Seconde génération de LED organiques (OLED pour Organic Light-Emitting Diode), les PhOLED fonctionnent par émission de phosphorescence. De nouvelles générations de matrices hôtes pourraient permettre d’augmenter leur stabilité et leur efficacité.  

Smartphones, tablettes ou téléviseurs, les LED organiques, ou OLED (pour Organic Light-Emitting Diode), sont très présentes dans l’affichage électronique. Elles représentent les nouvelles générations d’afficheur et possèdent un rendement pouvant théoriquement aller jusqu’à 100 % de l’énergie électrique injectée émise sous forme de lumière. La lumière de l’OLED peut être émise selon différents mécanismes photophysiques comme la fluorescence ou la phosphorescence.

« Les OLEDs phosphorescentes ou PhOLED forment la seconde génération d’OLED, explique Cyril Poriel, directeur de recherche CNRS à l’Institut des sciences chimiques de Rennes (1).  Leurs avantages sont très nombreux, comme le fait de pouvoir être déposées sur des substrats flexibles, par exemple pour les écrans et les téléphones pliables. Mais si les OLED sont sur le marché depuis une dizaine d’années, la technologie n’est pas complètement mûre. Elle nécessite en effet encore des améliorations en termes de stabilité et de performance. »

Le défi des lumières bleues et blanches

Cyril Poriel et son équipe, qui travaillent notamment avec des chercheurs de l’université de Soochow (Chine) et de l’Institut d’électronique et des technologies du numérique (2), se concentre sur une lacune des PhOLED : émettre de manière stable de la lumière bleue ou blanche. Cette dernière couleur permettrait en particulier de se servir de PhOLED pour de l’éclairage. Le problème vient notamment des matériaux utilisés pour l’émission de lumière bleue, qui présentent un gap énergétique plus élevé que ceux des autres couleurs. « C’est comme si, pour que ça fonctionne, on devait passer d’un saut de deux mètres à un de cinq mètres : c’est beaucoup plus difficile, prend comme image le chercheur. Pour pallier ce problème, nous nous concentrons sur la matrice qui encapsule l’émetteur lumineux. »

Dans les PhOLED, on retrouve deux électrodes, une à chaque extrémité, des couches de matériaux qui aident au transport de charge et, au cœur de tout cela, la couche émissive de lumière. Celle-ci est constituée d’un matériau émetteur, l’invité, dispersé dans un semi-conducteur organique, l’hôte. Cette matrice hôte est très importante car elle dirige notamment les transferts d’énergie dans le dispositif.

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1. ISCR, CNRS/ENSC Rennes/Univ. Rennes
2. IETR, CentraleSupelec/CNRS/INSA Rennes/Nantes Univ./Univ. Rennes