用于打印油墨体积控制以在精确公差内沉积流体的技术制造技术

一种油墨打印过程采用每个喷嘴液滴体积测量和处理软件，其规划液滴组合以达到每个目标区的特定聚合油墨填充，保证符合由规格设定的最小和最大油墨填充。在各种实施例中，通过不同的打印头/基底扫描偏移、打印头之间的偏移、不同喷嘴驱动波形的使用和/或其它技术来产生不同的液滴组合。可选地，可以引入填充变化的图案从而缓解成品显示设备中的可观察线状花纹。公开技术具有许多其它可能应用。

Technology for printing ink volume control to deposit fluids in precise tolerances

An ink printing process adopts the software of droplet volume measurement and processing for each nozzle, and its planned droplet combination is used to achieve the specific polymerized ink filling in each target area, ensuring that the smallest and the largest ink filling is set according to the specifications. In various embodiments, different droplet combinations are produced through different print head / base scan offset, offset between printheads, use of different nozzle driving waveforms and / or other technologies. Alternatively, a pattern filled with change can be introduced to mitigate the observable line pattern in the finished display device. Open technology has many other possible applications.

【技术实现步骤摘要】
用于打印油墨体积控制以在精确公差内沉积流体的技术本公开要求以下专利申请中的每一个的优先权：2012年12月27日以第一名为专利技术人ConorFrancisMadigan的名义提交的针对“SmartMixing”的美国临时专利申请号61/746545；2013年5月13日以第一名为专利技术人NahidHarjee的名义提交的针对“SystemsandMethodsProvidingUniformPrintingofOLEDPanels”的美国临时专利申请号61/822855；2013年7月2日以第一名为专利技术人NahidHarjee的名义提交的针对“SystemsandMethodsProvidingUniformPrintingofOLEDPanels”的美国临时专利申请号61/842351；2013年7月23日以第一名为专利技术人NahidHarjee的名义提交的针对“SystemsandMethodsProvidingUniformPrintingofOLEDPanels”的美国临时专利申请号61/857298；2013年11月1日以第一名为专利技术人NahidHarjee的名义提交的针对“SystemsandMethodsProvidingUniformPrintingofOLEDPanels”的美国临时专利申请号61/898769；以及2013年12月24日以第一名为专利技术人NahidHarjee的名义提交的针对“TechniquesforPrintInkVolumeControlToDepositFluidsWithinPreciseTolerances”的美国临时专利申请号61/920,715。上述专利申请中的每一个通过引用结合到本文中。本公开涉及一种用以向基底的目标区传送流体的打印过程的使用。在一个非限制性应用中，可以将由本公开提供的技术应用于针对大规模显示器的制造过程。
技术介绍
在其中打印头具有多个喷嘴的打印过程中，并非每个喷嘴都以同样的方式对标准驱动波形做出反应，即，每个喷嘴可以产生略有不同的体积的液滴。在其中依赖于喷嘴来向各流体沉积区（“目标区”）中沉积流体的情况下，缺乏一致性可以导致问题。图1A用来介绍此喷嘴液滴不一致问题，一般地使用数字101来参考说明图。在图1中，看到打印头103具有五个油墨喷嘴，每个是使用在打印头的底部处的小三角形描述的，每个分别地编号为（1）—（5）。应假设在示例性应用中，期望向此类区域阵列的五个特定目标区中的每一个中沉积五十皮升（50.00pl）的流体，并且此外，打印头的五个喷嘴中的每一个将随着打印头与基底之间的每次相对移动（“通过”或“扫描”）向各种目标区中的每一个中喷射十皮升（10.00pl）的流体。该目标区可以是基底的任何表面面积，包括邻接未分离区域（例如，使得所沉积流体油墨部分地散布而在各区域之间混合在一起）或者流体隔离区。在图1中一般地分别地使用椭圆形104—108来表示这些区域。因此，可能假设如所描述的那样必须有打印头的精确地五次通过以填充五个特定目标区中的每一个。然而，打印头喷嘴实际上将在结构或致动方面具有某些微小变化，使得施加于各喷嘴换能器的给定驱动波形针对每个喷嘴提供略有不同的液滴体积。例如，如在图1A中描述的，喷嘴（1）的发射随着每次通过而提供9.80皮升（pL）的液滴体积，在椭圆形104内描述五个9.80pL液滴。请注意，在图中用目标区104内的不同位置来表示每个液滴，但实际上，每个液滴的位置可相同或者可重叠。相反地，喷嘴（2）—（5）提供10.01pL、9.89pL、9.96pL和10.03pL的略有不同的各液滴体积。随着在打印头与其中每个喷嘴相互排斥地向目标区104—108中沉积液体的基底之间的五次通过，此沉积将导致跨五个目标区的1.15pL的总沉积油墨体积变化；这对于许多应用而言可能是不可接受的。例如，在某些应用中，沉积流体中的少至百分之一（或者甚至少得多）的差异可能引起问题。其中出现此问题的一个示例性应用是在应用于显示器制造的制造过程中，诸如有机发光二极管（“OLED”）显示器。在使用打印过程来沉积此类显示器的传墨发光材料的情况下，跨流体容器或“阱”的各行或列的体积差异（例如，每个像素3个此类容器）可以导致显示图像中的可见的色彩或照明缺陷。请注意，如本文所使用的“油墨”指的是无论色彩特性如何，由打印头的喷嘴施加于基底的任何流体；在所述制造应用中，通常将油墨沉积在适当位置且然后进行处理或固化以便直接地形成永久性材料层。因此，电视和显示器制造商将有效地指定精确的体积范围，其必须以高精确度来观察，例如50.00pl，±0.25pL，以便结果得到的产品被认为是可接受的；请注意，在本申请中，指定公差必须在50.00pL的目标的百分之零点五内。在其中图1所表示的每个喷嘴将在高清晰度电视（“HDTV”）屏幕的各水平线中向像素中进行沉积的应用中，49.02pL—50.17pL的所描述变化可能因此而提供不可接受的质量。虽然显示技术已被引用为示例，但应理解的是在其它背景下可能出现喷嘴液滴不一致问题。在图1A中，喷嘴具体地与目标区（例如，阱）对准，使得特定喷嘴向特定目标区中进行打印。在图1B中，示出了替换情况151，其中，喷嘴并未特殊地对准，但是其中，喷嘴密度相对于目标区密度而言是高的；在这种情况下，使用碰巧在扫描或通过期间穿过特定目标区的无论哪些喷嘴来向目标区中进行打印，潜在地多个喷嘴在每次通过中穿过每个目标区。在所示的示例中，看到打印头153具有五个油墨喷嘴，并且看到基底具有两个目标区154—155，每个定位成使得喷嘴（1）和（2）将穿过目标区154，喷嘴（4）和（5）将穿过目标区155，并且喷嘴（3）将不穿过任一个目标区。如所示，在每次通过中，如所描述的，向每个阱中沉积一个或两个液滴。请注意，再次地，可以以在每个目标区内重叠或处于离散点的方式来沉积液滴，并且图1B中的特定图示仅仅是说明性的；如与图1A中呈现的示例一样，再次地假设期望向目标区154—155中的每个沉积五十皮升（50.00pL）的流体，并且每个喷嘴具有约10.00pL的标称液滴体积。利用与结合图1A的示例观察到的相同的每个喷嘴液滴体积变化，并且假设在给定通过时与目标区重叠的每个喷嘴将向该目标区中输送液滴直至已输送总共五个液滴为止，可观察到的是在三次通过中填充了目标区，并且跨两个目标区存在0.58pL的与50.00pL的目标相比的总沉积油墨体积变化；再次地，这对于许多应用而言可能是不可接受的。虽然已提出了用以解决一致性问题的技术，但一般而言，这些技术仍未可靠地提供保持在期望公差范围内的填充体积，或者其显著地增加了制造时间和成本，即其与在具有低消费者价格点的情况下具有高质量的目标不一致；此类质量和低价格点对于其中涉及到诸如HDTV之类的商品产品的应用而言可能是关键的。因此需要在使用具有喷嘴的打印头来向基底的目标区中沉积流体方面有用的技术。更具体地，需要一种用于在给定喷嘴液滴喷射体积中的变化的情况下精确地控制基底的各目标区中的沉积流体体积的技术，理想地以允许快速的流体沉积操作并因此改进设备制造速度的成本有效的方式。下面所述的技术满足这些需要，并且提供其它相关优点。附图说明图1A是呈现在基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造电子设备的装置，所述装置包括：具有喷嘴的打印头，所述喷嘴每个将液体的液滴喷射到基底上；处理机构，用于处理在基底上从液滴形成的液体涂层，以便从液体涂层形成层；液滴测量系统，用于测量针对由每一个喷嘴产生的液滴的期望液滴体积；其中所述装置还包括至少一个处理器，以通过选择第一可替换的驱动波形选择来近似理想液滴体积，以及选择第二可替换的驱动波形选择来提供第二体积来选择可替换的驱动波形选择用于至少一个喷嘴，所述第二体积相对于可替换驱动波形选择中的第一个选择提供慎重的体积变化，这种选择依据来自液滴测量系统的期望液滴体积测量；至少一个处理器进一步将所选可替换的驱动波形选择提前编程到针对喷嘴中的至少一个的数字存储器中；以及至少一个处理器进一步将计划使用打印头以一种方式打印，使得基底的至少一个的目标区域中的积聚期望体积将依据来自打印头的一个或多个喷嘴的期望液滴体积的总和来形成，所述期望液滴体积包括使用预先编程的可替换驱动波形选择产生的期望液滴体积。

【技术特征摘要】
2012.12.27 US 61/746545;2013.05.13 US 61/822855;201.一种用于制造电子设备的装置，所述装置包括：具有喷嘴的打印头，所述喷嘴每个将液体的液滴喷射到基底上；处理机构，用于处理在基底上从液滴形成的液体涂层，以便从液体涂层形成层；液滴测量系统，用于测量针对由每一个喷嘴产生的液滴的期望液滴体积；其中所述装置还包括至少一个处理器，以通过选择第一可替换的驱动波形选择来近似理想液滴体积，以及选择第二可替换的驱动波形选择来提供第二体积来选择可替换的驱动波形选择用于至少一个喷嘴，所述第二体积相对于可替换驱动波形选择中的第一个选择提供慎重的体积变化，这种选择依据来自液滴测量系统的期望液滴体积测量；至少一个处理器进一步将所选可替换的驱动波形选择提前编程到针对喷嘴中的至少一个的数字存储器中；以及至少一个处理器进一步将计划使用打印头以一种方式打印，使得基底的至少一个的目标区域中的积聚期望体积将依据来自打印头的一个或多个喷嘴的期望液滴体积的总和来形成，所述期望液滴体积包括使用预先编程的可替换驱动波形选择产生的期望液滴体积。2.权利要求1所述的装置，其中至少一个处理器将计划以一种方式打印，所述方式限制喷嘴选择并且限制提前编程的可替换驱动波形选择的选择，使得积聚期望体积必然位于预定体积公差范围内。3.权利要求2所述的装置，预定体积公差范围包括目标体积的正百分之二以及目标体积的负百分之二。4.权利要求1所述的装置，其中至少一个处理器将所选可替换的驱动波形选择预先编程到数字存储器中，以供由喷嘴中的多个喷嘴共同使用。5.权利要求1所述的装置，其中至少一个处理器将所选可替换的驱动波形选择预先编程到数字存储器中，以供由喷嘴中的相应喷嘴使用，喷嘴中的每个相应喷嘴根据共同电子触发信号被激发。6.权利要求1所述的装置，其中至少一个处理器将可替换的驱动波形选择预先编程到数字存储器中，以用于每一个喷嘴。7.权利要求1所述的装置，其中可替换的驱动波形选择中的第一个选择与可替换的驱动波形选择中的第二个选择中的每一个对应于小于11皮升的液滴体积。8.权利要求1所述的装置，其中液滴测量系统包括波束源和检测器，所述检测器根据从来自波束源的波束在液滴飞行期间从喷嘴中所选一个喷射的液体的液滴上的撞击产生的干涉图案的检测，提供表示液滴飞行期间从喷嘴中所选一个喷射的液体的液滴的体积的测量的电子输出。9.权利要求1所述的装置，其中至少一个处理器将预先编程作为电压电平的序列的所选可替换的驱动波形选择中的每一个，以及针对序列中的每个电压电平的持续时间，以便定义针对每个对应的可替换电压波形选择的形状。10.权利要求1所述的装置，其中所述装置包括维护站和打印头传输机构，以将打印头传输到维护站，并且其中所述装置促使液滴测量系统在打印头在维护站时测量期望液滴体积。11.权利要求1所述的装置，其中所述打印头是第一打印头，其中所述装置包括一个或多个打印头，所述一个或多个打印头包含第一打印头，其中一个或多个打印头集体地包括至少一千个喷嘴，并且其中所述装置将促使液滴测量系统测量针对至少一千个喷嘴中的每个喷嘴的期望液滴体积。12.权利要求1所述的装置，其中所述装置促使打印头针对至少一个目标区域中的共同区域沉积来自喷嘴中的相应喷嘴的液滴，以在打印头和基底之间的相对运动的相应扫描中形成针对目标区域中的共同区域的积聚期望体积，相应扫描由独立于相应扫描的方向的空间尺寸中的打印头偏移区分。13.权利要求1所述的装置，还包括用于在受控气氛内包含打印头和处理机构的壳体，其中液体的打印和液体涂层的处理每一个以一种不被暴露于不受控的气氛间断的方式在受控气氛内被执行。14.权利要求1所述的装置，其中所述电子设备是电子发光设备。15.权利要求14所述的装置，其中电子发光设备是包括像素的电子显示设备，并且其中所述层将为所述电子设备的像素的后制造中的每一个提供膜。16.权利要求15所述的装置，其中所述层将为像素中的一个或多个提供颜色滤波器。17.权利要求15所述的装置，其中所述层将是针对像素中的一个或多个的光形成层。18.权利要求15所述的装置，其中所述层将是针对像素中的一个或多个的有机绝缘层。19.权利要求15所述的装置，其中所述层将是相应电子设备的覆盖面像素。20.权利要求1所述的装置，其中所述处理机构将使用辐射固化每一层。21.权利要求20所述的装置，其中所述辐射是紫外辐射。22.权利要求1所述的装置，其中液体包括有机单体，并且其中所述处理机构将有机单体转变成聚合物以形成所述层。23.一种用于制造电子设备的装置，所述装置包括：用于用打印头的喷嘴将液体的液滴喷射到基底上的装置；用于处理在基底上从液滴形成的液体涂层的装置，以便从液体涂层形成层；用于使用液滴测量系统测量针对由每一个喷嘴产生的液滴的期望液滴体积的装置；其中，所述装置还...

【专利技术属性】
技术研发人员：N哈吉，LD巴克利，CR豪夫，E弗伦斯基，CF马迪根，
申请(专利权)人：科迪华公司，
类型：发明
国别省市：美国,US