Miniaturiser les écrans OLED est un défi central pour les futurs micro-écrans, la photonique intégrée et certains dispositifs médicaux. Mais les méthodes classiques de fabrication des OLED, comme l’évaporation sous vide ou l’impression jet d’encre, s’accordent mal avec les procédés de lithographie utilisés dans l’industrie des semi-conducteurs.
Une équipe de l’ETH Zurich propose une solution publiée dans Nature : rendre le matériau OLED lui-même compatible avec la lithographie. Les chercheurs ont développé des photoresists électroluminescents, ou ELPR, des polymères capables à la fois d’émettre de la lumière et d’être directement dessinés par lumière ultraviolette ou faisceau d’électrons.
Leur architecture moléculaire est conçue comme un système cœur-coquille. Au centre se trouvent des molécules émettrices, protégées par une enveloppe hôte ; à la périphérie, des groupes chimiques permettent la réticulation nécessaire à la lithographie. Cette séparation évite que l’étape de structuration n’endommage la partie lumineuse du matériau.
Les résultats sont prometteurs : l’équipe a réalisé des pixels OLED multicolores par trois cycles successifs de lithographie et a obtenu des motifs fluorescents avec des dimensions critiques descendant jusqu’à 110 nanomètres. Les dispositifs multicolores présentent aussi des rendements quantiques externes supérieurs à 13 %, un niveau important pour des OLED directement photolithographiées.
Cette approche pourrait faciliter l’intégration monolithique d’OLED avec des circuits CMOS, ouvrant la voie à des micro-écrans ultrahaute résolution, à des sources lumineuses miniaturisées et à de nouveaux composants optoélectroniques sur puce. Elle ne garantit pas encore une industrialisation immédiate, mais elle montre comment la chimie des matériaux peut rapprocher les OLED du monde des puces électroniques.