Eclairage 2007 26 & 27 juin 2007 UTT de Troyes 1 Bernard GEFFROY Les diodes Les diodes é lectroluminescentes lectroluminescentes organiques (OLEDs): organiques (OLEDs): vers de nouvelles sources d vers de nouvelles sources d ’é ’é clairage clairage Bernard Geffroy Laboratoire Composants hybrides CEA-LITEN CEA/Saclay Gif sur Yvette, France [email protected]Eclairage 2007 26 & 27 juin 2007 UTT de Troyes 2 Bernard GEFFROY Plan Introduction Qu’est ce qu’une OLED Principe de fonctionnement Structure des diodes Les matériaux Petites molécules Polymères Performances Techniques de dépôt des films minces Diodes à émission blanche Comment obtenir de la lumière blanche Performance- état de l’art Conclusion
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Les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) · – Merck (Covion & Avecia), Dupont, Dow Chemicals, ... - lower choice of adequat materials + reduced number of different materials
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Eclairage 2007 26 & 27 juin 2007 UTT de Troyes 1Bernard GEFFROY
Les diodes Les diodes éélectroluminescentes lectroluminescentes organiques (OLEDs):organiques (OLEDs):
vers de nouvelles sources dvers de nouvelles sources d’é’éclairageclairage
Xerox, Kodak– Dyes, Aldrich, nombreuses compagnies japonaises
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Semi-conducteurs organiques
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Les matériaux : petites molécules
Matériaux transportde trous
Dopants
RUBRENE
N
OAl
NO
O
N
Alq3
N
N
N
R
Dérivé oxadiazole
DPVBi
Matériaux transportelectrons ou matrice
Un point clé : la pureté des matériaux
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Les matériaux : polymères
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All colours are avaliable
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Matériaux/performances• Petites molécules fluorescentes (Tang et al. 1987)
– Rt quantique externe* de 2 à 5%– Durée de vie quelques 10 000 à 100 000 h
• Polymers (Burroughes et al. 1990)– Rt quantique externe* de quelques %– Durée de vie quelques 10 000 h
• Molécules phosphorescentes (Baldo et al. 1998)– Rt quantique externe* de 10 à 20 %– Durée de vie de l’ordre de 20 000 h (vert) & 100
000 h (rouge) – bleu ‘profond’ (CIE < 0.15) pas encore disponible
• Dendrimères * Hyphothèse : extraction de lumière de 20%
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Points fort des OLEDs
• Faible épaisseur
• Faible poids
• Forte brillance possible
• Grand angle de vue
• Temps de réponse rapide (vidéo)
• Faible consommation
• Toutes les couleurs accessibles (RVB, blanc)
• Faible tension de commande
• Flexibilité
• Plus large gamme de température (par rapport aux LCDs)
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Substrats flexibles
• Possibilité d’utiliser des substrats souples
– Plastique, acier, papier, textile
• Problème majeur : encapsulation
Universal Display Corporation
L=200 cd/m2, e= 175 µm
Pixels : 400 µm x 500 µm
PLED Dupont Plastic Substrate
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Points faibles des OLEDs
• Durée de vie» Principalement à température élevée (T > 100 °C)
• Vieillissement différentiel des couleurs» Bleu vieillit plus vite
• Sensibilité H2O, O2» Encapsulation avec bon effet barrière (pb du souple)
• Commande en courant» Résistance trop élevée de l’ITO, effet joule ---> grande surface
• Variation des couleurs avec la tension» Matériaux, épaisseurs, barrière aux interfaces
• Faible contraste à la lumière ambiante (cathode= miroir)
» Solutions existent mais en général la brillance diminue
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Les techniques de dépôt des films organiques
� Dépôt par évaporation (petites molécules)• évaporation à partir de sources ponctuelles• évaporation à partir de sources linéaires• dépôt en phase vapeur• sources à vanne• ...