(57)【要約】      （修正有）【課題】ポリマーの導電率を高める方法の提供。【解決手段】（ｉ）基板１００上に絶縁層１０２を堆積するステップ；（ｉｉ）絶縁層１０２上に導電性ポリマー層１０８を形成するステップ；および（ｉｉｉ）それぞれの絶縁層１０２の堆積およびそれぞれの導電性ポリマー層１０８の形成を繰り返して、それぞれの絶縁層１０２の間に介在するそれぞれの導電性ポリマー層１０８の多層スタック１１６を形成する、繰り返すステップを含む。それぞれの導電性ポリマー層１０８の各々はそれぞれの電気抵抗を有し、それぞれの導電性ポリマー層１０８が電源に並列に接続されたとき、それぞれの導電性ポリマー層１０８の合成電気抵抗はそれぞれの電気抵抗の各々より小さい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１００）上に絶縁層（１０２）を堆積するステップ（１６６）と、
絶縁層（１０２）上に導電性ポリマー層（１０８）を形成するステップ（１６８）と、
それぞれの絶縁層（１１４）の堆積、およびそれぞれの導電性ポリマー層（１３２）の形成を繰り返して、それぞれの絶縁層の間に介在されたそれぞれの導電性ポリマー層の多層スタック（１５８）を形成する、繰り返すステップ（１７０）と、を含み、
各それぞれの導電性ポリマー層はそれぞれの電気抵抗を有し、それぞれの導電性ポリマー層は電気的に並列に接続され、それぞれの導電性ポリマー層の合成電気抵抗が、各それぞれの電気抵抗よりも小さい、方法（１６４）。
【請求項２】
それぞれの絶縁層の堆積およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返すステップが、合成電気抵抗が所定の電気抵抗に実質的に等しくなるまで、それぞれの絶縁層の堆積およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返すステップ（１７２）を含む、請求項１に記載の方法（１６４）。
【請求項３】
それぞれの絶縁層の堆積、およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返して多層スタックを形成するステップは、２つの絶縁層（１０２、１１４）と界面を有し、それぞれの導電性ポリマー層のそれぞれの側に１つの絶縁層を有する各それぞれの導電性ポリマー層（１０８）を含むように多層スタック（１５８）を形成するステップ（１７４）を含む、請求項１または２に記載の方法（１６４）。
【請求項４】
それぞれの導電性ポリマー層の導電性を高めるために導電性向上剤でそれぞれの導電性ポリマー層を処理するステップ（１７６）をさらに含む、請求項１から３の何れか一項に記載の方法（１６４）。
【請求項５】
導電性向上剤でそれぞれの導電性ポリマー層を処理するステップ（１７６）が、形態向上剤またはバンド改質剤で処理するステップを含む、請求項４に記載の方法（１６４）。
【請求項６】
各導電性ポリマー層の第１の縁部上に第１の電気接点（１１８）を形成するステップ（１７８）と、
各導電性ポリマー層の第２の縁部上に第２の電気接点（１２０）を形成するステップ（１８０）と、をさらに含み、
導電性ポリマー層（１０８、１３２、１４４）の第１の電気接点（１１８、１３８、１５０）および第２の電気接点（１２０、１４０、１５２）は、導電性ポリマー層（１０８、１３２、１４４）を電源（１２４）に接続するのを容易にする、請求項１から５の何れか一項に記載の方法（１６４）。
【請求項７】
導電性ポリマー層（１０８）を形成するステップ（１６８）が、導電性ポリマー層（１０８）を、真性または外因性の導電性ポリマーを含むように形成するステップを含む、請求項１から６の何れか一項に記載の方法（１６４）。
【請求項８】
絶縁層を堆積するステップ（１６６）は、ポリウレタン、エポキシ、熱可塑性物質、フェノール、またはシリコーン材料を含む樹脂層を堆積するステップ（１６６）を含む、請求項１から７の何れか一項に記載の方法（１６４）。
【請求項９】
導電性ポリマー層を形成するステップ（１６８）が、ポリアニリン−ジノニルナフタレンスルホン酸（ＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリアニリン−ドデシルベンゼンスルホン酸（ＰＡＮＩ−ＤＢＳＡ）、ポリピロール、グラフェン塗料、カーボンナノチューブ塗料、カーボンブラック、導電性酸化物、または金属粒子の層を形成するステップ（１６８）を含む、請求項１から８の何れか一項に記載の方法（１６４）。
【請求項１０】
導電性ポリマー層（１０８）を形成する前に絶縁層（１０２）を硬化させるステップ（１８２）をさらに含む、請求項１から９の何れか一項に記載の方法（１６４）。
【請求項１１】
それぞれの絶縁層の堆積、およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返して多層スタックを形成するステップ（１７０）は、導電性ポリマー層（１０８、１３２、１４４）が電源（１２４）に並列に接続されているとき、多層スタック（１５８）を形成（１８４）して基板（１００）上の電気抵抗を変更するステップを含む、請求項１から１０の何れか一項に記載の方法（１６４）。
【請求項１２】
基板（１００）上の電気抵抗を変更するために多層スタック（１５８）を形成するステップ（１８４）は、基板（１００）上の異なる位置に異なる数の層を堆積するステップを含む、請求項１１に記載の方法（１６４）。
【請求項１３】
基板（１００）上の電気抵抗を変更するために多層スタック（１５８）を形成するステップ（１８４）は、基板（１００）上の異なる位置に異なる導電性ポリマーを有する導電性ポリマー層を堆積するステップを含む、請求項１１に記載の方法（１６４）。
【請求項１４】
基板（１００）上の電気抵抗を変更するために多層スタック（１５８）を形成するステップ（１８４）は、基板（１００）上の異なる位置に異なる厚さを有する導電性ポリマー層を堆積するステップを含む、請求項１１に記載の方法（１６４）。
【請求項１５】
基板（１００）と、
基板（１００）上に配置された多層スタック（１５８）とを含み、
多層スタック（１５８）は複数の導電性ポリマー層（１０８、１３２、１４４）を含み、各導電性ポリマー層はそれぞれの絶縁層（１０２、１１４、１３６、１４８）の間に介在されており、各導電性ポリマー層はそれぞれの電気抵抗を有し、複数の導電性ポリマー層は電気的に並列に接続され、複数の導電性ポリマー層の導電性ポリマー層の数は、導電性ポリマー層の合成電気抵抗が所定の電気抵抗と実質的に等しくなるように選択されている、装置（１２９）。
【請求項１６】
導電性ポリマー層（１０８、１３２、１４４）は、導電性ポリマー層の導電率を高めるために導電性向上剤で処理される、請求項１５に記載の装置（１２９）。
【請求項１７】
導電性向上剤が、形態向上剤またはバンド改質剤を含む、請求項１６に記載の装置（１２９）。
【請求項１８】
航空機の構成要素（１５６）であって、
構成要素（１５６）の表面（１５９）上または表面（１５９）に近接して配置された多層スタック（１５８）を備え、
多層スタック（１５８）が複数の導電性ポリマー層（１０８、１３２、１４４）を含み、各導電性ポリマー層がそれぞれの絶縁層（１０２、１１４、１３６、１４８）の間に介在されており、各導電性ポリマー層はそれぞれの電気抵抗を有し、複数の導電性ポリマー層は電気的に並列に接続され、それぞれの導電性ポリマー層の合成電気抵抗は各それぞれの電気抵抗よりも小さい、航空機の構成要素（１５６）。
【請求項１９】
複数の導電性ポリマー層（１０８、１３２、１４４）の導電性ポリマー層の数が、導電性ポリマー層（１０８、１３２、１４４）の合成電気抵抗が所定の電気抵抗に実質的に等しくなるように選択される、請求項１８に記載の構成要素（１５６）。
【請求項２０】
構成要素（１５６）の第１の位置における多層スタック（１５８）の導電性ポリマー層の数が、構成要素（１５６）の第２の位置における導電性ポリマー層の数と異なり、導電性ポリマー層が電源（１２４）に並列に接続されているとき、第２の位置と比較して第１の位置で異なる量の熱を発生する、請求項１８または１９に記載の構成要素（１５６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、ポリマーの導電率を高めることに関する。より詳細には、本開示は、導電性を高め、特定の導電性レベルおよび特定の電気抵抗レベルを実現するために、絶縁層の間に挟まれるかまたは絶縁層によって分離される、導電性ポリマーの層を積層することに関する。
【背景技術】
【０００２】
例示において、導電性ポリマーは乳化重合法によって製造されて有機可溶性の導電性ポリマーを形成する。次に可溶性導電性ポリマーを特定の導電性を有するフィルムにキャストすることができる。導電率（または比導電率）は、フィルムの導電性能の尺度である。導電率は、例えば、１メートル当たりのシーメンス（Ｓ／ｍ）または１センチメートル当たりのシーメンス（Ｓ／ｃｍ）の単位で測定することができる。導電率は電気抵抗の逆数であり、（Ω・ｍ）または（Ω・ｃｍ）で測定される。例えば、導電性ポリマーのフィルムは、１Ｅ−５Ｓ／ｃｍ程度の導電率を有する場合がある。
【０００３】
フィルムの導電率は、フィルムを導電性向上剤（例えば、イソプロパノール）で処理することによって増加させることができる。例えば、導電性ポリマーで作られたフィルムの導電率は約１０Ｓ／ｃｍまで増加することがあり、これはイソプロパノールで処理する前のフィルムから６桁の増加になる。
【０００４】
導電性ポリマーは脆性である場合があり、いくつかの用途には適していない。導電性ポリマーを特定の用途に使用できるようにするために、例えば、他の例示的樹脂の中でも、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂またはフェノキシ樹脂中に導電性ポリマーを配合することによって、最初に可撓性におよび他の材料と相溶性であるようにされる。樹脂中に導電性ポリマーを配合することにより、例えば、導電性ポリマーを樹脂中に分散させてその中に導電性ポリマーのネットワークを形成することができる。
【０００５】
しかしながら、樹脂中に導電性ポリマーを配合すると、導電性ポリマーの導電性が減少または低下する。例えば、イソプロパノールで処理したにもかかわらず、導電性ポリマーの導電率が１Ｅ−３Ｓ／ｃｍ未満に低下することがある。このような導電率の減少または低下は望ましくない場合がある。
【０００６】
したがって、導電性ポリマーフィルムまたは層の導電性を低下させることなく様々な用途に使用可能な導電性ポリマーのフィルムまたは層を有することが望ましい場合がある。本明細書で行われる開示が提示されるのは、これらおよび他の考慮事項に関するものである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、向上した導電性および安定性を有する多層スタックに関する例示を記載する。
【０００８】
一態様では、本開示は方法を説明する。この方法は、（ｉ）基板上に絶縁層を堆積するステップ；（ｉｉ）絶縁層上に導電性ポリマー層を形成するステップ；および（ｉｉｉ）それぞれの絶縁層の堆積およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返して、それぞれの絶縁層の間に介在するそれぞれの導電性ポリマー層の多層スタックを形成する、繰り返すステップを含む。それぞれの導電性ポリマー層の各々はそれぞれの電気抵抗を有し、それぞれの導電性ポリマー層が電源に並列に接続されたとき、それぞれの導電性ポリマー層の合成電気抵抗はそれぞれの電気抵抗の各々より小さい。
【０００９】
別の態様では、本開示は装置を説明する。この装置は、基板と、基板上に配置された導電性ポリマー層と絶縁層とを含む多層スタックとを含む。多層スタックは複数の導電性ポリマー層を含み、各導電性ポリマー層はそれぞれの絶縁層の間に介在する。各導電性ポリマー層はそれぞれの電気抵抗を有し、複数の導電性ポリマー層の導電性ポリマー層の数は、導電性ポリマー層が電源に並列に接続されるとき、導電性ポリマー層の合成電気抵抗が所定の電気抵抗に実質的に等しいように選択される。
【００１０】
さらに別の態様では、本開示は航空機などの乗り物の構成要素を説明する。構成要素は、構成要素の表面上または構成要素の表面に近接して配置された導電性ポリマー層および絶縁層の多層スタックを含む。多層スタックは複数の導電性ポリマー層を含み、各導電性ポリマー層はそれぞれの絶縁層の間に介在している。各導電性ポリマー層は、それぞれの電気抵抗を有するので、それぞれの導電性ポリマー層が航空機に結合された電源に並列に接続されるとき、それぞれの導電性ポリマー層の合成電気抵抗はそれぞれの電気抵抗の各々より小さい。
【００１１】
前述の概要は例示的なものにすぎず、決して限定的であることを意図するものではない。上記の例示的な態様、実施形態、および特徴に加えて、さらなる態様、実施形態、および特徴は、図面および以下の詳細な説明を参照することによって明らかになるであろう。
【００１２】
例示的な実施例に特徴的と考えられる新規の特徴は添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、例示的な実施例、ならびに好ましい使用方法、そのさらなる目的および説明は、添付の図面と併せて読まれるとき、本開示の例示的な実施例の以下の詳細な説明を参照することによって最もよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】例示的な実施形態による、部分的に製造された多層スタックを提供するために基板上に形成された絶縁層を有する基板を示す図である。
【図２】例示的な実施形態による、部分的に製造された多層スタックを提供するために絶縁層上に形成された導電性ポリマー層を示す図である。
【図３】例示的な実施形態による、部分的に製造された多層スタックを提供するために導電性ポリマー層上に形成された別の絶縁層を示す図である。
【図４】例示的な実施形態による、多層スタックを提供するために導電性ポリマー層の縁部上に形成された電気接点を示す図である。
【図５】例示的な実装形態による、多層スタックに接続された電源を示す図である。
【図６】例示的な実施形態による、電源が周期的に変化するときの多層スタック上の特定の位置における温度の変動を示す図である。
【図７】例示的な実施形態による、それぞれの導電性ポリマー層とそれぞれの絶縁層との多層スタックを有する装置を示す図である。
【図８】例示的な実施形態による、構成要素上に堆積された多層スタックを有する航空機の構成要素を示す図である。
【図９】例示的な実施形態による、導電性ポリマー層と絶縁層の多層スタックを形成する方法のフローチャートである。
【図１０】例示的な実施形態による、図９の方法で実行され得る追加の操作のフローチャートである。
【図１１】例示的な実装形態による、図９の方法で実行され得る追加の操作のフローチャートである。
【図１２】例示的な実施形態による、図９の方法で実行され得る追加の操作のフローチャートである。
【図１３】例示的な実装形態による、図９の方法で実行され得る追加の操作のフローチャートである。
【図１４】例示的な実施形態による、図９の方法で実行され得る追加の操作のフローチャートである。
【図１５】例示的な実装形態による、図９の方法で実行され得る追加の操作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
樹脂などの絶縁材料中に導電性ポリマーを配合すると、イソプロパノール（ＩＰＡ）などの導電性向上剤で処理しても、導電性ポリマーの導電性が減少または低下する。このような導電性の減少または低下は望ましくない場合がある。本明細書に記載の例の中には、導電性向上剤で処理され、２つの絶縁層の間に「挟まれた」または介在された導電性ポリマー層を有する多層スタックがある。本明細書に開示される例示的な方法は、樹脂（例えば、ポリウレタン（ＰＵＲ））などの絶縁材料のフィルムをキャストおよび硬化し、続いて導電性ポリマーのコーティングを塗布することを含む。次に、導電性ポリマーを導電性向上剤で処理して導電性ポリマー層の導電率を高めることができる。処理された導電性ポリマー層は次いで乾燥されてよく、別の絶縁層が塗布され硬化される。この層ごとの積み重ねは、環境からの導電性ポリマーの保護封入を提供し、導電性ポリマー層の導電性のレベルを維持する。
【００１５】
さらに、この方法は、導電性ポリマー層の多層スタックを形成することを可能にし、多層スタックの全体的な電気抵抗を下げることができる。特に、層の数が増えると、電気抵抗はオームの法則に従って減少する。したがって、絶縁層の間に介在する導電性ポリマー層の多層スタックは、特定の電気抵抗を有するように製造することができる。
【００１６】
図１から５は、例示的な実施形態による、多層スタックを製造する段階を示している。図１から５に示される図は、多層スタックを形成するために展開された順次形成された層を例示するために、概して断面図で示される。層は、他の可能な堆積または形成技術の中でも、例えば電気めっき、フォトリソグラフィ、堆積、および／または蒸着製造プロセス、スピンコーティング、スプレーコーティング、ロールツーロールコーティング、インクジェット、直接書き込みなどの微細加工および／または製造技術によって生じさせることができる。
【００１７】
また、例示において、層の様々な材料は、フォトレジストおよび／またはマスクを使用して材料を特定の配置でパターニングすることによってパターンに従って形成することができる。さらに、電気めっき技術を用いて導電性ポリマー層の端部または縁部を電気接点（例えば、金属パッドまたは電気リード）で被覆することもできる。例えば、堆積および／またはフォトリソグラフィプロセスによって形成された導電性材料の配列は、導電性電気接点を作り出すために金属材料でめっきすることができる。
【００１８】
多層スタックを形成するために図１から５に関連して図示および説明した様々な層の相対的な厚さおよび幅を含む寸法は、一定の縮尺では描かれていない。むしろ、図１から５の図面は、説明のみを目的として様々な層の順序を概略的に示している。
【００１９】
図１は、一実施形態による、部分的に製造された多層スタック１０４を提供するために基板１００上に形成された絶縁層１０２を有する基板１００を示す。ある例では、絶縁層１０２は基板１００に接着することができる。例示において、絶縁層１０２は、導電性ポリマー層が絶縁層１０２に接着するように、その上に導電性ポリマー層を形成するのを容易にするように構成され得る。
【００２０】
例示として、基板１００は、エポキシ樹脂、複合構造材料（例えば、翼、ブレード、または航空機の任意の構成要素）、熱可塑性樹脂、熱硬化性材料、ポリカーボネート材料などから作製することができる。絶縁層１０２を形成する前に、基板１００を洗浄することができる。基板１００は、第１の流体に浸すこと、第２の流体ですすぐこと、およびガスで乾燥することなどの様々な方法で洗浄することができる。ある例では、第１の流体はアセトンなどの溶媒を含むことができる。さらに、ある例では、第２の流体はイソプロピルアルコールを含み得る。さらに、ある例では、ガスは窒素を含み得る。すすぎは、タンク内のバスに浸すこと、自動スプレーすること、噴射ボトルを介して手動で行うことなどの様々な方法で行うことができる。
【００２１】
例示では、絶縁層１０２を形成する前に基板１００を焼成することができる。基板１００は、ある時間、特定の温度で焼成することができる。例えば、温度は９０℃（摂氏）であってよく、時間は２分であってよい。他の例では、絶縁層１０２を形成する前に基板１００をプラズマ洗浄することができる。基板１００は、ある時間、特定の電力レベルでプラズマ洗浄することができる。
【００２２】
絶縁層１０２は、例えば樹脂材料により形成することができる。樹脂材料の例としては、エポキシ樹脂、熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、またはシリコーン樹脂が挙げられ、これらは耐久性があり、高温下で使用可能であることを特徴とする。絶縁層１０２を耐熱性樹脂材料で構成することが望ましい場合がある。特定の例として、絶縁層１０２は、カルバメート（ウレタン）結合によって結合された有機単位からなるポリマーであるＰＵＲで作ることができる。ＰＵＲは、熱硬化性ポリマーまたは熱可塑性ポリマーであり得る。ＰＵＲは、ジ−イソシアネートまたはポリ−イソシアネートとポリオールとを反応させることによって形成することができる。本明細書では例示のためにＰＵＲを説明したが、他の種類の樹脂を使用して絶縁層１０２を形成することもできる。
【００２３】
絶縁層１０２は、ブラッシング、塗装、パターニング、印刷、任意の付加的な製造法などの様々な方法で基板１００上に堆積させることができる。例示では、基板１００上に絶縁層１０２を形成した後、絶縁層１０２を硬化させることができる（例えば、７０℃などの特定の温度で硬化させる）。硬化は、他の方法の中でも特に、熱または化学添加剤による絶縁材料の強化または硬化を含み得る。用途および実施に応じて、硬化は部分的または完全になることがある。絶縁層１０２は、以下に説明するように導電性ポリマー層を受けるように構成された表面１０６を有することができる。
【００２４】
図２は、実施形態に従って、部分的に製造された多層スタック１１０を提供するために絶縁層１０２上に形成された導電性ポリマー層１０８を示す。導電性ポリマー層１０８は、いくつかの導電性ポリマーのうちの任意のもので作ることができる。例えば、導電性ポリマー層１０８は、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＳＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸（ＤＢＳＡ）、ジノニルナフチルスルホン酸（ＤＮＮＳＡ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、それらの混合物、またはそれらの塩で作ることができる。他の例では、導電性ポリマー層１０８は、グラフェン塗料、カーボンナノチューブ塗料、カーボンブラック塗料、導電性酸化物、または金属もしくは金属粒子を含む導電性塗料で作ることができる。
【００２５】
例示では、導電性ポリマー層１０８は真性導電性ポリマー（ＩＣＰ）で作ることができる。ＩＣＰは、電気を通すように構成された合成有機ポリマーを含む。他の例では、導電性ポリマー層１０８は外因性導電性ポリマーで作ることができる。外因性導電性ポリマーは、特定の添加剤（例えば、金属粒子充填剤）を本来絶縁性のポリマーに添加して、そのような絶縁性ポリマーを導電性にすることによって得ることができる。
【００２６】
説明のための特定の例として、導電性ポリマー層１０８は、ポリアニリン−ジノニルナフタレンスルホン酸（ＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ）で作ることができる。ＰＡＮＩは、半可撓性ロッドポリマー系の導電性ポリマーであり、高い導電性を特徴とする。ＤＮＮＳＡは有機化学薬品、例えばアリールスルホン酸である。例示では、ＤＮＮＳＡは、２５９．５℃の融点および６００．４℃の沸点を有する。ＤＮＮＳＡは、１００℃を超えて安定である。ＤＮＮＳＡは、ナフタレンとノネンとの反応によって調製することができ、ジイソノニルナフタレンを生じる。次いで、ジイソノニルナフタレンはスルホン化される。ＤＮＮＳＡをＰＡＮＩ流体に添加して流体の導電率を高めることができる。ＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡは本明細書では例として使用される。しかしながら、上述の導電性ポリマーのような他のいかなる導電性ポリマーも使用することができる。
【００２７】
一例では、導電性ポリマーは乳化重合法によって製造して有機可溶性の導電性ポリマーを形成することができる。次いで、有機可溶性導電性ポリマーを例えばトルエンと混合することができる。トルエンは、溶媒として作用する無色の水不溶性液体である。トルエンは、フェニル基に結合したＣＨ３基を有する一置換ベンゼン誘導体である。この例では、トルエン中の導電性ポリマーを絶縁層１０２の表面１０６に塗布または堆積して、図２に示す導電性ポリマー層１０８を形成することができる。
【００２８】
一例では、トルエン中の導電性ポリマー層１０８を絶縁層１０２の表面１０６上にブラッシングしてその上に均一な層を形成し、基板１００全体にわたって一定の電気抵抗を有するようにすることができる。絶縁層１０２上に導電性ポリマー層１０８を形成するために他の堆積法を使用することができる。例えば、導電性ポリマー層１０８は、化学気相体積、スピンコーティング、スプレーコーティング、ロールツーロールコーティング、インクジェット印刷、パターニング、直接書き込みなどの微細加工プロセスによって形成することができる。例えば、導電性ポリマー材料は、部分的に製造された多層スタック１０４上に導電性ポリマー材料を配置し、スプレッドサイクルを適用し、スピンサイクルを適用し、そして減速サイクルを適用することによってスピンコートされ得る。
【００２９】
例示では、導電性ポリマー層１０８は、導電性ポリマー層１０８の表面が実質的に平坦になるように、実質的に均一な厚さで絶縁層１０２上に堆積させることができる。ある例では、導電性ポリマー層１０８は共形コートとして構成することができる。
【００３０】
導電性ポリマー層１０８を形成する前に、絶縁層１０２の表面１０６に接着促進剤を追加することができる。このような配置により、絶縁層１０２に対する導電性ポリマー層１０８の接着力を向上させることができる。ある例では、接着促進剤は３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランを含むことができ、他の例では、接着促進剤はヘキサメチルジシラザン（ＨＤＭＳ）を含むことができ、これは導電性ポリマー層１０８の絶縁層１０２への接着を高めることができる。他の接着促進剤が同様に使用可能である。
【００３１】
接着促進剤は、特定の速度（例えば、３０００ｒｐｍ）でのスピンコーティング、第１の時間のある温度での焼成、流体（例えば、ＩＰＡ）でのすすぎ、および第２の時間のある温度での焼成など、様々な方法で追加することができる。そのような例では、スピンコーティングによる接着促進剤の追加は、部分的に製造された多層スタック１０４を加速および／または減速することを含み得る。接着促進剤の他の追加方法も可能である。さらに、絶縁層１０２の表面１０６に接着促進剤を追加する前に、部分的に製造された多層スタック１０４を（例えば、すすぎまたはプラズマ洗浄によって）洗浄することができる。
【００３２】
絶縁層１０２の表面１０６は、導電性ポリマー層１０８の形成中に導電性ポリマー層１０８が処理された表面に結合するように処理することができる。表面１０６は、誘導結合プラズマを用いたエッチングによってなど、様々な方法で処理されてよい。
【００３３】
導電性ポリマー層１０８を特定の温度で乾燥させ、導電性ポリマー層１０８の導電性を高めるために導電性向上剤で処理することができる。導電性向上剤の例にはＩＰＡなどの形態向上剤が含まれる。この例では、導電性ポリマー層１０８の導電性を高めるために、導電性ポリマー層１０８をＩＰＡで数回すすいでもよい。導電性ポリマー層１０８（例えば、ＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ）は他の方法を用いてＩＰＡで処理することができる。他の例では、導電性ポリマー層１０８をバンド改質剤で処理して電子正孔移動度を高め、その結果導電性ポリマー層１０８の導電性を高めることができる。他の導電性向上剤も同様に使用できる。
【００３４】
上述したように、導電性ポリマー層１０８は、絶縁層１０２と接着するように絶縁層１０２上に形成される。絶縁層１０２が、導電性ポリマー層１０８と基板１００との間に介在するので、導電性ポリマー層１０８は、基板１００の材料に接着するように構成される必要はない。この構成では、導電性ポリマー層１０８は樹脂中に配合されず、したがって導電性ポリマー層１０８の導電性（これは導電性向上剤での処理によって向上され得る）は低下しない。
【００３５】
例示では、導電性ポリマー層１０８は、１０／１０００インチ未満（すなわち、１０ミル未満）の厚さを有することができる。しかしながら、他の厚さも可能である。導電性ポリマー層１０８は、以下に説明するように他の絶縁層を受けるように構成された表面１１２を有することができる。
【００３６】
図３は、実施形態に従って、部分的に製造された多層スタック１１６を提供するために導電性ポリマー層１０８上に形成された他の絶縁層１１４を示す。絶縁層１１４は、絶縁層１０２と同様の他の樹脂層を含むことができる。一例では、絶縁層１１４をジメチルカーボネートなどの溶媒で希釈して、２０％質量／質量（ｗ／ｗ）の溶液を得ることができる。
【００３７】
絶縁層１１４は、絶縁層１０２を基板１００に追加するのと同様の方法で、導電性ポリマー層１０８の表面１１２に追加することができる。したがって、絶縁層１１４は、表面１１２上にスピンコート、ブラッシング、パターン形成、印刷などすることができる。接着促進剤を表面１１２に追加して、導電性ポリマー層１０８の表面１１２への絶縁層１１４の接着を容易にすることができる。次に、絶縁層１１４を特定の温度（例えば、７０℃）で硬化させることができる。
【００３８】
図４は、実施例に従って、多層スタック１２２を提供するために導電性ポリマー層１０８の縁部に形成された電気接点１１８、１２０を示す。電気接点１１８は、導電性ポリマー層１０８の第１の横方向の縁部または端部に形成することができ、電気接点１２０は、導電性ポリマー層１０８の第１の横方向の縁部または端部とは反対側の第２の横方向の縁部または端部に形成することができる。
【００３９】
各電気接点１１８、１２０は、金属製の一片の導電性材料として独立して形成することができる。例えば、電気接点１１８、１２０は、金属（例えば、銀または金合金）パッドとして構成することができる。しかしながら、電気接点１１８、１２０は、導線またはワイヤなどの他の形態をとることができる。
【００４０】
電気接点１１８、１２０は、他の方法を介して導電性ポリマー層１０８の横方向の端部または縁部にスプレー、ブラッシング、パターン化（印刷）または堆積することができる。次に、電気接点１１８、１２０を使用して電源（直流または交流電源）を導電性ポリマー層１０８に接続することができる。例示では、電気接点１１８、１２０と電源との間の電気的接続は、蒸着またはコールドスプレー法で塗布された導電性インクまたは金属を用いて作製することができる。
【００４１】
図５は、一実施例による、多層スタック１２２に結合された電源１２４を示す。電源１２４は交流（ＡＣ）電源として描かれている。しかしながら、他の種類の電源も使用可能である。
【００４２】
この構成により、導電性ポリマー層１０８は電気抵抗として作用することができる。言い換えれば、導電性ポリマー層１０８は、導電性ポリマー層１０８中の導電性材料の量、導電性ポリマー層１０８の厚さ、および導電性向上剤による処理に基づいて特定の導電性を有する。電流が導電性ポリマー層１０８を通って流れると、熱が発生する。特に、導電性ポリマー層１０８の電気抵抗（すなわち、電子の移動に対する抵抗）に起因して、電流の電子は導電性ポリマー層１０８内部の原子に衝突し、その結果電子の運動エネルギーの一部は、熱エネルギーとして導電性ポリマー層１０８の原子に伝達される。この熱エネルギーは導電性ポリマー層１０８を加熱する。したがって、電源１２４からの電力は、導電性ポリマー層１０８から熱エネルギーとして放散される。
【００４３】
特定の実験的実施形態においては、基板１００は３インチ×５インチのポリカーボネート基板から作られる。次いで、絶縁層１０２をブラッシングを介してポリカーボネート基材にＰＵＲコーティングとして塗布し、その後ＰＵＲコーティングを７０℃で硬化させる。次いで、トルエン中のＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡをブラッシングを介してＰＵＲコーティングの表面に塗布して導電性ポリマー層１０８を形成し、次いでＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ層を７０℃で乾燥させる。次いで、別のＰＵＲ層（ジメチルカーボネートで希釈して溶液重量あたり２０重量％（重量／重量）溶液を得る）をＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ層の表面に塗布して絶縁層１１４を形成し、次いで７０℃で硬化させる。ＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ層の縁部に銀接点を追加する。この特定の実施形態では、ＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ層は銀接点間に約１，６００オームの電気抵抗を有するかまたは引き起こす可能性がある。
【００４４】
この特定の実験的実施形態では、多層スタックをＡＣ電圧電源に接続してその電気的加熱能力を試験する。印加された電圧は９４．５ボルトであり、測定された電流は６０．８４ミリアンペアであり、従って６ワットの熱を生じる。これらの数および構成は説明のための例にすぎない。多層スタックが使用されることになる用途および生成されるべき電気抵抗に基づいて、他の寸法、サイズおよび方法を使用することができる。
【００４５】
図６は、例示的な実施形態による、電源が入れ直されるときの多層スタック上の特定の位置における温度の変動を示す。特に、図６は、摂氏温度をｙ軸に表し、絶対時間をｘ軸に表したプロット１２６を示す。曲線１２８は、電源の電圧が２０秒間隔でオンオフされ、温度がサーマルカメラで監視されるときの特定の位置における温度変化を示す。２時間のサイクル期間にわたって劣化は検出されない。言い換えれば、各サイクルについて到達した温度レベルは経時的に変化または低下しない。
【００４６】
図１〜５に示されるこの層ごとの積み重ねはいくつかの利点を提供する。例えば、図５に示す構成では、導電性ポリマー層１０８は、その環境から導電性ポリマー層１０８を保護するために、２つの絶縁層１０２、１１４の間の保護封入部内に設けられる。また、この構成では、導電性ポリマー層１０８は樹脂中に配合されず、むしろ２つの絶縁層１０２、１１４の間に介在する独立したポリマー層として形成される。導電性ポリマー層１０８は樹脂中に配合されていないので、導電性を高めるための導電性向上剤によって処理された場合、向上した導電性は低下しない。
【００４７】
さらに、上述のように、導電性ポリマー層１０８は、基板１００ではなくむしろ絶縁層１０２、１１４に接着されるので、導電性ポリマー層１０８は、基板１００の材料に接着するように構成されている必要はない。言い換えれば、導電性ポリマー層１０８は、絶縁層１０２、１１４の材料に接着するように構成されているのに対して、絶縁層１０２、１１４は、基板１００の材料に接着するように構成されている。したがって、導電性ポリマー層１０８は、基板１００への接着を容易にする化学的配合物を有する必要がないので、導電性ポリマー層１０８の化学組成および処理を単純化することができる。
【００４８】
さらに、多層スタック１２２は、電気抵抗レベルを特定のまたは所定の電気抵抗に下げるために繰り返すことができるモジュール式スタックアップを表す。図７は、一実施形態による、それぞれの導電性ポリマー層とそれぞれの絶縁層との多層スタックを有する装置１２９を示す。装置１２９の多層スタックは、多層スタック１２２と同様のいくつかのモジュール式多層スタックを含む。言い換えれば、多層スタック１２２と同様のいくつかの多層スタックを積み重ねることができる。図７に示すように、多層スタック１２２に加えて、特定の電気抵抗を実現するために他の多層スタックを追加することができる。例えば、多層スタック１３０を多層スタック１２２の上に積み重ねて、後述するようにより低い電気抵抗を実現することができる。多層スタック１３０は、絶縁層１１４と絶縁層１３６との間に「挟まれた」または介在する導電性ポリマー層１３２を含む。
【００４９】
導電性ポリマー層１３２は、導電性ポリマー層１３２の縁部に形成された電気接点１３８、１４０を有することができる。電気接点１３８、１４０は、電気接点１１８、１２０と同様のものとすることができる。例示では、導電性インクまたは蒸着またはコールドスプレー法を用いて与えられた金属を使用して、電気接点１３８、１４０および電源１２４の間に電気的接続を作製することができる。
【００５０】
図７に示す構成では、導電性ポリマー層１０８および導電性ポリマー層１３２は、電源１２４に並列に接続された２つの電気抵抗として作用する。したがって、導電性ポリマー層１０８および導電性ポリマー層１３２の全抵抗または合成抵抗Ｒｔは、オームの法則を用いて以下のように計算することができる。
【００５１】
【数１】
2019116089.tif 000003
ここで、Ｒ１は導電性ポリマー層１０８の電気抵抗であり、Ｒ２は導電性ポリマー層１３２の電気抵抗である。例えば、Ｒ１が１，６００オームであり、Ｒ２が１，６００オームである場合、Ｒｔは８００オームとして計算することができ、これはＲ１またはＲ２の半分の電気抵抗である。
【００５２】
多層スタック１３０と同様に、より多くの多層スタックを積み重ねることによって、合計または合成電気抵抗をさらに低減することができる。例えば、多層スタック１４２は、多層スタック１３０の上に積層することができる。多層スタック１４２は、多層スタック１３０の絶縁層１３６と絶縁層１４８との間に「挟まれた」または介在する導電性ポリマー層１４４を含む。絶縁層１０２、１１４、１３６、および１４８は、絶縁層が別々であり、互いに続いて形成され得ることを示すために、それぞれの絶縁層と呼ぶことができる。例えば、絶縁層１１４は、絶縁層１０２を形成した後に形成することができる。絶縁層１１４を形成した後に絶縁層１３６を形成することができる。絶縁層１３６を形成した後に絶縁層１４８を形成することができる。
【００５３】
導電性ポリマー層１４４は、導電性ポリマー層１４４の縁部に形成された電気接点１５０、１５２を有することができる。電気接点１５０、１５２は、電気接点１１８、１２０および電気接点１３８、１４０と同様のものとすることができる。例示では、電気的接続は、導電性インクまたは蒸着またはコールドスプレー法で適用した金属を使用して、電気接点１５０、１５２と電源１２４との間に行うことができる。
【００５４】
図７に示される構成では、導電性ポリマー層１０８、導電性ポリマー層１３２、および導電性ポリマー層１４４は、電源１２４に並列に接続されている３つの電気抵抗として作用する。したがって、導電性ポリマー層１０８、導電性ポリマー層１３２、および導電性ポリマー層１４４の合計または合成抵抗Ｒｔは、以下のようにオームの法則を使用して計算することができる。
【００５５】
【数２】
2019116089.tif 000004
ここで、Ｒ３は導電性ポリマー層１４４の電気抵抗である。例えば、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝１，６００オームである場合、Ｒｔは式（２）によって約５３３．３３オームとして計算することができ、これはＲ１、Ｒ２またはＲ３の電気抵抗の１／３である。
【００５６】
したがって、この構成では、より多くの多層スタックを積み重ねることによって所定の合成電気抵抗を実現することができる。言い換えれば、絶縁層を堆積するステップと導電性ポリマー層を形成するステップとを繰り返して、電源１２４が接続されたときに装置１２９が所定の合成電気抵抗を有するように多層スタックを追加することができる。
【００５７】
多層スタックをさらに追加することは、図中点線１５４で概略的に示されている。所定の電気抵抗または所定の導電率が実現されるまで、多層スタック１４２の上にさらに多層スタックを追加することができる。多層スタックの数が増えるにつれて、全体的な合成電気抵抗はオームの法則に従って減少する。
【００５８】
【数３】
2019116089.tif 000005
【００５９】
ここで、Ｒｔは合計抵抗または合成抵抗であり、Ｒ１…Ｒｎは個々の多層スタック１２２、１３０、１４２…などの抵抗である。合成抵抗はそれぞれの各電気抵抗Ｒ１…Ｒｎよりも小さい。
【００６０】
このように、図７に示される多層スタック１２２、１３０、１４２は、絶縁層１０２、１１４、１３６、１４８の間に挟まれるかまたは介在する複数の導電性ポリマー層１０８、１３２、１４４を含む。この構成は、単一の厚い導電性ポリマー層よりも、むしろ複数の導電性ポリマー層を使用することを可能にする。薄い導電性ポリマー層は、厚い導電性ポリマー層と比較して、均一な厚さの層にキャストするのが容易である。さらに、薄い導電性ポリマー層は、厚い導電性ポリマー層と比較して、より可撓性でありそしてより低い電気抵抗を有する。この構成は、電気抵抗と導電率を調整することを可能にする。より多くのスタックを追加することによって、電気抵抗が減少し、導電率が増加し、そしてその逆も成り立つ。
【００６１】
上述のように、装置１２９は、装置１２９の異なる位置（例えば、基板１００上の異なる位置）で異なる抵抗率、結果的に異なる量の熱を発生するように構成することができる。例えば、異なる位置に異なる数の層を使用することができる。ある場所により多くの導電性ポリマー層を有することは、その場所における電気抵抗が、より少ない導電性ポリマー層を有する異なる場所におけるそれぞれの電気抵抗よりも低くなり得ることを示し得る。異なる位置に異なる数の層を使用する結果として、基板１００を横切って加熱勾配を発生させることができる。そのような配置は、他よりも温度が高いいくつかの位置を可能にするために、様々な位置に異なる数の層をパターニング（例えば印刷）することによって実施できる。
【００６２】
別の例では、同数の層を装置１２９にわたって使用することができる。しかしながら、異なる導電率を有する異なる導電性ポリマー材料を異なる位置に使用して異なる電気抵抗を提供することができる。その結果、例えば、装置１２９の異なる位置に異なる量の熱を発生させるために、異なる電気抵抗を装置１２９の異なる位置に発生させることができ、加熱勾配を発生させることができる。
【００６３】
別の例では、装置１２９のある場所における導電性ポリマー層の厚さは、別の場所における導電層のそれぞれの厚さとは異なり得る。異なる厚さにより、装置１２９の異なる位置で異なる導電率および異なる電気抵抗を示すことができる。別の例では、ある場所の導電性ポリマー層を導電性向上剤で処理することができ、一方で別の場所の導電性ポリマー層を、異なる導電性向上剤で処理しなくてよく、または異なる導電性向上剤で処理してもよい。したがって、基板１００にわたって導電性および抵抗を変更するためにいくつかの方法を使用することができ、該方法は、他の可能な技術の中でも、異なる数の層を使用すること、導電性ポリマー層に異なる材料を使用すること、導電性ポリマー層に異なる厚さを使用すること、導電性向上剤をある位置で使用しつつ他の場所で導電性向上剤を用いなかったり、異なる導電性向上剤を用いたりすることを含む。
【００６４】
さらに、装置１２９は、必要に応じて導電性ポリマー層のサブセットを選択的に活性化するための導電性ポリマー層のアドレス可能なマトリックスとして構成することができる。例えば、独立して作動可能なスイッチを使用して、導電性ポリマー層の電気接点と電源１２４との間に電気的接続を形成することができる。例えば、装置１２９のコントローラは、個々の電気接点（例えば、電気接点１１８、１２０、１３、１４０、１５０、１５２など）を電源１２４に接続するスイッチに結合することができる。次に、コントローラは、特定数のスイッチを作動させて特定数の導電性ポリマー層を電源１２４に接続し、所定のまたは目標の電気抵抗を実現することができる。より多くのスイッチ、したがってより多くの導電性ポリマー層が活性化される場合、より少ないスイッチが活性化されるときと比較して、より低い電気抵抗およびより少ない量の熱が発生する。
【００６５】
ある例では、カプセル化層またはカプセル化パッケージ１５５を装置１２９の周りに形成することができる。カプセル化パッケージ１５５はその環境から装置１２９を保護することができる。一例では、カプセル化パッケージ１５５は、スプレー、ディップコーティング、スクリーン印刷などによって多層スタックの表面に塗布されるポリウレタン、ポリイミド、ポリエステル、またはエポキシの共形絶縁コーティングとして構成することができる。次いで、カプセル化パッケージ１５５は紫外線によって硬化させることができ、または熱硬化させることができる。別の例では、カプセル化パッケージ１５５は、多層スタックの表面に接着する感圧接着剤を使用して多層スタックの表面にあるポリマーフィルム（例えば、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエステルなど）を含むことができる。これらの例は例示のためだけのものであり、他の材料および構成がカプセル化パッケージ１５５に可能である。
【００６６】
上記で説明され、図１−５および７に示されているように、基板１００は平らであるように示されている。しかしながら、これは限定的であることを意味しない。例示では、基板は、非可撓性かつ平坦になるように構成することができる。しかしながら、他の例では、基板は可撓性であり、その上に様々な他の層が堆積される湾曲面を形成することができる。
【００６７】
図７に示される装置１２９の多層スタックと同様の多層スタックは、様々な用途に使用することができる。応用例として、多層スタックは、航空機、回転翼航空機、風力タービンなどの構成要素（例えば、翼、ブレード、または他の任意の部分）の除氷に使用することができる。この例では、基板（例えば、基板１００）は航空機、回転翼航空機、風力タービンなどの構成要素の複合構造であり得る。次に、多層スタックの様々な層を航空機の構成要素の複合構造上に印刷することができる。
【００６８】
図８は、例示的実施形態による、構成要素１５６の表面１５９上にまたはその近くに堆積された多層スタック１５８を有する航空機の構成要素１５６を示す。航空機の構成要素１５６は、例えば、翼、ブレード、または航空機の他の任意の構成要素を表すことができる。電源が多層スタック１５８の導電性ポリマー層の電気接点に接続されると、除氷（すなわち、構成要素１５６の周りに蓄積された任意の氷または雪を溶かす）または防氷（すなわち、氷が構成要素１５６上に形成されることを防ぐ）のために熱が生じる。図中の視覚的な混乱を軽減するために、多層スタック１５８の別個の層は図８には示されていない。しかしながら、多層スタック１５８は、図７に示される装置１２９の多層スタックと同様であることを理解されたい。
【００６９】
例示では、多層スタック１５８を構成要素１５６の表面１５９上に堆積することができる。これらの例では、環境からの保護および耐久性のために他の保護層を多層スタック１５８の上に堆積することができる。他の例では、多層スタック１５８は、構成要素１５６の表面を加熱して氷を融解させるように、構成要素１５６の表面に近接して構成要素１５６の内部、例えば表面１５９から所定の距離内に配置されてもよい。一例では、所定の距離は、多層スタック１５８を構成要素１５６の表面から分離する保護層の熱伝導率に応じて、０．１ミリメートルから５ミリメートルの範囲であり得る。多層スタック１５８がその表面から離れて構成要素１５６内部により深く配置されている構成と比較して、構成要素１５６の表面に近接していることによって、少ない量の熱で氷を溶かすかまたは氷の形成を防ぐことができる。
【００７０】
例示では、構成要素１５６のある部分は他の部分よりも着氷し易い場合があり、これらの例では構成要素１５６上の様々な位置で発生する電気抵抗および熱量を変えるために上記の方法のいずれも使用できる。例えば、氷が構成要素１５６の前縁１６０から溶け出すと、氷は動いて翼形部（例えば翼またはブレード）の後縁１６２で再凍結する場合がある。この例では、後縁１６２と比較して前縁１６０においてより大きな電気抵抗を有し、その結果より多くの熱が前縁１６０において発生することが望ましい場合がある。上述のように、異なる数の導電性ポリマー層、異なる材料の導電性ポリマー層、異なる厚さの導電性ポリマー層を使用することによって、または１つの場所に導電性向上剤を使用しつつ別の場所では導電性向上剤を使用しないか異なる導電性向上剤を使用することによって、電気抵抗のそのような変動は達成され得る。したがって、氷は、後縁１６２に移動して後縁１６２で再凍結するのではなくむしろ、前縁１６０で溶融され得る。
【００７１】
追加的または代替的に、多層スタックは、航空機に衝突する落雷を放散させるために使用することができる。図８に関して上述したように、基板（例えば基板１００）は航空機の複合構造であり得る。次に、多層スタックの様々な層を、落雷が起こり得る航空機の特定の場所（例えば、翼の先端、尾部、機首など）に堆積させることができる。
【００７２】
多層スタックの導電性ポリマー層の電気接点は、落雷が航空機に影響を与える可能性がある航空機の特定の場所（例えば、機首、翼の先端、尾部など）に配置された電極に結合することができる。次いで、導電性ポリマー層は、落雷が航空機に影響を与える航空機の一部と落雷の電荷が放出される航空機の別の場所とを電気的に接続する導電経路を形成することができる。言い換えれば、落雷によって発生した電流は、落雷が航空機に影響を与える航空機のある場所から放電される別の場所へと導電性ポリマー層によって導かれ得る。
【００７３】
導電性ポリマー層の電気抵抗は、導電性ポリマー層を通過する落雷によって発生した電流から発生した熱として落雷の電荷を放散させることができる。例示では、多層スタックのある層が発生した熱または落雷の電流によって影響を受ける場合、期待される性能（例えば、多層スタックから期待される導電率または電気抵抗のレベル）を回復するために新しい層を堆積することによって多層スタックを修復することができる。
【００７４】
多層スタックはまた、電子構成要素を電磁干渉（ＥＭＩ）から遮蔽するためにも使用され得る。例えば、いくつかの用途では、電子構成要素（例えば回路基板）をハウジング内に配置することができる。電子構成要素をＥＭＩから遮蔽するために、ハウジングは多層スタックの基板（例えば基板１００）となるように構成されたプラスチック材料で作ることができる。
【００７５】
ハウジングを囲む電磁波は、導電性ポリマー層内に電流を発生させることができ、その結果、電磁波の電磁エネルギーは、導電性ポリマー層によって発生した熱として消散される。さらに、この例では、多層スタックの絶縁層は、電磁波がハウジングを貫通するのを防ぐ絶縁体として機能する。このように、導電性ポリマー層は電磁エネルギーを消散させるが、絶縁層は電磁波がハウジングを貫通するのを防ぎ、したがってハウジング内部の電子構成要素はＥＭＩから保護される。
【００７６】
図９は、一実施形態による、導電性ポリマー層と絶縁層との多層スタックを形成するための方法１６４のフローチャートである。方法１６４は、例えば装置１２９の多層スタックなど、それぞれの絶縁層の間に介在された導電性ポリマー層の多層スタックを形成するために使用することができる方法の一例を提示する。方法１６４は、ブロック１６６から１８４のうちの１つまたは複数によって示されるように、１つまたは複数の動作、機能、またはアクションを含むことができる。ブロックは順番に示されているが、これらのブロックはまた、並行して、および／または本明細書に記載されたものとは異なる順序で実行されてもよい。また、様々なブロックは、より少ないブロックに組み合わされ、追加のブロックに分割され、および／または所望の態様に基づいて除去され得る。本明細書に開示されたこのおよび他のプロセスおよび方法に関して、フローチャートは、本例の１つの可能な実施の機能性および動作を示すことを理解されたい。当業者には合理的に理解されるように、含まれる機能に応じて、実質的に同時または逆の順序を含む、示されるまたは説明されるものとは異なる順序で機能を実行することができる代替の態様が本開示の例示の範囲内に含まれる。
【００７７】
ブロック１６６において、方法１６４は、基板（例えば、基板１００）上に絶縁層（例えば、絶縁層１０２）を堆積することを含む。
【００７８】
ブロック１６８において、方法１６４は、絶縁層（例えば、絶縁層１０２）上に導電性ポリマー層（例えば、導電性ポリマー層１０８）を形成することを含む。
【００７９】
ブロック１７０において、方法１６４は、それぞれの絶縁層の堆積、およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返して、それぞれの絶縁層の間に介在されたそれぞれの導電性ポリマー層の多層スタックを形成することを含む（例えば、図７に示されている装置１２９の多層スタックを形成するために、絶縁層１１４、１３６の間および絶縁層１３６、１４８の間に介在されている導電性ポリマー層１３２、１４４を形成する）。各それぞれの導電性ポリマー層はそれぞれの電気抵抗を有するので、それぞれの導電性ポリマー層が電源（例えば電源１２４）に並列に接続されるとき、それぞれの導電性ポリマー層の合成電気抵抗は、各それぞれの電気抵抗より小さい。
【００８０】
多くの操作は、真性または外因性の導電性ポリマー、またはそれらの混合物を含むように導電性ポリマー層を形成することを含む。絶縁層を堆積する操作は、ポリウレタン、エポキシ、熱可塑性物質、フェノール、またはシリコーン材料を含む樹脂層を堆積することを含むことができる。さらに、導電性ポリマー層を形成する操作は、ＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ、ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ、ＰＡＮＩ−ＤＢＳＡ、ポリピロール、グラフェン塗料、カーボンナノチューブ塗料、カーボンブラック、導電性酸化物、または金属粒子の層を形成することを含み得る。
【００８１】
図１０は、一実施例による、方法１６４で実施および実行され得る追加の操作のフローチャートである。ブロック１７２において、操作は、合成電気抵抗が所定の電気抵抗に実質的に等しくなるまで（例えば、目標とする電気抵抗の１〜３％などの割合の範囲内で）、それぞれの絶縁層の堆積およびそれぞれの導電層の形成を繰り返すことを含む。
【００８２】
図１１は、例示的な実施例による、方法１６４を用いて実施および実行され得る追加の操作のフローチャートである。ブロック１７４において、操作は、２つの絶縁層と界面を有し、それぞれの導電性ポリマー層のそれぞれの側に一つの絶縁層を有する、各それぞれの導電性ポリマー層を含むように多層スタックを形成することを含む（例えば、絶縁層１０２、１１４と界面を有する導電性ポリマー層１０８、絶縁層１１４、１３６と界面を有する導電性ポリマー層１３２、および絶縁層１３６、１４８と界面を有する導電性ポリマー層１４４）。
【００８３】
図１２は、一実施例による、方法１６４で実施および実行され得る追加の操作のフローチャートである。ブロック１７６において、操作は、それぞれの導電性ポリマー層を導電性向上剤で処理してそれぞれの導電性ポリマー層の導電性を高めることを含む。例えば、導電性向上剤でそれぞれの導電性ポリマー層を処理することは、ＩＰＡでそれぞれの導電性ポリマー層を処理することを含む。他の例では、それぞれの導電性ポリマー層は、電子正孔移動度を高めるために、その結果それぞれの導電性ポリマー層の導電性を高めるためにバンド改質剤で処理されてもよい。
【００８４】
図１３は、一実施例による、方法１６４で実施および実行できる追加の操作のフローチャートである。ブロック１７８において、操作は、各導電性ポリマー層の第１の縁部上に第１の電気接点（例えば、第１の電気接点１１８、１３８、１５０）を形成することを含み、ブロック１８０において、操作は、各導電性ポリマー層の第２の縁部に第２の電気接点（例えば、第２の電気接点１２０、１４０、１５２）を形成することを含む。導電性ポリマー層の第１の電気接点および第２の電気接点は、導電性ポリマー層を電源に接続するのを容易にする。
【００８５】
図１４は、一実施例による、方法１６４で実施および実行できる追加の操作のフローチャートである。ブロック１８２において、操作は、導電性ポリマー層を形成する前に絶縁層を硬化させることを含む。用途と態様に応じて、硬化は部分的または完全であることができる。
【００８６】
図１５は、一実施例による、方法１６４で実施および実行され得る追加の操作のフローチャートである。ブロック１８４において、それぞれの絶縁層の堆積、およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返して多層スタックを形成する操作は、導電性ポリマー層が電源に並列に接続されるときに、基板上の電気抵抗を変更するために多層スタックを形成することを含み得る。例えば、基板上の電気抵抗を変更するために多層スタックを形成することは、基板上の異なる位置に異なる数の層を堆積することを含み得る。別の例では、基板上の電気抵抗率を変更するために多層スタックを形成することは、基板上の異なる位置に異なる導電性ポリマーを有する導電性ポリマー層を堆積することを含み得る。別の例では、基板上の電気抵抗を変更するために多層スタックを形成することは、基板上の異なる位置に異なる厚さを有する導電性ポリマー層を堆積することを含み得る。別の例では、導電層は導電性向上剤で選択的に処理することができるが、一方で他のものは基板を横切る導電性および抵抗率を変えるために導電性向上剤で処理しないようにしてもよい。
【００８７】
さらに、本開示は以下の条項による実施例を含む。
【００８８】
項１．
基板上に絶縁層を堆積するステップと、
絶縁層上に導電性ポリマー層を形成するステップと、
それぞれの絶縁層の堆積、およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返して、それぞれの絶縁層の間に介在されたそれぞれの導電性ポリマー層の多層スタックを形成する、繰り返すステップと、を含み、
各それぞれの導電性ポリマー層はそれぞれの電気抵抗を有し、それぞれの導電性ポリマー層は電気的に並列に接続され、それぞれの導電性ポリマー層の合成電気抵抗が、各それぞれの電気抵抗よりも小さい、方法。
【００８９】
項２．
それぞれの絶縁層の堆積およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返すステップが、合成電気抵抗が所定の電気抵抗に実質的に等しくなるまで、それぞれの絶縁層の堆積およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返すステップを含む、項１に記載の方法。
【００９０】
項３．
それぞれの絶縁層の堆積、およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返して多層スタックを形成するステップは、２つの絶縁層と界面を有し、それぞれの導電性ポリマー層のそれぞれの側に１つの絶縁層を有する各それぞれの導電性ポリマー層を含むように多層スタックを形成するステップを含む、項１または２に記載の方法。
【００９１】
項４．
それぞれの導電性ポリマー層の導電性を高めるために導電性向上剤でそれぞれの導電性ポリマー層を処理するステップをさらに含む、項１から３の何れか一項に記載の方法。
【００９２】
項５．
導電性向上剤でそれぞれの導電性ポリマー層を処理するステップが、形態向上剤またはバンド改質剤で処理するステップを含む、項４に記載の方法。
【００９３】
項６．
各導電性ポリマー層の第１の縁部上に第１の電気接点を形成するステップと、各導電性ポリマー層の第２の縁部上に第２の電気接点を形成するステップと、をさらに含み、導電性ポリマー層の第１の電気接点および第２の電気接点は、導電性ポリマー層を電源に接続するのを容易にする、項１から５の何れか一項に記載の方法。
【００９４】
項７．
導電性ポリマー層を形成するステップが、導電性ポリマー層を、真性または外因性の導電性ポリマーを含むように形成するステップを含む、項１から６の何れか一項に記載の方法。
【００９５】
項８．
絶縁層を堆積するステップは、ポリウレタン、エポキシ、熱可塑性物質、フェノール、またはシリコーン材料を含む樹脂層を堆積するステップを含む、項１から７の何れか一項に記載の方法。
【００９６】
項９．
導電性ポリマー層を形成するステップが、ポリアニリン−ジノニルナフタレンスルホン酸（ＰＡＮＩ−ＤＮＮＳＡ）、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）、ポリアニリン−ドデシルベンゼンスルホン酸（ＰＡＮＩ−ＤＢＳＡ）、ポリピロール、グラフェン塗料、カーボンナノチューブ塗料、カーボンブラック、導電性酸化物、または金属粒子の層を形成するステップを含む、項１から８の何れか一項に記載の方法。
【００９７】
項１０．
導電性ポリマー層を形成する前に絶縁層を硬化させるステップをさらに含む、項１から１１の何れか一項に記載の方法。
【００９８】
項１１．
それぞれの絶縁層の堆積、およびそれぞれの導電性ポリマー層の形成を繰り返して多層スタックを形成するステップは、導電性ポリマー層が電源に並列に接続されているとき、多層スタックを形成して基板上の電気抵抗を変更するステップを含む、項１から１０の何れか一項に記載の方法。
【００９９】
項１２．
基板上の電気抵抗を変更するために多層スタックを形成するステップは、基板上の異なる位置に異なる数の層を堆積するステップを含む、項１１に記載の方法。
【０１００】
項１３．
基板上の電気抵抗を変更するために多層スタックを形成するステップは、基板上の異なる位置に異なる導電性ポリマーを有する導電性ポリマー層を堆積するステップを含む、項１１に記載の方法。
【０１０１】
項１４．
基板上の電気抵抗を変更するために多層スタックを形成するステップは、基板上の異なる位置に異なる厚さを有する導電性ポリマー層を堆積するステップを含む、項１１に記載の方法。
【０１０２】
項１５．
基板と、
基板上に配置された多層スタックとを含み、
多層スタックは複数の導電性ポリマー層を含み、各導電性ポリマー層はそれぞれの絶縁層の間に介在されており、各導電性ポリマー層はそれぞれの電気抵抗を有し、複数の導電性ポリマー層は電気的に並列に接続され、複数の導電性ポリマー層の導電性ポリマー層の数は、導電性ポリマー層の合成電気抵抗が所定の電気抵抗と実質的に等しくなるように選択されている、装置。
【０１０３】
項１６．
導電性ポリマー層は、導電性ポリマー層の導電率を高めるために導電性向上剤で処理される、項１５に記載の装置。
【０１０４】
項１７．
導電性向上剤が、形態向上剤またはバンド改質剤を含む、項１６に記載の装置。
【０１０５】
項１８．
航空機の構成要素であって、構成要素の表面上または表面に近接して配置された多層スタックを備え、多層スタックが複数の導電性ポリマー層を含み、各導電性ポリマー層がそれぞれの絶縁層の間に介在されており、各導電性ポリマー層はそれぞれの電気抵抗を有し、複数の導電性ポリマー層は電気的に並列に接続され、それぞれの導電性ポリマー層の合成電気抵抗は各それぞれの電気抵抗よりも小さい、航空機の構成要素。
【０１０６】
項１９．
複数の導電性ポリマー層の導電性ポリマー層の数が、導電性ポリマー層の合成電気抵抗が所定の電気抵抗に実質的に等しくなるように選択される、項１８に記載の構成要素。
【０１０７】
項２０．
構成要素の第１の位置における多層スタックの導電性ポリマー層の数が、構成要素の第２の位置における導電性ポリマー層の数と異なり、導電性ポリマー層が電源に並列に接続されているとき、第２の位置と比較して第１の位置で異なる量の熱を発生する、項１８または１９に記載の構成要素。
【０１０８】
上記の詳細な説明は、添付の図面を参照して開示されたシステムの様々な特徴および動作を説明している。本明細書に記載の例示的な実施形態は限定的であることを意味しない。開示されたシステムのいくつかの態様は、多種多様な異なる構成で配置および組み合わせることができ、それらすべてが本明細書で企図されている。
【０１０９】
さらに、文脈が他に示唆しない限り、各図に示される特徴は互いに組み合わせて使用され得る。したがって、図は、一般に、１つまたは複数の全体的な態様の構成要素として概してみなされるべきであり、すべての図示された特徴が各態様に必要ではないと理解される。
【０１１０】
さらに、本明細書または特許請求の範囲における要素、ブロック、またはステップの任意の列挙は、明確さの目的のためである。したがって、そのような列挙は、これらの要素、ブロック、またはステップが特定の構成に準拠していること、または特定の順序で実行されることを要求または示唆すると解釈されるべきではない。
【０１１１】
さらに、装置またはシステムは、図に提示された機能を実行するために使用または構成され得る。場合によっては、装置および／またはシステムの構成要素は、そのような性能を可能にするために構成要素が実際に（ハードウェアおよび／またはソフトウェアを用いて）構成および構造化されるように機能を実行するように構成され得る。他の例では、装置および／またはシステムの構成要素は、特定の方法で動作しているときなどに、機能を実行するように適合される、性能を有する、またはその機能を果たすのに適するように構成され得る。
【０１１２】
「実質的に」という用語は、列挙された特性、パラメータ、または値が正確に実現される必要はないが、例えば許容誤差、測定誤差、測定精度限界および当業者に知られている他の要因を含む偏差または変動が、特性が提供することを意図した効果を排除しない量で起こり得ることを意味する。
【０１１３】
本明細書に記載されている構成は例示目的のみのためである。したがって、当業者であれば、他の構成および他の要素（例えば、機械、インターフェース、操作、順序、および操作のグループ化など）を代わりに使用することができ、いくつかの要素を所望の結果に従って完全に省略できることを理解するであろう。さらに、説明されている要素の多くは、任意の適切な組み合わせおよび場所で、個別の構成要素または分散型構成要素として、または他の構成要素と併せて実施され得る機能実態である。
【０１１４】
本明細書では様々な態様および実施形態が開示されているが、他の態様および実施形態は当業者には明らかであろう。本明細書に開示されている様々な態様および実施形態は例示を目的としており、限定を意図するものではなく、その真の範囲は特許請求の範囲によって与えられる均等物の全範囲とともに特許請求の範囲によって示される。また、本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、限定することを意図するものではない。
【符号の説明】
【０１１５】
１００  基板
１０２、１１４、１３６、１４８  絶縁層
１０４、１１０、１１６、１２２、１３０、１５８  多層スタック
１０６、１１２、１５９  表面
１０８、１３２、１４４  導電性ポリマー層
１１８、１３８、１５０  第１の電気接点
１２０、１４０、１５２  第２の電気接点
１２４  電源
１２９  装置
１５６  構成要素
１６０  前縁
１６２  後縁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【外国語明細書】
2019116089000001.pdf