Faire progresser l’électronique organique et grande surface flexible
L’électronique organique et grande surface (OLAE – organic and large-area electronics) a le potentiel de révolutionner l’électronique grand public, notamment les smartphones, les dispositifs portables et les écrans électroniques. «Fabriqués à partir de matériaux à base de carbone, les dispositifs OLAE sont moins chers et moins toxiques que les dispositifs électroniques traditionnels à base de silicium et proposent des facteurs de forme flexibles», explique Ioanna Zergioti, professeure à l’université technique nationale d’Athènes. Bien que l’OLAE soit idéale pour les applications qui requièrent flexibilité et adaptabilité, sa pénétration sur le marché a été limitée par divers défis scientifiques et d’ingénierie. Cette situation commence toutefois à changer grâce à des initiatives telles que le projet RoLA-FLEX, financé par l’UE. Le projet, qui réunit des universitaires et des industriels et privilégie les matériaux avancés et les processus basés sur le laser, a développé des solutions innovantes pour relever les défis liés à la performance et à la durée de vie de l’OLAE. «Le projet RoLA-FLEX a largement contribué à l’amélioration du niveau de préparation technologique de l’OLAE», ajoute Ioanna Zergioti, qui a été la coordinatrice du projet. «Les applications que nous avons développées ouvrent de nouvelles opportunités de marché et répondent à des besoins réels du marché.»
Améliorer l’efficacité des panneaux solaires
Selon Ioanna Zergioti, l’impact du projet s’étend bien au-delà du laboratoire, atteignant l’avant-garde des industries et façonnant l’avenir de l’OLAE. «Les applications développées offrent une source d’énergie verte intégrée et toujours disponible, ainsi que des dispositifs portables plus fins, plus légers et plus souples qui peuvent s’adapter à l’utilisateur et non l’inverse», explique-t-elle. L’une de ces applications est un système photovoltaïque organique (PVO) qui incorpore des semi-conducteurs organiques innovants offrant de hautes performances et une grande stabilité dans une configuration légère et flexible. À cette fin, les chercheurs ont utilisé un procédé laser innovant pour la métallisation et l’interconnexion de ces cellules PVO. Globalement, le projet a permis de multiplier par cinq la durée de vie des PVO. «L’augmentation de 12 % de l’efficacité de la conversion d’énergie pour les applications PVO et l’énergie verte en général constituent une réalisation majeure», fait remarquer Ioanna Zergioti.
Des solutions flexibles pour les dispositifs portables
En ce qui concerne les dispositifs portables, le projet RoLA-FLEX a développé un prototype d’écran à cristaux liquides organiques/transistors à couches minces organiques (OLCD/OTFT). L’OLCD est une technologie d’affichage innovante qui permet d’obtenir des formes incurvées tout en réutilisant l’infrastructure de fabrication des écrans LCD. Les OTFT sont les éléments de base des circuits intégrés et des écrans flexibles, qui affichent une flexibilité mécanique supérieure, et permettent un traitement à basse température et une fabrication à faible coût par rapport à leurs équivalents à base de silicium. Les chercheurs du projet ont démontré le fonctionnement de pilotes de grille intégrés sur des substrats flexibles pour piloter le backplane OTFT, une approche innovante qui améliore les performances et élimine presque totalement les cadres de l’écran. Un écran incurvé fonctionnel a finalement été assemblé et proposé dans le cadre d’un concept qui sera développé pour la commercialisation ultérieure. «Cet écran OLCD sera intégré dans une montre intelligente et apportera des performances de luminosité et de contraste supérieures, une durée de vie plus longue et un design incurvé innovant», fait remarquer Ioanna Zergioti.
Des progrès majeurs dans l’OLAE
Bien que toutes ces réalisations individuelles répondent à des défis scientifiques et techniques spécifiques, elles représentent ensemble une avancée majeure pour l’utilisation de l’OLAE. «Le projet RoLA-FLEX a permis des avancées et des progrès considérables dans le domaine de l’OLAE flexible», conclut Ioanna Zergioti. Le projet a présenté ces réalisations dans le cadre de 12 conférences internationales et publié plus d’une douzaine d’articles scientifiques évalués par les pairs.
Mots‑clés
RoLA-FLEX, électronique organique et de grande surfaces, OLAE, énergie verte, électronique grand public, procédés basés sur le laser, panneaux solaires, dispositifs portables
