TWI609797B - 用於製造電子平面裝置的設備和方法 - Google Patents

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寇諾F 馬狄剛
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Abstract

一種油墨印刷程序,運用每噴嘴之液滴量量測以及規畫液滴組合之處理軟體,以達成每目標區域之特定總油墨填充量,確保符合規格所設定之最小及最大油墨填充量。在各種實施例之中,透過不同的印刷頭/基板掃程偏移、印刷頭之間的偏移、不同噴嘴驅動波形之使用、及/或其他技術,產生不同的液滴組合。選擇性地,其可以引入填充量變異之模式,以減輕一顯示裝置成品之中可察覺之斑線效應。所揭示之技術具有許多其他可能之應用。

Description

用於製造電子平面裝置的設備和方法
本揭示係有關於一種將一流體轉移至一基板之目標區域的印刷流程之使用。在一非限定應用之中,本揭示所提出之技術可應用於大型顯示器之製造流程。
在印刷頭(print head)具有多個噴嘴的印刷流程之中,並非每一個噴嘴對一標準驅動波形均以相同的方式作出反應,換言之,每一噴嘴均可能產生液量略微不同的液滴。於依靠噴嘴將流體液滴沉積至各別流體沉積區域("目標區域")的情況下,缺乏一致性可能導致問題。
圖1A用以簡介此噴嘴液滴不一致的問題,其中使用標號101概括表示一例示性示意圖。在圖1之中,可以看見一印刷頭103具有五個油墨噴嘴,各自以小三角形描繪於印刷頭之底部,且各自分別以(1)至(5)編號。其應假設,在一示範性應用之中,其需要沉積五十皮升(picoliter)(50.00pL)之流體至該等區域的一個陣列中的五個特定目標區域中的每一者之上,此外,一印刷頭的五個噴嘴各自在印刷頭與一基板間的每一次相對移動("通程(pass)"或"掃程(scan)")均將十皮升(10.00pL)的流體噴入該等目標區域中的每一者。該等目標區域可以是基板上的任何表面區域,包含毗連的未分隔區 自流體隔離之區域。該等區域在圖1之中分別以卵圓形104至108概括表示。因此,其可能認定,如描繪之情形恰好需要五次印刷頭通程以填充五個特定目標區域中的每一者。然而,印刷頭噴嘴實務上而言在結構或致動上會有些許細微的變異,使得一個施加至各個噴嘴傳感器(transducer)的特定驅動波形對於每一個噴嘴均產生略微不同的液滴量。如圖1A之描繪,舉例而言,噴嘴(1)之噴發於每一通程均產生9.80皮升(pL)之液滴量,其中五個9.80pL液滴描繪於卵圓形104之內。注意每一液滴在圖中均被表示於目標區域104內的一個不同的位置,但實際上,每一液滴之位置可以相同或者可以交疊。相形之下,噴嘴(2)至(5)分別產生略微不同的10.01pL、9.89pL、9.96pL以及10.03pL的液滴量。經過印刷頭與基板之間的五次通程,每一噴嘴均在一個彼此互斥的基礎上將流體沉積入目標區域104至108,此沉積將在五個目標區域上造成一個1.15pL的總沉積油墨量變異;此對於許多應用而言是無法接受的。例如,在若干應用之中,沉積流體之中小至百分之一(或甚至更小)的差異均可能造成問題。
產生問題的一個應用實例係在應用於顯示器產製的製造流程之中,諸如有機發光二極體(organic light-emitting diode;"OLED")顯示器。此處使用一印刷流程沉積攜載該種顯示器之發光材料的油墨,流體貯藏區或"井區"(例如,每個像素配有3個此種貯藏區)的列或行之間的油墨量差異可能導致顯示影像中的可察覺的色彩或明暗缺陷。注意在本說明書之中所謂的"油墨"係指藉由一印刷頭之噴嘴施加至一基板的任何流體,無論其顏色特性如何;在上述的製造應用之中,油墨通常係沉積在位置上,而後經過處理或者固化以直接形成一個永久的材料層。電視及顯示器製造商因此將 切實指定必須以高精確度,例如50.00pL±0.25pL,觀察到的精確量的範圍,以讓產出的產品被認為可以接受;注意在此應用之中,指定的公差必須在50.00pL目標的百分之零點五之內。在圖1所表示的每一噴嘴預定沉積至位於一高畫質電視(high-definition television;"HDTV")螢幕的各條水平線的像素上的一個應用之中,所描繪的49.02pL至50.17pL之變異因此可能產生無法接受的量。雖然此處引用顯示器技術做為範例,但其應理解,噴嘴液滴不一致的問題可以出現於其他情況之中。
在圖1A之中,噴嘴被特別地對齊目標區域(例如,井區),使得特定之噴嘴印刷至特定的目標區域。在圖1B之中,其顯示另一種情況151,其中噴嘴並未特別對齊,但其中噴嘴密度相對於目標區域密度而言較高;在此一情況下,於一次掃程或通程期間,任一個恰巧通過特定目標區域的噴嘴被用以印刷至該等目標區域,而每一通程均可能有數個噴嘴通過每一目標區域。在所顯示的實例之中,可看見印刷頭153具有五個油墨噴嘴且可看見基板具有二個目標區域154及155,各自之位置使得噴嘴(1)與(2)會通過目標區域154,噴嘴(4)與(5)會通過目標區域155,而噴嘴(3)將不會通過任一個目標區域。如圖所示,在每一次通程,一或二液滴被沉積入每一井區,如圖所繪。再次請注意,液滴可以是以一種在每一目標區域內彼此交疊或者彼此離散的點上之方式沉積,且圖1B中的特別例圖僅係例示性質;如同圖1A之中所示的範例,其再次假定其需要將五十皮升(50.00pL)的某一流體沉積至目標區域154至155中的每一者,且每一噴嘴均具有大約10.00pL的標稱液滴量(nominal droplet volume)。使用與配合圖1A之實例所觀察到者相同的單一噴嘴液滴量變異,並假設於一特定通程內與一目標區 域交疊之每一噴嘴均會投送一液滴至該目標區域,直到總共投送五液滴為止,則其觀察到目標區域在三個通程內均被填充到,且在二目標區域上的50.00pL目標有0.58pL的總沉積油墨量變異;同樣地,對於許多應用而言,此可能是無法接受的。
雖然對付不一致問題的技術曾被提出,但總體而言,該等技術要不是仍未確實地提供位於所需公差範圍內的填充量,就是大幅地增加製造時間及成本,換言之,其並未符合具備高品質與低消費者價格點之目標;此種品質與低價格點之要求係諸如HDTV之消費商品被關注的關鍵。
因此其需要利用具備多個噴嘴之印刷頭將流體沉積至一基板之目標區域的適用技術。更具體言之,其需要在噴嘴液滴之噴射量有變異之下,精確地控制沉積流體量於一基板上的各別目標區域的技術,理想情況係符合成本效益之基礎,容許快速的流體沉積動作,從而改善裝置生產之速度。以下描述之技術滿足此等需求並提供進一步的相關優點。
本揭示係有關於一種將疊層材料轉移至一基板的印刷流程之使用。藉由針對一特定噴嘴噴發波形量測一印刷頭每一噴嘴之液滴量(或者跨噴嘴之間的液滴量變異),前述的噴嘴不一致問題得以解決。此使得其能夠進行印刷頭噴發模式及/或動作之規畫,以在每一目標區域沉積精確的油墨總填充量。藉由對跨噴嘴之間的液滴量變化方式之理解,可以以一種方式規畫印刷頭/基板位置差異及/或液滴噴發模式,使得其適應液滴量之差異,但仍於每一通程或掃程之中並行地沉積液滴於毗鄰的目標區域之上。從一個不同的觀點視之,其並非將噴嘴之間在液滴量上的變異加以標準化 或者平均,而是以一種經過規畫的方式量測及利用每一噴嘴的特定液滴量特性,以針對基板之多個目標區域,並行地達成特定的區域內總量;在許多實施例之中,此工作係利用一最佳化流程執行之,其藉由一或多個最佳化標準,降低掃程或印刷頭通程的數目。
在一選擇性實施例之中,印刷頭及/或基板以可變之量"跨步(stepped)",並在適當情況下在各個不同通程中改變使用於每一目標區域之噴嘴,以確實地噴出預定之液滴量。其規畫多個通程,使得每一目標區域均接收一特定之總填充量。換言之,每一目標區域(例如,位於一列構成顯示器像素化組件的井區中的每一井區)均接收由一或多滴液滴量所構成之一規畫組合,以利用印刷頭相對於基板的不同幾何步階(geometric step),達成一個位於一特定的公差範圍內的總液量。在此實施例之更詳細特徵之中,給定噴嘴彼此間的位置關係,可以在規格範圍內計算及套用一帕累托最佳解(pareto optimal solution),使得其能夠在每一目標區域中找出一個可容忍的總變異量,並同時針對各別目標沉積區域,規畫出使噴嘴之平均並行使用最大化的印刷頭/基板之移動。在一選擇性改良之中,其套用一函數以降低並甚至最小化印刷所需要的印刷頭/基板通程之數目。此等不同特徵簡單地反映出,製造成本被實質地降低,因為材料疊層於基板上的印刷能夠被迅速且有效率地進行。
請注意在一典型的應用之中,接收油墨的目標區域可以被排成陣列,意即,配置成列與行,其中由印刷頭/基板的相對移動所構成的帶狀區域將使油墨沉積於(陣列之目標區域之)所有列的一個子集合之中,但以一個在單一通程內涵蓋陣列中所有的行的方式進行;並且,列、行、以及 印刷頭噴嘴的數目可以相當地大,例如,包含數百個或數千個列、行、及/或印刷頭噴嘴。
一第二選擇性實施例以一種略微不同的方式解決噴嘴不一致的問題。一組具有已知(且不同)液滴量特性的多個、預先安排的、供選替的噴嘴噴發波形被提供給每一個噴嘴;例如,一組四個、八個或者其他數目之供選替的波形可以以硬接線形式或者以其他方式被預先定義,以提供對應的一組可選擇的、略微不同的液滴量。藉由決定基板的每一目標區域的噴嘴波形組合之集合,每一噴嘴液量之資料(或者差異資料)從而被用以規畫多個目標區域的並行沉積。同樣地,其依照每一噴嘴之特定液量特性(此例中係每一噴嘴波形組合),達成特定之填充量;換言之,其並未試圖修正每一噴嘴的液量變異,而是特別地組合使用變異以獲得特定之填充量。請注意其通常會存在大量的可供選替之組合可被用以沉積液滴,以在基板的每一目標區域中達到一個預定的範圍。在一更詳細的實施例之中,噴嘴波形之一"共用集合"可以跨一印刷頭的若干(或者甚至全部)噴嘴共用,儲存並提供每一噴嘴之液滴量以供混合及匹配不同的液滴量而達成特定的填充量。做為另一種選擇,其可以使用一校準階段以在一離線程序中選擇不同的波形,根據校準選擇一組特定之噴嘴噴發波形,以達成一組各別的、符合特別需求的液量特性。同樣地,在另外的詳細實施例之中,可以進行最佳化而以一種改善印刷時間的方式規畫印刷動作,舉例而言,藉由最小化掃程或印刷頭通程的次數、藉由最大化噴嘴的並行使用、或者藉由最佳化若干其他的標準。
一選擇性第三實施例有賴於多個印刷頭之使用,每一印刷頭 均具有能夠相對於彼此偏移的噴嘴(或者,等效的方式,一個具有能夠相對於彼此偏移的多個噴嘴列的印刷結構)。利用此精心設計的偏移,毎一噴嘴之液量變異均能夠在每一次通程或掃程下跨印刷頭(或者噴嘴列)被智慧性地結合。同樣地,其通常會存在大量的可供選替之組合可被用以沉積液滴,以在基板的每一目標區域中達到一個預定的範圍,並且,在更詳細的實施例之中,其進行最佳化而以一種改善印刷時間的方式規畫偏移之使用,舉例而言,藉由最小化掃程或印刷頭通程的次數、或者藉由最大化噴嘴的並行使用、等等。
請注意上述技術的一個效益在於,藉由與液滴量之變異共存但將其納入組合以達成特定的預定目標區域填充量,其可以達成高程度之控制,不僅對於滿足一預定之填充量公差範圍之能力,並且亦針對精確的總量以及在總量上的精心控制(或注入)的變異。例如,在所提及技術之一示範性應用之中,意即顯示裝置之生產,前述之技術促成了像素之間的受控制的、刻意的填充量上的變異,此將使完成的顯示器上的任何顯示失真異象變得較不明顯(意即,減輕"斑線效應(line effect)",否則人眼將可在一完成的電氣性運作的顯示器上察覺出來)。換言之,顯示器上低空間頻率處的甚至一個輕微的差異均可能引入意外的失真異象,可被人眼所察覺,因此係無法接受的。因此在一些實施例之中,其需要刻意地改變每一目標區域之填充量,儘管其仍在規格範圍之內。使用一個49.75pL到50.25pL的示範性公差,其並非單純地隨意保證所有目標區域填充量均處於一個落入此公差範圍內的共同的、精確的數值,而是可以預期此應用刻意地引入在此範圍內的隨機變異,使得任何變異或差異之模式對於人眼而言均無法在一完成 的、運作中的顯示器上以圖案的形式被察覺到。套用於一彩色顯示器,一示範性實施例以一種在以下至少一項目中呈統計上獨立(statistically independent)的方式刻意地加入此填充量變異:(a)x維度(例如,沿著一目標區域列的方向)、(b)y維度(例如,沿著一目標區域行的方向)、及/或(c)在一或多個顏色維度上(例如,在紅色相對於藍色、藍色相對於綠色、紅色相對於綠色的目標區域上獨立)。在一實施例之中,變異在該等維度的每一者上均係統計上獨立。此變異被認定使得任何填充量變異均為人眼所無法察覺,因此有助於此等顯示器的高影像品質。
101‧‧‧示意圖
103‧‧‧印刷頭
104-108‧‧‧目標區域
151‧‧‧示意圖
153‧‧‧印刷頭
154-155‧‧‧目標區域
201‧‧‧印刷機
203‧‧‧印刷頭
205‧‧‧基板
207‧‧‧噴嘴
208‧‧‧列
209‧‧‧行
211‧‧‧滑動器
213‧‧‧箭頭
215‧‧‧箭頭
217‧‧‧笛卡爾直角維度
218‧‧‧旋轉圖形
219‧‧‧方向箭頭
220‧‧‧方向箭頭
221‧‧‧目標區域配置
223‧‧‧像素列
225‧‧‧像素行
227‧‧‧紅色組件目標區域
229‧‧‧綠色目標區域
231‧‧‧藍色組件目標區域
233‧‧‧顏色組件相連電子部件
253‧‧‧井區
255‧‧‧方向箭頭
301‧‧‧示意圖
303‧‧‧印刷頭
305‧‧‧偏移
307-311‧‧‧目標區域
351‧‧‧示意圖
353-360‧‧‧掃程
362-366‧‧‧目標區域
371‧‧‧示意圖
372‧‧‧偏移
373‧‧‧印刷頭
374-375‧‧‧目標區域
401‧‧‧實施方式階層
403‧‧‧非暫態性機器可讀取媒體
405‧‧‧電腦
407‧‧‧儲存媒體
409‧‧‧製造設備或機器
411‧‧‧將被分開販售的多個組件之陣列
413‧‧‧可攜式數位裝置
415‧‧‧電視顯示螢幕
417‧‧‧太陽能面板圖形
501‧‧‧規畫印刷之示範性流程
503-517‧‧‧流程501之相關步驟、選項、或裝置
601‧‧‧方法
603-625‧‧‧方法601之相關步驟、選項、或裝置
631‧‧‧方法
633-653‧‧‧方法631之相關步驟、選項、或裝置
661‧‧‧方法
663-669‧‧‧方法661之相關步驟或選項
681‧‧‧基板
683‧‧‧面板之幾何形狀
685‧‧‧基準點
687‧‧‧面板之子集合
689‧‧‧面板之子集合
701‧‧‧方法
703-719‧‧‧方法701之相關步驟或選項
801‧‧‧標繪圖
803‧‧‧峰值
805‧‧‧公差範圍
807‧‧‧公差範圍
811‧‧‧標繪圖
813‧‧‧波谷
821‧‧‧標繪圖
823‧‧‧峰值
901‧‧‧標繪圖
903‧‧‧峰值
905‧‧‧公差範圍
907‧‧‧公差範圍
911‧‧‧標繪圖
913‧‧‧峰值
921‧‧‧標繪圖
923‧‧‧峰值
1001‧‧‧多腔室製造設備
1003‧‧‧傳輸模組
1005‧‧‧印刷模組
1007‧‧‧處理模組
1009‧‧‧輸入承載室
1011‧‧‧傳輸室
1013‧‧‧空氣環境緩衝室
1015‧‧‧氣體密封櫃
1016‧‧‧傳輸室
1017‧‧‧輸出承載室
1019‧‧‧氮氣堆疊緩衝區
1021‧‧‧固化處理室
1101‧‧‧設備
1103‧‧‧處理器
1105‧‧‧印刷頭
1107‧‧‧基板
1109‧‧‧印刷頭移動系統
1111‧‧‧基板持控系統
1113‧‧‧影像捕捉裝置
1115‧‧‧油墨投送系統
1117‧‧‧印刷頭維護系統
1119‧‧‧腔室控制次系統
1121‧‧‧空氣環境控制
1123‧‧‧液滴量計量系統
1125‧‧‧液滴量
1127‧‧‧記憶體
1129‧‧‧噴發波形集合
1131‧‧‧印刷最佳化
1201‧‧‧平面圖
1203‧‧‧印刷頭
1205‧‧‧基板
1207‧‧‧掃越方向
1209‧‧‧像素
1209-R‧‧‧井區(紅色組件)
1209-G‧‧‧井區(綠色組件)
1209-B‧‧‧井區(藍色組件)
1211‧‧‧像素
1213‧‧‧噴嘴
1215‧‧‧噴嘴
1217‧‧‧噴嘴
1218‧‧‧行軸
1219‧‧‧噴嘴列
1221‧‧‧噴嘴列
1223‧‧‧噴嘴列
1225‧‧‧中心線
1227‧‧‧中心線
1229‧‧‧噴嘴
1231‧‧‧平面圖
1251‧‧‧平面圖/剖面圖
1252‧‧‧基板
1253‧‧‧偏移箭頭/作用區
1255‧‧‧偏移箭頭/導電接頭
1257‧‧‧噴嘴
1259‧‧‧噴嘴
1261‧‧‧放大區域
1262‧‧‧疊層側面
1263‧‧‧疊層正面
1269‧‧‧陽極層
1271‧‧‧電洞注入層
1273‧‧‧電洞傳輸層
1275‧‧‧發光層
1277‧‧‧電子傳輸層
1278‧‧‧陰極層
1301‧‧‧波形對照圖
1303‧‧‧第一波形
1305‧‧‧沉寂之區間
1307‧‧‧信號位準
1309‧‧‧有效脈衝寬度
1311‧‧‧下降斜度
1313‧‧‧上升斜度
1323‧‧‧第二波形
1325‧‧‧信號位準
1327‧‧‧上升斜度
1329‧‧‧下降斜度
1333‧‧‧第三波形
1335‧‧‧上升斜度
1337‧‧‧下降斜度
1343‧‧‧第四波形
1345‧‧‧信號位準
1347‧‧‧下降信號緣
1351‧‧‧驅動波形
1353‧‧‧波形
1355‧‧‧信號位準
1357‧‧‧信號後緣/信號位準
1359-1367‧‧‧信號位準
1401‧‧‧實施例
1403‧‧‧處理器
1405‧‧‧佈局檔案/點陣圖檔
1407-1409‧‧‧壓電傳感器
1411-1413‧‧‧噴出液滴量
1415‧‧‧液滴計量裝置
1417‧‧‧記憶體
1419‧‧‧同步信號
1421‧‧‧時脈樹
1423-1425‧‧‧噴嘴驅動器
1427-1429‧‧‧噴嘴
1431-1433‧‧‧暫存器
1435‧‧‧掃程
1436‧‧‧同步脈衝產生
1437‧‧‧印刷頭旋轉
1441‧‧‧噴嘴驅動波形輸出電路
1443‧‧‧暫存器檔案
1445‧‧‧第一計數器
1446‧‧‧第二計數器
1447‧‧‧波形電路產生器
1448‧‧‧高速數位至類比轉換器
1449‧‧‧計數器
1450‧‧‧高電壓放大器
1451‧‧‧流程圖
1453-1485‧‧‧流程圖1451之相關步驟、選項、或裝置
圖1A係一個呈現沉積油墨於一基板之目標區域上的假想問題的示意圖,其中使用一個具有五個噴嘴的印刷頭,在五個特定目標區域上各自沉積50.00pL的目標填充量。
圖1B係另一個呈現沉積油墨於一基板之目標區域上的假想問題的示意圖,其中使用一個具有五個噴嘴的印刷頭,在二個特定目標區域上各自沉積50.00pL的目標填充量。
圖2A係一例示性示意圖,顯示一印刷機(printer)與基板之假想性配置,在一個基板最終預定形成具有像素之顯示面板的應用之中。
圖2B係圖2A之印刷頭及基板之一剖面特寫視圖,取自圖2A中線條A-A的透視角度。
圖3A係一個類似圖1A的示意圖,但例示使用液滴量之組合以在一預定公差範圍內可靠地針對每一目標區域產生油墨填充量;在一選擇性實施 例之中,不同的液滴量組合產生自一組特定之噴嘴噴發波形,而在另一選擇性實施例之中,不同的液滴量組合係利用印刷頭與基板間之相對移動(305),產生自印刷頭的各別噴嘴。
圖3B係一示意圖,用以例示印刷頭/基板相對移動以及不同液滴量組合之噴射至一基板上的各別目標區域。
圖3C係一個類似圖1B的示意圖,但例示使用液滴量之組合以在一預定公差範圍內可靠地針對每一目標區域產生油墨填充量;在一選擇性實施例之中,不同的液滴量組合產生自一組特定之噴嘴噴發波形,而在另一選擇性實施例之中,不同的液滴量組合係利用印刷頭與基板間之相對移動(372),產生自印刷頭的各別噴嘴。
圖4提供一例示性視圖,顯示一連串選擇性階層、產品或服務,各自可以獨立地實施先前介紹的技術。
圖5提供一方塊圖,顯示一種規畫一基板之每一目標區域的液滴組合的方法;此方法可應用於圖3A所介紹的各個選擇性實施例。
圖6A提供一方塊圖,用以針對基板之每一目標區域選擇可接受之液滴組合的特定集合,例如可適用於先前介紹的任一實施例。
圖6B提供一方塊圖,用以根據每一印刷區域之液滴組合反複地規畫印刷頭/基板之移動以及噴嘴之運用。
圖6C提供一方塊圖,例示印刷頭/基板移動與噴嘴運用的進一步最佳化,具體言之,以一種使得印刷能夠被盡可能有效率地執行的方式安排掃程。
圖6D係一個最終將產生多個平面顯示器裝置(例如,683)之基板的假想 平面圖;如同區域687所表示,其可以針對單一平面顯示器裝置之一特定區域,使印刷頭/基板動作最佳化,並對每一顯示裝置(諸如圖中繪出的四個平面顯示器裝置)以一可重複或週期性之原則實行該最佳化。
圖7提供一方塊圖,用以在可接受的公差之內刻意地改變填充量,以降低一顯示裝置之視覺失真異象(visual artifact)。
圖8A提供一標繪圖,顯示在未針對一印刷頭之噴嘴間液滴量變異進行調整下,目標區域填充量之變異。
圖8B提供一標繪圖,顯示目標區域填充量之變異,其中不同的噴嘴被隨機使用,以在統計上補償一印刷頭之噴嘴間液滴量變異。
圖8C提供一標繪圖,顯示目標區域填充量之變異,其中不同液量之一或多個液滴,被用以在一個經過規畫的基礎上,於精確公差內達成目標區域填充量。
圖9A提供一標繪圖,顯示在未針對一印刷頭之噴嘴間液滴量變異進行調整下,目標區域填充量之變異。
圖9B提供一標繪圖,顯示目標區域填充量之變異,其中不同的噴嘴被隨機使用以在統計上補償一印刷頭之噴嘴間液滴量變異。
圖9C提供一標繪圖,顯示目標區域填充量之變異,其中不同液量之一或多個液滴,被用以在一個經過規畫的基礎上,於精確公差內達成目標區域填充量。
圖10顯示一印刷機之平面圖,該印刷機被使用做為一生產設備之部件;該印刷機可以是位於一個使得印刷能夠在一受控制的空氣環境下進行的氣體密封櫃之內。
圖11提供一印刷機之方塊圖;此一印刷機可以被選擇性地運用於,舉例而言,圖10之中所描繪的生產設備。
圖12A顯示一實施例,其中多個印刷頭(各自具備噴嘴)被用以沉積油墨於一基板之上。
圖12B顯示多個印刷頭之旋轉以使得各別印刷頭之噴嘴與基板得到更佳的對齊。
圖12C顯示多個印刷頭中個別印刷頭之偏移配合智慧式掃越,以刻意地產生特定之液滴量組合。
圖12D顯示一基板之剖面,包含能夠使用於有機發光二極體(OLED)顯示器中的疊層。
圖13A顯示數種不同的客製化或改變一噴嘴噴發波形之方式。
圖13B顯示一種依據離散波形區段定義一波形之方式。
圖14A顯示一實施例,其中不同的液滴量組合可以利用特定噴嘴噴發波形的不同組合達成。
圖14B顯示有關在一編程時間點(或位置)產生及施加一編程波形至一印刷頭之一噴嘴之電路;此電路提供圖14A之電路1423/1431、1424/1432以及1425/1433各自的一個可能實施方式。
圖14C顯示一實施例之流程圖,其使用不同的噴嘴噴發波形。
參見以下詳細說明,配合所附圖式審閱,可以對申請專利範圍列舉之請求項所界定的標的得到更佳之理解。一或多個特定實施例之說明,載列於下以使得審閱者能夠構建及運用由申請專利範圍所闡述的技術的各種實施方式,並非用以限制列舉的申請專利範圍,而是示範其應用。未限於前 述之內容,本揭示提供數種不同的技術實例,藉由規畫印刷頭移動而製造一材料層,以在預定的容忍度之內維持沉積之油墨量,同時並未過度地增加印刷頭通程之數目(因此並未過度地增加完成一沉積層所需的時間)。此等技術可以被實施成用以執行該等技術的軟體,以運行該軟體的電腦、印刷機或其他裝置之形式,以形成一材料層的控制資料(例如,一印刷影像)的形式、做為一沉積機制、或者以藉由該等技術生產的電子或其他裝置(例如,平面裝置或其他消費性終端產品)之形式。雖然提出具體之實例,但本說明書所描述的原理亦可以套用於其他方法、裝置以及系統。
一實例將協助介紹有關於每一目標區域之填充量之智慧式規畫的若干概念。藉由決定每一目標區域之可能噴嘴液滴量組合,一特定噴嘴噴發波形的每一噴嘴液量資料(或者差異資料)可被用以規畫多個目標區域之並行沉積。能夠在多個通程內沉積油墨液滴而將每一目標區域填充至一個位於符合規格的狹窄公差範圍內的預定填充量的噴嘴的可能組合的數量通常很大。暫時回到圖1A所介紹的假想情況,若依據規格可接受的填充量係介於49.75pL與50.25pL之間(意即,在目標的0.5%範圍之內),則可接受的填充量亦可以利用噴嘴/通程的許多不同組合達成,包含但不限於:(a)噴嘴2(10.01pL)的五個通程,總共50.05pL;(b)噴嘴1(9.80pL)的單一通程以及噴嘴5(10.03pL)的四個通程,總共49.92pL;(c)噴嘴3(9.89pL)的單一通程以及噴嘴5(10.03pL)的四個通程,總共50.01pL;(d)噴嘴3(9.89pL)的單一通程、噴嘴4(9.96pL)的三個通程、以及噴嘴5(10.03pL)的單一通程,總共49.80pL;以及(e)噴嘴2(10.01pL)的單一通程、噴嘴4(9.96pL)的二個 通程、以及噴嘴5(10.03pL)的二個通程,總共49.99pL。其他組合明顯地亦有可能。因此,即使僅提供一種噴嘴驅動波形選擇給每一噴嘴(或者所有噴嘴),上述的第一實施例仍可被用以以一連串經過規畫的偏移量或者"幾何步階"相對於基板偏移印刷頭,此在每一掃程期間套用於盡可能多的噴嘴以沉積液滴(例如,於不同的目標區域),但以一種刻意的方式針對每一目標區域結合沉積之液滴。換言之,在此假想情況之中,可以使用許多噴嘴-液滴量之組合以達成所需之填充量,且一特定之實施例實際上透過其對掃越動作及/或噴嘴驅動波形之選擇,針對每一目標區域選擇一個特別的可接受的液滴組合(意即,每一區域一個特別組合),以利用各別噴嘴達成目標區域的不同列及/或行的並行填充。藉由以一種最小化印刷進行時間的方式選擇印刷頭/基板相對動作之模式,此第一實施例提供實質上提高的製造生產量。請注意此處之提高可以選擇性地被實施成最小化印刷頭/基板掃程或"通程"之次數,以一種最小化印刷頭/基板相對移動之列距的方式,或者以另一種最小化整體印刷時間的方式。換言之,印刷頭/基板移動(例如,掃程)可以被預先規畫並使用而以一種符合預定標準的方式填充目標區域,諸如最少的印刷頭/基板通程或掃程、在一或多個特定維度上的最小印刷頭及/或基板移動、以最少的時間印刷、或其他標準。
同樣的方式均相等地適用於圖1B的假想情況,其中之噴嘴並未特別地對齊各別目標區域。同樣地,若依據規格可接受的填充量係介於49.75pL與50.25pL之間(意即,在目標任一側的0.5%範圍之內),則可接受的填充量亦可以利用噴嘴/通程的許多不同組合達成,包含但不限於,以上所有針對圖1A列出的實例以及特別針對圖1B的假想情況的額外實例, 其中在單一通程內使用二個毗鄰噴嘴填充一特定目標區域,例如,噴嘴(4)(9.96pL)與噴嘴(5)(10.03pL)的二個通程、以及噴嘴(2)(10.01pL)的一個通程,總共49.99pL。其他組合明顯地亦有可能。
該等相同之原理亦適用於上述之第二實施例。舉例而言,在圖1A所提出的假想情況之中,每一噴嘴均可以被五種不同的噴發波形驅動,標示成噴發波形A至E,使得對於不同噴發波形不同噴嘴產生的液量的特性如同下表1A所列。僅考慮目標區域104及噴嘴(1),其將可能在五次通程之內沉積50.00pL於之目標量,舉例而言,以一第一印刷頭利用預定之噴發波形D進行(以自噴嘴(1)產生一9.96pL之液滴),以及利用預定之噴發波形E進行四個後續之通程(以自噴嘴(1)產生一10.01pL之液滴),在掃程路徑中全無任何偏移。同樣地,其可以針對每一噴嘴在每一個通程中並行使用不同的噴發波形之組合,以在掃程路徑中並無任何偏移下,於每一目標區域之中產生接近目標數值的液量。因此,以此種方式使用多次通程將有利於想要並行式地將液滴沉積於不同目標區域(意即,沉積於不同的像素列,舉例而言)的實施例。
Figure TWI609797BD00001
此等相同的方式全部均同樣地適用於圖1B的假想情況。例如,僅考慮目標區域104以及噴嘴(1)與(2)(意即,在一掃程期間交疊目標區域154的二個噴嘴),其有可能在三個通程之內達成50.00pL,舉例而言,利用噴嘴(1)與預定的波形B(產生9.70pL之液滴量)以及噴嘴(2)與預定的波形C(產生10.10pL之液滴量)以一第一印刷頭之通程進行、利用噴嘴(1)與預定的波形E(產生10.01pL之液滴量)以及噴嘴(2)與預定的波形D(產生10.18pL之液滴量)以一第二印刷頭之通程進行、以及利用噴嘴(1)與預定的波形E(產生10.01pL之液滴量)以一第三印刷頭之通程進行。
請注意,圖1A的假想情況與圖1B的假想情況二者亦極有可能於單一通程之內各自沉積以填充此例中的單一列目標區域中的每一目標量;例如,其有可能將印刷頭旋轉九十度,並針對同一列中的每一個目標區域,從每一個噴嘴發出單一液滴而正好沉積50.00pL,舉例而言,針對噴嘴(1)使用波形(E)、針對噴嘴(2)、(4)、(5)使用波形(A)、而針對噴嘴(3)使用波形(C)(10.01pL+10.01pL+9.99pL+9.96pL+10.03pL=50.00pL)。
該等相同之原理亦適用於上述之第三實施例。例如,就圖 1A所提出的假想情形而言,液量特性可以反映一第一印刷頭(例如,"印刷頭A")之噴嘴,以此第一印刷頭與四個額外印刷頭(例如,印刷頭"B"到"E")整合在一起,各自由單一噴發波形驅動且分別具有每一噴嘴之液滴量特性。印刷頭被共同組構,使得在進行一掃越動作時,對於印刷頭標示為噴嘴(1)的每一個噴嘴均被調整成印刷至一目標區域(例如,圖1A的目標區域104),各個印刷頭之中標示為噴嘴(2)的每一個噴嘴均被調整成印刷至一第二目標區域(例如,圖1A的目標區域105),等等,其中不同印刷頭中的不同噴嘴的液量特性描述於下表1B之中。選擇性地,各別印刷頭均可以利用一個調整間隔的馬達彼此偏移,例如,在掃程之間進行。僅考慮目標區域104以及每一印刷頭上的噴嘴(1),其有可能於四個通程之內沉積50.00pL,例如,利用一第一印刷頭之通程,其中印刷頭D與印刷頭E二者均噴發一液滴至該目標區域,而三個後續通程均僅有印刷頭E噴發一液滴至該目標區域。其他組合可能使用甚至更少的通程,而仍然可以在該目標區域內產生接近50.00pL目標的液量,例如,在49.75pL與50.25pL的範圍之內。再次僅考慮目標區域104以及每一印刷頭上的噴嘴(1),其有可能於二個通程之內沉積49.83pL,例如,利用一第一印刷頭之通程,其中印刷頭C、D與E全部噴發一液滴至該目標區域,以及一第二印刷頭之通程,其中印刷頭D與E二者均噴發一液滴至該目標區域。同樣地,其可以在每一個通程中並行使用來自不同印刷頭的不同噴嘴之組合,以在掃程路徑中並無任何偏移下,於每一目標區域之中產生接近目標數值的液量。因此,以此種方式使用多次通程將有利於想要並行式地將液滴沉積於不同目標區域(意即,沉積於不同的像素列,舉例而言)的實施例。
Figure TWI609797BD00002
所有相同的方式均同樣地適用於圖1B的假想情況。再次僅考慮目標區域154以及位於每一印刷頭上的噴嘴(1)與(2)(意即,在一掃程期間交疊目標區域154的二個噴嘴),其有可能在二個通程之內沉積50.00pL,舉例而言,利用一第一印刷頭之通程,其中印刷頭C與E噴發噴嘴(1)而印刷頭B與C噴發噴嘴(2),以及一第二印刷頭之通程,其中印刷頭C噴發噴嘴(2)。其亦有可能於單一通程之內沉積49.99pL(明顯地落入一49.75pL與50.25pL之間的示範性目標範圍之內),例如,利用一印刷頭之通程,其中印刷頭C、D及E噴發噴嘴(1)而印刷頭B及E噴發噴嘴(2)。
其亦應顯然可知,選擇性地結合掃程路徑偏移,使用供選替之噴嘴噴發波形大幅地增加能夠以一特定印刷頭達成的液滴量組合之數目,且此等選項又如前所述地藉由多個印刷頭(或者等效地,多個噴嘴列)之使用而進一步增加。舉例而言,在圖1的說明之中傳達如上的假想範例之中,一個分別具有各自的固有噴射特性(例如,液滴量)的五噴嘴之組合以及八個供選替波形實際上可以提供數千組不同的可能液滴量組合。將噴嘴- 波形組合的集合最佳化,並針對每一目標區域(或者對一陣列中的每一印刷井區列)選擇噴嘴-波形組合之一特定集合,使得依據預定標準的印刷的進一步最佳化成為可能。在使用多個印刷頭(或者印刷頭噴嘴列)的實施例之中,選擇性地偏移該等印刷頭/列的能力亦進一步增加能夠適用於印刷頭/基板掃程的組合數目。同樣地,對於該等實施例,假定(一或多個)噴嘴-波形組合的多個集合可以選替性地被用以達成特定的填充量,則此第二實施例選擇每一目標區域的"可接受"集合中之特定的一者,其中跨目標區域的特定一者之選擇概括而言相當於利用多個噴嘴的多個目標區域的並行印刷。換言之,藉由改變參數以最小化印刷進行的時間,此等實施例各自均提高其製造生產量,並且促進最小化所需印刷頭/基板掃程或者"通程"的次數、沿著一(或多個)特別維度的印刷頭/基板相對移動之原始距離、整體印刷時間、或者有助於滿足若干其他特定之標準。
請注意此等技術相對於彼此而言係選擇性的;換言之,舉例而言,其有可能在不改變印刷頭/基板掃程的定位步伐且不偏移多個印刷頭/噴嘴列之下,使用多個噴嘴-噴發波形以達成所需的液滴組合,且其有可能在不改變定位步伐或改變噴嘴噴發波形之下,使用印刷頭/噴嘴列偏移。
此等各種不同之技術亦可以選擇性地以任何合意之方式彼此結合或者與其他技術結合。舉例而言,其有可能基於每一噴嘴之基礎,"調整"噴嘴驅動波形,以降低每一噴嘴液滴量之變異(例如,驅動脈衝形狀之塑造,藉由改變驅動電壓、上升或下降斜度、脈衝寬度、衰減時間、用於每一液滴之脈衝數目及各自的位準、等等)。
雖然本文件之中描述的特定應用係提及離散流體貯藏區或" 井區"中的填充量,但其亦可能使用所述之技術沉積相對於基板之其他結構而言(例如,諸如相對於電晶體、通路器(pathway)、二極體以及其他電子組件而言)具有大片地域之一"毯式塗層(blanket coating)"。在此一背景下,攜載疊層材料的流體油墨(例如,將被就地固化、乾燥或硬化以形成一永久器件層者)將擴散至一特定的程度,但將(基於油墨黏性及其他因素)仍相對於基板的其他目標沉積區域維持特定之特性。其有可能在此背景下使用本文之技術,例如,藉由對每一目標區域的油墨填充量的明確之局部化控制,沉積諸如封裝或者其他疊層的毯式疊層。本說明書中所述的技術並未受限於特別提出之應用或實施例。
上述技術的其他變異、優點以及應用對於熟習相關技術者而言應是顯而易見的。也就是說,此等技術可應用於許多不同的領域,不限於顯示裝置或者像素化裝置之產製。本說明書中所述的印刷"井區"係指一基板中預定接收沉積油墨的任何貯藏區,因此具有被調構成用以限制該等油墨流動的化學或結構特性。如同將於下文例示的OLED印刷,此可以包含各別流體貯藏區各自預定接收一各別液量之油墨及/或一各別類型之油墨;舉例而言,在一顯示器應用之中,其中先前提及之技術被用以沉積不同顏色的發光材料,可以針對每一種顏色進行連續印刷程序,使用各別印刷頭及各別油墨-在此例之中,每一程序均可以在一陣列之中"每第三個井區"沉積一次(例如,針對每個"藍"色組件),或者等效而言,沉積於一第三陣列中的每個井區(其將其他顏色組件的井區穿插於交疊的陣列之中)。其他變異形式亦有可能。亦請注意,本揭示之中使用的"列"與"行"並未意指任何絕對的方向。例如,一"列"印刷井區可以延伸於一基板的長度或者寬度上,或者 以其他方式延伸(線性或非線性);概括而言,"列"與"行"在本說明書之中將用以表示各自代表至少一獨立維度的方向,但不必然所有實施例中均如此。並且請注意,由於最新的印刷機可能使用牽涉到多重維度的基板/印刷頭相對移動,故相對移動在路徑或速度上不一定是線性的,換言之,印刷頭/基板相對移動不必然是沿著一直線或者甚至不是連續的路徑或固定的速度。因此,一印刷頭相對於一基板之一次"通程"或"掃程"純粹僅表示牽涉到印刷頭/基板相對移動而利用多個噴嘴在多個目標區域上沉積液滴的一個反複進行之動作。然而,在下文之中針對一OLED印刷流程所描述的許多實施例之中,每一通程或掃程均可以是一大致連續的線性動作,其中每一次接續而來的通程或掃程均與下一個平行,彼此以幾何步階偏移。此種偏移,或者幾何步階,可以是在通程或掃程的起始位置、平均位置、終止位置、或者一些其他類型的位置偏移,並非必然表示平行的掃程路徑。其亦應注意,本說明書所描述的許多實施例均提及不同噴嘴的"並行"使用以沉積於不同目標區域(例如,不同的目標區域列);其中"並行"一詞並非必然是指同步發生的液滴噴射,而只是表示任何掃程或通程期間,不同的噴嘴或者噴嘴群組可以在一彼此互斥的基礎上將油墨噴發至各別目標區域上的概念。舉例而言,一第一群組之一或多個噴嘴可以在一次特定掃程期間被噴發以沉積第一液滴於一第一列之流體井區,而一第二群組之一或多個噴嘴可以在此同一特定掃程期間被噴發以沉積第二液滴於一第二列之流體井區。
基於據此佈局的一些不同實施例之主要部分,本揭示將大略組織如下。圖2A至3C將被用以介紹有關於噴嘴不一致問題、OLED印刷/製造、以及實施例如何解決噴嘴不一致問題的一般原理。此等圖式,將亦 被用以介紹有關規畫印刷頭/基板動作之概念,例如,在偏移變異被用以改變印刷頭噴嘴被用以沉積液滴於一基板之一目標區域陣列中的每一列之情形處。圖4至7將被用以示範可被用以規畫基板之每一目標區域之液滴組合之軟體流程。圖8A至9C被用來提出一些經驗數據,以說明所述技術對於改善井區填充一致性上的有效性。圖10至11將被用以說明一個對於OLED面板製造的示範性應用,以及相關聯的印刷與控制機制。圖12A至12C被用以說明可被用以改變能夠在每一掃程之中沉積的液滴組合。最後,圖13A至14C被用以進一步說明不同的可供選替之噴嘴噴發波形,被套用以提供不同的液滴量。
如同圖2A所描繪,在一應用之中,一印刷程序可被用以沉積一或多層材料於一基板之上。前述之技術可被用以產生印刷機控制指令(例如,一個可被傳輸至一印刷機的電子控制檔案)以供後續之使用於裝置製造。在一特別的應用之中,此等指令可被安排予一噴墨印刷程序,適用於印刷一層低成本、可伸展之有機發光二極體("OLED")顯示器。更具體言之,所述之技術可應用於沉積此一OLED裝置的一或多層發光或其他疊層,舉例而言,"紅色"、"綠色"以及"藍色"(或其他)像素化顏色組件或者此一裝置之其他發光疊層或組件。此示範性應用係非限定性的,且所述之技術可應用於許多其他類型之疊層及/或裝置之製造,無論該等疊層發光與否且無論該等裝置是顯示裝置與否。在此示範性應用之中,噴墨印刷頭的各種傳統設計限制對於可利用各種噴墨印刷系統印刷之一OLED堆疊之各種疊層之製程效率與薄膜塗層均勻度提出挑戰。該等挑戰可以透過本說明書之教示予以化解。
更具體言之,圖2A係一印刷機201之一實施例之平面圖。該印刷機包含一印刷頭203,用以沉積流體油墨於一基板205之上。與列印文字與圖形的印表機應用不同,此例中的印刷機201係在一製造流程中被用以沉積將會具有一預定厚度之流體油墨。換言之,在一典型的製造應用之中,油墨攜載一材料,此材料將被用以形成一成品裝置上之一永久疊層,其中該疊層具有一取決於施用油墨量的符合特別需求之厚度。油墨通常具備一或多種將形成部分成品層之材料的特色,形成單體(monomer)、聚合物(polymer)、或者藉由一溶劑或其他載運介質所攜載之材料的形式。在一實施例之中,該等材料係有機的。在以下所述的油墨的沉積之中,油墨被乾燥、固化或硬化以形成永久層;例如,若干應用使用一紫外線(UV)固化程序以將一單體或聚合物轉變成一硬化物質,而其他程序則使油墨乾燥以移除溶劑並留下被載運的物質於一永久的位置上。其他程序亦有可能。請注意其存在許多其他變異,使所描繪的印刷程序與傳統的圖形及文字應用有所區別;例如,在一些實施例之中,預定材料層之沉積係於一受控制的環境下進行,以將周遭空氣成分調控成不同於一般的空氣,或者以其他方式排除不必要的微粒。舉例而言,如同以下的進一步說明,一個設想的應用使用一製造機構將印刷機201包圍於一氣室之內,使得印刷可以在一受控制的空氣環境存在下進行,諸如一惰性環境,例如,包含但不限於,氮氣、任一種鈍氣(noble gas)、以及其任意組合。
正如於圖2A之中可進一步看出,印刷頭203包含數個噴嘴,諸如噴嘴207。注意在圖2A之中,為了便於例示,印刷頭203及噴嘴被描繪成開口朝外離開頁面,但實際上此等噴嘴及印刷頭係正面朝下向著 基板並隱藏於圖2A的可見範圍之外(意即,圖2A所顯示的實際上係印刷頭203之一剖視圖)。其可看出噴嘴被配置成列與行(諸如示範性的列208與行209),雖然不必然所有實施例均如此,換言之,某些實施方式僅使用單一列之噴嘴(諸如列208)。此外,噴嘴列有可能被配置於各別印刷頭之上,使每一印刷頭均能夠(選擇性地)個別地相對於彼此偏移,如前所述。在印刷機被用以製造一顯示裝置的一部分(例如,分別用於一顯示裝置的紅色、綠色及藍色組件各自的材料)的應用之中,印刷機通常對於每一種不同油墨或材料會使用專屬的印刷頭組件,而本說明書所描述的技術可以分別適用於每一個對應的印刷頭。
圖2A例示一印刷頭203。印刷機201在此例中包含二種不同的移動機構,可被用以相對於基板205將印刷頭203定位。首先,一滑動器(traveler)或滑動架(carriage)211可被用以裝載印刷頭203並允許相對性的移動,如箭頭213所示。其次,不管以何種方式,一基板運送機構可被用以相對於該滑動器沿著一或多個維度移動基板。舉例而言,如箭頭215所示,該基板運送機構可以允許往二正交方向中的每一者上移動,諸如依據xy笛卡爾直角維度(217),且可以選擇性地支援基板旋轉。在一實施例之中,該基板運送機構包含一氣浮平檯(gas floatation table),用以選擇性地固定及允許基板於一氣體軸承上之移動。此外其應注意,印刷機選擇性地允許印刷頭203相對於滑動器211旋轉,如旋轉圖形218所示。此旋轉允許相對於基板改變噴嘴207的外觀間距與相對組態;例如,若基板的每一目標區域均被定義成一特定區域,或者相對於另一目標區域具有一間隔,則印刷頭及/或基板之旋轉可以在一個沿著掃越方向或垂直於掃越方向的方向上改變噴 嘴的相對間隔。在一實施例之中,印刷頭203之高度亦可以相對於基板205改變,例如,沿著一z笛卡爾直角維度,意即,進入及離開圖2A的圖面的方向。
二條掃程路徑分別藉由圖2A中的方向箭頭219與220例示。簡扼言之,當印刷頭以幾何步階或偏移在箭頭213的方向上移動之時,基板移動機構使基板在箭頭219與220的方向上來回移動。利用此等移動之組合,印刷頭之噴嘴能夠抵達基板上的任何預定區域以沉積油墨。如同先前所引述,油墨係在一受控制的基礎上被沉積於基板的離散目標區域之上。該等目標區域可以被安排成陣列形式,換言之,配置成列與行,諸如分別選擇性地沿著所描繪的yx維度。請注意其可看出噴嘴列(諸如列208)在此圖之中係垂直於目標區域之列與行,意即,使得一噴嘴列在每一次掃程均沿著目標區域列的方向掃過,通過基板上的每一行目標區域(例如,沿著方向219)。然其並不需要對於所有實施例均是如此。為了移動之效率,後續之掃程或者通程接著是逆轉移動之方向,以相反的順序迎接目標區域行,意即,沿著方向220。
此例中目標區域之配置係藉由一強調顯示之區域221描繪,其以一放大的視圖顯示於圖的右側。換言之,二像素列,具有紅色、綠色及藍色組件的每一像素,各自以標號223表示,而正交於掃程方向(219/220)的像素行則各自以標號225表示。在最左上側的像素之中,可看出紅色、綠色及藍色組件佔據不同的目標區域227、229及231,分別係交疊區域陣列的一部分。每一像素中的每一顏色組件亦可以具有相連的電子部件,例如以標號233表示者。在預定製造的裝置係一背光顯示器的情形(例 如,做為一傳統型LCD電視的一部分),該等電子部件可以控制光的選擇性產生,由紅色、綠色及藍色區域進行光的濾除。在預定製造的裝置係一種更新型的顯示器的情形,換言之,其中紅色、綠色及藍色區域直接產生其本身具有對應顏色特性之光,則該等電子部件233可以包含有助於預定色光產生與色光特性的圖案化電極及其他材料層。
圖2B提供印刷頭203及基板205之一特寫剖面視圖,取自圖2A中線條A-A的透視角度。在圖2B之中,已經在說明圖2A時引用的標號代表相同的特徵。更具體言之,標號201基本上表示印刷機,而標號208則代表一列印刷噴嘴207。每一噴嘴均標示以一括號中的數字,例如,(1)、(2)、(3)、等等。一典型印刷頭通常具有多個此種噴嘴,例如,64、128、或其他數目;在一實施例之中,其可以有超過1,000個噴嘴,配置於一或多列之中。如前所述,此實施例中的印刷頭被相對於基板移動,以在掃程之間完成幾何步階或偏移,往箭頭213所示的方向上。取決於基板移動機構,基板可以被正交於此方向移動(例如,進入及離開頁面,相對於圖2B之圖面),且在一些實施例之中,亦順著箭頭213所代表的方向。請注意圖2B同時亦顯示基板的各個目標區域253的一個行225,在此例中,配置成"井區",其接收沉積之油墨,並使沉積之油墨維持於各別井區的結構限制範圍之內。其將假定基於圖2B之目的,僅描繪出一種油墨(例如,每一描繪的井區253均僅代表一顯示器之一種顏色,諸如紅色組件,其他顏色組件及相關井區未顯示於圖中)。請注意圖式並未成比例繪製,例如,其可看出噴嘴被從(1)到(16)編號,而可看出井區之字母是從(A)到(ZZ),代表702個井區。在一些實施例之中,噴嘴將對齊各別的井區,使得所描繪的具有16噴嘴的 印刷頭將利用從圖2B之圖面進入及離開頁面的印刷頭/基板相對移動之掃程,在同一時間往箭頭255的方向沉積油墨於多達16個井區之上。在其他的實施例之中,如同前述(例如,參照圖1B),噴嘴密度將遠大於目標區域密度,且在任一掃程或通程之中,將使用噴嘴的一個子集合(例如,包含一到多個噴嘴的一個群組,取決於哪些噴嘴通過每一目標區域)進行沉積。例如,再次使用一個十六個噴嘴的例示性實例,其可以是噴嘴(1)至(3)可被用以沉積油墨於一第一目標區域之中,而噴嘴(7)至(10)可以並行地用以沉積油墨於一第二目標區域之中,在特定通程之中基於一個互斥的基礎。
傳統上,一印刷機可以被操控成使用十六個噴嘴以並行地沉積油墨於多達十六列井區上,來回移動配合所需的後續掃程,直到例如五液滴沉積於每一井區之中為止,其中印刷頭依據需要利用一固定步伐被推進,其係該掃程經過的帶狀區域的寬度的一個整數倍。本揭示提供之技術,以適當的方式,利用不同噴嘴產生的液滴量的固有變異,以經過計算的組合針對每一井區產生一特定之填充量。不同的實施例依靠不同的技術以達成該等組合。在一實施例之中,其改變幾何步階以達成不同的組合,且可以不受約束地是印刷頭掃過區域之寬度的整數倍之外的某些東西。舉例而言,在適當之情形下,沉積選定之液滴組合的集合於圖2A中的各別井區253,幾何步階可以是印刷頭掃過區域的1/160,在此例之中,實際上代表印刷頭與基板之間相當於一列井區十分之一的間隔之相對位移。下一個偏移或幾何步階可以不同,在適當之情形下,合於每一井區所需之液滴之特別組合,例如,等於印刷頭掃過區域的5/16的一個假想性偏移,相當於井區之一整數間隔;此變異可以依據需要接續以正值與負值步伐,以沉積油墨 而得到預定之填充量。注意許多不同類型或尺寸之偏移均有可能,且步伐尺寸不需要在每個掃程均固定,或者是井區間隔的一個特定的比例縮小的片段。然而,在許多製造應用之中,其需要最小化印刷時間,以盡可能地最大化生產率並最小化每單位之製造成本;針對此目的,在特定的實施例之中,印刷頭移動被以一種最小化掃程的總次數、幾何步階的總次數、偏移或幾何步階的尺寸、以及幾何步階所通過的累計距離的方式規畫及排程。該等手段或其他手段可以個別使用、一起使用、或者以任何合意的方式組合使用,以最小化總印刷時間。在實施例之中,在使用能夠獨立偏移的噴嘴列之情形(例如,多個印刷頭),幾何步階在某種程度上可以表示成印刷頭之間或者噴嘴列之間的偏移量;此偏移量,結合印刷頭組件的整體偏移量(例如,一印刷頭組合件之一固定步伐)可被用以實行可變尺寸之幾何步階,從而可將液滴組合沉積於每一井區。在單獨使用噴嘴驅動波形之變異的實施例之中,可以使用傳統的固定步伐,並利用多個印刷頭及/或多次印刷頭通程實行液滴量變異。如同後文所述,在一實施例之中,噴嘴驅動波形可以在液滴之間針對每一噴嘴加以編程,從而使得每一噴嘴能夠對一列井區之內的每個井區產生及貢獻各別的液滴量。
圖3A、3B、及3C被用以提供有關依靠特定液滴量達成所需填充量的額外細節。
圖3A顯示一印刷頭303之一例示性視圖301以及二相關示意圖見於印刷頭303下方。該印刷頭被選擇性地使用於一實施例之中,該實施例提供印刷頭相對於基板的非固定幾何步階,而標號305被用以表示將特定印刷頭噴嘴(例如,總共16個噴嘴,圖中描繪出噴嘴(1)至(5))對齊不 同的目標區域(此例中係五個,307、308、309、310與311)之偏移。回到圖1A之實例,若噴嘴(1)至(16)分別產生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以及9.95pL流體油墨之液滴量,且假設其想要沉積50.00pL於每個目標區域,公差為此數值的百分之±0.5,則可以使用印刷頭在五次通程或掃程之內沉積液滴,分別使用0、-1、-1、-2、以及-4的幾何步階,產生每個區域49.82、49.92、49.95、49.90以及50.16pL的總填充數值,如圖中所描繪;此顯然落入每一描繪目標區域49.75至50.25pL的預定公差範圍之內。此例中每一步伐均基於一遞增之基礎被表示成相對於先前位置的相對值,但是其亦可以使用其他的方式。因此,如同所見,以一種取決於各別液滴量與每一目標區域之預定填充量的刻意方式結合液滴,可被用以達成精確的、受調控的填充量,並具有高度的可靠性。
注意此同一圖式可被用以代表噴嘴驅動波形變異及/或多重印刷頭之使用。舉例而言,若以噴嘴參考編號(1)至(16)表示十六個不同驅動波形(意即,使用波形1至16)對於單一噴嘴所產生的液滴量,則理論上其可以單純地藉由使用不同的驅動波形而得到每個區域的填充量,例如,針對目標區域307使用波形編號1、2、3、5及9。實務上,由於程序變異可以造成不同的個別噴嘴特性,故系統將針對每一噴嘴及每一波形量測液滴量,且將以此為基礎智慧性地規畫液滴組合。在一個以噴嘴參考編號(1)至(15)指涉多個印刷頭的實施例之中(例如,參考編號(1)至(5)是指一第一印刷頭,參考編號(6)至(10)是指一第二印刷頭,而參考編號(11)至(15)則是指一第三印刷頭),介於印刷頭之間的偏移量可被用以降低通程或掃程之次數;例 如,最右側的目標區域311可以在一次通程之內被沉積三個液滴,包含液滴量10.03、10.09以及9.97pL(印刷頭(1),偏移量0;印刷頭(2),偏移量+1;以及印刷頭(3),偏移量+2)。其應顯然可見,此等多種技術之組合促成特定量液滴的許多可能組合,以在一公差範圍之內達成特定之填充量。注意在圖3A之中,目標區域之間的總油墨填充量之變異係微小且位於公差之內的,意即,位於49.82pL到50.16pL的範圍之內。
圖3B顯示另一例示性視圖351,其中每一掃程均藉由一不同的長方形或長條形表示之,諸如由標號353至360表示者。配合此圖,其應假定印刷頭/基板相對移動係以一可變尺寸幾何步階之有序排程推進。再次注意,通常,每一步伐係表示越過描繪於圖式頁面的平面上(且由標號362至366所表示)的包含五個區域的單一行而掃過多行目標區域(例如,像素)的一次掃程。掃程從頂部到底部被依序顯示,包含一第一掃程353,其中可見印刷頭相對於基板位移至右側,使得僅有噴嘴(1)與(2)分別對齊目標區域365與366。在每一個印刷掃程的圖繪之中(諸如方塊353),圓形描繪每一噴嘴不是實心填滿黑色就是"中空"(意即,填滿白色),實心填滿黑色表示該噴嘴預定在掃程期間於噴嘴位於具體繪出的目標區域上時噴發,而"中空"則意味噴嘴未預定於該時間噴發(但可能在該次掃程遇到的其他目標區域為之)。請注意,在此實施例之中,每一噴嘴均基於一種二分化(binary)之基礎進行噴發,意即,每一噴嘴均依據任何可調整之參數噴發或不噴發,例如,在掃程期間針對每一個遇到的目標區域沉積一預定之液滴量。此"二分化"噴發機制可以選擇性地被運用於本說明書所描述的任何實施例(換言之,例如,在使用多個噴發波形的實施例之中,於液滴之間調整波形參數)。在第 一通程353之中,其可看出噴嘴(1)噴發以沉積一9.80pL之液滴到從最右側數來第二個目標區域365,而噴嘴(2)則噴發以沉積一10.01pL之液滴到最右側之目標區域366。此掃程持續掃過其他行目標區域(例如,其他列之像素井區),適當地沉積油墨液滴。在第一通程353完成之後,印刷頭被推進一個幾何步階-3,此相對於基板向左移動印刷頭,使得噴嘴(1)此時將於一第二掃程354期間往相反於第一掃程的方向通過目標區域362。在此第二掃程354期間,噴嘴(2)、(3)、(4)及(5)亦將分別通過區域363、364、365及366。其可由填黑之圓圈看出,在適當時間,噴嘴(1)、(2)、(3)及(5)將被噴發以分別沉積9.80pL、10.01pL、9.89pL及10.03pL之液滴量,對應至(1)、(2)、(3)及(5)之固有特性。亦請注意,在任一通程之中,位於一列噴嘴之中用以沉積油墨之噴嘴將基於一互斥之基礎對各別目標區域進行此作業,例如,對於通程354,噴嘴(1)被用以沉積油墨至目標區域362(但並未沉積至目標區域363至366中的任一區域),噴嘴(2)被用以沉積油墨至目標區域363(但並未沉積至目標區域362或364至366中的任一區域),噴嘴(3)被用以沉積油墨至目標區域364(但並未沉積至目標區域362至363或365至366中的任一區域),而噴嘴(5)被用以沉積油墨至目標區域366(但並未沉積至目標區域362至365中的任一區域)。一第三掃程,以標號355表示,有效地推進印刷頭一列目標區域(-1幾何步階),使得噴嘴(2)、(3)、(4)、(5)及(6)在此掃程期間分別通過區域362、363、364、365及366;實心填滿的噴嘴圖形表示在此通程期間,噴嘴(2)至(6)中的每一者均將被致動以噴發液滴,分別產生10.01、9.89、9.96、10.03以及9.99pL的液量。
若印刷流程在此時點被中止,舉例而言,則區域366將具有 30.03pL(10.01pL+10.03pL+9.96pL)之填充量,相當於三個液滴,而區域362將具有19.81pL(9.80pL+10.01pL)的填充量,相當於二個液滴。請注意在一實施例之中,掃程模式係依循圖2A之箭頭219及220所代表之來回模式。此等目標區域之後續通程356、357、358、359、360及361(或者多個此等區域之多個行之掃程)分別沉積:(a)10.01pL、0.00pL、0.00pL、10.08pL以及10.09pL之液滴於區域362,對應至後續掃程之中噴嘴(2)、(3)、(4)、(7)及(9)的通程;(b)0.00pL、0.00pL、10.03pL、10.00pL以及10.07pL之液滴於區域363,對應至後續掃程之中噴嘴(3)、(4)、(5)、(8)及(10)的通程;(c)9.89pL,9.96pL,10.03pL,9.99pL,10.09pL以及0.00pL之液滴於區域364,對應至後續掃程之中噴嘴(4),(5),(6),(9)及(11)的通程;(d)0.00pL,9.99pL,10.08pL,10.07pL以及0.00pL之液滴於區域365,對應至後續掃程之中噴嘴(5),(6),(7),(10)及(12)的通程;以及(e)9.99pL,0.00pL,10.00pL,0.00pL以及0.00pL之液滴於區域366,對應至後續掃程之中噴嘴(6),(7),(8),(11)及(13)的通程。再者,請注意此例中之噴嘴係僅配合單一噴發波形使用(意即,使得其液滴量特性不會隨著不同掃程而變化)且係基於一個二分化的基礎,例如,在第五次掃程357之中,噴嘴(7)並未噴發,產生零液滴(0.00pL)給區域366,而在接著而來的掃程,其被噴發,產生一10.08pL之液滴給區域365。
如同在頁面最底部的部分處之標繪圖所見,此假想性掃越流程產生49.99pL、50.00pL、49.96pL、49.99pL以及50.02pL的總填充量,無疑地位於一目標數值(50.00pL)加減百分之½的預定範圍(49.75pL至50.25pL)之內。請注意在此例中,噴嘴被用以在每一次掃程基於一個大體上並行的基礎將油墨沉積至多個目標區域之中,其中每一描繪區域(意即,圖中以 標號362、363、364、365及366標示者)之液滴量之特別組合被規畫成使得多個液滴可以利用多次通程被沉積於每一目標區域之中。八個描繪的通程共同關聯產生一位於指定公差範圍內的填充量的液滴量(例如,在區域362之情形,來自噴嘴(1)、(2)、(2)、(7)及(9)之液滴之組合)之特定集合(或者一特定組合),但亦可以採用其他可能液滴之集合。舉例而言,對於區域362而言,其或者將可能使用來自噴嘴(2)的五個液滴(5 x 10.01pL=50.05pL);然而,此選擇將較無效率,因為需要額外的掃程,(舉例而言)由於噴嘴(3)(9.89pL)在此刻無法基於一並行之基礎被多次地使用(意即,來自此噴嘴的五個液滴將產生5 x 9.89=49.45pL,超出預定的公差範圍之外)。在圖3B所傳達的實例之中,特定之掃程以及其順序係選擇以使用較少的印刷時間、較少次的通程、較小的幾何步階以及盡可能小的幾何步階距離,或者是依據若干其他標準。請注意所描繪的實例僅係用於敘述性地說明,其可能可以使用所列的液滴量,進一步將掃程的數目降低到少於八次掃程即能獲得目標填充量。在一些實施例之中,掃越程序之規畫係以一種避免所需掃程數目的最壞情況的方式(例如,以印刷頭旋轉九十度,每列目標區域一掃程)。在其他的實施例之中,此最佳化根據一或多個最大值或最小值被套用至某一程度,舉例而言,以一種給定一特定油墨在每一目標區域下的所有可能液滴組合產生最少的可能掃程次數之方式規畫掃程。
圖3C顯示一印刷頭303之一例示性視圖301以及二相關示意圖見於印刷頭303下方,類似圖3A,但此處具有未特地對齊特定井區之噴嘴。該印刷頭被選擇性地使用於一實施例之中,該實施例提供印刷頭相對於基板的非固定幾何步階,而標號372被用以表示將特定印刷頭噴嘴(例 如,總共16個噴嘴,圖中描繪出噴嘴(1)至(5))對齊不同的目標區域(此例中係二個,374與375)之偏移。再次延續圖3A之假想情況,若噴嘴(1)至(16)分別產生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以及9.95pL流體油墨之液滴量,且假設其想要沉積50.00pL於每個目標區域,公差為此數值的百分之±0.5,則可以使用印刷頭在三次通程或掃程之內沉積液滴,分別使用0、-1、以及-3的幾何步階,並於每個掃程噴發一或二液滴至每一目標區域。此將造成每區域49.93及50.10的總填充數值,如圖中所繪,同樣地其顯然位於每一描繪目標區域49.75至50.25pL的預定公差範圍之內。因此,如同所見,同一方式一樣適用於噴嘴未對齊井區之情形,並且,以一種取決於各別液滴量與每一目標區域預定填充量的刻意方式之液滴結合,可被用以達成精確的、受調控的填充量。此外,恰如先前針對圖3A之假想情形所述,此同一圖式可被用以代表噴嘴驅動波形變異及/或多重印刷頭之使用。舉例而言,若噴嘴參考編號(1)至(16)指涉十六個不同驅動波形(意即,使用波形1至16)對於單一噴嘴所產生的液滴量,則理論上其可以單純地藉由使用不同的驅動波形而得到每個區域的填充量。相關領域之一般熟習者應能看出,如前所述參照圖3B的同一方式亦同樣適用於噴嘴未特地對齊井區之情形,意即,以包含一或多個噴嘴的群組用於液滴並行沉積至各別井區。最後請注意圖3A、3B、及3C亦代表相當簡單之實例;在一典型應用之中,其可能包含數百到數千個噴嘴,以及數百萬個目標區域。舉例而言,在揭示之技術被套用於一種當前流行之解析度之高畫質電視螢幕(例如,像素各自具有紅色、綠色及藍色井區,而像素配置成1080水平線條之垂直解析度以及1920垂直線條之水平 解析度)的每一像素顏色組件的製造的應用中,其中大約包含六百萬個井區可以接收油墨(意即,三個交疊陣列,各自擁有二百萬個井區)。下一世代之電視預計在此解析度增加四倍或更多。在此一程序之中,為了增進印刷之速度,印刷頭可能使用數千個噴嘴以供印刷,例如,可能的印刷程序排列之數目通常相當龐大。前文所提出的簡化實例係用以介紹概念,但其應注意,考慮到一典型組合中所包含的龐大數目,一現實生活中的電視應用所代表的排列非常複雜,因而其通常係藉由軟體及利用複雜的數學運算施行印刷的最佳化。圖4至7被用以提供該等運算如何施行的非限定實例。
請注意本揭示所引介的技術可以以多種不同的方式呈現。例如,圖4代表數個不同的實施方式階層,共同標示成參考編號401;每一階層均代表前述技術的一個可能的獨立的實施方式。首先,前述技術可以被實施成儲存於非暫態性機器可讀取媒體上的指令,如同圖形403所表示(例如用以控制一電腦或一印刷機之軟體)。其次,對於電腦圖符405,該等技術可以被實施成,舉例而言,在一個設計或製造配合其他產品販售或使用的組件的公司內的電腦或網路的一部分。例如,前述之技術可以被實施成某一公司的設計軟體,而該公司係一高畫質電視(HDTV)製造商的顧問或是為其執行設計;或者,該等技術可以被該一製造商直接使用以製造電視(或者顯示螢幕)。第三,如同前述以及利用一儲存媒體圖形407加以例示,前述之技術可以採取印刷機指令之形式,例如,做為儲存之指令或資料,當啟用之時,將使得一印刷機製造一組件之一或多層,取決於經過規畫之液滴聚集技術之使用,在每一個前述的說明之中。第四,如同一製造設備圖符409所示,前述之技術可以被實施成一製造設備或機器的一部分,或者 是位於此一設備或機器內之一印刷機之形式。例如,一製造機器可以以一種其中液滴量測以及外部供應的"疊層數據"被該機器自動地轉換成印刷機指令的轉換(例如,透過軟體之使用)的方式被販售或客製化,該等印刷機指令將利用本說明書所述之技術進行印刷以明顯地最佳化/加速印刷程序。該等數據亦可以以離線之方式計算,而後基於一個可重現之基礎重新套用於一製造許多單元的可擴充、管線式製程。其應注意,製造設備圖符409之特別描繪代表將於下文說明之一示範性印刷機裝置(例如,參照圖8至9)。前述技術亦可以被實施成一組合件,諸如一個包含將被分開販售的多個組件之陣列411;例如在圖4之中,一些此種組件被描繪成一平面面板裝置半成品之陣列的形式,其將於之後被分開及販售以供納入終端消費產品之中。舉例而言,所描繪之裝置可以具有一或多個疊層(例如,顏色組件疊層、半導體層、封裝疊層或者其他材料)藉由前述之方法沉積。前述之技術亦可以被實施成上述之終端消費產品之形式,例如,用於可攜式數位裝置413(例如,諸如電子平板電腦或者智慧型手機)之顯示螢幕之形式、做為電視顯示螢幕415(例如,HDTV)、或者其他類型之裝置。例如,圖4使用一太陽能面板圖形417以表示上述之程序可應用於其他形式之電子裝置,例如,對每個目標區域結構(諸如構成一聚合裝置的個別電池單體的一或多個疊層)或者毯式疊層(例如,用於電視或者太陽能面板的封裝層)進行沉積。顯然地,其可能存在許多其他實例。
前述之技術可應用於例示於圖4中的任一階層或組件,但並不受限於於。例如,本說明書所揭示技術之一實施例係一終端消費裝置;本說明書所揭示技術之一第二實施例係一種設備,此設備包含用以控制一 疊層之製造的資料,利用特定噴嘴液量之組合得到每個目標區域特定填充量;噴嘴液量可以預先決定,或者現場測定及套用。又另一實施例係一沉積機器,例如,使用一印刷機以利用前述之技術印刷一或多種油墨。該等技術可以實施於單一機器或者一台以上之機器,例如,一網路或者一系列機器,其中不同的步驟被施行於不同的機器。所有該等以及其他實施例均可以獨立地使用本揭示所介紹之技術。
用以規畫印刷之一示範性流程透過圖5引介。此流程及相關方法與裝置概括以標號501表示。
更具體言之,每一噴嘴之液滴量(以及用於每一噴嘴之每一波形,若使用多個驅動波形的話)均被具體決定(503)。舉例而言,其可以使用各種技術執行此測定,包含但不限於內建於一印刷機(或者一工廠常駐機台)中的光學成像或雷射成像裝置,該等裝置在作業期間(例如,校準印刷動作期間或者現場印刷運作期間)成像液滴以及根據液滴形狀、速度、軌跡及/或其他因子精確地計算液量。或亦可以使用其他技術,包含印刷油墨,而後利用後印刷成像或其他技術以根據圖案識別估算個別的液滴量。或者,可以根據印刷機或印刷頭製造商提供的資料進行識別,例如,根據在製造程序之前於工廠端進行並隨同機器供應(或者在線供應)之量測。在一些應用之中,液滴量特性可能隨時間改變,例如,取決於油墨黏性或類型、溫度、噴嘴堵塞或其他品質減損、或者由於其他因素;因此,在一實施例之中,液滴量測定可以在現場動態地執行,例如,在開機時(或者其他類型的電力循環事件發生時)、一基板的每一回新的印刷時、預定的時間逾時、或者根據其他的排定日程或未排定日程之基礎。如標號504所表示,此資料(量測 而得或者直接提供)被儲存以供在一最佳化流程之中使用。
除了每一噴嘴(以及選擇性地,每一驅動波形)的液滴量資料之外,資訊(505)同時亦被接收,有關每一目標區域之預定填充量。此資料可以是預定套用於所有目標區域的單一目標填充數值、預定套用於個別目標區域的各別目標填充數值、目標區域之列或者目標區域之行、或者以一些其他方式展開之數值。舉例而言,當套用於製造相對於個別電子元件結構(諸如電晶體或通路器)而言算大型的單一"毯式"疊層材料之時,此資料可以包含預定套用於一整個疊層的單一厚度(例如,之後軟體根據相關油墨特有的預定轉換資料將其轉換成每一目標區域之預定油墨填充量);在此一情形下,資料可以針對每一"印刷單元"(此例中其可以等同於每一目標區域或者包含多個目標區域)被轉譯成一普通數值。在另一實例之中,該資料可以代表對於一或多個井區之一特定數值(例如,50.00pL),隨同提供的或者根據背景理解出來的範圍資料。其應從此等實例理解到,預定之填充量可以以許多不同的形式指定,包含但不限於,厚度資料或液量資料。額外的過濾或處理標準亦可以選擇性地提供給一接收裝置或者由其執行;例如,如前所述,填充量的隨機變異可以由一接收裝置注入一或多個提供的厚度或液量參數,以使得人眼無法察覺顯示器成品之中的斑線效應。此變異可以被預先執行(並被提供成隨不同區域改變的每目標區域各別填充量)或者可以獨立地且透明地推導自一接收裝置(例如,透過一下行電腦或者印刷機)。
根據每一區域的目標填充量以及個別液滴量量測(意即,針對每一印刷頭噴嘴以及每一噴嘴驅動波形),該程序接著選擇性地繼續進行以計算加總成一位於預定公差範圍內之一填充量的各種不同液滴之組合(意 即,依據程序區塊506)。如前所述,此範圍可以隨同目標填充資料提供或者可以根據背景"理解"出來。在一實施例之中,該範圍被理解為一提供填充數值的±百分之一。在另一實施例之中,該範圍被理解為一提供填充數值的±百分之零點五。明顯地,公差範圍存在許多其他可能性,可能大於或小於該等示範性範圍。
在這一點上,一實例將有助於傳達一種可能的方法,用以計算可能的液滴組合之集合。回到前述之簡化實例,其假定共有五個噴嘴,各自分別具有9.80pL、10.01pL、9.89pL、9.96pL、以及10.03pL的假想液滴量,且其預定沉積一50.00pL±百分之½(49.75pL至50.25pL)之目標量於五個井區之中。此方法開始於決定可被結合以達到但不超過公差範圍的液滴之數目以及,針對每一噴嘴,該噴嘴以任何可接受的排列方式可以使用的最小與最大的液滴數目。例如,在此假想情況之中,噴嘴(1)不超過一滴,噴嘴(3)不超過兩滴而噴嘴(4)不超過四滴,可以使用任何組合,得到可以納入考慮的各噴嘴的最小與最大液滴量。此步驟限制需要考慮的組合之數目。有了此等對於集合的考慮的限制,該方法接著考慮所需液滴數目之組合(此例中係五),亦針對每一噴嘴進行。例如,該方法首先開始於噴嘴(1),其理解到有關此噴嘴的唯一可接受之組合係自此噴嘴噴發一滴或更少。考慮從此噴嘴噴出一滴的組合,該方法接著設想納入考慮的其他噴嘴-波形組合的最小與最大液滴量;例如,假設其決定噴嘴(1)針對一特定驅動波形產生一個9.80pL的液滴量,則可以使用從噴嘴(3)噴發不超過一滴或者從噴嘴(4)噴發不超過兩滴,加上噴嘴(1)的一滴以達到預定的公差範圍。該方法繼續進行以考慮從噴嘴(1)之單一液滴與從其他噴嘴的四液滴組合之組合,例 如,從噴嘴(2)或(5)噴出四滴、從噴嘴(2)噴出三滴並從噴嘴(4)噴出一滴,等等。考慮僅包含噴嘴(1)之組合,為了簡化說明,以下包含第一噴嘴的不同組合中的任一者均可能在符合公差範圍下使用之:{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)}以及{1(1)、4(5)}。在上述的數學表示式中,括號表示來自一或多個噴嘴的五個液滴的液滴量組合之集合,而括號內的每個括弧之中指定特定之噴嘴;例如,式子{1(1)、4(2)}代表一液滴來自噴嘴(1)且四液滴來自噴嘴(2),9.80pL+(4 x 10.01pL)=49.84pL,此位於指定的公差範圍之內。實際上,此例中的方法考慮可被用以產生預定公差的噴嘴(1)的最高液滴數,評估包含該最高液滴數的組合,將該數目減一,並重複考慮之程序。在一實施例之中,此程序被重複以決定能夠使用的未重複液滴組合的所有可能集合。當包含噴嘴(1)的組合已全部探究完畢之時,該方法繼續進行包含噴嘴(2)但不包含噴嘴(1)的組合並重複此程序,依此類推,測試每一個可能的噴嘴組合以判定其是否能夠達成預定之公差範圍。舉例而言,在此實施例之中,該方法判定不能使用從噴嘴(1)噴出二或多滴液滴之組合,故其開始考慮各種組合之中包含噴嘴(1)噴出一滴而其他噴嘴噴出四滴的組合。該方法實際上評估是否可以使用從噴嘴(2)噴出四液滴,判定其可以{1(1)、4(2)},而後將此數目減一(從噴嘴(2)噴出三液滴),並判定此數目可以配合從噴嘴(4)或(5)噴出單一液滴使用,產生可接受之集合{1(1)、3(2)、1(4)}、{1(1)、3(2)、1(5)}。該方法接著進一步將噴嘴(2)的可接受液滴數目減一,並評估組合{1(1)、2(2)、…}以及{1(1)、 1(2)、…}、等等。一旦包含噴嘴(2)配合從噴嘴(1)噴出一液滴的組合已經考慮完畢,該方法接著進行下一個噴嘴,噴嘴(3),並考慮噴嘴(1)包含此噴嘴但不含噴嘴(2)之組合,並判定唯一可接受的組合係採用{1(1)、1(3)、3(5)}。一旦從噴嘴(1)噴出一滴的所有組合已考慮完畢,該方法接著考慮包含從噴嘴(2)但不從噴嘴(1)噴出液滴的5液滴組合,例如,{5(2)}、{4(2)、1(3)}、{4(2)、1(4)}、{4(2)、1(5)}、{3(2)、2(3)}、{3(2)、1(3)、1(4)}、等等。
同時亦請注意,相同的方式同樣地適用於噴嘴可以被多個噴發波形(各自產生不同的液滴量)驅動的情形。此等額外噴嘴-波形組合純粹提供額外的液滴量以用於選擇位於目標量公差範圍內的液滴組合之集合。使用多個噴發波形亦可以藉由提供更大量的可接受液滴組合,從而在每一個通程增加從大部分噴嘴並行噴發液滴的可能性,以增進印刷程序之效率。在噴嘴具有多個驅動波形且同時亦使用幾何步階的情形下,液滴組合之集合的選擇將納入預定在一特定掃程之中使用的幾何偏移與將被每一噴嘴使用的噴嘴波形二者。
請注意,為了說明之目的,其敘述一種蠻力(brute force)的方式,且實務上通常存在龐大數目的可能組合,例如,噴嘴及目標區域之數目均不小(例如,各自均超過128)。然而,在具有適當軟體的高速處理器的能力範圍之內,該等計算不是問題。並且,請注意其存在許多數學上的快捷方法可應用於減低計算負荷。例如,在一特定的實施例之中,該方法可以排除考慮在任一通程之內使用少於一半可用噴嘴的任何組合(或者,選替性地,可以將考慮限制於在任何單一通程內最小化目標區域(TR)之間的液量變異度的組合)。在一實施例之中,該方法判定僅有某些集合的液滴組合將 產生可接受的總填充值;在一第二實施例之中,該方法窮盡地計算出將產生可接受總填充值的液滴組合的每一個可能集合。其亦有可能使用一種迭代的方式,在多次反複之中,執行一印刷掃程,而考慮待沉積的仍殘餘油墨量可達到預定公差範圍者,以最佳化下一個後續的掃程。其他程序亦有可能。
亦請注意,做為一初始動作,若相同的填充值(以及公差)適用於每一目標區域,則計算該組合一次即已足夠(例如,針對一目標區域)並儲存此等可能液滴組合以供每一目標區域的初始使用。但其並不是對於所有的集合計算方法以及所有的應用必然盡皆如此(例如,在一些實施例之中,可接受的填充範圍可能隨著每一目標區域變動)。
在又另一實施例之中,該方法使用數學上的快捷方式,諸如近似值、矩陣數學、隨機選擇或者其他技巧,以針對每一目標區域決定可接受液滴組合之集合。
如同程序區塊507所表示,一旦決定每一目標區域的可接受組合之集合,該方法接著以一種針對每一目標區域關聯一特別集合(或者液滴組合)的方式實際地規畫掃程。此特別集合之選擇係以一種該特別集合(每一個目標區域一組)代表透過至少一掃程之使用以並行沉積液滴量於多個目標區域而造成的程序節省的方式進行。換言之,在一理想情形下,該方法對於每一目標區域均選擇一特別集合,其中該特別集合代表一印刷頭可以一次同時印刷多列目標區域的方式的特別液滴量組合。選定之組合中的特別液滴選擇代表一個符合一特定標準的印刷程序,諸如最小印刷時間、最少掃程數目、最小的幾何步階尺寸、最小的總幾何步階距離、或者其他標 準。此等標準由圖5中的標號508表示。在一實施例之中,最佳化係帕累托最佳解,其係以一種依序將掃程數目、總幾何步階距離、與幾何步階尺寸中的每一者最小化的方式選擇該特別集合。同樣地,此種特別集合之選擇可以是以任何合意方式執行,其中一些非限定實例進一步說明於下文。
在一實例之中,該方法從每一目標區域之中對應至一特別幾何步階或者套用於所有考慮區域之波形的每一個集合之中選擇一液滴,而後其自可用集合中扣除此液滴並決定一殘餘數目。舉例而言,若五個目標區域各自的可用集合之選擇在開始時是{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)}以及{1(1)、4(5)},則此實施例將從這個初始集合扣除一液滴(1)以取得一個特定於該五目標區域中之一第一者的殘餘數目,從這個初始集合扣除一液滴(2)以取得一個特定於該五目標區域中之一第二者的殘餘數目,從這個初始集合扣除一液滴(3)以取得一個特定於該五目標區域中之一第三者的殘餘數目,依此類推。此評估將代表一幾何步階"0"。該方法接著將評估該等殘餘數目並針對其他可能的幾何步階重複此程序。例如,若接著套用一幾何步階"-1",則該方法將自該五目標區域的該第一者的初始集合扣除一液滴(2)、自該五目標區域的該第二者的初始集合扣除一液滴(3),依此類推,並評估其殘餘數目。
在選擇一特別幾何步階(以及噴嘴噴發)做為印刷規畫的一部分時,該方法依據一評分函數或優先函數分析各個殘餘數目,並選擇得到最佳評分的幾何步階。在一實施例之中,評分對於以下步伐給予較高的 權重(a)最大化同時使用的噴嘴數目者以及(b)最大化受影響目標區域的殘餘組合之最小數目者。例如,在掃越期間使用來自四個噴嘴的液滴的掃程將比僅使用來自二個噴嘴的液滴的掃程更加獲得青睞。情況類似地,若利用上述扣除程序在考慮不同步伐時對於一可能步伐在各個目標區域分別造成1、2、2、4及5個殘餘組合,而對於一第二可能步伐在各個目標區域分別造成2、2、2、3及4個殘餘組合,則該方法將賦予後者較高的權重(意即,最大的最小數目係"2")。實務上,適當的權重係數可以根據經驗發展出來。顯然地,其亦可以套用其他演算法,且可以套用其他形式之分析或者快捷演算法。例如,其可以使用矩陣數學(例如,使用特徵向量(eigenvector)分析)以決定特別液滴組合以及滿足特定標準的相關掃越參數。在另一變異形式之中,可以使用其他公式,例如,將經過規畫的隨機填充變異之使用計入考慮因素,以減輕斑線效應。
一旦特別的集合及/或掃程路徑在標號507之中完成選定,則印刷機動作被按序排程,於標號509處。例如,其應注意到,如果總填充量係唯一考量點的話,則其通常可以以任意的順序沉積一組液滴。若印刷被規畫以最小化掃程或通程之數目,則亦可以選擇幾何步階之順序以最小化印刷頭/基板移動;例如,若在一假想實例中的可接受掃程包含幾何步階{0、+3、-2、+6、-4},則此等掃程可以被重新排序以最小化印刷頭/基板移動,從而進一步增進印刷速度,例如,將掃程安排成{0、+1、+1、+2、+4}的一組步伐的有序排程。相較於第一有序排程之幾何步階{0、+3、-2、+6、-4},包含總步伐遞增距離15,第二有序排程之幾何步階{0、+1、+1、+2、+4}包含總步伐遞增距離8,促成較快速的印刷機反應。
如標號510所表示,對於包含大量預定接收相同目標填充量的目標區域列之應用而言,一種特別的解決方法亦可以被表示成一可重複之模式,其之後被重現於基板的子集合區域上。例如,若在一應用之中包含被配置於單一列中的128個噴嘴以及1024列目標區域,則其預計可以針對255列或較少列目標區域之一子集合區域決定一最佳的掃越模式;因此,在此例中,相同的印刷模式可以被套用於基板的四或更多個子集合區域。一些實施例因此利用如選擇性程序區塊510所表示的可重複模式。
注意非暫態性機器可讀取媒體圖符511之使用;此圖符表示上述之方法被選擇性地實施成用於控制一或多件機器之指令(例如,用於控制一或多個處理器之軟體或韌體)。該非暫態性媒體可以包含任何機器可讀取實體媒體,例如,一隨身碟(flash drive)、軟式磁碟、磁帶、伺服儲存器或大量儲存器、動態隨機存取記憶體(RAM)、光碟(CD)或者其他本地端或遠端儲存器。此儲存可以被實施成一較大型機器的一部分(例如,一桌上型電腦或印刷機中的常駐記憶體)或者一獨立之形式(例如,之後將傳輸一檔案至另一電腦或印刷機的隨身碟或獨立儲存器)。參照圖5所提及的每一個功能均可以被實施成一合併程式的一部分或者實施成一獨立之模組,一起儲存於單一媒體形式之上(例如,單一軟式磁碟)或者多個不同的儲存裝置之上。
如同圖5中的標號513所表示,一旦規畫程序完成,則實際上代表一組印刷機指令的資料將已然產生完畢,包含印刷頭的噴嘴噴發資料以及用於印刷頭與基板之間的相對移動以支援噴發模式的指令。此資料,效用上代表掃程路徑、掃程順序以及其他資料,係一個電子檔案(513),此檔案可以被儲存以供後續使用(例如,如同非暫態性機器可讀取媒體圖符 515所描繪),或者立即套用以控制一印刷機(517)進行代表被選定組合(每個目標區域的噴嘴特別集合)的油墨沉積。例如,該方法可以套用於一獨立電腦之上,其中指令資料被儲存於RAM之中供後續使用,或者供下載至另一機器。或者,該方法可以被實施並動態地由一印刷機套用至"入站(inbound)"資料,以按照印刷機參數(諸如噴嘴-液滴-液量資料)自動地規畫掃程。許多其他替代方式均有可能。
圖6A至6C提供概括而言有關於噴嘴選擇與掃程規畫程序之流程圖。再次請注意,掃程不一定要在方向或移動速度上連續或呈線性,且不一定要從基板的一端一路前進到另一端。
圖6A中之標號601表示一第一方塊圖;此圖代表前述說明中提及的許多示範性程序。該方法首先開始於從記憶體擷取每一目標區域的可接受液滴量組合之集合,於標號603。該等集合可以被動態地計算或者可以預先計算,例如,使用位於不同機器上之軟體。注意一資料庫圖符605之使用,其代表一本地儲存資料庫(例如,儲存於一本地端的RAM之中)或者一遠端資料庫。該方法接著實地針對每一目標區域選擇其中一可接受集合(607)。在許多實施例之中,此選擇係間接的,換言之,該方法處理可接受的組合以選擇特別的掃程(例如,使用前述之技術),且就是此等掃程實際上定義出特別集合。無論如何,藉由規畫掃程,該方法分別選擇每一目標區域之組合之特別集合。此資料從而被用以排定掃程並確定如前所述的移動及噴發模式(609)。
圖6A之中間及右側例示一些程序選項,用於規畫掃程路徑與噴嘴噴發模式,並且實際上以一種代表印刷最佳化的方式選擇每一目標 區域之一特別液滴組合。如標號608所表示,例示之技術僅代表一種用以執行此工作的可能方法。在標號611,其中之分析可以包含決定在可接受的組合之中每一個噴嘴的最小及最大使用(或者噴嘴-波形組合,在其中一噴嘴被一個以上之噴發波形驅動的那些樣例之中)。若一特定噴嘴壞掉了(例如,無法噴發,或者以一無法接受的軌跡噴發),則該噴嘴可以被排除使用(及排除考慮)。其次,若一噴嘴具有非常小或非常大的液滴量,則此可以限制在可接受的組合之中能夠使用來自該噴嘴的液滴數目;標號611代表降低將被考慮的組合數目之預先處理。如同標號612所表示,其可以使用程序/快捷處理以限制將被評估的液滴組合的集合之數目;例如,避免考慮每一噴嘴的"全部"可能液滴組合,該方法可以被組構成選擇性地排除包含少於一半噴嘴(或者其他噴嘴量,諸如¼)的組合、超過一半的液滴係來自任一噴嘴-波形的組合、或者代表液滴量之高變異或代表在同時施用於多個目標區域上的液滴量的巨大變異的組合。其亦可以採用其他衡量標準。
接受待計算/考慮的集合之數目的任何限制之後,該方法接著繼續進行計算及考慮可接受的液滴組合,於標號613處。如標號614與615所示,其可以使用各種不同之程序以規畫掃程及/或以其他方式實際地對每一目標區域(TR)選擇一個液滴量的特別集合。舉例而言,如前所述,一種方法假定一掃越路徑(例如,特定的幾何步階選擇),而後考慮所有列入考慮的TR中最少殘餘集合選擇中的最大者;該方法可以從優在最大化後續掃程立即涵蓋多個目標區域的能力的掃越路徑(供選擇的幾何步階)加上權重。以替代或附加的方式,該方法可以從優在最大化立即使用噴嘴數目的幾何步階加上權重;回到上述的簡化的五個噴嘴之情形,相較於在一通程 中僅噴發三個噴嘴的掃程或通程,套用五個噴嘴至一目標區域的掃程可以被更加從優地加權。因此,在一實施例之中,可以透過軟體套用以下的演算法:S i =[w 1 f{max{#RemCombs TR.i }+w 2 f{max{#Simult.Nozzles i }].
在此示範性方程式之中,"i"代表幾何步階或掃程路徑的特別選擇,w 1代表一依經驗決定的權重,w 2 代表一第二依經驗決定的權重,#RemCombs TR.i 代表假定掃程路徑i之下每個目標區域的殘餘組合之數目,而#Simult.Nozzle i 代表使用於掃程路徑i之噴嘴數目之一計量;注意後面這個數值不一定是一個整數,例如,若每一TR的填充值改變(舉例而言,為了隱藏一顯示裝置中可能被察覺的失真異象),一特定掃程路徑可能具有每行目標區域使用變動的噴嘴數目的特徵,例如,其可以使用一平均值或某些其他計量值。同時亦請注意,該等因素及權重均僅係例示性質,換言之,其有可能使用與其不同的權重及/或考量,僅使用一個變數而不用其他的,或者使用一個完全不同的演算法。
圖6A亦顯示一些另外的選擇。例如,在一實施方式之中的液滴集合之考慮係依據一方程式/演算法進行,於標號617處。一種比較性的衡量方式可以被表示成可以針對每一可供選擇之可能幾何步階計算出來的一個分數,以選擇一個特別步伐或者偏移量。例如,另一種可能的演算法方式包含具有三個項的方程式,如下所示:S i =W v (S v.min /S v )+W e (S e /S e.max )+W d (S d,min /S d ),其中基於S v S e S d 的項分別是針對沉積液滴量之變異、效率(每個通程所使用的最大噴嘴數)以及幾何步階之變異所計算出來的分數。在一公式 之中,"(S v,min /S v )"這一項旨在以一種取決於總液滴數目的方式從每一通程之目標數值最小化填充量之變異。
在一實施例之中,圖6A中的標號619代表能夠利用矩陣數學執行的液滴組合選擇,舉例而言,透過同時考慮所有液滴量組合與使用一特徵向量分析之形式以選擇掃程路徑的數學技術之使用。
如同標號621所示,一迭代程序可應用於降低所考慮的液滴組合之數目。換言之,舉例而言,如同先前一可能處理技術之說明所示,幾何步階可以逐一計算。每次規畫一特定掃程路徑之時,該方法決定每一個考慮的目標區域中仍然需要的遞增量,而後繼續進行以決定一個最適合產生符合預定公差之總液量或每目標區域之填充量的掃程或幾何偏移量。此程序接著可以在各次迭代中被重複,直到所有掃程路徑以及噴嘴噴發模式均規畫完畢為止。
於標號622處,亦有可能使用一混合式程序。舉例而言,在一實施例之中,一第一集合之一或多個掃程或幾何步階可以被選擇及使用,例如,根據每一噴嘴液滴量之最小化偏離以及最大效率(例如,每個掃程所使用的噴嘴)。一旦套用一特定數目之掃程,例如,1、2、3或者更多,則可以召用一個不同的演算法,例如,最大化每個掃程所使用的噴嘴者(例如,與套用液滴量之偏離無關)。上述的任何特定方程式或技術(或其他技術)均可以選擇性地套用於一混合程序中的其中一演算法,且熟習相關技術者無疑地將可設想到其他變異形式。
請注意如同先前所述,在一示範性顯示器製程之中,每目標區域之填充量均可以規畫刻意注入的隨機性(623)以減輕斑線效應。在一實 施例之中,一生成函數(generator function)(625)被選擇性地套用,而以一種達成該規畫隨機性或其他效應的方式,刻意地改變目標填充量(或改變針對每一目標區域之液滴組合所產生的總液量)。如先前所述,在一不同的實施例之中,其亦有可能將此變異納入目標填充量及公差的考慮因素,換言之,甚至在分析液滴組合之前,並且,舉例而言,更早套用所述之演算法方式以符合每一目標區域之填充規格。
圖6B及標號631顯示有關上述迭代式解決方法的一個更詳細的方塊圖。如標號633與635所表示,可能的液滴組合在適當之情形下再次被先識別、儲存、以及擷取,以供軟體評估。對於每一條可能的掃程路徑(或幾何步階),於標號637處,該方法儲存一個指出掃程路徑及套用噴嘴之足跡(639),且其自每一目標區域集合扣除噴嘴噴發(641)以決定每一目標區域之殘餘數目組合(643)。該等項目亦被儲存。接著,於標號645處,該方法依據預先定義之標準評估儲存之資料。例如,如選擇性(虛線)區塊647所示,一個尋求最大化所有相關目標區域的液滴組合最小數目的方法可以分派一分數,指出剛剛儲存的組合是否優於,或劣於,先前考慮的選擇。若符合指定的標準(645),則可以選擇該特定掃程或幾何步階,且儲存殘餘數目組合或者以其他方式標示之以供考慮另一印刷頭/基板掃程或通程時使用,如標號649與651所示。若未符標準(或者考慮尚未完全),則可以考慮另一步伐及/或該方法可以調整考慮中的幾何步階(或一先前選定之步伐)的考慮內容,於標號653處。同樣地,其可能有許多變異。
先前曾述及,掃程進行的順序或者液滴沉積的順序對於目標區域的最終填充值是不重要的。雖然這是事實,但為了最大化印刷速度及 生產量,其偏好將掃程排序,以盡可能產生最快速或最有效率的印刷。因此,若先前未被納入幾何步階分析之因素,則接著可進行掃程或步伐之分類及/或排序。此程序由圖6C表示。
特別是,標號661被用以概括地表示圖6C之方法。舉例而言,運行於一適當機器上之軟體致使一處理器擷取(663)選定之幾何步階、特定集合、或者指定所選掃程路徑的其他資料(且在適當情形下,噴嘴噴發模式,其可以進一步包含指定複數噴發波形之中哪些預定被使用於每一液滴的資料,在其中某些噴嘴可以被一個以上的噴發波形驅動的那些實施例之中)。此等步伐或掃程接著被以一種最小化遞增步伐距離的方式進行分類或排序。舉例而言,再次參見先前引介的假想實例,若選定之步伐/掃程路徑係{0、+3、-2、+6、-4},則其可以被最大程度地重新排序以最小化每一遞增步伐並最小化一移動系統在掃程之間所通過的整體(合計)距離。若不重新排序的話,舉例而言,則介於此等偏移量之間的遞增距離將等於3、2、6及4(使得此例中通過的合計距離將是"15")若以所述的方式將掃程(例如,掃程"a"、"b"、"c"、"d"及"e")重新排序(例如,呈"a"、"c"、"b"、"e"及"d"之順序),則遞增距離將是+1、+1、+2及+4(使得通過的合計距離將是"8")。如標號667所示,在此點處,該方法可以將移動指派至一印刷頭移動系統及/或一基板移動系統,並且可以逆轉噴嘴噴發的順序(例如,若交替之,則使用相反的掃程路徑方向,於圖2A之標號219與220處)。如先前所述且如選擇性程序區塊669所表示,在一些實施例之中,可以針對目標區域之一子集合進行規畫及/或最佳化,其結果接著以一空間重複之基礎套用於一大型基板之上。
此種重複在某種程度上由圖6D表示之。如圖6D所表示, 其應假定,就此段說明而言,其預定製造一個平板裝置之陣列。標號681代表一共同基板,而一組虛線方塊,諸如方塊683,則代表每一平板裝置之幾何形狀。一基準點685,最好是具有二維特性者,被形成於基板之上並被用以於各種製造程序之中進行定位及對齊。此等程序最終完成之後,每一面板683將利用一切割或類似程序被從該共同基板分離出來。在面板陣列代表各別OLED顯示器之情形,共同基板681通常會是玻璃,具備複數結構沉積於該玻璃之頂部,後面跟著是一或多層封裝層;每一面板接著將被反轉,使得玻璃基板形成顯示器的發光表面。就某些應用而言,可以使用其他基板材料,例如,一可撓性材料,透明或者不透明。如前所述,許多其他類型之裝置均可以依據所述之技術製造。其可以針對一平面面板683之一特定子集合687計算一解決方案。此解決方案從而可以被重複於平面面板683之其他類似尺寸之子集合689,且整個解決方案集合接著亦可以被重複於預定自一特定基板形成之每一面板。
前述的各種技術及考量反映出一種可被執行以迅速地且低單位成本地大量生產產品的製程。套用於顯示裝置製造,例如,平板顯示器,則此等技術使得快速的逐面板印刷製程成為可能,該製程自一共同基板產生多個面板。藉由提供快速的可重複印刷技術(例如,在面板之間使用共同油墨及印刷頭),相信印刷程序可以被實質改善,例如,將各層印刷時間降低至未使用前述技術時所需要的時間的一小部分,並確保各目標區域填充量位於規格之內。再次回到大型HD電視顯示器的例子,相信其可以針對大型基板(例如,8.5代基板,大約220cm x 250cm),在一百八十秒鐘或更短的時間內,或者甚至九十秒鐘或更短的時間內,精確並可靠地進行每一 顏色組件層之印刷,此代表實質上的製程改善。改善印刷的效率及品質,為生產大型HD電視顯示器在成本的顯著降低上鋪平了道路,並從而降低了終端消費者成本。如同先前所述,雖然顯示器製造(且特別是OLED製造)係本文引介之技術的一種應用,但該等技術可適用於眾多不同的製程、電腦、印刷機、軟體、製造設備以及終端裝置,並不限於顯示面板。
在公差內沉積精確目標區域液量(例如,井區液量)的能力的效益之一係公差內注入刻意變異的能力,如前所述。此等技術促進了顯示器上的實質品質改善,因為其提供隱藏顯示器像素化失真異象的能力,使得人眼無法察覺此等"斑線效應"。圖7提供一方塊圖701,關聯一種用以注入此變異之方法。如同前述的各種方法及方塊圖,方塊圖701及相關方法均可以選擇性地實施成軟體,在獨立媒體上,或者做為一較大型機器的一部分。
如標號703所示,變異可以被製造成取決於特定之頻率標準。例如,其概括地理解到,人眼對於對比變異的靈敏度係一個亮度、期望觀看距離、顯示解析度、顏色以及其他因素之函數。做為頻率標準的一部分,其使用一種手段,以在對於不同亮度位準處的顏色間對比之空間變異的典型人眼靈敏度的假設下,確保此變異將以一種人眼無法察覺的方式被平滑化,例如,以一種在(a)任何的一或多個方向上,或者(b)特定的預期觀看條件下介於顏色成分之間均未貢獻人眼可察覺圖案的方式。此可以選擇性地使用一個經過規畫的隨機函數達成,如同先前所述。在最低的指定標準下,每一顏色組件及每一像素的目標填充量均可以被以一種經過計算以隱藏任何人眼可見失真異象的方式加以刻意地改變,如標號705所示。 請注意圖7之右側代表各種程序選擇,例如,變異可以被調整成無關於顏色組件(707),利用對於可察覺圖案之測試,在一演算法的基礎上套用,以確保填充量變異並未導致可察覺之圖案。如標號707處所述,對於任何特定之顏色組件(例如,任何特定油墨),變異亦可以被調整成無關於多個空間維度中的每一者,例如,xy維度(709)。同樣地,在一實施例之中,不僅變異針對每一維度/顏色組件被平滑化以使其無法被察覺,並且每一個維度之間的任何圖案之差異亦被抑制以使其無法被看見。於標號711處,其可以套用一或多個生成函數,以確保符合該等標準,例如,在液滴量分析之前,使用任何預定之標準,藉由選擇性地指派微量的目標填充變異至每一目標區域之填充量。如標號713所示,在一實施例之中,該變異可以選擇性地被調整成隨機性的。
於標號715處,每一目標區域之特定液滴組合之選擇因此根據選定之變異標準被加權。此可以如前所述地經由目標填充量變異或者在液滴選擇(例如,掃程路徑、噴嘴-波形組合、或二者)之時執行。其他用以處理此變異之方法亦存在。例如,在一設想的實施方式之中,於標號717處,掃程路徑以一種非線性的方式變動,實際上等於是跨平均掃程路徑方向變動液滴量。於標號719處,噴嘴噴發模式亦可以被改變,例如藉由調整噴發脈衝上升時間、下降時間、電壓、脈衝寬度或者使用每個脈衝之多重信號位準(或者其他形式之脈衝塑形技術)以提供微小的液滴量變異;在一實施例之中,此等變異可以預先計算,而在不同的實施例之中,僅使用產生極微量變異的波形變異,利用其他手段以確保總填充量維持於指定公差範圍之內。在一實施例之中,針對每一目標區域,計算落入指定公差範圍 之內的複數液滴組合,並且針對每一目標區域,在該目標區域中使用哪個液滴組合之選擇被改變(例如,以隨機方式為之或者根據一數學函數),從而有效地改變跨目標區域之液滴量並減輕斑線效應。此變異可以在一列目標區域之上、在一行目標區域之上、或在二者之上沿著掃程路徑之方向實施。
圖8A至9C被用以提供模擬資料給本文所述之技術。圖8A至8C描繪基於五液滴之填充量,而圖9A至9C則描繪基於十液滴之填充量。對於此等圖式中的每一者,字母標示"A"(例如,圖8A及9A)代表多個噴嘴被用以沉積液滴的一種情況,未考慮液量差異。相形之下,字母標示"B"(例如,圖8B及9B)代表選定(5或10個)液滴之一隨機組合以"平均出"噴嘴之間的預期液量差異之情況。最後,字母標示"C"(例如,圖8C及9C)代表掃程及噴嘴噴發取決於每目標區域之特定總油墨量以尋求最小化目標區域間的總填充變異。在此等不同圖式之中,其假定噴嘴間之變異與在實際裝置中所觀察到的變異一致,每一垂直座標軸代表以pL為單位的總填充量,而每一水平座標軸代表目標區域,例如,像素井區或者像素顏色組件,之編號。請注意此等圖式之重點在於顯示總填充量之變異,假設相對於一假定平均值的隨機分佈液滴變異。就圖8A至8C而言,每噴嘴之平均量假定為每噴嘴略微低於10.00pL,而對於圖9A至9C而言,每噴嘴的平均液滴量假定為每噴嘴略微高於10.00pL。
描繪於圖8A中之一第一標繪圖801顯示每井區之液量變異,假設噴嘴液滴量之中存在差異,且並未試圖減輕該等差異。注意此等變異可能是極端的(例如,於峰值803處),具有大約±2.61%的總填充量範圍。如前所述,五液滴之平均值略微低於50.00pL;圖8A顯示二組樣本公差範 圍,以此平均值為中心,包含一第一範圍805,代表一個以此數值為中心的±1.00%之範圍,以及一第二範圍807,代表一個以此數值為中心的±0.50%之範圍。其可以看出一些超過任一範圍之峰值及谷值(例如,峰值803),此一印刷程序造成許多不符合規格(例如,該等範圍的其中一者或另一者)的井區。
描繪於圖8B中之一第二標繪圖811顯示對每一井區使用一五噴嘴隨機集合之每一井區液量變異,試圖以統計之方式平均出液滴量變異之效應。請注意此一技術並未使得在任何特別井區之中均能夠精確地產生一特定之油墨量,此一程序亦不保證總液量在範圍之內。舉例而言,雖然落於規格之外的填充量之百分比遠優於圖8A所表示的情形,但其仍存在個別井區(諸如標示為813之波谷)落於例如分別由標號805與807標示的±1.00%與±0.50%變異範圍的規格之外。在此一情形下,最小/最大誤差係±1.01%,相對於圖8A顯示之數據,反映出隨機混合之改善。
圖8C代表一第三情形,依據前述之技術使用每噴嘴液滴之特定組合。特別是,一標繪圖821顯示變異完全位於一個±1.00%的範圍之內,並且對於所有繪出的目標區域而言幾乎均符合一個±0.50%之範圍;同樣地,該等範圍亦分別由標號805與807表示。在此例之中,五種特別選出之液滴量被用以在每一掃程路線中填充井區,而印刷頭/基板在每一通程或掃程之中適當地移動。此最小/最大誤差係±0.595%,反映出利用此種形式的"智慧式混合"的進一步改善。請注意該等改善及數據之觀察,對於任何形式的智慧型液滴量組合以達成特定填充量或公差範圍而言,將均是一致的,例如,使用噴嘴列(或多個印刷頭)之間的偏移量之情形,或者多個預先選定 之驅動波形被用以容許特別選定液滴量之組合之情形。
如前所述,圖9A至9C顯示類似的資料,但假定每個井區10液滴之組合,具有每一噴嘴大約10.30pL的一個平均液滴量。特別是,圖9A中的標繪圖901代表一個未費心於減少液滴量差異的情形,圖9B中的標繪圖911代表一個隨機套用液滴試圖以統計的方式"平均出"液量差異的情形,而圖9C中的標繪圖921代表一個經過規畫的特定液滴之混合(以達成圖9A/9B之平均填充量,意即,大約103.10pL)的情形。此等各種圖式顯示相對於此平均值的±1.00%及±0.50%變異之公差範圍,分別使用範圍箭頭905及907表示。每一圖式另外顯示代表變異的各個峰值903、913與923。然而請注意,圖9A表示相對於目標的一個±2.27%之變異,圖9B表示相對於目標的一個±0.707%之變異而圖9C則表示相對於目標的一個±0.447%之變異。利用對一較大數目之液滴進行平均,圖9B的"隨機液滴"方法被發現達成一個相對於平均值±1.00%的公差範圍,但不到±0.50%之範圍。相形之下,可看出圖9C所描繪的方法符合上述二公差範圍,證明該變異可被限制成位於規格之內,同時仍容許不同井區之間的液滴組合上的變異。
以下就此觀點說明本揭示所述技術之一選擇性實施例。換言之,對於一個具有最大液滴量變異x%的噴嘴被用以沉積具有最大預期液量變異y%的總填充量的印刷程序而言,傳統上,其幾乎不存有保證總填充量將變動少於x%的方法。對於x%大於y%的應用而言,此存在一個潛在的問題。一液滴平均技術(例如,如見於圖8B與9B中的資料所示)統計式地將目標區域間的液量變異降低至一個x%/(n) 1/2 的預期變異,其中n係每個目標區域達成預定填充量所需的平均液滴數目。請注意,即便使用此一統計方法, 其並無機制能夠可靠地確保實際的目標區域填充量將位於一個y%的公差之內。本說明書所述之技術提供一種用以提供此可靠性的機制。一選擇性實施例因此提供一種產生控制資料,或者控制一印刷機,以及相關設備、系統、軟體的方法,其中目標區域間的統計液量變異優於x%/(n) 1/2 (例如,大致優於x%/(n) 1/2 )之改善。在一特定的實施方式之中,其在印刷頭噴嘴被並行用以在每一掃程沉積液滴於各別目標區域列(例如,各像素井區)的情況下符合上述之條件。或許另外註明如下,在此一特定的實施方式之中,代表目標液滴量±x%之液滴變異的噴嘴將其液滴結合以達成目標區域總填充量之統計變異小於x%/(n) 1/2 的目標區域填充量,並在每一印刷頭/基板掃程之中具有並行使用不同噴嘴於各別不同目標區域列的特徵。
利用一組結合液滴的基本技巧,使得其液量之總和被特別選擇以符合所述之特定目標,此文件以下將轉而針對能夠受益於此等原理的特定裝置及應用進行更加詳細的說明。此說明之立意係非限定性的,意即,用以描述幾個特別構想出的實施方式以實行前述之方法。
如同於圖10所見,一多腔室製造設備1001包含數個一般性的模組或次系統,其中包含一傳輸模組1003、一印刷模組1005以及一處理模組1007。每一模組均維持一受控制之環境,舉例而言,使得印刷能夠在一第一受控之空氣環境下由印刷模組1005執行,而其他處理,例如,諸如一無機封裝層沉積或一固化程序(例如,針對被印刷之材料)之其他沉積程序能夠在一第二受控空氣環境下進行。設備1001使用一或多個機械式持控器(handler)以在模組之間移動一基板,而不會將該基板暴露至一未受控制之空氣環境。在任何特定模組之內,其有可能使用其他基板持控系統及/或特定 之裝置及控制系統,被調整成適用於預定針對該模組進行之處理。
傳輸模組1003之各種實施例可以包含一輸入承載室(loadlock)1009(意即,一個在不同環境之間提供緩衝並同時維持一受控之空氣環境的腔室)、一傳輸室1011(亦具有一持控器以運送一基板)、以及一空氣環境緩衝室1013。在印刷模組1005之內,其有可能使用其他的基板操持機制,諸如一氣浮工作檯(flotation table)以在一印刷程序期間穩定地支撐一基板。此外,一xyz移動系統,諸如一分軸(split axis)或者龍門(gantry)移動系統,可被用以進行至少一印刷頭相對於基板的精確定位,以及提供一y軸輸送系統以供基板之運送通過印刷模組1005。其亦可能在印刷腔室之內使用多種油墨以供印刷,例如,採用各別印刷頭組合件,舉例而言,使得二不同類型之沉積程序能夠在一受控制的空氣環境下在印刷模組內進行。印刷模組1005可以包含一氣體密封櫃1015藏納一噴墨印刷系統,以及用於引入惰性空氣(例如,氮氣、某一鈍氣、其他類似氣體、或其組合)之裝置,並且以其他方式針對環境調控(例如,溫度與壓力)、氣體組成以及微粒成分等方面控制空氣。
一處理模組1007可以包含,例如,一傳輸室1016;此傳輸室亦具有一持控器以傳送一基板。此外,該處理模組亦可以包含一輸出承載室1017、一氮氣堆疊緩衝區1019、以及一固化處理室1021。在一些應用之中,固化處理室可被用以將一單體薄膜固化成一均勻的聚合體薄膜,舉例而言,利用熱能或者UV輻射固化程序。
在一應用之中,設備1001被調構成用於成批液晶顯示器螢幕或者OLED顯示螢幕的批量生產,舉例而言,一次產製位於單一大型基 板上的八個螢幕之陣列。該等螢幕可被使用於電視以及做為其他形式電子裝置的顯示螢幕。在一第二應用之中,該設備可以以大致相同的方式被使用於太陽能面板的批量生產。
套用前述的液滴量組合技術,印刷模組1005可以有利地被使用於顯示面板製造以沉積一或多個疊層,諸如濾光層、發光層、阻障層、導電層、有機或無機層、封裝層以及其他類型之材料。舉例而言,所描繪的設備1001可以載入一基板,且可以被控制成在各個腔室之間來回移動基板,以沉積及/或固化或硬化一或多層印刷層,全部均是以一種不中途暴露至一未受控制空氣環境的不中斷方式進行。基板可以透過輸入承載室1009載入。位於傳輸模組1003中之一持控器可以將基板從輸入承載室1009移至印刷模組1005,且在一印刷程序完成之後,移至處理模組1007以進行固化。藉由後續疊層之反複沉積,各自在目標區域均有受控制之液量,將可生成適合任何預定應用的聚合疊層性質。請再次注意,前述之技術並未受限於顯示面板製程,且可以運用許多不同類型之工具。例如,設備1001之組態可被改變,以將各個模組1003、1005及1007放置於不同的並列位置;並且,其亦可以使用較多的模組或者較少的模組。
雖然圖10提供一組連結腔室或製造組件之實例,但其顯然存在許多其他可能性。前述之油墨液滴沉積技術可以配合圖10描繪的裝置使用,或者甚至用以控制一個由任何其他類型的沉積設備所執行的製程。
圖11提供一方塊圖,顯示一種設備的各個次系統,該設備可被用以製造具有本文所指出的一或多層疊層的裝置。各個次系統的協調係由一處理器1103提供,在軟體(圖11中未顯示)提供的指令下作業。在一 製程期間,處理器將資料饋入一印刷頭1105以使得該印刷頭依照例如一個半色調印刷影像(halftone print image)所提供的噴發指令噴出各種液量之油墨。印刷頭1105通常具有多個噴墨噴嘴,配置於一列(或一陣列中的數列)之中,以及相連的貯存器,使其能夠因應每個噴嘴之一壓電式或其他傳感器之啟動而噴出油墨;此一傳感器致使一噴嘴噴出一受控制之油墨量,該油墨量由一施加至對應壓電式傳感器的電子噴嘴驅動波形信號控管。其亦可以採用其他的噴發機制。印刷頭施加油墨至一基板1107於各種x-y位置處,該等x-y位置對應至各種印刷單元內的網格座標,如同半色調印刷影像所表示。位置上的變異係由一印刷頭移動系統1109以及基板持控系統1111(例如,使得印刷在基板上產生一或多個帶狀區域者)所造成。在一實施例之中,印刷頭移動系統1109沿著一滑動機構來回移動印刷頭,而基板持控系統提供穩定之基板支撐以及基板的"y"維度運送,以使其能夠進行基板任何部分的"分軸"印刷;該基板持控系統提供相對而言較快速的y維度運送,而印刷頭移動系統1009則提供相對而言較慢速的x維度運送。在另一實施例之中,基板持控系統1111能夠提供x-維度及y-維度二者之運送。在又另一實施例中,主要的運送可以完全由基板持控系統1111提供。一影像捕捉裝置1113可被用以定位任何基準點並輔助對齊及/或誤差偵測。
該設備同時亦包含一油墨投送系統1115以及一印刷頭維護系統1117以輔助印刷運作。印刷頭可以被週期性地校準或者接受一維護流程;針對此目的,在一維護排程期間,印刷頭維護系統1117被用以執行油墨或氣體的適當裝填或清除、測試及校準、以及適合於該特別程序的其他動作。
如同先前所介紹,印刷程序可以執行於一受控制的環境之中,換言之,以一種減少污染風險的方式,以免減損沉積層的有效性。針對此效果,該設備包含一腔室控制次系統1119,其控制腔室內的空氣環境,如功能區塊1121所示。選擇性程序變異,如前所述,可以包含在存在一周遭氮氣環境時執行沉積材料之噴出。
如先前所述,在本文所揭示的實施例當中,個別的液滴量被結合以達成每個目標區域的特定填充量,依照一目標填充量選定之。其可以針對每一目標區域規畫一特定之填充量,使填充數值相對於一目標數值在一可接受的公差範圍之內變化。對於此類實施例,其係以一種取決於油墨、噴嘴、驅動波形、以及其他因素之方式,具體地計量液滴量。針對此目的,參考編號1123表示一個選擇性液滴量計量系統,其中其針對每一噴嘴及每一驅動波形量測液滴量1125,而後儲存於記憶體1127之中。此一液滴計量系統,如先前所提及,可以是納入一商業印刷裝置中之一光學閃光燈攝像機或者雷射掃描裝置(或者其他液量計量工具)。在一實施例之中,此一裝置即時(或者接近即時)運作以量測個別的液滴量、沉積軌跡、液滴速度、以及類似資料。此資料被提供給處理器1103,在印刷期間,或者在單次、間歇性的、或者週期性的校準動作期間。如標號1129所示,一預先安排的噴發波形集合亦可以選擇性地關聯每一噴嘴,以供後續使用以產生特定的每個目標區域之液滴組合;若此一波形集合被使用於實施例,則液滴量量測利用液滴計量系統1127在校準期間針對每一噴嘴與每一波形被有利地計算出來。提供一即時或接近即時之液滴量計量系統大幅地提高提供位於預定公差範圍內的目標區域填充量的可靠性,因為量測可以在需要時進 行並被處理(例如,被平均)以最小化統計液量之量測誤差。
標號1131表示運行於處理器1103上的印刷最佳化軟體之使用。更具體言之,此軟體,根據液滴量1125(現場量測或者以其他方式提供),使用此資訊以規畫印刷,規畫之方式係適當地結合液滴量以獲得每個目標區域的特定填充量。在一實施例之中,對於以上的每個實例,總液量可以被規畫至下達0.01pL或更佳的解析度,在某一誤差公差之內。印刷規畫完畢之後,處理器計算印刷參數,諸如掃程之數目及順序、液滴尺寸、相對液滴噴發次數、以及類似資訊,並建立一個用以決定每一掃程之噴嘴噴發的印刷影像。在一實施例之中,該印刷影像係一個半色調影像。在另一實施例之中,一印刷頭具有多個噴嘴,多達10,000個。如同將於下文之說明,其可以依據一時間數值以及一噴發數值(例如,描述一噴發波形之資料或者指出一液滴是否將被"數位式地"噴發之資料)描述每一液滴。在一個依靠幾何步階及二分化噴嘴噴發之決斷以改變每一井區之液滴量的實施例之中,每一液滴均可以由一位元之資料、一步伐數值(或掃程數目)以及一指出該液滴預定被置於何處之位置數值定義之。在一個掃程代表連續移動的實施方式之中,一時間數值可被等同於一位置數值使用。無論係基於時間/距離或者絕對位置,該數值描述一個相對於一參考點(例如,一同步標記、位置或脈衝)之位置,其精確地指定一噴嘴應於何處及何時噴發。在一些實施例之中,可以使用多個數值。舉例而言,在一個特別構想出來的實施例之中,其以一種對應於一掃程期間每一微米之相對印刷頭/基板移動的方式針對每一噴嘴產生一同步脈衝;相對於每一同步脈衝,每一噴嘴被編入(a)一偏移數值,描述該噴嘴噴發之前之一整數時脈周期延遲、(b)一4位元波形選擇 信號,描述被預先編定至專用於特定噴嘴驅動器的記憶體中的十五個波形選擇的其中一者(意即,十六個可能數值的其中一者指定噴嘴之一"停機"或非噴發狀態)、以及(c)一可重複性數值,指定該噴嘴是否應僅被噴發一次、每一同步脈衝噴發一次或者每n個同步脈衝噴發一次。在此一情形下,每一噴嘴的波形選擇及一位址均被處理器1103關聯至儲存於記憶體1127中之特定液滴量資料,其中自一特定噴嘴噴發一特定波形代表一經過規畫之決定,決定一特定之對應液滴量預定被用以供應聚集之油墨至基板的一個特定目標區域。
圖12至14C將被用以引介可被用以結合不同液滴量以在每一目標區域獲得精確度在公差之內的填充量。在一第一技術之中,噴嘴之列可以在印刷期間(例如,介於掃程之間)選擇性地相對於彼此偏移。此技術之說明將參照圖12A至12B。在一第二技術之中,噴嘴驅動波形可被用以調整壓電傳感器噴發,從而調整每一噴出液滴之性質(包含液量)。圖13A至13B被用以說明一些選擇。最後,在一實施例之中,其預先計算出一組多個、可供選擇之液滴噴發波形,並提供以配合每一印刷噴嘴使用。此技術及相關電路之說明將參照圖14A至14C。
圖12A提供一印刷頭1203之一平面圖1201,其往一箭頭1207所示的掃越方向通過一基板1205。此處可看出該基板包含若干像素1209,每一像素均具有井區1209-R、1209-G及1209-B關聯於各別顏色組件。再次請注意此描繪僅係範例,意即,本說明書中所用的技術可套用於一顯示器中的任何疊層(例如,不限於個別顏色組件,且不限於有顏色的疊層);該等技術亦可用以製造顯示裝置以外的東西。此例中,印刷頭預定一次沉積一 種油墨,並假定油墨係特定於顏色組件,對於顯示器的各別井區,將執行不同的印刷程序,各自針對其中一種顏色組件。因此,若一第一程序正被用以沉積一種特定於產生紅光的油墨,則僅有每一像素之一第一井區,諸如像素1209之井區1209-R以及像素1211之一相仿井區,會在此第一印刷程序之中接收油墨。在一第二印刷程序之中,僅有像素1209之第二井區(1209-G)以及像素1211之一相仿井區會接收一第二油墨,依此類推。各種不同的井區因此被視為目標區域(此例中,流體貯藏區或井區)中的三個不同的交疊陣列。
印刷頭1203包含若干噴嘴,諸如以編號1213、1215及1217表示者。在此例之中,每一編號均表示一個不同的噴嘴列,各列均沿著基板之一行軸1218延伸。其可看出噴嘴1213、1215及1217形成噴嘴之一第一行,相對於基板1205,而噴嘴1229則代表噴嘴之一第二行。如圖12A所描繪,噴嘴並未對齊像素,且當印刷頭在一掃程之中通過基板之時,某些噴嘴會通過目標區域之上,但其他噴嘴並不會。此外,在圖中,當印刷噴嘴1213、1215及1217精確地對齊開始於像素1209的一列像素的中心,此時第二行的印刷噴嘴1229將亦通過開始於像素1211的那列像素之上,但並未精確地對齊該等像素之中心。然而,在許多應用之中,液滴在一目標區域內沉積的精確位置並不重要,故此種錯位係可以接受的。請注意此圖僅係例示性質,例如,實務上,噴嘴之間隔在一些實施例之中可以緊密得足以讓單一印刷頭中一個以上的噴嘴可被用以在任一通程之內沉積油墨於一特定井區之中(例如,如圖1B及3C的假想情形中所示)。噴嘴的行與井區的列之間的對齊/錯位分別藉由線條1225與1227描繪出來,該等線條表示預 定接收油墨的印刷井區之中心。
圖12B提供一第二視圖1231,其中可看出三列噴嘴(或個別印刷頭)全部均相對於軸線1218旋轉大約三十度。此選擇性功能先前描述於圖2A中之標號218處。更具體言之,由於此旋轉,噴嘴沿著行軸1218的間隔當下改變,使得每一行噴嘴對齊井區中心1225與1227。然而請注意,由於掃越之移動1207,每一行噴嘴中的噴嘴均將於不同的相對時間點越過一行像素(例如,1209與1211),因此可能具有不同的位置噴發資料(例如,不同的液滴噴發時序)。在一些實施例之中,其偏好此種特殊對齊配置,特別是在需要於目標區域之內精確地定位沉積液滴的情形下。在其他的實施例之中,偏好其中噴嘴未特地或未精確對齊目標區域的配置,由於縮減的系統複雜度,特別是在不需要將每一液滴定位於目標區域內一精確位置上之情形。
如圖12C所描繪,在一實施例之中,選擇性地配備多列噴嘴之一印刷頭能夠使各列選擇性地彼此偏移。換言之,圖12C提供另一平面圖,其中每一印刷頭(或者噴嘴列)1219、1221及1223相對於彼此偏移,如偏移箭頭1253與1255所描繪。該等箭頭表示使用一種選擇性的移動機制,每一列噴嘴一個,以容許對應列相對於印刷頭組合件的選擇性偏移。此在每一掃程提供不同的噴嘴組合(以及關聯的特定液滴量),因此得以提供不同的特定液滴組合(例如,於標號1207處)。例如,在此一實施例之中,如同圖12C所描繪,此一偏移允許噴嘴1213與1257二者均對齊中心線1225,因此使其各別的液滴量結合於單一通程之中。請注意此實施例被視為改變幾何步階的實施例的一個特殊樣例,例如,即使一印刷頭組合件1203 在相對於基板1205的連續掃程之間的幾何步階尺寸係固定的,但利用相對於位於其他掃程內一特定列之位置的移動機制,一特定列噴嘴的每一個此種掃越移動實際上係被定位於一可變的偏移量或步伐之上。然而,其應理解,與先前所引介的原理一致,此一實施例允許個別的每一噴嘴液滴量針對每一井區被聚集於特別的組合(或者液滴集合)之中,但具有縮減數目之掃程或通程。舉例而言,利用描繪於圖12C中的實施例,每一掃程可以沉積三液滴於每一目標區域(例如,紅色組件之井區)之內,並且,該等偏移量允許經過規畫的液滴量組合之變異。
圖12D例示一顯示器完成品之一井區(例如,圖12A之井區1209-R)在掃越的方向上所取之一剖面。特別是,此視圖顯示一平面顯示器,特別是一OLED裝置,之基板1252。所描繪之剖面顯示一作用區1253與用以接收電氣信號的導電接頭1255以控制該顯示器(包含每一像素之顏色)。視圖之一小橢圓區域1261被放大於圖的右側,以例示位於基板1252上方的作用區中的疊層。此等疊層分別包含一陽極層1269、一電洞注入層(hole injection layer;"HIL")1271、一電洞傳輸層(hole transport layer;"HTL")1273、一發射層或發光層(emissive or light emitting layer;"EML")1275、一電子傳輸層(electron transport layer;"ETL")1277以及一陰極層1278。額外的疊層,諸如偏光器、阻障層、底漆及其他材料亦可以被納入。在一些情形下,OLED裝置可以僅包含該等疊層的一個子集合。當所描繪之堆疊在製造之後終於運作之時,電流流動致使EML中的電子與"電洞"復合,導致光的發出。陽極層1269可以包含一或多個透明電極,被多個顏色組件及/或像素共用;舉例而言,陽極可以由氧化銦錫(indium tin oxide;ITO)構成。陽極層1269亦可 以是反射性的或者不透光的,而可以採用其他材料。陰極層1278通常由圖案化電極構成,以對每一像素的每一顏色組件提供選擇性控制。陰極層可以包含一反射性金屬層,諸如鋁。陰極層亦可以包含一不透光層或一透光層,諸如一薄層金屬結合一層ITO。陰極與陽極共同用以供應及收集進入及/或穿過OLED堆疊之電子及電洞。上述之HIL 1271的作用基本上是將電洞從陽極傳送入HTL。而HTL 1273的作用基本上是將電洞從HIL傳送入EML,同時亦阻止電子從EML進入HTL。ETL 1277的作用基本上是將電子從陰極傳送入EML,同時亦阻止電子從EML進入ETL。此等疊層從而共同用以供應電子及電洞進入EML 1275,並將電子與電洞限制於該層之中,使得其能夠復合而產生光。通常,EML對於顯示器每一像素的紅、綠、藍三原色中的每一者均包含獨立控制的主動材料,且如前所述,在此例中均表示為一紅光產生材料。
位於作用區內的疊層可能因為暴露至氧氣及/或溼氣而品質下降。因此其希望藉由封裝該等疊層而提升OLED的壽命,包括封裝該等疊層位於基板對立面的正面和側面(1262/1263),以及橫向的側邊。封裝的目的係提供一個抵禦氧氣及/或溼氣的阻障。此封裝之形成可以全部或局部透過一或多層薄膜層之沉積。
本說明書所述之技術可被用以沉積任何此等疊層,以及此等疊層之組合。因此,在一設想的應用之中,本說明書所述之技術針對三原色中的每一者均提供油墨量給EML層。在另一應用之中,本說明書所述之技術被用以提供油墨量給HIL層,等等。在又另一應用之中,本說明書所述之技術被用以提供油墨量給一或多層OLED封裝層。本說明書所述之印 刷技術可被用以沉積有機或無機疊層,且在適當的製程技術之下,可被用以沉積顯示器及非顯示器裝置的其他類型之疊層。
圖13A係用以介紹噴嘴驅動波形調整以及選替噴嘴驅動波形之使用以自一印刷頭的每一噴嘴提供不同的噴出液滴量。一第一波形1303可看出係一單一脈衝,包含一沉寂之區間1305(0伏特)、一位於時間t 2 之上升斜度1313,關聯一噴嘴噴發之決定、一電壓脈衝或信號位準1307、以及一位於時間t 3 之下降斜度1311。有效脈衝寬度,由標號1309表示,大約等於t 3 -t 2 之持續時間,取決於脈衝之上升與下降斜度之間的差異。在一實施例之中,該等參數(例如,上升斜度、電壓、下降斜度、脈衝持續時間)中的任一者均可以被改變以供針對一特定噴嘴改變其液滴量噴出特性。一第二波形1323類似第一波形1303,除了其代表相對於第一波形1303之信號位準1307的一個較大的驅動電壓1325之外。由於較大的脈衝電壓以及有限的上升斜度1327,其花費較長的時間以抵達此較高之電壓,且情況類似地,一下降斜度1329相對而言通常落後於第一波形之一類似斜度1311。一第三波形1333亦類似第一波形1303,但在此例之中,可以使用一個不同的上升斜度1335及/或一個不同的下降斜度1337取代斜度1313及1311(例如,透過噴嘴阻抗之調整)。不同的斜度可以是讓其更陡峭或者較平緩(所繪出的是較陡峭的情形)。在一第四波形1343之中,相形之下,此脈衝被調製得較長,例如使用延遲電路(例如,一壓控延遲線)以增加一特定信號位準(如標號1345所示)處的脈衝時間以及延遲脈衝的下降信號緣,如標號1347處所示。最後,一第五波形1353代表使用多重離散信號位準,此亦提供一種脈衝塑形之方式。舉例而言,此波形可看出是包含前述之信號位準1307的時間, 但接著是一個上升至一第二信號位準1355之斜度,在介於時間t 3 t 2 的中途施加進來。由於此較大之電壓,此波形之一信號後緣1357可看出落後於下降信號緣1311。
此等技術中的任一者均可被用以結合前述的任何實施例。例如,驅動波形調整技術可以在掃程移動以及噴嘴噴發已經規畫完畢之後,選擇性地被用以改變一個小範圍內的液滴量,以減輕斑線效應。以一種使得第二公差符合規格的方式的波形變異之設計,利用經過規畫的非隨機變異或者經過規畫的隨機性變異,促進了高品質疊層之沉積。例如,回到先前所述的假想情況,其中一電視製造商規定50.00pL±0.50%的填充量,則每區域填充量可以被計算出是位於50.00pL±0.25%(49.785pL-50.125pL)之一第一範圍之內,利用非隨機或隨機性技術套用於波形變異,其中變異統計性地貢獻每液滴不超過±0.025pL的液量變異(假定需要5液滴以達到總填充量)。顯然地,其存在許多變異。
如上所述,在一實施例之中,由圖13A中之第五波形1353所示,可以使用多個信號位準以塑造一脈衝之形狀。此技術參照圖13B被進一步說明。
換言之,在一實施例之中,波形可以被預先定義成離散信號位準之一序列,例如藉由數位資料定義之,並藉由一數位至類比轉換器(DAC)產生一驅動波形。圖13B中的標號1351表示一波形1353,具有離散信號位準1355、1357、1359、1361、1363、1365及1367。在此實施例之中,每一噴嘴驅動器均包含接收及儲存高達十六種不同信號波形之電路,其中每一波形均被定義成包含高達十六個信號位準之序列,各自均被表示成一個多 位元電壓以及一持續時間。換言之,在此一實施例之中,脈衝寬度可以藉由針對一或多個信號位準定義不同的持續時間而被有效地改變,而驅動電壓可以以一種選擇以提供精巧的液滴尺寸變異的方式被塑造其波形,例如,利用計量之液滴量以提供諸如以0.10pL為單位的特定的液量漸次遞增。因此,利用此一實施例,波形塑造提供修改液滴量以使其接近一目標液滴量數值的能力;當結合其他特定的液滴量之時,諸如使用前述的技術,則該等技術促進了每一目標區域之精確填充量。此外,無論以何種方式,該等波形塑造技術同時亦促成一種用以降低或排除斑線效應之策略;舉例而言,在一選擇性實施例之中,特定量之液滴被結合,如上所述,但以一種提供相對於預定公差範圍之邊界的變異之方式選擇最末的一滴(或多滴)液滴。在另一實施例之中,預先定義之波形可以配合適當套用的選擇性的進一步波形塑造以調整液量。在又另一實例之中,供選替之噴嘴驅動波形之使用提供一種規畫液量之機制,使得其不需要進一步的波形塑造。
通常,不同驅動波形與產生的液滴量之效果被預先量測。對於每一噴嘴,高達十六種不同的驅動波形從而被儲存於一個針對每個噴嘴的1k同步隨機存取記憶體(SRAM),以供後續在提供離散的液量變異時的選擇性使用,由軟體選定之。利用現有的不同驅動波形,透過實行特定驅動波形的資料編程,每一噴嘴接著被逐滴指示有關套用哪一個波形。
圖14A例示此一實施例,概括性地以標號1401標示之。特別是,一處理器1403被用以接收定義每一目標區域預定填充量的資料。如同標號1405所示,此資料可以是一個定義每個網格點或位置位址之液滴量的佈局檔案(layout file)或點陣圖檔(bitmap file)。一連串壓電傳感器1407、1408 與1409產生相關聯的噴出液滴量1411、1412以及1413,其分別取決於許多因素,包含噴嘴驅動波形以及印刷頭之間的製造變異。在一校準動作期間,一組變數中的每一者均針對其對於液滴量的效果被加以測試,包含噴嘴之間的變異以及不同驅動波形的使用,假設將使用特定之油墨;若有需要的話,此校準動作可以動態地進行,例如,因應溫度之變化、噴嘴堵塞、或其他參數。此校準藉由一液滴計量裝置1415表示,其提供計量數據給處理器1403,以供使用於管理印刷規畫以及後續印刷。在一實施例之中,此計量數據係在一個著實需要花費數分鐘,例如不超過三十分鐘且最好遠低於此,的動作期間被計算出來(例如,針對數千個印刷頭噴嘴以及也許數十個可能的噴嘴噴發波形)。此數據可以儲存於記憶體1417之中,以在接收到佈局或點陣圖資料1405時對其進行處理。在一實施方式之中,處理器1403係一電腦的一部分,該電腦位於實際印刷機的遠端,而在一第二實施方式之中,處理器1403係與一產品的製造機制(例如,一製造顯示器之系統)或一印刷機整合在一起。
為了執行液滴之噴發,其接收一組一或多個時序或同步信號1419以做為參考,且其通過一時脈樹(clock tree)1421以分佈至每一噴嘴驅動器1423、1424及1425並針對特定噴嘴(分別是1427、1428及1429)產生驅動波形。每一噴嘴驅動器分別具有一或多個暫存器1431、1432及1433,自處理器1403接收多位元編程資料以及時序資訊。每一噴嘴驅動器與其關聯暫存器基於設定暫存器1431、1432與1433的目的接收一或多個專用的寫入致能信號(we n )。在一實施例之中,該等暫存器中的每一者均包含相當數量的記憶體,包含一個1k SRAM以儲存多種預先決定之波形,以及可編程暫存 器以在該等波形之間進行選擇,另外並控制波形之產生。來自處理器的資料和時序資訊被描繪成多位元資訊,儘管此資訊可以經由一序列式或平行式位元連接提供至每一噴嘴(如同將於說明於下文的圖14B中所見,在一實施例之中,此連接係序列式的,而不是圖14A中所見的平行式信號的描繪方式)。
對於一特定之沉積、印刷頭或油墨,處理器為每一噴嘴選擇包含十六個驅動波形的一組波形,可以被選擇性地套用以產生一液滴;請注意此數目係隨意選定的,例如,在一設計之中,可以使用四個波形,而在另一設計之中,可以使用四千個)。該等波形被以有利的方式選擇以針對每一噴嘴的輸出液滴量提供預定之變異,例如,使每一噴嘴至少具有一個產生一接近理想液滴量(例如,10.00pL)的波形選擇,且針對每一噴嘴提供一個刻意安排的液量變異之範圍。在許多實施例之中,對於所有噴嘴均使用同一組十六個驅動波形,而在描繪的實施例之中,每一噴嘴均預先分別定義十六個可能獨特之波形,每一波形給予各別的液滴量特有特性。
在印刷期間,為了控制每一液滴之沉積,選擇其中一個預定波形的資料在噴嘴的基礎上逐一地被設入每一噴嘴的各別暫存器1431、1432或1433。例如,假設一個10.00pL的目標液量,噴嘴驅動器1423可以透過將資料寫入暫存器1431而被組構成設定對應至十六個不同液滴量其中一者的十六個波形的其中之一。每一噴嘴所產生的液量將已由液滴計量裝置1415量測完成,利用處理器1403所記錄並儲存於記憶體中以輔助產生預定目標填充量的逐噴嘴(以及逐波形)液滴量。處理器可以,藉由設定暫存器1431,定義其是否想要特定噴嘴驅動器1423輸出十六個波形中由處理器選 擇的其中一者。此外,處理器可以將暫存器設定成對於一特定掃越路線具有噴嘴噴發的個別噴嘴延遲或偏移(例如,使每一噴嘴對齊印刷頭通過之一網格、修正誤差、以及針對其他目的);此偏移由計數器實行,其針對每一掃程使特定噴嘴偏斜一可編程數目之時序脈衝。在一實施例之中,一個分散至所有噴嘴的同步信號發生於一預定的時間區間(例如,一微秒),而在另一實施例之中,該同步信號被相對於印刷機移動及基板地域調整,例如,在印刷頭與基板之間的每一微米遞增量的相對移動進行噴發。高速時脈(φ hs )以快於同步信號數千倍的速度運行,例如,100百萬赫茲(megahertz)、33百萬赫茲、等等;在一實施例之中,多個不同的時脈或者其他時序信號(例如,閃控信號(strobe signal))可以組合使用。處理器亦設定數值界定一網格間隔;在一實施方式之中,該網格間隔由整群可用噴嘴共用,儘管不需要每一實施方式均如此。例如,在一些情形之中,其可以定義一規則化網格,其中每一噴嘴"每五微米"噴發一次。在一設想實施例之中,一記憶體由所有噴嘴共用,使得處理器預先儲存若干不同的網格間隔(例如,16),由所有噴嘴共用,使得處理器能夠(依照要求)選擇一個新的網格間隔,其從而被讀出至所有噴嘴(例如,定義一不規則網格)。例如,在一個噴嘴針對一OLED之每一顏色組件井區噴發(例如,沉積一非顏色特定層)的實施方式之中,三或多個不同的網格間隔可以被處理器以循環(round robin)方式連續地套用。顯然地,許多設計替代方式均有可能。請注意處理器1403亦可以在運作期間動態地重新編定每一噴嘴之暫存器,意即,同步脈衝被使用做為一觸發以發出設定於其暫存器之中的任何經過編定的波形脈衝集合,且若新資料在下一個同步脈衝之前被非同步地接收到,則新資料將利用下一個同步脈衝套 用。除了設定同步脈衝產生(1436)的參數之外,處理器1403亦控制掃程(1435)的起始及速度。此外,針對前述的各種目的,處理器控制印刷頭之旋轉(1437)。以此種方式,每一噴嘴均可以在任何時間(意即,利用任何"下一個"同步脈衝)利用每一噴嘴十六個不同波形的其中任一者並行地(或同時地)噴發,且選定之噴發波形可以動態地、在噴發之間、在單一掃程期間被切換成十六個不同波形中的其他任何一者。
圖14B顯示在此一實施例之中被用以產生每一噴嘴之輸出噴嘴驅動波形的電路(1441)的進一步細節;該輸出波形在圖14B之中被表示成"nzzl-drv.wvfm"。更具體言之,電路1441接收同步信號、一攜載序列資料之單一位元線("data")、一專用寫入致能信號(we)以及高速時脈(φ hs )之輸入。一暫存器檔案1443提供資料給至少三個暫存器,分別傳送一初始偏移量、一網格定義數值以及一驅動波形ID。該初始偏移量係一可編程數值,調整每一噴嘴以對齊一網格之起頭,如前所述。例如,給定實施變數,諸如多個印刷頭、多列噴嘴、不同印刷頭旋轉、噴嘴噴發速度及模式、以及其他因素,則初始偏移可被用以對齊每一噴嘴之液滴圖案與網格之起頭,以彌補延遲及其他因素。網格定義數值係一數目,代表編程波形被觸發之前,同步脈衝"計數"的數目;在一印刷平板顯示器(例如,OLED面板)的實施的情形下,預定印刷之目標區域應該具有一或多個相對於不同印刷頭噴嘴的規則間隔,對應至一規則的(固定間隔)或不規則的(多重間隔)網格。如先前所提及,在一實施方式之中,處理器保持其本身的十六記錄項SRAM以定義高達十六種不同的網格間隔,可依照要求被讀出至所有噴嘴的暫存器電路。因此,若網格間隔數值被設定成二(例如,每二微米),則每一噴嘴均將 被於此區間噴發。驅動波形ID代表針對每一噴嘴預先儲存之驅動波形的其中一者之一選擇,且可以被以多種方式編程並儲存,取決於實施例。在一實施例之中,驅動波形ID係一四位元選擇數值,且每一噴嘴均具有其本身專用的1k位元組SRAM以儲存高達十六種特定噴嘴驅動波形,儲存成16x16x4B個記錄項。簡而言之,針對每一波形,十六個記錄項中的每一者均包含代表一可編程信號位準的四個位元組,以此四個位元組代表一個二位元組的解析度電壓位準以及一個二位元組的可編程持續時間,用以計數高速時脈之若干脈衝。每一可編程波形因此可以包含(零到一個)離散脈衝到高達十六個離散脈衝,各自均係可編程之電壓及持續時間(例如,等於1至255個33百萬赫茲時脈之脈衝的持續時間)。
標號1445、1446及1447表示一個顯示如何能夠產生一特定波形之電路的實施例。一第一計數器1445接收同步脈衝,以起始初始偏移之倒數,由一新路線掃程之開頭觸發;該第一計數器1445以微米之遞增量倒數,且當抵達零之時,一觸發信號被從該第一計數器1445輸出至一第二計數器1446;此觸發信號基本上針對每一掃程路線起始每一噴嘴之噴發程序。第二計數器1446接著以微米之遞增量實施一可編程網格間隔。第一計數器1445配合一新掃程路線重置,而第二計數器1446則使用跟隨於其輸出觸發之後的高速時脈的下一個信號緣重置。第二計數器1446,當觸發之時,啟動一波形電路產生器1447,其產生選定之驅動波形形狀給特定噴嘴。如見於產生器電路下方的虛線方塊1448至1450所示,這後一種電路係以一高速數位至類比轉換器1448、一計數器1449、以及一高電壓放大器1450為基礎,其時序則是依據高速時脈(φ hs )。當接收到來自第二計數器1446的觸發 之時,波形產生器電路擷取驅動波形ID數值所代表的數對(信號位準與持續時間),並依據該信號位準數值產生一特定類比輸出電壓,且利用計數器1449負責在一段取決於該計數器的持續時間之內保持DAC輸出。相關的輸出電壓位準從而被施加至高電壓放大器1450,且被輸出做為噴嘴波形。下一個數對接著被閂鎖自暫存器1443以定義下一個信號位準數值/持續時間,依此類推。
所描繪的電路提供一種依據處理器1403提供的資料定義任何所需波形之有效方式。如前所述,在一實施例之中,處理器預先決定一組波形(例如,16個可能波形,針對每個噴嘴)且其接著將每一個此等選定之波形之定義寫入每一噴嘴之驅動器電路的SRAM之中,其中藉由將一個四位元驅動波形ID寫入每一噴嘴暫存器而使得可編程波形之一"噴發時間"決定發生效用。
圖14C提供一流程圖1451,說明使用每噴嘴之不同波形以及不同組態選項之方法。如1453所示,一系統(例如,一或多個處理器,在適當軟體的指令下運作)選擇一組特定的噴嘴驅動波形。針對每一波形以及每一噴嘴(1455),液滴量被具體地量測,例如,利用一雷射計量裝置或者CCD攝像機,舉例而言。此等液量被儲存於處理器能夠存取的記憶體之中,諸如記憶體1457。同樣地,量測之參數可以依照油墨之選擇以及許多其他因素而變動;因此,其係依照該等因素以及經過規畫的沉積動作進行校準。例如,在一實施例之中,校準可以執行於製造印刷頭或印刷機的工廠(1461),且此資料可以被預先編定入一實體裝置(例如,一印刷機)或者提供下載。或者,對於具備一選擇性液滴計量裝置或系統的印刷機而言,此等 液量之量測可以在第一次使用時進行(1463),例如,在初始裝置組態之時。在又另一實施例之中,該等量測在每一個電力周期進行(1465),例如,每一次印刷機被"開機"或者被自一低電力狀態喚醒或者以其他方式被移入一個印刷就緒的狀態之時。如先前所述,對於噴出液滴量受溫度或其他動態因素影響的實施例,可以在一個間歇性或週期性的基礎上執行校準(1467),例如,在一預定時間間隔逾時之後、當偵測到一錯誤之時、在每一個新基板運作的狀態(例如,基板載入及/或卸下期間)、每天、或者基於其他某些基礎。其亦可以使用其他種校準及排程方式(1469)。
校準技術可以選擇性地執行於一離線程序,或者在一校準模式期間,如流程分隔線1470所示。如前所述,在一實施例之中,此一程序在小於三十分鐘之內完成,可能包括數千個印刷噴嘴以及一或多個相關的噴嘴噴發波形。於一線上運作期間(或者一印刷模式期間),描繪於此流程分隔線1470下方,根據特定的量測液滴量,量測的液滴量被使用於選擇每目標區域之液滴集合,使得每一集合的液滴量加總成一個位於一預定公差範圍內的特定總液量,於標號1471處。每一區域之液量之選擇可以根據一佈局檔案、點陣圖資料、或者某些其他表示方式,如標號1472所示。根據此等液滴量以及每一目標區域所允許的液滴量組合,選擇一噴發模式及/或掃程路徑,實際上代表針對每一目標區域將被使用於沉積程序之一特定液滴組合(意即,可接受的組合之集合的其中一者),如標號1473所示。做為此選擇或規畫程序1473的一部分,一最佳化功能1474可以被選擇性地使用,例如,用以將掃程或通程的數目降低成少於每目標區域之平均液滴數乘以目標區域之列數(或行數)的乘積(例如,為了小於一列噴嘴之所需,旋轉90 度使得該列中的所有噴嘴均可以針對每一受影響的目標區域被使用於每一掃程之中,且針對每一列目標區域於多個通程內沉積液滴,一次進行一列)。對於每一掃程,印刷頭可以被移動,且每噴嘴之波形資料可以被編入噴嘴以依據點陣圖或佈局檔案執行液滴沉積指令;此等功能分別由圖14C中的標號1477、1479及1481表示。在每一掃程之後,針對一後續掃程重複該程序,於標號1483處。
請再一次注意,以上描述許多不同的實施方式,其彼此間均係選擇性的。首先,在一實施例之中,驅動波形並非變動的,而是對每一噴嘴維持固定。依據需要,液滴量組合之產生係藉由利用代表印刷頭/基板偏移量之一可變幾何步階,以使得不同的噴嘴交疊不同列之目標區域。使用量測的每噴嘴液滴量,此程序容許特定液滴量之組合,以達成每個目標區域極為特定之填充量(例如,達0.01pL解析度)。此程序可以經過規畫,使得多個噴嘴被用以於每一通程沉積油墨於不同列之目標區域。在一實施例之中,印刷解決方案被最佳化以產生可能的最少掃程以及可能的最快印刷時間。其次,在另一實施例之中,不同的驅動波形可以使用於每一噴嘴,同樣地,利用特定量測之液滴量。印刷程序控制此等波形,使得特定之液滴量被聚集於一特定之組合。同樣地,使用量測的每噴嘴液滴量,此程序容許特定液滴量之組合,以達成每個目標區域極為特定之填充量(例如,達0.01pL解析度)。此程序可以經過規畫,使得多個噴嘴被用以於每一通程沉積油墨於不同列之目標區域。在此二實施例之中,可以使用單一列之噴嘴或者可以使用多列噴嘴,配置成一或多個印刷頭;例如,在一設想的實施方式之中,可以使用三十個印刷頭,每一印刷頭均具有單一列之噴嘴,而 每一列具有256噴嘴。印刷頭可以進一步被組構入各種不同的群組之中;例如,此等印刷頭可以被組構入機械式地安置在一起的五印刷頭之群組,且此等產生之六個群組可以被同時分別安置於一印刷系統之中,以在單一掃程之內提供來自所有印刷頭的噴嘴的並行噴發。在又另一實施例中,其使用具有多列噴嘴之一聚合印刷頭,可以進一步在位置上彼此偏移。此實施例類似前述之第一實施例,相似之處在於其可以使用可變的有效位置偏移量或者幾何步階結合不同的液滴量。同樣地,使用量測的每噴嘴液滴量,此程序容許特定液滴量之組合,以達成每個目標區域極為特定之填充量(例如,達0.05pL,或者甚至0.01pL之解析度)。此並非必然意味量測能夠免於統計上的不確定性,諸如量測誤差;在一實施例之中,此誤差係微小的,且被納入目標區域填充規畫之考量因素。舉例而言,若液滴量量測誤差係±a%,則跨目標區域之填充量變異可以被規畫成位於一目標填充量±(b-an 1/2 )%的公差範圍之內,其中±(b 2 )%代表規格公差範圍,而±(n 1/2 )代表每個目標區域或井區之平均液滴數目之平方根。或許另外註明如下,其可以規畫一個小於規格的範圍,以使得當預期量測誤差被納入考量因素之時,可以預期產生的目標區域總填充量落入規格公差範圍之內。當然,本文所述之技術可以選擇性地與其他統計程序結合。
液滴沉積可以選擇性地被規畫成使得多個噴嘴被用以利用每一通程沉積油墨於不同列的目標區域,其中印刷解決方案選擇性地被最佳化以產生可能的最少掃程以及可能的最快印刷時間如先前所提及,此等技術彼此及/或與其他技術的任何組合均可以被使用。例如,在一特別構想的情況之中,可變幾何步階配合每噴嘴之驅動波形變異以及每噴嘴每驅動 波形之液量量測使用,以達成為每一目標區域規畫之極為特別之液量組合。例如,在另一特別構想的情況之中,固定幾何步階配合每噴嘴之驅動波形變異以及每噴嘴每驅動波形之液量量測使用,以達成為每一目標區域規畫之極為特別之液量組合。
藉由最大化能夠在每一掃程期間並行使用的噴嘴數目以及藉由規畫液滴量組合使得其必然符合規格,此等實施例保證高品質顯示器;藉由亦降低印刷時間,則此等實施例有助於促成超低的每單位印刷成本,從而降低到達終端消費者的價位點。
亦如前述,每目標區域精確填充量之使用使得其能夠使用依據預定標準(在規格之內)變動填充量的先進技術,以避免斑線效應。此提供相對於傳統方法之進一步品質改善。
前述說明及所附圖式中的專門用語與圖繪符號已然詳盡說明以提供對於揭示實施例之全盤了解。在一些樣例之中,該等用語與符號可能意味實行該等實施例不必然需要的具體細節。"示範性"及"實施例"等用詞係用以表達一範例,而非偏好或必要條件。
如前所示,其可以在未脫離本揭示的廣義精神及範疇下對本文提出的實施例進行各種修改及變更。例如,任何實施例之特徵或特色均可以,至少於可行處,與其他任一實施例結合,或者取代其對等之特徵或特色。因此,舉例而言,並非所有的特徵均被顯示於每一圖式之中,例如,依據一圖式之實施例所顯示之一特徵或技術應被假定可以選擇性地被使用做為任一其他圖式或實施例之特徵之一要素,或者彼此結合,即使並未具體於說明書中提及。因此,說明書及圖式均應以例示之性質而非限定之意 義視之。
501‧‧‧規畫印刷之示範性流程
503-517‧‧‧流程501之相關步驟、選項、或裝置

Claims (21)

  1. 一種電子平面裝置的製造方法,該方法包含:使用一印刷頭的噴嘴噴出一液體的液滴於一基板上,該液體攜載一材料,該材料是用以形成該電子平面顯示器裝置的一永久疊層;針對每個噴嘴而從多個波形選擇中選擇至少一個電子驅動波形,其中當該波形選擇被施加以驅動個別的噴嘴時,每個波形選擇已經事先相關於該液體的一特定液滴體積;以及在沉積該液體於該基板上之後處理該液體以固化該液體並且以此形成該電子平面裝置的一永久疊層;其中,選擇動作被執行,如此以將該些特定預期液滴體積合計在一起以得到對於該基板的每一個目標區域的一特定組合預期體積,該液體是被沉積在該目標區域中,該特定組合預期體積是被限制在一預定體積公差之內以位於每個目標區域中,並且使用動作在一基礎上被執行,如此以根據來自該一或多個噴嘴的該些液滴對應於該目標區域的該特定組合預期體積來對每個目標區域沉積一體積的該液體,在該基礎中至少部份的該些液滴被噴至個別的目標區域同時沿著一空間維度,該空間維度與在該印刷頭和該基板之間的掃描移動方向無關。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該電子平面裝置是一顯示器裝置,其中每一個目標區域是一像素井區,該像素井區是用來形成該顯示器 裝置的一個別的、獨立的光產生元件,且其中使用該些噴嘴包含以一方式將該液體沉積在每一個該像素井區之中的一離散基準,在該方式中,液滴同時地被沉積至該些像素井區中且沿著該空間維度對準。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該永久疊層是一種有機封裝層,其中每一個該目標區域包含一單位面積的該基板,且其中以一種使得該被沉積的液體在個別的單位面積之間是連續的方式使用該些噴嘴,使用該些噴嘴包含同時地沉積液滴至個別的單位面積的該基板且該些液滴是沿著該空間維度而對準。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法,其中針對該目標區域中之至少一個的該特定組合預期體積可包含來自一共同噴嘴所產生的液滴,該些液滴是根據提供給該共同噴嘴個別的該些波形選擇而產生的,並且其中選擇動作包含從提供給該共同噴嘴的多個波形選擇之中選擇至少兩個電子驅動波形給提供給該共同噴嘴。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法,其中使用噴嘴針對一共同目標區域以個別迭代的掃瞄動作而從個別的噴嘴沉積液滴以形成該共同目標區域的組合預期體積,該些個別迭代是藉由在一空間維度中的一印刷頭偏移來被區分且與掃描移動的方向無關。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法,其中處理動作包含使用紫外光固化所沉積的液體以形成該永久疊層。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該液體包含一有機單體,且其中處理動作包含將該有機單體轉換成一聚合物以形成該永久疊層。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法,其中選擇至少一個電子驅動波形給每一個噴嘴包含將一數位數值編程為提供給每個噴嘴的電子驅動電路,該數位數值用來界定相關於提供給該些個別噴嘴的多個波形選擇的該電子驅動波形,且其中使用動作包含根據從該數位數值而被編程為提供給每個噴嘴的該電子驅動電路而一次提供一電子觸發訊號至供給多個噴嘴的該電子驅動電路,如此則響應地且同時地噴出至少一些該些液滴。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法,其中選擇至少一個電子驅動波形給每一個噴嘴包含將至少兩個參數編程為提供給每個噴嘴的電子驅動電路,該至少一個被選擇以提供給每個噴嘴的電子驅動波形中的每一個具有一波形形狀,該波形形狀是根據該至少兩個參數而被界定。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法,其中針對每個該目標區域的該預定體積公差的範圍是落在加一總體積的百分之二和減少該總體積的百分之二的範圍之中。
  11. 一種用於製造一電子平面裝置的設備,該設備包含:具有多個噴嘴的一印刷頭,該印刷頭用來噴出一液體的多個液滴至一基板上,該液體攜載一材料用以形成該電子平面裝置的一永久疊層;電路,其用於儲存從多個波形選擇中所選擇的提供給每個噴嘴的至少一個電子驅動波形,其中當該波形選擇被施加以驅動該個別的噴嘴時,每個波形選擇已經事先相關於該液體的一特定預期液滴體積;以及一處理機制,其在該液體沉積在該基板上之後處理該液體,該處理機制用來固化該液體並且由此形成該電子平面裝置的一永久疊層;其中, 用於每個噴嘴的該至少一個電子驅動波形是被選擇,如此以將該些特定預期液滴體積合計在一起以得到對於該基板的每一個目標區域的一特定組合預期體積,該液體是被沉積在該目標區域中,該特定組合預期體積是被限制在一預定體積公差之內以位於每個目標區域中,並且該印刷頭是用以在一基礎上根據來自該一或多個噴嘴的該些液滴對應於該目標區域的該特定組合預期體積來對每個目標區域沉積一體積的該液體,在該基礎中至少部份的該些液滴被噴至個別的目標區域同時沿著一空間維度,該空間維度與在該印刷頭和該基板之間的掃描移動方向無關。
  12. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該電子平面裝置是一顯示器裝置,其中每一個目標區域是一像素井區,該像素井區是用來形成該顯示器裝置的一個別的、獨立的光產生元件,且其中該印刷頭是以一方式將該液體沉積在每一個該像素井區之中的一離散基準,在該方式中,液滴同時地被沉積至該些像素井區中且沿著該空間維度對準。
  13. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該永久疊層是一種有機封裝層,其中每一個該目標區域包含一單位面積的該基板,且其中以一種使得該被沉積的液體在個別的單位面積之間被形成為一連續膜的方式以該印刷頭同時地沉積液滴至個別的單位面積的該基板且該些液滴是沿著該空間維度而對準。
  14. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該電路是用來儲存用於一共用噴嘴的至少兩個被選擇的電子驅動波形,且其中該印刷頭是利用多個液滴來對該目標區域的該一者沉積一總體積,該多個液滴是使用該至少兩個被選擇的電子驅動波形而產生。
  15. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該印刷頭針對一共同目標區域以個別迭代的掃瞄移動而從個別的噴嘴沉積液滴以形成該共同目標區域的組合預期體積,該些個別迭代是藉由在一空間維度中的一印刷頭偏移來被區分且與掃描移動的方向無關。
  16. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該處理機制包含一紫外光固化機制,其是藉由紫外光來固化該被沉積的液體以形成該永久疊層。
  17. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該液體包含一有機單體並且其中該處理機制用於處理該有機單體以轉換成一聚合物以形成該永久疊層。
  18. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該電路使用以接收每個噴嘴的一數位數值,該數位數值用於界定相關於提供給該些個別噴嘴的該些波形選擇的該電子驅動波形,且其中該設備進一步根據對應於多個噴嘴的該數位數值而提供一電子觸發訊號以同時驅動用於多個噴嘴的電路,如此則響應地且同時地噴出至少一些該些液滴。
  19. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該電路是接收用於每個噴嘴的每個經選擇的電子驅動波形的至少兩個被編程的參數,且其中每個被選擇的電子驅動波形是具有一波形形狀,該波形形狀是根據所對應的該至少兩個參數而被界定。
  20. 如申請專利範圍第11項之設備,其中對每個該目標區域的該預定體積公差的範圍是落在加一總體積的百分之二和減少該總體積的百分之二的範圍之中。
  21. 一種用於製造一電子平面裝置的設備,該設備包含: 使用一印刷頭的多個噴嘴來噴出一液體的液滴到基板上的裝置,該液體攜載一材料,該材料是用於形成該電子平面裝置的一永久疊層;從多個波形選擇之中針對每個噴嘴選擇至少一個電子驅動波形的裝置,其中當該波形選擇被施加以驅動該個別的噴嘴時,每個波形選擇已經事先相關於該液體的一特定預期液滴體積;以及在該液體沉積到該基板上之後處理該液體的裝置,其固化該液體並且藉此形成該電子平面裝置的一永久疊層;其中,從多個波形選擇之中針對每個噴嘴選擇至少一個電子驅動波形的裝置是用來將該些特定預期液滴體積合計在一起以得到對於該基板的每一個目標區域的一特定組合預期體積,該液體是被沉積在該目標區域中,該特定組合預期體積是被限制在一預定體積公差範圍之內而位於每個目標區域中,並且使用一印刷頭的多個噴嘴來噴出一液體的液滴到基板上的裝置是在一基礎上用來使該印刷頭根據來自該一或多個噴嘴的該些液滴對應於該目標區域的該特定組合預期體積來對每個目標區域沉積一體積的該液體,在該基礎中至少部份的該些液滴被噴至個別的目標區域同時沿著一空間維度,該空間維度與在該印刷頭和該基板之間的掃描移動方向無關。
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