Posté par Adrien le Vendredi 30/09/2022 à 09:00

Des transistors électroluminescents en tension et sous pression

Des scientifiques de l’Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (CNRS/Université de Strasbourg) ont fabriqué des transistors organiques dont l’électroluminescence peut être contrôlée par une simple variation de la tension électrique, et qui perdure plusieurs secondes après l’arrêt de l’excitation lumineuse. Ces résultats, publiés dans la revue Science Advances, ouvrent des perspectives dans les technologies de l’affichage intelligent ou de la détection.

À gauche: représentation schématique de la structure multicouche de l’OLET.
À droite: affichage reconfigurable réalisé en sélectionnant la polarité de la tension de grille.
© Paolo Samorì

Les transistors électroluminescents organiques (OLET) suscitent un grand intérêt pour la fabrication d’écrans plats à "matrice active", où l'allumage de chaque pixel est contrôlé par un minuscule transistor qui lui est associé. Par rapport aux écrans à base de diodes électroluminescentes organiques (OLED), cette technique qui associe un transistor à chaque pixel produit des images plus claires, mieux résolues, et offre une très bonne lisibilité même lorsque le spectateur n'est pas face à l'écran. Les OLET, éléments optoélectroniques, doivent donc à la fois déclencher la production de lumière par électroluminescence mais aussi moduler sa durée, son intensité et sa couleur, en contrôlant la tension à l’origine de cette émission.

Les scientifiques de l’Institut de science et d’ingénierie supramoléculaires (CNRS/Université de Strasbourg)se sont plus particulièrement intéressés au phénomène de rémanence, également connu sous le nom de luminescence persistante après un stimulus, qui consiste en une émission lumineuse pouvant durer jusqu’à plusieurs secondes après l’arrêt de l’excitation. L’intérêt: diminuer le nombre de stimuli qu’il est nécessaire de répéter pour obtenir une émission continue prolongée.

Dans ce contexte, ils proposent un nouveau type d’OLET à longue rémanence dont la structure comprend un empilement de quatre couches de polymères semi-conducteurs qui jouent respectivement le rôle de canal, de transport de trous, d’émission de lumière et de transport d’électrons, et une couche mince de nanoparticules d’or qui joue le rôle de grille "nano-flottante" utilisée pour faire fonctionner le dispositif.

Ils montrent qu’il est possible de moduler la rémanence de l’OLET en jouant sur la tension qui lui est appliquée: longue durée d’émission lumineuse pour une tension positive, courte pour une tension négative. Deux modes de fonctionnement qui vont permettre de configurer l’affichage en fonction du besoin. De plus, en choisissant différents polymères semi-conducteurs émettant de la lumière de différentes couleurs (rouge, jaune, vert et bleu), il est possible d’obtenir des OLET à longue rémanence couvrant l’ensemble du spectre de la lumière visible.

Dotés de cette réactivité à des stimuli bioniques distincts, ces dispositifs OLET à longue rémanence offrent de multiples perspectives d’applications dans les technologies d’affichage intelligent ou de détection.

Référence:
Yusheng Chen, Hanlin Wang, Feng Luo, Verónica Montes-García, Zhaoyang Liu & Paolo Samorì
Nanofloating gate modulated synaptic organic light-emitting transistors for reconfigurable displays
Sci. Adv. 2022
DOI: 10.1126/sciadv.abq4824
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