Pour la première fois, il a été possible de produire des électrodes OLED fonctionnelles à partir de graphène. Le processus a été développé par des chercheurs de Fraunhofer en collaboration avec des partenaires de l'industrie et de la recherche. Les OLED peuvent, par exemple, être intégré aux écrans tactiles, et le graphène, un matériau miracle, promet de nombreuses autres applications pour l'avenir.

L'Institut Fraunhofer d'électronique organique, Faisceau d'électrons et technologie plasma FEP de Dresde, avec des partenaires, a réussi pour la première fois à produire des électrodes OLED à partir de graphène. Les électrodes ont une superficie de 2 × 1 centimètre carré. "Ce fut une véritable avancée dans la recherche et l'intégration de matériaux extrêmement exigeants, " déclare le chef de projet de la FEP, le Dr. Beatrice Beyer. Le processus a été développé et optimisé dans le projet "Gladiator" financé par l'UE (Graphene Layers:Production, Caractérisation et Intégration) avec des partenaires de l'industrie et de la recherche.

Le graphène est considéré comme un nouveau matériau miracle. Les avantages du composé de carbone sont impressionnants :le graphène est léger, transparent et extrêmement dur et a plus de résistance à la traction que l'acier. De plus, il est flexible et extrêmement conducteur pour la chaleur ou l'électricité. Le graphène est constitué d'une seule couche d'atomes de carbone qui sont assemblés en une sorte de motif en nid d'abeille. Il ne fait que 0,3 nanomètre d'épaisseur, ce qui représente environ un cent millième de cheveu humain. Le graphène a une variété d'applications - par exemple, comme écran tactile dans les smartphones.

Réaction chimique du cuivre, méthane et hydrogène

La fabrication des électrodes OLED s'effectue sous vide. Dans une chambre en acier, une plaquette de cuivre de haute pureté est chauffée à environ 800 degrés. L'équipe de recherche fournit alors un mélange de méthane et d'hydrogène et initie une réaction chimique. Le méthane se dissout dans le cuivre et forme des atomes de carbone, qui s'étendent à la surface. Ce processus ne prend que quelques minutes. Après une phase de refroidissement, un polymère porteur est placé sur le graphène et la plaque de cuivre est gravée.

Le projet Gladiator a été lancé en novembre 2013. L'équipe Fraunhofer travaille sur les prochaines étapes jusqu'à la conclusion en avril 2017. Pendant le reste du projet, les impuretés et les défauts qui se produisent lors du transfert du graphène ultrafin vers un autre matériau support doivent être minimisés. Le projet est soutenu par la Commission européenne à hauteur de 12,4 millions d'euros. Les partenaires industriels importants de l'Institut Fraunhofer sont la société espagnole Graphenea S.A., qui est responsable de la production des électrodes de graphène, ainsi que le britannique Aixtron Ltd., qui est responsable de la construction des réacteurs CVD de production.

Applications du photovoltaïque à la médecine

« Les premiers produits pourraient déjà être lancés dans deux à trois ans », dit Beyer avec assurance. En raison de leur flexibilité, les électrodes de graphène sont idéales pour les écrans tactiles. Ils ne se cassent pas lorsque l'appareil tombe au sol. Au lieu de verre, on utiliserait un film polymère transparent. De nombreuses autres applications sont également envisageables :sous windows, le graphène transparent pourrait réguler la transmission lumineuse ou servir d'électrode dans des filtres de polarisation. Le graphène peut également être utilisé dans le photovoltaïque, textiles de haute technologie et même en médecine.