Ink Jet - AT&S

Prozesstechnologie:
Ink Jet
Anke Steinberger, AT&S Technologieforum 2013
www.ats.net
AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft | Fabriksgasse13 | A-8700
Leoben
Tel +43 (0) 3842 200-0 | E-mail info@ats.net

Ink Jet
Technologiebeschreibung
„Mit Inkjet Technologie (engl. Tintenstrahl) bezeichnet man ein Druckverfahren, bei dem der Material
in Form von flüssiger Tinte oder verflüssigtem Wachs in kleinsten Tropfen durch Düsen berührungslos
auf die zu bedruckende Oberfläche aufgebracht wird.
Diese Technologie wird in zwei Verfahren unterschieden: In Continous Ink Jet und Drop on
Demand Ink Jet, welche sich jeweils noch weiter untergliedern.“
Continous Ink Jet:
Durch den Druckkopf läuft
ständig Tinte und aus dieser
Vielzahl von Tropfen werden
jene abgelenkt, die für das
Bild benötigt werden. Der
unbenötigte Rest wird
aufgefangen und wieder in
den Druckkopf geleitet.
Drop on Demand Ink Jet:
Bei der Drop on Demand
Technologie wird für jeden
zu druckenden Punkt ein
Tintentropfen unter Druck
auf die zu kennzeichnende
Oberfläche geschleudert,
d.h. es werden nur
Tintentropfen produziert,
wenn sie tatsächlich
benötigt werden.
Quelle: http://www.wolf-signiertechnik.de/de/lexikon/
Bilder: http://www.xennia.com
Prozesstechnologie: Inkjet/ A.Steinberger / AT&S Technologieforum, Riegersburg, 10.10.2013 1

Ink Jet
Technologiebeschreibung
Die 3 Hauptkomponenten:
Tinte:
es gibt leitende und nicht leitende Tinten
weiters werden Tinten nach deren chemischer Basis eingeteilt:
• wässrige Tinten (Farbstoff- und Pigmenttinten)
• Lösungsmitteltinten (für industrielle Anwendung)
• UV Tinten, Reaktivtinten (für Spezialanwendungen)
Tinte
Druckkopf:
binärer Druckkopf:
• Vollton
• Tropfen/ kein Tropfen
• festgelegte Tropfengröße
Graustufendruckkopf:
• Tonwertstufen
• Tropfenabstufungen
• variable Tropfengröße
Druckkopf
Oberfläche
Druck -
Prozess
ein Druckkopf besteht aus mehreren Düsen:
• z.B. Druckkopf SE128, 128 Düsen/ je 30 Pikoliter
Oberfläche:
es kann beinahe jede erdenkliche Oberfläche bedruckt werden (ist nur von der Art der Tinte abhängig)
Prozesstechnologie: Inkjet/ A.Steinberger / AT&S Technologieforum, Riegersburg, 10.10.2013
2

Ink Jet
Anwendungsbeispiele
Printmedien jeder Art (Fotos, Plakate, Zeitschriften, Bücher, Karten, …)
Etiketten und Verpackungen
Kennzeichnung/ Rückverfolgbarkeit/ Adressierung in verschiedensten
Industriezweigen
gedruckte Elektronik
Bilder: h10088.www1.hp.com, http://www.bluhmsysteme.com/, AT&S intern
Prozesstechnologie: Inkjet/ A.Steinberger / AT&S Technologieforum, Riegersburg, 10.10.2013
3

Ink Jet
Vorteile/ Nachteile
Vorteile:
effizienter Prozess
eine Maschine, mehrere Anwendungen
berührungsloser Prozess
kein direkter Kontakt von Druckkopf und Substratoberfläche; verhindert Kratzer, Verschmierungen, Rückstände
additiver Prozess
es werden nur Materialien aufgetragen, die auch benötigt werden
„grüner“ Prozess
keine zusätzliche Nasschemie/ Fotofilme erforderlich, Energieeffizienter, geringere Umweltbelastung
digitaler Prozess
direkt aus dem Design druckbar (keine negativ/positiventwicktelten Filme notwendig, flexiblere Ausnutzung, hohe
Druckqualität)
Nachteile:
hohe Kosten von Druckköpfen und Spezialtinten
Tinte und Substratoberfläche müssen zusammenpassende Eigenschaften haben (Oberflächenenergie)
für Leiterplatten/ gedruckte Elektronik noch sehr wenige Drucker verfügbar/ sehr neue Technologie
Leitfähigkeit von leitenden Tinten ist nicht so hoch wie bei Reinstoffen
Dünnschichtapplikation (Durchsatz wird zur Zeit noch gemindert, wenn man sehr dicke Schichten braucht)
Prozesstechnologie: Inkjet/ A.Steinberger / AT&S Technologieforum, Riegersburg, 10.10.2013
4

Ink Jet
Ink Jet – Gedruckte Elektronik der Zukunft?
gedruckte Taschenlampe (Batterie + OLED)
Solarzellen hergestellt im Inkjet - Verfahren
Quelle: www.idtechex.com
Bilder: http://www.oe-a.org/article/-/articleview/19309, http://www.scilogs.com/from_the_lab_bench/solar-cells-as-easy-as-inkjet-printing/
Prozesstechnologie: Inkjet/ A.Steinberger / AT&S Technologieforum, Riegersburg, 10.10.2013
5

Ink Jet
Inkjet Technologieentwicklung am Beispiel OLED
„Eine organische Leuchtdiode (englisch organic light emitting diode, OLED) ist ein leuchtendes
Dünnschichtbauelement aus organischen halbleitenden Materialien.“
Vorteile:
gleichmäßig hell leuchtend
großflächig verwendbar
niedriger Energieverbrauch
sehr dünn
hohe Reaktionszeit
durch Ink Jet Technologie sehr kostengünstig
Durch den notwendigen Dünnschichtaufbau eines
OLEDs ist Ink Jet zur Zeit die dafür wichtigste und
vorherrschende Herstellungstechnologie.
Nachteile:
geringere Lebensdauer
Schutz vor äußeren Einwirkungen notwendig
Leuchtintensität nimmt je nach Farbe unterschiedlich schnell ab
große Leuchtstärke beschleunigt Intensitätsverlust
OLED auf biegsamer Kunststofffolie
2013: flexibles, unkaputtbares OLED OLED – Tapeten –> Fernsehen der Zukunft
Display von LG
Quelle: www.wikipedia.at , http://elektroniktutor.de/bauteilkunde/oled.html
Bilder: www.newscientist.com, http://de.engadget.com/2013/05/22/lg-zeigt-flexiblen-unkaputtbaren-oled-screen-smartphone-einsat/
Prozesstechnologie: Inkjet/ A.Steinberger / AT&S Technologieforum, Riegersburg, 10.10.2013
6

Ink Jet
Kontakt:
Anke Steinberger
Interconnect Density Team
a.steinberger@ats.net
+43 676 8955 5729
Alexander Kasper
Printed Solutions Team
a.kasper@ats.net
+43 676 8955 5718
Gernot Schulz
Printed Solutions Team
g.schulz@ats.net
+43 676 8955 5715

Ink Jet
weiterführende Links zum Thema Inkjet:
• Portal für gedruckte Elektronik: http://www.idtechex.com/
• Dachverband für organische Elektronik: http://www.oe-a.org/
• Hersteller von industriellen Inkjet – Maschinen und Zubehör:
• http://www.xennia.com/
• http://www.konicaminolta.com/inkjethead/products/index.html
• http://www.fujifilmusa.com/products/industrial_inkjet_printheads/index.html
• http://www.ceradrop.fr/en/
• http://www.roth-rau.de/konzern/roth/de/index.php?haupt=produkte&klasse=7&font=12&statum=0
Prozesstechnologie: Inkjet/ A.Steinberger / AT&S Technologieforum, Riegersburg, 10.10.2013
8