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KR20230023052A - 두께를 제어하기 위해 하프토닝을 이용하는 잉크-기반 층 제조 - Google Patents

두께를 제어하기 위해 하프토닝을 이용하는 잉크-기반 층 제조 Download PDF

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KR20230023052A
KR20230023052A KR1020237003553A KR20237003553A KR20230023052A KR 20230023052 A KR20230023052 A KR 20230023052A KR 1020237003553 A KR1020237003553 A KR 1020237003553A KR 20237003553 A KR20237003553 A KR 20237003553A KR 20230023052 A KR20230023052 A KR 20230023052A
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KR
South Korea
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value
layer
droplets
nozzle
droplet
Prior art date
Application number
KR1020237003553A
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English (en)
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KR102541161B1 (ko
Inventor
엘리야후 브론스키
나히드 하지
Original Assignee
카티바, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 카티바, 인크. filed Critical 카티바, 인크.
Priority to KR1020237018689A priority Critical patent/KR102680609B1/ko
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Abstract

물질 층을 희망 두께로 증착하기 위한 잉크 젯 공정이 사용된다. 레이아웃 데이터가 셀별(per-cell) 그레이스케일 값으로 변환되며, 각각의 그레이스케일 값이 국소적으로 전달될 잉크 부피를 나타낸다. 상기 그레이스케일 값은 하프톤 패턴을 생성하여, 가변 잉크 부피(및 두께)를 기판으로 전달하도록 사용된다. 하프토닝이 (의도되지 않은 갭 또는 구멍이 없는) 비교적 연속인 층을 제공하면서, 가변 부피를 제공하고, 따라서 가변 잉크/물질 구축에 기여하여 희망 두께를 획득할 수 있다. 잉크가 물질 층을 형성하도록 사용되는 물질, 가령, 평면 패널 소자용 봉지층을 형성하기 위해 사용되는 유기 물질이 현탁된 액체 또는 에어로솔로 분사된다. 그 후 증착된 층이 경화되거나 그 밖의 다른 방식으로 완성되어 공정을 완료할 수 있다.

Description

두께를 제어하기 위해 하프토닝을 이용하는 잉크-기반 층 제조{INK-BASED LAYER FABRICATION USING HALFTONING TO CONTROL THICKNESS}
이 출원은 2014년 06월 30일자에 출원된 미국 가특허출원 62/019076(제1발명자: Eliyahu Vronsky, 발명의 명칭: "Ink-Based Layer Fabrication Using Halftoning to Control Thickness"), 2014년 05월 30일자에 출원된 미국가특허출원 62/005044(제1발명자: Eliyahu Vronsky, 발명의 명칭: "Ink-Based Layer Fabrication Using Halftoning to Control Thickness"), 2014년 04월 10일자로 출원된 미국 가특허출원 번호 61/977939(제1발명자: Eliyahu Vronsky, 발명의 명칭: "Ink-Based Layer Fabrication Using Halftoning to Control Thickness"), 및 2013년 12월 12일자로 출원된 미국 가특허출원 번호 61/915,149(제1발명자: Eliyahu Vronsky, 발명의 명칭: "Ink-Based Layer Fabrication Using Halftone Variation")의 우선권을 주장한다. 상기 출원들은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
기판 위에 물질을 증착하기 위해 다양한 화학 및 물리 증착 공정이 사용될 수 있다. 일부 증착 공정은 패터닝된 증착에 따르며, 여기서 마스크 또는 그 밖의 다른 수단이 정밀한 공차 내에서 나노규모 특징부, 가령, 전자 나노규모 구조물의 매칭 치수, 가령, 트랜지스터 경로 폭을 생성하기 위해 사용되지만, 그 밖의 다른 증착 공정이 상대적으로 특징부 없는 대규모 증착, 가령, 블랭킷 기반 코팅 또는 수십 마이크론의 거리 또는 그 이상에 걸쳐 이뤄지는 증착을 제공한다.
기존 공정이 차선인 제조 적용예가 존재한다. 더 구체적으로, 특히, 유기 물질 증착을 위해, 나노규모 특징부에 대해 기판의 넓은 영역 위에 층을 형성하는 것이 바람직한 경우, 증착된 층의 균일도를 제어하는 것이 어려울 수 있다.
도 1a는 희망 층에 대한 두께 데이터가 희망 층을 제조하기 위해 유용한 하프톤 패턴으로 변환되는 본 발명의 기법의 하나의 실시예를 보여주는 다이어그램이다.
도 1b는 희망 층을 기술하는 레이아웃 데이터가 생성 또는 수신되고, 하프톤 패턴으로 변환되고, 희망 층이 될 잉크를 증착하는 데 사용되는 공정의 예시적 다이어그램이다.
도 1c는 두께 데이터가 각자의 "인쇄 셀"에 대해 그레이스케일 값을 획득하는 데 사용되며, 상기 그레이스케일 값이 하프톤 패턴을 생성하는 데 사용되는 상세한 실시예의 블록도이다.
도 2a는 본 명세서에 기재된 기법을 독립적으로 구현할 수 있는 선택적 계층, 제품, 또는 서비스를 보여주는 예시적 도면이다.
도 2b는 제어된 분위기 환경의 존재 하에 구성요소, 가령, 평면 패널 소자를 제조하기 위해 사용될 수 있는 제조 기구의 평면도이다.
도 2c는 도 2b의 제조 수단 내 프린터의 레이아웃을 보여주는 평면도이고, 도 2c는 기판(253)과 관련해 인쇄 헤드(259)가 이동하는 방식을 보여준다.
도 2d는 도 2a의 인쇄 모듈 내에서 연관된 다양한 서브시스템의 블록도이다.
도 3a는 이산 파형 세그먼트에 따라 개별 잉크 액적을 생성하도록 사용되는 파형을 형성하는 방식을 도시한다.
도 3b는 상이한 파라미터를 갖는 액적이 상이한 노즐 발사 파형을 기초로 생성될 수 있는 실시예를 도시한다.
도 3c는 원하는 파형을 프로그래밍된 타임(또는 위치)에서 생성하고 인쇄 헤드의 노즐로 적용하는 것과 관련된 회로도를 도시하며, 이 회로는 예를 들어 각각의 회로(343/351, 344/352 및 345/353)의 한 가지 가능한 구현을 제공한다.
도 4a는 희망 층의 두께를 나타내는 데이터를 하프톤 이미지로 변환하는 것을 기술하도록 사용되는 흐름도이다.
도 4b는 희망 층의 두께를 나타내는 데이터를 하프톤 이미지로 변환하는 것을 기술하도록 사용되는 또 다른 흐름도이다.
도 4c는 하프토닝 교정과 연관된 흐름도이다.
도 4d는 액적 측정 및 정량화와 연관된 흐름도이다.
도 5a는 인쇄 셀에 대한 특정 잉크 부피를 나타내는 하나의 하프톤 패턴을 도시한다.
도 5b는 특정 잉크 부피를 나타내는 또 다른 하프톤 패턴을 도시하며, 즉히, 도 5b는 도 5a의 하프톤 패턴에 대해 사용되어 주파수 변조("FM") 하프토닝을 설명한다.
도 5c는 특정 잉크 부피를 나타내는 또 다른 하프톤 패턴을 도시하며, 특히 도 5c는 도 5a의 하프톤 패턴에 대해 사용되어 진폭 변조("AM") 하프토닝을 설명한다.
도 5d는 인접한 타이들에 대한 상보적(또는 "스티칭된") 하프톤 패턴의 선택적 사용을 도시한다.
도 5e는 액적 크기(또는 형태)가 오발사하는 인접 노즐을 보상하도록 변화된 하프톤 패턴을 도시한다.
도 5f는 액적이 하나의 노즐에 의해 "대여"되어 오발사하는 인접 노즐을 보상하는 하프톤 패턴을 도시한다.
도 6a는 두께 데이터에 따라 상이한 인쇄 셀에 할당되는 그레이스케일 값을 도시하는 차트이다.
도 6b는 두께 데이터에 따라 상이한 인쇄 셀에 할당되는 그레이스케일 값을 보여주되, 그레이스케일 교정이 추가되어 최종 필름 두께의 오차를 평활화하거나 교정하는 또 다른 차트이다.
도 7a는 상이한 하프톤 액적 밀도가 상이한 그레이스케일 값과 연관되어 희망 층 두께를 생성하는 방식을 설명하기 위해 사용되는 그래프이다.
도 7b는 기판의 하나 이상의 경계 영역을 개략적으로 도시하며, 경계 영역에 하프토닝 및/또는 그레이스케일 선택이 변하여 에지 구축을 완화할 수 있는 방식을 개략적으로 도시한다.
도 7c는 증착된 층의 모서리에서 사용되기 위한, 경계 영역 근방에서의 하프토닝에 대한 가능한 스킴을 보여준다.
도 7d는 일정한 층 에지를 제공하기 위한 인쇄 셀의 에지 보강을 보여준다.
도 7e는 에지 구축을 피하기 위한 경계부 인접 하프톤 변형과 에지 선형성을 개선하기 위한 "울타리" 모두의 사용을 보여준다.
도 8a는 복수의 평면 패널, 가령, 복수의 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이 패널, 태양광 패널, 또는 그 박의 다른 유형의 패널로 배열될 기판(801)을 도시한다.
도 8b는 활성 요소 및 전극이 도 8a의 기판에 추가된 후 도 8a의 기판을 도시한다.
도 8c는 도 8b의 선 C-C를 따라 취해지는 도 8b의 기판의 횡단면도를 제공한다.
도 8d는 봉지층(840)이 추가된 후의 도 8c의 기판을 도시하며, 도 8d는 봉지층 (840)가 많은 개별 층, 가령, 교대하는 유기 및 무기 층으로 형성될 수 있음을 보여주는 확대도를 제공한다.
도 8e는 도 8d의 기판을 평면도로(즉, 도 8b와 동일한 관점으로) 도시한다.
도 9는 유기 봉지층을 증착하기 위한 하나의 공정의 블록도이다.
청구항에 의해 규정되는 본 발명은 도면과 함께 읽힐 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 수 있다. 다양한 구현예를 구축 및 사용할 수 있도록 하는 하나 이상의 특정 실시예의 기재가 이하에서 제공된다. 비제한적으로, 이 기재는 하프토닝을 이용해 증착되는 층의 희망 두께를 생성하기 위해 잉크 액적 밀도를 제어하기 위해 물질 층을 제조하기 위한 몇 가지 상이한 예시를 제공한다. 이들 기법은 이들 기법을 수행하기 위한 소프트웨어로서 컴퓨터, 인쇄기 또는 이러한 소프트웨어를 실행하는 그 밖의 다른 장치의 형태로, 물질 층을 형성하는 제어 데이터(가령, 인쇄 이미지)의 형태로, 증착 수단으로서 또는 전자 또는 이들 기법을 이용해 제조되는 그 밖의 다른 장치(가령, 평면 패널 소자 또는 그 밖의 다른 소비자 최종 제품)의 형태로 구현될 수 있다. 특정 예시가 제공되지만, 본 명세서에 기재된 원리는 그 밖의 다른 방법, 소자, 및 시스템에도 적용될 수 있다.
본 출원은 인쇄 공정을 이용해 기판 상에 층을 제조하기 위한 기법을 제공한다. 더 구체적으로, 층 두께를 나타내는 데이터가 수신되고 하프토닝(halftoning)을 이용해 변환되어 잉크 젯 액적 패턴을 생성할 수 있다. 액적이 제한된 범위까지 확산되도록, 따라서 단위 면적당(즉, 셀 위치당) 증착되는 액적이 많을수록 최종 층의 두께가 두꺼워지도록, 상기 잉크는 점성 물질이다.
일부 실시예에서, 층 두께는 우선 복수의 "인쇄 셀(print cell)" 각각에 대한 그레이스케일 값으로 변환되며, 이때 각각의 인쇄 셀은 공통 두께 값을 갖는 기판의 단위 면적을 나타낸다. 예를 들어, 각각의 인쇄 셀이 특화된 두께 값으로 나타내어지는 가장 작은 단위 면적일 수 있다. 그 후 그레이스케일이 사용되어 원하는 두께를 생성하는 잉크 액적 밀도를 도출하는 방식으로 하프토닝을 생성할 수 있다. 두께를 국소적으로 나타내기 위해 인쇄 셀을 이용하는 이러한 중단 단계가 선택적이다.
또 다른 실시예에서, 이들 공정이 기판을 물질, 가령, 산소 및 물에 노출하지 않도록 하는 장벽을 제공할 봉지층(encapsulation layer)을 생성하도록 사용된다. 하프토닝이 선택되어 연속 층을 산출할 수 있지만(즉, 액적 확산 후, 관심 증착 면적이 잉크로 완전히 덮이고, 어떠한 구멍이나 공극이 없음을 의미), 잉크 부피가 가변적(그리고 이와 연관된 최종 두께가 가변적)이다. 1회 인쇄 헤드 패스, 복수의 인쇄 헤드 패스, 및/또는 각자의 액적 위치에서 복수의 액적을 이용하여 증착되는 잉크의 누적 부피를 제어할 수 있는 그 밖의 다른 임의의 기법을 이용해, 하프토닝이 표현되거나 적용될 수 있다.
복수의 추가 선택적 구현 변형예가 앞서 소개된 기법에 적용될 수 있다. 우선, 서로 다른 층 두께를 서로 다른 그레이스케일 값에 맵핑하도록, 교정 공정이 사용될 수 있다(예를 들어, 잉크 점도의 변동 또는 그 밖의 다른 인자가 주어짐). 소개 예시를 제공하기 위해, 5.0마이크론의 균일 두께의 층을 증착하는 것이 바람직한 경우, 이 두께 데이터는 우선 그레이스케일 값(가령, 0-255 범위 내 숫자, 가령, 숫자 "103")으로 변환될 수 있으며, 이때 숫자 "103"은 관심 잉크 및 그 밖의 다른 공정 세부사항이 주어지면, 인쇄 및 이와 연관된 임의의 경화 공정 후에 5.0마이크론 두께의 층을 생성할 특정 하프톤 액적 밀도와 사전-연관된다. 일반적으로 말하면, 하프토닝이 관심 전체 기판 영역에 대한 단일 동작으로서 수행되지만, 이 공정은 선택사항으로서 증착된 층의 각자의 "타일"에 대해 개별적으로 수행될 수 있으며, 이때, 타일이 상보적 액적 패턴을 가져, (즉, 무라 효과(Mura effect)를 피하기 위해) 인접 액적 패턴들을 함께 "매끄럽게" 스티칭하는 것을 가능하게 하는 방식으로 하프톤 선택이 각각의 타일에 대해 수행된다. 둘째, 복수의 오차 교정 공정 중 임의의 하나가 적용되어, 증착된 층의 균일성을 보장하는 데 도움이 될 수 있다. 이들 변형은 이하에서 추가로 설명될 것이다.
따라서, 하나의 실시예에서, 원하는 층 두께가 입력으로서 우선 특정된다. 선택적으로 이 두께는 우선 그레이스케일 값, 가령, 퍼센티지, 가령, "50%" 또는 또 다른 상대적 잉크 부피 측정치로 변환될 수 있다. 예를 들어, 하나의 고려되는 구현예에서, 적용되는 잉크의 부피와 희망 두께 간 상관관계가 미리 경험적으로 결정되었고, 따라서 이러한 값을 선택하는 것이 희망 두께를 쌓을 잉크 부피의 효과적인 선택을 도출하며, 임의의 원하는 두께와 원하는 두께를 궁극적으로 생성할 잉크의 부피 간 연결관계에 도달하기 위해 피드백을 이용해, 주기적 교정 또는 동적 측정 측정을 이용하는 것이 가능하다. 증착 영역의 일부를 형성할 복수의 인쇄 셀 위치 각각에 대해 변환 단계가 수행되어, 선택사항으로서 각자의 인쇄 셀의 그레이스케일 값의 누적을 나타내는 그레이스케일 이미지를 개발할 수 있다(이하의 도 6a 및 6b에 대한 설명을 참조). 이들 값을 기초로, 증착된 물질에 대한 임의의 경화 공정 후 도출되는 원하는 층 두께를 도출할 하프톤 패턴이 선택되거나 생성된다. 인쇄 셀이 특정 구현예와 관련된 하프톤 격자에 대해 임의의 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 인쇄 셀이 작고, 하프톤 격자점마다(가령, 가능한 하프톤 액적마다) 하나 이상의 인쇄 셀을 가진다. 또 다른 실시예에서, 인쇄 셀은 비교적 크다, 즉, 인쇄 셀마다 많은 하프톤 격자점이 있다. 원하는 두께를 생성할 액적 패턴을 생성하도록 하프토닝 알고리즘이 호출될 수 있으며, 이때, 가령, 액적이 비교적 큰 도트 게인을 갖지만, 하프톤 격자점들에 걸쳐 비교적 희박한(sparse) 액적 분사를 가지며, 따라서 모든 인쇄 셀이 (가령, 5.0 마이크론의 이론적으로 바람직한 층 두께에 대응하는) "103"의 그레이스케일을 가질 수 있더라도, 모든 연관된 하프톤 격자점이 액적 분사를 반드시 특징으로 갖지는 않을 것이다.
이하에서 언급되는 2개의 특정 비제한적 적용예가 이들 기법을 이용하여 유기 발광 다이오드 소자("OLED") 및 태양광 패널에 대한 봉지층의 두께를 조절할 수 있다. 이들 적용예에서, 봉지층이 산소 및 물에 불침투성이어야 한다. 따라서 상기에서 언급된 기법이 봉지층을 제조하도록 사용되어 상기 불침투성을 제공할 수 있다. 또한 일반적인 기법이 다른 유형의 물질, 유기 및 무기 물질의 증착, 및 그 밖의 다른 유형의 층(가령, 봉지층이 아닌 다른 층) 및 그 밖의 다른 유형의 소자의 제조에 적용될 수 있다. 개시된 기법이 액체 또는 (가령, 유체 잉크(액체 또는 증기)의 형태로 된) 그 밖의 다른 유체 증착 공정에 의해 검출될 물질의 증착에 특히 유용하며, 예를 들어, 이들 기법은 액체 매질에 현탁된 유기 물질의 증착에 쉽게 적용될 수 있다. 또한 일반적인 증착 공정이 각각의 층을 쌓기 위해 단 하나의 잉크를 증착하며(가령, 층은 실질적으로 단색(monochromatic)임), 그러나 모든 실시예에서 반드시 그런 것은 아니며, 복수의 잉크를 이용하는 것이 또한 가능하다(예를 들어, 언급된 공정는 일부 텔레비전에서 사용되는 것과 같이 OLED 디스플레이 패널의 각각의 이미지 픽셀에 대해 적, 녹 및 청 성분 광의 발생과 연관된 3개의 각자 유체 고립된 "픽셀 우물(pixel well)"에 서로 다른 광 생성 물질을 증착하기 위해 사용될 수 있다). 또한 용어 "층"은 여러 의미로 사용되는데, 가령, 일반적으로 봉지층은 하나 이상의 구성 필름 층을 포함하며, 이때, 개별 필름 층뿐 아니라 집합체가 봉지 "층"이다.
본 명세서에서 사용될 때, 용어 "하프토닝"은 단위 면적(가령, 인쇄 셀마다, 기판마다, 또는 기판 영역의 단위마다)에 대한 원하는 층 두께에 따라 변하는 양의 잉크를 적용하기 위해, 복수의 액적의 패턴을 생성 또는 선택하는 공정을 지칭하며, 여기서 "하프톤 패턴"은 공정에 의해 생성되는 패턴이다. 일반적인 실시예에서, 하프토닝이 하나 이상의 그레이스케일 값을 기초로 수행되어, (즉, 국소 그레이스케일 값 또는 그레이스케일 값의 국소-가중 함수에 따라 달라지는) 가변 액적 밀도의 액적 패턴을 이용해 층 두께를 국소적으로 나타내는 하프톤 패턴을 생성할 수 있으며, 이때 하프톤 격자에서의 각각의 액적 위치가 부울 값(즉, 1비트)으로서 표현되며, 각각의 부울 값(비트)은 노즐이 해당 위치에서 액적을 발사할지 또는 발사하지 않을지를 나타낸다. "하프톤 인쇄 이미지"가 전체 인쇄 영역을 나타내는 하프톤 패턴을 나타낸다. "그레이스케일 값"은 색상(가령, 백색 대(vs) 회색 대(vs) 흑색)을 지칭하지 않고, 인쇄물을 수용할 기판의 단위 면적에 대한 가변 층 두께 척도를 나타내는 값을 지칭한다, 예를 들면, 하나의 실시예에서, "작은" 그레이스케일 값은 특정 인쇄 셀이 특정 인쇄 셀에 의해 나타나는 면적에 대해 비교적 얇은 층 두께에 대응하는 비교적 작은 부피의 잉크(가령, 저밀도 액적)를 수용할 것을 의미하며, "큰" 그레이스케일 값은 특정 인쇄 셀이 비교적 두꺼운 층에 대응하는 비교적 큰 부피의 잉크(비교적 고밀도의 액적)를 수용할 것을 의미한다. 층 두께가 단위 면적당 잉크 부피와 동일하기 때문에, 본 명세서의 여러 실시예에서 그레이스케일 값이 사용되어 특정 단위 면적에 대한 층 두께를 특정할 수 있다. 각각의 그레이스케일 값은 일반적으로 멀티-비트 값, 가령, 8 또는 16비트이지만, 모든 실시예에서 반드시 그럴 필요는 없다. "그레이스케일 패턴"은 하나 이상의 그레이스케일 값의 패턴이며, 반면에 "그레이스케일 인쇄 이미지" 또는 "그레이스케일 이미지"는 인쇄 영역, 가령, 기판을 나타내는 그레이스케일 패턴이다. 그레이스케일 인쇄 이미지는 일반적으로, 각각의 값이 대응하는 단위 면적당 층 두께를 나타내는 멀티-비트인 값(즉, 그레이스케일 값)들의 어레이를 특징으로 가지며, 이와 달리, 하프톤 인쇄 이미지는 일반적으로 개별 액적이 특정 위치에서 분사될지 여부를 나타내는 단일 비트 값의 어레이를 특징으로 가진다. 이하에서 언급되는 여러 실시예의 경우, 특히, 균일 두께를 갖는 하나 이상의 불침투성 층을 생성하기에 적합한 실시예의 경우, 일반적으로 인쇄를 위해 사용되는 하프톤 패턴이 선택되어(도트 게인/잉크 확산이 주어질 때), 상이한 잉크 부피를 이용하더라도, 구멍이나 공극 없는 연속 층을 생성할 수 있다. 이러한 경우에서, 일반적으로 관심 잉크가 모노머, 폴리머, 또는 물질을 현탁하는 용매를 포함하며, 이때 증착 후 잉크가 건조, 경화, 또는 그 밖의 다른 방식으로 처리되어, 영구 층으로서 희망 층 두께를 형성할 수 있다.
도 1a-1c는 앞서 소개된 기법의 복수의 실시예를 소개하도록 사용된다.
도 1a는 제1 실시예(101)를 도시한다. 도면부호(103)로 지시되는 바와 같이, 기판 위에 증착될 층을 나타내는 데이터가 수신된다. 구조물(가령, 전극, 패스웨이(pathway) 또는 그 밖의 다른 층 또는 요소)이 이전에 증착되거나, 증착되지 않거나 무관하게, 기판이 임의의 기저 물질 또는 지지 표면, 예를 들어, 유리 또는 또 다른 표면일 수 있으며, 기저 기판은 편평할 필요는 없다. 일반적으로 수신된 데이터는 제조될 회로 또는 구조물을 나타내는 전자 파일의 일부로서 나타날 것이며, 층이 증착되기 위해, 층의 x-y 평면 경계부를 형성하는 데이터 및 원하는 층에 걸쳐 다양한 위치에서 또는 이러한 층의 구조물 내의, 가령, 픽셀 우물 내 두께를 나타내는 데이터를 포함한다. 비제한적 예시를 제공하기 위해, 기저 기판은 제조의 중간 상태에서의 유기 소자, 가령, 유기 발광 소자 또는 유기 발광 다이오드("OLED") 디스플레이 패널일 수 있고, 수신된 데이터가 층이 산소 및 물에 대해 상기 영역을 밀봉할 OLED 디스플레이의 능동 영역의 봉지화의 일부일 것을 나타낼 수 있다. 이러한 봉지화 예시에서 수신된 데이터는 일반적으로 특정 봉지층이 시작하고 종료하는 곳(가령, x 및 y 에지 좌표) 및 이의 두께를 높이(가령, "5.0 마이크론"의 z-축 두께)를 가리킬 것이며, 이때 높이가 하나 이상의 다양한 점에 대한 두께로서 표현된다. 하나의 예시에서, 이 층 데이터는 x-y 격자 시스템 상의 각각의 점에 대한 두께 값을 포함하지만, 이는 모든 구현예에서 반드시 그런 것은 아니다(가령, 그 밖의 다른 좌표 시스템이 사용될 수 있고, 예를 들어 기울기, 또는 그 밖의 다른 수단을 이용해 두께는 단일 균일 값으로 표현될 수 있다). 번호(105)로 나타나는 바와 같이, 수신된 데이터는, 본 명세서에 기재된 공정를 이용해, 인쇄 공정, 가령, 잉크 젯 인쇄 공정을 이용해 층 물질의 증착에 영향을 미쳐, 원하는 층 두께를 생성하도록 사용될 하프톤 패턴으로 변환된다. 원하는 층 두께가 점 단위로 제공되는지에 무관하게, 두께 데이터는 인쇄 공정에 의해 어드레싱될 각각의 인쇄 셀에 대해 얻어지며, 그 후 관심 층을 "쌓는" 최종 액적을 가는 특정 하프톤 패턴을 선택하도록 사용된다. 인쇄 셀과 하프톤 격자 간 관계(즉, 액적 밀도)가 임의적이다. 하나의 실시예에서, 각각의 인쇄 셀은 특정 격자점과 동일시된다, 즉, 1대1 관계가 존재한다. 제2 실시예에서, 각각의 인쇄 셀은 1 초과 개의 격자점(즉, 정수 또는 비정수 개의 격자점)에 대응한다. 제3 실시예에서, 각각의 격자점은 1 초과 개의 인쇄 셀(즉, 정수 또는 비정수 개의 인쇄 셀)에 대응한다. 점선 박스(106)마다 그리고 앞서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 원하는 층 두께에 따른 가변 잉크 부피에 의해서라도, 하프톤 패턴이 국소적으로 연속인 필름을 항상 생성하게 되어 있다. 선택적으로, 상기 하프톤 패턴은 미리 결정되어(가령, 그레이스케일 값 또는 그레이스케일 값들의 평균마다 사용될 수 있는 하나 내지 복수의 하프톤 패턴과 함께), 예를 들어, 패턴 선택을 다양화시킬 수 있는 능력을 제공할 수 있고, 또 다른 실시예에서, 평균 그레이스케일 값의 함수로서 액적 밀도가 교정되고, 그레이스케일 값의 세트를 나타내는 하프톤 패턴을 결정하도록 "실시간(on the fly)" 사용된다. 하나의 실시예에서, 그레이스케일 값, 각각의 멀티-비트의 세트가 하프톤 선택 소프트웨어로 입력을 제공하고, 상기 소프트웨어는 그 후 출력 하프톤 패턴을 반환한다(가령, 이때, 액적이 하프톤 격자에 대해 위치하고, 특정 격자점에서 액적을 발사할지 여부에 대한 결정이 단일 비트로서 표현된다). 하프톤 패턴이 인쇄기 명령(가령, 특정 위치에 액적을 인쇄하기 위해 인쇄기를 제어하기 위한 인쇄 이미지)으로 표현될 수 있다. 이들 명령은 잉크 젯 인쇄 공정이 잉크를 단위 면적당 하프톤 패턴에 의해 표현되는 정보에 따라 국소적으로 변하는 부피로 증착하게 할 정보를 포함하며, 이때, 두꺼운 층일수록 누적 인쇄 셀 잉크 부피가 커지고, 얇은 층일수록 누적 인쇄 셀 잉크 부피가 작다.
박스(110), 및 매체 그래픽(111)이, 하나의 실시예에서, 앞서 소개된 단계들은 비일시적 기계 판독형 매체 상에 저장된 명령으로서, 가령, 소프트웨어로서 구현될 수 있다. "비일시적 기계 판독 매체"는 매체 상의 데이터가 저장되는 방식에 무관하게, 임의의 유형(tangible)의(즉, 물리적) 저장 매체를 의미하며, 비제한적 예를 들면, 랜덤 액세스 메모리, 하드 디스크 메모리, 광학 메모리, 플로피 디스크 또는 CD, 서버 저장소, 휘발성 메모리 및 그 밖의 다른 유형 수단이 있으며, 여기서 차후 기계에 의해 명령이 불러와 질 수 있다. 기계 판독형 매체는 자립형 형태(가령, 프로그램 디스크)를 갖거나 더 큰 수단, 가령, 랩탑 컴퓨터, 휴대용 장치, 서버, 네트워크, 인쇄기, 또는 하나 이상의 그 밖의 다른 세트의 일부로 구현될 수 있다. 상기 명령은 여러 다른 형태, 가령, 호출될 때 특정 동작, Java 코드 또는 스크립팅, 코드를 호출하기에 적합한 메타데이터로 구현될 수 있으며, 명령이 실시예에 따라 동일한 프로세서 또는 상이한 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 예를 들어, 하나의 구현예에서, 비일시적 기계 판독 매체 상의 명령이 단일 컴퓨터에 의해 실행될 수 있고, 다른 경우, 하나 이상의 서버, 웹 클라이언트 또는 애플리케이션 특정 소자를 이용해, 분산되어 저장 및/또는 실행될 수 있다.
박스(100)의 공정에 의해 생성되는 하프토닝이 즉시 채용되거나, 및/또는 차후 사용을 위해 저장될 수 있다. 이러한 목적으로, 도 1a가 하프토닝이 예를 들어 비일시적 기계 판독 매체(113) 상에 인쇄 제어 파일(107)(가령, 인쇄 제어 명령)로서 저장될 수 있음을 보여준다. 이 매체는 매체 그래픽(111)에 의해 나타나는 것과 동일한 매체 또는 상이한 매체, 가령, 데스크톱 컴퓨터 또는 인쇄기의 RAM 또는 하드 디스크, 디스크 또는 플래시 카드일 수 있다. 비제한적 예를 들며, 이러한 인쇄기 제어 명령은 네트워크 저장되는 전자 도착지로 다운로드 또는 전송되기에 적합한 기준 디자인으로서 이용 가능해질 수 있다. 대부분의 적용예에서, 선택적 공정 블록(190)에 의해 지시되는 바와 같이, 앞서 언급된 잉크 젯 인쇄 공정을 이용해 적용되는 하프토닝이 층을 증착하도록 사용될 것이다. 층 증착 단계(및 임의의 사후-증착 경화 또는 그 밖의 다른 완료 단계)가 완료되면, 증착 영역 내 증착된 층이, 하프토닝의 함수로서, 의도된 층 두께에 대응하는 두께를 가질 것이다.
도 1b는 층, 가령, 도 1a를 참조하여 앞서 언급된 층을 제조하기 위한 공정 및 하드웨어를 보여주는 예시적 다이어그램이다. 일반적으로 공정 및 하드웨어가 도면부호(151)로 나타나며, 하나 이상의 물질 층에 대한 레이아웃 데이터를 (가령, 설계 파일의 일부로서) 수신할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터(153)를 포함하는 것으로 나타난다. 이 레이아웃 데이터 및 임의의 연관된 설계 파일이 컴퓨터(155)에 의해 생성되고 컴퓨터(155)로부터 수신되며, 상기 컴퓨터의 예시로는 CAD(computer-assisted design)용으로 사용되는 컴퓨터가 있다. 수신된 레이아웃 데이터(임의의 설계 파일을 포함)가 기계 판독형 매체 상에 저장된 명령 또는 데이터의 일부일 수 있으며, 여기에 데이터 또는 명령이 원하는 구성요소, 가령, 소비자 전자 제품 또는 또 다른 제품을 제조하도록 사용될 수 있다. 레이아웃 데이터는 선택사항으로서 네트워크(157), 가령, 로컬 영역 네트워크("LAN") 또는 광역 네트워크("WAN", 가령, 인터넷 또는 회사의 사설 망)를 통해 수신된다. 일부 실시예에서, 컴퓨터(155)는 하나 이상의 컴퓨터(153) 중 하나이며, 인쇄기 제어 명령의 생성 및 층의 설계가 하나의 컴퓨터 상에서 또는 단일 로컬 네트워크 내에서 수행될 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터(153)는 앞서 소개된 바와 같은 프로세싱을 적용하여, 층에 대한 두께 데이터를 적어도 하나의 하프톤 패턴으로 변환한다. 하프토닝의 결과가 로컬 메모리(159)에 저장되고 네트워크(163)를 통해 잉크 젯 인쇄 수단(161)으로 전송된다. 하나 이상의 컴퓨터(153)는 또한 잉크 젯 인쇄 수단과 결합될 수 있는데, 가령, 이들 요소는 가령, 층을 인쇄하는 하나 이상의 스캔으로서 원하는 층을 형성할 잉크 젯 인쇄기를 포함하는 제조 수단을 위한 제어 단말기로서 구현될 수 있으며, 기판의 영역의 1회 통과로서의 스캔 각각마다, 가령, 임의의 경화 또는 완료 절차 후, 원하는 층 두께가 증착될 수 있다. 잉크 젯 인쇄 수단에 의해 분사되는 잉크가 가령 앞서 언급된 바와 같이 유체로서 분사되는 일반적으로 물질(가령, 유기 물질)을 포함한다. 앞서 소개되고 이하에서 더 기재되는 바와 같이, 일부 실시예에서, 기판의 단위 인쇄 가능 영역에 대응하는 각각의 인쇄 셀에 (가령, 그레이스케일 값의 형태로 된) 이산 잉크 부피가 할당된다. 인쇄 셀의 크기가 임의적이고 일반적으로, 이산 두께(즉, 그레이스케일 값)에 할당될 수 있거나 할당될 기판 영역의 최소 단위를 나타낸다. 일반적으로 각각의 인쇄 셀이 격자 상의 하나 이상의 점과 연관되며, 각각의 격자의 점이 가능한 각자의 잉크 액적 위치를 나타낸다. 각각의 가능한 액적의 발사가 적용되는 하프토닝에 따라 제어된다. 하나의 실시예에서, "주파수 변조된" 하프토닝이 사용되는데, 즉, 각자의 인쇄 헤드 노즐(또는 위치)로부터의 액적의 발사가, 원하는 층 두께에 따라 달라지는, 특정 공간 주파수에서 수행됨을 의미한다(가령, 도 5a를 참조). 또 다른 실시예에서, "진폭 변조된" 하프토닝이 사용되는데, 즉, 이때 액적 발사가 공간적으로 이격된 클러스터로 이뤄지고, 클러스터당 액적의 수가 원하는 두께에 따라 달라지며, 따라서 이미지가 어두울수록(즉, 층이 두꺼울수록) 얇은 층보다 명백히 큰 액적에 의해 나타나지며, 다시 말해, 이 실시예에서, 도트 게인이, 액적이 발사되지 않는 격자점에서도 국소적으로 연속인 필름을 획득하기에 충분하다(가령, 도 5c 참조). 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 잉크 젯 노즐을 발사하도록 사용된 전기적 패턴을 변화시킴으로써, 액적 크기 및/또는 형태가 (가령, 원형, 또는 타원형, 또는 그 밖의 다른 일부 형태로)변할 수 있고, 대안적으로 또는 추가적으로, 하프톤 패턴 및/또는 인쇄기 명령이 잉크 젯 인쇄 헤드에 의한 특정 스캔 위치의 복수의 통과를 명령할 수 있다. 마지막으로, 그 밖의 다른 기법이 또한, 홀로 또는 앞서 언급된 기법과 함께 사용될 수 있다. 이들 선택적 특징이 선택 공정 블록(165)에 의해 나타난다.
입력된 레이아웃 데이터의 처리에 의해, 각각의 인쇄 셀에 대해 층 두께 데이터가 식별되고, 그 후, 특정 인쇄 셀을 나타내는 그레이스케일 값으로 변환된다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 그레이스케일 값이 256개의 가능한 값을 갖는 8비트 필드이며, 층 두께가 1 마이크론 내지 11 마이크론의 범위인 경우, 6 마이크론를 나타내는 두께 척도(즉, 정확히 범위의 중간 두께)가 그레이스케일 값 "128"로 변환될 수 있다. 그 후 숫자(167)로 나타나는 바와 같이 할당된 그레이스케일 값 중 하나 이상에 따라 (가령, 국소적으로 연속인 필름을 나타내는) 하프톤 패턴이 선택된다. 원하는 층 두께와 그레이스케일 값 간 관계는 선형일 필요가 없다. 예를 들어, 가령 "67"의 최소 8비트 값이 특정 실시예에 대해 연속인 필름을 획득하도록 요구되는 경우, 할당된 두께가 0, 67-255의 범위 내 숫자로 표현될 수 있다.
도 1b는 또한 하프토닝에 영향을 미치기 위한 오차 보상 데이터(또는 그 밖의 다른 데이터)의 사용과 관련된 선택적(점선) 공정(169)를 소개한다. 이는 다양한 방식으로 적용될 수 있는데, 예를 들면, 잉크 노즐의 서브세트가 작동하지 않는 특정 인쇄 수단의 경우, 하프톤 패턴이 선택적으로 조절되어 보상(compensation)을 제공하거나(가령, 패턴이 변할 수 있거나 AM 하프토닝이 FM 하프토닝 대신 적용되거나 또 다른 스킴이 사용될 수 있음), 인쇄 헤드가 (가령, 스캔 경로에 선택적 오프셋을 갖는) 서로 다른 노즐을 사용하도록 지시 받을 수 있으며, 이러한 오차 데이터가 기판 위에서 대상-인쇄 헤드의 각각의 통과에 영향을 아마도 미칠 때, 적어도 대상-인쇄 헤드에 대해 선택적으로 하프토닝 알고리즘이 업데이트되어, 수정된 파라미터를 이용한 장래의 인쇄 또는 인쇄 플래닝을 수행할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 특정 잉크 노즐에 대한 구동 파형(구동 파형)이 변하거나 튜닝될 수 있다. 예를 들어, 각각의 노즐(및 그 밖의 다른 요인, 가령, 노즐 수명/연식 및 잉크 파라미터, 가령, 점도, 표면 장력 및 온도)에 대한 공정 변동이 노즐 단위(per-nozzle) 액적 부피에 영향을 미칠 수 있고; 이 영향을 완화시키기 위해, 노즐에 대한 구동 파형이 변화하여, 할당되거나 원하는 하프톤 패턴에 기여하는 분사된 액적의 부피, 궤적 또는 속도를 조절할 수 있다. 증착 기계 상세사항, 잉크 품질, 및 그 밖의 다른 요인에 따라 유사한 보정/업데이트가 공급될 수 있다. 또한 오차 보정이 그 밖의 다른 형태, 가령, 액적 크기 또는 형태 변화, 또는 인쇄 셀 내 액적의 공간 위치설정의 변화의 형태를 가질 수 있다. 2014년 04월 23일에 출원된 출원인의 공동 출원된 PCT 특허 출원 번호 PCT/US14/35193 "Techniques for Print Ink Droplet Measurement 및 Control to Deposit Fluids within Precise Tolerances" (발명자: Nahid Harjee)(KT 13-0616CP)이 개별화된 액적 부피, 궤적 및 속도 측정, 사용 가능함 또는 노즐이 사용에서 배제되어야 할 점에서의 일탈으로서의 액적의 검증, 이러한 문제에 대한 인쇄 헤드 스캔 경로의 플래닝, 및 이러한 거동을 보정하는 데 사용되기 위한 그 밖의 다른 보상에 대한 기법을 개시하고, 이러한 언급된 적용예가 본 명세서 전체에서 참조로서 포함된다. 오차 보정을 위한 다양한 기법이 이하에서 언급될 것이지만, 선택적 공정(169)에 의해 나타나며, 적용될 때, 이러한 기법이 개별 패턴이 생성되는 법을 조절하여, 증착된 층에서 수차를 보정하도록 사용될 수 있다. 앞서 언급된 함께 출원된 PCT 특허 출원(KT 13-0616CP)에서 기재된 기법 또는 공정 중 임의의 것이 적용되어 액적 생성을 조절함으로써 균일한 액적 생성 및/또는 오차 보상을 촉진시킬 수 있다.
도 1c는 앞서 언급된 공정을 도입하도록 사용된 또 다른 흐름도를 제공한다. 이들 공정을 구현하는 방법이 일반적으로 도면부호(181)를 이용해 식별된다. 우선, 가령, 원하는 층의 크기 및 형태 및 원하는 층 두께를 식별하는 층 데이터가 수신된다(183). 하나의 실시예에서, 원하는 층이 완성된 평면 패널 디스플레이(가령, 텔레비전 또는 그 밖의 다른 디스플레이 소자)의 일부일 것이며, 또 다른 실시예에서, 원하는 층이 태양 패널의 일부일 것이다. 선택사항으로서, 일부 구현예에서, 원하는 층은 산소 및/또는 물에 대해 이러한 소자의 활성 요소를 보호할 봉지층이다. 점선 박스(184)의 예시로서, 층 데이터는 선택적으로 폭, 길이 및 높이의 형태(가령, x 마이크론 × y 마이크론 × z 마이크론)로 표현될 수 있다. 박스(185)마다, 맵핑(mapping)(186)에 따라, 복수의 인쇄 셀의 각각의 인쇄 셀에 대해 하나씩, 두께 데이터(가령, 이 예시의 경우 "z 마이크론")가 그레이스케일 값으로 변환된다. 예를 들어, 5.0마이크론의 층 두께(즉, z=5.0)가 일부 단위 면적마다 M 액적을 발사함으로써 획득된 특정 잉크 부피에 대응한다고 결정되는 경우, 예시적 박스(187)로 도시되는 바와 같이, (즉, 맵핑(186) 단위로) 이 잉크 액적 밀도와 상관된 그레이스케일 값이 각각의 인쇄 셀에 할당된다. 이 가설에서, 박스(187)는 (이 예시에서) 잉크의 도포 후에 5.0 마이크론 두께 층을 획득하도록 요구되는 원하는 잉크 밀도를 제공하도록 이미 알려진 값 "203"의 격자를 보여준다. 도면부호(189)에서, 그레이스케일 값 또는 격자 값이 선택적으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 한가지 고려되는 실시예에서, 경계(가령, 증착될 층의 주변부)를 나타내는 그레이스케일 값이 조절되어 층 가장자리에 쌓이는 것이 피해질 수 있다(이하의 도 7a-7e의 설명을 참조). 대안적으로, 증착된 잉크가 특정 노즐 또는 인쇄 셀에 링크될 수 있는 불균일부를 갖는 경우, 그레이스케일 값이 이러한 불균일부를 완화시키도록 조절될 수 있다. (아래 놓인 활성 요소 때문에 균일한 두께의 증착되는 잉크가 불균일한 표면을 초래하도록) 기판이 아래 놓인 구조물을 갖는 하나의 실시예에서, 그레이스케일 값이 조절되어 새 층의 사후-증착 표면을 고르게 만들 수 있다. 이러한 조절이 고정(191)마다 그레이스케일 값을 하프톤 패턴으로 변환하기 전 또는 후에 적용될 수 있다(또는 이와 달리 선택사항으로서 하프토닝 공정의 요인으로 고려될 수 있다). 상기 하프토닝 공정이, 예시적 박스(192)로 예시로 나타난 바와 같이, 각각의 격자 교차점이 가능한 액적과 연관되고, 격자 교차점에서의 개별 격자 값(가령, 단일 비트 값)이 액적이 대응하는 격자 교차점에서 발사될 것인지 여부를 가리키는 비트맵을 도출한다. 이 공정의 결과가 또한 원하는 층을 인쇄하는 데 사용되도록 수정 가능한 또는 나중에 다운로드, 전송, 이용 또는 조작을 위해 또는 인쇄기를 제어하도록 저장되는 인쇄기 제어 명령의 세트이다. 도 1c의 도면번호(193)에 의해 최종 인쇄 동작이 지시된다.
따라서 소개된 복수의 실시예의 주요 부분에 의해, 이 기재는 특정 제조 기법과 관련된 추가 상세사항을 제공할 것이다. 우선 도 2a-d가 사용되어, 한 가지 가능한 증착 환경의 상세사항, 가령, 평면 패널 소자의 하나 이상의 영구 층을 직접 형성할 물질을 증착하기 위해 잉크 젯 인쇄를 이용하는 산업적 제조 기계를 설명할 것이다. 그 후 도 3a-6b가 사용되어 하프토닝이 층 두께를 제어하도록 사용될 수 있는 방식을 설명할 것이다. 도 7a-7e가 사용되어 가장자리 빌드업 및 경계부 제어를 설명할 것이다. 도 8a-8e가 사용되어 이론적 제조 공정을 설명할 것이다. 마지막으로 도 9가 사용되어 OLED 디스플레이 소자를 제작하는 데 일부 제조 옵션을 설명할 것이다. 이들 도면 및 연관된 텍스트는 단지 예시를 제공할 뿐이며 그 밖의 다른 유사한 기법 및 구현예가 해당 분야의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 기재된 기법 및 소자를 이용해, 인쇄 공정 및 더 구체적으로는 잉크 젯 인쇄 공정이 사용되어, 하프톤 패턴의 사용 및 조절에 의해 제공되는 층 두께를 균일하게 제어함으로써 유체 잉크를 이용해 거의 모든 원하는 층을 증착할 수 있다. 기재된 기법은, 증착된 층의 특징부 크기가 임의의 기저 나노규모 구조물에 비해 큰 "블랭킷(blanket)" 증착의 경우 특히 유용하지만, 본 발명의 기법은 이에 국한되지 않는다.
도 2a는 도면 부호(201)로 총체적으로 지시되는 복수의 서로 다른 구현 계층을 나타내며, 이들 계층 각각이 본 명세서에서 소개되는 기법의 가능한 이산 구현을 나타낸다. 첫째, 본 발명의 하프토닝 기법은 그래픽(203)으로 표현되는 비일시적(non-transitory) 기계 판독형 매체 상에 저장되는 명령(가령, 컴퓨터 또는 인쇄기를 제어하기 위한 실행 명령 또는 소프트웨어)의 형태를 가질 수 있다. 둘째, 컴퓨터 아이콘(205)에 의해, 이들 기법이 또한 예를 들어, 판매되거나 다른 제품에서 사용될 구성요소를 설계 또는 제작하는 회사 내 컴퓨터 또는 네트워크의 일부로서 구현될 수 있다. 셋째, 저장 매체 그래픽(207)을 이용한 예시로서, 앞서 소개된 기법이 가령, 서로 다른 잉크 부피를 나타내는 하나 이상의 하프톤 패턴의 사용에 따라 인쇄기가 구성요소의 하나 이상의 층을 제조하게 하는 하프톤 인쇄 이미지로서, 저장된 인쇄기 제어 명령의 형태를 가질 수 있다. 인쇄기 명령은 인쇄기로, 가령, LAN을 통해, 직접 전송될 수 있고, 이 맥락에서, 저장 매체 그래픽이 컴퓨터 또는 인쇄기 내부에 있거나 상기 컴퓨터 또는 인쇄기에 의해 액세스 가능한 RAM, 또는 휴대용 매체 가령 플래시 드라이브를 나타낼 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 넷째, 제조 소자 아이콘(209)에 의해 나타나는 바와 같이, 앞서 소개된 기법이 제조 장치 또는 기계의 일부로서 또는 장치 또는 기계 내의 인쇄기의 형태로 구현될 수 있다. 제조 소자(209)의 특정 도시가 도 2b를 참조하여 이하에서 설명될 하나의 예시적 인쇄기 소자를 나타낸다. 앞서 소개된 기법이 또한 제조된 구성요소의 조립체로서 구현될 수 있고, 도 2a에서, 예를 들어, 이러한 복수의 구성요소가 최종 소비자 제품에 포함되도록 분리 및 판매될 반제품 평면 패널 소자의 어레이(211)의 형태로 도시된다. 도시된 소자가 예를 들어 앞서 소개된 방법에 따라 제조되는 하나 이상의 봉지층 또는 그 밖의 다른 층을 가질 수 있다. 앞서 소개된 기법이 또한 최종 소비자 제품의 형태, 가령, 휴대용 디지털 소자(213)를 위한 디스플레이 스크린(가령, 전자 패드 또는 스마트 폰)의 형태, 가령, 텔레비전 디스플레이 스크린(215)(가령, OLED TV), 태양광 패널(217) 또는 그 밖의 다른 유형의 소자로 구현될 수 있다.
도 2b는 본 명세서에 개시된 기법을 적용하도록 사용될 수 있는 한 가지 고려되는 다중-챔버 제조 장치(221)를 도시한다. 일반적으로 말하면, 도시된 장치(221)는 전송 모듈(223), 인쇄 모듈(225), 및 처리 모듈(227)을 포함하는 복수의 일반적인 모듈 또는 서브시스템을 포함한다. 각각의 모듈은, 제1 제어된 분위기에서 인쇄가 인쇄 모듈(25)에 의해 수행될 수 있고, 또 다른 증착 공정, 예컨대, 무기 봉지층 증착 또는 경화 공정(가령, 인쇄된 물질 경화 공정)이 제2 제어된 분위기에서 수행될 수 있도록 제어된 환경을 유지한다. 장치(221)가 하나 이상의 기계적 핸들러를 이용해, 제어되지 않은 분위기에 기판을 노출시키지 않고, 모듈들 간에 기판을 이동시킬 수 있다. 임의의 특정 모듈 내에서, 특정 모듈에 대해 수행될 공정에 적합한 그 밖의 다른 기판 핸들링 시스템 및/또는 특정 소자 및 제어 시스템을 이용하는 것이 가능하다.
이송 모듈(223)의 다양한 실시예는 입력 로드록(229)(즉, 제어되는 분위기를 유지하면서 서로 다른 환경 간 버퍼링을 제공하는 챔버), 이송 챔버(231)(또한 기판을 이송하기 위한 핸들러를 가짐), 및 대기압 버퍼 챔버(233)를 포함할 수 있다. 인쇄 모듈(225) 내에서, 인쇄 공정 동안 기판의 안정한 지지를 위한 그 밖의 다른 기판 핸들링 수단, 가령, 부상 테이블(flotation table)을 이용하는 것이 가능하다. 덧붙여, xyz-모션 시스템, 가령, 스플릿 축 또는 갠트리 모션 시스템이 기판에 대해 적어도 하나의 인쇄 헤드의 정밀한 위치설정 및 인쇄 모듈(225)을 통해 기판의 이송을 위한 y-축 수송 시스템을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 가령, 2개의 서로 다른 유형의 증착 공정이 제어된 분위기에서 인쇄 모듈 내에서 수행될 수 있도록, 인쇄 챔버 내에서 인쇄를 위해, 가령, 각자의 인쇄 헤드 조립체를 이용하기 위해 복수의 잉크를 이용하는 것이 또한 가능하다. 인쇄 모듈(225)은 비활성 분위기(가령, 질소 분위기)를 도입하거나 환경 조절(가령, 온도 및 압력)을 위한 분위기, 기체 구성, 및 입자 존재를 제어하기 위한 수단을 갖고, 잉크젯 인쇄 시스템을 하우징하는 기체 밀봉부(235)를 포함할 수 있다.
공정 모듈(227)의 다양한 실시예는, 예를 들어, 이송 챔버(236)를 포함할 수 있고, 이 이송 챔버는 또한 기판을 이송하기 위한 핸들러를 포함한다. 덧붙여, 공정 모듈은 또한 출력 로드록(237), 질소 스택 버퍼(239), 및 경화 챔버(241)를 포함할 수 있다. 일부 경우, 경화 챔버는, 예를 들어, 열 또는 UV 복사 경화 공정을 이용해, 모노머 필름을 균일 폴리머 필름으로 경화하도록 사용될 수 있다.
하나의 적용예에서, 장치(221)는 액정 디스플레이 스크린 또는 OLED 디스플레이 스크린의 벌크 생산, 예를 들어, 하나의 대형 기판 상에 한 번에 8개의 스크린의 어레이를 제작하는 것을 위해 구성된다. 이들 스크린은 텔레비전용으로 그리고 그 밖의 다른 형태의 전자 장치의 디스플레이 스크린으로서 사용될 수 있다. 두 번째 경우에서, 장치는 훨씬 동일한 방식으로 태양 패널의 벌크 생산을 위해 사용될 수 있다.
하프톤 기반 인쇄 기법을 이용하도록 적합화된 앞서 언급된 봉지화 예시에 추가로, 인쇄 모듈(225)이 이러한 경우에서 사용되어, 이러한 소자의 감응성 요소를 보호하는 데 도움이 되는 유기 봉지층을 증착할 수 있다. 예를 들어, 도시된 장치(221)에 기판이 로딩될 수 있고 봉지화 공정 동안 통제되지 않은 분위기에 노출됨으로써 방해받지 않는 방식으로 다양한 챔버들 사이에서 기판을 앞뒤로 이동시키도록 제어될 수 있다. 기판은 입력 로드록(229)을 통해 로딩될 수 있다. 이송 모듈(223) 내에 위치되는 핸들러가 기판을 입력 로드록(229)에서 인쇄 모듈(225)로 이동시킬 수 있고, 인쇄 공정의 완료 후에, 기판을 경화시키도록 공정 모듈(227)로 이동시킬 수 있다. 기판 층의 반복되는 증착에 의해, 각각의 제어되는 두께, 누적 봉지층이 임의의 희망 적용에 적합하도록 구축될 수 있다. 앞서 기재된 기법이 봉지화 공정에 한정되지 않고, 여러 다른 유형의 툴이 사용될 수 있음이 다시 주지되어야 한다. 예를 들어, 서로 다른 배열로 다양한 모듈(223, 225 및 227)을 배치시키기 위해 장치(221)의 구성이 변할 수 있으며, 또한 더 많은, 또는 더 적은, 또는 상이한 모듈이 역시 사용될 수 있다.
도 2b가 연결된 챔버 또는 제조 구성요소의 세트의 하나의 예시를 제공하지만, 그 밖의 다른 여러 가능성이 존재함이 자명하다. 앞서 소개된 하프토닝 기법이 도 2b에 도시된 소자에 의해 사용되거나, 실제로 그 밖의 다른 임의의 유형의 증착 설비pd 의해 수행되는 제조 공정을 제어할 수 있다.
도 2c는 증착 공정 동안 나타날 수 있는 기판 및 인쇄기의 평면도를 제공한다. 일반적으로 인쇄 챔버가 도면 부호(251)로 지시되며, 일반적으로 인쇄될 기판이 도면 부호(253)에 의해 지시되고, 기판을 이송하도록 사용되는 지지 테이블이 일반적으로 도면 부호(255)에 의해 지시된다.
일반적으로 말하면, (가령, 도면 부호(257)에 의해 지시되는, 부상 지지부(flotation support)를 이용하는) 지지 테이블에 의한, 기판의 운동의 조합, 가령, x-차원 운동 및 y-차원 운동의 조합에 의해, 그리고 일반적으로 화살표(263)로 나타나는 바와 같은, 하나 이상의 인쇄 헤드(259)의 트래블러(261)를 따르는 "저속 축(slow axis)" x-차원 운동을 이용해, 기판의 임의의 x-y 좌표에 도달된다. 언급된 바와 같이, 부상 테이블 및 기판 핸들링 인프라구조가 기판을 이동시키도록 사용되고 바람직하게는 필요에 따라 하나 이상의 "고속 축(fast axes)"을 따르는 디스큐 제어를 제공할 수 있다. 인쇄 헤드가 복수의 노즐(265)을 가지며, 이들 각각은 (가령, 인쇄 헤드가 "저속 축"을 따라 좌우로 이동함에 따라 인쇄 셀 열의 인쇄를 개시하기 위해) 하프톤 인쇄 이미지로부터 얻어진 발사 패턴에 의해 개별적으로 제어된다. 도 2c에 5개의 노즐만 도시되어 있지만 임의의 개수의 노즐이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 통상의 산업 인쇄 구현예에서, 수천 개의 노즐을 갖는 복수의 인쇄 헤드가 존재할 수 있다. 하나 이상의 인쇄 헤드와 기판 사이에의 상대적 운동이 고속 축(즉, y-축)의 방향으로 제공될 때, 인쇄가 개별 인쇄 셀 행을 따르는 스워스(swath)를 기술한다. 또한 (가령, 도면 부호(267)로 나타나는 하나 이상의 인쇄 헤드의 회전에 의해) 유효 노즐 간격을 변화시키도록 인쇄 헤드는 조절될 수 있다. x-차원, y-차원, 및/또는 z-차원으로 적절히 서로에 대해 오프셋되어(도 2c의 축(269)을 참조) 배향된 복수의 이러한 인쇄 헤드가 함께 사용된다. 인쇄 동작은, 전체 타깃 영역(및 임의의 경계 영역)이 적절하게 잉크로 인쇄될 때까지 계속된다. (가령, 열 공정을 이용해) 용매를 증발시켜 잉크를 건조시킴으로써, 또는 경화 공정, 가령, UV 경화 공정을 이용함으로써, 필요한 양의 잉크 증착 후, 기판이 완성된다.
도 2d는 본 명세서에 특정된 바와 같이 하나 이상의 층을 갖는 소자를 제조하기 위해 사용될 수 있는 하나의 장치(271)의 다양한 서브시스템을 보여주는 블록도를 제공한다. 소프트웨어(도 2d에 도시되지 않음)에 의해 제공되는 명령에 따라 동작하는 프로세서(273)에 의해 다양한 서브시스템들 간 조화가 제공된다. 제조 공정 동안, 프로세서는 인쇄 헤드(275)로 데이터를 공급하여, 하프톤 인쇄 이미지에 의해 제공되는 발사 명령에 따라 인쇄 헤드가 다양한 부피의 잉크를 분출하게 할 수 있다. 일반적으로 상기 인쇄 헤드(275)는 행 또는 어레이로 배열된 복수의 잉크 젯 노즐, 및 압전기 또는 그 밖의 다른 트랜스듀서의 활성화에 응답하여 잉크 젯팅을 허용하는 연관된 저장소(reservoir)를 가지며, 이러한 트랜스듀서에 의해 각각의 노즐이 대응하는 압전기 트랜스듀서에 인가되는 전자 발사 파형 신호에 의해 통제되는 제어된 양의 잉크를 분출할 수 있다. 그 밖의 다른 발사 수단이 또한 사용될 수 있다. 인쇄 헤드는 하프톤 인쇄 이미지에 의해 표현되는 다양한 인쇄 셀 내 격자 좌표에 대응하는 기판(277)의 다양한 x-y 위치에 잉크를 인가한다. 위치 변동은, 인쇄 헤드 모션 시스템(279)과 (가령, 인쇄가 기판을 가로지르는 하나 이상의 스워스를 기술하게 하는) 기판 핸들링 시스템(281) 모두에 의해 영향을 받는다. 하나의 실시예에서, 기판 핸들링 시스템이 안정한 기판 지지를 제공하고 정렬 및 디스큐(deskew)를 위한 기판의 "x" 및 "y" 차원 이송(및 회전)을 모두를 제공하는 동안 인쇄 헤드 모션 시스템(279)은 인쇄 헤드를 트래블러(traveler)를 따라 앞뒤로 이동시키며, 인쇄 동안, 가령, 인쇄 헤드 오프셋을 위해, 기판 핸들링 시스템은 하나의 차원(가령, 도 2c에서의 "y" 차원)에서의 비교적 고속의 이송을 제공하고, 인쇄 헤드 모션 시스템(279)은 또 다른 차원(가령, 도 2c에서의 "x" 차원)에서의 비교적 저속의 이송을 제공한다. 또 다른 실시예에서, 복수의 인쇄 헤드가 사용될 수 있고, 이때 주요 이송(primary transport)이 기판 핸들링 시스템(281)에 의해 핸들링된다. 이미지 캡처 소자(283)가 임의의 기준점(fiducial)의 위치를 찾고 정렬 및/또는 오차 검출을 보조하기 위해 사용될 수 있다.
장치는 또한 인쇄 동작을 보조하기 위해 잉크 전달 시스템(285) 및 인쇄 헤드 유지보수 시스템(287)을 포함한다. 인쇄 헤드는 주기적으로 교정되거나 유지보수 과정의 대상이 될 수 있는데, 이러한 목적으로, 유지보수 시퀀스 동안, 인쇄 헤드 유지보수 시스템(287)은 적절한 프라이밍, 잉크 또는 가스의 퍼징, 테스트 및 교정, 및 그 밖의 다른 작업을 특정 과정에 적절하게 수행하도록 사용된다. 이러한 과정은 또한 가령, 번호(291 및 292)로 참조되는 바와 같이, 출원의 공동 출원된 PCT 특허 출원(KAT-13-616CP)에서 언급된 바와 같이, 파라미터, 가령, 액적 부피, 속도 및 궤적의 개별 측정을 포함할 수 있다.
앞서 소개된 바와 같이, 인쇄 공정은 제어된 환경에서, 즉, 증착되는 층의 효과를 감소시킬 수 있는 오염물질의 위험을 감소시키는 방식으로 수행될 수 있다. 이를 위해, 기능 블록(290)으로 도시되는 바와 같이, 장치는 챔버 내부의 분위기를 제어하는 챔버 제어 서브시스템(289)을 포함한다. 앞서 언급된 바와 같이 선택적 공정 변형이 주변 질소 가스 분위기(또는 특히 선택된 가스를 갖거나 및/또는 원치 않는 입자를 배제하도록 제어된 또 다른 비활성 분위기)의 존재 하에서 증착 물질의 분사를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 마지막으로, 도면부호(293)에 의해 나타나는 바와 같이, 장치는 하프톤 패턴 정보 또는, 장치가 앞서 소개된 기법에 따라 하프톤 인쇄 이미지를 획득하기 위해 레이아웃 데이터의 렌더링을 직접 수행하여, 각각의 액적의 발사(및 타이밍)를 통제하는 인쇄기 제어 명령을 내부적으로 생성할 경우, 하프톤 패턴 생성 소프트웨어를 저장하도록 사용될 수 있는 메모리 서브시스템을 더 포함한다. 이러한 렌더링이 수행되고, 장치의 작업이 수신된 인쇄기 명령에 따라 소자 층을 제조하는 것인 경우, 하프톤 인쇄 이미지가 인쇄 공정 동안 사용되기 위해 메모리 서브시스템(293)에 저장될 수 있다. 도면부호(294)에 의해 나타나는 바와 같이, 하나의 선택적 실시예에서, 임의의 특정 노즐에 대한 발사 파형의 변형을 통해 개별 액적 세부사항이 변할 수 있다(이로 인해, 가령, 노즐 수차를 보정할 수 있다). 하나의 실시예에서, 교대하는 발사 파형의 세트가 미리 선택될 수 있고 각각의 노즐에게 공유 방식으로 또는 전용 방식으로 이용 가능해질 수 있다. 또 다른 실시예에서, 단일 파형이 미리 결정되며(가령, 대안예에 비해 선택됨) 특정 노즐과 관련되어 무기한 용도로 프로그램된다.
노즐 발사 세부사항을 수정 및 튜닝하기 위한 구조 및 기법이 도 3a-3c를 참조하여 설명된다. 하나의 실시예에서, 파형이 가령, 디지털 데이터에 의해 정의된 이산 신호 레벨의 시퀀스로서 지정될 수 있으며, 이때 구동 파형이 디지털-아날로그 변환기(DAC)에 의해 생성된다. 도 3a의 도면부호(301)가 이산 신호 레벨(304, 305, 306, 307, 308, 309 및 310)을 갖는 파형(303)의 그래프를 식별한다. 하나의 실시예에서, 각각의 노즐 드라이버가 복수의(가령, 최대 16개 또는 또 다른 개수의) 파형을 수신하는 회로를 포함할 수 있고, 각각의 파형은 가변 전압 및 지속시간의 신호 레벨의 시리즈로서 정의된다. 각각의 파형이 최대 16개의 이러한 신호 레벨의 시퀀스로서 표현될 수 있고, 각각 멀티-비트 전압 및 멀티-비트 지속시간으로서 표현될 수 있다. 즉, 이러한 실시예에서, 하나 이상의 신호 레벨에 대해 서로 다른 지속시간을 정의함으로써 펄스 폭이 효과적으로 변할 수 있고, 구동 전압의 파형이, 특정 부피 구배 증분을 가령 0.01pL의 단위로 제공하도록 크기가 정해진 액적 부피에 의해, 미묘한 액적 크기, 속도 또는 궤적 변동을 제공하기 위한 방식으로 성형될 수 있다. 따라서 이러한 실시예에 의해, 파형 성형이 액적 부피 및 실시간 파라미터를 이상적인 값에 가깝도록 맞춤 구성할 수 있는 능력을 제공한다. 이들 파형 성형 기법이 무라(Mura)를 축소 또는 제거하기 위한 전략을 촉진시키며, 예를 들어, 하나의 선택적 실시예에서, 단일 할당된 노즐 구동 파형이 각각의 노즐에 대해 미리 맞춤 구성되어, 모든 노즐이 (가령, 10.00pL에 가능한 가까운) 균일한 액적 부피를 제공하게 할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 대안적 지정 파형이 각각의 노즐에게 이용 가능해지며, 동적 교정(또는 또 다른 과정)이 대안적 지정 파형 중 단기간 내에 인가될 "지정 파형"을 선택(가령, 프로그램)하도록 사용된다. 그 밖의 다른 가능성이 또한 존재한다.
일반적으로, 서로 다른 구동 파형 및 최종 액적 부피의 효과가 미리 측정된다. 하나의 실시예에서, 각각의 노즐에 대해, 최대 16개의 서로 다른 구동 파형이 소프트웨어에 의해 선택되는 이산 부피 변동을 제공할 때 차후 선택적으로 사용되도록 노즐 특정적인 전용 1k 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)에 저장될 수 있다. 서로 다른 구동 파형에 의해, 각각의 노즐이 특정 구동 파형을 발효하는 데이터의 프로그래밍을 통해 인가될 파형에 대해 액적 단위로 지시받는다.
도 3b는 도면부호(321)로 지시되는 이러한 실시예에 따라 사용될 수 있는 회로를 보여주는 다이어그램이다. 특히, 프로세서(323)는 인쇄될 물질의 특정 층을 정의하는 데이터를 수신하도록 사용된다. 도면 부호(325)에 의해 나타나는 바와 같이, 이 데이터는 격자점 또는 위치 주소 단위로 원하는 두께를 정의하는 레이아웃 파일 또는 비트맵 파일일 수 있다. 일련의 압전기 트랜스듀서(327, 328 및 329)가, 많은 요인들, 가령, 노즐 구동 파형, 노즐간 및 인쇄 헤드간 제조 변동에 따라 달라지는 연관된 각자의 액적 부피(331, 332 및 333)를 생성한다. 교정 동작 동안, 사용될 특정 잉크가 주어질 때, 각자의 노즐에 대한 하나 이상의 구동 파형을 결정하기 위해, 변수 세트의 각각의 변수, 가령, 노즐별 변동은, 이들이 액적 부피에 미치는 영향에 대해 테스트될 수 있고, 경우에 따라 이 교정 작업이 동적으로 만들어져서, 예를 들어, 온도 변화, 노즐 폐색, 인쇄 헤드 연식 또는 그 밖의 다른 파라미터에 응답할 수 있다. 이 교정은 인쇄 플래닝 관리 및 후속 인쇄에서 사용될 측정된 데이터를 프로세서(323)로 제공하는 액적 측정 소자(335)에 의해 나타내어진다. 하나의 실시예에서, 수천 개의 노즐에 대해(가령, 수천 개의 인쇄 헤드 노즐에 대해, 바람직하게는 각각의 노즐에 대해, 수십 개의 노즐 발사 파형에 대해) 수 분, 가령, 단지 30분만 걸리는, 바람직하게는 훨씬 더 짧은 시간이 걸리는 작업 동안 이 측정 데이터가 계산된다. 또 다른 실시예에서, 서로 다른 시점에서 서로 다른 노즐 서브세트를 업데이트하기 위한 이러한 측정이 반복적으로 수행될 수 있다. 선택사항으로서, 앞서 함께 출원된, 동 출원인의 PCT 특허 출원에서 기재된 바와 같이, 비-이미징(가령, 간섭측정(interferometric)) 기법이 측정을 위해 사용될 수 있고, 이로 인해, 초당 수십 개 내지 수백 개의 노즐을 커버하는 노즐당 수십 개의 액적 측정이 도출될 수 있다. 이 데이터 및 임의의 연관된 통계적 모델(및 수단)이 메모리(337)에 저장되어, 수신된 레이아웃 또는 비트맵 데이터(325)를 처리할 때 사용될 수 있다. 하나의 구현예에서, 프로세서(323)가 실제 인쇄기의 원격지에 위치하는 컴퓨터의 일부인 반면, 또 다른 구현예에서, 프로세서(323)는 제조 수단(가령, 디스플레이를 제조하기 위한 시스템) 또는 인쇄기와 일체 구성된다.
액적의 발사를 수행하기 위해, 하나 이상의 타이밍 또는 동기화 신호(339)의 세트가 기준으로서 사용되도록 수신되고, 이들은 클록 트리(clock tree)(341)를 통해 전달되어, 각각의 노즐 드라이버(343, 344 및 345)로 배포되어, 특정 압전기 트랜스듀서(각각 327, 328 및 329)에 대한 구동 파형을 생성할 수 있다, 즉, 노즐마다 전용 압전기 트랜스듀서가 있다(도 3b에 단지 3개만 도시되어 있지만, 일반적으로 수천 개의 노즐이 존재함). 각각의 노즐 드라이버는 프로세서(323)로부터 멀티-비트 프로그래밍 데이터 및 타이밍 정보를 수신하는 하나 이상의 레지스터(351, 352 및 353)를 가진다. 각각의 노즐 드라이버 및 이의 연관된 레지스터가 레지스터(351, 352 및 353) 각각을 프로그래밍하기 위해 하나 이상의 전용 쓰기 활성화 신호(wen)를 수신한다. 하나의 실시예에서, 각각의 레지스터가 상당한 양의 메모리를 포함하는데, 가령, 복수의 지정된 파형을 저장하기 위해 1k SRAM, 및 이들 파형들 중에서 선택하고 그 밖의 다른 방식으로 파형 생성을 제어하기 위해 프로그래머블 레지스터를 포함한다. 프로세서로부터의 데이터 및 타이밍 정보가 도 3b에 멀티-비트 정보로 도시되지만, (이하에서 설명될 도 3c에 도시 바와 같이) 이 정보가 대신 각각의 노즐로의 직렬 연결을 통해 제공될 수 있다.
특정 증착, 인쇄 헤드 또는 잉크를 위해, 프로세서가 각각의 노즐에 대해 액적을 생성하도록 선택적으로(즉, "임의적으로") 인가될 수 있는 16개의 사전 배열된 구동 파형의 세트를 선택하는데, 이 수치는 임의의 수치인데, 가령, 하나의 설계에서 4개의 파형이 사용될 수 있고, 또 다른 경우 4천 개가 사용될 수 있다. 이들 파형은 선택되어 각각의 노즐에 대해 출력 액적 부피의 원하는 변동을 제공할 수 있다, 가령, 각각의 노즐이 비선형 액적 부피(가령, 10.00pL의 평균 액적 부피)를 생성하는 적어도 하나의 파형 선택을 갖고 이상적인 액적 크기, 분사 속도 및 비행 궤적을 생성하도록 사용될 수 있는 각각의 노즐에 대한 의도적인 부피 변동 범위를 수용하게 할 수 있다. 다양한 실시예에서, 모든 노즐에 대해 16개의 구동 파형의 동일한 세트가 사용되지만, 도시된 실시예에서, 16개, 가능한 고유한 파형이 각각의 노즐에 대해 미리 각자 개별적으로 정의되고, 각각의 파형이 각자의 액적 부피(및 속도 및 궤적) 특성을 부여한다.
인쇄 동안, 각각의 액적의 증착을 제어하기 위해, 지정 파형 중 하나를 선택하는 데이터가 노즐 단위로 각각의 노즐의 각자의 레지스터(351, 352 또는 353)로 프로그램된다. 예를 들어, 10.00pL의 타깃 액적 부피가 주어지면, 16개의 서로 다른 액적 부피 중 하나의 액적 부피에 대응하는 16개의 파형 중 하나를 설정하기 위해 데이터를 레지스터(351)에 씀으로써, 노즐 드라이버(343)가 구성될 수 있다. 각각의 노즐에 의해 생산되는 부피가 액적 측정 소자(335)에 의해 측정되었을 것이며, 이때, 노즐 단위(및 파형 단위) 액적 부피 및 이와 연관된 분배가 프로세서(323)에 의해 기록되고 메모리에 저장된다. 프로세서는, 레지스터(351)를 프로그래밍함으로써, 특정 노즐 드라이버(343)가 16개의 파형 중 프로세서에 의해 선택된 하나의 파형을 출력하기를 원하는지 여부를 정의할 수 있다. 덧붙여, 프로세서는 레지스터가 (가령, 선택적으로 기판 스큐(skew)를 보정하고, 속도 또는 궤적 오차를 포함하는 오차를 보정하는 등의 목적을 위한) 특정 스캔 라인에 대해 노즐의 발사에 대한 노즐 단위 딜레이 또는 오프셋을 갖도록 프로그램할 수 있고, 이러한 오프셋은 각각의 스캔에 대한 타이밍 펄스의 프로그램 가능한 개수에 의해 특정 노즐의 발사를 지연시키는 카운터에 의해 유발된다. 일례를 제공하기 위해, 액적 측정의 결과가 하나의 특정 노즐의 액적이 기대 속도보다 낮은 속도를 갖는 경향이 있음을 가리키는 경우, 대응하는 노즐 파형이 미리(가령, 압전기 활성화를 위해 사용되는 활성 신호 레벨에 선행하는 데드 타임(dead time)을 감소시킴으로써 미리) 트리거될 수 있으며, 반대로, 액적 측정의 결과가 하나의 특정 노즐의 액적이 비교적 높은 속도를 가짐을 가리키는 경우, 파형이 차후에 트리거될 수 있다. 그 밖의 다른 예시가 가능함이 자명하다 - 예를 들어, 일부 실시예에서 구동 세기(즉, 특정 노즐의 압전기 액추에이터를 구동하도록 사용되는 신호 레벨 및 연관된 전압)를 증가시킴으로써 느린 액적 속도가 상쇄될 수 있다. 하나의 실시예에서, 동기화를 위해 모든 노즐에 배포되는 동기화 신호가 지정 시간 간격(가령, 1마이크로초)으로 발생하며, 또 다른 실시예에서, 동기화 신호는 인쇄기 모션 및 기판 지오그래피에 대해 조절되는데, 가령, 인쇄 헤드와 기판 간 증분하는 상대적 모션에 대해 발사된다. 고속 클록(
Figure pat00001
)이 동기화 신호보다 수천 배 더 빠른데, 가령, 가령, 100메가헤르츠, 33메가헤르츠 등이며, 하나의 실시예에서, 복수의 서로 다른 클록 또는 그 밖의 다른 타이밍 신호(가령 스트로브 신호)가 조합되어 사용될 수 있다. 또한 상기 프로세서는 선택사항으로서 인쇄 격자 간격(또는 타이밍)을 정의 또는 조절하는 값을 프로그래밍하며, 하나의 구현예에서, 인쇄 격자 간격이 이용 가능한 노즐의 전체 풀에 공통이며 하프톤 격자 간격과 동일하지만, 각각의 구현예에서 반드시 그런 것은 아니다. 예를 들어, 일부 경우, 인쇄기 격자가 각각의 노즐의 액적 패턴의 타이밍(가령, 위상)을 조절하여 기판 스큐 또는 그 밖의 다른 요인을 보상하기 위한 방식으로 정의될 수 있다. 따라서 하나의 선택적 실시예에서, 노즐 발사 패턴이 변하여 (가령, 적절한 인쇄를 위해 필요에 따라 인쇄기 명령을 회전 또는 조절하는 소프트웨어에 의해) 선험적으로 알려진 기판 지오그래피와 정합되도록 하프톤 격자를 효과적으로 변환할 수 있다. 명백하게, 여러 설계 대안이 가능하다. 도시된 실시예에서 프로세서(323)는 동작 중에 각각의 노즐의 레지스터를 동적으로 재프로그램할 수 있다, 즉, 동기화 펄스가 레지스터에 설정된 임의의 프로그래밍된 파형 펄스를 런칭하기 위한 트리거로서 인가된다; (가령, 액적 파형 및 아마도 액적 타이밍, 궤적 및/또는 부피를 조절하기 위해) 새 데이터가 다음 동기화 펄스 전에 도시된 회로에 의해 비동기식으로 수신된 경우, 새 데이터가 다음 동기화 펄스와 함께 인가될 것이다. 또한 프로세서(323)는 동기화 펄스 발생에 대한 파라미터를 설정하는 것(356)에 추가로, 스캐닝의 개시 및 속도를 제어한다(355). 덧붙여, 프로세서는 앞서 기재된 다양한 목적으로 인쇄 헤드의 선택적 회전을 제어한다(357). 이러한 방식으로, 각각의 노즐은 각각의 노즐에 대해 임의의 때에(즉, 임의의 "다음" 동기화 펄스에 의해) 16개의 서로 다른 파형 중 임의의 하나씩의 파형을 이용해 동시에 발사할 수 있고, 단일 스캔 동안 발사들 사이에, 동적으로 16개의 서로 다른 파형 중 임의의 나머지 파형을 이용해, 선택된 발사 파형이 스위칭될 수 있다.
도 3c는 각각의 노즐에 대한 출력 노즐 구동 파형을 생성하기 위해 이러한 실시예에서 사용될 수 있는 회로(361)의 추가 상세사항을 보여주며, 출력 파형은 도 3c에서 "nzzl-drv. wvfm"로 표현된다. 더 구체적으로, 회로(361)는 동기화 신호의 입력을 수신하며, 단일 단부 또는 차동 라인이 직렬 데이터("데이터"), 전용 쓰기 활성화 신호(we), 및 고속 클록(
Figure pat00002
)을 반송한다. 레지스터 파일(363)이 초기 오프셋, 격자 선명도 값(grid definition value) 및 구동 파형 ID를 각각 운반하는 적어도 3개의 레지스터에 대해 데이터를 제공한다. 초기 오프셋은 인쇄 격자의 시작 인쇄 격자의 시작 부분과 정렬되도록 각각의 노즐을 조절하는 프로그램 가능한 값이다. 예를 들어, 구현 변수, 가령, 복수의 인쇄 헤드, 복수의 노즐 행, 서로 다른 인쇄 헤드 회전, 노즐 발사 속도 및 패턴 및 그 밖의 다른 요인들이 주어지면, 초기 오프셋이 사용되어 각각의 노즐의 액적 패턴을 인쇄 격자의 시작부분과 정렬하여, 딜레이, 스큐 및 그 밖의 다른 요인들을 고려할 수 있다. 오프셋은 복수의 노즐 간에 상이하게 인가되어, 예를 들어, 기판 지오그래피에 대해 격자 또는 하프톤 패턴을 회전시키거나, 기판 오정렬을 보정할 수 있으며, 바람직하게는, 이들 기능이 소프트웨어에 의해, 즉, 비-일시적 기계 판독형 매체 상에 저장된 명령에 의해 수행될 수 있다. 마찬가지로, 오프셋이 비정상 속도 또는 그 밖의 다른 효과를 보정하도록 사용될 수 있다. 격자 선명도 값은 프로그래밍된 파형이 트리거되기 전에 "카운팅"되는 동기화 펄스의 개수를 나타내는 수치(가령, 발사 주파수를 나타냄)이며, 평면 패널 디스플레이(가령, OLED 패널)를 인쇄하는 구현예의 경우, 하프톤 격자 발사 점가 규칙적(일정한 간격) 또는 불규칙적(복수의 간격) 격자에 대응하는 서로 다른 인쇄 헤드 노즐에 대해 아마도 하나 이상의 규칙적인 간격을 가진다. 따라서 격자 간격 값이 2(가령, 2마이크론)로 설정된 경우, 각각의 노즐이 이 간격에서 발사될 수 있다. 구동 파형 ID가 각각의 노즐에 대한 사전 저장된 구동 파형들 중 하나의 선택을 나타내고, 실시예에 따라 여러 방식으로 프로그램 및 저장될 수 있다. 하나의 실시예에서, 구동 파형 ID가 4 비트 선택 값이고 각각의 노즐이 자신 고유의 전용 1k-바이트 SRAM을 가져, 16x16x4B 엔트리로서 저장된 최대 16개의 지정 노즐 구동 파형을 저장할 수 있다. 간단히 말하면, 각각의 파형에 대한 16개의 엔트리 각각이 프로그램 가능한 신호 레벨을 나타내는 4바이트를 포함하고, 이때 이들 4바이트는 2바이트 분해능 전압 레벨 및 2바이트 프로그램 가능한 지속시간을 나타내며, 고속 클록의 펄스의 수를 카운팅하도록 사용된다. 따라서 각각의 프로그램 가능한 파형은 0에서 최대 16개의 이산 펄스를 포함할 수 있고, 각각의 프로그램 가능한 전압 및 지속시간을 가진다(가령, 33메가헤르츠 클록의 0-225개의 펄스와 동일한 지속시간을 가진다).
번호(365, 366 및 367)는 특정 파형이 특정 노즐에 대해 생성될 수 있는 방식을 보여주는 회로의 하나의 실시예를 지시한다. 제1 카운터(365)가 동기화 펄스를 수신하여, 새 라인 스캔의 시작에 의해 트리거되는 초기 오프셋의 카운트다운을 개시할 수 있으며, 제1 카운터(365)는 마이크론 증분(micron increment)으로 카운트다운하고, 0에 도달될 때, 트리거 신호가 제1 카운터(365)에서 제2 카운터(366)로 출력된다. 이 트리거 신호는 각각의 스캔 라인에 대한 각각의 노즐에 대해 발사 공정을 실질적으로 시작한다. 그 후 제2 카운터(366)는 프로그램 가능한 격자 간격을 마이크론의 증분으로 구현한다. 제1 카운터(365)가 새 스캔 라인과 관련하여 재설정되고, 이의 출력 트리거를 따르는 고속 클록의 다음 에지를 이용해 제2 카운터(366)가 재설정된다. 제2 카운터(366)는, 트리거될 때, 특정 노즐에 대한 선택된 구동 파형 형태를 생성하는 파형 회로 생성기(367)를 활성화한다. 생성기 회로 아래에서 나타나는 점선 박스(368-370)로 지시되는 바와 같이, 이러한 후자 회로는 고속 클록(
Figure pat00003
)에 따라 타이밍 정해지는 고속 디지털-아날로그 변환기(368), 카운터(369), 및 고전압 증폭기(370)를 기초로 한다. 제2 카운터(366)로부터의 트리거가 수신될 때, 파형 생성기 회로는 구동 파형 ID 값에 의해 나타나는 숫자 쌍(신호 레벨과 지속시간)을 불러오고 신호 레벨 값에 따라 특정 아날로그 출력 전압을 생성하며, 카운터(369)는 카운터에 따르는 지속시간 동안 DAC 출력을 유지한다. 그 후 적절한 출력 전압 레벨이 고전압 증폭기(370)에 인가되고 노즐-구동 파형으로 출력된다. 그 후 다음 숫자 쌍이 레지스터(363)로부터 래치 아웃되어 다음 신호 레벨 값/지속시간 등을 정의할 수 있다.
도 3b로부터의 프로세서(323)에 의해 제공되는 데이터에 따라, 도시된 회로가 임의의 바람직한 파형을 정의하는 효과적인 수단을 제공한다. 소프트웨어가 인쇄 명령을 수신하고 필요에 따라 이들 명령을 조절하거나 이들 명령과 대화하여, 격자 지오메트리 또는 비정상 속도 또는 비행 각도(flight angle)를 갖는 노즐을 교정할 수 있다. 임의의 특정된 신호 레벨과 연관된 지속시간 및/또는 전압 레벨(가령, 동기화에 대한 오프셋을 효과적으로 정의하는 0볼트의 제1 "딜레이" 신호 레벨)이 이러한 목적으로 조절될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 프로세서는 파형의 세트(가령, 노즐별로 16개의 가능한 파형)에 따라 미리 결정하고, 각각의 노즐의 구동기 회로에 대해 이들 선택된 파형 각각에 대한 정의를 SRAM에 쓰고, 이때 프로그램 가능한 파형의 "발사-시점(firing-time)" 결정이 4-비트 구동 파형 ID를 각각의 노즐의 레지스터로 씀으로써 활성화된다.
개별 액적(즉, 노즐별 액적)을 생성하기 위한 선택적 회로가 기재되면, 이 기재는 하프톤 생성 기법 및 연관된 오차 보정 기법을 더 언급할 것이다. 알려져 있다시피, 노즐별 액적 부피의 정밀한 제어가, 예컨대, 노즐별 액적 평균 부피(및 기대 부피 분포)에 대해 잘 이해하고 마찬가지로 액적 비행 및 궤적에 대해 이해하며, 앞서 기재된 기법을 이용해 노즐별 파형, 액적 타이밍, 액적 부피 및 그 밖의 다른 세부사항을 변화시키기 위한 선택적 회로를 이용함으로써, 매우 정밀한 잉크 액적의 증착을 가능하게 한다.
도 4a는 하프토닝을 이용해 층 두께를 제어함으로써 방법 다이어그램(401)을 제공한다. 선택사항으로서 이들 기법은 파형 튜닝 기법 및 회로와 함께 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 번호(403)로 도시되는 바와 같이, 레이아웃 데이터(403)가 먼저 수신되고 사용되어 원하는 격자를 정의할 수 있다(405). 이 격자는 인쇄기에 의해 사용되는 노즐 간격에 대한 관계를 포함할 것이며(407), 따라서 소프트웨어는 이 관계를 결정하고 이 관계를 이용해 하프토닝 및 인쇄 파라미터, 가령, 스캔 경로를 플래닝하여, 인쇄기 제어 명령을 개발할 수 있다. 소프트웨어는 또한 잉크 부피 데이터(409)를 수신하며, 상기 잉크 부피 데이터는 또한 원하는 층 두께를 획득하기 위해 요구되는 단위 면적당 잉크의 양을 식별한다. 하나의 실시예에서, 테스트 층 형성 후(가령, 경화 또는 건조 후) 부피와 두께 간 상관관계가 측정된다. 하나의 변형예에서, 하나 이상의 인쇄 헤드 통과 후 습윤 잉크의 두께를 기초로 상관관계가 측정된다. 하나의 실시예에서, 그 후 소프트웨어는, 가령, 점선 박스(412)에 의해서도 나타나는 바와 같이 다음의 공식을 이용해, 격자 피치에 액적 밀도를 맵핑한다(411).
Figure pat00004
스캔내(in-scan) 피치가 인쇄 헤드와 기판 간 상대적 운동의 제1 방향으로의 드롭 기회들 간 간격을 나타내고, 스캔간(cross-scan) 피치는 상기 제1 방향에 일반적으로 수직인 방향(또는 그 밖의 다른 방식으로 독립적인 방향)에서의 드롭 기회들 간 간격을 나타내고, 파라미터 h(곱하기 100)는 퍼센티지의 그레이스케일 값이다. 하나의 실시예에서, 이 관계는 시간에 따라 달라질 수 있고, 따라서 동적 요인들, 가령, 공정 또는 온도, 특정 기계 또는 잉크 세부사항, 노즐 연식, 또는 그 밖의 다른 요인들에 대해, 재측정이 이뤄져서 실험 데이터를 형성할 수 있다(413).
바람직한 액적 밀도가 식별되면, 번호(415)에 의해 나타나는 바와 같이, 소프트웨어가 하프톤 패턴 생성 서브루틴(또는 개별 소프트웨어 플래닝 공정)을 호출한다. 하나의 실시예에서, 이 플래닝은 원격 컴퓨터에 의해 수행될 수 있고 다른 실시예에서 이 공정이 인쇄기와 일체 구성된다. 하프톤 패턴 생성 기능이 액적 증착 패턴을 플래닝하여 액적 패턴을 생성할 수 있으며, 하프톤 격자 상의 점의 선택에 따라 각각의 액적은 실질적으로 균일한 부피를 가진다. 또 다른 실시예에서, 액적 변동이 반드시 균일한 것은 아니며, 오히려, 즉, 액적 발사를 위해 선택된 격자점이 이들 점에서의 노즐 발사와 연관된 특정 액적 부피(또는 궤적 또는 속도)를 고려하도록, 액적 측정치가 하프톤 패턴 생성의 요인으로 포함되며, 이때, 하프토닝 생성이 노즐간 변동(nozzle-to-nozzle variation)을 수용(및 고려)할 수 있다. 이상적으로, 잉크의 확산이 균일한 두께의 물질의 국지적으로 연속인 층을 생성하도록 패턴이 정의된다. (기판 상에 증착될) 전체 층의 면적을 커버하는 단일 공정로서 플래닝될 때 그리고 관심 증착 영역에 걸쳐 뻗어 있는 단일 하프톤 격자에 따라, 잉크가 이상적으로는 매끄러운 방식으로, 즉, 무라(Mura)를 피하도록, 증착된다. 앞서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 희망 층 두께가 서로 다른 "인쇄 셀"에 할당되며, 이때 두께 또는 그레이스케일 값이 각각의 인쇄 셀에 적용되고, 하프톤 생성 소프트웨어가 그레이스케일 이미지(즉, 그레이스케일 값의 어레이)를 수신하며 이 그레이스케일 이미지를 기초로 하프톤 패턴을 개발한다(가령, 국소 잉크 부피 변동이 개별 인쇄 셀 값에 의해 제어되고 오차 확산(error diffusion)이 적절하게 사용되어 원하는 균일도를 획득할 수 있다). 언급된 바와 같이, 또 다른 실시예에서, 인접 증착 영역(417)의 복수의 "타일" 각각에 대해 하프톤 패턴이 개별적으로(독립적으로) 플래닝될 수 있으며, 이때, 각각의 타일에 대한 하프톤 액적 패턴이 플래닝되지만, 하프토닝이 상보적 방식으로 수행되어(418), 액적 패턴이 공통 격자 상에서 "함께 스티칭"되어 다시 한번 무라(Mura)를 피할 수 있다. 이는 도 5d를 참조하여 이하에서 설명된다. 매끄러운 패턴 경계(가령, "스티칭")가 연속 격자의 사용을 통해 보강될 수 있다(420). 이러한 실시예에서, 하나 이상의 인쇄 셀(가령, "m"개의 인쇄 셀)의 그룹이 하나 이상의 타일의 그룹(가령, "n"개의 타일)과 동일하고 공정(419)별로, 각각의 타일에 대해 하프톤 패턴을 생성하도록 사용된다.
도 4b는 이들 공정와 연관된 또 다른 흐름도(421)를 제공한다. 앞서 제공된 예시에서처럼, 원하는 층의 레이아웃을 나타내는 데이터가 먼저 수신된다(423). 이 데이터는 증착될 층의 경계를 특정하고 층 전체의 두께를 정의하기에 충분하 정보를 제공한다. 이 데이터는 공정(421)가 수행되는 동일한 기계 또는 소자 상에서 생성되거나, 서로 다른 기계에 의해 생성될 수 있다. 하나의 실시예에서, 수신된 데이터는 x-y 좌표계에 따라 정의되고 제공된 정보는 예를 들어, 앞서 소개한 x-마이크론 × y-마이크론 × z-마이크론 예시에 따르는 선택적으로 층 전체에 걸쳐 인가될 단일 높이 또는 두께를 특정하는 임의의 나타난 x-y 좌표점에서 원하는 층 두께를 계산하기에 충분하다. 이 데이터는 층을 수용할 증착 영역에서 각각의 인쇄 셀에 대한 그레이스케일 값으로 변환될 수 있다(425). 인쇄 셀 영역이 레이아웃 데이터와 매칭되는 x-y 좌표계에 대응하지 않는 경우, 레이아웃 데이터가 (가령, 복수의 좌표점에 대한 두께 데이터의 평균을 구함으로써 및/또는 보간을 이용함으로써) 변환되어 각각의 인쇄 셀에 대한 그레이스케일 값을 획득할 수 있다. 이 변환은 예를 들어 앞서 언급된 것과 같은 관계식 또는 수학식을 이용해 생성된 지정 맵핑 정보를 기초로 이뤄질 수 있다. 이 스테이지에서 선택적으로, 궁극적으로 균일한 층을 생성하기 위해(또는 그 밖의 다른 바람직한 효과를 위해) 그레이스케일 값에 따라 보정이 수행될 수 있다(427). (이하에서 더 언급될) 한 가지 예를 제공하기 위해, 원하는 층 아래에 놓을 마이크로구조물의 가변 높이를 보상하는 것이 바람직한 경우, 선택적 기법이 특정 위치에서 관심 층을 "부스팅"하도록 그레이스케일 값을 선택하기 위한 오프셋을 추가하여, 증착된 층의 상부 표면을 효과적으로 평탄처리할 수 있으며, 예를 들어, 증착 영역에 걸쳐 원하는 5.0마이크론 두께의 봉지층이 바람직하고, 아래 놓인 기판을 형성하는 구조물의 두께가 마이크론 단위로 변하며, 그런 경우, 그레이스케일 값이 일부 영역에서 6.0마이크론 두께의 봉지화를 증착하도록 조작되어, 봉지층의 고른 상부 표면을 생성할 수 있다. 그 밖의 다른 기법이 또한 가능하다. 하나의 실시예에서, 이러한 그레이스케일 값 조작이 또한 (가령, 스캔내 방향으로) 노즐 발사 수차를 보정하도록 사용되어, 더 많은 잉크(가령, 특정 노즐 또는 노즐 세트가 불충분한 잉크 부피를 생성하는 경우) 또는 더 적은 잉크(가령, 특정 노즐 또는 노즐 세트가 과도한 잉크 부피를 생성하는 경우)를 증착할 수 있다. 이러한 선택적 공정이 교정 공정 및/또는 실험적으로 결정된 데이터에 대해 예측될 수 있다(434). 그 후 그레이스케일 값이 하프톤 패턴으로 변환되며(429), 하프톤 격자에 걸친 오차 확산이 이용되어 국소 층 균일성을 보장할 수 있다. 이 하프토닝 공정을 기초로, 인쇄 이미지(또는 그 밖의 다른 인쇄기 제어 명령)가 생성된다(430).
또한 도 4b는 증착된 층에서 균일성을 보장하도록 적용된 균일 선택적 오차 교정 공정(433)를 도시한다. 물/산소 장벽을 생성하기 위한 적절한 봉지화의 형성을 보장하기 위해 또는 디스플레이 패널의 고품질 광 생성 또는 광 유도 요소를 제공하기 위해 또는 그 밖의 다른 목적으로, 이러한 균일성이 소자 품질에 있어 중요할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 교정 공정 또는 실험적으로 결정된(dead-reckoned) 데이터가 사용되어 노즐 액적 변동 또는 그 밖의 다른 요인들에 기여하는 그레이스케일 값을 보정할 수 있다(434). 대안적으로, 개별 노즐 구동 파형이 플래닝되거나 조절되어 오차를 보정할 수 있다(435). 또 다른 실시예에서, 노즐이 검증 또는 자격 증명될 수 있고(439), 이때 각각의 노즐은 최소 액적 생성 임계치를 충족한다고 결정되거나 실격된다. 특정 노즐이 실격되는 경우, 원하는 하프톤 패턴을 생성하기 위해, 서로 다른 노즐(또는 이용 가능한 노즐의 반복되는 통과)이 다른 경우라면 실격된 노즐에 의해 인쇄될 액적을 증착하도록 사용될 수 있다(436). 예를 들어, 하나의 실시예에서, 인쇄 헤드가 행과 열 모두로 배열된 노즐을 가짐으로써, 하나의 노즐이 비정상인 경우, 다른 예비 노즐이 사용되어, 특정 격자점에 대해 희망되는 액적을 증착할 수 있다. 또한 선택사항으로서, 이러한 문제가 고려되고 사용되어 스캔 경로를 조절하여, 예를 들어, 인쇄 헤드를 오프셋시킴으로써, 서로 다른 노즐을 이용해 원하는 액적이 증착될 수 있게 한다(이를 가능하게 하는 위치로 인쇄 헤드가 조절된다). 이는 도 4b에서 번호(437)로 나타난다. 대안적으로, 오차가 생성되고(438) 사용되어 소프트웨어가 (가령, 상이한 노즐에 따른) 상이한 하프톤 패턴을 선택하도록 촉진시킬 수 있다. 많은 대안이 가능하다. 하나의 실시예에서, (노즐별 또는 구동 파형별 측정치의 분포를 형성하기 위해) 액적 파라미터를 반복적으로 측정하는 액적 측정 소자를 이용해 각각의 노즐이 미리 교정되어(440 및 441), 부피, 속도, 및 궤적에 대한 노즐 액적 수단을 이해하고, 이들 파라미터 각각에 대한 기대 노즐별 분산을 이해함으로써, 소프트웨어가 각각의 노즐에 대해 통계 모델(441)을 구축할 수 있다. 이 데이터가 특정 노즐(및/또는 액적)을 검증하도록 또는 각각의 개별 액적을 생성하도록 사용될 노즐 또는 노즐 파형을 선택하도록 사용될 수 있다. 각각의 이러한 측정/오차 보정 공정이 인쇄 플래닝, 가령, 스캔 경로 플래닝에 고려되어(431), 즉, 인쇄기 데이터(또는 인쇄 제어 명령)가 생성 및/또는 업데이트되어, 원하는 층 속성을 보장하면서, 인쇄 공정을 최적화할 수 있다. 마지막으로, 최종 인쇄기 데이터(가령, 최종 인쇄 이미지 또는 그 밖의 다른 인쇄기 제어 명령)가 제작 시점에서 인쇄기로 전송되도록 생성된다(445). 앞서 언급된 바와 같이, 오차 보정 필요성을 평가하기 위해, 원하는 물질 층을 형성하도록 사용될 잉크, 기계 및 프로세스에 특정된 교정 프로세스가 수행될 수 있다. 따라서 하나의 실시예에서, 본 명세서에 소개된 기법이 적용되어 액적 및/또는 하프톤 파라미터를 시험하고 하프톤 패턴 또는 최종 인쇄 이미지에 궁극적으로 영향을 미치는 입력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 이러한 교정이 사용되어, (가령, 특정 희망 두께에 어느 그레이스케일 값이 적용될지를 결정하기 위해) 그레이스케일 값을 측정하거나, 신뢰할만하도록 생성된 하프톤 패턴이 할당된 그레이스케일 값을 희망 두께에 맵핑하도록 하프톤 생성을 교정할 수 있다. 또 다른 대안예가 가능하다. 패턴을 기초로 하는 예시적 기법이 일반적으로 도 4c에서 번호(451)로 지시되고, 개별 액적 측정 및 노즐 검증을 기초로 하는 예시적 기법이 도 4d를 참조하여 설명된다.
교정 프로세스의 일부로서, 하프톤 패턴(또는 연관된 하프토닝 파라미터)이 두께 데이터(452)에 할당되어, 층을 나타내는 인쇄 이미지(453)를 생성할 수 있다. 층은, 가령, 평면 기판 위에 균일 층 두께를 제공하도록 선택된 테스트 런의 일부이거나, 대안적으로 기대 결과와 미리 상관된 데이터일 수 있다. 하나의 실시예에서, 데이터가 "실시간" 인쇄 공정 또는 제품 런(product run)에 적용된 표준을 나타낼 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 복수의 인쇄 셀 각각에 대한 원하는 층 두께를 연관된 그레이스케일 값(각각의 인쇄 셀에 대한 그레이스케일 값)으로 변환함으로써 인쇄 이미지가 형성된다. 각각의 인쇄 셀 그레이스케일 값이 하프톤 패턴을 선택하도록 사용된다. 또한 이 실시예에서, 선택사항으로서 육안으로 연속인 필름을 생성하도록(가령, 물이나 산소에 불침투성인 층을 생성하도록) 하프톤 패턴이 선택된다. 대안적 흐름 경로(455 및 457)에 의해 나타나는 바와 같이, 하프톤 인쇄 이미지가 실제 증착 공정에서 인쇄기를 제어하도록 사용되거나, 그 밖의 다른 임의의 적절한 공정 파라미터(가령, 특정 잉크 제제에 대한 도트 게인, 측정된 액적 부피 등)가 주어질 때, (즉, 소프트웨어 프로그램에 의해) 시뮬레이션 공정에 적용되어 완성된 층의 품질을 시뮬레이션/추정할 수 있다. 예를 들어, 시험 증착의 경우, 스타일러스 조면계(stylus profilometer), 광학 간섭계 또는 카메라에 의해, 최종 소자가 측정될 수 있고, 이때 결과가 층 품질을 평가하도록 사용된다. 예를 들어, 도 7a 및 7d에 대한 설명을 참조할 수 있다. 그 후 임의의 결과가 분석되어(459), 균일성 및 결함, 구멍 또는 공극의 존재여부를 평가할 수 있다. 더 일반적으로, 오차 프로세스(error process)에 의해 결과들이 기대 결과(462)와 비교되어, 편차를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제조 또는 시뮬레이션된 층이 어떤 면적에서 다른 면적에서보다 더 얇을 수 있으며, 이는, 균일하게 평평한 층이 기대되는 경우, 노즐 발사 패턴에 있어 장애를 초래할 수 있다. 오차 프로세스(461)가 이러한 편차를 검출하고 편차를 특정 유형의 오차와 상관시킨다. 어떠한 편차도 검출되지 않고, 층이 정확히 올바른 두께를 갖는 경우, 프로세스는 선택된 그레이스케일 값을 특정 두께와 연관시키고 저장된 데이터 또는 그 밖의 다른 설정을 업데이트할 수 있다(463 및 465). 이 연관은 설정 방법(451)의 또 다른 루프 또는 패스를 통해 차후 필요에 따라 조절/업데이트될 수 있다. 그 후 그 밖의 다른 원하는 층 두께 및/또는 구배에 대해 상기 방법(451)이 반복되어, 서로 다른 선택형 그레이스케일 값과 원하는 두께 간 포괄적인 맵핑을 완전히 개발할 수 있다. 시뮬레이션된 층 또는 물리 층과 기대 데이터 간 편차가 검출되는 경우, 연관된 프로세스 파라미터가 조절된다(467). 번호(468-472)에 의해 반영되는 바와 같이, 조절될 수 있는 파라미터들 중 일부가 선택된 그레이스케일 값(가령, 테스트 층이 지나치게 두껍거나 얇은 경우, 두께와 그레이스케일 값의 관계가 변함), 도트 게인에 영향을 미치는 요인(가령, 잉크 점도, 표면 장력 또는 그 밖의 다른 요인들) 또는 드롭 커버리지에 영향을 미치는 요인(가령, 액적 형태, 크기, 구동 파형 등), 격자 간격 또는 맵핑, 또는 그 밖의 다른 임의의 바람직한 파라미터를 포함한다. 프로세스가 각각의 설정을 점진적으로 조절(가령, 증분 또는 감분)하고, 적절하게 업데이트된 조절 데이터(473)를 저장할 수 있고, 새 설정을 시험하기 위해 방법(451)을 반복할 수 있다. 임의의 조절된 설정이 보정되도록 결정되면(즉, 오차 프로세스(461)가 어떠한 오차도 검출하지 않을 때), 설정 및 임의의 조절 데이터가 저장된다(465). 일부 적용예에서(모든 적용예에서 반드시는 아님), 원하는 두께로의 그레이스케일 값의 스케일링이 선형이어서, 이 교정 프로세스가 단지 적은 수(가령, 2개)의 데이터 점만을 이용해 수행될 수 있다. 이 프로세스가 완료되면, 각각의 허용 가능한 그레이스케일 값을 특정 층 두께로 연결하는 완벽한 맵핑이 이용 가능해져야 한다. 이때, 방법이 종료된다. 방법(451)이 여러 번 수행되어, 복수의 특정 기계 또는 인쇄 헤드 각각에 대해 적용되어, 각각의 서로 다른 유형의 잉크 또는 층 물질에 대해 복수의 기계 또는 인쇄 헤드에 걸쳐 일반적으로 사용되거나, 증착 공정에 영향을 미치는 임의의 변수에 프로세스를 커스텀화할 수 있다.
일부 경우, 기저 구조물, 가령, 전기적 경로, 트랜지스터 및 그 밖의 다른 소자 위에 물질의 층을 증착하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 희망 경우가 태양광 패널 또는 OLED 제조인 경우이며 물질 층이 이들 구조물을 "블랭킷"하는 경우에 해당할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 앞서 언급된 기법이 하나 이상의 유기 장벽 또는 봉지층을 가령, 교대하는 유기/무기 장벽 층 쌍을 포함하는 봉지층 스택의 일부로서 증착하도록 적용될 수 있다. 이러한 경우, 기저 구조물에 의해 만들어진 가변 토포그래피에도 불구하고, 이러한 봉지화 결과가 비교적 편평한 증착후 표면인 것이 바람직할 수 있다. 이를 위해, 방법(451)은 또한 특정 설계에 대해 선택적으로 수행되어, 기저 구조물의 높이의 변동을 고려하여 분사되는 잉크를 조절하기 위해 인쇄 셀 단위로 봉지층의 두께를 조절하도록 사용될 인쇄 셀-레벨(가령, 그레이스케일 값) 보정 데이터를 형성할 수 있다. 이러한 보정 데이터는 선택적으로 사용되어, 특정 설계에 대한 희망 층 두께를 조절하거나, 대안적으로 그레이스케일 값 사전-증착을 수정함으로써 또는 제2 증착을 수행함으로써, 본래의 두께 데이터를 업데이트/덮어쓸 때 사용될 수 있는 보정 이미지를 개발할 수 있다. 하나의 대안예에서, 여러 실시예에서, 종래의 기법을 이용한 봉지화 전에 평활화 또는 장벽 층이 또한 증착되어, 관심 층을 수용하기 전에 기판을 효과적으로 평탄화할 수 있다. 예를 들어, 증착 공정이 사용되어 기판의 상부 표면 층을 "메우고" 효과적으로 평탄화할 수 있고, 본 명세서에 기재된 인쇄 공정 및 관련 데이터 변환을 이용해 봉지화가 추가될 수 있다. 또 다른 변형예에서, 하나의 오차 프로세스에서, 특정 노즐 세트 또는 그레이스케일 값이 목표에서 벗어난 부피를 생성한다고 결정된 경우, 본래의 그레이스케일 값이 그레이스케일 인쇄 이미지의 레벨에서 조절되어 이 오차를 역시 보정할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 보정이 비트맵(즉, 인쇄 이미지) 레벨에 적용될 수 있다. 일반적으로 이들 공정이 기판-레벨 "맵" 또는 보정 값의 세트의 적용을 통해 증착된 층의 표면에서의 임의의 편차를 평탄화함이 도 4c에 나타난다. 동기가 무엇이든, 번호(475)가 보정이 잉크를 증착하기 위한 명령에 적용될 수 있거나 추가 사후 증착 공정을 통해 데이터를 조절(즉, 정규화)하여 층 균일도를 획득할 수 있음을 나타낸다.
도 4d는 액적 측정 및 노즐 정량화와 관련된 흐름도(481)를 제공한다. 하나의 실시예에서, 액적 측정 소자를 이용해 인쇄기 내에서 액적 측정이 수행되어, 각각의 노즐에 대해 그리고 액적 부피, 속도, 및 궤적 각각에 대해 임의의 특정 노즐에 적용되는 각각의 파형에 대해 통계 모델(분포 및 평균)을 획득할 수 있다. 즉, 앞서 언급된 바와 같이, 액적 부피 및 그 밖의 다른 액적 파라미터가 노즐별로 가변적일 뿐 아니라 시간의 흐름에 따라서도 가변적일 수 있으며, 이때 각각의 액적이 통계 파라미터에 따라 달라진다. 따라서 액적을 모델링하고 통계적 변동을 고려하기 위해, 반복되는 측정이 수행되고 사용되어, 각각의 노즐에 대해 이들 파라미터 각각에 대해 평균(μ) 및 표준 편차(σ)의 이해를 얻을 수 있다. 예를 들어, 교정 동작(또는 유지보수 동작) 동안, 특정 노즐로부터의 액적에 대해 복수의 측정(가령, 6, 12, 18, 또는 24번의 측정)이 수행되고 액적의 기대되는 부피, 속도 및 궤적의 신뢰할만한 지시자를 획득할 수 있다. 이러한 측정은 동적으로 가령, 매 시간마다, 매일, 또는 그 밖의 다른 간헐적 또는 주기적 공정으로 수행될 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 일부 실시예가 각각의 노즐로부터의 약간 상이한 파라미터의 액적을 생성하는 데 사용되기 위한 상이한 파형을 할당할 수 있다(앞서 언급된 바와 같이 도 3a-3c 참조). 따라서 예를 들어, 각각의 노즐에 대해 세 가지 파형 선택이 존재하는 경우, 최대 36개의 파형-노즐 조합 또는 페어링(pairing) 또는 특정 노즐 세트로부터 획득될 수 있는 36개의 상이한 기대 액적 특성 세트가 존재하며, 하나의 실시예에서, 각각의 페어링에 대한 강건한 통계 모델을 개발하기에 충분하고 액적 값의 고 신뢰도의 좁은 분포를 갖기에 충분하도록, 각각의 파형-노즐 페어링에 대한 각각의 파라미터에 대해 측정이 이뤄진다. 플래닝에도 불구하고, 특정 노들 또는 노즐-파형 페어링이 예외적으로 넓은 분포 또는 특이하게 취급되어야 하는 충분히 비정상인 평균을 산출할 수 있다는 것이 개념적으로 가능하다. 하나의 실시예에 적용되는 이러한 처리가 도 4d에 개념적으로 나타난다.
더 구체적으로, 도면 부호(481)를 이용해 일반적인 방법이 지시된다. 액적 측정 소자(483)에 의해 저장된 데이터가 차후 사용되도록 메모리(484)에 저장된다. 방법(481)의 적용 동안, 이 데이터는 메모리로부터 재호출될 수 있고 각각의 노즐 또는 노즐-파형 페어링에 대한 데이터가 추출될 수 있고 개별적으로 처리될 수 있다(485). 하나의 실시예에서, 평균, 표준 편차 및 측정되는 액적의 개수(n)에 의해 설명되는 또는 이에 상응하는 측정치를 이용해 정규 랜덤 분포가 각각의 변수에 대해 구축된다. 그 밖의 다른 분포 포맷(가령, 스튜던트 T 분포, 푸아송 분포 등)이 사용될 수 있다. 측정된 파라미터가 하나 이상의 범위에 비교되어(487) 실제로 적절한 액적이 사용될 수 있을지 여부를 결정할 수 있다. 하나의 실시예에서, 적어도 하나의 범위가 적용되어 액적이 사용되지 못하게 한다(가령, 액적이 원하는 타깃에 비해 충분히 크거나 작은 부피를 갖는 경우, 상기 노즐 또는 노즐-파형 페어링이 단기 사용에서 배제될 수 있다). 하나의 예시를 제공하기 위해, 10.00pL 액적이 바람직하거나 기대되는 경우, 가령, 이 목표에서 1.5% 넘게 벗어난 액적 평균(가령, <9.85pL 또는 >10.15pL)과 링크된 노즐 또는 노즐-파형이 사용되지 않게 배제될 수 있다.
범위, 표준 편차, 분산 또는 또 다른 확산 기준이 또한 사용되거나 대신 사용될 수 있다. 예를 들어, 좁은 분포(가령, 평균의 3σ<±0.5%)를 갖는 액적 통계 모델을 갖는 것이 바람직한 경우, 이 기준을 충족시키지 않는 측정치를 갖는 특정 노즐 또는 노즐-파형 페어링으로부터의 액적이 배제될 수 있다. 또한 복수의 요인을 고려하는 기준들의 정교/복잡한 세트를 이용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 매우 좁은 분포와 조합되는 비정상 평균이 괜찮을 수 있다, 가령, 10.00pL ±0.1pL 내에 3σ 부피를 갖는 액적을 이용하는 바람직한 경우, ±0.08pL 3σ 값을 갖는 9.96pL 평균을 생성하는 노즐-파형 페어링이 배제될 수 있지만, ±0.03pL 3σ 값을 갖는 9.93pL 평균을 생성하는 노즐-파형 페어링이 허용될 수 있다. 임의의 바람직한 거절/수차 기준에 따라 많은 가능성이 존재한다(489). 이러한 동일한 유형의 처리가 액적별 비행 각도 및 속도에 적용될 수 있다, 즉, 노즐-파형 페어링별 비행 각도 및 속도가 통계 분포를 보여줄 것이고 액적 측정 소자로부터 얻어진 측정 및 통계 모델에 따라 일부 액적이 배제될 수 있음이 예상된다. 예를 들어, 정규의 5% 외부인 평균 속도 또는 비행 궤적을 갖는 액적, 또는 특정 목표를 벗어나는 속도의 분산이 이론적으로 사용되지 않게 배제될 수 있다. 상이한 범위 및/또는 평가 기준이 저장장치(484)에 의해 측정 및 제공되는 각각의 액적 파라미터에 적용될 수 있다.
거절/수차 기준(489)에 따라, 액적(및 노즐-파형 조합)이 상이한 방식으로 처리될 수 있다. 예를 들어, 앞서 언급된 바와 같이, 바람직한 놈(norm)을 충족하지 않는 특정 액적이 거절될 수 있다(491). 대안적으로, 특정 노즐 파형 페어링의 다음 측정 반복 구간에 대해 추가 측정을 선택적으로 수행하는 것(492)이 가능하여, 예를 들어, 통계 분포가 측정 오차의 함수로서 지나치게 넓은 경우, 특정 노즐-파형에 대해 추가 측정을 취하여, 평균 값의 신뢰도를 개선하는 것이 가능하다(가령, 분산 및 표준 편차가 측정된 데이터 점의 수에 따라 달라진다). 번호(493)로 나타내는 바와 같이, 노즐 구동 파형을 조절하는 것, 가령, 더 높은 또는 더 낮은 전압 레벨을 이용하는 것(가령, 더 높은 또는 더 낮은 속도 또는 더 일정한 비행 각도를 제공하는 것), 또는 파형을 재성형(reshape)하여, 특정 놈(norm)을 충족시키는 조절된 노즐-파형 페어링을 생성하는 것이 또한 가능하다. 번호(494)로 나타내는 바와 같이, 파형의 타이밍이 또한 조절될 수 있다(가령, 특정 노즐-파형 페어링과 연관된 비정상 평균 속도 또는 액적 부피를 보상할 수 있다). 예를 들어, 앞서 언급된 바와 같이, 저속 액적이 타 노즐에 비해 이른 시점에서 분사되고, 고속 액적이 더 빠른 비행 시간을 보상하도록 더 늦은 때에 발사될 수 있다. 이러한 많은 대안예가 가능하다. 번호(496)로 표시되는 바와 같이, 임의의 조절되는 파라미터(가령, 발사 시점, 파형 전압 레벨 또는 형태)가 인쇄 스캔 플래닝 동안 사용되도록 저장될 수 있다. 선택적으로, 바람직하다면, 조절된 파라미터가 하나 이상의 연관된 액적을 재측정(가령, 검증)하도록 적용될 수 있다. (수정되거나 그 밖의 다른 방식의) 각각의 노즐-파형 페어링이 평가된 후(통과 또는 거절), 방법은 다음 노즐-파형 페어링으로 진행한다(497).
도 5a는 하프톤 패턴 및 이와 연관된 가상 격자(hypothetical grid)의 제1 예시(509)를 도시한다. 도 5a에서, 격자가 5개의 수직 방향으로 이격된 또는 "y" 좌표(예를 들어 축(511)으로 나타남) 및 5개의 수평 방향으로 이격된 또는 "x" 좌표(예를 들어 축(513)으로 나타남)를 갖는 것이 나타난다. 일반적으로 격자가 훨씬 더 크지만, 격자 교차점의 5×5 어레이가 예시 목적으로 간단히 도시된다. 수직 축과 수평 축 간 교차점 각각이 하나씩의 격자점, 예컨대, 점(515)를 형성한다. 따라서 점 각각은 도 5a에서 p(x,y,n)로 표현되는 이와 연관된 좌표 세트를 가진다. 이 예시에서 값 "n"은 인쇄 헤드의 n번째 통과를 지칭한다, 즉, 인쇄 공정 똥안 선택사항으로서 격자점이 반복되거나 서로 다른 인쇄 헤드 또는 인쇄 헤드 통과에 대해 만들어질 수 있다. 이 좌표계를 가정하면, 이 예시에서 격자의 상부 선 상에서 보여지는 점는 좌표 p(x,y,n), p(x+1,y,n), p(x+2,y,n), p(x+3,y,n) 및 p(x+4,y,n)를 가지며, 이 예시에서의 각각의 도시된 점은 따라서 단일 인쇄 헤드의 1회 통과와 연관된 가능한 액적 좌표이다. 당연히도, 이 좌표계는 예시에 불과하며, 임의의 유형의 좌표계가 사용될 수 있다. 도 5a에서, 특정 격자점에서의 진한 격자점(가령, 점(515))이, 선택 또는 계산된 하프톤 패턴에 따라, 잉크 젯 액적이 상기 점에서 분사될 것임을 가리키며, 격자점에서의 빈 원(가령, 점(517))은 어떠한 잉크 액적도 상기 점에서 분사되지 않을 것임을 가리킨다. 예를 들어, 도 5a에 나타난 하프톤 패턴의 경우, 잉크가 점(517)에서가 아니라 점(515)에서 분사될 것이다. 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 각각의 격자점, 가령, 점(515)이 개별 인쇄 셀에 대응하되, 또 다른 실시예에서는 반드시 그럴 필요는 없다. 도시된 격자 좌표 및 "도트(dot)" 시스템이 기판의 인쇄 가능 표면 상의 잉크로부터의 영역 커버리지의 궁극적인 범위와 혼동되어서는 안 된다. 즉, 유체로서의 잉크가 도 5a에 나타난 도트(515 및 517)에 의해 표현되는 것보다 넓은 표면적에 확산되고 이를 커버할 것이며, 따라서 이 결과를 "도트 게인"이라고 지칭한다. 도트 게인이 클수록, 각각의 잉크 액적이 더 많이 확산된다. 도 5a에 나타난 예시에서, 일관된 격자 간격을 가정할 때, 최소 도트 게인은 연속 필름을 생성하도록 최소 하프톤 액적 밀도(가령, 잉크 점도, 제조업체 격자 명세 및 그 밖의 다른 세부사항을 가정할 때)를 가능하게 하기에 적어도 충분할 것이다. 실제로, 연속 필름이 바람직한 경우, 도트 게인이, 가령, 인쇄 셀의 실질적으로 과반수에서 잉크 없이 인쇄되는 것을 고려하기에 충분히, 최근접 격자점 간 거리보다 훨씬 더 클 것이며, 이때 완성된 층에서 균일도를 제공하기 위한 오차 확산이 (특정 잉크 점도에 따라) 달라진다. 예를 들어, 매 격자점이 각자의 인쇄 셀에 대응하는 가정 하에서, 매 인쇄 셀에 동일한 그레이스케일 값(가령, "50%")이 할당된 경우, 인쇄 셀의 절반이 인쇄된 잉크를 수용할 것이며, 절반은 수용하지 않을 것이며, 이때, 오차 확산(및 잉크 액적 확산)이 균일한 층 두께를 도출한다.
도 5a의 하프톤 패턴(509)을 도 5b의 하프톤 패턴(519)에 비교함으로써, FM 하프토닝의 상대 효과를 관찰할 수 있다. 이들 도면의 경우, 분사되는 액적이 모두 동일한 크기이도록 도시되며, 따라서 더 두꺼운 층의 경우, 더 치밀한 액적 패턴이 사용되며(가령, 격자 교차점에서 더 진한 도트), 더 얇은 층의 경우, 덜 치밀한 액적 패턴이 사용된다(가령, 격자 교차점에서 덜 진한 도트). 도 5a는 이 효과를 얻을 액적의 대략 50% 밀도를 도시하고, 반면에 도 5b는 모든 격자 좌표(가령, 점(515))가 진한 원을 가짐을 보이며, 이는 특정 격자 좌표에서의 액적 분사를 나타낸다. 도 5a 및 5b의 도시가 (256개의 가능한 값을 갖는 시스템에서) 각자의 그레이스케일 값 127 및 255, 또는 (퍼센티지 기반 시스템에서) 50% 및 100%에 각각 대응할 수 있다. 다시 말하면, 그 밖의 다른 넘버링 스킴이 또한 가능하며, 층 두께와 액적 밀도 간 대응관계는 도트 게인에 종속적 및/또는 비선형적일 수 있는데, 예를 들어, 도시된 25개의 격자점에 대해 연속 커버리지를 획득하기 위해 필요한 액적의 최소 개수가 "5"이며, 도 5a의 하프톤 패턴이 40%((13-5)/20)의 그레이스케일 값에 대응할 수 있다.
일반적으로 "격자"가 잉크 젯 노즐의 그룹의 모든 가능한 분사 위치를 나타내고 하프톤 인쇄 이미지 내 각각의 격자점이 액적이 분사될 것인지 여부를 나타내기 위해 정확히 1비트를 이용하며, 따라서 실시예에 따라 달라지는 상이한 "x" 간격이 상이한 노즐 분사 시점 및/또는 상이한 인쇄 헤드 및/또는 상이한 인쇄 헤드 통과로부터의 분사를 나타낼 것이다. 노즐 오류(가령, 분사 실패)가 규칙적인 패턴으로 나타날 것이며 증착된 층에서의 어류를 통해 검출될 수 있다. 앞서 언급된 바를 다시 반영하면, 오차 교정과 관련하여, 실제로 특정 노들이 동작하지 않는다고 결정된 경우, 증착된 층에서의 두께 변동으로 관찰될 오차와 함께 도시된 격자가 인쇄될 수 있다. 이 오차를 완화하기 위해, 하프톤 패턴(또는 그레이스케일 값)이 조절되어 인접한 격자 위치에 대해 분사된 잉크 부피를 증가시키거나 그 밖의 다른 방식으로 액적 형태, 주파수 또는 분사 시점을 변경할 수 있다. 예를 들어 완화는 도 5e에 나타나며, 여기서 (인접한 작업 노즐로부터의) 액적(535)이 결함 노즐에 의해 인쇄됐을 소실 액적(533)을 고려하기 위해 의도적으로 더 큼이 나타난다. 대안적으로, 도 5f에 따라, 비교적 희박한 액적 패턴(도 5a의 예시)이 적용되지만 노즐이 오분사(misfire) 중이고 따라서 위치(537)에서 액적을 분사할 수 없는 경우, 국지적 액적 밀도를 유지하도록 작동 노즐에 의해 액적이 인접 라인(539/541)으로 이동될 수 있다. 그 밖의 다른 예시가 또한 가능하다. 선택사항으로서 앞서 언급된 기법 중 임의의 것, 가령, 액적 크기 증가 또는 감소, 국소 영역에서 액적 이동, 노즐에 대한 전기적 분사 패턴 조절, 인쇄 헤드 통과 횟수 추가, 선택된 액적의 크기 또는 형태 증가 등을 이용해, 교정이 적용될 수 있다.
도 5c는 세 번째 하프톤 패턴 예시(521)를 제공한다. 도 5a에 도시된 패턴(509)과 함께 고려될 때, 도 5c는 진폭 변조된("AM") 하프토닝의 예시를 제공하며, 여기서 그레이스케일 값에 따라, 액적의 가변 농도(또는 클러스터)를 제공함으로써 겉보기 액적 크기가 변한다. 예를 들어, 점(525)이 중심에 위치하는 도트의 농도가 도 5a의 패턴과 동일한 잉크 부피를 나타내며, 개별 액적이 이진 결정(binary decision)을 토대로 다시 분사되지만, 액적의 상대적 농도는 지엽적으로 변한다. 따라서 AM 하프토닝이 또한 기판의 영역에 걸쳐 층 두께를 변화시키도록 사용될 수 있다. 앞서 제공된 예시에서처럼, 원하는 층을 위한 두께 데이터가 그레이스케일 값으로 변환될 수 있고, 상기 그레이스케일 값은 하프톤 패턴에 맵핑될 수 있으며, AM 하프토닝이 사용되는 경우, 큰 그레이스케일 값일수록 더 큰 겉보기 액적을 수용하는 기판의 대응하는 영역을 도출한다.
도 5d는 무라 효과(Mura effect)를 피하기 위해, 기판의 인접한 타일들을 함께 "스티칭된" 하프톤 패턴의 선택적 변형예를 도시하도록 사용되는 격자를 도시한다. 이러한 선택적 실시예에서, 복수의 "타일" 각각에 대한 하프톤 패턴이 인접한 타일들에 대해 선택된 패턴에 따라 만들어져서 타일들 간에 매끄러운 액적 밀도를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 5d는 이론적 액적 증착 패턴(541)을 보여주며 여기서 제1 영역(543)은 도 5a의 패턴에 대응하는 것으로 나타나며 제2 영역(545)은 유사한 하프톤 패턴을 갖고 또한 50% 밀도를 제공한다. 일반적으로 말하면, 이 도면은 기판의 서로 다른 영역이 독립적으로 생성되는 하프톤 패턴을 수신하고, 보완적인 방식으로 즉 무라(Mura)를 피하기 위한 방식으로 인접 패턴들을 함께 "스티칭된" 것이 바람직한 상황을 나타낸다. 따라서, 영역 또는 "타일(tile)"(545)의 경우, 타일(543 및 545) 간에 매끄러운 혼합이 발생하도록 하프톤 패턴이 변경(가령, 이 경우, 반전)되고 선택되는 것처럼 나타난다. 예를 들면, 인쇄 영역 또는 타일(즉, 543 및 545) 모두에 대해 도 5a의 패턴이 선택되었다면, 인접 격자 좌표 쌍 p(x+4,y,n) 및 p(x+5,y,n), p(x+4,y+3,n) 및 p(x+5,y+3,n) 및 p(x+4,y+5,n), p(x+5,y+5,n) 각각이, 액적 밀도의 국소적 증가에 대응하는 흑색 원을 이용해 표현될 것이다. 타일(543)에 대해 선택된 패턴에 따라 타일(545)에 대해 하프톤 패턴을 선택함으로써, 타일들 간 액적 패턴의 매끄러운 전이를 제공하는 적절한 패턴이 선택될 수 있다. (가령, 도 3a-c와 관련하여 앞서 언급된 기법을 이용하는) 변형, 가령, 하프톤 패턴의 회전 등을 이루기 위한 그 밖의 다른 기법이 존재한다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 가령, 공통 수평축(511)에 의해 표현되는 바와 같이, 두 타일 모두가 공통 격자를 이용하며, 이는 타일들 간 결함의 존재를 피하기 위한 매끄러운 스티칭을 촉진시킨다. 하나의 실시예에서 타일(즉, 서로 다른 인접한 기판 영역에 대해 독립적 하프톤 패턴 선택)이 사용될 수 있지만, 일반적으로 말해서, 본 명세서에 기재된 기법을 구현할 필요는 없다.
도 5a-5f에 대해 앞서 소개된 다양한 하프톤 패턴은 하프톤 패터닝의 예시로서 제공된 바에 불과하다. 많은 추가 패턴이 특정 그레이스케일 값(또는 잉크 부피)에 대해 인지될 수 있다. 오차를 교정하기 위해 그리고 제조된 층의 균일성을 촉진하기 위해, 임의의 특정 하프톤 패턴(또는 각자의 타일에 대한 복수의 패턴)이 조절될 수 있다.
도 6a는 인쇄 셀, 가령, 인쇄 셀(603)의 개수를 예를 든 표(601)를 제공한다. 각각의 셀은 인쇄 셀(603) 내에 도시된 "그레이스케일" 값, 가령, 값 "203"을 포함한다. 비-0(non-zero) 값을 갖는 모든 인쇄 셀은 분출될 층 물질을 수용할 증착 영역을 나타낸다, 즉, 각각의 수치 값이 대응하는 인쇄 셀의 x-y 부분에 대응하는 기판 영역에 대한 층 두께를 나타내며, 여기서 두께는 그레이스케일 값으로 변환되었다. 이 값은 실험에 의해 원하는 두께(가령, 이론적 예를 들면 10% 또는 "25.5" 그레이스케일 값에 대응하는 1.0마이크론 두께)로 미리 맵핑될 수 있고, 이러한 맵핑은 잉크, 인쇄기, 온도, 공정 및 그 밖의 다른 파라미터에 따라 달라질 수 있다. 대안적으로, 최종 목표는 할당된 하프톤 패턴이 원하는 두께에 대응할 잉크 부피를 제공해야 한다는 것이기 때문에, 할당된 그레이스케일 값과 하프톤 패턴 선택 간에 가변 맵핑이 제공될 수 있다. 따라서 하나의 실시예에서, 다양한 두께 에 할당되는 그레이스케일 값이 고정적(가령, 막 제시된 이론에 따르면, 두께 마이크론당 최대 값의 10%)이지만, 각각의 그레이스케일 값과 하프톤 패턴 선택 간 가변 맵핑을 이용한다. 그 밖의 다른 변형이 또한 가능하다. 앞서 언급된 바와 같이, (즉, 개별 노즐 세부사항의 조절 외에) 대안적인 오차 교정 기법이 존재한다. 따라서 도 6b는 마지막 행(즉, 인쇄 셀(603)로 나타나는 행)이 자신의 그레이스케일 값을, 즉, 이 예시의 경우 "5"만큼 증가시킨 것을 제외하고, 도 6a와 유사한 그레이스케일 이미지(611)를 도시한다. 도 6b의 배향에 대해 왼쪽에서 오른쪽으로의 스캐닝 모션을 가정할 때, 이 마지막 행에 대응하는 노즐이 저 부피 액적을 생성하는 경향을 가진다고 (가령, 실험에 의해 또는 자동으로) 결정된 경우, 인쇄될 때, 층 두께의 임의의 수차가 교정되도록 영향받는 인쇄 셀에 대해 그레이스케일 데이터가 증가될 수 있다. 반대로, 인쇄 셀의 특정 행이 고 액적 부피를 특징으로 가진 경우, 영향받는 인쇄 셀에 대한 그레이스케일 값을 인공적으로 감소시켜 최종 층을 평탄화하는 것이 가능할 것이다. 이러한 기법은 인쇄 셀 크기가 하프톤/인쇄 격자의 각각의 포인트에 대응하는 경우 특히 유용하다. 이러한 조절은 행 또는 열 단위로, 또는 스캔 경로 단위로 이뤄질 필요는 없다, 즉, 인쇄 셀을 선택하도록 할당된 그레이스케일 값을 조절하기 위해 인쇄 기판의 전체 또는 일부를 나타내는 맵을 기초로 오차 조절을 적용하는 것이 가능하다. 이하에서 언급되겠지만, 이러한 기법은 사용되어 또한 가장자리 구축(edge build-up)을 변화시킬 수 있다, 즉, 증착된 층의 경계 또는 가장자리까지 균일성을 촉진시킬 수 있다.
도 7a는 스타일러스 조면계에 의해 획득된 제조된 필름의 두께 프로파일을 나타내는 번호(701)로 지시되는 그래프를 제공하며, 이는 도 4c에서 나타나는 교정 프로세스와 함께 유용할 수 있다. 물질의 실제 테스트 층의 제작 또는 이들 층의 시뮬레이션 후, 잉크 부피에 대응하는 그레이스케일 값이 층 두께의 상이한 단계들과 상관될 수 있다. 예를 들어, 1.0 마이크론 두께 층을 나타내는 제1 곡선(703)이 8% 채움(즉, 특정 통과 또는 작업에 대해 최대 인쇄 셀 잉크 부피의 8%)를 나타내는 그레이스케일 값과 연관된다. 필름이 연속이며, 즉, 실질적으로 균일한 두께를 갖는 것으로 보이는 곡선(703)에 의해 나타내어지는 층의 중앙에 어떠한 틈새도 없다. 후속 제조 공정에 대해, 1.0 마이크론의 층 두께가 증착된 층에 대한 수신된 레이아웃 데이터에 의해 할당된 경우, 1.0 마이크론이라는 이 수량이 각각의 인쇄 셀에 대해 그레이스케일 값으로 적절하게 변환될 것이며, 인접부의 인쇄 셀에 대한 그레이스케일 값이 적용되어, 액적을 인접부와 연관된 다양한 하프톤 격자점에 분포할 하프톤 패턴을 선택함으로써, (액적 확산 후에) 균일한 증착된 층을 획득할 수 있다. 유사하게, 제2 곡선(705)이 16% 채움에 대응하는 균일한 2.0 마이크론 두께의 층을 나타내는 것으로 나타난다. 특정 프로세스에 대한 이러한 테스트 또는 교정 데이터를 기초로, 특정 기판 영역에 대한 16% 잉크 부피와 상관되는 하프톤 패턴이 생성되어 2.0 마이크론 두께 층을 생성할 수 있다. 이 프로세스를 이용해, 층 두께 값 및/또는 그레이스케일 값 및/또는 하프톤 패턴 선택 간 맵핑이 또한 외삽(extrapolate)될 수 있다; 예를 들어, 1.5 마이크론 두께의 봉지층에 대해 요구되는 레이아웃 데이터가 이들 2개의 값 대략 중간의 한 점(12%)(가령, 8%와 16% 중간)에 대응하도록 선택된 그레이스케일 값이 적용될 수 있다. 3.0, 4.0, 5.0 및 6.0 마이크론 두께 층에 대응하는 그 밖의 다른 도시된 곡선(707, 709, 711 및 713)이 각각 그레이스케일 값 24%, 32%, 40% 및 50%와 연관된다. 상이한 그레이스케일 값을 각자의 층 두께에 특정하게 매칭시키고, 대응하는 잉크 양을 전달하도록 사용되는 하프톤 패턴을 인쇄 셀과 연관시킴으로써, 설계자는 예측 가능한 결과를 이끌 방식으로 잉크 증착을 임의의 원하는 두께까지로 커스텀화할 수 있으며, 이는 유체 잉크를 통해 증착되는 물질의 두께에 대한 높은 수준의 제어를 제공한다.
여러 경우, 경계 영역에서 선명한 직선 에지를 제공하는 것이 또한 바람직하다. 예를 들어, 저 액적 밀도를 나타내는 하프톤 패턴이 경계 영역에 대해 선택된 경우, 특정 잉크 및 증착 속성이 주어질 때, 증착된 층이 들쭉날쭉하거나, 차츰 가늘어지거나, 끊긴 에지를 가질 수 있다. 이러한 가능성을 완화하기 위해, 하나의 실시예에서, 소프트웨어가 이러한 에지를 생성할 인쇄 셀을 검출하고 (즉, 그레이스케일 값 구배의 함수로서) 하프토닝을 조절하여, 실제로 증착된 층을 프레임화하는 선명한 직선 에지를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 7b는 증착된 층의 모서리를 나타내는 박스(725)를 제공하며, 이때 격자점이 도시되지 않는다. 얇은 필름을 생성하기 위해, 하프톤 패턴이 영역(727)에서 비교적 희박하게 이뤄질 수 있다. 경계 영역(729, 731, 및 733)에서 사용되는 경우, 이 밀도는 둘쭉날쭉한 에지를 생성할 수 있다. 따라서 영역(729, 731, 및 733)에서의 액적의 밀도가 에지 선형성을 개선하기 위해 의도적으로 증가될 수 있다. 박스(725)가 증착된 층의 중간, 좌측 에지를 따라 인쇄 셀을 나타내는 경우, 영역(729)에서의 밀도를 증가시키는 것이 충분할 것이다.
경계 영역에 대한 그레이스케일 값을 조절하는 것에 추가로, 이러한 영역에 적용되는 하프토닝을 조절하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 도 7c는 (도 7b의 박스(733)의 경우에서처럼) 사용될 수 있는 예시적 하프톤 패턴(741)을 보여주며 여기서, 영역은 증착된 필름의 모서리를 나타내며, 도 7c는 격자 및 액적 분사점을 나타내기 위해 흑색 원을 사용하다는 점에서 도 5a-5f와 유사하다. 도 7c에 나타난 특정 하프톤 패턴이 도 5a에 나타난 패턴과 동일한 잉크 부피를 나타낸다(즉, 25개의 가능한 액적 중 13개가 분출됨). 그러나 도 7c의 패턴은 기판의 상부 에지(743) 및 필름의 좌측 에지(745)를 따르는 액적 사용이 비교적 치밀하며, 내부 영역(7474)은 비교적 희박하게 남겨지는 특징을 가짐으로써, 비교적 선명한 좌측 및 상부 에지를 생성할 수 있다.
이러한 프레임화 또는 "울타리치기(fenching)" 기법의 사용이 모든 실시예에서 필수는 아니며, 해당 분야의 통상의 기술자의, 특정 적용예, 잉크, 및 공정 기법에 대해 최상의 전력을 결정할 수 있는 능력 범위 내에 있다.
도 7d는 그레이스케일 이미지 조절이 층 에지를 성형하도록 사용될 수 있는 법을 도시하는 그래프(751)를 나타낸다. 더 구체적으로, 제조된 6.0마이크론 봉지층의 스타일러스 조면계 측정을 이용해 획득된 3개의 곡선(753, 755 및 757)이 도 7d에 나탄난다. 이들 곡선 간 차이는 에지에 접하는 인쇄 셀에 적용된 그레이스케일 값을 변화시킴으로써 생성되었다. 곡선(753)에 의해 나타나는 기준선에 비교하여, 곡선(755)은 그레이스케일 값(및 이와 연관된 인쇄 셀에 대한 잉크 부피)이 봉지층의 경계부의 근방에서(가령, 봉지층 주변영역 전에) 감소하는 프로세스를 나타낸다. 이와 달리, 곡선(757)은 그레이스케일 값이 동일한 경계부에 접하는 인쇄 셀에 대해 증가하는 프로세스를 나타내며, 층 두께는 실제로 경계부 바로 전에 2000μ 및 17000μ의 x위치에서 약간 증가한다. 경계 영역에 대한 그레이스케일 값을 조절함으로써, 설계자는 원하는 방식으로 가령, 균일한 층 두께 또는 표면을 제공, 또는 전이영역을 평활화 또는 개선하기 위한 목적으로, 층 경계부에서 에지 구축을 조절할 수 있다. 층 에지에 인접한 잉크 구축의 양이 잉크 속성, 가령, 표면 장력(및 온도에 대한 종속성)에 따라 크게 달라질 것이다. 예를 들어, 일부 잉크가 립(lip), 즉, 이른바 모세관 릿지(capillary ridge)(가령, 곡선(757)의 점(759)에서 나타나는 것)를 자연스럽게 형성할 수 있으며, 이 경우, 바로 앞에서 기재된 그레이스케일 조절 프로세스가 이러한 립을 제거하도록, 적용될 수 있다, 가령, 층 에지에 접하는 인쇄 셀에 대한 그레이스케일 값을 감소시킴으로써 최종 층의 두께를 맞춤 구성하는 것을 보조하여, 영구 층의 프로파일이 곡선(753)에 더 유사하게 매칭될 수 있다.
에지 개선에 대해 간략히 언급하면(도 7c의 기재 참조), 층의 에지 프로파일을 맞춤 구성하도록 복수의 프로세스를 채용하는 것이 또한 가능하다. 도 7e는 균일한 층 두께의 중앙 영역(763), (즉, 에지 구축을 피하기 위해 선택된) "조절된" 액적 밀도의 경계 영역(765), 및 에지 균일도를 제공하도록 선택된 울타리 클러스터(767)의 세트를 가질 기판(761)의 일부분을 보여준다. 달리 서술하면, 중앙 영역(763)은 실질적으로 균일한 잉크 부피 밀도의 영역을 나타내고, 경계 영역(765)은 중앙 영역에 대한 조절된 잉크 밀도(가령, 감소된 밀도)의 영역을 나타내며, 울타리 클러스터(767)는 선명하고 잘 형성된 층 에지를 제공하도록 선택된 비교적 치밀한 잉크 밀도를 나타낸다. 제공된 예시에서, 하프토닝은 중앙 영역에서 균일한 그레이스케일 값(가령, 실시예에 따라, 노즐 오차 또는 기저 기판 지오그래피 교정의 대상) 및 경계 영역에서 조절된 그레이스케일 값(가령, 도 7a에서 나타난 바와 같이, 에지 구축 "뿔"(715)을 피하도록 선택됨)을 기초로 수행될 수 있다. 하프토닝은 전체 집합을 기초로, 또는 (즉, 하프토닝 프로세스 후에 강제되는 또는 하프토닝 프로세스와 무관한 울타리화와 함께) 중앙 영역 및 경계 영역만 기초로 할 수 있다. 이 예시에 따르면, 에지 구축을 맞춤 구성 및/또는 원하는 에지 특성을 제공하기 위해 그레이스케일 및/똔느 하프톤 변형에 의존하는 많은 변형이 가능하다.
이 예시는 봉지층 관련하여 기재되지만, 이들 동일한 원리가 임의의 원하는 층의 형성에도 적용될 수 있음이 자명하다. 예를 들어, 기재된 인쇄 원리가 예를 들어, 각자의 인쇄 우물(print well) 또는 또 다른 패턴화 또는 비패턴화를 기초로 OLED 소자의 HIL, HTL, EML, ETL 또는 그 밖의 다른 층 중 임의의 것을 제조하는 데 사용될 수 있음이 고려된다. 일부 예시가 이하에서 더 설명될 것이다.
도 8a-8e는 예시적 제조 공정을 설명하도록 사용된다. 도 8a에 따라, 이 설명에 대해 평면 패널 소자의 어레이를 제조하는 것이 바람직하다고 가정된다. 공통 기판이 숫자(801)로 나타나며, 점선 박스의 세트, 가령, 박스(803)가 각각의 평면 패널 소자에 대한 지오메트리를 나타낸다. 기준점, 바람직하게는, 2차원 특성을 갖는 기준점이 기판 상에 형성되어 다양한 제조 공정을 측위 및 정렬하도록 사용된다. 이들 공정의 최종 완료 후 각각의 패널(803)은 절단 또는 유사한 공정을 이용해 공통 기판으로부터 분리될 것이다. 패널의 어레이가 각자의 OLED 디스플레이를 나타내는 동안, 공통 기판(801)은 일반적으로 유리일 것이며, 이때 구조물이 유리 위에 증착되고, 그 후 하나 이상의 봉지층이 증착된다. 발광이 (설계에 따라) 유리 또는 봉지층을 통해 발생할 수 있다. 일부 경우, 그 밖의 다른 기판 물질이 사용될 수 있는데, 가령, 가요성 물질, 투명 물질, 또는 불투명 물질이 있다. 언급된 바와 같이, 그 밖의 다른 여러 유형의 소자가 기재된 기법에 따라 제조될 수 있다.
도 8b는 OLED 패널의 제조를 도시하도록 사용된다. 특히, 도 8b는 구조물이 기판에 추가된 후의 제조 공정의 후기 스테이지에서의 기판을 도시한다. 일반적으로 조립체가 숫자(811)로 나타나며, 공통 기판 상의 패널의 어레이를 특징으로 한다고 나타난다. 숫자 및 이에 뒤 따르는 각자의 문자, 예컨대, 제1 패널에 대해 문자 "A" , 제2 패널에 대해 문자 "B" 등으로 하나의 패널에 특정한 특징부가 지정될 것이다. 각각의 패널이 기판의 각자의 부분, 812A/812B, 및 발광 층을 포함하는 활성 영역 813A/813B을 가진다. 일반적으로 말하면, 각자의 활성 영역은 픽셀화(pixilation) 및 전기 신호, 예컨대 제어 및 전력을 위한 신호의 연관된 라우팅을 제공하기에 필수적인 전극 및 발광 층을 포함할 것이다. 이 라우팅은 단자 블록(817A/817B )과 연관된 각자의 단자(가령, 815A/B, 816A/B)들과 각자의 패널에 대한 활성 영역 간에 전력 및 제어 정보를 전달한다. 일반적으로, 봉지층은 (즉, 전기발광 물질을 밀봉하기 위해) 활성 영역 위에만 보호 "블랭킷(blanket)"을 제공하고, 단자 블록(817A/B)으로의 방해받지 않는 외부 액세스는 허용해야 한다. 따라서 인쇄 공정은 갭, 구멍 또는 그 밖의 다른 결함 없이 활성 영역(813A/813B)을 신뢰할만하게 그리고 균일하게 덮는 방식으로 액체 잉크를 증착해야 하며, 동시에 단자 블록(817A/817B)을 신뢰할만하고 균일하게 덮지 않는다. 따라서 활성 영역은 원하는 층을 형성하기 위해 증착된 잉크를 수용할 "타깃 영역"을 형성한다고 말해지며, 단자 블록은 잉크를 수용할 "노출된 영역"의 일부를 형성한다. 도 8b에서 xyz 좌표계를 나타내기 위해 숫자(818)가 사용되고 각자의 타원 세트를 나타내기 위해 숫자(819)가 사용되어, 어레이의 x 및 y 차원에서 복제되는 임의의 개수의 패널의 존재를 나타낼 수 있다.
도 8c는 도 8b에서의 선 C-C를 따라 취해지는 조립체(811)의 횡단면도를 도시한다. 특히, 이 도시는 활성 영역으로의 전자 연결을 활성화하도록 사용되는 패널 A의 기판(812A), 패널 A의 활성 영역(813A), 및 패널 A의 전도성 단자(815A)를 보여준다. 도시된 작은 타원 영역(821)이 도면의 우측부에서 확대되어 기판(812A) 위의 활성 영역에서의 층을 도시한다. 이들 층은 애노드 층(829), 정공 주입 층("HIL")(831), 정공 수송 층("HTL")(833), 발광 층("EML")(835), 전자 수송 층("ETL")(837) 및 캐소드 층(838)을 포함한다. 추가 층, 가령, 편광판, 장벽 층, 프라이머 및 그 밖의 다른 물질이 또한 포함될 수 있다. 도시된 스택이 제조 후에 최종적으로 동작할 때, 전류 흐름이 EML로부터 전자를 제거하고 캐소드로부터의 이들 전자를 재공급하여 발광을 야기할 수 있다. 애노드 층(829)은 전자를 끌어 당기고 제거하기 위해 복수의 색 성분 및/또는 픽셀에 공통인 하나 이상의 투명 전극을 포함하는 것이 일반적이며, 예를 들어, 애노드는 인듐 틴 옥사이드(ITO)로부터 형성될 수 있다. HIL(831)은 일반적으로 의도되지 않은 누설 전류에 장벽을 형성할 투명한, 고 일함수 물질이다. HTL(833)은 전기 "정공"을 EML에 남겨두면서 EML로부터 애노드로 전자를 전달하는 또 다른 투명 층이다. OLED에 의해 생성되는 광은 EML 물질(835) 내 전자 및 정공의 재조합으로부터 발생하며, 일반적으로 EML이 디스플레이의 각각의 픽셀에 대해 삼원색, 즉, 적색, 녹색, 및 청색 각각에 대한, 개별적으로 제어되는 활성 물질로 구성된다. 그 후 ETL(837)은 전자를 캐소드 층으로부터 EML로 그리고 각각의 활성 요소(가령, 각각의 적색, 녹색, 또는 청색 성분)로 공급한다. 마지막으로, 캐소드 층(838)은 일반적으로 패터닝된 전극으로 구성되어 각각의 픽셀에 대해 색 성분의 선택적 제어를 제공할 수 있다. 디스플레이의 후면에 놓일 때, 이 층은 일반적으로 투명하지 않고 임의의 적합한 전극 물질로부터 만들어질 수 있다.
언급된 바와 같이, 활성 영역의 층이 산소 및/또는 습기에의 노출을 통해 저하될 수 있다. 따라서 기판에 대향하는 이들 층의 면 또는 측부(822) 모두뿐 아니라 (823)으로 지시되는 측방 에지 상에서, 이들 층을 봉지화함으로써 OLED 수명을 향상시키는 것이 바람직하다.
도 8d는 봉지화(840)가 기판에 추가된 집성 구조물(839)을 도시한다. 이제 봉지화(840)는 기판(812A)에 대해 면(822) 및 측방 에지(823)를 밀폐하고, 봉지화가 기저 활성 층보다 넓은 증착 영역을 차지하도록 측방으로 확장되며, 이 영역의 종단부에서, 봉지화가 구배 또는 경계 영역을 형성하여, 활성 영역(813A)의 측방 에지의 밀폐/밀봉을 보조할 수 있다. 이는 도 8d의 좌측부에서 확대된 타원 영역(841) 내에서 더 상세히 관찰된다. 이 확장도에서 나타나는 바와 같이, 봉지화는 수분 및 산소에 대한 장벽을 제공하는 복수의 얇은 층, 가령, 대안적 유기 및 무기 층을 포함한다. 유기 봉지층은 앞서 설명된 기법을 이용해 증착될 수 있는 것이 바람직하며, 이때 각각의 개별 층의 두께가 언급된 기법을 이용해 조절된다. 특정 유기 봉지층(842)에 대해, 제1 영역(843)이 기저 구조물, 가령, 앞서 언급된 전극 및 그 밖의 다른 OLED 층 위에 놓인다. 제2 영역(845)이 버퍼 영역으로서 동작하여, 즉, 제1 영역(843)과 동 평면인 실질적으로 균일한 표면(846)을 유지할 수 있다. 선택적으로, 증착된 두께가 영역(843 및 845) 모두에서 동일할 수 있지만, 모든 증착 공정에 대해 반드시 그러한 것은 아니다. 영역에 무관하게, 층 두께를 해석하기 위해 하프토닝을 이용하는 잉크 젯 인쇄 공정이 두께를 제어하고 특정 봉지층(842)의 균일성을 촉진시키도록 사용될 수 있다. 마지막으로, 제3 구배 또는 경계 영역(847)이 기저 기판의 노출된 영역으로의 변환을 나타낸다(가령, 활성 영역에 대한 전기 단자를 제공하기 위해). 숫자(849)는 노출된 기판으로 변이할 때 봉지화 표면에서의 연관된 테이퍼링을 지시한다.
도 8e는 OLED 패널의 맥락에서 층 에지의 물질 두께를 조절하기 위한 공정의 사용을 도시하는 데 사용된다. 이들 공정은 일반적으로 도 7b-7e와 관련하여 앞서 설명되었다. 예를 들어, 봉지화 공정에서, 플래닝된 봉지화 주변부까지 항상 일정한 층 두께를 보장하여, 임의의 아래 놓인(기저) 민감한 물질 층의 신뢰할만한 에지 밀봉을 제공할 수 있는 것이 바람직하다. 도 7e에 도시된 바와 같은 "울타리"의 사용이 이 도면에서 따로 나타나지만, 동일한 울타리 공정이 본 명세서에서 사용될 수 있다. 도 8e에서, 기판은 다시 평면도로 관찰된다, 즉, (전기 단자의 도시가 생략되었지만) 도 8a 및 8b에서 나타난 것과 동일한 시점으로 관찰된다. 유기 봉지층이 기저 기판 위에 올바르게 인쇄되도록 공정을 정렬하기 위해 기준점(851)이 사용된다. (봉지층이 증착될 영역을 나타내는) 타깃 영역이 도 8d에서의 영역(843 및 845)을 포함하는 것처럼 나타난다. 증착된 잉크 및 상기 잉크의 표면 에너지/장력의 효과를 가정할 때 바람직하지 않은 에지 효과를 갖는 것 대신, 그레이스케일 이미지가 (즉, 인쇄 전에) 조절되어, 층의 에지를 따르는 개별 인쇄 셀에 대한 그레이스케일 값을 변경할 수 있고, 이때 층 주변부에서 에지 프로파일을 변경할 수 있다. 예를 들어, 도 8e에 도시된 바와 같이 영역(845) 내 그레이스케일 값이 증가되어, 경계부에 접근하는 영역에서 잉크 부피를 선택적으로 증가시킬 수 있다. 이와 관련하여, 타깃 영역이 초기에는 특정 두께, 가령, 이 예시의 경우 이론적 그레이스케일 값 "220"에 의해 나타나는 특정 두께와 연관될 수 있다. 실험에 의해, 잉크 확산 때문에, 전이(transition)(예를 들어, 영역(845)과 영역(847) 사이의 경계부에서의 전이)가 불충분한 커버리지를 제공한다고 결정된 경우, 상기 영역에서의 그레이스케일 값이 선택적으로 증가되어 완화를 제공할 수 있는데, 가령, 층 주변부를 나타내는 인쇄 셀의 하나 이상의 행 또는 열에 대해 그레이스케일 값을 (가령, 도 8e에서 "220"에서 "232"로 )증가시킬 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 교정이 보정 이미지로서 저장될 수 있거나(가령, 교정은, 경우에 따라 공정, 온도, 잉크 및 그 밖의 다른 인자의 함수로서 달라질 수 있기 때문), 선택사항으로서, 레이아웃 데이터, 그레이스케일 이미지 또는 그 밖의 다른 저장된 데이터로 포함될 수 있다. 복수의 경계 상태가 존재할 때, 예를 들어, 2개의 경계부의 교차점에서, 추가 조절, 가령, 모서리 인쇄 셀(863)에 대해 "240"의 그레이스케일 값을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 많은 가능성이 존재함이 자명하다. 이들 경계 영역에서 액적 밀도를 조절함으로써, 앞서 기재된 기법이 평면 패널 소자의 에지 밀봉을 촉진시키는 특정 증착 공정에 적합한 임의의 방식으로 층 에지에 대한 커스텀화된 제어를 가능하게 한다. 소프트웨어가 층 에지로부터 지정 거리 내에서 인쇄 셀을 검출할 때면 언제든 선택된 스케일링 팩터에 따라 조절된 인쇄 셀 충전을 자동으로 제공하는 것(즉, 그레이스케일 값을 조절하는 것)이 또한 가능하다. 원하는 실시예 또는 효과에 따라, 그레이스케일 이미지가 하프톤 생성을 위해 전송되기 전 또는 후에 울타리가 추가될 수 있다.
도 9는 숫자(901)에 의해 일반적으로 나타나는 방법을 도시한다. 이 예시에서, 소자, 가령, 평면 패널 디스플레이 또는 태양광 패널의 봉지화 공정의 일부로서 층을 증착하는 것이 바람직하다. 봉지화는 소자의 내부 물질을 수분 또는 산소로부터 보호하여, 소자의 기대 수명을 연장하도록 사용된다. 이 적용예는 개시된 기법에 대한 한 가지 적용예에 불과하며, 거의 모든 유형의 층(유기 및 무기), 물질의 인쇄된 층을 수용할 거의 모든 유형의 소자가 본 명세서의 설명으로부터 자명해 질 수 있다.
본 설명에서, 층은 교대하는 유기 및 무기 물질 층의 반복되는 스택의 일부로서 기판 위에 증착되는 유기 물질일 것이며, 이러한 층의 많은 쌍이 구축됨에 따라, 이 스택은 기판의 특정 층에 대해 민감한 물질을 봉지화(encapsulate)할 것이다. 예를 들어, OLED 소자에서, 전극, 하나 이상의 발광 층, 제2 전극 및 교대하는 유기/무기 봉지층 쌍이 유리 층 위에 증착될 수 있으며, 봉지화(완성되면)가 발광 층(발광 층의 측방 에지까지 포함을 유리 층에 대해 밀봉한다. 일반적으로, 봉지화가 완료될 때까지 제조 공정 동안 오염물질에의 노출이 최소화되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 아래에 기재된 공정에서, 다양한 층이 추가되는 경우, 봉지화가 완료될 때까지 기판이 하나 이상의 제어된 환경에서 유지된다. 봉지층은 기판이 교대하는 증착 공정의 대상이 되어 유기 및 무기 층 쌍을 형성하는 멀티-챔버를 이용해 형성될 수 있다. 이 예시에서, 앞서 소개된 기법이 봉지 스택 내 유기 층을 증착하도록 적용되며 이 층은 일반적으로 액체 형태로 증착되고 그 후 강성화(harden) 또는 그 밖의 다른 방식으로 경화(cure)되어 다음(무기) 층의 추가 전에 영구 층을 형성할 수 있다. 앞서 소개된 원리에 따라 이 유기 층을 증착하도록 잉크 젯 인쇄 공정이 사용될 수 있는 것이 바람직하다.
본 명세서에서 사용될 때 "제어된 분위기" 또는 "제어되는 환경"은 대기 공기 외의 다른 것을 지칭한다, 즉, 증착 분위기의 조성 또는 압력 중 적어도 하나가 제어되어 오염물질의 도입이 억제될 수 있다, "제어되지 않는 환경"은 원치 않는 입자를 배제하는 수단을 이용하지 않는 보통의 공기를 의미한다. 도 9에 의해 도시된 프로세스와 관련하여, 분위기 및 압력이 모두 제어되어, 증착이 비활성 물질, 가령, 질소 가스의 존재 하에, 특정된 압력에서, 원치 않는 입자 없이, 이뤄질 수 있다. 하나의 실시예에서, 예를 들어 상이한 공정을 이용해, 민감한 물질의 봉지화의 유기 층 및 무기 층을 교대로 증착하기 위해 멀티-툴(multi-tool) 증착 수단이 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 멀티-챔버 제조 수단이 사용되어, 하나의 챔버에서 일부 공정(가령, 활성 층 또는 무기 봉지층 증착)이 발생하는 동안, 본 발명의 원리를 이용한 인쇄 공정이 다른 챔버에서 적용될 수 있으며, 이때, 이하에서 기재될 바와 같이, 기판을 제어되지 않는 환경에 노출시키지 않고, 기판을 하나의 챔버에서 다음 챔버로 자동 이송하는 기계적 핸들러가 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제어되는 환경의 연속성이 중단되는데, 즉, 다른 층이 다른 곳에서 제조되고 기판이 증착 챔버 내로 로딩되고, 제어된 분위기가 도입되며, 기판은 세정 또는 정화되고, 희망 층이 추가된다. 또 다른 대안예가 가능하다. 이들 상이한 실시예가 도 9에 다양하게 나타나 있다. 도 9는 2개의 선택적 공정의 통합, 가령, 무기 봉지층(및/또는 하나 이상의 그 밖의 다른 층, 가령, 활성 층)의 제조와 (가령, 제어되지 않는 분위기에 노출되지 않는) 안전한 환경에서의 유기 봉지층의 증착의 통합(903) 및/또는 유기 봉지층의 증착과 다음 건조, 경화, 또는 유기 봉지층을 고체화하고 그 밖의 다른 방식으로 층을 영구 구조물로서 완성하기 위한 그 밖의 다른 공정의 통합(904)을 도시한다. 각각의 선택적 통합 공정에 대해, 앞서 언급된 단계가 제어되지 않는 환경(가령, 대기 공기)에의 노출에 의해 중단되지 않는 하나 이상의 제어된 환경으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 증착 환경을 제어하기 위한 멀티-챔버 제조 장치가 사용될 수 있다.
실시예와 무관하게, 기판이 적절하게 패터닝 및/또는 인쇄를 위해 위치설정된다. 따라서 기판 상의 기준점(fiducial)(또는 인식된 패턴)을 이용해 등록(registration)이 우선 수행된다(905). 일반적으로 기준점은 인쇄될 각각의 영역을 식별하는 하나 이상의 정렬 마크로 구성될 것이다. 예를 들어, 앞서 소개된 바와 같이( 도 8a의 요소(805)를 참조하라), 몇 개의 평면 패널이 함께 제조되고 하나의 다이 또는 공통 기판으로부터 절단될 수 있으며, 이러한 경우, 인쇄 수단 및 연관된 공정이 각각의 패널에 대한 임의의 사전-패터닝된 구조물과 정확하게 정렬될 수 있도록 위치설정된 각각의 패널에 대한 개별 기준점이 존재할 수 있다. 그러나 단일 패널이 제조되는 경우에도 기준점은 사용될 수 있다. 이하에서 더 기재될 바와 같이, 증착 시스템은 인쇄 수단과의 알려진 위치 관계를 갖는 이미징 시스템을 포함할 수 있으며, 이때, 기판의 디지털 이미지가 프로세서 또는 CPU로 공급되어 이미지 분석 소프트웨어를 이용해 분석됨으로써 기준점을 정확하게 식별할 수 있다. 하나의 선택적 변형예에서, 어떠한 특수 마크도 기판에 추가되지 않는다, 즉, 인쇄 시스템은 단순하게 임의의 존재하는 구조물(가령, 임의의 이전에 증착된 특정 전극 또는 특정 전극)을 식별함으로써 자신의 타깃을 인식하고, 이 패턴으로 정렬된다. 또한, 각각의 기준점은 2차원 패턴을 나타내서, 증착 전에 위치의 교정 및 임의의 기판 스큐의 교정을 가능하게 한다.
그 후 예를 들어, 하나 이상의 발광 층, 전극 층, 전하 수송 층, 무기 봉지층, 장벽 층 및/또는 그 밖의 다른 층 또는 물질로 구성된 하나 이상의 층(906)이 기판에 추가된다. 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서의 증착이 제어된 환경(907)에서, 선택적으로, 비활성 분위기(909), 가령, 질소 가스 또는 영족 가스 중에서 수행된다. 이 공정 후에, 숫자(911)로 나타내어지는 바와 같이, 유기 봉지층이 액체 잉크로서 증착된다. 그 밖의 다른 가능한 공정(가령, 마스크 층을 추가하기 위해 사용되는 공정)과 대조적으로, 이 실시예에서의 잉크는 경화, 강성화 등 이후에 희망 층을 형성할 물질을 직접 제공한다. 인쇄 공정은 또한 제어된 환경(907)에서, 가령, 비활성 분위기(909)에서 수행되고, 연결 화살표가 양방향인 사실에 의해 나타나듯이, 공정은 반복 및 교대될 수 있는 것이 바람직하며, 예를 들어, 무기 봉지층과 유기 봉지층 상의 스택이 앞서 언급된 바와 같이 구축될 수 있다.
도 9는 또한 공정 박스(911)의 오른쪽에 다양한 공정 옵션을 보여준다. 이들 옵션은, 멀티-분위기 공정(913), 액체 잉크로서의 유기 봉지층의 증착(915), 비평탄형 기판 상의 유기 봉지층의 증착(917), 기판의 (봉지층을 수용할) 타깃 증착 영역과 (봉지층에 의해 밀폐되지 않을) 노출 영역의 사용(919) 및 임의의 기저 층의 측방 에지를 밀폐할 경계 영역(또는 구배 영역)의 생성(가령, 경계 영역에 특정적인 하프토닝 또는 구배 필터링(921))이 있으며, 이들은 도 7a-7e를 참조하여 앞서 설명된 바 있다.
앞서 기재된 바와 같이, 각각의 유기 봉지층이 증착되면, 층이 건조되거나 그 밖의 다른 방식으로 경화되어(925) 층을 영구적이도록 만든다. 하나의 실시예에서, 유기 봉지층이 액체 모노머 또는 폴리머로서 증착되고, 증착 후, 자외선 광이 상기 증착된 잉크에 인가되어 물질을 경화하고 강성화하여 희망 두께의 층을 형성할 수 있다. 또 다른 가능한 공정에서, 기판이 가열되어 현탁된 물질에 대한 임의의 용매 또는 담체를 증발시키고, 그 후 희망 두께를 갖는 영구 층이 형성될 수 있다. 그 밖의 다른 완성 공정이 또한 가능하다.
마지막으로, 모든 봉지화 공정(가령, 원하는 횟수의 유기 및 무기 층 쌍)이 완료되면, 전체 기판이 제어된 환경으로부터 제거될 수 있다(927).
기재된 공정이 앞서 기재된 바와 같이 민감한 물질을 위해 봉지층을 증착하도록 사용될 수 있지만, 동일한 공정이 여러 다른 그 밖의 다른 유형의 층, 가령, 무기 층 및 비전자 소자용 층을 증착하는 데 사용될 수도 있다.
앞서 기재된 바와 같이, 하프토닝 공정이 인쇄 셀별 및/또는 노들별 잉크 밀도 제어를 이용해 제어된 두께의 층을 제조하는 데 사용될 수 있다. 더 구체적으로, 희망 두께의 층 물질을 증착하기 위해 액체 잉크가 사용되는 경우 기재된 기법은 특히 유용하다. (즉, 결함 또는 구멍을 피하기 위해 충분한 밀도의 층을 증착하기 위해) 완벽한 커버리지를 제공하는 그레이스케일 값을 선택하고 하프톤 패턴을 생성함으로써, 가령, 액체 증착 매체 및 임의의 다음 경화 공정에도 불구하고, 층이 두께 및 균일도에 대한 국지적 제어와 함께 저비용으로 효율적으로 도포될 수 있다. 개시된 기법은 균일한 층, 가령, 블랭킷 코팅, 봉지층, 및 임의의 기전 전자 경로의 폭 및 특징부 정의에 비교할 때 특징부 크기가 비교적 큰(가령, 수십 마이크론 이상) 그 밖의 다른 층의 증착에 특히 유용하다. 앞서 언급된 바와 같이, 개시된 기법이 서로 다른 형태, 가령, 소프트웨어(비일시적 기계 판독형 매체 상에 저장된 명령)로서, 컴퓨터, 인쇄기 또는 제조 기구로서, 이러한 층에게 제조를 명령하는 데 유용한(비일시적 기계 판독형 매체 상에 저장된) 정보 파일로서, 또는 기재된 기법의 사용에 따라 이뤄지는 제품(가령, 평면 패널)으로 구현될 수 있다. 선택적으로, 개별 노즐로부터의 액적 수차를 교정하거나, 인접 하프톤 패턴(가령, 인접 타일들에 대한)을 혼합하거나, 그레이스케일 값을 교정하여 증착된 층을 평탄처리하거나, 그 밖의 다른 목적을 위해 오차 교정 기법이 사용될 수 있다. 몇 가지 실시예가 이웃하는 인쇄 셀에 대한 그레이스케일 값의 평균을 구함으로써 층의 균일도를 보장하고 액적 패턴을 분산하기 위한 오차 확산을 이용한다. 다시 말하며, 그 밖의 다른 많은 적용예가 자명할 것이다.
지금까지의 기재 및 이하의 도면에서, 특정 용어 및 도면 부호가 개시된 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 제공되었다. 일부 사례에서, 용어 및 부호는 특정 상세사항을 의미할 수 있지만, 이들 실시예를 실시하는 데 반드시 필요한 것은 아니다. 용어 "예시적" 및 "실시예"가 선호나 요건이 아닌 예시를 표현하도록 사용된다. 앞서 기재된 일부 요소가 특정 기능을 수행하기 위한 "수단"으로서 기재될 수 있다. 일반적으로, 이러한 "수단"은 적어도 하나의 프로세서가 특정 기능을 수행하게 만드는 방식으로 기입된 비일시적 기계 판독형 매체에 저장된 명령(가령, 소프트웨어 또는 실행 명령)을 포함하는 앞서 기재된 구조를 포함한다. 비제한적으로, 전용 장비, 가령, 특수 용도 아날로그 또는 디지털 기계에 의해 특정된 기능이 또한 수행될 수 있다.
지시되는 바와 같이, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 수정 및 변화가 본 명세서에 제공된 실시예에 이뤄질 수 있다. 예를 들어, 임의의 실시예의 특징 또는 양태가 적용될 수 있으며, 적어도 실시될 때, 임의의 다른 실시예와 조합되어 또는 대응 특징 또는 양태를 대신하여 적용될 수 있다. 따라서 상세한 설명 및 도면은 한정이 아니라 예시로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 기판 상에 액체의 액적들을 증착하기 위한 노즐들을 갖는 인쇄 헤드;
    상기 인쇄 헤드를 사용하여 상기 기판 상에 증착된 상기 액체의 코팅으로부터 상기 기판 상에 층을 형성하기 위한 처리 시스템; 및
    상기 기판 상의 복수의 위치들에서 상기 층의 원하는 두께를 나타내는 두께 데이터를 수신하고,
    각 노즐에 의해 생성된 액적들의 특성을 나타내는 노즐 데이터를 수신하고,
    상기 두께 데이터에 기초하여, 상기 복수의 위치들의 각 위치에 대한 값을 결정하고, 상기 값은 상기 위치에 증착될 상기 액체의 단위 면적당 액적들의 부피를 나타내고,
    상기 노즐 데이터에 기초하여, 각 위치에 대한 단위 면적당 액적들의 부피를 나타내는 상기 값에 따라 액적들을 증착하기 위한 노즐들을 선택하고,
    상기 값에 따라 선택된 노즐들로부터 액적들을 증착하기 위한 인쇄 제어 데이터를 결정하고; 그리고
    상기 인쇄 제어 데이터에 따라 액적들을 증착하도록 상기 인쇄 헤드를 제어하도록 구성된 프로세서;를 포함하는, 인쇄 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 복수의 위치들의 각 위치에서 상기 원하는 두께를 나타내는 스케일 값을 결정하도록 더 구성된, 인쇄 장치.
  3. 제1항에 있어서, 각 위치에 대한 상기 값은 상기 위치에 증착되는 액적들의 패턴을 나타내는, 인쇄 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 위치들은 인쇄 셀들인, 인쇄 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 두께 데이터는 서로 다른 위치들에서 서로 다른 원하는 두께들을 포함하는, 인쇄 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 값에 따라 각 위치에 대해 액적들을 증착하도록 각 노즐을 구동하기 위한 파형을 선택하고 상기 인쇄 제어 데이터에 상기 선택된 파형을 포함시키도록 추가로 구성된, 인쇄 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 스케일 값은 그레이 스케일 값인, 인쇄 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는 액체 코팅을 연속적으로 만들기 위한 단위 면적당 액적들의 최소 부피를 나타내는 액적 데이터를 수신하도록 추가로 구성된, 인쇄 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 액적 데이터에 기초하여 각 위치에 대한 상기 값을 결정하도록 더 구성된, 인쇄 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 값은 그레이 스케일 값 또는 하프톤 값인, 인쇄 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 값은 그레이 스케일 값이고, 상기 프로세서는 상기 그레이 스케일 값에 기초하여 각 위치에 대한 하프톤 값을 결정하도록 더 구성된, 인쇄 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 프로세서는 액체 코팅을 연속적으로 하기 위한 단위 면적당 최소 액적들의 부피를 나타내는 액적 데이터를 수신하고, 상기 액적 데이터에 기초하여 상기 하프톤 값을 결정하도록 더 구성된, 인쇄 장치.
  13. 기판 상에 액체의 액적들을 증착하기 위한 노즐들을 갖는 인쇄 헤드;
    상기 인쇄 헤드를 사용하여 상기 기판 상에 증착된 상기 액체의 코팅으로부터 상기 기판 상에 층을 형성하기 위한 처리 시스템; 및
    상기 기판 상의 복수의 위치들에서 상기 층의 원하는 두께를 나타내는 두께 데이터를 수신하고,
    각 노즐에 의해 생성된 액적들의 특성을 나타내는 노즐 데이터를 수신하고,
    상기 두께 데이터에 기초하여, 상기 복수의 위치들의 각 위치에 대한 제1 값을 결정하고, 상기 제1 값은 상기 위치에 증착될 상기 액체의 단위 면적당 액적들의 부피를 나타내고,
    상기 제1 값에 기초하여, 상기 복수의 위치들의 각 위치에 대한 제2 값을 결정하고, 상기 제2 값은 상기 위치에 증착될 상기 액체의 액적들의 패턴을 나타내고,
    국소적 불연속을 피하기 위해 상기 제2 값을 조정하고,
    상기 노즐 데이터에 기초하여, 조정된 상기 제2 값에 따라 액적들을 증착하기 위한 노즐들을 선택하고,
    조정된 상기 제2 값에 따라 선택된 노즐들로부터 액적들을 증착하기 위한 인쇄 제어 데이터를 결정하고; 그리고
    상기 인쇄 제어 데이터에 따라 액적들을 증착하도록 상기 인쇄 헤드를 제어하도록 구성된 프로세서;를 포함하는, 인쇄 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 값은 그레이스케일 값이고 상기 제2 값은 하프톤 값인, 인쇄 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 두께 데이터는 서로 다른 위치들에서 서로 다른 원하는 두께들을 포함하는, 인쇄 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 프로세서는 조정된 상기 제2 값에 따라 각 위치에 대해 액적들을 증착하도록 각 노즐을 구동하기 위한 파형을 선택하고 상기 인쇄 제어 데이터에 상기 선택된 파형을 포함시키도록 추가로 구성된, 인쇄 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 프로세서는 액체 코팅을 연속적으로 만들기 위한 단위 면적당 액적들의 최소 부피를 나타내는 액적 데이터를 수신하고, 상기 액적 데이터에 기초하여 상기 제2 값을 결정하도록 추가로 구성된, 인쇄 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 프로세서는 액체 코팅을 연속적으로 만들기 위한 단위 면적당 액적들의 최소 부피를 나타내는 액적 데이터를 수신하고, 상기 액적 데이터에 기초하여 상기 제2 값을 조정하도록 추가로 구성된, 인쇄 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 프로세서는 인접한 위치들의 제2 값들에 의해 표현되는 액적들의 패턴들이 호환 가능하도록 상기 인접한 위치들에 대한 제2 값들을 조정하도록 추가로 구성된, 인쇄 장치.
  20. 기판 상에 액체의 액적들을 증착하기 위한 노즐들을 갖는 인쇄 헤드;
    상기 인쇄 헤드를 사용하여 상기 기판 상에 증착된 상기 액체의 코팅으로부터 상기 기판 상에 층을 형성하기 위한 처리 시스템; 및
    상기 기판 상의 복수의 위치들에서 상기 층의 원하는 두께를 나타내는 두께 데이터를 수신하고,
    각 노즐에 의해 생성된 액적들의 특성을 나타내는 노즐 데이터를 수신하고,
    상기 두께 데이터에 기초하여, 상기 복수의 위치들의 각 위치에 대한 제1 값을 결정하고, 상기 제1 값은 상기 위치에 증착될 상기 액체의 단위 면적당 액적들의 부피를 나타내고,
    상기 제1 값에 기초하여, 상기 복수의 위치들의 각 위치에 대한 제2 값을 결정하고, 상기 제2 값은 상기 위치에 증착될 상기 액체의 액적들의 패턴을 나타내고,
    상기 위치에 증착될 액적들의 수를 증가시키는 것, 인접한 위치들의 제2 값들에 의해 표현되는 액적 패턴들을 함께 스티칭(stitching)하는 것, 하나 이상의 위치의 제2 값에 의해 표현되는 액적의 패턴을 반전시키는 것, 하나 이상의 위치의 제2 값에 의해 표현되는 액적의 패턴을 회전시키는 것, 또는 이들의 조합에 의해; 국소적 불연속을 피하기 위해 상기 제2 값을 조정하고,
    상기 노즐 데이터에 기초하여, 조정된 상기 제2 값에 따라 액적들을 증착하기 위한 노즐들을 선택하고,
    조정된 상기 제2 값에 따라 선택된 노즐들로부터 액적들을 증착하기 위한 인쇄 제어 데이터를 결정하고; 그리고
    상기 인쇄 제어 데이터에 따라 액적들을 증착하도록 상기 인쇄 헤드를 제어하도록 구성된 프로세서;를 포함하는, 인쇄 장치.
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