專利名稱：用于修正成像規(guī)律圖案的輝紋的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成像系統(tǒng)并且涉及用于評價和修正由規(guī)律圖案的成像 造成的輝紋(banding)的方法。
背景技術(shù)：
制造顯示器和半導(dǎo)體電子裝置的通用技術(shù)牽涉到數(shù)個成像步驟。典 型地，在每個步驟中，使涂敷有抗蝕劑或其它感光材料的襯底通過光掩 膜暴露于輻射線，以實現(xiàn)某種變化。每個步驟具有一定程度的失敗風(fēng) 險。每個步驟失敗的可能性降低了總體工藝產(chǎn)量并且增加了成品的成本。
具體的例子是制造用于諸如液晶顯示器之類的平板顯示器的濾色 器。由于材料的成本較高并且工藝產(chǎn)量較低，濾色器制造可能是費用很 高的工藝。傳統(tǒng)的光刻工藝牽涉到使用諸如旋涂、狹縫式涂布及旋轉(zhuǎn)涂 布或非旋轉(zhuǎn)(spin - less )涂布之類的涂布技術(shù)將著色抗蝕材料施加到 襯底上。然后使該材料經(jīng)由光掩膜曝光并且顯影。
有人提議將直接成像用在顯示器的制造中，尤其是用在濾色器制造 中。濾色器襯底，也稱為染料接納元件，用染料供給元件覆蓋。對染料 供給元件進行圖像狀(image-wise)的加熱，以選擇性地將染料從供給 元件轉(zhuǎn)印到接收元件。圖像狀加熱典型地是借助激光束完成的。二極管 激光器尤其優(yōu)選，因為它們易于調(diào)制、成本低并且尺寸小。
"染料轉(zhuǎn)印"工藝是特殊類型的"加熱轉(zhuǎn)印"工藝。其它熱轉(zhuǎn)印工藝包
括激光誘發(fā)熔融轉(zhuǎn)印、激光誘發(fā)燒蝕轉(zhuǎn)印和激光誘發(fā)質(zhì)量轉(zhuǎn)印。術(shù)語 "熱轉(zhuǎn)印工藝"并不局限于染料的圖像狀轉(zhuǎn)印。如本文中的用法，術(shù)語熱
轉(zhuǎn)印工藝包括涂敷有顏料或其它著色劑組合物的供體(donor)的圖像狀轉(zhuǎn)印。
直接成像系統(tǒng)典型地采用數(shù)百個單個調(diào)制的平行光束，以減少完成 圖像所花費的時間。具有大量這種"通道"的成像頭是很容易得到的。例
^口, 由Kodak Graphic Communications Canada Company (力口拿大不歹寸 顛哥侖比亞省)制造的SQUAREspot⑧熱成^f象頭的一種型號具有960個獨立 的成像通道，每個通道的能量超過25 mW?？梢赃@樣控制成像通道的陣 列在一系列掃描帶中寫入圖像，這些掃描帶緊密鄰接，以形成連續(xù)圖像。
多通道成像系統(tǒng)的 一個問題是，極難確保所有通道都具有相同的成 像特性。通道間成像特性不同可能是由這些通道投影到成像介質(zhì)上的輸 出輻射線的差異造成的。由成像通道陣列發(fā)射的輸出輻射線的變化可能 發(fā)源于通道與通道之間在功率、射束大小、射束形狀和/或焦點方面的 變化。這些變化有助于產(chǎn)生稱為輝紋的常見成像偽像。輝紋通常在兩個 相繼成像的掃描帶之間的區(qū)域內(nèi)特別明顯。這主要是因為前一個成像掃 描帶的末尾與下一個成像掃描帶的開頭通常是由多通道陣列相對端的 通道寫入的。同樣，這些通道就很有可能具有不同的成像特性。通道與 通道間光斑大小的逐漸增大在掃描帶本身中可能會可見或可能不會可 見，但是當(dāng)掃描帶與另一個掃描帶鄰接時，掃描帶邊界上光斑大小的不 連續(xù)性可能會在圖像中造成明顯偽像。輝紋可能是連續(xù)掃描帶的重疊或 分離以及各個掃描帶內(nèi)每一個的通道差異的函數(shù)。
精確的掃描帶定位對于減輕輝紋來說是必需的，但是精確的掃描帶 定位自身并不能完全消除輝紋。因此需要通過調(diào)整掃描帶自身內(nèi)的通道 來減小或屏蔽任何剩余程度的輝紋。這可能要求仔細(xì)對齊和校準(zhǔn)陣列內(nèi) 的通道?？梢試L試在成像陣列中的所有通道間建立均勻的功率分布，以 使固有的通道與通道間差異最小。不過，由于前面提到的其它因素(例 如，射束大小、射束形狀和焦點)的作用，陣列的成^f象通道間的功率均 勻并不能保證輝紋得到減小。
輝紋并非僅僅歸咎于成像系統(tǒng)。成像介質(zhì)可能也有助于輝紋。評價 輝紋的各種不同方法牽涉到檢查或表征成像介質(zhì)。
當(dāng)在生產(chǎn)濾色器過程中運用熱轉(zhuǎn)印工藝時，可能會出現(xiàn)幾個問題。 某些常見的濾色器具有間隔開的彩色元件行的重復(fù)圖案。每行對應(yīng)于三 種顏色之一。每行的寬度典型地小于由成像頭成像的掃描帶的寬度。結(jié)
果，可能會造成掃描帶間輝紋，其中不同的顏色轉(zhuǎn)印效率會導(dǎo)致在彩色 元件行的不同彩色元件行之間以及在單個行內(nèi)變化。由于這些行形成重
復(fù)圖案，因此可能會造成人眼易于感覺到的視覺波動(visual beating)，結(jié)果降低了濾色器的質(zhì)量。
某些現(xiàn)有技術(shù)的多通道成像系統(tǒng)采用了校準(zhǔn)方法，該校準(zhǔn)方法試圖 創(chuàng)建由陣列中的所有成像通道發(fā)射的輸出輻射線的均勻性，或者按照另 外 一種可選方案，試圖創(chuàng)建橫跨由陣列內(nèi)的所有成像通道成像的圖像中 掃描帶的整個寬度的光學(xué)屬性的均勻性。本發(fā)明人已經(jīng)確定這些校準(zhǔn) 方法并非典型地非常適合于成像具有這樣要素(feature)的重復(fù)圖案，
其中由于每個要素的寬度小于成像掃描帶的寬度而在重復(fù)圖案中存在 掃描帶間輝紋。
成像領(lǐng)域的專利和專利申請包括
攀us4, 965， 242De Boer等人；
攀us4, 804， 975Yip;
us6， 146, 792Blanchard-Fincher 等人；
參EP434， 449Sprague等人；
US6, 832， 552Patten等人；
參US5， 546， 165Rushing等人；
us6， 618, 158Brown等人；和
參us5, 278, 578Back等人。
仍然需要一種成像方法，該成像方法減少掃描帶到掃描帶和掃描帶 間輝紋的可見性，尤其是減少規(guī)律圖案成像(比如濾色器所需要的)中 的輝紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面是提供用于校準(zhǔn)多通道成像頭的方法和設(shè)備。在 按照本發(fā)明的實施方式的方法中，使用多通道成像頭來在由該成像頭成 像的一個或多個掃描帶內(nèi)成像要素的規(guī)律圖案。要素的規(guī)律圖案至少在 副掃描方向上重復(fù)，并且包括至少由多成像通道的第一部分成像的第一 要素和由多成像通道的第二部分成像的第二要素。第 一要素和第二要素 都在一個或多個掃描帶的同 一個掃描帶內(nèi)成像。掃描儀確定第一要素和 第二要素中的每一個的光學(xué)屬性。圖像數(shù)據(jù)處理器分析該掃描數(shù)據(jù)并且
至少部分地基于所述光學(xué)屬性提供修正指令。這些修正指令用于調(diào)整多 個成像通道的第一部分和多個成像通道的第二部分中的至少一個部分 內(nèi)的至少一個成像通道，以致在要素的規(guī)律圖案的后續(xù)成像時，使得與 第一要素和至少第二要素中的每一個相關(guān)聯(lián)的光學(xué)屬性基本上等同。


下面將參照附圖介紹本發(fā)明的非限定性實施方式，其中 圖1A是現(xiàn)有濾色器配置的一部分的平面圖； 圖1B是另一種現(xiàn)有濾色器配置的一部分的平面圖； 圖2是現(xiàn)有多通道成像頭的光學(xué)系統(tǒng)的透視圖3是與成像襯底相關(guān)聯(lián)地示出的光閥的示意圖并且描繪出了現(xiàn)有 的成〗象方法；
圖4是按照本發(fā)明的示例實施方式的成像和校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意性框
圖5是示出了按照本發(fā)明的示例實施方式的成像和校準(zhǔn)方法的過程 的流程圖6示出了掃描濾色器的一部分；
圖7示出了與圖6的濾色器的紅色要素相對應(yīng)的分離出來的掃描數(shù)
據(jù)；
圖8是圖像的第m個副掃描線的空間功率頻譜； 圖9A是作為掃描線的函數(shù)的所需位移(shift)的曲線圖； 圖9B是圖9A的曲線圖的一部分的詳細(xì)視圖1 OA是作為在施加位移之前的用于第 一和第M個副掃描線的副掃 描像素下標(biāo)的函數(shù)的掃描信號電平的曲線圖1 OB是作為在施加位移之后的用于第 一和第M個副掃描線的副掃 描像素下標(biāo)的函數(shù)的位移掃描信號電平的曲線圖1 l是主掃描平均線輪廓的曲線圖12是圖11的曲線圖的部分;^文大圖；和
圖13是作為成#_掃描帶中的識別標(biāo)志元素(signature element) 的要素下標(biāo)的函數(shù)的平均響應(yīng)的曲線圖。
具體實施例方式
利用多通道成像器對由重復(fù)要素(比如條帶、塊等)組成的圖案進 行成像的方法和設(shè)備能夠調(diào)整單個的通道，以減少輝紋。這樣的方法和 設(shè)備可以應(yīng)用在，例如，制造濾色器當(dāng)中。通道是基于成像圖案的光學(xué) 特性來加以調(diào)整的。
用于LCD顯示板的濾色器具有可以按照多種配置中的任何一種排列 的彩色元件。條帶配置具有交替的紅色、綠色和藍(lán)色列。馬賽克配置具 有沿著兩個方向交替的彩色元件。三角配置具有排列成三角形圖案的紅 色、綠色和藍(lán)色濾色4竟元件。
圖1A示出了條帶配置的濾色器10的一部分。濾色器10包括形成在襯 底18上的交替列中的多個紅色、綠色和藍(lán)色彩色元件12、 14和16。 彩 色元件12、 14、 16由黑色矩陣(blackmatrix)層20的各部分勾勒出來， 黑色矩陣層2 0將這些元件分隔開來并且防止任何背光從這些元件之間 泄漏出來。這些列通常成像為細(xì)長的條帶，然后由黑色矩陣20細(xì)分成單 個的彩色元件12、 14、 16。黑色矩陣20可以包括用來遮擋驅(qū)動晶體管(未 示出)的區(qū)域22。
圖1B示出了具有馬賽克配置的濾色器24。濾色器10和24之間的唯一
區(qū)別是彩色元件12、 14和16的布局，在濾色器24中，顏色沿著列以及橫
穿這些列交替變化。濾色器并不局限于紅色、綠色和藍(lán)色。濾色器還可 以具有其它顏色組合。
典型地，在制造濾色器10期間，每個彩色元件12、 14、 16可以部分 地或完全地與黑色矩陣20的對應(yīng)部分重疊，該黑色矩陣的對應(yīng)部分勾勒 出每個對應(yīng)彩色元件。允許與黑色矩陣重疊明顯減少了在試圖將每個彩 色元件恰好成像在黑色矩陣2 0的各部分的邊界之內(nèi)的時候應(yīng)該會遇到 的對準(zhǔn)問題，該黑色矩陣2 0的各部分刻畫出彩色元件。
在使用熱轉(zhuǎn)印工藝來產(chǎn)生彩色元件的情況下，在成像后取走相應(yīng)的 顏色供體的時候，可能會出現(xiàn)邊緣不連續(xù)和各種偽像，比如氣孔。這些 偽像典型地出現(xiàn)在邊緣處所轉(zhuǎn)印的供體材料缺少足以在剝離顏色供體 時仍然附著在4妄納元件(receiving element)上的粘合劑剝離強度的 時候。重疊黑色矩陣2 O具有隱藏這些邊緣不連續(xù)的額外優(yōu)點并且有助于 確保通過減少在彩色元件自身內(nèi)出現(xiàn)空白區(qū)和孔隙來保證每個彩色元 件之間存在期望的對比度。
在本發(fā)明的實施方式中，濾色器是由激光誘發(fā)熱轉(zhuǎn)印工藝制造的。這種工藝牽涉到對與接納襯底緊密接觸放置的顏色供體元件直接成 像。接納襯底典型地具有形成于其上的黑色矩陣。雖然黑色矩陣本身可 以由熱轉(zhuǎn)印工藝來生產(chǎn)，但是它典型地是由光刻技術(shù)形成的，光刻技術(shù) 可以提供要求的精度以及避免黑色矩陣內(nèi)的任何邊緣偽像和不連續(xù)。著 色劑是使用多通道的基于光閥的成像系統(tǒng)圖像狀地轉(zhuǎn)印到襯底上的。
濾色器的紅色、綠色和藍(lán)色部分是在單獨的步驟中成像的。每個成 像步驟牽涉到用下一個要成像的顏色供體替換先前的顏色供體。將濾色 器的每個紅色、綠色和藍(lán)色部分轉(zhuǎn)印到接納襯底上，使得每個顏色部分 與刻畫出每個彩色元件的黑色矩陣的對應(yīng)部分對準(zhǔn)。在將所有的顏色元 件轉(zhuǎn)印到襯底上之后，典型地對濾色器進行額外的退火步驟，以硬化轉(zhuǎn) 印后的濾色元件。
圖2示出了現(xiàn)有的基于光閥的成像頭。在硅襯底102上制造包括多個 可變形反射鏡元件101的線性光閥陣列100。激光器104使用包括柱面透 鏡108和110的合成(anamorphic)射束擴展器產(chǎn)生照射線106。 Gelbart 的美國專利5517359介紹了一種形成照射線的方法。照射線106穿過多個 元件101橫向展開，從而使得每個元件101都由照射線106的一部分照 亮。
透鏡l 12將來自元件101的激光照射聚焦穿過孔徑光闌116上的小孔 114。當(dāng)沒有啟動任何特定的元件101時，小孔114使來自這個元件的光 從中穿過。來自已啟動元件的光由孔徑光闌116阻擋。透鏡118對光閥100 成像，以形成成像掃描帶120。成像掃描帶120包括多個單個圖像狀調(diào)制 光束，可以使這些光束在襯底的區(qū)域上進行掃描，以形成成像。
在成像剛性襯底時(顯示板制造中通常是成像剛性襯底)，所使用 的成像器通常是平板成像器，平板成像器確保接納襯底處于平坦方位。 使接納襯底、或者成像光束陣列、或者二者的組合發(fā)生位移，以成像掃 描帶。Gelbart的美國專利6957773公開了一種適合于顯示板成像的高速 平板成像器的例子。按照另外一種可選方案，可以將柔性襯底緊固到輥 筒成像器的外表面或內(nèi)表面上，以實施掃描帶的成像。即使傳統(tǒng)上認(rèn)為 是剛性的襯底，比如玻璃，也可以在輥筒成像器上進行成像，只要該襯 底足夠薄并且輥筒的直徑足夠大。
圖3中示意性地示出了現(xiàn)有的濾色器直接成像方法。濾色器襯底18 的一部分已經(jīng)在熱轉(zhuǎn)印工藝中使用多個紅色條帶30-36形成圖案。每個
紅色條帶的寬度不僅需要與彩色元件的可見寬度一樣寬，而且還需要具 有足以部分重疊勾勒出每個相應(yīng)條帶內(nèi)的每個紅色元件的黑色矩陣垂 直段(未示出)的寬度。光閥IOO (例如，在多通道成像頭中找到的光
閥)具有多個可單個尋址的成像通道40，并且位于第一位置38。圖3用 虛線41畫出了成^f象通道40與轉(zhuǎn)印圖案之間的對應(yīng)關(guān)系。雖然光閥IOO在 圖3中是按照與成像圖案相同的比例畫出的，但是附圖3僅僅是示意性 的。圖3示出了成像通道40與正在寫入的圖案30-36之間的對應(yīng)關(guān)系，而 并非必定表示物理關(guān)系。在實踐中，如圖2中所示，可以由透鏡118將光 閥10 0成像到襯底上，透鏡118可以重新制定成像掃描帶在襯底的平面上 的大小和形狀。
在按照所要寫入的圖案對由光閥100生成的光束進行圖像狀調(diào)制的 同時，沿著主掃描方向42使這些光束在襯底上成像。適當(dāng)?shù)仳?qū)動象通道 子組48這樣的通道子組，以便在期望形成要素的地方產(chǎn)生一個或多個成 像光束，同時將與圖案不對應(yīng)的其它通道關(guān)閉。如果驅(qū)動所有這些通道 40來產(chǎn)生相應(yīng)的像素，則光閥100能夠產(chǎn)生寬度與由陣列中的第一個通 道成像的第一個像素與由陣列中最后一個通道成像的最后一個像素之 間的距離有關(guān)的成像掃描帶。
由于接納襯底18通常大得不能在單獨一個掃描帶內(nèi)得到成像，因此 很有可能需要多個掃描帶來完成成像。在這種情況下，在每個掃描帶得 到成像之后沿著副掃描方向44平移光閥100,以便使得后續(xù)的成像掃描 帶總體上與之前成像的掃描帶并排地排列整齊。如圖3中所示的，光閥 100沿著副掃描方向42的運動發(fā)生在每個掃描帶在主掃描方向42上的成 像完成之后。按照另外一種可供選用的方案，可以使接納襯底18相對于 光閥100沿著主掃描方向進行運動。按照另外一種可選方案，可以使光 閥在沿主掃描方向平移的同時沿著副掃描方向進行平移，以便補償由成 像系統(tǒng)實現(xiàn)的主掃描方向與圖像相對于接納襯底的期望方位之間可能 出現(xiàn)的歪斜。按照另外一種可選方案，對于輥筒型掃描儀來說，有可能 在成像的時候同時在主掃描和副掃描兩個方向上進行掃描，這樣沿著螺 旋線寫入圖像。
存在用于將之前成像的掃描帶與之后成像的掃描帶對齊的數(shù)種可 供選用的辦法。這些可供選用的辦法可以包括使之前和之后成像的掃描 帶重疊一個或多個通道寬度來作為防止掃描帶邊緣效應(yīng)的第 一步。按照
另外一種可選方案，可以將隨后成像的掃描帶的第一個成像通道與之前 成像的掃描帶的最后一個成像通道間隔開與光閥上的相鄰?fù)ǖ乐g的 間隔相應(yīng)的距離。按照另外一種可選方案，對于某些成像圖案，可以將 隨后成像的掃描帶的第一個成像通道與前一個成像通道間隔開不同于 光閥上的相鄰?fù)ǖ乐g的間隔的距離。
參照圖3，紅色條帶30、 32和條帶34的部分34'是在光束成像第一掃 描帶的時候通過沿著主掃描方向42相對于襯底18移動成像光束來寫入 的。在第一掃描帶完成時，使光閥100沿著副掃描方向44從位置38位移 到虛線所示的新位置38'。副掃描位移與光閥100上可用的通道的數(shù)量 (在這個例子中，是35個通道)相對應(yīng)。在副掃描位移之后，光閥IOO 處于位置38'上并且它的第一個通道46與它的最后一個通道45之前的位 置相鄰。于是光閥100的光束能夠成像另一個掃描帶，這個掃描帶包括 條帶34的部分34"。很難避免在條帶34的部分34'和34"之間的邊界上 出現(xiàn)如線47所示的可見不連續(xù)。即使成像通道的輸出功率有非常小的功 率變化(大于1%左右)，都會因為改變了所轉(zhuǎn)印的顏色量或者因為在 轉(zhuǎn)印材料中引入很小的氣穴或氣泡而影響所轉(zhuǎn)印顏色的光學(xué)密度。相鄰 成像掃描帶之間的可見不連續(xù)是"掃描帶到掃描帶"輝紋的一個例子。
當(dāng)通過熱轉(zhuǎn)印方法產(chǎn)生諸如濾色器之類的規(guī)律圖案時，掃描帶到掃 描帶輝紋可能會得到強化。轉(zhuǎn)印顏色的密度變化可能發(fā)生在成像掃描帶 的邊遠(yuǎn)邊緣上，因為與掃描帶的中心區(qū)域相比，在成像掃描帶的邊緣附 近的區(qū)域時，典型地會才殳入較少的熱量。典型地，轉(zhuǎn)印到接收較少熱量 的區(qū)域中的著色劑較少，而轉(zhuǎn)印到接收較多熱量的區(qū)域中的著色劑較 多。歸咎于熱轉(zhuǎn)印工藝和介質(zhì)的其它現(xiàn)象(即，除了所傳遞的熱能量之 外的現(xiàn)象)也可能造成每個掃描帶內(nèi)的光學(xué)密度變化。在掃描帶鄰接之 前成像的區(qū)域的邊緣表現(xiàn)得不同于該掃描帶鄰接未成像區(qū)域的邊緣的 某些條件下也會觀察到密度變化。
在將第二個顏色供體覆蓋在由之前成像的顏色供體在接納襯底上
成像的圖案之上的時候，可能會發(fā)生加熱轉(zhuǎn)印的變化。這種情形可能會 造成第二個顏色供體與接納襯底之間間距的變化，這樣會影響轉(zhuǎn)印的程
度。用于濾色器的熱轉(zhuǎn)印制造的典型顏色供體具有有限的成像寬容度 (latitude),因此認(rèn)為它具有非線性的成像性質(zhì)。此外，可能存在這 樣的非局部效應(yīng)在成像掃描帶內(nèi)存在或不存在給定要素可能會影響掃
描帶內(nèi)其它地方的要素的密度。
輝紋還可能由于單個掃描帶內(nèi)顏色轉(zhuǎn)印的變化而發(fā)生。顏色轉(zhuǎn)印的 均勻度可能在成像掃描帶內(nèi)不 一致，即使用于成像該掃描帶的通道陣列 之前曾經(jīng)接受過校準(zhǔn)，以在所有通道打開的情況下產(chǎn)生包括在掃描帶的 整個寬度內(nèi)均勻的光學(xué)性質(zhì)(比如光學(xué)密度)的掃描帶。
參照圖3，外側(cè)條帶30是由通道子組47成^f象的，而內(nèi)側(cè)條帶32是由 通道子組49成像的。從顏色供體轉(zhuǎn)印到接納襯底18上的顏色的均勻度可 能會由于成像給定條帶造成的溫度變化或者因為歸咎于熱轉(zhuǎn)印工藝的 非線性成像特性的其它機制而在給定成像掃描帶內(nèi)不 一致。
上相同的輸出輻射條件,、:爭印顏色的均勻度在掃描;內(nèi)也可能不 一工致。
具體來說，由于條帶30是在掃描帶的邊緣附近成像的，因此它可能會因 為它所處的位置而接收到比在掃描帶的中央部分內(nèi)成像的條帶32少的 熱能。結(jié)果，熱轉(zhuǎn)印工藝本身可能會導(dǎo)致掃描帶內(nèi)成像的條帶的規(guī)律圖 案內(nèi)的密度變化。由于這些條帶成像為規(guī)律圖案，因此條帶間光學(xué)密度 的任何變化都會導(dǎo)致降低濾色器質(zhì)量的可見波動。這種掃描帶內(nèi)的可見 波動是掃描帶間輝紋的 一個例子。
光學(xué)密度變化也可能在單個成像條帶內(nèi)自己顯現(xiàn)出來。例如，條帶 32由相應(yīng)的通道子組48成像。由于條帶32兩側(cè)都由未成像區(qū)域包圍，因 此熱轉(zhuǎn)印工藝的非線性成像特性將會得到強化。沿著條帶32的邊緣32A 和32B轉(zhuǎn)印到成像區(qū)域上的顏色量會減少，因為通道子組48的邊遠(yuǎn)成員 沒有將這些區(qū)域加熱到足夠的程度。通道子組4 8的內(nèi)側(cè)成員典型地將會 由于來自相鄰成像通道的泄漏熱量而把較多的顏色轉(zhuǎn)印到條帶32的內(nèi) 部部分。就此而言，條帶32可能具有沿著其寬度變化的光學(xué)密度。這一 變化與條紋圖案的規(guī)律周期性組合起來可能會導(dǎo)致人眼很容易看出的 可見波動。這些偽像無法由僅僅創(chuàng)建遍布成像陣列中的所有通道的均勻 一致的功率分布的現(xiàn)有方法來加以補救。同樣，應(yīng)當(dāng)注意的是，熱轉(zhuǎn)印 工藝的非線性成像特性可能是由除了成像期間傳遞的加熱量之外的現(xiàn) 象造成的。
在本發(fā)明的示例實施方式中，包括成像通道陣列(例如，激光束陣 列)的成像頭是按照所要成像的規(guī)律圖案來加以校準(zhǔn)的。該校準(zhǔn)可能專 門針對所要成像的規(guī)律圖案(該圖案可能是，例如，用于濾色器的彩色
元件圖案)。所要成像的規(guī)律圖案包括一連串規(guī)律重復(fù)的要素，其中每 個要素(例如濾色器中的條帶布置中的每個條帶)的寬度小于由通道陣 列成像的掃描帶的寬度。將成像通道陣列內(nèi)的通道子組校準(zhǔn)使得鄰接掃 描帶之間的掃描帶到掃描帶輝紋以及由規(guī)律圖案的成像本身造成的掃 描帶間輝紋最小。
要素的規(guī)律圖案可能包括如濾色器(例如，圖1A和1B之一中所示的
那種類型的濾色器)中所使用的一連串連續(xù)的或間斷的條帶。按照本發(fā) 明的某些實施方式，濾色器是通過熱轉(zhuǎn)印方法制造的，該方法牽涉到在 使成像頭以光柵掃描的方式橫跨接納襯底進行成像的時候，有色供體向 接納襯底上的圖像狀轉(zhuǎn)印?？梢允苟鄠€(例如紅色、綠色和藍(lán)色)顏色 供體相繼成像，以將它們各自的顏色圖像狀轉(zhuǎn)印到接納襯底上。單個彩 色元件可以由黑色矩陣勾勒出來。按照黑色矩陣所勾勒出來的樣子，單
個彩色元件可以為，例如，大約300，長、100，寬。
當(dāng)按照條帶配置產(chǎn)生濾色器時，要素的規(guī)律圖案將典型地包括成像 到黑色矩陣上的 一 連串連續(xù)的條帶或者線，從而產(chǎn)生了給定顏色的連續(xù) 彩色元件行。當(dāng)采用馬賽克或三角形配置時，要素的規(guī)律圖案典型地將 會包括成像到黑色矩陣上的一連串間斷的條帶，從而對于各種顏色，產(chǎn) 生了不連續(xù)的彩色元件行。
諸如SQUAREspot⑧熱成像頭之類的現(xiàn)有成像頭可以包括在副掃描方 向上的分辨率為5，并且掃描帶寬度接近5匪的成像通道。對于包括條 帶配置的典型濾色器而言，這些成像頭可以每個掃描帶每種顏色成像大 約16個條帶，其中每個條帶是由接近2 0個通道成像的。應(yīng)當(dāng)注意，各種 不同顏色的供體可能具有與其配對物不同的顏色轉(zhuǎn)印特性。對于用于成 像一種顏色的條帶的通道的數(shù)量來說，用于成像其它顏色的條帶的通道 數(shù)量略有不同并不罕見。
圖4是按照本發(fā)明的示例實施方式的成像和校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意性框 圖。這一系統(tǒng)可以用于成像規(guī)律圖案，比如濾色器。該系統(tǒng)可以通過例 如熱轉(zhuǎn)印方法進行成像。該系統(tǒng)包括成像裝置200，該成像裝置200又包 括激光器104、光閥陣列100和運動系統(tǒng)210。也可以使用產(chǎn)生多個成像 通道的其它機構(gòu)。對于多通道成像頭來說，有很多其它的設(shè)計方案。按 照本發(fā)明的系統(tǒng)對任何適當(dāng)?shù)亩嗤ǖ莱上裣到y(tǒng)都能夠發(fā)揮作用。
運動系統(tǒng)210可才乘作地在4妄納襯底18和光閥陣列10 0之間建立至少沿著主掃描方向42和副掃描方向44的受控相對運動，從而可以依照代表 所要成像的規(guī)律圖案的圖像數(shù)據(jù)按照規(guī)律圖案對接納襯底18進行成像。
該系統(tǒng)此外還包括掃描儀系統(tǒng)22 0,掃描儀系統(tǒng)22 0可以表征成像到 接納襯底18上的規(guī)律圖案的光學(xué)屬性。這一光學(xué)屬性可以包括成像在接 納襯底18上的規(guī)律圖案的光學(xué)密度或反射率。測量所記錄規(guī)律圖案的光 學(xué)密度會提供一種識別單個通道的輸出中的變化以及與歸咎于熱轉(zhuǎn)印 方法自身的任何非線性成像特性相關(guān)聯(lián)的變化的手段。遍及所成像規(guī)律 圖案測量的光學(xué)密度的變化會提供一種用于量化鄰接掃描帶之間的掃 描帶到掃描帶輝紋的程度以及由規(guī)律圖案的成像自身在每個掃描帶內(nèi) 造成的掃描帶間輝紋的程度的手段。在理想情況下，這一系統(tǒng)消除或最 小化對任何最后所得到的輝紋進行主觀人為解釋的需要。信賴人眼來評 價輝紋和其它偽像可能無法在要求苛刻的應(yīng)用(比如濾色器)中提供令 人滿意的結(jié)果。
在本發(fā)明的示例實施方式中，掃描儀系統(tǒng)220包括平板掃描儀。在 另一種示例實施方式中，掃描儀系統(tǒng)220是結(jié)合在成像裝置200中的。雖 然諸如光密度計之類的其它圖像獲取和測量裝置可能適合用作掃描儀 系統(tǒng)220,但是優(yōu)選地選用高分辨率掃描儀，因為它們具有對準(zhǔn)精確、 幾何比例均勻 一致、照明均勻的特點和獲取大量并行數(shù)據(jù)的能力。
在選擇掃描儀系統(tǒng)220的分辨率時，需要進行權(quán)衡。較高分辨率典 型地將會增加掃描時間。較低分辨率通常會使相鄰要素的區(qū)分變得復(fù) 雜。優(yōu)選地，掃描儀系統(tǒng)22 0的鄰接掃描元件之間的間距略微小于規(guī)律 圖案要素(例如，濾色器的條帶)的寬度。典型地，合適的掃描儀間距 大約為濾色器要素寬度的四分之一到十分之一 。
對于包括交替紅色、綠色和藍(lán)色規(guī)律圖案的濾色器應(yīng)用，掃描儀系 統(tǒng)220可以包括紅色、綠色和藍(lán)色信道。掃描儀系統(tǒng)220產(chǎn)生的掃描數(shù)據(jù) 典型地會產(chǎn)生非常大的文件。
將掃描數(shù)據(jù)提供給適當(dāng)?shù)膱D像數(shù)據(jù)處理器2 3 0,該圖像數(shù)據(jù)處理器 2 30包括一個或多個系統(tǒng)控制器，這些系統(tǒng)控制器可以至少對掃描數(shù)據(jù) 進行評價來確定任何光學(xué)密度變化。圖像數(shù)據(jù)處理器2 3 0能夠至少部分 地基于掃描數(shù)據(jù)來為每個成像通道確定修正系數(shù)。圖像數(shù)據(jù)處理器2 3 0 的輸出典型地是用于光閥陣列100的經(jīng)過調(diào)整的功率分布圖。掃描數(shù)據(jù)
處理是針對每個濾色器顏色重復(fù)進行的。
圖5示出了按照本發(fā)明的實施方式的一系列步驟。在步驟300中，采
用熱轉(zhuǎn)印方法來成像一個或多個測試片。每個測試片包括期望的規(guī)律圖
案。這些測試片由成像系統(tǒng)200成像到"假的"(dummy)接納襯底上。按 照另外 一種可選方案，可以將測試圖案成像到要在濾色器生產(chǎn)中采用的 接納襯底的不使用部分上。
在本發(fā)明的示例實施方式中，每個測試片為4妾近50 mm寬(即副掃 描方向)和50 mm長(即主掃描方向)。選擇這些尺寸是為了覆蓋大到 足以將由成像條件的零星變化引入的噪聲效應(yīng)減小到可接受的程度并 且將至少幾個成像掃描帶包含在該測試片內(nèi)的區(qū)域。當(dāng)用SQUAREspot⑧ 熱成像頭成像時，這些測試片將會包括大約10個掃描帶。其它尺寸也 可能適合用在本發(fā)明中。
每個測試片是按照校準(zhǔn)曲線成像的?？梢詫⑾嗤某上裉幚韰?shù)應(yīng) 用于測試片內(nèi)的每個成像掃描帶。有多種成像處理參數(shù)。比較重要的參 數(shù)之一是橫穿由多個成像通道成像的掃描帶建立均勻 一致的曝光量 級。將曝光量定義為在成像期間命中記錄表面的每單位輻射能的量。建 立這一均勻一致的曝光量典型地是通過均衡每個通道的功率輸出來實 現(xiàn)的。
優(yōu)選地在校準(zhǔn)之前，調(diào)節(jié)每個成像通道以提供基本相同的功率輸 出。這并非是強制性的，而是有助于為整個掃描帶的平均輸出功率定基
選地在校準(zhǔn)之前，表征所要成像的介質(zhì)，以便確定合適的曝光條件，既 不能欠曝光也不能過曝光。可以按照校準(zhǔn)曲線來成像每個測試片，在校 準(zhǔn)曲線中，從一個測試片到下一個測試片，使每個成^Jt道的輸出功率 改變O. 5%。在這種情況下，功率變化的10。/。色調(diào)范圍應(yīng)該需要21個測試 片。還可以使每個掃描帶的一小部分在一個測試片到下一個測試片保持 在恒定功率下，以便為成像響應(yīng)提供可以用于歸一化最終所得到的校準(zhǔn) 數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)。
不必將每個測試片局限于包括單一顏色的要素的規(guī)律圖案。在濾色 器的情況下，每個測試片可以包含濾色器中使用的所有各種顏色的規(guī)律 圖案。優(yōu)選地使各種具體顏色的要素的規(guī)律圖案按照制作實際的濾色器 時使用的同一順序與每個其它顏色的規(guī)律圖案交替排列。優(yōu)選地，按照
用于成像實際濾色器的同 一順序?qū)τ糜诔上駵y試片的每個具體顏色供 體進行成像。通過按照與產(chǎn)生實際濾色器時的方式相同的方式成像測試 片，能夠識別出不同顏色規(guī)律圖案之間的可視密度差。這些可視密度差 是因為之前顏色向接納襯底上的轉(zhuǎn)印(根據(jù)之前成像的顏色供體)都將 會起到將之后成像的供體的各部分與接納襯底進一 步間隔開的作用而 出現(xiàn)的?？勺兊拈g隔可以導(dǎo)致熱轉(zhuǎn)印工藝中的變化密度。優(yōu)選地也在每 個測試片中提供黑色矩陣，因為黑色矩陣本身的厚度可能在相繼成像的 顏色供體與接納襯底之間造成可變的間隙。
用于成像在每個測試片中的各種具體顏色的規(guī)律圖案的具體校準(zhǔn) 曲線可以是相同的或者也可以是不同的。每個曲線取決于所使用的每個 具體顏色供體的成像寬容度。用于第一個測試片中的每個顏色的基準(zhǔn)通 道激光功率可以是顏色與顏色間不同的。每個測試片中成像的每個具體 顏色是在獨立的成像步驟中采用專門的顏色供體成像的，當(dāng)完成了具體 顏色的成像步驟的時候，除去或者用另 一個顏色供體替換該具體的顏色 供體。
成像與每個測試片內(nèi)的特定顏色相應(yīng)的規(guī)律圖案所采用的通道子 組可以與或可以不與用來成4象測試片內(nèi)的另 一種顏色的通道子組相 同。顯然，成像測試片內(nèi)特定顏色的規(guī)律圖案所使用的通道子組應(yīng)當(dāng)與 成像實際濾色器中的特定顏色的規(guī)律圖案所使用的通道子組相同。
另 一種可供選用的方法可以此外還成〗象和修正備選的通道子組。可 以在偶然或應(yīng)急的情況下采用這些備選子組來成像濾色器。偶然情況可
修復(fù)時的情形。可替換的校準(zhǔn)通道子組將會使得濾:色器生產(chǎn)能夠繼續(xù)進
行，盡管可能生產(chǎn)能力較慢。
在步驟310中，掃描4義系統(tǒng)220掃描一個或多個測試片中的每一個。 掃描儀220輸出代表每個測試片的二維(2D)圖像的掃描儀數(shù)據(jù)，從該 數(shù)據(jù)中可以分析出測試片中存在的掃描帶到掃描帶和掃描帶間輝紋的程度。
測試片內(nèi)可見的任何輝紋圖案將會僅僅在副掃描方向上是基本上 周期性的，因為在沿著主掃描方向成像規(guī)律圖案時，幾何和曝光特性基 本上是不變的。由于任何輝紋圖案是在副掃描方向上基本上為周期性 的，因此可以從沿著副掃描方向取得的多個一維(1D)空間譜的主掃描
方向上的平均值中提取出表示測試片中存在的輝紋的程度的相同數(shù)值 信息。可以沿著主掃描方向?qū)τ扇魏谓o定成像通道記錄的成像像素進行 求平均，而不會損失任何相關(guān)的信息，只要掃描儀與測試片的對準(zhǔn)精確 得足以確保掃描儀的數(shù)據(jù)輸出與由該給定成像通道沿著主掃描方向記 錄的實際成傳 像素相對應(yīng)。
步驟310包括用掃描儀系統(tǒng)22 O對每個測試片進行掃描，其中各次掃 描是基本上沿著副掃描方向?qū)嵤┑摹?yōu)選地使成像測試片的副掃描軸對 準(zhǔn)成處于掃描儀系統(tǒng)220掃描方向的5度范圍之內(nèi)。在這種配置中，采樣 率可以由掃描儀內(nèi)的運動系統(tǒng)來加以控制。這一方位可以使沿1維掃描 儀傳感器的照明和/或檢測器響應(yīng)的不均勻 一 致的影響最小。
在另 一種實施方式中，優(yōu)選地使成像測試片的主掃描軸對準(zhǔn)成處于 掃描儀系統(tǒng)220掃描方向的5度范圍之內(nèi)。對于與某些掃描儀設(shè)計方案一 起使用的情況而言，這種配置是有益的，因為它可以提供不同的照明條 件。
就象包括三種不同顏色的交替100，條帶的濾色器圖案的情況那 樣，測試片可以包含具有高空間頻率的規(guī)律圖案。可以將測試片放在掃 描儀系統(tǒng)2 2 0的焦點之外，以便將光學(xué)分辨率限制在掃描儀系統(tǒng)2 0 0采樣 率的 一 半左右。這能夠?qū)崿F(xiàn)用于包含高空間頻率的規(guī)律圖案的防混疊低 通濾波器。超出焦點工作還可以模仿人眼的空間分辨率，從而最后所得 到的輝紋測量將與輝紋的視覺感受相一致。
掃描儀系統(tǒng)220輸出的掃描數(shù)據(jù)可以包括由M個掃描儀像素(即，沿 著主掃描方向42)和N個掃描儀像素(即，沿著副掃描方向44)組成的 二維位圖。在本文中，掃描儀像素指的是由掃描儀輸出的像素。在測試 片是為濾色器應(yīng)用準(zhǔn)備的情況下，位圖可以是包括代表所使用的三種顏 色的數(shù)據(jù)的彩色位圖。沿著副掃描方向44位于彼此相鄰位置上的每組N 個掃描儀像素在本文中將被稱為副掃描線。掃描數(shù)據(jù)包含M個副掃描 線，為這些副掃描線分配了下標(biāo)m = 1,2，. ..，M,這些下標(biāo)反映這些副 掃描線在掃描矩陣中的順序。以mm為單位測量的每個副掃描線中的鄰接 掃描像素之間的間距等于A = 25.4/dpi,其中"dpi"以每英寸點數(shù)為單 位代表掃描儀采樣率。每個掃描像素的副掃描坐標(biāo)等于x。 -n*A,其中 n-l,2, ... , N。
圖6示出了包括紅色、綠色和藍(lán)色條帶的三條交替規(guī)律圖案的濾色
器的掃描圖像505的一部分。沒有示出黑色矩陣。掃描極限量可以包括 沿著主掃描方向42延伸并且位于副掃描坐標(biāo)系統(tǒng)的起始位置的未成像 白邊510。未成像白邊510可以用來將測試片內(nèi)的給定規(guī)律圖案的起始點 引用(reference)到成像這一給定的條帶的規(guī)律圖案的具體成像通道 子組。其它的示例實施方式可以采用其它可供選用的引用系統(tǒng)，包括但 不局限于，增加相繼成像要素之一的成像曝光量，以創(chuàng)建下標(biāo)。可以為 在這些高曝光量級上工作的相應(yīng)成像通道子組引用這一下標(biāo)，這樣能夠 實現(xiàn)其它規(guī)律圖案與對它們進行成像的相應(yīng)成像通道子組的對準(zhǔn)。
回過頭來參照圖5，在步驟320,將掃描數(shù)據(jù)饋送給圖像數(shù)據(jù)處理器 2 30以進行分析。在濾色器包括以規(guī)律圖案布置的多個交替的要素組的 情況下，在步驟330中將每個要素組分離并且單獨地加以分析。在測試 片用于包括重復(fù)有色條帶的三條交替組的濾色器的情況下，代表任何給 定有色條帶的掃描數(shù)據(jù)的部分可以包括所有三種顏色分量的分量(例如 紅綠藍(lán))。可能不能看到掃描數(shù)據(jù)的單獨一個彩色通道并且完全區(qū)分出 給定的條帶彩色規(guī)律圖案的掃描圖像。
可以采用不同的方法來識別掃描數(shù)據(jù)中與測試片中特定顏色區(qū)域 相應(yīng)的部分。例如，紅色、綠色和藍(lán)色條帶將會分別主要具有紅色、綠 色和藍(lán)色掃描4義通道優(yōu)勢(dominance)。以紅色條帶為例來講，可以 通過確定紅色掃描儀通道與藍(lán)色和綠色掃描儀通道的比值并且除去圖 像中紅色掃描儀通路與綠色和藍(lán)色掃描儀通路的比值低于為識別紅色 條帶而設(shè)定的預(yù)定閾值的部分來濾除掉另一種顏色條帶圖像中存在的 紅色掃描儀通道分量。
可以根據(jù)與紅色、綠色和藍(lán)色濾色器元件相應(yīng)的掃描儀輸出的詳細(xì)
檢查來選擇適當(dāng)?shù)拈撝?，例如，通過在三維色彩空間內(nèi)分析不同濾色器 元件的數(shù)據(jù)。在這種情況下，將與藍(lán)色、綠色和不希望有的紅色掃描儀 通路部分相應(yīng)的掃描數(shù)據(jù)的信號電平設(shè)置為零，來提供分離的掃描規(guī)律 圖案515 (即，在這種情況下，分離的掃描數(shù)據(jù)與紅色條帶相對應(yīng))的 掃描表示，如圖7所示?？梢葬槍y試片中的其它顏色的條帶重復(fù)進行 這一處理。
描數(shù)據(jù)中提取規(guī)律圖案的合適顏色的圖像。例如，可以在上面的例子中 測量紅色條帶顏色的紅色、綠色和藍(lán)色分量，并且通過將每個分量除以
紅色、綠色和藍(lán)色分量的平方和的平方根來歸一化該紅色條帶顏色的紅 色、綠色和藍(lán)色分量。此后，可以對圖像數(shù)據(jù)中的每個像素應(yīng)用同樣的 歸一化，并且可以計算出像素顏色到紅色條帶上的顏色投影，該顏色投 影被計算為圖像像素的相應(yīng)歸 一化顏色分量與測量的紅色條帶顏色的 乘積的總和。在這種情況下，如果上述投影小于預(yù)定閾值，則將與藍(lán)色、 綠色和不希望有的紅色掃描儀通路部分相應(yīng)的掃描數(shù)據(jù)像素的信號電 平設(shè)置為零。
對于僅僅包括單獨一組規(guī)律圖案的應(yīng)用來說，不需要進行這一分離 步驟，并且可以采用單獨一個通道的掃描^f義。就此外還要注意，如果測 試片包含了黑色矩陣，則很容易基于平均掃描儀信號電平檢測出掃描數(shù) 據(jù)中包括黑色矩陣貫穿條的圖像的部分并且將其拋棄。
不太可能將掃描儀系統(tǒng)22 0與測試片的副掃描方向完美對齊，因為 允許有5度的公差。應(yīng)該修正任何明顯的不對準(zhǔn)，以便確保與規(guī)律圖案 的每個要素相應(yīng)的掃描數(shù)據(jù)能夠被引用到成像這一要素的具體成像通
道子組。在規(guī)律圖案成像期間可能也會造成掃描圖像在副掃描方向上來 回擺動的接補掃描帶中的振蕩可能也會帶來額外的不對準(zhǔn)效果。
參照圖5,在步驟340中將分離的掃描數(shù)據(jù)中的每個副掃描線位移到 基準(zhǔn)位置上。在本發(fā)明的一種實施方式中，這一位移是通過首先將每個 副掃描線中的數(shù)據(jù)乘以窗口函數(shù)來完成的，比如由下式l合出的Hanning 窗口函數(shù)
H(n)= 0.5(1 - cos(2"n-l)/(N-1))。 然后可以為與給定規(guī)律圖案(即，濾色器情況下的有色條帶組之 一 )相應(yīng)的分離掃描數(shù)據(jù)中的每個副掃描線生成 一 維快速付立葉變換 (1D FFT)。
每個1D FFT將會包含N個代表相應(yīng)副掃描線空間譜的復(fù)傅里葉變換 幅度的復(fù)數(shù)。前N/2個復(fù)幅度相當(dāng)于以iMT為單位測量的正空間頻率，并 且等于(n-l)/(N*A)。圖8中示出了第m個副掃描線的空間功率頻譜并且 該空間功率頻譜等于復(fù)幅度的實部和虛部的平方和。在空間頻率1 /L附 近尋找"主峰值"520,其中L等于規(guī)律圖案的周期。在濾色器的情況下， L應(yīng)該等于每個顏色的細(xì)長條帶的空間周期。計算第m個副掃描線的相位 角Om，該相位角為主峰值的復(fù)幅度的虛部和實部的比值的反正切 (arctangent )。
圖9A中的曲線圖示出了所需的第m個副掃描線位移dxm，并且計算為 dxm=L(0>m/2;r)，其中01=1,2, ...，M。掃描數(shù)據(jù)中的噪聲能夠?qū)е乱欢?的散射，如圖9B中所示。圖9B示出了圖9A中曲線的一'卜部分?？梢酝ㄟ^ 例如五次多項式p (m) =&。+&1*111+&2*1112+&3*1113+&4*1114+&5*1115來逼近第m個副掃 描線位移dxm的"最佳擬合"，其中系數(shù)a。、 a" a2、 a3、 a4和a5是由擬合dxm 與m的對應(yīng)關(guān)系的最小平方確定的。本發(fā)明的其它實施方式可以采用其 它的"最佳擬合"算法。
如果使用二維快速付立葉變換(2DFFT)計算出了每個2D圖像的空 間譜，則對于NxM像素的圖像，這一操作所需的計算時間應(yīng)該傾向于增 加為(Nlog2N) (Mlog2M)。不過，處理M個1D FFT所需要的計算時間變化為 M(N*log2N)。這表明與采用2D FFT相比，計算速度提高了 1og2M倍。M通 常處于幾千的范圍之內(nèi)，本發(fā)明的這種實施方式所采用的1D FFT相比于 2D FFT方法來說提供了明顯提高的處理速度。
圖10A示出了對于第一個和第M個副掃描線，掃描信號電平是副掃描 像素下標(biāo)(即，n:l到N)的函數(shù)。為了簡明，移除了其它副掃描線數(shù) 據(jù)。明顯的位移清晰可見。對于每個副掃描線m，掃描信號電平是按照 公式一 (k) =s (x ) +s (xn+1) X》/ (xw-Xn)針對位移網(wǎng)格&=k* A+p (m) (其中k:l,2，.，.，N)內(nèi)插得來的，其中n是這樣的使得x。是小于^的 最大的x 。針對位移網(wǎng)格的這一 內(nèi)插實現(xiàn)了沿著主掃描軸對齊濾色器要 素的圖像剪切。圖10B示出了用于第一和第M個副掃描線的經(jīng)過修正的掃 描信號電平。經(jīng)過位移的輪廓與每個副掃描線的掃描信號電平重疊并且 代表沿著所掃描的規(guī)律圖案的每個成員在主掃描方向上的信號密度變 化。
參照圖5 ,在步驟350中對來自每個位移副掃描線的數(shù)據(jù)進行求平 均。在掃描儀行間對具有相同下標(biāo)k的內(nèi)插信號電平進行求平均
其中k4，2， ...，N。結(jié)果稱為標(biāo)繪輪廓，如圖ll中所示，并且代表 沿著正在加以分析的具體規(guī)律圖案的主掃描方向進行了求平均的圖像 屬性。其中輪廓由連續(xù)的與特定濾色器要素(即，與特定顏色對應(yīng)的條 帶)相應(yīng)的非零信號區(qū)域組成，這些連續(xù)的非零信號區(qū)域由零信號區(qū)域
(與其它顏色相應(yīng)的條帶區(qū)域)分離。每個非零信號區(qū)域表示要素的規(guī)
律圖案的每個成員之間的變化，由虛線(ghosted line) 525表示。這
些變化可能會造成掃描帶到掃描帶和掃描帶間輝紋或不均勻 一致。尤其
是在濾色器的情況下，這些變化可能會導(dǎo)致不希望的可視結(jié)果。
連續(xù)非零區(qū)域的總數(shù)等于每掃描帶成像的特定規(guī)律圖案的要素數(shù)
量Nf乘以標(biāo)繪圖中成像掃描帶的數(shù)量Ns 。給定掃描帶內(nèi)成像的規(guī)律圖案
的每個要素將會在后續(xù)的掃描帶中重復(fù)出現(xiàn)?？梢詾槊總€非零連續(xù)區(qū)域 賦予兩個下標(biāo)，nf = 1, . ， Nf和ns-l， . . ， Ns,其中nf標(biāo)識每個掃描帶內(nèi)的 單個要素，m代表單個掃描帶。
識別標(biāo)志元素sig (nO被計算具有下標(biāo)為n,的所測量的平均信號電 平的所有非零連續(xù)區(qū)域間的平均值?？梢詢H僅由如圖12中所示的每個區(qū) 域的中間部分5 3 0來計算信號電平的平均值，以使噪聲影響和/或偽像最 小。圖12示出了圖ll中所示的區(qū)域之一的詳細(xì)視圖。在濾色器的情況 下，已經(jīng)用實驗手段證明，濾色器行的邊緣傾向于造成與光從行邊緣上 的散射相關(guān)的偽像。通過對每個區(qū)域的中心進行采樣，可以避免邊緣數(shù) 據(jù)并且提高識別標(biāo)志元素的質(zhì)量。
圖13中所示的"識別標(biāo)志"540中示出了來自每個掃描帶的眾多識別 標(biāo)志元素的平均值。圖13示出了針對由光閥10 0成像的每個掃描帶內(nèi)記 錄的規(guī)律圖案的多個要素(在本情況中，是16個)的平均響應(yīng)。
參照圖5，在步驟360中，圖像數(shù)據(jù)處理器230輸出修正指令來調(diào)節(jié) 成像通道子組，以減小與所成像的規(guī)律圖案的成員相應(yīng)的單個識別標(biāo)志 元素之間的差異。在濾色器的情況下，這一處理可以針對濾色器中的每 個顏色進行。然后可以生成一個或多個額外的測試片來證實結(jié)果。
通過為每個識別標(biāo)志元素提供一個數(shù)值范圍而不是單獨一個平均
值，可以使用更高的精確度。該數(shù)值范圍應(yīng)該與由相應(yīng)通道子組內(nèi)的特 定成像通道成像的規(guī)律圖案的部分成員相對應(yīng)。
修正指令可以調(diào)節(jié)多通道成像系統(tǒng)的輸出輻射特性，具體來說是調(diào) 節(jié)通道子組與由該通道子組成像的規(guī)律圖案的特定要素相對應(yīng)的功 率。這些修正值可以通過在各種不同的成像檢測片中搜尋具有最平坦識 別標(biāo)志的測試片來產(chǎn)生?？梢詫碜愿鞣N不同測試片的識別標(biāo)志與用于 成像每個測試片的輸出輻射特性的變化關(guān)聯(lián)起來。這可以使用諸如估算 輸出輻射特性到所測量的光學(xué)密度的傳遞函數(shù)之類的本領(lǐng)域技術(shù)人員
7〉知的技術(shù)來完成。
在本發(fā)明的示例實施方式中，給定圖像通道子組的平均功率是根據(jù) 相應(yīng)成像要素的 一部分的光學(xué)密度的平均值來加以調(diào)節(jié)的。在本發(fā)明的 另一種示例實施方式中，在使第二組子組的平均功率發(fā)生變化的同時， 使第 一組成像通道子組的平均功率保持在恒定不變的水平上，使得第一 組子組能夠起到基準(zhǔn)的作用。在本發(fā)明的另一種示例實施方式中，在給 定測試片內(nèi)，可以使光學(xué)輻射特性在主掃描方向上周期性地發(fā)生變化， 優(yōu)選地是在兩個功率電平上變化，并且針對這兩個功率電平求平均的相 應(yīng)光學(xué)密度，使得允許估算功率電平與光學(xué)密度之間的傳遞函數(shù)。在給 定測試片內(nèi)使用這種調(diào)制方案可以提高傳遞函數(shù)的估算精確度。就此而 言，要素本身的光學(xué)密度內(nèi)的任何變化都可以得到修正。
可以意識到，本文介紹的方法可以用來優(yōu)化用于成像要素的期望規(guī) 律圖案的成像通道子組的成像通道的設(shè)置。每個像素子組對應(yīng)于規(guī)律圖 案的特定要素并且對每個像素子組加以調(diào)整，以確保該要素的光學(xué)密度 基本上與每個掃描帶內(nèi)的其它要素的光學(xué)密度等同，不管可能會在掃描 帶內(nèi)該要素的位置上發(fā)生任何變化。在濾色器的情況下，如果濾色器是 使用激光器陣列成像的，該激光器陣列被校準(zhǔn)以提供陣列內(nèi)所有成像通 道的均勻 一致的輸出輻射電平或者被校準(zhǔn)以沿著由陣列中開啟的所有 成像通道成像的掃描帶的整個寬度提供光學(xué)屬性均勻一致的記錄圖 像，則顏色元件當(dāng)中的均勻一致得到保證，這樣會有益地得到比本該實 現(xiàn)地特性更好的視覺特性。
本發(fā)明的其它實施方式可以采用這樣^^開的處理的變化形式。例
如
步驟350可以對總共M個副掃描線的較小子組進行求平均。這些較 小子組應(yīng)當(dāng)大得足以減小可能出現(xiàn)的噪聲影響。
，在濾色器應(yīng)用的情況下，規(guī)律圖案不必局限于"條帶配置"。也可 以采用包括馬賽克或三角形配置的規(guī)律圖案作為測試片。在這些實施方 式中，所分析的副掃描線的數(shù)量可以不等于M(即，測試片的整個長度)， 而是可以與主掃描方向上的主觀顏色元件的長度相對應(yīng)。可以針對多個 顏色元件實施分析，以對結(jié)果進行求平均。不過這些配置可能會由于每 個單元的長度相對較短而受到噪聲約束。
，不直接分析測試片，也可以對成像顏色供體進行分析。優(yōu)選地按
像測試片的顏色供體進行成像。這種方法有益地使得我們能夠測試所生 產(chǎn)的實際濾色器，而不需要生產(chǎn)會阻礙生產(chǎn)的單獨的測試片。分析顏色 供體應(yīng)當(dāng)考慮由實際熱轉(zhuǎn)印工藝期間發(fā)生的顏色的任何消耗或汽化造
成的影響。
雖然本發(fā)明是針對制造顯示器來加以介紹的，但是本文介紹的方法 可以直接應(yīng)用于任何規(guī)律圖案的成像，包括電子裝置(比如聚合半導(dǎo)體
陣列)和芯片上實'險室(lab-on-a-chip LOC)裝置的陣列。LOC4支術(shù)是4義 器制造和醫(yī)療保健行業(yè)中正在迅速發(fā)展的研究課題。原理是生產(chǎn)自動 的、微小規(guī)模的實驗室，以使得樣品制備、流體處置、分析和檢測步驟 能夠在單獨一個微芯片的范圍之內(nèi)實施。LOC芯片可以具有數(shù)個重復(fù)的 圖案要素。
鑒于前面公開的內(nèi)容，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯而易見的 是，在實踐本發(fā)明的過程中，可能有很多的更改和改變，而不會背離本 發(fā)明的思想或范圍。
權(quán)利要求
1.一種校準(zhǔn)包括多個成像通道的成像頭的方法，該方法包括在由成像頭成像的一個或多個掃描帶內(nèi)成像要素的規(guī)律圖案，其中要素的規(guī)律圖案在至少副掃描方向上重復(fù)，和包括至少由多個成像通道的第一部分成像的第一要素和由多個成像通道的第二部分成像的第二要素，第一和第二部分都少于所有的成像通道，并且第一要素和第二要素都成像在一個或多個掃描帶中的同一個掃描帶內(nèi)；測量第一和第二要素中每一個的光學(xué)屬性；和至少部分地基于所測量的光學(xué)屬性，調(diào)整下列至少之一內(nèi)的一個或多個成像通道所述多個成像通道的第一部分，和所述多個成像通道的第二部分，其中在進行要素的規(guī)律圖案的后續(xù)成像時，使得第一和第二要素的光學(xué)屬性基本上相同。
2. 按照權(quán)利要求l所述的方法，其中對規(guī)律圖案進行成像包括在 熱轉(zhuǎn)印工藝中成像所述規(guī)律圖案。
3. 按照權(quán)利要求l所述的方法，其中測量第一和第二要素中每一 個的光學(xué)屬性包括測量第一要素和第二要素中每一個的光學(xué)密度。
4. 按照權(quán)利要求3所述的方法，其中測量第一和第二要素的光學(xué) 密度包括測量在第一主掃描位置上的第一和第二要素中每一個的光學(xué)密度。
5. 按照權(quán)利要求4所述的方法，包括測量至少第二主掃描位置上 第一和第二要素中每一個的光學(xué)密度。
6. 按照權(quán)利要求5所述的方法，其中測量第一和第二要素中每一 個的光學(xué)密度包括用掃描儀系統(tǒng)掃描第 一和第二要素。
7. 按照權(quán)利要求6所述的方法，包括沿著副掃描方向掃描第一和 第二要素。
8. 按照權(quán)利要求6所述的方法，包括在焦點之外掃描第一和第二要素。
9. 按照權(quán)利要求7所述的方法，包括輸出來自掃描儀系統(tǒng)的掃描 數(shù)據(jù)，該掃描數(shù)據(jù)包括至少與第一主掃描位置相應(yīng)的第一副掃描線，和 與第二主掃描位置相應(yīng)的第二副掃描線。
10. 按照權(quán)利要求9所述的方法，包括掃描表示要素的規(guī)律圖案在 副掃描方向上的起始位置的區(qū)域。
11. 按照權(quán)利要求9所述的方法，其中要素的規(guī)律圖案的每個成員包括多種顏色中的至少一種，并且其中 第一和第二要素都包括相同的顏色；和該方法此外還包括分離掃描數(shù)據(jù)，以排除與至少第三要素相應(yīng)的數(shù) 據(jù)，至少第三要素具有與第 一和第二要素的顏色不同的顏色。
12. 按照權(quán)利要求9所述的方法，其中要素的規(guī)律圖案包括濾色器 要素的圖案，并且該方法包括分離掃描數(shù)據(jù)，以排除與至少第四要素相 應(yīng)的數(shù)據(jù)，該至少第四要素對應(yīng)于黑色矩陣的一部分。
13. 按照權(quán)利要求9所述的方法，包括將第二副掃描線與第一副掃 描線對齊，其中將與第 一 副掃描線中的第 一 和第二要素相對應(yīng)的數(shù)據(jù)沿 著副掃描方向與對應(yīng)于第二副掃描線中的第一和第二要素的數(shù)據(jù)對齊。
14. 按照權(quán)利要求13所述的方法，包括為第一和第二副掃描線中的 每一個生成1D FFT,以產(chǎn)生相應(yīng)的第一和第二副掃描線空間頻譜。
15. 按照權(quán)利要求14所述的方法，其中將第二副掃描線與第一副掃 描線對齊包括沿著副掃描方向?qū)⒌诙睊呙杈€相對于第一副掃描線位 移至少部分地基于所述頻譜中峰值的相位角的量。
16. 按照權(quán)利要求14所述的方法，包括將與第一和第二副掃描線中 的至少一個相應(yīng)的掃描數(shù)據(jù)乘以Hanning窗口函數(shù)。
17. 按照權(quán)利要求14所述的方法，包括 識別每個頻譜內(nèi)的主峰值； 確定主峰值中每一個的相位角，和 基于相應(yīng)的相位角對齊副掃描線。
18. 按照權(quán)利要求13所述的方法，包括對與第 一副掃描線中的第 一要素相應(yīng)的數(shù)據(jù)和與第二副掃描線中 的第一要素相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行求平均，以產(chǎn)生第一識別標(biāo)志元素，和對與第 一副掃描線中的第二要素相應(yīng)的數(shù)據(jù)和與第二副掃描線中 的第二要素相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行求平均，以產(chǎn)生第二識別標(biāo)志元素。
19. 按照權(quán)利要求18所述的方法，其中一個或多個掃描帶包括第一 掃描帶和至少第二掃描帶，該方法此外還包括在第一和第二掃描帶中的每一個之內(nèi)成像第一和第二要素； 對與第一掃描帶相應(yīng)的第一識別標(biāo)志元素和與第二掃描帶相應(yīng)的第一識別標(biāo)志元素進行求平均，以產(chǎn)生平均的第一識別標(biāo)志元素，和 對與第一掃描帶相應(yīng)的第二識別標(biāo)志元素和與第二掃描帶相應(yīng)的第二識別標(biāo)志元素進行求平均，以產(chǎn)生平均的第二識別標(biāo)志元素。
20. 按照權(quán)利要求18所述的方法，此外還包括通過調(diào)整至少一個成 <象通道來修正第 一 識另l！標(biāo)志元素和第二識別標(biāo)志元素之間的任何差異。
21. 按照權(quán)利要求19所述的方法，此外還包括通過調(diào)整一個或多個成像通道來修正平均的第 一識別標(biāo)志元素和平均的第二識別標(biāo)志元素 之間的任何差異。
22. 按照權(quán)利要求l所述的方法，包括使用成像頭成像至少兩個不 同的規(guī)律圖案并且針對至少兩個不同的規(guī)律圖案中的每一個執(zhí)行校準(zhǔn)。
23. 按照權(quán)利要求l所述的方法，其中要素的規(guī)律圖案包括濾色器 要素的圖案。
24. 按照權(quán)利要求2 3所述的方法，其中濾色器要素包括多個不同顏 色的細(xì)長條帶，并且每種顏色的細(xì)長條帶是單獨成像的。
25. 按照權(quán)利要求2 3所述的方法，其中濾色器要素的圖案包括多個 不同顏色的要素并且每種顏色的要素是單獨成像的。
26. 按照權(quán)利要求25所述的方法，包括 提供濾色器接納襯底； 在接納襯底上形成黑色矩陣； 提供用于每種圖案顏色的顏色供體單元；和接著，用每個顏色供體單元覆蓋在襯底上形成的黑色矩陣，對與供 體顏色相應(yīng)的圖案顏色要素進行成像，并且除去成像后的顏色供體單 元。
27. 按照權(quán)利要求26所述的方法，其中 第一和第二要素都包括同一種顏色，和測量第 一和第二要素中的每一個的光學(xué)屬性包括測量成像到接納 襯底上的第一和第二要素中的每一個的光學(xué)密度。
28. 按照權(quán)利要求25所述的方法，其中 第一和第二要素是從第一顏色供體單元上成像的，和測量第一和第二要素中的每一個的光學(xué)屬性包括測量與第一和第二要素中的每一個對應(yīng)的第 一顏色供體單元上的圖像的光學(xué)密度。
29. 按照權(quán)利要求1所述的方法， 試片上。
30. 按照權(quán)利要求1所述的方法, 個或多個聚合半導(dǎo)體元件的要素。
31. 按照權(quán)利要求1所述的方法， 片上實驗室裝置的元件的要素。包括將要素的規(guī)律圖案成像到測 其中要素的規(guī)律圖案包括代表一 其中要素的規(guī)律圖案包括代表芯
32. —種校準(zhǔn)用于成像要素的規(guī)律圖案的多通道成像頭的設(shè)備；其 中要素的規(guī)律圖案在由成像頭成像的一個或多個掃描帶內(nèi)成像， 至少在副掃描方向上重復(fù)，和包括由多通道的第 一部分成像的第 一要素和由多通道的第二部分 成像的第二要素，第一和第二部分都少于多通道的總數(shù)，并且第一要素 和第二要素都在一個或多個掃描帶中的同 一個掃描帶內(nèi)成像；該設(shè)備包 括掃描儀，該掃描儀可以進行這樣的操作沿著副掃描方向掃描第一要素和第二要素，和 輸出掃描數(shù)據(jù)，該掃描數(shù)據(jù)包括與第一主掃描位置相應(yīng)的第一 副掃描線，和與至少第二主掃描位置相應(yīng)的第二副掃描線，和圖像數(shù)據(jù)處理器，包括一個或多個系統(tǒng)控制器，該圖像數(shù)據(jù)處理器 可以進行這樣的操作沿著副掃描方向?qū)⒌谝桓睊呙杈€與第二副掃描線對齊，對與第 一副掃描線中的第 一要素相應(yīng)的數(shù)據(jù)和與第二副掃描線中的第一要素相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行求平均，以產(chǎn)生第一識別標(biāo)志元素，和 對與第 一副掃描線中的第二要素相應(yīng)的數(shù)據(jù)和與第二副掃描線中的第二要素相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行求平均，以產(chǎn)生第二識別標(biāo)志元素，和通過輸出^f務(wù)正指令來^f多正第 一識別標(biāo)志元素和第二識別標(biāo)志元素之間的任何差異，修正指令可操作地調(diào)整下列至少之一 內(nèi)的至少 一個成 像通道多通道的第一部分，和 多通道的第二部分。
33. 按照權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中圖像數(shù)據(jù)處理器此外還可以 進行這樣的操作為第一和第二副掃描線中的每一個生成1D FFT，以產(chǎn)生相應(yīng)的第一副掃描線空間頻譜和相應(yīng)的第二副掃描線空間頻譜。
34. 按照權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中圖像數(shù)據(jù)處理器此外還可以 進行這樣的操作將第一和第二副掃描線中的至少一個乘以Hanning窗口函凄t。
35. 按照權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中圖像數(shù)據(jù)處理器此外還可以 進行這樣的操作識別第 一和第二副掃描線空間頻譜中的每一個之內(nèi)的主峰值； 由每個主峰值確定相位角，和依照每個相位角，將第一副掃描線與第二副掃描線對齊。
36. 按照權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中一個或多個掃描帶包括第一 掃描帶和第二掃描帶，第一和第二要素在第一和第二掃描帶中的每一個 內(nèi)成像；并且其中圖像數(shù)據(jù)處理器此外還可以進行這樣的操作對與第一掃描帶相應(yīng)的第一識別標(biāo)志元素和與第二掃描帶相應(yīng)的 第一識別標(biāo)志元素進行求平均，以產(chǎn)生平均的第一識別標(biāo)志元素，和 對與第一掃描帶相應(yīng)的第二識別標(biāo)志元素和與第二掃描帶相應(yīng)的第二識別標(biāo)志元素進行求平均，以產(chǎn)生平均的第二識別標(biāo)志元素。
37. 按照權(quán)利要求36所述的設(shè)備，其中圖像數(shù)據(jù)處理器可以進行這 樣的操作通過輸出附加修正指令來修正平均的第 一識別標(biāo)志元素和平 均的第二識別標(biāo)志元素之間的任何差異，附加修正指令可操作地調(diào)整至 少一個成像通道。
38. —種由熱轉(zhuǎn)印工藝產(chǎn)生的濾色器，所述熱轉(zhuǎn)印工藝包括權(quán)利要 求l所述的方法。
39. —種用于對按照權(quán)利要求l所述的方法校準(zhǔn)的要素的規(guī)律圖案 進行成像的多通道成像頭。
40. —種校準(zhǔn)多光束成像系統(tǒng)的方法，該多光束成像系統(tǒng)用于產(chǎn)生 圖像，每個圖像包括在副掃描方向具有預(yù)定間隔的要素的規(guī)律圖案，該 方法包括提供規(guī)定測試圖案的測試圖像數(shù)據(jù)，所述測試圖案包括在副掃描方 向上具有預(yù)定間隔的多個要素；按照測試圖像數(shù)據(jù)操作成像系統(tǒng)，以將測試圖案成像到襯底上，使 得測試圖案的多個要素在成像系統(tǒng)的單獨 一 個掃描帶內(nèi)成像；光學(xué)掃描測試圖案的掃描帶，識別掃描帶內(nèi)的多個要素，并且獲得代表多個要素間光學(xué)屬性的差異的差異數(shù)據(jù)；和，至少部分地基于差異數(shù)據(jù)，調(diào)整與成像要素之一相應(yīng)的光束中的至 少一個的一個或多個屬性，從而減小多個要素間光學(xué)屬性的差異。
全文摘要
按照預(yù)定的規(guī)律圖案對多通道成像頭進行校準(zhǔn)，以使在規(guī)律圖案成像期間掃描帶到掃描帶和掃描帶間變化最小。按照預(yù)定的規(guī)律圖案對成像頭的成像參數(shù)進行優(yōu)化。
文檔編號G02B26/10GK101194199SQ200680020045
公開日2008年6月4日 申請日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者H·R·茨維克, J·V·卡斯帕, S·阿夫魯澤, V·卡拉修克, W·D·張 申請人:加拿大柯達(dá)圖形通信公司