Thèse soutenue

Développement d’un procédé de fabrication par impression jet d’encre pour la fabrication de circuit électronique à base de matériaux organiques
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Auteur / Autrice : Seung Jae Moon
Direction : Emmanuel JacquesByung Seong Bae
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Électronique
Date : Soutenance le 17/06/2020
Etablissement(s) : Rennes 1 en cotutelle avec Hoseo University (Corée du Sud)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Électronique et de Télécommunications (Rennes)

Résumé

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L’objectif de cette thèse était de démontrer les potentialités du procédé technologique d’impression jet d’encre pour la fabrication de circuits numériques à base de matériaux organiques. Une première étape sur le développement d’une structure de transistor couches minces organiques (OTFTs) fabriquée par impression jet d’encre a permis d’appréhender les mécanismes d’intéraction entre les différents matériaux déposés en solution. A partir de cette étude, la structure a pu être optimisée afin d’obtenir des performances électriques uniformes et reproductibles. Les transistors en couches minces organiques ont ensuite été modélisés électriquement à l’aide d’un modèle simple (Aim-Extract, Aim-Spice). La comparaison entre caractérisations et simulations électriques ont démontré la possibilité de prédire le comportement électrique de la structure OTFT imprimée.A partir de ce modèle, des portes logiques élémentaires ont été simulées puis fabriquées par la technologie d’impression jet d’encre. Les limitations en termes de temps de réponse des circuits et de tensions d’alimentation ont ainsi pu être déterminés. Finalement, des circuits électroniques combinatoires et séquentiels plus complexes, tel que des multiplexeurs et des bascules de type D, ont été fabriqués et caractérisés. La démarche employée au cours de cette étude, à savoir, l’optimisation de la structure OTFT, la modélisation électrique et la fabrication d’un circuit électronique complet a démontré les potentialités de l’impression jet d’encre pour la réalisation d’électronique bas-coût, grande surface, entièrement additive et potentiellement flexible.