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Bientôt des écrans élastiques !

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Après les écrans souples, les chercheurs veulent désormais réaliser des afficheurs étirables et bon marché que l'on pourrait littéralement imprimer sur de multiples objets. Un laboratoire japonais vient de décrire un prototype qui, en plus, préfigure d'autres applications de l'électronique souple.

A l'état de prototype, cet écran souple est composé de connecteurs en polymère additionné de nanotubes de carbone, reliant des diodes organiques (Oled). Souple, il est même étirable et peut être appliqué sur une surface courbe. © Takao Someya / université deTokyo

L'écran souple utilisable comme un rouleau de parchemin, et souvent appelé papier électronique, n'est pas une utopie. Plusieurs laboratoires et, déjà, des industriels en ont réalisé. Samsung a montré l'an dernier un prototype étonnant d'un écran épais de seulement cinq centièmes de millimètre. Philips y travaille également depuis plusieurs années et une filiale créée pour l'occasion, Polymer Vision, devait lancer fin 2008 Readius, le premier PDA à écran enroulable. La mauvaise météo de l'économie mondiale est jugée responsable du retard au décollage de cet appareil, présenté comme un concurrent des livres électroniques, comme les Kindle d'Amazon et le Sony Reader, mais capable aussi de servir de terminal Internet connecté sur les réseaux de téléphonie cellulaire.

Ces écrans souples peuvent se déformer mais en général dans une seule direction, ce qui permet de les enrouler. Cela ne semble pas suffire aux chercheurs ni à l'industrie électronique. Parmi les écrans du futur figurent en bonne place des affichages souples, étirables, déformables et même peu coûteux, que l'on pourrait appliquer sur toutes sortes de supports.

Au Japon, le laboratoire de Takao Someya étudie cette possibilité depuis longtemps. En 2008, l'équipe avait montré un circuit électronique souple réalisé à l'aide d'un polymère élastique rendu conducteur par l'addition de nanotubes de carbone. L'écran souple ne serait alors qu'une des applications de ces circuits électroniques déformables dans tous les sens.

Le premier circuit électronique souple de l'équipe japonaise. Il peut servir à réaliser un écran, ce qui vient d'être fait, ou bien d'autres circuits. (Cliquer sur l'image pour l'agrandir.) © Takao Someya Group

Un circuit imprimable

Sur ce matériau souple et conducteur, l'équipe de Takao Someya a installé un réseau de diodes organiques (Oled) et de transistors pour les contrôler. Pour le fabriquer, la technique ressemble... à celle de l'impression à jet d'encre. Les nanotubes sont dissous dans un liquide chargé (comportant des ions), lequel est ensuite projeté sous pression sur une pâte de polymère. Une grille sert de masque pour imprimer le motif du circuit.

L'équipe décrit sa réalisation dans la revue Nature Materials et explique que les nanotubes, grâce à la pression, se répartissent de manière uniforme dans le polymère. Les chercheurs ont pu les déposer pour tracer des conducteurs larges de 100 micromètres et formant une grille capable d'alimenter en électricité les transistors et les diodes, déposés ensuite.

Le résultat est une surface capable d'allumer individuellement des pixels et que l'on peut étirer jusqu'à une fois et demie la taille initiale, avec une déformation assez faible de chaque point lumineux.

Une telle surface souple pourrait donc être appliquée sur un support quelconque et pas forcément plan. De plus, bien d'autres applications sont envisageables, comme l'ont déjà étudié les chercheurs japonais. Les diodes organiques Oled pourraient par exemple être remplacées par des capteurs de pression pour réaliser une surface sensible. Takao Someya a déjà commencé à explorer la possibilité d'en faire une sorte de peau électronique qui donnerait à un robot le sens du toucher. Les scientifiques imaginent aussi des dispositifs implantables dans le corps pour des applications médicales.

Tout cela est encore très loin mais ces travaux illustrent bien les possibilités de l'électronique souple, dont les circuits pourraient être imprimés facilement sur des matériaux variés, comme des vêtements, des prothèses ou des robots...