Academic literature on the topic 'Composite électroluminescent'

Dans cette thèse, nous avons étudié des nouveaux matériaux destinés à la fabrication des diodes électroluminescentes organiques. En premier lieu, nous avons synthétisé et caractérisé le poly(2,3-diphényl-1,4 phénylène vinylène) ou DP-PPV. Ce polymère contient des groupements de cristaux liquides et peut émettre de la lumière polarisée. Ensuite, nous avons synthétisé et caractérisé des composites de PPV contenant des nanoparticules d'oxyde de silicium et de titane. Ces matériaux émetteurs ont une meilleure stabilité que le polymère seul grâce à la présence des particules d'oxyde. Les modifications des propriétés optiques et électriques des matériaux ont été expliquées par des processus physiques mettant en jeu le rôle des particules dans la structure du polymère : réduction de la longueur de conjugaison des chaînes, formation des chemins conducteurs dans la matrice polymère, interaction nanoparticules-polymère, augmentation de la surface de contact polymère-électrode
In this thesis, we have studied the new materials for the fabrication of organic electroluminescent devices. In the first part, we have synthesized and characterized the poly(2,3-diphenyl-1,4 phenylene vinylene) or DP-PPV. This polymer contains liquid crystalline groups and can emit polarized light. Then we synthesized and characterized the PPV based composites containing silicon and titanium oxide nanoparticles. These light-emitting materials possess a better stability than the bare polymer because of the presence of the oxide nanoparticles. The modifications of the optical and electrical properties obtained in the materials can be explained by physical processes which highlight the role of the particles inside the polymer structure : reduction of the conjugation length of the chains, formation of the conducting pathways inside the polymer matrix, interaction nanoparticles-polymer, increase of the surface contact polymer-electrode

Ce projet de recherche de doctorant concerne l’élaboration et l’utilisation de matériaux multifonctionnels imprimable, en mettant l’accent sur les compromis entre propriétés matériaux et spécification applicative, avec un focus autour des fonctions de chauffage par effet joule et d’électroluminescence. L’originalité des travaux repose sur une approche couplée entre matériaux multifonctionnels et intégration textile. Le premier point de l’étude concerne la sélection des matériaux multifonctionnels jugés comme potentiellement intéressants pour la création de textiles intelligents adaptés aux secteurs cibles de la société TESCA-groupe. Cette sélection impliquait la caractérisation des propriétés électriques et thermiques des matériaux conducteurs ainsi que du substrat textile. De plus, des analyses à l'aide d'appareils de microscopie électronique à balayage (MEB)/ spectroscopie à dispersion d'énergie (EDS) et diffraction de rayon X (DRX) étaient effectuées pour étudier la microstructure, notamment l'adhérence, l'épaisseur des couches déposées et la composition chimique des matériaux. Le second aspect met l’accent sur une étude du vieillissement accéléré sur des éprouvettes unitaires des substrats textiles revêtus d'encre conductrice, en conformité avec les spécifications requises de la société Tesca. L'objectif de cette démarche était d'identifier les limites inhérentes à chaque matériau, telles que la déformation maximale, les variations de température, l'adhérence, la compatibilité des processus, etc., dans le but de proposer des axes d'optimisation ou de tenir compte de ces limitations lors de la conception des transducteurs intégrés sur substrat textile. Cette première étape nous permettait d'établir une base de matériaux multifonctionnels pouvant être utilisés pour des applications spécifiques, telles que les nappes chauffantes, les interrupteurs capacitifs ou résistifs, les transducteurs, les capteurs de grandeurs mécaniques, entre autres. Le troisième volet de cette recherche consistait à assembler ces éléments de base pour créer des sous-fonctions qualifiées d’intelligente. En effet, la réalisation de transducteurs impliquait généralement la combinaison de différents matériaux multifonctionnels afin de répondre aux exigences spécifiques de l'application visée
This PhD student research project concerns the development and use of printable multifunctional materials, focusing on the trade-offs between material properties and application specification, with a particular emphasis on joule heating and electroluminescence functions. The originality of the work lies in a coupled approach between multifunctional materials and textile integration. The first part of the study concerned the selection of multifunctional materials deemed potentially interesting for the creation of intelligent textiles adapted to TESCA-groupe's target sectors. This involved characterizing the electrical and thermal properties of both the conductive materials and the textile substrate. In addition, analyses using scanning electron microscopy (SEM)/energy dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction (XRD) were carried out to study the microstructure, including adhesion, the thickness of the deposited layers and the chemical composition of the materials. The second aspect focused on an accelerated ageing study on unit specimens of textile substrates coated with conductive ink, in compliance with the specifications required by Tesca. The aim of this approach was to identify the inherent limitations of each material, such as maximum deformation, temperature variations, adhesion, process compatibility, etc., with a view to proposing areas for optimization or taking these limitations into account when designing transducers integrated on textile substrates. This first step enabled us to establish a base of multifunctional materials that could be used for specific applications, such as heating mats, capacitive or resistive switches, transducers, sensors for mechanical quantities, among others. The third aspect of this research consisted in assembling these basic elements to create sub-functions described as "intelligent". In fact, the production of transducers generally involved combining different multifunctional materials to meet the specific requirements of the target application

Deux dispositifs de photopolymérisation (halogène/LED), deux types de colle pour le collage orthodontique (un composite : Transbond XT, un CVI hybride : Fuji Ortho LC II) sont évalués. Les colles sont photopolymérisées 20 s et 40 s avec la lampe halogène et 5 s, 10 s, 15 s, 20 s et 40 s avec la lampe LED. L'étude du joint de colle se fait par des essais de dureté, de mesures thermiques et des essais de traction/cisaillement. L'augmentation du temps de photopolymérisation améliore les résultats de dureté et de solidité du collage quelque soit le type de lampe sauf avec le CVI pour lequel au-delà de 15 s, les résultats diminuent. La photopolymérisation augmente de 2°C la température au niveau de la dent et de + 20°C au niveau du bracket avec la lampe halogène. Les lampes LED sont tout à fait performantes. Le CVI a une facilité d'utilisation clinique, il renforce la résistance aux lésions carieuses, ils ne doivent pas être photopolymérisés plus de 15 s, et reste en deçà des performances adhésives des composites
Two photopolymerization processes (halogen and LED), two cement types for orthodontic bonding – a composite one : Transbond XT and a CVI hybrid one: Fuji ortho LC II – are assessed; cements are photopolymerised between 20 and 40 s with a halogen lamp and for 5 10 15, 20 or 40 s with a LED lamp. Studying the cement joint is by hardness, thermic measures and traction/ Shearing trials. Increasing photopolymerisation time improves hardness results and bonding resistance whatever the type of lamp, except for CVI, for which beyond 15 s, results go decreasing. Photopolymerisation increases tooth temperature by 2°C and with a halogen lamp, bracket temperature is increased by + 20°C. LED lamps are quite satisfactory. CVI has an easy clinical use, it reinforces resistance to carious lesions, mustn't be photopolymerised for more than 15 s and remains short of the adhesive performances of composites

Le poly (p-phénylène vinylène) (PPV) est particulièrement adapté au développement des diodes électroluminescentes organiques grâce à sa facilité de mise en oeuvre et ses bonnes propriétés optiques (absorption, photoluminescence,. . . ). L'objectif de cette thèse est de réaliser et de caractériser des composites à base de PPV et de nanoparticules poreuses en vue de leur intégration comme matériaux actifs dans les dispositifs électroniques. Dans un premier temps, des films composites homogènes de différentes concentrations en silicium poreux ont été réalisés. L'étude des propriétés optiques des films composites par spectroscopie de diffusion Raman et par absorption optique a permis de démontrer que la longueur de conjugaison du polymère reste globalement inchangée. Les spectres de photoluminescence ont fait apparaître une faible contribution des grains de silicium poreux dans les composites qui peut être attribuée au vieillissement des grains par oxydation. La caractérisation électrique des diodes électroluminescentes utilisant ces composites comme couche active a permis de montrer que la densité de courant augmente avec la concentration des grains
Poly (p phenylene vinylene) (PPV) is particularly well adapted to the fabrication of organic light emitting diodes because it has a good optical properties (absorption, photoluminescence,. . . ) and can easily be deposited in films

Phases organiques luminescentes qui sont incorporés dans une matrice inorganique conductrice est proposé dans cette étude pour la couche active d'une diode émettant de la lumière hybride. Dans ce composite, le colorant organique joue le rôle de site de recombinaison radiative de porteurs de charge qui sont injectées dans la matrice de transport ambipolaire inorganique. Comme l'un des combinaisons de matériaux de candidat, bicouche et des films minces composites de ZnSe et un complexe d'iridium rouge (Ir(BPA)) émetteur de lumière organique ont été préparé in situ par UHV technique d'évaporation thermique. Les alignements de bande d'énergie mesurée par spectroscopie de photoélectrons (PES) pour le ZnSe/Ir(BPA)et deux couches de ZnSe+Ir(BPA) révèlent que le composite HOMO et LUMO du colorant organique sont positionnées dans la largeur de bande interdite de ZnSe. Cette gamme offre les forces motrices énergiques nécessaires pour les transferts d'électrons et de trous de ZnSe à Ir(BPA). Par l'interprétation des données du PES,la composition chimique des interfaces ont également été déterminés. Le ZnSe/Ir(BPA) interface est réactive, même si elle est d'une pureté de matériaux de haute.Pendant ce temps, l'Ir (BPA)/ZnSe interface ne présente pas la pureté matériel. Ceci est représenté à la nature de ZnSe évaporation comme Zn particuliers et des fluxSE2, associée à des interactions chimiques avec le Ir(BPA) substrat. L'interface est,de ce fait, composé d'une multitude de phases, les phases de Se0, ZnSe rares, réduit Se et oxydé molécules de colorant, et de Zn qui sont intercalées atomes dans leIr(BPA) substrat. PES des composites ZnSe+Ir(BPA) révèle des tendances similaires à l'Ir(BPA)/ZnSe interface. A des émissions de lumière rouge surfaciques et intermittents fanées ont été observés à partir de dispositifs qui incorporent couches alternées séquences de ZnSe et Ir(BPA) pour la couche active
Luminescent organic phases that are embedded in a conductive inorganicmatrix is proposed in this study for the active layer of a hybrid light-emitting diode. Inthis composite, the organic dye acts as the radiative recombination site for chargecarriers that are injected into the inorganic ambipolar transporting matrix. As one ofthe candidate material combinations, bilayer and composite thin films of ZnSe and ared iridium complex (Ir(BPA)) organic light emitter were prepared in situ via UHVthermal evaporation technique. The energy band alignments measured byphotoelectron spectroscopy (PES) for the ZnSe/Ir(BPA) bilayer and ZnSe+Ir(BPA)composite reveal that the HOMO and LUMO of the organic dye are positioned in theZnSe bandgap. This lineup provides the required energetic driving forces for electronand hole transfers from ZnSe to Ir(BPA). By interpreting PES data, the chemicalcomposition of the interfaces were also determined. The ZnSe/Ir(BPA) interface isreactive even though it is of high material purity. Meanwhile, the Ir(BPA)/ZnSeinterface does not exhibit material purity. This is accounted to the nature of ZnSeevaporation as individual Zn and Se2 fluxes, coupled with chemical interactions withthe Ir(BPA) substrate. The interface is, thereby, composed of an abundance of Se0phases, sparse ZnSe phases, reduced Se and oxidized dye molecules, and Znatoms that are intercalated into the Ir(BPA) substrate. PES of the ZnSe+Ir(BPA)composites reveals similar trends to the Ir(BPA)/ZnSe interface. A faded areal andintermittent red light emissions were observed from devices that incorporatedalternating layer sequences of ZnSe and Ir(BPA) for the active layer

Cette thèse a eu comme objectif d'évaluer le potentiel de la photopolymérisation radicalaire (PR) pour de nouvelles applications mettant en oeuvre des épaisseurs plus importantes ou nécessitant le contrôle de la structure du réseau 3D, l'objectif final étant de se diriger vers des matériaux avancés. Le sujet de cette thèse s'est orienté autour de deux thématiques : les composites et les matériaux intelligents. La première partie de ce manuscrit a été consacrée au projet COMPOSFAST qui a eu pour but la réalisation automatisée de composites par PR. Notre objectif a été d'élaborer une formulation photopolymérisable en deux étapes pour la fabrication de composites à base de fibres de verre par un procédé de pré-imprégnation. Quant à la deuxième partie de ce manuscrit, elle s'est orientée vers la fabrication de matériaux intelligents par une technique multi-étapes. L'objectif a été de fabriquer des réseaux polymères homogènes possédant des propriétés intelligentes en modifiant la chimie habituellement utilisée en PR. Tout au long de la thèse, de potentielles applications industrielles ont vu le jour grâce à la recherche réalisée sur ces matériaux avancés et ont abouti au brevetage de la technologie
The goal of this thesis was to evaluate the potential of the free radical photopolymerization (FRP) for new applications that require higher thicknesses or require different properties regarding the 3D network structure, the ultimate objective being to achieve advanced materials. The subject of this thesis has focused on two main thematics: composites and intelligent materials. The first part of this manuscript was devoted to the COMPOSFAST project which aimed to automate the production of composites via FRP. Our goal has been to develop a two-stage photopolymérisable formulation for the manufacture of glass fiber composites by a pre-impregnation process. Regarding the second part of this manuscript, this one has been dedicated to the creation of smart materials by a multi-stage process. The objective has been to manufacture homogeneous polymer networks possessing smart properties by modifying the chemistry usually involved in FRP. Through the thesis, potential industrial applications have emerged thanks to the research carried out on these advanced materials and have led to the patenting of the technology

Les lampes à LEDs s’imposent comme la solution d’avenir pour l’éclairage vert de demain. Malgré des durées de vie annoncées par les constructeurs supérieures à 50 000h, une dérive prématurée de la qualité colorimétrique a été constatée. Ce travail de thèse porte sur l’influence de la photodégradation sur les propriétés optiques de l’un des composants d’un module LED : le composite luminescent qui est associé à la puce semi-conductrice. Des composites luminescents ont été élaborés à partir d’une matrice polymère (EVA ou PMMA) et d’un luminophore inorganique : Y3BO6 : 15% Eu3+. L’évolution des propriétés physico-chimiques et optiques de ces composites a été étudiée sous irradiation dans des conditions accélérées (λ>300 nm) et dans les conditions d’usage (LED UV, λ=365 nm). Le luminophore n’a pas montré d’effet prodégradant sur la photooxydation du polymère. Une perte des propriétés optiques du composite sous l’effet de la photodégradation du polymère a été mise en évidence dans le cas de la matrice EVA. L’évolution des paramètres photométriques de la lumière émise par les composites luminescents au cours du photovieillissement a pu être reliée à l’accumulation des photoproduits dans les films. En revanche, pour les composites PMMA/luminophore, la structure chimique et les propriétés optiques de ces composites ne sont pas modifiés pour des durées de photovieillissement accélérés de 4000h
Phosphor-converted LEDs are emerging as an eco-friendly solution for the next generation lighting. Despite lifetimes claimed over 50 000h, a loss of the optical properties was noticed. This work focuses on the influence of photodegradation of the materials on the optical properties of the polymer/phosphor composite that is used to encapsulate the semiconductor chip. Luminescent composites were made from a polymer matrix (EVA or PMMA) and an inorganic phosphor: Y3BO6 :15% Eu3+. The evolution of physical, chemical and optical properties of these composites was investigated under irradiation in accelerated conditions (λ>300 nm) and in the use conditions of UV LED (λ=365 nm). The phosphor showed no pro-degrading effect on the photooxidation of the polymer. A loss of the optical properties of the composite was observed and ascribed to the photodegradation of the polymer in the case of the EVA matrix. The evolution of photometric parameters of the emitted light by the luminescent composite during photoaging can be attributed to the accumulation of photoproducts in films. However, for PMMA/phosphor composites, the chemical structure and optical properties of such composites are kept for accelerated photoaging time up to 4000h

Une methode de depot par decharge luminescente radio-frequence (13,56 mhz) dans un melange argon-propane a ete utilisee pour synthetiser un materiau composite or-carbone. Une etude bibliographique a permis de presenter les parametres caracteristiques de ces decharges et les modeles qui les decrivent. L'analyse de la decharge, par le biais de la spectroscopie d'emission optique, a fait ressortir la correlation entre la fraction volumique d'or des materiaux, l'intensite d'emission des especes atomiques et la pression partielle de propane. Une analyse plus poussee a mis en evidence l'existence d'un processus d'excitation electronique dans le plasma tandis que l'excitation dans la gaine cathodique est attribuable aux collisions des molecules de propanes avec des ions entrant dans la gaine ou (et) avec des atomes excites issus de la retrodiffusion d'ions bombardant la cathode. D'autre part, la mesure de courants ioniques, par une sonde electrostatique, a fait ressortir la nature mono-energetique du flux ionique sur l'anode et l'influence de l'argon sur la production d'ions. Elle a aussi permis la determination du potentiel plasma et de densite ionique au voisinage de l'anode pour differentes conditions de travail. La nature polymere de la matrice et la bonne tenue thermique du materiau jusqu'a 200c a ete mise en evidence par analyse enthalpique differentielle, thermogravimetrie, spectroscopie infrarouge et raman. L'utilisation de la theorie du milieu effectif et de la percolation a permis une description correcte des phenomenes d'anomalie dielectrique et de percolation observes lors de l'etude des proprietes optiques et electriques du materiau. Un dispositif d'ecriture direct par laser sur le composite a montre la possibilite de realiser des canaux conducteurs de quelques microns de large au sein d'un materiau isolant

Ces travaux de thèse ont pour ambition de proposer des solutions alternatives, aux luminophores avec terres rares, offrant des performances convenables pour des applications dans des dispositifs à LED comme l’éclairage mais également la visualisation ou encore le marquage ou la signalétique. Nous nous sommes intéressés à des luminophores organiques mais également inorganiques tels que les quantum dots (QD). Le problème majeur de ces familles de luminophores est leur instabilité sous contrainte thermique et/ou photonique. Aussi, afin de pallier ce problème nous avons choisi d’utiliser des matériaux inorganiques plaquettaires de type « hydroxyde doubles lamellaires » (HDL) comme matrice hôte du luminophore. Les luminophores étudiés sont la fluorescéine, la sulforhodamine B et des quantum dots InP/ZnS. Plusieurs techniques expérimentales ont été utilisées afin de caractériser leurs propriétés structurales et morphologiques (DRX, SAXS, IR, MEB, MET…). Les propriétés optiques ont également été enregistrées (émission, excitation, rendement quantique de photoluminescence, déclins…). Ces travaux ont mis en évidence la plus-value de la matrice HDL qui permet de reproduire un effet de solvatation pour le luminophore organique ou QD dans une matrice solide et de retrouver des propriétés d’émission semblables à celles de ces luminophores en solution diluée. La dispersion dans une matrice silicone est également favorisée et la stabilité de ces revêtements composites (HDL-Luminophore/silicone) sous différentes contraintes est nettement améliorée
These works have the ambition to offer alternative solutions to phosphors with rare-earth elements, displaying suitable performance for LED devices applications as well as signage or display applications. We have been interested in organic as well as inorganic phosphors such as quantum dots (QD). The main problem encountered with these compounds is their relative instability under thermal and/or photonic stresses. Thus, in order to overcome this issue, we decided to use inorganic materials called layered double hydroxide (LDH) as host matrix to protect these phosphors. Several experimental techniques (XRD, SAXS, IR, SEM, TEM…) have been used to characterize structural and morphological properties. Optical properties have also been recorded (emission and excitation spectra, photoluminescence quantum yields, fluorescence decay…). Using extremely small amounts of phosphors, it is demonstrated here that Zn2Al cation-based LDH tethering acts as a «solid solvent» for the dye, enabling its luminescence even in powder form. Additionally, LDH platelets are found to help the dispersion of the dye or QD in silicone to obtain homogeneous composite films, which exhibit luminescent properties. Finally, the stability of composite coatings (LDH-phosphor/silicone) under different stresses (thermal and photonic) is most often improved

L’application de la technologie OLED (diode électroluminescente organique) pour l’affichage est actuellement principalement portée par le marché des écrans de télévision et des smartphones. Les matériaux et les substrats utilisés permettent de produire des dispositifs légers, compacts, voire flexibles, possédant un excellent contraste image et une fréquence de rafraîchissement élevée. Les contraintes technologiques limitant l’industrialisation concernent la durée de vie des dispositifs. D’une part, les matériaux utilisés dans les structures OLEDs sont dégradés en présence d’eau et d’oxygène, il est donc essentiel de passiver le dispositif avec une structure de haute qualité barrière à l’atmosphère. D’autre part, il est nécessaire d’ajouter une protection mécanique en surface, sous forme de capot ou de protection monolithique, modulable en fonction de l’application visée. Ces travaux de thèse visent à développer une nouvelle conception de packaging, intégrant des nanocomposites organiques-inorganiques au sein de l’architecture d’encapsulation multicouche développée au CEA-LETI, et appliquée aux écrans de petite taille (microdisplays) OLED réalisés sur substrat silicium. Ces matériaux permettent de cumuler des propriétés d’ordinaire antagonistes ; celles de la phase organiques (flexible, déposable par voie liquide) et celles de la phase inorganique (barrière au gaz, résistance mécanique et chimique). Les résultats reposent sur le contrôle fin de la morphologie ; le procédé sol-gel a donc été choisi pour sa versatilité. Nous avons montré qu’il était possible de définir plusieurs formulations composites. L’une en particulier, basée sur des nanoparticules de silice intégrées dans une matrice polymère, s’est révélée compatible avec l’encapsulation monolithique des substrats OLED, permettant notamment la reprise de contact électrique. L’ajout de ce matériau au sein de l’architecture de passivation augmente la résistance barrière au gaz et, par extension, la durabilité des dispositifs en conditions climatiques sévères. Utilisé en tant que protection mécanique de surface, cette solution en couche mince n’atteint pas la résistance mécanique des capots de verre, mais permet malgré tout de protéger les substrats pendant toutes les phases de fabrication et de manipulation. L’avantage principal de cette solution packaging réside dans la diminution de l’épaisseur totale, augmentant le contraste en limitant fortement les pertes lumineuses, et ouvrant la porte aux substrats et dispositifs flexibles
Due of the ongoing growth of smartphones and TVs displays markets, the application of OLED (Organic Light Emitting Diode) technology for displays has become a major center of interest. The materials and substrates used in such architectures allow to develop lightweight, compact and even foldable displays, demonstrating an excellent image quality and fast refresh rates. Currently, the technological drawbacks restricting the exploitation on industrial scale mainly concern the lifespan of the devices. First, materials used in OLED architecture are highly sensitive to moisture and oxygen ingress and require a high barrier encapsulation. In addition, a specific protection needs to be included to secure the device from mechanical failures. As so various options from glass lids to flexible barriers are likely to be considered depending on the intended use. This work deals with the production of OLED microdisplays deposited on silicon substrates, and aims to develop an alternative packaging solution, based on organic-inorganic nanocomposite layers, both on top and embedded into the multi-barrier passivation architecture previously developed at the CEA-LETI. Synergistic properties can be obtained from composite materials, enhancing the advantages of both the organic (flexibility, processability) and inorganic phase (barrier properties, mechanical and chemical resistance). As a high control on the morphology in required, the sol-gel process was therefore selected for its versatility. Several composite materials were designed. One selected formulation, based on silica nanoparticles dispersed in a polymer matrix, proved to be fully compatible with the monolithic encapsulation of OLED circuits, including, among other properties, the recovery of the electrical bonding. Passivation architectures using the composite as interface layer showed improved barrier properties as well as an enhanced durability of devices stored in warm and damp environment. Obviously, a thin hard-coat layer does not equal a glass lid in terms of mechanical resistance, yet our formulation provided a sufficient protection during the overall process and handling of the displays. The main advantages of this alternative packaging rely on the reduced thickness, increasing the contrast by minimizing the loss of luminous efficacy through guided mode and offering the prospect of flexible substrate manufacturing