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O rganic L ight E mitting D iodes. C.W. Tang et S.A. VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51 (1987) 913 Kodak, Rochester USA. Semi-conducteurs organiques. électronique moléculaire. orbitales moléculaires. bande d’énergie. orbitale atomique. E g. Le gap augmente quand L diminue. L.

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Presentation Transcript
O rganic l ight e mitting d iodes

Organic Light Emitting Diodes

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

Kodak, Rochester USA


O rganic l ight e mitting d iodes

Semi-conducteurs

organiques

électronique moléculaire


O rganic l ight e mitting d iodes

orbitales moléculaires

bande

d’énergie

orbitale

atomique

Eg

Le gap augmente quand L diminue

L

Électrons délocalisés dans les systèmes à doubles liaisons conjuguées


O rganic l ight e mitting d iodes

b.v.

b.c.

Semi-conducteurs organiques à doubles liaisons conjugués

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


O rganic l ight e mitting d iodes

Oxydation trous positifs semi-conducteur ‘ p ’

I2 I3-

oxydation par l’iode I2

(CH)x + xy(1,5I2) [CHy+(I3-)y]x y ≤ 0,07

la conductivité passe de 10-5 à 103 S/cm

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

Réduction électrons semi-conducteur ‘n’

(+ rare)

Dopage des semi-conducteurs organiques

chimique ou électrochimique


O rganic l ight e mitting d iodes

Réduction ‘p’

p+

-e

+e

e-

Oxydation ‘n’

Semi-conducteurs organiques extrinsèques

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

polarons -sauts entre états localisés


O rganic l ight e mitting d iodes

p+

anode

Luminophore

organique

e-

cathode

Systèmes à plusieurs couches

Electroluminescence organique

1 couche organique entre 2 électrodes

Double injection de charges au sein de la couche organique

et recombinaison avec émission lumineuse

performances très mauvaises


O rganic l ight e mitting d iodes

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


O rganic l ight e mitting d iodes

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


O rganic l ight e mitting d iodes

LUMO

e-

HOMO

p+

Anode

Cathode

Semiconducteur organique

hn

Schéma des niveaux d’énergie d’une OLED

10

e-

+

-

p+

Anode

In2O3/SnO2

Cathode

métallique


O rganic l ight e mitting d iodes

Transporteur d’électrons

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


O rganic l ight e mitting d iodes

NPB

Couche émissive - transporteur de trous

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



O rganic l ight e mitting d iodes

bleu organique

rouge

vert

On peut améliorer les performances de l’OLED

en incluant des dopants entre les 2 couches organiques

RGB


O rganic l ight e mitting d iodes

Élaboration de dispositifs OLED organique

Molécules :

dépôt en phase vapeur

de précurseurs moléculaires

Philips

Polymères :

spin-coating

sérigraphie

jet d’encre

encapsulation

impression jet d’encre


O rganic l ight e mitting d iodes

A. Meyers organique

M. Weck

Alq3 : molécule déposée en phase vapeur sous vide

le greffage sur polymère permet d’utiliser des techniques + simples

Georgia Institute of Technology

ACS - mars 2003

dépôt par spin-coating

de solutions


O rganic l ight e mitting d iodes

Al organique

Alq3

NPB

ITO

verre

Écrans plats

Chaque couche ≈ 100 nm

épaisseur ≈ mm


O rganic l ight e mitting d iodes

Philips organique

Rasoir Sensotec


O rganic l ight e mitting d iodes

Transparent OLED = TOLED organique

Électrodes transparentes

émission des deux côtés


O rganic l ight e mitting d iodes

rouge organique

vert

bleu

20


O rganic l ight e mitting d iodes

Réalisation d’images colorées organique

RGB

Gérard Friour


O rganic l ight e mitting d iodes

Samsung organique



O rganic l ight e mitting d iodes

FOLED organique

Flexible OLED

TOLED

FOLED


O rganic l ight e mitting d iodes

kodak organique

dupont

Flexible OLED

support plastique souple


O rganic l ight e mitting d iodes

30 organique