Écrans OLED : doper les performances des diodes bleues

La fabrication des écrans à base de diodes électroluminescentes organiques (OLED) nécessite des diodes émettrices de lumière bleue aussi efficaces que leurs homologues rouges ou vertes. En collaboration avec des collègues chinois, des chimistes rennais ont conçu une nouvelle génération de semi-conducteurs émetteurs de lumière bleue dotés d'un rendement inégalé à ce jour. Publication dans Angewandte Chemie, International Edition (fév. 2019)

Lambert J. Sicard et al.
  1. Les OLEDs : largement utilisées, mais perfectibles
  2. Performances record en émission de lumière bleue
  3. L'expertise rennaise
  4. Perspectives
  5. Source et Référence

Les OLEDs : largement utilisées, mais perfectibles

De plus en plus utilisées dans les écrans (télévision, téléphone, ordinateur) et dans les dispositifs d’éclairage, les diodes organiques électroluminescentes (OLED) allient plusieurs avantages ; elles sont économes en énergie, utilisables sur des supports flexibles (pliables notamment) et peu coûteuses.

Malgré leur industrialisation croissante, l’instabilité des OLED en termes de durée de vie et de qualité de lumière émise, reste un point faible, particulièrement pour les diodes bleues. Pour améliorer l’efficience de ces dernières, il faut s’attaquer à leur composant majeur : le semi-conducteur organique qui supporte l’émetteur de lumière (ainsi appelé matrice hôte). Depuis quelques années, les recherches se tournent vers des semi-conducteurs constitués uniquement d’atomes de carbones et d’hydrogènes, dits PHC.

Cependant, les performances des matériaux de ce type testés jusqu’à ce jour dans des diodes bleues restaient limitées.

Performances record en émission de lumière bleue

C’est là tout l’intérêt des travaux menés par les chimistes de l’Institut des Sciences Chimiques de Rennes (ISCR - Université de Rennes 1/CNRS/ENSCR/INSA Rennes) et leurs collègues de l’université de Soochow en Chine.

Ensemble, ils ont synthétisé une nouvelle génération de matériaux (des dimères de spirobifluorène), lesquels une fois intégrés comme matrice hôte dans une OLED ont permis d’obtenir des performances d’émission de lumière bleue supérieure à 23 % : c'est un véritable record pour des diodes bleues à base de PHC.

L'expertise rennaise

Par des approches de design moléculaire dont ils sont spécialistes, et en jouant sur des positions de substitution des groupements jamais étudiées, les chercheurs rennais ont créé des molécules dotées de propriétés électroniques quasi-idéales pour maximiser l’émission de lumière : très haut niveau d’énergie de l’état triplet, stabilité thermique et morphologique, etc.

Perspectives

Avec ces nouveaux semi-conducteurs capables de doper les performances des diodes bleues, un pas de plus pourrait bien être franchi pour perfectionner la technologie en devenir des OLED phosphorescentes.

Source et Référence

[Le texte de cet article provient essentiellement d'une publication de l'INC du CNRS]

C1‐Linked Spirobifluorene Dimers: Pure Hydrocarbon Hosts for High‐Performance Blue Phosphorescent OLEDs
Dr. Lambert J. Sicard, Hong‐Cheng Li, Qiang Wang, Xiang‐Yang Liu, Dr. Olivier Jeannin, Dr. Joëlle Rault‐Berthelot, Prof. Liang‐Sheng Liao, Prof. Zuo‐Quan Jiang, Dr. Cyril Poriel
Angew. Chem. Int. Ed. - 14 février 2019