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La technologie silicium inspire le plastique

Industrie et Technologies
Des scientifiques américains proposent une voie permettant de réaliser des circuits électroniques souples à partir de polymère conducteur en utilisant un procédé combinant masque et exposition à une lumière.

Deux chercheurs en génie des procédés de l’université Penn State Kim et Sudarshan Natarajan, tentent de transférer le schéma de production de circuits électroniques du silicium vers le plastique. Ils viennent de présenter leurs travaux le 8 septembre lors du congrès annuel de l’Americam Chemical Society à New York.

Comme solution, ils proposent d’utiliser le polythiophène, un polymère connu pour ses propriétés électriques mais difficile à mettre en œuvre. Le polythiophène est un polymère conducteur intrinsèque dont la conduction est liée à sa structure présentant une conjugaison de doubles et simples liaisons.

Le problème : une fois produit par polymérisation, ce matériau ne peut être ni refondu ni être mis en solution. Difficile alors de l’utiliser. Certains ont déjà tenté de s’affranchir de cette contrainte en fonctionnalisant le polythiophène afin de rendre justement soluble. Mais le procédé de production des circuits se révèle alors difficile à mettre en œuvre et consommateur d’énergie. 

Les deux chercheurs de Penn State ont quant à eux contourné le problème en déposant des monomères (de thiophène) sur un substrat par un procédé de déposition physique en phase vapeur.

Une fois le substrat recouvert de monomère, ils y appliquent un masque -du type de ceux utilisé dans en électronique à base silicium- avant d’exposer l’ensemble à une lumière UV.

Résultat : la polymérisation s’opère sélectivement sur les régions du substrat exposées à la lumière. L’opération dure quelques minutes. Les monomères «libres» sont alors enlevés du substrat, laissant  apparaître le circuit de polythiophène. Un circuit non seulement conducteur, mais qui présente en plus une flexibilité impossible à obtenir avec la technologie silicium.

Les applications envisagées vont du papier électronique aux écrans souples…

Michel Le Toullec

Site de l’université
Université Penn State : www.psu.edu


 

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