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RÉSUMÉ
Les progrès énormes réalisés ces dernières années dans les systèmes à base de composés organiques électroluminescents ont permis de donner naissance à la technologie OLED "Organic Light Emitting Diode". Cet article décrit les différents matériaux utilisés dans ces structures (polymères et molécules de faible masse molaire), leurs performances mais aussi les difficultés liées à leur vieillissement, la problématique de l’adressage et de l’obtention de la pleine couleur. Sont ensuite présentés les différents afficheurs commercialisés à ce jour.
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Pierre LE BARNY : Groupe composants optiques et systèmes sécuritaires - Thales Research and Technology – France
INTRODUCTION
Des matériaux aux systèmes de visualisation commercialisés
Dans le premier dossier [E 3 106], nous avons exposé les principes de base qui gouvernent l’électroluminescence en insistant sur les mécanismes d’injection de transport et de recombinaison des charges. Nous avons vu également comment il était possible d’améliorer les rendements lumineux, en particulier en dopant les couches émettrices et en mettant à profit la phosphorescence de certains complexes organométalliques.
Dans ce second dossier, nous présentons les différents matériaux utilisés en électroluminescence organique (polymères et molécules de faible masse molaire) en insistant dans le cas des polymères sur les efforts faits pour développer des voies de synthèse adaptées. Puis, nous discutons les problèmes liés au vieillissement des structures. Nous exposons ensuite la problématique de l’adressage et de l’obtention de la pleine couleur dans le cas des OLED (Organic Light Emitting Diode). Enfin, nous décrivons les performances des différents afficheurs commercialisés à ce jour ainsi que celles des démonstrateurs les plus avancés techniquement.
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Conclusion4. Réalisations industrielles
On retrouve les afficheurs à matrice passive dans les panneaux fronteaux des autoradios (Pionneer, TDK...), les téléphones portables (Motorola...), les lecteurs MP3. Philips a introduit en 2002 un rasoir électrique incorporant un afficheur monochrome à base de polymère EL indiquant le niveau de la batterie. La figure 37 donne quelques exemples de produits commercialisés où sont intégrés des afficheurs OLED.
À coté de ces applications grand public, deux sociétés (Micro Emissive Displays et eMagin) fabriquent des microdispositifs de visualisation (microdisplays) qui ont aussi pour vocation d’être implantés dans des systèmes professionnels.
Micro Emissive Displays propose un microdispositif de visualisation QVGA à base de polymère EL sur CMOS (320 × 240 × RVB pixels au pas de 18 µm) de 0,28 pouce de diagonale (7,1 mm).
eMagin quant à lui, propose 5 « microdisplays » de type SVGA (852 × 600 × RVB pixels) légèrement différents à base de molécules évaporées, de 0,62 pouce de diagonale (15,7 mm) (figure 38a). Ces afficheurs sont utilisés dans des microvisionneuses (figure 38b) et dans des systèmes 3D de stéréovision (figure 38c).
Des kits de démonstrations disponibles dans le commerce (eMagin, Osram, RiTDisplays) permettent aux futurs acquéreurs de se familiariser avec cette nouvelle technologie.
Par ailleurs, de nombreux démonstrateurs sont régulièrement présentés dans des conférences internationales montrant les avancées dans le domaine. Ainsi, Novaled en collaboration avec l’Université de Dresde a introduit un nouveau concept en dopant les matériaux transporteurs de trous et d’électrons. À titre d’exemple, la couche HTL (Hole Transporting Layer) est dopée avec une molécule de type p : la F4- TCNQ et la couche ETL (Electron Transporting Layer) est dopée avec un atome de type n : le lithium [39]. En utilisant cette approche, Novaled a mis au point une architecture de diode qui émet dans le vert avec un rendement lumineux record de 110 lm/W pour une luminance de 1 000 cd/m2 [40]. Finalement, le démonstrateur le plus abouti est certainement l’écran de télévision de 40′′ (1,01 m)...
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