2021 Fiscal Year Annual Research Report
Fracturable films of semidried molecules and colloids for printed electronics
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19K05134
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
日下 靖之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00738057)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石神 徹 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (70595850)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 印刷エレクトロニクス / コロイド / 乾燥 / レオロジー / 破壊 / 離散要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで機能性微粒子に不揮発性溶媒を添加することでフラクチャブルなインク膜を実現してきた。本知見を活かして、本年は機能性不揮発性溶媒としてイオン液体を用い、これをシリカナノ粒子分散液に添加することで半固体電解質膜の印刷形成をおこなった。粒子に対するイオン液体の混合比が102%まで良好にパターニングできることを見出した。ナノ銀粒子からなる櫛型電極上に上記電解質膜を転写し、その電気化学インピーダンス特性を計測することで、イオン液体の飽和度と電気伝導度がArchieの法則に従うことを明らかにした。また微小針によるスクラッチ試験を行得ことで、半固体電解質の機械的特性を調べた。さらに微細印刷可能なカーボンインクを新規に開発し、これを用いることでマイクロスーパーキャパシタの試作し、良好な充放電特性を得ることに成功した。現在は平面型の蓄電デバイスの試作までであるが、薄膜転写印刷の利点を利用することで、MLCCのように縦方向に多数積層して充電面積を増やしたスーパーキャパシタ構造を簡単に印刷形成できる見通しを立てることができた。その他、近赤外分光を用いてインク溶媒の残留量を計測する技術を開発し、半固体電解膜の乾燥状態をその場計測することに成功した。近赤外光による残留溶媒評価技術はレーザー変位計による膜厚計測と良好な一致を示した。平面型デバイスの応用例として酸化ニッケルナノ粒子からなる薄膜温度センサを開発した。酸素プラズマアッシングによる低抵抗化アニール技術と組み合わせることで、PENフィルム上での動作も確認し、1K単位の温度変化を検出することに成功した。
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