Diodes électro-luminescentes organiques
Affichage. Visualisation - Écrans OLED

Les premiers résultats d’électroluminescence (EL) organique datent des années 1960 avec l’étude de molécules d’anthracène par Pope et coll. [1]. Mais il faut attendre 1987 pour que soit rapportée la fabrication d’une diode EL à base de matériaux organiques évaporés (petites molécules) qui présente un meilleur rendement lumineux que son équivalent inorganique (1,5 lm/W contre 0,5 lm/W [2]). Puis en 1990, Burroughes et coll. présentent les premiers résultats de diode EL à base de polymères déposés à partir d’une solution [3]. Il apparaît alors possible de fabriquer des afficheurs susceptibles de remplacer ou compléter les dispositifs alors disponibles (tube cathodique CRT, écran à cristaux liquides LCD, écran à micropointes FED, écran plasma…). Depuis, la R&D autour de ce sujet est devenue très active et génère d’importants investissements.

Les raisons pour utiliser l’EL organique pour des applications de visualisation sont les suivantes :

• bon rendement lumineux (∼ 1 lm/W pour afficher du blanc avec un fort potentiel d’amélioration) ;

• faible tension de commande (V_seuil < 3 V, opération < 10 V) ;

• très faible temps de réponse (bien adapté pour l’affichage vidéo) ;

• technologie émissive : la consommation électrique est fonction du contenu de l’image ;

• grand angle de vue (émission lambertienne) ;

• faible épaisseur (déterminée par l’épaisseur du substrat et de la méthode d’encapsulation) et possibilité d’utiliser des substrats souples ;

• potentiellement bon marché (dispositifs à base de simples couches minces, procédé de fabrication basse température compatible avec de grandes surfaces, élimination des filtres colorés et de la boîte à lumière des LCD…).

Cependant, il reste un certain nombre de verrous technologiques qu’il est nécessaire de lever pour bénéficier de ces avantages. Ce sont :

• durée de vie (< 10 000 heures actuellement) et sensibilité à l’humidité, l’oxygène et la température (nécessité d’encapsuler avec un capot de verre ou métallique et utilisation/stockage à moins de 60 ˚C) ;

• vieillissement différentiel des pixels rouges, verts et bleus en fonction de leur utilisation : fort marquage probable et dégradation des couleurs ;

• développement de l’adressage à matrice active (développement de matrices de transistors poly-Si adaptées et bon marché) ;

• développement d’outils de production industrielle adaptés.