導(dǎo)電油墨是一種伴隨著現(xiàn)代印刷電子技術(shù)的產(chǎn)生而迅速發(fā)展起來的特殊導(dǎo)電涂料,相比于傳統(tǒng)導(dǎo)電涂料制造的電子產(chǎn)品,基于導(dǎo)電油墨的印刷電子產(chǎn)品具有柔性化、大面積、批量化、輕量化、低成本和綠色環(huán)保等優(yōu)點,市場前景廣闊。碳納米管具有高導(dǎo)電率,大長徑比,作為導(dǎo)電填料非常容易實現(xiàn)導(dǎo)電通路的搭建,是理想的導(dǎo)電油墨填料。
石墨烯導(dǎo)電油墨是由導(dǎo)電填料、樹脂聯(lián)結(jié)料、溶劑、分散穩(wěn)定劑和助劑組成的復(fù)合材料,其中導(dǎo)電填料是關(guān)鍵功能相。按導(dǎo)電填料的性質(zhì),可分為銀系、銅系、碳系(碳納米管、石墨烯)三大類。
納米導(dǎo)電油墨更新應(yīng)用:
1.
柔性透明導(dǎo)電薄膜 利用納米銀導(dǎo)電碳油墨作為導(dǎo)電原料,通過更新制造技術(shù)---納米壓印技術(shù)制作的柔性透明導(dǎo)電薄膜獲得成功,取代傳統(tǒng)導(dǎo)電薄膜。該工藝制作的柔性透明導(dǎo)電薄膜有如下特點:薄膜表面電阻與透光率可調(diào),優(yōu)于ITO透明導(dǎo)電薄膜;可一次實現(xiàn)圖案化電極,采用柔性基材,可實現(xiàn)卷對卷大面積、批量化、低成本制造;可獲得極高表面導(dǎo)電率。
2. RFID天線
早在多年前,就有人開始研究用納米導(dǎo)電油墨印刷RFID天線,其更大的優(yōu)勢是工藝簡單、環(huán)保、干燥溫度低(適用于多種基材)。常用的RFID天線分為高頻和超高頻兩種,高頻天線制造工藝相對繁瑣,電路需要正反橋接;超高頻天線只需在基材上印刷一次,干燥后,封裝芯片即可得到RFID標簽。因此,納米導(dǎo)電油墨印刷超高頻RFID天線更具有效率優(yōu)勢。
3. 晶體管
衡量芯片制造工藝的基準是芯片內(nèi)晶體管連接導(dǎo)線的寬度,即線寬。半導(dǎo)體芯片的線寬受到原子尺寸的限制,有其物理極限,芯片體積不可能無限小,通、斷電的頻率無法再提高。突破這個瓶頸需要材料和技術(shù)的徹底革新,可采用CNTs晶體管來取代硅晶體管。采用CNTs制作的晶體管,性能比傳統(tǒng)硅晶體管高3~5倍,且制作成本低。
目前已有一些研發(fā)機構(gòu)開始利用碳納米管導(dǎo)電墨水印刷晶體管。研究人員在水中加入了10mg/L的比例為95%的半導(dǎo)體性質(zhì)的CNTs和100uL/L的乙二醇制成噴墨墨水,印刷出了線寬為70um的圖案。利用印刷技術(shù)使柔性基材上的CNTs晶體管達到實用水平,用途為RFID標簽等。
4. 紙電池
紙電池指的是用紙張或薄膜基材作為載體,使用導(dǎo)電油墨(主要作為電極)印刷的超薄電池。紙電池的終端產(chǎn)品包括有源或半有源型的RFID標簽、標簽傳感器、智能卡、智能包裝、醫(yī)用電子藥貼等。
納米銀導(dǎo)電墨水也可以應(yīng)用在紙電池電極上。國內(nèi)也有廠商做過該試驗,采用納米銀導(dǎo)電墨水經(jīng)噴墨印刷,在PET薄膜上獲得電極,經(jīng)充放電測試后,發(fā)現(xiàn)其具有較好的電池容量,性能較穩(wěn)定。
導(dǎo)電油墨是印刷電子器件必不可少的材料,是印刷電子產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵和核心技術(shù)。相信在不久的將來,大規(guī)模柔性顯示器、環(huán)保超薄電池、RFID標簽等會給人們的生活帶來極大的便利。
直徑20-25nm,長度20-25um的銀納米線,以去離子水、乙醇等為溶劑混合形成納米導(dǎo)電墨水,通過Slot-die,micro-gravure等涂布工藝轉(zhuǎn)移到玻璃或柔性PET基材上,形成高透明的導(dǎo)電玻璃或?qū)щ娔ぃㄍ该鞫?gt;91%,面電阻<100Ω),在柔性及中大尺寸觸控領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢。
顏色
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淡灰色
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表面電阻
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70/100Ω
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透光率
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≥91%
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霧度
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≤1.0%
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粘度
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2-50CPS
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通常與分散液配合使用
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(1)作為ITO替代材料,可應(yīng)用于太陽能、OLED、柔性及大尺寸觸摸顯示等領(lǐng)域;
(2)應(yīng)用于導(dǎo)電高分子和復(fù)合材料領(lǐng)域;
(3)電極印刷油墨添加劑。