FR3043831A1 - Procede de fabrication d'un conducteur muni d'un motif et conducteur ainsi obtenu - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un conducteur muni d'un motif comprenant: la fourniture d'un substrat comprenant: un matériau de base avec une couche électriquement conductrice disposée sur lui; la fourniture d'un agent de gravure de couche électriquement conductrice; la fourniture d'un matériau de filage, comprenant: un véhicule; et un matériau de masquage photosensible; la fourniture d'un agent de développement; la formation d'une pluralité de fibres de masquage et leur dépôt sur la couche électriquement conductrice pour former une pluralité de fibres déposées; la formation d'un motif dans la pluralité de fibres déposées pour fournir une partie de fibres traitée et une partie de fibres non traitée; le développement de la pluralité de fibres déposées, où la partie de fibres traitée ou la partie de fibres non traitée est retirée, en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif; la mise en contact de la couche électriquement conductrice avec l'agent de gravure de couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice qui n'est pas couverte par l'ensemble de fibres muni d'un motif est retirée, en laissant un réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat, ainsi qu'un conducteur muni d'un motif obtenu par ce procédé.

Description

[0001] La présente invention concerne d'une manière générale le domaine de la fabrication des conducteurs munis d'un motif. En particulier, la présente invention concerne le domaine de la fabrication des conducteurs transparents munis d'un motif.
[0002] Les films qui présentent une grande conductivité en combinaison avec une grande transparence sont très intéressants en vue d'être utilisés comme électrodes ou revêtements dans une large gamme d'applications électroniques, incluant, par exemple, les dispositifs d'affichage à écran tactile et les cellules photovoltaïques. La technologie actuelle pour ces applications 1 met en jeu l'utilisation de films contenant de l'oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) qui sont déposés par des procédés de dépôt physique en phase vapeur. Les coûts en investissement importants des procédés de dépôt physique en phase vapeur ont conduit au souhait de trouver d'autres matériaux conducteurs transparents et d'autres approches de revêtement. L'utilisation de nanofils d'argent dispersés sous forme d'un réseau de percolation a émergé comme alternative prometteuse aux films contenant de ΙΤΓΌ. L'utilisation de nanofils d'argent offre potentiellement l'avantage d'une mise en oeuvre possible au moyen de techniques rouleau à rouleau ("roll to roll"). Ainsi, les nanofils d'argent offrent l'avantage d'une fabrication peu coûteuse avec la possibilité de conférer une plus grande transparence et une plus grande conductivité que les films contenant de ΙΤΓΟ conventionnels.
[0003] Dans les applications de type écran tactile capacitif, des motifs conducteurs sont nécessaires. L'un des défis clés pour de telles applications est que les motifs formés doivent être invisibles (ou sensiblement invisibles) à l'œil humain.
[0004] Une approche à la fourniture de conducteurs transparents munis d'un motif à base de nanofils a été décrite par Allemand et al. dans le brevet des Etats-Unis No. 8,018,568. Allemand et al. décrivent un conducteur transparent optiquement uniforme comprenant: un substrat; un film conducteur sur le substrat, le film conducteur incluant une pluralité de nanostructures d'interconnexion, où un motif sur le film conducteur définit (1) une région non gravée ayant une première résistivité, une première transmission et un premier voile et (2) une région gravée ayant une seconde résistivité, une seconde transmission et un second voile; et où la région gravée est moins conductrice que la région non gravée, le rapport de la première résistivité à la seconde résistivité est d'au moins 1000; la première transmission diffère de la seconde transmission de moins de 5%; et le premier voile diffère du second voile de moins de 0,5%.
[0005] Une autre approche pour produire des conducteurs transparents munis d'un motif a été décrite par Joo et al. dans le brevet des Etats-Unis No. 9,066,425. Joo et al. décrivent un procédé de fabrication d'un conducteur muni d’un motif comprenant: la fourniture d'un substrat rendu conducteur, où le substrat rendu conducteur comprend un substrat et une couche électriquement conductrice; la fourniture d'un agent de gravure de couche électriquement conductrice; la fourniture d'un matériau de filage; la fourniture d'un solvant de fibres de masquage; la formation d'une pluralité de fibres de masquage et le dépôt de la pluralité de fibres de masquage sur la couche électriquement conductrice; l'exposition de la couche électriquement conductrice à l'agent de gravure de couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice qui n'est pas couverte par la pluralité de fibres de masquage est retirée du substrat, en laissant un réseau conducteur interconnecté sur le substrat couvert par la pluralité de fibres de masquage; et l'exposition de la pluralité de fibres de masquage au solvant de fibres de masquage, où la pluralité de fibres de masquage sont retirées pour découvrir le réseau conducteur interconnecté sur le substrat.
[0006] Néanmoins, il subsiste un besoin d'autres procédés de fabrication de conducteurs munis d'un motif. Spécifiquement, il subsiste un besoin d'autres procédés de fabrication de conducteurs transparents munis d'un motif ayant une région électriquement conductrice et une région non électriquement conductrice, où la région électriquement conductrice et la région non électriquement conductrice sont sensiblement indiscernables à l'œil humain et où le nombre d'étapes de traitement nécessaires est minimisé.
EXPOSE DE L'INVENTION
[0007] La présente invention fournit un procédé de fabrication d'un conducteur muni d'un motif comprenant: la fourniture d'un substrat, où le substrat comprend: un matériau de base et une couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice est disposée sur le substrat; la fourniture d'un agent de gravure de couche électriquement conductrice; la fourniture d'un matériau de filage, où le matériau de filage comprend: un véhicule et un matériau de masquage, où le matériau de masquage est un matériau photosensible; la fourniture d'un agent de développement; la formation d'une pluralité de fibres de masquage par traitement du matériau de filage par un procédé choisi dans le groupe consistant en l'électrofilage, l'électrofilage par jet de gaz, l'électrofilage sans aiguille et l'électrofilage à l'état fondu; le dépôt de la pluralité de fibres de masquage sur la couche électriquement conductrice, la formation d'une pluralité de fibres déposées; éventuellement, la compression de la pluralité de fibres déposées sur la couche électriquement conductrice; la formation d'un motif dans la pluralité de fibres déposées pour modifier une propriété d'une partie choisie de la pluralité de fibres déposées pour fournir une partie de fibres traitée et une partie de fibres non traitée; le développement de la pluralité de fibres déposées par mise en contact de la pluralité de fibres déposées avec l'agent de développement, où (i) la partie de fibres traitée ou (ii) la partie de fibres non traitée est retirée; en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif; la mise en contact de la couche électriquement conductrice avec l'agent de gravure de couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice qui n'est pas couverte par l'ensemble de fibres muni d'un motif est retirée du substrat, en laissant un réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat couvert par l'ensemble de fibres muni d'un motif pour fournir le conducteur muni d'un motif; éventuellement, la fourniture d'un agent d'élimination; et éventuellement, le traitement de l'ensemble de fibres muni d'un motif avec l'agent d'élimination, où l'ensemble de fibres muni d'un motif est retiré pour découvrir le réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat.
[0008] La présente invention fournit un procédé de fabrication d'un conducteur muni d'un motif comprenant: la fourniture d'un substrat, où le substrat comprend: un matériau de base et une couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice est disposée sur le substrat; la fourniture d'un agent de gravure de couche électriquement conductrice; la fourniture d'un matériau de filage, où le matériau de filage comprend: un véhicule et un matériau de masquage, où le matériau de masquage est un matériau photosensible; la fourniture d'un agent de développement; la formation d'une pluralité de fibres de masquage par traitement du matériau de filage par un procédé choisi dans le groupe consistant en l'électrofilage, l'électrofilage par jet de gaz, l'électrofilage sans aiguille et l'électrofilage à l'état fondu; le dépôt de la pluralité de fibres de masquage sur la couche électriquement conductrice, la formation d'une pluralité de fibres déposées; éventuellement, la compression de la pluralité de fibres déposées sur la couche électriquement conductrice; la formation d'un motif dans la pluralité de fibres déposées pour modifier une propriété d'une partie choisie de la pluralité de fibres déposées pour fournir une partie de fibres traitée et une partie de fibres non traitée; le développement de la pluralité de fibres déposées par mise en contact de la pluralité de fibres déposées avec l'agent de développement, où (i) la partie de fibres traitée ou (ii) la partie de fibres non traitée est retirée; en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif; la mise en contact de la couche électriquement conductrice avec l'agent de gravure de couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice qui n'est pas couverte par l'ensemble de fibres muni d'un motif est retirée du substrat, en laissant un réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat couvert par l'ensemble de fibres muni d'un motif pour fournir le conducteur muni d'un motif; la fourniture d'un agent d'élimination; et le traitement de l'ensemble de fibres muni d'un motif avec l'agent d'élimination, où l'ensemble de fibres muni d'un motif est retiré pour découvrir le réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat.
[0009] La présente invention fournit un procédé de fabrication d'un conducteur muni d'un motif comprenant: la fourniture d'un substrat, où le substrat comprend: un matériau de base et une couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice est disposée sur le substrat; la fourniture d'un agent de gravure de couche électriquement conductrice; la fourniture d'un matériau de filage, où le matériau de filage comprend: un véhicule et un matériau de masquage, où le matériau de masquage est un matériau photosensible; la fourniture d'un agent de développement; la formation d'une pluralité de fibres de masquage par traitement du matériau de filage par un procédé choisi dans le groupe consistant en l'électrofilage, l'électrofilage par jet de gaz, l'électrofilage sans aiguille et l'électrofilage à l'état fondu; le dépôt de la pluralité de fibres de masquage sur la couche électriquement conductrice, la formation d'une pluralité de fibres déposées; la compression de la pluralité de fibres déposées sur la couche électriquement conductrice; la formation d'un motif dans la pluralité de fibres déposées pour modifier une propriété d'une partie choisie de la pluralité de fibres déposées pour fournir une partie de fibres traitée et une partie de fibres non traitée; le développement de la pluralité de fibres déposées par mise en contact de la pluralité de fibres déposées avec l'agent de développement, où (i) la partie de fibres traitée ou (ii) la partie de fibres non traitée est retirée; en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif; la mise en contact de la couche électriquement conductrice avec l'agent de gravure de couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice qui n'est pas couverte par l'ensemble de fibres muni d'un motif est retirée du substrat, en laissant un réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat couvert par l'ensemble de fibres muni d'un motif pour fournir le conducteur muni d'un motif; la fourniture d'un agent d'élimination; et le traitement de l'ensemble de fibres muni d'un motif avec l'agent d'élimination, où l'ensemble de fibres muni d'un motif est retiré pour découvrir le réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat.
[0010] La présente invention fournit un conducteur transparent muni d'un motif produit selon le procédé de la présente invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0011] Le terme "facteur de transmission totale" utilisé ici et dans les revendications désigne la transmission de la lumière (en %) présentée par le conducteur transparent muni d'un motif de la présente invention mesurée selon ASTM D1003-llel.
[0012] Le terme "voile" utilisé ici désigne le voile (en %) présenté par le conducteur transparent muni d'un motif de la présente invention mesuré selon ASTM D1003-llel.
[0013] Le conducteur muni d'un motif produit au moyen du procédé de la présente invention est utile dans différentes applications comme les applications de type blindage électromagnétique. Le conducteur transparent muni d'un motif produit au moyen du procédé de la présente invention qui est préféré est particulièrement utile dans les applications de type écran tactile capacitif. Pour une utilisation dans de telles applications, il est souhaitable de fournir un conducteur transparent ayant un motif de régions électriquement conductrices et de régions non électriquement conductrices. Un défi significatif dans la fourniture de tels conducteurs transparents munis d'un motif est la maximisation du facteur de transmission totale et la minimisation du voile. Un autre défi est la réduction du nombre d'étapes de traitement nécessaires pour obtenir le conducteur transparent muni d'un motif. Le procédé de la présente invention permet la préparation d'un conducteur transparent muni d’un motif en utilisant des étapes de traitement sensiblement moins nombreuses que ce qui est rendu nécessaire par les approches de lithographie par le procédé à ΠΤΟ conventionnelles.
[0014] Le procédé de fabrication d'un conducteur muni d'un motif (de préférence, un conducteur transparent muni d'un motif) de la présente invention comprend de préférence: la fourniture d'un substrat (de préférence, un substrat transparent rendu conducteur; de préférence encore, un substrat transparent métallisé), où le substrat comprend: un matériau de base (de préférence, où le matériau de base est un matériau transparent) et une couche électriquement conductrice (de préférence une couche métallique électriquement conductrice), où la couche électriquement conductrice est disposée sur le matériau de base; la fourniture d'un agent de gravure de couche électriquement conductrice; la fourniture d'un matériau de filage, où le matériau de filage comprend: un véhicule et un matériau de masquage, où le matériau de masquage est un matériau photosensible (par exemple un matériau de type photorésist positif ou négatif); la fourniture d'un agent de développement; la formation d'une pluralité de fibres de masquage par traitement du matériau de filage par un procédé choisi dans le groupe consistant en l'électrofilage, l'électrofilage par jet de gaz, l'électrofilage sans aiguille et l'électrofilage à l'état fondu; le dépôt de la pluralité de fibres de masquage sur la couche électriquement conductrice, la formation d'une pluralité de fibres déposées; éventuellement, la compression de la pluralité de fibres déposées sur la couche électriquement conductrice; la formation d'un motif dans la pluralité de fibres déposées pour modifier une propriété d'une partie choisie de la pluralité de fibres déposées pour fournir une partie de fibres traitée et une partie de fibres non traitée; le développement de la pluralité de fibres déposées par mise en contact de la pluralité de fibres déposées avec l'agent de développement, où (i) la partie de fibres traitée ou (ii) la partie de fibres non traitée est retirée; en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif; la mise en contact de la couche électriquement conductrice avec l'agent de gravure de couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice qui n'est pas couverte par l'ensemble de fibres muni d'un motif est retirée du substrat, en laissant un réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat couvert par l'ensemble de fibres muni d'un motif pour fournir le conducteur muni d'un motif; éventuellement, la fourniture d'un agent d'élimination; et éventuellement, le traitement de l'ensemble de fibres muni d'un motif avec l'agent d'élimination, où l'ensemble de fibres muni d'un motif est retiré pour découvrir le réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat.
[0015] De préférence, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend un matériau de base choisi parmi les matériaux de base connus quelconques. De préférence, le matériau de base est un matériau de base transparent incluant: les matériaux de base conducteurs transparents et les matériaux de base non conducteurs transparents. De préférence, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend un matériau de base, où le matériau de base est un matériau de base transparent choisi dans le groupe consistant en le polyéthylènetéréphtalate (PET), le polycarbonate (PC), le polyméthylméthacrylate (PMMA); le polyéthylènenaphtalate (PEN), la polyéthersulfone (PES), un polymère d'oléfine cyclique (COP), la triacétylcellulose (TAC), le poly(alcool vinylique) (PVA), le polyimide (PI), le polystyrène (PS) (par exemple le polystyrène étiré biaxialement), les polythiols, les polyaryléthercétones (par exemple polyétheréthercétone (PEEK)) et le verre (par exemple le verre Gorilla® et le verre Willow® l'un et l'autre disponibles auprès de Dow Corning). De préférence encore, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend un matériau de base, où le matériau de base est un matériau de base transparent choisi dans le groupe consistant en le verre, le polyéthylène, le polyéthylènetéréphtalate, le polycarbonate et le polyméthylméthacrylate. De manière particulièrement préférable, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend un matériau de base, où le matériau de base est le polyéthylène téréphtalate.
[0016] De préférence, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend une couche électriquement conductrice choisie parmi les matériaux conducteurs connus quelconques. De préférence, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend une couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice comprend un métal ou un oxyde métallique conducteur. De préférence, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend une couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice est une couche métallique électriquement conductrice choisie dans le groupe consistant en l'argent, le cuivre, le palladium, le platine, l'or, le zinc, le silicium, le cadmium, l'étain, le lithium, le nickel, l'indium, le chrome, l'antimoine, le gallium, le bore, le molybdène, le germanium, le zirconium, le béryllium, l'aluminium, le magnésium, le manganèse, le cobalt, le titane, leurs alliages et leurs oxydes. De préférence encore, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend une couche métallique électriquement conductrice, où la couche métallique électriquement conductrice est choisie dans le groupe consistant en l'argent et l'argent allié avec au moins un élément choisi dans le groupe consistant en le cuivre, le palladium, le platine, l'or, le zinc, le silicium, le cadmium, l'étain, le lithium, le nickel, l'indium, le chrome, l'antimoine, le gallium, le bore, le molybdène, le germanium, le zirconium, le béryllium, l'aluminium, le magnésium, le manganèse, le cobalt et le titane. De manière particulièrement préférable, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend une couche métallique électriquement conductrice, où la couche métallique électriquement conductrice est constituée par de l'argent.
[0017] De préférence, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend un matériau de base et une couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice est disposée sur le substrat. De préférence encore, dans le procédé de la présente invention, la couche électriquement conductrice est disposée sur le matériau de base (de préférence, où le matériau de base est un matériau transparent) par couplage des deux au moyen de techniques connues. De préférence, la couche électriquement conductrice est disposée sur le matériau de base (de préférence, où le matériau de base est un matériau transparent) par application par exemple par laminage d'une feuille métallique ou d'une feuille conductrice sur la surface du matériau de base au moyen d'un adhésif. De préférence, dans le procédé de la présente invention, la couche électriquement conductrice est disposée sur le matériau de base par dépôt de la couche électriquement conductrice sur une surface du matériau de base (de préférence, où le matériau de base est un matériau transparent) au moyen d'un procédé choisi dans le groupe consistant en la pulvérisation cathodique, le revêtement par pulvérisation au plasma, le revêtement par pulvérisation thermique, le dépôt par électropulvérisation, le dépôt chimique en phase vapeur (par exemple le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma, le dépôt chimique en phase vapeur utilisant des précurseurs métallo-organiques), le dépôt de couche atomique, le dépôt physique en phase vapeur, le dépôt par laser impulsionnel, le dépôt par arc cathodique, le plaquage, le plaquage sans courant et dépôt électrohydrodynamique. De préférence, dans le procédé de la présente invention, la couche électriquement conductrice est disposée sur le matériau de base par dépôt de la couche électriquement conductrice sur une surface du matériau de base (de préférence, où le matériau de base est un matériau transparent) au moyen d'un procédé choisi dans le groupe consistant en le dépôt de solution chimique, la peinture par pulvérisation, le revêtement par immersion, le revêtement centrifuge, le revêtement à la lame, le revêtement par léchage, le revêtement par gravure, la sérigraphie, l'impression par jet d'encre et l'impression au tampon. De manière particulièrement préférable, dans le procédé de la présente invention, la couche électriquement conductrice est disposée sur le matériau de base par dépôt par pulvérisation cathodique de la couche électriquement conductrice sur une surface du matériau de base (de préférence, où le matériau de base est un matériau transparent).
[0018] De préférence, dans le procédé de la présente invention, le substrat fourni comprend une couche électriquement conductrice disposée sur le matériau de base (de préférence, où le matériau de base est un matériau transparent), où la couche électriquement conductrice a une épaisseur moyenne de 10 à 200 nm (de préférence encore, de 50 à 150 nm; de manière particulièrement préférable, de 90 à 110 nm).
[0019] De préférence, le procédé de la présente invention comprend en outre: la fourniture d'une substance favorisant l'adhésion, et l'application de la substance favorisant l'adhésion à la couche électriquement conductrice avant le dépôt de la pluralité de fibres de masquage sur la couche électriquement conductrice; où la substance favorisant l'adhésion favorise l'adhésion de la pluralité de fibres de masquage à la couche électriquement conductrice.
[0020] Le matériau de filage utilisé dans le procédé de la présente invention comprend de préférence un matériau de masquage. De préférence encore, le matériau de filage comprend un matériau de masquage et un véhicule. L'homme du métier moyen saura choisir des matériaux appropriés pour une utilisation comme matériau de masquage et comme véhicule. Les matériaux de masquage préférés sont les matériaux photosensibles (par exemple matériaux de type photorésists positifs ou négatifs) qui sont appropriés pour le dépôt par un procédé choisi dans le groupe consistant en l'électrofilage, l'électrofilage par jet de gaz, l'électrofilage sans aiguille et l'électrofilage à l'état fondu; et qui sont appropriés comme résist de gravure lors de l'exposition de la couche électriquement conductrice (de préférence une couche métallique électriquement conductrice) à l'agent de gravure de couche électriquement conductrice (de préférence un agent de gravure de métaux). De préférence, le matériau de masquage est choisi parmi (a) un mélange de diazonaphtoquinone et de résine novolaque; et (b) un copolymère d'un (alkyl)acrylate d'alkyle et d'un acide alkylacryiique. De préférence encore, le matériau de masquage est un copolymère d'un (alkyl)acrylate d'alkyle et d'un acide alkylacryiique. De préférence encore, le matériau de masquage est un copolymère d'un (Ci-4alkyl)acrylate de Ci-5-alkyle et d'un acide Ci-salkylacrylique. De manière particulièrement préférable, le matériau de masquage est un copolymère de méthacrylate de méthyle et d'acide méthacrylique. De préférence, le matériau de masquage est un copolymère d'un (alkyl)acrylate d'alkyle et d'un acide alkylacrylique, où le copolymère contient 5 à 15 mol% (de préférence encore, 5 à 10 mol%; de manière particulièrement préférable, 6 à 9 mol%) d'acide alkylacrylique. De préférence encore, le matériau de masquage est un copolymère d'un (C1-4-alkyl)acrylate de Ci-5alkyle et d'un acide Ci-5alkylacrylique, où le copolymère contient 5 à 15 mol% (de préférence encore, 5 à 10 mol%; de manière particulièrement préférable, 6 à 9 mol%) d'acide Ci-salkylacrylique. De manière particulièrement préférable, le matériau de masquage est un copolymère de méthacrylate de méthyle et d'acide méthacrylique, où le copolymère contient 5 à 15 mol% (de préférence encore, 5 à 10 mol%; de manière particulièrement préférable, 6 à 9 mol%) d'acide méthacrylique. De préférence, le copolymère a une masse moléculaire moyenne en nombre, Mn, de 10000 à 1000000 g/mol (de préférence, de 50000 à 500000 g/mol; de préférence encore, de 75000 à 300000 g/mol; de manière particulièrement préférable, de 150000 à 250000 g/mol). De préférence, le véhicule est choisi parmi au moins une substance parmi le chloroforme, le lactate d'éthyle, la méthyléthylcétone, l'acétone, le propanol, le méthanol, l'isopropanol, le tétrahydrofurane (THF), le diméthylsulfoxyde (DMSO) et l'acrylonitrile (AN) (de préférence, le véhicule est le lactate d'éthyle). De préférence, le matériau de filage contient 5 à 25 % en poids (de préférence encore, 7,5 à 20 % en poids; de manière particulièrement préférable, 8 à 15 % en poids) de matériau de masquage dans le véhicule.
[0021] De préférence, dans le procédé de la présente invention, le matériau de filage est mis sous forme de fibres et déposé sur la couche électriquement conductrice par un procédé choisi dans le groupe consistant en l'électrofilage, l'électrofilage par jet de gaz, l'électrofilage sans aiguille et l'électrofilage à l'état fondu. De préférence encore, dans le procédé de la présente invention, le matériau de filage est mis sous forme de fibres et déposé sur la couche électriquement conductrice par électrofilage. De préférence encore, dans le procédé de la présente invention, le matériau de filage est mis sous forme de fibres et déposé sur la couche électriquement conductrice par électrofilage, où le matériau de filage est amené par une filière ayant une ouverture centrale, une pluralité de fibres de masquage sont formées et la pluralité de fibres de masquage sont déposées sur la couche électriquement conductrice sur le substrat transparent. L'homme du métier moyen saura choisir des conditions de procédé d'électrofilage appropriées. De préférence, dans le procédé de la présente invention, le matériau de filage est amené par la filière à un débit de 0,1 à 100 pL/min (de préférence encore, de 1 à 50 pL/min; de préférence encore, de 10 à 40 pL/min; de manière particulièrement préférable de 20 à 30 pL/min).
[0022] De préférence, dans le procédé de la présente invention, la filière est réglée à une différence de potentiel électrique positive appliquée par rapport au substrat. De préférence encore, la différence de potentiel électrique appliquée est de 5 à 50 kV (de préférence, de 5 à 30 kV; de préférence encore, de 5 à 25 kV; de manière particulièrement préférable, de 5 à 10 kV).
[0023] De préférence, le procédé de la présente invention comprend en outre: la compression de la pluralité de fibres déposées sur la couche électriquement conductrice pour garantir un bon contact entre la pluralité de fibres déposées et la couche électriquement conductrice. De préférence, la pluralité de fibres déposées sur la couche électriquement conductrice sont compressées par mise en place du substrat avec la couche électriquement conductrice et la pluralité de fibres déposées sur elle entre deux feuilles non adhésives (par exemple deux feuilles de Teflon) avant la compression de la pluralité de fibres déposées.
[0024] De préférence, le procédé de la présente invention comprend en outre: la cuisson de la pluralité de fibres déposées pour garantir un bon mouillage de la pluralité de fibres déposées sur la couche électriquement conductrice. De préférence, la pluralité de fibres déposées sont cuites à une température de Tg à Tg+20 °C, où Tg est la température de transition vitreuse de la pluralité de fibres déposées. De préférence encore, la pluralité de fibres déposées sont cuites par mise en place du substrat dans une étuve réglée à 75 à 120°C (de préférence, à 80 à 110°C; de préférence encore, à 90 à 105°C) pendant 10 minutes à 2 heures (de préférence, 20 minutes à 1 heure; de préférence encore, 30 à 45 minutes).
[0025] De préférence, dans le procédé de la présente invention, la pluralité de fibres déposées sont munies d'un motif pour modifier une propriété d'une partie choisie de la pluralité de fibres déposées pour fournir une partie de fibres traitée et une partie de fibres non traitée. De préférence, la pluralité de fibres déposées sont des matériaux photosensibles. De préférence encore, la pluralité de fibres déposées sont susceptibles de photo-imagerie. De préférence, la pluralité de fibres déposées sont munies d'un motif par traitement d'une partie choisie de la pluralité de fibres déposées par une forme de rayonnement (par exemple rayonnement actinique, lumière ultraviolette, électrons, rayons X) pour fournir la partie de fibres traitée. De préférence encore, la pluralité de fibres déposées sont munies d'un motif par traitement d'une partie choisie de la pluralité de fibres déposées par un rayonnement actinique de longueur d'onde appropriée. De préférence, dans le procédé de la présente invention, la formation d'un motif dans la pluralité de fibres déposées conduit à une modification de la solubilité dans l'agent de développement de la partie de fibres traitée par rapport à la partie de fibres non traitée. De préférence, la pluralité de fibres déposées peut avoir un comportement de résist négatif, où la partie de fibres traitée lors de l'exposition à un rayonnement pendant la formation d'un motif est rendue insoluble dans l'agent de développement, tandis que la partie de fibres non traitée reste soluble dans l'agent de développement. De préférence, la pluralité de fibres déposées peut avoir un comportement de résist positif, où la partie de fibres traitée lors de l'exposition à un rayonnement pendant la formation d'un motif est rendue soluble dans l'agent de développement par rapport à la partie de fibres non traitée, tandis que la partie de fibres non traitée reste insoluble dans l'agent de développement.
[0026] De préférence, dans le procédé de la présente invention, l'agent de développement est choisi sur la base des solubilités relatives de la partie de fibres traitée et la partie de fibres non traitée. De préférence, l'agent de développement est choisi dans le groupe consistant en l'hydroxyde de sodium, l'hydroxyde de potassium, l'hydroxyde de tétraméthylammonium, l'alcool isopropylique, l'acétone et leurs mélanges. De préférence encore, l'agent de développement est un mélange d'alcool isopropylique et d'acétone. De manière particulièrement préférable, l'agent de développement est un mélange de 80 à 95 % en poids (de préférence encore, de 85 à 95 % en poids; de manière particulièrement préférable, de 88 à 92 % en poids) d'alcool isopropylique et de 20 à 5 % en poids (de préférence encore, de 15 à 5 % en poids; de manière particulièrement préférable, de 12 à 8 % en poids) d'acétone.
[0027] De préférence, dans le procédé de la présente invention, la pluralité de fibres déposées est développée après la formation d'un motif par mise en contact de la pluralité de fibres déposées avec l'agent de développement, où (i) la partie de fibres traitée ou (ii) la partie de fibres non traitée est retirée; en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif. De préférence, la pluralité de fibres déposées est développée après la formation d'un motif pour retirer la partie de fibres traitée par exposition de la pluralité de fibres déposées à un agent de développement; en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif. De préférence, la pluralité de fibres déposées est développée après la formation d'un motif pour retirer la partie de fibres non traitée par exposition à un agent de développement; en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif. De préférence, la pluralité de fibres déposées est développée après la formation d'un motif par immersion dans un agent de développement pour laisser un ensemble de fibres muni d'un motif. De préférence encore, la pluralité de fibres déposées est développée après la formation d'un motif par immersion dans un bain agité d'agent de développement pour laisser un ensemble de fibres muni d'un motif.
[0028] De préférence, dans le procédé de la présente invention, la couche électriquement conductrice, avec l'ensemble de fibres muni d'un motif déposé sur elle, est mise en contact avec un agent de gravure de couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice qui n'est pas couverte par l'ensemble de fibres muni d'un motif est retirée (de préférence, retirée par gravure) du substrat en laissant au moins un réseau conducteur interconnecté sur le substrat qui est couvert par l'ensemble de fibres muni d'un motif. L'homme du métier moyen saura choisir un agent de gravure de couche électriquement conductrice approprié pour la couche électriquement conductrice utilisée dans le procédé de la présente invention. De préférence, quand la couche électriquement conductrice est constituée par de l'argent, l'agent de gravure de couche électriquement conductrice est choisi dans le groupe consistant en une solution d'hydroxyde d'ammonium /peroxyde d'hydrogène dans le méthanol (de préférence un mélange 1:1:4 molaire de NH40H:H202:CH30H); une solution aqueuse de nitrate de fer (III) nonahydraté (de préférence une solution aqueuse de 1 % en poids de
Fe(N03)3, 0,2 % en poids de thiourée et éventuellement 10 % en poids d'éthanol); et une solution aqueuse d'acide phosphorique/acide nitrique/acide acétique (de préférence un mélange 3:3:23:1 molaire de H3P04:HN03:CH3C00H:H20). Quand la couche électriquement conductrice est constituée par de l'argent, l'agent de gravure de couche électriquement conductrice est de préférence encore choisi dans le groupe consistant en une solution aqueuse de nitrate de fer (III) nonahydraté (de préférence une solution aqueuse de 1 % en poids de Fe(N03)3, 0,2 % en poids de thiourée et éventuellement 10 % en poids d'éthanol); et une solution aqueuse d'acide phosphorique/acide nitrique/acide acétique (de préférence un mélange 3:3:23:1 molaire de H3P04:HN03:CH3C00H:H20). Quand la couche électriquement conductrice est constituée par de l'argent, l'agent de gravure de couche électriquement conductrice est de manière particulièrement préférable une solution aqueuse de nitrate de fer (III) nonahydraté (de préférence une solution aqueuse de 1 % en poids de Fe(N03)3, 0,2 % en poids de thiourée et éventuellement 10 % en poids d'éthanol).
[0029] De préférence, le procédé de la présente invention comprend en outre: la fourniture d'une composition d'élimination; l'application de la composition d'élimination à l'ensemble de fibres muni d'un motif pour retirer l'ensemble de fibres muni d'un motif et pour découvrir le réseau conducteur sur le substrat. De préférence, la composition d'élimination fournie est un bon solvant pour l'ensemble de fibres muni d'un motif. De préférence, la composition d'élimination fournie est choisie parmi un alcool polyhydroxylé, le chloroforme, la méthyléthylcétone, l'acétone, le propanol, le méthanol, l'isopropanol et leurs mélanges (de préférence encore, un mélange d'acétone et d'isopropanol; de manière particulièrement préférable, l'acétone).
[0030] De préférence, dans le procédé de la présente invention, la composition d'élimination fournie inclut éventuellement en outre un ou plusieurs autres composants, comme des agents mouillants ou des tensioactifs, des agents antigel et des modificateurs de viscosité. Les tensioactifs préférés incluent les tensioactifs non ioniques et les tensioactifs anioniques. Les tensioactifs préférés encore incluent les tensioactifs non ioniques. De préférence, la composition d'élimination fournie contient 0 à 5 % en poids (de préférence encore, 0,2 à 5 % en poids; de manière particulièrement préférable, 0,5 à 3,5 % en poids) de tensioactif, sur la base du poids total de la composition.
[0031] De préférence, dans le procédé de la présente invention, le réseau conducteur interconnecté est mis sous forme d'un motif contrôlé sur le substrat. De préférence, le motif contrôlé est au moins un réseau conducteur interconnecté. De préférence encore, le motif contrôlé est une pluralité de réseaux conducteurs interconnectés isolés, où chaque réseau conducteur interconnecté dans la pluralité de réseaux conducteurs interconnectés isolés est électriquement isolé des autres réseaux conducteurs interconnectés dans la pluralité de réseaux conducteurs interconnectés isolés. De préférence encore, le motif contrôlé est un réseau conducteur interconnecté divisé de multiples fois par des régions non conductrices. De manière particulièrement préférable, le motif contrôlé est une pluralité de grilles interconnectées isolées de traces électriquement conductrices, où chacune des grilles interconnectées isolées de traces électriquement conductrices est isolée des autres grilles interconnectées isolées de traces électriquement conductrices par une ou plusieurs régions non conductrices sur le substrat. De préférence, chaque grille interconnectée a un motif de grille. Les motifs de grille incluent, par exemple, les polygones à côtés rectilignes (comme les losanges, les carrés, les rectangles, les triangles, les hexagones, etc.); les cercles; les formes multi-incurvées; les combinaisons de formes à côtés incurvés et à côtés rectilignes (par exemple les demi-cercles); et leurs combinaisons.
[0032] De préférence, dans le procédé de la présente invention, la pluralité de fibres de masquage formées ont des petits diamètres. On considère que les petits diamètres de fibres facilitent la formation d'un réseau conducteur interconnecté ayant des petites largeurs de ligne de sorte que l'entrave à la lumière qui traverse le conducteur transparent muni d'un motif est minimisée afin de maximiser la transparence, de minimiser le voile et de minimiser la visibilité du réseau conducteur interconnecté pour l'œil humain. De préférence, les fibres de masquage dans la pluralité de fibres de masquage sont formées et déposées sur la couche électriquement conductrice, où les fibres de masquage déposées ont un diamètre moyen < 200 pm. De préférence encore, les fibres de masquage dans la pluralité de fibres de masquage sont formées et déposées sur la couche électriquement conductrice, où les fibres de masquage déposées ont un diamètre moyen < 100 pm. De préférence encore, les fibres de masquage dans la pluralité de fibres de masquage sont formées et déposées sur la couche électriquement conductrice, où les fibres de masquage déposées ont un diamètre moyen < 20 pm. De manière particulièrement préférable, les fibres de masquage dans la pluralité de fibres de masquage sont formées et déposées sur la couche électriquement conductrice, où les fibres de masquage déposées ont un diamètre moyen < 2 pm.
[0033] Le conducteur muni d'un motif produit au moyen du procédé de la présente invention présente de préférence une résistance de couche, Rc, (telle qu'elle est mesurée au moyen du procédé décrit dans les exemples) < 100 Ω/carré (de préférence encore, < 50 Ω/carré; de préférence encore, < 10 Ω/carré; de manière particulièrement préférable < 5 Ω/carré).
[0034] Le conducteur muni d'un motif produit au moyen du procédé de la présente invention présente de préférence un facteur de transmission totale > 80% (de préférence encore > 90%; de manière particulièrement préférable > 95%).
[0035] Le conducteur muni d'un motif produit au moyen du procédé de la présente invention présente de préférence un voile < 5% (de préférence encore < 4%; de manière particulièrement préférable < 3%).
[0036] Certains modes de réalisation de la présente invention vont maintenant être décrits en détail dans les exemples suivants.
[0037] Le facteur de transmission totale, TTrans, données présentées dans les exemples, a été mesuré selon ASTM D1003-llel au moyen d'un appareil de mesure de transparence Haze-gard plus de BYK Instrument.
[0038] Le voile, HVOiie, données présentées dans les exemples, a été mesuré selon ASTM D1003-llel au moyen d'un appareil de mesure de transparence Haze-gard plus de BYK Instrument.
[0039] La résistance de couche du conducteur muni d'un motif a été mesurée selon ASTM F1844 au moyen d'un appareil de mesure de conductance sans contact Delcom 717B et selon ASTM F390-11 au moyen d'une unité d'essai à sonde à 4 points colinéaires Jandel HM20 de Jandel Engineering Limited.
[0040] Le substrat utilisé dans les exemples était un film de polyéthylène-téréphtalate recouvert d'argent ayant une épaisseur moyenne de la couche d'argent de 150 nm (disponible auprès de Materion Corporation).
[0041] Dans le matériau de filage comprenant un matériau de masquage et un véhicule utilisé dans les exemples, le matériau de masquage utilisé était un copolymère de méthacrylate de méthyle et de 8,2 à 8,5 mol% d'acide méthacrylique ayant une masse moléculaire moyenne en nombre, Mn, de 200000 g/mol. Le matériau de masquage a ensuite été dissous avec du lactate d'éthyle pour donner une solution à 10 % en poids. Puis, 83 % en poids du lactate d'éthyle ont été retirés de la solution à 10 % en poids par évaporation sous une purge d'azote, après quoi 30 % en poids d'acétone ont été ajoutés pour former le matériau de filage.
Exemples: Préparation d'un conducteur transparent muni d'un motif [0042] Une pluralité de fibres de masquage ont été électrofilées sur le substrat pour former une pluralité de fibres déposées au moyen d'un poste d'électrofilage de paillasse de IME Technologies équipé d'une tête de filage à une seule filière et d'un support de substrat à tambour rotatif (module EM-RDC ayant un tambour d'un diamètre de 100 mm et d'une longueur de 220 mm). La filière utilisée avait un diamètre interne de 0,5 mm. Lors de l'électrofilage, le matériau de filage a été amené dans la filière au moyen d'une pompe à seringue ProSense Modèle No. NE1000 réglée pour délivrer le matériau de filage au débit indiqué dans le tableau 1 ci-dessous. Le substrat a été enroulé autour du tambour rotatif d'un collecteur à tambour rotatif module EM-RDC de IME Technologies avec la surface métallisée tournée vers l'extérieur. Les autres paramètres pour l'opération de filage dans les exemples étaient les suivants: la distance entre le substrat rotatif et l'aiguille était réglée à 8,5 cm; le tambour sous le substrat était réglé à -4 kV; la vitesse de rotation du tambour sur le collecteur à tambour rotatif (axe y) était réglée au nombre de tours par minute indiqué dans le tableau 1; la filière était réglée à la tension indiquée dans le tableau 1; la vitesse de balayage de l'aiguille (axe x) était réglée comme indiqué dans le tableau 1; et la distance de balayage de l'aiguille était réglée à 120 mm. L'opération de filage a été conduite pendant 1 minute. Le substrat a ensuite été amené à tourner de 90 degrés sur le tambour rotatif (de sorte que l'orientation de la rotation du substrat sur le tambour rotatif était perpendiculaire à la première passe de filage), et l'opération de filage a été recommencée et amenée à se dérouler pendant encore 1 minute. TABLEAU 1
[0043] Dans chaque exemple, le substrat avec la pluralité de fibres déposées a ensuite été placé dans une étuve et cuit dans les conditions présentées dans le tableau 2. TABLEAU 2
[0044] Un substrat préparé selon l'exemple Tl, avec la pluralité de fibres déposées, a ensuite été muni d'un motif en couvrant une partie de la pluralité de fibres déposées avec une plaque de polyéthylène et en exposant la partie non couverte de la pluralité de fibres déposées à une lumière UV au moyen d'un système Xénon RC-800 à lumière pulsée ayant une lampe UVB Xénon réglée avec une coupure de 200 nm et une intensité de 1 J/cm2 dans les conditions ambiantes. La partie non couverte de la pluralité de fibres déposées a été soumise à une durée d'exposition totale de 100 secondes en 4 cycles de 25 secondes chacun pour fournir une partie de fibres traitée. La partie de fibres traitée a ensuite été développée en plaçant le substrat dans un bain d'agent de développement sous une agitation douce pendant 30 secondes, où l'agent de développement dans le bain était une solution à 90/10 % en poids d'alcool isopropylique et d'acétone. Après le développement, il est apparu que la partie de fibres traitée avait été retirée de la surface du substrat, tandis que la partie de fibres non traitée demeurait intacte.
[0045] Dans chacun des exemples, le substrat avec la pluralité de fibres déposées qui restaient sur lui a ensuite été plongé dans un bain d'une solution aqueuse de 1 % en poids de nitrate de fer (III) nonahydraté, 0,2 % en poids de thiourée et 10 % en poids d'éthanol pendant la durée de gravure indiquée dans le tableau 3. Le substrat a ensuite été plongé pendant 5 secondes dans trois bains d'eau désionisée successifs à la température ambiante. Le substrat a ensuite été mis à sécher à l'air dans les conditions ambiantes pour laisser un conducteur muni d'un motif avec un réseau d'argent interconnecté couvert par la pluralité de fibres déposées.
[0046] Dans chacun des exemples, la pluralité de fibres déposées a ensuite été retirée par immersion du substrat dans un bain d'acétone pendant cinq minutes sans agitation. Le substrat a ensuite été retiré du bain d'acétone et mis à sécher à l'air dans les conditions ambiantes pour laisser un substrat ayant sur lui un réseau d'argent interconnecté non couvert.
[0047] Le facteur de transmission totale, Tjrans; le voile, HVOïie; et la résistance de couche du substrat préparé selon chacun des exemples ont ensuite été mesurés à des points multiples sur chaque échantillon. La moyenne de ces mesures est présentée dans le tableau 3 ci-dessous. TABLEAU 3

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de fabrication d'un conducteur muni d'un motif caractérisé en ce qu'il comprend: la fourniture d'un substrat, où le substrat comprend: un matériau de base et une couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice est disposée sur le substrat; la fourniture d'un agent de gravure de couche électriquement conductrice; la fourniture d'un matériau de filage, où le matériau de filage comprend: un véhicule et un matériau de masquage, où le matériau de masquage est un matériau photosensible; la fourniture d'un agent de développement; la formation d'une pluralité de fibres de masquage par traitement du matériau de filage par un procédé choisi dans le groupe consistant en l'électrofilage, l'électrofilage par jet de gaz, l'électrofilage sans aiguille et l'électrofilage à l'état fondu; le dépôt de la pluralité de fibres de masquage sur la couche électriquement conductrice, la formation d'une pluralité de fibres déposées; éventuellement, la compression de la pluralité de fibres déposées sur la couche électriquement conductrice; la formation d'un motif dans la pluralité de fibres déposées pour modifier une propriété d'une partie choisie de la pluralité de fibres déposées pour fournir une partie de fibres traitée et une partie de fibres non traitée; le développement de la pluralité de fibres déposées par mise en contact de la pluralité de fibres déposées avec l'agent de développement, où (i) la partie de fibres traitée ou (ii) la partie de fibres non traitée est retirée; en laissant un ensemble de fibres muni d'un motif; la mise en contact de la couche électriquement conductrice avec l'agent de gravure de couche électriquement conductrice, où la couche électriquement conductrice qui n'est pas couverte par l'ensemble de fibres muni d'un motif est retirée du substrat, en laissant un réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat couvert par l'ensemble de fibres muni d'un motif pour fournir le conducteur muni d'un motif; éventuellement, la fourniture d'un agent d'élimination; et éventuellement, le traitement de l'ensemble de fibres muni d'un motif avec l'agent d'élimination, où l'ensemble de fibres muni d'un motif est retiré pour découvrir le réseau conducteur muni d'un motif sur le substrat.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le conducteur muni d'un motif est un conducteur transparent muni d'un motif.
  3. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche électriquement conductrice est une couche métallique électriquement conductrice choisie dans le groupe consistant en l'argent, le cuivre, le palladium, le platine, l'or, le zinc, le silicium, le cadmium, l'étain, le lithium, le nickel, l'indium, le chrome, l'antimoine, le gallium, le bore, le molybdène, le germanium, le zirconium, le béryllium, l'aluminium, le magnésium, le manganèse, le cobalt, le titane, leurs alliages et leurs oxydes.
  4. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la pluralité de fibres de masquage sont formées et déposées sur la couche électriquement conductrice par électrofilage.
  5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le réseau conducteur muni d'un motif est un motif contrôlé sur le substrat.
  6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que la couche électriquement conductrice est constituée par de l'argent.
  7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 caractérisé en ce que le conducteur transparent muni d'un motif a un facteur de transmission totale > 80%; un voile < 5%; et une résistance de couche < 5 Ω/carré.
  8. 8. Conducteur transparent muni d'un motif caractérisé en ce qu'il est produit par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
  9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que le matériau de masquage est un copolymère d'un (alkyl)acrylate d'alkyle et d'un acide alkylacrylique.
  10. 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que le matériau de masquage est un copolymère d'un (Ci-4alkyl)acrylate de C1-5-alkyle et d'un acide Ci-salkylacrylique, où le copolymère contient 5 à 10 mol% d'acide Ci-5alkylacrylique.
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