Organic Light Emitting Diodes

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

Semi-conducteurs organiques

électronique moléculaire

Électrons délocalisés dans les systèmes à doubles liaisons conjuguées

orbitaleatomique

orbitales moléculaires

banded’énergie

L

Le gap augmente quand L diminue

Eg

Semi-conducteurs organiques à doubles liaisons conjugués

Eg ≈ 1,5 à 3 eV

PPV = poly(phénylène-vinylène) Eg = 2,5 eVémission jaune-vert

b.c.

b.v.

Semi-conducteurs intrinsèques

Semi-conducteurs extrinsèque par dopage ‘n’ ou ‘p’

diodes organiques

Dopage des semiconducteurs organiques

Dopage des semi-conducteurs organiques

chimique ou électrochimique

Réduction électrons semi-conducteur ‘n’

(CH)x + xyLi+ + xye- [(Li+)y(CH)y-]x y ≤ 0,1

(+ rare)

(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 ’

en général il y a un fort couplage vibronique électrons-phonons

polarons -sauts entre états localisés

Semi-conducteurs organiques extrinsèques

p+

e-

Réduction ‘p’

Oxydation ‘n’

-e

+e

Electroluminescence organique

Double injection de charges au sein de la couche organique

et recombinaison avec émission lumineuse

performances très mauvaises

1 couche organique entre 2 électrodes Luminophore organique

anode

cathode

p+

e-

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) 913Kodak, Rochester USA

recombinaison des e- et p+ au sein de la couche émissive

1ère couche transport des électrons

Alq3 = quinolate d’aluminium2ème couche

transport des trous et couche émissiveNPB = NN’-dinaphtalène-1-yl-NN’diphényl benzidine

0,2 m

Schéma des niveaux d’énergie d’une OLED

LUMO

HOMO

e-

p+

Semiconducteur organique

Anode Cathode

h

AnodeIn2O3/SnO2

Cathodemétallique

+ -

p+

e-

10

Transporteur d’électrons

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

NPB

Couche émissive - transporteur de trous

NPB = NN’-dinaphtalène-1-yl-NN’diphényl benzidine

La couleur de l’émission dépend du semi-conducteur organique

J.M. Frigerio

bleu

vert

rouge

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

RGB

Élaboration de dispositifs OLED

Molécules :dépôt en phase vapeurde précurseurs moléculaires

Polymères :spin-coatingsérigraphiejet d’encreencapsulation

impression jet d’encre

Philips

Alq3 : molécule déposée en phase vapeur sous videle greffage sur polymère permet d’utiliser des techniques + simples

dépôt par spin-coating de solutions

ACS - mars 2003

Georgia Institute of Technology

M. Weck A. Meyers

Al

ITO

verre

Alq3

NPB

Chaque couche ≈ 100 nm

Écrans plats

épaisseur ≈ m

Philips

Rasoir Sensotec

Transparent OLED = TOLED

Électrodes transparentes

émission des deux côtés

rouge

vertbleu

20

Réalisation d’images colorées

RGB

Gérard Friour

Samsung

WOLED = White OLED

FOLED

Flexible OLED

TOLED

FOLED

dupont

kodak

Flexible OLED

support plastique souple

QuickTime™ et un décompresseurVidÈo sont requis pour visualiser

cette image.

30

Écran flexible déroulable