C.W. Tang et S.A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51 (1987) 913 Organic Light Emitting Diodes C.W. Tang et S.A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51 (1987) 913 Kodak, Rochester USA

Semi-conducteurs organiques électronique moléculaire

Électrons délocalisés dans les systèmes à doubles liaisons conjuguées orbitale atomique orbitales moléculaires bande d’énergie L Le gap augmente quand L diminue Eg

PPV = poly(phénylène-vinylène) Eg = 2,5 eV Semi-conducteurs organiques à doubles liaisons conjugués b.c. b.v. Eg ≈ 1,5 à 3 eV PPV = poly(phénylène-vinylène) Eg = 2,5 eV émission jaune-vert Dopage des semiconducteurs organiques Semi-conducteurs intrinsèques Semi-conducteurs extrinsèque par dopage ‘n’ ou ‘p’ diodes organiques

Dopage des semi-conducteurs organiques chimique ou électrochimique (CH)x + xy(1,5I2) [CHy+(I3-)y]x y ≤ 0,07 la conductivité passe de 10-5 à 103 S/cm I2 I3- oxydation par l’iode I2 Oxydation trous positifs semi-conducteur ‘ p ’ Réduction électrons semi-conducteur ‘n’ (CH)x + xyLi+ + xye- [(Li+)y(CH)y-]x y ≤ 0,1 (+ rare)

Semi-conducteurs organiques extrinsèques p+ e- Réduction ‘p’ Oxydation ‘n’ -e +e en général il y a un fort couplage vibronique électrons-phonons polarons -sauts entre états localisés

Electroluminescence organique Luminophore organique anode cathode p+ e- 1 couche organique entre 2 électrodes Double injection de charges au sein de la couche organique et recombinaison avec émission lumineuse performances très mauvaises Systèmes à plusieurs couches

2 couches organiques entre une anode transparente et une cathode métallique C.W. Tang et S.A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51 (1987) 913 Kodak, Rochester USA recombinaison des e- et p+ au sein de la couche émissive

transport des électrons Alq3 = quinolate d’aluminium 0,2 mm 1ère couche transport des électrons Alq3 = quinolate d’aluminium 2ème couche transport des trous et couche émissive NPB = NN’-dinaphtalène-1-yl-NN’diphényl benzidine

Semiconducteur organique Schéma des niveaux d’énergie d’une OLED 10 LUMO HOMO e- p+ Semiconducteur organique Anode Cathode hn e- + - p+ Anode In2O3/SnO2 Cathode métallique

Transporteur d’électrons tris-hydroxy-8 quinoléinate d’aluminium (Alq3)

Couche émissive - transporteur de trous NPB NPB = NN’-dinaphtalène-1-yl-NN’diphényl benzidine

La couleur de l’émission dépend du semi-conducteur organique J.M. Frigerio

RGB On peut améliorer les performances de l’OLED en incluant des dopants entre les 2 couches organiques rouge bleu RGB vert

Élaboration de dispositifs OLED Molécules : dépôt en phase vapeur de précurseurs moléculaires Philips Polymères : spin-coating sérigraphie jet d’encre encapsulation impression jet d’encre

Alq3 : molécule déposée en phase vapeur sous vide le greffage sur polymère permet d’utiliser des techniques + simples M. Weck A. Meyers Georgia Institute of Technology ACS - mars 2003 dépôt par spin-coating de solutions

Écrans plats Chaque couche ≈ 100 nm épaisseur ≈ mm Al Alq3 NPB ITO verre Alq3 NPB Chaque couche ≈ 100 nm épaisseur ≈ mm

Philips Rasoir Sensotec

Électrodes transparentes émission des deux côtés Transparent OLED = TOLED Électrodes transparentes émission des deux côtés

rouge vert bleu 20

Réalisation d’images colorées RGB Gérard Friour

Samsung

WOLED = White OLED

FOLED Flexible OLED TOLED FOLED

Flexible OLED support plastique souple dupont kodak

30

Écran flexible déroulable