Moins gourmands en énergie, légers, offrant davantage de contraste que les écrans à cristaux liquides et mieux adaptés à la production en série, les Oled (Organic Light Emitting Display) sont de nouveaux compétiteurs sur le marché des afficheurs pour équipements électroniques portables.
Un écran Oled se compose d’un matériau actif capable d’émettre de la lumière, pris entre deux couches polarisées : manque d’électrons côté anode, excès d’électrons côté cathode. Une fois ce matériau soumis à une tension de quelques volts, fournie sur une source d’énergie électrique externe, électrons et trous d’électrons se déplacent par les couches intermédiaires de transport et d’injection. Lors de la rencontre entre trous et électrons, au niveau de la couche émettrice, les charges électriques s’annulent et un photon est émis. Ce fonctionnement, similaire à celui des diodes électroluminescentes, repose sur des composés organiques (des molécules complexes intégrant des atomes de carbone).
Rendement énergétique et stabilité de longueur d’onde
On distingue deux catégories d’Oled : ceux qui emploient de petites molécules et ceux qui exploitent des matériaux plastiques dont les molécules sont de plus grande taille. Dans tous les cas, l’épaisseur et la régularité des couches sont primordiales. Kodak a développé et breveté un procédé qui améliore notablement le rendement énergétique et stabilise la longueur d’onde émise. Il s’agit de doper la couche émettrice avec des molécules hautement fluorescentes. L’Oled fonctionne alors en deux temps : la couche émettrice fabrique une petite quantité de lumière, qui excitera les particules fluorescentes. Principal avantag : il est possible de changer et de fixer précisément la longueur d’onde émise. L’une des impossibilités majeures relative aux écrans électroluminescents, leur incapacité à générer du bleu, est ainsi surmontée. On savait déjà fabriquer des Oled émettant dans le vert, le jaune, le rouge, mais les modèles travaillant dans le bleu avaient une durée de vie trop courte. Grâce aux particules fluorescentes, il devient possible de fixer la couleur émise par chaque zone, mais aussi de les faire fonctionner sur toutes les longueurs d’onde.
Les Oled sont fabriqués sur plusieurs types de substrat : ceux sur plaque de verre utilisent les mêmes techniques de fabrication que les écrans à cristaux liquides. On dépose d’abord, par photolithographie, un réseau de fins conducteurs transparents en oxyde d’étain et d’indium. Viennent ensuite les couches organiques, avant de procéder à une nouvelle déposition de conducteurs métalliques. Mais les écrans obtenus demeurent relativement lourds et fragiles.
Vers un Oled multicouche
Il est également possible de fabriquer des Oled sur des substrats flexibles, ce qui présente différents avantages. Par exemple, l’usage de rouleaux de substrat permet d’envisager une procédure de fabrication en continu. Fini les feuilles de verre à traiter l’une après l’autre. On peut intégrer de tels écrans à des pare-brise ou à des visières de casque. Enfin, la fabrication d’écrans de grande surface devient envisageable, grâce au poids réduit de l’ensemble. Il est aussi possible de fabriquer des afficheurs transparents. Prisonnières de réseaux de contacts électriques transparents, les couches internes de cet Oled sont réalisées par sublimation sous vide de très fines couches de matériaux. Ces couches sont tellement fines qu’elles laissent passer plus des trois quarts de la lumière sur la totalité du spectre visible. Si l’on place un tel afficheur sur une surface d’un noir mat, on augmente le contraste à des valeurs impossibles à obtenir avec d’autres technologies, supérieures à 500:1. De quoi lancer des afficheurs fonctionnant avec une forte lumière ambiante, en plein soleil, par exemple.
Pourquoi, dans ces conditions, ne pas superposer trois écrans Oled, chacun d’entre eux reprenant l’une des couleurs fondamentales ? Chaque couleur étant commandée séparément, il deviendrait possible de tripler la résolution, tout en conservant la même taille de pixel. On peut même envisager d’atteindre une qualité d’affichage inégalée. Pour afficher une zone rouge, un écran traditionnel éclairera les pixels rouges et laissera les pixels verts et bleus éteints. Le rouge ainsi perçu perdra en saturation. Avec l’Oled multicouche, une zone rouge ne contiendra que des pixels rouges allumés, d’où un meilleur rendu.
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