一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法技术

本发明专利技术属于喷墨打印柔性电子功能层薄膜技术领域，具体涉及一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法，包括：根据TFE期望膜厚和喷印TFE所用液体在基板上的扩散特性数据，以将液滴缩放至TFE期望膜厚为目标，缩放液滴在基板的点阵间距，再根据该点阵间距计算得到TFE灰度图案；对每张TFE灰度图案进行喷头喷印路径规划，得到多个Pass打印图案；以提高成膜厚度均匀性为目标，调整每个Pass打印图案中打印点密度和灰度值；基于调整后的各Pass打印图案进行打印，对打印后的液膜进行厚度检测，根据液膜厚度和TFE期望膜厚判断是否进行补偿打印，若是执行补打印并重复液膜厚度检测；若否，完成喷墨打印TFE图案化膜厚控制。本发明专利技术极大提高了TFE喷印效率和良品率。TFE喷印效率和良品率。TFE喷印效率和良品率。

【技术实现步骤摘要】
一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法


[0001]本专利技术属于喷墨打印柔性电子功能层薄膜
，更具体地，涉及一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法。

技术介绍

[0002]喷墨打印技术被越来越多的应用于工业生产中，被应用于制备大面积的压力传感器，射频识别标签RFID，柔性太阳能电池，以及柔性OLED等等。OLED基本结构是由阳极、空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层和阴极组成。有机发光层被电极夹在中间，OLED发光层的多数有机物质对于大气中的污染物、O2以及水汽都十分敏感，薄膜封装(TFE)可以实现对柔性基板的OLED进行封装，可以实现柔性OLED的可曲折性、可卷绕性，为柔性显示技术带来突破性的进展。应用于薄膜封装工艺的薄膜可以分为无机薄膜，有机薄膜，无机/有机复合薄膜。有机/无机复合薄膜封装因为其优异的性能而被认为是最具前景的封装技术。
[0003]复合薄膜的有机膜层的加工工艺包括蒸镀，真空化学气相沉积，热化学气相沉积聚合成膜(TCVDPF)技术，喷墨打印技术等。蒸镀和真空化学气相沉积都需要真空环境，生产成本较高，而且装备较为复杂，而且很难对有机膜层进行精确的控制，喷墨打印技术相较于其他技术具有成本低，减少材料浪费，加工速度快的特点，环境仅需要氮气环境。对于柔性电子薄膜封装层的喷印制备，薄膜厚度控制严重影响生产过程的效率和封装的可靠性，急需一种有效的TFE图案化膜厚控制方法。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷和改进需求，本专利技术提供了一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法，其目的在于利用TFE灰度图案计算优化、喷头运动规划和膜厚闭环控制，实现TFE膜厚精确控制且有效降低生产成本并提高生产效率。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法，包括：
[0006]根据TFE期望膜厚和喷印TFE所用液体在基板上的扩散特性数据，以将液滴缩放至TFE期望膜厚为目标，缩放液滴在基板的点阵间距，再根据该点阵间距，基板像素坑位置及尺寸，TFE灰度图案大小，以及喷头各孔可打印墨滴体积与灰度值的对应关系，计算得到TFE灰度图案；
[0007]对每张TFE灰度图案进行喷头喷印路径规划，得到多个Pass打印图案及每个Pass喷头所在位置；
[0008]根据各打印点对应的喷孔喷射数据，以提高成膜厚度均匀性为目标，调整每个Pass打印图案中打印点喷头步进方向和/或喷孔喷印扫描方向密度以及关闭的喷孔所对应打印点相邻列的打印点灰度值，得到优化后的各Pass打印图案，其中，灰度图案打印点阵的列向为喷孔喷印扫描方向；
[0009]基于优化后的各Pass打印图案进行打印，对打印后的液膜进行厚度检测，根据液膜厚度和TFE期望膜厚判断是否进行补偿打印，若是，对补偿打印厚度进行所述喷头喷印路径规划，再根据液膜上缺陷位置调整规划图案中相应位置灰度值，得到补偿图案，执行补打印并重复液膜厚度检测，直至厚度合格；若否，完成喷墨打印TFE图案化膜厚控制。
[0010]进一步，所述TFE灰度图案计算的具体实现方式为：
[0011]S1、接收数据，包括：TFE期望膜厚T，像素坑深度h，各体积的液滴在平面区域的临界成膜厚度t0和临界成膜间距d0，各体积的液滴在像素坑区域的临界成膜厚度t1和临界成膜间距d1；
[0012]S2、筛选t0≤T的液滴作为基板平面区域的备选液滴，同时筛选t1≤T+h的液滴作为基板像素坑区域的备选液滴；
[0013]S3、在基板各区域备选液滴中选择成膜最小液滴密度的液滴，并通过缩放喷头步进方向上和/或喷头扫描方向上的备选液滴在灰度图案打印点阵中的间距，以将该备选液滴缩放至TFE期望膜厚T；
[0014]其中，液滴间距的缩放方式为：
[0015]固定平面区域喷头步进方向上点阵间距为喷头可打印点阵最小间距s的k
平
倍；固定像素坑区域喷头步进方向点阵间距为喷头可打印点阵最小间距s的k
坑
倍，则平面区域和像素坑区域液滴Y向点阵间距D
平y
、D
坑y
分别为：D
平y
＝k
平
s；D
坑y
＝k
坑
s；缩放X向液滴间距，缩放后平面区域液滴X向间距缩放后像素坑区域X向液滴间距式中k
平
、k
坑
的选取应视液滴临界成膜间距和喷头可打印最小液滴间距合理选取，避免缩放后的X向或Y向液滴间距大于临界成膜间距；
[0016]S4、根据缩放后的点阵间距D
坑y
、D
平y
、D
平x
、D
坑x
，像素坑位置及尺寸，图案尺寸，以及灰度值与液滴体积对应关系，生成灰度图案二维点阵A，若A有m行n列，图案第i行第j列处像素点的灰度值用a
ij
表示，则
[0017][0018]其中，D
x
为图案点阵在喷头扫描方向上的间距，D
y
为图案点阵在喷头步进方向上的间距，完成TFE灰度图案的计算。
[0019]进一步，采用过滤器，以对初步设计的所述TFE灰度图案分解为多张子TFE灰度图案。
[0020]进一步，所述喷头打印规划算法具体为：
[0021]S1、接收待打印规划的灰度图案，以及喷头步进距离、喷孔坐标、步进方向打印点允许偏差、喷孔开启关闭信息；
[0022]S2、判断当前灰度图案的各打印点灰度值是否全零，若是，则规划结束，输出各个pass打印图案及其对应的喷头位置；若否，继续S3；
[0023]S3、初始化当前Pass待打印图案的各打印点灰度值为零，并初始化当前Pass最大
可打印喷孔数M＝0，喷头位置回到原起始打印位置；
[0024]S4、比较当前灰度图案的打印点阵中灰度值非全零列的像素点Y坐标与各开启喷孔坐标对应的喷孔Y坐标，基于所述步进方向打印点允许偏差，计算喷头可打印喷孔数量m；其中，Y表示喷头步进方向，X表示喷头喷孔喷印扫描方向，灰度图案打印点阵的列向为X向，所述各开启喷孔由所述喷孔开启关闭信息来确定；
[0025]S5、判断m＞M，若是，则赋值M＝m并拷贝喷头在当前位置下对当前灰度图案中可打印的打印点阵灰度值至当前Pass待打印图案的对应位置，得到当前pass打印图案，并进行S6；若否，则直接进行S6；
[0026]S6、喷头所有喷孔Y向坐标加一个步进距离，更新喷头当前位置；
[0027]S7、判断喷头是否达到当前灰度图案边缘位置，若是则存储当前Pass打印图案及其对应的喷头位置，置当前灰度图案最近拷贝的区域打印点灰度值为零，得到更新后的灰度图案，回到S2；若否，则回到S4。
[0028]进一步，所述膜厚优化的具体实现方式为：
[0029]根据预先统计的喷孔喷射液滴参数，在各pass打印图案中，增大喷射液滴较小的喷孔所要打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法，其特征在于，包括：根据TFE期望膜厚和喷印TFE所用液体在基板上的扩散特性数据，以将液滴缩放至TFE期望膜厚为目标，缩放液滴在基板的点阵间距，再根据该点阵间距，基板像素坑位置及尺寸，TFE灰度图案大小，以及喷头各孔可打印墨滴体积与灰度值的对应关系，计算得到TFE灰度图案；对每张TFE灰度图案进行喷头喷印路径规划，得到多个Pass打印图案及每个Pass喷头所在位置；根据各打印点对应的喷孔喷射数据，以提高成膜厚度均匀性为目标，调整每个Pass打印图案中打印点喷头步进方向和/或喷孔喷印扫描方向密度以及关闭的喷孔所对应打印点相邻列的打印点灰度值，得到优化后的各Pass打印图案，其中，灰度图案打印点阵的列向为喷孔喷印扫描方向；基于优化后的各Pass打印图案进行打印，对打印后的液膜进行厚度检测，根据液膜厚度和TFE期望膜厚判断是否进行补偿打印，若是，对补偿打印厚度进行所述喷头喷印路径规划，再根据液膜上缺陷位置调整规划图案中相应位置灰度值，得到补偿图案，执行补打印并重复液膜厚度检测，直至厚度合格；若否，完成喷墨打印TFE图案化膜厚控制。2.根据权利要求1所述的一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法，其特征在于，所述TFE灰度图案计算的具体实现方式为：S1、接收数据，包括：TFE期望膜厚T，像素坑深度h，各体积的液滴在平面区域的临界成膜厚度t0和临界成膜间距d0，各体积的液滴在像素坑区域的临界成膜厚度t1和临界成膜间距d1；S2、筛选t0≤T的液滴作为基板平面区域的备选液滴，同时筛选t1≤T+h的液滴作为基板像素坑区域的备选液滴；S3、在基板各区域备选液滴中选择成膜最小液滴密度的液滴，并通过缩放喷头步进方向上和/或喷头扫描方向上的备选液滴在灰度图案打印点阵中的间距，以将该备选液滴缩放至TFE期望膜厚T；其中，液滴间距的缩放方式为：固定平面区域喷头步进方向上点阵间距为喷头可打印点阵最小间距s的k
平
倍；固定像素坑区域喷头步进方向点阵间距为喷头可打印点阵最小间距s的k
坑
倍，则平面区域和像素坑区域液滴Y向点阵间距D
平y
、D
坑y
分别为：D
平y
＝k
平
s；D
坑y
＝k
坑
s；缩放X向液滴间距，缩放后平面区域液滴X向间距缩放后像素坑区域X向液滴间距式中k
平
、k
坑
的选取应视液滴临界成膜间距和喷头可打印最小液滴间距合理选取，避免缩放后的X向或Y向液滴间距大于临界成膜间距；S4、根据缩放后的点阵间距D
坑y
、D
平y
、D
平x
、D
坑x
，像素坑位置及尺寸，图案尺寸，以及灰度值与液滴体积对应关系，生成灰度图案二维点阵A，若A有m行n列，图案第i行第j列处像素点的灰度值用a
ij
表示，则
其中，D
x
为图案点阵在喷头扫描方向上的间距，D
y
为图案点阵在喷头步进方向上的间距，完成TFE灰度图案的计算。3.根据权利要求2所述的一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法，其特征在于，采用过滤器，以对初步设计的所述TFE灰度图案分解为多张子TFE灰度图案。4.根据权利要求1所述的一种喷墨打印TFE图案化膜厚控制方法，其特征在于，所述喷头打印规划算法具体为：S1、接收待打印规划的灰度图案，以及喷头步进距离、喷孔坐标、步进方向打印点允许偏差、喷孔开启关闭信息；S2、判断当前灰度图案的各打印点灰度值是否全零，若是，则规划结束，输出各个pass打印图案及其对应的喷头位置；若否，继续S3；S3、初始化当前Pass待打印图案的各打印点灰度值为零，并初始化当前Pass最大可打印喷孔数M＝0，喷头位置回到原起始打印位置；S4、比较当前灰度图案的打印点阵中灰度值非全零列的像素点Y坐标与各开启喷孔坐标对应的喷孔Y坐标，基于所述步进方向打印点允许偏差，计算喷头可打印喷孔数量m；其中，Y表示喷头步进方向，X表示喷头喷孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建魁，尹周平，易金虎，熊佳聪，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：