FR3103734A1 - Circuit électronique et son procédé de fabrication - Google Patents

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Abstract

Circuit électronique et son procédé de fabrication La présente description concerne un circuit électronique (20) comprenant un empilement d’au moins un support (12) ou une première couche (E1, E2, E3) en un premier polymère, d’une deuxième couche (E1, E2, E3, C1, C2, C3) en un deuxième polymère et d’une troisième couche (P0, P1, P2, P3) en un troisième polymère, la troisième couche ayant une épaisseur comprise entre 1 nm et 100 nm et étant interposée entre le support ou la première couche et la deuxième couche, au contact du support ou de la première couche et de la deuxième couche, le support ou la première couche comprenant du polycarbonate, du polyuréthane, ou du PEDOT : PSS, la deuxième couche comprenant du PVDF, un copolymère de PVDF ou du PEDOT :PSS, les compositions des première et deuxième couches étant différentes, la troisième couche comprenant un polyépoxyde ou un polyacrylate. Figure pour l'abrégé : Fig. 2

Description

Circuit électronique et son procédé de fabrication
La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques et leurs procédés de fabrication.
Pour certaines applications, il est souhaitable de pouvoir former un premier élément en un premier polymère par voie liquide sur un deuxième élément en un deuxième polymère. Un exemple d’application concerne les circuits électroniques comprenant une piste en un polymère conducteur ou une couche piézoélectrique en polymère formée sur un support polymère.
La formation du premier élément par voie liquide comprend généralement le dépôt d'une solution, plus ou moins visqueuse, sur le substrat selon un motif correspondant au premier élément, la solution contenant un solvant et le premier polymère ou des précurseurs du premier polymère, et le chauffage du motif déposé pour obtenir le premier élément.
Toutefois, on peut observer une dégradation, notamment une gravure partielle, du deuxième élément polymère lors de la formation du premier élément polymère par voie liquide.
Un objet d'un mode de réalisation est de pallier tout ou partie des inconvénients des circuits électroniques comprenant un premier élément en un premier polymère formé par voie liquide sur un deuxième élément en un deuxième polymère et de leurs procédés de fabrication décrits précédemment.
Un autre objet d’un mode de réalisation est que le deuxième élément polymère ne soit pas détérioré lors de la formation du premier élément polymère.
Un autre objet d’un mode de réalisation est que le circuit électronique puisse être fabriqué à coût réduit.
Un mode de réalisation prévoit un circuit électronique comprenant un empilement d’au moins un support ou une première couche en un premier polymère, d’une deuxième couche en un deuxième polymère et d’une troisième couche en un troisième polymère, la troisième couche ayant une épaisseur comprise entre 1nm et 100nm et étant interposée entre le support ou la première couche et la deuxième couche, au contact du support ou de la première couche et de la deuxième couche, le support ou la première couche comprenant du polycarbonate, du polyuréthane, du PEDOT:PSS, du polyparaphénylène, du polypyrrole, du polythiophène, ou de la polyaniline, la deuxième couche comprenant du PVDF, un copolymère de PVDF, du PEDOT:PSS, du polyparaphénylène, du polypyrrole, du polythiophène, ou de la polyaniline, les compositions des première et deuxième couches étant différentes, la troisième couche comprenant un polyépoxyde ou un polyacrylate.
Selon un mode de réalisation, le support comprend du polycarbonate ou du polyuréthane.
Selon un mode de réalisation, le support a une épaisseur comprise entre 25µm et 1mm.
Selon un mode de réalisation, la première couche comprend du PEDOT:PSS.
Selon un mode de réalisation, l’épaisseur de la première couche est comprise entre 100nm et 10µm.
Selon un mode de réalisation, l’épaisseur de la deuxième couche est comprise entre 500nm et 10µm.
Selon un mode de réalisation, le circuit électronique comprend plusieurs exemplaires dudit empilement.
Un mode de réalisation prévoit également un procédé de fabrication d’un circuit électronique comprenant la formation d’un empilement d’au moins un support ou une première couche en un premier polymère, d’une deuxième couche en un deuxième polymère et d’une troisième couche en un troisième polymère, la troisième couche ayant une épaisseur comprise entre 1nm et 100nm et étant interposée entre le support ou la première couche et la deuxième couche, au contact du support ou de la première couche et de la deuxième couche, le support ou la première couche comprenant du polycarbonate, du polyuréthane, du PEDOT:PSS, du polyparaphénylène, du polypyrrole, du polythiophène, ou de la polyaniline, la deuxième couche comprenant du PVDF ou un copolymère de PVDF, du PEDOT:PSS, du polyparaphénylène, du polypyrrole, du polythiophène, ou de la polyaniline, les compositions des première et deuxième couches étant différentes, la troisième couche comprenant un polyépoxyde ou un polyacrylate.
Selon un mode de réalisation, la formation de la troisième couche comprend une étape de dépôt d’une première solution sur le support ou la première couche comprenant des précurseurs du troisième polymère et un premier solvant correspondant à de l’eau, du décane, du dodécane ou à un alcool et une étape de réticulation des précurseurs du troisième polymère.
Selon un mode de réalisation, l’étape de dépôt est précédée d’une étape de traitement au plasma du support ou de la première couche.
Selon un mode de réalisation, la deuxième couche est obtenue par le dépôt d’une deuxième solution sur la première couche comprenant le deuxième polymère ou des précurseurs du deuxième polymère et un deuxième solvant différent de l’eau, du décane, du dodécane, ou d’un alcool.
Selon un mode de réalisation, le deuxième solvant est le cyclopentanone, l'acétone, le toluène, l’éthylène glycol, le butylacétate, l'acétaldéhyde, l'acétate d'éthyle, l'acide acétique, l'acide fluorhydrique, l'acide nitrique, l'acide perchlorique, l'acide sulfurique, l'anhydride acétique, l'ammoniaque, le benzène, le chloroforme, le diéthylamine, le diméthylsulfoxyde, l'éther éthylique, l'hydrazine, le nitrobenzène, le nitrométhane, le perchloriéthylène, la soude, le sulfure de carbone, le tétrachlorure de carbone, le trichloroéthane, le trichloroéthylène, l'urée, ou le xylène.
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 figure 1 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un exemple d'un circuit électronique;
la figure 2 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un circuit électronique;
la figure 3A est une vue en coupe, partielle et schématique, de la structure obtenue à une étape d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du circuit électronique représenté en figure 2;
la figure 3B illustre une autre étape du procédé;
la figure 3C illustre une autre étape du procédé;
la figure 3D illustre une autre étape du procédé;
la figure 3E illustre une autre étape du procédé;
la figure 4 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un transistor organique à grille basse; et
la figure 5 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un transistor organique à grille haute.
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.
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 ou à un circuit électronique dans une position normale d'utilisation.
Dans la suite de la description, on entend par l'expression "un élément principalement en un matériau" ou "un élément principalement à base d'un matériau" que ledit élément comprend plus de 50% en volume, de préférence plus de 80% en volume, plus préférentiellement plus de 90% en volume, dudit matériau. Dans la suite de la description, on appelle "matériau isolant électriquement" ou "matériau diélectrique" un matériau dont la résistivité électrique est supérieure à 105Ω.m et on appelle "matériau conducteur électriquement" un matériau dont la résistivité électrique est inférieure à 0,1Ω.m. En outre, on considère ici que les termes "isolant" et "conducteur" signifient respectivement "isolant électriquement" et "conducteur électriquement". Sauf précision contraire, les expressions "environ", "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10% près, de préférence à 5% près.
La figure 1 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un exemple d'un circuit électronique 10. Le circuit 10 comprend un support 12 en un premier polymère comprenant deux faces 14, 16 opposées, par exemple sensiblement planes. Le circuit 10 comprend, en outre, un composant électronique 18 sur la face 14 du support 12. Selon un mode de réalisation, le composant électronique 18 est un composant comprenant une couche piézoélectrique ou ferromagnétique, par exemple pour la réalisation d’un capteur haptique. Un capteur haptique est un système qui crée un ressenti tactile. Il comprend, par exemple, un actionneur piézoélectrique permettant d'obtenir des accélérations ou des forces sous forme de vibrations.
Le composant électronique 18 comprend un empilement comprenant successivement du bas vers le haut en figure 1:
-une électrode E1en un deuxième polymère reposant sur la face 14 du support 12, par exemple en contact avec la face 14 du support 12;
-une couche piézoélectrique C1en un troisième polymère reposant sur l'électrode E1, par exemple en contact avec l'électrode E1, et éventuellement sur le support 12;
-une électrode E2du deuxième polymère, reposant sur la couche piézoélectrique C1, par exemple en contact avec la couche piézoélectrique C1;
-une couche piézoélectrique C2du troisième polymère, reposant sur l'électrode E2, par exemple en contact avec l'électrode E2;
-une électrode E3du deuxième polymère, reposant sur la couche piézoélectrique C2, par exemple en contact avec la couche piézoélectrique C2;
-une couche piézoélectrique C3du troisième polymère, reposant sur l'électrode E3, par exemple en contact avec l'électrode E3; et
-une électrode E4du deuxième polymère, reposant sur la couche piézoélectrique C3, par exemple en contact avec la couche piézoélectrique C3.
Les électrodes E1et E3sont communes et les électrodes E2et E4sont communes.
Le support 12 comprend principalement le premier polymère, qui est par exemple le polycarbonate ou le polyuréthane. Le support 12 peut comprendre un revêtement, par exemple coloré, non représenté, délimitant la face 14.
Chaque électrode E1, E2, E3et E4comprend principalement le deuxième polymère, qui est un polymère conducteur électriquement. Le deuxième polymère est par exemple le poly(3,4-éthylènedioxythiophène) : poly(styrène sulfonate), couramment désigné par le sigle PEDOT:PSS, le polyparaphénylène (PPP), le polypyrrole (PPy), le polythiophène (PTh) ou la polyaniline (PAni).
Les couches piézoélectriques C1, C2et C3comprennent principalement le troisième polymère qui est un matériau piézoélectrique. Le troisième polymère correspond par exemple à un composé à base de poly(fluorure de vinylidène) PVDF. Le composé à base de PVDF peut comprendre le seul polymère PVDF, un seul copolymère du PVDF, un mélange de deux ou plus de deux copolymères du PVDF, ou un mélange du polymère PVDF et d'au moins un copolymère du PVDF. De préférence, le copolymère du PVDF est le poly(fluorure de vinylidène - tri fluoro éthylène) (P(VDF-TrFE)), notamment le P(VDFx-TrFE100-x) où x est un nombre réel compris entre 60 et 80, notamment environ 70, le poly(fluorure de vinylidène), le poly(fluorure de vinylidène - trifluoroéthylène - chlorofluoroéthylène) (P(VDF-TrFE-CFE)) ou le poly(fluorure de vinylidène - trifluoroéthylène - chlorotrifluoro éthylène) (P(VDF-TrFE-CTFE)). Les couches piézoélectriques C1, C2et C3peuvent correspondre à des composites à base du troisième polymère auquel sont ajoutés, par exemple, des particules de taille micrométrique, par exemple de diamètre moyen égal à environ 10µm, notamment des particules de BaTiO3, de (PbZr)TiO3, de (BaSr)TiO3, ou de (BaSr)Nb2O5.
Le support 12 peut avoir une épaisseur comprise entre 25µm et 1mm, par exemple de l'ordre de 175µm. Chaque couche piézoélectrique C1, C2et C3peut avoir une épaisseur comprise entre 500nm et 10µm, par exemple de l'ordre de 2µm. Chaque électrode E1, E2, E3et E4peut avoir une épaisseur comprise entre 100nm et 10µm, par exemple de l'ordre de 500nm.
Il peut être souhaitable de former chaque électrode E1, E2, E3et E4et chaque couche piézoélectrique C1, C2et C3par le dépôt d'une solution, plus ou moins visqueuse, la solution comprenant un solvant et des précurseurs du polymère composant l'électrode/la couche piézoélectrique ou le polymère composant l'électrode/la couche piézoélectrique. L'étape de dépôt peut être suivie d'une étape de chauffage pour retirer le solvant et, le cas échéant, entraîner la polymérisation des précurseurs.
Les inventeurs ont mis en évidence que le solvant peut réagir avec le matériau composant l'élément sur lequel la solution est déposée, entraînant notamment une gravure et/ou une détérioration de cet élément. C'est le cas notamment lorsque le support 12 est en polycarbonate ou en polyuréthane et que le solvant utilisé pour la formation de l'électrode E1est le cyclopentanone, l'acétone, le toluène, l’éthylène glycol, le butylacétate, l'acétaldéhyde, l'acétate d'éthyle, l'acide acétique, l'acide fluorhydrique, l'acide nitrique, l'acide perchlorique, l'acide sulfurique, l'anhydride acétique, l'ammoniaque, le benzène, le chloroforme, le diéthylamine, le diméthylsulfoxyde, l'éther éthylique, l'hydrazine, le nitrobenzène, le nitrométhane, le perchloriéthylène, la soude, le sulfure de carbone, le tétrachlorure de carbone, le trichloroéthane, le trichloroéthylène, l'urée, et le xylène. C'est également le cas notamment lorsque chaque électrode E2, E3ou E4est en PEDOT:PSS et que le solvant utilisé pour la formation de la couche piézoélectrique est dans la liste de solvants indiquée précédemment.
La figure 2 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un exemple d'un circuit électronique 20. Le circuit électronique 20 comprend l'ensemble des éléments du circuit électronique 10 représenté en figure 1 et comprend, en outre:
-une couche de protection P0interposée entre le support 12 et l'électrode E1, de préférence au contact du support 12 et de l'électrode E1;
-une couche de protection P1interposée entre l'électrode E1et la couche piézoélectrique C1, de préférence au contact de l'électrode E1et de la couche piézoélectrique C1;
-une couche de protection P2interposée entre l'électrode E2et la couche piézoélectrique C2, de préférence au contact de l'électrode E2et de la couche piézoélectrique C2; et
-une couche de protection P3interposée entre l'électrode E3et la couche piézoélectrique C3, de préférence au contact de l'électrode E3et de la couche piézoélectrique C3.
Selon un mode de réalisation, le support 12/chaque électrode E1, E2, E3comprend une face supérieure et la couche de protection P0, P1, P2, P3associée recouvre la totalité de la partie de la face supérieure interposée entre le support 12/l'électrode E1, E2, E3et la couche piézoélectrique C1, C2, C3associée sus-jacente.
Chaque couche de protection P0, P1, P2, P3comprend principalement un polyépoxyde, des polyépoxydes, un polyacrylate, des polyacrylates ou un mélange d’au moins deux de ces composés. Selon un mode de réalisation, les monomères utilisés pour la formation du polyépoxyde ou des polyépoxydes formant au moins l’une des couches de protection P0, P1, P2, P3sont obtenus à partir de bisphénol, notamment des éthers de diglycidyle et de bisphénol A, ou sont obtenus à partir de novolaque, notamment la époxyphénol-novolaque ou la époxy-crésol novaloque, ou sont des époxydes aliphatiques, des époxydes halogénés, ou des époxydes de glycidylamine. Selon un mode de réalisation, chaque couche de protection P0, P1, P2, P3comprend un polyépoxyde obtenu par polymérisation du monomère 3-Glycidyloxypropyltriméthoxysilane. Selon un mode de réalisation, les monomères utilisés pour la formation du polyacrylate ou des polyacrylates formant au moins l’une des couches de protection P0, P1, P2, P3sont obtenus à partir d’acide acrylique, ou sont les méthacrylates, ou sont obtenus par un mélange d’au moins deux de ces composés.
Chaque couche de protection P0, P1, P2, P3a une épaisseur comprise entre 1nm et 100nm, par exemple égale à environ 10nm. L'épaisseur de chaque couche de protection P0, P1, P2, P3est suffisamment faible pour que la présence des couches de protection P0, P1, P2, P3ne modifie sensiblement pas le comportement électrique du composant électronique 18. L'épaisseur de chaque couche de protection P0, P1, P2, P3est suffisamment importante pour que la couche recouverte par la couche de protection P0, P1, P2, P3ne soit pas détériorée par le solvant utilisé pour la formation de la couche recouvrant la couche de protection.
Chaque couche de protection P0, P1, P2, P3est formée par le dépôt d'une solution comprenant un solvant et des précurseurs du matériau composant la couche de protection P0, P1, P2, P3ou directement le matériau composant la couche de protection P0, P1, P2, P3. Le solvant est l'eau, le décane, le dodécane, ou un alcool. Dans le cas où le support 12 est en polycarbonate, le solvant est de préférence l’eau, l’éthanol, l’isopropanol ou un mélange d'au moins deux de ces composés. Pour les couches de protection P0, P1, P2, P3recouvrant des couches piézoélectriques C1, C2, C3à base de PVDF ou d’un copolymère de PVDF, le solvant est de préférence l’eau ou l’éthanol.
Dans le mode de réalisation décrit précédemment en relation avec la figure 2, une couche de protection P0est prévue recouvrant le support 12 et une couche de protection P1, P2, et P3est prévue recouvrant chaque électrodes E1, E2, et E3.
Selon un autre mode de réalisation, la couche de protection P0n’est pas présente. Le support 12 peut être à base de silicium, de verre, d’un métal, d’un alliage métallique, d’une résine, d’un polymère, ou d’au moins deux de ces composés. Des exemples de polymère sont le polyéthylène téréphtalate (PET), le polyéthylène naphtalate (PEN), les polyimides (PI), notamment les polyétherimides (PEI), les polyéther sulfones (PES), les polysulfones (PSU), le poly(sulfure de phénylène) (PPS), le polyéther éther cétone (PEEK), les polyacrylates (PA), les polyamide-imides (PAI), le polystyrène, le polyéthylène, le polypropylène, les polyamines, ou les polymères cellulosiques. Le support 12 peut avoir une structure monocouche ou multicouche.
Selon un autre mode de réalisation, au moins l’une des couches de protection P1, P2, P3n’est pas présente. Selon un mode de réalisation, chaque électrode E1, E2, E3qui n’est pas recouverte de la couche de protection P1, P2, P3correspondante est en or, en argent, en aluminium, en palladium, en platine, en nickel, en chrome, en cuivre, en calcium, en titane et/ou en un alliage métallique comprenant au moins l'un de ces métaux. Chaque électrode E1, E2, E3qui n’est pas recouverte de la couche de protection P1, P2, P3correspondante est en un polymère électriquement conducteur autre que le PEDOT:PSS, notamment la polyaniline (Pani), le polyphénylène vinylène (PPV) ou le polyparaphénylène (PPP). Selon un autre mode de réalisation, chaque électrode est une couche conductrice basée sur un composite de particules conductrices (particules d’argent, nanofils d’argent, nanotubes de carbone) et d’un matériau matrice comme un polymère.
Les figures 3A à 3E sont des vues en coupe, partielles et schématiques, de structures obtenues à des étapes successives d'un mode de réalisation d'un procédé de fabrication du circuit électronique 20 représenté en figure 2.
La figure 3A représente la structure obtenue après une étape de préparation de la face 14 du support 12. L'étape de préparation peut comprendre une étape d’activation de la face 14 par un traitement au plasma de la face 14. Ceci permet notamment d'éliminer les traces de contaminants organiques à la surface du support 12 ainsi que les fragments du polymère (oligomères) composant le support 12 et faiblement liés présents à la surface du support 12. Ceci permet en outre d’ouvrir des liaisons chimiques sur la face 14 afin d’améliorer l’adhésion de la couche déposée ultérieurement sur la face 14. Selon un mode de réalisation, le plasma utilisé est un plasma O2/SF6, un plasma O2/CF4ou un plasma ozone. Le traitement au plasma peut être un traitement au plasma basse pression. La pression dans le réacteur dans lequel est réalisé le traitement au plasma peut être comprise entre 66Pa (500 mTorr) et 1,3Pa (10mTorr), par exemple égale à 20Pa (150 mTorr). La durée du traitement au plasma peut être comprise entre 10s et 300s, par exemple égale à 60s. La puissance du plasma peut être comprise entre 50W et 600W, par exemple égale à 500W. Le flux de chaque espèce composant le plasma peut être comprise entre 5% et 100% de l'ensemble des flux. Dans le cas d’un plasma O2/SF6, le rapport entre le flux O2et le flux SF6peut être compris entre 100/5 et 10/5.
La figure 3B représente la structure obtenue après la formation de la couche de protection P0. Selon un mode de réalisation, la formation de la couche de protection P0comprend la préparation d'une solution comprenant un solvant et des précurseurs du polymère composant la couche de protection P0ou directement le polymère composant la couche de protection P0. Selon un mode de réalisation, le rapport entre le volume des précurseurs/du polymère et le volume du solvant est compris entre 1/20 et 1/5, de préférence entre 1/10 et 1/5, par exemple égal à 1/8. Le solvant est un solvant qui ne réagit pas chimiquement avec le matériau composant le support 12. Le solvant est l'eau, le décane, le dodécane, ou un alcool. Dans le cas où le support 12 est en polycarbonate, le solvant est de préférence l’eau, l’éthanol, l’isopropanol ou un mélange d'au moins deux de ces composés.
Selon un mode de réalisation, les précurseurs sont des monomères utilisés pour la formation d’un polyépoxyde ou de polyépoxydes et sont des monomères obtenus à partir de bisphénol, notamment des éthers de diglycidyle et de bisphénol A, ou sont obtenus à partir de novolaque, notamment la époxyphénol-novolaque ou la époxy-crésol novolaque, ou sont des époxydes aliphatiques, des époxydes halogénés, ou des époxydes de glycidylamine. Selon un mode de réalisation, chaque couche de protection P0, P1, P2, P3comprend un polyépoxyde obtenu par polymérisation du monomère 3-Glycidyloxypropyltriméthoxysilane. Selon un mode de réalisation, les précurseurs sont des monomères utilisés pour la formation d’un polyacrylate ou de polyacrylates et sont obtenus à partir d’acide acrylique, ou sont les méthacrylates, ou sont un mélange d’au moins deux de ces composés. Selon un mode de réalisation, les précurseurs sont le 3-Glycidyloxypropyltriméthoxyslane.
Le procédé de formation de la couche de protection P0peut correspondre à un procédé dit additif, par exemple par impression directe de la solution aux emplacements souhaités, par exemple par impression par jet d'encre, héliographie, sérigraphie, flexographie, revêtement par pulvérisation (en anglais spray coating) ou dépôt de gouttes (en anglais drop-casting). Le procédé de formation de la couche de protection P0peut correspondre à un procédé dit soustractif, dans lequel la solution est déposée 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 dépôt à la tournette (en anglais spin-coating), revêtement par pulvérisation, héliographie, revêtement par filière (en anglais slot-die coating), revêtement à la lame (en anglais blade-coating), flexographie ou sérigraphie.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape de chauffage pour faire réticuler les précurseurs et obtenir la formation de la couche de protection P0. Il peut s'agir d'une étape de chauffage entre 50°C et 180°C, par exemple à environ 100°C. La durée de l'étape de chauffage peut être comprise entre 1 minute et 60 minutes, par exemple égale à environ 2 minutes.
La figure 3C représente la structure obtenue après la formation de l'électrode E1. Selon un mode de réalisation, la formation de l'électrode E1comprend la préparation d'une solution comprenant un solvant et des précurseurs du deuxième polymère composant l'électrode E1ou directement le deuxième polymère composant l'électrode E1. Le solvant de la solution peut être le cyclopentanone, l'acétone, le toluène, l’éthylène glycol, le butylacétate, l'acétaldéhyde, l'acétate d'éthyle, l'acide acétique, l'acide fluorhydrique, l'acide nitrique, l'acide perchlorique, l'acide sulfurique, l'anhydride acétique, l'ammoniaque, le benzène, le chloroforme, le diéthylamine, le diméthylsulfoxyde, l'éther éthylique, l'hydrazine, le nitrobenzène, le nitrométhane, le perchloriéthylène, la soude, le sulfure de carbone, le tétrachlorure de carbone, le trichloroéthane, le trichloroéthylène, l'urée, ou le xylène. La solution peut en outre comprendre des précurseurs d'un autre polymère que le deuxième polymère, notamment le troisième polymère ou des précurseurs du troisième polymère, par exemple des précurseurs d'une époxyde de glycidylamine, notamment le 3-Glycidyloxypropyltriméthoxysilane.
Le procédé de formation de l'électrode E1peut correspondre à un procédé additif ou un procédé soustractif tels que décrits précédemment. Le dépôt de la solution peut être suivi d'une étape de chauffage entre 80°C et 180°C, par exemple à environ 145°C. La durée de l'étape de chauffage peut être comprise entre 5 minutes et 60 minutes, par exemple égale à environ 15 minutes.
La figure 3D représente la structure obtenue après une étape de préparation de l’électrode E1et après la formation de la couche de protection P1. L’étape de préparation de l’électrode E1peut comprendre une étape de traitement par plasma comme cela a été décrit précédemment en relation avec la figure 3A. Le procédé de formation de la couche de protection P1peut être identique à ce qui a été décrit précédemment pour la formation de la couche de protection P0à la différence que l'étape de recuit peut en outre être suivie d’une autre étape de recuit à une température supérieure, par exemple comprise entre 130°C et 150°C, pendant une durée comprise entre 1 minute et 60 minutes, par exemple pendant environ 5 minutes. Dans le cas où l'électrode E1est en PEDOT:PSS, le solvant est de préférence l’eau ou l'éthanol.
La figure 3E représente la structure obtenue après la formation de la couche piézoélectrique C1. Selon un mode de réalisation, la formation de la couche piézoélectrique C1comprend la préparation d'une solution comprenant un solvant et des précurseurs du polymère composant la couche piézoélectrique C1ou directement le polymère composant la couche piézoélectrique C1. Le procédé de formation de la couche piézoélectrique C1peut correspondre à un procédé additif ou un procédé soustractif tels que décrits précédemment. Le solvant de la solution peut être l’un des solvants indiqués précédemment pour la formation de l’électrode E1. Le dépôt de la solution peut être suivi d'une étape de chauffage entre 80°C et 180°C, par exemple à environ 145°C. La durée de l'étape de chauffage peut être comprise entre 1 minute et 60 minutes, par exemple égale à environ 5 minutes.
Le procédé se poursuit par la formation de l'électrode E2, de la couche de protection P2recouvrant l'électrode E2, de la couche piézoélectrique C2, de l'électrode E3, de la couche de protection P3recouvrant l'électrode E3, de la couche piézoélectrique C3, et de l'électrode E4. Le procédé de formation de chaque électrode E2, E3et E4peut correspondre à celui décrit précédemment pour la formation de l'électrode E1. Le procédé de formation de chaque couche piézoélectrique C2et C3peut correspondre à celui décrit précédemment pour la formation de la couche piézoélectrique C1. Le procédé de formation de chaque couche de protection P2et P3peut correspondre à celui décrit précédemment pour la formation de la couche de protection P1.
Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe, partielles et schématiques, d'un mode de réalisation d'un circuit électronique 30. Le circuit électronique 30 comprend les mêmes éléments que le circuit électronique 20 représenté en figure 2 à la différence que le composant électronique 18 du circuit 30 est un transistor organique en couches minces.
Le transistor 18 comprend:
-un bloc semiconducteur organique 32 dans lequel sont formées les régions de drain, de source et de canal du transistor;
-des pistes conductrices 34 formant les contacts de source et de drain du transistor;
-une piste conductrice 38 formant la grille du transistor, en vis-à-vis du bloc semiconducteur 32; et
-une couche isolante 40 interposée entre la piste conductrice 38 et le bloc semiconducteur 32 et formant l’isolant de grille du transistor.
Le circuit électronique 30 comprend en outre une couche de protection P interposée entre le transistor 18 et le support 12. Le circuit électronique 30 peut en outre comprendre une couche de protection, non représentée, interposée entre chaque piste conductrice 34 et le bloc semiconducteur 32.
Le bloc semiconducteur 32 peut être en pentacène, en polythyiophène, en fullerène C60, en fullerène C70, ou en pérylène diimide. Les pistes conductrices 34, 38 peuvent être dans les matériaux décrits précédemment pour les électrodes E1, E2, E3et E4. La couche de protection P peut être dans les matériaux décrits précédemment pour les couches de protection P0, P1, P2, et P3. L'épaisseur de la couche de protection P peut être comprise entre 1nm et 100nm, par exemple égale à environ 10nm.
La figure 4 représente une configuration de transistor dite à "grille basse" (en anglais bottom gate), dans laquelle la grille 38 est au contact de la couche de protection P, et dans laquelle la couche isolante 40 est située entre le support 12 et les pistes conductrices 34.
La figure 5 représente une configuration de transistor dite à "grille haute" (en anglais top gate), dans laquelle les pistes conductrices 34 sont au contact de la couche de protection P, et dans laquelle la couche isolante 40 est située entre le support 12 et la grille 38.
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 (12)

  1. Circuit électronique (20; 30) comprenant un empilement d’au moins un support (12) ou une première couche (E1, E2, E3) en un premier polymère, d’une deuxième couche (E1, E2, E3, C1, C2, C3) en un deuxième polymère et d’une troisième couche (P0, P1, P2, P3) en un troisième polymère, la troisième couche ayant une épaisseur comprise entre 1nm et 100nm et étant interposée entre le support ou la première couche et la deuxième couche, au contact du support ou de la première couche et de la deuxième couche, le support ou la première couche comprenant du polycarbonate, du polyuréthane, du PEDOT:PSS, du polyparaphénylène, du polypyrrole, du polythiophène, ou de la polyaniline, la deuxième couche comprenant du PVDF, un copolymère de PVDF, du PEDOT:PSS, du polyparaphénylène, du polypyrrole, du polythiophène, ou de la polyaniline, les compositions des première et deuxième couches étant différentes, la troisième couche comprenant un polyépoxyde ou un polyacrylate.
  2. Circuit électronique selon la revendication 2, dans lequel le support (12) comprend du polycarbonate ou du polyuréthane.
  3. Circuit électronique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le support (12) a une épaisseur comprise entre 25µm et 1mm.
  4. Circuit électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première couche (E1, E2, E3) comprend du PEDOT:PSS.
  5. Circuit électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’épaisseur de la première couche (E1, E2, E3) est comprise entre 100nm et 10µm.
  6. Circuit électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’épaisseur de la deuxième couche (C1, C2, C3) est comprise entre 500nm et 10µm.
  7. Circuit électronique selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant plusieurs exemplaires dudit empilement.
  8. Procédé de fabrication d’un circuit électronique (20; 30) comprenant la formation d’un empilement d’au moins un support (12) ou une première couche (E1, E2, E3) en un premier polymère, d’une deuxième couche (E1, E2, E3, C1, C2, C3) en un deuxième polymère et d’une troisième couche (P0, P1, P2, P3) en un troisième polymère, la troisième couche ayant une épaisseur comprise entre 1nm et 100nm et étant interposée entre le support ou la première couche et la deuxième couche, au contact du support ou de la première couche et de la deuxième couche, le support ou la première couche comprenant du polycarbonate, du polyuréthane, du PEDOT:PSS, du polyparaphénylène, du polypyrrole, du polythiophène, ou de la polyaniline, la deuxième couche comprenant du PVDF ou un copolymère de PVDF, du PEDOT:PSS, du polyparaphénylène, du polypyrrole, du polythiophène, ou de la polyaniline, les compositions des première et deuxième couches étant différentes, la troisième couche comprenant un polyépoxyde ou un polyacrylate.
  9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la formation de la troisième couche (P0, P1, P2, P3) comprend une étape de dépôt d’une première solution sur le support (12) ou la première couche (E1, E2, E3) comprenant des précurseurs du troisième polymère et un premier solvant correspondant à de l’eau, du décane, du dodécane, ou à un alcool et une étape de réticulation des précurseurs du troisième polymère.
  10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l’étape de dépôt est précédée d’une étape de traitement au plasma du support (12) ou de la première couche (E1, E2, E3).
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la deuxième couche (C1, C2, C3) est obtenue par le dépôt d’une deuxième solution sur la première couche comprenant le deuxième polymère ou des précurseurs du deuxième polymère et un deuxième solvant différent de l’eau, du décane, du dodécane, ou d’un alcool.
  12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le deuxième solvant est le cyclopentanone, l'acétone, le toluène, l’éthylène glycol, le butylacétate, l'acétaldéhyde, l'acétate d'éthyle, l'acide acétique, l'acide fluorhydrique, l'acide nitrique, l'acide perchlorique, l'acide sulfurique, l'anhydride acétique, l'ammoniaque, le benzène, le chloroforme, le diéthylamine, le diméthylsulfoxyde, l'éther éthylique, l'hydrazine, le nitrobenzène, le nitrométhane, le perchloriéthylène, la soude, le sulfure de carbone, le tétrachlorure de carbone, le trichloroéthane, le trichloroéthylène, l'urée, ou le xylène.
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