Patterned Flexible and Transparent Electrodes for Future Dynamic Thin Film Optical Devices

L’industrie de l’optoélectronique, étant en constante évolution, est toujours à l’affût de solutions innovantes pouvant améliorer les technologies existantes ou en développer de nouvelles. Les électrodes transparentes, au cœur de plusieurs produits, ne font pas exception à la règle. Parmi les défis, la conception d’électrodes, non pas seulement transparentes, mais également flexibles, marque un point d’intérêt pour l’industrie. Les oxydes transparents et conducteurs sont régulièrement utilisés pour la fabrication d’électrodes transparentes, puisqu’ils conjuguent transparence et conductivité. Parmi ceux-ci, l’oxyde d’indium-étain (ITO) est le matériel le plus fréquemment utilisé. En revanche, l’ITO est fragile, entre autres lorsqu’il est placé sous contraintes mécaniques. De plus, il nécessite une étape de recuit pour améliorer ses propriétés optoélectroniques. Ces deux facteurs font de l’ITO un matériel moins intéressant quand il s’agit d’obtenir une électrode flexible en plus d’être transparente. Par conséquent, des recherches doivent être réalisées dans le but de trouver des solutions alternatives. Pour ce faire, de multiples techniques et matériaux peuvent être combinés pour réussir à obtenir des électrodes transparentes et flexibles. La méthode proposée, dans ce projet, repose sur l’usage de motifs pour créer des zones non conductrices hautement transparentes et des régions conductrices ayant une transparence variable selon les matériaux et les épaisseurs utilisés. Cette technique permet d’améliorer la transmission totale de l’électrode et sa flexibilité, tout en assurant un certain niveau de conductivité. Le but de l’étude étant d’amener cette transmission lumineuse (Tlum) à 90 % ou plus tout en maintenant la résistance de surface (Rs) en deçà ou égale à 50 Ω/□. En ce qui concerne les matériaux, l’étude s’est concentrée sur l’utilisation de métaux ainsi que d’ITO. Grâce aux tests effectués sur les différentes formes et grandeurs des motifs, au cours du projet, une meilleure compréhension de leurs effets sur les propriétés optoélectroniques et la flexibilité des électrodes a pu être établie. Finalement, un appareil a dû être conçu afin de mesurer la flexibilité des électrodes, le laboratoire n’ayant pas d’outils similaires à sa disposition. Ce projet expose une approche nouvelle et alternative afin de fabriquer des électrodes transparentes et flexibles. Le premier élément clé de cette technique consiste à utiliser un empilement de trois couches minces composées d’or et d’ITO (ITO-Au-ITO), déposées sur un substrat de PET par pulvérisation cathodique magnétron.