Etude du comportement électrique et photométrique des diodes électroluminescentes organiques pour l’éclairage ayant subi un vieillissement accéléré

par Alaa Alchaddoud

Thèse de doctorat en Genie électrique

Sous la direction de Laurent Canale et de Georges Zissis.

Soutenue le 06-06-2017

à Toulouse 3 , dans le cadre de École doctorale Génie électrique, électronique, télécommunications et santé : du système au nanosystème (Toulouse) , en partenariat avec Laboratoire Plasma et Conversion d'Energie (Toulouse ; 2007-....) (laboratoire) .

mots clés

• Organique
• Diodes
• Eclairage
• Dégradation
• OLEDs
• Diodes électroluminescentes organiques

Résumé

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.

mots clés

• Organic
• Diodes lighting
• Degradation
• OLEDs

Titre traduit

Study of electric and photometric behavior of the organic light emitting diodes for lighting which has undergone an accelerated ageing.

Résumé

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.