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Vous êtes ici : Accueil > Technique > Mémoires > Diodes électroluminescentes organiques et impression : quel avenir ? Révision : 25 juin 2010  
Diodes électroluminescentes organiques et impression :
quel avenir ?
 
             Joris REVILLION et Alan TONDELIER

Élèves ingénieurs 2e Année
 Mai 2009
Mise en ligne - Juin 2010

Avertissement
Ce mémoire d'étudiants est une première approche du sujet traité dans un temps limité.
À ce titre, il ne peut être considéré comme une étude exhaustive comportant toutes les informations
et tous les acteurs concernés.

 

       
     
  Plan  
I - Introduction
II - Diodes électroluminescentes organiques
III - Procédés d'impression appliqués
à la fabrication d'OLED
IV - Étude de marché
V - Perspectives
VI - Conclusion
  VII - Bibliographie-Webographie  
     
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I - Introduction

Plan

   
  Voir aussi

Les diodes électroluminescentes organiques, ou Organic Light-Emitting Diode (OLED), font l'objet de nombreuses recherches dans divers secteurs. Cette technologie d’affichage lumineux a pour vocation de remplacer un jour les technologies à cristaux liquides (Liquid crystal display - LCD) ou à plasma utilisées dans les écrans.

L’un des avantages des OLED réside dans la possibilité de leur appliquer des procédés d’impression traditionnels en vue d’une fabrication à grande échelle. Cela permet une productivité importante à des coûts relativement faibles mais impose des contraintes liées aux techniques d’impression. De plus, l'utilisation des OLED sur des supports flexibles ouvrent des perspectives variées.

La technologie des diodes électroluminescentes organiques est relativement récente. Les premières recherches faites par le Français André Bernanose sur la production de lumière à partir de matière organique traversée par un courant électrique datent des années 1950. En 2000,Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid et Hideki Shirakawa reçoivent le Prix Nobel de chimie pour la découverte et le développement de polymères conducteurs. La première diode est créée durant les années 1980 et le premier brevet est déposé en 1987 par la société Kodak. L’utilisation commerciale des OLED ne date que de 1997. Les recherches se poursuivent encore actuellement.

Les procédés de fabrication des OLED ne sont pas encore maîtrisés. C'est pourquoi, pour le moment, ils servent principalement à réaliser des écrans de petite taille à la durée de vie limitée pour les téléphones portables, baladeurs MP3, autoradios ou encore appareils photos numériques. Néanmoins, dans les prochaines années, ces diodes électroluminescentes organiques pourraient être intégrées dans des écrans plus grands dédiés aux ordinateurs ou aux téléviseurs par exemple. Les OLED sont en effet destinées à remplacer les technologies LCD et plasma. En 2008, la firme japonaise Sony a d'ores et déjà commercialisé une télévision dont l’écran de 11 pouces fait appel aux OLED.

Enfin, d'autres applications des OLED sont envisageables : l’éclairage d’ambiance ou encore, la réalisation d’emballages intelligents.

II - Diodes électroluminescentes organiques

Plan

II-1 - Fonctionnement des OLED

Le fonctionnement des OLED repose sur le phénomène d’électroluminescence. L’émission de la lumière résulte de l’action d’un champ électrique ou d’un courant qui passe à travers une substance donnée. Dans le cas des OLED, il s’agit de l’injection de charges électriques dans une couche de matière organique. La lumière provient de l’émission d’un photon suscitée par la recombinaison d’un exciton c'est-à-dire d’un couple électron-trou à l’intérieur de la couche émettrice en polymère.

La structure de base d’une OLED comporte quatre couches :

En appliquant une différence de potentiel entre les deux électrodes, l’anode et la cathode émettent respectivement des trous positifs et des électrons qui migrent dans la couche conductrice organique et se recombinent entre eux. Lors de cette recombinaison, le surplus d’énergie apporté par les électrons permet l’émission de photon et donc, de lumière.

En réalité, la couche conductrice organique est elle-même constituée de plusieurs couches organiques ayant pour rôle de faciliter le transport des lacunes ou des électrons vers la couche émettrice de lumière [Figure 1].

                Structure d'une OLED      
  Figure 1 - Structure d'une OLED
[Freudenrich C. : How OLEDs work
]
 
     

La couche organique est ici constituée de deux couches distinctes [Figure 2].

                Schéma d'une OLED à 2 
  couches organiques      
  Figure 2 - Schéma d'une OLED à deux couches organiques
1. Cathode - 2. Couche émettrice - 3. Émission de lumière -
4. Couche conductrice - 5. Anode
[Wikipedia : organic LED]
 
     

L’émission de photon qui se produit dans la couche émettrice passe à travers le substrat transparent : il s'agit de bottom emission.

II-2 - Fabrication classique des OLED

Lors de la fabrication à grande échelle des diodes électroluminescentes organiques, la plus grande difficulté réside dans la phase de dépôt organique. Il faut distinguer deux catégories de diodes : les OLED à petites molécules (SM-OLED) inventées en 1985 et les OLED à polymères (P-OLED) crées en 1989.

II-2-1 - OLED à petites molécules - Small-molecule OLED (SM-OLED)

Elles sont déposées par évaporation (ou sublimation), le plus souvent sous vide. Le dépôt par entraînement par un gaz inerte est également possible. L'usage de solvant n'est pas nécessaire. Les couches déposées peuvent être minces et il est possible de réaliser des multicouches. Cependant, la vitesse de dépôt est limitée. Enfin, lors de l'opération de dépôt, la protection par un masque est indispensable [Figure 3].

                OLED à petites molécules - 
  Small-molecule OLED (SM-OLED)      
  Figure 3 - OLED à petites molécules - Small-molecule OLED (SM-OLED)
[Halls J. : Polymer OLED Technology
Fundamentals, Status and Prospects]
 
     

II-2-2 - OLED à polymères - Polymer OLED (P-OLED)

Les polymères sont déposés par voie humide c'est-à-dire à partir d'une solution obtenue par leur dissolution dans un solvant organique. C’est un réel avantage car cela permet de recourir à l’impression comme le jet d’encre : il est ainsi possible de traiter des surfaces importantes avec une productivité élevée. Seulement, il y a certains inconvénients comme l'utilisation de solvants toxiques. De plus, ils présentent une répartition statistique des longueurs de chaînes et de groupes. Enfin, les opérations de dépôt doivent être parfaitement maîtrisées afin d’éviter les défauts tels que les trous ou la présence de poussières dans le matériau [Figure 4].

                OLED à polymères - 
  Polymer OLED (P-OLED)      
  Figure 4 - OLED à polymères - Polymer OLED (P-OLED)
[Halls J. : Polymer OLED Technology
Fundamentals, Status and Prospects]
 
     

Il existe deux types d'OLED : à matrice passive et à matrice active.

II-2-3 - OLED à matrice passive - Passive matrix OLED (PM-OLED)

D'une structure simple, elles sont utilisées pour des systèmes élémentaires tels que les écrans de petites dimensions ou les étiquettes intelligentes. Ils sont formées d’une couche de pixels OLED connectés au croisement des cathodes et des anodes. Pour allumer un pixel, il faut appliquer un voltage aux rangées et colonnes correspondantes à partir de déclencheurs. Le courant électrique doit passer à travers l’ensemble des pixels sélectionnés par la ligne ou la colonne [Figure 5].

                OLED à matrice passive      
  Figure 5 - OLED à matrice passive
[Freudenrich C. : How OLEDs work
]
 
     

II-2-4 - OLED à matrice active - Active matrix OLED (AM-OLED)

Elles disposent d’un support électronique intégré comme substrat. Cela permet leur utilisation dans des applications plus complexes avec des résolutions importantes comme des écrans vidéo de grandes dimensions par exemple. Ici, chaque pixel peut être contrôlé indépendamment des autres pixels grâce à des transistors disposés sur un support électronique. L’avantage est de réduire considérablement la consommation énergétique par rapport aux matrices passives [Figure 6].

                OLED à matrice active      
  Figure 6 - OLED à matrice active
[Freudenrich C. : How OLEDs work
]
 
     

III - Procédés d'impression appliqués à la fabrication des OLED

Plan

Les OLED se présentent sous forme d’une succession de couches de différents polymères ou de molécules organiques. En raison de cette configuration assez simple, les fabricants de diodes électroluminescentes organiques s'intéressent à la possibilité de les produire par les techniques d’impression. Les enjeux économiques sont importants : l’impression permettrait la fabrication d'un grand nombre d’OLED à une cadence élevée et pour un faible coût. Étudions donc l'imprimabilité de ces électrodes organiques luminescentes via la composition des encres utilisables et un tour d'horizon des procédés d’impression envisageables.

III-1 - Des encres conductrices pour imprimer les OLED

III-1-1 - Molécules couramment utilisées dans les encres conductrices

Les encres conductrices à base de polymères servent à imprimer des OLED mais aussi des étiquettes RFID et d'autres composants électroniques. Les principaux polymères conducteurs composant ces encres sont décrits dans le tableau ci-dessous [Tableau 1] :

Composant Nom commercial Fabricant Conductivité
Polyaniline Panipol Panipol, Zipperling 100 S/cm
Polytiophene (PEDOT/PSS) Baytron P Bayer AG, AGFA 1-10 S/cm
Polypyrrole Conquest DSM 1 S/cm

Tableau 1 - Principaux polymères conducteurs des encres conductrices
[Bogenez A., Lieber S. : Les encres conductrices]

Cette liste n'est pas exhaustive. Parions que la plupart des groupes industriels et des laboratoires effectuant des recherches sur les OLED travaillent sur leurs propres formulations d’encres conductrices. De plus, les OLED étant composés de couches aux propriétés chimiques différentes, il faut trouver la bonne formulation d’encre permettant d’imprimer chaque couche constitutive.

III-1-2 - L’importance du film d’encre déposé

Il faudrait que le film d’encre déposé ait des propriétés conductrices proches de celles des métaux. Cependant, comme l'indique le tableau ci-dessus, la conductivité des polymères est inférieure à celles de métaux (conductivité de l’argent : 104 S/cm).

En outre, le film d'encre doit être le plus régulier et continu possible. L’épaisseur du film joue également un rôle prépondérant dans la conductivité du courant électrique. Dès lors, il ressort que le procédé pour imprimer un tel film doit être précis, pouvoir se répéter et déposer une épaisseur d’encre constante.

III-1-2 - Des encres UV pour imprimer des OLED

Peu d’informations peuvent être trouvées à ce sujet. Néanmoins, la société Polymertronics affirme qu’elle a mis au point une formulation d’encre réticulable sous lumière UV pour l’impression jet d’encre, assurant ainsi une faible perte de produit et se positionnant comme une technologie "verte".

III-2 - L'impression pour fabriquer des OLED

Recourir à l’impression pour produire des OLED présente les avantages suivants : augmentation du volume de produits, baisse des coûts de production, théorie simple, réduction drastique du nombre d’étapes de fabrication et du prix des équipements. À l’heure actuelle, réaliser une OLED de A à Z par l'impression est une réalité. De nombreuses études sont en cours et les progrès sont importants. Examinons les procédés d'impression et la pertinence de leur application à la fabrication de diodes électroluminescentes organiques.

III-2-1 - Flexographie

Le procédé flexographique n’a pas le vent en poupe pour l'impression d’OLED. En effet, l’écrasement du cliché souple crée un halo autour de l’imprimé, ce qu'il faut éviter pour l’impression de composants devant être clairement séparés les uns des autres. Pourtant, en 2006, lors des International Display Workshops, la compagnie japonaise Toppan a présenté un écran OLED de 5 pouces et d’une résolution de 70ppp (points par pouces) réalisé avec un procédé proche de la flexographie (rouleau avec cliché en relief et racle) [Figure 7].

                Écran OLED imprimé avec un procédé proche de la flexographie      
  Figure 7 - Écran OLED imprimé avec un procédé proche de la flexographie
[Halls J. : Polymer OLED Technology Fundamentals, Status and Prospects]
 
     

La flexographie n’apparaît pas comme le procédé majeur pour imprimer des OLED. Toutefois, les améliorations apportées à la qualité d’impression des dernières années incitent à penser que l’utilisation de ce procédé à grande échelle n'est pas impossible.

III-2-2 - Héliogravure

Principalement dédiée aux gros tirages, l'héliogravure avance des caractéristiques intéressantes pour l’impression de composants électroniques. En premier lieu, sa grande "répétabilité" due au fait qu’il soit adapté à de fortes cadences et qu’il ne soit pas nécessaire de produire des formes imprimantes aussi souvent qu’avec la flexographie et l'offset. L'autre avantage est que l’épaisseur du film déposé en héliogravure est plus important qu’en offset et en flexographie. Plus encore, ce procédé en creux permet d'envisager des anilox plus profonds afin d'obtenir un film d'encre encore plus épais. Attention toutefois à l’homogénéité de ce film d’encre.

Le coût de l'impression par héliogravure est plus important que celui des autres techniques d'impression, mais il reste tout de même bien inférieur aux prix des méthodes classiques de fabrication des OLED.

III-2-3 - Offset

Bien que très utilisé dans le milieu de l’impression conventionnelle, l’offset est apparaît comme un choix limité pour imprimer des OLED en raison de la nature des encres employées. En effet, les encres offset ont une viscosité importante, nécessaire pour être en adéquation avec le fort cisaillement qu'elles subissent entre les rouleaux. Pour atteindre une telle viscosité et garantir l’intégrité de l’encre, celle-ci contient des résines qui sont imprimées avec les pigments et ne s’évaporent pas au séchage. Or ces résines sont isolantes au courant électrique. C'est pourquoi les encres offset sont difficilement compatibles avec la fabrication d’éléments électroniques. Malgré tout, en 2007, le constructeur de presses offset manroland annonce la mise à l’étude d’une machine capable d’imprimer de tels composants.

III-2-4 - Sérigraphie

La sérigraphie permet de déposer une épaisseur d’encre importante sur des supports de natures différentes. La société ADd/Vision emploie ce procédé pour imprimer des OLED afin de produire des affichages de tailles réduites tels que des cartes de crédit intelligentes ou des compteurs de vitesse [Figure 8].

                Impression 
  d'OLED par sérigraphie      
  Figure 8 - Impression d'OLED par sérigraphie
[Add-Vision]
 
     

Ce procédé est inférieur aux autres procédés sur le plan de la vitesse d’impression. Toutefois, c'est un problème mineur car fabriquer des OLED par des moyens classiques prend beaucoup plus de temps.

III-2-5 - Jet d'encre

Cette impression sans impact est le procédé maître pour produire des composants électroniques. Le jet d’encre permet d’imprimer sur toutes sortes de supports, sans contact avec ceux-ci, ce qui évite de les dégrader. Plébiscité par de nombreuses entreprises, le dépôt  d’OLED par jet d’encre est de loin la technique la plus avancée. Ainsi, la société Cambridge Display Technology, l'un des leaders dans le développement des diodes électroluminescentes organiques, propose un écran OLED 14 pouces imprimé via 128 têtes d’impression jet d’encre [Figure 9].

                Impression jet d'encre d'OLED      
  Figure 9 - Impression jet d'encre d'OLED
[Halls J. : Polymer OLED Technology
Fundamentals, Status and Prospects]
 
     

Le constructeur de systèmes jet d'encre Litrex s’est d'ailleurs spécialisé dans l'impression de diodes électroluminescents organiques. Ainsi la Litrex M-series, imprimante jet d’encre spécialisée dans la production d’OLED, permet d'imprimer des supports de tailles allant jusqu'à 2400mmx2400mm.

                Imprimante jet d'encre 
  Litrex M-Series pour l'impression d'OLED      
  Figure 10 - Imprimante jet d'encre Litrex M-Series
pour l'impression d'OLED
[Litrex]
 
     

IV - Étude de marché

Plan

IV-1 - Environnement économique

Les OLED offrent une palette de possibilités aussi bien dans le domaine des écrans que dans celui des emballages intelligents ou encore de l’éclairage. De fait, de nombreuses d'entreprises s’intéressent à leur fabrication et la recherche avance tant en Asie qu’en Europe ou aux États-Unis.

Aujourd’hui, les innovations proviennent des recherches universitaires comme industrielles. Principalement menée par les universités en Europe, la recherche relève davantage des entreprises en Asie (principalement au Japon) et aux États-Unis. En Asie, ce sont des conglomérats qui investissent dans les OLED. En 2007, une étude montre que les dépenses du marché des composants électroniques imprimés (non limités aux OLED) sont principalement effectuées en Asie [Figure 11].

                Répartition géographique 
  du marché de l'électronique imprimée en 2008      
  Figure 11 - Répartition géographique du marché
de l'électronique imprimée en 2008
[Das R., Harrop P. : Printed & Organic Electronics Forecasts,
Players & Opportunities 2008-2028]
 
     

Les OLED apparaissent aujourd’hui comme un nouvel entrant sur des marchés diversifiés en plein essor et ayant un grand champ d’action.

IV-2 - Marchés occupés par les OLED

Les OLED sont implantées principalement sur le marché des petits écrans plats destinés aux téléphones portables, étiquettes et affichages intelligents. La technologie OLED cherche à percer également dans le secteur des écrans larges pour les téléviseurs, les ordinateurs voire les affiches. Le XEL-1 de Sony, un écran OLED de 11 pouces, prouve que cette technique fonctionne et est prête à s’attaquer au marché des téléviseurs.

Le marché des OLED est dominé par un petit nombre de grands acteurs listé dans le tableau suivant [Tableau 2] :

                     
  Tableau 2 - Top 5 des fabricants d'OLED en 2007
[Q3'07 OLED Display Revenues Disappoint as Samsung SDI's AMOLED Program
Is Slow to Reach Full Production; RiTdisplay Leads with $31.0M in Revenue and 6.4M Units]
 
     

En 2007, le marché des OLED concerne principalement les écrans de petite taille, surtout les écrans secondaires (sur les téléphones portables par exemple) [Tableau 3] :

                     
  Tableau 3 - Top 5 des applications d'OLED en 2007
[Q3'07 OLED Display Revenues Disappoint as Samsung SDI's AMOLED Program
Is Slow to Reach Full Production; RiTdisplay Leads with $31.0M in Revenue and 6.4M Units]
 
     

Les OLED sont aussi envisagés pour remplacer les éclairages conventionnels en raison de leur forte luminosité et de leur faible consommation d'énergie (Philips Lumiblade par exemple).

IV-3 - Réglementation

Les OLED étant encore peu présents sur les différents marchés ciblés, une réglementation spécifique n'a pas été identifiée. Leur fabrication suit les mêmes règles que les autres composants électroniques : respect de l’environnement, contrôle des produits chimiques utilisés et respect du produit final avec les normes des pays concernés (norme CE par exemple).

IV-4 - Acteurs

Le marché de l’OLED est encore jeune et changeant mais des leaders économiques se détachent déjà du lot et imposent leur rythme.

IV-4-1 - Fournisseurs

Pour produire des OLED, il faut :

IV-4-2 - Concurrents et marchés concernés

Sur les marchés que la technologie OLED veut conquérir, les concurrents sont nombreux et sont présentés dans le tableau suivant [Tableau 4] :

Marchés concernés Techniques en concurrence Acteurs concurrents
Écrans à matrice active (TV, téléphone, etc.) LCD, Plasma, LED LPL, Samsung, AUO, CMO, Sony, Sharp
Affichage électronique E-paper Fujitsu, Fuji Xerox, Liquavista, Siemens
Éclairage Lampes à incandescence, lampes fluorescentes Osram, Philips

Tableau 4 - Concurrents sur les marchés ciblés la technologie OLED

Dans ce tableau non exhaustif, se retrouvent des acteurs du LCD, du plasma et du LED qui se positionnent sur le marché des diodes électroluminescentes organiques. Leur intérêt pour cette technologie prouve son potentiel prometteur.

IV-4-3 - Clients

Les principaux clients des OLED sont des assembleurs d’équipements audiovisuels ou dans d'autres domaines comme l’automobile. Ainsi le nombre de clients est potentiellement important sur des marchés diversifiés : un atout pour garantir le succès de la technologie.

IV-5 - Analyse concurrentielle (diagramme de Porter)

                Analyse concurrentielle du marché 
  des diodes électroluminescentes organiques OLED (Diagramme de Porter)      
  Figure 12 - Analyse concurrentielle du marché des diodes
électroluminescentes organiques (OLED) via le diagramme de Porter
 
     

V - Perspectives

Plan

V-1 - Facteurs de développement

La fabrication des OLED utilisant l'impression jet d’encre est en cours de développement et semble promise à un bel avenir. Les facteurs d’évolution à partir desquels s’organiseront les stratégies des acteurs du marché semblent être : l’augmentation de la productivité, la diminution des coûts et l’allongement de la durée de vie des OLED.

V-1-1 - Augmentation de la productivité et diminution des coûts

En ce qui concerne la production d'écrans, le recours à l'impression permettrait une productivité plus importante que les autres techniques utilisées actuellement, notamment grâce aux coûts de fabrication peu élevés. Pourtant, pour le moment, de nombreuses contraintes liées aux procédés d’impression eux-mêmes semblent compromettre une production à grande échelle des écrans OLED.

La mise au point des procédés d’impression traditionnels semblent donc être aujourd’hui le facteur d’évolution le plus important. Ils doivent être adaptés pour fabriquer de gros volumes de ces produits de haute technologie. Ces derniers nécessitent en effet une grande précision et une excellente répétabilité qui ne peuvent être atteints en l’état de l’art actuel.

V-1-2 - Augmentation de la durée de vie

La durée de vie relativement faible des OLED apparaît comme le principal frein à l'essor de ce marché. En effet, les polymères peuvent être soumis à des dégradations dues à l’action de la lumière et de l’humidité mais aussi à des réactions chimiques. Par exemple, il peut y avoir une oxydation des molécules organiques avec rupture des liaisons. C’est au niveau de la diode bleue que la durée de vie est la plus limitée. De même, des dégradations causées par des poussières ou des courts-circuits dans le matériau peuvent également altérer les OLED en diminuant l’intensité lumineuse du système. Allonger la durée de vie des OLED est donc un autre paramètre important pour l'expansion du marché.

V-2 - Des prévisions en faveur d'une forte croissance

L’électronique imprimée est appelée à se développer fortement. Les OLED devraient profiter de cette évolution grâce à leurs applications diverses. En effet, les diodes électroluminescentes organiques pourraient se généraliser aussi bien pour l’éclairage, pour les petits écrans (téléphone, automobile, caméra, lecteur MP3) que pour les écrans de télévision ou les panneaux d’affichage. Les prévisions d'IDTechEx pour 2027 leur prévoient une place de choix dans un marché de l'électronique imprimée évalué à plus de 300 milliards de dollars [Figure 13].

                Part des OLED sur 
  le marché de l'électronique imprimée en 2027      
  Figure 13 - Part des OLED dans le marché de l'électronique imprimée en 2027
[Das R., Harrop P. : Organic & Printed Electronics Forecasts,
Players & Opportunities 2007-2027]
 
     

Cette évolution spectaculaire des OLED semble être une évidence pour l’ensemble des acteurs positionnés sur les marchés concernés. De plus, la progression la plus importante devrait concerner plus particulièrement le marché des écrans de grandes dimensions dans lequel les OLED sont appelés à s’imposer à plus ou moins long terme. Ainsi, DisplaySearch, bureau d’étude spécialisé dans l’industrie des écrans d’affichage, prédit une très bonne croissance du marché des OLED pour atteindre un poids de 5,5 milliards de dollars d’ici 2015. Il est à noter que le graphe ci-dessous ne concerne que les OLED à matrice active (AM-OLED) utilisés dans les écrans de grande taille et de forte résolution [Figure 14].

                Croissance prévue du marché des OLED à matrice active (AM-OLED)      
  Figure 14 - Croissance prévue du marché des OLED à matrice active (AM-OLED)
[Worldwide OLED Revenues Forecast to Reach $5.5B
by 2015 on Strong AMOLED Growth]
 
     

Cette tendance est confirmée par les prévisions d'iSuppli, un autre bureau d'études. Ce sont les écrans OLED à matrice active (AM-OLED) qui dessinent l’évolution du marché. Sur ces OLED, la valeur ajoutée est plus importante puisqu'elles sont utilisées dans les écrans haute définition. En revanche, les écrans OLED à matrice passive connaîtront une croissance assez molle.

Enfin, il est probable que l'explosion du marché des écrans OLED se fera au détriment du plasma et du LCD.

V-3 - Analyse stratégique (matrice SWOT)

Forces Faiblesses
  • Finesse et faible encombrement
  • Qualité de l’image (angle de vision, gamut, contraste, temps de réponse)
  • Intégration sur des supports souples
  • Faible consommation d’énergie
  • Diversité des applications
  • Prix de fabrication très élevé (actuellement)
  • Fabrication difficile des OLED due au procédé actuel compliqué
  • Sensibilité à l’humidité
  • Durée de vie trop faible
Opportunités Menaces
  • Développement important du marché
  • Possibilité d’utiliser des procédés d’impression
  • Possibilité de prendre des parts de marché dans des domaines divers
  • Concurrence avec les technologies plasma et LCD pour les écrans
  • Concurrence avec l’E-ink pour les imprimés intelligents
  • Technologie arrivée trop tôt sur le marché des écrans ?

Tableau - Analyse stratégique du marché des diodes électroluminescentes
organiques ou OLED (Matrice SWOT)

V-4 - Scénarios

Au regard des données évoquées précédemment, imaginons les scénarios possibles concernant l'évolution des OLED et plus particulièrement l’usage de l’impression pour leur fabrication.

V-4-1 - Scénario optimiste - Les OLED sont les grands gagnant de la course à l’image

17 juin 2025, il est 7H30. Une sonnerie stridente retentit dans la chambre. L’esprit embrumé, Jacky tend le bras d’un geste maladroit vers son réveil à écran OLED pour faire cesser ce bruit importun. L’arrêt de la sonnerie provoque par ondes WiFi la mise sous tension des appareils destinés à accompagner un réveil en douceur. Les lampes OLED diffusent progressivement une lumière tamisée. Le téléviseur de dernière génération, fabriqué à partir d’OLED imprimées, se déroule sur le mur et s’allume. Le téléphone portable, à écran OLED bien sûr, s’anime à son tour.

Eh oui, les OLED ont envahi notre vie. Les objets du quotidien – appareil photos, caméscope, tableau de bord de voiture, téléphone mobile, e-book,... – sont dotés d'écrans basés sur cette technologie. Il est vrai que la parfaite maîtrise de l’impression jet d’encre des diodes électroluminescentes organiques réduit considérablement les coûts de production et augmente leur durée de vie. Les écrans OLED de grande taille sont commercialisés en masse depuis 2015. Peu à peu, ils ont remplacé les technologies concurrentes grâce à leur moindre coût, leur meilleure qualité d’image et la possibilité de réaliser des écrans souples.

Et puis, divers usages se sont développés : il est désormais possible de porter des vêtements ou d'utiliser des emballages intelligents animés à l’aide d’écrans OLED. Enfin, à présent, les éclairages sont pour la plupart (lampes intérieures, phares de voitures) réalisés en diodes électroluminescentes organiques peu gourmandes en énergie.

Probabilité de réalisation de ce scénario : 50%

V-4-2 - Scénario réaliste - Les OLED s’imposent sur le marché des écrans

17 juin 2025, il est 7H30. Une sonnerie stridente retentit dans la chambre. L’esprit embrumé, Jacky tend le bras d’un geste maladroit vers son réveil pour faire cesser ce bruit importun. L’arrêt de la sonnerie provoque par ondes WiFi la mise sous tension du téléviseur ultra-plat dont l’écran flexible a été réalisé par impression jet d’encre d’OLED.

En effet, la maîtrise de l'impression des diodes électroluminescentes organiques permet leur démocratisation. À ce jour, une grande partie des écrans de télévision recourt aux OLED. Cependant, les écrans LCD sont encore très présents sur le marché et les deux technologies sont comparables en termes de prix et de qualité d’image. Pourtant, la flexibilité des écrans OLED et leur faible encombrement leur donnent l'avantage pour des applications spécifiques. Une grande partie des écrans de petites dimensions est également fabriquée à partir d’OLED car l'impression a permis de réduire leur coût.

Malgré tout, les OLED n’ont pas percé sur le marché de l’éclairage. Recourir à un écran comme source de lumière s'est avéré coûteux en termes d’installation et certainement incongru pour les consommateurs.

L'intégration d'écrans OLED dans le packaging intelligent s’est répandue. Toutefois, l’usage de l'encre électronique dans ce domaine est plus courante : elle consomme moins d’énergie que les diodes électroluminescentes organiques.

La technologie OLED s'est donc créée une place de premier plan sur le marché des écrans mais demeure plus marginale dans les secteurs de l’éclairage et de l'emballage.

Probabilité de réalisation de ce scénario : 70%

VI - Conclusion

Plan

Le marché de l'électronique imprimée est voué à un avenir brillant. La technologie OLED y occupe une place de choix en affichant un potentiel très prometteur. Les industriels de différents secteurs placent beaucoup d'espoirs sur les diodes électroluminescentes organiques dont les avantages sont attrayants : finesse et faible encombrement, intégration sur des supports souples, faible consommation d'énergie, bonne qualité d'image, diverses applications possibles,... Compte tenu des difficultés et des coûts élevés de fabrication des OLED, ces applications sont encore limitées à la production de petits écrans ou d'étiquettes.

Toutefois, avec l'amélioration de certains paramètres – augmentation de la productivité et baisse des coûts grâce à l'impression jet d'encre, allongement de la durée de vie des OLED –,> cette technologie pourrait connaître une belle croissance sur d'autres marchés : écrans de grandes dimensions (téléviseurs, ordinateurs, affiches), éclairages, emballages intelligents,... Un bel avenir prédit par des experts qui ne doit pas faire oublier cependant la concurrence réelle et sérieuse d'autres technologies comme l'affichage à cristaux liquides (LCD) ou à plasma pour les grands écrans, ou encore l'encre électronique pour les imprimés intelligents.

VII - Bibliographie - Webographie

Plan

    Carbon nanotube elastic property enhances LCD TV quality.   EE Times Asia, août 2007
Consulter
    OLED TV Television.   OLED-Display.net
Consulter
Sony OLED displays, OLED TVs. OLED-Info.com
Consulter
Samsung investit dans l'OLED. Tom's Hardware
Consulter
Papier électronique : décollage attendu en 2010, pour un marché de 2 milliards USD d’ici 2012 selon lIDATE. Artesi Île de France
Consulter
CDT, Sumitomo Chemical et Novaled vont coopérer pour la mise au point de nouveaux matériaux
et l'intégration de structures Novaled PIN OLED™ dans des dispositifs OLED à polymère.
Information Hospitalière, 30 mai 2008
Consulter
EDAG shows light-car prototype. OLED-Info.com, 4 mars 2009
Consulter
FIÉVET C. Les écrans d’après-demain… matin. Uptotech.com, 18 avril 2006
Consulter
Écrans LCD par marque Consulter
VALMOND V. CeBIT 09 : SABRE, le clavier OLED à la sauce OCZ. Revioo.com, 4 mars 2009
Consulter
Fabricants de dalles plasma. Consulter
FREUDENRICH C. How OLEDs work. HowStuffWorks
Consulter
Organic LED. Wikipedia
Consulter
Electronic paper. Wikipedia
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BROWN S., CASS M., CONWAY N. [et al.] Development of P-OLED materials for displays and lighting. Cambridge Display Technology, 2007
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HALLS J. Polymer OLED technology fundamentals, status and prospects - SID 2008 Short course S-4. Cambridge Display Technology, 2008
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DAS R., HARROP P. Printed & organic electronics forecasts, players & opportunities 2008-2028. IDTechEx, avril 2008
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DAS R., HARROP P. Organic & printed electronics forecasts, players & opportunities 2007-2027.
Q3'07 OLED display revenues disappoint as Samsung SDI's AMOLED program is slow to reach full production; RiTdisplay leads with $31.0M in revenue and 6.4M units. DisplaySearch
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Worldwide OLED revenues forecast to reach $5.5B by 2015 on strong AMOLED growth; Samsung #1 in OLED shipments, passing RiTdisplay. DisplaySearch
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JAKHANWAL V. OLED Success strongly tied to active matrix. iSuppli
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