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Une nouvelle génération d'écrans souples, plus grands et plus réactifs

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Sony et l'Institut Max Planck, en Allemagne, viennent de présenter le prototype d'un écran en plastique, peu gourmand en énergie. Le principe, étudié depuis longtemps, a été remis au goût du jour. De quoi, paraît-il, faire disparaître un jour les écrans rigides de nos téléviseurs actuels...

Trois écrans monochromes, recouverts, de gauche à droite, de pérylène, de BPEA et de rubrène. © Tzenka Miteva et al./New Journal of Physics

Dans le domaine hyperactif de la recherche sur les écrans souples, une équipe de chercheurs allemands vient de publier un article remarqué dans la revue New Journal of Physics. Ils y décrivent le prototype d'un écran couleur en matière plastique basé sur un principe assez peu exploré et baptisé upconversion (UC). Son intérêt : permettre de réaliser des écrans souples de bonne taille, pour un coût modéré et consommant peu d'énergie. La technique UC est connue depuis les années 1950. Elle consiste à exciter un matériau à l'aide d'un faisceau lumineux cohérent, un laser donc, pour lui faire émettre une lumière de plus petite longueur d'onde, c'est-à-dire de fréquence plus élevée, d'où le terme anglais upconversion. Un laser dans le proche infrarouge peut ainsi déclencher une lumière visible. L'énergie d'un rayon lumineux étant proportionnelle à sa fréquence, cette conversion se paie par une puissance réémise plus faible. Plus précisément, il faut plusieurs photons excitateurs pour en réémettre un seul de fréquence plus élevée.

Par rapport à un écran plat classique, dont les cristaux liquides ne font que filtrer la lumière émise par les diodes, un écran UC devrait présenter une meilleure luminosité mais aussi une réactivité plus grande. Plusieurs familles de matériaux ont été étudiées mais il s'agissait toujours, jusque-là, de composants rares donc trop coûteux et, de plus, les réalisations expérimentales exigeaient de fortes puissance pour le laser chargé de l'excitation, dans les meilleurs cas de l'ordre de quelques dizaines de watts par centimètre carré d'écran.

Simple à fabriquer

Ce sont ces deux écueils que viennent de contourner l'équipe de chercheurs allemands, d'un laboratoire de recherche de Sony et de l'Institut Max Planck. Leur prototype utilise des polymères organiques, autrement dit du plastique. La matrice est constituée de polycarbonate dans lequel est incorporé du palladium, jouant le rôle d'élément photosensible. Pour obtenir les couleurs, trois couches de matériaux organiques sont ajoutées sur cette feuille, constituées de rubrène, de BPEA de pérylène, qui émettent respectivement dans l'orange, le vert et le bleu. La puissance requise est faible, de l'ordre de 20 mW/cm2. En prime, la réactivité de l'affichage est élevée. Les chercheurs indiquent des temps de réponse compris entre 1 et 500 microsecondes, bien inférieurs à ceux d'un écran à cristaux liquides.

Dans le prototype présenté par l'équipe, dont on peut voir une démonstration (en monochrome) dans une vidéo et qui a fonctionné une centaine d'heures sans détérioration, l'affichage est obtenu par le balayage d'un rayon laser. Il y a encore loin avant la réalisation d'une version commercialisable mais les chercheurs nous promettent la possibilité d'écrans de toutes tailles et d'une fabrication très simple. Voilà donc une technique de plus pour la réalisation d'écrans souples, qui font actuellement l'objet d'une recherche active...

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