Tinta conductora y conductor.

Tinta para fabricar un conductor, donde la tinta comprende partículas metálicas y un aglutinante,

caracterizadopor que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden al menos uno de los siguientes elementos: metalalcalinotérreo, metal alcalino exceptuando metales radiactivos y berilio, cuyas cantidades se utilizan para controlar lafunción de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta para conseguir una función del trabajo menor de 4 eV,donde las partículas metálicas no están oxidadas y tienen una superficie eléctricamente conductora.

Tinta conductora y conductor

Campo La invención se refiere a tinta conductora, a un conductor y a los métodos para su fabricación.

Antecedentes En el ámbito de la electrónica existen numerosos métodos para fabricar conductores. Un conductor puede imprimirse sobre un sustrato utilizando una tinta eléctricamente conductora y la tinta puede ser secada a temperatura ambiente o en un horno a aproximadamente 150ºC, por ejemplo, lo que permite una fabricación de alta velocidad. La tinta se fabrica generalmente mediante la adición de polvo de plata a una mezcla de un aglutinante y un disolvente. También pueden utilizarse otros metales tales como el cobre y el oro. Cuando el disolvente se evapora durante el secado de la tinta para dar lugar a un conductor real, puede considerarse que las partículas de plata forman un contacto físico entre sí dando como resultado una buena conductividad en el conductor.

A pesar de que la plata y otros metales utilizados tienen buena conductividad, su función de trabajo es alta. La función de trabajo para los metales utilizados es de aproximadamente 4, 5 eV con sólo una ligera variación. La función de trabajo es la energía que se necesita para liberar un electrón en un material sólido. Una función de trabajo alta, que a efectos prácticos es constante entre los metales utilizados, da como resultado un bajo rendimiento y una baja eficiencia. Esto puede traducirse en un voltaje de trabajo alto y en un alto consumo de energía en un dispositivo electrónico al que se suministra el voltaje de trabajo a través de conductores fabricados de estos materiales. Sin embargo, debido a que un gran número de dispositivos electrónicos utilizan baterías como fuentes de energía y a que los dispositivos electrónicos tienen cada vez más aplicaciones que consumen energía, la eficiencia y el rendimiento deberían ser constantemente mejorados. Por lo tanto, por ejemplo, existe la necesidad de disminuir el voltaje de trabajo con el fin de disminuir el consumo de energía y aumentar el período entre recargas.

Breve descripción de la invención Un propósito de la invención es proporcionar una solución mejorada. De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona tinta para fabricar un conductor, donde la tinta comprende partículas metálicas y un aglutinante. Las partículas metálicas comprenden al menos uno de los siguientes elementos: metal alcalinotérreo, metal alcalino exceptuando metales radiactivos y berilio, cuyas cantidades se utilizan para controlar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta, donde las partículas metálicas no están oxidadas y tienen una superficie eléctricamente conductora.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un conductor fabricado utilizando tinta que comprende partículas metálicas y un aglutinante. Las partículas metálicas comprenden al menos uno de los siguientes elementos: metal alcalinotérreo, metal alcalino exceptuando metales radiactivos y berilio, cuyas cantidades se utilizan para controlar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta; y las partículas metálicas no están oxidadas y tienen una superficie eléctricamente conductora.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un electrodo fabricado utilizando tinta que comprende partículas metálicas y un aglutinante. Las partículas metálicas del electrodo comprenden al menos uno de los siguientes elementos: metal alcalinotérreo, metal alcalino exceptuando metales radiactivos y berilio, para controlar la función de trabajo del electrodo fabricado a partir de la tinta; y las partículas metálicas no están oxidadas y tienen una superficie eléctricamente conductora.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, se proporciona un método de producción de la tinta para fabricar un conductor, donde la tinta comprende partículas metálicas. El método comprende mezclar partículas metálicas no oxidadas que tienen una superficie eléctricamente conductora con un aglutinante en una atmósfera inerte para fabricar tinta, donde las partículas metálicas comprenden al menos uno de los siguientes elementos: metal alcalinotérreo, metal alcalino exceptuando metales radiactivos y berilio, cuyas cantidades se utilizan para controlar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta, y donde las partículas metálicas no están oxidadas.

La invención proporciona varias ventajas. La solución permite imprimir un conductor utilizando una tinta que incluye un metal alcalinotérreo y/o un metal alcalino. La utilización de un metal alcalinotérreo y/o un metal alcalino reduce la función de trabajo y hace posible controlar y, si resultase necesario, disminuir el voltaje de trabajo y el consumo de energía.

Lista de dibujos En lo que sigue, la invención se describirá en mayor detalle haciendo referencia a las realizaciones y los dibujos que se acompañan, en los cuales La Figura 1 muestra un componente electrónico;

La Figura 2 muestra una mezcla de partículas metálicas molidas conjuntamente,

La Figura 3 muestra una mezcla de partículas metálicas molidas por separado y mezcladas después,

La Figura 4 muestra un método de impresión de huecograbado,

La Figura 5A muestra un conductor con una capa de protección,

La Figura 5B muestra un conductor con una capa de protección con un cable metálico,

La Figura 6 muestra un diagrama de flujo de un método para producir tinta, y

La Figura 7 muestra un diagrama de flujo de un método para fabricar de un conductor.

Descripción de realizaciones Haciendo referencia a la Figura 1, se examina un ejemplo de un componente electrónico. El componente puede ser un componente optoelectrónico, tal como un componente OLED (Diodo Orgánico Emisor de Luz, Organic Light-Emitting Device) , OSC (Célula Solar Orgánica, Organic Solar Celular) , OFET (Transistor de Efecto de Campo Orgánico, Organic Field Effect Transistor) o componentes similares. En general, sin embargo, el componente puede ser cualquier componente eléctrico que pueda ser considerado susceptible de comprender partes operacionales entre electrodos, tal como por ejemplo una antena. En este ejemplo, el componente puede comprender un primer electrodo 100, al menos una capa 102 activa y un segundo electrodo 104. Los electrodos 100, 104 son conductores que proporcionan energía eléctrica a la capa 102 activa del componente para un funcionamiento adecuado. En la capa 102 activa de un componente OLED, puede tener lugar una recombinación de electrones y huecos, que son portadores de carga de la corriente eléctrica, y en este ejemplo la recombinación puede liberar energía en forma de radiación óptica.

Por lo menos uno de los electrodos 100, 104 del componente se puede imprimir utilizando una tinta adecuada. La tinta puede prepararse usando un material metálico que comprende un metal alcalinotérreo, un metal alcalino o ambos (un metal alcalinotérreo y un metal alcalino) . Los metales alcalinotérreos útiles son el magnesio (Mg) , el calcio (Ca) , el estroncio (Sr) y el bario (Ba) . El berilio (Be) se puede excluir. Los metales alcalinos son el litio (Li) , el sodio (Na) , el potasio (K) , el rubidio (Rb) y el cesio (Cs) . Los materiales radiactivos radio (Ra) y francio (Fr) no pueden utilizarse en la práctica. El material metálico puede incluir adicionalmente al menos un metal de los grupos 3 a 15 de la tabla periódica de los elementos. Como ejemplo de estos metales, el aluminio (AI) se puede mezclar, por ejemplo, con magnesio o calcio.

Las funciones de trabajo de estos metales o de la combinación de los metales pueden disminuirse permitiendo que un componente tenga un alto rendimiento y una alta eficiencia. Se proporciona a continuación una lista de funciones de trabajo: 3, 7 eV para el magnesio; 2, 9 eV para el calcio; 2, 6 eV para el estroncio; 2, 5 eV para el bario; 2, 9 eV para el litio; 2, 4 eV para el sodio; 2, 3 eV para el potasio; 2, 3 eV para el rubidio y 2, 0 eV para el cesio (los valores ofrecidos aquí se basan en el Manual CRC de Química y Física) . Aunque el aluminio tiene una función de trabajo elevada (4, 2 eV) , una mezcla apropiada de aluminio con al menos un metal que tenga una función de trabajo pequeña da como resultado una función de trabajo elevada. Una función de trabajo pequeña significa menos de aproximadamente 4 eV en esta aplicación. Durante la fabricación, la función de trabajo del conductor se puede controlar mezclando los materiales metálicos de manera conveniente. Por lo tanto, si se desea obtener una cierta función de trabajo, los materiales metálicos se pueden mezclar de tal manera que pueda lograrse el objetivo. Una mezcla adecuada se puede encontrar, por ejemplo, de... [Seguir leyendo]

1. Tinta para fabricar un conductor, donde la tinta comprende partículas metálicas y un aglutinante, caracterizado por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden al menos uno de los siguientes elementos: metal alcalinotérreo, metal alcalino exceptuando metales radiactivos y berilio, cuyas cantidades se utilizan para controlar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta para conseguir una función del trabajo menor de 4 eV, donde las partículas metálicas no están oxidadas y tienen una superficie eléctricamente conductora.

2. La tinta de la reivindicación 1, caracterizada por que cada partícula (200, 300, 302) metálica comprende, al menos en parte, al menos uno de los siguientes elementos: un metal alcalinotérreo, un metal alcalino.

3. La tinta de la reivindicación 1, caracterizada por que una parte de las partículas (300, 302) metálicas comprende un metal alcalinotérreo y una parte de las partículas (300, 302) metálicas comprende un metal alcalino.

4. La tinta de la reivindicación 1, caracterizada por que la cantidad de metal alcalinotérreo en la tinta se utiliza para determinar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta.

5. La tinta de la reivindicación 1, caracterizada por que la cantidad de metal alcalino en la tinta se utiliza para determinar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta.

6. La tinta de la reivindicación 1, caracterizada por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden magnesio.

7. La tinta de la reivindicación 1, caracterizada por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden calcio.

8. La tinta de la reivindicación 1, caracterizada por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden magnesio y calcio.

9. La tinta de la reivindicación 1, caracterizada por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden adicionalmente al menos un metal de los grupos 3 a 15 de la tabla periódica de los elementos.

10. La tinta de la reivindicación 9, caracterizada por que la cantidad del al menos un metal de los grupos 3 a 15 de la tabla periódica de los elementos se utiliza para ajustar la función de trabajo del conductor fabricado partir de la tinta.

11. Un conductor fabricado utilizando tinta que comprende partículas metálicas y un aglutinante, caracterizado por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden al menos uno de los siguientes elementos: metal alcalinotérreo, metal alcalino exceptuando metales radiactivos y berilio, cuyas cantidades se utilizan para controlar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta para conseguir una función de trabajo menor de 4 eV; y las partículas metálicas no están oxidadas y tienen una superficie eléctricamente conductora.

12. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que el conductor (500) tiene una capa (504) externa de protección para mantener la conductividad eléctrica del conductor (500) en una atmósfera reactiva.

13. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que cada partícula (200, 300, 302) metálica comprende, al menos en parte, al menos uno de los siguientes elementos: metal alcalinotérreo, metal alcalino.

14. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que una parte de las partículas (200, 300, 302) metálicas comprende un metal alcalinotérreo y una parte de las partículas metálicas comprende un metal alcalino.

15. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que la cantidad de metal alcalinotérreo en el conductor se utiliza para determinar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta.

16. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que la cantidad de metal alcalino en el conductor se utiliza para determinar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta.

17. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden magnesio.

18. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden calcio.

19. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden magnesio y calcio.

20. El conductor de la reivindicación 11, caracterizado por que las partículas (200, 300, 302) metálicas comprenden adicionalmente al menos un metal de los grupos 3 a 15 de la tabla periódica de los elementos.

21. La tinta de la reivindicación 20, caracterizada por que la cantidad del al menos un metal de los grupos 3 a 15 de la tabla periódica de los elementos se utiliza para ajustar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta.

22. Un método para producir tinta para fabricar un conductor, donde la tinta comprende partículas metálicas, caracterizado por mezclar (600) partículas (200, 300, 302) metálicas no oxidadas que tienen una superficie eléctricamente conductora con un aglutinante en una atmósfera inerte para fabricar tinta, donde las partículas metálicas comprenden al menos uno de los siguientes elementos: metales alcalinotérreos, metales alcalinos exceptuando metales radiactivos y berilio, cuyas cantidades se utilizan para controlar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta para conseguir una función del trabajo menor de 4 eV, donde las partículas metálicas no están oxidadas.

23. El método de la reivindicación 22, caracterizado por moler material metálico en forma de polvo para fabricar superficies no oxidadas, conductoras, a partículas (200, 300, 302) metálicas en el polvo en una atmósfera inerte o en el vacío.

24. El método de la reivindicación 23, caracterizado por que la molienda se lleva a cabo con al menos un agente de control de proceso.

25. El método de la reivindicación 22, caracterizado por ajustar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta mediante la cantidad de metal alcalinotérreo en la tinta.

26. El método de la reivindicación 22, caracterizado por ajustar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta mediante la cantidad de metal alcalino en la tinta.

27. El método de la reivindicación 22, caracterizado por ajustar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta mediante la mezcla de al menos un metal de los grupos 3 a 15 de la tabla periódica de los elementos con las partículas (200, 300, 302) metálicas.

28. El método de la reivindicación 22, caracterizado por que un agente de control de proceso es un hidrocarburo.

29. El método de la reivindicación 22, caracterizado por que un agente de control de proceso es un ácido esteárico o un ácido octanoico.

30. El método de la reivindicación 22, caracterizado por que el aglutinante es poliestireno o polimetil metacrilato.

31. El método de la reivindicación 22, caracterizado por que la atmósfera inerte es nitrógeno molecular.

32. El método de la reivindicación 22, caracterizado por que la atmósfera inerte es un gas noble.

33. Un método para fabricar un conductor, donde el método comprende imprimir un conductor utilizando una tinta conductora que comprende partículas metálicas y un aglutinante, caracterizado por imprimir la tinta sobre un objeto (400, 502) ; endurecer (700) la tinta en el objeto (400, 502) en una atmósfera inerte o en el vacío para fabricar un conductor, en el que la tinta se ha producido mediante el método de producción de tinta de la reivindicación 22.

34. El método de la reivindicación 33, caracterizado por determinar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta mediante la cantidad de metal alcalinotérreo.

35. El método de la reivindicación 33, caracterizado por determinar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta mediante la cantidad de metal alcalino.

36. El método de la reivindicación 33, caracterizado por determinar la función de trabajo del conductor fabricado a partir de la tinta mediante la cantidad de al menos un metal de los grupos 3 a 15 de la tabla periódica de los elementos en las partículas (200, 300, 302) metálicas.

37. El método de la reivindicación 33, caracterizado por que la impresión se lleva a cabo mediante impresión de huecograbado.

38. El método de la reivindicación 33, caracterizado por que la impresión se lleva a cabo mediante impresión de serigrafía.

39. El método de la reivindicación 33, caracterizado por que la impresión se lleva a cabo mediante impresión de flexografía.

40. El método de la reivindicación 33, caracterizado por que la atmósfera inerte es nitrógeno molecular.

41. El método de la reivindicación 33, caracterizado por que la atmósfera inerte es un gas noble.

42. El método de la reivindicación 33, caracterizado por proteger el conductor (500) con una capa (504) externa de protección para mantener la conductividad eléctrica del conductor (500) en un medio reactivo.