Brevet FR3074575A1 — publié le 20190607

CAPTEUR DE MOTIF THERMIQUE A CAPACITE PYROELECTRIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR L'invention se rapporte a un capteur de motif thermique, exploitant les proprietes de pyroelectricite d'un materiau, et formant avantageusement un capteur d'empreinte digitale. La detection d'empreinte digitale peut etre realisee par des capteurs dits « passifs » exploitant une difference de temperatures entre celle du doigt et celle du capteur, comme decrit dans les documents US 4 394 773, US 4 429 413 et US 6 289 114. Au niveau des cretes de l'empreinte, la peau du doigt est en contact physique direct avec le capteur. Un transfert thermique entre la peau et la surface de contact du capteur s'effectue par conduction, ce qui conduit a une premiere variation temporelle de temperature. Au niveau des vallees de l'empreinte, la peau du doigt n'est pas en contact physique direct avec le capteur. Un transfert thermique entre la peau et la surface de contact du capteur s'effectue a travers l'air qui est plutot un isolant thermique, ce qui conduit a une seconde variation temporelle de temperature, moins importante. La difference entre ces deux variations temporelles de temperature se traduit par une difference entre des signaux mesures par les capacites pyroelectriques, selon qu'elles se trouvent sous une vallee ou sous une crete de l'empreinte. L'image de l'empreinte presente donc un contraste qui depend de cette difference. Cependant, ces capteurs ont pour inconvenient de realiser une mesure qui depend uniquement de la difference entre la temperature du doigt et la temperature du capteur. Ainsi, apres quelques seconder de contact entre le doigt et le capteur, la temperature du doigt et la temperature de la surface de contact du capteur s'homogeneisent, et it n'est plus possible d'obtenir un contraste satisfaisant. II peut egalement arriver que le niveau du signal obtenu soit nul lorsque le doigt et le capteur sont a la merne temperature, ou encore que le contraste des images capturees varie, ce 2 qui pose alors des problemes lors du traitement ulterieur des images obtenues (par exemple, une inversion des temperatures entraine une inversion de l'image obtenue). Un autre type de capteur, de type actif, offre une solution a ce probleme grace a l'ajout d'elements chauffants sous la surface de contact du capteur. Un 5 tel capteur est decrit par exemple dans la demande de brevet EP 2 385 486 Al. Les elements chauffants dissipent une certaine quantite de chaleur dans chaque pixel du capteur et l'echauffement des pixels est mesure au bout d'un certain temps. La variation de temperature obtenue est donc importante au niveau des vallees de l'empreinte, ou la chaleur est transferee au doigt a travers l'air, et plus faible au niveau des cretes de 10 l'empreinte, ou la chaleur est transferee directement au doigt, par conduction. Cela conduit a une temperature finale plus faible dans le cas d'un pixel en presence d'une crete de l'empreinte, ou la chaleur est absorbee par la peau, par rapport a un pixel en presence d'une vallee de l'empreinte ou la chaleur est plutot conservee dans le pixel. Cela permet d'ameliorer et de conserver au cours du temps, le contraste d'une image acquire 15 a l'aide dudit capteur. Les elements decrits ci-dessus pour la detection d'empreinte digitale s'appliquent egalement a la detection d'un motif thermique autre qu'une empreinte digitale, ('element dont le motif thermique a detecter etant dispose sur le capteur lors de la mesure. 20 Un capteur de motif thermique comporte des moyens de detection thermique qui peuvent etre des elements pyroelectriques, des diodes, des thermistances ou tout autre element sensible a la temperature permettant de convertir une variation de temperature en une variation de potentiel ou de courant electrique. Plus particulierement, un capteur de type pyroelectrique comporte une 25 matrice de capacites pyroelectriques disposees sur un substrat, par exemple en verre. Chaque capacite pyroelectrique comporte une couche en materiau pyroelectrique, disposee entre une electrode inferieure et une electrode superieure. Une de ces deux electrodes est portee a un potentiel constant, et forme une electrode de reference. L'autre electrode collecte des charges pyroelectriques, generees par le materiau pyroelectrique en reponse a une variation de temperature. L'electrode 3 superieure est recouverte d'une couche de protection sur laquelle ('element dont le motif thermique est mesure, par exemple un doigt, est destine a etre dispose lors de la mesure. Le materiau pyroelectrique peut etre par exemple un poly(fluorure de vinylidene-trifluoroethylene) ou P(VDF-TrFE) ou encore PVDF (polyfluorure de vinylidene), 5 une ceramique telle que du PZT (titano-zirconate de plomb, ou « Lead Zirconate Titanate » en anglais), de l'AIN, du BaTiO3 ou encore du ZnO. D'autres materiaux pyroelectriques sont possibles, a savoir tour ceux qui produisent des charges electriques en fonction d'un parametre pyroelectrique. Dans le cas d'un capteur thermique actif, le capteur est egalement muni 10 d'un element chauffant generalement realise a partir de la merne couche electriquement conductrice que celle servant a realiser ('electrode superieure. Cet element chauffant est par exemple realise sous la forme d'un serpentin entourant partiellement les electrodes superieures et permettant de chauffer lateralement les capacites pyroelectriques, au niveau des electrodes superieures. 15 Chaque capacite pyroelectrique forme un transducteur qui traduit une variation temporelle de temperature en un signal electrique tel qu'une difference de potentiels electriques. Lorsque le capteur doit avoir une surface importante et etre realise avec un faible cout, it est avantageusement realise en technologie dite imprimee, ou par 20 impression, moins onereuse que la lithographie sur semi-conducteur. Differentes portions de materiaux formant les elements des pixels du capteur peuvent dans ce cas etre realisees avec des encres suffisamment stables pour ne pas necessiter d'encapsulation tres performante. La realisation d'au moins une partie des elements du capteur est envisageable par impression, par exemple sur des substrata plastiques simples. 25 Dans un tel capteur realise par depot par impression, le materiau pyroelectrique imprime presente plusieurs defauts inherents aux techniques d'impression tell qu'une certaine porosite et des effets de bord generant des courants de fuite importants, entre les electrodes des capacites, pouvant empecher le bon fonctionnement du capteur. Par exemple, pour des capteurs comprenant des capacites pyroelectriques 30 formees d'empilements du type Au/PVDF/Pedot ou Au/PVDF/Ag, les courants de fuite 4 sont de l'ordre d'1 p.A, ce qui est trop important etant donne que les courants pyroelectriques obtenus lors des mesures sont de l'ordre du nA. Un tel courant de fuite est obtenu en raison des porosites importantes formees dans le PVDF. Par exemple, dans une couche de PVDF deposee par serigraphie et ayant subie un recuit a 135°C pendant 20 5 minutes, le diametre des porosites est de l'ordre de 5 p.m. En outre, ce courant de fuite defavorise fortement l'etape de polarisation du materiau pyroelectrique devant etre mice en ceuvre. En outre, it peut arriver, suivant les conditions du procede formant le capteur et/ou l'environnement de la salle dans laquelle le capteur est realise, que des 10 poussieres se deposent lors de la realisation du capteur, pouvant creer des trous dans le materiau pyroelectrique et augmenter ainsi le risque de fuite entre les electrodes du capteur. EXPOSE DE L'INVENTION Un but de la presente invention est de proposer un capteur de motif 15 thermique dans lequel les courants de fuite sont reduits, notamment lorsqu'au moins une partie des elements de ce capteur sont realises par impression. Pour cela, la presente invention propose un capteur de motif thermique comportant plusieurs pixels disposes sur un substrat, chaque pixel comprenant au moins une capacite pyroelectrique formee par au moins une portion de materiau pyroelectrique 20 disposee entre au moins une electrode inferieure et au moins une electrode superieure, avec ('electrode inferieure disposee entre le substrat et la portion de materiau pyroelectrique, et dans lequel au moins une couche de protection dielectrique est disposee entre la portion de materiau pyroelectrique et ('electrode superieure. Ainsi, le capteur de motif thermique selon ('invention est muni d'une 25 couche de protection interposee entre la portion de materiau pyroelectrique et ('electrode superieure. Ainsi, le materiau de la couche de protection comble les porosites du materiau pyroelectrique ou les trous presents dans le materiau pyroelectrique, ce qui permet de reduire fortement les courants de fuite au rein du capteur, et ameliorer ainsi la polarisation du materiau pyroelectrique. 5 En effet, dans un dispositif presentant des fuites de courant importantes, lors de la polarisation du materiau pyroelectrique, un claquage de la couche de materiau pyroelectrique peut se produire en raison de zones fragiles du materiau pyroelectrique. Ces zones fragiles correspondent aux zones ob sont presents des 5 porosites et/ou des trous formes par des poussieres, conduisant ces zones a avoir une epaisseur effective beaucoup plus faible que les zones sans porosites ni trous. Un tel claquage peut se produire en raison des tensions importantes utilisees pour la polarisation (de l'ordre de 150V par micron d'epaisseur de materiau pyroelectrique dans le cas du PVDF) car avec de teller tensions, le courant sera plus important dans les zones 10 de plus faible epaisseur (loi d'ohm). De plus, merne dans le cas de couches de materiau pyroelectrique qui ne claquent pas lors de la polarisation, le courant pyroelectrique genere lorsque le capteur est soumis a une difference de temperature nest pas symetrique entre le chauffage et le refroidissement, et les valeurs de ce courant sont tres dispersees et non 15 coherentes. Avec le materiau de la couche de protection present entre la portion de materiau pyroelectrique et ('electrode superieure, les valeurs du courant genere par le capteur sont beaucoup moins dispersees et plus coherentes. L'ajout de la couche de protection permet donc d'obtenir des capteurs fonctionnels et reproductibles. 20 En outre, le materiau de la couche de protection est dielectrique afin de garantir une bonne isolation electrique entre les electrodes inferieure et superieure malgre la presence de porosites et/ou trous dans le materiau pyroelectrique. Le materiau pyroelectrique peut etre poreux. Le capteur de motif thermique peut etre tel que : 25 - le materiau pyroelectrique est un materiau organique non reticulable, par exemple un copolymere tel que du P(VDF-TrFE) et/ou du PVDF, et/ou par exemple de l'AIN et/ou du PZT, et - la couche de protection dielectrique comporte au moins l'un des materiaux suivants : fluoropolymere, couche mono-moleculaire auto-assemblee (par 6 exemple dans l'alcool ou l'eau), materiau dielectrique soluble dans un solvant orthogonal au materiau pyroelectrique (par exemple soluble dans l'eau). Un solvant orthogonal au materiau correspond a un solvant qui ne dissout pas, c'est-a-dire qui ne solubilise pas, ce materiau avec lequel le solvant est en 5 contact. Par exemple, lorsque le materiau pyroelectrique correspond a du PVDF-TrFE, le solvant utilise ne correspond pas a du cyclopetanone, du butyrolactone ou un solvant de type cetone car de tels solvants peuvent deteriorer ou dissoudre le materiau pyroelectrique. L'epaisseur de la couche de protection dielectrique peut etre comprise 10 entre environ 10 nm et 500 nm. Avec une telle epaisseur, la couche de protection dielectrique n'impact pas le transfert de chaleur se produisant dans les pixels du capteur lors d'une mesure d'un motif thermique. Le capteur de motif thermique peut etre tel que : - le substrat est un substrat couple comprenant au moins un materiau 15 plastique, et/ou - les electrodes inferieure et superieure comportent au moins l'un des materiaux suivants : argent, or, cuivre, nickel, carbone, polymere conducteur. De tels materiaux sont adaptes pour une realisation au moins partielle du capteur de motif thermique par impression. 20 Le materiau de la couche de protection dielectrique peut comporter des nanoparticules de materiau dielectrique inorganique. La presence de telles nanoparticules permet de reduire la tension, et donc le champ electrique, a appliquer aux bornes des capacites pyroelectriques lors de la polarisation du materiau pyroelectrique. En particulier, les nanoparticules peuvent avoir des diametres inferieurs 25 ou egaux a environ 50 nm, et/ou le materiau dielectrique inorganique des nanoparticules peut etre un materiau pyroelectrique, et/ou la proportion en masse des nanoparticules dans la couche de protection dielectrique est inferieure ou egale a environ 6 %. De telles proprietes des nanoparticules permettent d'assurer un bon equilibre entre la reduction du niveau de tension a appliquer aux bornes des capacites pyroelectriques lors de la 7 polarisation du materiau pyroelectrique, et le niveau des courants de fuite au rein des capacites pyroelectriques. Chaque pixel peut comporter au moins un element chauffant dispose sous une face avant du capteur de motif thermique. La presence d'un tel element 5 chauffant signifie que le capteur de motif thermique est de type actif. En outre, le capteur de motif thermique peut etre un capteur d'empreinte digitale. L'invention porte egalement sur un procede de realisation d'un capteur de motif thermique comportant plusieurs pixels, dans lequel chaque pixel comporte au 10 moins une capacite pyroelectrique realisee par la mice en ceuvre des etapes suivantes : - realisation d'au moins une electrode inferieure sur un substrat ; - realisation d'au moins une portion de materiau pyroelectrique au moins sur ('electrode inferieure ; - realisation d'au moins une couche de protection dielectrique sur la 15 portion de materiau pyroelectrique ; - realisation d'au moins une electrode superieure sur la couche de protection dielectrique. Outre les avantages precedemment mentionnes en lien avec la structure du capteur de motif thermique, la presence de la couche dielectrique lors de la 2 0 realisation du capteur permet de proteger la portion de materiau pyroelectrique lors de la realisation de ('electrode superieure. L'electrode inferieure et/ou ('electrode superieure et/ou la portion de materiau pyroelectrique peuvent etre realisees par des depots par impression, comme par exemple par serigraphie, heliogravure, jet d'encre, flexographie, ou encore par 25 gravure offset. La couche de protection dielectrique peut etre realisee par depot en voie liquide avec au moins l'un des solvants suivants : acetate de butyle, acetate de propyle, isopropanol, ethanol, methoxyethanol, ethoxyethanol, hexane, cyclohexane, eau. Avec de tell solvants, le materiau pyroelectrique sur lequel la couche de protection 30 dielectrique est realisee nest pas degrade. 8 La couche de protection dielectrique peut etre realisee par au moins un depot par impression ou par au moins un depot sous vide. Le procede peut comporter en outre la realisation, pour chaque pixel, d'au moins un element chauffant dispose sous une face avant du capteur de motif 5 thermique. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La presente invention sera mieux comprise a la lecture de la description d'exemples de realisation donnes a titre purement indicatif et nullement limitatif en faisant reference aux dessins annexes sur lesquels : 10 - la figure 1 represente, de maniere schernatique, une vue en coupe d'un pixel d'un capteur de motif thermique, selon un mode de realisation particulier de l'invention, - les figures 2A et 2B representent le courant de fuite dans un pixel d'un capteur de motif thermique selon l'invention. 15 Des parties identiques, similaires ou equivalentes des differentes figures decrites ci-apres portent les mernes references numeriques de facon a faciliter le passage d'une figure a l'autre. Les differentes parties representees sur les figures ne le sont pas necessairement selon une echelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. 20 Les differentes possibilites (variantes et modes de realisation) doivent etre comprises comme n'etant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles. EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS On se refere tout d'abord a la figure 1 qui represente une vue en coupe 25 d'un pixel 102 d'un capteur de motif thermique 100 selon un mode de realisation particulier. Le pixel 102 est realise sur un substrat 104. Le substrat 104 est ici un substrat couple a base de materiau plastique, comprenant par exemple du polyimide 9 et/ou du PEN (poly(naphtalate d'ethylene)) et/ou du PET (poly(terephtalate d'ethylene)), sur lequel les differents elements du capteur 100 (capacites pyroelectriques des pixels 102, transistors en couches minces ou TFT pour « Thin Film Transistor » dans le cas d'un capteur 100 avec une matrice active, etc.), sont realises en technologie imprimee. 5 L'epaisseur du substrat 104 (dimension selon l'axe Z represents sur la figure 1) est par exemple egale a environ 125 p.m ou plus generalement comprise entre environ 50 p.m et 250 p.m. Un seul pixel 102 est represents sur la figure 1, pour plus de lisibilite, mail le capteur de motif thermique 100 comporte une pluralite de pixels 102 realises sur 10 le substrat 104. Les pixels 102 du capteur de motif thermique 100 sont ici disposes en formant une matrice de plusieurs lignes et plusieurs colonnes de pixels 102. Le pas des pixels 102 (distance entre les centres de deux pixels 102 voisins), dans le plan (X,Y) (c'esta-dire le plan du substrat 104), est par exemple compris entre environ 50 p.m et plusieurs centimetres. Dans le cas d'un capteur de resolution egale a 500 dpi (« dot per inch »), le 15 pas des pixels 102 est egal a 50,8 p.m. Chacun des pixels 102 du capteur de motif thermique 100 comporte des moyens de mesure, ou de detection, thermique formes par une capacite pyroelectrique. Chaque capacite pyroelectrique comporte une portion de materiau pyroelectrique 106 disposee entre une electrode inferieure 108 et une electrode 20 superieure 110. Le materiau pyroelectrique de la portion 106 est ici un copolymere, avantageusement du P(VDF-TrFE) et/ou du PVDF. En variante, la portion 106 peut comporter de l'AIN et/ou du PZT et/ou tout autre materiau pyroelectrique adapts pour former une capacite pyroelectrique. L'epaisseur de la portion 106 (dimension selon l'axe Z 25 represents sur la figure 1) est par exemple egale a environ 3 p.m, et par exemple comprise entre environ 2 et 10 p.m. De maniere generale, le materiau pyroelectrique de la portion 106 est un materiau organique qui, en technologie imprimee, est non reticulable. L'electrode inferieure 108 et ('electrode superieure 110 comportent chacune au moins un materiau electriquement conducteur. Les electrodes 108, 110 30 peuvent comporter de ('argent, de l'or, du cuivre, du nickel, du carbone ou encore un 10 polymere conducteur tel que du PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene). L'epaisseur de chacune des electrodes 108, 110 est par exemple comprise entre environ 0,01 p.m et 1 p.m. L'epaisseur de chacune des electrodes 108, 110 peut etre plus importante et etre comprise entre environ 0,01 p.m et 3 p.m. L'epaisseur des electrodes 5 108, 110 est de preference la plus petite possible pour ne pas perturber les depots des autres couches. Par exemple, pour des electrodes 108, 110 comprenant des metaux tell que de l'Au et/ou du Cu, deposes par evaporation, l'epaisseur de chacune des electrodes 108, 110 est avantageusement de l'ordre de 50 nm. Dans le cas d'electrodes formees par impression, cette epaisseur est par exemple comprise entre environ 500 nm et 1 p.m. 10 L'electrode superieure 110 et/ou ('electrode inferieure 108 sont realisees par exemple sous la forme de lignes metalliques paralleles les unes aux autres. Ainsi, les electrodes inferieures 108 et/ou les electrodes superieures 110 sont par exemple realises sous la forme de lignes ayant chacune une largeur egale a environ 40 p.m et espacees les unes des autres d'une distance egale a environ 40 p.m. 15 L'une des electrodes superieure et inferieure 108, 110, ici ('electrode superieure 110, est destinee a etre reliee a une potentiel electrique de reference et sert egalement de plan de masse dans le capteur 100. L'autre electrode, c'est-a-dire ici ('electrode inferieure 108, est destinee a recevoir les charges electriques generees lors de la mesure du motif thermique par le capteur 100. 20 Une couche de protection 200 est disposee au sein des capacites pyroelectriques des pixels 102. Cette couche de protection 200 correspond a une couche de materiau dielectrique chargé ou non en nanoparticules, permettant de boucher les porosites ou trous du materiau pyroelectrique de la portion 106. En raison des porosites ou trous au sein du materiau pyroelectrique, et afin d'eviter la creation de court-circuit 25 entre les electrodes 108 et 110, le materiau de la couche de protection 200 est dielectrique. La couche de protection 200 peut etre realisee avec au moins l'un des materiaux suivants : - fluoropolymere, comme par exemple le Cytop® commercialise par la 30 societe AGC® ; 11 - couche mono-moleculaire auto-assemblee, aussi appelee monocouche auto-assemblee de molecules (SAM ou "Self-assembled monolayer ») dans l'alcool ou l'eau ; - materiau dielectrique soluble dans l'eau tel que le PVP (poly-4- 5 vinylphenol) ; - materiau dielectrique present dans un solvant orthogonal au materiau de la portion 106, comme par exemple le polystyrene ou le PMMA ou le polycyclohexane. Le materiau pyroelectrique utilise pour former la portion 106, comme par exemple le PVDF, est un materiau organique qui n'est pas reticulable et qui, lorsqu'il 10 est realise par impression, ne resiste pas au depot de certains solvants sur celui-ci. Ainsi, pour ne pas degrader le materiau pyroelectrique de la portion 106 lorsque ce materiau pyroelectrique n'est pas reticulable, la couche de protection 200 peut etre realisee avec au moins l'un des solvants suivants ou un mélange de plusieurs de ces solvants : acetate de butyle, acetate de propyle, isopropanol, ethanol, methoxyethanol, ethoxyethanol, 15 hexane, cyclohexane, eau. La figure 2A represente les courants de fuite obtenus lors de la polarisation de la capacite pyroelectrique du pixel 102 decrit ci-dessus. La courbe 10 correspond au courant de fuite obtenu en presence d'une couche de protection 200 d'epaisseur egale a 300 nm et comprenant du PMMA present initialement dans de 20 ('acetate de butyle. La courbe 12 correspond au courant de fuite obtenu en presence d'une couche de protection 200 d'epaisseur egale a 100 nm et formee de polystyrene present initialement dans de ('acetate de butyle. Les courbes 10 et 12 sont obtenues pour une capacite pyroelectrique de surface egale a environ 10 mm2. La figure 2B represente les courants de fuite obtenus lors de la 25 polarisation de la capacite pyroelectrique du pixel 102 decrit ci-dessus. La courbe 14 correspond au courant de fuite obtenu en presence d'une couche de protection 200 d'epaisseur egale a 300 nm et comprenant du PMMA present initialement dans de ('acetate de butyle. La courbe 16 correspond au courant de fuite obtenu en presence d'une couche de protection 200 d'epaisseur egale a 100 nm et formee de polystyrene 12 present initialement dans de ('acetate de butyle. Les courbes 14 et 16 sont obtenues pour une capacite pyroelectrique de surface egale a environ 30 mm2. L'epaisseur de la couche de protection 200 est choisie telle qu'elle soit suffisante pour minimiser le courant de fuite au sein de la capacite pyroelectrique, tout 5 en veillant a ce que le materiau pyroelectrique de la portion 106 conserve son caractere pyroelectrique et que le transfert de chaleur au sein du pixel 102 soit perturbe le moins possible. Pour cela, l'epaisseur de la couche de protection 200 est ici inferieure a environ 500 nm, par exemple comprise entre environ 50 nm et 400 nm, et avantageusement comprise entre environ 100 nm et 300 nm, et encore avantageusement de l'ordre de 10 100 nm. Cette epaisseur peut egalement etre choisie telle que ('impact de cette couche de protection 200 sur le cycle d'hysteresis du materiau pyroelectrique de la portion 106 soit minime. Par exemple, pour une couche de protection 200 comprenant du PMMA present initialement dans de ('acetate de butyle et disposee sur une portion de PVDF, l'epaisseur de la couche de protection 200 est avantageusement inferieure ou egale a 15 environ 370 nm. Selon un mode de realisation avantageux, la couche de protection 200 comporte egalement des nanoparticules de materiau dielectrique inorganique. Les diametres de ces nanoparticules sont par exemple inferieurs ou egaux a environ 50 nm. 20 L'ajout de telles nanoparticules integrees au sein du materiau de la couche de protection 200 permet de reduire la tension, et donc le champ electrique, a appliquer aux bornes du materiau pyroelectrique de la portion 106 pour le polariser. De telles nanoparticules comportent par exemple un oxyde metallique tel que de l'A1203 et/ou du Ti02. De maniere avantageuse, le materiau de ces nanoparticules presente egalement des 25 proprietes pyroelectriques, comme par exemple des nanoparticules de BaTiO3. Afin que la couche de protection 200 permette de reduire les courants de fuite, le pourcentage, en termer de masse, de nanoparticules presentes dans le materiau de la couche de protection 200 est de preference inferieur ou egal a environ 6 %. 13 L'electrode superieure 110 est recouverte par une couche dielectrique 112. L'epaisseur de la couche dielectrique 112 va par exemple de 0,1 p.m a 5 p.m. La couche dielectrique 112 est, par exemple, en polyimide. Dans le mode de realisation ou le capteur de motif thermique 100 est 5 apte a realiser une detection thermique active, en plus des elements precedemment decrits, le capteur 100 comporte egalement des elements chauffants 114 dissipant une certaine quantite de chaleur dans les pixels 102, et notamment dans le materiau pyroelectrique de la portion 106. Le ou les materiaux servant a la realisation de ('element chauffant 114 de chaque pixel 102 peuvent etre similaires a ceux mentionnes 10 precedemment pour la realisation des electrodes 108, 110. Les elements chauffants 114 sont, par exemple, realises sous la forme de lignes metalliques paralleles les unes aux autres. En variante, les elements chauffants du capteur 100 peuvent etre par exemple formes par des portions electriquement conductrices issues de la merne couche 15 que celle servant a la realisation des electrodes superieures 110 ou des electrodes inferieures 108. Les elements chauffants 114 ont, par exemple, une epaisseur allant de 0,5 p.m a 10 p.m, ou de 0,03 p.m a 10 p.m, et de preference allant de 1 p.m a 5 p.m. Chacun des elements chauffants 114 forme un element metallique 20 resistif (resistance electrique par exemple comprise entre environ 10 0 et 100 0) associe a un pixel 102 et qui permet de chauffer ce pixel 102. Les elements chauffants 114 permettent, lors d'une detection mice en ceuvre par le capteur 100, de dissiper une certaine quantite de chaleur dans les pixels 102, et notamment dans le materiau pyroelectrique de la portion 106. Dans chaque pixel 102, le chauffage de la portion 106 de 25 materiau pyroelectrique est obtenu en faisant circuler un courant dans ('element chauffant 114 formant la resistance de chauffage de chacun des pixels 102. Afin d'obtenir une bonne sensibilite a la detection, traduisant une forte difference de temperatures entre un pixel en contact avec une crete de l'empreinte et un pixel en contact avec une vallee de l'empreinte, les puissances electriques injectees par les elements chauffants 114 30 peuvent aller de 0,5 mW/pixel a 5 mW/pixel dans le cas de pixels ayant des cotes de 14 dimension egale a environ 50 p.m (comme c'est le cas pour un capteur d'empreinte digitale standard de resolution egale a 500 dpi). Les elements chauffants 114 ainsi que les parties de la couche dielectrique 112 sur lesquelles les elements chauffants 114 ne sont pas presents sont, 5 avantageusement, recouverts par une couche d'encapsulation 116, correspondant par exemple a une couche laminee de PET ou de tout autre materiau adapte a la realisation de cette couche 116. D'autres materiaux sont envisageables pour cette couche 116, comme par exemple du polyimide, du PVDF et/ou ses copolymeres, du PMMA, etc. Le ou les materiaux utilises ainsi que l'epaisseur de la couche 116 sont choisis pour obtenir un 10 bon transfert de la chaleur depuis une face avant 118 du capteur 100 vers les capacites pyroelectriques des pixels 102. Ainsi, la couche d'encapsulation 116 est realisee telle qu'elle ne soit ni trop thermiquement resistive (car la chaleur ne la traverserait pas), ni trop thermiquement conductrice (car la chaleur partirait dans ce cas sur les cotes, vers les autres pixels, provoquant de la diathermie au rein du capteur 100), ni trop epaisse (pour 15 avoir un transfert de chaleur s'operant depuis la face avant 118 du capteur 100 vers la capacite pyroelectrique), ni trop fine (l'epaisseur de la couche 116 doit tout de merne etre suffisante pour que son role de protection soit rempli). L'epaisseur de la couche d'encapsulation 116 peut aller d'environ 1 micron a environ 5 p.m, et est par exemple de l'ordre de 3 p.m. De maniere alternative, la couche d'encapsulation 116 peut 20 correspondre a une couche de DLC (« Diamond Like Carbon ») d'epaisseur inferieure a environ 1 p.m. La face superieure de la couche d'encapsulation 116 correspond a la surface sur laquelle se trouve le motif thermique destine a etre detect& par exemple un doigt dont l'empreinte est destinee a etre detectee. 25 Selon une configuration avantageuse du capteur 100, les electrodes inferieures 108 sont realisees sous la forme de lignes conductrices paralleles entre elles et orientees selon une premiere direction, les electrodes superieures 110 sont realisees sous la forme d'une couche conductrice servant egalement de plan de masse, et les elements chauffants 114 sont realises sous la forme de lignes conductrices paralleles entre elles et 30 orientees selon une deuxierne direction sensiblement perpendiculaire a la premiere 15 direction. Vu de dessus, les intersections entre les lignes formant les electrodes inferieures 108 et celles formant les elements chauffants 114 correspondent aux pixels 102, c'est a dire aux zones de detection par le materiau pyroelectrique des portions 106. Le tableau ci-dessous donne un exemple de realisation avantageux d'un 5 pixel 102 du capteur de motif thermique 100. MATERIAU EPAISSEUR Couche d'encapsulation 116 - PET - Entre 3 p.m et 10 p.m - - materiau appele LOCTITE 3,7 p.m NCI 9001 E&C commercialise par la societe HENKEL® Element chauffant 114 Ag 1 pm Couche dielectrique 112 Polyimide Entre 0,2 pm et 1 pm Electrode superieure 110 PEDOT:PSS ou Ag 0,6 µm Couche de protection 200 Polystyrene, poly(vinyl 100 nm cyclohexane) Portion pyroelectrique 106 PVDF-TrFE Entre 2 pm et 3 pm Electrode inferieure 108 Au 0,03 µm Substrat 104 PEN 125 pm Le capteur de motif thermique 100 decrit ci-dessus correspond a un capteur realise en technologie dite imprimee, c'est-a-dire dans lequel au moins une partie 10 des differents elements presents sur le substrat 104 sont deposes par la mice en ceuvre de techniques d'impression : serigraphie, heliogravure, jet d'encre, flexographie, ou encore gravure offset, et faisant appel a des encres compatibles avec ces techniques de depot. Toutefois, l'ajout de la couche de protection 200 entre la portion de materiau pyroelectrique 106 et les electrodes superieures 110 est possible egalement au rein d'un 16 capteur de motif thermique 100 realise par la mise en ceuvre de techniques de la microelectronique, c'est-a-dire par depot, photolithographie et gravure. Un exemple de procede de fabrication du capteur de motif thermique 100 est decrit ci-dessous. 5 Le capteur est realise a partir du substrat 104. Le materiau du substrat 104 (verre, semi-conducteur, plastique, etc.) est choisi selon la technologie avec laquelle les differents elements du capteur 100 sont realises. Le substrat 104 est tout d'abord nettoye afin d'eliminer les residus organiques presents sur celui-ci. Le type de nettoyage mis en ceuvre sera fonction du materiau du substrat 104. 10 La deuxierne etape consiste a former sur la face avant 118 du substrat 104 les electrodes inferieures 108 par impression d'une encre electriquement conductrice (par exemple serigraphie, pulverisation (« spray » en anglais) ou par jet d'encre). En variante, les electrodes inferieures 108 peuvent etre formees par un depot d'une premiere couche electriquement conductrice, par exemple metallique, a partir de 15 laquelle les electrodes inferieure 108 sont realisees par photolithographie et gravure de cette premiere couche. Par exemple, pour la realisation d'electrodes inferieures 108 comportant de l'or, ces electrodes inferieures 108 sont formees en realisant un depot d'une couche d'or ayant une epaisseur par exemple egale a environ 30 nm, cette couche etant ensuite photolithographiee puis gravee pour former les electrodes inferieures 108. 20 Le materiau pyroelectrique formant les portions 106 est ensuite depose par impression sur les electrodes inferieures 108. En technologie non imprimee, les portions 106 sont definies par la mise en ceuvre d'une photolithographie et d'une gravure d'une couche de materiau pyroelectrique. Lorsque la gravure mise en ceuvre correspond a une gravure plasma, un plasma 02 peut etre utilise seul ou en combinaison avec du SF6 25 (hexafluorure de soufre). Les portions de materiau pyroelectrique conservees apres la mise en ceuvre de cette gravure correspondent aux portions 106 du materiau pyroelectrique localisees au niveau des pixels 102 du capteur 100. La couche de protection 200 est ensuite deposee, recouvrant notamment les portions 106 de materiau pyroelectrique. Ce depot peut etre obtenu soit 30 par impression d'une encre liquide, par exemple a base de polymere, soit par depot sous 17 vide tel qu'un depot de type ALD (depot de couche atomique) ou PVD (depot physique en phase vapeur) a partir d'un materiau dielectrique inorganique comme par exemple un oxyde metallique ou un materiau tel que du Si02. Les electrodes superieures 110 sont ensuite deposees, par exemple par 5 impression, comme precedemment decrit. Le capteur de motif thermique 100 est acheve en deposant successivement la couche dielectrique 112, les elements chauffants 114 et la couche d'encapsulation 116. Les elements chauffants 114 peuvent etre realises sous la forme de serpentine ou de lignes rectangulaires. Lorsque le materiau de la couche d'encapsulation 10 116 est depose de maniere localisee, comme par exemple par pulverisation ou par jet d'encre, la couche d'encapsulation 116 est formee des le depot de maniere localisee sur les elements chauffants 114 et les eventuelles parties de materiau pyroelectrique non recouvertes par les elements chauffants 114. Dans les differents exemples decrits precedemment, le capteur de motif 15 thermique 100 est utilise en tant que detecteur d'empreinte digitale. Toutefois, le capteur 100 peut etre utilise pour former un capteur d'empreinte palmaire, notamment lorsque le capteur 100 a des dimensions importantes et est realise par impression sur un substrat couple. Le capteur 100 peut egalement etre adapte pour realiser une detection de motifs thermiques autres que des empreintes digitales, du fait que chaque pixel 102 20 du capteur 100 lit la capacite calorifique placee au-dessus de lui et cela quelle que soit la nature du motif thermique. En outre, ('insertion de la couche de protection 200 dans les capacites pyroelectriques du capteur 100 s'applique autant a un capteur de motif thermique 100 actif qu'a un capteur de motif thermique de type passif pouvant egalement etre realise 25 par impression. De plus, le capteur de motif thermique 100 peut egalement servir a la realisation d'un imageur infrarouge non refroidi. Les pixels 102 du capteur 100 sont dans ce cas integres sur un circuit integre de type CCD ou CMOS collectant les charges electriques generees par le capteur. Un tel imageur comporte en outre une lentille 30 infrarouge filtrant la lumiere arrivant sur le capteur. Afin que le capteur 100 puisse etre 18 soumis a une difference de temperatures (necessaire compte tenu de la mesure realisee par les capacites pyroelectriques), I'imageur comporte un dispositif permettant successivement de bloquer la lumiere infrarouge arrivant sur le capteur puis de laisser passer cette lumiere. Un tel dispositif peut correspondre a un « chopper », c'est-a-dire 5 une roue munie d'un trou et tournant devant le capteur. Un element absorbeur peut etre ajoute sur le materiau pyroelectrique afin d'ameliorer ('absorption REVENDICATIONS1. Capteur (100) de motif thermique comportant plusieurs pixels (102) disposes sur un substrat (104), chaque pixel (102) comprenant au moins une capacite pyroelectrique formee par au moins une portion (106) de materiau pyroelectrique disposee entre au moins une electrode inferieure (108) et au moins une electrode superieure (110), avec ('electrode inferieure (108) disposee entre le substrat (104) et la portion (106) de materiau pyroelectrique, et dans lequel au moins une couche de protection dielectrique (200) est disposee entre la portion (106) de materiau pyroelectrique et ('electrode superieure (110). 2. Capteur (100) de motif thermique selon la revendication 1, dans - le materiau pyroelectrique est un materiau organique non reticulable, 15 et - la couche de protection dielectrique (200) comporte au moins l'un des materiaux suivants : fluoropolymere, couche mono-moleculaire auto-assemblee, materiau dielectrique soluble dans un solvant orthogonal au materiau pyroelectrique. 20 3. Capteur (100) de motif thermique selon l'une des revendications precedentes, dans lequel l'epaisseur de la couche de protection dielectrique (200) est comprise entre environ 10 nm et 500 nm. 4. Capteur (100) de motif thermique selon l'une des revendications 25 precedentes, dans lequel : - le substrat (104) est un substrat couple comprenant au moins un materiau plastique, et/ou - les electrodes inferieure et superieure (108, 110) comportent au moins l'un des materiaux suivants : argent, or, cuivre, nickel, carbone, polymere conducteur. lequel : 20 5. Capteur (100) de motif thermique selon l'une des revendications precedentes, dans lequel le materiau de la couche de protection dielectrique (200) comporte des nanoparticules de materiau dielectrique inorganique. 5 6. Capteur (100) de motif thermique selon la revendication 5, dans lequel les nanoparticules ont des diametres inferieurs ou egaux a environ 50 nm, et/ou dans lequel le materiau dielectrique inorganique des nanoparticules est un materiau pyroelectrique, et/ou dans lequel la proportion en masse des nanoparticules dans la couche de protection dielectrique (200) est inferieure ou egale a environ 6 %. 10 7. Capteur (100) de motif thermique selon l'une des revendications precedentes, dans lequel chaque pixel (102) comporte au moins un element chauffant (114) dispose sous une face avant (118) du capteur (100) de motif thermique. 8. Capteur (100) de motif thermique selon l'une des revendications precedentes, dans lequel ledit capteur (100) de motif thermique est un capteur d'empreinte digitale. 9. Procede de realisation d'un capteur (100) de motif thermique comportant plusieurs pixels (102), dans lequel chaque pixel (102) comporte au moins une capacite pyroelectrique realisee par la mice en ceuvre des etapes suivantes : - realisation d'au moins une electrode inferieure (108) sur un substrat (104) ; - realisation d'au moins une portion (106) de materiau pyroelectrique au moins sur ('electrode inferieure (108) ; - realisation d'au moins une couche de protection dielectrique (200) sur la portion (106) de materiau pyroelectrique ; - realisation d'au moins une electrode superieure (110) sur la couche de protection dielectrique (200). 21 10. Procede selon la revendication 9, dans lequel ('electrode inferieure (108) et/ou ('electrode superieure (110) et/ou la portion (106) de materiau pyroelectrique sont realisees par des depots par impression. 5 11. Procede selon I'une des revendications 9 et 10, dans lequel la couche de protection dielectrique (200) est realisee par depot en voie liquide avec au moins I'un des solvants suivants : acetate de butyle, acetate de propyle, isopropanol, ethanol, methoxyethanol, ethoxyethanol, hexane, cyclohexane, eau. 10 12. Procede selon I'une des revendications 9 a 11, dans lequel la couche de protection dielectrique (200) est realisee par au moins un depot par impression ou par au moins un depot sous vide. 13. Procede selon I'une des revendications 9 a 12, comportant en 15 outre la realisation, pour chaque pixel (102), d'au moins un element chauffant (114) dispose sous une face avant (118) du capteur (100) de motif thermique. 14. Procede selon I'une des revendications 9 a 13, dans lequel ledit capteur (100) de motif thermique est un capteur d'empreinte digitale. 20