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RÉSUMÉ
Les matériaux organiques électroluminescents apparaissent particulièrement prometteurs pour une nouvelle technologie d’afficheurs. Il est même possible d’en améliorer les rendements lumineux en dopant les couches émettrices. Cet article se focalise sur les polymères électroluminescents, ainsi que sur les molécules de faible masse molaire. Sont présentés les causes identifiées de leur dégradation et leurs remèdes, puis les problèmes d’adressage et de réalisation d’un écran couleur dans le cas des OLED (Organic Light Emitting Diode). Les performances des afficheurs et des microdispositifs sont ensuite exposées pour leurs différentes applications.
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Auteur(s)
-
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 , 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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3. Applications en visualisation
En incorporant les meilleurs matériaux organiques électroluminescents de très grande pureté dans des structures de diodes optimisées, il a été possible ces dernières années d’améliorer les performances des diodes à un point tel que la production de petits afficheurs et la démonstration de dispositifs d’affichage plus complexes sont devenues une réalité. Dans ce qui suit, avant de présenter l’état de l’art industriel nous allons tout d’abord discuter les problèmes spécifiques liés à l’adressage et à l’obtention des couleurs lors de la mise en œuvre des matériaux organiques électroluminescents.
3.1 Adressage
Une image est créée par la juxtaposition de points élémentaires appelés pixels. Plus le nombre de pixels est élevé, meilleure est la résolution de l’image. La problématique de l’adressage est qu’il faut amener chaque pixel au niveau de brillance requis pour créer l’image voulue. Dans le cas des afficheurs électroluminescents organiques, cela signifie qu’il faut amener en chaque point la densité de courant nécessaire pour obtenir la luminance désirée.
HAUT DE PAGE3.1.1 Multiplexage au moyen d’une matrice passive
L’examen des caractéristiques des diodes EL organiques (cf. [, figure 8]) montre d’une part que l’effet électrooptique mis en jeu est non linéaire et d’autre part, que cet effet présente une tension seuil. Par conséquent, les deux conditions nécessaires au multiplexage par une matrice passive sont réunies dans le cas des matériaux organiques électroluminescents. Concrètement, l’afficheur est constitué d’électrodes lignes et d’électrodes colonnes (figure 24). Les pixels sont définis par l’intersection des lignes et des colonnes. Les pixels appartenant à une même ligne partagent la même cathode et les pixels situés sur une même colonne sont reliés à la même anode. L’application...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHEN (C.H.), SHI (J.), TANG (C.W.) - * - Macromol. Symp., 125, 1-48 (1997).
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(2) - MARTIN (R.E.), GENESTE (F.), HOLMES (A.B.) - * - CR Acad. Sci. Paris t. 1, série IV pp. 447-470 (2000).
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(3) - WEINFURTNER (K.H.), WEISSÖRTEL (F.), HARMGARTH (G.), SALBECK (J.) - * - Proc. SPIE, 3476, 40-48 (1998).
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(4) - SANO (T.), FUJII (T.), NISHIO (Y.), HAMADA (Y.), SHIBATA (K.), KUROKI (K.) - * - Jpn. J. Appl. Phys., 36(6A), Part 1, 3124 (1995).
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(6) - JIANG (J.), JIANG (C.), YANG (W.), ZHEN (H.), HUANG (F.), CAO (Y.) - * - Macromolécules, 38, 4072-4080 (2005).
-
...
ANNEXES
L’industrie des OLED est maintenant une réalité. Il y a une vingtaine de sites de production dans le monde qui appartiennent à
Pioneer, RiTDisplay, Samsung SDI, TDK, Sanyo/Kodak(AM), Teco, Univision, Ness pour les molécules évaporées et Delta Optronics, DuPont/RiT display, Osram pour les polymères.
On estime à :
-
20 millions le nombre d’afficheurs à matrice passive vendus en 2003 ;
-
2 millions le nombre d’afficheurs à matrice active vendus en 2003 ;
ce qui représente un chiffre d’affaire de 219 millions de dollars.
Les parts du marché se répartissent de la manière suivante :
-
33,9 % Pioneer ;
-
36,7 % RiT Display ;
-
28,2 % SNMD Samsung, Nec, Mobile displays.
(liste non exhaustive)
Il faut distinguer le cas des molécules évaporées de celle des polymères.
Molécules évaporées
Un certain nombre de molécules évaporées sont dans les catalogues classiques de chimie fine (Aldrich, Lancaster,…).
D’autres molécules sont vendues spécifiquement par certaines sociétés comme :
-
Syntec (Allemagne) https://www.synthon-chemicals.com/ ;
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H. W. Sands Corp. (USA) ...
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