Actuellement, la plupart des écrans constituent soit la principale caractéristique d'un appareil, comme les téléviseurs ou les smartphones, soit un élément important d'un produit haut de gamme (par exemple, les intérieurs de voiture). De ce fait, la plupart des écrans sont des composants coûteux qui requièrent des résolutions relativement élevées et une durée de vie d'au moins quelques années. Cependant, à mesure que le nombre d'appareils fonctionnels augmente, les opportunités pour des écrans à bas coût présentant différentes performances devraient croître considérablement.
Opportunités d'application :
L'emballage intelligent est sans conteste l'application des écrans à bas coût présentant le plus fort potentiel de croissance. Ces écrans peuvent être intégrés à l'emballage, aussi bien au niveau du rayon qu'au niveau du produit. Les écrans de rayon devraient se développer en premier, car des volumes plus faibles permettent un coût unitaire plus élevé. Actuellement, les écrans électroluminescents sont parfois utilisés en petites séries à des fins marketing, mais ils ne sont pas considérés comme une solution efficace à long terme en raison de leur forte consommation énergétique.
Une autre application des écrans à bas coût concerne les petits biens de consommation. C'est le cas depuis longtemps de certains produits haut de gamme, comme les rasoirs électriques, dotés de petits écrans affichant par exemple le niveau de charge. Cependant, à mesure que les écrans deviennent moins chers et que les fonctions électroniques et la connectivité sans fil se généralisent, cette technologie pourrait s'étendre à une gamme toujours plus large de gadgets et d'appareils. En effet, il est fort probable que les cartes bancaires et de transport intègrent bientôt un écran à bas coût pour afficher le solde et/ou les dernières transactions.
Les technologies portables représentent une autre application prometteuse pour les écrans à bas coût. Si les écrans OLED sont largement utilisés dans les montres connectées, leur prix reste actuellement trop élevé pour leur intégration dans les vêtements et les patchs cutanés destinés à des applications médicales, sportives ou thérapeutiques. La durabilité, la flexibilité et la faible consommation d'énergie sont des atouts essentiels pour les écrans intégrés aux vêtements et aux patchs cutanés. Cet exemple démontre que, pour de nombreuses applications d'affichage émergentes, les indicateurs de performance clés traditionnels tels que la résolution, la gamme de couleurs et la fréquence de rafraîchissement ne sont plus aussi déterminants.
Écrans électrophorétiques :
Les technologies d’affichage basse consommation les plus prometteuses sont celles qui utilisent un matériau bistable ne nécessitant de l’énergie que pour changer de couleur, et non pour la maintenir. L’exemple le plus connu est celui des écrans électrophorétiques (EPD), longtemps utilisés dans les liseuses électroniques. Cependant, ils sont de moins en moins utilisés pour cette application, les consommateurs préférant les images en couleur disponibles sur une tablette.
Cependant, les écrans électrophorétiques restent prometteurs pour les applications où un affichage direct non émissif est parfaitement adapté et où une faible consommation d'énergie est primordiale. L'avancée technologique la plus notable dans ce domaine est le récent lancement par Plastic Logic d'écrans électrophorétiques couleur. Cet écran flexible à matrice active de 240 x 146 pixels est capable d'afficher quatre couleurs, ainsi que le noir et le blanc, et est destiné aux cartes à puce, aux technologies portables telles que les textiles électroniques et aux étiquettes de rayon.
Figure 1 : Nouvelles applications des écrans électrophorétiques. Photo courtoisie de Plastic Logic
Écrans électrochromes.
Une autre technologie simple, économe en énergie et peu coûteuse est celle des écrans électrochromes. L'application d'une faible tension aux bornes du matériau actif modifie son état d'oxydation, et donc sa couleur. Ce processus est bistable, ce qui signifie qu'une alimentation électrique continue n'est pas nécessaire. Cependant, la couleur s'estompe progressivement à mesure que le système retrouve son équilibre thermodynamique, nécessitant une brève application de tension pour revenir à la couleur souhaitée. Ynvisible est le leader du secteur des écrans électrochromes ; l'entreprise se concentre sur les emballages intelligents et les applications médicales, comme les patchs cutanés indicateurs. IDTechEx prévoit que les écrans électrochromes connaîtront la plus forte croissance, mais que les écrans électrophorétiques continueront de dominer le marché.
Figure 2 : Prévisions du marché des écrans électroluminescents, électrochromes et électrophorétiques. Source : Rapport IDTechEx « Écrans OLED flexibles et imprimés 2020-2030 : Prévisions, marchés et technologies »
Approches alternatives
: Pour les applications nécessitant des écrans émissifs à faible coût, ni les écrans électrophorétiques ni les écrans électrochromes ne conviennent. Une approche émergente consiste à monter des LED inorganiques classiques (ou mini) sur des substrats flexibles, les pistes conductrices étant réalisées par impression d’encre conductrice ou par gravure/ablation. Bien que ces méthodes ne puissent rivaliser en résolution avec les écrans OLED ou LCD classiques, leur faible coût par unité de surface et leur flexibilité les rendent adaptées aux écrans de grande surface, tels que ceux utilisés dans le marketing, l’éclairage et la visualisation architecturale.
Une technologie d'affichage économique apparentée est celle des LED imprimables. Dans ce système, des mini-LED inorganiques sont en suspension dans un liquide et peuvent être imprimées à l'aide d'imprimantes graphiques classiques. Les LED sont prises en sandwich entre deux couches d'encre conductrice, séparées par une couche diélectrique, et peuvent être adressées par segments si nécessaire. Là encore, elles sont principalement destinées aux emballages intelligents et aux applications médicales/thérapeutiques portables.
Perspective mondiale
: IDTechEx estime que le marché des écrans à bas coût connaîtra une croissance significative au cours de la prochaine décennie, portée par l’intégration croissante de fonctionnalités électroniques dans les appareils. Les exigences variées de ces applications, notamment la faible consommation d’énergie et la flexibilité, favoriseront l’adoption d’alternatives aux écrans LCD et OLED classiques.
Pour en savoir plus sur tous les types d'écrans flexibles, y compris le marché beaucoup plus vaste des OLED flexibles, consultez le rapport d'IDTechEx intitulé « Écrans OLED imprimés flexibles 2020-2030 : prévisions, marchés, technologies ».
