Evolution des matrices hôtes organiques pour des OLEDs phosphorescentes bleue et blanche à haute performance: Nouvelles générations de matériaux – Evolution

Les Diodes Organiques Electrophosphorescentes (PhOLED) connaissent un succès fulgurant. La couche émissive de lumière d'une PhOLED est constituée d'un matériau émetteur triplet (invité) dispersé dans un semi-conducteur organique (hôte), permettant d'atteindre un rendement théorique de 100%. La matrice hôte possède un rôle clé car c'est elle qui gère les transferts d'énergie et le transport de charge dans le dispositif. Depuis 20 ans, le design de matrices hôtes adaptées aux PhOLEDs bleues et blanches, maillon faible de la technologie, a fait l'objet d'intenses recherches. Cependant, 3 verrous restent à lever: Améliorer leur performance et leur stabilité et réduire leur empreinte environnementale. C’est le but de Evolution qui trouve son origine dans une donnée importante de la littérature: Les matrices hôtes les plus performantes sont les matrices bipolaires, constituées d'un fragment riche et d'un fragment pauvre en électron. Ces matrices incluent dans leur structure des hétéroatomes (N,P,S...), augmentant la complexité moléculaire/synthétique et les coûts de production/environnementaux. D'autre part, l'instabilité des PhOLEDs, qui est le problème majeur aujourd’hui, est due à la fragilité des liaisons C–N, C–P et C–S de ces matrices. Elaborer de nouvelles matrices sans d'hétéroatomes, uniquement constituées d'atomes de carbone et d’hydrogène (PHC pour Pure HydroCarbons) est donc un défi majeur. Le but de Evolution est de développer la prochaine génération de matrices construites sur ce nouveau design PHC possédant: (i) un haut état triplet (pour assurer les transfert d'énergie), (ii) une structure moléculaire simplifiée et une voie de synthèse performante (pour réduire l’empreinte environnementale de la technologie et (iii) des mobilités élevées/équilibrées (pour améliorer le transport de charge). Ce nouveau design PHC permettra d’améliorer la stabilité et les performances des PhOLEDs (Efficacité Quantique Externe>30%) et conduira à une nouvelle électronique.