FR3120439A1 - Capteur infrarouge - Google Patents
Capteur infrarouge Download PDFInfo
- Publication number
- FR3120439A1 FR3120439A1 FR2102158A FR2102158A FR3120439A1 FR 3120439 A1 FR3120439 A1 FR 3120439A1 FR 2102158 A FR2102158 A FR 2102158A FR 2102158 A FR2102158 A FR 2102158A FR 3120439 A1 FR3120439 A1 FR 3120439A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sensor according
- electrode
- shutter
- active layer
- infrared
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 110
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 37
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 28
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 28
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N SnO2 Inorganic materials O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 6
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 claims description 4
- YMRMDGSNYHCUCL-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloro-1,1,2-trifluoroethane Chemical compound FC(Cl)C(F)(F)Cl YMRMDGSNYHCUCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FPBWSPZHCJXUBL-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-1-fluoroethene Chemical group FC(Cl)=C FPBWSPZHCJXUBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XKUKSGPZAADMRA-UHFFFAOYSA-N glycyl-glycyl-glycine Natural products NCC(=O)NCC(=O)NCC(O)=O XKUKSGPZAADMRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 108010067216 glycyl-glycyl-glycine Proteins 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 2
- JPJZHBHNQJPGSG-UHFFFAOYSA-N titanium;zirconium;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Ti].[Zr] JPJZHBHNQJPGSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 description 19
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 7
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-pyrazole-3-carboxylic acid Chemical compound CC1=CC(C(O)=O)=NN1 WSMQKESQZFQMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000007647 flexography Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- FEIWNULTQYHCDN-UHFFFAOYSA-N mbba Chemical compound C1=CC(CCCC)=CC=C1N=CC1=CC=C(OC)C=C1 FEIWNULTQYHCDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- -1 silver nanowires) Chemical compound 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- XLOFNXVVMRAGLZ-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluoroethene;1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC(F)=C.FC=C(F)F XLOFNXVVMRAGLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AUXIEQKHXAYAHG-UHFFFAOYSA-N 1-phenylcyclohexane-1-carbonitrile Chemical class C=1C=CC=CC=1C1(C#N)CCCCC1 AUXIEQKHXAYAHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 239000005183 N-(4-Methoxybenzylidene)-4-butylaniline Substances 0.000 description 1
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229920001166 Poly(vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene) Polymers 0.000 description 1
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Al+3].[Zn+2] JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010017 direct printing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 125000002573 ethenylidene group Chemical group [*]=C=C([H])[H] 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000006099 infrared radiation absorber Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 230000005616 pyroelectricity Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000007764 slot die coating Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229940006186 sodium polystyrene sulfonate Drugs 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/0022—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry for sensing the radiation of moving bodies
- G01J5/0025—Living bodies
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0803—Arrangements for time-dependent attenuation of radiation signals
- G01J5/0805—Means for chopping radiation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/02—Constructional details
- G01J5/08—Optical arrangements
- G01J5/0816—Optical arrangements using attenuators
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
- G01J5/10—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors
- G01J5/34—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry using electric radiation detectors using capacitors, e.g. pyroelectric capacitors
- G01J5/35—Electrical features thereof
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
- G08B13/18—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength
- G08B13/189—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems
- G08B13/19—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using infrared-radiation detection systems
- G08B13/191—Actuation by interference with heat, light, or radiation of shorter wavelength; Actuation by intruding sources of heat, light, or radiation of shorter wavelength using passive radiation detection systems using infrared-radiation detection systems using pyroelectric sensor means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Capteur infrarouge La présente description concerne un capteur comprenant un détecteur infrarouge (25) surmonté d'un obturateur (27). Figure pour l'abrégé : Fig. 3
Description
La présente description concerne de façon générale un capteur infrarouge et plus particulièrement un capteur infrarouge comprenant une couche pyroélectrique.
Les capteurs infrarouges se multiplient dans des domaines variés grâce à leur miniaturisation. Ils peuvent avoir des applications diverses comme la détection de mouvements, l'acquisition d'images ou la mesure de température.
Les capteurs infrarouges sont généralement basés sur la détections de photons à des longueurs d'ondes diverses et peuvent être directs ou indirects. Des capteurs infrarouges sont dits capteurs indirects et sont basés sur la détection de photons dans l'infrarouge lointain. Ces capteurs utilisent la variation d'une propriété physique intrinsèque d'une couche active, comme la résistivité, la conductivité thermique, la polarisation thermique ou l'expansion thermique, lors de la détection de photons dans l'infrarouge lointain. Ces capteurs comprennent une couche absorbeuse de photons infrarouges utilisée pour capter les photons et transmettre à la couche active un flux de chaleur. D'autres capteurs infrarouges sont dits directs et sont basés sur la détection de photons dans le proche infrarouge ou dans l'infrarouge lointain.
Pour des applications particulières telles que de la détection d'individus ou d'animaux, les capteurs infrarouges indirects, basés sur la technologie pyroélectrique, sont très développés. La pyroélectricité d'un matériau correspond à sa capacité à faire varier sa polarisation grâce à la détection d'un changement de température. Plus particulièrement, les matériaux pyroélectriques ont une polarisation variable qui dépend de la quantité de photons, issus de leurs environnements, dans l'infrarouge lointain.
La variation de la polarisation d'un matériau pyroélectrique génère, au sein de ce matériau, une différence de potentiel temporaire. Un capteur pyroélectrique comporte généralement une couche dite couche active ayant une propriété pyroélectrique et deux électrodes situées de part et d'autre de la couche pyroélectrique, permettant de traduire la différence de potentiel et quantifier le changement de température.
Les capteurs infrarouges indirects sont généralement activés par la détection d'une variation de la température reçue localement ce qui leur permet une détection d'un corps chaud en mouvement. Par corps chaud, on entend une entité émettant des rayonnements d'infrarouges lointains. Les capteurs infrarouges indirects actuels ne sont toutefois pas adaptés à détecter un corps chaud immobile comme, par exemple, un être humain en train de dormir, car la variation de la température perçue localement est faible voire nulle.
Il existe un besoin d'amélioration des capteurs infrarouges et plus particulièrement des capteurs infrarouges indirects.
Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des capteurs infrarouges indirects connus.
Un mode de réalisation prévoit un capteur comprenant un détecteur infrarouge surmonté d'un obturateur.
Selon un mode de réalisation, l'obturateur comporte une matrice à cristaux liquides.
Selon un mode de réalisation, l'obturateur comporte deux électrodes, situées de part et d'autre de ladite matrice à cristaux liquides.
Selon un mode de réalisation, les deux électrodes sont dans des plans parallèles aux plans de la matrice et du détecteur infrarouge.
Selon un mode de réalisation, l'obturateur comporte, en outre, au moins un polariseur.
Selon un mode de réalisation, l'obturateur est un obturateur mécanique.
Selon un mode de réalisation, le détecteur infrarouge comprend une couche pyroélectriquement active.
Selon un mode de réalisation, la couche active est en polyfluorure de vinylidène.
Selon un mode de réalisation, la couche active est en un copolymère de fluorure de vinylidène et de trifluoroéthylène, en un copolymère de fluorure de vinylidène et de chlorure de trifluoroéthylène, en un copolymère de fluorure de vinylidène et de hexafluoropropylène ou en un mélange d’au moins deux de ces copolymères.
Selon un mode de réalisation, la couche active est en un terpolymère de fluorure de vinylidène et de trifluoroéthylène et de chlorofluoroéthylene.
Selon un mode de réalisation, la couche active est en :
- polyfluorure de vinyle ;
- polychlorure de vinyle ;
- titanate de baryum ;
- titano-zirconate de plomb ;
- tantalate de lithium ;
- sulfate de triglycine ;
- titanate de plomb ;
- fluorure de vinylidène trifluoroéthylène ; ou
- un mélange d’au moins deux de ces composés.
- polyfluorure de vinyle ;
- polychlorure de vinyle ;
- titanate de baryum ;
- titano-zirconate de plomb ;
- tantalate de lithium ;
- sulfate de triglycine ;
- titanate de plomb ;
- fluorure de vinylidène trifluoroéthylène ; ou
- un mélange d’au moins deux de ces composés.
Selon un mode de réalisation, le détecteur infrarouge comprend une première électrode et une deuxième électrode situées de part et d'autre de ladite couche active, dans des plans parallèles aux plans de la couche active et de l'obturateur.
Selon un mode de réalisation :
- la couche active est pixélisée ;
- au moins une des électrodes de l'obturateur est pixélisée ; et/ou
- au moins une des première et deuxième électrodes du détecteur infrarouge est pixélisée.
- la couche active est pixélisée ;
- au moins une des électrodes de l'obturateur est pixélisée ; et/ou
- au moins une des première et deuxième électrodes du détecteur infrarouge est pixélisée.
Selon un mode de réalisation, le détecteur infrarouge est associé à un absorbeur infrarouge, dans un plan parallèle à la couche active.
Selon un mode de réalisation, l'absorbeur infrarouge est en :
- dioxyde d'étain dopé en antimoine ;
- dioxyde d'étain ;
- dioxyde de silicium ;
- dioxyde de silicium dopé en antimoine ;
- or ;
- graphite ;
- PDOT:PSS ; ou
- en un mélange d'au moins deux de ces composants.
- dioxyde d'étain dopé en antimoine ;
- dioxyde d'étain ;
- dioxyde de silicium ;
- dioxyde de silicium dopé en antimoine ;
- or ;
- graphite ;
- PDOT:PSS ; ou
- en un mélange d'au moins deux de ces composants.
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend successivement :
- une première électrode du détecteur infrarouge ;
- une couche pyroélectriquement active ;
- une deuxième électrode du détecteur infrarouge ;
- un absorbeur infrarouge ;
- un premier polariseur ;
- une couche de transistors en couches minces ;
- une première électrode de l'obturateur ;
- une première couche d'alignement ;
- une matrice à cristaux liquides ;
- une deuxième couche d'alignement ;
- une deuxième électrode de l'obturateur ; et
- un deuxième polariseur.
- une première électrode du détecteur infrarouge ;
- une couche pyroélectriquement active ;
- une deuxième électrode du détecteur infrarouge ;
- un absorbeur infrarouge ;
- un premier polariseur ;
- une couche de transistors en couches minces ;
- une première électrode de l'obturateur ;
- une première couche d'alignement ;
- une matrice à cristaux liquides ;
- une deuxième couche d'alignement ;
- une deuxième électrode de l'obturateur ; et
- un deuxième polariseur.
Selon un mode de réalisation, le capteur comprend successivement :
- une première électrode du détecteur infrarouge ;
- une couche pyroélectriquement active ;
- une deuxième électrode du détecteur infrarouge ;
- un absorbeur infrarouge ;
- une couche de transistors en couches minces ;
- une première électrode de l'obturateur ;
- une première couche d'alignement ;
- une matrice à cristaux liquides ;
- une deuxième couche d'alignement ; et
- une deuxième électrode de l'obturateur.
- une première électrode du détecteur infrarouge ;
- une couche pyroélectriquement active ;
- une deuxième électrode du détecteur infrarouge ;
- un absorbeur infrarouge ;
- une couche de transistors en couches minces ;
- une première électrode de l'obturateur ;
- une première couche d'alignement ;
- une matrice à cristaux liquides ;
- une deuxième couche d'alignement ; et
- une deuxième électrode de l'obturateur.
Selon un mode de réalisation, l'absorbeur infrarouge et la couche active du détecteur infrarouge sont distincts.
Selon un mode de réalisation, l'absorbeur infrarouge et la couche active sont un seul et même élément.
Selon un mode de réalisation, l'absorbeur infrarouge et la deuxième électrode sont un seul et même élément.
Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
la représente, par un schéma blocs, partiel et schématique, un exemple de système d'acquisition ;
la représente une vue en perspective éclatée, partielle et schématique, d’un mode de réalisation d'un capteur infrarouge ;
la représente par une vue en coupe, partielle et schématique, un mode de réalisation d'un capteur tel que décrit en relation avec la ;
la représente par une vue en coupe, partielle et schématique, un autre mode de réalisation d'un capteur tel que décrit en relation avec la ;
la représente par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un capteur tel que décrit en relation avec la ; et
la représente par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un capteur tel que décrit en relation avec la .
De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures. En particulier, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques.
Par souci de clarté, seuls les étapes et éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, l'unité de traitement des données issues des détecteurs n'a pas été détaillée. Les modes de réalisations sont compatibles avec les unités de traitement usuelles.
Sauf précision contraire, lorsque l'on fait référence à deux éléments connectés entre eux, cela signifie directement connectés sans éléments intermédiaires autres que des conducteurs, et lorsque l'on fait référence à deux éléments reliés (en anglais "coupled") entre eux, cela signifie que ces deux éléments peuvent être connectés ou être reliés par l'intermédiaire d'un ou plusieurs autres éléments.
Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence sauf précision contraire à l'orientation des figures.
Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.
La transmittance d'une couche correspond au rapport entre l'intensité du rayonnement sortant de la couche et l'intensité du rayonnement entrant dans la couche. Dans la suite de la description, une couche ou un film est dit opaque à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est inférieure à 10 %. Dans la suite de la description, une couche ou un film est dit transparent à un rayonnement lorsque la transmittance du rayonnement au travers de la couche ou du film est supérieure à 10 %.
Dans la suite de la description, on appelle rayonnement infrarouge un rayonnement électromagnétique dont la longueur d'onde est comprise entre 700 nm et 1 mm. Dans le rayonnement infrarouge, on distingue notamment le rayonnement infrarouge proche dont la longueur d'onde est comprise entre 700 nm et 1,7 µm et l’infrarouge lointain, dit également thermique, dont la longueur d’onde est comprise entre 1,7 µm et 1 mm.
La représente, par un schéma blocs, partiel et schématique, un exemple de système d'acquisition 11.
Le système d'acquisition, illustré en , comprend :
un capteur infrarouge 13 (DEVICE) ; et
une unité de traitement 15 (PU).
un capteur infrarouge 13 (DEVICE) ; et
une unité de traitement 15 (PU).
L'unité de traitement 15 comprend, de préférence, des moyens de traitement des signaux fournis par le capteur 13, non représentés en . L'unité de traitement 15 comprend, par exemple, un microprocesseur.
Le capteur 13 et l'unité de traitement 15 sont, de préférence, reliés par une liaison 17. Le capteur 13 et l'unité de traitement 15 sont, par exemple, intégrés dans un même circuit.
Selon un mode de réalisation, non représenté, le système d'acquisition 11 comprend une batterie permettant l'alimentation électrique du capteur 13 et de l'unité de traitement 15.
La représente une vue en perspective éclatée, partielle et schématique, d’un mode de réalisation d'un capteur infrarouge 21, par exemple, intégré dans un système d'acquisition tel que décrit en relation avec la .
Afin de permettre aux systèmes d'acquisition la détection de corps chauds immobiles, la présente description propose de surmonter un détecteur infrarouge d'un obturateur, c'est-à-dire qu'elle propose d'associer, à un détecteur infrarouge, un obturateur sur le trajet incident des photons reçus. Cet obturateur est utilisé pour interrompre l'absorption de photons de manière périodique et permettre ainsi de réinitialiser le capteur. Une telle réinitialisation permet, grâce aux mesures successives, de créer un gradient dans le nombre de photons détectés et d'exploiter ce gradient de façon à percevoir un corps chaud immobile.
Le capteur 21 comprend de bas en haut, dans l'orientation de la :
- un détecteur infrarouge 25 ; et
- un obturateur 27.
- un détecteur infrarouge 25 ; et
- un obturateur 27.
De préférence, le détecteur infrarouge 25 est porté par un substrat 23 semi-conducteur.
Le détecteur 25 est associé à une matrice de circuits de lecture 29 réalisant la mesure des signaux captés par le détecteur 25. La matrice de circuits de lecture 29 est, de préférence, située sur et/ou dans le substrat 23. Par circuit de lecture, on entend un ensemble de transistors de lecture, d’adressage et de commande du détecteur 25.
A titre d'exemple, l'obturateur 27 est situé sur et en contact avec le détecteur 25. De préférence, l'obturateur 27 recouvre entièrement le détecteur 25.
L'obturateur 27 permet ainsi d'alterner (non nécessairement périodiquement) entre des périodes où il laisse passer le rayonnement et d'autres où il le bloque.
Selon un mode de réalisation, l'obturateur 27 comporte une matrice à cristaux liquides.
Selon un autre mode de réalisation, l'obturateur 27 est un obturateur mécanique capable d'être tantôt ouvert tantôt fermé.
Selon un autre mode de réalisation, l'obturateur 27 est une couche électro-chromique.
Selon un autre mode de réalisation, l'obturateur 27 est un obturateur diaphragme ou à iris.
En fonction de sa construction et sa composition, le détecteur 25 peut être à large spectre, c'est-à-dire qu'il est adapté à capter des photons sur l'ensemble du spectre infrarouge. Le détecteur peut, en variante, être adapté à ne capter les photons que sur une partie du spectre infrarouge.
La représente par une vue en coupe, partielle et schématique, un mode de réalisation d'un capteur tel que décrit en relation avec la .
Le capteur décrit en relation avec la comporte un détecteur infrarouge 25 surmonté d'un obturateur 27 comprenant une matrice à cristaux liquides 309 (LC LAYER).
Selon le mode de réalisation illustré en , le détecteur infrarouge 25 comprend :
- une première électrode 301 (B. ELECTRODE) ;
- une couche active 303 (PVDF LAYER) ;
- une deuxième électrode 305 (T. ELECTRODE) ; et
- un absorbeur de rayonnement infrarouge lointain 307 (IR ABSORBER).
- une première électrode 301 (B. ELECTRODE) ;
- une couche active 303 (PVDF LAYER) ;
- une deuxième électrode 305 (T. ELECTRODE) ; et
- un absorbeur de rayonnement infrarouge lointain 307 (IR ABSORBER).
A titre d'exemple, la première électrode 301 est reliée à des composants ou conducteurs portés par le substrat (23, ) ou réalisés dans celui-ci.
A titre d'exemple, la couche active 303 est située sur et en contact avec l'électrode 301.
A titre d'exemple, la deuxième électrode 305 est située sur la couche active 303. La deuxième électrode 305 est, par exemple, reliée à des composants ou conducteurs portés par le substrat (23, ) ou réalisés dans celui-ci.
L'absorbeur infrarouge 307 est, par exemple, situé sur et en contact avec l'électrode 305 ou entre l'électrode 305 et la couche active 303.
Selon le mode de réalisation illustré en , l'électrode 301, la couche active 303, l'électrode 305 et l'absorbeur infrarouge 307 sont tous pleine plaque, c'est-à-dire qu'ils ont sensiblement la même surface.
Le détecteur infrarouge 25 tel qu'illustré en est adapté à capter le rayonnement infrarouge émis par un corps chaud de manière directe et de manière indirecte. En effet, d'une part, le détecteur infrarouge 25 est, adapté à capter, directement par la couche active 303, le rayonnement infrarouge proche et/ou lointain émis par un corps chaud de manière directe. D'autre part, le détecteur infrarouge 25 est adapté à capter le rayonnement infrarouge lointain émis d'un corps chaud de manière indirecte, c'est-à-dire qu'il est capable de capter le rayonnement infrarouge lointain par l'intermédiaire de l'absorbeur infrarouge 307, qui s'échauffe plus ou moins selon la quantité de rayonnement infrarouge lointain reçue. Les différences de températures sont alors perçues par la couche active 303 située à proximité de l'absorbeur infrarouge 307.
Les électrodes 301, 305 peuvent avoir une structure monocouche ou multicouche. Les électrodes 301, 305 sont, par exemple, en un matériau conducteur et, par exemple, transparent. Les électrodes 301, 305 sont, par exemple, en oxyde conducteur et transparent ou TCO (Transparent Conductive Oxide), en nanotubes de carbone, en graphène, en un polymère conducteur, en un matériau métallique ou en un mélange ou en un alliage d'au moins deux de ces composés. Des exemples d’oxydes conducteurs et transparents adaptés à la réalisation de chaque électrode 301, 305 sont l'oxyde d'indium-étain (ITO, Indium Tin Oxide), l'oxyde de zinc (ZnO), l'oxyde d'aluminium-zinc (AZO, Aluminium Zinc Oxide), l'oxyde de gallium-zinc (GZO, Gallium Zinc Oxide), le nitrure de titane (TiN), le trioxyde de molybdène (MoO3), l'oxyde de tungstène (WO3) et le dioxyde d'étain (SnO2). Des exemples de polymères conducteurs adaptés à la réalisation de chaque électrode 301, 305 sont le polymère connu sous la dénomination PDOT:PSS, qui est un mélange de poly(3,4)-éthylènedioxythiophène et de polystyrène sulfonate de sodium et la polyaniline, également appelé PAni. Des exemples de métaux adaptés à la réalisation de chaque électrode 301, 305 sont l'argent (comme des nanofils d'argent), l'aluminium, l'or, le cuivre, le nickel, le titane, le graphène, le platine (Pt), et le chrome. Un exemple de structure multicouche adaptée à la réalisation de chaque électrode 301, 305 est une structure multicouche d'AZO et d'argent de type AZO/Ag/AZO. L'épaisseur de chaque électrode 301, 305 peut être comprise entre 1 nm et 5 µm, par exemple comprise entre 30 nm et 80 nm. Dans le cas où l'électrode 301, 305 est métallique, l'épaisseur de l'électrode 301, 305 est comprise entre 1 nm et 1 µm, de préférence comprise entre 10 nm et 100 nm.
Selon un mode de réalisation, l'électrode 305 est au moins partiellement transparente au rayonnement lumineux que la couche 305 perçoit, c'est-à-dire qu'elle est transparente dans au moins une partie des longueurs d'ondes considérées. Selon le mode de réalisation illustré en , l’absorbeur infrarouge 307 recouvre l’électrode 305. L’électrode 305 est ainsi, de préférence, conductrice thermiquement et capable de véhiculer de la chaleur, jusqu’à la couche active 303.
La couche active 303 comprend un matériau pyroélectrique. La couche active 303 peut comprendre des petites molécules, des oligomères ou des polymères. La couche active 303 est, de préférence, en un matériau organique et/ou inorganique.
Selon un mode de réalisation, la couche active 303 est en polyfluorure de vinylidène (PVDF) et/ou en au moins un de ses copolymères ou terpolymères. Le copolymère ou terpolymère est de préférence un copolymère de fluorure de vinylidène et de trifluoroéthylène (P(VDF-TrFE)), un copolymère de fluorure de vinylidène et de chlorure de trifluoroéthylène (P(VDF-CTrFE)), un copolymère de fluorure de vinylidène et de hexafluoropropylène (P(VDF-HFP)) ou un terpolymère de fluorure de vinylidène, de trifluoroéthylène et de chlorofluoroéthylène (P(VDF-TrFE-CFE)).
Selon un mode de réalisation, la couche active 303 est en fluorure de polyvinyle (PVF), en chlorure de polyvinyle (PVC), en titanate de baryum (BaTiO3), en titano-zirconate de plomb (PZT), en tantalate de lithium (LT), en sulfate de triglycine (TGS), en titanate de plomb (PbTiO3), en fluorure de vinylidène trifluoroéthylène (VF2VF3), ou en un mélange d’au moins deux de ces composés.
L'épaisseur de la couche active 303 est, par exemple, comprise entre 100 nm et 10 µm, de préférence comprise entre 500 nm et 5 µm. Plus préférentiellement, la couche active 303 a une épaisseur comprise entre 500 nm et 2 µm.
Similairement à ce qui a été décrit pour l'électrode 305, l'absorbeur infrarouge 307 est, de préférence, transparent aux rayonnements reçus par la couche active 303. L'absorbeur infrarouge 307 est, par exemple, en dioxyde de silicium (SiO2), en dioxyde de silicium dopé avec de l’antimoine (Sb-SiNO2), en dioxyde d'étain (SnO2), en dioxyde d'étain dopé en antimoine (Sb-SnO2), en or, en PDOT:PSS, en graphite ou en un mélange d'au moins deux de ces composants.
Selon le mode de réalisation illustré en , l'obturateur 27 permet d'alterner (non nécessairement périodiquement) entre des périodes où il laisse passer le rayonnement infrarouge et d'autres où il le bloque.
Selon le mode de réalisation illustré en , l'obturateur 27 comprend :
- la matrice à cristaux liquides 309 ;
- deux électrodes 311T (T. ELECTRODE) et 311B (B. ELECTRODE) ;
- une couche 313 (TFT BACKPLANE) de transistors en couches minces ;
- deux polariseurs 315T (T. POLARIZER) et 315B (B. POLARIZER) ; et
- deux couches 317B et 317T d'alignement (AL).
- la matrice à cristaux liquides 309 ;
- deux électrodes 311T (T. ELECTRODE) et 311B (B. ELECTRODE) ;
- une couche 313 (TFT BACKPLANE) de transistors en couches minces ;
- deux polariseurs 315T (T. POLARIZER) et 315B (B. POLARIZER) ; et
- deux couches 317B et 317T d'alignement (AL).
L'électrode 311T, dite électrode haute, est située sur la face supérieure de la matrice 309 et l'électrode 311B, dite électrode basse, est située sous la face inférieure de la matrice 309.
La couche 313 de transistors en couches minces permet de contrôler et commander le courant et/ou la tension électrique qui traverse les électrodes 311T, 311B. La couche 313 est, de préférence, située sous et en contact avec la face inférieure de l'électrode basse 311B.
Les polariseurs 315T et 315B sont situés de part et d'autre de la structure définie par les électrodes 311T, 311B, la matrice 309 et la couche 313. L'un 315T des polariseurs, dit polariseur haut ou analyseur, est situé sur et en contact avec la face supérieure de l'électrode haute 311T. L'autre 315B des polariseurs, dit polariseur bas, est situé sous et en contact avec la face inférieure de la couche 313.
Les couches d'alignements 317B et 317T sont situées respectivement entre la matrice 309 et l'électrode basse 311B et entre la matrice 309 et l'électrode haute 311T.
La matrice 309 est composée de cristaux liquides nématiques qui peuvent s'arranger, de préférence, en hélice. Les cristaux liquides constituant la matrice 309 ont, par exemple, la propriété de s'arranger parallèlement à un champ électrique qui traverse la matrice 309.
Les cristaux liquides de la matrice 309 peuvent être du N-(4-méthoxybenzylidène)-4-butylaniline (MBBA), être issus du cholestérol ou être des dérivés des cyanobiphènyles ou des cyanophènylcyclohexanes et plus généralement tout matériau adapté à la formation de cristaux liquides. La matrice 309 de cristaux liquides a, par exemple, une épaisseur comprise entre 2 µm et 30 µm, de préférence entre 5 µm et 20 µm.
Les électrodes 311T et 311B sont, par exemple, réalisées à base de matériaux choisis parmi la liste de matériaux des électrodes 301, 305. Les électrodes 311T et 311B ont, de préférence, chacune une épaisseur suffisamment faible pour être transparentes. Les électrodes 311T et 311B ont, par exemple, chacune une épaisseur comprise entre 5 nm et 500 nm, de préférence entre 50 nm et 200 nm. Les électrodes 311T et 311B peuvent, par exemple, être mises à des potentiels différents afin de produire un champ électrique à travers la matrice 309.
Les deux polariseurs 315T et 315B sont des polariseurs linéaires croisés, c'est-à-dire qu'ils ont respectivement une polarisation dans une première direction, par exemple horizontale, et dans une deuxième direction, de préférence orthogonale à la première direction, par exemple verticale. Les directions verticales et horizontales correspondent toutes deux à des directions situées dans un plan perpendiculaire à la face supérieure de la couche 315T. A titre d'exemple, la direction verticale correspond à la direction parallèle au plan de coupe de la et la direction horizontale correspond à la direction perpendiculaire au plan de coupe de la ou inversement. Le polariseur haut 315T polarise, selon le mode de réalisation illustré en , selon la deuxième direction et le polariseur bas 315B polarise selon la première direction.
Les couches 317B et 317T ont pour but d'amorcer l'alignement des molécules de cristaux liquides. En d'autres termes, la couche 317B permet d'orienter les molécules de cristaux liquides de la matrice 309 situées dans son voisinage dans une première direction et la couche 317T permet d'orienter les molécules de cristaux liquides de la matrice 309 situées dans son voisinage dans une deuxième direction différente de la première direction, de préférence perpendiculaire à la première direction.
Les couches 317B et 317T sont, selon un mode de réalisation, en polymère organique, par exemple à base de polyimide (PI) ou de polydiméthylsiloxane (PDMS) dans lequel des sillons ont été créés. On parle alors de polymère frotté. Les molécules présentes dans la matrice 309 auront alors tendance à s’aligner selon la direction des sillons. Les couches 317B et 317T ont, par exemple, chacune une épaisseur comprise entre 100 nm et 30 µm, de préférence comprise entre 500 nm et 25 µm. Les sillons formés dans la couche 317T sont alors parallèles au polariseur 315T et les sillons formés dans la couche 317B sont alors parallèles au polariseur 315B.
Les couches 317B et 317T sont, selon un mode de réalisation préféré, réalisées à base de matériaux non-organiques comme la silice. De préférence, les couches 317B et 317T sont réalisées à base d'oxydes de silicium SiOx, par exemple de dioxyde de silicium SiO2. Le matériau des couches 317B et 317T est, par exemple, déposé respectivement sur la face supérieure de l'électrode basse 311B et la face inférieure de l'électrode haute 311T par pulvérisation sous vide. Les couches 317B et 317T ont, par exemple, chacune une épaisseur nanométrique, c'est-à-dire une épaisseur comprise entre 5 nm et 100 nm, de préférence comprise entre 10 nm et 50 nm.
En variante, les couches 317B et 317T sont réalisées à base de matériaux organiques dont l'alignement des molécules est photo-induit, c'est-à-dire que les couches organiques sont photo-alignées à l'aide d'une lumière UV polarisée. En variante, les couches organiques sont réalisées par moulage (molding).
Au repos, c'est-à-dire lorsque les électrodes 311T et 311B sont au même potentiel, les molécules de cristaux liquides forment entre la couche 317B et la couche 317T une hélice ayant un angle de rotation de 90°. Les molécules de cristaux liquides situées au voisinage de la couche 317T sont orientées selon la deuxième direction et les molécules de cristaux liquides situées au voisinage de la couche 317B sont orientées selon la première direction. Le rayonnement issu d'un corps chaud traverse le polariseur 315T et devient polarisé. En sortie du polariseur 315T, le rayonnement passe à travers la couche de cristaux liquide 309 et voit sa polarisation changée de 90°. En sortie de la couche de cristaux liquide 309, le rayonnement a une polarisation alignée avec le polariseur 315B. Le rayonnement traverse donc l'obturateur 27.
Lorsque les électrodes 311T et 311B ne sont pas au même potentiel, les cristaux liquides tendent à s'orienter, dans toute l'épaisseur de la matrice 309, parallèlement au champ électrique créé entre les deux électrodes 311T et 311B. Un rayonnement, non polarisé, traverse donc le polariseur haut 315T et la matrice 309 mais est bloqué par le polariseur bas 315B. Le rayonnement ne traverse donc pas l'obturateur 27.
Selon un mode de réalisation, le capteur décrit en relation avec la est pixelisé au niveau d'au moins une des électrodes 311T, 311B de l'obturateur 27.
Selon un mode de réalisation, le capteur décrit en relation avec la est pixelisé au niveau d'au moins une des électrodes 301, 305 du détecteur 25.
Selon un mode de réalisation, le capteur décrit en relation avec la est pixelisé au niveau de la couche active 303 du détecteur 25.
Dans les modes de réalisation où seul le détecteur 25 est pixelisé par sa couche active 303 ou par l'une de ses électrode 301, 305, la couche 313 de l'obturateur 27 est optionnelle.
Le mode de réalisation illustré en permet ainsi d'alterner entre des périodes pendant lesquelles le détecteur peut détecter un rayonnement et d'autres pendant lesquelles aucun rayonnement infrarouge n'atteint le détecteur. Les périodes pendant lesquelles aucun rayonnement infrarouge n'atteint le détecteur permettent de réinitialiser le détecteur. Une telle réinitialisation permet de créer un gradient dans le nombre de photons détectés et d'exploiter ce gradient de façon à détecter un corps chaud immobile.
Selon les matériaux considérés, le procédé de formation d'au moins certaines couches du capteur illustré en peut correspondre à un procédé dit additif, par exemple par impression directe du matériau composant les couches organiques aux emplacements souhaités notamment sous forme de sol-gel, par exemple par impression par jet d'encre, héliographie, sérigraphie, flexographie, revêtement par pulvérisation (spray coating) ou dépôt de gouttes (drop-casting). Selon les matériaux considérés, le procédé de formation d'au moins certaines couches du capteur illustré en peut correspondre à un procédé dit soustractif, dans lequel le matériau composant les couches organiques est déposé sur la totalité de la structure et dans lequel les portions non utilisées sont ensuite retirées, par exemple par photolithographie ou ablation laser. Selon le matériau considéré, le dépôt sur la totalité de la structure peut être réalisé par exemple par voie liquide, par pulvérisation cathodique ou par évaporation. Il peut s'agir notamment de procédés du type dépôt à la tournette (spin coating), revêtement par pulvérisation, héliographie, revêtement par filière (slot-die coating), revêtement à la lame (blade-coating), flexographie, sérigraphie ou jet d'encre (en anglais inkjet). Lorsque les couches sont métalliques, le métal est, par exemple, déposé par évaporation ou par pulvérisation cathodique sur l'ensemble du support et les couches métalliques sont délimitées par gravure.
De façon avantageuse, au moins certaines des couches du capteur illustré en peuvent être réalisées par des techniques d'impression. Les matériaux de ces couches décrites précédemment peuvent être déposés sous forme liquide, par exemple sous forme d'encres conductrices et semiconductrices à l'aide d'imprimantes à jet d'encre. Par matériaux sous forme liquide, on entend ici également des matériaux en gel déposables par des techniques d'impression. Des étapes de recuit sont éventuellement prévues entre les dépôts des différentes couches. Les températures de recuit sont alors, par exemple, inférieures à environ 150 °C. Lee dépôt et les éventuels recuits sont, par exemple, réalisés à la pression atmosphérique.
La représente par une vue en coupe, partielle et schématique, un autre mode de réalisation d'un capteur tel que décrit en relation avec la .
Le présent mode de réalisation diffère du mode de réalisation illustré en par le fait que l'obturateur 27 ne comprend pas de polariseur 315T.
On suppose que la matrice 309 de cristaux liquides est une matrice nématique, les molécules de cristaux liquides formant, au repos, entre la face supérieure et la face inférieure de la matrice 309, une hélice ayant un angle de rotation de 90°. Un effet de cette hélice est d'agir, au repos, comme un polariseur vertical.
Lorsque qu'une tension est appliquée entre les électrodes 311T et 311B, les cristaux liquides tendent à s'orienter, dans toute l'épaisseur de la matrice 309, parallèlement au champ électrique créé entre les deux électrodes 311T et 311B. Selon le mode de réalisation illustré en , les cristaux liquides ont tendance à s'orienter horizontalement, c'est-à-dire selon la deuxième direction. Un rayonnement, non polarisé, traverse donc la matrice 309 en étant polarisé horizontalement mais est bloqué par le polariseur 315B qui ne laisse passer que le rayonnement polarisé verticalement. Le rayonnement ne traverse donc pas l'obturateur 27. On peut ainsi se passer du polariseur 315T.
Le présent mode de réalisation illustre le cas d'un capteur dans lequel l'obturateur 27 comprend un polariseur 315B mais ne comprend pas de polariseur 315T. Toutefois, il est transposable, en changeant la nature de la matrice 309, à un capteur dans lequel l'obturateur 27 comprend un polariseur 315T mais ne comprend pas de polariseur 315B.
Selon un mode de réalisation, l'obturateur 27 illustré en ne comprend aucun des deux polariseurs 315T, 315B. Un capteur doté d'un tel obturateur 27 ne permet de détecter des corps chauds qu'en mouvement.
La représente par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un capteur tel que décrit en relation avec la .
Le présent mode de réalisation diffère du mode de réalisation illustré en par le fait que l’absorbeur infrarouge et la deuxième électrode ne forment qu'un seul élément, désigné ici 501. Cet élément ayant la propriété d'absorbeur infrarouge et d'électrode est un mélange de l’électrode 305 et de l’absorbeur 307 illustrés en . L'élément 501 peut notamment être à base de SnO2 ou de PDOT:PSS.
Les différentes variantes décrites en relation avec le mode de réalisation représenté en , se transposent au présent mode de réalisation.
La représente par une vue en coupe, partielle et schématique, encore un autre mode de réalisation d'un capteur tel que décrit en relation avec la .
Le présent mode de réalisation diffère du mode de réalisation illustré en par le fait que l’absorbeur infrarouge et la couche active ne forment qu'un seul élément, désigné ici 601. Cet élément ayant la propriété d'absorbeur infrarouge et de couche pyroéléctriquement active est un mélange de l’électrode 305 et de la couche active 303 illustrés en . L'élément 601 peut notamment être en un composite de PVDF et de nanoparticules de SnO2.
Selon le mode de réalisation illustré en , le matériau de l’électrode 305 est adapté à laisser passer le rayonnement infrarouge.
Les différentes variantes décrites en relation avec le mode de réalisation représenté en , se transposent au présent mode de réalisation.
Un avantage des modes de réalisation et des modes de mise en oeuvre décrits est qu'ils permettent la détection de corps chauds immobiles par rapport à la position du capteur.
Divers modes de réalisation et variantes ont été décrits. La personne du métier comprendra que certaines caractéristiques de ces divers modes de réalisation et variantes pourraient être combinées, et d’autres variantes apparaîtront à la personne du métier.
Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation et variantes décrits est à la portée de la personne du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus.
Claims (20)
- Capteur comprenant un détecteur infrarouge (25) surmonté d'un obturateur (27).
- Capteur selon la revendication 1, dans lequel l'obturateur (27) comporte une matrice à cristaux liquides (309).
- Capteur selon la revendication 2, dans lequel l'obturateur (27) comporte deux électrodes (311T, 311B), situées de part et d'autre de ladite matrice à cristaux liquides (309).
- Capteur selon la revendication 3, dans lequel les deux électrodes (311T, 311B) sont dans des plans parallèles aux plans de la matrice (309) et du détecteur infrarouge (35).
- Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'obturateur (27) comporte, en outre, au moins un polariseur (315B ; 315T).
- Capteur selon la revendication 1, dans lequel l'obturateur (27) est un obturateur mécanique.
- Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le détecteur infrarouge (25) comprend une couche pyroélectriquement active (303).
- Capteur selon la revendication 7, dans lequel la couche active (303) est en polyfluorure de vinylidène.
- Capteur selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la couche active (303) est en un copolymère de fluorure de vinylidène et de trifluoroéthylène, en un copolymère de fluorure de vinylidène et de chlorure de trifluoroéthylène, en un copolymère de fluorure de vinylidène et de hexafluoropropylène ou en un mélange d’au moins deux de ces copolymères.
- Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la couche active (303) est en un terpolymère de fluorure de vinylidène et de trifluoroéthylène et de chlorofluoroéthylene.
- Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la couche active (303) est en :
- polyfluorure de vinyle ;
- polychlorure de vinyle ;
- titanate de baryum ;
- titano-zirconate de plomb ;
- tantalate de lithium ;
- sulfate de triglycine ;
- titanate de plomb ;
- fluorure de vinylidène trifluoroéthylène ; ou
- un mélange d’au moins deux de ces composés. - Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel le détecteur infrarouge (307) comprend une première électrode (301) et une deuxième électrode (305) situées de part et d'autre de ladite couche active (303), dans des plans parallèles aux plans de la couche active (303) et de l'obturateur (27).
- Capteur selon les revendications 3 et 12, dans lequel :
- la couche active (303) est pixélisée ;
- au moins une des électrodes (311T ; 311B) de l'obturateur (27) est pixélisée ; et/ou
- au moins une des première (301) et deuxième (305) électrodes du détecteur infrarouge (25) est pixélisée. - Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 13, dans lequel le détecteur infrarouge (25) est associé à un absorbeur infrarouge (307), dans un plan parallèle à la couche active (303).
- Capteur selon la revendication 14, dans lequel l'absorbeur infrarouge (307) est en :
- dioxyde d'étain dopé en antimoine ;
- dioxyde d'étain ;
- dioxyde de silicium ;
- dioxyde de silicium dopé en antimoine ;
- or ;
- graphite ;
- PDOT:PSS ; ou
- en un mélange d'au moins deux de ces composants. - Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, comprenant successivement :
- une première électrode (301) du détecteur infrarouge (25) ;
- une couche pyroélectriquement active (303) ;
- une deuxième électrode (305) du détecteur infrarouge (25) ;
- un absorbeur infrarouge (307) ;
- un premier polariseur (315B) ;
- une couche de transistors en couches minces (313) ;
- une première électrode (311B) de l'obturateur (27) ;
- une première couche d'alignement (317B) ;
- une matrice à cristaux liquides (309) ;
- une deuxième couche d'alignement (317T) ;
- une deuxième électrode (311T) de l'obturateur (27) ; et
- un deuxième polariseur (315T). - Capteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 15, comprenant successivement :
- une première électrode (301) du détecteur infrarouge (25) ;
- une couche pyroélectriquement active (303) ;
- une deuxième électrode (305) du détecteur infrarouge (25) ;
- un absorbeur infrarouge (307) ;
- une couche de transistors en couches minces (313) ;
- une première électrode (311B) de l'obturateur (27) ;
- une première couche d'alignement (317B) ;
- une matrice à cristaux liquides (309) ;
- une deuxième couche d'alignement (317T) ; et
- une deuxième électrode (311T) de l'obturateur (27). - Capteur selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, dans lequel l'absorbeur infrarouge (307) et la couche active (303) du détecteur infrarouge (25) sont distincts.
- Capteur selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, dans lequel l'absorbeur infrarouge (307) et la couche active (303) sont un seul et même élément (601).
- Capteur selon la revendication 12 ou 13 et l'une quelconque des revendications 14 à 17, dans lequel l'absorbeur infrarouge (307) et la deuxième électrode (305) sont un seul et même élément (501).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2102158A FR3120439A1 (fr) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | Capteur infrarouge |
| PCT/EP2022/054046 WO2022184468A1 (fr) | 2021-03-05 | 2022-02-18 | Capteur infrarouge avec obturateur |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2102158 | 2021-03-05 | ||
| FR2102158A FR3120439A1 (fr) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | Capteur infrarouge |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3120439A1 true FR3120439A1 (fr) | 2022-09-09 |
Family
ID=76159508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2102158A Pending FR3120439A1 (fr) | 2021-03-05 | 2021-03-05 | Capteur infrarouge |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3120439A1 (fr) |
| WO (1) | WO2022184468A1 (fr) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62234124A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Sharp Corp | 赤外線シヤツタ−効果型液晶表示装置 |
| JPS63238530A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-04 | Murata Mfg Co Ltd | 焦電形赤外線センサ |
| EP2587235A2 (fr) * | 2011-10-24 | 2013-05-01 | Panasonic Corporation | Dispositif d'éclairage, dispositif de commande d'éclairage et système d'éclairage |
| WO2018167394A1 (fr) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Detecteur pyroelectrique |
-
2021
- 2021-03-05 FR FR2102158A patent/FR3120439A1/fr active Pending
-
2022
- 2022-02-18 WO PCT/EP2022/054046 patent/WO2022184468A1/fr active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62234124A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Sharp Corp | 赤外線シヤツタ−効果型液晶表示装置 |
| JPS63238530A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-04 | Murata Mfg Co Ltd | 焦電形赤外線センサ |
| EP2587235A2 (fr) * | 2011-10-24 | 2013-05-01 | Panasonic Corporation | Dispositif d'éclairage, dispositif de commande d'éclairage et système d'éclairage |
| WO2018167394A1 (fr) * | 2017-03-15 | 2018-09-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Detecteur pyroelectrique |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022184468A1 (fr) | 2022-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100983818B1 (ko) | 볼로미터용 저항재료, 이를 이용한 적외선 검출기용 볼로미터, 및 이의 제조방법 | |
| EP0524067B1 (fr) | Structure d'écran à cristal liquide, à matrice active et à haute définition | |
| FR3063564A1 (fr) | Capteur d'empreintes digitales integre dans un ecran d'affichage | |
| FR2768239A1 (fr) | Afficheur a cristaux liquides et procede de fabrication de celui-ci | |
| FR2937791A1 (fr) | Dispositif d'imagerie polarimetrique optimise par rapport au contraste de polarisation | |
| EP3654242A1 (fr) | Capteur de motif thermique actif comprenant une matrice passive de pixels | |
| FR3044409A1 (fr) | Capteur de motif thermique comportant une portion pyroelectrique superieure a forte conductivite thermique | |
| FR3044408A1 (fr) | Capteur de motif thermique a capacite pyroelectrique horizontale | |
| FR2896621A1 (fr) | Systeme electro-optique integre | |
| EP3492894A1 (fr) | Capteur de motif thermique a capacite pyroelectrique | |
| FR3120439A1 (fr) | Capteur infrarouge | |
| EP3640615B1 (fr) | Capteur pyroelectrique avec revêtement amélioré de résistance contre l'abrasion | |
| FR2947956A1 (fr) | Element photodetecteur | |
| EP3931875A1 (fr) | Dispositif matriciel pour capteur d'image, à transistors en couches minces et photodiodes organiques | |
| EP3492891A1 (fr) | Capteur de motif thermique a capacite pyroelectrique comprenant une matrice sol-gel et des particules d'oxyde metallique | |
| WO2015169623A1 (fr) | Dispositif matriciel de detection incorporant un maillage metallique dans une couche de detection et procede de fabrication | |
| FR3093658A1 (fr) | Procede pour deposer une couche en pvdf ou en un de ses copolymeres sur un substrat en verre ou en polymere | |
| US20210055610A1 (en) | Liquid crystal x-ray detector and manufacturing method for the same | |
| EP3742493B1 (fr) | Capteur d'image | |
| WO2018167394A1 (fr) | Detecteur pyroelectrique | |
| EP4053900A1 (fr) | Capteur hybride | |
| EP4362093A1 (fr) | Dispositif emetteur et recepteur de lumiere | |
| WO2022184409A1 (fr) | Capteur hybride | |
| FR3120472A1 (fr) | Capteur hybride | |
| WO2021116232A1 (fr) | Capteur d'images pour correction du bruit electronique d'un capteur |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20220909 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |