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Numerous oxazole-based fluorophores show efficient emission in the UV and deep blue spectral range in the solid state, making them interesting candidates for use as emissive layers in organic light-emitting diodes (OLEDs). Three ozazole derivatives, i.e. 2-(p-tert-butylphenyl)benzoxazole (Bzx), 2-phenyl-naphthoxazole (Nzx) and 2,2’-di(p-tert-butylphenyl)- 6,6’-bibenzoxazole (BBzx), were used in OLEDs with neat films configurations. These molecules differ by their planarity, steric hindrance and size of the π-conjugated system. No photoluminescence was observed with Bzx and Nzx. In contrast, the incorporation of the bis-chromophore BBzx within thin solid films led to efficient emission. The corresponding OLEDs displayed a deep blue emission at 430 nm arising from the BBzx layer, with CIE coordinate of (0.157, 0.044). These specific optical features were attributed to the twisted molecular structure of the bis-chromophore, leading to reduction of the aggregation induced fluorescence quenching. An EQE of 1.2% was achieved with a driving current of 24 A/m2. The results suggest that BBzx derivatives may be useful as efficient color saturation deep-blue emitters in OLEDs.

Organic field-effect transistors (OFETs) were elaborated using N,N’-ditridecylperylene-3,4,9,10-tetracarboxylic diimide (PTCDI-C $_{13}$ ) as transport electron material and two polymeric insulators were used as gate dielectric: polymethyl methacrylate (PMMA), a low-k material widely used in OFETs, and poly(vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)), a ferroelectric material that has a high relative permittivity. Several configurations using both dielectrics were studied. We report a threshold and operating voltage reduction by 3 and 2, respectively, with P(VDF-TrFE)/PMMA gate dielectric compared to PMMA reference OFETs due to a higher capacitance value. It exhibits good performances with a mobility of 0.165 cm $^{2}$ /V $\cdot$ s, a threshold voltage of 2.9 V, and an on–off current ratio $>3\; \times \;10^{4}$ .

In this paper, a hardware equivalent of an organic light-emitting diode (OLED) was designed and investigated. This substitution OLED device is based on a circuit-equivalent OLED model and can be used to design and test OLED dedicated drivers. Indeed, OLEDs are available on the market, but they are still very expensive and hard to obtain. Compared to a real OLED, the substitution device is cheap and robust and can be easily duplicated. Moreover, a photodetector is not required to measure the light output waveform. This can be simply done by measuring a voltage across a resistance. This model can be used, for instance, to simulate a large OLED panel made of several associated single OLEDs for various series/parallel connection strategies. It can also be used to simulate aging phenomena by changing the values of some of its components. This might be useful for the definition of strategies to compensate aging effects like luminous flux depreciation. Another advantage of such a device is its use for power supply tests as it could serve as a substitution load, at maximum deviation from standard OLED electrical characteristics. We discuss the theoretical model that was used as a basis for developing the device. The accuracy of the model was then evaluated, particularly in pulsewidth-modulation dimming conditions. Then, the hardware equivalent device was compared to a real OLED. Finally, an example of the potential use of this substitution device is given: It was successfully used to investigate the “overdrive” technique in order to increase OLED light output rise time. This technique improves the light output rise time by a factor of over 4.

Les OLED, diodes electroluminescentes organiques, suscitent actuellement beaucoup d’enthousiasme et apportent de nouvelles perspectives dans le domaine de l’eclairage. Aujourd’hui employees a l’echelle industrielle dans des ecrans d’appareils mobiles, elles commencent a percer le marche des televiseurs. Quels seront les prochains marches, et a quelles echeances ? C’est pour repondre a cette question que nous presentons ici un bilan des proprietes des OLED, de leurs performances actuelles et a venir et des verrous technologiques qui restent a lever.

In this study, we tried to evaluate the impact of two dielectric materials (PMMA and P(VDF-TrFE)) on the performance of n-type organic field-effect transistors (OFETs). PMMA is the reference as a dielectric layer in OFETs and P(VDF-TrFE) is a ferroelectric material which has a high permittivity (e R =10). For this study, we elaborated four different structures and we reduced supply voltage by 2 with a stack of P(VDF-TrFE)/PMMA in comparison to an OFET with a PMMA layer.

International audience; In this work, we present a comparative study of optimized AZO electrodes deposited by Atomic Layer Deposition (ALD) with commercial ITO in terms of electrical, optical and structural properties. Despite a lower figure of merit mainly due to a higher sheet resistance, AZO-based OLEDs are shown to present a current density five times higher than ITO-based ones for the same applied voltage. These AZO electrodes fabricated by ALD could thus be promising substitutes for conventional ITO anodes in organic electronic devices.

International audience

National audience; Les découvertes de la conduction des films de polyacétylène en 1977 par A. Hegger, A. McDiarmid et H. Shirakawa (Prix nobel 2000) et la réalisation de la première diode électroluminescente organique (OLED = Organic Light-Emitting Diode) par Tang et Van Slyke pour la société Kodak, une décennie plus tard, ont rendu possible l'émergence de l'utilisation des matériaux organiques à des fins commerciales dans des objets de la vie quotidienne. De par l'amélioration de leur durée de vie, les OLEDs sont désormais intégrées dans certaines applications comme les lecteurs MP3 ou les téléphones portables. Elles sont dorénavant des valeurs sures au niveau de l'affichage comme l'a montré le téléviseur XEL-1 développé par Sony en 2007 (11 pouces de diagonale réalisé avec une matrice OLED). Pour toutes ces raisons, l'avenir est fortement orienté vers les matériaux organiques. Mais " Quid " de la possibilité d'utiliser ces sources pour l'éclairage du futur ? Comment fonctionnent-elles ? Quelles sont encore les limites pour ce type d'applications ? Qu'est ce qui existe à l'heure actuelle ? Voici un aperçu non exhaustif des réponses possibles dans ce domaine.

This thesis deals with the study of a ferroelectric material as gate dielectric for organic transistor applications. The configuration adopted is bottom-gate top-contact. The semiconductor used is an electron transport material. In a first part, we made organic field effect transistors (OFETs) with a layer of PMMA as a gate dielectric. This material, very studied and well known, serves as reference. We also carried out a study on the channel length, the organic semiconductor deposition rate and the dielectric thickness, in order to deduce the impact of these parameters on OFETs performances. After optimization, we have demonstrated an improvement of the mobility, on/off current ratio, capacitance and a reduction of supply and threshold voltages. These results have been interpreted using electrical characterizations. In a second step, the poly (vinylidenefluoride-co- trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) ferroelectric material was added to provide a hybrid dielectric with PMMA. This OFET combine the advantages of high permittivity of P(VDF-TrFE) and low roughness of PMMA. A comparative study was carried out with reference transistors. For same dielectric thickness, a reduction of the supply and threshold voltages and an improvement of the mobility is obtained for the OFET implementing ferroelectric material. The discussion of these results is supported by electrical and morphological characterizations.; Cette thèse porte sur l'étude d'un diélectrique de type ferroélectrique pour une application aux transistors organiques. La configuration adoptée est de type bottom-gate top- contact. Le matériau semi-conducteur utilisé est un transporteur d'électrons. Dans la première partie de ce projet, nous avons réalisé des transistors organiques à effet de champ (OFETs) avec une couche de PMMA comme diélectrique de grille. Ce matériau, très étudié et connu, permet d'avoir un composant servant de référence. Nous avons également mené une étude sur la longueur de canal, la vitesse de dépôt du semi-conducteur organique et l'épaisseur du diélectrique, en vue d'en déduire l'influence de ces grandeurs sur les performances électriques des OFETs. Après l'optimisation de ces paramètres, nous avons démontré une amélioration de la mobilité des porteurs, une augmentation du rapport Ion/Ioff, une amélioration de la capacité et une diminution des tensions d'alimentation et de seuil. Ces résultats ont été interprétés à l'aide de caractérisations électriques. Dans un second temps, le diélectrique ferroélectrique poly(vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) a été ajouté au composant, afin de réaliser un diélectrique hybride avec le PMMA. Ce dernier permet de combiner les avantages de la haute permittivité relative du P(VDF-TrFE), et de la faible rugosité du film de PMMA en contact avec le semiconducteur. Une étude comparative a été effectuée avec les transistors de référence. Il en ressort, pour une épaisseur identique de diélectrique, une diminution des tensions d'alimentation et de seuil, et une amélioration de la mobilité des charges avec l'OFET implémentant le matériau ferroélectrique. La discussion de ces résultats est appuyée par des caractérisations électriques et morphologiques.

This thesis deals with the study of a ferroelectric material as gate dielectric for organic transistor applications. The configuration adopted is bottom-gate top-contact. The semiconductor used is an electron transport material. In a first part, we made organic field effect transistors (OFETs) with a layer of PMMA as a gate dielectric. This material, very studied and well known, serves as reference. We also carried out a study on the channel length, the organic semiconductor deposition rate and the dielectric thickness, in order to deduce the impact of these parameters on OFETs performances. After optimization, we have demonstrated an improvement of the mobility, on/off current ratio, capacitance and a reduction of supply and threshold voltages. These results have been interpreted using electrical characterizations. In a second step, the poly (vinylidenefluoride-co- trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) ferroelectric material was added to provide a hybrid dielectric with PMMA. This OFET combine the advantages of high permittivity of P(VDF-TrFE) and low roughness of PMMA. A comparative study was carried out with reference transistors. For same dielectric thickness, a reduction of the supply and threshold voltages and an improvement of the mobility is obtained for the OFET implementing ferroelectric material. The discussion of these results is supported by electrical and morphological characterizations.; Cette thèse porte sur l'étude d'un diélectrique de type ferroélectrique pour une application aux transistors organiques. La configuration adoptée est de type bottom-gate top- contact. Le matériau semi-conducteur utilisé est un transporteur d'électrons. Dans la première partie de ce projet, nous avons réalisé des transistors organiques à effet de champ (OFETs) avec une couche de PMMA comme diélectrique de grille. Ce matériau, très étudié et connu, permet d'avoir un composant servant de référence. Nous avons également mené une étude sur la longueur de canal, la vitesse de dépôt du semi-conducteur organique et l'épaisseur du diélectrique, en vue d'en déduire l'influence de ces grandeurs sur les performances électriques des OFETs. Après l'optimisation de ces paramètres, nous avons démontré une amélioration de la mobilité des porteurs, une augmentation du rapport Ion/Ioff, une amélioration de la capacité et une diminution des tensions d'alimentation et de seuil. Ces résultats ont été interprétés à l'aide de caractérisations électriques. Dans un second temps, le diélectrique ferroélectrique poly(vinylidenefluoride-co-trifluoroethylene) (P(VDF-TrFE)) a été ajouté au composant, afin de réaliser un diélectrique hybride avec le PMMA. Ce dernier permet de combiner les avantages de la haute permittivité relative du P(VDF-TrFE), et de la faible rugosité du film de PMMA en contact avec le semiconducteur. Une étude comparative a été effectuée avec les transistors de référence. Il en ressort, pour une épaisseur identique de diélectrique, une diminution des tensions d'alimentation et de seuil, et une amélioration de la mobilité des charges avec l'OFET implémentant le matériau ferroélectrique. La discussion de ces résultats est appuyée par des caractérisations électriques et morphologiques.