Presse Électronique organique et imprimée Les circuits organiques

Presse
Électronique organique et imprimée
Les circuits organiques et imprimés révolutionnent la
microélectronique
Les matières plastiques à propriétés réglables, de forme stable en tant
que thermoplaste ou duroplaste ou encore élastomère, film ou
revêtement, sous forme granulée ou moussée, sont indissociables de
notre cadre de vie, que ce soit comme objets utilitaires simples ou comme
éléments structurels de construction sophistiquée destinés aux véhicules
et aménagements.
Une autre dimension vient désormais s'ajouter à cette diversité
structurelle
des
matières
plastiques :
dotées
d'une
configuration
moléculaire adaptée, elles servent également de conducteurs et semiconducteurs électriques (même si la mobilité des supports de charge est
encore restreinte). Ces matières plastiques jouent le rôle de composants
de systèmes dans le domaine de « l'électronique organique et imprimée ».
Ici, le terme organique s'explique par le fait que les transistors, capteurs et
diodes lumineuses ne sont pas à base de silicium ou d'arséniure de
gallium mais de dérivés de carbone. L'adjectif imprimé veut dire que
l'électronique peut être imprimée sous la forme d'un modèle de circuit plat
dans des finesses structurelles de quelque dix micromètres en faisant
appel à des procédés d'impression courants (flexographie, sérigraphie, jet
d'encre) « du rouleau » sur des substrats flexibles, voire même
transparents.
Intégration dans des objets
On
obtient
ainsi
des
structures
électroniques
ou
photoniques
fonctionnelles, tridimensionnelles sur tous les objets possibles ainsi que
sur les textiles. Elles forment alors des capteurs tactiles capacitifs, des
champs
lumineux
de
grande
surface
à
OLED
(diodes
électroluminescentes organiques), des capteurs de mesure et des
détecteurs pour des données relevant de l'environnement ou de la
médecine comme la température ou l'humidité. Elles fonctionnent en tant
que cellules solaires organiques. Ou bien comme batteries plates
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imprimées pour appareils miniaturisés. Ceci ouvre la voie à des nouvelles
applications exotiques dans des objets dits « smart » (intelligents) et leur
réticulation dans « l'Internet des choses ».
La nouvelle (cinquième) édition de la feuille de route de l'OE-A (Organic
and Printed Electronics Association), un groupe de travail faisant partie du
VDMA recensant plus de 220 membres dans le monde, rend compte de
l'état et des tendances de l'électronique organique sur une période de dix
ans.
Écrans OLED – premier marché de masse
Les petits écrans OLED des portables et smartphones sont devenus un
marché de masse. Ceci a permis à l'électronique organique de réaliser
l'année dernière un volume de ventes de quelque 9 milliards de dollars
américains. D'ici 2025, le marché annuel devrait représenter la somme de
200 milliards de dollars américains. Des écrans OLED aux couleurs
intenses et à riches contrastes sont disponibles pour les téléviseurs de
55" (par exemple chez Samsung et LG), toutefois à des prix qui se situent
aux alentours de 10 000 dollars américains.
Écrans flexibles pour les tablettes de lecture électroniques
Les tablettes de lecture d'Amazon ou Sony qui font l'effet de livres
électroniques sur « papier électronique » de E-Ink sont populaires en
raison du principe d'affichage bistable avantageux sur le plan énergétique
des écrans électrophorétiques. Ils se prêtent principalement à la
présentation de contenus statiques comme les pages de livres.
La prochaine étape de l'évolution consiste en des E-Readers ainsi qu'en
des tablettes plus légers, flexibles et peut-être même enroulables et sans
verre de recouvrement lourd. La plus avancée dans ce domaine est la
firme britannique Plastic Logic ; elle fabrique des « Backplane »
(infrastructures d'intégration) à partir de transistors organiques en couche
mince (OTFT), autrement dit la matrice active pour la commande
individuelle des pixels.
Ce qui freine actuellement le développement de la photovoltaïque
organique et de la technique d'affichage est leur scellement hermétique
envers la vapeur d'eau atmosphérique qui provoque la corrosion des
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électrodes et raccourcit la durée de vie des équipements. Les films à
propriété barrière stratifiés constituent la solution. Là, les couches
transparentes en dioxyde de silicium amorphe semblent parfaitement
appropriées.
Les moteurs de l'application
Les moteurs du développement de l'application se trouvent dans
l'industrie automobile et pharmaceutique, l'électronique de consommation
et dans les emballages « smart » destinés aux produits alimentaires,
médicaments et autres articles de consommation. Munis de radioétiquettes (tags RFID) peu coûteuses intégrées ou imprimées, les
emballages smart contribuent à concevoir la gestion des marchandises de
façon plus efficace, permet d'indiquer aux consommateurs la date de
péremption par le biais de champs d'affichage mis à jour par voie
dynamique, de leur signaler la nécessité de ne pas interrompre la chaîne
du froid de marchandises délicates ou de garantir l'authenticité d'articles
de valeur par leur rattachement à des chaînes de livraison offrant un
rétrosuivi.
Sur les voitures de première catégorie, des écrans organiques et des
capteurs tactiles constituent la prochaine étape et viendront remplacer les
affichages mécaniques et les commutateurs, voire interrupteurs. Suivront
alors des feux de recul complexes équipés de diodes OLED, entre autres
chez le constructeur Audi, à titre de remplacement des actuels feux à DEL
qui consomment de l'énergie.
Éclairage OLED
Les sources d'éclairage OLED font concurrence aux DEL et lampes
halogènes établies. Elles promettent une lumière émise de manière
régulière sur une large surface et dont la couleur peut être commandée
par voie dynamique. Les OLED peuvent être montées de façon attrayante
du point de vue architectonique sur des objets courants à la maison.
Photovoltaïque organique et batteries
La photovoltaïque organique (OPV) est déjà disponible dans le commerce
et réservée à l'alimentation locale d'appareils mobiles de données et de
consommation. Des applications dans l'enveloppe extérieure des
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véhicules et des bâtiments (BIPV, building integrated photovoltaics) sont
envisagées à long terme.
Les mémoires de données imprimées existent en tant que composants de
système sous la forme de films mémoire ferroélectriques, non transitoires
du fabricant norvégien Thinfilm. Il est possible de les combiner en
composants de mémoire adressables par un logiciel avec une logique tout
transistor mise au point par la société californienne de recherche sous
contrat PARC. C'est ainsi qu'un système de mesure complet est obtenu
avec un thermistor imprimé en tant que sonde de température et un
champ d'affichage complété par une batterie imprimée.
Les batteries imprimées sont également en point de mire lorsqu'il est
question d'intégration à un système. Avec des champs d'affichage et
d'éclairage, des capteurs tactiles et des cellules solaires, elles peuvent
être intégrées à des emballages, textiles et autres objets usuels – en leur
donnant ainsi une plus grande valeur et fonctionnalité.
Au K 2013, le plus grand salon mondial de l'industrie des matières
plastiques et du caoutchouc, qui se tiendra du 16 au 23 octobre à
Düsseldorf, on pourra voir des innovations sur le thème « Électronique
organique et imprimée ». Les présentations se feront au Pavillon Printed
Electronics Products and Solutions (produits et solutions électroniques
imprimés). C'est également là que seront exposées tant les technologies
d'impression que les surfaces fonctionnalisées comme les solutions RFID,
les écrans flexibles et les OLED. Il s'agira d'une plateforme qui présentera
tous ces produits aux professionnels des industries de transformation et
d'utilisation.
Septembre 2013
Contact :
Bureau de presse K 2013
Eva Rugenstein/Desislava Angelova
Tél. : +49-211-4560 240
Fax : +49-211-4560 8548
Courriel : [email protected]
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