【摘 要】
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喷墨打印技术材料利用率高、制造成本低,已经成为大尺寸新型显示器件的变革性制造技术,然而其核心制造装备受制于日、韩、美等国,是制约我国新型显示行业自主发展的“卡脖子”技术。喷墨打印制造环节中基板定位误差是导致打印缺陷产生的主要因素之一,无缺陷新型喷墨打印工艺中要求基板定位误差小于3μm,现有的定位方法难以满足工艺需求。针对喷墨打印装备中基板定位以及偏转角度检测问题,本文将基板上最显著的像素坑作为定位
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目:电流体喷印飞升级墨滴阵列调控机理研究（51975236）； 国家重点研发项目:高性能印刷电子器件的高精度跨尺度喷印制造基础研究（2018YFA0703203）； 广东省重点领域研发项目:印刷OLED显示高精度喷墨打印设备研发及应用（2019B010924005）；
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喷墨打印技术材料利用率高、制造成本低,已经成为大尺寸新型显示器件的变革性制造技术,然而其核心制造装备受制于日、韩、美等国,是制约我国新型显示行业自主发展的“卡脖子”技术。喷墨打印制造环节中基板定位误差是导致打印缺陷产生的主要因素之一,无缺陷新型喷墨打印工艺中要求基板定位误差小于3μm,现有的定位方法难以满足工艺需求。针对喷墨打印装备中基板定位以及偏转角度检测问题,本文将基板上最显著的像素坑作为定位标记,采用基于图像匹配的方法展开研究,全文主要研究内容如下:（1）提出了基于改进有效区域归一化互相关的图像匹配算法,采用基于形态学处理的方法对待匹配目标进行快速定位,并采用基于互功率谱密度的方法替代极坐标域窗口滑动搜索以提高目标匹配效率,同时采用多项式拟合的方法进行精确位置定位。使用该算法进行同形像素坑匹配定位,测试结果证明相较于有效区域归一化互相关算法,本算法在保证同等精度的同时整体匹配时间减少了10%。（2）提出了一种基于特征结构约束的图像匹配算法,通过选取直线基元的方法为各特征点添加结构约束,建立了特征点相似度计算公式,实现了多目标特征点的准确甄别。采用随机采样一致性方法对相似性变换矩阵进行求解,实现了对异形像素坑的匹配定位,测试结果证明本算法检测位置精度达到一个像素,角度误差达到0.1度。（3）针对于喷墨打印工艺中基板高精度定位检测需求提出了基于误差迭代的基板定位方案。对喷墨打印装备中基板视觉定位系统进行了标定,采用基板上多角点位置像素坑坐标对基板进行了精确定位,并依据定位结果提出了基于误差迭代的基板偏转角度补偿方法。（4）借助于NEJ-E/P200型喷墨打印装备对本文提出的图像匹配算法以及基板定位方案进行了实验验证。设计了像素坑匹配实验对两种图像匹配算法进行了实际效果测试,测试结果证明本文提出的算法具有良好的匹配效果。采用本文提出的基板定位方案对实际工艺环节中的基板进行了检测定位,检测结果证明本文提出的方案在经过至多3次迭代后能满足±3μm以内的基板定位误差需求。综上所述,针对于喷墨打印装备中高精度的基板定位需求与难点,本文提出了基于改进有效区域归一化互相关的图像匹配算法以及基于特征结构约束的图像匹配算法来解决不同种类像素坑的匹配与检测问题,并且依据像素坑匹配结果提出了基于误差迭代的基板定方案,满足了实际喷墨打印工艺流程中对于基板定位误差的高精度要求。
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