organic light emitting diodes c.w. tang et s.a. vanslyke, appl. phys. lett. 51 (1987) 913 kodak,...

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