CH719605A1 - Structure multicouches flexible et méthode de fabrication de telle structure. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une structure multicouche (100), flexible, planaire, et comportant au moins un ensemble électronique (140). L'ensemble électronique (140) comprend une couche électronique (130) comportant du graphène et au moins un électrode (145). Le graphène de la couche électronique (130) est en contact électrique avec l'électrode (145). La couche électronique (140) est encapsulée entre un substrat (101) comportant au moins une couche polymérique de substrat (110) et une passivation (102) comportant au moins une polymérique de passivation (120). Le substrat (101) et la passivation (102) sont collés, chacun à une face respective de l'ensemble électronique (140), et chacun par une couche adhérente (198) comportant du carbone, du silicium, de l'oxygène et de l'hydrogène. L'invention concerne également un procéde de fabrication d'une telle structure multicouche dans lequel les couches adhérentes (198) sont déposées par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma dans un environnement sous pression atmosphérique.
Description
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] La présente invention porte sur des films flexibles comportant des matériaux électroniques ou électriques. Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une structure électronique multicouches flexible dans lequel une partie électronique est montée sur une base isolante et recouvert d'une passivation isolante.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
[0002] Il existe des films chauffants comportant une couche électrothermique entre deux couches isolantes. Ces films utilisent souvent de l'encre conductrice. Si la couche d'encre doit être déposée sur une couche polymérique, une couche de primer, ou apprêt, est souvent nécessaire. La couche d'encre doit ensuite être sèche avant d'ajouter une couche comprenant des électrodes pour inclure l'encre conductrice dans un circuit électrique. En séchant l'encre, des solvants peuvent être relâchés dans l'environnement. Pour coller Is couche comprenant les électrodes à une couche isolante ou pour coller deux couches isolantes entre elles, une couche d'adhésive est employée, laquelle couche peut relâcher des solvants dans l'atmosphère pendant le reste du procédé de fabrication du film chauffant. Un but de la présente invention est d'améliorer et de simplifier un tel procédé, par exemple en le rendant plus rapide, et / ou en relâchant moins de solvants dans l'atmosphère, et / ou en assurant un meilleur contact électrique entre la couche électrothermique et la couche comprenant les électrodes.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
[0003] Le but de la présente invention est de définir un procédé de fabrication de différents types de structures électroniques multicouches flexibles qui soit efficace et facile à réaliser et qui ait moins d'impact sur notre environnement.
[0004] Selon un premier aspect, une structure multicouche, flexible, sensiblement planaire, comportant au moins un ensemble électronique est proposée, ledit ensemble électronique comprenant : une couche électrothermique comportant du graphène ; et au moins un électrode ; ledit graphène de la couche électrothermique étant en contact électrique avec l'électrode ; ladite couche électronique étant encapsulée entre un substrat comportant au moins une couche polymérique de substrat et une passivation comportant au moins une couche polymérique de passivation ; caractérisée en ce que : le substrat et la passivation sont collés, chacun à une face respective de l'ensemble électronique, chacun par une couche adhérente comportant du carbone, du silicium, de l'oxygène et de l'hydrogène.
[0005] Selon un deuxième aspect, une feuille chauffante comportant la structure décrit dessus est proposée.
[0006] Selon un troisième aspect, un procédé de fabrication de la structure multicouches décrit plus haut est proposé, dans lequel les couches adhérentes sont déposées par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma dans un environnement sous pression atmosphérique.
[0007] Ainsi, le même procédé peut être employé pour coller l'encre conductrice à la couche polymérique de substrat et la couche comportant les électrodes à la couche polymérique de passivation, ainsi que pour coller deux couches polymériques ensemble.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
[0008] Les caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description de plusieurs formes d'exécution données uniquement à titre d'exemple, nullement limitative en se référant aux figures schématiques, dans lesquelles : – La figure 1 montre les différentes couches présentes dans une structure électrothermique selon un mode de réalisation décrit dans le présent document ; et – La figure 2 montre les différentes couches présentes dans une structure électrothermique selon un autre mode de réalisation ;
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
[0009] La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une structure électronique multicouches flexible. La structure est sensiblement planaire, de préférence longiforme, s'étendant dans deux dimensions sur une longueur et une largeur, la longueur étant, de préférence, plusieurs fois plus importantes que la largeur.
[0010] La structure est une structure électronique dans le sens qu'elle peut comporter des composants ou circuits électroniques, ces circuits ou composant étant soit positionnés ou déposés, soit imprimés par un procédé de sérigraphie, par exemple. Selon la fonctionnalité requise, ces circuits ou composants peuvent être des résistances, des capacités, des diodes, des selfs, des transistors ou des capteurs de différents types, par exemple. Selon un autre mode de réalisation, qui peut être combiné avec un ou plusieurs autres modes de réalisation mentionnés ici, la structure peut comporter un matériau électrothermique pour produire de la chaleur ou du froid. La structure peut comporter une couche conductrice comprenant des tracées conductrices pour lies les composants et / ou les éléments électrothermiques ensemble pour faire un ou plusieurs circuits électriques. Selon encore un autre mode de réalisation, le film, ou structure multicouche, peut être utilisé pour fabriquer des batteries. Selon un autre mode de réalisation encore, de telles structures peuvent être utilisé pour faire des films photovoltaïques.
[0011] La partie électronique des structures électroniques multicouches flexibles, qui sont fabricables selon un mode de la présente invention, est situé sur une ou plusieurs couches entre un substrat et une passivation, le substrat et la passivation étant des isolants électriques, par exemple un polymère. Selon un mode préféré de réalisation, la passivation et le substrat comporte chacun deux couches du polymère collées ensemble. La structure est donc l'étanche à l'air et à l'eau, électriquement isolante et résistante mécaniquement contre les griffures et / ou des coupures. Les deux couches de polymère sont collées ensemble par l'intermédiaire d'une couche d'adhésif sensible à la pression (PSA) qui comporte une couche adhérente (198) comportant du carbone, du silicium, de l'oxygène et de l'hydrogène, préférablement du PDMS. Le PDMS est préférablement déposée par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma dans un environnement sous pression atmosphérique.
[0012] Selon un mode de réalisation, le polymère comporte un matériau polymère flexible, par exemple le polyéthylène téréphtalate (PET). D'autres polymères sont également possible, par exemple le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le polychlorure de vinyle (PVC), le PVC souple (PVC-P), le polystyrène (PS), le polycarbonate (PC), le polyméthacrylate de méthyle (PMMA), le polyoxyméthylène (POM), le polytéréphtalate d'éthylène (PET), le polyester, le co-polyester, la polyétheréthercétone (PEEK), le polyamide, notamment le polyamide 6 (PA6), le polyamide 12 (PA12), le polyamide 10, le polyamide 610, le polyamide 66, le polyamide à base de constituants aliphatiques et cycloaliphatiques tels que notamment MACM12 ou le co-polyamide amorphe, de préférence à base de PA12, ou des copolymères ou mélanges de ceux-ci.
[0013] Selon un mode de réalisation, combinable avec les autres modes de réalisation mentionnés ci-dessus, la couche adhérente peut aussi être utilisé pour faire coller la couche électrothermique, soit le graphène, sur une couche de polymère, soit sur la couche polymérique de substrat, soit la couche polymérique de passivation. Ceci évite de devoir utiliser une couche d'apprêt. Selon un autre mode de réalisation, combinable avec les autres modes de réalisation mentionnés ci-dessus, la couche adhérente peut être employée pour faire coller la couche comprenant les électrodes et une couche isolante, soit une couche polymérique de substrat, soit une couche polymérique de passivation. De ce fait, le même type de procédé est utilisé pour le collage de toutes les couches qui ont besoin d'être collées ensemble.
[0014] Selon le type de structure électronique à faire, par exemple un film chauffant comportant une couche électrothermique, une couche photovoltaïque ou une batterie, la structure peut comporter du graphène. Cette couche peut être réalisé en déposant une encre de graphène. L'encre peut être préparée en mélangeant du graphène avec des résines et / ou des solvants.
Claims (13)
1. Structure multicouches (100), flexible, sensiblement planaire, comportant au moins un ensemble électronique (140), ledit ensemble électronique (140) comprenant:
une couche électrothermique (130) comportant du graphène ; et
au moins un électrode (145) ;
ledit graphène de la couche électrothermique (130) étant en contact électrique avec l'électrode (145) ;
ladite couche électronique (140) étant encapsulée entre un substrat (101) comportant au moins une couche polymérique de substrat (110) et une passivation (102) comportant au moins une couche polymérique de passivation (120) ;
caractérisée en ce que :
le substrat (101) et la passivation (102) sont collés, chacun à une face respective de l'ensemble électronique (140), chacun par une couche adhérente (198) comportant du carbone, du silicium, de l'oxygène et de l'hydrogène.
2. Structure selon la revendication 1, dans laquelle les électrodes (145) ont un relief leurs donnant au moins une surface en contact avec la couche adhérente correspondante et une pluralité de faces par lesquelles ladite contact électrique entre la couche électrothermique (130) et les électrodes (145) peut se faire, ledit graphène de la couche électrothermique (130) sensiblement épousant ladite pluralité de faces des électrodes.
3. Structure selon l'une quelconque des revendication 1 ou 2, dans lequel le substrat (101) comporte au moins deux couches polymériques de substrat (110, 111) collées par au moins une couche adhérente (198) et / ou la passivation (102) comporte au moins deux couches polymériques de passivation (120, 121) collés par au moins une couche adhérente (198), les couches adhérentes (198) comportant du carbone, du silicium, de l'oxygène et de l'hydrogène.
4. Structure selon la revendication 3, dans laquelle la couche adhérente (198) comporte du polydiméthylsiloxane.
5. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le substrat et / ou la passivation comporte l'une entre : du polyéthylène téréphtalate (PET) ; du polyéthylène (PE) ; du polypropylène (PP) ; du polychlorure de vinyle (PVC) ; du PVC souple (PVC-P) ; du polystyrène (PS) ; du polycarbonate (PC) ; du polyméthacrylate de méthyle (PMMA) ; du polyoxyméthylène (POM) ; du polytéréphtalate d'éthylène (PET); du polyester ; du co-polyester ; du polyétheréthercétone (PEEK) ; du polyamide, notamment le polyamide 6 (PA6), le polyamide 12 (PA12), le polyamide 10, le polyamide 610, le polyamide 66, le polyamide à base de constituants aliphatiques et cycloaliphatiques tels que notamment MACM12 ou le co-polyamide amorphe, de préférence à base de PA12, ou des copolymères ou mélanges de ceux-ci.
6. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le graphène de la couche électrothermique (130) est dans une forme de microparticules de graphène, préférablement dans une forme de nanoparticules de graphène, soit des nanotubes, soit des nano-sphères, soit des nano-fils de graphène.
7. Structure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les électrodes comportent du cuivre, de l'or, de l'argent, du nickel ou de la platine.
8. Procédé de fabrication de la structure selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les couches adhérentes (198) sont déposées par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma dans un environnement sous pression atmosphérique.
9. Procédé de fabrication selon la revendication 8, comprenant de surcroit :
dépôt de la couche électrothermique en phase liquide et contact entre la couche électrothermique et les électrodes pendant que la couche électrothermique est en phase liquide.
10. Procédé de fabrication selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant de surcroit :
augmentation de l'épaisseur du substrat en collant une deuxième couche polymérique de substrat en déposant une couche adhérente (198) sur la couche polymérique de substrat existante par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma dans un environnement sous pression atmosphérique ; et / ou
augmentation de l'épaisseur de la passivation en collant une deuxième couche polymérique de passivation en déposant une couche adhérente (198) sur la couche polymérique de passivation existante par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur activé par plasma dans un environnement sous pression atmosphérique.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la couche adhérente comporte du carbone, du silicium, de l'oxygène et de l'hydrogène.
12. Procédé selon la revendication 11, dans laquelle la couche adhérente (198) comporte du polydiméthylsiloxane.
13. Feuille chauffante comportant au moins une structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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|---|---|---|---|
| CH000440/2022A CH719605B1 (fr) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Structure multicouches flexible. |
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| CH000440/2022A CH719605B1 (fr) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Structure multicouches flexible. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH719605A1 true CH719605A1 (fr) | 2023-10-31 |
| CH719605B1 CH719605B1 (fr) | 2024-06-14 |
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ID=88510749
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| CH000440/2022A CH719605B1 (fr) | 2022-04-12 | 2022-04-12 | Structure multicouches flexible. |
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| CH (1) | CH719605B1 (fr) |
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- 2022-04-12 CH CH000440/2022A patent/CH719605B1/fr unknown
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| Publication number | Publication date |
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