Desenvolvimento de protótipos com compósitos de GPTMS/PEDOT:PSS (BR 10 2015 024848 2): antena para RFID e resistencia desembaçadora de vidros
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Data
2018-10-01
Autores
Marques, Alisson Henrique Ferreira [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
A busca por novos materiais é um dos grandes desafios da eletrônica que utiliza compósitos de materiais orgânicos e inorgânicos na produção de dispositivos eletrônicos. O interesse por esses materiais é devido a possibilidade de se produzir dispositivos eletrônicos via rota líquida, possibilitando a produção de tintas condutoras que possam ser depositados por técnicas de impressão. Um dos principais desafios na área da eletrônica impressa é a fabricação de eletrodos transparentes que, atualmente, são produzidos a partir de óxidos condutores transparentes, TCO (Transparent Conducting Oxides). Uma alternativa para substituição dos TCO é a formação de compósitos a partir de materiais orgânicos e inorgânicos para confecção de eletrodos transparentes que possam ser processados através de rota líquida. O presente trabalho propõe a produção de uma tinta condutora que possa ser depositada pela técnica de serigrafia. A tinta foi composta por um polímero condutor, por um material inorgânico reticulador que conferiu estabilidade mecânica aos filmes formados e por aditivos. Foi realizada uma caracterização reológica nas tintas, que proporcionou avaliar a viscosidade para ser utilizada em serigrafia. As tintas apresentaram viscosidade entre 1 Pa.s e 2 Pa.s, que foi suficiente para deposição serigráfica utilizando uma tela de 180 fios/cm². Foi realizada caracterizações elétrica, ótica e morfológica nos filmes preparados com as tintas condutoras, onde os filmes apresentaram uma transmitância ótica entre 85 % e 95 %, com uma resistência de folha entre 50 Ω/sq e 160 Ω/sq. Estes filmes foram aplicados como resistência aquecedora para uso como desembaçador de vidros, podendo aquecer uma lâmina de vidro com 2,5 mm de espessura até 100 ºC a uma taxa máxima de 30 ºC/min. Além disso, os filmes transparentes condutores foram aplicados como eletrodos de dispositivos eletroluminescentes, os quais apresentaram desempenho comparável à de dispositivos produzidos com eletrodos de ITO. Finalmente, foram produzidas antenas para identificadores do tipo RFID aos quais permitiram leituras confiáveis à uma distância de até 3,5 metros do leitor.
The search for new materials is one of the great challenges of electronics that uses composites of organic and inorganic materials in the production of electronic devices. The interest in these materials is due to the possibility of producing electronic devices by liquid route, enabling the production of conductive inks that can be deposited by printing techniques. One of the main challenges in the field of printed electronics is the manufacture of transparent electrodes produced from transparent conducting oxides (TCO). An alternative to substitute TCO is the formation of composites from organic and inorganic materials to make transparent electrodes that can be processed by route liquid. The present work proposes the production of a conductive ink that can be deposited by the silkscreen technique. The ink was composed of a conductive polymer, an inorganic crosslinker material which imparted mechanical stability to the formed films and additives. A rheological characterization was carried out to evaluate the viscosity of the conductive ink to be used in screen printing. The prepared inks were obtained with a viscosity between 1 Pa.s and 2 Pa.s, which was sufficient for screen printing using a screen of 180 wires/cm². It was performed electrical, optical and morphological characterization in the films prepared with the conductive inks, where the films presented an optical transmittance between 85 % and 95 %, with a sheet resistance between 50 Ω/sq and 160 Ω/sq. These films were applied as a heating resistor for use as a glass defroster, and can heat a glass slide with 2,5 mm thickness up to 100 °C at a maximum rate of 30 °C/min. In addition, conductive transparent films were applied as electrodes of electroluminescent devices, which presented performance comparable to devices produced with ITO electrodes. Finally RFID-type antennas were produced and allowed to be reliably read up to a distance of up to 3,5 meters from the reader.
The search for new materials is one of the great challenges of electronics that uses composites of organic and inorganic materials in the production of electronic devices. The interest in these materials is due to the possibility of producing electronic devices by liquid route, enabling the production of conductive inks that can be deposited by printing techniques. One of the main challenges in the field of printed electronics is the manufacture of transparent electrodes produced from transparent conducting oxides (TCO). An alternative to substitute TCO is the formation of composites from organic and inorganic materials to make transparent electrodes that can be processed by route liquid. The present work proposes the production of a conductive ink that can be deposited by the silkscreen technique. The ink was composed of a conductive polymer, an inorganic crosslinker material which imparted mechanical stability to the formed films and additives. A rheological characterization was carried out to evaluate the viscosity of the conductive ink to be used in screen printing. The prepared inks were obtained with a viscosity between 1 Pa.s and 2 Pa.s, which was sufficient for screen printing using a screen of 180 wires/cm². It was performed electrical, optical and morphological characterization in the films prepared with the conductive inks, where the films presented an optical transmittance between 85 % and 95 %, with a sheet resistance between 50 Ω/sq and 160 Ω/sq. These films were applied as a heating resistor for use as a glass defroster, and can heat a glass slide with 2,5 mm thickness up to 100 °C at a maximum rate of 30 °C/min. In addition, conductive transparent films were applied as electrodes of electroluminescent devices, which presented performance comparable to devices produced with ITO electrodes. Finally RFID-type antennas were produced and allowed to be reliably read up to a distance of up to 3,5 meters from the reader.
Descrição
Palavras-chave
Tinta condutora, Polímero condutor, Serigrafia, Conductive ink, Conducitve polymer, Screen printing