Inkjet-Drucksystem

• Subject Area: Electrical Engineering and Information Technology
• Term: Funded in 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 81466663

• Final Report Year: 2012

Final Report Abstract

Autodrop. Finanzierte Arbeiten: • MeInk (DFG; „Entwicklung eines neuen Tintensystems zur Herstellung von metallischen, leitfähigen Funktionsschichten mittels der Inkjet-Technologie“). Im Inkjet-Druck können partikelhaltige Tinten schnell Düsen zusetzen. Daher wurde im Rahmen dieses Projektes partikelfreie Silbertinten entwickelt, welche sich für die Herstellung elektrisch leitfähiger Strukturen eignen. • Lasabs (BMWi; „Entwicklung eines effizienten, automatisierbaren Absorberauftrags für das Schweißen von transparenten Hochleistungspolymerfolien“). Mittels Inkjet-Druck wurde eine Tinte auf ein Polymersubstrat mittels Inkjet aufgetragen, die eine vordefinierte Laserwellenläng absorbiert. Dadurch kann an bedruckten Stellen eine Schweißnaht zwischen zwei transparenten Polymerfolien erzeugt werden. Insbesondere bestand das Ziel darin, die Schweißnähte in freien Formen herstellen zu können. • Mikrohips, Phase II (BMBF; „Mikrosysteme mit hierarchischen Polymerstrukturen“). Mittels Inkjet-Druck wurden Mikrosiebe, eine spezielle Art von Filtermembranen, hergestellt. Mit diesem System wurden Experimente zur großflächigeren Herstellung der Filtermembranen durchgeführt. Nicht finanzierte Einsätze für studentische Arbeiten / Promotionen und Veröffentlichungen: Schottky-Dioden (Drucken von Kupferelektroden und Halbleitermaterial für Schottky-Dioden). Gedruckte Gassensoren (Einsatz von CNTs und Polymeren zur Detektion von Gasen). Drucken von CNTs (Verdruckbarkeitstests, Tintenentwicklung, Anwendung: Dehnmessstreifen und Antennen). XY Materials Deposition System 2.0: Mikrohips, Phase II (BMBF; „Mikrosysteme mit hierarchischen Polymerstrukturen“). Das System wurde angewandt, um einen Laborprozess zur Herstellung von sog. Mikrosieben mittels Inkjet-Druck in Großfläche anzuwenden. Weiterhin wurden in großer Fläche mechanisch stabilisierende Strukturen für dünne, fragile Mikrosiebe hergestellt. NOVA-CIGS (EU FP7 NMP; „Non-vacuum processes for deposition of CI(G)S active layer in PV cells“). Mittels des Inkjetdrucksystems werden Halbleitermaterialien (CIGS) großflächig auf molybdänbeschichtete Substrate aufgebracht. Es erfolgt ein „up-scaling“ eines Laborprozess auf industrielle Inkjetdruckköpfe. Voruntersuchungen für externe Arbeiten: Beide Systeme wurden angewandt, um erste Untersuchungen für externe Kunden / Firmen durchzuführen. Ausbildung und Lehre: Beide Systeme wurden in der Ausbildung von Studenten im Bereich des Digitaldrucks von funktionalen Strukturen eingesetzt. Damit konnten sowohl grundlegende Aspekte wie Tropfenausstoß und Linienbildung, als auch der Einsatz industrieller Druckköpfe näher gebracht werden. Die Systeme sind Teil aktueller Praktika in Masterstudiengängen des Instituts für Print- und Medientechnik. Darüber hinaus wurden beide Drucksysteme für die Experimente zahlreicher studentischer (Abschluß-) Arbeiten eingesetzt.

Publications

• “Concepts of Metal-organic Decomposition (MOD) Silver Inks for Structured Metallization by Inkjet Printing” MRS Fall / Symposium G: Novel Fabrication Methods for Electronic Devices, Boston, MA, USA, November 29 – December 3, 2010
  C. Schoner, S. F. Jahn, T. Blaudeck, A. Jakob, H. Lang and R. R. Baumann
  
• “Digital Fabrication of Oxide Electronics” Proceedings of Non-Impact Printing / Digital Fabrication 2010, Austin, TX, USA. The Society for Imaging Science and Technology (IS&T), Springfield, VA, USA, September 19-23, 2010, p. 720-722
  N. Marjanovic, J. Hammerschmidt, S. Farnsworth, I. Rawson, M. Kus, F. Ozel, S. Tilki, R. R. Baumann
  
• “Inkjet printing of conductive patterns with an aqueous solution of [AgO2C(CH2OCH2)3H] without any additional stabilizing ligands” Thin Solid Films 518 (12), 3218-3222 (2010)
  S. F. Jahn, A. Jakob, T. Blaudeck, P. Schmidt, H. Lang, R. R. Baumann
  
• “Inkjet Printing of Conductive Silver Patterns by Using the First Aqueous Particle-Free MOD Ink without Additional Stabilizing Ligands” Chemistry of Materials 22 (10), 3067-3071 (2010)
  S. F. Jahn, T. Blaudeck, R. R. Baumann, A. Jakob, P. Ecorchard, T. Rüffer, H. Lang, P. Schmidt
  
• “Oil soluble CdS nanoparticles as Component for Functional Ink-Jet Inks” 6th Nanoscience and Nanotechnology Conference (NanoTR-VI), Izmir, Turkey, 15-18 June, 2010, The Book of Abstracts, p. 15
  N. Marjanovic, J. Hammerschmidt, S. Farnsworth, F. Ozel, S. Tilki, and R. R. Baumann
  
• “Printed Oxide Electronics” Proceedings of Large-Area, Organic and Polymer Electronics Convention 2010 (LOPE-C 10), Frankfurt/M., June 2010, paper ID 5.1, page 63-64
  N. Marjanovic, J. Hammerschmidt, R. R. Baumann, S. Farnsworth, M. Kus, S. Tilki
  
• Journal of Materials Chemistry 35, 13634-13639 (2011)
  N. Marjanovic, J. Hammerschmidt, J. Perelaer, S. Farnsworth, I. Rawson, M. Kus, E. Yenel, S. Tilki, U. Schubert, R. R. Baumann
  
• "Inkjet Printing of Chemiresistive Sensors for the Detection of Volatile Organic Compounds" Proceedings of NIP28 – 28th International Conference on Digital Printing Technologies / Digital Fabrication 2012, Quebec, Canada, September 9- 13, 2012, page 564–567
  P. Lorwongtragool, E. Sowade, J. Hammerschmidt, T. Kerdcharoen, R. R. Baumann
  
• Investigation of RFID passive strain sensors based on carbon nanotubes using inkjet printing technology. IEEE 9th International Multi-Conference on Systems, Signals and Devices (SSD), Chemnitz, Germany, March 20- 23, 2012
  A. Benchirouf, E. Sowade, A. Al-Hamry, T. Blaudeck, O. Kanoun, R. R. Baumann
  
• “All Inkjet-Printed Chemical Gas Sensors Based on CNT/Polymer Nanocomposites: Comparison between Double Printed Layers and Blended Single Layer” ECTI-CON2012 - 9th International Conference of Electrical Engineering/Electronics, Computer, Telecommunications and Information Technology Association, 16-18 May 2012, Hua Hin, Thailand
  P. Lorwongtragool, E. Sowade, T. Kerdcharoen, R. R. Baumann
  
• “Inkjet printing of chemiresistive sensors based on polymer and carbon nanotube networks” IEEE 9th International Multi-Conference on Systems, Signals and Devices (SSD), Chemnitz, Germany, March 20- 23, 2012
  P. Lorwongtragool, E. Sowade, T. N. Dinh, O. Kanoun, T. Kerdcharoen, R. R. Baumann
  
• “Inkjet printing of reinforcing patterns for the mechanical stabilization of fragile, polymeric microsieves” Langmuir, 2012, 28 (6), 3316-3321
  J. Hammerschmidt, F. Wolf, W. A. Goedel, R. R. Baumann
  
• “Inkjet System for Printing Mechanical Reinforcing Patterns Directly on Fragile Membranes Floating on Liquid Surfaces“ Proceedings of Non-Impact Printing / Digital Fabrication 2012, Quebec City, Canada. The Society for Imaging Science and Technology (IS&T), Springfield, VA, USA, October, 2012, p. 550-553
  P. Ueberfuhr, J. Hammerschmidt, K. Gläser, W. A. Goedel, R. R. Baumann