Développement de couches barrières multicouches hautes performances pour les OLEDs et OPVs. Références : DRT SL-DRT-10-1008

Development of high performance barrier multilayers for OLED.

• Auteur / Autrice : Jean-Yves Simon
• Direction : François Templier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et technologie industrielles
• Date : Soutenance le 19/11/2013
• Etablissement(s) : Grenoble
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Laboratoire d'Electronique, de Technologie et d'Instrumentation
• Jury : Président / Présidente : Yvan Bonnassieux
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Guillaume Wantz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Muriel Hissler, Bernard Ratier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chromatographie sur couches minces

Diodes électroluminescentes organiques

Encapsulation (électronique)

Mots clés libres

OLEDs

Encapsulation

Couche mince

Eau

Oxygène

OLEDs

Encapsulation

Thin layer

Water

Oxygen

Résumé

Depuis quelques années, un essor important est observé pour les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) se traduisant par une intégration progressive dans de nombreux appareils électroniques destinés au grand public : smartphones, tablettes tactiles, téléviseurs, … Cependant, malgré de nombreux avantages, la haute sensibilité des empilements organiques à l'atmosphère ambiante, et l'observation de dégradations à la surface des dispositifs, sont les causes principales limitant l'utilisation massive de cette technologie. L'encapsulation des dispositifs à l'aide d'empilements barrières est susceptible de résoudre tout ou en partie ces problèmes, L'objectif de cette thèse est de développer et de caractériser de nouveaux empilements multicouches inorganique-organique barrières à l'humidité et à l'oxygène, afin de maintenir les performances des OLEDs le plus longtemps possibles. Des solutions d'encapsulations couches minces, réalisées directement à la surface des dispositifs, ont été développées et évaluées sur OLEDs. Les empilements sont composés d'une alternance entre un film d'oxyde d'aluminium déposé par ALD (Atomic Layer Deposition) et une couche de résine organique. Les empilements OLEDs utilisés étant fragiles, les dépôts ont été effectués dans des conditions douces, notamment à basse température (T < 100 °C). Parallèlement, une méthode de caractérisation des propriétés barrières a été mise en place, afin d'évaluer les performances intrinsèques des différentes couches ou empilements d'encapsulation utilisés, et apporter une compréhension sur le mécanisme de protection.

Over the last few years, a significant growth is observed for OLEDs (Organic Light-Emitting Diodes) resulting in the gradual integration into many electronic devices for mass-market applications: smartphones, touchscreen tablet, TV … However, despite many advantages, the high sensitivity of the organic stacks in ambient atmosphere, and the surface degradation of the devices, are the main causes limiting the massive use of this technology. The encapsulation of the devices thanks to barrier multilayers can solve some or all these problems. The aim of this thesis is to develop and to characterize new inorganic-organic multilayers as a barrier against moisture and oxygen, in order to preserve OLEDs performances. Solutions for the thin layer encapsulation, made directly in the surface of the devices, have been developed and evaluated on OLEDs. The encapsulation stacks are based on alternating between a film of aluminum oxide deposited by ALD (Atomic Layer Deposition) and a layer of organic resin. Stacks of OLEDs are fragile, and the deposits have been carried out under mild conditions, especially when temperatures are low (T < 100 °C). A the same time, a method for the characterization of the barrier properties has been carried out, in order to evaluate the intrinsic performances of thin films or encapsulation stacks used, and to provide an understanding of the protection mechanism.