PT103671B - SOLID STATE METER AND CONTROL SYSTEM AND MANUFACTURING PROCESS - Google Patents

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PT103671B
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Rodrigo Ferrao De Paiva Martins
Elvira Maria Correia Fortunato
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Univ Nova De Lisboa
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

O INVENTO É UM MEDIDOR DE TEMPO DE ESTADO SÓLIDO ONDE EXISTE ALTERAÇÃO PROGRESSIVA DE COR AO LONGO DE UMA DISTÂNCIA BASEADO NO PRINCIPIO DE DETECÇÃO E ACUMULAÇÃO DE CARGAS COM EFEITO DE MEMÓRIA (EFEITO PERSISTE APÓS CESSAR O ESTIMULO DE ELÉCTRICO GUE O ORIGINOU) EM ESTRUTURAS COM MATERIAIS ELECTROCRÓMICOS E UM ELECTRÓLITO MARCADOR QUE CONDUZEM A UM AUMENTO PROGRESSIVO DA CORRENTE ASSOCIADO À DIMINUIÇÃO DA CONDUTIVIDADE COM A DISTÂNCIA ENTRE ELÉCTRODOS ATÉ UM VALOR MÁXIMO DE SATURAÇÃO, A PARTIR DO QUAL A CORRENTE DIMINUI ABRUPTAMENTE, ASSOCIADO À ALTERAÇÃO DO ESTADO DE OXIDAÇÃO GUE SE RELACIONA COM O TEMPO, FUNÇÃO DA RESISTIVIDADE DO MATERIAL E DAS REACÇÕES INDUZIDAS ENVOLVENDO CATIÕES, ANIÕES E OUTRAS ESPÉCIES IÓNICAS, RESPONSÁVEIS PELA ALTERAÇÃO DAS PROPRIEDADES ÓPTICAS, SENDO O EFEITO REVERSÍVEL, POR APLICAÇÃO DE UM ESTIMULO ELÉCTRICO OPOSTO AO INICIAL.THE INVENTION IS A SOLID STATE TIME METER WHERE THERE IS PROGRESSIVE CHANGE OF COLOR THROUGHOUT A DISTANCE BASED ON THE PRINCIPLE OF DETECTION AND ACCUMULATION OF LOADS WITH MEMORY EFFECT (EFFECTIVE PERSIST AFTER CLEARING THE ELECTRICAL STIMULUS GOVERNING IT) IN STRUCTURES COM ELECTROCROMIC MATERIALS AND A MARKER ELECTROLYTE THAT LEAD TO A PROGRESSIVE CURRENT INCREASE ASSOCIATED WITH THE DECREASE OF CONDUCTIVITY WITH DISTANCE BETWEEN ELECTRODES TO A MAXIMUM SATURATION VALUE, FROM WHICH THE CURRENT DECREASES ABRUPTELY, ASSOCIATED WITH THE AMENDMENT OF THE OXIDATION STATUS WHEN IT RELATES WITH THE TIME, FUNCTION OF THE RESISTIVITY OF THE MATERIAL AND THE INDUCED REACTIONS INVOLVING CATIÕES, ANIONS AND OTHER IONIC SPECIES, RESPONSIBLE FOR THE CHANGE OF THE OPTICAL PROPERTIES, BEING THE REVERSIBLE EFFECT, BY THE APPLICATION OF AN ELECTRIC STIMULUS OPPOSITE TO THE INITIAL.

Description

Descriçãodescription

Dispositivo medidor de estado sólido e respectivos sistema de controlo e processo de fabricoSolid state measuring device and its control system and manufacturing process

Campo de Invenção presente investe relaciona-se com um novo sistema e processo para medição, e controlo de tempo utilizando um dispositivo de estado sólido, em que o principio de funcionamento e da medida se baseia num processo cumulativo de armazenamento de caxgas por acção de um campo eléctrico estático, aplicado ou induzido, continuamente ou discretamente e sua interseção com o próprio: meio que as sustem, que levam â alteração do estado de oxidação de um óxido que constituí a parte central; d© invento presente, levando: â uma alteração das suas: propriedades físicas, traduzidas por uma mudança de cor progressiva que e mantida mesmo sem qualquer estímulo eléctrico aplicado, devido ao efeito de memória que possui, função das cargas acumuladas e resistividade do meio que compõem o sistema do dispositivo, que determinam, o intervalo de tempo em que a mudança de cor se processa num dadO; espaço físico longitudinal ou transversal,. permitindo deste modo o controlo de funçionamentQ ou de vida de um d>ado equipamento, produto, componente ou função física, de acordo com: o seu campo de: aplicação.Field of Invention The present invention relates to a new system and process for measuring, and controlling time using a solid state device, wherein the principle of operation and measurement is based on a cumulative process of storing boxes by a static electric field, applied or induced, continuously or discretely and its intersection with itself: means sustaining them, leading to alteration of the oxidation state of an oxide constituting the central part; of the present invention, leading to: a change in its : physical properties, translated by a progressive color change that is maintained even without any electrical stimulus applied due to the memory effect it has, the function of the accumulated charge and the resistivity of the medium. make up the system of the device, which determine the time interval in which the color change takes place in a dadO; longitudinal or transverse physical space; thus allowing the function or life control of a given equipment, product, component or physical function according to: its field of application.

dispositivo é constituído por um: substrato (rígido ou flexível), sobre o qual é depositado uma película de um óxidO: electrocrómico: e um electròlito contendo um elemento marcador, responsável pela alteração de cor, de forma progressiva que se observa seguido da colocação de dois eléctrodos metálicos;, transversais ou longitudinais, função da forma de funcionamento pretendida para o medidor de estado solido, isto: è, da forma de progressão da alteração de cor. No topo do dispositivo é opcíona.l a colocação de um material como agente protector, dependendo do encapsulamento e seu campo de: aplicação.The device consists of a substrate (rigid or flexible), on which a film of an electrochromic oxide is deposited: and an electrolyte containing a marker element, which is responsible for the color change, which is observed progressively, followed by the placement of two metal electrodes; transverse or longitudinal, depending on the intended operating mode of the solid state meter, that is, the progression of the color change. At the top of the device is the placement of a material as a protective agent, depending on the encapsulation and its field of application.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

0: invento consiste num medidor de tempo de estado sólido que se baseia no principio de detecção e acumulação de carga em estruturas com materiais electrocrómicos (variação cromática com a aplicação de uma diferença de potencial, continua ou induzida) e a forma como a alteração do estado de oxidação e assim da cor, bem como a sua retenção por efeito de memória sem energia aplicada após: cessação do^ estimulo que a originou, que se relaciona com, o tempo, função da resistividade do material é dás reacções^ induzidas envolvendo catioes, aniões e outras espécies iónicas presentes, que dão lugar a. uma alteração das propriedades ópticas, sendo o efeito reversível, por aplicação de um. estímulo eléctrico oposto ao inicial. A funcionalidade do dispositivo não ê alterada, quando sujeito a vibrações, salvo se o material se romper, o que leva a destruição1 da distribuição, de c a r ga s a c umu1ada s.The invention is a solid state time meter which is based on the principle of charge detection and accumulation in structures with electrochromic materials (chromatic variation with the application of a continuous or induced potential difference) and how oxidation state and thus color, as well as its retention by energy-free memory effect applied after: cessation of the stimulus that originated it, which relates to the time, function of the resistivity of the material, is induced reactions involving cations. , anions and other ionic species present, giving rise to. a change in optical properties, the effect being reversible upon application of one. electrical stimulus opposite to the initial one. The device functionality is not altered when subjected to vibrations, unless the material rupture, which leads to destruction of the first distribution, car ga s umu1ada sac.

Antecedentes da Invenção k utilização de indicadores/controladores de tempo: em instrumentação, nomeadamente nas áreas da medicina, electrônica, industria de precisão, industria alimentar, indústria de análise, embalagem e outros produtos onde a sinalização do estado de vida útil dos mesmos seja relevante^ nomeadamente em dispositivos ou sistemas cuja fiabilidade e qualidade do produto se encontre directamente ligado ao tempo de vida desses equipamentos, produtos ou componentes.Background of the Invention k use of time indicators / controllers: in instrumentation, namely in the fields of medicine, electronics, precision industry, food industry, analysis industry, packaging and other products where their usefulness signaling is relevant particularly in devices or systems whose reliability and product quality are directly linked to the lifetime of such equipment, products or components.

Em qualquer destas aplicações pretende-se que o. sistema de controlo informe de uma forma segura que o tempo de vida do dísposátivo ou do equipamento se encontra proximo do fim de: vida; ou de segurança, fazendo deste modo que oIn any of these applications the. control system safely informs you that the life of the device or equipment is nearing the end of: life; or safety, thereby making the

mesmo se/ even if/ ia substituído ou de was replaced or áxe de funcionar cu. dê um working fast cu. on one claro aviso ao utilizador que o componente, clear warning to the user that the component, produto, product, artigo ou. equipamento se enc article or. equipment fits ontra a funcionar ontra working fora das out of especafiu specifed ações cte.sej adas ou desired actions or o seu prazo de your term of validade shelf life expi rou. has expired. Na maioria aos casos In most cases p r et ende-se também p r et also que: es te que: es te indicador indicator de tempo de vida life time seja de baixo c be low c :usto, de : this, from consumo, c consumption c ie energia desprezáw ie negligible energy al, robusto e de al robust and dimensões dimensions que não not perturbem o espaço disturb the space ou o equipamento or the equipment onde se where if integra. integrates.

Os primeiros medidores de tempo baseados em tecnologia de muito baixo custo, designado de indachrom, funcionam como um integrador da. quantidade de .carqa (corrente eléctri.ca) que atravessa o dispositivo e o relaciona com. o tempo, através do deslocamento de um marcador que se desloca num electrôlito colocado no Meio de duas colunas de mercúrio. Este medidor apresenta como grande inconveniente o facto de utilizar mercúrio, apresentar instabilidade quando sujeito a vibrações ou variações significativas de temperatura assim como a fragilidade do tubo capilar que sustenta o sistema.The earliest technology-based time meters, called indachrom, work as an integrator of. amount of charge (electrical current) that flows through and relates to the device. time by displacing a marker that moves on an electrolyte placed in the middle of two columns of mercury. The great disadvantage of this meter is that it uses mercury, is unstable when subjected to vibrations or significant temperature variations, as well as the fragility of the capillary tube supporting the system.

Actualmente existem diversos indicadores de tempo, apresentando-se de seguida alguns documentos que abordam di spo s i ti vo s com essa funç ão:There are currently several time indicators, and here are some documents that address different spoils with this function:

Assim, o documento US4804275 refere-se a um indicador constituído por uma linha de material electrocrómiço, um eléctrodo disposto num. extremo dessa mesma linha e um electrclito a. cobrir o dispositivo. Após activação (que é efectuada com temperatura) , inioia-s.e a difusão· de iões e electrces para o material electrocrômico, ocorrendo uma mudança na cor do mesmo. Este dispositivo não necessita de uma fonte de alimentação, pois1 ê activado termicamente Este invente embora explore as funcionalidades elertrccrômicas de um material-óxido, o seu principio: de detecção è diferente do da presente patente: explora-se o efeito associado a um campo eléctrico induzido enquanto a patente anterior explora o efeito termcicrómico dos materiais.Thus, US4804275 relates to an indicator consisting of a line of electrochromic material, an electrode disposed in a. end of that same line and an electrolyte a. cover the device. After activation (which is performed at temperature), the diffusion of ions and electrces to the electrochromic material is initiated and a change in color thereof occurs. This device does not need a power supply since 1 is thermally activated This invent although explore elertrccrômicas functionality of a material-oxide, its principle: the detection is different from the present invention: exploits the effect linked to a field induced electrical energy while the previous patent explores the thermochromic effect of materials.

Q documento KR9309512B refere-se a um indicador tempo temperatura que se destina a indicar o estado de deterioração dos alimentos congelados. Este indicador tem como suporte a lecitina, e a fosfólípase como encima e indicador de pH. Embora se trate de um medidor de tempo, os materiais utilizados e funcionalidades associadas nada têm a ver com o presente evento, que utiliza materiais e princípios de funcionamento distintos dos referidos anteriormente.Q KR9309512B refers to a temperature indicator indicating the state of deterioration of frozen foods. This indicator is supported by lecithin, and phospholipase as top and pH indicator. Although it is a time meter, the materials used and associated functionalities have nothing to do with the present event, which uses materials and operating principles different from those mentioned above.

documento KR2002054947 dê 2002-07-08, inventor EUN_SEY_EONG (KR) refere-se a um dispositivo medidor de tempo em que existe um elemento metálico, tal como o cobre., a realizar as funções, similares do dispositivo indachrom. Trata-se de um aparelho que permite fazer o seguimento de um dado, sistema e a sua sincronização, em função de uma dada .referência. 0 seu funcionamento embora pareça similar ao dos indachrons, em que existe também um electrõlito no qual o indicador metálico se desloca, nada tem a ver com este ou com o objecto da presente patente, que não que não se baseia nos mesmos princípios físicos de funcionamento, nem è composto pelos: mesmos materiais, nem pode ser .considerado w dispositivo integralmente de estado sólido.document KR2002054947 of 2002-07-08, inventor EUN_SEY_EONG (KR) refers to a time measuring device in which there is a metal element such as copper performing similar functions of the indachrom device. It is a device that allows tracking a data, system and its synchronization, according to a given reference. Although their operation seems similar to that of the indachron, in which there is also an electrolyte in which the metallic indicator moves, it has nothing to do with it or the object of the present patent, other than that it is not based on the same physical principles of operation. It is neither composed of the same materials, nor can it be considered to be an integral solid state device.

Q documento correspondente à patente Europeia, com o número de referência EP0223343 A2, refere-se a um medidor de tempo integral, baseado no efeito tetmocrômico, não incluído nas reivindicações: da presente invenção.The European patent document, reference numeral EP0223343 A2, refers to a full time meter based on the tetmochromic effect not included in the claims of the present invention.

Como se viu, em nenhum dos eventos descritos antériormente e outros analísadós, se engloba ou corresponde ao actual pedido de patente.As it turned out, none of the events described above and other analyzes encompass or correspond to the current patent application.

Aplicaçõesapplications

As principais indústrias: que são potenciais utilizadoras dos .medidores/controladores: de tempo são:The main industries: which are potential users of .meters / controllers: of time are:

indústria Médica, aeronáutica, mecânica,. química, ambiental, silvicultura, transformação e electrônica, para controlo do tempo de vida de componentes ou produtos específicos em equipamentos ou sistemas.Medical, aeronautical, mechanical, industry. chemical, environmental, forestry, processing and electronics, for controlling the lifetime of specific components or products in equipment or systems.

- Indústria Alimentar, indústria agro-pecuária; industria de bebidas e similares e a indústria farmacêutica: Para controlo da qualidade de produtos manufacturados, em te.rm.os de consumidores e produtores, garantindo que se. encontram dentro da validade e dentro: das especificações de utilização ou de: funcionamento.- Food Industry, agribusiness industry; beverage and similar industry and the pharmaceutical industry: For quality control of manufactured products in terms of consumers and producers, ensuring that they are. are valid and within: use or operating specifications.

D presente invento tem coma objectivo substituir os actuais medidores/controladores de tempo baseados em mercúrio e simultaneamente satisfazer as necessidades actuais, como segam míniaturizaçãG, fiabilidade, precisão, estabilidade, baixo custo e. possuir um detector sonoro ou luminoso que avise o operador que o equipamento ou dispositivo atingiu, o fim de vida útil. Para além disso, em termos de industria alimentar, avisar o consumidor se o produto ou componente ou sistema que vai adquirir está dentro ou fará de validade, por simples, inspeççãíj ôptica do indicador açíregado/associado ao produto, componente, equipamento ou sistema em questão.The present invention is intended to replace current mercury-based time meters / controllers while simultaneously meeting current needs such as miniaturization, reliability, accuracy, stability, low cost, and the like. have a sound or light detector that warns the operator that the equipment or device has reached its end of life. In addition, in terms of the food industry, advise the consumer whether the product or component or system they are purchasing is within or will be valid by simple inspection of the indicator attached to the product, component, equipment or system in question. .

presente invento- tem como objectivo substituir os actuais: medidores./controladores de tempo baseados em mercúrio, e simultaneamente satisfazer as necessidades actuais, como segam minlaturização, fiabilidade, precisão, estabilidade, baixo custo e possuir um detector sonoro ou luminoso que avise o operador que o tempo de vida de um dado produto, componente- ou equipamento se esgotou e portanto o mesmo encontra-se fora de validade para ser utilizado para consumo, análise, utilização em.The present invention aims to replace the current mercury-based time meters / controllers while simultaneously meeting current needs such as minlaturization, reliability, accuracy, stability, low cost and having a sound or light detector that warns the operator. that the life of a given product, component or equipment has expired and is therefore out of date to be used for consumption, analysis, use in.

equipamentos em que as suas funções são relevantes para a fiabilidade dos resultados ou sanidade dos produtos, nomeadamente na industria alimentar.equipment where their functions are relevant to the reliability of the results or the health of the products, particularly in the food industry.

Descrição geral da invenção presente invento relaciona-se com um novo sistema e p-roçess-ó para medição e centro lo de tempo, baseado num. dispositivo d estado sólido.General Description of the Invention The present invention relates to a novel, time-based measuring and centering system. solid state device.

dispositivo é constituído por um: substrato (rígido ou flexível), sobre o qual ê depositado um-a película -de um óxido eleotrocrómico, como por exemplo o óxido de tungsténio e um electróli to, por exemplo,; pclimérico, utilizando um processo padrão físico, físico-químico ou químico, como por exemplo, evaporação térmica, pulverização catódica, sol-gel ou impressa por jacto de tinta.The device is composed of a substrate (rigid or flexible) on which a film of an electrotromic oxide such as tungsten oxide and an electrolyte is deposited; using a standard physical, physicochemical or chemical process such as thermal evaporation, sputtering, sol-gel or inkjet printing.

No topo do .dispositivo e opcional a colocação de um material como agente protector, como por exemplo a laminação ou a: deposição de uma película protectora comoOn top of the device is optional the placement of a material as a protective agent, such as lamination or the deposition of a protective film as

fluoretc fluoretc de magnésio of magnesium ou um óxido or an oxide de elevada resistência high strength química chemistry e. mecânica and. mechanics como Si Ox,· like Si Ox, · SixNy, ou usando SixNy, or using um one material material polimérico polymeric do tipo pc pc type d i vini1 dependendo d i vini1 depending do of

encapsulamento desejado.desired encapsulation.

presente evento baseia-se no facto de um material electrccrômico sofrer alteração das suas propriedades ôpticas quando^ sujeito a uma diferença dè potencial determinada, estática, dinâmica ou instantânea, quando associado a um componente ou sistema ao qual se encontre agregado por alteração progressiva da cor, resultante da aplicação de uma: tensão de 220 V ou 110 V ou .24 V ou 9 V ou 6 v ou 1,5 V ou outra tensão predéfinida, continua, intermitente cu. instantânea, no. sentido ou direcção sobre o qual se quer que se dê a alteração de cor progressiva. Os materiais eiestrocrâmicos podem ser divididos em. duas classes: oxides inorgânicos e materiais orgânicos. Uma outra classificação relaciona-se com o potencial a que ç processo cie coloração ocorre[1] , Assim .sendo, os óxidosThis event is based on the fact that an electrochromic material changes its optical properties when subjected to a determined potential difference, static, dynamic or instantaneous, when associated with a component or system to which it is aggregated by progressive color change. resulting from the application of a: voltage of 220 v or 110 v and .24 v or 9 v or 6 v or 1.5 v or another predefined voltage continues flashing cu. instantaneous, no. direction or direction about which you want the progressive color change to take place. The electrocratic materials can be divided into. two classes: inorganic oxides and organic materials. Another classification relates to the potential to which the coloring process occurs [1]. Thus, oxides

e 1 eç t roeromi ç o s (mg and 1 e c t roerom e s (mg tteriais materials inorgânicos) podem ter inorganic) may have coloração catódica cathodic coloring quando o when the estado de coloração é state of coloring is 1nduz ido po r ten soe s 1nduz gone po r ten soe s negativas negative ocorrendo em óxidos de Ti, occurring in Ti oxides, Nb, Mo, Ta. e W ou n Nb, Mo, Ta. and W or n '0 loração a '0 a nbd.ica quando o estado de nbd.ica when the state of co 1 oração ê i nduz i do co 1 prayer i i nduz i do para tensões positivas ocorrendo: em for positive tensions occurring: in óxidos de Cr, Mn, Fe, Co, Ni Cr, Mn, Fe, Co, Ni oxides Rh e Ir [21, todos eles Rh and Ir [21, all of them óxidos de: metais: de oxides of: metals: of transição... transition... A reacção redox, para um The redox reaction, for a

elecfrocrómico inorgânico e dada pelas seguintes equações gerais:inorganic elecfrochromic and given by the following general equations:

(D(D

Coloração catódica: yG -f- ye + MO, (incolor)<=> AyMOx(colorado),Cathodic staining: yG -f- ye + MO, (colorless) <=> AyMOx (colorado),

A'= H+, Li+, Na% Aq ,(2)A '= H + , Li + , Na% Aq, (2)

C-Q1 O.L ci ’Çã’Q· 3 i :C.'-CÍJ. G-d J yA” + yh+ + MO, (incolor) <& AyMO, (colorado) ,(3)C-Q1 OL OLi 'c c c c c:::::::::::: Gd J yA ”+ yh + + MO, (colorless) <& A y MO, (colorado), (3)

A”= F’f CN\ OÍT; 0 < v < 0.3.(4) onde a letra M sé refere ã espécie metálica presente., O ao oxigénio e y e x às: .respectivas: percentagens molares presentes na reacção que leva à alteração de cor.A ”= F ' f CN \ OIT; 0 <v <0.3. (4) where the letter M se refers to the metallic species present., And to the eyex oxygen at : .respective: molar percentages present in the reaction leading to the color change.

Para além dos materiais: inorgânicos, temos de considerar também os materiais orgânicos, nomeadamente os materiais que na. ultima década se descobriram e que exibem, propriedades elect rocrómicas^ excepcionais como os vialogéneos, que possuem uma caracteristica bastante atractiva que consiste na possibilidade de adquirirem diferentes cores consoante a introdução de diferentes substituintes nas suas moléculas.In addition to: inorganic materials, we must also consider organic materials, namely materials that do not. Over the last decade, they have been found to exhibit exceptional electrochromic properties such as vialogens, which have a very attractive feature in which they can acquire different colors as different substituents are introduced into their molecules.

Os electrocrómicos pqliméricos, também eles pertencentes a esta classe, possuem algumas vantagens quando comparados com outros materiais electrocrómicos:. Os custos de produção e desenvolvimento destes polímeros são geralmente inferiores relativamente electrocrómicos inorgânicos cujas normalmente depositadas por processos aos materiais películas sãs como evaporação térmica assistida por canhão^ de electrões ou puiveríseção catódica assistida ou não por um magnetrão, ou por molecular epitaxial ou. por decomposição por um plasma de rádio possibilidad1 diferentes cores consoante os elementos actívadores: ou estabilizadores adicionados ao políwro, constituem também uma grande vantagem face aos outros electrccrômicos existentes. Um exemplo deste tipo de material (electrocromieo multicor) é a polianilina que com o aumento sucessivo do potencial anódico, a película transparente altera para verde, azul e púrpura., Qs electrocrômicos poliméricos como materiais, orgânicos: que são, apresentam-se na sua grande maioria como quimicamente: instáveis e com ©levada sensibilidade à radiação UV, sendo esta a razão principal do diminuto tempo de vida útil de: um dispositivo numa aplicação era ambiente externo (fora de portas).Polymeric electrochromes, also belonging to this class, have some advantages compared to other electrochromic materials. The production and development costs of these polymers are generally lower than relatively inorganic electrochromic ones which are normally deposited by processes to healthy film materials such as electron gun assisted thermal evaporation or magnetron-assisted cathodic puiveresis, or epitaxial or molecular molecular weight. By decomposition by a radio plasma possible 1 different colors depending on the activating elements: or stabilizers added to the polyrum, also constitute a great advantage over the other existing electrochromics. An example of this type of material (multicolour electrochromy) is polyaniline which with successive increase of the anodic potential, the transparent film changes to green, blue and purple. most are chemically unstable and have a high sensitivity to UV radiation, which is the main reason for the shortened lifetime of: a device in an application was outside (outside doors).

Q processo de produção dos atateriaiS: acima descritos baseia-se: em técnicas químicas, físicas ou físicoquímicas, tais como decomposição química de vapores (ÇV.D Chemical Vapor Deposition} [1,4]; decomposição química de vapores assistida por plasma de rf (PECVD, ver figura 4), laser pulsado [5]; sol-gel [6-3]; técnicas de imersão; pirolíse atomizada [3]; pulverização catódica [6,10,11] em corrente continua ou rádio frequência:, com ou sem a presença de um magnetrão; evaporação térmica por filamento aquecido ou canhão de electróes [6] e crescimento electroqulmico [6,12] .The production process of the materials: described above is based on: chemical, physical or physicochemical techniques, such as chemical vapor decomposition (Ç V.D Chemical Vapor Deposition} [1,4]; rf plasma assisted chemical decomposition of vapors (PECVD, see Figure 4), pulsed laser [5]; sol-gel [6-3]; immersion techniques; atomized pyrolysis [3]; direct current or radio frequency sputtering [6,10,11]; with or without the presence of a magnetron, thermal evaporation by heated filament or electron gun [6] and electrochemical growth [6,12].

OS dispositivos medidores de tempo de estado sólido objecto: da presente patente necessitam, para além do material electrocrómico, da incorporação de um: material, designado de marcador (electrólito ou condutor íonioo). Este material, através do movimento das espécies fónicas que atravessam o material electrocrômi.co, irá modificar a densidade óptica (coloração) do mesmo. Assim temos: que::The subject solid state time measuring devices of the present invention require, in addition to the electrochromic material, the incorporation of a material called a marker (electrolyte or ion conductor). This material, through the movement of the phonic species that pass through the electrochromic material, will modify its optical density (coloration). So we have: que ::

yA+ + ye + MÇp (incolor)o AYM:0K:(çolorado) (5) em que A= d', Li+, Na. (6)yA + + y + Mcp (colorless) o A Y M: 0 K : (colorless) (5) where A = d ', Li + , Na. (6)

Em termos· de funcionamento do· medidor de estado, sólido, um parâmetro: importante é a eficiência de coloração ÍCEj, expressa em ente’1, gue determina o comportamento óptico dos materiais electrocrómícas em função do estimulo·, no caso presente, o: campo elèctrica< Para. a determinação deste parâmetro, total de cargas injactadas/extraídas por unidade de área assim como a densidade óptima (Scd) devem ser conhecidas.In terms of the operation of the solid state meter, one parameter: important is the coloring efficiency IC1, expressed in ente ' 1 , which determines the optical behavior of electrochromic materials as a function of the stimulus. electric field <To. The determination of this parameter, total injected / extracted loads per unit area as well as the optimal density (Scd) must be known.

Ά densidade cptica resultante do fluxo de cargas· será dada por:The resulting load density is calculated as:

SQC= log (T3(À)/'TC (X)) em gue T0, representa a transmitância inicialS QC = log (T 3 (Δ) / 'T C (X)) where T 0 represents the initial transmittance

T0:, a t ransmitãn c ia apôs coloração., para, um determinado comprimento de onda λ.T 0 :, at ransmitã c ia after staining., For a given wavelength λ.

Ά eficiência de coloração e determinada pela seguinte equação:Ά staining efficiency is determined by the following equation:

CE(l) = §O:D(M/Q, em que Q traduz a canga transferida [1,6]EC (l) = §O: D (M / Q, where Q translates the transferred yoke [1,6]

Para além do material electrocrómíco e do marcador, constitui parte integrante: do medidor de estada sólido um. material electrólitof que podem ser electróliws líquidos f eleedrolitos sólidos, inorgânicos ou orgânicas como os electrólitos paiimêricos.In addition to the electrochromic material and the marker, it is an integral part of the solid stay meter one. f electrolyte material may be liquid electróliws f solids, inorganic or organic electrolytes eleedrolitos as paiimêricos.

No caso particular dos electrólitos líquidos., normalmente à base de ácidos ou bases fortes, que tem a grande desvantagem da possibilidade de fugas do material líquido para o exterior do dispositivo, por este necessitar de um contentor para o suster, normalmente feito de material vítreo ou palimérico que deve ser convenientemente selada. Cs electrólitos líquidas mais. utilizados·· são: c ácido sulfurico íHgSCU), 0 ácido clorídrico (HC1 j .< 0 acido nítrico (HNQ3À e a solução de LiClÇç [perclorato de lítio) com PC (propilenGcarbonatoj em concentracoes que podem variar entre 0,01 moi/dm* a 10 mol/ctat, utilizando-se paraIn the particular case of liquid electrolytes, usually based on strong acids or strong bases, which has the major disadvantage of the possibility of leakage of the liquid material to the outside of the device as it requires a holding container, usually made of glassy material. or palmeric which must be conveniently sealed. Cs more liquid electrolytes. · · are: sulfuric acid (HgSCU), hydrochloric acid (HCl). <1> nitric acid (HNQ3À and the LiClcl [lithium perchlorate) solution with PC (propylene carbonate] in concentrations ranging from 0.01 moi / dm * at 10 mol / ctat using

demonstração nos demonstration us te caso 10 mol/dir1,te case 10 mol / dir 1 , No caso dos: el For: el .eotrólitos sói .eotrolytes sol .idos i.norgãn: Inorganic acids: ices, euistem ices, euistem vários, sedo os several, I am the mais utilizado more used >s/conveniente > no convenient s ao presente s to the present evento são :c event are: c ) lí3n, lía) l 3 n, ly LEL, LiNbCb, LEL, LiNbCb, na forma in the form es t equiomé trica this is equiometric ou não, or not, face à.s face to.s excelentes excellent C a ra ct eris t ica s Features de penetraçãe penetration e mobilidade and mobility as sociudas· ao the sociudas

lítiolithium

Os electrolitos polimêricos caracterizam-se por possuir como base ou matriz um ou mais polímeros., De, entre os sais mais utilizados e estudados neste tipo de êiectrclitos encontraffi-se o LiCICu,· Líl, LiBr, LiAsFg e LÍCF3SO3, na forma estequiométrica ou não. A grande vantagem deste tipo de electrólitos é a. possibilidade de autuarem também, como agente encapsulador.Polymeric electrolytes are characterized by having as base or matrix one or more polymers. Of the most widely used and studied salts in this type of electrolytes are LiCICu, Li, LiBr, LiAsFg and LIcF3SO3, in stoichiometric or do not. The great advantage of this type of electrolytes is a. possibility of being autonomous also, as encapsulating agent.

Em relação às condutivídades para. os. diferentes tipos de electrólitos descritos anteriormente, podem verificar-se variações entre 0', 33 d/cm (para os electrólitos líquidos) a lQ~t: S/cm '.para electrólitos sólidos inorgânicos e polimêricos [6], propriedade que irà condicionar o tempo de resposta e portanto o processo de alteração progressiva de cor associado a um dado espaço físico, transversal ou longitudinalmente.Regarding the conductivity to. the. For the different types of electrolytes described above, there may be variations between 0 ', 33 d / cm (for liquid electrolytes) to 10 ~ T: S / cm' for inorganic and polymeric solid electrolytes [6], which will condition this. the response time and therefore the process of progressive color change associated with a given physical space, transverse or longitudinally.

Em conformidade com o descrito anteriormente, o dispositivo poderá ser desenvolvido em diferentes: tipos de substrato tais como 0 vidro, polímero e papel.. Os materiais utilizados como suporte ou substrato podem serAs described above, the device may be developed in different substrate types such as glass, polymer and paper. Materials used as a support or substrate may be

ou não transparentes, dispositivo. or non-transparent device. dependendo depending on da aplicação do of the application of Em conformidade com In accordance with o descrito the described ante ri orment e, o ante ri orment and the dispositivo terá dois device will have two eléctrados electric metálicos ou de metallic or c ompor t amen to me t á 1 i cc, c ompor t amen t me 1 a cc, que permitem that allow a aplicação ou the application or indução do campo electr electr field induction ico estático static e o controlo de and the control of cargas, se necessário. loads if necessary. constituído constituted s por materiais s by materials metálicos bons condutores tais como metallic conductors such as cromio, ti t ã n i o, chromium, you so, prata, alumínio, ouro e silver, aluminum, gold and outros compo: Other make up: 3tos com base nos 3tos based on

elementos enumerados, bem o.omo cxidos condutoresenumerated elements as well as conductive oxides

transparentes de transparent from levada condutividade, high conductivity, como por exemp 1 o, as for example 1, ligas de óxido de. oxide alloys of. Índio e zinco.. Indium and zinc .. Em conformidade: In accordance: com o descrito as described anceriormente, c previously, c

dispositivo poderá ou não ser encapsulado, usando materiais vítreos ou poliméricos, como por exemplo, por colagem ou laminaçãcç Os materiais utilizados como suporte ou .substrato podem ser ou não transparentes, dependendo da aplicação do dispositivo.The device may or may not be encapsulated using glassy or polymeric materials, such as by gluing or laminating. The materials used as a backing or substrate may or may not be transparent depending on the application of the device.

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

Como referido anteriormente o presente invento relacionase com um novo sistema e processo para medição e controlo de tempo.As noted above the present invention relates to a novel system and process for measuring and controlling time.

dispositivo de estado sólido (ver figura.s 1 a 31 ê constituído por uma película de um óxido eiectrocromico (produzido sobre um suporte rígido ou flexível; sobre o qual é depositado; um electrólito que contém o elemento marcador que reagindo com o material electrocrómico conduz à alteração 4é cor observada» na forma justaposta ou em camada, função; do modo de operação do dispositivo, variação assimétrica transversal da coloração: ou variação longitudinal da coloração. Nos extremos do dispositivo (ver figura 3) são colocados elèctrodos que quando ligados: a uma bateria, permitem a difusão dos iões LiT (marcador): provenientes do sal do electrólito polirtórico para o material electrocrómioo.: Ά difusão dos iões de lítio depende da estrutura,, estequiometria e morfologia do material electrocrómico [4], A frente colorida esta associada ao movimento do marcador e ê iniciada junte ao ânodo (terminal ligado a um potencial positivo) e a sua progressão é tanto mais rápida quanto maior a tensão aplicada, ao longo de uma escala graduada. Neste contexto, o l.itio serve como elemento indicador do sentido da progressão da alteração: da cor, graduado qualitativamente: em unidades de tempo por unidade de espaço, como sejam horas por milímetro ou meses por milimetro, traduzido por Um aumento continuo da corrente à medida que a cor progride, ao longo de uma distância, como se .indica (32) atê um valor limite de saturação (33) a que: corresponde uma brusca variação da coridutivida.de, que aumenta, a que corresponde uma diminuição brusca de corrente que o dispositivo fornece.solid state device (see Figures 1 to 31 is a film of an electrochromic oxide (produced on a rigid or flexible support; upon which it is deposited; an electrolyte containing the marker element which reacts with the electrochromic material). change 4is observed color 'in juxtaposed or layered form depending on the mode of operation of the device, transverse asymmetrical variation of the color: or longitudinal variation of the color. At the ends of the device (see Figure 3) are placed electrodes which when connected: a battery to allow the diffusion of Li ions T (label): polirtórico from the electrolyte salt for electrocrómioo Material:. Ά diffusion of lithium ions depends on the structure and morphology of stoichiometry ,, electrochromic material [4] the front is associated with the movement of the marker and is started at the anode (terminal connected to a positive potential) and its progression The faster the voltage applied along a graduated scale is not faster. In this context, the lithium serves as an indicator of the direction of the change progression: of color, qualitatively graded: in units of time per unit of space, such as hours per millimeter or months per millimeter, translated by A continuous increase in current As the color progresses over a distance, as indicated (32) to a saturation limit value (33) to which: a sharp change in the coridutivida.de, which increases, corresponding to a sharp decrease current that the device supplies.

Para além disso, uma vez retirada a tensão aplicada o dispositivo conserva a cor ao longo da escala graduada, tendo por isso capacidade: de retenção de informação dada ou seja memória.In addition, once the applied voltage is removed the device retains the color along the graduated scale, thus having the ability to retain given information ie memory.

Em conformidade com o descrito anteriormente, o processo de medida e reversivel, isto é7 alterando-se o sentido de polaridade da tensão aplicada o material electmcrómico reage em sentido contrário, ccm um tempo de resposta muito pequeno·:, voltando a ter a condutividade inicial e portanto a cor inicial sem aplicação de qualquer tensão. Isto é, toda a informação de medida registada apaga-se.: In accordance with previously described, the measurement process is reversible, i.e. 7 changing the direction of the polarity of the voltage applied electmcrómico material reacts in the opposite direction, a very small ccm response time · :, returning to have conductivity and therefore the initial color without applying any tension. That is, all recorded measurement information is erased. :

Desenvolvimento do dispositivoDevice Development

Para © processamento de um dispositivo medídor/controlador de tempo é possível a utilização de diferentes materiais1 electrocrómiccs assim come électrólitos, porém salientã-se, como exemplo, o caso particular do dispositivo: desenvolvido num substrato de vidro, constituído por trióxido de tungsténio (WO3) hâ forma estequiornetrica ou não e um electrólito poliméríco.For © processing of a measuring device / time controller it is possible to use different materials 1 electrocrómiccs so eating electrolytes, but it is noted, as an example, a particular case of the device: designed on a glass substrate, comprising tungsten trioxide ( WO3) there is a stoichiometric form or not and a polymer electrolyte.

1. Preparação do substrato1. Substrate Preparation

Ç vidro utilizado como substrato é submetido a um processo de. limpeza. Inicialmente ê mergulhado em álcool isopropílicQ a temperaturas que variam entre os^ 30°C e os 50 °C, sendo para este exempl.01 escolhida a temperatura de 50°C em ultra-sons por um período de 15 minutos. Após este tempo o substrato é retirado do álcool e mergulhado em água ultra-pura a temperaturas entre· os 4DQC e os S5 9C 50 por um período igual ao anteriorv Posteriormente, o substrato é seco com jacto de azoto.The glass used as a substrate is subjected to a process of. cleaning. Initially isopropílicQ is dipped in alcohol at temperatures ranging between 30 ° ^ C and 50 ° C being chosen for this exempl.0 1 to 50 ° C in an ultrasound for a period of 15 minutes. After this time the substrate is withdrawn from alcohol and immersed in ultra-pure water at temperatures between 4D Q · C 9 and C 50 S5 for a period equal to anteriorv Subsequently, the substrate is dried with a jet of nitrogen.

2. Deposição do material electrocrómico (WOXf 0<x<3)2. Deposition of electrochromic material (WO Xf 0 <x <3)

O1 trróxido· de tungsténio é depositado, sobre um substrato de vidro (10 x 10 cm) pela técnica de deposição física como a evaporação térmica resístiva (figura 4):, por canhões de electrões (figura 5), pulverização catódica, (figura 6)· ou por ura processo químico, tal como impressão por jacto de tinta (figura 7) ou sol-gel, a temperaturas que variam entre os 20°C e os 35O0C'. No caso: das técnicas físicas, as razões de crescimento dos filmes podem ser muito, elevadas, superiores a 3 nm/s, e os custos de processo baixos, nomeadamente no caso da evaporação térmica resistira, quando comparado com outras técnicas de deposição,: como a evaporação térmica assistida por canhão de electrões ou a pulverização catódica,.The first trróxido · tungsten is deposited on a glass substrate (10 x 10 cm) by physical deposition technique such as resistive thermal evaporation (Figure 4): by electron guns (Figure 5), sputtering (figure 6) · ura or chemical process, such as inkjet printing (figure 7) or sol-gel, at temperatures ranging between 20 ° C and 35 0 C '. In the case of: physical techniques, the growth rates of the films can be very high, exceeding 3 nm / s, and the process costs low, particularly in the case of thermal evaporation, when compared with other deposition techniques: such as electron gun assisted thermal evaporation or sputtering.

3. Preparação do electrôlito polimérico3. Preparation of polymeric electrolyte

No interior de uma: câmara, de luvas com atmosfera controlada, dissolve-se um material altamente sensível ao processo de acumulação de cargas, como por exemplo o perclorato de titio (LiClOu) previamente seco em propileno carbonato (PC), solução K, que funciona como elemento marcador de tempo, no medidor de estado sólido.Within a controlled atmosphere glove chamber, a highly sensitive material to the charge accumulation process is dissolved, such as propylene carbonate (PC) solution K, previously dried titanium perchlorate (LiClOu), which acts as a timekeeping element on the solid state meter.

Paralelamente, é dissolvido o material orgânico que vai funcionar cciuc material electrôlito do medidor de estado sólido, como: por exemplo o polimetilmetacrilato (PMMé) em acetato de etílo numa proporção de 1:5 a 1:10. Finalmente a. solução^ anterior é misturada em LiClCg+FC [1M] numa proporção de 2:5 a 2:10, de: forma a se incorporar o marcador no electrôlito.In parallel, the organic material that will function with the solid state meter electrolyte material such as polymethyl methacrylate (PMMe) in ethyl acetate in a ratio of 1: 5 to 1:10 is dissolved. Finally a. The above solution is mixed in LiClCg + FC [1 M] in a ratio of 2: 5 to 2:10 to incorporate the label in the electrolyte.

4. Produção do dispositivo substrato: de vidro ou polimérico, com a película do óxido electrocrõmíco depositado: é cortado, de acordo com. a geometria e tempo de progressão de limite máximo pretendido para uma dada aplicmw , como por exemplo, em d.imensões de. 2,9 cm de comprimento, (distância onde se vai dar a alteração progressiva: da cor: um. espaço total de cerca de 2,Sem, descontando cerca de 0,4cm, para contactes metálicos e ençapsulamentoj e 0,2 cm de: largura De seguida espalha-se uma camada de electrôlito p o1imé r i c o sobre4. Production of the substrate device: glass or polymeric, with the deposited electrochromic oxide film: it is cut according to. the desired maximum boundary geometry and progression time for a given application, such as for d. 2,9 cm in length, (distance from which the color change will take place: of color: a total space of about 2, without, discounting about 0,4 cm, for metallic contact and encapsulation; and 0,2 cm of: width Then a layer of rich electrolyte is spread over

de forma constituir o dispositivo: final pretendido que é seguidamente colocado: numa estufa a 60 C para evaporação do solvente do e1et tr o1i to, eguinda-·se a com. o espaço transversal ou longitudinal, e colocado umThe desired final device is then placed in an oven at 60 ° C for evaporation of the solvent of the electrolyte, followed by com. the transverse or longitudinal space and a

C ot L:ÓÍ.C t o metálico ohmico, que contacta com e 1 e ct r o c r ôm i c o com electrolito polimérico, constituido por material smo o alumínio, <:CTO L: OHIC Metallic ohmic, which contacts e 1 e ct r o c om er with polymeric electrolyte, consisting of material other than aluminum, <:

Ómio, titânio ouro ou prata, produzido por uma técnica similar a usada para a produção do material electrocromico, como por exemplo a evaporação térmica resistiva.Omium, gold or silver titanium, produced by a technique similar to that used for the production of electrochromic material, such as resistive thermal evaporation.

A colocação dè um vidro ou outro material inorgânico ou orgânico transparente no topo: do: dispositivo, apos aplicação do electrolitc, para encapsulamento, é opcional, mas corresponde ao processo de selagem e protecção do dispositivo, de forma a tornar o seu funcionamento independente das condições: ambientais em que se encontra. Esta operação de encapsulamento poderá ser feita por uma técnica qualquer conhecida em processos de assemblagem de produtos, como por exemplo a laminação (ver figura 51.Placement of a glass or other transparent inorganic or organic material on top of the device after electrolysis for encapsulation is optional, but corresponds to the process of sealing and protecting the device to make it function independently of the device. conditions: environmental conditions you are in. This encapsulation operation may be performed by any technique known in product assembly processes, such as lamination (see Figure 51).

A figura 8, representa um gráfico da corrente: (A) em função do tempo (hl, para um. medidor/controlador de tempo testado: com uma tensão aplicada de: 6V. O dispositivo ao chegar ao fim de escala (que corresponde a um varrimento de 2,5 cm) o valor da. corrente eléctrica que. o atravessa decresce abruptamente ao atingir-se o seu tempo de vida (coloração espacial máxima, transversal ou longitudinalmente, de acordo com a estrutura do medidor de tempo pretendido), sendo possível por isso, acoplar um sinal de alarme sonoro/luminoso a este dispositivo, como indicador de fim de vicia.Figure 8 is a graph of the current: (A) as a function of time (hl, for a time meter / controller tested: with an applied voltage of: 6V. The device at the end of the scale (corresponding to a sweep of 2.5 cm) the value of the electric current flowing through it decreases abruptly as it reaches its lifetime (maximum spatial color, transverse or longitudinally according to the desired time meter structure), It is therefore possible to couple an audible / light alarm signal to this device as an end-of-life indicator.

Descrição das figurasDescription of the figures

Figura 1 - Representa uma configuração possível do dispositivo medidor/controlador de tempo electrocrómico, de acordo com. a legenda.Figure 1 - Represents a possible configuration of the electrochromic time meter / controller device according to. the subtitle.

1— Substrato (material rígido, ou flexível, como vidro ou polímero ou papel).1— Substrate (rigid or flexible material, such as glass or polymer or paper).

2- Contacto metálicos, através dos quais· se. faz: a ligação áó circuito eléctrico exterior.:2- Metallic contacts, through which · se. make: connection to outer electrical circuit .:

3- Material 3- Material é 1 ect r o c r ôm i.eo is 1 ect r o c r om i.eo 4- material 4- material electrólito: electrolyte: 5- escala 5- scale indicativa da variação^ progressii indicative of variation ^ progressii ?a da cor is the color entre os between the dois contactos metálicos. two metal contacts.

Figura 2- Esquemático explosão sólido, indicando o:Figure 2- Schematic solid explosion indicating:

^Z modo como se faz:^ Z How to do it:

CL variação progressiva de corde com a.CL progressive variation of corde with a.

legenda.subtitle.

- indicação do modo - mode indication como se as if processa a alteração process the change ck:ick : i coloração, vista cíc coloring, cyclic view '> lado do '> side of electrólito, a partir electrolyte from d.o of contacto metálico. metallic contact.

Figura 3 - Esquemático do medidor de estado sólido mostrado na figura 1 mas com os contados: metálicos localizados nos extremos late riais, indicando a forma de polarização: e realçando o encapsulamento, dos dois lados do dispositivo, de acordo com a legenda da figura.Figure 3 - Schematic of the solid state meter shown in figure 1 but with the metallic counts located at the laterals, indicating the polarization form: and highlighting the encapsulation, on both sides of the device, according to the legend of the figure.

7- Material encap sul ante (por exemplo., vidro, polímero ou um oxido de elevada resistividade).7- Encapsulating material (eg glass, polymer or a high resistivity oxide).

3- Fonte de polarização continua.3- Continuous polarization source.

Figura 4 - Representação Figure 4 - Representation esquemática de um schematic of a sistema de system of produção de- filmes por film production by evaporação térmica thermal evaporation resistiva, resistive, mostrando detalhes, da câmé showing details from camera ira, de acordo com a wrath according to legenda da caption of figura. figure. 9- Porta substrato ou alvo 9- Substrate or target port 10- Substrato, sobre o 10- Substrate, on the qual se pretende c which one do you want c iepositar o ieposition the dispositivo device 11- Interior da câmara em 11- Interior of the chamber in depressão da ordem depression of order de írMO’7 of Irmo ' 7 Pa, podendo ou não conter um gás inerte com It may or may not contain an inert gas with k> o Argon. k> the Argon.

12- Fluxo do material evapórante.12- Evaporating material flow.

13- Câmara de Processo.13- Chamber of Process.

14- Resistência de dquecimento/Cadinho que contém o material a evaporar.14- Heat resistance / Crucible containing the material to evaporate.

15- Entrada de gases (oxigénio, árgon, hidrogénio, azoto,...) para o interior da câmara.15- Intake of gases (oxygen, argon, hydrogen, nitrogen, ...) into the chamber.

16- Saída para o sistema de evacuação da câmara.16- Exit to the chamber evacuation system.

17- Fonte de. alimentação i energia, W) do cadinho que contém o material a evaporara17- Source of. power, W) of the crucible containing the material to evaporate

Figura .5 - Esquemático de uma fonte: de evaporação térmica por canhão de electroes, mostrando; os pormenores do canhão de electroes, de acordo com a legenda da figura.Figure .5 - Schematic of a source: of thermal evaporation by electron gun, showing; the details of the electron gun, according to the legend of the figure.

18- Cadinho que contém o. material <a evaporar18- Crucible containing the. material <to evaporate

19- Focagem do feixe de electroes.19- Focusing the electron beam.

20- Canhão de electrões (fonte de produção de electrões:) .20- Electron gun (source of electron production :).

21- Sistema de arrefecimento por agua do cadinho/forno.21- Crucible / oven water cooling system.

ISIS

Figura 6 - Esquemático genérico de um processo de pulverização catódica, de acordo com a legenda da .figura.Figure 6 - Generic schematic of a sputtering process according to the figure legend.

22- Eléctrodo onde se aplica o sinal de energia, continua ou alterna de rádio frequência, que contém o alvo (cátodo/, podendo ser rodeacio lateralmente por um campo magnético:.22- Electrode to which the continuous or alternating radio frequency energy signal containing the target is applied (cathode /, which may be laterally rotated by a magnetic field).

23- injector de gases reactívos, como oxigénio, localizado na proximidade do alvo e constituído por material não condutor.Reactive gas injector, such as oxygen, located near the target and consisting of non-conductive material.

24- Espécies gasosas ionizadas, como por exemplo árgon,24- Ionized gas species, such as argon,

Figura 7- Sistema de produção de filmes por impressão a gado de tinta, em que os seus componentes: estão de acordo com a legenda.Figure 7- Ink cattle print film production system, where its components are in accordance with the legend.

25- entrada d 25- d input Èe injecçã It's injection o de gás the gas inerte, de forma a inert in order to pressionar push a solui the solution pão química chemical bread a em direcção ao a towards the atomizador, atomizer, 26- atomizador. 26- atomizer. 27- Nanogotas c 27- Nano Drops la solução la solution atemi zada. timeless. 2S- invólucro1/2S- housing 1 / contentor container do sistema < of the system a jacto de tinta, que inkjet, which

contém, urn atomizador de partículas, a solução química a pulverizar, de forma controlada sobre um substrato, e o sistema de aquecimento.It contains a particle atomizer, the chemical solution to be sprayed in a controlled manner on a substrate, and the heating system.

29- Resistência de aquecimento/polarí zação,.29- Heating / polarization resistance.

Figura 8 - Representação gráfica da corrente em função do tempo, para um medidor/controlador de tempo testado, de acordo com a legenda da figura.Figure 8 - Graphical representation of current as a function of time for a time meter / controller tested according to the legend in the figure.

30- Ordenada do gráfico, que representa a variação de corrente em amperes (A) e onde cada divisão corresponde a 0. , 5x10 A.30- Ordinate of the graph, which represents the variation of current in amps (A) and where each division corresponds to 0.5x10 A.

31- Abcissa do gráfico que representa a variação do tempo em horas (h) e onde cada divisão corresponde a 1 h,31. The abscissa of the graph that represents the variation of time in hours (h) and where each division corresponds to 1 h,

32- Curva da variação da corrente çom o tempo, para uma tensão aplicada de 6 V32- Current variation curve over time for an applied voltage of 6 V

3.3- Indicação da condição de .saturaçao do. medidor a que corresponde a variação de cor atingir o eléctrodo metálico contrário e a que corresponde uma variação abrupta da corrente:.3.3- Indication of the condition of. meter corresponding to the color change to the opposite metallic electrode and corresponding to an abrupt change in current.

34- escala indicativa da direcção da variaçao progressiva da cor, ao longo de um espaço de 2,5 cm.34- scale indicating the direction of progressive color variation over a space of 2.5 cm.

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Monte da Caparica,. .1.6 de Fevereiro de 2007Monte da Caparica ,. .1.6 February 2007

Claims (11)

Re ivindicaçõesClaims 1 > Dispositivo de estado solido medidor de tempo caracterizado por ser constituído por uma estrutura composta por um substrato rígido ou flexível 111, como por exemplo vidro ou fflylar ou cartão plastificado ou papel, seguida da inserção em camadas ou por justaposição topo a topo das seguintes películas: uma película de um oxido electrocrómico (3), inorgânico, como por exemplo o oxido de tungsténio na forma estequiométrica ou não estequiométrica com1. A solid state time measuring device comprising a structure composed of a rigid or flexible substrate 111, such as glass or fflylar or plasticised cardboard or paper, followed by the insertion in layers or top-to-bottom juxtaposition of the following: films: a film of an inorganic electrochromic oxide (3) such as tungsten oxide in stoichiometric or non-stoichiometric form with 8<xá3i, ou orgânico como a poli anilina e um; electrólito (;4) que pode ser um sólido polimérico: com um marcador dissolvido como o 11tio, como por exemplo o LiClOx 0<x<4, ou o Lil, ou O LiBr, ou 0 LiAsFg·, ou O LiCFaSÇg, nas formas estequioffLètricas e não estequicmétricas ou. um material inorgânico, como por exemplo o LíKN (0<x<3) , ou o LiALF^, ou o LiNbO3, nas formas estequiométricas e não estequiométrica ou um electrólito liquido como o^ ácido sulfúrico [HzSQd f ó ácido clorídrico (HC1), o ácido nítrico (HNO3) em que é dissolvido o marcador de titio ou uma solução liquida que o já contenha como· a solução de Li.ClCh (perclorato de lítio; com. PC (propilenocarbonato) em concentrações variáveis, de 0,01 mol/dm3 a 10 mol/dm3, todos eles com condutividades de pelo menos 10”3: S.çrtT1 alterada por acumulação de margas elêctricas, seguido da colocação de dois elêctrodos metálicos (2), entre os quais existe uma escala gr aduana:, e è encapsulado usando um material inorgânico ou orgânico (7)Xxii, or organic such as polyaniline and one; electrolyte (; 4) which may be a polymeric solid: with a dissolved label such as 11thio, such as LiClOx 0 <x <4, or Lil, or O LiBr, or 0 LiAsFg ·, or O LiCFaSÇg, in the forms stoichiometric and not stoichiometric either. an inorganic material such as Li K N (0 <x <3) or LiALF 3 or LiNbO 3 in stoichiometric and non-stoichiometric forms or a liquid electrolyte such as sulfuric acid [HzSQd f hydrochloric acid (HCl) means nitric acid (HNO3) in which the titanium marker is dissolved or a liquid solution which already contains it as · Li.ClCh (lithium perchlorate; PC (propylene carbonate) solution in varying concentrations of 0.01 mol / dm 3 to 10 mol / dm 3 , all with conductivities of at least 10 ” 3: S.çrtT 1 altered by accumulation of electric loops, followed by the placement of two metal electrodes (2), including there is a custom scale: and is encapsulated using an inorganic or organic material (7) 2. Dispositivo de estado sólido medidor de tempo de acordo com a reívíndicaçáo 1 ser caracterizado por o óxido electrocrómico inorgânico poder ser constituído A solid state time measuring device according to claim 1, characterized in that the inorganic electrochromic oxide may be constituted by 1/4 por um óxido qualquer contendo um metal de transição, tais como o Ti, Nb., Mo, Ta e W ou em alternativa o Cr, Mn, 'Fe, Co, Ni Rh e Ir.1/4 by any oxide containing a transition metal such as Ti, Nb., Mo, Ta and W or alternatively Cr, Mn, Fe, Co, Ni Rh and Ir. 3. Dispositivo de estado sólido medidor de tempo de acordo com a: reivindicação 1 ser caracterizado por o material electrocrómico usado ser um material orgânico, tal como os materiai.s vialogéneos, tal como a polianilina.A solid state time measuring device according to claim 1, characterized in that the electrochromic material used is an organic material such as vialogenic materials such as polyaniline. 4:. Dispositivo de estado sólido medidor de tempo de acordo com a reivindicação 1 ser caracterizado por o electrólito contendo p· marcador iónico ser um material inorgânico tal como o LiZN (0<x<3) LiALFy 0<y<4) , LiNbCz 0<2<4, com condutividades inferiores a ICG S/cm.4 :. A solid state time meter according to claim 1, characterized in that the electrolyte containing the ionic marker is an inorganic material such as Li Z N (0 <x <3) LiALF y 0 <y <4), LiNbC z 0 <2 <4, with conductivity lower than ICG S / cm. 5.. Dispositivo de> estado sólido medidor de tempo de acordo com a reivindicação 1 ser caracterizado por o electrólito contendo 0 marcador iónico ser um material orgânico! tal. como o L.iCl;Ox Q<x<4, Lil, LiBz, .LlA.s.Fs e hiCFsSOs, na forma estequiomê trica ou não, com condutividades inferiores a 1.0“·° S/cm.A solid state time meter according to claim 1, characterized in that the electrolyte containing the ionic marker is an organic material! such. such as L.iCl; O x Q <x <4, Lil, LiBz, .LlA.sF s and hiCFsSOs, in stoichiometric or non-stoichiometric form, with conductivities below 1.0 ° · ° S / cm. S. Dispositivo estado sólido medidor de tempo de acordo com a reivindicação 1 ser caracterizado por electrólito contendo o marcador iónico ser uma solução aquosa ácida contendo .acido sul fónico (H.2S’Cç) , ou ácido clorídrico (HC1), ou ácido nítrico ÍHNCg) ou ainda ser uma solução de Licicp (perçlorato de lítio) com propilenocarbonato (>C> em concentrações que podem ser de W mol/dm3 a 0,01 Mol/dmJ com condutividades iguais ou superiores a 0,0033 S/cm,A solid state time meter according to claim 1, characterized in that the electrolyte containing the ionic marker is an acidic aqueous solution containing sulfonic acid (H. 2 S'Cç), or hydrochloric acid (HCl), or acid. nitric nitric oxide) or a solution of Licicp (lithium perchlorate) with propylene carbonate (>C> in concentrations which may be from W mol / dm 3 to 0,01 Mol / dm J with conductivity equal to or greater than 0,0033 S / cm, 7, Dispositivo estado solido medidor de tempo de acordo com a reivindicação 1 ser caracterizado por ter uma camada, de protecçâo de encapsulamento constituída por fiuoreto de magnésio ou um oxido de elevada resistência química, e mecânica como SiOx, MA.cu usando um material polimérico do tipo poli vinil.A solid state time gauge device according to claim 1, characterized in that it has a capping layer comprised of magnesium fluoride or a high chemical and mechanical resistance oxide such as SiO x , MA.cu using a material. polyvinyl type polymer. 8. Dispositivo estado sólido: medidor de tempo de acordo com a reivindicação 1 ser caracterizado^ por conter um marcador, como por exemplo o lítio, que promove o .deslocamento de cor em frente de uma escala graduada qualitativamente em unidades -de tempo por unidade, de espaço, como seja horas por milímetro ou meses por milímetro, traduzido por um aumento continuo: da corrente à medida que a cor progride, ao longo de uma distância, como se indica (32) até: um valor limite de saturação (33).Solid state device: A time meter according to claim 1, characterized in that it contains a marker, such as lithium, which promotes color shift in front of a qualitatively graded scale in time units per unit. , of space, such as hours per millimeter or months per millimeter, translated by a continuous increase of current as color progresses over a distance as indicated (32) to : a saturation limit value (33 ). 9. Processo de fabrico de medidor de estado sólido car-acteriza-do por todas as camadas -depositadas sobre o substrato e que constituem o dispositivo como mencionado nas: .reivindicações de 1 a: 7 serem produzidas por impressão por jacto de: tinta.9. Solid state measuring method of manufacturing the car-by-acteriza -depositadas all layers on the substrate and forming device as mentioned in: the .reivindicações 1: 7 is produced by jet printing: ink. 10. Processo de medição do tempo utilizando o dispositivo da. reivindicação 1 caracterizado por a medição ser proporcional, ao tempo que uma dada tensão eléctrica aplicada entre os electrodos (2) , verticais ou longitudinais permanece, sendo dètectada pela alteração assimétrica de cor que progride proporcionalmente a.o tempo numa escala graduada, mantendo-se sem alteração, após desligar a tensão.10. Time measurement process using the device. claim 1 characterized in that the measurement is proportional to the time that a given electrical voltage applied between the vertical or longitudinal electrodes (2) remains, being determined by the asymmetric color change that progresses proportionally to the time on a graduated scale and remains unchanged. after turning off the voltage. 11.. Processo de medição do tempo de acordo com a reivindicação: anterior ser caracter izado por o processo de medida ser reversível, isto é, alterandose o sentido de polaridade da tensão apaga-se toda a informação de medida guardada.Time measurement method according to claim 1, characterized in that the measurement process is reversible, that is, changing the polarity direction of the voltage erases all stored measurement information. 12. Processo de^ medição do tempo de acordo tom a reivindicação anterior caracterizado por .fornecer uma informação qualitativa sobre a medida de tempo de utilização de um produto, componente ou sistema ao qual se encontre agregado por alteração progressiva da cor, resultante da aplicação de uma tensão de 22.0 V ou 110 V ou 2ã V ou 9 V ou 6 V ou 1,5 V ou outra tensão predefinida, continua, intermitente ou instantânea, no sentido ou dixecção sobre o qual se quer que se de a alteração: de cor progressiva.Time measurement method according to the preceding claim, characterized in that it provides qualitative information on the time of use of a product, component or system to which it is aggregated by progressive color change resulting from the application of a voltage of 22.0 V or 110 V or 2 V or 9 V or 6 V or 1.5 V or other predefined voltage, flashing or instantaneous, in the direction or direction you wish to change: colored progressive.
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