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Les OLEDs, ces diodes du futur déjà dans nos écrans

Bien plus fines qu’une feuille de papier et très peu gourmandes en énergie, les OLEDs émettent de la lumière grâce à des molécules électroluminescentes. Ces diodes révolutionnent les marchés de l’affichage et de l’éclairage.

Les OLEDs permettent de réaliser des écrans souples. © Wikimedia

Des plafonds et des murs entièrement lumineux, des écrans souples, des pare-brises à réalité augmentée… De la science-fiction ? Plus maintenant grâce aux OLEDs, « Organic Light-Emitting Diodes » ou diodes électroluminescentes organiques. « Déjà utilisée pour les écrans de certains téléphones portables, de télévisions, dans des lampes au design futuriste, ou même dans des phares de voitures, cette technologie révolutionne les marchés de l’affichage et de l’éclairage » assure Eléna Ishow, enseignant-chercheur au CEISAM1 et spécialiste des molécules et matériaux photoactifs. Les OLEDs possèdent en effet de nombreux avantages par rapport aux systèmes d’affichage actuels à LED ou à cristaux liquides (LCD).La finesse est l’un de leurs principaux atouts. D’une épaisseur d’environ 300 nanomètres (100 fois plus mince qu’un cheveu), les OLEDs permettent de réaliser des écrans souples, légers et au contraste incomparable. Leur efficacité lumineuse est également très intéressante : de 40 à 120 lumens par watt comme les ampoules basse consommation mais sans mercure, ce métal lourd très toxique. Enfin, autre atout des OLEDs pour l’éclairage : la couleur des objets illuminés est très proche de celle perçue sous lumière naturelle. « Même dans une pièce close, un éclairage OLED donnera l’impression d’être à l’extérieur. »

 

Inventée en 1987 pour la société Kodak par Ching W. Tang et Steven Van Slyke, un duo de physicien et de chimiste américains, la technologie OLED a été utilisée pour la première fois en 1997 dans un écran d’autoradio. Mais comment une OLED produit-elle de la lumière ? « Ses propriétés reposent sur des molécules électroluminescentes qui produisent de la lumière lorsqu’elles sont excitées par de l’électricité » explique la chercheuse. La diode est en effet constituée d’une superposition de couches de molécules organiques prises en sandwich entre deux couches extérieures métalliques : « L’anode et la cathode produisent des charges électriques de signe opposé, tandis que les couches organiques facilitent leur transport (HIL, HTL, ETL et EIL) jusqu’au centre, là où se trouvent les molécules électroluminescentes (EML), lieu de recombinaison des charges. »

© CEISAM

Aujourd’hui, la production d’OLEDs s’effectue principalement par sublimation sous vide : les molécules à l’état solide sont chauffées, vaporisées et déposées couche par couche sur un substrat. « Un procédé long et coûteux qui ne permet pas une industrialisation à grande échelle et sur des grandes surfaces » commente Eléna Ishow. Des écrans utilisant la technologie OLED sont en effet déjà commercialisés mais à des prix exorbitants. En collaboration avec le CNRS et leCEA2 de Grenoble, la chercheuse et son équipe ont travaillé pendant 3 ans sur un procédé de fabrication simplifiée : « Nous avons développé des molécules électroluminescentes qui peuvent être déposées en solution et rendues insolubles pour faciliter le dépôt ultérieur des couches supérieures. L’idée est de les imprimer en utilisant une technologie similaire à celle de l’impression par jet d’encre. » Le smarthphone souple et le tee-shirt à motifs téléchargeables pourraient arriver dans nos rayons plus vite qu’on ne le pense…

 

1Laboratoire Chimie et Interdisciplinarité : Synthèse, Analyse, Modélisation

2 Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives

 

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