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RÉSUMÉ
L'électronique organique est de nos jours sur le devant de la scène scientifique et technique. Parmi les dispositifs les plus courants, les diodes électroluminescentes organiques (OLED) et les cellules photovoltaïques organiques (OPV) ont été largement étudiées. Les OLED sont en particulier commercialisées sous forme d'afficheurs dans les smartphones modernes. Le problème de ces circuits et des semi-conducteurs organiques qui les composent réside en leur dégradation rapide en présence des gaz oxydants de l'atmosphère, eau et oxygène. Cette sensibilité implique des procédés d'encapsulation coûteux, fragiles et rigides (verre). Des technologies d'encapsulation de nouvelle génération sont donc développées afin de proposer des niveaux barrières aux gaz très élevés et permettre la réalisation de dispositifs d'électronique organique de nouvelle génération : moins chers, flexibles ou conformables, moins fragiles.
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Stéphane CROS : PhD Chercheur CEA-LITEN à l'Institut national de l'énergie solaire Laboratoire des technologies pour les modules photovoltaïques, équipe photovoltaïque organique, Le Bourget du Lac, France
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Tony MAINDRON : PhD Chercheur CEA-LETI Département optique et photonique/Laboratoire des composants pour la visualisation, Grenoble, France
INTRODUCTION
L'électronique organique est depuis quelques années sur le devant de la scène scientifique et technique. Parmi les dispositifs les plus courants, les diodes électroluminescentes organiques (OLED) et les cellules photovoltaïques organiques (OPV) ont été largement étudiées, les OLED étant aujourd'hui en particulier commercialisées sous forme d'afficheurs dans les smartphones modernes. Le problème de ces circuits et des semi-conducteurs organiques qui les composent réside en leur dégradation rapide en présence des gaz oxydants de l'atmosphère, eau et oxygène. Cette sensibilité implique des procédés d'encapsulation coûteux, fragiles et rigides (verre). Des technologies d'encapsulation de nouvelle génération sont donc développées afin de proposer des niveaux barrières aux gaz très élevés et permettre la réalisation de dispositifs d'électronique organique de nouvelle génération : moins chers, flexibles ou conformables, moins fragiles.
Organic electronics has emerged in the 1980's and is today a well-developed discipline in the scientific world. Among the most common devices, Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) and Organic PhotoVoltaic cells (OPV) have been widely studied : the OLED technology is already marketed today as OLED-based displays that can be found in modern smartphones. The problem with these circuits and organic semiconductors in general lies in their rapid degradation in case of contact with oxidizing gases of the atmosphere, water and oxygen. Therefore, efficient encapsulation processes are needed to achieve sufficient reliability and lifetime. Up to now, complex and expensive glass encapsulation methods have been used. To circumvent these issues, new encapsulation processes have been developed to achieve reliable, low cost, flexible, conformable and less brittle organic-based products.
Encapsulation, perméation, couches minces, durée de vie, électronique organique
Encapsulation, permeation, thin film barriers, lifetime, organic electronic
Domaine : Électronique organique
Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité
Technologies impliquées : Dépôt sous vide, enduction, couches minces, mesure barrière
Domaines d'application : OLED, OPV, OPD, OTFT, électronique organique, plasturgie
Principaux acteurs français :
Pôles de compétitivité : Minalogic, Plastipolis
Centres de compétence : OMNT ( http://www.omnt.fr/index.php/fr), OEA ( http://oea.vdma.org/en_GB/), AFELIM ( http://www.afelim.fr/)
Industriels : MicroOLED, Encapsulix, Astron-Fiam Safety (Blackbody), Armor, Disa Solar
Autres acteurs dans le monde : OSRAM, Philips, Heliatek, Fraunhofer, TNO, UDC, Samsung, LG, Sony, Panasonic, Konika Minolta, Holst Centre
Contact : [email protected] ; [email protected]
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4. Mesures de propriétés barrières au gaz
4.1 Principes
Le principe de mesure des propriétés barrières consiste à fixer la pression partielle du gaz cible (eau ou oxygène par exemple) sur une face amont de l'échantillon (film barrière) et à mesurer le flux, ou la quantité cumulée, de gaz cible transmis du côté aval. Les principes généraux de la mesure de perméation sont disponibles dans la référence [AM 3 160] des Techniques de l'Ingénieur. Selon la méthode considérée, le signal de mesure consiste :
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soit en la mesure du flux de transmission du gaz J au travers du film barrière aux gaz en fonction du temps, figure 32a. J augmente progressivement (régime transitoire) jusqu'à un flux stabilisé J∞ (régime permanent). J∞ correspond au WVTR dans le cas de la mesure eau et à l'OTR dans le cas de la mesure oxygène. Du point de vue de l'instrument de mesure cela implique que le flux de perméant est en permanence évacué du côté aval ;
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soit en la mesure de la quantité cumulée de gaz cible ayant diffusée, figure 32b. Il s'agit de l'intégrale temporelle de la mesure de flux. La pente de la droite dans le régime permanent est égale au flux de transmission J∞. La régression linéaire à flux nul du régime permanent permet d'obtenir le temps caractéristique du régime transitoire (ou lag time, TL). Dans ce dernier cas, l'enceinte de détection aval est fermée. Une mesure cumulative doit idéalement « absorber » le perméant (détection réactive). Dans le cas contraire,...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BERANOSE (A.) - * - Br. J. Appl. Phys., 6, p. S54 (1995).
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(2) - POPE (M.), KALLMANN (H.P.), MAGNANTE (P.) - * - J. Chem. Phys., 38, p. 2042 (1963).
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(6) - TANG (C.W.), VAN SLYKE (S.A.) - * - Appl. Phys. Lett., 51, p. 913 (1987).
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