Article

1 - STRUCTURE ET PROPRIÉTÉS DES MATÉRIAUX ORGANIQUES

2 - PROPRIÉTÉS PHOTOPHYSIQUES DES MATÉRIAUX ORGANIQUES

3 - APPLICATIONS ET DISPOSITIFS

4 - CONCLUSION

| Réf : E6435 v1

Matériaux organiques pour diodes électroluminescentes et lasers

Auteur(s) : Sébastien FORGET, Sébastien CHENAIS

Date de publication : 10 juil. 2014

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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.

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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.

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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


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BIBLIOGRAPHIE

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