Publié le 9 février 2022, modifié le 9 février 2022.
Par La Rédaction

Nouveau matériau conducteur et transparent pour nos écrans

Publié le 9 février 2022, modifié le 9 février 2022.
Par La Rédaction
Creation : servicesmobiles©

Creation : servicesmobiles©

Que votre téléphone fonctionne sous iOS ou Android, il a très probablement un écran composé de trois parties distinctes : un écran à cristaux liquides qui génère des couleurs, un ensemble de fils qui détectent où vous touchez l'écran et une couche de verre.

Au cours de la dernière décennie, les téléphones portables sont passés d’appareils de communication à des ordinateurs de poche complexes. En conséquence, les tailles d’écran ont augmenté à mesure que nous utilisons nos smartphones pour des raisons plus complexes. Les téléphones à grand écran facilitent l’exécution de tâches pour le travail, l’organisation et les loisirs. En termes d’expérience utilisateur, les smartphones ont parcouru un long chemin depuis leur introduction. Les premiers modèles n’offraient que des écrans de 3,5 pouces. Oh, comme les écrans de téléphones portables ont grandi ! La taille des écrans des téléphones portables approche désormais la barre des huit pouces. Un téléphone portable à grand écran mesure au moins 6,2 pouces.

Dans le même temps ces dernières années, les écrans des smartphones ont développé beaucoup plus d’acronymes que jamais auparavant, chacun présentant un type de technologie différent. AMOLED, LCD, LED, IPS, TFT, PLS, LTPS, LTPO… la liste ne cesse de s’allonger. En bref, il existe deux types de technologies disponibles sur le marché des écrans de smartphone : LCD et OLED.

Les appareils pliables augmentent encore la taille, mais la matière n’est plus la même avec la technologie microLED. Un autre avantage des écrans OLED est le suivant : en supprimant une couche d’éclairage, le composant peut non seulement être plus fin, mais aussi plus flexible. Les écrans du futur sont les écrans microLED avec une diode électroluminescente pour chaque sous-pixel de l’écran. Généralement un ensemble de diodes rouges, vertes et bleues pour chaque point. Il y a de fortes chances qu’ils utilisent une sorte de matériau inorganique tel que le nitrure de gallium (GaN).

Une question se pose

Est-ce que l’avenir des smartphones est dans l’affichage et pas dans l’écran ? Le marché des appareils sans écran devrait passer de 1,4 milliard de dollars en 2021 pour atteindre une valeur de 5 milliards de dollars en 2026. Beaucoup pense que dans un avenir proche, la technologie d’affichage existante, la technologie d’écran tactile, qui est largement utilisée dans nos tablettes, smartphones et ordinateurs, deviendra obsolète.

Pour l’instant, le marché est dans la construction de coque et d’écran à un taux de rafraîchissement plus élevé. Popularisés en 2019 et 2020 par les smartphones haut de gamme et même certains milieu de gamme, les termes « 120 Hz », « 90 Hz » et autres avec une mesure similaire en Hertz représentent le taux de rafraîchissement de la dalle, qu’elle soit LCD ou OLED. Plus la valeur est élevée, plus il y a d’images par seconde affichées à l’écran. Les avancées technologiques de la réalité augmentée (AR), de la réalité virtuelle (VR) et de la réalité mixte (MR) forment un nouveau monde dans lequel les éléments virtuels et physiques sont mélangés à différentes étapes.

Ci-dessous, une innovation qui permettra de continuer à fabriquer des écrans avec une technologie en Europe. Le secteur reste dominé par les fabricants de la République de Corée, qui contrôlent près de 80 % du marché. Les expéditions de Samsung Display représentaient à elles seules une part de 72,3 %, en baisse de 4,2 points de pourcentage par rapport à il y a un an. Les producteurs chinois, dirigés par BOE, ont saisi une part de 20,2 % du marché mondial en 2021 pour les expéditions de panneaux d’affichage AMOLED pour smartphones.

Ci-dessous, 2 innovations dans la course au renouvellement de la matière de nos écrans :

Nanofeuille transparente 2D

Les écrans de nos smartphones, tablettes et GPS sont constitués de plusieurs couches superposées, aux propriétés diverses, protection, isolation, antireflets… C’est en appuyant avec le doigt que ces différentes couches sont mises en contact et que l’information peut se transmettre. Pour que ces couches communiquent entre elles, deux caractéristiques sont indispensables, la conductivité, pour permettre au signal électrique de passer, et la transparence, pour permettre aux informations d’être visibles à l’écran. L’indium est traditionnellement utilisé par l’industrie électronique, car ce matériau a l’avantage de combiner ces deux propriétés.

Mais face à l’explosion de la demande mondiale, l’indium se fait de plus en plus rare… et les prix s’envolent. La solution pourrait venir d’un autre matériau aux propriétés similaires, le vanadate de strontium (SrVO3). Le CRISMAT, unité mixte de recherche (CNRS, ENSICAEN et Université de Caen Normandie) qui associe des chimistes et des physiciens en “Sciences des matériaux” se penche donc sur une alternative à ce matériau devenu une denrée rare et coûteuse. Ils ont réussi à mettre au point une technique efficace pour intégrer des couches de vanadate de strontium sur du verre. Ce procédé permet d’obtenir des propriétés de transparence et de conduction électrique proches des matériaux à base d’indium. Face à la rareté de l’indium, ces résultats ouvrent des perspectives intéressantes pour trouver des alternatives à faible coût.

Il pourrait entrer dans la fabrication des écrans plats, des écrans tactiles et des panneaux solaires. Les enjeux économiques et industriels sont donc très importants.

Potentiel du graphène

Des chercheurs de Paragraf et de l’Université Queen Mary de Londres ont publié une nouvelle étude dans la revue Advanced Optical Materials sur le remplacement potentiel de l’oxyde d’indium et d’étain dans les diodes électroluminescentes organiques (OLED) par du graphène, créant une technologie plus durable. Ils ont fabriqué une diode électroluminescente organique (OLED), où l’anode d’oxyde d’indium et d’étain (ITO) normalement utilisée a été remplacée par une anode de graphène monocouche.

La nouvelle technologie démontre le potentiel du graphène pour servir de substitut viable. Il est composé uniquement d’atomes de carbone et peut être produit de manière durable, tandis que la rareté relative de l’indium le rend plus cher et non durable. Jusqu’à présent, le graphène avait de grandes attentes, mais n’a pas pu les réaliser pleinement. Le graphène-OLED a des performances identiques à un ITO-OLED.

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