Oleds à large bande émissive pour la réalisation des micro afficheurs

Oleds with large emissive spectrum for the realization of microdiplays

• Auteur / Autrice : Hélène Cloarec
• Direction : Tayeb Mohammed-Brahim
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Rennes 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes d'affichage

Colorimétrie

Semiconducteurs

Diodes électroluminescentes

Résumé

Voici maintenant plus de 20 ans naquirent les premières diodes électroluminescentes à base de semi conducteurs organiques, usant soit de petites molécules (OLED), soit de polymères conjugués (PLED). A ces travaux pionniers, succédèrent de nombreuses recherches qui permirent d’améliorer notablement les performances de telles structures, tant en termes de rendements, de stabilité, que de couleur. Leur commercialisation fut alors possible. Le présent travail contribue à conforter, voire à amplifier la part des Oleds sur le marché des afficheurs. Il consiste à réaliser des Oleds à émission blanche ou presque blanche visant à être intégrée à un afficheur de taille réduite. Aussi, avons-nous préalablement recensées les diverses architectures émissives créant une émission blanche. Leurs inconvénients et avantages respectifs nous ont convaincus d’adopter une structure comportant trois zones émissives, configuration satisfaisant au mieux notre cahier des charges initial. Afin d’isoler et de pallier aux diverses difficultés de réalisation, nous avons scindé notre raisonnement en trois étapes. La première vise à identifier les paramètres structuraux influençant l’émission blanche, et à quantifier leur impact. Afin de s’affranchir des effets optiques et des difficultés de dépôt induits des substrats, nous n’avons ici considéré que les diodes à émission dirigée vers le substrat, devant par nécessité être transparent. La seconde étape consiste à évaluer les modulations du spectre émissif dues aux effets optiques du multicouche qui compose la diode. Nous restreignons cette fois nos investigations aux structures à émission dirigée vers l’électrode supérieure, mais pourvue d’une anode très réflective. L’ultime travail traite de l’intégration de l’Oled à émission extraite par l’électrode supérieure au substrat de l’afficheur. Ce-dernier, de part ses caractéristiques optiques et topographiques, nécessite des optimisations spécifiques. Un effort tout particulier fut porté sur sa planarisation.

More than twenty years ago were born the first electroluminescent devices based on organic semiconductors, using small molecules (OLED) or conjugated polymers (PLED). Since these pioneering works, many studies have been realized to improve the device performances, in terms of efficiencies, stability and colour. Their marketing has so been possible. The present work aims at strengthening and spreading out the Oled part on lighting market. It consists in realizing a highly efficient white or nearly white organic light emitting diode for a micro display application. So, we firstly made an inventory of the different emitting configurations inducing a white emission. Their own drawbacks and advantages convince us to focus on three-emitting-layer structure, this one that better satisfies our initial requirements. In order to identify and solve the difficulties of realization, we have divided our logic into three parts. The first one helped to identify the structural parameters acting in white emission, and evaluate their effects. In order to annihilate the optical effects and problems due to substrates, we here only considered bottom emitting devices, whose substrate is obviously transparent. The second work consisted in recording variations of the emissive spectrum due to cavity effects. We here focused on to top emitting device, whose anode is highly reflective. The last works aimed at integrating a top emitting device to a substrate induced from the final micro display. Its optical and topographic properties involved specific optimizations. A particular attention is paid to the planarisation of the substrate.