Le leadership de l'UE dans le domaine de l'électronique imprimée
Les CI sont constitués à partir d'encres conductrices qui sont imprimées sur des substrats durs pour connecter des composants en trois dimensions qui sont soudés à la carte, le tout créant des circuits électroniques. Ce concept est sur le point de faire un bond en avant avec une nouvelle technologie qui est en train de rapidement émerger sur le marché. L'électronique imprimée utilise des encres conductrices et diélectriques pour faire des transistors en couches minces (TCM) qui peuvent être imprimés sur de larges substrats souples avec des méthodes à bas coût et haut débit. Les taux de croissance devraient être comparables à ceux qu'a connus l'industrie du silicium par le passé, pour atteindre une taille de marché de 47 milliards de dollars en 2018 et un niveau incroyable de 300 milliards d'ici 2030. En ligne avec l'objectif de l'Europe de devenir leader mondial dans le secteur stratégiquement important de l'électronique imprimée, l'UE a financé le projet POINTS (Printable organic-inorganic transparent semiconductor devices). Les chercheurs visent à faire des progrès décisifs dans le domaine des nouveaux matériaux imprimables à basse température. L'équipe a tiré avantage des bénéfices en matière de traitement des matériaux organiques (polymères) et des propriétés supérieures des matériaux inorganiques (oxyde de métal) en créant des matériaux hybrides avancés. Les performances des TCM organiques traités en solution ont dépassé celles des TCM sur silicium amorphe en couches minces. Cependant, semi-conducteurs et isolants inorganiques présentent des propriétés supérieures à celles des composants organiques et les encres à nanoparticules de métaux sont beaucoup plus conductrices que les polymères conducteurs. Des nanoparticules à base d'oxydes de métaux encapsulées dans des polymères ont été utilisées pour produire des matériaux semi-conducteurs et isolants imprimables pour les TCM. En particulier, la synthèse par combustion de solution a été utilisée pour fabriquer des oxydes semi-conducteurs de type n à des températures inférieures à celles requises pour les procédés sol-gel classiques. La méthode a également été utilisée pour fabriquer des diélectriques. Des circuits bascule logiques simples, des oscillateurs en anneau et des pilotes de diodes électroluminescentes (LED) ont été implémentés avec les nouveaux matériaux. Ils ont été incorporés dans un prototype de carte interactive dans lequel des LED clignotantes qui représentent les étoiles de la Petite Ourse sont allumées et éteintes par l'utilisateur. Même si le projet a porté essentiellement sur les technologies de l'information et de la communication, les technologies élaborées peuvent facilement trouver des applications dans d'autres domaines, notamment les écrans, l'éclairage et les cellules photovoltaïques. Les résultats du projet POINTS ont abouti à deux demandes de brevet et ils ont été largement communiqués par le biais de revues scientifiques et lors de conférences. L'équipe prévoit que le projet aura un effet catalyseur sur l'électronique imprimée dans l'UE, faisant passer l'Europe devant ses concurrents américains et asiatiques sur un marché international énorme. Une vidéo de cette application est disponible en ligne.
Mots‑clés
Électronique imprimée, encres conductrices, transistors en couches minces, dispositifs semi-conducteurs, matériaux hybrides
