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www.ag88.com赤羽正雄:爱普生最尖端的技术开发情况

时间:2019-02-25编辑: admin 点击率:

  【慧聪丝印特印网】爱普生公司在全世界拓展事业,包括中国在内的亚洲地区,美国、欧洲、日本的销售比例持平。全球集团员工中,包括中国在内的亚洲和大洋洲地区的员工占集团总体员工的64%,更准确地说,全球员工的64%在包括中国在内的亚洲地区,本公司集团员工,40%在中国国内工作,而且中国国内的生产量占了集团总体产量的一半以上。在中国的销售占集团全球销售的7%左右。

  爱普生公司主要的事业领域,包括投影机、打印机以及系统仪器等信息产品占64.9%,包括半导体、显示屏、电子仪器等产品领域占集团的30%左右。爱普生在彩色打印机、液晶显示屏领域一直是引领世界潮流的先进企业。打印机,爱普生位于世界占第二的位置。其他产品也位于世界前列。

  先从喷墨打印机喷墨技术的基础内容开始了解,我们所拥有的喷打技术,如果只用于纸张上的打印是不是很可惜呢?如此卓越的技术,应有更广泛的应用空间,这也是所要讲的超精微液体处理技术的研发构想的起点。

  爱普生公司的MLChips打印头结构,上下用电极对微压电结构部件施加电压,像水枪一样把墨水喷射出来,这是几种打印头结构中的一种类型。仅仅喷射墨水是非常简单的事情,但是无论随时都能保证笔直地喷射同量的墨水是很难的技术。实现以上要求,需要拥有对墨滴液面的控制技术。如果液面处于不稳定的状态时把墨水喷射出来,不可能保证笔直地喷射。先要对打印头减压,把液面拉伸使其稳定以后再把它笔直的喷射出来。但是喷射之后液面会震动,产生雾状微粒,所以在打印之后要再次减压控制液面的震动,让雾状达到最小的限度。为了让墨滴笔直地喷射出去,打印头前端喷嘴的形状必须要求是正圆形的。中间这个图是本公司喷嘴的形状,和其他两家公司比较,圆的周边非常平滑,所以利用本公司微压电技术,可以进行细微精确地控制。

  利用打印头可分别喷射普通墨滴和超精微墨滴。喷射超精微墨滴时,要先减压把液面拉进去,在振动达到最小时喷射出来,就可以喷射出超精微墨滴。这是本公司实现墨滴微小化的技术革新历史。打印微小的墨滴可是保证非常细腻的打印效果,实现类似于照片的卓越画质。但是打印微小墨滴时,要在一定时间要打印非常多的墨滴,并把墨滴分成两行、三行打,打印速度会放慢。所以我们把墨滴分成大墨滴、普通墨滴和超精微墨滴进行打印,可以实现快速、准确、细腻的打印。这是打大墨滴时的技术示意图,两种墨滴在纸张上重合,首先打出一个小墨滴,到达纸面的同时,下一个大墨滴也重合到上面。在小墨滴固化之前后面的墨滴已经重合上了,就可以形成大墨滴。通过这种技术,我们可以打出超精微墨滴,普通墨滴和大墨滴等多种尺寸的墨滴。通过以上技术革新,实现了今天的卓越的喷墨技术。

  爱普生公司在重新思考喷墨技术的时候,意识到现在主要注重于如何笔直正确的喷射墨滴。如何喷射一直是这个技术的重点。在此基础上实现跳跃式思维,思考喷射什么的问题。比如金属或者陶瓷材料、半导体等功能材料。通过打印以上的材料,我们可以把现在只限于打印机的喷墨技术应用到另外一个领域,就是生产技术领域,这是超精微液体处理技术的研发起点。

  爱普生提倡的超精微液体处理技术是效率非常高的薄膜电子器件生产工艺。首先说明一下在电子电路板上进行一般金属布线时的工艺流程。先做一个光掩模,然后在基板上抹一层金属膜,再抹一层感光材料,把光掩模加上去,最后在需要金属布线的地方保留感光材料,剩下的感光材料要全部去除,进行金属布线的图案处理。基板上除金属布线的地方以外的材料都被去除掉了,感光材料最后也被完全去除。也就是说把材料都涂在上面,通过曝光区分需要和不需要的部分,然后清洗不需要部分的材料。通过反复重复以上的工艺流程,在生产过程中90%以上的材料要被去除掉,还要用纯水清洗,材料的使用效率很低。于是想到是否可以实现仅在需要布线的地方涂抹材料呢?利用爱普生公司的喷墨技术,将金属液体打到布线图案上,通过退火、固化进行布线,效率会大幅提高。使用喷墨技术打印功能型材料,在需要的地方进行布线,这就是超精微液体处理技术的概念。

  爱普生倡导的超精微液体处理技术,是效率非常高的半导体生产工艺。出发点是使用功能性液态材料,在基板上涂抹,利用电子数据进行直绘布线,在经过固化、退火等处理,最后把半导体和陶瓷材料等布线需要的材料保留在基板上。利用以上工艺,整个生产流程会大幅度缩短,大幅度节约材料,而且非常节能。在实现生产设备的小型化等方面也倍受瞩目。

  现在的半导体工厂非常庞大,设想未来将变成台式的小型工厂,在小房间里就可以生产半导体产品。

  喷墨技术如何应用到半导体生产工艺上:一方面是现在非常受人瞩目的OLED显示屏制造方面的应用,还有其它方面的应用事例。显示屏被开发出来经过了一个世纪的时间,其主角一直是显像管产品。这时液晶、等离子以及OLED显示屏的基本构结构。液晶是受光型的显示屏,在接受光源之后才能够发光;OLED和等离子自身可以发光,自身发光型的OLED和液晶相比,不需要背光源,所以不需要附加部件,在结构上会更简单;等离子需要施加很大的电压,在耗电以及尺寸方面有技术局限性,所以OLED显示屏是未来最理想的产品。OLED产品要在2010年以后才能正式上市,OLED产品正式成熟化需要到2010年,大概需要10年的时间。

  一般来说,显示屏所需要的几项功能,首先是响应速度,视角、对比度、大屏化、清晰度和轻·薄,使用寿命,还有低耗能。现在的OLED技术存在三大难题,是大屏化,高清晰度和使用寿命。为什么大屏化很难实现呢?因为现在主要采用小分子的有机材料,使用真空设备,所以很难实现大屏幕化。关于清晰度,屏幕越大对位置、精度控制的要求就越高。

  应用超精微液体处理技术,可以解决大屏幕化和高清晰度这两个课题。OLED显示屏的一个像素尺寸为40微米。如果使用喷墨技术喷射有机材料,现在的位置精度控制还达不到要求。首先是在40微米到30微米之间的精度范围之内,利用喷墨技术喷射材料,墨滴的触面位置可能有一些偏移。在生产40英寸的大屏幕产品时,为了提高生产性,在打印头要快速移动。打印头如果快速的移动,需要控制墨滴的触面位置、触面精度。打到纸张上时,稍微有些偏移也不会有很大影响。但如果是打印到基板上,打印头和基板的位置精度需要控制。

  同时和打印到纸张上时不同,液体打在纸上会渗透,可是打印到玻璃上时无法渗透,会向左右扩散。在0.05秒的范围内,20微米的液滴会扩散到100微米,无法实现40微米的精度打印。这就需要进一步革新现有的技术。图片白色的部分是液体滴下的位置,一般打印的情况下液滴会扩散,液滴扩散了之后,不同的颜色混在一起,就无法产生非常完美的图像色彩。于是我们在位置周围制作了液堤,把需要打印的位置围起来。但如果液滴的下落位置不正确的话,还是会向左右扩散。在这种情况下,不光是提高液堤的高度,还对附着液体的部位进行亲水性处理,对液堤和不需要液体附着的部位进行疏水性处理。

  通过以上处理,可以防止喷射液滴后的液体触面面积扩大。通过对像素部位进行亲水性处理,液堤部位进行疏水性处理,保证所有的液滴都附着到正确的位置。

  利用公司革新改良的技术,研制出40英寸的OLED大屏幕显示屏样品。这是生产该样品时的工艺演示图像。排成一行的很多打印头,进行集中打印。运用这个技术以后可以解决大屏幕和高清晰度这两个难题。这是改良后的性能指标。

  最后的一个课题,就是产品的使用寿命问题。到2005年厂家的技术水平大约在3000小时左右。3000小时之后,亮度就会有所降低。如何计算使用寿命呢?如果一天看4小时的电视,每天都看,看十年,一般需要15000小时。如果不需要十年,三年就可以的话,淄博市全社会研发经费投入实现大幅提升 支撑新旧动能转换与创新三分之一的时间也许就足够了。但因为大家有时即使不看电视也会一直开着,一般来说,如果电视产品需要一万小时左右的使用寿命。现在各厂家都争取在2007-2008年达到技术要求。这是因为2008年在北京要召开奥运会,所以研制OLED产品的厂家都希望在北京奥林匹克运动会之前能够推出大屏幕的OLED电视产品。

  在开发时间上,到2007年是一个时间段,但普及可能在2010年以后。未来的OLED电视产品可能会是这样,为了实现这个构想,爱普生公司正在进行技术研发。

  液晶显示屏的彩色滤光膜也可以利用喷墨技术生产,这是生产工艺。现在一般使用颜料分散法制作,也就是反复进行光刻来形成。该技术也可以用喷墨技术来取代。这个构想和OLED的工艺原理基本相同。这是利用喷墨技术制成的等离子电视,是和富士通公司共同研发的项目。该技术是将纳米银粒子分散到有机材料中,然后用喷墨技术打印,进行布线度的高温下退火形成一个宽度为50微米,膜厚2微米。电阻率在2μΩcm的总线电极。

  这是利用喷墨技术封装芯片的应用事例。芯片一般利用金线微米的封装高度。右边是用喷打技术进行布线封装,使用填充剂消除高度差,然后用喷打技术进行封装。因为不存在50微米的封装高度,可以实现更小型的封装芯片。

  同时我们还利用喷打技术结合SUFTLA技术制成柔性的电子产品。在柔性基板上生产电子产品时,因为塑料薄膜耐高温比较弱,所以先在玻璃基板上制成晶体管,进行紫外线照射,退火、烧蚀,然后将其剥离下来转印到塑料基板上。

  柔性指纹传感器,在软性基板上,利用指纹凹凸的特点测试电容量,根据电容量的变化检测指纹的图形。这项技术还处于研发阶段,目前可以获取的图形精度如图所示。这是在非常著名的国际固体电路会议上发表的8位异步处理器。将32000只晶体管加工到柔性机板上,应用了我们公司的SUFTLA技术。这是今年3月份在德国的巴塞尔博览会上发布的产品,是电泳型显示屏的手表,显示部分是曲面的。电泳型显示屏是利用精度在几十微米的胶囊,胶囊内有白色的氧化钛微粒子,利用其导电性对它施加电压,这时液体内的白色微粒可以自由移动,微粒在上部或者下部时图像色彩会产生变化。手表就是利用这种技术原理生产出来的。它有两个特点,第一是切断电源之后,所显示的图形,在一定时间内可以保存,具有记忆功能。一般来说,在几个月的时间都能保持记忆。还有因为是反射性技术,所以对人的眼睛没有伤害,类似看纸张上的文字时的视觉效果。这是柔性标签。这是在标签上附加了电泳型显示屏,标签就可以显示图像。我们应用喷打技术,还可以进行多层电路板的生产。说到电路板,大家想到的都是一块非常硬的基板,未来可以将它变为塑料薄膜,应用喷打技术生产多层电路。这是20层电路板的布线工艺,利用喷墨技术可以形成200微米厚度的20层电路板。未来我们可以在手机的外壳上直绘电路图案,这是我们公司的中长期研发构想。如果实现了这个理想,使用银行可以带柔性的显示屏,而且非常小,耗电小,还有指纹传感器。大家在未来可能会使用这种产品。结合喷墨技术和超精微液体处理技术,在工业领域有很大的应用空间,我们对此也给予很大的期望。

  总结一下:应用喷墨技术将其应用到打印机以外的领域,比如电子元器件的生产技术中,再结合超精微液体处理技术,可以把大幅度缩短生产周期,非常节能,实现生产设备小型化,是非常环保,适应未来社会趋势的划时代技术。该技术可以应用到OLED产品。就现有水平而言,如果精度要求不是很高的半导体产品,可以不再需要庞大的半导体设备,而是用非常简单的设备生产,比如这种台式工厂。右边是原料库,通过通过传输带在塑料薄膜上进行直接喷打,生产电子纸张或者晶体管的半导体产品。电子纸张也非常受人瞩目,大家知道新闻杂志等读完一次就不再需要的印刷品非常多,我们可以用电子纸张取代,在纸张上自由改写信息。真正需要永久保存的信息才用打印机打出来。这是未来公司的研发构想。www.ag88.com,也许在不久的将来,大家到电器店买大屏幕电视时,不需要卡车送到家里去,未来的电视,就像一张海报一样卷起来就可以拿回家了。回家之后把柔性电视铺到墙上就可以看了。这也许是大家梦想的未来电视的终极产品。可以想像以下,家里的墙上是一个薄膜电视,院子里有一个相机,把院子里的场景直接通过墙上的电视放映出来,从家里感觉不到墙壁的存在。

  喷墨技术有如此广泛的应用空间,是爱普生公司持续成长的原动力。爱普生公司今后将继续致力于研究更新、更好的技术来丰富消费者的生活。

  ·让艺术不再唯一--爱普生宽幅打印助力波士顿美术馆艺术品复制(12.5 10:0)

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