愛(ài)普生公司主要的事業(yè)領(lǐng)域，包括投影機(jī)、打印機(jī)以及系統(tǒng)儀器等信息產(chǎn)品占64.9%，包括半導(dǎo)體、顯示屏、電子儀器等產(chǎn)品領(lǐng)域占集團(tuán)的30%左右。愛(ài)普生在彩色打印機(jī)、液晶顯示屏領(lǐng)域一直是引領(lǐng)世界潮流的先進(jìn)企業(yè)。打印機(jī)，愛(ài)普生位于世界占第二的位置。其他產(chǎn)品也位于世界前列。

赤羽正雄：愛(ài)普生最尖端的技術(shù)開發(fā)情況

    先從噴墨打印機(jī)噴墨技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)容開始了解，我們所擁有的噴打技術(shù)，如果只用于紙張上的打印是不是很可惜呢?如此卓越的技術(shù)，應(yīng)有更廣泛的應(yīng)用空間，這也是所要講的超精微液體處理技術(shù)的研發(fā)構(gòu)想的起點(diǎn)。

    愛(ài)普生公司的MLChips打印頭結(jié)構(gòu)，上下用電極對(duì)微壓電結(jié)構(gòu)部件施加電壓，像水槍一樣把墨水噴射出來(lái)，這是幾種打印頭結(jié)構(gòu)中的一種類型。僅僅噴射墨水是非常簡(jiǎn)單的事情，但是無(wú)論隨時(shí)都能保證筆直地噴射同量的墨水是很難的技術(shù)。實(shí)現(xiàn)以上要求，需要擁有對(duì)墨滴液面的控制技術(shù)。如果液面處于不穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)把墨水噴射出來(lái)，不可能保證筆直地噴射。先要對(duì)打印頭減壓，把液面拉伸使其穩(wěn)定以后再把它筆直的噴射出來(lái)。但是噴射之后液面會(huì)震動(dòng)，產(chǎn)生霧狀微粒，所以在打印之后要再次減壓控制液面的震動(dòng)，讓霧狀達(dá)到最小的限度。為了讓墨滴筆直地噴射出去，打印頭前端噴嘴的形狀必須要求是正圓形的。中間這個(gè)圖是本公司噴嘴的形狀，和其他兩家公司比較，圓的周邊非常平滑，所以利用本公司微壓電技術(shù)，可以進(jìn)行細(xì)微精確地控制。

    利用打印頭可分別噴射普通墨滴和超精微墨滴。噴射超精微墨滴時(shí)，要先減壓把液面拉進(jìn)去，在振動(dòng)達(dá)到最小時(shí)噴射出來(lái)，就可以噴射出超精微墨滴。這是本公司實(shí)現(xiàn)墨滴微小化的技術(shù)革新歷史。打印微小的墨滴可是保證非常細(xì)膩的打印效果，實(shí)現(xiàn)類似于照片的卓越畫質(zhì)。但是打印微小墨滴時(shí)，要在一定時(shí)間要打印非常多的墨滴，并把墨滴分成兩行、三行打，打印速度會(huì)放慢。所以我們把墨滴分成大墨滴、普通墨滴和超精微墨滴進(jìn)行打印，可以實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確、細(xì)膩的打印。這是打大墨滴時(shí)的技術(shù)示意圖，兩種墨滴在紙張上重合，首先打出一個(gè)小墨滴，到達(dá)紙面的同時(shí)，下一個(gè)大墨滴也重合到上面。在小墨滴固化之前后面的墨滴已經(jīng)重合上了，就可以形成大墨滴。通過(guò)這種技術(shù)，我們可以打出超精微墨滴，普通墨滴和大墨滴等多種尺寸的墨滴。通過(guò)以上技術(shù)革新，實(shí)現(xiàn)了今天的卓越的噴墨技術(shù)。 #p#

    愛(ài)普生公司在重新思考噴墨技術(shù)的時(shí)候，意識(shí)到現(xiàn)在主要注重于如何筆直正確的噴射墨滴。如何噴射一直是這個(gè)技術(shù)的重點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)跳躍式思維，思考噴射什么的問(wèn)題。比如金屬或者陶瓷材料、半導(dǎo)體等功能材料。通過(guò)打印以上的材料，我們可以把現(xiàn)在只限于打印機(jī)的噴墨技術(shù)應(yīng)用到另外一個(gè)領(lǐng)域，就是生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，這是超精微液體處理技術(shù)的研發(fā)起點(diǎn)。

    愛(ài)普生提倡的超精微液體處理技術(shù)是效率非常高的薄膜電子器件生產(chǎn)工藝。首先說(shuō)明一下在電子電路板上進(jìn)行一般金屬布線時(shí)的工藝流程。先做一個(gè)光掩模，然后在基板上抹一層金屬膜，再抹一層感光材料，把光掩模加上去，最后在需要金屬布線的地方保留感光材料，剩下的感光材料要全部去除，進(jìn)行金屬布線的圖案處理?；迳铣饘俨季€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。也就是說(shuō)把材料都涂在上面，通過(guò)曝光區(qū)分需要和不需要的部分，然后清洗不需要部分的材料。通過(guò)反復(fù)重復(fù)以上的工藝流程，在生產(chǎn)過(guò)程中90%以上的材料要被去除掉，還要用純水清洗，材料的使用效率很低。于是想到是否可以實(shí)現(xiàn)僅在需要布線的地方涂抹材料呢?利用愛(ài)普生公司的噴墨技術(shù)，將金屬液體打到布線圖案上，通過(guò)退火、固化進(jìn)行布線，效率會(huì)大幅提高。使用噴墨技術(shù)打印功能型材料，在需要的地方進(jìn)行布線，這就是超精微液體處理技術(shù)的概念。

    愛(ài)普生倡導(dǎo)的超精微液體處理技術(shù)，是效率非常高的半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝。出發(fā)點(diǎn)是使用功能性液態(tài)材料，在基板上涂抹，利用電子數(shù)據(jù)進(jìn)行直繪布線，在經(jīng)過(guò)固化、退火等處理，最后把半導(dǎo)體和陶瓷材料等布線需要的材料保留在基板上。利用以上工藝，整個(gè)生產(chǎn)流程會(huì)大幅度縮短，大幅度節(jié)約材料，而且非常節(jié)能。在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的小型化等方面也倍受矚目。

    現(xiàn)在的半導(dǎo)體工廠非常龐大，設(shè)想未來(lái)將變成臺(tái)式的小型工廠，在小房間里就可以生產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品。

    噴墨技術(shù)如何應(yīng)用到半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝上：一方面是現(xiàn)在非常受人矚目的OLED顯示屏制造方面的應(yīng)用，還有其它方面的應(yīng)用事例。顯示屏被開發(fā)出來(lái)經(jīng)過(guò)了一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間，其主角一直是顯像管產(chǎn)品。這時(shí)液晶、等離子以及OLED顯示屏的基本構(gòu)結(jié)構(gòu)。液晶是受光型的顯示屏，在接受光源之后才能夠發(fā)光；OLED和等離子自身可以發(fā)光，自身發(fā)光型的OLED和液晶相比，不需要背光源，所以不需要附加部件，在結(jié)構(gòu)上會(huì)更簡(jiǎn)單；等離子需要施加很大的電壓，在耗電以及尺寸方面有技術(shù)局限性，所以O(shè)LED顯示屏是未來(lái)最理想的產(chǎn)品。OLED產(chǎn)品要在2010年以后才能正式上市，OLED產(chǎn)品正式成熟化需要到2010年，大概需要10年的時(shí)間。

    一般來(lái)說(shuō)，顯示屏所需要的幾項(xiàng)功能，首先是響應(yīng)速度，視角、對(duì)比度、大屏化、清晰度和輕·薄，使用壽命，還有低耗能?，F(xiàn)在的OLED技術(shù)存在三大難題，是大屏化，高清晰度和使用壽命。為什么大屏化很難實(shí)現(xiàn)呢?因?yàn)楝F(xiàn)在主要采用小分子的有機(jī)材料，使用真空設(shè)備，所以很難實(shí)現(xiàn)大屏幕化。關(guān)于清晰度，屏幕越大對(duì)位置、精度控制的要求就越高。

    應(yīng)用超精微液體處理技術(shù)，可以解決大屏幕化和高清晰度這兩個(gè)課題。OLED顯示屏的一個(gè)像素尺寸為40微米。如果使用噴墨技術(shù)噴射有機(jī)材料，現(xiàn)在的位置精度控制還達(dá)不到要求。首先是在40微米到30微米之間的精度范圍之內(nèi)，利用噴墨技術(shù)噴射材料，墨滴的觸面位置可能有一些偏移。在生產(chǎn)40英寸的大屏幕產(chǎn)品時(shí)，為了提高生產(chǎn)性，在打印頭要快速移動(dòng)。打印頭如果快速的移動(dòng)，需要控制墨滴的觸面位置、觸面精度。打到紙張上時(shí)，稍微有些偏移也不會(huì)有很大影響。但如果是打印到基板上，打印頭和基板的位置精度需要控制。#p#

    同時(shí)和打印到紙張上時(shí)不同，液體打在紙上會(huì)滲透，可是打印到玻璃上時(shí)無(wú)法滲透，會(huì)向左右擴(kuò)散。在0.05秒的范圍內(nèi)，20微米的液滴會(huì)擴(kuò)散到100微米，無(wú)法實(shí)現(xiàn)40微米的精度打印。這就需要進(jìn)一步革新現(xiàn)有的技術(shù)。圖片白色的部分是液體滴下的位置，一般打印的情況下液滴會(huì)擴(kuò)散，液滴擴(kuò)散了之后，不同的顏色混在一起，就無(wú)法產(chǎn)生非常完美的圖像色彩。于是我們?cè)谖恢弥車谱髁艘旱蹋研枰蛴〉奈恢脟饋?lái)。但如果液滴的下落位置不正確的話，還是會(huì)向左右擴(kuò)散。在這種情況下，不光是提高液堤的高度，還對(duì)附著液體的部位進(jìn)行親水性處理，對(duì)液堤和不需要液體附著的部位進(jìn)行疏水性處理。

    通過(guò)以上處理，可以防止噴射液滴后的液體觸面面積擴(kuò)大。通過(guò)對(duì)像素部位進(jìn)行親水性處理，液堤部位進(jìn)行疏水性處理，保證所有的液滴都附著到正確的位置。

    利用公司革新改良的技術(shù)，研制出40英寸的OLED大屏幕顯示屏樣品。這是生產(chǎn)該樣品時(shí)的工藝演示圖像。排成一行的很多打印頭，進(jìn)行集中打印。運(yùn)用這個(gè)技術(shù)以后可以解決大屏幕和高清晰度這兩個(gè)難題。這是改良后的性能指標(biāo)。

    最后的一個(gè)課題，就是產(chǎn)品的使用壽命問(wèn)題。到2005年廠家的技術(shù)水平大約在3000小時(shí)左右。3000小時(shí)之后，亮度就會(huì)有所降低。如何計(jì)算使用壽命呢?如果一天看4小時(shí)的電視，每天都看，看十年，一般需要15000小時(shí)。如果不需要十年，三年就可以的話，三分之一的時(shí)間也許就足夠了。但因?yàn)榇蠹矣袝r(shí)即使不看電視也會(huì)一直開著，一般來(lái)說(shuō)，如果電視產(chǎn)品需要一萬(wàn)小時(shí)左右的使用壽命?，F(xiàn)在各廠家都爭(zhēng)取在2007-2008年達(dá)到技術(shù)要求。這是因?yàn)?008年在北京要召開奧運(yùn)會(huì)，所以研制OLED產(chǎn)品的廠家都希望在北京奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)之前能夠推出大屏幕的OLED電視產(chǎn)品。

    在開發(fā)時(shí)間上，到2007年是一個(gè)時(shí)間段，但普及可能在2010年以后。未來(lái)的OLED電視產(chǎn)品可能會(huì)是這樣，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)構(gòu)想，愛(ài)普生公司正在進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。

    液晶顯示屏的彩色濾光膜也可以利用噴墨技術(shù)生產(chǎn)，這是生產(chǎn)工藝。現(xiàn)在一般使用顏料分散法制作，也就是反復(fù)進(jìn)行光刻來(lái)形成。該技術(shù)也可以用噴墨技術(shù)來(lái)取代。這個(gè)構(gòu)想和OLED的工藝原理基本相同。這是利用噴墨技術(shù)制成的等離子電視，是和富士通公司共同研發(fā)的項(xiàng)目。該技術(shù)是將納米銀粒子分散到有機(jī)材料中，然后用噴墨技術(shù)打印，進(jìn)行布線，在300度的高溫下退火形成一個(gè)寬度為50微米，膜厚2微米。電阻率在2μΩcm的總線電極。

    這是利用噴墨技術(shù)封裝芯片的應(yīng)用事例。芯片一般利用金線進(jìn)行封裝，需要50微米的封裝高度。右邊是用噴打技術(shù)進(jìn)行布線封裝，使用填充劑消除高度差，然后用噴打技術(shù)進(jìn)行封裝。因?yàn)椴淮嬖?0微米的封裝高度，可以實(shí)現(xiàn)更小型的封裝芯片。

    同時(shí)我們還利用噴打技術(shù)結(jié)合SUFTLA技術(shù)制成柔性的電子產(chǎn)品。在柔性基板上生產(chǎn)電子產(chǎn)品時(shí)，因?yàn)樗芰媳∧つ透邷乇容^弱，所以先在玻璃基板上制成晶體管，進(jìn)行紫外線照射，退火、燒蝕，然后將其剝離下來(lái)轉(zhuǎn)印到塑料基板上。#p#

    柔性指紋傳感器，在軟性基板上，利用指紋凹凸的特點(diǎn)測(cè)試電容量，根據(jù)電容量的變化檢測(cè)指紋的圖形。這項(xiàng)技術(shù)還處于研發(fā)階段，目前可以獲取的圖形精度如圖所示。這是在非常著名的國(guó)際固體電路會(huì)議上發(fā)表的8位異步處理器。將32000只晶體管加工到柔性機(jī)板上，應(yīng)用了我們公司的SUFTLA技術(shù)。這是今年3月份在德國(guó)的巴塞爾博覽會(huì)上發(fā)布的產(chǎn)品，是電泳型顯示屏的手表，顯示部分是曲面的。電泳型顯示屏是利用精度在幾十微米的膠囊，膠囊內(nèi)有白色的氧化鈦微粒子，利用其導(dǎo)電性對(duì)它施加電壓，這時(shí)液體內(nèi)的白色微?？梢宰杂梢苿?dòng)，微粒在上部或者下部時(shí)圖像色彩會(huì)產(chǎn)生變化。手表就是利用這種技術(shù)原理生產(chǎn)出來(lái)的。它有兩個(gè)特點(diǎn)，第一是切斷電源之后，所顯示的圖形，在一定時(shí)間內(nèi)可以保存，具有記憶功能。一般來(lái)說(shuō)，在幾個(gè)月的時(shí)間都能保持記憶。還有因?yàn)槭欠瓷湫约夹g(shù)，所以對(duì)人的眼睛沒(méi)有傷害，類似看紙張上的文字時(shí)的視覺(jué)效果。這是柔性標(biāo)簽。這是在標(biāo)簽上附加了電泳型顯示屏，標(biāo)簽就可以顯示圖像。我們應(yīng)用噴打技術(shù)，還可以進(jìn)行多層電路板的生產(chǎn)。說(shuō)到電路板，大家想到的都是一塊非常硬的基板，未來(lái)可以將它變?yōu)樗芰媳∧ぃ瑧?yīng)用噴打技術(shù)生產(chǎn)多層電路。這是20層電路板的布線工藝，利用噴墨技術(shù)可以形成200微米厚度的20層電路板。未來(lái)我們可以在手機(jī)的外殼上直繪電路圖案，這是我們公司的中長(zhǎng)期研發(fā)構(gòu)想。如果實(shí)現(xiàn)了這個(gè)理想，使用銀行可以帶柔性的顯示屏，而且非常小，耗電小，還有指紋傳感器。大家在未來(lái)可能會(huì)使用這種產(chǎn)品。結(jié)合噴墨技術(shù)和超精微液體處理技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域有很大的應(yīng)用空間，我們對(duì)此也給予很大的期望。

    總結(jié)一下：應(yīng)用噴墨技術(shù)將其應(yīng)用到打印機(jī)以外的領(lǐng)域，比如電子元器件的生產(chǎn)技術(shù)中，再結(jié)合超精微液體處理技術(shù)，可以把大幅度縮短生產(chǎn)周期，非常節(jié)能，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備小型化，是非常環(huán)保，適應(yīng)未來(lái)社會(huì)趨勢(shì)的劃時(shí)代技術(shù)。該技術(shù)可以應(yīng)用到OLED產(chǎn)品。就現(xiàn)有水平而言，如果精度要求不是很高的半導(dǎo)體產(chǎn)品，可以不再需要龐大的半導(dǎo)體設(shè)備，而是用非常簡(jiǎn)單的設(shè)備生產(chǎn)，比如這種臺(tái)式工廠。右邊是原料庫(kù)，通過(guò)通過(guò)傳輸帶在塑料薄膜上進(jìn)行直接噴打，生產(chǎn)電子紙張或者晶體管的半導(dǎo)體產(chǎn)品。電子紙張也非常受人矚目，大家知道新聞雜志等讀完一次就不再需要的印刷品非常多，我們可以用電子紙張取代，在紙張上自由改寫信息。真正需要永久保存的信息才用打印機(jī)打出來(lái)。這是未來(lái)公司的研發(fā)構(gòu)想。也許在不久的將來(lái)，大家到電器店買大屏幕電視時(shí)，不需要卡車送到家里去，未來(lái)的電視，就像一張海報(bào)一樣卷起來(lái)就可以拿回家了?；丶抑蟀讶嵝噪娨曚伒綁ι暇涂梢钥戳?。這也許是大家夢(mèng)想的未來(lái)電視的終極產(chǎn)品。可以想像以下，家里的墻上是一個(gè)薄膜電視，院子里有一個(gè)相機(jī)，把院子里的場(chǎng)景直接通過(guò)墻上的電視放映出來(lái)，從家里感覺(jué)不到墻壁的存在。

    噴墨技術(shù)有如此廣泛的應(yīng)用空間，是愛(ài)普生公司持續(xù)成長(zhǎng)的原動(dòng)力。愛(ài)普生公司今后將繼續(xù)致力于研究更新、更好的技術(shù)來(lái)豐富消費(fèi)者的生活。