プリンテッド・エレクトロニクス技術を用いたバイオナノファイバー基板の開発

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現在、エレクトロニクスデバイスは、ガラスやシリコンなど硬い基板の上に、環境負荷の高い回路形成技術により製造されている。セルロースナノファイバーシートは、低環境負荷・低熱膨張・フレキシブルという特徴を併せ持った基板材料である。そこで、セルロース基板上へ、銀ナノ粒子インクをインクジェット印刷して、配線回路の作製に取り組む。本年度は、最初に、基板上に金属配線を作製する印刷方法(スクリーン印刷とインクジェット印刷の比較)の検討を行った。高粘度の金属インク使用するスクリーン印刷では、微細な金型を用意すれば、プラスチック基板上に印刷した配線は幅100um以下でも低電気抵抗を示した。しかし、低粘度の金属インクを使用するインクジェット印刷では、プラスチック基板上に印刷した配線は幅100um以下になると、コーヒーリング現象が原因となって、その電気抵抗が大きくなった。しかし、紙基板上ではコーヒーリング現象が発生しないため、幅100um以下の配線でも低電気抵抗が容易に達成できた。また、市販の紙基板は、ポリマー材料を塗布した受理層が形成されているため、低電気抵抗な微細配線が描画できるが、インク焼成プロセスで、受理層が熱変色する。一方、セルロースナノファイバーシートは受理層を形成することなく、低電気抵抗な微細配線が描画できた。これらの研究成果は、現在、学術誌への投稿を行っている。