 프로세스(가령, 이하 도 19의 논의 참조)에 대해 스택 방식으로 어떤 이점을 제공한다. 모든 노즐 또는 노즐-파형 조합이 충분히 테스트되면, 도면 번호 883에 대해, 본 방법은 종료 또는 단속적 기반으로 실행되면 일시적 중지한다. 기술된 액적 테스팅에 대하여, 측정된 데이터 및/또는 계산된 통계적 파라미터를 포함하는 얻어진 데이터는, 상기에서 논의된 바와 같이, 가령, 액적 조합 계획에서의 사용을 위해 머신-리드가능한 메모리(885) 내에 저장된다. 또한, 얻은 데이터는 선택사항으로, 상이한 액적 부피의 지능적 혼합 대신에 또는 그에 덧붙여서 다른 방식으로 사용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 언급된 바와 같이, 저장된 데이터는 하나 이상의 액적 부피, 액적 부피 및/또는 액적 궤적을 포함하는 임의의 원하는 액적 파라미터를, 다시 말해, 개개의 측정 및/또는 통계적 파라미터의 형태로 나타낼 수 있다.
도 9a-10c는 본 명세서에 언급된 기법을 위한 시뮬레이션 데이터를 제공하도록 사용된다. 도 9a-9c는 5개의 액적을 기초로 하는 예상 합성 충전 부피를 나타내고, 반면에 도 10a-10c는 10개의 액적을 기초로 하는 예상 합성 충전 부피를 나타낸다. 이들 도면 각각에 대해, 지시자 "A"(가령, 도 9a 및 10a)는 부피 차이를 고려하지 않고 액적을 증착시키기 위해 노즐이 사용되는 상황을 나타낸다. 이와 달리, 지시자 "B"(가령, 도 9b 및 10b)는 노즐들 간 예상 부피 차이를 "평균화"하기 위해 (5 또는 10개의) 액적의 랜덤 조합이 선택되는 상황을 나타낸다. 마지막으로, 지시자 "C"(가령, 도 9c 및 10c)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 9a-9c의 경우, 노즐당 평균 부피는 노즐당로 10.00pL보다 약간 작고, 도 10a-10c의 경우, 노즐당 평균 액적 부피는 노즐당로 10.00pL보다 약간 큰 것으로 가정된다.
도 9a에 나타난 제 1 그래프(901)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(903))일 수 있다. 언급된 바와 같이, 5개의 액적의 평균이 50.00pL보다 약간 낮고, 도 9a는 이러한 평균을 중앙으로 갖는 샘플 공차 범위의 2개의 세트를 보여주며, 이때 제 1 범위(905)는 이 값을 중앙으로 갖는 ±1.00%의 범위를 나타내고, 제 2 범위(907)는 이 값을 중앙으로 갖는 ±0.50%의 범위를 나타낸다. 범위를 초과하는 다양한 정점(peak) 및 저점(trough)(가령, 정점(903))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 9b에 나타난 제 2 그래프(911)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 9a에 의해 나타나는 것보다 훨씬 더 우수한 케이스를 나타내더라도, 개별 우물(가령, 저점(913)에 의해 식별되는 우물)이 규격, 가령, 도면 번호(905 및 907)가 각각 나타내는 ±1.00% 및 ±0.50% 편차 밖에 있는 상황이 여전히 존재한다. 이러한 경우, 도 9a에서 제시된 데이터에 비해 랜덤 혼합에 의한 개선을 반영하여, 최소/최대 오차는 ±1.01%이다.
도 9c는 상기 기법에 따르는 노즐당 액적의 특정 조합을 이용하는 제 3의 경우를 나타낸다. 특히, 그래프(921)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 도면 번호(905 및 907)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 인쇄헤드/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 인쇄헤드) 간 오프셋이 사용되거나, 복수의 사전 선택된 구동 파형이 사용되어 특정하게 선택된 액적 부피의 조합을 허용할 수 있다.
앞서 언급된 바와 같이, 도 10a-10c는 유사한 데이터를 제시하나, 노즐당 약 10.30pL의 평균 액적 부피를 갖고, 우물당 10개의 액적의 조합을 가정한다. 특히, 도 10a의 그래프(1001)는 액적 부피 차이를 완화하기 위한 어떠한 주의도 기울여지지 않은 경우를 나타내고, 도 10b의 그래프(1011)는 부피 차이를 통계적으로 "평균화"하기 위해 액적이 랜덤하게 도포되는 경우를 나타내며, 도 10c의 그래프(1021)는 (도 10a/10b의 평균 충전 부피, 즉, 대략 103.10pL를 얻기 위해) 특정 액적의 계획된 혼합의 경우를 나타낸다. 이들 다양한 도면은 각각 범위 화살표(1005 및 1007)를 이용해 표시되는 이 평균에서 ±1.00% 및 ±0.50% 편차의 공차 범위를 보인다. 도면 각각은 편차에 의해 나타나는 각자의 정점(1003, 1013 및 1023)을 더 보여준다. 그러나 도 10a는 타깃에서 ±2.27%의 편차를 나타내고, 도 10b는 타깃에서 ±0.707%의 편차를 나타내며, 도 10c는 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 10b의 "랜덤 액적" 솔루션이 나타난다. 이와 달리, 도 10c의 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 실시예는 다음과 같다. x%의 액적 부피 표준 편차를 갖는 노즐이 ±y%의 최대 편차를 갖는 누적 충전 부피를 증착하도록 사용되는 인쇄 공정의 경우, 종래 방식으로는, 누적 충전 부피가 ±y%만큼 가변할 것을 보증하는 수단이 거의 없다. 이는 잠재적인 문제를 제시한다. 액적 평균화 기법(가령, 도 9b 및 10b에서 나타난 데이터에 의해 나타나는 것들)이 타깃 영역들 간 누적 부피의 표준 편차를 x%/(n)1/2로 통계적으로 감소시키는데, 여기서 n은 원하는 충전 부피를 얻기 위해 타깃 영역당 요구되는 액적의 평균 수이다. 그러나, 이러한 통계적 접근법에 의해서조차, 사실은 실제 타깃 영역 충전 부피가 특히 y와 n이 작다면, ±y%의 최대 오차 범위공차 내에 있을 것임을 신뢰할만하게 보장하기 위한 어떠한 수단도 없다. 본 명세서에서 언급된 기법은 타깃 영역의 아려진 퍼센티지를 보장함에 의해 이러한 신뢰성을 제공하는 수단을 제공하고, ±y% 내에 합성 충전을 달성한다. 따라서 한 가지 선택적 실시예는 제어 데이터를 생성하거나 인쇄기를 제어하는 방법, 및 관련 장치, 시스템, 소프트웨어 및 타깃 영역들 간 부피의 표준 편차가 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 인쇄헤드 노즐이 동시에 사용되는 환경 하에서 충족된다.
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 11에 도시된 바와 같이, 다중-챔버 제조 장치(1101)가 몇 개의 일반적인 모듈 또는 서브시스템, 가령, 이송 모듈(1103), 인쇄 모듈(1105) 및 처리 모듈(1107)을 포함한다. 각각의 모듈은 제어된 환경을 유지하여, 가령, 제 1 제어 분위기(controlled atmosphere)에서 인쇄 모듈(1105)에 의해 인쇄가 수행되고, 그 밖의 다른 처리, 가령, 또 다른 증착 공정, 가령, 무기 캡슐화 층 증착 또는 경화 공정(가령, 인쇄된 물질의 경화)이 제 2 제어 분위기에서 수행될 수 있게 한다. 장치(1101)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(1103)의 다양한 실시예가 입력 로드록(input loadlock)(1109)(즉, 제어 분위기를 유지하면서 서로 다른 환경들 간 버퍼링을 제공하는 챔버), (기판을 이송하기 위한 핸들러를 갖는) 이송 챔버(1111), 및 분위기 완충 챔버(atmospheric buffer chamber)(1113)를 포함할 수 있다. 인쇄 모듈(1105) 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(지지대 motion system)이 기판에 대한 적어도 하나의 인쇄헤드의 정밀한 위치설정을 위해 사용될 수 있고, 또한 인쇄 모듈(1105)을 통과하는 기판의 이송을 위해 y축 수송 시스템이 제공될 수 있다. 또한 인쇄 챔버 내에서 각자의 인쇄헤드 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(1105)은 잉크젯 인쇄 시스템을 하우징하는 가스 인클로저(gas enclosure)(1115)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(1107)은 예를 들어 이송 챔버(1116)를 포함할 수 있고, 이 이송 챔버는 기판을 이송하기 위한 핸들러를 더 가질 수 있다. 덧붙여, 처리 모듈은 출력 로드록(1117), 질소 스택 버퍼(1119), 및 경화 챔버(1121)를 더 포함할 수 있다. 일부 적용예에서, 가령, 열 또는 UV 복사 경화 공정을 이용해, 모노머 필름을 균일한 폴리머 필름으로 경화하기 위해, 경화 챔버가 사용될 수 있다.
하나의 적용예에서, 장치(1101)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(1105)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(1101)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. 선택사항으로, 잉크 액적 측정(도시된 시스템과 함께 사용되면)은 기판이 이동되거나 임의의 챔버내에서 처리되면서 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판은 입력 로드록(1109)을 통해 로드될 수 있고, 이러한 공정 동안에, 인쇄 모듈(1105) 내의 인쇄헤드 조립체는 액적 측정 디바이스와 연결되어 인쇄 노즐의 서브세트에 대해 액적 측정을 수행할 수 있고, 많은 인쇄 노즐을 가진 실시예에서, 액적 측정은 주기적이고 단속적일 수 있어서, 다양한 인쇄 사이클 내에서, 인쇄 조립체의 모든 노즐의 원형-진행형 서브세트를 나타내는 상이한 노즐이 교정되고, 각각의 액적 부피, 분출 각도(수직에 대해) 및 속도에 대해 통계적 모델을 개발하기 위해 관련된 액적이 측정된다. 이송 모듈(1103) 내에 위치된 핸들러(handler)는 제1 기판을 입력 로드록(1109)에서 인쇄 모듈(1105)까지 이동시킬 수 있는데, 이 때, 액적 측정이 분리되고, 인쇄헤드 조립체는 인쇄 활성을 위한 위치로 이동된다. 인쇄 과정이 완료된 이후에, 제1 기판은 경화를 위해 처리 모듈(1107)로 이동된다. 다시 한번, 액적 측정의 새로운 사이클이 수행될 수 있는데, 제2 기판은 선택사항으로 입력 로드록(1109) 내로 로드될 수 있다(시스템에 의해 지원된다면). 많은 다른 대안예와 공정 조합이 가능하다. 후속하는 층의 반복된 증착에 의해, 가령, 인쇄와 경화의 반복을 위해 제1 기판을 왕복 시킴에 의해, 타깃 영역, 누적 층 특성에 대해 제어된 각각의 부피는 임의의 원하는 적용분야에 적합하게 형성될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 출력 로드록(1117)은 제1 기판을 제2 인쇄기로 이송하는데 사용될 수 있다(가령, 새로운 층, 가령, 새로운 OLED 물질 층 또는 인캡슐레이션이나 다른 층을 순차적이고, 파이프라인된 인쇄를 위해). 상기 기술된 기법은 디스플레이 패널 제조 공정에만 제한되지 않고, 툴의 다양한 유형이 사용될 수 있다는 것에 다시 한 번 유의한다. 예를 들어, 장치(1101)의 컨피규레이션은 가변되어서, 다야한 모듈(1103, 1105 및 1107)을 상이한 병렬 배치가 가능하고, 또한, 추가적인 모듈이나 더 적은 모듈도 사용될 수 있다. 도면 번호 1121 및 1123에 의해 표시된 바와 같이, 적합한 소프트웨어를 실행시키는 연산 디바이스(가령, 프로세서)는 다양한 프로세스를 제어하고, 상기 기술된 바와 같이, 다른 프로세스와 동시에 선택적인 액적 측정을 수행하는데 사용될 수 있는데, 즉, 장치의 정지시간을 최소화하고, 강건한 통계적 모델을 유지하면서 가능한 최신의 액적 측정을 유지하며, 가능한 많이 다른 시스템 프로세스와 오버랩되는 액적 측정 프로세스를 스택한다.
도 11은 연결된 챔버들 또는 제조 구성요소의 세트의 하나의 예시를 제공하지만, 그 밖의 다른 많은 가능성이 존재함이 자명하다. 앞서 소개된 잉크 액적 측정 및 증착 기법이 도 11에 도시된 디바이스와 함께 사용될 수 있으며, 실제로 임의의 그 밖의 다른 유형의 증착 설비에 의해 수행되는 제조 공정을 제어할 수 있다.
도 12는 본 명세서에 특정된 바와 같은 하나 이상의 층을 갖는 디바이스를 제작하도록 사용될 수 있는 하나의 장치의 다양한 서브시스템을 보여주는 블록도를 제공한다. 소프트웨어(도 12에 도시되지 않음)에 의해 제공되는 명령에 따라 동작하는 프로세서(1203)에 의해 다양한 서브시스템 상에서의 좌표가 제공된다. 제조 공정 동안, 프로세서가 데이터를 인쇄헤드(1205)로 공급하여, 인쇄헤드로 하여금, 제공되는 노즐 분사 명령에 따라 다양한 부피의 잉크를 분출할 수 있게 한다. 일반적으로 인쇄헤드(1205)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. 복수의 인쇄헤드가 존재하면, 각각의 인쇄헤드에 대해 프로세서가 있을 수 있고, 또는 하나의 프로세서가 전체 인쇄헤드 조립체를 제어할 수 있다. 또 다른 분사 수단이 또한 사용될 수 있다. 하프톤 인쇄 이미지에 의해 나타나는 바와 같이, 각각의 인쇄헤드가 다양한 인쇄 셀 내 격자 좌표에 대응하는 기판(1207)의 다양한 x-y 위치에 잉크를 도포한다. 위치 편차가 인쇄헤드 모션 시스템(1209) 및 기판 핸들링 시스템(1211) 모두에 의해 영향 받는다(가령, 인쇄가 기판에 걸쳐 하나 이상의 이동폭(swath)을 기술할 수 있다). 하나의 실시예에서, 인쇄헤드 모션 시스템(1209)이 트래블러를 따라 인쇄헤드(들)를 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 인쇄헤드 모션 시스템(1209)은 비교적 느린 x-차원 이송을 제공한다. 또 다른 실시예에서, 기판 핸들링 시스템(1211)은 x-차원과 y-차원 이송 모두를 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 전적으로, 기판 핸들링 시스템(1211)에 의해 주 이송(primary transport)이 제공될 수 있다. 이미지 캡처 디바이스(1213)가 임의의 기준점을 측위(locate)하고 정렬 및/또는 오차 검출을 보조할 수 있다.
장치는 잉크 전달 시스템(1215) 및 인쇄헤드 유지관리 시스템(1217)을 포함하여 인쇄 동작을 보조할 수 있다. 인쇄헤드는 주기적으로 교정되거나 유지관리 공정의 대상이 될 수 있으며, 이러한 목적으로, 유지관리 시퀀스 동안, 인쇄헤드 유지관리 시스템(1217)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(1221)에 의해 지시되는 챔버 내 분위기를 제어하는 챔버 제어 서브시스템(1219)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, 도면 번호(1223)가 선택적 액적 부피 측정 시스템을 지시하며, 여기서 각각의 노즐에 대해 그리고 각각의 구동 파형에 대해 액적 부피(1225)가 측정되고 그 후 메모리(1227)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 개별 액적 부피, 증착 비행 각도 또는 궤적, 및 액적 속도의 측정을 달성하기 위한 비-이미징 기법(가령, 픽셀에 작용하는 이미지 프로세싱 소프트웨어 대신 간단한 광학 검출기를 사용하여)을 사용한다. 이 데이터는 인쇄 동안, 또는 1회성, 간헐적 또는 주기적 교정 동작 동안, 프로세서(들)(1203)로 제공된다. 도면 번호(1229)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(1123)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.
도면 번호(1231)가 프로세서(1203) 상에서 실행되는 인쇄 최적화 소프트웨어의 사용을 지칭한다. 더 구체적으로, 이 소프트웨어는, (원 위치로 측정된 또는 그 밖의 다른 방식으로 제공된) 액적 부피(1225)의 통계적 모델을 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, 액적 측정 디바이스가 개별 액적 측정과 괄녕하여 낮은 정확성을 가질 수 있음에도 불구하고, 특정 오차 공차 내에서 0.01pL 또는 이보다 우수한 분해능에 따라 누적 부피가 계획될 수 있는데, 즉, 액적 부피 노즐당 및 노즐/파형당 조합의 통계적 모델을 설립하기 위해 본 명세서에 기술된 기법을 사용하여, 통계적 정확도는 액적 측정 시스템의 정확성에 의해 표현된 것으로부터 추론된다. 인쇄가 계획되면, 프로세서(들)가 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, 인쇄헤드는 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 인쇄헤드/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(들)(1203)에 의해 파형 선택 및 각각의 노즐에 대한 주소가 메모리(1227)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 13a-15c는 각각의 타깃 영역에 대한 공차 내 충전 부피를 획득하기 위해 인쇄헤드 조립체 내에서, 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 13a-13b를 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 14a-14b가 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 15a-c를 참조하여 설명된다.
도 13a는 화살표(1307)로 지시되는 스캐닝 방향으로 기판(1305)을 횡단하는 인쇄헤드(1303)의 평면도(1301)를 제공한다. 본 명세서에서 상기 기판이 복수의 픽셀(1309)로 구성되는 것으로 나타나고 이때 각각의 픽셀이 각자의 컬러 성분과 연관된 우물(1309-R, 1309-G 및 1309-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, 인쇄헤드가 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(1309)의 우물(1309-R) 및 픽셀(1311)의 유사한 우물만 제 1 인쇄 공정에서 잉크를 수용할 것이다. 제 2 인쇄 공정에서, 픽셀(1309)의 제 2 우물(1309-G) 및 픽셀(1311)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.
인쇄헤드(1303)는 복수의 노즐, 가령, 번호(1313, 1315 및 1317)를 이용하여 지시되는 것을 포함한다. 이 경우, 각각의 번호가 개별적인 노즐 행을 지칭하며, 행은 기판의 열 축(column axis)(1318)을 따라 뻗어 있다. 노즐(1313, 1315 및 1317)은 기판(1305)에 대해, 제 1 노즐 열을 형성하는 것으로 보이고, 노즐(1329)은 제 2 노즐 열을 나타낸다. 도 13a에 의해 도시되는 바와 같이, 노즐은 픽셀과 정렬되지 않고, 하나의 스캔으로 인쇄헤드가 기판을 횡단할 때, 일부 노즐은 타깃 영역을 피하고 반면에 또 다른 노즐들은 그렇지 않을 것이다. 덧붙여, 도면에서, 인쇄 노즐(1313, 1315 및 1317)이 픽셀(1309)로 시작하는 픽셀 행의 중앙에 정밀하게 정렬되고, 인쇄 노즐(1329)이 픽셀(1311)로 시작하는 픽셀 행을 피할 것이고, 인쇄 노즐(1329)의 정렬은 픽셀(1311) 및 이와 관련된 행의 중앙에 정확하지 않다. 우물의 행과 노즐의 열의 이러한 정렬/오정렬은 각각 라인(1325 및 1327)에 의해 도시되고, 이는 잉크를 수용하기 위한 인쇄 우물의 중앙을 나타낸다. 많은 적용예에서, 타깃 영역 내 액적이 증착되는 정밀 위치는 중요하지 않으며, 이러한 오정렬은 허용될 수 있다(가령, 도 1b 및 4d와 관련하여 논의되는 바와 같이, 복수의 노즐의 일부 그룹과 각각의 행의 대략적인 정렬이 바람직할 것임).
도 13b는 또 다른 뷰(1331)를 제공하며, 여기서 모든 3개의 노즐 행(또는 개별 인쇄헤드)이 축(1318)에 대해 대략 30도만큼 회전되었음이 나타난다. 이 선택적 능력이 앞서 도 3b에서 도면 번호(338)로 지칭되었다. 더 구체적으로, 회전 때문에, 열 축(1318)을 따르는 노즐들의 간격이 변경됐으며, 각각의 노즐 열이 우물 중앙(1325 및 1327)과 정렬되거나, 아니면, 스캔 동안에 타깃 영역당 노즐 겉보기 밀도를 증가시키기 위해 조절된다. 그러나 이러한 회전 및 스캐닝 모션(1307) 때문에, 각각의 노즐 열로부터의 노즐이 서로 다른 상대적 시간에서 픽셀 열(가령, 1309 및 1311)과 교차할 것이고 따라서 잠재적으로 서로 다른 위치 분사 데이터(가령, 액적을 분사하기 위한 서로 다른 타이밍)를 가질 것이다. 각각의 노즐에 대해 분사 데이터를 조절하기 위한 방법이 도 15a-b와 관련하여 이하에서 논의될 것이다.
도 13c에서 나타난 바와 같이, 하나의 실시예에서, 선택적으로 복수의 인쇄헤드 또는 노즐 행이 구비된 인쇄헤드 조립체가 서로 선택적으로 오프셋된 이러한 행들을 가질 수 있다. 즉, 도 13c는 또 다른 평면도를 제공하며, 여기서 오프셋 화살표(1353 및 1355)에 의해 나타나는 바와 같이, 각각의 인쇄헤드(또는 노즐 행)(1319, 1321 및 1323)이 서로에 대해 오프셋된다. 이들 화살표는 인쇄헤드 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, 1307)을 제공한다. 예를 들어, 이러한 실시예에서, 도 13c에 의해 도시되는 바와 같이, 오프셋이 노즐(1313 및 1357) 모두가 중앙 라인(1325)과 정렬되도록 하고, 따라서 단일 패스에서 이들 각자의 조합된 액적 부피를 갖도록 한다. 이 실시예는 기하학적 스텝을 변화시키는 특정 실시예로 고려되며, 가령, 기판(1305)에 대한 인쇄헤드 조립체(1303)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. 또한 또는 대안적으로, 이러한 오프셋은 효율적인 인쇄 격자를 조절하기 위해 수행될 수 있어서, 증착된 액적들간의 가변된 간격을 제공할 수 있다. 앞서 소개된 원리와 일치하도록, 선택사항의 오프셋의 사용은 감소된 개수의 스캔 또는 패스에 의해, 개별적인 노즐당 액적 부피가 누적되게, 특히, 각각의 우물에 대해 조합(또는 액적 세트)되게 한다. 예를 들어, 도 13c에 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 및/또는 공간적인 조합의 계획된 편차를 가능하게 한다.
도 13d는 스캐닝 방향으로 취해진, 하나의 우물(가령, 도 13a의 우물(1309-R))에 대한 완성된 디스플레이의 횡단면도이다. 특히, 이 뷰는 평면 패널 디스플레이, 가령, OLED 디바이스의 기판(1352)을 나타낸다. 도시된 횡단면이 디스플레이(가령, 각각의 픽셀의 컬러)를 제어하기 위한 전기 신호를 수신하기 위한 활성 영역(1353) 및 전도성 단말기(1355)를 보여준다. 기판(1352) 위에 활성 영역의 층을 도시하기 위해 작은 타원 영역(1361)이 도면의 우측에서 확대 도시된다. 이들 층은 애노드 층(1369), 정공 주입 층("HIL")(1371), 정공 수송 층("HTL")(1373), 발광 층("EML")(1375), 전자 수송 층("ETL")(1377) 및 캐소드 층(1378)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(1369)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(1369)은 또한 반사성이거나 불투명할 수 있고, 그 밖의 다른 물질이 사용될 수 있다. 일반적으로 캐소드 층(1378)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(1371)은 애노드로부터 HTL로 정공을 수송하는 역할을 수행한다. 일반적으로 상기 HTL(1373)은 HIL에서 EML로 정공을 수송하는 역할을 수행하면서 또한 EML에서 HTL로의 전자의 수송을 촉진시킨다. 일반적으로 상기 ETL(1377)은 캐소드에서 EML로 전자를 수송하면서, EML에서 ETL로의 전자의 수송을 촉진시킨다. 이들 층은 함께 전자 및 정공을 EML(1375)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)(1362/1363) 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 14a는 인쇄헤드의 노즐 각각으로부터 분출되는 서로 다른 액적 부피를 제공하기 위해 노즐 구동 파형 조절 및 교번 노즐 구동 파형의 사용을 소개하도록 사용된다. 제 1 파형(1403)은 단일 펄스로 나타나며, 상기 펄스는 침묵 구간(1405)(0볼트), 시점 t2에서의 노즐 분사 결정과 연관된 상승 경사(1413), 전압 펄스 또는 신호 레벨(1407), 및 시점 t3에서의 하강 경사(1411)로 구성된다. 도면 번호(1409)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(1423)은, 제 1 파형(1403)의 신호 레벨(1407)에 비해 더 큰 구동 전압(1425)을 나타내는 것을 제외하고, 제 1 파형(1403)과 유사하다. 더 큰 펄스 전압 및 유한 상승 경사(1427) 때문에, 이러한 더 높은 전압에 도달하는 데 더 오래 걸리고, 마찬가지로, 일반적으로 하강 경사(1429)가 제 1 파형으로부터의 유사한 경사(1411)에 비해 지연된다. 제 3 파형(1433)이 또한 제 1 파형(1403)과 유사하다. 이 경우, (가령, 노즐 분사 경로 임피던스의 조절을 통해) 상이한 상승 경사(1435) 및/또는 상이한 하강 경사(1437)가 경사(1413 및 1411)를 대신하여 사용될 수 있다. 상이한 경사는 더 가파르거나 더 완만하게 만들어질 수 있다(도시된 경우, 더 가팔라짐). 이와 달리, 제 4 파형(1443)의 경우, 예를 들어, 딜레이 회로(가령, 전압-제어식 딜레이 라인)를 이용해 펄스가 더 길게 만들어져서, (도면 번호(1445)로 지시되는) 특정 신호 레벨에서의 펄스의 시간을 증가시키고, 도면 번호(1447)에 의해 표현되는 바와 같이, 펄스의 하강 에지를 지연시킬 수 있다. 마지막으로, 제 5 파형(1453)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(1455)로 상승하는 경사가 시점 t3과 t2 사이에서 부분적으로 적용된다. 더 큰 전압 때문에, 이 파형(1457)의 트레일링 에지(trailing edge)가 하강 에지(1411) 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. 대안적으로 또는 추가적으로, 구동 파형 편차는 분출된 액적의 속도 또는 궤적(비행 각도)에 영향을 주는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 공정에서, 액적은 부피 및/또는 속도 및/또는 궤적에 대하여, 사전결정된 기준 세트를 충족하도록 요구되는데, 액적이 형용되는 규준의 외부에 떨어지면, 노즐 파형은 순응될때까지 조절될 수 있다. 대안적으로, 한 세트의 사전결정된 파형은 원하는 규준에 일치함을 기초로하여 선택된 이들 서브세트의 파형으로 측정될 수 있다. 여러 다른 편차가 존재함이 자명하다.
앞서 언급된 바와 같이, 도 14a로부터의 제 5 파형에 의해 나타나는 하나의 실시예에서, 복수의 신호 레벨이 펄스를 성형하도록 사용될 수 있다. 이 기법이 도 14b를 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 14b의 도면 번호가 이산 신호 레벨(1455, 1457, 1459, 1461, 1463, 1465 및 1467)을 갖는 파형(1453)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, 액적 부피, 속도 및/또는 궤적을 적절하게 조절하기 위해, 선택사항적인 추가 파형 성형 또는 타이밍에 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 15a는 도면 번호(1501)로 일반적으로 지정되는 이러한 실시예를 도시한다. 특히, 프로세서(1503)가 인쇄될 물칭의 특정 층에 대해 타깃 영역당 의도된 충전 부피를 결정하는 데이터를 수신하도록 사용된다. 도면 번호(1505)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(1507, 1508 및 1509)가 분출되는 각각 많은 요인들, 가령, 노즐 구동 파열 및 인쇄헤드별 제조 편차에 따라 달라지는 연관된 액적 부피(1511, 1512 및 1513)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(1503)로 제공하는 액적 측정 디바이스(1515)에 의해 나타나 인쇄 계획을 관리하고 인쇄를 속행하는 데 사용된다. 하나의 실시예에서, 이 측정 데이터가 (가령, 수천 개의 인쇄헤드 노즐 및 수십 개의 가능한 노즐 분사 파형에 대해) 몇 분, 가령, 수천 개의 노즐에 대해 30분 미만, 바람직하게는 훨씬 짧은 시간이 소요되는 동작 동안 계산된다. 또 다른 실시예에서, 언급된 바와 같이, 이러한 측정은 반복적으로, 즉, 서로 다른 시점에서 노즐의 서로 다른 서브세트를 업데이트하기 위해 수행될 수 있다. 비-이미징(가령, 간섭 측정) 기법은 이전에 기술된 바와 같이 선택사항으로 사용될 수 있고, 잠재적으로, 노즐당 수십 번의 액적 측정을 초래하여, 초당 수십에서 수백 개의 노즐을 커버할 수 있다. 이 데이터 및 임의의 관련된 통계적 모델(및 수단)은 수신될 때 레이아웃 또는 비트맵 데이터(1505)를 프로세싱하는 데 사용되도록 메모리(1517)에 저장될 수 있다. 하나의 구현예에서, 프로세서(1503)는 실제 인쇄기로부터 원격인 컴퓨터의 일부분이며, 반면에, 또 다른 구현예에서, 프로세서(1503)는 제품 제조 수단(가령, 디스플레이 제조 시스템) 또는 인쇄기와 일체 구성된다.
액적의 분사를 수행하기 위해, 하나 이상의 타이밍 또는 동기화 신호(1519)의 세트가 기준으로 사용되도록 수신되고, 이들은 클록 트리(clock tree)(1521)를 통과해 각각의 노즐 드라이버(1523, 1524 및 1525)로 분산되어 특정 노즐(1527, 1528 및 1529) 각각에 대해 구동 파형을 발생시킬 수 있다. 각각의 노즐 드라이버는 프로세서(1503)로부터 멀티-비트 프로그래밍 데이터 및 타이밍 정보를 수신하는 하나 이상의 레지스터(1531, 1532 및 1533)를 가진다. 각각의 노즐 드라이버 및 이의 연관된 레지스터는 각각 레지스터(1531, 1532 및 1533)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 15b에서 도시되고 이하에서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 이 연결은 도 15a에서 나타난 병렬 신호 표현과 달리 직렬이다).
특정 증착, 인쇄헤드 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, 10.00pL의 평균 액적 부피)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(1531, 1532 또는 1533)로 프로그램된다. 예를 들어, 10.00pL의 타깃 부피가 주어지면, 데이터를 레지스터(1531)에 씀으로써, 노즐 드라이버(1523)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 부피 및 관련된 분포가 프로세서(1503)에 의해 레지스터링되고 메모리에 저장된다. 상기 프로세서는, 레지스터(1531)를 프로그래밍함으로써, 특정 노즐 드라이버(1523)가 16개의 파형 중 프로세서에 의해 선택된 파형을 출력할지 출력하지 않을지를 결정한다. 덧붙여, (가령, 각각의 노즐을 인쇄헤드가 횡단하는 격자에 정렬하기 위해, 속도 또는 궤적을 포함한 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 노즐(또는 분사 파형)을 비스듬하게 하는 카운터에 의해 유발된다. 예시를 제공하기 위하여, 액적 측정의 결과가 하나의 특정 액적이 예상된 속도보다 낮은 속도를 가지는 경향이 있다는 것을 나타내면, 해당 노즐 파형은 좀 더 일찍 트리거되고(가령, 압전 동작을 위해 사용되는 활성 신호 레벨 이전의 부동 시간을 줄임으로써, 미리), 반대로, 액적 측정의 결과가 하나의 특정 액적이 비교적 높은 속도를 가진다는 것을 나타내면, 파형은 나중에 트리거 될 수 있는 등이다. 다른 예시는 가능한 것이 자명한데, 예를 들어, 일부 실시예에서, 느린 액적 속도는 구동 강도(즉, 신호 레벨 및 주어진 노즐의 압전 작동기를 구동하는데 사용되는 관련된 전압)를 증가시킴에 의해 대응될 수 있다. 하나의 실시예에서, 모든 노즐에 분산되는 동기화 신호가 동기화를 위해 정의된 시간격(가령, 1마이크로초)에서 발생하고, 또 다른 실시예에서, 상기 동기화 신호는 인쇄기 모션 및 기판 지오그래피(substrate geography)에 대해 조절되어, 가령, 인쇄헤드와 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. 이 격자는 인쇄 시스템, 기판 또는 둘 모두에 고유할 수 있다. 따라서, 하나의 선택적인 실시예에서, 격자는, 기판 지오그래피와 매칭시키기 위해 기판을 효과적으로 변형시키는데 사용되는 동기 주파수 또는 노즐 분사 패턴으로 특정 인쇄기를 위해 형성될 수 있다. 또 다른 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(1503)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(1503)는 동기화 펄스 생성(1536)에 대한 파라미터를 설정하는 것에 추가로 스캐닝(1535)의 개시 및 속도를 제어한다. 덧붙여, 프로세서가 앞서 기재된 다양한 목적으로 인쇄헤드(1537)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 15b는 각각의 노즐에 대한 출력 노즐 구동 파형을 생성하기 위해 이러한 실시예에서 사용되는 회로(1541)의 추가적인 상세사항을 도시하며, 도 15b에서 출력 파형이 "nzzl-drv. wvfm"로 나타난다. 더 구체적으로 회로(1541)는 동기화 신호, 연속 데이터("데이터")를 지니는 단일 비트 라인, 전용 쓰기 가능 신호(we) 및 고속 클록()의 입력을 수신한다. 레지스터 파일(1543)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 인쇄헤드, 복수의 노즐 행, 서로 다른 인쇄헤드 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. 오프셋은 가령, 기판 지오그래피에 대해 격자 또는 해프톤 패턴을 회전하기 위해, 또는 기판 오정렬을 교정하기 위해, 복수의 노즐에 걸쳐 상이하게 적용될 수 있다. 마찬가지로, 언급된 바와 같이, 오프셋은 이탈된 속도 또는 다른 효과를 교정하는데 사용될 수도 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 인쇄헤드 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.
도면 번호(1545, 1546 및 1547)가 주어진 노즐에 대해 특정된 파형이 생성될 수 있는 방식을 보여주는 회로의 하나의 실시예를 지시한다. 제 1 카운터(1545)는 동기화 펄스를 수신하여, 새 라인 스캔의 시작부분에 의해 트리거되는 초기 오프셋의 카운트다운을 개시하고, 제 1 카운터(1545)는 마이크론으로 증분을 카운트 다운하며, 0에 도달될 때, 제 1 카운터(1545)로부터 제 2 카운터(1546)로 트리거 신호가 출력되며, 이 트리거 신호는 실질적으로 각각의 스캔 라인에 대해 각각의 노즐에 대해 분사 프로세스를 개시한다. 그 후 제 2 카운터(1546)는 프로그램 가능한 격자 간격을 마이크론의 증분으로 구현한다. 제 1 카운터(1545)가 새 스캔 라인과 조합되어 재설정되고, 반면에 제 2 카운터(1546)가 이의 출력 트리거 후에 고속 클록의 다음 에지를 이용해 재설정된다. 제 2 카운터(1546)는, 트리거될 때, 특정 노즐에 대해 선택된 구동 파형 형태를 생성하는 파형 회로 생성기(1547)를 활성화된다. 생성기 회로 아래에 보이는 점선 박스(1548-1550)에 의해 표시되는 바와 같이, 이 회로는 고속 클록()에 따라 타이밍되는 고속 디지털-아날로그 변환기(1548), 카운터(1549), 고전압 증폭기(1550)를 기초로 한다. 제 2 카운터(1546)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(1549)는 카운터에 따라 지속시간 동안 DAC 출력을 유지하기 위해 기능한다. 그 후 적절한 출력 전압 레벨이 고전압 증폭기(1550)로 적용되고 노즐-구동 파형으로서 출력된다. 그 후 다음 숫자 쌍이 레지스터(1543)로부터 불러와져, 다음 신호 레벨 값/지속시간 등을 결정할 수 있다.
도시된 회로가 프로세서(1503)에 의해 제공되는 데이터에 따라 임의의 바람직한 파형을 결정하는 효과적인 수단을 제공한다. 격자 지오미트리에 순응하거나 이탈된 속도나 비행 각도를 가진 노즐을 완화시키는데 필요하면, 구간 및/또는 임의의 특정 신호 레벨과 관련된 전압 레벨(가령, 동기와 관련된 오프셋을 결정하는 제1 "0" 신호 레벨)이 조절될 수 있다. 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.
15c는 노즐당 서로 다른 파형 및 서로 다른 구성 옵션을 이용하는 방법을 설명하는 흐름도(1551)를 제공한다. (1553)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(1555)에 대해, 가령, 레이저 측정 디바이스 또는 CCD 카메라를 이용해 액적 부피가 특정하게 측정되고 통계적 모델이 설립된다. 이들 부피가 프로세서에 의해 액세스 가능한 메모리, 가령, 메모리(1557)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(1561)에서, 인쇄헤드 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(1562). 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(1563)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(1564). 그 밖의 다른 교정 기법 및 스케줄이 또한 사용될 수 있다(1565).
선택사항으로서, 프로세스 분리 라인(1566)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(1566) 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(1567). 영역당 부피는 도면 번호(1568)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(1569)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(1569)의 일부로서, 선택적으로 최적화 기능(1570)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, 인쇄헤드가 이동될 수 있고, 노즐당 파형 데이터가 노즐로 프로그램되어, 비트맵 또는 레이아웃 파일에 따라 액적 증착 명령을 발효할 수 있으며, 이들 기능이 도 15c에서 도면 번호(1571, 1573 및 1575)에 의해 다양하게 나타난다. 각각의 스캔 후, 다음 스캔에 대해 프로세스가 반복된다(1577). 선택사항으로, 이들 기법 및 이들의 구현예는 인쇄기 제어 파일(1579)에서 구현되어서, 이후에 발전되거나, 특정 시간에 잉크의 분출을 제어하는데 사용될 수 있다.
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 인쇄헤드/기판 오프셋을 나타내는 가변적 기하학적 스텝을 이용함으로써 액적 부피 조합이 필요에 따라 생성된다. 측정된 노즐당 액적 부피 평균을 이용함으로써, 임의의 액적 편차가 원하는 공차 내에 수용될 수 있는 높은 신뢰를 가지고, 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 부피 평균의 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, 인쇄헤드 조립체의 하나 이상의 인쇄헤드로서 배열되는 단일 노즐 행이 사용되거나 복수의 노즐 행이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 하나의 고려되는 구현예에서, 30개의 인쇄헤드가 사용될 수 있고 각각의 인쇄헤드는 단일 노즐 행을 가지며, 각각의 행은 256개의 노즐을 가진다. 인쇄헤드는 다양한 서로 다른 그룹으로 추가로 조직될 수 있는데, 가령, 이들 인쇄헤드는 다 함께 기계적으로 장착되는 5개의 인쇄헤드를 각각 가진 인쇄헤드 조립체 내로 조직될 수 있고, 이들 최종 6개의 조립체는 인쇄 시스템으로 개별적으로 장착될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 서로에 대해 위치상 추가로 오프셋될 수 있는 복수의 노즐 행을 갖는 누적 인쇄헤드 조립체가 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 부피 평균의 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-an-1/2)% 공차 범위 내로 계획될 수 있으며, 여기서 ± (b)%는 규격 공차 범위를 나타내고 n1/2는 타깃 영역 또는 우물당 액적의 평균 개수의 제곱근을 나타낸다. 달리 언급되지 않는 한, 가령, 도 8a-8b와 관련하여 상기 기술된 바와 같이, 예상 측정 오차가 고려될 때 타깃 영역에 대한 최종 누적 충전 부피가 규격 공차 범위 내에 있도록 규격 공차보다 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.
도 15d는 노즐 자격과 관련된 순서도를 제공한다. 하나의 실시예에서, 액적 측정이 수행되어서, 각각의 노즐 및 임의의 주어진 노즐에 적용되는 각각의 파형에 대하여, 임의의 및/또는 각각의 액적 부피, 속도 및 궤적에 대한 통계적 모델(가령, 분포 및 평균)을 생산한다. 따라서, 예를 들어, 수십개의 노즐 각각에 대하여 두 개의 파형 선택이 있다면, 24개의 파형-노즐 조합 또는 페어링가지 있고, 하나의 실시예에서, 각각의 파라미터(가령, 부피)에 대한 측정은 강건한 통계적 모델을 개발하는데 충분한 각각의 노즐 또는 파형-노즐 페어링에 대해 취해진다. 계획에도 불구하고, 주어진 노즐이나 노즐-파형 페어링이 특별히 넓은 분포 혹은 특별히 처리되어야 하는 충분히 이탈된 평균을 생산할 수 있다는 것이 개념적으로 가능하다. 하나의 실시예에 적용되는 이러한 특별한 처리는 도 15d에 의해 개념적으로 나타난다.
좀 더 구체적으로, 일반적인 방법은 도면 번호 1581을 사용하여 표시된다. 액적 측정 디바이스에 의해 생성된 데이터는 나중의 사용을 위해 메모리(1585)에 의해 저장된다. 방법(1581)이 활용되는 동안, 이 데이터는 메모리로부터 리콜되고, 각각의 노즐 또는 노즐-파형 페어링에 대한 데이터는 추출되고, 개별적으로 처리(1583)된다. 하나의 실시예에서, 언급된 바와 같이, 정규 랜덤 분포는 평균, 표준 편차 및 측정된 액적의 수(n)에 의해 또는 등가의 대책을 사용하여, 기술된 바와 같이, 자격이 될 각각의 변수에 대해 형성된다. 그 밖의 다른 분포 형식(가령, 스튜던트의 T, 프아종등)이 사용될 수 있음을 다시 한 번 유의한다. 측정된 파라미터는 하나 이상의 범위(1587)와 비교되어서, 관련 있는 액적이 실제로 사용될 수 있는지를 결정한다. 하나의 실시예에서, 적어도 하나의 범위는 사용으로부터 액적을 자격박탈하는데 적용된다(가령, 액적이 원하는 타깃에 대해 충분히 크거나 작은 부피를 가진다면, 그 노즐 또는 노즐-파형 페어링은 단기간 사용에서 배제됨). 예시를 제공하기 위하여, 10.00pL 액적을 원하면, 가령, 이 타깃으로부터 1.5% 떨어진(가령, <9.85pL 또는 >10.15pL) 액적 평균과 관련된 노즐 EH는 노즐-파형은 사용에서 배제될 수 있다. 범위, 표준 편차, 분산 또는 또 다른 스프레드 측정치도 대신 사용될 수 있다. 좁은 분포(가령, 평균의 3σ<1.005%)를 가진 액적 통계적 모델을 원하면, 이러한 기준을 충족하지 못하는 측정치를 가진 액적은 배제될 수 있다. 또한, 복수의 요소를 고려하는 세련되고/복잡한 세트의 기준을 사용할 수 있다. 예를 들어, 매우 좁은 스프레드와 결합된 이탈된 평균은 좋을 수 있는데, 가령, 측정된 것에서 떨어진 스프레드(가령, 3σ)(가령, 이탈된) 평균(μ)이 1.005% 이내라면, 관련된 액적은 사용될 수 있다. 예를 들어, 10.00pL±0.1 pL 이내의 3σ 부피로 액적을 사용하기 원하면, ±0.8pL 3σ값을 가진 9.96pL 평균을 생성하는 노즐-파형 페어링이 배제될 수 있으나, ±0.3pL 3σ값을 가진 9.93pL 평균을 생성하는 노즐-파형 페어링은 허용가능할 수 있다. 임의의 원하는 거부/이탈 기준(1589)에 따라 많은 대책이 있을 수 있다는 것은 명백하다. 이러한 유형의 처리가 액적당 비행 각도 및 속도에 대해 적용될 수 있다는 것에 염두해두어야 하는데, 즉, 노즐-파형 페어링당 비행 각도 및 속도는 통계적 분포를 나타낼 것이고, 이는 액적 측정 디바이스로부터 파생된 측정치와 통계적 모델에 의존하며, 일부 액적은 배제될 수 있다는 것이 예상된다. 예를 들어, 정상 또는 특정 타깃의 외부의 평균에서 분산의 5% 외부에 있는 평균 속도나 비행 궤적을 가진 액적은 가상적으로 사용에서 배제될 수 있다. 다양한 범위 및/또는 평가 기준은 저장소(1585)에 의해 제공되고 측정된 각각의 액적 파라미터에 적용될 수 있다.
거부/이탈 기준(1589)에 의존하여, 액적(및 액적-파형 조합)은 다양한 방식으로 공정 및/또는 처리될 수 있다. 예를 들어, 원하는 정상에 충족하지 않는 특정한 액적은, 이전에 언급된 바와 같이 거부(1591)된다. 대안적으로, 특정한 노즐-파형 페어링의 다음 측정 반복을 위한 추가적인 측정을 선택적으로 수행하는 것이 가능한데, 예시로서, 통계적 분포가 너무 넓으면, 추가적인 측정을 통한 통계적 분포의 타이트함을 개선하기 위하여, 특정한 노즐-파형 페어링에 대한 추가적인 측정을 명시적으로 수행할 수 있다(가령, 분산과 표준 편차는 측정된 데이터 포인트의 수에 의존함). 도면 번호 1593에 대하여, 가령, 더 높거나 더 낮은 전압 레벨을 사용하기 위하여(가령, 더 크거나 더 작은 속도 또는 좀 더 일정한 비행 각도를 제공하기 위하여) 노즐 구동 파형을 조절할 수 있고, 또는 명시된 규준을 충족하는 조절된 노즐-파형 페어링을 생성하기 위하여 파형을 재형성할 수 있다. 도면 번호 1594에 대하여, 파형의 타이밍도 조절될 수 있다(가령, 특정 노즐-파형 페어링과 관련된 이탈된 평균 속도를 보상하기 위하여). (이전에 시사한) 예시로서, 느린 액적은 다른 노즐에 비해 더 이른 시간에 분사될 수 있고, 빠른 액적은 더 빠른 비행 시간을 보상하기 위하여 더 늦은 시간에 분사될 수 있다. 많은 대안예가 가능하다. 마지막으로, 도면 번호 1595에서, 임의의 조절된 파라미터(가령, 분사 시간, 파형 전압 레벨 또는 형상)는 저장될 수 있고, 원하면, 선택사항으로, 조절된 파라미터가 하나 이상의 관련된 액적을 재측정하는데 적용될 수 있다. 각각의 노즐-파형 페어링(수정되거나 아니거나)이 자격된(패스되거나 거부되거나) 이후에, 본 방법은 도면 번호 1597에 대해, 다음 노즐-파형 페어링으로 진행된다.
인식된 바와 같이, 방금 기술된 노즐 구동 구조물은 다양한 크기의 액적을 인쇄하는데 유연성을 제공한다. 타깃 영역당 정확한 충전 부피, 액적 부피, 액적 속도 및 액적 궤적의 사용은, 충전 부피를 가변시기고, (규격 내의) 정의된 기준에 따른 노즐/파형 및/또는 액적 사용에 대한 계획하는 진보된 기법의 사용을 가능하게 한다. 이는 종래의 방법에 비해 더욱 품질 개선점을 제공한다.
이제 도 16-18b는 두 개의 고려되는 액적 측정 디바이스(또는 시스템), 다시 말해, 그림자그림과 간섭 측정으로 각각 예측되는 추적인 세부사항을 제공하는데 사용될 것이다. 도 16-17은 액적 측정 시스템을 가진 인쇄기의 하나의 실시예를 나타내는데 사용될 것인 반면, 도 18a 및 18b는 각각 그림자그림과 간섭 측정을 논의하는데 사용될 것이다.
이전에 유의한 바와 같이, 본 개시물은 인쇄 시스템으로 통합되는 드롭 측정 장치를 포함하는 산업용 잉크젯 박막 인쇄 시스템의 다양한 실시예를 개시한다. 본 개시물의 잉크젯 박막 인쇄 시스템의 다양한 실시예는 그림자그림과 같은 이미징 기법 또는 위상 도플러 분석(PDA)와 같은 비-이미징 기법(간섭 측정에 기초한 기법)을 사용할 수 있는데, 이는 잉크젯 인쇄헤드의 복수의 노즐의 빠른 측정에 대해 현저한 이점을 제공할 수 있고, 본 개시물에 따른 박막 잉크젯 인쇄 시스템에서 사용되는 인쇄헤드 조립체의 다양한 실시예는 복수의 인쇄헤드를 가질 수 있다. 이러한 빠른 측정은 인쇄 공정 동안에 임의의 시간에 제 자리에서 수행될 수 있고, 각각의 인쇄헤드의 각각의 노즐로부터의 각각의 드롭에 대한 부피, 속도 및 궤적을 포함할 수 있는 데이터를 제공할 수 있다. 잉크젯 박막 인쇄 시스템내로 통합된 드롭 측정 장치로부터 얻은 집합적인 데이터는 OLED 패널 디스플레이상의 수 백개의 픽셀로 전달되는 잉크 부피의 균일성을 제공하는데 사용될 수 있다.
OLED 패널의 제조에서 필름을 증착할 때, 패널에 걸쳐 균일한 두께를 가진 필름 물질을 증착하는 것이 종종 바람직한데, 왜냐하면, 증착된 물질의 두께는 패널 성능에 종종 영향을 주고, 우수한 디스플레이 균일성은 우수한 OLED 패널의 중요한 성질이기 때문이다. 필름을 증착하기 위해 잉크젯 인쇄 방법을 사용할 때, 잉크의 드롭은 패널 기판상으로 인쇄 장치로부터 분출되고, 패널의 각각의 영역에서 증착된 필름의 두께는 일반적으로, 패널의 그 영역에 분배된 잉크의 부피와 관련되며, 이는 패널 표면상으로 드롭의 부피와 위치와 추가적으로 관련된다. 따라서, OLED 패널 디스플레이에 걸쳐 분배된 드롭의 부피와 위치와 모두 관련하여 잉크의 부피를 균일하게 분배하는 것이 종종 바람직하다.
이전에 유의한 바와 같이, 잉크젯 인쇄 시스템은, 복수의 잉크젯 노즐을 가진 적어도 하나의 인쇄헤드를 전형적으로 가지는데, 각각의 노즐은 패널 표면상으로 잉크의 드롭을 분배한다. 전형적으로, 분배된 드롭의 부피, 궤적 및 속도와 관련하여, 인쇄 헤드의 복수의 노즐에 걸쳐 편차가 있다. 이러한 편차는, 노즐 작업 조건에서의 편차, 압전 노즐 드라이버의 연식을 포함하여 본래의 노즐 작동기 행동에서의 편차, 잉크의 편차 및 본래의 노즐 크기와 형상에서의 편차에 제한되지 않지만 이를 포함하는 여러 가지의 소스로부터 발생할 수 있다. 이러한 편차의 효과는 패널에 걸쳐 부피 로딩에서의 불균일성을 초래할 수 있다. 예를 들어, 드롭 부피에서의 편차는 증착된 부피에서의 편차로 직접 이어질 수 이쓴 반면, 드롭 속도 및 궤적에서의 편차는 OLED 패널 표면상의 드롭의 위치에서의 편차를 야기함에 의해, 잉크의 증착된 부피에서의 편차로 간접적으로 이어질 수 있다. 이론적으로, 이들 편차는 인쇄할 때, 하나의 노즐만을 사용함에 의해 피할 수 있으나, 하나의 노즐을 사용하는 인쇄는 제조 응용분야에서, 실제로 활용하기에 너무 느리다. 상이한 노즐로부터 분배된 잉크 드롭에서의 이러한 편차 및 제조 응용분야를 위해 잉크젯 인쇄를 사용할 때 이치에 맞는 처리 속도를 얻기 위해 복수의 노즐을 사용하는 실제적 필요성의 관점에서 볼 때, 이러한 노즐간 드롭 편차에서 OLED 패널 영역에 걸처 잉크의 균일한 부피의 분배를 제공하기 위한 방법 및 이와 관련된 장치를 가지는 것이 바람직하다.
본 개시물에 따른 박막 잉크젯 인쇄 시스템으로 통합된 측정 장치는, 인쇄 공정의 실행을 위해, 임의의 시간 동안이나 단속적인 시간에서 잉크젯 인쇄헤드의 각각의 노즐에 대한 부피, 속도 및 궤적의 실제 측정을 제공하는데 사용될 수 있다. 이러한 측정은 잉크젯 방법을 사용하여, 필름 물질의 좀 더 균일한 증착을 달성하기 위하여, 노즐간 드롭 편차의 완화를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 측정은, 노즐간 드롭 편차를 직접적으로 감소시키기 위하여, 개별 노즐의 각각에 대해 구동 파형을 조절함에 의해, 인쇄헤드 성능을 튜닝하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 측정은, 증착된 필름내의 노즐간 드롭 편차을 평균화시키기 위하여, 드롭 증착에 대한 노즐 선택을 조절함에 의해 노즐간 편차를 감소시킬 수 있는 인쇄 패턴 최적화 시스템으로의 입력으로서 사용될 수 있다. 본 개시물의 박막 잉크젯 인쇄 시스템으로 통합된 측정 장치의 다양한 실시예는 그림자그림과 같은 다양한 이미징 기법이나 PDA와 같은 비이미징 기법을 사용할 수 있다. 특히 PDA는 잉크젯 인쇄헤드의 복수의 노즐을 빠르게 분석하는 현저한 이점, 많은 노즐 및/또는 인쇄헤드를 가진 시스템에 특히 유용한 이점을 제공할 수 있다.
이와 관련하여, 본 개시물의 다양한 실시예에 따른 잉크젯 박막 인쇄 세스템은 여러 디바이스와 장치로 구성될 수 있는데, 이는 기판상의 특정 위치상으로 잉크 드롭의 신뢰성 있는 배치를 가능하게 한다. 이들 디바이스와 장치는 비제한적인 예시로서, 인쇄헤드 조립체, 잉크 전달 시스템, 모션 시스템, 부유 테이블이나 척(chuck)과 같은 기판 지지 장치기판 로딩 및 언로딩 시스템, 인쇄헤드 유지 시스템 및 인쇄헤드 측정 장치를 포함한다. 추가적으로, 잉크젯 박막 인쇄 시스템은, 가령, 화강암이나 금속 베이스를 포함할 수 있는 안정한 지지 조립체상에 장착될 수 있다. 인쇄헤드 조립체는 적어도 하나의 잉크젯 인쇄헤드로 구성될 수 있는데, 적어도 하나의 오리피스(orifice)는 제어된 속도로 잉크의 드롭을 분출할 수 있고, 이러한 분출된 드롭은 이들의 부피, 속도 및 궤적에 의해 추가로 특징이 된다.
인쇄가 인쇄헤드 조립체와 기판 사이의 상대적 모션을 요구하기 때문에, 인쇄 시스템은 지지대(gantry)나 스플릿 축(split axis) XYZ 시스템과 같은 모션 시스템을 포함할 수 있다. 인쇄헤드 조립체가 정지된 기판(지지대 스타일) 위에 움직일 수 있거나, 가령, 스플릿 축 컨피규레이션으로, 인쇄헤드와 기판 모두가 움직일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 인쇄 스테이션은 고정될 수 있고, 기판은 인쇄헤드에 대하여 X와 Y축으로 움직이고, 기판이나 인쇄헤드에 Z 축 모션이 제공되면서, 움직일 수 있다. 인쇄헤드가 기판에 대해 움직이면서, 잉크의 드롭은 기판상의 원하는 위치에 증착될 정확한 시간에 분출된다. 기판은 기판 로딩 및 언로딩 시스템을 사용하여 인쇄기에 삽입되고, 제거된다. 인쇄기 컨피규레이션에 의존하여, 이는 기계적 컨베이어, 기판 부유 테이블 또는 엔드이펙터(end effector)를 가진 로보트에 의해 달성될 수 있다. 인쇄헤드 측정 및 유지 시스템은 드롭 부피 확인, 드롭 부피, 속도 및 궤적 측정은 물론, 잉크젯 노즐 표면의 와이핑(wiping)과 같은 인쇄헤드 유지 절차, 웨이스트 베이신(waste basin) 내로 잉크를 분출하기 위한 프리밍(priming)과 같은 측정을 위한 여러 서브시스템으로 구성될 수 있다. 잉크젯 박막 필름 인쇄 시스템을 포함할 수 있는 다양한 구성을 고려하면, 본 개시물의 다양한 실시예에 따른 잉크젯 박막 인쇄 시스템의 다양한 실시예는 다양한 풋프린트와 폼 팩터를 가질 수 있다.
비제한적인 예시로서, 도 16은 다양한 실시예에 따른 잉크젯 박막 인쇄 시스템을 도시하는데, 이는 가령, 제한되지 않지만 OLED 패널과 같은 기판을 인쇄하는데 사용될 수 있다. 도 16에서, 잉크젯 박막 인쇄 시스템(1600)은 스플릿-축 모션 시스템을 사용한다. 잉크젯 박막 인쇄 시스템(1600)은 인쇄 시스템 지지 조립체(1610) 상에 장착될 수 있는데, 이는 지지 프레임(1614)에 의해 운반되는 팬(1612)을 포함할 수 있다. 베이스(1616)는 팬 위에 장착되는 반면, 베이스는 선택사항으로 화강암이나 금속으로 구성될 수 있다. 잉크젯 박막 인쇄 시스템은 스플릿 축 모션 시스템으로 표시된 바와 같은, 모션 시스템(1620)을 포함할 수 있다.
모션 시스템(1620)은 X-축 캐리지(1624)를 지지하여 결국 Z-축 마운팅 플레이트(1626)에 장착하는 브리지(1622)를 포함하는 것으로 보인다. 결국, Z-축 마운트 플레이트는 인쇄헤드 마운팅과 클램핑 조립체(1628)를 지지하고, 교환가능한 인쇄헤드 조립체(1640)를 장착하는데 사용된다. 스플릿-축 모션 시스템(1620)에 대하여, Y-축 트랙(1623)은 Y-축 캐리지(1625)를 지지하여, 결국 기판 지지 조립체(1630)를 운반하기 위하여, 베이스(1616) 위에 마운트될 수 있고, 이들 다양한 구성은 기판 지지 조립체(1630) 상에 장착된 기판의 Y-축 이동을 제공한다. 도 16에 도시된 바와 같이,박막 인쇄 시스템의 다양한 실시예에서, 기판 지지 조립체(1630)는 척(chuck)일 수 있다. 기판 지지 조립체는 본원에 참조로서 포함되는 미국 특허 번호 제8,383,202호에 자세히 기술된 바와 같은, 부유 테이블이 제공될 수 있다. 잉크젯 박막 인쇄 시스템(1600)은 툴 캐로설(tool carousel, 1645)에 장착되어 도시된 다양한 인쇄헤드 조립체와 같은, 하나 이상의 모듈 잉크젯 인쇄헤드 조립체를 지지하는 시스템 조립체를 사용할 수 있다. 다양한 인쇄헤드 조립체의 선택적인 교환을 제공하는 것은, 가령, OLED 패널 기판의 인쇄 동안과 같은 인쇄 공정 동안에, 기판 상에 다양한 제작의 다양한 잉크의 효율적인 순차적 인쇄에 대해 유연성을 말단 사용자에게 제공할 수 있다. 이는 모든 실시예에 요구되는 것이 아닌데, 즉, 다른 실시예는 상이한 인쇄 공정 상이에서 변하지 않는 하나의 인쇄헤드 조립체를 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 하나의 고려되는 실시예는 복수의 인쇄기의 조립 라인을 특징으로 하는데, 이들 각각은 (가령, 각각의 잉크를 사용하여) 각자의 인쇄 공정을 수행하고, 본 명세서에 기술된 기법은 각각의 이러한 인쇄기에 적용될 수 있다.
인쇄헤드 조립체는 가령, 기판 상에 OLED 필름-형성 물질을 전달하기 위해, 적어도 하나의 잉크젯 인쇄헤드와 유체 연동하는 잉크 저장소를 가진 유체 시스템을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 도 16에 도시된 바와 같이, 인쇄헤드 조립체(1640)는 적어도 하나의 인쇄헤드(1642)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 인쇄헤드 조립체는, 각각의 인쇄헤드에 유체 및 전기 연결부를 선택사항으로 포함할 수 있다. 각각의 인쇄헤드는, 결국, 측정 가능한 액적 부피, 속도 및 궤적으로, 제어된 속도에서 잉크 액적을 분출할 수 있는 복수의 노즐 또는 오리피스를 가질 수 있다. 인쇄헤드 조립체(1640)의 다양한 실시예는 인쇄헤드 조립체당 약 1 내지 약 30개의 인쇄헤드를 가질 수 있다. 인쇄헤드(1642)는 약 16개 내지 약 2048개의 노즐을 가질 수 있고, 이들 각각은 약 0.10pL 내지 약 200.00pL의 액적 부피를 토출할 수 있다.
주어진 인쇄헤드의 각각의 노즐의 성능을 측정하는 것은, 드롭 부피, 속도 및 궤적을 측정하는 것 뿐만 아니라, 노즐 분사에 대해 확인하는 것을 포함할 수 있다. 이전에 언급된 바와 같이, 이러한 측정 데이터를 가지는 것은, 각각의 노즐에 대해 좀 더 균일한 성능을 제공하기 위해 인쇄 이전에 헤드를 튜닝하는 것이나, 인쇄 동안에 차이를 보상할 수 있는 인쇄 알고리즘을 제공하기 위해 측정 데이터를 사용하거나, 이러한 접근법의 조합을 제공할 수 있다. 명백하게도, 신뢰성있고, 측정 데이터의 최신 데이터 세트를 가지는 것은, 노즐간 액적 부피 편차를 보상하기 위해 측정 데이터를 사용할 수 있는 다양한 접근법을 제공할 수 있고, (다양한 구동 파형을 사용하여 동일한 노즐로부터 또는 각자의 노즐로부터) 다양한 부피의 액적을 결합하는 계획된 인쇄 공정을 허용한다. 이전에 유의한 바와 같이, 측정 데이터는 각각의 노즐에 대한 분포를 나타내는 측정의 집단을 발현시키기 위해 수집되는 것이 바람직하고, 평균 액적 부피, 궤적 및 속도의 예상은 이러한 액적 파라미터에 대해 예상된 편차의 잘-형성된 이해도로 개발되고 인쇄 계획에서 사용된다.
이와 관련하여, 도시된 잉크젯 박막 인쇄 시스템은 액적 측정 디바이스나 시스템(1650)을 포함할 수 있는데, 이는 지지대(1655) 상에 장착될 수 있다. 액적 측정 시스템(1650)의 다양한 실시예는 언급된 바와 같이, 가령, 그림자그림-기반의 방법이나 간섭측정-기반의 방법과 같은 이미징 또는 비이미징 기법에 기초할 수 있다는 것이 고려된다. 비이미징 PDA 기법을 사용하는 실시예는, 인쇄헤드(1642)(가령, 전형적인 이미징 기법 보다 대략 50배 더 빠른)와 같은, 각각의 인쇄헤드의 약 16개 내지 약 2048개의 노즐을 빠르게 분석하는 현저한 이점을 제공할 수 있다. 인쇄헤드 조립체는 가령, 30개의 인쇄헤드(즉, 10,000개 이상의 노즐을 사용하는 인쇄 시스템을 포함)를 포함할 수 있고, 이는 빠르고, 제 자리에서, 모든 노즐(그리고 실시예와 관련되면 모든 교번 구동 파형)의 인쇄기 내의 동적인 측정을 허용하며, 매 2-24시간마다, 혹은 더 자주 액적을 재교정한다. 더구나, 본 개시물에 따른 시스템 및 방법의 다양한 실시예는, 인쇄 장치를 수용할 수 있는 가스 인클로저 조립체 및 시스템으로 통합되는 PDㅁ 측정 디바이스를 사용할 수 있다. 인쇄 장치를 수용하는 가스 인클로저 조립체 및 시스템으로 통합되는 PDA 측정 디바이스를 사용하는 이러한 시스템 및 방법은 인쇄헤드 내의 복수의 노즐의 제 자리에서의 빠른 측정을 제공할 수 있다. 이는 가령, 하나 이상의 OLED 디바이스를 가진 큰 기판에 걸친 균일한 증착 부피를 보장하고, 임의의 Mura 효과를 감소시키는데 특히 유용하다.
도면 번호 1617은 액적 측정 시스템(1650)와 관련된 잉크젯 인쇄 장치의 영역을 표시하는데 사용된다. 이 영역은 도 17에 확대된 세부사항으로 도시된다.
도 17에 도시된 바와 같이, 인쇄헤드 조립체(1740)는, 인쇄 동안에, 인쇄헤드 마운팅과 클램핑 조립체(1728)에 의해 고정될 수 있는데, 그 자체는 모션 시스템의 Z-축 마운트(1726)에 의해 다시 한번 운반된다. 이와 관련하여, 모션 시스템은 측정을 위해, 가령, 서비스 영역이나 서비스 스테이션 내의 액적 측정 시스템(1750)에 가까이 인쇄헤드 조립체(1740)를 위치시키는데 사용된다. 이전에 유의한 바와 같이, 액저 측정 시스템(1750)은 인쇄헤드 조립체(1740)가 이러한 포지션에 있는 동안 선택적으로 연결과 분리하도록 설계될 수 있다. 큰 인쇄헤드 조립체(가령, 수천 개의 노즐)를 사용하여, 이러한 구조물은, 인쇄헤드 조립체(1740)가 "정지"되는 동안, 액적 측정 시스템이 수행되는데, 다른 테스트는 다른 테스트나 교정 장비 혹은 프로세스(미도시)에 의해 수행된다. 예를 들어, 인쇄헤드 노즐은 제거, 세척 또는 관리될 수 있고, 동시의 공정의 사용은 전반적인 잉크젯 인쇄 시스템의 정지 시간을 최소화하는데 적용될 수 있고, 이는 제조 생산성을 극대화시킨다. 이전에 유의한 바와 같이(그리고 도 19에 대해 아래에 설명되는 바와 같이), 기판이 이송, 건조, 경화, 로딩 또는 언로딩되면서, 액적 측정(및 다른 서비스)은 수행될 수 있고, 또한, 인쇄/제조 작업과 관련된 피할 수 없는 임무에 대해, 액적 측정을 스택(stack)하여, 임의의 시스템 정지시간을 최소화시킨다. 인쇄헤드 조립체(1740)의 인쇄헤드(1742)의 각각의 노즐은 액적 측정 시스템(1750)을 사용하여 각각의 노즐로부터 분출된 액적의 측정을 위해 측정 영역(1756)으로 조절될 수 있다. 이러한 실시예에서, 각자의 인쇄헤드(1742)는 분석을 위해 다른 인쇄헤드에 대해 이동될 수 있으나, 다시 한 번 말하면, 이는 모든 실시예에 대해 요구되지 않는다. 예를 들어, 각각의 인쇄헤드 위치 및 주어진 인쇄헤드 내의 각각의 노즐 위치에 진보된 액적 측정 시스템으로, 측정 동안에 각각의 인쇄헤드를 통계적으로 장착되는 것이 가능한데, 이전에 유의한 바와 같이, 인쇄헤드 조립체가 정지되는 동안에, 복수의 서비스 작업의 동시적 공정 또는 "스태킹"을 허용한다. 가령, 다양하고, 공간적으로 분리된 인쇄헤드의 다양한 노즐을 독립적으로 측정하기 위해 복수의 액적 측정 시스템을 사용하는 것도 가능하다.
설명을 위해, 액적 측정 시스템이, 레이저 소승와 같은 광원 및 광 전송 광학, 빔 스플리터 및 전송 렌즈를 가진 PDA 장치(즉, 간섭측정-기반의 디바이스)라고 가정되어야 한다. 추가적으로, 이러한 PDA 장치는 수신 렌즈를 포함하는 수신 광학 및 복수의 포토검출기를 가질 수 있다. 예를 들어, 액적 측정 시스템(1750)의 제1 광학 측면(1752)은 측정을 위해 하나 이상의 광선을 얻을 수 있고, 해치 라인에 의해 표시된 바와 같이, 측정 영역(1756)상에 광을 처점 맞출 수 있는 반면, 제2 광학 측면(1754)은 광학 및 하나 이상의 광 검출기를 수용하기 위한 측정 영역(1756) 내의 액적으로 부터 분산되었던 측정 광을 패스시킬 수 있다.
액적 측정 시스템(1750)은 컴퓨터 또는 컴퓨팅 디바이스(미도시)와 직접 또는 원격으로 경계될 수 있다. 이러한 컴퓨팅 디바이스는 인쇄헤드 조립체(1740)의 각각의 인쇄헤드(1742)로부터의 노즐(또는 노즐-파형 조합)에 의해 생성된 각각의 액적에 대해 측정된 액적 부피, 속도 및 궤적을 나타내느 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 다시 말해, 각각의 노즐/노즐-파형 페어링으로부터의 많은 액적의 복수 측정은, 다양한 생산되는 액적을 나타내는 통계적 집단을 발현시키기 위해, 수행되는 것이 바람직하다.
도 11 및 12와 관련하여 이전에 유의한 바와 같이, 인쇄 시스템의 다양한 실시예는 불활성이고, 낮은-입자 환경을 제공하는 가스 인클로저 내에 수용될 수 있고, 액적 측정은 이러한 환경에서 발생하는 것이 바람직하다. 하나의 실시예에서, 액적 측정은 가령, 동일한 일반적인 (감싸진) 챔버내에서 인쇄를 위해 사용되는 공통의 분위기에서 수행된다. 제2 실시예에서, 분리되고, 유체적으로 고립된 챔버는 가령, 서비스 스테이션 영역의 일부로서 측정을 위해 사용된다.
도 18a는 그림자그림 기법을 사용하도록 특별히 구성된 액적 측정 시스템(1801)의 레이아웃을 도시한다. 특히, 스피툰(도 18a에서는 미도시)으로 액적(1805)을 분출하는 위치에 있는 인쇄헤드(1803)를 볼 수 있다. 액적(1805)의 비행 동안에, 액적이 광원에 의해 조명된 측정 영역을 액적이 횡단하고, 도 18a에서, 광원은 점멸광(1807) 및 선택적인 광원 광학(1809)으로 구성되는 것을 볼 수 있고, 상기 광원 광학은 점멸광(1807)에서 측정 영역으로(가령, 도 2a-e 또는 도 16-17과 관련하여 이전에 예시된 바와 같이 측정 평면 아래로부터) 광을 지향하는데 사용된다. 광학은 경로(1811)를 초점시키거나 재지향함에 의해 나타난 비교적 큰 영역을 조명하기 위해 광을 지향하고, 단일 이미지 프레임 내에 캡처를 위한 상이한 위치에서 빠르게 연속적이며 반복적으로 액적을 노출시킨다. 그러므로, 도 18a는 동일한 액적의 세 개의 서로 다른 위치를 나타내고, 점멸의 상이한 플래시를 나타내며, 이는 집합적으로 함께 이미지화된다. 그러므로, 예를 들어, 분석하에서 이미지 프레임은 상이한 위치에서의 복수의 액적(즉, 도면 번호 1805의 복수의 예시에 대해)으로 나타난 것을 도시할 것이나, 이들은 실제로 비행 궤적을 따라 상이한 위치에 있는 동일한 액적이다. 제2 세트의 광학(1813)은 광 수집과 초점 맞추기를 제공하여서, 캡처된 이미지는 명백히도, 액적 윤곽 및 액적 지름을 나타내는 가변하는 양의 그림자를 나타내고, 이는 액적 부피를 계산하기 위한 이미지 처리 소프트웨어에 의해 사용된다. 인식되는 바와 같이, 복수의 위치에서 액적의 비행 동안에 동일한 액적을 이미지화함에 의해, 액적 측정 시스템은 액적 부피, 속도 및 궤적을 계산하기 위해 하나의 이미지를 사용할 수 있는데, 그림자 파라미터는 액적 질량, 따라서 부피를 계산하는데 사용되고, 액적의 상대적 위치는 속도와 궤적을 계산하는데 사용된다. 예를 들어, 캡처된 이미지 프레임 내의 "더 낮은 위치"에서 겉보기 지름이 늘어난 액적은 광 수신 광학(1813)을 향하여 이동되고, 역으로, 지름이 감소한 액적은 광 수신 광학 반대쪽으로 이동된다. 광 수신 광학(1813)은, 결국, 캡처된 광을 카메라(1815), 가령, 액적 윤곽 및 그림자를 이미지화하는 고-분해능 CCD 카메라로 전달한다. 액적 측정 시스템은 수신 광학의 줌/초점(1819) 및/또는 XY 위치(1821)에 대해 선택적으로 제어하고, 컴퓨터 시스템(1823)(및 이러한 제어를 위해 컴퓨터 시스템의 하나 이상의 프로세서에 의해 사용되는 비-일시적 머신 리드가능한 매체상에 저장된 명령어)을 지배하는 것을 모두 제어한다. 하나의 실시예에서, 언급된 바와 같이, 수신 광학 및 광원은 카메라 새시에 장착되고 함께 이동되어서, 고정된 초점 경로를 제공하나, 이는 각각의 실시예에 대한 경우일 필요는 없다. 도시된 시스템은 수 마이크로초에서 각각의 액적의 이동을 캡처하는 반면, 이미지 처리 애플리케이션 소프트웨어(1825)는 컴퓨터 시스템(1823)에 의해 실행되어서, 액적 파라미터를 계산한다. 예시로서, 컴퓨터는 액적 및/또는 측정된 파라미터의 디스플레이 및 가시화(1827)를 제공할 수 있고, 부피, 속도 궤적(1829, 1831 및 1833)와 같은 다양한 파라미터나 다른 파라미터에 대한 값을 계산할 수 있다. 컴퓨터 시스템(1823)은 잉크젯 인쇄 시스템의 일부일 수 있고, 또는 원격(가령, 원격 기반으로 데이터를 수집하기 위한 로컬 영역 네트워크 "LAN" 또는 광역 네트워크 "WAN" 가령, 인터넷)일 수 있는데, 마찬가지로, 디스플레이 및 가시화(1827)는 컴퓨터 시스템(1823)으로부터 원격인 위치에서 제공될 수 있고, LAN 또는 WAN으로 제공될 수 있다. 도면 번호 1835에 의해 표시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(1823)은 액적을 생성했던 주어진 노즐에 대한(그리고, 교번 구동 파형이 인쇄 시스템의 특정 실시예에 의해 사용되면, 주어진 노즐-파형 페어링에 대한) 측정의 통계적 집단을 형성하기 위해 측정된 파라미터를 컴파일한다. 컴퓨터 시스템(1823)은 개별 측정치를 자기자신에게 및/또는 통계적 요약(가령, 정규 분포의 경우에서 평균 및 표준 편차 또는 분산, 및 다른 분산 유형이 지원되면 비교 가능한 메트릭(metric))을 데이터베이스(1837)에 선택적으로 저장한다. 충분히 강건한 집단이 측정되면, 데이터베이스는 가령, 액적 평균의 특정 조합을 사용하여 상기 기술된 바와 같이, 인쇄 공정의 계획 및/또는 최적화에 적용될 수 있어서, 타깃 영역당 합성 충전을 얻을 수 있는데, 여기서, 합성 충전은 상이한 액적 부피(가령, 상이한 노즐 및/또는 구동 파형으로부터의)에 기초할 수 있다.
도 18b는 PDA(간섭 측정) 기법을 사용하도록 특별하게 구성된 액적 측정 시스템(1851)의 레이아웃을 나타낸다. 인쇄헤드는 도면 번호 1853에 의해 표시된 바와 같이, 측정을 위한 위치에 도시된다. 인쇄헤드는 특정 노즐(가령, 특정 구동 파형을 사용하여)로부터, 도면 번호 1855에 의해 표시된 바와 같이, 액적 측정 영역으로 아래 방향으로 액적을 분출할 것이다. 이전의 실시예와 같이, 액적 측정 시스템은 정지된 인쇄헤드에 대해 3차원 이송을 위해 선택적으로 설계될 수 있어서, 액적 측정 영역은 특정 노즐의 액적 비행 경로를 효과적으로 "가지고 온다(brought to)". 광원, 이 경우에 레이저(1857)는 광선(1859)을 생성하는데, 이는 빔 스플리터(1861)에 입사하도록 지향된다. 빔 스프리터는 둘 이상의 광선(1863 및 1864)(도 18b에서는 오직 두 개만 도시됨)을 생성하는데, 광 광학(1865)은 수렴 방식으로 재지향되어서, 즉, 광선은 도면 번호 1866과 1867에 의해 나타난 바와 같이, 비행중 액적과 입사하는 위치에서 교차한다. 광 광학(1865)은 측정 평면 아래에 장착될(상기 도 2d 및 2e의 논의 참조) 레이저(1857)에 대해 선택적으로 제공되고, 선택사항으로, 측정 영역에 도달하기 위하여, 광 경로(1859 또는 1863/1864)를 재지향한다(가령, 스피툰의 주변부 주위에 하나 이상의 광 경로를 재지항함에 의해). 도면 번호 1869는 조명 광학(가령, 광 경로(1866 및 1867))의 일반적이고 계속된 차원을 나타낸다. 이전에 유의한 바와 같이, 간섭측정-기반의 기법을 사용하여, 굴절 패턴은, 각도 측정(1873)에 의해 표현된 바와 같이, 방향 각도 오프셋으로부터 이 계속된 차원(1869)까지 캡쳐된다. 이러한 각도 편차는 전형적으로, 90도이지만, 다른 캡처 방향도 사용될 수 있다. 따라서, 측정 광(1871)은 제2 세트의 광학(1875)("광학 2"로 표시됨)에 의해 입사광으로부터 수신되고, 비이미징 검출기(1877)에 의해 아래 증착-평면-측정으로 재지향된다. 이들 검출기는 그림 1879에 의해 도시된 바와 같이, 굴절 패턴을 나타내는 데이터를 생성하고, 인식되는 바와 같이(가령, 도 18a에서의 그림 1817와 그림 1879를 대비함에 의해), 굴절 패턴에서의 라인의 간격은 액적 부피의 측정치를 제공하고, 이 간격은 도 18a에 의해 표현된 이미징 기법 보다 훨씬 더 빠르게 액적 부피를 처리한다. 도 18b가 하나의 광원(1857)과 두 개의 입사선(1866 및 1867)의 사용을 나타내지만, 다른 실시예는 가령, 액적 속도, 궤적 및 다른 파라미터를 캡처하기 위해, 하나 이상의 광원과 두 개 이상의 입사선을 사용한다. 도 18a의 실시예와 같이, 도 18b에서, 컴퓨터(1881)는 줌/초점(1883) 및 측정 광학의 XY 이송을 선택사항으로 제공하고, 적합한 애플리케이션 소프트웨어(1887)를 실행하여 다양한 액적 파라미터를 계산하고, 디스프레이 및 가시화(1889)를 제공한다. 이전과 같이, 이들 다양한 요소는 lsthorl 또는 제조 디바이스와 통합될 수 있고, 각자의 컴퓨터나 서버의 복수의 분리된 프로세서에 의해 제어되는 WAN 또는 LAN에 걸쳐 분산될 수 있다. 이전과 같이, 측정된 파라미터는 액적 부피(1891), 속도(1893) 및 궤적(1895)를 포함할 수 있고, 통계적 집단(1897)을 나타내는 데이터는 스캔 계획의 목적으로 데이터베이스(1899)에 저장된다. 이러한 스캔 계획은 다양한 노즐 및/또는 파형으로부터의 액적 파라미터를 다시 한 번 결합하여, 복수의, 상이한 액적 부피에 기초하여 의도적으로 타깃 영역의 정확한 충전을 수행한다.
액적 파라미터는 가령, 시스템 파라미터, 주변 조건 또는 잉크 특성에 따라 시간이 지나면서 변화될 수 있다는 것은 이전에 언급되었다. 그러므로, 산업용 인쇄 시스템은, 단일 액적이 아닌 각각의 액적(및 각각의 액적의 예상된 평균 부피/속도 및 궤적)에 대한 통계적 집단의 액적 측정을 비교적 자주 바람직하게 업데이트하고, 이는 항상 정확하고 최신인 정확한 액적 데이터를 보장하는데 도움을 주고, 합성 잉크 충전을 위해 최대 공차에 신뢰성있게 순응하는 계획된 액적 조합을 허용한다. 실제로 액적 파라미터는 가령, 매 2 내지 12 시간에 검출가능한 편차로서, 다소 느리게 변화하는 것을 볼 수 있다. 제 자리 액적 측정의 사용은 동적인 측정 및 시간 범위 내에서 측정된 파라미터의 새로운 통계적 집단의 구성을 반복적으로 수행할 수 있고, 종래의 기법으로, 대량 인쇄헤드 또는 인쇄헤드 조립체를 측정하기 위해 많은 시간을 소용할 수 있지만, 상기에서 논의된 PDA와 같은 빠른 기법의 사용을 통해, 수 천개의 인쇄 노즐이 관련되어도, 30분 이내와 같은 매우 빠르게 모든 통계적 측정을 업데이트할 수 있다. 그러므로, 상기에서 논의된 기법의 일부나 전부를 사용하는 시스템은 언급된 2 내지 12 시간 프레임 내에서 통계적 분포에 기초하여 재교정된 액적 측정 파라미터를 가진 산업용 인쇄기를 가능하게 한여서, 타깃 영역 충전 편차에 대한 최대 공차 내의 좀 더 정확한 인쇄를 가능하게 한다.
이전에 유의한 바와 같이, 하나의 고려되는 실시예에서, 인쇄기는 단속적이나 연속적으로 제어되어서, 인쇄기가 활성화되어 인쇄하지 않는 임의의 시간에 액적 파라미터 측정을 수행한다. 이는 제조 라인의 가동시간을 최대화시킨다. 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 인쇄기의 인쇄헤드 조립체가 사용되지 않는 임의의 시간에, 인쇄헤드 조립체는 액적 파라미터 측정을 위해 전환될 수 있다. 예를 들어, 기판이 로드 또는 언로드, 챔버들간에 진화되거나 건조, 경화 또는 처리되는 임의의 시간에, 인쇄 캐리지는 액적 측정 및/또는 다른 서비스 작업을 위해 인쇄헤드 조립체를 서비스 스테이션으로 이송할 수 있다. 이러한 작업은 기술된 바와 같이, 각각의 노즐에 대하여 액적 통계적 집단의 빈번하고 동적인 업데이트를 더욱 제공하는데 도움을 주고, 선택적으로, PDA-기반의 액적 측정 장치(가령, 간섭측정-기반의 기법)로 사용되며, 이러한 제어 스킴은 임의의 원하는 인쇄 작업에 투명한 액적 측정 임무를 할 수 있다. 고려되는 시스템에서, 이러한 제어는 인쇄 공정을 관리하는 적어도 하나의 프로세서에서 실행되는 제어 시스템에 의해 실행되며, 이러한 소프트웨어는 인쇄기, 하나 이상의 컴퓨터나 서버 또는 둘다에 있을 수 있다.
도 19는 이러한 제어 공정을 위한 흐름의 한 예시(1901)를 도시한다. 언급된 바와 같이, 이러한 공정은 실행될 때, 비-일시적 머신-리드가능한 매체상에 저장된 명령여에 의해 선택적으로 실행될 수 있는데, 이는 적어도 하나의 프로세서가 나열된 단계를 수행/제공하도록 한다.
도 19는 세 개의 일반적인 영역(1903, 1905 및 1907)으로 각각 분리되는데, 이는 스타트업 및 오프라인 개시 공정, 온라인 인쇄 및 오프라인 특정 작업을 나타낸다. 시스템이 파워온되면서, 시스템은 전형적으로, 상기에 기술된 바와 같이, 통계적 집단을 발현시키기 위해 새로운 측정이 각각의 노즐에 대해 취해지는 개시 공정(1909)이 된다. 동시에, 교정 공정(미도시)도 각각의 노즐에 대해 복수의 노즐 분사 파형을 선택하기 위해 요청을 받을 수 있다(가령, 타깃 액적 부피의 ±10.0% 이내의 액적 부피를 생성하는 16개의 파형을 선택하기 위해 이전에 기술된 바와 같이, 반복 공정을 사용하여). 그러므로, 통계적 집단은 평균 액적 부피 뿐만 아니라 원하는 스프레드를 포함하는 각각의 이러한 파형 및/또는 노즐에 대해 발현된다. 이전에 유의한 바와 같이, 하나의 실시예에서, 고정된 수의 측정이 각각의 액적에 대해 수행되는 반면, 또 다른 실시예에서는 수는 노즐간(또는 노즐-파형 페어링 당)에 가변되어서, 충분히 타이트한 통계적 스프레드를 달성하고, 또한, 하나의 실시예에서, 유효성 또는 자격 공정은, 원하는 파라미터를 가진 액적을 생성하지 않는 노즐(또는 노즐-파형 페어링)이 인쇄 계획에서 사용으로부터 자격박탈될 수 있는 곳에 선택사항으로 적용될 수 있다. 그리고 나서, 측정 및/또는 통계적 측정은 각각의 노즐 및 각각의 노즐-파형 페어링에 대해 적용 가능하게 저장된다(1911). 이러한 스타트업 교정이 매우 처음 시간에 수행될 수 있고, 시스템이 턴온(가령, 한번 방식으로)되며, 다른 실시예에서, 매 시간 시스템이 새로이 파워업 됨이 수행된다. 예를 들어, 이전에 계산된 액적 파라미터를 저장하는 것(및 이하에 논의된 공정에 따라 이들 파라미터를 업데이트하는 것)이 바람직할 수 있다(생산 라인이 각 일의 일부 동안에만 실행된다면). 대안적으로, 새로운 파라미터는 각각의 파워 사이클로 새로이 계산될 수 있다.
또한, 시스템은 이전에 기술된 바와 같이, 선택적으로, 인쇄 공정 및 기판 파라미터(1913)를 형성하는 파라미터 및 액적 조합과 스캔 공정(1915)을 자동으로 계획한다. 가령, 인쇄기가 특정 OLED 디스플레이 제품에 대한 조립 라인의 일부인 다른 고려되는 구현예에서, 이들 파라미터 및 계획은 변하지 않을 수 있다. 그러나, 액적 파라미터는 변할 수 있다면, 인쇄기 계획도 변할 수 있고, 따라서, 공정(1915)은 선택적으로, 임의의 시간에 통계적 파라미터 변화를 재수행될 수 있는데, 자동화된 배경 공정으로서, 각각의 시간에, 액적 측정 시스템이 연결된다(도면 번호 1917에 의해 표시된 바와 같이).
액적 파라미터에 대해 사용 가능한 시스템 인쇄 파라미터 및 평균으로(즉, 각각의 노즐 또는 노즐-파형 페어링에 대해), 시스템은 온라인 모드로 진입할 수 있는데, 여기서, 시스템은 도면 1919에 대해, 원하는 바와 같이 인쇄를 수행한다. 다시 말해, 기판은 로드될 수 있고, 또한 인쇄기 내로 이송될 수 있어서, 하나 이상의 OLED 디바이스 박막 층을 인쇄하는 것은 원하는 바와 같이 수행될 수 있다. 그러나, 디바이스 정지시간을 최소화하기 위하여, 인쇄하는 각각의 시간은 정지되고(가령, 기판을 로딩 또는 언로딩하기 위해), 다양한 인쇄헤드 노즐은 액적 측정을 갱신하여, 단속적 또는 주기적으로 통계적 액적 집단을 업데이트한다. 예를 들어, (여러 큰 사이즈의 TV 스크린을 나타내는) 큰 HDTV 기판에 대한 전형적인 인쇄 공정은 약 90초 이내에 완성될 수 있고, 그리고 나서, 고려되는 기판은 언로딩되거나, 가령 15-30 초가 걸리는 공정 동안에 또 다른 챔버(1920)로 나아갈 수 있다는 것이 예상된다. 이러한 15-30초 휴지 시간 동안에, 인쇄기는 인쇄하는데 사용되지 않아서, 액적 측정은 이 시간에 수행될 수 있다. 예를 들어, 인쇄기에 대한 제어 소프트웨어는 기판 이송 수단을 제어하여서, 인쇄헤드 캐리지의 외곽 외부로부터 오래된 기판을 이동시키고, 동시에, 제어 소프트웨어는 인쇄헤드 조립체를 액적 측정 및/또는 다른 서비스 기능을 위해 서비스 스테이션으로 이동시킨다. 인쇄헤드 조립체가 정지되자마자(1921), 제어 소프트웨어는 도면 번호 1923에 대해, 액적 측정 시스템에 선택적으로 연결되어, 액적 측정을 수행한다. 이전에 유의한 바와 같이, 측정은 다양한 노즐 또는 다양한 노즐-파형 페어링에 의하여 생성된 액적에 대해 통계적 집단을 발현시킬 수 있다. 이전에 저장된 측정치를 보충하기 위하여, 액적 측정 시스템은 루프에서 작동되고, 다음 기판이 로딩되거나, 아니면 인쇄가 재개될 때까지 가능한 많은 액적 측정이 된다. 예를 들어, 기능 블록(1925, 1927, 1929 및 1931)에 대하여, 액적 측정 시스템은 (1) 주어진 노즐 또는 노즐/파형 페어링에 대해 복수의 액적을 측정하고, (2) 메모리 내의 결과를 저장 또는 업데이트하며(즉, 원시 데이터로서 새롭고 추가적인 측정 데이터를 저장하거나, 업데이트된 평균 또는 통계적 요약을 저장하거나, 둘 다거나), (3) 노즐 어드레스(또는 이후의 측정 사이클에 대한 노즐-파형 식별자)를 식별하거나, (4) 적절하게, 또 다른 세트의 측정치에 대한 또 다른 노즐 또는 노즐-파형 페어링으로 처리한다. 기판을 로딩/언로딩의 공정은 잠재적으로, 가변되는 양의 시간이 발생하여서, 시스템이 새로운 인쇄 사이클에 대해 준비되면, 제어 소프트웨어는 간섭 또는 기능 콜(1933)을 발행하여서, 적절하게 서비스 작업(1935)을 분리시키고(가령, 액적 측정 시스템을 포함하는), 인쇄헤드 조립체를 활성 인쇄(1919)로 되돌아온다. 언급된 바와 같이, 제어 소프트웨어는 액적 조합을 분명하게 업데이트 또는 재계산하고, 이는 노즐 액적 평균당 업데이트 때문에 더 이상 유효하지 않다. 액적 측정 루프가 이후의 측정 사이클(1930)에 대한 어드레스 또는 위치를 저장하기 때문에, 시스템은, 액적을 생성하는데 사용하기에 가능한 수 천개의 다양한 노즐/노즐-파형 페어링을 통해, 순환 방식으로 노즐/액적 처리의 작은 윈도우에 대해 액적 측정을 효과적으로 수행한다. 그리고 나서, 인쇄하는 것은 다음 기판 반복이 완료될 때까지, 수행되고, 이 때에, 기판은 언로딩되고, 측정/서비스 사이클이 지속된다. 다른 인쇄기 작업 뒤에 기술된 바와 같이, 액적 측정을 스태킹함에 의해, 이들 기법은 실질적으로, 시스템 정지 시간을 실질적으로 감소시키고, 다시 말해, 제조 스루풋을 최대화시키는데 도움을 줄 수 있다. 도시된 방법이 모든 로드 사이클을 가진 액적 측정 시스템과 관련되지만, 모든 실시예에 대한 경우에 필요한 것은 아니라는 점, 즉, 특정 속도(가령, 매 8 시간)에서 액적 측정을 업데이트하는 것이 바람직할 수 있고, 만일 액적 통계적 집단이 언급된 스태킹 작업을 사용하여 좀 더 빠르게 형성되면, 기판 로딩 및/또는 이송 및/또는 경화 작업 동안에, 상이한 서비스 작업을 대신에 수행하는 것이 바람직할 수 있다. 또한, 도 19는 특별한 애드-혹 액션(ad-hoc action), 가령, 인쇄헤드 또는 또 다른 오프라인 프로세스를 변경할 필요와 관련된 특별한 유지 박스(1937)를 도시한다.
알 수 있는 바와 같이, 언급된 기법은 제조 공정, 특히 OLED 디바이스 제조 공정에서 높은 균일도를 가능하게 하므로, 신뢰도를 향상시킨다. 일부 실시예에서의 이들 기법은, 정확한 액적 조합 및 비유사한 노즐 조합과 액적 부피 조합의 사용을 통한 Mura 억제를 할 수 있는 액적 측정 기법을 사용하여 적어도 부분적으로 가능하다. 또한, 특히, 제어 효율성을 제공함에 의해, 액적 측정의 속도 및 전반적인 시스템 정지 시간을 줄이기 위해 계산된 방식으로 다른 시스템 공정에 대해 이러한 측정의 스태킹에 관해, 상기 제시된 개시는 제조 공정에서 유연성과 정확성을 모두 제공하도록 설계된 더 빠르고, 더 저렴한 제조 공정을 제공하는데 도움을 준다.
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 (20)
- 인쇄 장치로서,
노즐들을 갖는 인쇄헤드;
인쇄를 위한 인쇄 위치에서 증착 평면에 기판들을 위치시키는 기판 부유 테이블;
X-방향과 Z-방향으로 상기 인쇄헤드를 이송하는 인쇄헤드 이송 수단; 및
상기 기판 부유 테이블에 인접하여 위치하고 광원, 복수의 비이미징 광 검출기, 간섭측정 광학기기, 상기 광원과 적어도 하나의 광 검출기 사이에 위치하는 수집기 및 상기 광원으로부터 상기 광 검출기들로 연장되는 광 경로를 포함하는 액적 측정 시스템 - 상기 광원, 상기 광 검출기들, 상기 수집기, 상기 간섭측정 광학기기 및 상기 광 경로는 서로에 대해 고정된 위치 관계로 장착되고, 상기 광원, 상기 광 검출기들, 상기 간섭측정 광학기기 및 상기 수집기는 상기 증착 평면 아래에 장착되며, 상기 광 경로는 상기 광 경로의 일부가 상기 증착 평면 위로 연장되도록 구성됨 -; 및
상기 인쇄헤드와 관련하여 세 독립 차원으로 상기 액적 측정 시스템을 이동시키는 모션 시스템을 포함하는, 인쇄 장치. - 제1항에 있어서,
상기 광 경로는 상기 인쇄헤드의 노즐에 바로 인접한 조명 영역을 통과하도록 구성되는, 인쇄 장치. - 제2항에 있어서,
상기 세 독립 차원은 액적과 광선의 상호작용 포인트와 한 노즐 사이에 연장된 길이를 포함하는, 인쇄 장치. - 제1항에 있어서,
상기 액적 측정 시스템은 상기 인쇄헤드로부터 토출되는 액적의 궤적 또는 속도 중 하나를 나타내는 신호를 출력하는, 인쇄 장치. - 제1항에 있어서,
상기 노즐들은 제1 평면을 한정하고,
상기 액적 측정 시스템은 거울(mirror)들을 더 포함하며
상기 모션 시스템은 상기 광 경로의 세그먼트를 제2 평면을 따라 이동시키도록 하며, 상기 제2 평면은 상기 제1 평면에 평행하며; 그리고
상기 광원과 상기 광 검출기들은 상기 제2 평면의 외부에 위치하는, 인쇄 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제2 평면은 상기 증착 평면 위에 있는, 인쇄 장치. - 제6항에 있어서,
상기 인쇄 장치는 상기 액적 측정 시스템의 전자 출력에 기초하여 액적의 특징에 대한 값을 계산하기 위해 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하는, 인쇄 장치. - 제7항에 있어서,
상기 노즐들은 적어도 천 개의 노즐들을 포함하고; 그리고
상기 모션 시스템은 상기 인쇄헤드가 상기 제2 포지션에 있는 동안 상기 세그먼트를 이동시켜, 상기 세그먼트가 상기 적어도 천 개의 노즐들 중 임의의 하나로부터 분사된 액체의 액적의 비행 경로와 교차하도록 하는, 인쇄 장치. - 제8항에 있어서,
상기 세 독립 차원은 상기 광 경로와 상기 비행 경로 사이의 한 교차점과 상기 노즐들 중 하나 사이의 거리를 포함하는, 인쇄 장치. - 제1항에 있어서,
상기 노즐들은 적어도 천 개의 노즐들을 포함하고;
상기 모션 시스템은 상기 증착 평면 위의 위치에서 상기 광 경로를 상기 적어도 천 개의 노즐들 중 임의의 것으로부터 분사된 액적의 비행 경로와 교차하도록 위치시키며; 그리고
상기 인쇄 장치는 상기 액적 측정 시스템의 측정 값을 저장하기 위해 비-일시적 저장소를 더 포함하는, 인쇄 장치. - 제9항에 있어서,
상기 간섭측정 광학기기는 광섬유를 포함하는, 인쇄 장치. - 제1항에 있어서,
제어된 분위기를 유지하기 위한 환경 인클로저를 더 포함하고, 상기 인쇄헤드, 상기 기판 부유 테이블 및 상기 액적 측정 시스템은 상기 환경 인클로저 내에 놓이는, 인쇄 장치. - 제1항에 있어서,
상기 인쇄헤드 이송 수단, 상기 액적 측정 시스템 및 상기 모션 시스템을 자동으로 제어하고, 연속적인 기판의 처리 중간에 적어도 하나의 노즐들로부터 분사된 액적의 특징을 자동으로 측정하기 위한 전자 제어 시스템을 더 포함하는, 인쇄 장치. - 제1항에 있어서,
상기 인쇄헤드 이송 수단은 상기 기판 부유 테이블 위로 연장되는 브리지를 포함하는, 인쇄 장치. - 제14항에 있어서,
상기 액적 측정 시스템은 상기 브리지의 말단에 인접하여 위치하는, 인쇄 장치. - 노즐들을 갖는 인쇄헤드;
인쇄를 위한 인쇄 위치에서 증착 평면에 기판들을 위치시키기 위한 기판 부유 테이블;
상기 인쇄 위치에 인접한 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서 X-방향으로, 그리고 Z-방향으로 상기 인쇄헤드를 이송시키는 인쇄헤드 이송 수단;
상기 기판 부유 테이블에 인접하여 위치하고 광원, 복수의 비이미징 광 검출기, 간섭측정 광학기기, 상기 광원과 적어도 하나의 광 검출기 사이에 위치하는 수집기 및 상기 광원으로부터 상기 광 검출기들로 연장되는 광 경로를 포함하는 액적 측정 시스템 - 상기 광원, 상기 광 검출기들, 상기 수집기, 상기 간섭측정 광학기기 및 상기 광 경로는 서로에 대해 고정된 위치 관계로 장착되고, 상기 광원, 상기 광 검출기들, 상기 간섭측정 광학기기 및 상기 수집기는 상기 증착 평면 아래에 장착되며, 상기 광 경로는 상기 광 경로의 일부가 상기 증착 평면 위로 연장되도록 구성됨 -; 및
상기 인쇄헤드와 관련하여 세 독립 차원으로 상기 액적 측정 시스템을 이동시켜, 상기 인쇄헤드의 노즐에 인접한 측정 영역에서 상기 광 경로의 상기 일부를 위치시키는 모션 시스템; 및
둘 이상의 파형을 상기 노즐들 중 적어도 하나에 인가함으로써 복수의 노즐로부터 액적들을 측정하고 측정들의 통계적 표현을 형성하기 위해 상기 인쇄헤드, 상기 인쇄헤드 이송 수단, 상기 액적 측정 시스템 및 상기 모션 시스템을 제어하도록 구성된 제어기, - 상기 제어기는 적어도 하나의 기준에 기초하여 측정들 중 일부를 배제하도록 구성됨 -을 포함하고,
상기 광 검출기는 간섭 패턴을 검출하고, 액적들을 이미지화하는, 장치. - 제16항에 있어서,
상기 액적 측정 시스템의 전자 출력으로부터 액적의 특징을 결정하기 위한 프로세서를 더 포함하는, 장치. - 제17항에 있어서,
상기 특징은 액적의 부피, 궤적 또는 속도인, 장치. - 제18항에 있어서,
상기 세 독립 차원은 상기 광 경로와 상기 액적의 교차점 그리고 상기 노즐들 중 하나로부터 연장되는 길이를 포함하는, 장치. - 제16항에 있어서,
상기 노즐들은 제1 평면을 한정하고, 상기 모션 시스템은 상기 증착 평면 위의 제2 평면에서 비행하는 액적들과 교차하는 상기 광 경로의 세그먼트를 이동시키고, 상기 광원과 상기 검출기 각각은 상기 제2 평면 외측에 위치하는, 장치.
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| JP4967741B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2012-07-04 | セイコーエプソン株式会社 | 液滴吐出装置および電気光学装置の製造方法 |
| US7648220B2 (en) * | 2007-04-23 | 2010-01-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Sensing of fluid ejected by drop-on-demand nozzles |
| KR100878763B1 (ko) * | 2007-05-09 | 2009-01-14 | 삼성전자주식회사 | 잉크 방울의 체적 측정 방법 및 이를 이용한 잉크젯 헤드의노즐 제어 방법 |
| JP4888346B2 (ja) * | 2007-11-06 | 2012-02-29 | セイコーエプソン株式会社 | 液状体の塗布方法、有機ｅｌ素子の製造方法 |
| JP2009189954A (ja) * | 2008-02-14 | 2009-08-27 | Seiko Epson Corp | 駆動信号設定方法 |
| US8383202B2 (en) * | 2008-06-13 | 2013-02-26 | Kateeva, Inc. | Method and apparatus for load-locked printing |
| WO2010014061A1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of dispensing liquid |
| EP2474404B1 (en) * | 2011-01-06 | 2014-12-03 | LUXeXcel Holding B.V. | Print head, upgrade kit for a conventional inkjet printer, printer and method for printing optical structures |
| KR20120132360A (ko) * | 2011-05-26 | 2012-12-05 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 액적 토출 장치 |
| CN103026789B (zh) * | 2011-06-03 | 2016-01-13 | 株式会社日本有机雷特显示器 | 有机el显示面板的制造方法以及有机el显示面板的制造装置 |
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