PT106301A

PT106301A - Método de deposição de tco em papel usando pulverização catódica por rádio-frequência e corrente contínua, e sua aplicação em dispositivos electrocrómicos

Info

Publication number: PT106301A
Application number: PT106301A
Authority: PT
Inventors: Aida Maria Sanches Branco; Claudia Brito Da Costa; Ana Clara Lopes Marques; Lucia Isabel Pedro De Gomes; Jorge Vicente Ferreira De Araujo; Mario Rui Da Silva Correia Simoes
Original assignee: Yd Ynvisible S A
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2013-11-11
Also published as: WO2013169133A2; WO2013169133A3

Abstract

ÓXIDOS CONDUTORES TRANSPARENTES SÃO DEPOSITADOS POR PULVERIZAÇÃO CATÓDICA SOBRE PAPEL, SERVINDO DE ELÉCTRODOS PARA CÉLULAS ELECTRÓNICAS. EM PARTICULAR, CÉLULAS ELECTROCRÓMICAS IMPRESSAS SOBRE PAPEL APROVEITAM A TRANSPARÊNCIA DOS ÓXIDOS CONDUTORES TRANSPARENTES NUMA INTEGRAÇÃO IMPERCEPTÍVEL DA ELECTRÓNICA SOBRE MEIOS DE COMUNICAÇÃO TRADICIONAIS QUE EMPREGAM PAPEL.

Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE DEPOSIÇÃO DE TCO EM PAPEL USANDO PULVERIZAÇÃO CATÓDICA POR RÁDIO-FREQUÊNCIA E CORRENTE CONTÍNUA, E SUA APLICAÇÃO EM DISPOSITIVOS ELECTROCRÓMICOS"

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção é do campo da electroquímica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO A electrónica em papel é uma tendência corrente, que visa alcançar circuitos mais económicos, quer quanto a matéria-prima, como quanto a poluição.

Sendo o papel o meio tradicional para visualização de informação, o electrocromismo pode sobrepor-se ou substituir a impressão tradicional em circuitos com visualização sobre papel, constituindo uma forma mais natural de apresentação electrónica de informação. A presente invenção versa sobre um método de deposição que permite obter óxidos condutores em papel, que podem servir como eléctrodos para quaisquer células electrónicas, incluindo electrocrómicas.

Numa implementação preferencial da presente invenção, um Óxido Condutor Transparente (TCO), e.g., IZO (Óxido de índio 1 dopado com Óxido de Zinco), ITO (Óxido de índio dopado com Óxido de Estanho), AZO (Óxido de Zinco dopado com Óxido de Antimónio), ATO (Óxido de Estanho dopado com Óxido de Antimónio), FTO (Óxido de Estanho dopado com Flúor), é depositado num de vários tipos de papel, e.g., papel revestido, papel de arquiteto, por pulverização catódica por radiofrequência (RF) ou corrente contínua (DC) . A composição do alvo utilizado é 80-95% óxido do material dopado e 5-20% óxido do material dopante com 99, 99% de pureza. A câmara é mantida a uma temperatura inferior a 40°C.

Numa implementação da presente invenção, a manutenção da câmara a uma temperatura inferior a 40°C é alcançada por paragens na deposição, que pode ser habilitada por vários métodos, e.g. através por um sensor de temperatura que inibe a deposição quando a temperatura é igual ou superior a 40°C, ou por intervalos específicos, que podem ser parametrizados automática ou manualmente. Árgon, e opcionalmente Oxigénio, são introduzidos na câmara de deposição por forma a atingir uma pressão de deposição entre 1-10 mTorr. A pressão da câmara antes da introdução do(s) gás(es) está entre lxl0~3 e lxl0~2 mTorr. A densidade de potência aplicada varia entre 0.5-1.5 W/cm2. A duração das deposições é entre 10 a 45 minutos alcançando uma espessura de filme inferior a 200 nm. Os filmes depositados apresentam uma resistência folha abaixo de 100 Ohm/quadrado e uma transmitância mínima de 70%. Os filmes são amorfos.

Estes papéis condutores são usados como eléctrodos em dispositivos electrocrómicos. Foram testadas 3 configurações de elementos distintas: 2 I. Papel/IZO/electrocrómico/electrólito/electrocrómico/ ΙΤΟ/ΡΕΤ II. papel/IZO/electrocrómico/electrólito/electrocrómico/IZO/ papel de arquiteto III. Papel/IZO/electrocrómico/electrólito/electrocrómico/ IZO, onde ITO é Óxido de índio dopado com Óxido de Estanho, e PET é Polietileno Tereftalato.

Para as configurações I e II, dois electrólitos diferentes foram usados - um gel de base polimérica e um electrólito sólido curado por UV. Vários materiais electrocrómicos orgânicos e inorgânicos foram testados: - orgânicos: politiofenos como o PEDOT:PSS, e viologénios como o metil de viologénio; - inorgânicos: óxidos metálicos como o óxido de tungsténio e hexacianometalatos como o azul da Prússia.

Todos os materiais electrocrómicos foram impressos por jacto-de-tinta ou serigrafia. Nas configurações I e II, o material electrocrómico foi impresso sobre a camada de Óxido Condutor Transparente (TCO), e.g., IZO, ITO, dependendo do substrato utilizado.

Na configuração III, o material electrocrómico foi impresso directamente sobre o electrólito sólido curado por UV e, neste 3 caso, o filme de IZO foi depositado sobre esta última camada de material electrocrómico.

Os dispositivos mostraram desempenho electrocrómico entre 30.000 e 100.000 ciclos dependendo da configuração, com degradação de contraste entre 10 e 50%. Estes dispositivos têm uma vida útil superior a 6 meses quando usados descontinuamente.

Aplicação intermédias destes dispositivos incluem Transístores de Filme Fino (TFTs), Díodos Emissores de Luz (LEDs) , incluindo orgânicos (OLEDs), e sensores em geral.

Aplicações finais destes dispositivos estão genericamente em tecnologias de visualização, e em produtos como livros, revistas, autocolantes, postos de atendimento automáticos, sinais de publicidade, etc., podendo também estar noutras áreas, e.g., células fotoeléctricas.

As implementações descritas visam descrever em detalhe certos aspectos da presente invenção.

Outros aspectos podem ser aparentes para os peritos no estado-da-técnica que, embora diferindo das implementações descritas em detalhes, não se afastam do espírito ou âmbito da presente invenção.

Lisboa, 9 de Maio de 2013 4

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método de deposição de óxidos condutores transparentes em papel, caracterizado por: - ser realizado pela técnica de pulverização catódica; - empregar uma densidade de potência entre 0.5-1.5 W/cm2; - o alvo ser composto por 80-95% de óxido dopado e 5-20% de material dopante; - ser realizado numa atmosfera de Árgon; - ser realizado a uma pressão entre 1-10 mTorr; - ser realizado a uma temperatura inferior a 40°C.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pulverização catódica ser realizada por corrente continua (DC) .
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a pulverização catódica ser realizada por radiofreguência (RF) .
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a atmosfera compreender Oxigénio além de Árgon.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o óxido dopado ser seleccionado do grupo consistindo em IZO, ITO, AZO, ATO, e FTO.
6. Método de deposição duma célula electrocrómica caracterizado por: 1 a deposição do óxido condutor transparente ser realizada pela técnica de pulverização catódica com densidade de potência entre 0.5-1.5 W/cm2; numa atmosfera de Árgon; a uma pressão entre 1-10 mTorr; com um alvo composto por 80-95% de óxido dopado por 5-20% de material dopante; realizada a uma temperatura inferior a 40°C; uma camada de material electrocrómico ser depositada por jacto-de-tinta sobre a camada de óxido condutor transparente.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pela técnica de deposição do material electrocrómico ser serigrafia no lugar de jacto-de-tinta.
8. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por 2 deposições distintas de óxido condutor transparente e do material electrocrómico serem unidas numa célula electrocrómica por uma camada intermédia de electrólito.
9. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por: uma camada de material electrólito ser depositada sobre a camada de material electrocrómico por jacto de tinta; uma segunda camada de material electrocrómico ser depositada sobre a camada de material eletcrólito por jacto de tinta; 2 uma segunda camada de óxido condutor transparente ser depositada sobre a segunda camada de material electrocrómico por pulverização catódica; a deposição da segunda camada de óxido condutor transparente ser realizada pela técnica de pulverização catódica com densidade de potência entre 0.5-1.5 W/cm2; numa atmosfera de Árgon; a uma pressão entre 1-10 mTorr; com um alvo composto por 80-95% de óxido metálico e 5-20% de material dopante do óxido metálico; realizada a uma temperatura inferior a 40°C.
10. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o material electrocrómico ser seleccionado de materiais orgânicos da família dos politiofenos.
11. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o material electrocrómico ser seleccionado de materiais orgânicos da família dos viologénios.
12. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o material electrocrómico ser seleccionado de materiais inorgânicos da família dos óxidos metálicos.
13. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o material electrocrómico ser seleccionado de materiais inorgânicos da família dos hexocianometalatos. Lisboa, 9 de Maio de 2013 3