Un haut - Hebei Handheld Inkjet Group Co., Ltd

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 156 (2023) Citer cet article

805 accès

1 Citations

1 Altmétrique

Détails des métriques

La technologie d'impression à jet d'encre devrait améliorer la technologie de production de masse des écrans imprimés à l'avenir. Les têtes d'impression à réseau de buses constituent la base des applications de production de masse d'affichage imprimé. Cependant, l'instabilité du jet causée par le piégeage des bulles d'air et les changements de mouillabilité des buses pendant le processus d'impression est un défi majeur dans l'application de cette technologie. Pour s'adapter à d'éventuelles anomalies des buses, un système d'impression à matrice de buses à haute adaptabilité basé sur un modèle de planification d'impression couvrant un ensemble (SCPP) pour la fabrication d'écrans imprimés est conçu dans cette étude. L'étude se compose de deux parties. Tout d'abord, un système d'impression basé sur une inspection visuelle en plusieurs étapes et une rétroaction en boucle fermée est proposé pour détecter et filtrer avec précision les positions anormales des buses. Notamment, le système d'impression à jet d'encre peut identifier les buses présentant des caractéristiques d'éjection anormales et garantir que les buses restantes fonctionnent de manière précise et stable. Ensuite, un modèle SCPP est établi pour la planification d'impression de pixels d'affichage en utilisant les buses normales restantes sur la tête d'impression à réseau de buses. Ce modèle peut produire le chemin d'impression et l'action d'impression de buse les plus efficaces et peut s'adapter à n'importe quel motif de pixels, type de buse et distribution anormale des buses. Le système et la technologie sont hautement adaptables et évolutifs pour fabriquer des dispositifs d'affichage imprimés à grande surface.

L'impression à jet d'encre est une technologie qui permet de déposer directement une solution de matériau sur un substrat pour former des motifs à température ambiante. Cette approche est considérée comme une méthode de fabrication de nouvelle génération pour la fabrication d'écrans imprimés en raison de son faible coût, de son efficacité de fabrication élevée et des avantages de la fabrication de panneaux flexibles de grande surface1,2,3. La figure 1a montre la structure typique4 d'un dispositif à diode électroluminescente organique (OLED) qui peut être imprimé. Le déroulement du processus de fabrication d'impression pour cet affichage imprimé est représenté sur la figure 1b. La faisabilité de la technologie d'impression à jet d'encre dans la production d'affichages imprimés a été vérifiée en appliquant cette technologie en laboratoire. Par exemple, la couche d'injection de trous5 (HIL), la couche de transport de trous6 (HTL), la couche d'émission7 (EML) et la couche d'encapsulation en film mince8 (TFE) des OLED ont été préparées par impression.

Schéma simplifié de la structure OLED et du flux de production.

L'une des technologies clés pour la production de masse d'affichages imprimés est l'utilisation de têtes d'impression à réseau de buses, qui sont généralement composées d'une ou plusieurs rangées de buses multiples. Les buses d'une même rangée sont disposées à intervalles égaux et les buses de différentes rangées sont disposées en quinconce pour améliorer la densité d'impression. La plupart des systèmes d'impression de production utilisent des têtes d'impression à matrice de buses, qui ont des milliers de buses, pour améliorer l'efficacité de l'impression à jet d'encre9. Cependant, pour que l'impression à jet d'encre passe de la recherche et développement (R&D) à la production de masse, l'un des plus grands défis dans les applications de têtes d'impression à matrice de buses est l'instabilité de l'éjection des buses, comme le montre la figure 2a. Il est difficile de garantir que toutes les buses d'une tête d'impression puissent fournir des jets stables pendant tout le processus d'impression. Les problèmes d'éjection, tels que les buses défaillantes, les volumes non uniformes et les trajectoires obliques, peuvent provoquer des défauts d'impression sur les panneaux imprimés, puis conduire à des défauts mura10, qui affectent finalement la qualité de l'affichage imprimé, comme le montre la Fig. 2b. Les problèmes d'éjection peuvent résulter de nombreuses causes, telles qu'une mauvaise directionnalité du jet due au mouillage de la plaque de buse, des colmatages partiels de fluide à l'intérieur ou à l'extérieur d'une buse et le piégeage de bulles d'air dans le système de tête d'impression11. Les sources de ces problèmes sont très complexes et difficiles à identifier directement. Ainsi, les systèmes d'impression à réseau de buses d'affichage imprimé doivent être hautement adaptables à d'éventuelles conditions anormales d'éjection des buses.

Le défi de l'utilisation de réseaux de buses dans l'impression de pixels d'affichage. (a) Impression à jet d'encre et problèmes typiques. (b) Écran OLED d'impression à jet d'encre flexible publié par TCL au Consumer Electronics Show en 2020 et exemple de défauts dans un panneau imprimé.

Pour résoudre ce problème, le système d'impression traditionnel comprend principalement les trois étapes suivantes. (1) Inspection des gouttelettes et identification des buses anormales ; (2) réglage de la tête d'impression jusqu'à ce que toutes les buses soient réglées sur l'état d'éjection normal ; et (3) faire tourner la tête d'impression du réseau de buses pour faire correspondre le pas de buse et le pas de pixel et utiliser l'algorithme de planification d'impression pour obtenir le trajet d'impression et l'action d'éjection de buse12. Pour l'inspection des gouttelettes et le réglage de la tête d'impression, les systèmes d'impression conventionnels réduisent l'apparence des buses anormales grâce au traitement hydrophobe des buses, à l'optimisation de la formulation de l'encre et au réglage de la forme d'onde de la tête d'impression. Han et al.13 ont utilisé un revêtement hydrophobe sélectif de la plaque de tête à jet d'encre pour améliorer l'uniformité de l'impression. Huang et al.14 ont analysé les effets de la taille des nanoparticules métalliques dans la formulation de l'encre par le biais des comportements d'impact des gouttelettes et ont déterminé que cette approche pouvait être utilisée pour optimiser la formulation de l'encre. Jiang et al.15 ont proposé un modèle informatique de dynamique des fluides pour étudier le mécanisme du processus d'impression ; le modèle pourrait guider la détermination rapide des paramètres de fonctionnement pour la résolution d'impression souhaitée lorsqu'on lui donne une nouvelle encre. Cao et al.16 ont contrôlé l'écart de volume des gouttelettes à moins de 5 % grâce à l'ajustement de la forme d'onde en fonction des résultats d'observation des gouttelettes d'un système d'impression à jet d'encre à buse et ont utilisé ce système d'impression pour imprimer une zone d'OLED de 40 × 40 mm avec une grande uniformité. Yun et al.17 ont ajouté un algorithme d'optimisation de la forme d'onde à un système d'impression à buse et ont contrôlé l'écart de vitesse des gouttelettes à moins de 6 % grâce à un ajustement par rétroaction basé sur des mesures obtenues avec une caméra. Ensuite, le système d'impression à jet d'encre a utilisé les informations de buse normales ajustées pour planifier le mouvement et l'action de jet du processus d'impression via un algorithme de planification d'impression et a finalement réalisé l'impression OLED. Les méthodes de planification d'impression couramment utilisées comprennent des algorithmes de planification d'impression raster et des algorithmes de planification d'impression vectorielle. Lin et al.18 ont proposé un nouvel algorithme d'impression basé sur la rotation de la tête d'impression et une méthode d'impression entrelacée pour la fabrication d'écrans OLED. Chang et al.19 ont développé un algorithme de rotation entrelacée qui peut planifier le chemin d'impression et l'action d'éjection de la buse en faisant pivoter l'angle de la tête d'impression, et les résultats ont montré que la résolution d'impression peut être ajustée en continu de 100 points par pouce (DPI) à 5080 DPI. Phung et al.20 ont conçu une unité de traitement d'encodeur et un algorithme d'impression vectorielle pour planifier les mouvements d'impression X-Y et les actions d'éjection des buses en produisant des gouttelettes à une distance égale pour éviter une largeur de ligne non uniforme près des points d'extrémité où l'impression de ligne commence et se termine. Kim et al.21 ont présenté un algorithme pour redéfinir la résolution de l'image imprimée en fonction du pas de pixel des OLED, puis ont planifié le processus d'impression selon un motif bitmap.

Cependant, les systèmes d'impression ci-dessus dépendent fortement de la précision et de la stabilité de tous les états d'éjection des buses. Ces systèmes d'impression ne peuvent pas s'adapter aux conditions d'impression avec des buses anormales. Si une buse subit une éjection anormale, cela peut entraîner des défauts d'impression pour les panneaux d'affichage imprimés. De plus, les résultats d'impression d'affichage imprimé sans mura nécessitent que l'épaisseur totale de tous les pixels soit uniforme; par exemple, la variation d'épaisseur de chaque couche OLED doit être ≤ ± 0,6 % de l'épaisseur moyenne22 ; par conséquent, un écart de volume de gouttelettes inférieur à 5 % pour toutes les buses est insuffisant. Il est difficile d'ajuster toutes les buses à l'état normal grâce au réglage de la forme d'onde et à l'optimisation de la formulation de l'encre22. Essentiellement, une condition de fonctionnement de type R&D est requise pour que toutes les buses fournissent des jets normaux et stables, et cette condition n'est pas adaptée à une production de masse à haut débit. Par conséquent, un système d'impression de pixels d'affichage qui peut être adapté à toutes les conditions de projection mérite d'être étudié.

Inspiré des précédents systèmes d'impression à jet d'encre à matrice de buses, cet article présente un système d'impression à jet d'encre à matrice de buses à pixels d'affichage basé sur un modèle de planification d'impression de couverture d'ensemble (SCPP), qui peut imprimer de manière stable et précise tout type de motif de pixels lorsque des buses de tête d'impression anormales sont identifié et clôturé. Le système proposé se compose de deux parties. Tout d'abord, un système d'impression à jet d'encre à matrice de buses basé sur une inspection visuelle en plusieurs étapes est conçu pour réaliser une surveillance du cycle complet et un contrôle de rétroaction de l'éjection des gouttelettes au dépôt pour toutes les buses sur la tête d'impression et filtrer les buses anormales en fonction des résultats de détection. Deuxièmement, un modèle SCPP pour la fabrication d'affichages imprimés est proposé pour planifier le chemin d'impression et les actions d'éjection de la buse en fonction de la position normale restante de la buse et du motif de pixels. Le problème d'instabilité d'éjection de la buse est résolu avec les deux composants du système proposé. Le système d'impression à jet d'encre à buse hautement adaptable proposé dans cette étude peut répondre aux exigences de la commercialisation et de la fabrication d'affichages imprimés à grande échelle.

Le processus d'impression de pixels d'affichage s'étend de l'éjection de gouttelettes des buses de la tête d'impression au dépôt en pixels sur un substrat. Les principaux objets impliqués dans ce processus sont les têtes d'impression, les gouttelettes et les substrats. La base du plan d'impression précis et stable comprend deux points : (1) déterminer les coordonnées de la buse et du motif d'impression et (2) identifier avec précision la position des buses anormales. Par conséquent, la détection en plusieurs étapes et le réglage de la rétroaction doivent être effectués avec précision pour la tête d'impression, les gouttelettes et les substrats. Le système d'impression contient des fonctions telles que l'inspection de la tête d'impression et du substrat, le dépistage anormal des buses, la planification de l'impression, l'impression du panneau et l'inspection des résultats d'impression. Le système d'impression à jet d'encre à buse d'affichage proposé est divisé en quatre parties selon ces fonctions, comme illustré à la Fig. 3.

Inspection et étalonnage de la position de la tête d'impression et du substrat La position d'installation de la tête d'impression est déterminée avec une caméra orientée vers le haut et la position du substrat est déterminée avec une caméra orientée vers le bas. Si l'erreur de position d'installation dépasse la limite pertinente, les positions de la tête d'impression et du substrat sont calibrées. Après l'étalonnage, les ensembles de coordonnées pour les buses et les pixels sont établis dans le même système de coordonnées que celui utilisé par le système d'impression.

Dépistage anormal de la buse Tout d'abord, une caméra d'observation des gouttelettes est utilisée pour mesurer le volume, la vitesse et l'angle des gouttelettes éjectées de chaque buse. Ensuite, la tête d'impression est utilisée pour effectuer une impression d'essai sur la position vierge du substrat, et la caméra orientée vers le bas est utilisée pour mesurer l'erreur entre les positions de dépôt réelles des gouttelettes et les positions conçues. Selon les résultats de mesure, la forme d'onde d'entraînement de la tête d'impression est ajustée et une compensation de position d'impression est effectuée pour améliorer les résultats d'éjection de la buse. Les numéros de série des buses anormales dont les paramètres de gouttelettes dépassent les limites pertinentes sont enregistrés.

Planification du modèle Selon la situation de buse anormale enregistrée et les exigences du modèle d'affichage imprimé, un modèle SCPP proposé est utilisé pour planifier le processus d'impression. La sortie du modèle comprend l'itinéraire du mouvement d'impression, l'action d'éjection de la tête d'impression et le mappage entre les buses et les pixels. Les deux premières sorties sont utilisées pour effectuer l'impression du substrat. La troisième sortie est utilisée pour trouver la position anormale de la buse qui provoque des défauts lorsque le défaut est trouvé après l'impression.

Impression du panneau et inspection des résultats Selon le trajet d'impression prévu et les actions d'éjection des buses, une tête d'impression à réseau de buses est utilisée pour terminer l'impression de tous les pixels sur le substrat. Une fois l'impression terminée, les résultats d'impression sont inspectés avec une caméra d'inspection optique automatisée (AOI). Selon les positions des défauts d'impression inspectés et le mappage entre les buses et les pixels, les buses anormales sont retramées et fermées lors de l'impression suivante.

Schéma de principe des principes du système d'impression à jet d'encre à pixels d'affichage.

Sur la base de la conception du processus d'impression de pixels d'affichage sur la figure 3, le système doit inclure les modules suivants : (1) un module d'impression pour l'éjection stable de gouttelettes ; (2) un module d'inspection de tête d'impression et de substrat pour obtenir des informations de position pour toutes les buses et tous les pixels ; (3) un module de mesure des gouttelettes pour la détection précise des paramètres des gouttelettes éjectées par chaque buse, y compris le volume des gouttelettes, la vitesse, l'angle et la présence ou non de gouttelettes satellites ; (4) un module AOI pour évaluer les résultats d'impression et collecter des informations sur les défauts d'impression ; et (5) un module de mouvement pour l'exécution d'actions d'impression et le mouvement de divers modules. Un prototype du système d'impression à réseau de buses de pixels d'affichage est représenté sur la figure 4, et il comprend les modules de fonction ci-dessus et une disposition d'équipement possible. Les avantages de disposition incluent ce qui suit : (1) les modules sont disposés de droite à gauche selon la séquence de transfert de module pendant le processus d'impression pour améliorer l'efficacité de conversion des différents modules dans ce processus ; (2) le module de mesure de gouttelettes qui nécessite une éjection de gouttelettes est agencé séparément de la zone d'impression pour s'assurer que les gouttelettes éjectées ne polluent pas le substrat ; et (3) l'utilisation de différents axes de mouvement est maximisée pour économiser de l'espace système.

Schéma simplifié du système d'impression.

Le module d'impression comprend la tête d'impression, le système de commande d'impression et le système d'alimentation en encre. Le système d'alimentation en encre guide l'encre à travers le tuyau et la pompe pour obtenir un débit stable de la cartouche d'encre aux buses et garantit que la pression d'encre se situe dans une petite plage d'erreur en régime permanent. Le système de commande d'impression reçoit le signal d'éjection de la tête d'impression envoyé par l'ordinateur hôte pour réaliser le jet d'encre. Les modules d'inspection de tête d'impression et de substrat comprennent respectivement une caméra orientée vers le haut et une caméra orientée vers le bas. Grâce à ces deux caméras, les positions de la tête d'impression et du substrat peuvent être détectées. Selon les coordonnées de position des deux caméras dans le système d'impression, les coordonnées de position de toutes les buses sur la tête d'impression et de tous les pixels sur le substrat sont établies dans le système de coordonnées du système d'impression. Le module de mesure des gouttelettes utilise un système de mesure des gouttelettes précis basé sur la stéréovision23 ; il comprend deux caméras d'observation des gouttelettes à des angles différents sur le même plan horizontal, des lumières stroboscopiques à déclenchement synchronisé et plusieurs algorithmes de traitement d'image pour obtenir des images tridimensionnelles de haute qualité de gouttelettes volantes à grande vitesse et mesurer avec précision leur volume, vitesse et angle. Le module AOI contient plusieurs ensembles de caméras industrielles et de sources lumineuses coaxiales et un algorithme de reconnaissance automatique des défauts d'impression. Ce module peut collecter rapidement des images des résultats d'impression et obtenir des informations sur le type et l'emplacement des défauts d'impression grâce au traitement d'image. Le module de mouvement est composé d'une plate-forme de mouvement multiaxe, dans laquelle la plate-forme de mouvement de l'axe Y déplace les modules de tête d'impression, le module d'inspection du substrat et le module AOI en position de travail ; la plate-forme de mouvement sur l'axe X transporte le module de mesure des gouttelettes, le module d'inspection de la tête d'impression et la plate-forme d'adsorption sur laquelle le substrat est placé ; la plate-forme de mouvement de l'axe Z soulève le module de tête d'impression et le module AOI ; et la plate-forme de mouvement d'axe θ fait tourner la plate-forme d'adsorption de substrat.

Sur la base des exigences d'épaisseur et d'uniformité de la couche fonctionnelle d'affichage imprimée et de l'efficacité de fabrication du système d'impression, les indices de performance de ce système d'impression sont les suivants : (1) vitesse d'impression ≥ 100 mm/s ; (2) erreur de position de dépôt de gouttelettes ≤ ± 10 μm ; et (3) résultat d'impression sans mura. Par conséquent, chaque étape du processus proposé nécessite une détection en boucle fermée et un réglage de rétroaction pour améliorer la précision et la stabilité du système d'impression et pour fournir des résultats de dépistage précis pour les positions anormales des buses sur la tête d'impression pour la prochaine étape de planification et d'impression dans le processus. couler.

Les boucles fermées dans le flux du processus d'impression sont conçues comme illustré à la Fig. 5, et elles comprennent quatre boucles fermées internes à différentes étapes du processus proposé et une boucle fermée par lots pour l'ensemble du processus d'impression. Chaque boucle fermée interne peut améliorer la précision de l'étape de processus correspondante. Une boucle fermée par lot pour le flux de processus complet se compose de toutes les boucles fermées internes et peut optimiser de manière itérative les résultats d'impression à mesure que la taille du lot d'impression augmente.

Schéma simplifié du système de rétroaction en boucle fermée dans le système d'impression.

Les actions et fonctions spécifiques du processus d'impression en boucle fermée sont les suivantes. Boucle fermée interne 1 : comme illustré dans la partie A de la figure 5, une fois l'installation de la tête d'impression terminée, la position de la buse doit être détectée par la caméra orientée vers le haut. Lorsque l'erreur d'angle de la tête d'impression dépasse le seuil, la tête d'impression est réinstallée. Boucle fermée intérieure 2 : comme le montre la partie B de la figure 5, étant donné que le manipulateur de transfert de substrat ne peut généralement pas atteindre la précision du placement du substrat au niveau du micron, il est nécessaire de détecter le placement du substrat avec une caméra orientée vers le bas. Lorsque l'erreur de placement du substrat est en dehors de la plage donnée, le système utilise le moteur rotatif de la plate-forme d'adsorption de substrat pour l'étalonnage. Boucle fermée interne 3 : comme illustré dans la partie C de la figure 5, le module de mesure des gouttelettes est utilisé pour détecter le volume, la vitesse et l'angle de toutes les gouttelettes éjectées de la tête d'impression. Si les paramètres de gouttelettes mesurés dépassent les plages d'erreur autorisées, les buses anormales sont fermées et leurs positions sont enregistrées. Boucle fermée interne 4 : comme représenté dans la partie D de la figure 5, un test d'impression d'essai est effectué pour déterminer l'erreur de position de dépôt de gouttelettes. Le motif d'impression est une matrice de gouttelettes avec un espacement spécifié. Après l'impression, la caméra orientée vers le bas est utilisée pour collecter des images à partir de plusieurs emplacements dans la matrice de gouttelettes sans répétition. Ensuite, le système obtient toutes les coordonnées réelles de la position des gouttelettes par traitement d'image. Ces coordonnées sont comparées aux coordonnées idéales de la position des gouttelettes pour calculer la précision du dépôt des gouttelettes et effectuer une compensation. Lot en boucle fermée 5 : comme indiqué dans la partie E de la figure 5, après l'impression du panneau, les résultats d'impression sont inspectés avec des caméras AOI. Ensuite, les causes de l'erreur sont tracées en fonction des types et des emplacements des défauts inspectés. En fonction de la ou des causes spécifiques, les paramètres du processus d'impression, les positions anormales des buses, la tête d'impression et les positions du substrat sont ajustés et optimisés dans le lot suivant. Grâce à des boucles fermées à plusieurs étapes, le système d'impression peut déterminer avec précision les différentes erreurs d'équipement et effectuer un étalonnage pour chaque étape du processus. De plus, le dépistage complet des buses anormales sur la tête d'impression constitue la base de la prochaine étape de la planification de l'impression et améliore l'adaptabilité des conditions de travail pour les buses anormales.

Pour créer un système d'impression à haute adaptabilité, basé sur l'obtention de positions anormales des buses sur la tête d'impression via une boucle fermée à plusieurs étapes, les buses normales restantes doivent être utilisées pour terminer l'impression de tous les pixels sur le substrat. Par conséquent, un modèle de planification d'impression est établi pour planifier le chemin de déplacement de la tête d'impression et l'action d'éjection de la buse afin que tous les pixels puissent être imprimés complètement dans le temps le plus court possible.

Le processus d'impression est le suivant. Une fois que la buse s'est déplacée vers le point de départ de l'impression, le substrat commence à se déplacer dans la direction X. Lorsque la région imprimable du pixel sur le substrat passe sous une buse normale, des gouttelettes sont éjectées de la buse et déposées pour former des pixels. Selon nos autres résultats de recherche, la région imprimable est la plus grande zone où une goutte peut finalement s'écouler pour former un pixel après son dépôt sur un substrat24. Lorsque tous les pixels de la même colonne dans la direction X ont été imprimés, l'impression en un seul passage est terminée. Ensuite, le substrat revient à sa position d'origine et la tête d'impression se déplace d'une certaine distance dans la direction Y afin que les buses normales soient alignées avec d'autres pixels non imprimés pour démarrer le processus d'impression en un seul passage suivant. Ce processus est répété jusqu'à ce que tous les pixels soient imprimés sur le substrat.

Par conséquent, le problème de planification d'impression est défini comme suit. La figure 6 montre la disposition et les paramètres du système d'impression à matrice de buses de pixels d'affichage. L et m sont respectivement le pas des buses et le nombre de buses sur la tête d'impression. P et n sont respectivement le pas et le nombre de colonnes de pixels dans la direction Y du substrat. S est la taille des pixels dans la direction Y et e est l'erreur de dépôt de gouttelettes dans la direction Y. S et e définissent ensemble la plage autorisée d'impression dans la direction Y du pixel. Lorsque la position normale de la buse est dans la plage, les gouttelettes éjectées par cette buse peuvent se déposer dans le pixel. Sinon, la goutte risque de se déposer à l'extérieur du pixel et de provoquer des défauts d'impression.

La disposition du système d'impression de pixels d'affichage.

Selon le processus d'impression pixel, le processus est composé de plusieurs passes d'impression. Les buses normales sont alignées avec différents pixels lors de chaque passage, et lorsque le substrat se déplace dans la direction X lors d'un passage, tous les pixels de la colonne où se trouvent les pixels alignés sont imprimés. Ainsi, lorsque la position de la tête d'impression pour une passe est déterminée, selon l'alignement de la buse normale et les positions des pixels non imprimés, les indices des buses qui doivent être utilisées dans cette passe peuvent être obtenus. Par conséquent, la position de la tête d'impression imprimée par passe est la variable de décision du problème de planification d'impression. De plus, le défi à résoudre est de s'attendre à une impression de substrat en présence de buses anormales, c'est donc une contrainte forte pour le modèle que l'impression de substrat puisse se terminer normalement quel que soit le nombre de buses anormales. Pour des objectifs d'optimisation, lorsque la vitesse d'impression et le nombre de pixels dans la direction X sont déterminés, le temps d'impression requis pour un passage est connu. Moins il y a de passages d'impression, moins il faut de temps pour terminer le travail d'impression. Par conséquent, l'objectif d'optimisation du problème de planification d'impression est de minimiser le nombre de passes d'impression.

En résumé, le problème de planification d'impression peut être défini comme suit en fonction du processus d'impression. Considérons un système d'impression qui comprend une ou plusieurs têtes d'impression avec des positions relatives déterminées de buses et un substrat avec un certain motif de pixels. La tête d'impression commence à imprimer le premier passage à partir d'une certaine position sur le substrat. Chaque buse normale peut être affectée à un jet ou non lorsqu'elle se trouve dans la plage de pixels, et toutes les buses anormales ne sont en aucun cas éjectées. Lorsqu'il y a une buse dans la plage de pixels, tous les pixels de la même colonne sur le substrat sont imprimés le long d'un trajet linéaire dans la direction X lors de cette passe. Ensuite, la tête d'impression se déplace d'une certaine distance dans la direction Y pour imprimer d'autres colonnes de pixels et effectue le passage suivant. Ce processus est répété jusqu'à ce que tous les pixels soient imprimés. L'objet du problème de planification d'impression est de minimiser le nombre de passes d'impression nécessaires pour imprimer tous les pixels.

Les paramètres du problème pour le problème de planification de l'impression des pixels d'affichage sont présentés dans le tableau 1. Le problème peut être mathématiquement formulé comme le modèle de couverture d'ensemble suivant :

où Éq. (1) est une fonction objective pour minimiser le nombre de points d'arrêt sélectionnés, ce qui signifie que le nombre de passes d'impression est minimisé. L'équation (2) est une contrainte pour s'assurer que chaque colonne de pixels est imprimée au moins une fois. L'équation (3) représente la frontière de la variable de décision, ce qui signifie que chaque point d'arrêt est sélectionné au plus une fois.

La clé de l'établissement des contraintes du modèle est le calcul de \({a}_{i,j}\). La formule correspondante est la suivante :

où \({y}_{i}^{px}\) est la coordonnée de position dans la direction Y d'un pixel dans la \(i\)ème colonne et \({y}_{j,q}^{ph }\) est la coordonnée de position dans la direction Y de la \(q\)ème buse normale sur la tête d'impression lorsque la première buse de la tête d'impression est alignée avec un pixel dans la \(j\)ème colonne. Les coordonnées de position des buses anormales ne sont pas ajoutées à \({y}_{j,q}^{ph}\). Le point de départ de la coordonnée de position \({y}_{j,q}^{ph}\) est la position à laquelle la première buse normale sur la tête d'impression est alignée avec le pixel dans la première colonne sur le substrat. Le côté gauche de la condition dans l'équation. (4) représente l'écart de position entre la buse et le point central du pixel. Le membre de droite est la borne d'erreur de cet écart. Lorsque la position de la buse est au point d'arrêt \(j\), s'il y a une buse normale dans la borne d'erreur du pixel dans la colonne \(i\), la valeur de \({a}_{i,j}\ ) vaut 1 ; sinon, c'est 0.

Le principe du modèle SCPP est le suivant :

Selon le nombre de colonnes de pixels, plusieurs points d'arrêt dans la direction Y pour la tête d'impression sont définis dans la zone de pixels imprimés du substrat.

L'alignement des buses normales et des pixels sur chaque point d'arrêt est exprimé par \({a}_{i,j}\). Une fois toutes les valeurs de \({a}_{i,j}\) obtenues, certains points d'arrêt sont sélectionnés en résolvant la variable de décision \({x}_{i}\) du modèle SCPP pour s'assurer qu'il n'y a est au moins une buse normale dans la limite d'erreur de chaque colonne de pixels sur le substrat dans l'ensemble du processus d'impression, comme indiqué dans l'Eq. (2).

Depuis l'éq. (2) a généralement plusieurs groupes de solutions, Eq. (1) est utilisé pour sélectionner la solution qui minimise les points d'arrêt dans le processus d'impression et prend cette solution comme résultat de la sortie du modèle. Cela garantit que le temps d'impression est minimal pendant que tous les pixels sont imprimés.

Par conséquent, au sens mathématique, une fois les variables d'entrée déterminées et le modèle SCPP pour cette impression établi, si le modèle a une solution, cela signifie que la buse normale sur la buse peut réaliser l'impression de tous les pixels sur le substrat, et la fonction objectif de sortie \(Z\) représente le nombre minimum de points d'arrêt requis pour achever l'impression de tous les pixels. Le nombre minimum d'arrêts requis est égal au nombre minimum de passes d'impression, c'est-à-dire au temps d'impression minimum. S'il n'y a pas de solution au modèle, les buses normales sur la tête d'impression ne peuvent pas terminer l'impression de tous les pixels sur le substrat, et les conditions d'impression doivent être améliorées pour établir un nouveau modèle SCPP résoluble.

Selon la fonction objectif \(Z\) et la variable de décision \({x}_{i}\) obtenues en résolvant le modèle, le nombre minimum de passages requis pour cette impression et le point d'arrêt sélectionné pour terminer l'impression peuvent être obtenu. En combinant le point d'arrêt sélectionné \({x}_{i}\) et la matrice \({a}_{i,j}\), l'action d'éjection de toutes les buses à chaque point d'arrêt sélectionné de la buse peut être obtenu. L'itinéraire du mouvement d'impression peut être obtenu par la position de chaque point d'arrêt sélectionné. Selon l'action d'éjection de la tête d'impression et l'itinéraire de mouvement d'impression, le module de buse et le module de mouvement de l'équipement d'impression peuvent être guidés pour terminer l'impression de tous les pixels sur le substrat.

De plus, étant donné que le modèle SCPP prend les coordonnées normales des buses, les coordonnées des pixels et les limites d'erreur du pixel comme variables d'entrée, le modèle peut être appliqué à différents types de têtes d'impression, à différents numéros et positions de buses anormaux et à différents motifs de pixels d'affichage imprimés en changeant les valeurs de ces variables. De plus, le modèle SCPP est un modèle de programmation en nombres entiers, de sorte que la solution obtenue par l'algorithme exact peut être garantie comme étant la solution optimale globale25,26, ce qui signifie que le schéma d'impression avec le temps d'impression le plus court peut être obtenu via le modèle SCPP pour terminer toute l'impression de pixels.

Pour résoudre le problème de planification de l'impression des pixels d'affichage, un programme de solution a été développé. La modélisation du problème de planification de l'impression des pixels d'affichage est basée sur le modèle de couverture d'ensemble classique, qui est un problème polynomial dur (NP-difficile) classique non déterministe en programmation entière. Une variété d'algorithmes, tels que la méthode du point intérieur27, la méthode de génération de colonne28, l'algorithme heuristique29,30 et certains optimiseurs commerciaux31,32, ont été appliqués pour résoudre ce type de problème. En raison de la grande surface d'impression, de nombreuses positions d'arrêt doivent être définies pour la planification de l'impression, ce qui entraîne une grande échelle de problèmes dans les cas d'application réels. Par conséquent, l'optimiseur de programmation d'entiers 0–1 à usage général populaire Gurobi est sélectionné pour résoudre le modèle, et il est particulièrement adapté à la résolution de problèmes linéaires à grande échelle31.

Pour vérifier l'adaptabilité du modèle proposé et du programme de solution dans différentes situations d'impression, une variété de cas d'impression sont utilisés pour les tests. Les paramètres de test par défaut répertoriés dans le tableau 2 sont obtenus à partir du processus de fabrication de 72 pixels par pouce (PPI) à 400 panneaux d'affichage PPI, qui sont largement utilisés dans les téléviseurs et les téléphones mobiles. Pour les tests impliquant différents cas de paramètres, les résultats d'ajustement pour tous les nouveaux paramètres ne sont pas donnés car la plupart des paramètres sont les mêmes, à l'exception de ceux qui sont discutés. Ci-après, les paramètres répertoriés dans le tableau 2 sont utilisés dans tous les cas, sauf indication contraire. Tous les paramètres d'entrée proviennent des données réelles du panneau d'affichage.

Les résultats pour différents cas sont illustrés à la Fig. 7. Étant donné que tous les résultats de simulation sont garantis pour répondre à la contrainte selon laquelle tous les pixels sur le substrat ont terminé l'impression, la fonction objective \(Z\) est choisie comme résultat d'affichage. Pour faciliter la compréhension, le nombre de passages est utilisé pour représenter la signification de \(Z\) dans la figure. Pour vérifier la grande adaptabilité du modèle à différentes têtes d'impression, trois types de têtes d'impression couramment utilisées dans l'impression industrielle sont testés, notamment la tête d'impression FUJIFILM Dimatix QS-256 (256 buses, 100 DPI), la tête d'impression FUJIFILM Dimatix SG-1024 (1024 buses, 400 DPI) et tête d'impression FUJIFILM Dimatix Samba-G3L (2048 buses, 1200 DPI). En utilisant différents types de têtes d'impression pour imprimer dans différentes conditions, telles que différentes tailles de substrat, densités de pixels et proportions de buses anormales sur la tête d'impression, le modèle SCPP peut s'adapter à différentes conditions de travail et terminer l'impression des pixels d'affichage.

Résultats de simulation de différents paramètres sur le nombre de passes d'impression. (a) Effet de la taille du substrat (dans le cas d'un substrat 72 PPI). (b) Effet de la densité de pixels d'impression. (c) Effet de la proportion anormale de buses sur la tête d'impression (dans le cas d'un substrat 72 PPI).

L'influence des paramètres d'impression sur le modèle SCPP est explorée numériquement. Comme le montre la figure 7a, généralement, plus la taille du substrat est grande, plus le temps d'impression est long. Le nombre de passages avec une tête d'impression à faible DPI est nettement supérieur à celui d'une tête d'impression à DPI élevé car seules quelques buses sur la tête d'impression peuvent s'aligner sur la limite d'erreur des pixels. Pour le résultat de 7 passes, la tête d'impression haute DPI. Par exemple, lorsque les deux impressions 7 passent, la taille du substrat imprimé par la buse à haute résolution est plus de 3 fois celle imprimée par la buse à faible résolution. Cependant, le DPI de la tête d'impression n'est pas plus élevé, mieux c'est. Pour les têtes d'impression à PPI élevé, lorsque la taille du substrat imprimé dépasse 200 mm, une tête d'impression avec une largeur d'impression plus large, telle que SG-1024, peut terminer l'impression de pixels d'affichage plus rapidement qu'une tête d'impression avec un DPI plus élevé mais une largeur d'impression plus étroite, comme comme Samba-G3L. Comme le montre la figure 7b, différentes têtes d'impression à haute résolution prennent des temps d'impression similaires lors de l'impression de substrats avec un PPI inférieur à 200. Cependant, lors de l'impression sur un substrat à PPI plus élevé, la tête d'impression avec un DPI plus élevé peut terminer l'impression en un temps plus court. Comme le montre la figure 7c, les résultats donnent un espace paramétrique pour la proportion de buses anormales dans lesquelles les différentes têtes d'impression peuvent achever l'impression des substrats en un temps acceptable. La tête d'impression à faible DPI est plus sensible aux changements de la proportion de buses anormales car moins de buses de tête d'impression peuvent participer à l'impression. Lorsque la proportion de buses anormales est supérieure à 25 %, il est recommandé de remplacer ou d'entretenir la tête d'impression QS-256 car le temps d'impression est le double de celui du cas sans buses anormales. Pour les têtes d'impression à PPI élevé, telles que SG-1024 et Samba-G3L, lorsque la proportion est inférieure à 5 %, le temps d'impression n'est pas affecté. Lorsque la proportion est supérieure à 35 %, le temps d'impression augmente considérablement et la tête d'impression suggère un remplacement ou une maintenance.

Les résultats numériques vérifient l'adaptabilité du modèle SCPP à différents types de buses, différents substrats PPI et différentes proportions de buses anormales sur la tête d'impression. De plus, il montre également que le modèle SCPP peut être utilisé pour simuler les résultats d'impression de la condition d'impression, et le système peut choisir le type de buse approprié et déterminer la limite anormale de criblage de buse en fonction du type de substrat.

Toutes les expériences ont été programmées dans MATLAB 2019b et mises en œuvre sur un ordinateur personnel (CPU : Intel Core i7-9750H 2,6 GHz ; RAM : 16 Go ; OS : Windows 10).

Pour évaluer l'effet d'impression pratique et les performances d'application de la méthode proposée, un équipement d'impression auto-développé utilisant le système d'impression à jet d'encre à matrice de buses de pixels d'affichage et le modèle SCPP est conçu et construit. Comme le montre la figure 8, l'équipement d'impression se compose de trois modules de tête d'impression, d'un module de mouvement multiaxe, de plusieurs modules d'inspection visuelle, de boîtes à gants et d'autres accessoires qui facilitent l'impression. Comme le montre la figure 8a, l'imprimante à jet d'encre est le dispositif principal utilisé pour terminer le processus d'impression, et elle est équipée de composants de support tels que des boîtes à gants et d'autres équipements utilisés pour terminer les processus ultérieurs. Comme le montre la Fig. 8b, selon les exigences pertinentes en matière de volume de gouttelettes et de fréquence d'éjection dans le processus d'impression de pixels d'affichage, une tête d'impression FUJIFILM Dimatix QS-256, composée de 256 buses avec 100 DPI et un volume de gouttes de 4 à 12 pl , a été choisi. Le module de mesure des gouttelettes comprenait deux caméras d'observation des gouttelettes et une grande précision de mesure a été obtenue ; notamment, le système de mesure de gouttelettes a un écart de mesure de volume maximal de 3 %, ce qui est plus précis que les autres systèmes de mesure de gouttelettes du même type. Comme le montre la figure 8c, la caméra orientée vers le bas a été installée à côté du module de tête d'impression et la caméra orientée vers le haut a été installée près de l'axe X. Comme le montre la figure 8d, les systèmes de mouvement des axes X et Y utilisaient des moteurs linéaires pour réaliser le mouvement linéaire horizontal des différents modules et substrats, et l'axe θ a été utilisé pour faire pivoter la plate-forme de transport du substrat afin de corriger les déviations dans l'angle de placement du substrat. Les caméras AOI peuvent se déplacer indépendamment le long de l'axe Y pour la numérisation et l'inspection des résultats d'impression. Le système d'impression de pixels d'affichage peut atteindre une plage de vitesse d'impression de 0 à 450 mm/s, une taille de substrat maximale de 200 × 200 mm et une fréquence d'éjection de gouttelettes maximale de 50 kHz ; par conséquent, il peut s'adapter à différentes exigences de motif de pixels et à des conditions de fabrication d'impression de qualité industrielle.

Système d'impression à jet d'encre pour la production de masse d'affichage imprimé. (a) Le système avec une boîte à gants et l'équipement de soutien. (b) Module de tête d'impression et caméra de mesure des gouttelettes. (c) Caméra orientée vers le bas et caméra orientée vers le haut. (d) Caméra AOI et module de mouvement.

Pour garantir la fiabilité du processus d'impression, l'équipement d'impression améliore la stabilité du système d'impression grâce à la conception du système d'alimentation en encre, à l'optimisation de la forme d'onde de la tête d'impression et à l'opération de maintenance dans l'espace d'impression. Ces conceptions et opérations permettent à l'équipement de maintenir un état de fonctionnement normal pendant une longue période. Lorsque la caméra AOI ne trouve pas de défauts dans le résultat d'impression, l'équipement peut effectuer périodiquement une détection de tête d'impression et une planification d'impression tout en imprimant le même substrat. Lorsque la caméra AOI détecte des défauts dans le résultat d'impression, le système d'impression peut tracer la position anormale spécifique de la buse grâce à la cartographie produite par la planification d'impression en fonction de la position des défauts. En fonction de la proportion actuelle de buses normales, le système peut automatiquement choisir de suspendre l'impression pour fermer les buses anormales et relancer la planification de l'impression, ou arrêter l'impression en cas de détection anormale des buses.

La précision de dépôt des gouttelettes est un indice important du système d'impression de pixels d'affichage. Parce que la taille des pixels est déterminée par le substrat, Eq. (4) montre que lorsque la précision du dépôt de gouttelettes est plus petite, la limite d'erreur du pixel peut être plus grande et davantage de buses peuvent s'aligner avec les pixels et participer à l'impression. Par conséquent, une expérience a été conçue pour tester la précision de dépôt de gouttelettes du système d'impression de pixels d'affichage proposé. L'encre a été imprimée sur un substrat en verre d'oxyde d'indium et d'étain (ITO) sans pixel qui avait subi un traitement hydrophobe. Le motif d'impression était un réseau rectangulaire de 6 × 6 gouttelettes d'encre, le pas entre les points était de 100 μm et la vitesse d'impression était de 100 mm/s. Selon le système d'impression et le modèle de planification proposés, l'expérience de précision du dépôt de gouttelettes a été réalisée après une inspection visuelle en plusieurs étapes et un dépistage anormal des buses. Comme le montre la figure 9a, la position des gouttelettes a été inspectée avec une caméra orientée vers le bas et les coordonnées des gouttelettes ont été comparées aux positions théoriques. Les résultats statistiques sont présentés sur la figure 9b. La précision de dépôt de gouttelettes dans la direction X est ≤ ± 4,9 μm et la précision de dépôt de gouttelettes dans la direction Y est ≤ ± 4,4 μm. Ces précisions de dépôt de gouttelettes peuvent répondre aux exigences d'impression de l'affichage en dessous de 200 PPI ; ainsi, le système peut répondre aux exigences de densité de pixels de la plupart des téléviseurs et des écrans d'affichage du marché. Lorsque la densité de pixels d'un panneau est supérieure à 200 PPI, comme pour les panneaux de téléphones mobiles, la taille des pixels peut être inférieure à 30 μm. Dans ce cas, une précision de dépôt de gouttelettes de ± 5 μm ne serait pas suffisante pour assurer la stabilité du processus d'impression.

Précision de dépôt de gouttelettes. (a) Positions de dépôt de gouttelettes. (b) Précision du dépôt de gouttelettes dans la direction X et la direction Y.

Pour vérifier les performances du système d'impression à jet d'encre proposé et du modèle SCPP, une expérience d'impression de dispositif comparatif avec et sans le modèle SCPP a été testée. Les paramètres d'impression des expériences d'impression comparatives sont présentés dans le tableau 3. Grâce à une inspection visuelle en plusieurs étapes, 12 buses anormales ont été trouvées sur la tête d'impression. Les résultats sont présentés sur la figure 10. Les figures 10a et b montrent les résultats d'impression et d'éclairage du procédé d'impression traditionnel. De nombreux défauts d'impression peuvent être trouvés sur la figure 10a, tels que des pixels imprimés manquants et des gouttelettes déposées à l'extérieur des pixels sur le substrat imprimé. Ces défauts provoquent des défauts mura après l'allumage du panneau, comme le montre la figure 10b. La raison des défauts est que des buses anormales sont impliquées dans le processus d'impression. Par exemple, la trajectoire inclinée des gouttelettes éjectées des buses fait que les gouttelettes se déposent dans de mauvaises positions de sorte que les gouttelettes ne peuvent pas se déposer dans les pixels. À titre de comparaison, les figures 10c et d montrent les résultats d'impression et d'éclairage avec SCPP dans les mêmes conditions d'impression. Grâce au blindage des buses anormales et à la planification du modèle d'impression, aucun défaut d'impression ou défaut de mura n'est trouvé dans les résultats. Les expériences comparatives ci-dessus démontrent l'efficacité du modèle et du système de planification d'impression proposés dans la réduction des défauts d'impression.

Résultats d'impression et d'éclairage des panneaux avec la méthode d'impression traditionnelle et la méthode SCPP. (a) L'impression défectueuse résulte de la méthode d'impression traditionnelle. (b) Éclairage défectueux résultant de la méthode d'impression traditionnelle. (c) Le résultat d'impression sans défaut de la méthode SCPP. (d) L'éclairage sans défaut résulte de la méthode SCPP.

Pour vérifier l'adaptabilité du système proposé pour l'impression de différents substrats PPI, des expériences ont été réalisées sur des substrats ITO avec différents motifs de pixels en utilisant le système d'impression à jet proposé avec le modèle SCPP. Les paramètres du substrat et du processus d'impression sont présentés dans le tableau 4. Les résultats d'impression sont présentés dans la figure 11. respectivement. Les résultats indiquent que la couche HIL du dispositif OLED de 400 cm2 imprimé avec le système d'impression et le modèle de planification proposés ne présente aucun défaut d'impression. Les nombres de passes d'impression sont de 50, 80 et 90, et le temps d'impression maximal ne dépasse pas 240 s, ce qui répond aux exigences de temps des processus d'impression d'affichage. Ces résultats vérifient la grande adaptabilité de la méthode proposée à différents types de substrats de pixels.

Résultats d'impression pour des panneaux avec différentes densités de pixels. (a) 85 PPP. (b) 144 PPP. (c) 200 PPP.

La figure 12 montre l'effet d'éclairage du dispositif imprimé utilisant le système et le modèle proposés. Le dispositif imprimé ne présente aucun défaut et les pixels sont uniformément remplis d'encre, comme illustré sur la figure 12a. Le résultat d'éclairage est représenté sur les Fig. 12b et c. L'appareil émettait de la lumière de manière uniforme sans dommage de pixel important. La figure 12d–f montre les caractérisations du dispositif imprimé, y compris la courbe densité de courant-tension (J–V), la courbe efficacité de courant–densité de courant (CE–J) et le spectre d'électroluminescence (spectre EL). Le rendement en courant de l'appareil peut atteindre 127 cd/A sous une tension de 4,2 V. Le pic de longueur d'onde est de 526 nm. Les caractérisations du dispositif imprimé répondaient aux exigences de qualité de l'affichage. Ce résultat a confirmé l'effet d'application du système d'impression proposé et du modèle de planification d'impression.

Résultats d'impression et d'éclairage pour un panneau OLED de 400 cm2, 85 PPI. (a) Impression des résultats. (b) Résultats d'éclairage. ( c ) Pixels éclairés sous un microscope 5 ×. ( d ) Courbe J – V du dispositif imprimé. (e) Courbe CE – J du dispositif imprimé. (f) Spectre EL du dispositif imprimé.

Dans cet article, un système d'impression à jet d'encre à matrice de buses de pixels d'affichage hautement adaptable basé sur un modèle SCPP est proposé. Ce système et ce modèle de planification peuvent surmonter les problèmes d'éjection anormale des buses et peuvent améliorer l'adaptabilité et l'évolutivité de la technologie d'impression appliquée à la production industrielle d'affichages imprimés. Tout d'abord, un système d'impression à jet d'encre à matrice de buses à pixels d'affichage basé sur une inspection visuelle en plusieurs étapes et un processus de rétroaction en boucle fermée est conçu pour surveiller l'état des gouttelettes et fournir une rétroaction tout au long du processus, de la pré-impression à la post-impression, et identifier avec précision les positions des buses anormales. Deuxièmement, un modèle SCPP est proposé, qui peut être appliqué dans la planification d'impression pour toute position anormale de buse, tout motif d'impression et tout type de condition de buse. Le modèle utilise les résultats du criblage anormal des buses et le motif d'impression comme entrées et sorties du chemin d'impression multipasse et des actions d'éjection des buses. Sur la base de ces résultats de planification, le système peut réaliser une impression de pixels d'affichage haute précision, haute adaptabilité et haute efficacité en utilisant une tête d'impression à réseau de buses. De plus, un équipement d'impression de pixels d'affichage est établi selon le système et le modèle proposés, et une série d'expériences sont menées sur l'équipement. Les résultats expérimentaux montrent que le système d'impression de pixels d'affichage et le modèle de planification d'impression proposés peuvent atteindre une précision de dépôt de gouttelettes ≤ ± 5 μm. Avec cet équipement, l'impression de substrats avec différentes densités de pixels et l'impression et l'éclairage d'un appareil OLED de 400 cm2, 85 PPI sont réalisés. Les résultats d'impression et d'éclairage sont satisfaisants et le système peut répondre aux exigences d'application actuelles de l'industrie de l'impression et de la fabrication d'affichages. La technologie est hautement adaptable et évolutive et peut être utilisée dans la fabrication d'impression de qualité industrielle de panneaux d'affichage imprimés de grande surface en augmentant le nombre de têtes d'impression. Cette technologie peut également être appliquée dans d'autres secteurs de la fabrication d'électronique imprimée.

Le matériau d'encre OLED HIL, HTL et EML a été acheté auprès de la société DuPont.

L'équipement d'impression NEJ-PR200 a été auto-développé et construit par Wuhan National Innovation Technology Optoelectronics Equipment Company. Une tête d'impression QS256 de la société FUJIFILM Dimatix est choisie pour l'impression. L'équipement d'impression peut réaliser un positionnement visuel de haute précision, une mesure précise des gouttelettes volantes basée sur la vision stéréo, un contrôle adaptatif des paramètres de processus et une surveillance automatique des défauts AOI en ligne. Grâce à ces fonctions, la construction du système d'impression proposé et le fonctionnement du modèle SCPP ont été réalisés.

Les données de luminance et de spectre des dispositifs imprimés OLED ont été mesurées à l'aide d'un instrument de mesure optique à cinq axes (CS2000, Konica Minolta).

Toutes les données générées ou analysées au cours de cette étude sont incluses dans cet article publié.

Secor, EB, Prabhumirashi, PL, Puntambekar, K., Geier, ML & Hersam, MC Impression à jet d'encre de motifs de graphène flexibles à haute conductivité. J.Phys. Chim. Lett. 4, 1347–1351 (2013).

Article CAS Google Scholar

Singh, M., Haverinen, HM, Dhagat, P. & Jabbour, GE Le processus d'impression à jet d'encre et ses applications. Adv. Mater. 22, 673–685 (2010).

Article CAS Google Scholar

Teichler, A., Perelaer, J. & Schubert, États-Unis Impression à jet d'encre d'électronique organique - comparaison des techniques de dépôt et des développements de pointe. J. Mater. Chim. C 1, 1910-1925 (2013).

Article CAS Google Scholar

Buso, D. et al. Dispositif équivalent électrique OLED pour la conception de la topologie du pilote. IEEE Trans. Ind. Appl. 50, 1459-1468 (2014).

Article Google Scholar

Yoon, D., Kang, M., Kim, J. & Kang, KT Buse imprimée-PEDOT:PSS pour diodes électroluminescentes organiques avec différents taux de dilution d'éthanol. Appl. Sci. 8, 203 (2018).

Annonces d'article Google Scholar

Du, Z. et al. OLED multicouches d'impression à jet d'encre à haute efficacité basée sur l'interface floue. J.Phys. Appl. Phys. 53, 355105 (2020).

Article CAS Google Scholar

Lee, YG et al. Étude des paramètres d'impression des buses pour les couches émettrices OLED. Mol. Crist. Liquide. Crist. 660, 17-23 (2018).

Article CAS Google Scholar

Steinmann, V. & Moro, L. Exigences d'encapsulation pour permettre des dispositifs organiques ultra-minces et extensibles stables. J. Mater. Rés. 33, 1925-1936 (2018).

Article ADS CAS Google Scholar

Snyder, T., Mizes, H., Darling, D. & Brookfield, J. Performances et fiabilité du jet d'encre au niveau du système - Besoins des clients et innovations de xerox dans la conférence internationale sur les technologies d'impression numérique 538–544 (Society for Imaging Science and Technology , 2013).

Sowade, E. et al. Transistors à couches minces entièrement imprimés par jet d'encre : fiabilité du processus de fabrication par analyse des causes profondes. Sci. Rep. 6, 33490 (2016).

Article ADS CAS Google Scholar

Hirakata, S., Ishiyama, T. & Morita, N. Stabilisation de l'impression résultant du chemin de circulation de l'encre installé à l'intérieur de la tête d'impression et du phénomène de jet lors du séchage de la buse. J. Imaging Sci. Technol. 58, 505031–505037 (2014).

Article Google Scholar

Kwon, KS et al. Examen des technologies d'impression numérique pour les documents électroniques. Fléchir. Imprimer. Électron. 4, 043003 (2020).

Google Scholar

Han, K., Son, S. & Yong, K. Modification hydrophobe à zone sélective de la plaque de tête à jet d'encre pour réduire l'éjection et la non-éjection d'encre en diagonale. J. Manuf. Processus. 58, 585–591 (2020).

Article Google Scholar

Huang, Y. et al. Étudiez les effets de la taille des particules dans la nanoencre métallique pour l'impression à jet d'encre électrohydrodynamique grâce à l'analyse des comportements d'impact des gouttelettes. J. Manuf. Processus. 56, 1270-1276 (2020).

Annonces d'article Google Scholar

Jiang, L., Yu, L., Premaratne, P., Zhang, Z. & Qin, H. Modélisation numérique basée sur CFD pour prédire les dimensions des gouttelettes imprimées dans l'impression à jet d'encre électrohydrodynamique. J. Manuf. Processus. 66, 125-132 (2021).

Article Google Scholar

Cao, X. et al. Analyse numérique des gouttelettes issues de l'impression jet d'encre multibuse. J.Phys. Chim. Lett. 11, 8442–8450 (2020).

Article CAS Google Scholar

Yun, J. et al. Optimisation des propriétés des gouttelettes dans la fabrication de produits électroniques imprimables à l'aide d'un algorithme de croissance du système racinaire. Calcul. Ing. ind. 125, 592–603 (2018).

Article Google Scholar

Lin, CJ et al. Résolution accordable et méthode de modelage pour le processus d'impression à jet d'encre. En 2005 NIP & conférence de fabrication numérique 89–92 (2005).

Chang, CM, Lin, CJ & Cheng, K. Gestion dynamique des têtes d'impression à rotation multiple avec impression entrelacée : Partie II : Algorithme de structuration. En 2006 Conférence internationale sur les technologies d'impression numérique 122–126 (2006).

Phung, T., Nguyen, L. & Kwon, KS Une méthode d'impression vectorielle pour l'impression par jet électrohydrodynamique (EHD) à grande vitesse basée sur des capteurs de position d'encodeur. Appl. Sci. 8, 351 (2018).

Article Google Scholar

Kim, HS & Kwon, KS Utilisation d'images bitmap converties en CAO pour l'impression à jet d'encre. J. Coréen Soc. Précis. Ing. 32, 833–840 (2015).

Article Google Scholar

Madigan, CF et al. 30.2 : communication invitée : Progrès dans l'impression à jet d'encre pour la production de masse d'OLED. Dans SID Int. Symp. Creuser. Technologie. Bouillie. 45, 399–402 (2014).

Liu, Q., Chen, J., Yang, H. et Yin, Z. Méthode précise de mesure du volume de gouttelettes volantes basée sur la vision stéréo. IEEE Trans. Instrument. Mes. 71, 1–16 (2022).

Article Google Scholar

Jin, Y., Chen, J., Yin, Z., Li, Y. & Huang, M. Limite d'erreur de positionnement pour le dernier dépôt de gouttelettes dans une microcavité lors de la fabrication d'OLED imprimées. Langmuir 37, 9396–9404 (2021).

Article CAS Google Scholar

Murray, AT, Tong, D. & Kim, K. Amélioration des modèles de localisation de couverture classiques. Int. Rég. Sci. Rév. 33, 115–133 (2009).

Article Google Scholar

Vianna, SSV L'ensemble couvrant le problème appliqué à l'optimisation des détecteurs de gaz dans les usines de procédés chimiques. Calcul. Chim. Ing. 121, 388–395 (2019).

Article CAS Google Scholar

Gondzio, J. Méthode du point intérieur sans matrice. Calcul. Optim. Appl. 51, 457–480 (2010).

Article MathSciNet MATH Google Scholar

Björklund, P., Värbrand, P. & Yuan, D. Une méthode de génération de colonnes pour la programmation spatiale TDMA dans les réseaux ad hoc. Réseau Ad Hoc. 2, 405–418 (2004).

Article Google Scholar

Naji-Azimi, Z., Toth, P. & Galli, L. Une métaheuristique d'électromagnétisme pour le problème de couverture d'ensemble unicost. EUR. J. Oper. Rés. 205, 290–300 (2010).

Article MathSciNet MATH Google Scholar

Soto, R. et al. Algorithme de trou noir adaptatif pour résoudre le problème de couverture d'ensemble. Mathématiques. Prob. Ing. 2018, 1–23 (2018).

Google Scholar

Punnen, AP, Pandey, P. & Friesen, M. Représentations de problèmes d'optimisation combinatoire quadratique : une étude de cas utilisant des problèmes de couverture d'ensemble quadratique et de sac à dos quadratique. Calcul. Oper. Rés. 112, 104769 (2019).

Article MathSciNet MATH Google Scholar

Xiao, L., Dridi, M., Hajjam-El-Hassani, A., Lin, W. & Fei, H. Une méthode de solution pour la planification des traitements dans les hôpitaux de réadaptation avec des exigences réelles. IMA J. Manag. Mathématiques. 30, 367–386 (2019).

Article MathSciNet MATH Google Scholar

Télécharger les références

Cette recherche est soutenue financièrement par le Programme de recherche et développement dans les zones clés de la province du Guangdong (2019B010924005), la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (51975236) et le Programme national clé de recherche et développement de Chine (2018YFA0703203).

State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, 430074, République populaire de Chine

Yixin Wang, Jiankui Chen, Zhouping Yin et Yiqun Li

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Tous les auteurs ont contribué à la conception et à la conception de l'étude. La préparation du matériel, la collecte et l'analyse des données ont été réalisées par YW, JC, ZY et YL. La première ébauche du manuscrit a été rédigée par YW et tous les auteurs ont commenté les versions précédentes du manuscrit. Tous les auteurs ont lu et approuvé le manuscrit final.

Correspondance à Jiankui Chen.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Libre accès Cet article est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International, qui permet l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur n'importe quel support ou format, à condition que vous accordiez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournir un lien vers la licence Creative Commons et indiquer si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel de tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Réimpressions et autorisations

Wang, Y., Chen, J., Yin, Z. et al. L'invention concerne un système d'impression à réseau de buses à haute adaptabilité basé sur un modèle de planification d'impression couvrant un ensemble pour la fabrication d'affichages imprimés. Sci Rep 13, 156 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-022-24135-3

Télécharger la citation

Reçu : 17 juillet 2022

Accepté : 10 novembre 2022

Publié: 04 janvier 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-022-24135-3

Toute personne avec qui vous partagez le lien suivant pourra lire ce contenu :

Désolé, aucun lien partageable n'est actuellement disponible pour cet article.

Fourni par l'initiative de partage de contenu Springer Nature SharedIt

En soumettant un commentaire, vous acceptez de respecter nos conditions d'utilisation et nos directives communautaires. Si vous trouvez quelque chose d'abusif ou qui ne respecte pas nos conditions ou directives, veuillez le signaler comme inapproprié.