Electronique imprimée, flexible, organique

Substrats - Encapsulants - Formulations
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Matériaux

Les substrats
L’avantage de l’électronique imprimée organique est d'utiliser des substrats flexibles. Le choix de ces substrats souples est dicté par les températures de séchage des différentes formulations imprimées sur les substrats.
Les substrats les plus utilisés sont le PET (PolyEthylène Téréphtalate), le PEN (PolyEthylène Naphtalate) pour des formulations avec les solvants de plus hautes températures de séchage. Les substrats papier et PVC sont plutôt utilisés dans les applications de grande consommation telles que les tickets de transport hors contact

Les encapsulants

Les matériaux organiques sont particulièrement sensibles à l’eau, la vapeur et aux températures élevées, ce qui implique de leur faire subir certains traitements (souvent onéreux) afin de les encapsuler. Des progrès certains doivent encore être réalisés dans ce domaine en termes de traitements et de techniques de dépôt afin d’optimiser dans le temps les performances des applications organiques

Les formulations
Il existe actuellement sur le marché différentes formulations :

  • conductrices à base de métaux : le métal Ag est le plus usité mais son coût, actuellement prohibitif met en péril les modèles économiques basés sur ce métal. Il existe pour le remplacer des formulations encore à l’essai basées sur l’oxyde de cuivre,
  • conductrices à base de produits organiques basées sur des polymères organiques utilisés en remplacement des dépôts conducteurs transparents tels que l’ITO ou le ZnO,
  • résistives pour obtenir des fonctions résistives,
  • dielectriques pour obtenir des condensateurs,
  • piezo-résistive pour obtenir directement des capteurs piezo-résistifs.
D’autres polymères organiques sont aussi dopés p et n afin d’obtenir des transistors; les plus usités sont le polythiophène (PEDOT-PSS), la polyaniline (PANI) ou le polypyrrole (PP).

Ces différentes formulations possèdent des rhéologies adaptées aux différentes technologies de dépôts utilisés (sérigraphie,flexographie, …).

Actuellement, la recherche étudie des formulations à base de nanoparticules comprenant des particules métalliques ou graphite. Les recherches en cours permettent d’envisager le remplacement des conducteurs transparents par des formulations à base de graphite nanotubes.

Pour assurer une bonne continuité dans le dépôt du film d'encre ou de polymère, les propriétés de surface du support à imprimer (notamment sa rugosité) représentent des caractéristiques primordiales.

 

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