Présentation

Article

1 - STRUCTURE ET PROPRIÉTÉS DES MATÉRIAUX ORGANIQUES

2 - PROPRIÉTÉS PHOTOPHYSIQUES DES MATÉRIAUX ORGANIQUES

3 - APPLICATIONS ET DISPOSITIFS

4 - CONCLUSION

| Réf : E6435 v1

Conclusion
Matériaux organiques pour diodes électroluminescentes et lasers

Auteur(s) : Sébastien FORGET, Sébastien CHENAIS

Date de publication : 10 juil. 2014

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

La photonique organique est un domaine pluridisciplinaire en plein essor qui s'intéresse aux phénomènes et aux composants dans lesquels des photons interagissent avec des matériaux organiques. Des dispositifs «organiques» se retrouvent dans de nombreux domaines de la photonique, des capteurs aux émetteurs de lumière. C'est à cette dernière catégorie que cet article est consacré : les bases de la physique des matériaux dits «p-conjugués » sont posées, et leurs propriétés et leur utilisation dans les diodes électroluminescentes et les lasers à base de matériaux organiques décrites.

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Organic materials for electroluminescent diodes and lasers

Organic photonics is a multidisciplinary burgeoning field that focuses on phenomena and components in which photons interact with organic materials. Organic devices can be found in many areas of photonics, from sensors to light emitters. The present article is devoted to this last category: we will lay the foundations of the physics of "p -conjugated materials" and describe their properties and their use in light emitting diodes and lasers based on organic materials.

Auteur(s)

  • Sébastien FORGET : Maître de conférences - Laboratoire de physique des lasers, université Paris 13/CNRS, Sorbonne Paris Cité, Villetaneuse

  • Sébastien CHENAIS : Maître de conférences - Laboratoire de physique des lasers, université Paris 13/CNRS, Sorbonne Paris Cité, Villetaneuse

INTRODUCTION

La photonique organique est un domaine en plein essor qui s'intéresse de manière générale aux phénomènes et aux composants dans lesquels des photons interagissent avec des matériaux organiques. La capacité qu'ont ces derniers d'émettre très efficacement de la lumière dans tout le spectre visible est connue depuis longtemps (lasers à colorants, fluorophores organiques...), mais la découverte au début des années 1980 des semi-conducteurs organiques (dotés en outre de propriétés de transport de charges électriques) a révolutionné le domaine en permettant l'invention et le développement de nouveaux composants tels que les cellules solaires ou les diodes électroluminescentes organiques (OLED). Ces dispositifs, maintenant matures et disponibles sur le marché, tirent également parti des propriétés structurelles spécifiques des matériaux organiques telles que leur faible coût, la possibilité de les adapter à de nombreuses fonctions par ingénierie chimique, ainsi que leur facilité de dépôt et de mise en forme sur de nombreux substrats et sur de grandes surfaces. On peut ainsi viser des applications difficilement accessibles aux technologies inorganiques, telles que des « feuilles de lumière » de grandes dimensions et de manière générale des composants qui s'adaptent facilement à des technologies existantes et de faible coût.

Nous nous intéressons dans cet article à l'émission de lumière par les matériaux organiques, en posant les bases de la photophysique de ces matériaux dits « pi-conjugués » permettant de comprendre quelles sont leurs spécificités et leurs limitations. Nous développerons ensuite deux exemples d'applications à des dispositifs pratiques : les OLED et les lasers organiques. Ces deux applications ont connu des développements différents en raison de la taille différente des marchés qu'elles visent. Les OLED sont largement répandues dans le domaine de l'affichage et elles ambitionnent de devenir une référence pour l'éclairage, avec aujourd'hui plus de 100 lm/W d'efficacité lumineuse démontrés pour des OLED blanches produisant un spectre proche du spectre solaire. Les lasers organiques sont quant à eux encore à un stade de recherche, avec des applications potentielles particulièrement prometteuses dans les domaines de la spectroscopie, des capteurs ou des laboratoires sur puce.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

OLED   |   pi-conjugation   |   lasing   |   lighting   |   display   |   sensing   |   spectroscopy   |   thin film   |   surface nanopatterning

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-e6435


Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(221 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

4. Conclusion

Les matériaux organiques sont devenus des acteurs incontournables du panorama de l'optoélectronique moderne. Il est maintenant possible de décliner tous les composants classiques en version « organique » : diode émettrice de lumière, laser, mais aussi transistors, capteurs, cellules photovoltaïques, éléments non linéaires, etc. À chaque fois, les propriétés sont différentes et souvent complémentaires de celles présentées par les composants inorganiques. Dans de nombreux cas, l'utilisation de matériaux organiques permet d'accéder à des fonctions totalement inaccessibles aux dispositifs inorganiques, et ce souvent à un coût très réduit et avec une facilité de fabrication appréciable. C'est en particulier le cas, pour reprendre les exemples développés dans le présent article, des feuilles de lumière blanche de grandes dimensions que sont les OLED, ou des lasers organiques accordables dans tout le spectre visible. D'un autre côté, les performances pures des semi-conducteurs de la filière inorganique sont souvent indépassables, et leur robustesse et la maturité des processus de fabrication leur assurent pour longtemps une place dominante sur le marché. Les matériaux organiques se positionnent en complément des technologies existantes, tout en étant compatibles avec ces dernières (on peut ainsi déposer très facilement un film organique aussi bien sur du silicium que sur de la silice ou que sur n'importe quel cristal) : on peut donc prévoir en parallèle du développement de composants « tout organiques » un essor de composants hybrides. Un tel exemple d'hybridation technologique démontrée en 2008 est un laser organique pompé par une LED inorganique : un tel dispositif à la fois bas coût et très compact n'a pas d'équivalent dans le monde inorganique.

HAUT DE PAGE

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(221 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Conclusion
Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - LEHNHARDT (M.) et al -   Impact of triplet absorption and triplet-singlet annihilation on the dynamics of optically pumped organic solid-state lasers.  -  Physical Review B, 81(16), p. 165206 (2010).

  • (2) - COLES (H.), MORRIS (S.) -   Liquid-crystal lasers.  -  Nat. Photon, 4(10), p. 676 (2011).

  • (3) - KIM (C.H.) et al -   Modeling the low-voltage regime of organic diodes : origin of the ideality factor.  -  Journal Of Applied Physics, 110(9), p. 093722 (2011).

  • (4) - COROPCEANU (V.) et al -   Charge transport in organic semiconductors.  -  Chemical Reviews, 107(4), p. 926 (2007).

  • (5) - SHIROTA (Y.), KAGEYAMA (H.) -   Charge carrier transporting molecular materials and their applications in devices.  -  Chemical Reviews, 107(4), p. 953 (2007).

  • (6) - MOLITON (A.) -   Optoelectronics of molecules and polymers.  -  ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 95% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Optique Photonique

(221 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS