Dispositifs électroniques organiques (OLED)

visuel test01 Thien-Phap NGUYEN (PR), Philippe LE RENDU (thèse), Mohammed ZEMMOURI (thèse), Cédric RENAUD (thèse), Hassina DERBAL (thèse), Chih WEN LEE (thèse), Yves JOSSE (Stagiaire M2)

Les diodes électroluminescentes (DEL) organiques apparaissent aujourd'hui comme une application prometteuse des polymères conjugués. En effet, l'utilisation de polymères ou de matériaux organiques comme couche active dans les DELs permet d'obtenir des propriétés spécifiques inaccessibles aux DELs inorganiques: faible masse, souplesse, grande surface active, forte luminosité.

Nous réalisons les diodes électroluminescentes à base de polymère et de matériau organiques et étudions le différents phénomènes physico-chimiques mis en jeu dans le fonctionnement des DELs: caractérisation des matériaux actifs, mécanismes de conduction dans les dispositifs, rôle des interfaces dans les injections des charges, structure de ces interfaces, et phénomènes de dégradation. Se basant sur connaissances acquises de ces études, nous concevons les stratégies pour améliorer les performances des diodes, et les appliquons à l'étude des dispositifs utilisant de nouveaux matériaux, et de nouvelles structures. D'une part, une meilleure compréhension du fonctionnement des diodes a été acquise par les méthodes de caractérisation appropriées (piégeage, conduction, dégradation. D'autre part, des améliorations des performances des dispositifs ont été réalisées. Par ailleurs, nous utilisons les résultats de caractérisation et d'analyse électrique des semiconducteurs organiques pour modéliser les processus de conduction et transport dans les dispositifs électroniques étudiés.

Responsable

Thien-Phap NGUYEN (PR)

Participants

Philippe LE RENDU (thèse), Mohammed ZEMMOURI (thèse), Cédric RENAUD (thèse), Hassina DERBAL (thèse), Chih WEN LEE (thèse), Yves JOSSE (Stagiaire M2)

Résultats

Nous démontrons que l’emploi des films d’oxyde d’indium et d’étain comme anode dans les dispositifs pose des problèmes de stabilité à cause de la décomposition de cet oxyde lors de la mise en contact avec les films polymères. Une réaction entre les matériaux forme des complexes à l’interface, facilitant la diffusion des atomes métalliques dans le film actif qui détériorent la qualité de transport et d’émission des dispositifs.->

<- Par ailleurs, nous démontrons également que la structure inversée (émission par l’électrode supérieure) présente les mêmes phénomènes et inconvénients que les structures conventionnelles.

Dans divers dispositifs organiques, la détermination des défauts par les techniques de courant thermiquement stimulé (CTS) et de spectroscopie de pièges profonds (DLTS) ont permis d’établir le schéma des bandes d’énergie des structures, avec des données détaillées des paramètres de pièges. Cependant, aucune indication sur leur nature n’a pu être obtenue, et pour cette identification, nous préparons d’autres expériences actuellement.

Diode électroluminescente à base de dérivé de polyacétylène

Collaborations, contrats :

Europe Contrat OLLA 2004-2008
Toulouse, Strasbourg: Contrat ANR 2005-2008
Taipei (Taiwan): Contrat CNRS/NST 2004-2006
Autres collaborations : Angers, Le Mans, Madrid (Espagne), Chiao Tung (Taiwan), Sydney(Australie), Hanoï (Vietnam).

Thèses :

Joseph Ip – Juillet 2004 - Réalisation et étude des diodes à base d'un dérivé de PPV : le 4,4'-bis(4-dimethylaminostyryl) benzène (DMASB). Influence des interfaces dur les caractéristiques électriques et phénomènes de transport
Sheng Hsiung YANG – Août 2004 - Synthèse et étude des composites (polymère-matériau inorganique) utilisés comme éléments actifs dans les diodes électroluminescentes
Lotfi DJEBARRA – mars 2006 -Concept, réalisation et étude des composites polymère-oxyde intégrables au procédé de fabrication des condensateurs de haute performance.
Chun Hao HUANG – Juin 2006 -Synthèse et étude des propriétés électro-optiques des polyacétylènes disubstitués.

Publications :

A combined experimental and theoretical study on the effect of doping and interface formation on PPV-ether copolymer
MABROUK, K. ALIMI, P. MOLINIE, T. P. NGUYEN,
Journal of Physical Chemistry B, 110, 1141-1150 (2006)
Stabilization of discotic liquid organic thin films by ITO surface treatment
S. ARCHAMBEAU, I. SEGUY, P. JOLINAT, P. DESTRUEL, T.P. NGUYEN, H. BOCK, E. GRELET,
Applied Surface Science 253, 2078-2086 (2006).
Defect analysis in organic semiconductors
T. P. NGUYEN,
Materials Science in Semiconductor Processing, 9, 198-203 (2006).
Study of the interface formed between poly(2-methoxy-5-(2'-ethyl-hexyloxyl)-p-phenylene vinylene) and indium tin oxide in top emission devices.
T. P. NGUYEN, J. IP, C. RENAUD, C. H. HUANG, C. GUILLEN, J. HERRERO
Applied Surface Science, 252, 8388-8393 (2006).
Self-Assembly Monolayer of Anatase Titanium Oxide from Solution Process on Indium Tin Oxide Glass Substrate for Polymer Photovoltaic Cells
C. H. HUANG, C. H. HUANG, T. P. NGUYEN, C. H. HSU.
Thin Solid Films (2006, sous presse).