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Hollé, l'OLED
!
| On
parlait depuis des années d'un type de
dispositif afficheur qui devait être la
révolution pour les écrans de télévision
: les OLEDs. Des systèmes relativement
simples, robustes, lumineux consommant peu. Samsung,
Toshiba-Matsushita Display et Sony avaient présenté
des prototypes ces dernières années.
C'est Sony qui introduit le prmeir un écran
OLED sur le marché japonais pour les fêtes
de fin d'année. |
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François
Luxereau
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Certes
le modèle XEL-1 reste de prétentions
modestes : diagonale de 11 pouces (28 cm) et résolution
de 960 x 540. Mais il ouvre une nouvelle voie
plutôt qu'on ne le pensait.. Ceci signifie
certainement que les processus de fabrication
sont maintenant maîtrisés. . On ne
sait pas encore quelle sera la durée de
vie de ces écrans.... mais à l'époque
du " tout jetable " est-ce encore un
problème ?
PETIT RAPPEL TECHNIQUE
Comme les LEDs (Light Emissing Diodes ),
les OLED (Organic Light Emissing Diodes)
sont des dispositifs émettant de l'énergie
lumineuse lors de la recombinaison d'un électron
et d'un trou (un trou correspond à un défaut
d'un électron dans une structure atomique).
La différence essentielle est que LEDs
sont constituées de matériaux minéraux
alors que les OLEDs sont constituées de
matériaux organiques.
Les premières réalisations utilisables(et
les premiers brevets) concernant les OLEDs
datent de 1987, chez Eastman Kodak; il s'agissit
alors de petites molécules organiques.
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La
société Cambridge Display Technology,
issue de l'Université de Cambridge, a de son
côté, au cours des années 90, travaillé
sur des matériaux organiques en longue chaînes
de type polymères.Une
LED est une puce de semi-conducteur de faibles dimensions
qui émet un rayonnement directif.
Les OLEDs sont constituées de molécules
de matériaux polymères déposées
sur un substrat (feuille de plastique transparent, plaque
de verre) qui peuvent être de grandes dimensions.
La multiplication des sources fait que le rayonnement
est peu directif.
CONSTITUTION
L'OLED proprement dite comprend
-
une anode transparente, en oxyde d'indium et d'étain,
qui, lorsqu'elle est polarisée positivement,
draine les électrons ou, selon la bonne
vieille expression, produit des " trous "
- une cathode qui injecte des électrons
dans le dispositif
- entre ces deux électrodes on trouve des
couches de matériau organiques (polymères)
- la couche de conduction (conducting layer),
souvent en polyaniline, transporte les trous depuis
l'anode.
- La couche d'émission (emissive layer),
souvent en polyfluorène, C'esr à
l'intérieur de cette couche que se produit
la recombinaison électron-trou. L'énergie
résultant de cette recombinaison donne
naissance à des photons source du rayonnement
lumineux..
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La couleur du rayonnement dépend de la fréquence
des photons qui elle même dépend du type
de molécules constituant la couche émissive.
Afin d'obtenir une gamme de couleurs les constructeurs
déposent plusieurs types de films organiques
sur le même substrat..
- L'intensité lumineuse dépend de la tension
appliquée entre les électrodes, elle peut
être élevé, allant jusqu'à
1000 Cd/m2
FABRICATION
Les couches organiques sont appliquées sur le
substrat par évaporation sous vide, par dépôt
en phase gazeuse ou simplement grâce à
des méthodes d'impression de type jet d'encre
qui permettent d'obtenir facilement des structures matricielles
en ligne et colonnes indispensables pour la création
des pixels d'un dispositif afficheur
PROPRIETES
Ce sont des dispositifs auto-émissifs (ils n'ont
donc pas besoin, comme les LCD, de systèmes de
rétro-éclairage) qui délivrent
une puissance lumineuse élevée avec un
très bon rendement. La tension d'alimentation
est faible, typiquement de 3 à 10 Volts. Ils
offrent un rapport de contraste élevé
ainsi qu'un angle de visionnement important, de l'ordre
de 180 degrés dans toutes les directions (ceci
est l'apanage des dispositifs auto-émissifs).
Leur temps de réponse est très court,
inférieur à la microseconde. Par ailleurs
ils peuvent être utilisés dans une large
gamme de température (jusqu'à une centaine
de degrés Celsius) sans altération de
leur fonctionnement
Les OLEDs sont de très faible épaisseur
(quelques millimètres) et peuvent être
déposés sur des supports flexibles (feuilles
métalliques fines et souples ou supports plastiques)
ce qui leur confère une grande robustesse aux
chocs, d'où leur sucés depuis quelques
années en tant qu'afficheurs dans les appareils
nomades, notamment les téléphones et quelques
appareils photographiques.
Les OLEDs à lumière blanche fournissent
un éclairage plus uniforme que celui des tubes
fluorescents et avec un rendement supérieur ce
qui devrait leur ouvrir d'ici quelques années
(on parle de 2010) une belle carrière dans l'éclairage
domestique.
Les OLEDs ont quelques défauts techniques:
une sensibilité forte à l'humidité
ce qui impliques des précautions lors de la
fabrication ainsi que pour l'étanchéité
du "sandwich" ; une durée de vie
faible, environ 20 000 heures pour les composants
"vert" et "rouge" et moitié
plus courte pour le bleu (ce qui ne présente
pas d'inconvénients pour les téléphones...)
Il ont également un défaut économique:
la dépendance à des brevets... ce qui
explique peut être qu'il ait fallu attendre
2007 pou voire apparaître les applications commerciales
les plus intéressantes: les écrans de
télévision..!
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