Dissertations / Theses: 'Diodes électroluminescentes organiques (OLEDs)'

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Alchaddoud, Alaa. "Etude du comportement électrique et photométrique des diodes électroluminescentes organiques pour l’éclairage ayant subi un vieillissement accéléré." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30061/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude de la dégradation accélérées des diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) pour l'éclairage. Nous avons choisi d'étudier des OLEDs commerciales (Philips lumiblade GL55 et OSRAM Orbeos RMW-046) afin d'éliminer l'effet de l'humidité et de l'oxygène et ainsi que les processus de fabrication sur les mécanismes de dégradation. Une étude bibliographique préalable nous a permis de comprendre les mécanismes de fonctionnement des OLEDs et d'analyser les différentes causes de dégradations. Elle nous a également permis de définir des conditions de vieillissement accéléré (stress thermique et électrique) que nous avons appliquées à nos échantillons. Afin d'appliquer ces conditions de stress particulières, nous avons conçu et réalisé un dispositif expérimental spécifique qui nous permet à la fois d'appliquer ces différentes conditions de vieillissement et de réaliser des mesures électriques et optiques in situ. Ces mesures ont été réalisées avant dégradation, puis jusqu'à une perte de 50% du flux lumineux. L'évolution des caractéristiques électriques et photométriques des OLEDs ainsi que certaines analyses structurales complémentaires nous ont permis d'établir et de comprendre les mécanismes mis en jeu
This work reports on the study of accelerated ageing of white organic light-emitting diodes (OLEDs) for lighting. We chose to apply our study on commercial products (Philips lumiblade GL55 and OSRAM Orbeos RMW-046) to eliminate the moisture, oxygen and manufacturing process effects on the degradation mechanisms. A preliminary bibliographic study enabled us to understand the operation mechanism of the OLEDs and to analyze the different degradation causes. This one also allowed us to determine the accelerated ageing test conditions (thermal and electrical stresses). In order, to apply these particular stress conditions, we designed and realized a specific and custom-made experimental ageing bench which allows us at the same time to apply these various ageing conditions and carry out electrical and optical measurement in situ. These measurements were realized before degradations and then until a loss of 50% of the luminous flow. The evolution of the electrical and optical characteristics of the OLEDs as well as the results obtained from some additional structural analysis enabled us to establish and understand the involved mechanisms

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Reisdorffer, Frédéric. "Dégradation des diodes électroluminescentes organiques : analyses électriques et thermiques." Nantes, 2013. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=edb2c8d4-524a-44b6-95e9-99cfa7e0a49b.

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Abstract:

Les diodes électroluminescentes organiques sont une des technologies les plus prometteuses pour remplacer les dispositifs actuels d’éclairage ou d’affichage. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux défauts extrinsèques et intrinsèques qui peuvent exister dans les diodes électroluminescentes organiques et limitent leur durée de vie. Nous cherchons à caractériser ces défauts par mesures électriques et thermiques. Dans un premier temps, nous déterminons les propriétés électriques d’OLED neuves à base d’Alq3 dans différentes structures par les techniques courant-tensionluminance, la spectroscopie d’impédance et la spectroscopie de pièges profonds par la charge. Dans un second temps, nous caractérisons thermiquement des couches minces d’Alq3 à l’échelle microscopique en utilisant la microscopie thermique à sonde locale, nous informant sur l’organisation des couches. Pour connaître les propriétés thermiques, nous avons utilisé la radiométrie photo thermique et développé la technique de caractérisation 3ω. A partir de ces acquis, nous avons examiné les processus de dégradation des dispositifs sous deux aspects. Pour la dégradation extrinsèque, nous avons analysé des films organiques qui ont été vieillis sous différentes conditions de stockage. La dégradation intrinsèque a été étudiée dans les diodes soumises à un stress électrique prolongé. Les résultats obtenus nous ont permis de conclure que lors du vieillissement des couches, la réorganisation structurale des couches d’Alq3 entraînait des modifications irréversibles sur leurs propriétés
Organic light emitting diodes are one of the most promising technologies to promote display and lighting applications. In this thesis, we have focused on extrinsic and intrinsic defects, which are present in organic light emitting diodes and which limit their lifetime. These defects were characterized by electrical and thermal measurements. First, we determined the electrical properties of a freshly prepared Alq3 based OLED of different structures by techniques such as current-voltage-luminance characteristics, impedance spectroscopy and deep level transient spectroscopy. Next, thin films of Alq3 were characterized at the microscopic scale by scanning thermal microscopy to determine the thermal properties layer organization. To quantify the thermal properties, we have used photo thermal radiometry and we have developed the 3ω method. From these results, we have studied degradation processes by two approaches. Extrinsic degradation processes were studied by analyzing the organic thin film aged under different storage conditions. Intrinsic degradation was studied by applying an electrical stress to the diodes for a long period. The results obtained show that a structural reorganization of the layers during aging process causes irreversible modifications of the diodes properties

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Blondel, Benoît. "Complexes de platine(II) pour des diodes organiques électroluminescentes (OLEDs) rouges et bistables." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30173/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse décrit l'utilisation de complexes de platine(II) dans les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs). Ces complexes ([Pt(II) (tetra-tert-butylSalophen)] et [Pt(II) Salophen]) ont été caractérisés par les méthodes usuelles (1H RMN, spectroscopie UV-visible, électrochimie, diffraction des rayons X pour le [Pt(II) (tetra-tert-butylSalophen)]). Des calculs DFT ont corroboré les données expérimentales qui ont guidé le choix du Tris(8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3) en tant que matrice. Des dispositifs bistables, susceptibles d'être utilisés en tant que mémoires, ont été obtenus lors du dopage, à 5%, d'OLEDs monocouches. La modulation de ce phénomène par l'ajout d'une couche de N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (NPD) d'épaisseur contrôlée, a été mis en évidence. Des OLEDs bicouches (NPD/Alq3:Pt) émettant dans la gamme spectrale 640-750 nm (rouge profond), et présentant des rendements supérieurs à 20 %, ont ainsi été réalisées. En dopant la couche de NPD, des OLED jaunes présentant un comportement électro-chromatique ont été élaborées. Sous l'effet du dopage par ces complexes, l'augmentation de la durée de vie des OLEDs a aussi été démontrée
This thesis describes the integration of platinum(II) complexes within organic light emitting diodes (OLEDs). These complexes ([Pt(II) (tetra-tert-butylSalophen)] and [Pt(II) Salophen]) were characterized by the usual methods ( 1H NMR, UV-Vis spectroscopy, electrochemistry and X-ray diffraction for [Pt(II) (tetra-tert-butylSalophen)]). DFT calculations support the experimental data which guided the selection of Tris(8-hydroxyquinolinato) aluminum (Alq3)as host. 5% doping in monolayer OLEDs gave bistable devices which may be used as memory. Modulation of this phenomenon was allowed by adding a controlled layer of N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (NPD). Bilayer OLEDs (NPD/Alq3:Pt) were shown to emit in the deep-red range between 640-750nm with efficiencies higher than 20%. Upon doping with complexes, an enhancement in the lifetime of OLEDs was highlighted

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Sergent, Alessandra. "Métallopolymères des éléments f : nouveaux matériaux hybrides semi-conducteurs phosphorescents pour les diodes électroluminescentes organiques." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00840219.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la synthèse et la caractérisation physico-chimique de métallopolymères conjugués des éléments f en but d'utiliser ces matériaux comme composants actifs de diodes électroluminescentes. En effet, les ions lanthanides possèdent des propriétés d'émission intéressantes dans le cadre de nos applications. La chaine polymère permet quant à elle l'introduction de groupements transporteurs de charges. Ces matériaux devraient donc réunir les caractéristiques requises (transport des charges et émission) pour être utilisés dans des PLEDs (Polymer Light-Emitting Diodes), lesquelles emploient pour leur fabrication des techniques de dépôts en solution. Les PLEDs présentent l'intérêt d'avoir une structure simplifiée par rapport aux OLEDs (Organic Light-Emitting Diodes) qui sont construites par juxtaposition de couches successives de petites molécules évaporées sous vide.La synthèse de trois séries de polymères conjugués a été réalisée. La réaction de polymérisation utilisée s'effectue selon un couplage de Suzuki-Miyaura entre des motifs fluorènes et des monomères porteurs de groupements carbazoles et/ou benzimidazoles permettant de coordiner l'ion lanthanide. Plusieurs métallopolymères ont également été isolés. Les composés synthétisés ont été caractérisés par analyse élémentaire, RMN et chromatographie par exclusion stérique. Des études de photoluminescence sur ces composés en présence ou non d'ions lanthanides luminescents ont été effectuées. Enfin, les polymères et métallopolymères ont été utilisés dans la conception de diodes électroluminescentes.

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Kanaan, Hani. "Spectroscopie d'électro-absorption appliquée aux diodes électroluminescentes (OLEDs) et aux cellules photovoltaïques (OPVs)." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/519/.

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Abstract:

Cette thèse a pour objet l'étude du champ électrique dans les diodes électroluminescentes et les cellules photovoltaïques organiques par l'application de la spectroscopie d'électro-absorption. Cette technique, basée sur un phénomène d'optique non-linéaire (effet Stark), permet la caractérisation des composants en fonctionnement. L'effet des couches d'injection déposées sur l'ITO, et des métaux de cathode, sur l'injection des porteurs de charge a été étudié. Les propriétés électriques et optiques d'OLEDs à base d'Alq3 et de PFV ont été mises en relation avec la variation de la tension de bandes plates. L'effet du PEDOT:PSS sur la tension en circuit ouvert de cellules photovoltaïques à base de molécules discotiques a été étudié, et les différentes composantes du champ électrique interne (champs d'interface et de volume) ont été mises en évidence
The object of this thesis is the study of electric field in organic light-emitting diodes and photovoltaic cells by use of electroabsorption spectroscopy. This technique, based on a nonlinear optical (Stark) effect, allows the characterization of operating components. The effect of injecting layers deposited on ITO, and of cathode metals, on charge carrier injection, has been studied. Electrical and optical properties of Alq3 and PFV based OLEDs have been related to flat band voltage variation. The effect of PEDOT:PSS on the open-circuit voltage of photovoltaic cells based on discotic molecules has been investigated. The presence of different components of internal electric field (interface and bulk electric field) has been evidenced

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Bejbouji, Habiba. "Optimisation des matériaux d'électrodes dans les diodes électroluminescentes et les cellules solaires organiques." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01005217.

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Abstract:

Ce travail porte dans un premier temps sur l optimisation du matériau constituant la couche d injection des trous dans les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) et les cellules solaires organiques (OPVCs). Les Polyanilines (PANIs) utilisées dans ce travail sont dispersées dans différents solvants organiques ou dans l'eau. L effet de l épaisseur, de la morphologie et de la conductivité des films de PANI sur l efficacité des cellules solaires a été étudié. Les résultats montrent que la conductivité et l épaisseur des films de PANI affectent énormément l efficacité des dispositifs OLEDs ou OPVCs. Le dopant et le solvant utilisés dans la synthèse de la dispersion de PANI jouent aussi un rôle important. Dans un second temps, différentes PANIs ainsi que des latex de PEDOT et des nanotubes de carbone ont été utilisés seuls en tant qu'électrode dans le but d'accéder à des dispositifs "tout polymère". L influence du pH, de la conductivité, du travail de sortie, la nature du dopant et du solvant sur les propriétés de l injection de charge ont été analysés.

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Pinot, Christophe. "Modélisation des diodes électroluminescentes organiques multicouches dopées. Application à de nouvelles architectures." Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00005744.

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Abstract:

Le développement de dispositifs OLED pour des applications dans les afficheurs ou l'éclairage nécessite généralement une approche expérimentale longue et coûteuse afin de déterminer les paramètres clés influant sur les performances. Le but d'une modélisation électrique est de remplacer ce système complexe par un objet simple et de reproduire voire prédire ses comportements principaux (caractéristique Intensité-Tension, J-V) afin de limiter le nombre de séries d'expériences. Une première méthode consiste à utiliser des modèles continus de bandes d'énergie, issus des semiconducteurs cristallins. Cette modélisation par éléments finis 2D a notamment permis de rendre compte des variations d'épaisseurs des couches organiques pour des densités de courant élevées (50 < J < 7x10^3 mA/cm2). Nous avons également montré l'intérêt des simulations 2D pour étudier des architectures complexes avec une électrode nanostructurée. Une seconde méthode réside dans le développement d'un modèle électrique compact, de type composants, compatible avec les outils professionnels de CAO électronique. Le circuit équivalent proposé sépare les phénomènes d'injection et de transport de charges. Il reproduit précisément, avec seulement 8 paramètres obtenus à partir de mesures simples, les caractéristiques statiques J-V sur une grande plage de densités de courant (de 10^-6 à 7x10^3 mA/cm2) ainsi que le comportement dynamique global jusqu'au MHz. Ce modèle permet la simulation de systèmes complexes tels que les écrans matriciels avec leur circuit d'adressage. Par ailleurs, l'analyse et la quantification de l'influence de différentes variations expérimentales en font un outil de développement et/ou de contrôle de production. Les résultats acquis et les perspectives montrent l'intérêt de disposer d'outils de modélisation pour développer des composants ou des dispositifs performants à base d'OLEDs.

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Marghad, Ikbal. "Etude de composants électroluminescents à fluorescence retardée thermiquement activé à base de la 1,3,5 triazine et leur application au sein de la troisième génération des diodes organiques électroluminescentes (OLEDs)." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30295.

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Abstract:

La nouvelle technologie innovatrice OLEDs (diodes organiques électroluminescentes) ne cesse de susciter l'engouement des scientifiques ainsi que les recherches à leurs égards. Ces dispositifs à base de matériaux organiques s'appliquent dans quasiment tous les domaines tels que l'éclairage, l'affichage...Une découverte récente vient d'apporter sa pierre à l'édifice en mettant au point une nouvelle troisième génération d'OLEDs. Cette révélation consiste en la réduction du coût des matériaux des OLEDs en utilisant des matériaux peu onéreux dits à fluorescence retardée. C'est dans cette optique que s'inscrit ce travail de thèse qui porte sur l'étude de ce type de matériaux pour les applications dans les OLEDs. Cette thèse est décomposée en deux principales parties. Dans un premier temps, nous avons étudié et synthétisé des matériaux pour cette nouvelle génération d'OLED en se basant sur un modèle de molécules existant. Ce dernier représente des dérivés de triazine-carbazole connus pour leurs propriétés adéquates aux OLEDs. Cette étude a démontré pour la première fois le caractère de fluorescence retardée de ces molécules. Nous avons par la suite caractérisé ces molécules au sein des OLEDs. Les résultats montrent l'efficacité de ces molécules. Dans un deuxième temps nous nous sommes intéressés à l'étude de molécules innovantes. Ainsi, des molécules dotées de fluorescences retardées et innovantes ont été synthétisées. Cette synthèse a été effectuée par une méthode très avantageuse. Par ailleurs, la structure et propriétés de ces molécules indiquent qu'elles sont dotées de fluorescences retardées. Ainsi, il est important de poursuivre ce travail, en évaluant les propriétés de ces molécules synthétisées, ainsi que de les caractériser au sein des OLEDs
Recently, the synthesis of free metal materials for organic LEDs by Uoyama et al adds a third kind of luminescence, named thermally activated delayed fluorescence (TADF). The added value of this discovery is to lower significantly OLED cost thanks to the metal-free structure of these so-called hyper-fluorescent molecules. This work reports on this recent discovery in OLED's. We first studied the thermally activated delayed fluorescence from an existing molecular model. The latter, fulfil the condition of the delayed fluorescence and are based from triazine-carbazole derivatives. The results revealed for thefirst time the exhibition of the delayed fluorescence from this existing model. In a second part, a novel hyperfluorescent molecule have been synthesized following the design rules for the delayed fluorescence molecules. The synthesis was done by a method based on an attractive process. Furthermore, the structure and properties of these new materials indicate that these molecules are expected to exhibit delayed fluorescent. Thus, it is important to continue this work by evaluating the properties of these molecules and the OLEDs made from these materials

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Li, Haixia. "Design and characterization of new pyridazine materials for OLEDs and OSLs applications." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS227.

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Dans ce travail, de nouveaux matériaux émetteurs organiques ont été développés pour des applications dans le domaine des diodes électroluminescentes ou des lasers organiques. Tout d’abord, plusieurs molécules de type Donneur-Accepteur incorporant des cœurs azotés électrodéficients variés ont été préparées avec succès, leur design étant conçu dans le but d’obtenir des émetteurs TADF. Leurs propriétés photo-physiques ont été étudiées en solution et à l’état solide. Dans ces structures, le transfert de charge intramoléculaire est produit via des interactions intermoléculaires entre les groupements D et A, et leur étude a révélé que certains d’entre eux présentent un caractère TADF. Les propriétés d’électroluminescence des composés les plus prometteurs ont été également étudiées en configuration OLED, même si à ce jour les rendements observes restent faibles. Ensuite, une série de molécules à gain basées sur des structures pi-conjuguées, toujours constituées de coeurs azotés, ont été synthétisées avec succès pour des applications lasers. Leurs structures chimiques ont été caractérisées par résonnance magnétique nucléaire (RMN) et spectroscopie de masse haute résolution (HRMS). De bonnes propriétés de luminescence telles que de hauts rendements quantiques de photoluminescence (PLQY) et de courts temps de vie de fluorescence ont été démontrés en solution et à l’état solide pour la plupart des dérivés. Pour finir, certains matériaux émissifs présentent de bonnes propriétés d’émission spontanée amplifiée (ASE) avec de faibles valeurs de seuil et des dispositifs laser optiquement pompés ont également pu être fabriqués à partir de certains des dérivés de la série
In this work, new organic emitting materials have been developed for applications in the field of light emitting diodes or organic lasers. First of all, several molecules of the Donor-Acceptor type incorporating various electro-deficient nitrogenous hearts have been successfully prepared, their design being designed with the aim of obtaining TADF emitters. Their photophysical properties have been studied in solution and in the solid state. In these structures, intramolecular charge transfer is produced via intermolecular interactions between the D and A groups, and their study revealed that some of them exhibit a TADF character. The electroluminescence properties of the most promising compounds have also been studied in OLED configuration, even if to date the observed yields remain low. Then, a series of gain molecules based on pi-conjugated structures, still consisting of nitrogenous cores, have been successfully synthesized for laser applications. Their chemical structures have been characterized by nuclear magnetic resonance (NMR) and high-resolution mass spectroscopy (HRMS). Good luminescence properties such as high quantum photoluminescence yields (PLQY) and short fluorescence lifetimes have been demonstrated in solution and in the solid state for most derivatives. Finally, some emissive materials exhibit good amplified spontaneous emission (ASE) properties with low threshold values, and optically pumped laser devices could also be made from some of the derivatives of the series

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Caron, Baptiste. "Compréhension des pertes optiques et amélioration du contraste des OLEDs en architecture top-émission." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT065.

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Abstract:

Depuis leur découverte dans les années 80, les OLEDs (Diodes électroluminescentes organiques) se sont imposées comme une technologie incontournable pour les applications d’affichage. Leur utilisation permet notamment la réalisation d’écrans OLEDs flexibles ou transparents. Les semiconducteurs organiques étant intrinsèquement émissifs, ils ne nécessitent pas de rétroéclairage, contrairement aux écrans LCD, ce qui permet de fabriquer des dispositifs compacts et légers et d’accéder facilement à des très hautes résolutions, notamment pour la réalisation de de micro-écrans développés depuis de nombreuses années au CEA-LETI et utilisés dans les dispositifs d’affichage nomades (lunettes de réalité augmentée, ou RA).Cependant, les pertes optiques au sein des empilements OLEDs limitent fortement la puissance lumineuse utilisable et l’efficacité de ces dispositifs. Pour une OLED classique, 80% de la lumière émise au sein du dispositif est perdue. Or une luminance élevée, typiquement 10-20 cd/m², est nécessaire pour des applications en RA afin de contraster avec la luminosité ambiante extérieure tout autant qu’une haute efficacité afin de limiter au maximum le poids des batteries de tels dispositifs nomades.Au cours de cette thèse, un dispositif d’étude de modes d’émission a été créé afin de mesurer expérimentalement les sources de pertes optiques présentes dans les structures OLEDs top-émission utilisées dans les micro-écrans. Une structuration en surface a permis de créer un réseau nanométrique directement sur l’encapsulation fine-couche de l’OLED, réalisée à partir de la technologie de dépôt par couches atomiques (ALD). Ce réseau a permis d’observer deux modes guidés présents dans l’OLED en architecture top-émission, ce qui n’avait pas été réalisé jusqu’alors dans ces empilements émettant la lumière par le sommet de la structure. Une cathode absorbante a également été développée afin d’améliorer le contraste de ces mêmes OLEDs. Le matériau choisi est un cermet (céramique/métal) composé d’argent et d’oxyde de tungstène (Ag:WO3, épaisseur < 20 nm). Une étude des caractéristiques optiques, électriques et morphologiques de ce matériau a permis de réaliser des dispositifs OLEDs avec un contraste amélioré sans ajout de polariseur circulaire. L’absorption du cermet couplé à l’effet cavité de l’OLED permet de limiter fortement les réflexions dues à la luminosité ambiante
Since their discovery in the 80's, OLEDs (Organic Light Emitting Diodes) have established themselves as a key technology for display applications. They enable to achieve flexible or transparent OLED display panels. Organic semiconductors are intrinsically emissive and OLED therefore do not require backlighting unlike LCD monitors. This allows the fabrication of compact and lightweight devices and make very high display resolutions achievable. All these strengths are especially useful for the realization of micro-displays, developed for many years at CEA-LETI and used in nomadic display devices (augmented reality glasses, or AR).However, optical losses within the OLED stacks strongly limit the light power and the efficiency of these devices. For a conventional OLED, 80% of the light emitted within the device is lost. However, high luminance (typically 10-20 cd/m²) is required for AR applications to obtain a good contrast with the ambient outdoor light. The efficiency must also be as high as possible in order to minimize the battery weight of such mobile devices.A dedicated OLED device for studying emission modes has been created in this work in order to experimentally measure the sources of optical losses present in the top-emission OLED structures used in microdisplays. A nano-grating has been achieved by photolithography on top of the top-emitting OLED thin layer encapsulation, made by atomic layer deposition (ALD). This grating allowed to observe two of the guided modes contained in the microcavity of the OLED. It is the first time that such an observation is made on this kind of OLED which emits light from the top of the structure. An absorbing cathode has also been developed to improve the contrast of these OLEDs. The chosen material is a cermet (ceramic/metal) composed of silver and tungsten oxide (Ag:WO3 with a thickness < 20 nm). A study of the optical, electrical and morphological characteristics of this material allowed to realize OLEDs devices with improved contrast without adding a circular polarizer. The absorption of the cermet coupled with the cavity effect of the OLED strongly limits the reflections due to ambient luminosity

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Zeng, Lei. "Etude théorique et expérimentale de µ-OLEDs en régime impulsionnel à très haute densité de courant." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2016. http://www.theses.fr/2016USPCD066.

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Ce travail de thèse porte sur l’estimation de la possibilité d’atteindre le seuil laser dans un matériau organique par pompage électrique. Dans le but ultime de réaliser le laser organique à pompage électrique, un prérequis est d’injecter une haute densité de courant dans un dispositif électroluminescent fonctionnel. Dans un premier temps, le comportement de l’OLED soumise à haute densité de courant est simulé et un modèle d’estimation de seuil laser basé sur la matrice de transfert est proposé. Ces études théoriques indiquent l’existence d’une densité de population maximale d’excitons radiatives au début d’injection de courant et estime la nécessité de 8.7×1016 cm-3 au seuil laser. Ensuite, la caractéristique résolue en temps des μ-OLED à base d’Alq3 : DCM excitées par des impulsions électriques de courtes durées (< 100 ns) et à faible taux de répétition (10 Hz) sont étudiées à l’aide d’un système de microscope confocal calibré. Les caractéristiques de l’OLED sont en bon accord avec les simulations théoriques. Une densité de courant de 3.6 kA/cm² et un pic de luminance de 8.4×106 cd/m² ont été obtenus en injectant des impulsions de 30 ns. Le pic de luminance correspond à une densité de population de 3.6×1017 cm-3, soit supérieure au plus petit seuil laser en littérature. Il est donc possible de réaliser le laser dans cette fenêtre de temps de quelques nanosecondes
This thesis focus on the estimation of the possibility to achieve the laser threshold in an organic material with electrical pumping. As the ultimate goal is to demonstrate an electrically pumped organic laser, attaining high current density in a working electroluminescent device is pre-required. At first, the response of OLED at high current injection condition is simulated with a theoretical model. And the laser threshold estimation is performed by transfer matrix method. These theoretical studies show that a peak of emissive exciton (singlet) population density should exist at pulse onset, while a population density of 8.7×1016 cm-3 is necessary for lasing. Next, the time-resolved characteristics of μ-OLED based on Alq3 : DCM excited by short (< 100 ns) electrical pulses with low repetition rate (10 Hz) have been studied on the calibrated confocal microscope. The response of μ-OLED is in good agreement with the theoretical simulations. A current density of 3.6 kA/cm² and a luminance peak of 8.4×106 cd/m² have been achieved with 30-ns pulses. This luminance peak corresponds to singlet population density of 3.6×1017 cm-3, which is higher than the smallest laser threshold in literature. We suggest that it is possible to achieve laser effect in the time window of several nanoseconds at pulse onset

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Murat, Yolande. "Nouvelles structures électroluminescentes organiques pour applications signalétiques et petits afficheurs." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0585/document.

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Abstract:

La filière OLED (diode électroluminescente organique) est depuis quelques annéesfortement industrialisée notamment depuis leur utilisation dans les smartphones et les téléviseurs.Cependant, les procédés de fabrication, notamment l’évaporation thermique sous vide, restent coûteuxet ne peuvent pas être utilisés pour développer des applications à faible valeur ajoutée (petitsafficheurs, signalétique, éclairage). Ces travaux de thèse ont pour objectif de développer une OLEDperformante et stable fabriquée à coût réduit afin de répondre à cette problématique. La voie liquide aété privilégiée afin de diminuer les coûts de fabrication de l’OLED et il a été choisi de développer unestructure inverse pour améliorer la stabilité. Dans ce travail de thèse, le polymère PEIE(polyéthylénimine éthoxylate) a été utilisé pour diminuer le travail de sortie de la cathode transparente.Nous avons montré qu’il était possible d’atteindre des performances supérieures en structure inversequ’en structure conventionnelle à partir du même polymère émissif, le Super Yellow. Afin desimplifier le procédé de dépôt, nous avons montré qu’un mélange binaire {PEIE et matériau bloqueurde trous} pouvait être déposé en une seule fois tout en conservant un fonctionnement optimal. Uneétude par TOF-SIMS (Spectrométrie de Masse d’Ions Secondaires à Temps de Vol) a permis de mettreen évidence une ségrégation verticale du mélange binaire. Par ailleurs, l’électrode en oxyde d’étainindium(ITO), qui représente généralement plus d’un quart du coût de fabrication, a été remplacéeavec succès par une électrode de SnO2 (oxyde d’étain), déposée par ALD (dépôt de couches mincesatomiques)
OLED (Organic Light-Emitting Diode) technology has been exploited on an industrialscale for several years, principally in smartphones, TV displays, and similar devices. However, currentfabrication processes, such as thermal evaporation under high vacuum, are expensive and cannot beused for low-cost applications (signage, lighting, etc.). This work aims to develop high-performance,stable, low-cost OLEDs. Fabrication by solution processing was chosen to reduce the processing costsin any future commercialization of the work, while the inverted architecture was used to optimizedevice stability. In this work, ethoxylated polyethylenimine (PEIE) was used to reduce the workfunction of the transparent cathode. It was shown that higher performances could be obtained withinverted OLEDs compared to direct devices incorporating the same emissive polymer (Super Yellow).Furthermore, it was demonstrated that a binary blend, (PEIE and a hole blocking material) could bedeposited in a single step without reducing the OLED device’s performance – greatly simplifying thefabrication process. A TOF-SIMS (Time of Flight-Secondary Ion Mass Spectrometry) study wasconducted which demonstrated a vertical phase segregation of the binary blend. Finally, the indiumtinoxide (ITO) electrode, which represents at least 25% of the fabrication cost, was successfullyreplaced with a tin oxide (SnO2) layer, deposited by ALD (Atomic Layer Deposition)

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Du, Weiwei. "Development of new organic emissive materials for organic light-emitting diodes and organic laser applications." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. http://www.theses.fr/2021SORUS215.

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Abstract:

Dans ce travail, de nouveaux matériaux émetteurs organiques ont été développés pour des applications dans le domaine des diodes électroluminescentes ou des lasers organiques. Tout d’abord, trois séries de molécules « through space » TADF (Fluorescence retardée activée thermiquement) à base de cœurs cyclophane ont été préparées avec succès. Leurs structures chimiques ont été caractérisées par résonnance magnétique nucléaire (RMN) et spectroscopie de masse haute résolution (HRMS). Leurs propriétés photophysiques ont été étudiées en solution et à l’état solide. Dans ces structures, le transfert de charge intramoléculaire est produit via des interactions intramoléculaires à travers l’espace entre les groupements donneur et accepteur, et leurs études ont révélé que la plupart des dérivés synthétisés présentent un caractère TADF. Les propriétés d’électroluminescence de certains dérivés ont été également étudiées en configuration OLED et des résultats prometteurs ont été mis en évidence. Ensuite, une série de molécules à gain basées sur des structures pi-conjuguées ou tridimensionnelles étendues ont été synthétisées avec succès pour des applications lasers. Leurs structures chimiques ont été caractérisées par résonnance magnétique nucléaire (RMN) et spectroscopie de masse haute résolution (HRMS). De bonnes propriétés de luminescence telles que de hauts rendements quantiques de photoluminescence (PLQY) et de courts temps de vie de fluorescence ont été démontrés en solution et à l’état solide pour la plupart des dérivés. Pour finir, ces matériaux émissifs présentent de bonnes propriétés d’émission spontanée amplifiée (ASE) avec de faibles valeurs de seuil et des dispositifs laser optiquement pompés ont également pu être fabriqués à partir de certains des dérivés de la série
In this work, new organic emitting materials were designed for the organic light-emitting diodes (OLED) or laser applications. First, three series of through-space TADF (Thermally Activated Delayed Fluorescence) molecules based on different cyclophane cores have been successfully prepared. Their chemical structures were confirmed by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and high-resolution mass spectrometry (HRMS). The photophysical properties were investigated in solution and solid state. In these systems, the intramolecular charge transfer was produced via intramolecular through-space interactions between the donor and acceptor units, and their study revealed that most of these derivatives exhibit a TADF character. The electroluminescence properties of some derivatives were also investigated in OLED configuration and promising results were evidenced. Second, a new set of soluble gain molecules based on extended π-conjugated or three dimensional (3D) structures have been successfully synthesized for laser applications. Their chemical structures were confirmed by Nuclear Magnetic Resonance (NMR), high-resolution mass spectrometry (HRMS) and elemental analysis. High luminescence properties such as high photoluminescence quantum yields (PLQY) and short fluorescence lifetimes were demonstrated in both solution and solid state for most of the derivatives. Finally, these emitting materials exhibits good amplified spontaneous emission (ASE) properties with low thresholds and optically pumped laser devices were fabricated based on some derivatives of the series

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Thiery, Sébastien. "Design de matériaux hôtes à haut état triplet pour des applications dans des diodes organiques électrophosphorescentes." Thesis, Rennes 1, 2015. http://www.theses.fr/2015REN1S071/document.

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Abstract:

Les diodes organiques électroluminescentes (OLEDs), dans lesquelles l’émission de couleur provient de la fluorescence de molécules organiques, représentent une évolution de la technologie des diodes électroluminescentes (LED) classiques. Les OLEDs phosphorescentes (PhOLEDs) permettre d’atteindre des rendements plus élevée que les OLEDs, en utilisant comme couche émissive un couple « matériau organique/dopant phosphorescent ». Ce travail porte sur la synthèse et l'étude de nouvelles molécules à haut état triplet, pour des applications comme matrices hôtes dans des PhOLEDs bleues. Après une introduction à ce domaine novateur, la synthèse de nouveaux semi-conducteurs organiques dérivés de l’architecture 2π-1spiro et l’analyse détaillée des propriétés physico-chimiques sont présentées. Les performances de PhOLEDs bleues utilisant ces nouvelles matrices sont alors décrites et montrent l’intérêt du design de ces nouvelles molécules hôtes
Organic light emitting diodes (OLEDs) in which light is emitted from fluorescence pathway of an organic molecule, represent an evolution of the light emitting diode (LED) technology. Phosphorescent OLEDs (PhOLEDs) which combine in the emitting layer an “organic host doped with a guest phosphor”, may reach theoretically higher performances than OLEDs. This work is focused on the synthesis and the study of new organic compounds with high triplet state energy, which will be used as host material in blue PhOLEDs. After an introduction of this important field of organic electronics, the synthesis of new organic semi-conductors based on the 2π-1spiro architecture and the detailed analysis of their physicochemical properties through a structure/properties relationship study are presented. The performances of blue PhOLEDs using these matrices are then described and show the great interest of the new host designs

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Frederic, Lucas. "Synthèse et applications de nouvelles molécules électroluminescentes émettrices de lumière circulairement polarisée." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. http://www.theses.fr/2020UPASF017.

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Abstract:

Les dispositifs d’affichage prennent de plus en plus d’importance dans notre monde connecté. Dans un souci d’économie d’énergie, de protection de l’environnement et d’optimisation des performances des écrans, la technologie OLED (pour Organic Light Emitting Diodes) se présente comme l’une des plus prometteuse. Toutefois, pour une utilisation courante et efficace au sein de dispositifs d’affichage, les molécules émettrices composant les OLEDs doivent posséder deux propriétés : elles doivent émettre de la fluorescence retardée (TADF pour Thermally Activated Delayed Fluorescence) et de la lumière circulairement polarisée (CPL pour Circularly Polarized Luminescence). La première permet de convertir, théoriquement, la totalité de l’énergie électrique en lumière alors que la seconde retransmet l’entièreté de l’intensité lumineuse en passant à travers des filtres composant l’écran sans atténuation. Aujourd’hui, peu de molécules entièrement organique présentent ces caractéristiques et ce domaine d’étude n’en est qu’à ses prémices.Cette thèse se porte sur plusieurs aspects de cette thématique. Elle se développe en quatre parties : une étude structure-propriétés ayant pour but de corréler l’efficacité de plusieurs designs moléculaires avec les propriétés de fluorescence retardée et d’émission de lumière circulairement polarisée ; l’observation de l’influence de la diastéréoisomérie sur la TADF et la CPL ; la synthèse et la caractérisation de molécules présentant des caractéristiques de « switch-chiroptiques » ; et l’étude de l’influence du nombre de groupements chiraux sur un même type de synthon moléculaire
Display devices are more and more involved in our connected world. In a prospect of energy saving, protection of the environment and optimization of display performances, the Organic Light Emitting Diode (OLED) technology appears as one of the most promising alternative. However, widespread and efficient display devices require organic emitting molecules merging both Thermally Activated Delayed Fluorescence (TADF) and Circularly Polarized Luminescence (CPL). TADF enables to convert, theoretically, the whole electric energy into light, whereas CPL relays light intensity through screen’s filters without attenuation. Nowadays, organic molecules combining TADF and CPL properties remain rare.The aim of this work is to develop new molecules with both properties. Four main projects have been carried out to fulfill this purpose and are described herein: the first one consists in a structure-properties relationship in order to give guidelines for molecular design merging TADF and CPL; then the influence of diastereoisomerism on the emission of circularly polarized luminescence and delayed fluorescence is described; following this, the synthesis and characterization of molecules displaying “chiroptical-switch” have been performed; finally, the impact of the number of chiral units and of the geometry on a single molecule is outlined

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Hamdad, Sarah. "Synthèse et étude de réseaux de nanoparticules métalliques pour l'exaltation de l'électroluminescence des OLEDs via l'effet plasmonique." Thesis, Paris 13, 2021. http://www.theses.fr/2021PA131056.

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Abstract:

Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à l’étude de l’amélioration des propriétés optiques et électriques des OLED en utilisant des réseaux de nanoparticules d’Ag. En particulier, nous nous sommes focalisés sur l’étude des résonances de réseau de surface (SLR) afin de comprendre l’origine des mécanismes d’interactions dans ces réseaux. Nous avons aussi étudié l’influence de ces modes sur les caractéristiques d’émission d’une couche organique d’abord en pompage optique et ensuite en pompage électrique. Pour cela, nous avons mis en place au sein du laboratoire LPL plusieurs bancs optiques et développé des calculs afin d’interpréter les résultats obtenus. Ces résultats confirment le rôle crucial des anomalies de Rayleigh dans l’interaction entre les NPs et les émetteurs organiques. En particulier, ils révèlent leur importance pour l’apparition d’une directivité de l’émission. Dans le cas des μOLED, les études réalisées montrent que la présence de réseaux de courtes périodes améliore le processus électrique d’injection des trous dans le dispositif. De plus, on montre également qu’il est possible d’exalter le rendement de la μOLED par l’insertion d’un réseau de longue périodicité. Toutefois, on souligne que l’existence de modes SLR et les effets de directivité de l’émission dans ces dispositifs nécessitent des études plus approfondies. Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse constituent un pas important vers une profonde compréhension des interactions entre les NPs métalliques et les émetteurs organiques et pourraient ouvrir la voie vers l’étude d’OLED superradiantes qui constituerait une étape intermédiaire pour aller vers la diode laser organique
In this thesis work, we were interested in studying the improvement of the optical and electrical properties of OLEDs using square arrays of Ag nanoparticles. In particular, we focused on the study of surface lattice resonance (SLR) modes in order to understand the interaction mechanisms between the NPs in a grating. We have also studied the influence of these modes on the emission characteristics of an organic layer first under optical pumping and then under electrical pumping. For this, we have set up within the LPL laboratory several optical experiments and developed several numerical calculations in order to interpret the obtained results. These latter confirm the crucial role of Rayleigh anomalies in the appearance of directional emission. In the case of OLEDs, the studies carried out show that the presence of short period metallic structures can help to improve the electrical injection process of holes into the organic device. Besides, we show that the insertion of a longue period grating can improve the efficiency of the OLED. However, the existence of collective SLR modes is not guaranteed in this type of configuration and the emission directivity effects require further studies. The results obtained within the framework of this thesis work constitute an important step towards a deep understanding of the interactions between the grating of metallic NPs and the organic emitters and could open the way towards the study and the realization of superriadiant OLEDs, which would constitute an intermediate step to go to the organic laser diode

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Roussel, Olivier. "Synthèse et purification de matériaux à caractère cristal liquide à base de triphénylène pour leur utilisation dans des diodes électroluminescentes organiques." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2006. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/210831.

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Abstract:

Les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ont une durée de vie limitée. Cette limitation est notamment due à la présence d'impuretés dans le matériau électroluminescent. Ces impuretés proviennent principalement des électrodes. Nous pensons que l'ajout de couches de matériaux entre les électrodes et le matériau électroluminescent peut retarder l'arrivée des impuretés. Cette couche ajoutée doit avoir plusieurs caractéristiques dont principalement :être conductrice, ne pas absorber la lumière, être facilement mise en oeuvre et être d'une grande pureté. Nous pensons que des matériaux de type discotique possédant une mésophase aux températures d'utilisation de la OLED peuvent remplir ce cahier des charges.

Nous avons choisi d'étudier les composés discotiques à base de triphénylène, car celui-ci n'absorbe pas dans le visible. Nous avons tout d'abord étudié les 2,3,6,7,10,11-Hexa-(alkylthio)triphénylènes (HATT). Les HATT possèdent déjà les propriétés physiques que nous recherchons à l'exception des propriétés thermotropes. Nous avons donc étudié la possibilité de modifier celles-ci.

La synthèse de plusieurs HATT possédant six chaînes alkylsulfanyles identiques n'a pas donné les résultats attendus du point de vue des propriétés thermotropes. Nous avons alors synthétisé des molécules possédant plusieurs chaînes alkylsulfanyles différentes. Après différents essais, nous avons trouvé un mélange de molécules possédant plusieurs chaînes latérales différentes ayant les propriétés physiques recherchées. Mais ce matériau est composé d'un grand nombre de molécules et sa purification est difficile. Les techniques classiques de purification des composés organiques ne donnant pas une pureté suffisante, ou étant inapplicables sur une mésophase cristal liquide à température ambiante, nous avons donc recherché d'autres techniques de purification ou d'obtention des propriétés thermotropes désirées.

Nous avons étudié la purification par raffinage de zone des matériaux à l'aide d'une impureté que nous avons ajoutée et suivie au cours des manipulations. Le raffinage de zone montre une bonne purification lors de l'utilisation d'une transition de phase entre une phase cristalline et une phase liquide. Par contre, lors de l'utilisation d'une transition impliquant une mésophase (cristal liquide ou cristal plastique), une faible (ou une absence de) purification est observée. Ces deux dernières études ont été faites sur des 2,3,6,7,10,11-Hexa(alkyloxy)triphénylènes (HAOT) que nous avons synthétisés et purifiés au préalable.

Les gels de silice fonctionnalisés que nous avons utilisés montrent une purification des cations métalliques durs et, dans une moindre mesure, des cations métalliques intermédiaires dans le concept dur-mou. Le phosphore, seul élément non-métallique que nous ayons étudié, est l'élément dont la baisse de concentration est la moins efficace.

La seconde approche pour obtenir des mélanges possédant une mésophase cristal liquide à température ambiante est la formation de mélanges de molécules synthétisées et purifiées isolément. Parmi les mélanges de molécules que nous avons effectués, nous avons pu observer une plage de concentration de mélanges ternaires qui possède les propriétés thermotropes recherchées.

Nous avons donc obtenu un matériau cristal liquide à température ambiante grâce à un mélange de molécules. Le matériau ainsi formé absorbe peu dans le visible, possède potentiellement une bonne mobilité des porteurs de charges électriques, est facilement obtenu à une pureté suffisante. Ce mélange de molécules possède donc les propriétés que nous recherchons pour être utilisé comme couche de matériau ajoutée aux OLED.

Doctorat en sciences, Spécialisation chimie
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Cioarec, Cristina. "Optimisation d'une source lumineuse OLED (organic light emitting diode) pour application en diagnostic biomoléculaire." Toulouse 3, 2011. http://www.theses.fr/2011TOU30044.

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Abstract:

Le besoin de dispositifs médicaux à faible coût a engendré une révolution dans l'innovation et la mise en œuvre de nouvelles technologies qui vont complètement changer notre façon de pratiquer la médicine. Il s'agit des dispositifs Lab-on-Chip. Se sont des systèmes d'analyses médicales miniaturisés qui réduiront le prix sur une large gamme de tests et de diagnostics tout en améliorant leur sensibilité. Le but de cette thèse est de démontrer la faisabilité du dispositif Lab-on-Chip afin de répondre à ce besoin, en utilisant un dispositif microfluidique combiné à des sources de lumière intégrée et des photo-détecteurs pour obtenir un système d'analyse miniaturisés. Les OLEDs sont des sources de lumière compactes, peu coûteuses, biodégradables, et donnant la potentialité d'obtenir un éclairage homogène sur des surfaces plates, ce qui les rendent des candidates idéales dans les applications Lab-on-Chip comme source d'excitation. Pour réaliser le dispositif Lab-on-Chip, il est important d'éviter le chevauchement des spectres d'émission de la source lumineuse et celui du fluorophore commercial utilisé pour les tests biologiques. Pour cela on a optimisé les dispositifs OLED pour obtenir une émission spectrale d'une longueur d'onde de 435 nm (OLED conventionnelle) et respectivement de 425 nm (microcavité forte OLED). Pour réaliser des microcavités fortes OLED, nous avons optimisé l'anode en argent du dispositif en utilisant des films de nucléation (germanium, chrome, carbone amorphe hydrogéné). Les couches d'argent déposées, ont été analysées par les techniques : MEB, profilométrie optique, angles de contact, ellipsométrie et XPS
The need of low cost medical devices, has led to a revolution for the innovation and the implementation of new technologies, which will completely change the way we practice medicine. These are the Lab-on-Chip devices. They are miniaturized systems that are used for medical tests, which will reduce the cost for a wide range of tests and diagnostics while enhancing the sensitivity. The aim of this thesis is to demonstrate the feasibility of the Lab-on-Chip to meet this need, by using a microfluidic device combined with integrated light sources and photodetectors in order to obtain a miniaturized analysis system. The OLEDs are compact, inexpensive, biodegradable light sources, and giving the potential to obtain a uniform illumination on flat surfaces, which makes them ideal candidates for applications in the Lab-on-Chip devices, as an excitation source. To realise the Lab-on-Chip device, it is important to avoid overlapping of the emission spectras of the light source and the commercial fluorophore used for biological tests. In order to obtain a spectral emission at a wavelength of 435 nm (conventional OLED) and 425 nm respectively (strong microcavity OLED), we optimized the OLED devices. To achieve strong microcavity OLEDs, we have improved the silver anode, by using nucleation films (germanium, chromium, hydrogenated amorphous carbon). The deposited silver layers, were analyzed by different techniques, such as: SEM, optical profilometry, contact angle, ellipsometry and XPS

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Simon, Jean-Yves. "Développement de couches barrières multicouches hautes performances pour les OLEDs et OPVs. Références : DRT SL-DRT-10-1008." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENT091.

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Abstract:

Depuis quelques années, un essor important est observé pour les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) se traduisant par une intégration progressive dans de nombreux appareils électroniques destinés au grand public : smartphones, tablettes tactiles, téléviseurs, … Cependant, malgré de nombreux avantages, la haute sensibilité des empilements organiques à l'atmosphère ambiante, et l'observation de dégradations à la surface des dispositifs, sont les causes principales limitant l'utilisation massive de cette technologie. L'encapsulation des dispositifs à l'aide d'empilements barrières est susceptible de résoudre tout ou en partie ces problèmes, L'objectif de cette thèse est de développer et de caractériser de nouveaux empilements multicouches inorganique-organique barrières à l'humidité et à l'oxygène, afin de maintenir les performances des OLEDs le plus longtemps possibles. Des solutions d'encapsulations couches minces, réalisées directement à la surface des dispositifs, ont été développées et évaluées sur OLEDs. Les empilements sont composés d'une alternance entre un film d'oxyde d'aluminium déposé par ALD (Atomic Layer Deposition) et une couche de résine organique. Les empilements OLEDs utilisés étant fragiles, les dépôts ont été effectués dans des conditions douces, notamment à basse température (T < 100 °C). Parallèlement, une méthode de caractérisation des propriétés barrières a été mise en place, afin d'évaluer les performances intrinsèques des différentes couches ou empilements d'encapsulation utilisés, et apporter une compréhension sur le mécanisme de protection
Over the last few years, a significant growth is observed for OLEDs (Organic Light-Emitting Diodes) resulting in the gradual integration into many electronic devices for mass-market applications: smartphones, touchscreen tablet, TV … However, despite many advantages, the high sensitivity of the organic stacks in ambient atmosphere, and the surface degradation of the devices, are the main causes limiting the massive use of this technology. The encapsulation of the devices thanks to barrier multilayers can solve some or all these problems. The aim of this thesis is to develop and to characterize new inorganic-organic multilayers as a barrier against moisture and oxygen, in order to preserve OLEDs performances. Solutions for the thin layer encapsulation, made directly in the surface of the devices, have been developed and evaluated on OLEDs. The encapsulation stacks are based on alternating between a film of aluminum oxide deposited by ALD (Atomic Layer Deposition) and a layer of organic resin. Stacks of OLEDs are fragile, and the deposits have been carried out under mild conditions, especially when temperatures are low (T < 100 °C). A the same time, a method for the characterization of the barrier properties has been carried out, in order to evaluate the intrinsic performances of thin films or encapsulation stacks used, and to provide an understanding of the protection mechanism

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Choukri, Hakim. "Contrôle de la couleur d'émission d'une Diode Electro-Luminescente Organique (OLED) multicouche via la diffusion des excitons." Phd thesis, Paris 13, 2008. http://www.theses.fr/2008PA132005.

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Abstract:

Le travail présenté porte sur le contrôle de la couleur d'emission d'une diode électroluminescente organique (OLED), élément de base pour des écrans d'affichage ou des nouveaux écrans télévision ou encore des futures sources de lumière, par l'étude de la diffusion des excitons. Après optimisation de l'épaisseur de la couche d'emetteurs fluorescents jaunes incorporés dans une matrice émetrice bleue, la variation de leur position depuis la zone de recombinaison a permis d'ajuster la couleur d'emission de l'OLED, variant du bleu au jaune avec un passage par un blanc de coordonnées chromatiques (0. 32; 0. 33). Ce contrôle très fin de la couleur émise est obtenu en tirant parti de la diffusion des excitons dans la structure OLDE; Cette diffussion des excitons singulets et triplets est étudiee en détails, et les longueurs de diffusions de ces quasi-particules ont été déterminées à, partir des mesures d'électroluminescence dans deux matériaux connus, le NPB et le DPVBi. Dans le cas des triplets, il faut faire appel à une technique utilisant une fine couche dopée d'un émetteur phosphorescent dans une matrice épaisse de CBP. Une attention particulière a été accordée aux phénomènes de microgravité, préponderants dans ce type de diodes, pour une meilleure compréhension des phénomènes mis en jeux dans ces dispositifs
This work reports on color control of organic light-emitting diodes (OLEDs), which are the basic devices for flat displays and future solid state-lighting sources, by investigating excitons diffusion. After optimization of the thickness of fluorescent yellow emitters incorporated in a lue-emitting matrix, their position shifts from the recombination zone leads to a fine tunning of the emission with chromatic coordinates (0. 32; 0. 33) is obtained. This control of color emission of the OLED is due to excitons diffusion in the device; a study of singlets and triplets excitons diffusion is proposed. From electroluminescence spectra measurements, singlets diffusion lengths are investigate in two well-known materials, namely NPB and the DPVBi. In the case of triplets excitons, a new structure, using a thick CBP matrix doped by a phosphorescent dye, is proposed. Taking into account microcavity effects, the triplet exciton diffusion length in CBP is determined

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Chime, Alex Chamberlain. "Etude théorique et expérimentale de micro-OLEDs rapides sur électrodes coplanaires en régime d'impulsions à haute densité de courant." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCD061/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse explore l’excitation électrique de micro-OLEDs en régime d’impulsion afin d’évaluer la possibilité d’atteindre le seuil laser dans les diodes laser organiques qui restent encore à démontrer. Ils’agit d’identifier des solutions scientifiques et techniques ouvrant la voie vers des densités d’excitations électriques équivalentes aux seuils laser observés en pompage optique. Dans la littérature, les seuils les plus bas sont équivalents à des densités de courant entre 0.72 et 4kA/cm² si on suppose une efficacité quantique externe de 1%. De telles densités de courant imposent un régime d’excitation électrique impulsionnel pour s’affranchir des risques de destructions par effet thermique et des pertes par annihilation singulet-triplet dès lors que l’on travaille avec des durées d’impulsion de l’ordre de la nanoseconde. Et pour espérer des réponses électriques et optiques efficaces à de telles durées d’impulsions, il est proposé ici de combiner l’électronique hyperfréquence et l’optoélectronique organique. A cet effet, un modèle électrique équivalent de l’OLED permettant d’accéder à son temps de réponse en mode tout-ou-rien est développé. De plus, des électrodes spécifiques sont dimensionnées et structurées sous forme de lignes coplanaires d’impédance caractéristique 50Ω afin de maîtriser l’impédance du circuit d’excitation et d’assurer le transfert du maximum d’énergie de l’impulsion d’excitation vers celui-ci. Après dépôts de l’hétéro-structure organique basée sur le système hôte-dopant Alq3:DCM, les composants ainsi réalisés sont caractérisés électriquement et optiquement avec différentes techniques par analyse vectorielle, en régime continu et en régime d’impulsion. En régime d’impulsion de très courtes durées (2.5~20ns) et à faible taux de répétition (100Hz), des temps de réponse de 330ps etdes densités de courant maximales entre 4 et 6kA/cm² ont été mesurés alors que le maximum de luminance culmine à 4.11x10⁶ cd/m²
This thesis explores the pulsed electrical excitation of micro-OLEDs in order to evaluate the possibility of reaching the laser threshold in organic laser diodes that have not yet be demonstrated. The main goal is the identification of the scientific and technical solutions towards high electrical excitation current densities equivalent to the laser thresholds observed under optical pumping. In the literature, the lowest reported thresholds are equivalent to current densities between 0.72 and 4kA/cm², assuming an external quantum efficiency of 1%. Such current densities imply a pulsed electrical excitation regime to prevent the risks of device breakdown by Joule heating effects and to avoid losses by excitons annihilation processes, as long as the pulses duration are in nanosecond range. To expect efficient electrical and optical responses to such pulse durations, it is suggested to combine microwave electronics and organic optoelectronics. For this purpose, an equivalent electrical model of the organic light emitting device, allowing access to its on-off mode time response, is developed. Additionally, specific electrodes are designed and patterned in the coplanar waveguide configuration with characteristic impedance of 50Ω, inorder to control the impedance of the excitation circuit and to ensure the maximum energy transfer of the excitation pulse to the device. After deposition of organic hetero-structure based on the Alq3:DCM host-guest system, the device is characterized electrically and optically with different techniques by vector network analysis, in continuous mode and in pulse mode. In pulse excitation regime with very short pulses durations (2.5~20ns) and low repetition rate (100Hz), time response of 330ps and maximum current densities between 4 and 6kA/cm² are recorded while the maximum of luminance peaks at 4.11x10⁶ cd/m²

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El, Amrani Aumeur. "Etude des comportements statique et dynamique de dispositifs photo-transistor et photocoupleur organiques." Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/253e8c99-e136-4f0c-8903-43820b4fc071/blobholder:0/2008LIMO4021.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse concerne l'élaboration et la caractérisation de dispositifs phototransistors organiques. Une première étude sur la réalisation d'oxydes transparents et conducteurs obtenus par pulvérisation par faisceau d'ions a permis d'évaluer et de valider la qualité d'une électrode bicouche ITO/ZnO pour insertion dans des composants optoélectroniques organiques. Une deuxième étude a été menée sur l'effet de la lumière UV-visible sur les propriétés électriques de transistors organiques (OTFT) à base de pentacène et avec du PMMA comme diélectrique : sous illumination UV (à 365nm), nous avons obtenu un gain en photocourant de 2. 103 à Vgs=OV et une sensibilité maximale de l'ordre de 1,5. 10-1 A/W associée à des temps de réponses suffisamment rapides pour envisager des applications pratiques pour l'optoélectronique organique. Finalement, nous avons réalisé de nouvelles structures optoélectroniques de type photocoupleur « tout organique » associant une OLED (émission à 550nm) avec un OTFT ; pour cette dernière étude, nous notons une sensibilité et un taux statique de transfert élevés respectivement de l'ordre de 20A/W et 2,5. 10-1 mais des temps de réponse élevés de l'ordre de la seconde
This work concerns the elaboration and the characterization of organic phototransistor devices. A first study on the realization of conducting transparent oxides obtained by Ion Beam Sputtering enabled us to evaluate and to validate the quality of an ITO/ZnO bilayer electrode for insertion in organic optoelectronic components. A second study was carried on the effect of UV-visible light on the electric properties of organic transistors (OTFT) based on pentacene and with PMMA as dielectric : under UV illumination (at 365nm), we obtained a photocurrent gain of 2. 103 at Vgs=OV and a maximum sensibility of about 1,5. 10-1 A/W associated with fast enough response times in order to envisage practical applications for organic optoelectronics. Finally, we realized new organic photocoupler type optoelectronic structures made up of an OLED (emission at 550nm) and an OTFT; for this last study, we note a high sensibility and a high transfer static rate of about 20A/V and 2,5. 10-1 respectively but high response times of about the second

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Thin, Guillaume. "Recherche de solutions optimales pour les LED et OLED utilisées en environnement automobile." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016SACLV005.

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Abstract:

Le succès de l’introduction des composants optoélectroniques dans le domaine automobile s’explique par certaines caractéristiques qu’offrent les LED. En effet, ces nouvelles sources lumineuses permettent de réduire la consommation électrique des véhicules tout en offrant une longévité bien supérieure aux sources lumineuses traditionnelles. De plus, leur encombrement réduit élargit considérablement les possibilités de style des optiques des véhicules et leur caractère électronique permet d’imaginer de nombreuses applications nouvelles.Malgré leurs performances, les LED sont à l’origine d’une part importante des problématiques de fiabilité électronique constatées et probablement futures. Il est donc nécessaire, pour les équipementiers automobile, de trouver les solutions technologiques améliorant les performances et la robustesse des LED dans leurs applications et de développer les outils permettant de maîtriser les risques liés à ces évolutions technologiques.Nous identifions dans ce manuscrit les enjeux concrets de fiabilité en soulignant l’importance de l’étude de la robustesse des LED et le moindre intérêt de l’étude de leur longévité dans le cas du domaine automobile. Nous décrivons les outils et méthodes permettant de caractériser les paramètres thermiques, optiques et électriques de ces composants. Notamment nous proposons une méthode de mesure de la température de jonction. Puis, nous exposons les résultats des caractérisations des LED employées dans des applications pulsées et proposons des solutions technologiques permettant d’améliorer leur performances et leur robustesse dans ces conditions d’utilisation. Par ailleurs, le développement d’un banc de test est décrit et les résultats obtenus à l’aide de ce dernier sont analysés. Enfin, nous proposons une méthodologie de caractérisation et d’évaluation de la fiabilité des composants OLED pour les applications automobiles
The large introduction of optoelectronics technologies in automotive applications is related to the high performances offered by LEDs. Indeed, these new light sources allow cutting down the electrical consumption and ensuring long lasting of lighting functions. Besides, their reduced size and their electronics behavior enable new styling and operating functions. Yet, reliability remains a great concern in automotive applications.We identify in this manuscript the real reliability stakes and emphasize the highest importance of robustness versus lifetime of LED for automotive applications. We then describe the methods and tools necessary to characterize the thermal, electrical and optical parameters of these components. In particular we propose a new method for junction temperature estimation. Characterizations results for LEDs used in pulsed applications are given and solutions are proposed to improve their robustness and performances under such conditions. Moreover, the development of a test bench is presented and results obtained are discussed. Finally, we propose a methodology of characterization and evaluation of the reliability of OLED used in automotive applications

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Habrard, Florian. "Élaboration de dispositifs et matériaux mixtes à base de polymères conjugués électroluminescents." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00130247.

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Abstract:

Le sujet de cette thèse se situe dans le contexte de l'électronique organique à base de polymères conjugués. Nous avons choisi la famille des polyfluorènes principalement en raison de leur émission dans le bleu, leur bon rendement quantique ainsi que pour la facilité avec laquelle on peut modifier leurs propriétés en greffant différents groupements fonctionnels sur la structure de base du fluorène. L'originalité des recherches effectuées au laboratoire concerne la structure des dispositifs électroluminescents (cellules électrochimiques électroluminescentes ou OLEC) que nous réalisons. Leur principe de fonctionnement repose sur l'utilisation de liquides ioniques ajoutés directement au polymère conjugué sans l'intervention d'un polymère conducteur ionique. Le travail réalisé au cours de cette thèse a principalement consisté à tenter d'améliorer les performances du polyfluorène par l'utilisation de groupements fonctionnels permettant d'augmenter la compatibilité polymère / liquide ionique. Dans cette optique, nous avons mis en œuvre l'utilisation d'un outil de caractérisation particulièrement adapté à nos échantillons : la microscopie à force atomique en mode EFM ou KFM. Cela nous a permis de visualiser précisément la séparation de phase entre le polymère et le liquide ionique. Nous avons ainsi pu montrer que le courant dans un dispositif était grossièrement proportionnel à l'interface polymère / liquide ionique. Nous avons alors proposé une hypothèse expliquant le mode de vieillissement des OLEC. L'amélioration du mélange, c'est-à-dire la maximisation de l'interface polymère / liquide ionique devrait ainsi permettre d'améliorer la durée de vie des dispositifs. L'utilisation de groupements PEO et cyano greffés sur le polyfluorène semble une voie à explorer. Enfin, nous avons décrit le comportement particulier du mélange polyfluorène cyano – THA-TFSI dont la morphologie évolue suivant les conditions de température et de pression.

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Gohri, Vipul. "Development of top-emission Organic Light-Emitting Diodes for High luminance monochrome and full-colour microdisplay applications." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT070/document.

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Abstract:

La travail présente traite du développement de diodes organiques électroluminescentes(OLEDs) a haute luminance pour des applications dans des micro écrans. Ces dispositifs sontbases sur des substrats silicium utilisent la technologie CMOS. Le présent ouvrage met en avantles efforts développe afin de réduire la dérive en tension et ma décroissance lumineuse enopération des dispositifs lumineux.Dans la première partie de l’étude, des OLEDs vertes haute luminance fonctionnant àbasse tension sont développes. L’empilement organique a émission vers le haut comprenant unémetteur fluorescent vert entre des couches de blocage de charges et des couches de transportdopées. Les effets de différentes structures de dispositifs, des configurations de l’empilement etdes matériaux organiques sur les performances initiales et en opération sont reportés ici.Dans la deuxième partie de l’étude, le développement de dispositifs OLED hybrides pourmicro écrans couleurs est présenté. Les structures hybrides comprennent une couche detransport de trous photosensible et traitable par solution (X-HTL) et d’une OLED blancheréalisée par évaporation sous vide. Cette méthode permet la génération de couleur directe, ellepermet ainsi d’obtenir de très bonnes efficacités et un contrôle aisé de la couleur émise parsimple modification de l’épaisseur de X-HTL
The present work reports the development of high luminance organic light emitting diodes(OLEDs) device stacks for microdisplay applications. The devices are based on siliconcomplementary metal-oxide semiconductor (CMOS) backplane. In the present treatise effortsare particularly focused on reducing the luminance decay and the voltage drift during deviceoperation.In the first part of this study, high brightness and low operating voltage green OLEDs arereported. The top emitting device stack comprises of fluorescent green emitter accompanied bycharge blocking layers and doped charge transport layers. The effect of different devicestructures, configurations and organic materials on the initial and lifetime performance of thedevice is presented.In the second part of the study, device development of hybrid OLED stacks for high luminancefull color microdisplays is reported. The hybrid devices comprise of a solution processed andphotocrosslinkable hole transport layer (X-HTL) and an evaporated white OLED stack. Thismethod allows direct primary color generation with relatively high efficiency and offers ease ofcolor tunability by controlling the thickness of the X-HTL

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Merhi, Areej. "Synthèse de nouveaux assemblages à base de porphyrines organiques et organométalliques pour l’optique." Thesis, Rennes, INSA, 2013. http://www.theses.fr/2013ISAR0022/document.

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Abstract:

Au cours de cette thèse, nous avons synthétisé et caractérisé de nouveaux composés en utilisant le macrocycle porphyrinique comme brique moléculaire de départ. Le but de ce travail étant l’étude des propriétés optiques de ces nouveaux composés obtenus. Après avoir effectué l’étude bibliographique sur les porphyrines, nous avons fait une présentation générale des porphyrines symétriques et non symétriques, de leurs propriétés et de leurs synthèses. D’autre part, nous avons aussi considéré l’unité fluorène qui possède des propriétés photophysiques très intéressantes comme antenne collectrice de lumière. Puis, nous avons abordé des méthodes de synthèse permettant d’associer le macrocycle porphyrinique avec de nombreuses unités fluorènes. Cette association a pu être réalisée de différentes manières : soit de façon dendritique ou par connexion directe sur la porphyrine (dimère et trimère). Nous avons également décrit l’obtention d’une nouvelle famille de porphyrines substituées par des groupements organométalliques de type acétylure de ruthénium et de fer pour l’optique non linéaire de troisième ordre (ONL TO). Lors de la dernière partie de mes travaux de thèse, comme application de ces composés luminescents dans le rouge, nous avons reporté l’élaboration de différents dispositifs de diodes électroluminescentes (OLED) émettant dans le rouge
During this thesis, we have worked on the synthesis and characterization of new compounds using the porphyrin macrocycle as a starting material. The aim, after synthesis, is to study the photophysical properties of these new molecules. A general bibliographic study was presented followed by introducing the synthetic methods of porphyrins and characterization means. Then, fluorene was considered to be an attracting unit due to its interesting photophysical properties: acting as efficient antennae for collecting light. First, we have presented the synthesis of porphyrin dendrimers having fluorenyl arms of different generations. That is to test the effect of number of fluorenes on the photophysical properties. Another way is to connect the fluorenes directly to the porphyrin core by synthesizing porphyrin dimer and trimer. We have also detailed the synthesis and characterization of a new family of porphyrin organometallic assemblies possessing ruthenium and iron moieties. In addition, a new organometallic porphyrin dendrimer bearing twelve ruthenium species was reported as well. These organometallic porphyrins are of interest in the third order of Nonlinear Optics (NLO). In the last chapter of this thesis we showed an example of application of porphyrin chemistry. We reported the elaboration of a new organic light emitting Diode (OLED) using these new porphyrins that emits in the red region

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Dugrenil, Benoit. "Réalisation d’un micro-écran OLED haute luminance." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT116.

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Abstract:

Ce travail se concentre sur le développement d’écrans miniatures OLED haute luminance. Utilisés dans des systèmes optiques proches de l’oeil de type « see through », ces dispositifs OLED requièrent des luminances dix fois plus importantes que celles des produits conventionnels.La génération des trois primaires à partir d’une OLED blanche à émission par le haut se faisant aux moyens de filtres colorés, une large partie de l’émission est absorbée puis perdue. Afin de s’affranchir de ces filtres, une première approche s’est orientée vers la modulation de la cavité optique de l’OLED. Cette approche aboutit à la génération directe de la couleur grâce à la variation de l’épaisseur de l’anode transparente, de type TCO, à l’échelle des sous-pixels.La seconde limitation repose sur l’extraction de la lumière au travers d’une cathode semi-transparente. L’effet de cavité ainsi introduit filtre et réduit les composantes émises. L’approche choisie s’est portée sur le développement d’une cathode transparente de type TCO combinée à une grille métallique assurant le couplage externe de l’émission de l’OLED.Après avoir identifié les matériaux et la technique de dépôt appropriés, l’évaluation des OLED intégrant lesdites électrodes a été faite. Le recours à la simulation optique ainsi qu’à la modélisation électrique des structures a permis de discuter des limitations des matériaux et des comportements aux interfaces. A l’issue de cette discussion, des pistes d’amélioration et des perspectives ont été proposées
This study focuses on the development of high brightness OLED microdisplays based on active matrix (AMOLED). Because these devices are used into near-to-eye (NTE) applications and more precisely « see through » optical systems, high luminances are required. Compared to conventional microdisplays, the high luminances expected are around ten times higher.In order to emit a white spectrum from a top-emitting OLED (TE-OLED), color filters are mandatory to generate the RGB primaries. Nevertheless, by using these filters, the luminance is dramatically reduced because of the light absorption. Therefore, to be free of the filters, a first study is dedicated to the modulation of the optical cavity of the OLED. In this case, the direct generation of the colors is provided by the variation of the TCO anode thickness.The cavity effect observed into the TE-OLED depends on the semi-transparent cathode. The selectivity of the related cavity represents the bottleneck for emitting broad white spectra. To improve the white emission, a second approach deals with the realization of a TCO cathode coupled with a metallic grid.The appropriated materials and deposition techniques were firstly investigated before the characterization of OLED using a transparent anode to modulate the cavity in one hand and a transparent cathode to increase the light emission in another hand. Optical simulations and electrical modelling were employed to highlight the main behaviors driving these OLED. Following a discussion about the strength and the weakness of each structure, some hints of improvement were given

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Wahyuni, Nelly. "Absorption and luminescence properties of beta-carotene with antioxidant and modified kaolinite and its application in OLED." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0133/document.

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Abstract:

Les crises énergétiques, en particulier celles liées aux combustibles fossiles, conduisent à une utilisation accrue des nouvelles énergies renouvelables. De plus, les recherches visent également à utiliser des matériaux de stockage de l'énergie qui sont plus efficace, tels que les batteries, et à utiliser des matériaux économes en énergie. Une OLED (diode électroluminecente organique)) est une diode émettrice la lumière (LED) qui sont connues grâce leur potentiel élevé dans les applications d'affichage, de signalisation et d'éclairage. Parmi ces matériaux organiques, les caroténoïdes constituent une classe importante de molécules linéaires conjuguées qui présentent un degré de délocalisation électronique élevé et de dynamique ultra-rapide. Le colorant joue un rôle important dans le fonctionnement des cellules solaires sensibilisées par colorant (CSSCs) ou d'autres matériaux bi fonctionnels. Dans cette recherche, nous avons étudié la photo stabilité des caroténoïdes (-carotène et fucoxanthine) à l'aide du kaolin modifié et de l'antioxydant. La photostabilité du -carotène et de la fucoxanthine peut être améliorée par la kaolinite modifiée et l'antioxydant. La fabrication OLED utilisant la fucoxanthine n'est pas suffisante à cause de la bande interdite de la fucoxanthine (Fx) qui est très grande et peut être un isolant. NPD (50 nm) / Fx (1 nm) / Alq3 (85 nm) a un EQE de 0,12% et un CIE (0,416 ; 0,5302). Les dispositifs OLEDs en utilisant le ß-carotene comme couche de transport du trou et la curcumine comme couche émettrice ont donné une couleur jaune avec un EQE de 0,02%
Energy crises, especially fossil fuel-based energy, lead to increased use of new energy and renewable energy. In addition, research is also directed towards more efficient energy use through the development of energy storage materials such as batteries, and the use of energy-efficient materials. An OLED (organic light-emitting diode) is a light-emitting diode (LED) and is known for their high potential in a display, signage, and lighting applications. Carotenoids constitute an important class of linear -conjugated molecules that exhibit a high degree of electronic delocalization and ultrafast dynamic. The dye that is used as a photosensitizer plays an important role in the operation of DSSCs or other bifunctional material. In this research, we studied the photostability of the carotenoid compound (-carotene and fucoxanthin) using natural antioxidant and modified kaolinite. In this work, the carotenoid stability by the carotenoid compound/antioxidant binary is studied for the first time. Photostability of -carotene can be enhanced by antioxidant and modified kaolinite. Photoprotection efficiency of -carotene by curcumin was higher than fucoxanthin. Modified kaolinite decreased photodegradation of - carotene by shielded and protected from direct UV irradiation. Antioxidant fucoxanthin and curcumin decreased the electrochemical gap of the binary material. The electrochemical gap of carotene/curcumin is -1.61 eV, carotene/fucoxanthin is -1.75 eV compare to the only -carotene - 2.04 eV. Fucoxanthin can keep the first oxidation stage of -carotene. Therefore at the binary compound, electron was still reversible, but not for curcumin. Fucoxanthin in OLED devices NPD/Fx/ETL reduced significanly the EQE (%) almost 80% in Alq3 and 76% in BAlq. OLED device: NPD(50nm)/Fx(1nm)/Alq3(85nm) yielded an effeciency quantum external yield, EQE = 0.12% and CIE (0.4160, 0.5302). Fabrication OLED using -carotene as HTL and curcumin as EL layer resulted yellow color , EQE = 0.02%, with the composition MoO3(15nm)/NPD(40nm)/Car(10nm)/ Cur(15nm)/Alq3(70nm)/Ca(100nm). For application of - carotene in OLED device, its perfomance can be improved by using curcumin at the fabrication

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Jean, Frédérique. "Diodes électroluminescentes organiques à microcavités résonnantes compatibles CMOS." Phd thesis, Université de Bretagne occidentale - Brest, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002144.

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Abstract:

Le but de ce travail est d'étudier la possibilité d'intégrer à faible coût des sources optiques dans les circuits électroniques. Les matériaux organiques apparaissent comme de bons candidats car il est aisé de les déposer sur toutes sortes de substrats et certains matériaux électroluminescents ont un très bon rendement. Les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) ont une émission très large, tant sur le plan spectral que sur le plan angulaire, ce qui en fait des composants peu adaptés à la réalisation d'interconnexions optiques. Nous avons donc travaillé sur des OLEDs à microcavités résonnantes, qui ont été fabriquées sur des substrats de silicium oxydé thermiquement. La caractérisation optique a permis de mettre en évidence l'influence des microcavités sur la forme des spectres et les diagrammes angulaires d'émission. Grâce aux caractéristiques optiques de deux microcavités, nous avons déterminé la variation de l'indice de l'ITO en fonction de la longueur d'onde. L'émission monochromatique est concentrée dans des lobes orientés selon les directions vérifiant la condition de résonance, ce qui produit une augmentation de l'intensité rayonnée selon ces directions. Nous avons observé dans nos structures une amplification selon la normale d'un facteur compris entre 11,3 et 15,3. Nous avons également vérifié qu'une microcavité ne modifie quasiment pas l'intensité lumineuse totale émise par la diode. Ces résultats sont en accord avec notre modélisation. La caractérisation électrique des échantillons a montré que la résistance de l'ITO n'a pas une influence déterminante sur les caractéristiques courant - tension des OLEDs, et qu'un recuit de l'ITO n'apporte aucune amélioration. Il existe un certain retard entre l'établissement du champ électrique et le début de l'électroluminescence, causé par une ou des barrières de potentiel. Les fréquences de coupure qui ont été mesurées sont comprises entre 6,3 kHz et 8,5 kHz

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Guillamet, Sébastien. "Réalisation d'un micro-écran OLED haute luminance." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015GREAT060.

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Abstract:

Ce travail porte sur la réalisation d'un micro-écran OLED haute luminance sur silicium. L'efficacité limitée des structures WOLED associées à des filtres colorés est un frein au développement de cette technologie pour des applications dans des dispositifs de type « see-through ». Nous proposons une approche tirant parti de l'effet de microcavité optique présent dans les écrans OLED à émission vers le haut pour générer des couleurs sans filtres. Les modulations de cavité à l'échelle du sous-pixel étant assurées par l'insertion d'oxyde transparent conducteur entre l'anode et l'OLED.L'étude offre selon un raisonnement cohérent de suivre les différentes phases de la réalisation d'un démonstrateur de ce type. Seront abordées dans la première partie les étapes technologiques de structuration de l'oxyde à l'échelle d'un sous-pixel de 16µm². Nous traiterons ensuite du développement d'un empilement OLED tandem utilisant des émetteurs fluorescent et phosphorescents. Une approche par simulation optique sera utilisée pour l'optimisation de cette architecture à un fonctionnement sur microcavité. Puis la discussion autour de la mise en commun des blocs technologiques précédents permettra d'aborder des écueils spécifiques au micro-écran OLED et de proposer des pistes de résolution
This study focuses on the realization of a high brightness OLED micro-écran on silicon. The limited efficiency of White-OLED combined with color filters prevents the use of this technology in “see-through” applications. We propose a novel approach getting benefits from the optical micro-cavity effect in Top-Emitting OLED to generate colors without using color filters. Cavity modulations at a sub-pixel scale are realized by using a Transparent Conducting Oxide between the anode and the OLED.Following a step-by-step reasoning the work offers to follow all the phases of the realization of a prototype using this principle. In the first part, the technological steps of the processing of oxide cavities with a surface of 16µm² will be discussed. Then we will work on the development of a tandem OLED structure using both fluorescent and phosphorescent emitters optimized for micro-cavities. To this end optical simulation will be used. The two technological blocs will finally be put together to enlighten some issues specific for micro-écran technology and to give some clues to solve them

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Cloarec, Hélène. "Oleds à large bande émissive pour la réalisation des micro afficheurs." Rennes 1, 2008. http://www.theses.fr/2008REN1S095.

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Abstract:

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

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Ainsebaa, Abdelmalek. "Diodes éléctroluminescentes hybrides organiques inorganiques : mécanismes aux interfaces, courant et lumière." Paris 7, 2010. http://www.theses.fr/2010PA077119.

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Abstract:

Les diodes électroluminescentes hybrides organiques-inorganiques ou Quantum Dot- Light-Emitting Diodes (QD-LED) sont le parangon de dispositifs qui associeraient les propriétés semi-conductrices des matériaux organiques conjugués, ainsi que leur facilité de mise en oeuvre en couche mince, aux propriétés exceptionnelles (couleur accordable par la taille, bon rendement quantique de photoluminescence) des nanoparticules nanométriques de semi-conducteurs inorganiques, telles que CdSe/ZnS (TOPO). Diverses approches ont été explorées pour optimiser les QD-LEDs ; elles reposent sur la réalisation d'architectures diverses (uni, bi, tri couches) combinant matériaux organiques et QDs (en couche compacte ou dispersés dans une matrice), obtenues par diverses méthodes de dépôt (spin coating, tampon, impression jet d'encre). Dans ce travail de thèse, nous avons d'abord réalisé une structure originale sous forme de diodes comportant une couche hybride nanocomposite, obtenue en incorporant les QDs dans une matrice diélectrique de PMMA. Le but était de contrôler les flux de porteurs pour maximiser leur recombinaison sur les QDs. Les mesures des caractéristiques électriques, d'électro- et photoluminescence sont discutées, conjointement à des études de la morphologie des dépôts par AFM qui ont montré commen la microstructure dépendait des caractéristiques du, ou des, solvant(s) utilisé(s) pour le spin coating. D'une façon générale, les nanoparticules sont agrégées et la couche apparaît inhomogène et rugueuse, ce qui permet des contacts entre les couches de transport. La faible electroluminescence résulterait de transferts d'excitation à partir d'états excités produits par les recombinaisons à ces endroits. Dans une seconde partie, nous avons déposé les QDs par spin coating à partir de solutions dans l'heptane, un solvant qui ne perturbe pas les couches organiques préalablement déposées. Les morphologies observées sont celles d'îlots compacts, avec des taux de couverture allant de 0 à 100%. La diminution, puis la disparition, de rélectroluminescence aux fortes couvertures confirme que rémission des QDs provient exclusivement de transferts d'excitation à partir d'espèces excitées générées à l'interface organique-organique, en fonction de la nature des matériaux organiques. Les mécanismes d'injection des porteurs à la cathode, dépendant de la nature de celle-ci et de la couche de transport d'électrons, sont variables eux-aussi
The hybrid organic-inorganic Quantum Dot Light-Emitting Diodes-(QD-LEDs) are devices intended to associate the semiconducting properties of conjugated organic materials and ease of implementation in a thin layer, to the unique properties (color tunable by the size, good luminescence quantum yield) of nanopartides inorganic semiconductors such as CdSe/ZnS (TOPO). Varions approaches have been exploredto optimize thé QD-LEDs and are based on the achievement of various architectures (uni, bi, tri-layer) combining organic materials with QDs (in compact layer or dispersed in a matrix), deposited by varions methods (spin coating, stamp, ink jet printing). In this thesis, we first devised an original structure in the form of diodes comprising a layer hybrid nanocomposite, obtained by incorporating QDs in a dielectric matrix of PMMA. The aim was to control the flow of carriers to maximize their recombination on QDs. Measurements of electrical, electro and photoluminescence are discussed, together with studies of the morphology of deposits by AFM, which have shown how the microstructure depended on the characteristics of solvents used for spin coating. In general, the nanopartides are aggregated and inhomogeneous layer appears rough, allowing contact between the transport layers. The resulting low electroluminescence proceeds by transfer from excited states produced by recombination at these locations. In a second part, we introduced QDs by spin coating from solutions in heptane, a solvent that does not disturb previously deposited organic layers. The morphologies observed are those of compact islands, with coverage rates ranging from 0 to 100 %. The reduction, and eventual disappearance, of electroluminescence at high coverages onfirm the the emission of QDs originates exclusively from transfer of excitation from the excited species generated at the interface of organic-organic, depending on the type of organics. The mechanisms of carrier injection at the cathode, depending on its nature of and the electron transport layer, are variable as well

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Ainsebaa, Abdelmalek. "Diodes électroluminescentes hybrides organiques inorganiques : Mécanismes aux interfaces, courant et lumière." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00526529.

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Abstract:

Les diodes électroluminescentes hybrides organiques-inorganiques ou Quantum Dot- Light-Emitting Diodes (QD-LED) sont le parangon de dispositifs qui associeraient les propriétés semi-conductrices des matériaux organiques conjugués, ainsi que leur facilité de mise en oeuvre en couche mince, aux propriétés exceptionnelles (couleur accordable par la taille, bon rendement quantique de photoluminescence) des nanoparticules nanométriques de semi-conducteurs inorganiques, telles que CdSe/ZnS (TOPO). Diverses approches ont été explorées pour optimiser les QD-LEDs ; elles reposent sur la réalisation d'architectures diverses (uni, bi, tri couches) combinant matériaux organiques et QDs (en couche compacte ou dispersés dans une matrice), obtenues par diverses méthodes de dépôt (spin coating, tampon, impression jet d'encre). Dans ce travail de thèse, nous avons d'abord réalisé une structure originale sous forme de diodes comportant une couche hybride nanocomposite, obtenue en incorporant les QDs dans une matrice diélectrique de PMMA. Le but était de contrôler les flux de porteurs pour maximiser leur recombinaison sur les QDs. Les mesures des caractéristiques électriques, d'électro- et photoluminescence sont discutées, conjointement à des études de la morphologie des dépôts par AFM qui ont montré comment la microstructure dépendait des caractéristiques du, ou des, solvant(s) utilisé(s) pour le spin coating. D'une façon générale, les nanoparticules sont agrégées et la couche apparait inhomogène et rugueuse, ce qui permet des contacts entre les couches de transport. La faible électroluminescence résulterait de transferts d'excitation à partir d'états excités produits par les recombinaisons à ces endroits. Dans une seconde partie, nous avons déposé les QDs par spin coating à partir de solutions dans l'heptane, un solvant qui ne perturbe pas les couches organiques préalablement déposées. Les morphologies observées sont celles d'ilots compacts, avec des taux de couverture allant de 0 à 100%. La diminution, puis la disparition, de l'électroluminescence aux fortes couvertures confirme que l'émission des QDs provient exclusivement de transferts d'excitation à partir d'espèces excitées générées à l'interface organique-organique, en fonction de la nature des matériaux organiques. Les mécanismes d'injection des porteurs à la cathode, dépendant de la nature de celle-ci et de la couche de transport d'électrons, sont variables eux-aussi.

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Dufourg, Marie-Béatrice. "Caracterisation électriques des interfaces polymère/métal dans les diodes électroluminescentes organiques." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12631.

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Abstract:

Certains polymères conjugués électroluminescents présentent des propriétés intéressantes tant électriques qu'optiques. Aujourd'hui ces composés présentent un grand intérêt pour la réalisation d'afficheurs et constituent une alternative aux cristaux liquides. L'objectif est de mieux comprendre et de contrôler l'injection des porteurs de charges des électrodes vers le polymère conjugué. Dans ce travail nous avons caractérisé les interfaces polymères conjugués / métal afin d'identifier la nature ainsi que la distribution des couches interfaciales au moyen de différents types de caractérisations électriques (en courant continu et alternatif) et spectroscopiqes (technique Raman confocale). Pour cela nous avons caractérisé des diodes électroluminescentes réalisées à partir de trois différents polymères conjugués : le poly(3-octylthiophène) ou POT, le poly(3, 2éthyl-hexylthiophène) ou PEHT et le poly(2-(2', 5'-bis-(éthylhexyloxy)phényl, 1,4-phénylènevinylène) ou BEHP-PPV.

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Troadec, David. "Contribution à l'élaboration et à la caractérisation de diodes électroluminescentes organiques." Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMO0020.

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Abstract:

Ce travail concerne la réalisation et la caractérisation de diodes électroluminescentes organiques (OLEDS) destinées à la fabrication d'écrans plats, souples et consommant peu d'énergie. L'objectif est d'optimiser les performances de diverses structures émettant dans le bleu ou le vert, et d'identifier les phénomènes physiques limitant la conduction, la luminance et le rendement quantique de ces structures. Nous décrivons les étapes technologiques permettant de réaliser les diodes. Les matériaus (organiques et métalliques) sont déposés en film mince (de 10 à 200 nm) à la tournette (polymères) ou par évaporation sous vide (petites molécules et cathode) sur un substrat de verre recouvert d'une couche conductrice et semi-transparentes d'ITO. Pour chacune des structures, des mesures de spectre d'electroluminescence, des caractéristiques d'intensité, de luminance et de rendements en fonction de la tension sont effectuées. Une première étude des structures à base d'Alq3,nous a permis de mettre en évidence les phenomènes limitant les performaces de ces sructures monocouches et de trouver les solutions pour y remédier: élaboration de structures multicouches avec insertion d'une couche d'injection de trous (PEDOT-PSS) ou/et d'une couche de transport de trous (TPD,PVK). Puis nous avons comparé différentes couches émissives, à base de molécules dérivées d'Alq3, afin de déterminer les plus performantes (Bebq2. . . ). Les meilleurs structures émettant dans le bleu fonctionnent quant à elles sur le principe de l'émission de matériaux transporteurs de trous (TPD,TNATA,NPB). Pour confiner et augmenter les recombinaisons radiatives dans la couche émissive nous avons inséré une couche de blocage de trous (BCP) et une couche de transport d'électrons (Alq3,Bebq2). Pour la structure ITO/PEDOT-PSS/Alq3/ Ca/Al,nous avons observé une limitation du courant,suivant le domaine de tension appliquée,soit par des phénomènes d'interface (émission Schottky et effet tunnel) soit par un phénomène de volume (TCL : limitation par les pièges)
Realisation and characterisation of organic light emitting diodes (OLEDS) dedicated to flexible flat panel display with low consumption are studied. The objective is to optimise different structure performances with limit conduction, luminance and quantum efficiency of these structures

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Bejbouji, Habiba. "Optimisation des matériaux des électrodes dans les diodes électroluminescentes organiques et les cellules solaires organiques." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13897/document.

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Abstract:

Ce travail porte dans un premier temps sur l’optimisation du matériau constituant la couche d’injection des trous dans les diodes électroluminescentes organiques (OLEDs) et les cellules solaires organiques (OPVCs). Les Polyanilines (PANIs) utilisées dans ce travail sont dispersées dans différents solvants organiques ou dans l'eau. L’effet de l’épaisseur, de la morphologie et de la conductivité des films de PANI sur l’efficacité des cellules solaires a été étudié. Les résultats montrent que la conductivité et l’épaisseur des films de PANI affectent énormément l’efficacité des dispositifs OLEDs ou OPVCs. Le dopant et le solvant utilisés dans la synthèse de la dispersion de PANI jouent aussi un rôle important. Dans un second temps, différentes PANIs ainsi que des latex de PEDOT et des nanotubes de carbone ont été utilisés seuls en tant qu'électrode dans le but d'accéder à des dispositifs "tout polymère". L’influence du pH, de la conductivité, du travail de sortie, la nature du dopant et du solvant sur les propriétés de l’injection de charge ont été analysés
The optimization of hole injection materials in organic light emitting diodes (OLEDs) and organic photovoltaic cells (OPVCs) is reported. Water and organic solvent-based PANIs were used. We have studied the influence of the thickness, the morphology and the conductivity of PANI films in (OPVCs) performances. The results show that the conductivity and the thickness of the PANI film greatly affect (OLED) and (OPVCs) effectiveness. The dopant and the solvent used in the synthesis of PANI dispersion also play an important role. PANI and PEDOT dispersions as well as carbon nanotube were also used as electrodes without ITO. The effect of pH, conductivity, the work function, the nature of the dopant and the solvent in the injection property were analyzed

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Yang, Sheng-Hsiung. "Synthèse et caractérisation des dérivés de poly(2,3-diphényl-1,4-phénylène vinylène) et des composites poly(1,4-phénylène vinylène) / nanoparticules d'oxyde : propriétés optiques et électrique des diodes utilisant des films composites comme couches actives." Nantes, 2004. http://www.theses.fr/2004NANT2030.

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Abstract:

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

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Rodriguez, Fernand. "Synthèse de nouveaux matériaux conjugués pour l'électronique organique : fabrication et études des performances de transistors organiques et de diodes electroluminescentes." Paris 7, 2007. http://www.theses.fr/2007PA077204.

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Abstract:

Le travail de la thèse comprend un socle commun pour la conception de nouveaux matériaux pour l'électronique organique et la nanoélectronique. Grâce à une approche originale qui consiste à utiliser une monocouche auto-assemblée comme matériau actif dans un dispositif à effet de champ organique, cela nous a amené à proposer la synthèse d'oligothiophènes fonctionnalisés par une chaine alkyle terminée par une fonction acide carboxylique afin de permettre leur fixation sur AI2O3. L'optimisation de la formation des couches auto-assemblées est étudiée par PM IRRAS et AFM. La fabrication de transistors permettant d'atteindre une mobilité de 3. 5. 1CT ¯³ cm²/W. S. Au sein de la monocouche est ensuite détaillée. Dans un second temps, le travail a consisté à rechercher de nouveaux complexes organométalliques dérivés de la 8-hydroxyquinoline comme matériaux électroluminescents pour la fabrication de diodes électroluminescentes. Les ligands obtenus après fonctionnalisation en position 2 et 5 de la quinoline par des oligothiophènes sont ensuite complexés avec de l'aluminium ou du lithium. Après optimisation de la fabrication des diodes en jouant sur la nature du transporteur de trous, de la cathode ou bien des épaisseurs, les résultats ont montrés que certains des complexes synthétisés, notamment à base de lithium présentent de meilleures performances que le composé de référence AIQ3, à la fois en ce qui concerne les tensions de seui mais aussi en ce qui concerne les rendements
This thesis describes the synthesis and characterization of new conjugated materials for organic electronics. In the first part of this work we have developed an original approach to elaborating organic field-effect transistors based on a SAM consisting of bifunctional molecules containing a short alkyl chain linked to an oligothiophene moiety that acts as the active semiconductor. The SAM was deposited on a thin AI2O3 oxide layer that serves as a gate insulator. The SAMs have been characterized by polarization-modulated IR reflection-absorption spectroscopy (PMIRRAS) and AFM. Devices with well defined I/V curves have been obtained with a clear saturation allowing an estimate of the mobility: 3. 5. 1CT ¯³ cm²/W. S. The second part deals with development of new organometallic complexes based on oligothiophene- substituted 8-hydroxyquinoline for organic electroluminescence applications. Lithium and aluminium complexes have been synthesized and characterized. The OLED structures have been optimized by a careful choice of the hole-transporting layers, metal cathodes and the thickness of the emissive layer. The results show that some of the lithium complexes present better performances than the reference material AIQ3 with a lower onset voltage or a higher yield

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Bouzid, Karim. "Développement des outils et méthodes de conception d'empilements OLED, vers une modélisation prédictive." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT114/document.

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Abstract:

Cette thèse s'articule autour de l'optimisation électro-optique des OLEDs (Organic Light Emitting Device) via le développement de méthodes et d'outils de simulation. La modélisation électrique des OLEDs est complexe et sujette à recherche. Au début de la thèse, aucune simulation électrique des OLEDs de l'état de l'art n'avait été présentée jusqu'alors. Le développement d'une simulation, fondée sur des données expérimentales, contribuerait à l'établissement d'une modélisation prédictive, pour une meilleure compréhension et une R&D plus efficace. Dans un premier temps, une méthode d'extraction des paramètres de transport des matériaux utilisés est développée par fit (reconstitution des résultats expérimentaux par simulation) via la fabrication de dispositifs spécifiques. Lesdites valeurs, extraites et comparées selon deux modèles de mobilité, ont assurées la constitution d'une base de données. L'emploi de celle-ci a permis la réalisation de la simulation, complète et à plusieurs températures, du comportement électrique d'une OLED entière. L'étude minutieuse des profils intrinsèques simulés a servi à relever une accumulation de charges à l'interface de recombinaison, néfaste à l'évolution dans le temps des performances du dispositif. Dans un second temps, nous nous sommes proposé de solutionner le problème par la création d'un mélange bipolaire, afin d'élargir le profil de recombinaison. Après optimisation du mélange au sein de l'OLED, une augmentation de durée de vie à mi luminance de ca. +30% a été mise en évidence, de même qu'une stabilisation en tension du point de couleur. Pour approfondir la compréhension des mécanismes en jeu, la caractérisation TOF-SIMS d'empilements organiques a fait l'objet d'études. Les premiers résultats, très encourageants, ont permis la reconstitution entière du profil chimique de l'empilement OLED. Une deuxième série de résultats a démontré la possibilité de détecter les molécules organiques telles qu'évaporées, qui donnera accès à des informations plus poussées sur la dégradation des matériaux. Enfin, une cathode alternative en WO3/Ag/WO3 (WAW) a été optimisée par simulation dans le but de démontrer l'importance de l'augmentation du coefficient d'extraction de lumière. La réalisation des dispositifs a permis de démontrer une hausse de la luminance et de l'efficacité de 40% due à la cathode, en accord avec la simulation. Le transfert du point de procédé sur une machine de catégorie industrielle a résulté en la fabrication de dispositifs OLED avec cathode WAW présentant une augmentation de la durée de vie à mi luminance de +75% par rapport à la référence
The work presented here revolves around electrical and optical optimization of OLEDs (Organic Light Emitting Device) through the development of simulation methods and tools. The electrical modeling of OLED is a complex field, belonging to R&D. At the beginning of this work, no state of the art OLED electrical simulation has been presented yet. The development of simulation, based on experimental data, would contribute to the establishment of predictive simulation, allowing a better understanding and faster R&D cycles. Firstly, an extraction method for organic semiconductors' transport parameters has been developed by fit procedure (reconstitution of experimental results with simulation). The extracted values, compared between the two mobility models, were used to compile a database. These sets allowed the realization of the simulation at various temperatures of the electrical behavior of a complete OLED stack. The careful analysis of the simulated intrinsic profiles gave an insight on charge accumulation at the recombination interface, harmful for the lifetime performance of the device. Secondly, we proposed to solve the problem with a bipolar blend to enlarge the recombination profile. After optimization of the blend inside the OLED, an increase of the lifetime of ca. +30% has been highlighted, as well as the stabilization of the color point dependency to voltage. To further understand the mechanisms related to the insertion of this layer, TOF-SIMS characterization of organic layers was studied. Very promising early results allowed the profiling of a full OLED stack, and determination of each layer. A second wave of results, bound to Ar beam analysis, demonstrated the possibility to detect undamaged molecule signatures, giving access to far more degradation related information than before. Finally, an alternative cathode made of WO3/Ag/WO3 (WAW) has been optimized for white OLED microdisplays to enhance the light outcoupling coefficient. The fabrication of the devices demonstrated a +40% increase in luminance and current efficiency, in perfect agreement with simulation. The transfer of the process onto an industrial class deposition cluster tool resulted in the fabrication of OLEDs with WAW cathodes demonstrating a +75% increase of the lifetime at half luminance

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Wantz, Guillaume. "Elaboration, caractérisation et optimisation de diodes électroluminescentes à base de polymères conjugués." Bordeaux 1, 2004. http://www.theses.fr/2004BOR12906.

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Abstract:

Cette thèse concerne l’étude des diodes électroluminescentes à base de matériaux semi-conducteurs polymères (PLEDs). Cette technologie est prometteuse pour la fabrication d’écran plats à bas coûts. Plusieurs polymères dérivés du poly(phénylènevinylène) (PPVs) comme le MEH-PPV et le BDMO-PPV ont été étudiés. Ces travaux se divisent en trois parties distinctes. Tout d’abord, des aspects technologiques liés à la fabrication des composants sont abordés : comme le choix des matériaux d’électrodes, ou encore l’étude de l’effet de la rugosité de l’ITO sur les performances des diodes électroluminescentes. Cette rugosité s’avère être un paramètre critique sur les durées de vie des dispositifs. L’analyse des mécanismes de transfert de charges au sein des diodes est ensuite abordée par l’étude de l’effet de la température sur les caractéristiques courant-tension-luminance des dispositifs mais aussi sur l’allure de leur spectre d’électroluminescence. Au sein des PPVs, le porteur majoritaire s’avère être le trou. Par conséquent, l’optimisation des performances des PLEDs est montrée possible par l’ajout d’une couche additionnelle à base de petites molécules évaporées entre le polymère émissif et la cathode afin de confiner ces porteurs à améliorer la balance des charges
This thesis deals with the study of polymer light-emitting diodes (PLEDs) which present many attractive properties to develop a new display technology. Poly(phenylenevinylene) derivatives (PPVs) such as MEH-PPV and BDMO-PPV have been studied. Three parts may be considered in this work. First, technological aspects related to device fabrication are studied, such as the electrode material choice or the effect of the ITO roughness on the performances of PLEDs. This roughness was found to be a critical parameter in terms of device lifetime. Then, charge transfer mechanisms through the polymer are evaluated by the study of the temperature dependence of current-voltage-luminance curves as well as of the temperature dependence of the electroluminescence spectra. Holes are found to be the majority charge carriers in PPVs. As a consequence, in the last part, device optimisation is made possible by addition of a specific vacuum evaporated molecular layer between the emissive polymer and the cathode to improve the charge balance

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Shcherbakov, Alexey. "Light scattering calculation in plane dielectric layers containing micro / nanoparticles." Phd thesis, Université Jean Monnet - Saint-Etienne, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00981512.

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Abstract:

There is presently a strong interest for rigorous methods that perform the electromagnetic analysis of dielectric media with complex dielectric permittivity distribution. The interest is motivated by both present and future applications in the design and manufacturing of optical elements and optoelectronic devices. The level that the microstructuring technologies have now reached calls for fast, memory sparing, and rigorous numerical methods capable of solving and optimizing large structure parts whose characteristics do represent the optical function of the whole structure. Although the majority of modeling problems in microoptics are non-periodic (e.g., a section of an OLED extraction layer, the cell of a microelectronic reticle, a high NA diffractive microlens) they can be efficiently solved by periodizing the index distribution. A new powerful numerical method for the exact modeling of 2D periodic structures is described with all features and expressions needed to implement it. The power of this method is in its unique specific form which permits to apply fast numerical algorithms and, consequently, to decrease dramatically the calculation complexity in comparison with established methods. The comparison with reference solutions has shown that, first, the new method gives the same results as the latter on benchmark structures and, secondly, that the needed calculation time and memory resort represent a breakthrough towards solving larger periodic or periodized structures. The developed method was applied to analyze nonperiodic scattering problem of a plane dielectric layer with spherical micro/nanoparticles. Proposed numerical benchmark demonstrated the possibility to get about 1% accuracy. In addition there was developed a numerical S-matrix based method for planar electroluminescent structures simulation. Validity of the method was demonstrated by comparison with experimental results. Finally both methods for the light scattering calculation and multilayer structures simulation were joined, and a scattering layer was demonstrated to increase an OLED external efficiency by several percent

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Cocherel, Nicolas. "Oligophénylènes à ponts "spiro" : synthèses, propriétés et applications en électronique organique." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S063.

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Abstract:

Des composés oligophénylènes à ponts « spiro » (composés 3π-2spiro) ont été préparés, leurs propriétés chimiques étudiées ainsi que leurs applications en électronique organique. Le premier chapitre est consacré à une étude bibliographique des diodes électroluminescentes organiques (OLEDs). Ce chapitre traite aussi des molécules actuellement utilisées pour l'émission de lumière bleue. Le second chapitre présente les synthèses des composés 3π-2spiro étudiés au cours de cette thèse. Dans un premier temps, sont présentées l'analyse rétrosynthétique et la synthèse des composés 3π-2spiro. Enfin, les synthèses de molécules porteuses de groupements électro-attracteurs ainsi que celle de l'indénofluorène et du ladderpentaphénylène, sont décrites. Le troisième chapitre est consacré aux études des propriétés structurales, électrochimiques et optiques de tous ces composés ainsi qu'à une discussion sur les paramètres gérant ces propriétés. Le quatrième chapitre est consacré aux applications des composés 3π-2spiro comme matériau émetteur de lumière dans des OLEDs puis à la discussion sur les enseignements tirés des caractéristiques optiques et électriques de ces dispositifs
Spiro-linked oligophenylenes compounds (3π-2spiro compounds) have been prepared. Their physico-chemical properties and their applications in organic electronics have been studied. The first part of this work presents a bibliographic study about organic electroluminescent diodes (OLEDs) and the molecules used as blue emitting materials. The second part presents the synthesis of 3π-2spiro compounds studied during the thesis. First of all, the retrosynthetic analysis and the synthesis of 3π-2spiro compounds are presented. Then, the synthesis of molecules bearing electron-accepting groups as well as indenofluorene and ladderpentaphenylene are developed. The third part presents the structural, electrochemical and optical properties of all these compounds. Then, a discussion is developed about the parameters leading the porperties. The fourth part presents the applications of 3π-2spiro compounds as emetting materials in OLEDs and a discussion about the information deducted from the optical and electrical caracteristics of these devices

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Lmimouni, Kamal. "Contribution à l'étude des structures métal-polymère conducteur-métal : application à la réalisation de diodes électroluminescentes." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10038.

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Abstract:

Ce travail concerne la realisation et la caracterisation de diodes electroluminescentes a couche active polymere conducteur: poly(n-alkylcarbazole) (pacz) et poly(3-octylthiophene) (p3ot). Nous decrivons les etapes technologiques pour la realisation de structures metal/polymere conducteur/metal. Les materiaux sont deposes en films minces (30 a 300nm) a la tournette (polymeres solubles) et par depot sous vide (oligomeres) sur des substrats de verre recouverts d'une couche conductrice et transparente d'ito. Nous presentons differentes caracterisations de ces films: epaisseur, texture, conductivite, proprietes d'absorption et de photoluminescence. Les caracterisations electriques des diodes sont effectuees en regime statique en fonction de differents parametres (epaisseur, longueur des chaines, temperature) et en regime dynamique. Les spectres d'electroluminescence montrent une emission dans le bleu (470nm) pour les pacz. A notre connaissance, ce resultat represente la premiere mise en evidence de l'electroluminescence dans des structures monocouches utilisant ces materiaux. Le p3ot de bande interdite plus faible emet dans le rouge-orange (660nm). Les rendements et les luminances sont faibles mais du meme ordre de grandeur que ceux obtenus dans la litterature pour des structures similaires utilisant d'autres polymeres conducteurs. Pour les structures ito/pacz/al, le courant en polarisation directe correspond a un courant de trous limite par l'injection a l'interface ito/polymere. A temperature ambiante et pour des temperatures plus elevees, les resultats s'interpretent a l'aide du modele emission-diffusion richardson-schottky. En basses temperatures, le courant correspond a une emission en champ de type tunnel. Dans le cas des diodes ito/p3ot/al, le courant est limite par l'interface p3ot/al qui se comporte comme une diode schottky. Pour chaque structure, nous deduisons differents parametres et proposons un diagramme de bandes d'energie

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Berthelot, Laurent. "Réalisation et caractérisation de composants luminescents à base de semiconducteurs organiques : Diodes à héterojonction PVK/Alq3 : Diodes hybrides GaN/Organique." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 1999. http://www.theses.fr/1999ECDL0052.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur l'étude de diodes électroluminescentes organiques (OLED). L'accent a été mis sur la compréhension des caractéristiques de transport ainsi que le contrôle de la couleur. Deux types de composants luminescents très différents ont été réalisés et étudiés : des OLED à hétérojonctions PVK/Alq3 et des diodes hybrides GaN/Organiques. Dans un premier temps, les différentes familles de matériaux ainsi que leurs principales caractéristiques sont présentées. Nous décrivons ensuite l'état de l'art et les limitations de ces structures organiques. La partie expérimentale décrit en détail la technologie des composants, les matériaux utilisés, leurs méthodes de mise en oeuvre ainsi que les caractéristiques physiques et électro-optiques effectuées. Les propriétés électriques et électro-optiques des OLED ont été étudiées en fonction des divers paramètres de réalisation : traitement des substrats, choix de conducteur de trous, épaisseur des couches, nature de l'hétérostructure. Les résultats ont été analysés sur la base des modèles de conduction compatibles avec les semi-conducteurs organiques (charge d'espace ou mobilité dépendante du champ électrique) afin d'identifier les modes de conduction dominants. Dans le but de contrôler la couleur d'émission, deux méthodes ont été évaluées : le dopage d'une des couches de transport par un colorant laser et l'utilisation de couche de recombinaison (oligomère de PPV) insérée entre les deux couches de transport. Les couleurs ont pu être ajustées du vert vers l'orange. Des structures hybrides intégrant des diodes GaN et de matériaux luminescents organiques et inorganiques ont été réalisées. Des composants émettant soit une lumière blanche soit une lumière contrôlable du bleu à l'orange ont été obtenus.

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Ben, Khalifa Mohamed. "Etude du transport et ingénierie de bandes dans les diodes organiques électroluminescentes à hétérostructures." Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2004. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/mbenkhalifa.pdf.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'étude du transport et l'ingénierie de bandes des diodes électroluminescentes organiques (OLED). La réalisation d'OLED ayant des tensions de seuil faibles et forte luminance constitue un aspect déterminant de ces dispositifs. Dans ce contexte, l'étude du transport dans les OLED représente une étape nécessaire pour améliorer leurs caractéristiques optoélectroniques. Nous reportons tout d'abord une étude sur l'injection et le transport dans des diodes à conduction par trous puis dans des OLED double couche. Des procédures d'amélioration de l'injection des trous à l'anode sont proposés. Une étude exhaustive reliant des caractéristiques électriques et des mesures d'impédances nous ont permis de remettre en évidence les modes de transport dans les diodes à trous. Dans le cas des hétérostructures, le confinement des porteurs de charges et des excitons ainsi que le dopage des couches de transport de trous et d'électrons ont été particulièrement étudiés
This work reports on an investigation of the transport and the band gap engineering in organic electroluminescent diodes (OLEDs). The realization of OLEDs with a low onset voltage and a high luminance is a determining challenge for these devices. With that aim, the investigation of electronic transport in OLEDs remains a mandatory step in view to improve their optoelectronic performances. We first report on the injection and transport in hole only devices then in double layer devices. A process for hole injection improvement through optimised PEDOT layers is proposed. An exhaustive study is then presented through which impedance spectroscopy bears out electrical characterization to evidence a transport mechanisms based on a trap filled space charge limited current model. Following this first part, a detailed study on complex heterostructures with charge and exciton blocking layer as well as doped hole and electron transport layers was reported

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Boizot, Julien. "Optimisation de la durée de vie de micro-écrans vidéo à diodes électroluminescentes organiques." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENY010/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur l'amélioration des performances en vieillissement de micro-écrans vidéo à matrice active en technologie OLED sur Silicium. La perte d'efficacité lumineuse et la dérive en tension induites par le vieillissement des OLED restent depuis plusieurs années un point faible inhérent à cette technologie et représente toujours un verrou dans la commercialisation des micro-écrans sur un marché encore jeune. Nous proposons ici une étude d'optimisation d'un empilement OLED blanc bi-émetteurs à émission vers le haut basée sur l'amélioration systématique des modes de défaillances reconnus des OLED et adaptée aux spécificités de réalisation de micro-écrans à très forte résolution. Des outils originaux tels que des structures simplifiées de types monocouche ou monoporteur seront utilisés pour comprendre et réduire ces différents mécanismes de dégradation. Du fait de la complexité des structures OLED actuelles, des structures simplifiées seront notamment développées et analysées dans le but d'accéder à la compréhension des phénomènes intrinsèques de dégradation opérant au sein des couches organiques, à leurs interfaces ou encore aux interfaces avec les électrodes. Une méthode de caractérisation électrique encore peu utilisée dans le cas des LED organiques, la spectroscopie d'impédance, sera également développée. Cette technique de caractérisation électrique très prometteuse et surtout non destructive permet à travers l'étude des comportements capacitifs des dispositifs l'accès à de nombreuses informations relatives à la dynamique des charges liées ou mobiles dans les zones de bulk ou interfaciales des matériaux
The present study deals with active-matrix OLED microdisplays, based on a white top-emitting bi-emitters structure. The optimization of these devices lifetime is the main point of this manuscript. The luminous efficiency loss and the voltage drift induced while ageing of the device under constant current driving conditions are indeed key parameters. A first part consists in understanding the main degradation mechanisms known to operate in OLED devices. A focus on intrinsic mechanisms is here chosen to improve devices lifetime. Extrinsic mechanisms like encapsulation issues or other process optimization are not developed in this work. We propose here a systematic study on the influence of OLED structure parameters on initial but especially on aging performances. The optimization of anode electrical contact through plasma treatments and a thin oxide interlayer show very interesting results for reducing operating bias and voltage drift induced while aging under constant current. The enhancement of doping percentage in doped injection layers also show significant improvement on devices performances, with the great advantage of being a useful tool for controlling devices efficiency. We also find that an optimization of the emission layers thicknesses could lead to great lifetime improvement. Those results are also combined and confirmed by a Design Of Experiments meant to determine the influence of the main process parameters on devices performances. Finally, we initiate the characterization of our OLED devices using impedance spectroscopy measurements. From the modeling of single-layer structures to the understanding of simple bipolar devices through analysis of capacitive evolution of full-stack devices with time, we here show that this technic appears very useful for the understanding of charge carrier dynamic and could help reducing charge accumulation

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Lee, Chih-Wen. "Étude des propriétés optiques et électriques des nanocomposites polymères pour les diodes électroluminescentes organiques." Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT2019.

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Abstract:

Dans ce travail, les nanomatériaux hybrides ont été étudiés en vue de leur utilisation dans les diodes électroluminescents organiques pour améliorer les performances en terme de stabilité et rendement. Les processus physiques engendrés par l’incorporation de la composante inorganiques dans une matrice polymères ont été examinés. Dans un premier temps, des composites obtenus en ajoutant des nanocristaux de CdSe(ZnS) aux polymères dérivés de poly(phénylène-vinylène) (PPV) ont été étudiés. Les mesures de luminance et rendement dans les diodes les utilisant, ont montré que les composites sont supérieurs aux polymères en performance. Ensuite, le rôle des nanocristaux dans les mécanismes de transport a été étudié par les mesures de pièges. Pour cette étude, le poly[2-méthoxy-5(2’-éthylhéxyloxy)-1,4-phénylène vinylène](MEH-PPV) a été choisi pour faciliter les comparaisons, et les composites sont MEH-PPV+ CdSe(ZnS). Il a été montré que l’amélioration des performances des diodes est en partie, liée à une diminution de la densité des pièges, causée par l’ajout des nanocristaux au polymère. Finalement, pour approfondir le mécanisme de formation des défauts, les mesures de pièges ont été effectuées dans les co-polymères dopés avec des complexes phosphorescents. Il a été montré que l’incorporation des complexes au polymère supprime certains pièges tout en créant d’autres. Dans tous les systèmes étudiés, les performances des diodes utilisant les nanocomposites sont meilleures que celles utilisant le polymère seul. Le dopage semble modifier le transport électrique dans le matériau actif par la réduction de la densité des pièges
Hybrid nanocomposites have been investigated in this research work in order to examine the possibility to enhance the performance of organic devices in stability and in efficiency and to understand the physical processes induced by the inorganic part in the polymer matrix. The first realization was carried out with composites made of phenylenevinylene (PPV) derivatives and CdSe(ZnS) core/ shell nanocrystals. It was demonstrated that the brightness and yield of devices using the nanocomposites were strongly increased as compared to those obtained in devices using the polymer alone. Next, the role of the nanocrystals was studied by performing the measurements of trap states introduced in composite films. To easily compare the results with those reported in the literature, the polymer used here was poly[2-methoxy-5(2’-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene vinylene](MEH-PPV) and the studied composite was (MEH-PPV+ CdSe(ZnS)). It was found that the enhancement of the performance of devices using the composites is in part, associated to the decrease in the trap density of the polymer. Finally, investigations of trap formation in composites were extended to polymer systems composed of 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butyl-phenyl)-(1,3,4-oxadiazole) (PBD) and poly (9-vinylcarbazole) (PVK) and containing phosphorescent-metal complex. It was demonstrated that incorporation of complex caused the suppression of existing defects in the polymer blend and introduced new traps. In all systems investigated, the devices using nanocomposites showed significant improvement of their electroluminescent performance. The doping seems to affect the transport process by reducing the trap density of the polymer

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Aubouy, Laurent. "Synthèse et étude de systèmes moléculaires pour la réalisation de diodes électroluminescentes organiques monocouches." Montpellier 2, 2005. http://www.theses.fr/2005MON20191.

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Chaieb, Adel. "Synthèse et caractérisation de dérivés du poly(p-phénylène vinylène) : Application : diodes électroluminescentes organiques." Pau, 2006. http://www.theses.fr/2006PAUU3017.

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Abstract:

Ce travail concerne la synthèse et la caractérisation d'une série de matériaux (polymères et petites molécules) de structure conjuguée de la famille du poly(p-phénylène vinylène) PPV. Une étude bibliographique présente les nombreuses voies de synthèse de du PPV et de ses dérivés. Plusieurs molécules modèles du PPV basées sur trois groupements phénylène et deux vinylène ont été synthétisées, avec des groupements donneur et attracteurs. Parallèlement, différents PPV substitués par des chaînes symétriques et asymétriques, ont été préparés par la méthode de Gilch. Après une caractérisation structurale complète par spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), les différents matériaux ont été analysés par spectrométrie d'absorption et de fluorescence en solution. Leurs propriétés thermiques ont également été étudiées par analyse thermogravimétrique (TGA) et calorimétrie différentielle programmée (DSC). Une étude complète de leur photoluminescence à l'état solide (films minces) est également présentée. Enfin, des dispositifs de diodes électroluminescentes à base de ces matériaux ont été réalisés, de structure ITO/PEDOT-PSS/ matériau émissif/Ca/Al présentant des caractéristiques I-V-L correctes. Une luminance voisine de 800 Cd/m2 a été obtenue dans le meilleur des cas. Les coordonnées chromatiques ont pu être déterminées, montrant que la lumière émise varie du bleu à l'orange-rouge, en passant par le jaune vert, selon la molécule modèle considérée ou le dérivé du PPV
This work deals with the synthesis and the characterisation of a series of conjugated materials (polymers and small molecules) derived from poly(p-phenylene vinylene) PPV. A bibliographic study presents the numerous synthetic routes to the PPV and its derivatives. Several PPV model compounds based on three phenyl rings and two vinylene bonds have been synthesised with either donating or withdrawing groups. Different PPV derivatives substituted with symetric or asymetric side-chains have been prepared according the Gilch method. After a thorough structural characterisation based on nuclear magnetic resonance analysis (NMR), the absorption and fluorescence spectra of the different materials have been studied in solution. The thermal properties have been investigated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). A complete study of the photoluminescence in the solid state (thin films) was also reported. Finally, electroluminescent diodes based on these materials and with the structure ITO/PEDOT-PSS/emissive material/Ca/Al were realised. The I-V-L characteristics thus obtained appeared to be promising with a luminance close to 800 Cd/m2 has been reached. The chromatic coordinates have been determined showing an emissive light from blue to orange-red, depending on the emissive material, model compound or PPV derivative

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Rocha, Licinio. "Microstructures électroluminescentes organiques : applications à la gestion de l'émission lumineuse." Paris 6, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00126698.

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Dissertations / Theses on the topic 'Diodes électroluminescentes organiques (OLEDs)'

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