OLED : Une Nouvelle Technologie pour les Grands Plats

 

Plusieurs constructeurs travaillent actuellement au développement de nouvelles technologies d'affichage. Aujourd'hui, l'OLED (Organic Light-emitting Diode) semble remporter de nombreux suffrages chez Kodak, Siemens, Philips et plusieurs constructeurs japonais.

La technologie OLED (Organic Light-Emitting Diode), conçue en grande partie par Kodak, permet la création d'afficheur à écran plat pour des vidéos à pleine vitesse et en couleur, avec un niveau de brillance et de finesse impossible à atteindre au travers d'autres techniques. Contrairement aux écrans à cristaux liquides (LCD), les OLEDs sont auto-lumineux et ne nécessitent aucun rétro-éclairage. Ceci élimine le besoin de lampes au mercure épaisses et facilite la construction d'écran plus fin et compact. En outre, l'OLED offre un large angle de vision (jusqu'à 160°), même en pleine lumière. Enfin, sa consommation électrique, comprise entre 2 et 10 V, assure un maximum d'efficacité et aide à la réduction de la chaleur et des interférences électriques dans les appareils électroniques.
Du fait de cette combinaison de caractéristiques, les afficheurs OLED permettent une meilleure présentation des informations sur des écrans moins lourds et moins volumineux.

Comment ça marche ?

Une cellule OLED basique consiste en une pile de couches organiques fines prises en sandwich entre une anode transparente et une cathode métallique. Les couches organiques comprennent la couche d'injection, la couche de transport, une couche émettrice et une couche de transport d'électron. Quand un courant approprié est appliqué à la cellule, les charges positives et négatives se recombinent dans la couche émettrice pour produire une lumière électroluminescente. La structure des couches organiques et le choix de l'anode et de la cathode sont conçues pour maximiser le processus de recombinaison dans la couche émettrice, ce qui améliore au maximum également l'émission de lumière à partir de l'appareil OLED.

 

Les écrans à matrice passive :

Les écrans OLED à matrice passive ont une structure simple et bien adaptée à des applications économiques et au contenu de bas niveau comme les moniteurs alphanumériques. Ils sont formés d'une couche de pixels OLEDs connectés au croisement des cathodes et des anodes.
Kodak a développé une méthode relativement simple mais unique pour la fabrication d'écrans OLEDs à matrice passive. Sur le schéma, la structure RIB (connue également sous les termes de « Base » et Pillar », soit une base et une colonne) est préformée sur des lignes d'anodes. Dès que les matériaux organiques et le métal de la cathode sont déposés, la structure RIB produit automatiquement un écran d'affichage OLED avec l'isolation électrique désirée pour les lignes de cathode. Un avantage majeur de cette méthode est que toutes les étapes de fabrication sont conventionnelles. De sorte que tout le processus de fabrication de l'afficheur peut facilement être adapté à une industrialisation à large échelle et à haut débit. Pour gérer l'afficheur OLED à matrice passive, le courant électrique passe au travers de pixels sélectionnées en appliquant un voltage aux rangées et colonnes correspondantes à partir de déclencheurs attachés à chaque ligne et colonne. Un contrôleur électronique externe fournit le courant d'entrée nécessaire, le signal de données vidéo et les commutateurs multiplexes. Le signal de données est généralement transmis aux colonnes et synchronisé au balayage des rangées. Quand une rangée particulière est choisie, les données de la colonne et de la ligne détermine quel pixel est allumé. Une sortie vidéo est alors affichée sur l'écran en balayant toutes les rangées successivement le temps d'une image, et ce à 1/60è de seconde.

Les écrans à matrice active :

Contrairement aux afficheurs OLEDs à matrice passive, un écran OLED à matrice active dispose d'un support électronique intégré comme substrat et permet la création d'applications au contenu riche et à haute résolution comme la vidéo et le graphique. Ce type d'écran est rendu possible grâce au développement d'une technologie polysilicone. Elle fournit des transistors à film fin, les fameux TFT avec de haute vitesse de commutation.

Il existe plusieurs avantages clés pour les afficheurs OLEDs à matrice active :

     une consommation électrique et un voltage faibles.
     une haute résolution.
     une grande surface d'affichage.
     un design robuste de pixels.
     des contrôleurs intégrés.

Dans un écran OLED à matrice active, chaque pixel individuel peut être contrôlé indépendamment via l'association d'un transistor TFT et des capacités, sur un support électronique. En principe, chaque élément pixel peut être sélectionné afin de rester allumé durant toute le temps d'une image. Comme OLED est un appareil émetteur, le facteur d'ouverture de l'afficheur n'est pas critique ; contrairement aux écrans LCDs où la lumière doit passer à travers une ouverture.

Le marché de l'OLED est apparu réellement en 1998. Depuis, de nombreuses sociétés s'y intéressent telles que Sanyo, Pioneer ou encore Motorola. Aussi, le marché mondial de l'afficheur OLED devrait passer de quelques centaines de milliers d'unités en 1999, d'une valeur de 3 millions de dollars, à plus de 100 millions d'unités pour 2005, soit une valeur de 714 millions de dollars. A noter que la société eMagin a annoncé le 23 mars 2001, son micro-afficheur SVGA+ en technologie couleur OLED. Avec une résolution de 852 x 600 pixels et une taille de 12 x 9 mm, l'appareil a été connecté à un lecteur de DVD et un PC. L'idée est de placer ce type d'appareil dans un téléphone portable, sur des lunettes de chirurgien ... afin d'accéder à des informations de tout type stockées sur des ordinateurs.

Décembre 2001 - BN de www.cyperus.fr

Sites internet : www.kodak.com  -  www.emagin.com

 

Xerox invente l’écran oled thermorésistant le plus durable de l’industrie

Le dispositif, qui fera l’objet de l’octroi de licences, pourrait contribuer à préparer le terrain pour la prochaine génération de moniteurs et de panneaux d‘affichage utilisés dans les automobiles et les avions.

STAMFORD, Connecticut, le 14 Février 2002– Les chercheurs de Xerox Corporation (NYSE: XRX) ont inventé un écran à diodes électroluminescentes organiques (OLED) capable de tolérer des températures de 70 à 100 degrés Celsius pendant 10 000 heures – c’est-à-dire 10 fois plus longtemps que les normes actuelles de l’industrie en ce qui a trait à la technologie OLED.

Le dispositif révolutionnaire surmonte un obstacle important – l’incapacité de résister à des températures élevées – qui empêche l’adoption généralisée des écrans OLED dans des conditions ambiantes extrêmes comme celles qui prévalent dans les automobiles ou les avions. Le potentiel des dispositifs OLED à titre de remplacement des affichages à cristaux liquides utilisés dans les ordinateurs portatifs, les téléphones mobiles, les avions, les automobiles et autres produits est généralement reconnu.

Tout comme les écrans de télévision et contrairement aux affichages à cristaux liquides, les écrans OLED émettent une lumière qui est visible à partir de tout angle. Ils offrent également d’autres avantages, dont un coût de fabrication prévu moins élevé, une consommation d’énergie plus faible et des images plus vives et plus nettes ainsi qu’un enchaînement plus rapide de celles-ci, qui améliore la visualisation des vidéos et des animations.

Le U.S. Patent and Trademark Office a informé Xerox que sa demande de brevet relative à un «dispositif à diodes électroluminescentes organiques à rendement amélioré» a été acceptée.

Le nouvel écran OLED a été inventé au Centre canadien de recherche Xerox de Mississauga en Ontario, qui concentre ses activités sur les matériaux d’imagerie. En même temps que d’autres éléments de propriété intellectuelle OLED, Xerox entend commercialiser cette technologie par le biais de la concession de licences et de la mise au point de produits en commun avec des entreprises de renom du domaine des dispositifs d’affichage.

«Des millions de dollars sont investis à l’échelle internationale dans la mise au point et la fabrication d’écrans OLED. Nos travaux peuvent aider les entreprises à surmonter les limitations actuelles et à construire des dispositifs capables de résister aux conditions ambiantes les plus rigoureuses», a déclaré Hervé Gallaire, président du groupe des innovations de Xerox. «Cette invention illustre l’aptitude des gens de Xerox à jeter un pont entre la science et l’invention – c’est-à-dire constater un problème, en déterminer la cause et créer une solution.»

Selon DisplaySearch, une entreprise d’étude de marché qui s’intéresse aux dispositifs d’affichage à écran plat, le marché mondial des écrans OLED représentera 2,5 milliards de dollars d’ici 2005.

Si les chercheurs du XRCC ont commencé à explorer la technologie OLED dès le milieu des années 1990, c’est d’abord parce que le matériau sous-jacent était étroitement relié à un domaine d’expertise actuel de Xerox, soit celui des photorécepteurs. Les photorécepteurs sont les éléments sensibles à l’intérieur des imprimantes et des copieurs xérographiques, qui transforment la lumière en charges électriques afin de produire une image. Les écrans OLED sont essentiellement des photorécepteurs inversés, qui utilisent des charges électriques pour produire de la lumière.

Un écran OLED est constitué de plusieurs minces couches de diverses matières organiques – ne totalisant que 0,1 micromètre d’épaisseur, soit 300 fois moins que celle d’un cheveu – intercalées entre du verre conducteur et une électrode métallique qui fournit le courant électrique. Avec sa nouvelle technologie OLED, Xerox a trouvé une façon de stabiliser la couche «émettrice» ultrasensible qui se trouve au milieu, de façon à ce qu’elle continue à fonctionner à des températures élevées sans se dégrader ni s’effacer aussi rapidement que les écrans OLED existants.

Parallèlement à ce brevet, qui porte sur un dispositif résistant aux températures élevées, Xerox a également mis au point l’électrode OLED Black CathodeMC, en instance de brevet, qui augmente le contraste de l’affichage afin de créer une image de meilleure qualité. Les écrans OLED traditionnels doivent intégrer un élément polariseur coûteux pour améliorer le contraste de l’écran, ce qui est inutile avec l’électrode Black CathodeMC.

Les scientifiques de Xerox responsables de la nouvelle technologie OLED, soit les physiciens Hany Aziz et Zoran Popovic et le chimiste Nan-Xing Hu, travaillent tous au XRCC. Des publications prestigieuses telles que la revue Science ont consacré des articles décrivant une partie des travaux de l’équipe reliés au projet OLED. M. Popovic, chercheur réputé en matière de technologie OLED, a également été présentateur invité lors de conférences organisées par la Society for Information Display et la American Physical Society.

Février 2002 - Origine du Document : www.xerox.ca