De la lumière verte à partir de diodes électroluminescentes polymères

Les polymères organiques conjugués s'imposent à l'heure actuelle comme matériaux de choix pour la fabrication de dispositifs d'affichage (écrans de télévision, d'ordinateur, écrans portatifs, tableaux publicitaires et d'information). De telles applications impliquent une haute luminosité.


Actuellement il existe deux approches dans la production d'écrans couleurs et de dispositifs d'éclairage:
- la technologie "OLED à base de petites molécules" (diode électroluminescente organique, fabriquée par évaporation sous vide) mais qui reste très coûteuse,
- la technologie plus récente "OLED à base de polymères" ou PLED (diodes électroluminescentes polymères).

Cette technologie PLED est très prometteuse car elle implique une technique de production plus simple et financièrement abordable (le vide n'est pas nécessaire) mais l'efficacité des OLED doit encore être améliorée.

Les groupes de recherche du professeur Dr Dieter Neher (de l'institut de physique de l'université de Potsdam) et du professeur Dr Klaus Meerholz (de l'institut de chimie physique de l'université de Cologne) ont effectué des travaux dans le cadre d'un consortium dirigé par l'entreprise Merck et financé pas le Ministère fédéral de l'enseignement et de la recherche (BMBF). Ils ont, pour la première fois, réalisé des diodes électroluminescentes organiques à haute luminosité. Ces OLED s'appuient sur un complexe phosphorescent d'iridium intégré dans la matrice de polymères.

L'élément important de cette nouvelle découverte est la succession de couches minces interconnectables à forte densité d'électrons ou de trous avec des propriétés électroniques réglables. Avec un agencement optimal des composants il est possible d'obtenir une émission de photons et ainsi de réaliser des diodes électroluminescentes émettant dans les 3 couleurs primaires: vert, rouge et bleu.

Avec des OLED émettant dans le vert, la luminosité peut atteindre 65 lumens par watt et l'efficacité quantique peut atteindre 18,8% (valeur proche de la limite théorique). De la même manière, l'efficacité d'une diode émettant dans le rouge est comparable à celle d'une OLED à petites molécules métallisées. Ces résultats sont un nouveau pas vers une diode électroluminescente polymères à haute luminosité émettant dans le blanc.