TWI603836B - 圖案化的層沉積 - Google Patents

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大衛Ｈ 歐契斯
約書亞Ｍ 余
傑弗瑞Ａ 尼爾森
肯尼斯 瓦爾德
克利斯堤 杜登侯弗
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惠普硏發公司
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Description

圖案化的層沉積
本發明關於圖案化的層沉積。
各種生產工具已經被開發用來滴塗多種流體物質或是液體化合物於一板表面上，用以創造三維(3D)結構、器官、植皮、滴定、化驗、或是其它物理產物及/或實施化學與生物分析。一板表面可能包含一扁平表面、一具有由多個井部所組成之幾何形狀的井板(well plate)、一具有凹腔的非介質(也就是，非紙材)基板、一介質基板(舉例來說，具有多個離散位置的紙材)、一樣本貯藏格、…等。即使利用目前的生產工具，高生產量研發團隊仍希望測試並且讓上市時間更快速。
根據本發明之一個態樣，其提供一種用於圖案化層沉積的系統，其包括：複數個流體滴塗器，每一者皆含有一流體類型；以及一處理器，其被耦接至一控制介面，用以耦接該複數個流體滴塗器。其中，該處理器將一層集之中的協定所指定的流體類型依照特定順序沉積至一板表面，其具有位於某個幾何形狀佈局之中的一板原點以及一第一群部位，每一層皆包括：一排序；一流體類型與數額，以及要沉積該流體類型與數額的一具有一斑點圖案的第二群部位的佈局，其對準該板原點，以及其中， 該層集之中的至少其中一層包含具有該第二群部位的佈局，其定義該第一群部位的幾何形狀佈局。
根據本發明之一個態樣，其提供一種非暫時性電腦可讀取媒體，其包括指令，當該些指令被一處理器讀取時會讓該處理器執行操作，用以：利用一使用者介面來創造一圖案化層集；以及根據一協定藉由沉積該圖案化層集之中所指定的一流體類型集依照特定順序塗敷至一板表面，其具有第一群部位所組成的幾何形狀佈局。其中，每一個圖案化層皆包含：一排序，一流體類型與數額，要沉積該流體類型的一具有一斑點圖案的第二群部位的佈局，其對準該板表面的板原點。其中，該圖案化層集之中的至少其中一層包含具有該第二群部位的佈局，其定義該第一群部位的幾何形狀佈局。
根據本發明之一個態樣，其提供一種藉由流體滴塗器來進行圖案化層沉積的方法，其包括：塗敷第一流體類型與數額至一板表面成為一第一層，其具有一具有第一圖案的第一部位集的第一佈局；以及塗敷第二流體類型與數額至該板表面成為一第二層，其具有一具有第二圖案的第二部位集的第二佈局，其中，位在個別第一部位集與第二部位集處的該第一圖案與該第二圖案會對準該板表面的一板原點，以及該第一佈局與該第二佈局之中的至少其中一者會在該板表面上定義一第三部位集的幾何形狀佈局。
10‧‧‧圖案化層滴塗系統
12‧‧‧滴塗器
12'‧‧‧滴塗器
14‧‧‧晶粒
16‧‧‧流體通道
18‧‧‧流體通道擴充器
20‧‧‧噴嘴
21‧‧‧晶盒
22‧‧‧啟動器
23‧‧‧晶匣
24‧‧‧控制介面
25‧‧‧資料庫
26‧‧‧處理器
27‧‧‧控制器
28‧‧‧儲存裝置
29‧‧‧電腦可讀取媒體(CRM)
30‧‧‧使用者介面
31‧‧‧定址電路系統
32‧‧‧部位
32A‧‧‧部位
32B‧‧‧部位
32C‧‧‧部位
32D‧‧‧部位
32E‧‧‧部位
32F‧‧‧部位
32G‧‧‧部位
33‧‧‧電殼體
34‧‧‧板表面
35‧‧‧運輸級
40‧‧‧佈局
42‧‧‧斑點
44‧‧‧佈局原點或板原點
45‧‧‧中心原點
46‧‧‧角邊原點
47‧‧‧圖案
47'‧‧‧圖案
47A‧‧‧圖案
47B‧‧‧圖案
47C‧‧‧圖案
47D‧‧‧圖案
47E‧‧‧圖案
47F‧‧‧圖案
47G‧‧‧圖案
48‧‧‧範例重疊圖案
50‧‧‧協定
50A‧‧‧協定
50B‧‧‧協定
51‧‧‧第一種結果
52‧‧‧第二種結果
53‧‧‧第三種結果
54‧‧‧層
54A‧‧‧層
54B‧‧‧層
54C‧‧‧層
54D‧‧‧層
54E‧‧‧層
54F‧‧‧層
54G‧‧‧層
61‧‧‧第一種梯度結果
62‧‧‧第二種梯度結果
63‧‧‧新增佈局圖符
64‧‧‧佈局編輯器
65‧‧‧佈局選擇介面
66‧‧‧位映圖圖案編輯器
67‧‧‧選擇圖案畫面
68‧‧‧協定編輯器
69‧‧‧選擇圖案介面
70A‧‧‧X流體密度
70B‧‧‧X流體密度
70C‧‧‧X流體密度
70D‧‧‧X流體密度
71‧‧‧Y流體密度
72‧‧‧第一板梯度流體密度
73‧‧‧第二板梯度流體密度
76‧‧‧下拉選單
77‧‧‧滑動介面
78‧‧‧套用圖案按鈕
79‧‧‧下拉選單
80‧‧‧協定選項範例
81‧‧‧可利用的流體選項
82‧‧‧流體滴塗選項
83‧‧‧可利用的佈局選項
84‧‧‧層1選項
85‧‧‧層2選項
86‧‧‧層3選項
90‧‧‧層選項範例
91‧‧‧部位的佈局
92‧‧‧流體類型
93‧‧‧圖案定義
94‧‧‧對準排列資訊
95‧‧‧排序
96‧‧‧流體數額
102‧‧‧編輯器指令
103‧‧‧沉積指令
104‧‧‧指令
105‧‧‧圖形使用者(GUI)介面
參考下面的圖式會更瞭解本揭示內容。圖中的元件未必彼此依照比例繪製。相反地，圖式的重點係放在清楚圖解本文所主張的主旨。 再者，該些圖式中的相同元件符號皆代表對應雷同的部件。
圖1所示的係一圖案化層滴塗系統的一範例中的某些器件；圖2所示的係一體整合式滴塗器的範例；圖3所示的係一具有八個滴塗器的範例晶匣(cassette)或晶盒(carriage)；圖4A所示的係一範例佈局編輯器的畫面截圖；圖4B所示的係一範例佈局選擇介面的畫面截圖；圖4C所示的係一範例佈局；圖4D所示的係一範例位映圖(bit-map)圖案編輯器的畫面截圖；圖4E所示的係一範例選擇圖案畫面的畫面截圖；圖4F所示的係一範例協定編輯器的畫面截圖；圖4G所示的係一範例選擇圖案介面的畫面截圖；圖5所示的係共用一由多個部位所組成之共同佈局的一層集的範例協定；圖6所示的係一範例胞體梯度協定；圖7所示的係一範例板梯度協定；圖8所示的係一協定選項範例；圖9所示的係一層選項範例；圖10A所示的係一電腦施行的圖案化層滴塗系統的範例方塊圖；圖10B所示的係多個範例編輯指令的方塊圖；以及圖10C所示的係用以施行圖案化層沉積之方法的多個範例沉積指令的方塊圖。
本文中揭示一種圖案化層滴圖系統，其允許以事先定義的協定為基礎來滴塗流體物質於對準排列在多個排序層中的各種部位處的明確設計的精確圖案之中，以便以一種簡單，但是有彈性，的方式來定義以前無法達成的非平凡分散幾何圖形。進一步言之，本文所揭方法可以創造多個獨特的3D材料結構並且進行醫藥生物實驗。據此，本文中所述之電腦施行的方法、系統、以及軟體程式產品可以允許一具有多個對準排列部位的板表面的各種佈局匹配常見的事先存在的表面(例如，微板)，並且可以創造新的客製滴塗表面以達改良的實驗性測試的目的及/或創造3D結構、製藥、滴定、化驗、或是其它實驗與生產結果。利用此圖案化層沉積系統，可以將多種液體化合物塗敷於一板表面上位在多個排序層中的對準排列圖案的界限範圍之中，而非傳統方式之塗敷於單一位置處或是均勻地散佈在該板表面的某個區域的上方。
圖1所示的係一範例圖案化層滴塗系統10的某些器件。該圖案化層滴塗系統10包含一組獨特的滴塗器12，它們以實質上線性、平行的方式被連接與對準排列。於其它範例中，該些獨特的滴塗器12可以被對準排列成一陣列。該些滴塗器12可以為類比式滴塗器，它們透過可變或是時間閘控的壓力、移位、噴嘴制止、閥門張開、或是流體吸引/排斥/偏向來調變被傳遞的體積。該些滴塗器12亦可以為數位式滴塗器，它們能夠在多層54之中傳遞不同數量的流體類型92而成為大量的圖案化小型、相似尺寸的小液滴，它們會被滴塗在一板表面34上的指定位置處。
為達幫助輕易瞭解、清楚、以及簡明的目的，除非內文有另外的需要或者以明確不同的方式來定義語詞，否則，下面的定義可被用來 討論本文中所討論的圖案化層滴塗系統的額外細節。下面的定義並沒有完整定義個別語詞的意圖，確切地說，其用意在於幫助讀者瞭解下面的討論。
協定-協定50之中針對一層集54所組織的一組流體與滴塗資訊，該層集之中的每一層54皆會被沉積，並且協定有時候亦稱為「運轉作業」。
板表面-有時候板表面34僅被稱為「板」並且其為一有至少兩個維度的滴塗區，用以接受來自一圖案化層滴塗系統的流體。於某些範例中，其可能會被定義為一井板，在該井板上會有一由多個井部位所組成的幾何形狀。於其它範例中，其能夠為可由一圖案化層滴塗系統的滴塗機制來定址的多個部位所組成的任何幾何定義的區域。其可以為一扁平表面或是一具有不同深度的三維(3D)表面。
流體類型-流體滴塗的化合物，其通常為水性(H2O)或是基於DMSO(二甲基亞碸)的流體；然而，端視應用而定，亦可以採用其它溶劑。該些流體類型92可能含有適合滴定或化驗以其它實驗的化學或生物流體。流體類型92亦可能在一實驗或生產運轉作業中包含油墨、顏料、pH指示劑、緩衝劑、細胞組織、遺傳物質、懸浮微米或奈米顆粒、…等。舉例來說，於某些範例中，該些流體類型92可以包含DMSO之中的候選藥物化合物、水性細胞裂解液、提取或擴增DNA、血液成分、以及類似物、或是前述的組合。
部位-板表面中可以滴塗流體類型92的某個位置。對於描述一種具有由多個井部位所組成之幾何形狀的井板的板表面來說，該些部位32可以為該些特定井部幾何形狀的位置與形狀。然而，該些部位32亦可 以被定義為大於、小於、或是不同於該些特定井部幾何形狀的形狀，端視應用而定。舉例來說，該井部位可以為矩形並且部位32可以被定義為一位於該特定井的矩形維度裡面或外面的圓形或是條狀體。
佈局-一種由被排列在一已定義板表面裡面的各種部位所組成的描述。佈局40可以在所有協定50之間被共用並且可以與該些協定50分開儲存。部位32可以單獨或是以一部位32格柵的方式被加入至一佈局40。部位32可以以該板表面34中的一佈局或板原點44為基礎被定位在該部位32的中心點處或是從該部位32的角邊來定位。每一個佈局40皆具有由與該佈局或板原點44相隔的一水平偏移和垂直偏移所定義的部位或部位格柵。倘若該些部位32被排列成一格柵的話，該些部位32則可以利用列數與行數來表示。該佈局40還包含部位格柵的水平間隔與垂直間隔。於某些範例中，該些部位或部位格柵可以含有多個標籤，例如，用於配合圖形使用者介面(Graphical User Interface，GUI)來進行選擇或是用於辨識部位32。
圖案-一種二元式位映圖，例如，由多個點(dot)或斑點(spot)所組成的格柵。一圖案47(圖1中在其中一個部位32處顯示一範例圖案47'作為其中一個範例)可以在所有協定50之間被共用並且可以與該些協定50及層54分開儲存。圖案47可以被定義成具有一特定的尺寸，例如，由列與行所定義。一圖案47可以由水平點間隔和垂直點間隔來定義；但是於某些範例中，間隔可以以該些滴塗器件的幾何形狀為基礎被限定。圖案47可以在一GUI或是其它介面之中被創造與編輯，或者可以從其它創造與編輯來源處被匯入或接收。舉例來說，一圖案47可以從GIF檔案、TIFF檔案、或是JPEG檔案處被匯入，前述檔案僅為其中某些範例。於許多實例中，圖 案47可以為一由點、直線、矩形、圓形、橢圓形、或是其它幾何形狀所組成的集合。然而，於某些實例中，圖案47亦可以為一更複雜的形狀或圖形。
層-一流體類型92會以一組圖案47被滴塗在多個部位處。於某些範例中，多個層54可以以嚴謹的由下而上的順序被滴塗；以及於其它範例中，可以隨機擺放或是以一演算法為基礎來擺放。層54可以被加入至協定50，用以創造一「運轉作業」。當一層54要被加入至一協定50時，可能會針對層54指定單一流體；然而，同一種流體類型92亦可以被定義用於多層54。未被使用的部位32可以從該佈局40處被選擇，用以塗敷單一圖案47。該些部位可以在一GUI介面中直接被選擇或是藉由標籤來選擇。圖案47可以相依於部位定義而藉由中心或是一角邊被放置在該部位上。倘若一圖案47大於該部位幾何形狀的話，可以將圖案47重疊在其它部位32處。層54還會指定要被滴塗的流體體積。於某些實例中，該些部位32完全相同，有一致的流體密度(每一個點之中)。於其它實例中，該些部位32雖然完全相同；但是，在圖案47中會有一梯度流體密度。又，於其它實例中，一梯度流體密度會被應用跨越該些部位32，每一個部位32會在該部位裡面有一致的流體密度。
梯度-以位置為基礎的流體密度變化。對於具有一梯度流體密度的圖案47來說，該些梯度可以垂直或水平的方式被應用跨越該圖案47並且可以從部位至部位為一連續或是一階梯式函數。起始密度與結束密度可以在該GUI介面針對該梯度的每一個末端來指定，其方式雷同於選擇部位32的一致性密度。當該梯度被應用跨越一群部位32時，每一個部位皆可以有單一流體密度，例如，部位之間的階梯函數。然而，亦可能有重複的 流體密度。
本文中可能會使用「第一」、「第二」、「第三」、…等詞語來區分其中一個器件(舉例來說，其中一列)與另一個器件(舉例來說，另一列)。應該注意的係，此些語詞可被用來幫助瞭解；但是，並沒有對所述器件加諸任何特殊順序的意義。
回頭參考圖1，該圖案化層滴塗系統10可以包含任何數量的滴塗器12。於一範例中，滴塗器12的數量為8個。於其它範例中，滴塗器12的數量可以對應於一標準板表面34中的一列、一行、或是一區域之中的標準數量的離散部位32。舉例來說，標準數量的離散部位32可以包含4個、6個、8個、12個、16個、24個、32個、48個、64個、96個、384個、以及1536個。合宜滴塗器12的範例包含噴射滴塗器(舉例來說，熱噴射滴塗器、壓電式噴射滴塗器、壓電毛細管噴射滴塗器)、聲波滴塗器(舉例來說，由EDCTM和LabcyteTM所製造的聲波滴塗器)、基於注射器的滴塗器、以及用於吸出及滴塗功能的尖嘴或滴管(舉例來說，GILSONTM尖嘴端與滴管、Hamilton滴管、Mosquito滴管、…等)。
該圖案化層滴塗系統10的各種滴塗器12可以被連接。如本文中的用法，「連接」一詞的意義為該些滴塗器12以某種方式被耦接在一起，俾使得它們能夠當作單一實體來移動。於一範例中，該些滴塗器12可以藉由將該些滴塗器器件組裝在一起而被連接(舉例來說，多通道式自動滴管)。於一範例中，該些滴塗器12本身為利用一晶盒21被組裝在一起的多個離散、分離實體(舉例來說，如圖1中所示)。於另一範例中，該些滴塗器12'(圖2)可以被形成為一體式裝置(舉例來說，一具有多條平行流體通道及相 關聯噴嘴的噴射晶片或是一於其中形成多條流體通道及相關聯噴嘴的陣列)。於再一範例中，該些滴塗器12可以部分為一體式以及部分為組裝式(舉例來說，多條流體通道及多個噴嘴可以一體成形於一晶粒之中並且可以有一(或更多個)用以增加該些流體通道之範圍的附接式流體通道擴充器)。此部分為一體式以及部分為組裝式的裝置顯示在圖3中。應該注意的係，於某些範例中，一體整合式多通道滴塗器(圖2)或是部分一體式以及部分組裝式的多通道滴塗器(圖3)亦可以被組裝成一陣列。
於圖1中所式的範例中，每一個滴塗器12皆包含一晶粒14。晶粒14的一範例為一其上及/或其中埋置著多個微機電系統(MicroElectroMechanical System，MEMS)結構的晶片。晶粒14可以定義一流體通道16或者可以和一流體通道16進行流體交換，該流體通道16會接收要從該滴塗器12處被滴塗的所希望的流體/物質。晶粒14也會被附接至一流體通道擴充器18，在該流體通道擴充器18之中形成能夠從一流體源處接收流體的多條狹槽。該流體通道擴充器18的其它範例則沒有於其中形成狹槽。該流體通道擴充器18的內部會與流體通道16進行流體交換並且實際上擴展該流體通道16的範圍。流體會透過毛細管作用或是特定其它流體吸取作用從通道16處被傳遞至噴嘴20(顯示在圖2中，圖1中並未顯示)。
晶粒14的另一範例則顯示在圖2中。更明確地說，圖2所示的係包含單一晶粒14的一體整合式滴塗器12'，其可以由多層54所組成。該單一晶粒14之中會形成多條流體通道16，每一條流體通道16皆對應於該些滴塗器12'中的其中一者。每一條流體通道16同樣和其自己的(多個)噴嘴20相關聯。於本文中所揭示的範例中(舉例來說，圖1至3)，該(些)噴嘴 20被定義於晶粒14之中並且會與流體通道16進行流體交換，以便滴塗流體/物質。應該注意的係，當該滴塗器12或是一體整合式滴塗器12'不包含晶粒14時(舉例來說，尖嘴、滴管、…等)，該(些)噴嘴則可以被形成在定義該流體通道16的殼體之中。噴嘴的數量可以相依於滴塗器12或滴塗器12'的數量而改變。某些滴塗器12或12'為單噴嘴滴塗器，而其它滴塗器12或12'則為多噴嘴滴塗器。舉例來說，一注射器或塑膠尖嘴滴塗器可能會有單一噴嘴。於另一範例中，噴射滴塗器中的每一條流體通道16可能會有1個噴嘴至100個噴嘴。一多噴嘴滴塗器12、12'的範例中的每一條流體通道16有22個噴嘴。
於圖1至3中所示的範例中，流體可以透過另一流體滴塗器(舉例來說，滴管)被引入該些流體通道16之中、透過一流體源被引入該些流體通道16之中(舉例來說，流體係從該處被吸入至該通道16之中)、或是透過一貯藏器被引入該些流體通道16之中(舉例來說，該貯藏器會響應於來自一處理器26的訊號依照命令將該流體/物質傳遞至該(些)流體通道16之中)。
該些滴塗流體通道16可以被用來加入多種不同體積的研究藥物，舉例來說，作為要於生物化驗中被檢測的劑量。該些滴塗流體通道16亦可以被用來從所有通道處平行滴塗相同的流體，用以加速滴塗。該些流體通道16可以對準排列於一筆直直線之中並且具有協同運動和協同滴塗啟動，同時彼此還會流體性分離，以便達成分開流體滴塗的目的。
可以被滴塗的流體的體積可能非常少/微小。如本文中的定義「非常小的體積」以及「微小的體積」兩者皆表示範圍從約10飛升(fL) 或是其分數量至約10微升(μL)的流體；以及於某些範例中，則高達約50μL的流體。於一範例中，滴管尖嘴會被用來滴塗範圍從約0.05μL至約50μL的體積。於另一範例中，該獨特滴塗體積的範圍從約1皮升(pL)至約5μL，並且此些相對大的體積係由眾多的皮升小液滴所組成。於再一範例中，該獨特的滴塗液滴體積的範圍從約1pL至約300pL。又，於其它範例中，滴塗體積的範圍可以從約1pL至約100pL，並且藉由從10個噴嘴注射1000個液滴，因而可以滴塗範圍從約10奈升(nL)至約1μL的流體體積。當然，亦可以使用更多的液滴與噴嘴來滴塗更大體積的流體。
如圖2中所示，該些一體整合式滴塗器12'中的每一者皆包含一和該流體通道16相關聯的啟動器22。於圖1中所示的範例中，應該注意的係，每一個獨特的滴塗器12於某些範例中可以有一於其中操作性定位著一啟動器22的晶粒14。於本文中所揭示的任何範例中，該啟動器22可以對準排列多個噴嘴20，因此，當被啟動時，具有事先決定體積的小液滴可以從該滴塗器12或是該些一體整合式滴塗器12'的流體通道16處被滴塗。一滴管或尖嘴型滴塗器的啟動器22可以為一電啟動式流體移位機制，其會將該物質/流體強制送至該(些)噴嘴20的外面。
圖3所示的係一具有八個滴塗器12、12'的晶匣23(或者，亦稱為晶盒21)，每一個滴塗器12、12'皆包含一晶粒14(其被定位在該晶匣23的底下並且因而沒有顯示)，其具有附接式流體通道擴充器18以及附接式定址電路系統31(電導線以及電接觸墊)。於此範例中，每一個晶粒14可以為一分離滴塗器12的一部分(舉例來說，雷同於圖1中所示的晶粒14)，或者單一晶粒14可以定義多條流體通道16和一體整合式滴塗器12'。
回頭參考圖1並且參考圖2與3，圖2的一體整合式滴塗器12'以及圖3中為晶匣23的一部分的滴塗器12或12'在操作上被連接至定址電路系統31(舉例來說，電接針、焊接觸墊、線路、…等)，該定址電路系統31被設計成用以同樣在操作上連接至一被用來控制定址與滴塗的控制介面24的一處理器26。因此，圖2與3的範例可以被整合至一圖案化層滴塗系統10之中。於圖2與3兩者中所示的範例中，該定址電路系統31被配置成使得每一個滴塗器12'、12可讓一處理器26單獨定址。
該些滴塗器12(或是該些一體整合式滴塗器12')中的每一者可以被連接至一控制介面24，其包含：至少一處理器26；一儲存裝置28，其具有一資料庫25以及電腦可讀取媒體(Computer Readable Medium，CRM)29，該電腦可讀取媒體(CRM)29包含指令104以及一使用者介面30。應該注意的係，該些滴塗器12、12'可以永久被附接至或是以可抽取的方式被附接至該處理器26(舉例來說，晶匣23及其滴塗器12便係以可抽取的方式被附接)。該處理器26可以包含一硬體架構，用於從該資料儲存裝置28處擷取可執行的編碼(也就是，電腦可讀取的指令104)以及執行該可執行的編碼。當該可執行的編碼被該處理器26執行時可以讓該處理器26至少施行或是操作根據一協定50來選擇該些滴塗器12、12'中的一部分或是全部的功能，該協定50包含一層集54，其具有由具有多個圖案47的多個對準排列部位所組成的佈局40，以便定義非平凡分散幾何圖形。舉例來說，該些指令104可以包含沉積指令103，當被處理器26執行時會透過控制器27來操作該些流體滴塗器12，用以在該板表面34上沉積一具有多個對準排列部位32的層集54。在執行編碼的過程中，該處理器26可以從數個其它硬體單元 (舉例來說，圖形或是其它使用者介面30)處接收輸入並且提供輸出給它們。舉例來說，該些指令104可以包含編輯器指令102，當被處理器26執行時會讓該處理器26提供一GUI使用者介面30，用以允許使用者創造及/或接收一具有多個對準排列部位32的層集54。該處理器26亦可以傳遞啟動電力給該些選定的滴塗器12、12'並且可以滴塗在一指定協定50中所規定的所希望的體積。
資料儲存裝置28可以儲存利用本文中所揭示的CRM 29所產生的資料，例如，佈局40或是協定50、液體化合物流體類型92、以及圖案47(以及該些圖案47的部位32)。於一範例中，該資料儲存裝置28會以資料庫25的形式來分開保存該些協定50與佈局40，以便在使用者存取該CRM 29時可輕易地擷取。該資料儲存裝置28可以包含各種類型的記憶體模組，其包含揮發性記憶體和非揮發性記憶體。就一範例來說，該資料儲存裝置28可以包含隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)、以及硬碟機(Hard Disk Drive，HDD)記憶體。亦可以使用其它類型的記憶體。於某些實例中，該資料儲存裝置28之中的不同類型記憶體可以用於不同的資料儲存需要。舉例來說，處理器26可以從唯讀記憶體(ROM)開機，在硬碟機(HDD)記憶體之中保留非揮發性儲存，以及執行被儲存在隨機存取記憶體(RAM)之中的程式編碼。一般來說，該資料儲存裝置28可以為非暫時性、有形的電腦可讀取儲存媒體或記憶體。舉例來說，該資料儲存裝置28可以為一電子式、磁式、光學式、電磁式、紅外線、或半導體系統、設備、或裝置，或是前述的任何合宜組合。舉例來說，該電腦可讀取儲存媒體或記憶體的更明確範例可以包含下面：可攜式電腦 磁碟、硬體、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可抹除可程式唯讀記憶體(Erasable Programmable Read-Only Memory，EPROM)或是快閃記憶體、可攜式小型碟唯讀記憶體(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光學儲存裝置、磁式儲存裝置，或是前述的任何合宜組合。
處理器26會配合定址電路系統31在操作上並且單獨控制每一個滴塗器12、12'，俾使得一事先決定體積的流體/物質可以被滴塗至板表面34上的多個對準排列部位32之中或之上。倘若一貯藏器被流體性連接而將流體傳遞至和該滴塗器12、12'相關聯的一流體通道16的話，應該注意的係，該處理器26同樣會配合該定址電路系統31來控制從該貯藏器被傳遞至該流體通道16的流體/物質的數額。然而，於許多範例中，該些流體通道16可以透過系統10的使用者來手動填充。
定址電路系統31可以包含電互連部件、導體線路、焊接觸墊、電接針、及/或類似物。舉例來說，該定址電路系統31會在操作上將該些啟動器22連接至該處理器26，俾使得該處理器26會控制整個圖案化層滴塗系統10之中的電子元件。於某些實例中，該定址電路系統31可以被容納於一電殼體33之中(圖1)，及/或被整合於晶粒14之中(圖2)，及/或直接形成在晶匣23的一表面上(圖3)。圖1中所示的圖案化層滴塗系統10亦可以包含該板表面34。如上面提及，該板表面34可以為任何介質或非介質基板，其具有用於接收物質的多個離散部位32(舉例來說，凹腔)。圖1還顯示一運輸級35，其支援該板表面34並且可被用於板表面34/滴塗器12、12'定位。應該注意的係，該系統10包含多個控制器27，它們被用於在一三維定址技藝的每一道步驟中定位該板表面34及/或已連接的滴塗器12、12'，用 以將流體放置在該板表面34(其包含X板表面34維度和Y板表面34維度以及垂直於該板表面34的Z維度)上，以便建立具有3D結構的層。於某些範例中，該定址技藝可以僅為X軸與Y軸中的二維技藝，例如，當進行製藥實驗時。
在本文中所揭示的任何範例中，該些滴塗器12、12'可以被排列在一二維陣列之中，其包含任何列數之中任何數量的滴塗器12、12'以及任何行數之中任何數量的滴塗器12、12'。就一範例來說，一滴塗器12、12'陣列可以為一9x12陣列。一滴塗器12、12'的二維陣列可被用來以同步或是接近同步的方式滴塗(多種)物質於一板表面34的多列及/或多行中的離散位置之中。
在施行以及利用該圖案化層滴塗系統10之前，可以先利用控制介面24和使用者介面30或是藉由使用在操作上被連接至該處理器26(其會執行本文中所揭示之CRM 29的電腦可讀取的指令)的另一計算裝置(圖中並未顯示)先創造一所希望的協定50，其會具有一流體類型集92以及一具有多個圖案化對準排列部位32的排序層集54。該計算裝置可以為能夠以有線或無線方式被連接至處理器26的任何裝置，舉例來說，其包含桌上型電腦、膝上型電腦、蜂巢式/智慧型電話、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、或是類似物。據此，一計算裝置提供一種介面，例如，圖形使用者介面(GUI)或是其它介面，讓使用者和該CRM 29互動並且，舉例來說，運用該CRM 29來創造至少一協定50，其對應於具有由多個圖案化對準排列部位32所組成之佈局40的一排序層集54。
現在將參考圖4A至4F以及5至7來說明可以利用CRM 29 來產生並且使用於各種協定50之中的佈局40的範例。舉例來說，圖4A所示的係其中一個範例使用者介面30的範例佈局編輯器64的畫面截圖，用以新增、修正、或是刪除佈局40。佈局40包含該平板在平方向與垂直方向中的長度維度以及佈局校正原點44，該原點可以為一對準滴塗器12、12'的角邊原點。於此範例中，佈局能夠從事先存在的佈局40處來選擇(參見圖4B)，或者，亦能夠藉由單獨或是以格柵的方式新增對準標靶(例如，中心原點45以及角邊原點46)來創造新的佈局並且編輯它們。該些對準標靶係以板原點44為基準。
圖4B所示的係一範例佈局選擇介面65的畫面截圖，圖中顯示可以利用的各種可能佈局40，其包含圖4A中的已改變的佈局。一新的佈局40能夠利用圖4A中的佈局編輯器64藉由選擇「新增佈局」圖符63而被創造。
圖4C為一佈局40，於此範例中，該佈局40有一由多個部位32所組成的陣列，其在Y軸中有三列並且在X軸中有五行。每一個部位32皆有一中心原點45以及一角邊原點46，任一者皆可被用來將該部位32放置在與該板原點44相隔x距離與y距離處，其可以為該些流體滴塗器12、12'的校正原點。藉由每一個部位32的中心原點45或是角邊原點46來對準排列每一個部位32，便能夠利用斑點42的精確位置來準確地滴塗用於一部位32的液體，用以創造圖案47(一範例梯度條狀圖案)。該些斑點42會被排列在該部位裡面，形成一由多個斑點42所組成的二元式位映圖或格柵。圖中所示的範例雖然顯示一矩形格柵；不過，亦可以採用其它形狀與幾何形狀作為部位32的裡面及/或外面的該些斑點的佈局。舉例來說，由多個斑點 42所組成的該二元式位映圖會包含部位之間的水平及/或垂直間隔裡面的空間，以便允許該板表面34上的所有位置皆會被存取或者甚至重疊其它部位中的斑點，例如，範例重疊圖案48所示，例如，可以被用來表示多對實驗。舉例來說，倘若板表面34為一井板表面的話，那麼，其中一層54便會有一油墨液體組成物並且在該井部外面的井板區域同樣會利用該油墨來標記。該佈局40可以被使用在多層54之中並且能夠與該些層54和該些協定50分開儲存於一資料庫25之中並且被分開存取。舉例來說，一佈局40可以在使用者介面30之中被編輯並且在使用時自動更新各種層54和協定50。
圖4D所示的係一用於圖案47的範例位映圖(bit-map)圖案編輯器66的畫面截圖。使用者可以選擇「編輯維度」GUI按鈕64來改變該位映圖之中的列數與行數並且設定列間隔與行間隔以及該些斑點42的高度與寬度。此外，該正在被編輯的特殊位映圖圖案47以可以被命名並且分開儲存於一資料庫25之中，以便用於多層54及/或至少其中一個協定50。
圖4E所示的係一範例選擇圖案畫面67的畫面截圖，其可以讓使用者從資料庫25中選取一既有圖案47或是藉由選擇「新增圖案」圖符來新增新的圖案。
圖4F所示的係一範例協定編輯器68的畫面截圖。如前面提及，一協定50為一組層54，並且在該編輯器中能夠利用一滑動介面77來選擇一層54。層54可以如所希望般地被新增與移除。一旦某一層54被選定，使用者便能夠從流體下拉選單76中選擇該些可利用的流體類型92中哪一個流體類型92要用於該選定層54。使用者亦能夠新增流體至資料庫25中或編輯資料庫25中的流體。使用者在選定一特殊層54之後便可以選擇各 種部位32並且利用「套用圖案」按鈕78來套用一圖案47。
圖4G所示的係一範例選擇圖案介面69的畫面截圖。於此GUI介面中，使用者可以從由該資料庫25之中的各種圖案47的圖形圖符所組成的下拉選單選出圖案，用以套用至先前選定的層54。進一步言之，使用者可以利用下拉選單79來指定所希望的流體濃度，如果已經選定某個梯度的話，其可能包含起始流體密度濃度和結束流體密度濃度。
圖5所示的係共用一由分別為三列與三行的部位32A、32B、以及32C所組成的共同佈局40的一層集54A、54B、以及54C的範例協定50。每一個部位32A至C皆可以包含一基於個別層54A至C的圖案47。舉例來說，佈局40A於某些部位32A中有一「X」圖案47A，佈局40B於某些部位32B中有一大型一致的圓形圖案47B，而佈局40C於某些部位32C中有一「笑臉」圖案47C。該些不同層54A至C中的每一者皆可以被定義成包含一要被散佈在該個別層的選定部位處的一個別定義圖案47之中的特殊流體化合物類型。該些層54A至C可以於其中一範例中以嚴謹的由下而上的順序被沉積，例如，先沉積層54C，接著沉積層54B，並且接著沉積層54A。於其它範例中，該些層的排序可以為隨機、凌亂、或是其它分佈方式，以便增加實驗結果。進一步言之，該些層54A至C全部彼此在維度上排列，俾使得被對準排列的圖案47會精確的對準排列。
圖5還顯示實驗的某些範例可能結果，其涵蓋對一井微板之中的一組樣本化合物運轉一協定50。於此範例中，該佈局40反映該微板之中的該些井部的位置，例如，三列乘三行的井集。舉例來說，第一種結果51顯示一笑臉。此結果可能出現在針對層54C所沉積的所希望的液體化合 物如預期般和一微板之中的一井部之中的樣本化合物進行反應並且層54B與54A之中的液體化合物沒有和該樣本化合物進行反應。第二種結果52可能出現在不論針對層54A與54C所散佈的液體化合物是否和該樣本化合物進行反應，針對層54B所沉積的液體化合物皆會和一樣本化合物進行反應。第三種結果53可能出現在用於第一層54A與第三層54C的液體化合物會和一樣本化合物進行反應，但是層54B的液體化合物則沒有。該微板的該些井部中的每一個井部裡面的樣本化合物可以含有不同的物質，並且圖中所示的任何視覺結果可以基於該圖案化層沉積作用。實際上，端視協定50而定，多層可以相互作用並且可以產生一非常容易識別的視覺響應，以便允許快速檢驗與分析測試結果。
圖6所示的係一範例胞體梯度協定50A，其中，該協定50A指定兩種層54D與54E。層54D與54E中的每一者共用相同的佈局40，以便確保部位32D與32E的對準排列。層54D的部位32D具有第一梯度圖案47D，其在針對層54D所沉積的流體化合物的反向「X」方向之中提高X流體密度70。「Y」方向之中提高Y流體密度71於圖案47D的此範例中保持恆定。層54E的部位32E具有第二極體梯度圖案47E，其在針對層54E所沉積的流體化合物的正向「X」方向之中提高X流體密度70B。據此，層54D與54E具有逆向相反的梯度流體密度，並且當對準排列並且被沉積在彼此頂端時，一視覺表示符可以出現在針對層54D至E所沉積的兩種液體化合物處。舉例來說，第一種梯度結果61可能出現在因被沉積在層54D與54E之中的各種流體密度的液體化合物的相互作用造成急遽轉變的時候。第二種梯度結果62可能出現在因該些流體的相互作用造成平滑轉變的時候。
圖7所示的係一範例板梯度協定50B，其中，該梯度協定50B指定兩種層54F與54G。層54F與54G中的每一者共用相同的佈局40，以便確保部位32F與32G的對準排列。層54F具有第一板梯度流體密度72，在反向「Y」方向之中的每一個部位32F的第一板梯度流體密度72皆不相同。也就是，每一個部位32F雖然皆有一固定的流體密度；然而，其會相依於越靠近該「Y」軸的原點而遞增部位32F之中的流體密度。於一給定的「Y」軸位置中，在該「X」方向中的部位32F會有相同的流體密度。層54G雷同於層54F；但是，在反向「X」方向之中出現一第二板梯度流體密度73並且除了取決於由部位32G的「X」位置所決定的流體密度之外，在「Y」方向之中會有一恆定的流體密度。除了要被沉積的流體的數額係以部位32F與32G的板位置為基礎之外，層54F與54G的圖案47F與47G分別為均勻。據此，於此範例中，該梯度流體密度以不同於針對圖5所解釋的部位裡面的流體密度逐個部位改變。
圖8所示的係一協定選項範例80。各種協定50可以於使用者介面30之中從被儲存在一資料庫25之中的可利用選項處被創造。一協定50為一組層，例如，層1 84、層2 85、以及層3 86。每一層中可能選擇不同的選項。舉例來說，該圖案化層滴塗系統10(圖1)可能有數種可利用的流體81要被選擇；不過，每一層可能僅有一種流體。此外，新的可利用流體81可以在變成可利用時被新增至該些選項中。一協定50亦可以有至少其中一項流體滴塗選項82，例如，就某些範例來說，每個液滴的流體數額、每個斑點的液滴數量、以及該些流體的沉積之間的延遲。除此之外，使用者還可以從能夠被創造並且儲存於資料庫25之中的一可利用的佈局集83中選 擇至少一可利用的佈局40。
圖9所示的係圖8的層84至86的一層選項範例90。各種選項包含選擇部位的佈局40 91、流體類型92、以及用於該層的一圖案定義93之中的每一個斑點的流體數額96、以及用於圖案47的對準排列資訊94。也就是，每一個圖案47可以從其中心原點45或是角邊46至該佈局或板原點44的方式來對準排列(請參見圖4)。每一層84至86皆包含一「排序」95或是指示符，用以表示其要依照該些層的沉積順序被定位在何處。也就是，其可能為第一層、最後一層、或是中間層。於某些範例中，可以在該排序95之中選擇一外卡(wildcard)選項，以便達成隨機化層沉積的目的或是達成計算重新排序的目的，用以進一步增加實驗結果。舉例來說，流體沉積的順序可能會影響化學製程或生物製程如何相互作用並且可以有利於知道是否有一特定的排序集會有助於或是不利於結果。據此，該特定的層排序可以由使用者來指定或者可以由該圖案化層滴塗系統10以程式化的方式來選擇。
圖10A所示的係一電腦施行的圖案化層滴塗系統10的範例方塊圖100，該圖案化層滴塗系統10具有複數個流體滴塗器12、12'，每一個滴塗器12、12'皆含有一流體類型92。一處理器26會被耦接至一含有指令的電腦可讀取媒體29並且進一步被耦接至一控制介面24，該控制介面24進一步被耦接至該複數個滴塗器12、12'。該些指令104會讓該處理器26以一特定排序將一層集54之中的協定50所指定的流體類型92沉積至一板表面34，該板表面34具有一板原點44以及具有某個幾何形狀佈局的第一群部位32，每一層54皆包含一排序、一流體類型92與數額、以及要沉積該 流體類型92與數額之具有某個斑點圖案42的第二群部位32的佈局40(其對準排列至該板原點44)。該層集之中的至少其中一層54包含一具有該第二群部位32的佈局40，用以定義該第一群部位32的幾何形狀佈局。
圖10A所示的係一用以創造多層材料的電腦施行的圖案化層滴塗系統10的範例方塊圖100。一處理器26會被耦接至一儲存裝置28。該儲存裝置28包含指令104，當指令104被該處理器26讀取與執行時會讓該處理器26創造多個圖案化材料層54。該些指令104可以包含用於接收一層集的編輯器指令102。接收該層集可以包含利用一圖形使用者介面來創造一層集54。每一層54皆包含一排序95並且會指定：一流體類型92；一群部位32的佈局40；要利用沉積指令103來沉積該流體類型92的每一個部位32的斑點的個別圖案47，該些沉積指令103包含將該個別圖案47對準排列於每一個部位32裡面；以及每一個個別斑點圖案47之中的每一個斑點的流體數額96，其中，每一個斑點的流體數額96會在該個別圖案47之中或是該部位32在該佈局40裡面的該個別圖案47中的位置之中的至少其中一者有不同的梯度流體密度70至74。該些指令104可能還包含在要依照特定順序被沉積至一板表面34的層集54之中所指定的一流體類型集92。
於另一範例中，一非暫時性電腦可讀取媒體29包含指令104，當該些指令104被一處理器26讀取時會讓該處理器26執行操作，用以利用一使用者介面30來創造一圖案化層集54。該些指令104可以讓該處理器26根據一協定50藉由沉積該圖案化層集54之中所指定的一流體類型集92依照特定順序塗敷至一板表面34，其具有第一群部位32所組成的幾何形狀佈局。每一個圖案化層54皆包含：一排序；一流體類型92與數額； 要沉積該流體類型92的一具有一斑點圖案42的第二群部位32的佈局40，其對準該板表面34的板原點44。該圖案化層集之中的至少其中一層54包含具有該第二群部位32的佈局40，其定義該第一群部位32的幾何形狀佈局。
圖10B所示的係用於操作一GUI介面105的範例編輯指令102的方塊圖，該GUI介面105為一使用者介面30，用以創造與接收一具有多個對準排列部位32之佈局40的圖案化層集54的協定50。該GUI介面可以包含下面的指令104：圖案編輯器66、佈局編輯器64、及/或協定編輯器68。該GUI介面105可以被用來在協定編輯器68之中創造一層集102。該協定編輯器68可以允許選擇多層54，並且在選定的每一層54中，允許該選定層54選擇一群部位32的佈局40。進一步言之，可以為該選定層54選擇一圖案47，用以被放置並且對準排列在該佈局40之中的每一個部位32位置處。圖案編輯器66允許使用者和該GUI介面105進行視覺互動並且創造、刪除、編輯、或是修正圖案47。佈局編輯器64可以將已對準排列的部位32位置擺放在一特殊的佈局40裡面用於以圖案47的中心原點45或角邊原點46為基準讓該些部位對準一板原點44(其亦可以滴塗器12、12'為基準進行校正)且相應地讓該些圖案47對準該板原點44。
圖10C所示的係用以施行圖案化層沉積之方法的多個範例沉積指令103的方塊圖，該方法係由一被耦接至電腦可讀取記憶體29的處理器26所控制的流體滴塗器12、12'來進行，該電腦可讀取記憶體29包括指令104，當被該處理器26執行時會讓該處理器26實施操作。該些操作包含方塊106之中的步驟，用以將一第一流體類型92與數額塗敷至一板表面 34作為第一層54，其具有由具有第一圖案47的第一部位集32所組成的第一佈局40。該些操作還包含方塊108之中的步驟，用以將一第二流體類型92與數額塗敷至該板表面34作為第二層54，其具有由具有第二圖案47的第二部位集32所組成的第二佈局40，其中，位於個別第一部位集32與第二部位集32處的該第一圖案47與該第二圖案47中的每一者皆對準該板表面34的一板原點44，並且該第一佈局40與第二佈局40中的至少其中一者會在該板表面34上定義一第三部位集32的幾何形狀佈局。
於某些範例中，在該第一部位集之中的一部位32中可能有不同的梯度流體密度。於其它範例中，該梯度流體密度在該板表面34中可能會不相同，但是，在該第一部位集裡面的每一個部位32裡面則為恆定。於某些實例中，該板表面34可以為一井微板，並且該第一佈局40與該第二佈局40中的至少其中一者會定義該井微板的一幾何形狀。
此外，該些已創造的多個圖案化與對準材料層亦可以用於實驗結果或是形成一商用產品。舉例來說，該板表面34可以為一紙介質並且該各種層可以包含多種製藥流體類型，當被沉積時，該些製藥流體類型會因為使用不同的圖案47而彼此分離某個距離或是位於彼此的頂端。進一步言之，其中一層54可能包含一標記流體類型，例如，油墨，用以標記逾期日期、產品名稱、或是和該產品有關的其它資訊。當該產品被消化時，被沉積在該板表面34上的製藥流體類型可能會在胃裡面混合並且實施它們預期的功能。同樣地，亦可以藉由使用數層54並且選擇流體類型來製造一類型產品3D，例如，利用具有金屬材料、塑膠材料、或是環氧樹脂材料的流體來製造一鷹架結構，並且接著沉積一化學或生物材料於該鷹架結構上， 以便創造3D器官、植皮、以及類似物。
總結來說，根據一協定50在多層54之中沉積由精確對準排列圖案47所組成的佈局40可以以一種簡單，但是有彈性，的方式在3D結構的實驗檢驗與製作中定義複雜圖案應用的非平凡分散幾何圖形。該些層54的佈局40雖然可用於創造客製滴塗表面；但是，佈局40亦可以被創造用以匹配常見的事先存在的表面或鷹架結構。
本文雖然已經參考前面的範例特別顯示與說明過本發明主張的主要內容；不過，熟習本技術的人士便會瞭解，可以對其進行許多變更，其並不會脫離下面申請專利範圍中的主要內容的預期概念和範疇。本說明應該被理解為包含本文中所述元件的所有新穎和非顯見組合，並且在此申請案或後續申請案中將會對此些元件的任何新穎和非顯見組合提出申請專利範圍。前面的範例皆為解釋性，並且沒有任何單一特點或元件為可以在此申請案或後續申請案中主張的所有可能組合的必要要件。當該些申請專利範圍述及其等效範圍的「一」或是「第一」元件時，此些申請專利範圍應該被理解為同樣包含多個此些元件，未必需要亦不排除二或更多個此些元件。
10‧‧‧圖案化層滴塗系統
12‧‧‧滴塗器
14‧‧‧晶粒
16‧‧‧流體通道
18‧‧‧流體通道擴充器
21‧‧‧晶盒
24‧‧‧控制介面
25‧‧‧資料庫
26‧‧‧處理器
27‧‧‧控制器
28‧‧‧儲存裝置
29‧‧‧電腦可讀取媒體(CRM)
30‧‧‧使用者介面
31‧‧‧定址電路系統
32‧‧‧部位
33‧‧‧電殼體
34‧‧‧板表面
35‧‧‧運輸級
40‧‧‧佈局
47‧‧‧圖案
47'‧‧‧圖案
50‧‧‧協定
54‧‧‧層
92‧‧‧流體類型
102‧‧‧編輯器指令
103‧‧‧沉積指令
104‧‧‧指令

Claims (15)

  1. 一種用於圖案化層沉積的系統，其包括：複數個流體滴塗器，每一者皆含有一流體類型；以及一處理器，其被耦接至一控制介面，用以耦接該複數個流體滴塗器；其中，該處理器將一層集之中的協定所指定的流體類型依照特定順序沉積至一板表面，其具有位於某個幾何形狀佈局之中的一板原點以及一第一群部位，每一層皆包括：一排序；一流體類型與數額，以及要沉積該流體類型與數額的一具有一斑點圖案的第二群部位的佈局，其對準該板原點，以及其中，該層集之中的至少其中一層包含具有該第二群部位的佈局，其定義該第一群部位的幾何形狀佈局。
  2. 根據申請專利範圍第1項的系統，其中，每一個斑點圖案會以一個別部位之中的個別斑點圖案的中心或角邊中的其中一者為基準來對準該板表面的板原點。
  3. 根據申請專利範圍第1項的系統，其中，至少其中一個斑點圖案會重疊另一個部位處的至少其中一個其它斑點圖案。
  4. 根據申請專利範圍第1項的系統，其中，至少其中一層之中的流體數額在該斑點圖案之中或是該斑點圖案的該部位在該佈局裡面的位置之中有不同的梯度流體密度。
  5. 根據申請專利範圍第1項的系統，其中，該協定包含一層集，其會相 互作用用以創造一視覺響應。
  6. 一種非暫時性電腦可讀取媒體，其包括指令，當該些指令被一處理器讀取時會讓該處理器執行操作，用以：利用一使用者介面來創造一圖案化層集；以及根據一協定藉由沉積該圖案化層集之中所指定的一流體類型集依照特定順序塗敷至一板表面，其具有第一群部位所組成的幾何形狀佈局；其中，每一個圖案化層皆包含：一排序，一流體類型與數額，要沉積該流體類型的一具有一斑點圖案的第二群部位的佈局，其對準該板表面的板原點，以及其中，該圖案化層集之中的至少其中一層包含具有該第二群部位的佈局，其定義該第一群部位的幾何形狀佈局。
  7. 根據申請專利範圍第6項的電腦可讀取媒體，其中，至少其中一個斑點圖案會重疊另一個部位處的至少其中一個其它斑點圖案。
  8. 根據申請專利範圍第6項的電腦可讀取媒體，其中，在至少其中一圖案化層中，該流體類型與數額包含一利用一起始流體密度與一結束流體密度所定義的梯度流體密度，以及每一個斑點的流體數額在一個別圖案之中以及該佈局裡面的該個別圖案的該部位的位置之中的至少其中一者會有不同的梯度流體密度。
  9. 根據申請專利範圍第6項的電腦可讀取媒體，其中，該板表面為一井微板，並且該層集之中的其中一層會定義該第一群部位的幾何形狀，用以 在該井微板之中定義井部。
  10. 根據申請專利範圍第6項的電腦可讀取媒體，其中，該些指令會進一步讓該處理器執行操作用以達成下面功能：利用一標靶集來編輯至少一佈局，以便以該板表面的板原點為基準來擺放該群部位；編輯一協定，其包含為該圖案層集中的每一層選擇一流體類型與數額以及該個別圖案；以及編輯至少一個別圖案的形狀與大小。
  11. 一種藉由流體滴塗器來進行圖案化層沉積的方法，其包括：塗敷第一流體類型與數額至一板表面成為一第一層，其具有一具有第一圖案的第一部位集的第一佈局；以及塗敷第二流體類型與數額至該板表面成為一第二層，其具有一具有第二圖案的第二部位集的第二佈局，其中，位在個別第一部位集與第二部位集處的該第一圖案與該第二圖案會對準該板表面的一板原點，以及該第一佈局與該第二佈局之中的至少其中一者會在該板表面上定義一第三部位集的幾何形狀佈局。
  12. 根據申請專利範圍第11項的方法，其中，該第一流體類型與該第二流體類型中的至少其中一者的數額包含一在該第一部位集的一部位中會不相同的梯度流體密度。
  13. 根據申請專利範圍第11項的方法，其中，該第一流體類型與該第二流體類型中的至少其中一者的數額包含在該板表面中會不相同，但是在該個別第一或第二部位集之中的每一個個別部位裡面則為恆定，的梯度流體 密度。
  14. 根據申請專利範圍第11項的方法，其中，該板表面為一井微板，並且該第一佈局與該第二佈局中的至少其中一者會定義該井微板的一幾何形狀。
  15. 根據申請專利範圍第11項的方法，其中，每一個圖案會以一個別部位之中的圖案的中心或角邊中的其中一者為基準來對準該板表面的板原點。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3677920B1 (en) * 2019-01-04 2024-02-21 Funai Electric Co., Ltd. Volume data representation and processing for liquid dispensing devices
TWI723773B (zh) * 2020-02-13 2021-04-01 三緯國際立體列印科技股份有限公司 立體列印裝置與方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003900180A0 (en) * 2003-01-16 2003-01-30 Silverbrook Research Pty Ltd Method and apparatus (dam001)
KR101026935B1 (ko) * 2003-12-10 2011-04-04 엘지디스플레이 주식회사 디스펜서 정렬장치 및 그 방법
US8241905B2 (en) 2004-02-24 2012-08-14 The Curators Of The University Of Missouri Self-assembling cell aggregates and methods of making engineered tissue using the same
TWI363442B (en) 2008-04-11 2012-05-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Method and device for manufacturing patterned thin-film layer
GB2474613A (en) 2008-07-10 2011-04-20 Nodality Inc Methods and apparatus related to management of experiments
US8480933B2 (en) 2008-10-22 2013-07-09 Molecular Imprints, Inc. Fluid dispense device calibration
EP2523656A4 (en) 2010-01-15 2013-12-11 Univ Utah Res Found NETWORKED HYDROGELES AND METHOD FOR THEIR MANUFACTURE AND USE
US8799845B2 (en) * 2010-02-16 2014-08-05 Deca Technologies Inc. Adaptive patterning for panelized packaging
US20120089238A1 (en) 2010-10-06 2012-04-12 Hyun-Wook Kang Integrated organ and tissue printing methods, system and apparatus
WO2013062580A1 (en) * 2011-10-28 2013-05-02 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Parallel addressing method
US20140113373A1 (en) 2012-10-19 2014-04-24 Karen B. Chien Three dimensional soy protein-containing scaffolds and methods for their use and production
US8995022B1 (en) 2013-12-12 2015-03-31 Kateeva, Inc. Ink-based layer fabrication using halftoning to control thickness

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