Les films conducteurs transparents (FCT) sont largement utilisés dans les dispositifs électroniques modernes. Ces films minces et conducteurs peuvent transporter l’électricité lorsqu’ils sont déposés sur un substrat en verre, en silicium ou en polymère. Les FCT sont utilisés comme électrodes pour les OLED et les cellules solaires, ou simplement comme couches conductrices sur l’écran tactile de votre téléphone préféré.
Dans la famille des films conducteurs transparents (FCT), l’oxyde d’indium et d’étain (ITO) est la norme de l’industrie en raison de sa transparence et de ses propriétés électriques excellentes. Des matériaux récents tels que l’oxyde de graphène (GO) ou le PEDOT présentent un grand potentiel pour l’électronique flexible, car ils sont plus aptes à se plier que l’ITO.
Structuration des films conducteurs transparents
La structuration de ces couches conductrices est un processus de fabrication très important qui permet de retirer certaines parties de la couche pour fonctionnaliser les propriétés électriques de la surface et créer des circuits électriques sur la couche en fonction de l’application. La structuration au laser est une approche prometteuse par rapport à la photolithographie, car elle offre la flexibilité de personnaliser la structuration avec des débits très élevés tout en éliminant l’utilisation de consommables et les étapes de prétraitement.
Un des plus grands défis lorsqu’il s’agit de la structuration au laser des FCT est la capacité de retirer sélectivement le film mince sans affecter le substrat sous-jacent (verre, polymère, silicium, etc.). Selon le processus de dépôt ou l’application, il peut également être préférable de retirer la couche FCT au-dessus du substrat (traitement frontal) ou à travers le substrat (traitement dorsal), comme illustré dans la Figure 2.
Structuration sélective par laser dans l’infrarouge moyen de films minces
Pour surmonter ces défis, Femtum a développé un nouveau laser à fibre impulsionnel dans l’infrarouge moyen à 2,8 µm pour le retrait sélectif de films conducteurs transparents sur différents substrats.
Les lasers impulsionnels dans l’infrarouge moyen sont idéaux pour la structuration de films minces car la plupart des films minces conducteurs sont basés sur des matériaux d’oxyde qui absorbent fortement à des longueurs d’onde autour de 3 µm. Par rapport à la structuration au laser UV ou dans l’infrarouge proche, il est plus facile de retirer sélectivement ces couches minces sans affecter le substrat, qui possède un seuil d’ablation beaucoup plus élevé à ces longueurs d’onde dans l’infrarouge moyen.
La Figure 3 montre un exemple de structuration d’ITO sur PET avec le Femtum Nano 2800 en utilisant à la fois des méthodes de traitement frontal et dorsal.
En raison de l’excellente qualité du faisceau du Femtum Nano 2800, une structuration précise avec une petite taille de caractéristique (environ 10 µm) peut également être obtenue, comme le montre la Figure 4.
La capacité de traiter des FCT sur divers substrats tels que des polymères flexibles (PET, PMMA, polyimide, etc.) ou d’autres substrats transparents dans l’infrarouge moyen (silicium, germanium) avec ce laser à fibre industriel polyvalent et prêt à l’emploi ouvre un large éventail d’applications, des écrans flexibles aux capteurs portables.
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