工业打印系统的液滴参数的快速测量的制作方法

本申请要求代表第一发明人Christopher R. Hauf于2014年9月2日提交的题为“Fast Measurement Of Droplet Parameters In Industrial Printing System”的美国临时专利申请No.62/044,958的优先权。本申请还要求代表第一发明人Nahid Harjee于2014年7月24日提交的题为“Techniques for Print Ink Droplet Measurement and Control to Deposit Fluids within Precise Tolerances”的美国专利申请No.14/340403的优先权且是其部分继续。美国专利申请No.14/340403又要求代表第一发明人Nahid Harjee于2014年3月10日提交的题为“Techniques For Print Ink Droplet Volume Measurement And Control Over Deposited Fluids Within Precise Tolerances”的美国临时专利申请No.61/950,820的优先权。美国专利申请No.14/340403又要求代表第一发明人Nahid Harjee于2014年4月23日提交的题为“Techniques for Print Ink Droplet Measurement and Control to Deposit Fluids within Precise Tolerances”的PCT专利申请No.PCT/US2014/035193和代表第一发明人Nahid Harjee于2014年1月23日提交的题为“Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances”的美国实用新型专利申请No.14/162525中的每个的优先权且本身是其部分继续。美国实用新型专利申请No.14/162525又要求代表第一发明人Nahid Harjee于2013年12月26日提交的题为“Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances”的台湾专利申请No.102148330和代表第一发明人Nahid Harjee于2013年12月24日提交的题为“Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances”的PCT专利申请No.PCT/US2013/077720的优先权。PCT专利申请No.PCT/US2013/077720要求以下每一项的优先权：代表第一发明人Conor Francis Madigan于2012年12月27日提交的题为“Smart Mixing”的美国临时专利申请No.61/746,545；代表第一发明人Nahid Harjee于2013年5月13日提交的题为“Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels”的美国临时专利申请No.61/822855；代表第一发明人Nahid Harjee于2013年7月2日提交的题为“Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels”的美国临时专利申请No.61/842351；代表第一发明人Nahid Harjee于2013年7月23日提交的题为“Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels”的美国临时专利申请No.61/857298；代表第一发明人Nahid Harjee于2013年11月1日提交的题为“Systems and Methods Providing Uniform Printing of OLED Panels”的美国临时专利申请No.61/898769；以及代表第一发明人Nahid Harjee于2013年12月24日提交的题为“Techniques for Print Ink Volume Control To Deposit Fluids Within Precise Tolerances”的美国临时专利申请No.61/920,715。PCT专利申请No.PCT/US2014/035193还要求代表第一发明人Alexander Sou-Kang Ko于2013年4月26日提交的题为“OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size, Velocity and Trajectory”的美国临时专利申请No.61/816696以及代表第一发明人Alexander Sou-Kang Ko于2013年8月14日提交的题为“OLED Printing Systems and Methods Using Laser Light Scattering for Measuring Ink Drop Size, Velocity and Trajectory”的美国临时专利申请No.61/866031的权益。要求前述申请中的每一个的优先权且前述专利申请中的每一个通过参考引入本文。

背景技术：

工业制造过程日益增加地求助于打印系统，以制造产品层。这些打印系统沉积流体，流体随后固化或硬化以形成特定产品的永久性层。这些制造过程对于具有准电子结构阵列的微电子产品或多个产品的制造特别有用。例如，这种打印过程日益增加地用于制造用于宽范围各种应用的薄膜电子显示器和太阳能面板。所述打印系统通常特征在于，除了使用的流体类型（“墨”）之外，在一个或更多个打印头上使用数千个打印喷嘴，设计有用几乎微米的分辨率设置独立的基本一致尺寸的液滴的能力。对沉积液滴体积和位置两者的该精确控制有助于利于终端产品的高质量以及高分辨率、小占地面积产品和降低的制造成本。例如，在一个应用中，即，有机发光二极管（OLED）显示器的制造，精确沉积墨的能力有助于以较低成本生产更小、更薄、更坚固的显示器。要注意的是，虽然术语“墨”用于指代沉积流体，但是沉积流体通常是无色的，且沉积为“构建”装置的永久性层厚度的结构，即，流体将是在常规图形打印应用中使用的墨，在这方面来说流体本身的颜色通常不重要。

在这些应用中，不奇怪的是，质量控制取决于沉积墨液滴的一致性，关于尺寸（液滴体积）和精确位置，或者至少理解为，这种特征的变化对于能够生产一致地满足层对准精度和/或层一致性的期望质量标准的永久性层来说是重要的。要注意的是，在工业打印系统中，任何给定喷嘴的液滴一致性也可能随着时间改变，不管是由于统计变化、喷嘴老化的变化、堵塞、墨粘度或成分变化、温度或其它因素。

需要一种适合于与工业打印过程一起使用的液滴测量系统，理想地，用于在现场与由工业制造设备使用的打印系统一起使用。理想地，这种液滴测量系统将提供一个或更多个液滴参数的几乎快速测量，容易维护，且提供可以用于调节打印的输入，从而允许用于工业产品制造过程的精确质量控制。本发明解决这些需要且提供其它相关优势。

附图说明

图1是图示用于测量液滴参数的技术的流程图。

图2是液滴测量系统的放大透视图。

图3是液滴测量系统的横截面图。

图4A是液滴测量系统的另一透视图。

图4B是从图4A中的箭头B-B的有利点截取的来自于图4A的液滴测量系统的透视图。

图5A是与在一个实施例中使用的图像处理技术有关的流程图。

图5B是表示在转化为灰度图之后，沉积在介质上的液滴的样本捕获图像。

图5C是在滤波（例如，梯度处理）之后，图5B的捕获图像。

图6A是示出了与产品制造有关的制造层级的示意图；本文所公开的技术可以没有限制地在任何所示层级中实施。

图6B以平面图示出了制造设备。

图7A是关于液滴测量系统的使用的示意图。

图7B是与液滴测量有关的流程图。

图7C是与液滴验证有关的流程图。

图8A是工业打印机在打印腔室内的元件的横截面图。

图8B是沿图8A中的线B-B截取的图7A的工业打印机的横截面图。

图9是示出了测量液滴位置相对于相应预期位置的比较的简图。

图10是与液滴体积计算有关的流程图。

通过参考应结合附图来阅读的以下详细描述可更好地理解由列举的权利要求限定的主题。在下面阐述以使得本领域技术人员能够构建并使用权利要求所阐述的技术的各种实施方式的一个或多个特定实施例的该描述并不意图限制列举的权利要求，而是举例说明其应用。在不限制前述内容的情况下，本公开提供了液滴测量系统的多个不同示例，其任选地测量或成像介质上的沉积液滴，且使用图像处理来识别工业制造中使用的打印头的各个喷嘴的参数值。各种技术可以被实施作为液滴测量系统，作为打印机或制造设备，或者作为用于执行所述技术的软件；以运行所述软件的计算机、打印机或其它装置的形式；或者作为这些技术的结果而制造的电子或其它装置（例如平板装置或其它消费者终端产品）的形式。虽然阐述了具体示例，但本文所描述的原理也可以同样应用于其它方法、装置和系统。

具体实施方式

在一个实施例中，液滴测量系统从一个或更多个打印头的各个喷嘴接收墨液滴，且然后使用光学分析来测量与各个液滴和/或产生那些液滴的各个打印头喷嘴有关的参数值。更具体地，如下文所讨论的，一些实施例使用在打印机维护坞（bay）中的沉积带，来与各个喷嘴并行地进行墨的测试打印。带可以有利地为能够接收墨液滴的任何介质，但是在下文所讨论的显著实施例中，其包括被特定处理以固定湿墨液滴的透明膜，非常类似于照相纸。此外，在一个实施例中，该系统应用于工业制造设备，其中，要沉积的液滴本身是透明的或半透明的（例如，表示将要沉积和固化以形成面板装置（如显示器或太阳能面板）或这种装置的发光元件的封装层的材料）。该透明性允许用于一组多个喷嘴的一个或更多个液滴群组的图像捕获；在任选实施例中，液滴沉积可以从膜和成像喷嘴位置（在膜后面）两者区分开，以提供液滴位置偏移（相对于理想液滴位置）和/或与液滴沉积有关的体积和/或定时误差的极快测量。

在一个实施例中，为了执行测量，打印头或者多个打印头停驻在维护站中，例如在基底在打印机中装载或者卸载时（因而，在打印机/制造设备以其它方式使用时）。当打印头停驻时，液滴测量系统接合，使得沉积介质（例如，透明膜）与一个或更多个打印头以在相对于所述一个或更多个打印头的特定位置对准的方式紧邻。来自于打印头中的一个或更多个的喷嘴（例如，窗口或包括所有喷嘴的子组的子阵列）然后被致使喷发一个液滴或一系列液滴（例如，2，5，10等），使得液滴在给定喷嘴预期的位置附近滴落在介质上。在该时间期间，或者在该时间之后，膜有效地通过透明膜从膜的与打印头相对的那一侧成像；这就是说，膜精确地定位在相对于测量喷嘴的正常沉积距离（例如，<1.0毫米）处，同时借助于喷发这些喷嘴，且然后借助于通过膜的相对侧捕获图像，在多个喷嘴上同时（或者短时间后）执行测量，得到的捕获图像然后被图像处理以获得液滴参数值。

要注意迄今所述各个实施例的特征的若干优势。首先，通过透明膜的沉积液滴的所述光学处理对于具有数百至数千个喷嘴的非常大的打印头特别有用，即，光学处理可以即刻执行，而不需要进一步移动打印头、液滴测量系统或其它部件。第二，液滴测量系统可以配置成同时测量来自于许多喷嘴的液滴；例如，可以从数百个喷嘴喷射且并行地测量液滴。与光学成像飞行中的独立液滴（例如，一次一个）的系统相比，这种并行性可以非常利于测量跨过数千个打印头喷嘴（例如，在一些工业制造应用中使用的）的液滴。对于依赖于液滴参数的动态更新测量从而将液滴以消除变化或考虑产生精确目标体积的变化的方式组合的系统，这种并行性可能是重要的，因为其不需要打印时间或者制造产量的显著中断。对于在维护站中相对于停驻打印头或多个打印头铰接的液滴测量系统，这提供用于容易地精确地接近在一些工业制造过程中可以使用的数千个打印喷嘴中的任何喷嘴。而且，沉积带或者其处理可以针对处于测试下的特定墨的化学属性专门调节（即，以允许其属性被光学器件更容易或者更精确地获得）。应当清楚的是，所述技术提供制造产品的提高精确性和较低成本，尤其是价钱敏感的消费者产品，例如平板高清晰度电视（“HDTV”）。

对于下文所讨论的至少一个设计，液滴测量系统使用卷对卷机构来安装透明膜，其允许膜作为带移动跨过成像区域，从而允许用于测量的带卷的间歇性变化。此外，液滴测量系统还可以有利地使用真空系统，所述真空系统紧密地粘附带的被沉积的那部分在平坦的精确位置关系，其模拟在线沉积表面。液滴测量系统还可以任选地包括固化站，以固化/干燥墨，从而在测量后抑制过多的墨扩展到系统的任何其它部分；要注意的是，这在一些实施例中并不是必需的，例如，膜也可以被选择具有使得墨液滴一旦沉积即刻固定的属性或者被处理成具有这样的属性。而且，如所提到的，液滴测量系统可以任选地安装在三维可移动安装件上，即，从而沿竖直（“z”）轴线从下方接合停驻的打印头且在需要时沿x（且任选地y）轴线移动，从而到达不同喷嘴和不同打印头。这允许“大”打印头组件（例如，具有数千个喷嘴）固定，同时液滴测量系统铰接在打印平面下方（例如，在维护坞中）且用于测量不同组喷嘴的参数。一个设想沉积过程将一卷带移动，使得未使用带的窗口靠近选定打印头，这些打印头然后被控制使得其所有喷嘴喷射预定量的墨，墨然后固定在带上；同时，同轴照相机和图像传感器从下方（例如，在液滴测量系统的壳体或底板内）并行地成像所有沉积液滴（再一次，借助于通过带的相对部位的图像捕获，使得膜和液滴测量系统通常不必移动或重新定位以便分析）。如果需要，照相机（或图像捕获光学器件）可以相对于液滴测量系统移动，例如以提供跨过一定范围的喷嘴的扫描有效性、焦距调节或其它希望益处。

图像处理系统的输出然后提供可用于验证喷嘴或以其它方式排定打印的液滴参数数据。在任何给定测量循环之后，带和液滴测量系统均移动位置，用过的带被固化和/或卷起，过程然后根据需要、即刻或者在稍后时间重复。在带一旦被打印就不能再次使用的设计中，用过的带卷（或者带盒，带有用于新的和用过的带的卷筒和绞盘）可以定期地收集或者以模块化的基础更换。要注意的是，在制造机构连续使用（例如，以打印OLED电视屏幕的层或以其它方式制造一个或多个平板装置的层）的一个设想应用中，当先前基底被卸载时，打印头停驻且经受所述液滴测量，新的随后基底一准备好，测量进程就被存储，打印头返回有效打印工作，如此等等；当该随后基底完成时，打印头再一次返回维护站（同时新基底被装载），以在系统先前停止的地方开始测量。由此，重复测量值可以对喷嘴收集且以滚动的基础使用，以通过许多测量值使用移动测量窗口构建每个打印喷嘴或者喷嘴-波形组合的统计分布（例如，如已经通过参考引入的前述专利申请中所述），移动测量窗口循环地前进通过该组所有打印喷嘴，从而连续地更新测量数据。

要注意的是，上文（以及下文）所述的所有过程步骤可以以多种方式实施。例如，在一个实施例中，这些步骤通过一个或更多个计算机或者其它类型机器（例如，打印机或一个或更多个制造装置）执行，通过专用硬件或者通过配置为作为专用机器操作的通用硬件。例如，在一个设想设计中，一个或多个任务可以通过在存储在非暂态机器可读介质（例如，固件或软件）上的指令的控制下工作的一个或多个这种机器执行。这种指令以如下方式写入或设计：具有某些结构（架构特征），从而在最终执行时，它们使得一个或更多个通用机器（例如，处理器、计算机或其它机器）表现为专用机器，具有在输入操作数上必要地执行所述任务的结构，以采取动作或者以其它方式产生输出。“非暂态机器可读介质”指的是任何有形（即，物理）存储介质，不管数据如何存储在该介质上，包括但不限于：随机存取存储器、硬盘存储器、光学存储器、软盘或CD、服务器存储装置、易失性存储器和指令可以随后通过机器取回的其它有形机构。机器可读介质可以是独立形式（例如，程序盘）或者实施为更大机构的一部分，例如膝上型计算机、便携性装置、服务器、网络、打印机或其它组的一个或更多个装置。指令可以以不同的格式实施，例如，作为在调用时有效地激活某一动作的元数据，作为Java代码或脚本，作为以特定编程语言写的代码（例如，作为C++代码），作为处理器特定指令集，或者以一些其它形式；取决于实施例，指令也可以由相同处理器或不同处理器执行。贯穿该公开内容，将描述多个过程，其中任何过程总体上可以实施为存储在非暂态机器可读介质上的指令，且其中任何过程可以用于使用“3D打印”或其它打印过程来制造产品。取决于产品设计，这种产品可以以可销售的形式制造，或者作为其它打印、固化、制造或将最终产生完成产品以用于销售、分配、出口或进口的其它处理步骤的预备步骤。取决于实施方式，非暂态机器可读介质上的指令可以通过单个计算机执行，且在其它实例中可以在分布式基础上存储和/或执行，例如，使用一个或更多个服务器、网页客户端或者专用装置。所述每个功能可以实施为组合程序的一部分或者作为独立模块，一起存储在单个介质表示形式（expression）（例如，单个软盘）上或者在多个独立的存储装置上。

还要注意的是，在与膜或带一起使用时，“透明的”是相对用词，即，其指的是通过带的第二侧捕获沉积在带的第一侧上的液滴图像的能力。严格来说，这并不需要带是无色的或者关于那一点对可见光是透射的。在一个实施例中，带是无色的且对可见光是高度可透射的，可见光用于捕获来自于相应喷嘴的液滴图像，其中，那些液滴以如下方式沉积，使得相应喷嘴的液滴排列在带的第一侧上（即，在与相应喷嘴有关的相应位置处）。在另一个实施例中，带具有一定程度的颜色，例如，针对特定墨优化以增强该墨的图像捕获属性。在又一个实施例中，可见光之外的辐射用于捕获液滴属性。

本领域技术人员从本文的说明将清楚各个其它特征。已经这样介绍多个实施例的特征，本公开现在将转向提供关于选定实施例的附加细节。

图1示出了图示本文所述技术中的一些的流程图101。如上文所述，期望并行地测量由多个喷嘴产生的液滴的液滴参数值。为了尽可能快速地执行此，本文公开的实施例依赖于接收这种液滴的沉积表面的图像捕获（即，总的表示所述多个喷嘴的液滴的快速捕获），以及从该图像捕获计算多个喷嘴相应的一个或更多个期望参数值的图像处理。如附图标记103表示的，处于分析下的打印头或多个打印头使得喷嘴范围或阵列喷发，从而每个沉积一个或更多个液滴。为了提供示例，假设打印头可以具有两千个喷嘴，这些喷嘴要一次一百个喷嘴成组地测量。对个每个测量循环，打印头和/或液滴测量系统对齐，且要测量的一百个喷嘴的窗口或组被识别且被致使基本并行地喷发受控墨体积；在一个实施例中，沉积可以是每个喷嘴单个液滴，在其它实施例中，更大数量的液滴可以从每个喷嘴受控地喷出，例如，2、5、10、12、20或一些其它数量的液滴。要注意的是，在一些设想设计（例如，OLED应用）中，液滴尺寸通常非常小，包括皮升（“pL”）尺寸的液滴，直径为几十微米或更小，用几乎微米精度沉积。

如通过参考引入的前述专利申请中所述，取决于应用，可以期望测量每个喷嘴的沉积液滴的位置、液滴速度、液滴体积、喷嘴弓度（nozzle bow）、或者一个或更多个其它参数。简单来说，在一个实施例中，重要的是具有每个沉积液滴的来自于每个喷嘴的液滴质量预期；这就是说，如果一个喷嘴相对于其它喷嘴处于偏离（off）位置（喷嘴弓度）或者产生异常液滴轨迹或者不准确的液滴体积，那么这可能导致沉积膜的不一致性。这种不一致性可导致精确产品（例如，显示器装置和类似物）的质量缺陷。获知这种喷嘴-喷嘴的异常允许：

(a)喷嘴认证/取消认证——不工作或者以其它方式具有异常特性的喷嘴可以识别且不用于打印，以不同喷嘴用于在期望区域沉积液滴的方式软件排定打印；

(b)喷发时间迁移——扫描方向中的位置缺陷可以潜在地通过例如改变喷嘴驱动脉冲的定时或电压来校正，使得喷嘴更早或更晚喷发，或者以更大或更小的速度喷射液滴；此外，还可以使用如通过参考引入的前述专利申请中所公开的可选驱动脉冲形状；

(c)排定液滴组合——来自于喷嘴-喷嘴的检测差异可以被接受且基于相应预期值有意地用于计算液滴组合，以实现例如在特定公差内的精确结果；例如，如果一个喷嘴被测量和确定为产生预期9.89皮升（pL）的液滴，第二喷嘴被测量和确定为产生预期10.11 pL的液滴，且期望在特定目标位置产生总体积20.00 pL的墨，那么这两个喷嘴可以被特定地识别和打印排定，以沉积该特定液滴组合；要注意的是，可获得的结果不同于在不针对特定填充体积或填充公差的情况下简单地对差异求平均（例如，目标体积±0.50%）的系统；以及

(d)驱动波形的预先筛分——如通过参考引入的前述专利申请中所述，可以预先筛分每个喷嘴的可编程驱动波形（例如，选择16个预先选定驱动波形），用于在打印期间的存量使用，每个波形被选择实现特定沉积特性，具有精确预期结果。

要注意的是，液滴参数可能每天变化，甚至每次沉积变化，例如取决于墨质量、温度、喷嘴老化（例如，堵塞）和其它因素。因而，为了确保精确打印，在一些实施方式中，可以期望不时地再次测量这些值。还要注意的是，每个沉积液滴（甚至来自于单个喷嘴）也可能稍微不同；因而，在一个实施例中，每个喷嘴（或喷嘴-波形组合或配对）被测量不仅仅一次，而是多次，以产生测量值群组，由此可以计算平均值或其它统计参数（例如，跨度度量），从而提供关于液滴参数预期值的高置信度。例如，每个喷嘴-波形配对的“24”个液滴可以被测量以产生平均值（和因而预期值），用于体积、速度、弓度（垂直于扫描方向的位置）等等，测量数n（n=24）有助于减少由于测量误差或者统计偏差引起的不确定性。给定群组可以以滚动的基础（例如，所有测量值被存储且6个最新的测量值取代6个最老的，对于每个喷嘴每两个小时一次）或者以一次性的基础（例如，在供电期间所有喷嘴再次测量一次）更新。对本领域技术人员来说将想到许多变化，例如，喷嘴可以被测量以确定预期值，且如果该测量（预期）值在理想值的范围（±5%）之外，所述喷嘴被取消使用；显然，许多排列和变化是可能的。

然而，应当清楚的是，在使用数千个喷嘴（例如，数万个喷嘴或更多，可能每个具有多个可用“预先筛分”驱动波形）的打印系统中，每个喷嘴的预期液滴参数的测量可能需要显著的时间；在工业制造环境中，这通常是不可接受的，即，为了商业上可行，制造产量和成本需要以消费者可接受的价格点生产产品，这通常意味着打印过程生产尽可能多的产品，用尽可能大的精度（以及尽可能少的产品废品），用尽可能少的停机时间。本文公开的技术允许快很多和因而可行的测量。

返回图1，为此，本公开阐述的液滴测量技术也一次捕获来自于许多喷嘴的液滴，根据附图标记105。这就是说，与飞行“一次一个”地成像液滴的系统不同，本公开阐述的实施例依赖于并行性，以同时测量尽可能多的喷嘴。因而，图像捕获可以用于有效地获取来自于喷嘴大阵列的液滴图像（例如，以多列和多行沉积的液滴），在软件中通过图像处理系统快速地处理。在一个实施例中，捕获图像可以表示来自于数十个和可能数百个喷嘴（或更多）的液滴，所有同时测量。图1以虚线框表示可能有助于此的各个选项，例如，(a)通过与打印头相对的沉积表面捕获图像（107），这有助于快速测量，(b)同时地在捕获图像中捕获液滴和喷嘴两者（109），这利于测量来自于相应喷嘴的液滴的位置偏差、弓度或速度，(c)同时地从相应（多个）喷嘴照相液滴（111），例如，有效地一次测量40个或更多个喷嘴，以及(d)照相每个喷嘴的不是一个液滴，而是同时测量的多个液滴（例如，5个或更多个）群组。要注意的是，在后一情况下，图像处理软件可以检测总计沉积的体积（例如，体积），或者预期位置周围的液体位置的跨度，且可以一次从单个捕获图像识别各个液滴的平均值或另一统计参数，例如分布（跨度）。要注意的是，取决于实施例，这可能需要标准值事先测量且存储在系统中；例如，当墨液滴固定到沉积介质（即，带）中时，可能难以检测液滴体积；这种确定可以基于液滴直径，沉积液滴的颜色（或灰度）值的处理或者使用其它手段来判断，这些值与标定标准值进行比较以产生准确的值计算。

如附图标记115和117所表示的，系统（例如，使用运行合适软件的图像处理器）然后计算测量值且将它们存储在存储器（例如，随机存取存储器，如可用硬盘驱动器中的）中。在一个实施例中，这些值独立地存储（即，对于每个喷嘴测量的每个参数的每个测量值一个），在另一个实施例中，它们可以以表示复合分布（例如，对于给定喷嘴的给定参数，作为平均值、测量值的总数、标准偏差等）的方式存储。根据附图标记119，121和123，如前文提到的，一旦测量，所述值可以任选地用于计算统计分布，以执行喷嘴认证/验证，且执行“智能组合”，其中，打印扫描被排定以将具有预期特性的液滴以一些期望方式匹配。

图2-4B用于描述模块化液滴测量系统的一个实施例。

图2示出了第一个这样的系统201的放大图。该图示出了测量窗口203（例如，玻璃覆盖的观察窗口），图像通过测量窗口203沿附图标记205表示的矢量捕获。光学检测器，例如照相机，位于系统201内且通过该窗口203沿箭头205的方向获取图像。在操作期间，来自于卷207的透明膜带移动经过该窗口且通过一组真空端口209抵靠窗口紧密地保持。在每次测量之后，该带可以以绞盘211的方向移动，且积聚在保持在液滴测量系统的底板213内的废弃卷（未示出）中。要注意的是，所示系统是模块化的且作为单元移动，例如以将测量窗口203（和由该窗口限定的相关测量区域）定位紧邻要测量的任何打印头喷嘴，在相对于打印头喷嘴板的“标准沉积深度”处。在任选实施例中，液滴测量系统201可以在三个维度铰接，从而该系统可以放置靠近其它喷嘴组且还根据需要改变沉积高度。

图3示出了液滴测量系统301的内部横截面图。该系统类似地包括图像通过其捕获的观察窗口303和光学系统，所述光学系统包括光学组件305、照相机307和光源309。步进马达311选择性地将光学组件305相对于观察窗口303线性地移动，即以箭头313所示的方向前后移动。要注意的是，本文使用的“照相机”可以任选地指代任何类型的光传感器，即，可以使用包括独立光学传感器的简单线性传感器且例如使用该步进马达311前后地“扫描”这种线性传感器以成像整个观察窗口303。在其它实施例中，照相机通过任何常规手段捕获表示观察区域的像素阵列的图像，例如使用商业照相机、电荷耦合装置阵列、紫外线或其它不可见辐射捕获装置或使用其它手段。要注意的是，并不是对于所有实施例都需要照相机移动（即，扫描移动）。在所示实施例中，光学组件305也内部地包括分束器，其传送来自于光源的光（例如，一直到观察窗口303），但是使用镜子在照相机307的方向改向返回（反射）光，以用于图像捕获。应当清楚的是，来自于光源的光传送通过观察窗口，通过透明带，逆着打印头（图3中未示出）反射，再一次往回传送通过透明带，且经受任何聚焦或其它光学器件，被捕获和处理以便分析。捕获的图像因而提供被测量的每个喷嘴的位置的可视指示（例如，该图像从喷嘴板的反射光获取）且还示出了任何沉积液滴（透明的，但是能从膜区分）的重叠。这就是说，在设想制造过程（尤其是用于OLED显示器制造，例如，用于封装层），沉积材料是半透明的，因而并不妨碍喷嘴板的图像捕获。图3还示出了用于输送透明带的绞盘315和用于固化任何沉积墨的UV固化棒317，从而防止沉积的墨输送到任何其它系统部件。图3还示出了接口和控制板319，用于控制各个系统部件，且用于控制图像捕获；接口控制板319还控制膜带的输送，例如通过控制分别用于膜引入和供应卷（在该附图中未独立识别）的膜卷马达321和323。取决于实施例，图像处理可以在本地在接口和控制板319上执行，或者可选地，在制造设备中的处理器处或者在远程计算机处执行。

图4A和4B示出了来自于图3的液滴测量系统301的透视图。图4B表示单元相对于图4A的后侧的视图，即，从图4A的箭头B-B提供的有利点。更具体地，这些附图识别观察窗口303、真空端口403、UV固化棒317、带供应卷405和引入卷407、框架和光学腔室409（其容纳前文所述的接口和控制板319）。在操作期间，未使用带以箭头411所示的方向供应且紧密地抵靠观察窗口303粘附，如前文参考的。从此点，膜移动经过绞盘315且沿箭头412向下朝向UV固化棒317，用于前文所述的目的。UV固化棒的操作通过接口和控制板319使用存储在非暂态机器可读介质上的机载固件或软件来控制。最后，在固化之后，膜总体上如箭头415所示移动到引入卷407。应当清楚的是，整个单元是模块化的，提供用于容易拆卸和维护，例如以拆卸透明沉积带的完成引入卷407且更换供应卷405以具有新鲜存货。

图5A表示与执行液滴测量的方法的一个实施例501有关的流程图。如前文所述，可能期望在现场执行测量，即，直接在制造设备内以动态地更新过程、老化、温度或其它因素的一个或更多个液滴参数值。为此，测量有利地例如在打印机的维护站中在新基底被加载、卸载、沉积后固化、或以其它方式在相对于实际打印的空闲时间期间时执行。根据附图标记503，一个或更多个打印头（例如，安装到公共打印头组件）移动到维护站，且被“停驻”用于维护操作。这种维护操作可包括各种标定、打印头更换、喷嘴吹扫或其它质量处理、本公开所设想的液滴测量、或用于其它目的。如下文更充分所述，对于OLED显示器制造应用（且对于某些其它装置的制造，例如，太阳能面板），可能期望在受控的气氛中执行打印；因而，在许多应用中，“停驻”位置将在第二受控气氛腔室，例如，在可以外部接近的位置（例如，为了打印头更换），而不将整个制造设备或打印机通风到未受控气氛。这就是说，这种第二腔室优选制成相对于任何打印封装件的小尺寸，例如，占据整个打印腔室容积的2%或更少，从而最小化通风（如果有的话）。一旦打印头被停驻，它们相对于该第二受控气氛密封，且液滴测量系统（“DMU”，用于液滴测量单元）选择性地接合以执行测量（505）。如任选过程框507所示，如果打印对于喷嘴的移动窗口间歇性地执行（例如，当基底加载和卸载时，在打印行程之间不同组的喷嘴被测量或再次测量，如前文所述），系统取回起始地址，从而定位DMU以捕获喷嘴的选定子组。要注意的是，该过程可以采用配准过程来识别每个打印头的角部喷嘴（例如，在打印头更换时更新，从而系统标定为“知道”每个喷嘴的近似位置）。这种配准过程可以通过枢转DMU（及其照相机）来执行，从而成像并由此找到每个阵列的角部喷嘴，使用近似位置地址和搜索过程（例如，螺旋搜索算法），例如如前文参考的美国专利申请No.14/340403中所述。对位置投射的控制在所述系统中非常精确，例如大约1微米，通常不需要打印头-液滴测量系统定位的再次标定，除非系统部件手动更换（例如，MDU或打印头被拆卸或维护）。在透明带（即，用于测试的液滴沉积表面）到位时，根据附图标记509，系统控制处于监督下的打印头喷嘴，以每个沉积受控数量的液滴（如果每个喷嘴要测量多个液滴，快速相继）。同时，MDU内的图像捕获系统成像所沉积的墨以及喷嘴位置（例如，通过透明带和墨，捕获由打印头反射的光）。要注意的是，如附图标记511所示，在一个实施例中，图像捕获以彩色执行，从而能够识别任何沉积墨液滴的墨浓度（例如，在半透明时，将根据材料或厚度赋予精细的颜色属性）。还如附图标记511所示，捕获的图像可以被滤波（例如，对于颜色、强度、γ或任何其它期望参数或多个参数），从而产生已滤波图像；在这种滤波之后（或者作为这种滤波的一部分），捕获的图像转换为灰度，根据附图标记513。要注意的是，根据相应滤波器，多个图像也可以从该过程产生，例如，第一图像表示喷嘴，第二图像表示沉积的液滴；显然，存在许多排列。图像处理软件随后使用输出灰度图像来识别喷嘴、墨液滴、喷嘴和墨液滴之间的位置差、液滴体积、液滴直径、液滴形状和/或任何其它期望参数（515/517）。应当清楚的是，不是对于所有实施例而言都需要测量所有这些事情。例如，在计算液滴体积的系统中，可能不需要成像喷嘴本身或者分析液滴形状或位置。相反，在这种实施例中（如果分析多个液滴的跨度）确定液滴位置的偏离度量或者执行颜色分析以合适地计算体积可能是重要的。测量的参数通常取决于实施方式和期望结果。如附图标记517所示，不管要测量的参数，系统例如使用任选标准值519来计算参数的测量值或多个值或偏移，如前文参考的那样。参数的这种偏移或值可以对液滴或喷嘴位置、液滴定时或液滴体积或这些事情的任何组合来计算，如附图标记521所参考的。系统然后更新DMU本地或者远程的存储信息库（523），且然后存储下一测量循环的位置并移动带，根据任选过程525。过程随后完成，准备用于另一测量循环（可以即刻或者稍后执行，例如在随后基底行程之后）。

要注意的是，如附图标记529-533所参考的，参数和/或任何位置偏移的计算可以任选地通过运行合适软件（存储在处理器可读介质上的指令）的一个或更多个处理器来执行，且这种处理器通常将图像数据存储在处理器可访问存储器中，将每个喷嘴相应的图像数据隔离，从相应图像数据计算参数，且也将每个喷嘴的参数存储在处理器可访问存储器中。

图5B和5C分别示出了取样图像551和571。这些中的第一图像551表示大约40个喷嘴作为打印头子组获取的照片。注意喷嘴如何稍微从一行到另一行错位，以提供在横向扫描轴线中近节距变化的选项（例如，旨在用于特定基底位置的液滴可以从任何行的喷嘴打印，在一些实施例中提供比20微米更好（即，更少）的沉积精度。图5B表示随后可以适当地滤波和/或转换为灰度的彩色图像以及在这种滤波或转换之后的灰度图像（即，在专利申请中通常不使用或允许彩色图）。要注意的是，在该实施例中，喷嘴未被独立成像或图示，但是对于其它实施例，可以被独立成像或图示。第二图像571（图5C）表示来自于图5B的图像，在滤波和梯度处理之后，以识别液滴直径。这就是说，图5C示出了与液滴直径相对应的白色圆，具有清楚地定界的液滴边界。图像处理计算重心（例如，通过计算这种“圆”的水平最大直径和竖直最大直径且通过沿每个直径获取中间笛卡尔坐标点，以将每个液滴与特定xy笛卡尔位置相关联）。该位置然后可以与喷嘴位置进行比较，以确定偏移，系统识别喷嘴-喷嘴偏移变化，用于打印排定目的。这些照片也可以表示液滴体积处理；例如，图像处理软件可以计算每个液滴和/或相关颜色的直径和/或面积，且将此与工厂定义标准值或者现场定义标准值进行比较，以计算尺寸和密度，且从这些计算体积。由此可以测量几乎任何期望液滴参数。

这样描述了液滴测量系统的细节，现在将描述制造和工业制造设备/打印机的应用。在下文的讨论中，将描述用于执行这种打印的示例性系统，更具体地，应用于制造太阳能面板和/或可以在电子器件（例如，智能电话、智能手表、平板电脑、计算机、电视、监视器或其它形式的显示器）中使用的显示器装置。本公开提供的制造技术并不限于该特定方面，且例如可以应用于任何3D打印应用和宽范围的其它形式的产品。

图6A表示总的用附图标记601表示的许多不同实施方式层级；这些层级中的每一个表示本文介绍的技术的可能分立实施方式。首先，本公开中介绍的技术可以采用为存储在非暂态机器可读介质上的指令的形式，如图标603所表示的（例如，用于控制计算机或打印机的可执行指令或软件）。例如，所公开的技术可以实施为适合于使得制造设备（或包括的打印机）使用本文公开的光学测量技术来测量一个或更多个液滴参数的软件。其次，按照计算机图标605，这些技术也可以任选地实施为计算机或网络的一部分，例如在设计或制造供销售或在其它产品中使用的部件的公司内。第三，如使用存储介质图标607举例说明的，先前介绍的技术可以采取存储打印机控制指令的形式，例如其在被作用时将引起打印机以取决于液滴测量和相关排定（例如，扫描路径排定或喷嘴认证，如本文所讨论的）的方式来制造一个或更多个部件层。要注意的是，打印机指令可以直接传输给打印机，例如，经过LAN或WAN；在该上下文中，所示存储介质图标可以表示（而不限于）服务器、便携式装置、膝上型装置、另一形式的计算机或打印机内或者其可访问的RAM；或者便携式介质（如闪存驱动器）。第四，如制造装置图标609所表示的，可以将上文介绍的技术实施为制造设备或机器的一部分，或者采取在这种设备或机器内的打印机的形式（例如，作为根据本文公开的技术的液滴测量系统，作为制造方法，作为用于控制液滴测量系统的软件，等等）。要注意的是，制造装置609的特定图示表示在下文将结合图6B、7A和7B讨论的一个示例性打印机装置。上文介绍的技术也可以实施为完成或部分完成的制造部件或制造部件的组件（例如，根据专利过程制造的）；例如在图6A中，多个这样的部件以半完成平板装置的阵列611的形式示出，其将分开和销售以结合到终端消费者产品中。所示装置可以具有例如根据上文介绍的方法制造的一个或更多个封装层或其它层。上文介绍的技术还可以以参考的终端消费者产品的形式实施，例如，以便携式数字装置613（例如，电子pad或智能电话）的显示器屏幕的形式，作为电视显示器屏幕615（例如，OLED TV），太阳能面板617或其它类型的装置。

图6B示出了可以用于应用本文公开的技术的一个设想多腔室制造设备621。总的来说，所示设备621包括多个总体模块或子系统，包括输送模块623、打印模块625和处理模块627。每个模块保持受控环境，使得例如打印可以通过打印模块625在第一受控气氛中执行，其它处理（例如，另一沉积过程，如无机封装层沉积或固化过程（例如，用于打印材料））可以在第二受控气氛中执行。设备621使用一个或更多个机械操控器以使基底在模块之间移动，而不将基底暴露于不受控气氛。在任何给定模块内，可以使用其它基底操控系统和/或特定装置和适合于对该模块执行处理的控制系统。

输送模块623的各个实施例可以包括输入装载锁629（即，在保持受控气氛的同时提供不同环境之间的缓冲的腔室）、输送腔室631（也具有用于传送基底的操控器）以及气氛缓冲腔室633。在打印模块625内，可以在打印过程期间使用诸如浮动台之类的其它基底操控机构，用于基底的稳定支撑。另外，可以将诸如分离轴线或龙门运动系统之类的xyz运动系统用于至少一个打印头相对于基底的精确定位以及提供用于基底传送通过打印模块625的y轴传送系统。还可以在打印腔室内使用多种墨用于打印，例如使用相应的打印头组件，使得例如可以在受控气氛中在打印模块内执行两个不同类型的沉积过程。打印模块625可以包括容纳喷墨打印系统的气体封装件635，具有用于引入惰性气氛（例如，氮气）且以其它方式针对环境规定（例如，温度和压力）、气体组成和颗粒存在而控制气氛的器件。

处理模块627的各个实施例可以包括例如输送腔室636；此输送腔室也具有用于传送基底的操控器。另外，处理模块还可以包括输出装载锁637、氮气堆缓冲器639以及固化腔室641。在一些应用中，可以使用固化腔室来将单体膜固化、烘焙或干燥成均匀聚合物膜；例如，两个具体设想的过程包括加热过程和UV辐射固化过程。

在一个应用中，设备621适合于液晶显示器屏幕或OLED显示器屏幕的批量生产，例如一次在单个大基底上制造（例如）8个屏幕的阵列。这些屏幕可以用于电视并作为用于其它形式的电子装置的显示器屏幕。在第二应用中，设备可以以几乎相同的方式用于太阳能面板的批量生产。

可以有利地在这种应用中使用打印模块625以沉积有助于保护OLED显示器装置的敏感性元件的有机封装层。例如，所示设备621可以装载有基底，并且可以被控制以在封装过程期间不被暴露于不受控气氛而中断的方式在各个腔室之间前后移动基底。基底可以经由输入负载锁629加载。位于输送模块623中的操控器可以将基底从输入负载锁629移动到打印模块625，在完成打印过程之后，可以移动基底到处理模块627，以用于固化。通过重复沉积后续层，受控厚度、总计封装或其它层厚度中的每一个可以被构建为适合任何期望应用。再一次注意，上述技术不限于封装过程或OLED制造，且还可以使用很多不同类型的工具。例如，设备621的配置可以变化，以通过不同的并置关系（juxtaposition）来放置各个模块623、625和627；此外，也可以使用附加、更少或不同的模块。

虽然图6B提供了一组链接腔室或制造部件的一个示例，但显然存在许多其它可能性。上文介绍的技术可以与在图6B中所示的装置一起使用，或者事实上，用来控制由任何其它类型的沉积设备执行的制造过程。

图7A-7C用于总体上介绍用于每个喷嘴的液滴测量和验证的技术和结构。

更具体地，图7A提供了图示液滴测量系统701和相对大的打印头组件703的示意图；打印头组件具有多个打印头（705A/705B），每个带有多个独立喷嘴（例如，707），存在数百-数千个喷嘴。墨供应装置（未示出）与每个喷嘴（例如，喷嘴707）流体地连接，压电换能器（也未示出）用于在每个喷嘴电控制信号的控制下喷射墨液滴。喷嘴设计保持在每个喷嘴（例如，喷嘴707）处的轻微负压，以避免喷嘴板的溢流，给定喷嘴的电信号用于致动对应的压电换能器，加压给定喷嘴的墨，从而从给定喷嘴驱出液滴。在一个实施例中，每个喷嘴的控制信号正常处于0伏，用于特定喷嘴的给定电压的正脉冲或信号电平对该喷嘴喷射液滴（每个脉冲一个）；在另一个实施例中，喷嘴-喷嘴之间可以使用不同的定制脉冲（或其它更复杂波形）。然而，结合由图7A提供的示例，应当假定期望测量由特定喷嘴或特定组喷嘴（例如，喷嘴707）产生的液滴体积，其中，液滴从打印头朝向安装沉积膜的底板709向下喷射（即，以方向“h”，表示相对于三维坐标系统708的z轴线高度）。如前文提到的，对于使用来自于许多喷嘴的当前液滴沉积的实施例，目标表面有利地固定在相对于打印头的已知位置（例如，从而获知哪些沉积液滴属于哪个喷嘴）。“h”的大小通常在1毫米或更小的量级，且有数千个喷嘴（例如，10,000个喷嘴），其必须使相应液滴以这种方式在操作打印机内独立地测量，沉积表面累增地变化或移动到将同时成像和测量许多液滴（例如，数十个至数百个）的多个窗口。因而，为了精确地光学测量来自于每个喷嘴的液滴，某些技术在所公开的实施例中使用，以相对于彼此适当地定位液滴测量系统701、打印头组件703或两者的元件，用于光学测量。

在一个实施例中，这些技术使用如下组合：(a)光学系统（例如，在维度平面713中）的至少一部分的x-y运动控制（711A），以精确地定位由系统紧邻要产生液滴以用于光学标定/测量的任何喷嘴或喷嘴组表示的测量区域715；以及(b)在平面下方光学回收（711B）（例如，从而允许测量区域容易放置紧邻任何喷嘴，尽管大的打印头表面面积）。因而，在具有大约10,000个或更多个打印喷嘴的示例性环境中，该运动系统能够将光学系统的至少一部分定位在打印头组件的每个相应喷嘴的喷发路径附近的（例如）10,000个左右的分立位置。光学器件通常进行位置调节，从而精确焦点保持在测量区域上，从而捕获透明膜或其它沉积介质上的沉积液滴，如所述的那样。要注意的是，典型液滴可以是直径微米的量级，从而光学设置通常比较精确，且在打印头组件和测量光学器件/测量区域的相对定位方面具有挑战。在一些实施例中，为了有助于该定位，光学器件（镜子、棱镜等等）用于定向源于测量区域715的光捕获路径，以在维度平面713下方感测，使得测量光学器件可以放置靠近测量区域，而不干扰光学系统和打印头的相对定位。这允许以不受每个液滴沉积和成像的毫米量级沉积高度h或者由处于监督下的打印头占据的大尺度x和y宽度限制的方式进行有效位置控制。任选地，从不同角度入射的独立光束可以用于从下方成像膜或沉积表面，或者还可以使用具有分束器的同轴图像捕获系统。还可以使用其它光学测量技术。在这些系统的任选方面，运动系统711A被任选地和有利地制成为xyz运动系统，这允许液滴测量系统的选择性接合和脱离，而在液滴测量期间不移动打印头组件。简而言之，设想的是，在具有一个或多个大打印头组件的工业制造装置中，为了最大化制造正常运行时间，每个打印头组件将不时地“停驻”在维护站中以执行一个或更多个维护功能；给定打印头的庞大尺寸和喷嘴的数量，可期望在打印头的不同部分上一次执行多个维护功能。为此，在这种实施例中，围绕打印头移动测量/标定装置可能是有利的，而不是相反的情况。[这于是还允许根据需要接合其它非光学维护过程，例如与其它喷嘴有关的。]为了利于这些动作，打印头组件可以任选地“停驻”，如所述的，系统识别是光学标定对象的喷嘴的特定组或者范围。一旦打印头组件或给定打印头固定，运动系统711A就接合以将光学系统的至少一部分相对于“停驻”的打印头组件移动，以将测量区域715精确地定位在适合于检测从一组相应喷嘴喷射的液滴的位置；使用z轴线移动允许光回收光学器件从打印头平面的正下方选择性地接合，从而利于取代光学标定或者除了光学标定之外的其它维护操作。可能另有声明，使用xyz运动系统允许液滴测量系统的选择性接合，独立于在维护站环境中使用的其它测试或测试装置。例如，在这种系统中，在打印头停驻时，打印头组件的一个或更多个打印头也可以选择性地更换。要注意的是，并不是所有实施例都需要该结构；其它可选方案也是可能的，例如，其中，仅仅打印头组件移动（或者一个打印头移动）且测量组件固定，或者其中，打印头组件不需要停驻。

总的来说，用于液滴测量的光学器件将包括光源717、一组任选的光传输光学器件719（在需要时，将光从光源717引导到测量区域715）、一个或更多个光传感器721、以及一组回收光学器件723，将用于测量液滴的光从测量区域715引导到所述一个或更多个光传感器721。运动系统711A任选地将这些元件中的任一个或更多个与底板709一起（例如，与成像区域一起）以允许过去的液滴测量光从测量区域715引导到平面下位置的方式移动。在一个实施例中，光传输光学器件719和/或光回收光学器件723使用镜子，其将光沿平行于液滴行进的竖直维度引导往/返测量区域715，在液滴测量期间，运动系统移动作为整体式系统的每个元件709，717，719，721和723；该设置具有不需要相对于测量区域715再次标定焦点的优势。如附图标记711C所示，光传输光学器件也用于任选地供应来自于测量区域的维度平面713下方的位置的源光，例如，光源717和光传感器721两者均从测量区域下方引导/收集光，如总体上所示的。如附图标记725和727所示，光学系统可以任选地包括用于聚焦目的的透镜以及光检测器（例如，对于不依赖于处理许多像素的“图像”的非成像技术）。再一次要注意的是，在底板上的z运动控制的任选使用允许在打印头组件“停驻”的任何时间点，光学系统的任选接合和脱离，测量区域715精确定位在任何喷嘴组附近。并不是所有实施例都需要打印头组件703的这种停驻和光学系统701的xyz运动。其它组合和排列也是可能的。

图7B提供用于一些实施例的与液滴测量有关的过程的流图。该过程流图在图7B中总体上使用附图标记731表示。更具体地，如附图标记733所示，在该特定过程中，打印头组件首先停驻在例如打印机或沉积设备的维护站（未示出）。液滴测量装置然后与打印头组件接合（735），例如借助于液滴测量系统的一部分或全部通过从沉积平面下方移动到液滴测量系统的光学系统能够并行地测量来自于许多喷嘴的液滴的位置而选择性接合。根据附图标记737，一个或更多个光学系统部件相对于停驻打印头的该相对运动可以任选地在x，y和z维度执行。

如通过参考引入的前述专利申请中所述，甚至单个喷嘴和相关喷嘴喷发驱动波形（即，用于喷射液滴的脉冲或信号电平）可以产生液滴体积、轨迹、以及从液滴到液滴轻微变化的速度。根据本文的教导，在一个实施例中，由附图标记739表示的液滴测量系统任选地获得期望参数的n个测量值（每个液滴），以获得与该参数的预期属性有关的统计置信度。在一个实施方式中，测量参数可以是体积，而对于其它实施方式，测量参数可以是飞行速度、飞行轨迹、喷嘴位置误差（例如，喷嘴弓度）或另一参数，或者多个这种参数的组合。在一个实施方式中，“n”可以对每个喷嘴不同，而在另一个实施方式中，“n”可以是对每个喷嘴执行的测量的固定数量（例如，“24”）；在又一个实施方式中，“n”指的是测量的最小数量，从而可以执行附加测量，以动态地调节参数的测量统计属性或者改善置信度。显然，许多变化是可能的。结合前文所述的系统，测量群组可以即刻构建（例如，通过在单个测量循环期间对给定喷嘴阵列进行多个液滴测量，即，在不移动液滴测量系统到不同喷嘴组的情况下），或者通过进行单个测量并通过随后测量构建测量群组来构建（例如，在测量随着时间的经过连续地旋进通过圆形范围的喷嘴）。

对于由附图7B提供的示例，应当假定液滴体积被测量，从而获得表示给定喷嘴的预期液滴体积的精确平均值和紧密置信度区间。这允许液滴组合的任选排定（使用多个喷嘴和/或驱动波形），同时可靠地保持预期目标周围的目标区域中的复合墨填充的分布（即，相对于液滴平均值的复合）。如任选过程框741和743所示，设想的光学测量过程理想地允许一次瞬时或几乎瞬时测量和计算许多喷嘴的体积（或其它期望参数），例如使用透明膜和沉积平面下方捕获（即，来自于膜的与用于沉积的侧面相对的侧面）；借助于这种快速测量，可以频繁地和动态地更新体积测量值，例如以考虑墨属性（包括粘度和组成材料）、温度、喷嘴堵塞或老化和其它因素的随时间变化。基于此点，例如对于10,000个喷嘴的打印头组件，预期可以在数分钟内获得数千个喷嘴中的每个的大测量群组，使之可以频繁地和动态地执行液滴测量。如前文所述，在一个任选实施例中，液滴测量（或其它参数的测量，例如轨迹和/或速度）可以作为周期性的间歇性过程执行，液滴测量系统根据排定表接合，或者在基底之间（例如，在基底被装载或卸载时），或者相对于其它组件和/或其它打印头维护过程堆叠，以在许多测量间隔内有效地收集许多数据点（从而构建表示每个喷嘴的统计分布）。要注意的是，对于允许以每个喷嘴特定的方式使用可选喷嘴驱动波形的实施例，这种快速测量系统利于排定的扫描路径调节、喷嘴认证/取消认证，以及由各个喷嘴-波形配对产生的液滴的排定液滴组合，如前文和通过参考引入的前述专利申请中提及的。根据附图标记745和747，通过以好于0.01 pL的精度测量预期液滴体积，可以排定非常精确的液滴使用，其中，液滴使用也可以排定到（理想地）0.01 pL的分辨率，其中，在一个实施例中，测量误差有效地减少，从而提供相对于许可液滴体积的3σ置信度（或者其它统计度量，例如4σ、5σ、6σ等）。对于沉积位置和/或速度和/或喷嘴弓度同样如此。例如，通过以好于1微米（或另一距离度量）的精度测量预期位置，可以提供非常精确的沉积；预期位置可以测量到特定笛卡尔点和围绕这种点的标准偏差（或者例如4σ、5σ、6σ跨度）的范围。一旦对于各个液滴获取足够的测量值，涉及那些液滴的组合的填充可以以可能最有效的方式被评估和用于排定打印（748）。如分离线749所示，液滴测量可以在有效的“在线”打印过程和“离线”测量和标定过程之间间歇性来回切换的情况下执行；要注意的是，为了最小化制造系统停机时间，这种测量通常在打印机具有其它过程任务时执行，例如在基底装载和卸载期间。根据附图标记751，在一个实施例中，透明膜或带可以特定地选择（或处理），从而对处于分析下的特定墨优化液滴属性的捕获（即，给定该墨的化学或流体属性），用于利于图像捕获和/或分析的目的。例如，在一些应用中，墨是单体，随后将通过紫外线光固化过程固化以变成聚合物；为了利于液滴属性的捕获，透明膜可以被选择从而具有物理、颜色、吸收性、固定、固化或其它属性，从而提高这种材料可以通过图像捕获系统分析的精度。最后，根据附图标记753，膜（带）或液滴测量系统作为整个（或两者）可以设计用于模块化更换，从而最小化测量系统和打印系统停机时间。

在打印期间，可以以滚动的基础执行喷嘴（和喷嘴-波形）测量，在每个插入基底打印操作之间的情况下旋进通过喷嘴范围。不管是接合以重新测量所有喷嘴，还是以这种滚动的基础，图7B的相同基本过程都可以用于测量。为此，当液滴测量装置接合用于新测量时（紧接在前一测量之后或者紧接在基底打印操作之后），系统软件装载识别要进行测量的下一喷嘴组的指针（例如，对于第二打印头，“在喷嘴2,312处具有左上角的喷嘴窗口”）。在初次测量的情况下（例如，响应于新打印头的安装，或最近启动，或者定期过程如日常测量过程），指针将指向打印头的第一喷嘴，例如，“喷嘴2,001”。该喷嘴与特定成像网格进入有关，或者从存储器查询。系统使用提供的地址以将液滴测量系统（例如，前文参考的测量区域）移动到与预期喷嘴位置相对应的位置。要注意的是，在典型系统中，与该移动有关的机械投射非常精确，即，大约微米分辨率。此时，系统任选地围绕预期微米分辨率位置搜索喷嘴位置，且找到喷嘴并基于打印头图像分析而定中其位置，在从估计网格位置的小微米级距离内。例如，Z形、螺旋形或其它搜索图案可以用于围绕预期位置搜索相对于期望组具有预定位置关系的喷嘴或基准点。喷嘴之间的典型节距距离可能是250微米量级，而喷嘴直径可能是10-20微米量级。

图7C提供与喷嘴认证有关的流程图。在一个实施例中，液滴测量被执行以产生用于每个喷嘴和应用于任何给定喷嘴的每个波形、用于液滴体积、速度和轨迹中的任一个和/或每个的统计模型（例如，分布和平均值）。因而，例如，如果对于12个喷嘴中的每个有两个波形选择，有高达24个波形-喷嘴组合或配对；在一个实施例中，足以产生稳固统计模型的每个参数（例如，体积）的测量值对于每个喷嘴或波形-喷嘴配对获得。要注意的是，尽管排定，构思上可能的是，给定喷嘴或喷嘴-波形配对可产生特别宽的分布，或者足够异常的平均值，应当特定处理。在一个实施例中应用的这种特定处理构思上由图7C表示。

更具体地，总体方法使用附图标记781表示。由液滴测量装置产生的数据存储在存储器785中，以便稍后使用。在方法781的应用期间，该数据从存储器取回，且用于每个喷嘴或喷嘴-波形配对的数据被提取和独立处理（783）。在一个实施例中，对要认证的每个变量构建正态随机分布，如平均值、标准偏差和测量液滴数量（n）所述，或者使用等价度量。要注意的是，可以使用其它分布格式（例如，学生T分布、泊松分布等等）。测量参数与一个或更多个范围进行比较（787）以确定相关液滴在实践中是否可以使用。在一个实施例中，应用至少一个范围以取消液滴使用（例如，如果液滴相对于期望目标具有足够大或小的体积，那么可以从短期使用排除该喷嘴或喷嘴-波形配对）。为了提供示例，如果期望10.00 pL液滴，那么与偏离该目标超过例如1.5%（例如，<9.85pL或>10.15pL）的液滴平均值有关的喷嘴或喷嘴-波形可以排除使用。还可以使用或者取而代之使用范围、标准偏差、差异或其它跨度度量。例如，如果期望具有带有窄分布（例如，3σ<平均值的1.005%）的液滴统计模型，那么测量值不满足该标准的液滴可以排除。还可以使用考虑多个因素的复杂/复合标准组。例如，异常平均值与非常窄的跨度组合可能是行的，例如，如果偏离测量（例如，异常）平均值μ的跨度（例如，3σ）在1.005%内，那么可以使用相关液滴。例如，如果期望使用具有10.00pL ±0.1p内的3σ 体积的液滴，那么可以排除产生 9.96pL平均值 和±0.8pL 3σ值的喷嘴-波形配对，但是产生 9.93pL平均值 和±0.3pL 3σ值的喷嘴-波形配对可能是可接受的。显然，根据任何期望废弃/异常标准（789），许多可能方案是可能的。要注意的是，该相同类型的处理可以应用于每个液滴的飞行角度和速度，即，预期每个喷嘴-波形配对的飞行角度和速度将展现统计分布，且根据从液滴测量装置获取的测量值和统计模型，可以排除一些液滴。例如，在正常值5%之外的平均速度或飞行轨迹或者速度变化在特定目标之外的液滴可以假设排除使用。不同范围和/或评估标准可以应用于被测量且由存储器785提供的每个液滴参数。

要注意的是，取决于废弃/异常标准789，液滴（和喷嘴-波形组合）可以以不同的方式处理和/或处置。例如，不满足期望标准的特定液滴可以被废弃（791），如所述的。可选地，对于特定喷嘴-波形配对的下一个测量循环，可以选择性地执行附加测量；作为示例，如果统计分布太宽，那么可以特意地执行该特定喷嘴-波形配对的附加测量，从而通过附加测量改进统计分布的紧密性（例如，差和标准偏差取决于测量的数据点的数量）。根据附图标记793，还可以调节喷嘴驱动波形，例如以使用较高或较低电压电平（例如，以提供更大或更小的速度或更一致的飞行角度），或者整形波形从而提供满足指定标准的调节后喷嘴-波形配对。根据附图标记794，波形的定时也可以调节（例如，以补偿与特定喷嘴-波形配对有关的异常平均速度）。作为示例（如前文提及的），慢液滴可以相对于其它喷嘴以更早的时间喷发，快液滴可以在时间上稍后喷发，以补偿更快的飞行时间。许多这种可选方案是可能的。最后，根据附图标记795，任何调节参数（例如，喷发时间、波形电压电平或形状）可以被存储，且任选地，如果期望，调节参数可以被应用以再次测量一个或更多个相关液滴。在每个喷嘴-波形配对（修正或者以其它方式）被认证（通过或者放弃）后，方法然后前进到下一个喷嘴-波形配对，根据附图标记797。

上文所述的策略还可以用于测量喷嘴弓度（当然，以基于此认证或取消认证喷嘴）。这就是说，作为示例，如果假定沉积液滴群组源自于单个共同精确喷嘴位置，但是在垂直于基底扫描运动的方向偏心地聚集，所讨论的喷嘴可能相对于同一行或列中的其它喷嘴偏移。这种异常可导致在排定液滴精确组合时可以考虑的理想化液滴喷发偏差，即，任何这种“弓度”或独立喷嘴偏移被存储和使用以认证/取消认证喷嘴或者作为打印扫描排定的一部分，如前文所述，打印系统以排定方式使用每个独立喷嘴的差异，而不是平均那些差异。在任选变化中，相同技术可以用于确定沿打印头扫描方向（即，快速打印轴线）的不规则喷嘴间距，但是对于所示实施例，任何这种误差都被包括以校正液滴速度偏差（例如，任何这种间距误差可以通过调节喷嘴速度校正，例如，通过对用于特定喷嘴的驱动波形的微小变化实现）。为了确定产生液滴群组的喷嘴的横向扫描轴线弓度，相应轨迹与同一喷嘴的其它测量轨迹有效地相反绘制（reverse plotted）（或者以其它方式数学地应用），且用于识别监督下的特定喷嘴的平均横向扫描轴线位置。该位置可以从这种喷嘴的预期位置偏移，这可以是喷嘴弓度的证据。

如前文所述且如该讨论所暗示的，一个实施例针对每个喷嘴对于被测量的每个参数构建统计分布，例如体积、速度、轨迹、喷嘴弓度和可能其它参数。作为这些统计过程的一部分，各个测量值可以被扔掉或者用于识别误差。为了列举若干示例，如果获得的液滴测量值具有的值距相同喷嘴的其它测量值移开过远，该测量值可表示喷发或测量误差；在一个实施方式中，如果偏离点超过统计误差参数，系统废弃该测量值。如果根本没看到液滴，这可能是液滴测量系统处于错误喷嘴（错误位置）的证据，或者具有喷发波形误差，或者监督下的喷嘴不可操作。误差处置过程可以用于进行合适调节，包括根据需要进行任何新或附加测量。

要注意的是，虽然图7A-C未单独标出，但是所示测量过程通常对可用于与每个喷嘴一起使用的每个可选波形执行。例如，如果每个喷嘴具有可以选择的四个不同压电驱动波形，测量过程通常可对每组喷嘴重复4次；如果特定实施方式需要基于每个波形的24个液滴构建统计分布，那么对一个喷嘴可能有96个这样的测量值（四个波形中每个24个，每个测量值用于产生液滴速度、轨迹和体积中的每个以及估计喷嘴位置（例如，为了评估喷嘴弓度的目的）的统计平均值和跨度度量）。在一个设想实施例中，任何数量的波形可以成形或以其它方式产生，系统测量与一个或更多个预先选定波形有关的液滴参数，且然后存储这些参数，以用于在打印和/或打印排定中稍后使用。这些参数还可以用于确定是保持（和存储）波形用于打印（例如，作为可能波形的预先选定组的一部分），还是选择不同波形且测量该波形的参数。

通过使用精确机械系统和液滴测量技术，所公开技术允许各个喷嘴特性的非常高精度测量，包括每个所述参数（例如，体积、速度、轨迹、喷嘴位置和其它参数）的平均液滴度量。应当理解的是，所述技术利于制造过程的高一致性程度，尤其是OLED装置制造过程，因而提高可靠性。通过提供控制效率，尤其是关于液滴测量的速度和这种测量以被计算以减少总体系统停机时间的方式相对于其它系统过程的堆叠，上文所述的教导有助于提供设计成提供制造过程灵活性和精度两者的更快、更便宜制造过程。

图8A示出了在工业制造设备（例如，与这种设备中的打印机有关）801内的典型布局的横截面图。更具体地，打印被看到在打印封闭腔室803内执行，从而环境气氛可以被控制（“受控气氛”）；这种控制通常被执行以排除不想要的颗粒，或者以其它方式在特定气体成分（例如，氮气、稀有气体等）存在时执行打印。总的来说，基底813通常使用气氛缓冲腔室（未示出）引入打印机中，且使用机械操控器输送到悬浮支撑台815，其还将基底适当地对齐，以经由检测基底上的一个或更多个基准点（这些基准点和用于检测精确基底位置的照相机或其它光学检测器在图8A中未示出）来打印。打印使用打印头组件807执行，打印头组件807沿着行进器811以“缓慢打印轴线”的方向前后移动（如箭头809所示）。打印头组件807示出为单个物体，但是可以是安装多个打印头（例如，6、10或其它数量）的复杂组件，每一个具有数百至数千个打印喷嘴（例如，每个2000个喷嘴）。打印头组件807在精确位置点将液体墨沉积到基底813上至精确厚度，其中，墨包括将形成要在基底813上制造的一个或更多个产品的永久性层的材料。例如，这种材料可以是有机或无机材料、导体或绝缘体、塑料、金属、或一些其它类型的材料。在典型应用中，基底813多于1米宽和若干米长，且用于同时制造在基底上排列的多个OLED显示器；每层作为整体打印过程的一部分跨过所有这种“子面板”（即，跨过多个这种制造中的显示器）沉积，各个显示器最终从基底经由另一过程切割。每个打印过程可以沉积不同的墨至特定厚度，例如，导体、绝缘体、发光元件、半导体材料、封装件等等，使用特定层专用的打印指令。在组装线过程，可以有设置在不同位置或者在相继不同沉积过程中使用的多个打印机。对于OLED材料，墨沉积用于特定层，在沉积之后，基底从腔室移开，且移动到固化腔室（未示出），其中，沉积的墨可以固化、干燥、加热或以其它方式处理以赋予沉积材料永久性。要注意的是，所示设置表示“分立轴线”打印机，即，悬浮台815和相关操控器（未示出）沿Y轴825的方向将基底移动进出绘图页面，在附图右下部附近的维度标记823处看到。

为了执行液滴测量，打印头组件807选择性地移动到正常打印区域之外至可以停驻在维护站中的点，通常与第二封闭环境805有关。该第二环境是任选的，但是是有利的以允许在不必通风打印封闭腔室803的情况下进行检查、打印头替换和其它维护形式。为了停驻打印头组件807，组件移动到总体上在图左侧看到的位置，且然后竖直移动以便将打印头组件807相对于第二封闭环境的腔室密封，由虚线位置819表示。在该“停驻”位置，液滴测量系统817可以被控制（例如，以三个维度）以选择性地输送测量区域，以模拟任何期望喷嘴区域附近的基底沉积高度。

要注意的是，如上文所参考的，在典型应用中，期望尽可能多地保持制造设备801“在线”和处于使用中。为此，不是在设备801可以用于打印（和用于产品制造）时的时间执行液滴测量，在一个实施例，测量和打印是“乒乓式的”（ping-ponged），即，每当基底（例如，813）装载或卸载时，在打印操作之间的时间间隔期间，打印头组件807移动到维护站且部分地标定（例如，关于打印喷嘴和/或打印喷嘴-波形的滚动子组），以便构建每个喷嘴的稳固测量值组，更新至当前，且以产生统计材料群组的方式保持，如前文所述。要注意的是，这些特征中的任一个可以认为是任选的，且对于实践所公开技术不是必要的。

图8B提供沿图8A的线B-B获取的可能在沉积过程期间出现的基底和打印机的平面图。打印封闭腔室再一次总的由附图标记803表示，而用于液滴测量的第二封闭环境总的由附图标记805表示。在打印封闭腔室内，要打印的基底再一次总的由附图标记813表示，用于输送基底的支撑台总的由附图标记815表示。总的来说，基底的任何xy坐标通过移动组合来达到，包括基底通过支撑台（例如，使用悬浮支撑件，如附图标记857所示）的x和y维度移动且使用一个或更多个打印头807沿行进器811的“缓慢轴线”x维度移动，如总的由箭头809所示。如所述的，悬浮台和基底操控基础结构用于根据需要在打印期间沿一个或更多个“快速轴线”移动基底。打印头被看到具有多个喷嘴865，其中每个通过从打印图像获得的喷发模式独立地控制（例如，以在打印头从左向右沿“缓慢轴线”移动时实现与打印机网格点相对应的列的打印，且反之亦然）；要注意的是，虽然仅仅若干打印喷嘴在图中图形示出，实践中，有以许多列和行设置的数百至数千个这样的喷嘴。在所述一个或更多个打印头和基底之间的相对运动在快速轴线（即，y轴线）的方向提供的情况下，打印描述了通常跟随打印机网格点的各行的长条（swath）。打印头组件还可以任选地被旋转或者以其它方式调节，以改变有效喷嘴间距，根据附图标记867。要注意的是，多个这样的打印头可以一起使用，根据需要在相对于彼此有x维度、y维度和/或z维度偏移的情况下定向（参见图8B中的轴线图例823）。打印操作继续，直到整个目标区域（和任何边界区域）已经根据需要用墨打印，相对打印头组件/基底运动由所示输送方向857的竖直要素表示。在沉积足够量的墨之后，基底完成，例如经由使用紫外线（UV）或其它固化或硬化过程，其从液体墨形成永久性层。如前文所述，当基底被装载或卸载用于打印时，打印头移动到维护站且密封到第二封闭环境805。实践中，所提到的该第二封闭环境被制成为打印封闭腔室803的子组，从而打印头可以在不必整体地通风打印封闭腔室的情况下更换。在第二封闭环境805内，液滴测量系统817（以虚线看到位于行进器811下方）被选择性地接合（同样，有利地使用液滴测量系统的三维铰接，作为整体，例如其底板），用于前文参考的测量。

图9提供了图示测量液滴位置相对于许多喷嘴中每个的那些液滴预期的位置的图表。更具体地，图表总体上由附图标记901表示，且示出了一组大约40个喷嘴。应当假定图表901表示图像数据，例如如上文参考图6A-C中所述被处理，以获得相对于对应预期位置（即，例如位置904）的测量液滴位置（即，例如位置903）。相对于图9应当注意多个特征。第一，喷嘴被看到以位置稍微错位的喷嘴行设置，如图形905所示；该特征允许液滴的非常精确间距，例如同时制造公差使得喷嘴在横向-扫描方向定位分开几百微米，从一行到另一行稍微错位允许可选喷嘴使用（例如，与位置906相对应的喷嘴相对于与位置907相对应的喷嘴，这允许在基底上任何期望位置非常紧密放置液滴，例如在20微米或更少内。第二，图表901间接地强调由液滴测量系统相对于打印头位置标定提供的益处，例如，系统准确地知道哪个喷嘴与位置903和预期位置904相对应是重要的，从而能够将任何测量数据（和任何喷嘴认证或调节）与正确的喷嘴匹配。通过图像处理，精确位置偏移可以对每个喷嘴确定，且被考虑到喷嘴认证和打印排定中。最终，再一次注意到，使用透明膜可能允许图像捕获不仅沉积液滴，还有喷嘴（例如，通过透明膜捕获），从而利于通过软件执行距离分析。这不是所有实施例都需要的，例如，通过理解膜的捕获图像如何与喷嘴板位置相对应，软件也可以容易地相对于捕获图像推出喷嘴位置，且基于此计算位置偏移。在图9的上下文中，在一个实施例中附图标记904表示图像喷嘴位置，测量位置903和位置904之间的任何偏差表示液滴速度和/或弓度。此外，虽然图9表示液滴相对于预期液滴位置的位置偏移，类似分析也可以用于测量液滴体积，例如通过将液滴颜色（例如，灰度值）、液滴直径或捕获图像的其它特征与标准值进行比较，且由此计算液滴体积。通过使用每个喷嘴或喷嘴-波形配对的重复、附加测量值，系统可以容易地在每个喷嘴或每个喷嘴-波形的基础上构建任何期望液滴参数的分布。

图10示出了与从捕获图像确定液滴体积有关的流程图1001。根据附图标记1003，表示由喷嘴阵列产生的液滴的捕获图像首先从存储器取回。根据附图标记1005，该图像然后适当地滤波，以分割仅仅感兴趣的液滴（例如，根据沉积介质上的厚度或墨浓度改变颜色强度）。要注意的是，这种滤波图像可以是被执行以从单个图像测量特定参数的第一、第二、第三或其它阶段滤波（例如，其它阶段可以用于计算距离、位置、偏移等等，用于液滴速度、位置、喷嘴位置等等）。根据附图标记1007，任何颜色色调然后被处理以将色调与墨厚度或密度相关；例如，如果沉积的墨具有稍微微红的色泽，那么图像的“更红的”部分将通常表示更大的厚度。要注意的是，对于从每个喷嘴一次沉积多个液滴的实施例，可以有重叠的多个可见液滴，且厚度处理1007优选考虑此，从而分割任何独立液滴；这并不是对于所有实施例都需要的，例如，如果已知例如5个液滴已经沉积，计算总体体积并除以5就足够了。根据附图标记1009，沉积半径然后如前文参考那样计算（或者总计墨覆盖范围），且与获得的厚度度量一起使用，以计算总的沉积墨。重要的是，用作沉积表面的透明膜理想地固定沉积墨，且因而可能不同于有效打印中使用的实际沉积表面（例如，玻璃基底）；因而如附图标记1008所示，沉积材料特定的存储标准被取回且与厚度处理、体积计算1011或两者一起使用，以获得正确的液滴体积估计值。最后，测量数据根据附图标记1013存储，且任何计算的每个喷嘴或每个喷嘴-波形分布（例如，平均值和跨度）被更新，以用于打印或扫描排定。要注意的是，与标准值的模拟比较和原始数值（或偏移）计算可以应用于适合于特定应用的除了体积之外的许多其它参数。

回忆上文介绍的各个技术和考虑，制造过程可以被执行以快速地和以低的每个系统成本大规模生产产品。通过提供快速的可重复打印技术，相信打印可以显著地改进，例如，将每层的打印时间减少至没有上述技术所需的时间的一小部分。同样，返回大HD电视显示器的示例，相信对于大基底（例如，8.5代基底，大约220 cm×250 cm），每个颜色分量层可以在180秒或者更少时间内（或甚至90秒或者更少时间）准确地和可靠地打印，表示显著的过程改进。改进打印的效率和质量铺平了显著降低生产大HD电视显示器的成本的道路，因而较低的终端消费者成本。如前文所述，虽然显示器制造（和具体地OLED制造）是本文介绍的技术的一个应用，但是这些技术可以应用于宽范围的各种过程、计算机、打印机、软件、制造设备和终端装置，且不限于显示器面板。

在前述描述和附图中，阐述特定术语和附图标记是为了提供公开实施例的透彻理解。在某些情况下，术语和附图标记可暗示实践那些实施例所不需要的特定细节。术语“示例性”和“实施例”用来表示示例而不是偏好或要求。

如所指示的，在不脱离本公开的更宽泛精神和范围的情况下可对本文中提出的实施例进行各种修改和改变。例如，可至少在切合实际的情况下与任何其它实施例相组合或者代替其对等物特征或方面而应用任何实施例的特征或方面。因此例如并非在每个图中都示出了所有特征，并且例如应将根据一个图的实施例示出的特征或技术假设为可选地可用作任何其它图或实施例的特征的元素或组合，即使在本说明书中并未具体地指明。因此，应在说明性而不是限制性意义上考虑本说明书和附图。