miniature : panneau solaire constitué de cellules tandem pérovskite par Bruno Classens, 2021

L'OLED atteint un plafond de verre en 2024

Vous avez sûrement déjà croisé l'acronyme OLED quelque part. L'OLED, c'est une technologie d'affichage prestigieuse. En utilisant des diodes organiques auto-émissives (qui produisent leur propre lumière), l'OLED a révolutionné le monde des écrans. Par rapport aux panneaux LCD classiques que vous avez assurément à la maison, une dalle OLED est meilleure en tous points. Puisque chaque pixel créé sa propre lumière, pas besoin de panneau de rétroéclairage. Une dalle OLED est donc particulièrement fine et souple. Un pixel noir étant un pixel éteint, l'OLED promet également un contraste parfait, dit "infini". Meilleure gestion des couleurs, des angles de vision... bref, l'OLED, c'est révolutionnaire.

Aujourd'hui, on trouve de l'OLED sur tous les produits tech les plus haut de gamme. Un smartphone onéreux aura toujours droit à une dalle OLED. Les meilleurs TV 4K du marché sont équipées de dalles OLED (ou la variante QD-OLED de chez Samsung). Problème : l'OLED atteint une sorte de plafond de verre et ses 2 défauts les plus importants commencent à devenir pénible. Quels sont ces défauts ?

• 1) Faire de l'OLED, c'est cher et c'est compliqué. Le processus de fabrication passe par un système d'évaporation difficile à maîtriser, surtout sur des dalles de grande taille. Ainsi, dans les usines de grands panneaux OLED, on observe plus de 40% de "rebus", c'est-à-dire de dalles jetées, car imparfaites et impossibles à vendre. Les TV OLED sont donc destinées à rester très chères, pour un marché de niche.
• 2) L'OLED atteint un plafond de verre au niveau de la luminosité. La technologie OLED est limitée sur ce point, qui est pourtant crucial pour le développement des écrans du futur. Lorsque vous regardez autour de vous en plein jour, le moindre élément vous envoie environ 10 000 candélas par mètre carré à la figure. Les meilleurs écrans OLED actuel montent à 3000 candélas en pic et cette prouesse n'est permise que grâce à des subterfuges des constructeurs (on utilise des filtres de microlentilles convexes qui concentrent la lumière pour booster les pics lumineux). La seule façon d'aller plus loin encore est d'empiler plusieurs couches de panneaux OLED les uns sur les autres... ce qui ferait encore grimper les prix.
• On précise que le marquage des dalles n'est plus vraiment un défaut de l'OLED de nos jours.

Nous revenons en détails sur ce point dans un article dédié.

En plus de tout ça, les professionnels savent que le marché de l'OLED est de moins en moins porteur. Aujourd'hui, seuls 2,2% des téléviseurs vendus à travers le monde embarquent une dalle OLED et ce chiffre tend plutôt à décroitre.

Le futur des technologies d'affichage : l'après OLED se prépare

Il faut impérativement trouver la prochaine technologie d'affichage haut de gamme. Si l'on souhaite voir les écrans continuer à évoluer, il n'y a pas le choix ! D'accord, mais que faire ? La solution la plus simple et la plus immédiate passe par l'amélioration de la technologie Mini-LED. De nombreux constructeurs planchent sérieusement dessus depuis des années. Un écran Mini-LED a droit à de toutes petites diodes de rétro-éclairage contrôlées de façon extrêmement fine. Théoriquement, la Mini-LED permet d'atteindre des niveaux de luminosité hallucinants en pic (on peut passer les fameux 10 000 candélas par mètre carré) et de conserver très bon niveau de contraste grâce à un contrôle des diodes zones par zone, on appelle cela le Local Diming. La piste est intéressante, mais les Mini-LED ont également quelques défauts difficiles à surpasser.

Une autre piste, que les plus geeks d'entre vous connaissent sûrement, c'est la Micro-LED. Comme son nom l'indique, une diode Micro-LED ressemble à une diode Mini-LED... en encore plus fine. On voit des panneaux Micro-LED sur tous les salons high tech depuis pas mal d'années déjà et la techno est très impressionnante, mais elle est aussi extrêmement fragile et extrêmement cher. Si vous voulez acheter un téléviseur Micro-LED, il faut débourser environ 1000€... par pouce. Pour un grand téléviseur de 100 pouces, il faut donc claquer le prix d'un appartement ou d'une voiture de luxe. La Micro-LED sera-t-elle un jour accessible au grand public ? Dur à dire.

Troisième piste qui fait de plus en plus parler d'elle : le jet-printed OLED. La construction de panneaux OLED non pas grâce à un système d'évaporation mais par impression de jets d'encres. En plus de rendre les dalles OLED encore plus fines et souples, le RGB-OLED permettrait aussi un gain en luminosité et en fiabilité lors de la construction (on passerait de 40% à 2% de rebus). Les brevets de cette technologie très prometteuse sont passés par de nombreuses mains au fil des années. Il y a peu, c'est le géant chinois TCL qui les a rachetés et, avec les immenses usines CSOT avec lui, TCL pourrait bien être en mesure de faire voir le jour à cette techno d'ici très peu de temps.

ULTRA-LUX : une nouvelle technologie prometteuse à base de pérovskites

ULTRA-LUX est un projet européen dirigé par l'entreprise Imec au sein duquel des chercheurs tentent de mettre au point une nouvelle façon de perfectionner les écrans LED et Mini-LED. Leur but : utiliser des pérovskites, un matériau semi-conducteur assez peu cher aux facultés optiques et électroniques incroyables.

Les pérovskites sont des matériaux cristallins avec une structure spécifique qui les rend particulièrement efficaces pour absorber la lumière et convertir l'énergie du soleil en électricité, ce qui les a rendues populaires dans la recherche sur les cellules solaires. D'où cette miniature. Pourquoi ne trouve-t-on pas déjà des pérovskites dans nos écrans me direz-vous ? Tout simplement parce que ce matériau rencontre de gros problèmes de stabilité et de fiabilité lorsque qu'il est soumis à de fortes densités de courants électriques. Voilà le défi principal auquel fait face ULTRA-LUX.

Pour le relever, les équipes derrière ce projet européen ont conçu une nouvelle architecture qui combine la pérovskite avec des électrodes transparentes et des couches de transport. Ils ont ainsi créé les premières PeLED (LED à pérovskite) viables, même lorsqu’elles sont chatouillées par des courants extrêmement denses. En théorie, on pourrait atteindre un niveau de luminosité jusqu'à 1000 fois plus élevé qu'avec de l'OLED. C'est une folie. D'après ULTRA-LUX, un prototype d'écran à base de PeLED serait bientôt enfin prêt. Le futur des technologies d'affichage s'annonce... radieux.

Source : Nature