[01013849]纳米尺度导电油墨制备及其印刷关键技术的研究和应用

1.项目研究的目的意义、需要解决的问题：以绿色加法方式为特征的印刷电子技术，是将电子浆料印刷制备柔性电子元器件的新兴产业。纳米尺度导电油墨制备及其印刷应用关键技术的研究及应用，旨在解决微纳米导电材料定向制备和高导电、低成本、易烧结导电油墨配制及精细电路印刷这些产业发展的关键技术问题。 2.技术创新： 主要技术创新在于： (1)高导低温处理导电油墨制备技术； (2)透明导电膜及柔性器件电路印制技术。 已经解决的主要技术问题包括： (1)结合纳米尺度导体定向制备需求，研制了纳米导电颗粒晶型数控化设备，制备了弱溶剂性和水性纳米银导电油墨(粒径50～150nm)；实现了纳米银导电油墨高导电、低后处理温度及高粘附强度(80℃/5.20μΩ·cm，在塑料、纸张等基材表面附着力达4B/ASTm³359标准。获得5件发明专利授权。 (2)结合导电油墨印刷应用需求，在制版技术和印刷工艺控制方面实现了突破，印制了生物和压力传感器及柔性储能器件电极、透明导电膜和RFID天线等。 将纳米银导电油墨，通过柔印、凹印PET纳米银栅格图形(栅线宽度小于20μm)，涂布复合碳纳米管，获得了透光率大于80%，表面电阻小于15Ω/□的印刷复合透明导电膜。实现了高性能透明导电膜的大面积、卷到卷印刷制造，解决了传统ITO薄膜柔性差的问题，极大地降低了透明导电膜的生产成本。获得国家发明专利授权5件。 建立了栅格透明导电膜光电性能，以及印迹质量的表征方法；利用CCD成像和数字图像处理技术实现了质量特征量的测量；开发了测量工具软件，获得发明专利授权1件，软件著作权2件。 (3)在印制电路烧结后处理技术方面，研制了同时适用于实验和生产的连续烧结测试设备，获得了一种连续式印刷电子产品的烧结实验装置发明专利授权。 研究成果发表EI及SCI论文20余篇，他引68次。 3.成果价值：项目形成了由材料、工艺、装备、质量检测构成的系列知识产权。导电油墨在北京形成了一定的中试产、销量，毛利率30%，导电银浆应用于欧菲光透明导电膜生产，性能不低于国外同类产品。印刷透明导电膜，有望降低成本30%。开发的烧结实验装置和的导电膜光电性能表征技术，在研发和产品印刷质量监控中得到应用，项目成果，在多家企业进行了应用测试，并在市教委支持下进行了产业化推广，与上市公司达成了合作意向，促进了围绕印刷电子工程技术研究中心开展的北京科技创新中心建设，促进了该校材料科学与工程学科建设及印刷制造人才培养。