Des nanofils métalliques à l’origine des écrans flexibles de demain

Par 11 septembre 2013
Smartphone

Si les grands constructeurs de terminaux mobiles ont posé des brevets pour des écrans souples, les annonces tardent à venir. Et pour cause, la technologie actuelle serait bien trop chère et les composants trop rares.

Si la navigation par l’air ou si des composites à base d’eau et de savon pourraient constituer nos interfaces tactiles d’après-demain, l’avènement des écrans flexibles devrait arriver plus tôt encore. Aujourd’hui,  nos écrans tactiles sont déjà omniprésents et quasiment indispensables. Or, il existe une clé de voûte rendant possible la technologie actuelle : il s’agit des conducteurs transparents. Ceux-ci sont à l’origine des brevets relatifs aux écrans souples récemment déposés. Néanmoins, le coût et les limites physiques de la matière à l’origine de ces conducteurs entraveraient les avancées vers la flexibilité des écrans. C’est pourquoi une collaboration entre des chercheurs de l’Université de Pennsylvanie et de la Duke University s’est mise en place pour trouver une nouvelle manière de concevoir des conducteurs transparents. La solution semble avoir été trouvée avec les nanofils métalliques. Ceux-ci bénéficieraient d’une plus grande solidité et d’un moindre coût de production par rapport aux matériaux actuels.

Des nanofils métalliques pulvérisables sur une surface souple

Le matériau standard de l’industrie est l’oxyde d’indium-étain. Celui-ci est déposé en deux couches minces de chaque côté d’un film de séparation. Les modifications de la résistance électrique entre les deux couches permettent de savoir où la touche de l’utilisateur a eu lieu. Cette technique fiable est cependant inadaptée à une souplesse du support qui casserait les couches d’oxyde d’indium-étain. Les nanofils métalliques ont la particularité de pouvoir se trouver en suspension dans un liquide. Ils peuvent ainsi être peints ou pulvérisés sur tout type de surface. Le majeur défi avec ce matériau consiste à fiabiliser le processus. En effet, s’ils sont peu couteux à produire, les nanofils métalliques ne constituent qu’un réseau aléatoire à la différence des couches uniformes d’ d’oxyde d’indium-étain.

Un modèle informatique pour une transparence maximale et une résistance électrique minimale.

Le groupe de l’Université de Pennsylvanie a de son côté réussi à déterminer le nombre de nanofils nécessaires au raccordement de deux extrémités d’une surface et a illustré cette découverte par des modèles 2D et 3D. Dès lors, les chercheurs de la Duke University ont pu déterminer la longueur et le diamètre des nanofils nécessaires pour relier les extrémités d’un espace tout en le laissant transparent. De plus, la simulation à disposition de cette équipe a également permis d’apprécier la résistance électrique minimale nécessaire à la fiabilité du processus tactile. «Cette simulation nous montre combien de nanofils nous devons appliquer pour atteindre la zone pour obtenir la meilleure combinaison entre transparence et  résistance”, déclare Benjamin Wiley du Département de chimie de Duke.

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