Encapsulation des diodes organiques électroluminescentes et microbatteries par ALD

Les applications des circuits en couches minces sont nombreuses aujourd’hui et touchent toutes les disciplines de la microélectronique : les OLED (Organic Light Emitting Diode) pour l’affichage et l’éclairage, les OPV (Organic PhotoVoltaics) pour la récupération d’énergie solaire, ou les OPD (Organic PhotoDiode) pour la photodétection, les OTFT (Organic Thin Film Transistor) pour l’électronique ou encore les microbatteries pour le stockage d’énergie. Quel que soit le dispositif visé, basé sur l’intégration de semi-conducteurs organiques ou inorganiques, un des problèmes majeurs réside dans la grande sensibilité des composants à l’atmosphère respirable, notamment à l’oxygène et la vapeur d’eau.

L’encapsulation de produits commerciaux est réalisée grâce à l’emploi de capots en verre scellés hermétiquement sous gaz inerte autour des dispositifs par le biais d’un frittage laser du verre. Toutefois, cette solution revêt de nombreux défauts tels que le coût, la logique du procédé, ou la perte de flexibilité. Les technologies employant des couches minces barrières aux gaz ont donc été développées afin de remplacer les capots rigides. La technologie ALD fait partie des technologies permettant d’accéder à des niveaux barrières très élevés, caractérisés par des WVTR (Water Vapour Transmission Rates) très faibles. Le présent article décrit l’application de la technologie ALD pour l’encapsulation de dispositifs OLED puis des microbatteries. Les spécificités liées à chacun des dispositifs électroniques seront ainsi abordées.

Un tableau de sigles est présenté en fin d’article.