L’OLED a-t-il atteint une forme de maturité ? Ses noirs absolus, ses couleurs éclatantes, les dalles toujours plus fines, flexibles, économes… Sur le papier, la technologie coche presque toutes les cases. Pourtant, un verrou persiste : une grande partie de la lumière produite par un pixel OLED n’arrive tout simplement jamais jusqu’à nos yeux.
Selon les chercheurs du KAIST (l'une des grandes universités de recherche coréenne), plus de 80 % de la lumière générée par un pixel OLED se perd en chemin, piégée dans les différentes couches de la dalle, réfléchie, absorbée, ou dissipée sous forme de chaleur. Un gaspillage énergétique massif, qui explique pourquoi augmenter la luminosité reste souvent synonyme de hausse de consommation, de chauffe et de contraintes accrues sur la durée de vie des écrans. C’est précisément ce verrou que l’institut coréen tente de faire sauter avec une nouvelle approche.
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Extraire plus de lumière sans épaissir l’écran
Un écran OLED est constitué d’un empilement de couches organiques ultrafines. Lorsque le pixel émet de la lumière, celle-ci ne sort pas naturellement vers l’extérieur : une grande partie reste piégée dans la structure optique, comme dans un labyrinthe de miroirs. Depuis des années, les ingénieurs tentent de contourner ce phénomène à l’aide de solutions optiques.
Les lentilles hémisphériques permettent de récupérer efficacement cette lumière perdue, mais au prix d’une excroissance incompatible avec les écrans fins et flexibles. Les réseaux de microlentilles (MLA), plus plats et mieux intégrés industriellement, voient en revanche leur efficacité chuter lorsque les pixels deviennent très petits et très rapprochés — comme sur les écrans modernes à haute densité. S’ajoute alors un autre problème : les interférences optiques entre pixels voisins, qui peuvent affecter la netteté et la précision de l’image.
L’équipe du KAIST a pris le problème à la racine. Là où beaucoup de modèles considèrent encore l’OLED comme une surface lumineuse théorique et infinie, les chercheurs ont travaillé à l’échelle réelle du pixel, avec ses dimensions concrètes et ses contraintes optiques. Cette approche permet (théoriquement) d’extraire davantage de lumière, pixel par pixel, tout en limitant les interférences entre pixels voisins.
À cette méthodologie s’ajoute une nouvelle structure d’extraction lumineuse dite near-planar : une couche extrêmement fine, comparable en épaisseur aux MLA existantes, mais capable de guider la lumière plus efficacement vers l’avant, avec une dispersion mieux maîtrisée. L’objectif est ici de se rapprocher des performances d’une lentille hémisphérique, sans sacrifier la planéité ni la compatibilité avec les écrans flexibles.
En combinant cette nouvelle architecture optique et cette stratégie de conception, les chercheurs annoncent une amélioration de plus d’un facteur deux de l’efficacité d’émission lumineuse, y compris sur des pixels de petite taille.
Luminosité, autonomie, durabilité : des gains très concrets
Si ces résultats se confirment à l’échelle industrielle (ce qui reste toujours la grande inconnue) les bénéfices potentiels sont multiples. À consommation équivalente, les écrans pourraient gagner sensiblement en luminosité. À luminosité constante, les fabricants pourraient réduire la consommation énergétique, limiter la chauffe, mais aussi améliorer l’autonomie des appareils mobiles. Or, sur l’OLED, moins de chaleur signifie aussi un vieillissement plus lent des matériaux organiques (le fameux burn-in), donc une meilleure durabilité dans le temps.
L’autre intérêt majeur de cette approche est sa compatibilité avec les formats fins et flexibles, un point clé à l’heure où les écrans pliables, enroulables et hybrides continuent de se multiplier.
Plus intéressant encore, le KAIST souligne que cette manière de penser l’extraction lumineuse, tenant compte des contraintes réelles des pixels, pourrait s’appliquer à d’autres technologies émergentes, comme les émetteurs à base de pérovskites ou de quantum dots. Ce n’est donc pas seulement une optimisation de l’OLED, mais une brique susceptible d’influencer la conception des écrans de demain, téléviseurs comme écrans mobiles.
Reste, comme toujours, à franchir le cap du laboratoire vers la production de masse. Industrialisation, coûts, robustesse mécanique et rendement de fabrication seront déterminants. Mais sur le fond, l’approche est particulièrement séduisante : sans bouleverser l’apparence ni la nature de l’OLED, elle s’attaque à l’un de ses freins physiques les plus profonds : la lumière produite et perdue dans le labyrinthe optique de l'OLED.
Source : KAIST
