L'écran souple OLED

12.04.2010

L'électroluminescence produite par certains matériaux a été démontrée par A. Bernanose et Cie de l'université de Nancy (France) en 1950. Pour ce faire, ils ont montré qu'un film cristallin composé de petites molécules devenait électroluminescent lorsqu'on lui appliquait un courant alternatif de haut voltage.
Les dispositifs électroluminescents vont faire de rapides progrès dans les années 60 et les matériaux polymères vont devenir davantage utilisés avec des produits tels que : Polyaniline, Polypyrrole, et le plus conducteur, le Polyacethylène.

R. Partridge du National Physical Laboratory (Grande Bretagne) a tenté le premier de fabriquer une LED organique en 1975. A partir de ce moment, l'intérêt pour ce genre de dispositif va s'accroître et beaucoup de sociétés importantes comme Kodak, Sony, Samsung, ou encore Siemens, vont contribuer à l'avancement de la recherche dans ce domaine.

Comment cela fonctionne-t-il?

Les OLED et PLED classiques sont fabriquées à partir d'un matériau conducteur émetteur de lumière (comme les polymères π-conjugués ou les colorants organiques) qui est capable de transporter les électrons, et de deux électrodes dont l'une doit être transparente à la lumière. En pratique, l'usage de deux autres matériaux est nécessaire, en particulier pour améliorer le contact et avoir une bonne affinité entre l'électrode et la couche organique. Pour cela, il est habituel d'utiliser des polymères mixtes PEDOT-PSS qui ont une bonne affinité à la fois avec l'électrode et avec la couche active. L'autre matériau assure le transport des trous et est appelé donneur : il est destiné à favoriser la séparation des charges positives et négatives et ainsi améliorer la puissance lumineuse.

lorsqu'une différence de potentiel est appliquée entre les deux électrodes, un mouvement d'électrons est créé et que cela entraîne une séparation entre l'électron et le trou. Alors, la couche émettrice se charge négativement, tandis que la couche conductrice se charge positivement, conduisant à une recombinaison des deux charges qui entraîne une chute des niveaux d'énergie des électrons, accompagnée d'une émission de lumière.
Quels sont les matériaux utilisés pour fabriquer des OLED/PLED?

Les polymères les plus couramment utilisés pour la couche émettrice de lumière sont les MEH-PPV, les P3HT, ainsi que les dérivés du polyfluorène. On utilise aussi un certain nombre de petites molécules comme Alq3, les méso-tétraphenylporphines ou les N,N'-bis (3-methylphenyl)-N,B-diphenyl-benzidines.

Pour la couche conductrice, les matériaux les plus utilisés sont les PCBM et les dérivés du pérylène.

L'anode est habituellement en ITO pour des raisons de transparence à la lumière visible et de sa capacité à injecter des trous dans la couche polymère. La cathode, en revanche, qui doit être un bon donneur d'électrons et un bon réflecteur est généralement en aluminium ou en calcium.

Où pouvons-nous trouver des applications de cette technologie?

Actuellement, l'utilisation par l'industrie de ces phénomènes d'électroluminescence se limite à la fabrication de petits écrans pour téléphones cellulaires, lecteurs mp3 et autres. Seules quelques grandes compagnies se sont lancées dans la fabrication d'écrans de grandes dimensions pour la télévision, comme Sony, Epson ou Samsung. Vous en trouverez quelques images ci-dessous :

Un des gros avantages de la technologie OLED/PLED est de permettre la réalisation d'écrans flexibles

Et qui offrent aussi une excellente résolution des couleurs, sans perte de contraste, même avec un angle d'inclinaison élevé.

Quelques images d'OLED dans leur utilisation de base: l'émission de lumière

Cette technologie ne fournit pas une puissance suffisante actuellement pour permettre de l'utiliser comme source de lumière, mais, si nous prenons en compte les progrès très rapides qui ont été faits ces dernières années par les laboratoires de R&D, nous pouvons espérer que cela deviendra le cas dans un futur proche.