Électronique
Avancées OLED : Audio intégré et longévité des pixels bleus
La diode organique électroluminescente, ou OLED, a été créée il y a environ quatre décennies chez Kodak. L’idée derrière la technologie OLED était de produire des écrans plus efficaces, flexibles et plus fins que les écrans à cristaux liquides (LCD) traditionnels.
Ces appareils utilisent une couche organique émettrice de lumière, qui est intercalée entre deux conducteurs. La fine couche est composée d’un semi-conducteur à base de carbone, plutôt que de silicium ou d’indium, qui sont les matériaux standards dans les LED.
Chaque pixel d’un écran OLED comprend une diode rouge, verte et bleue, émettant leur lumière lorsqu’une tension est appliquée, ce qui signifie qu’ils sont auto‑émissifs.
Chacun de ces pixels peut être contrôlé individuellement, permettant aux OLED d’éliminer le besoin d’un rétroéclairage, améliorant ainsi le contraste, la qualité d’image et l’efficacité énergétique.
Parmi les autres avantages d’un écran OLED par rapport à un LCD figurent une plus grande luminosité, une gamme de couleurs plus étendue, un angle de vision plus complet, des écrans ultra‑minces et pliables, une consommation d’énergie moindre et une meilleure durabilité. Cependant, ils font également face à des défis tels que leur coût élevé et une durée de vie limitée.
Néanmoins, le marché OLED connaît actuellement une expansion robuste, avec plus d’un milliard de panneaux OLED produits chaque année.
Le marché OLED est réellement prévu atteindre 72,8 milliards d’ici 2026. Cette croissance est principalement tirée par l’adoption croissante de la technologie dans divers types de produits, notamment les smartphones, les écrans de télévision, les objets connectés, les consoles de jeux portables, l’automobile, la réalité augmentée (AR), la réalité virtuelle (VR) et les écrans grand format.
Les OLED sont en réalité une technologie d’affichage relativement nouvelle et sont développées à un rythme impressionnant. Parmi les innovations prometteuses dans ce domaine figurent les écrans enroulables et extensibles, les écrans transparents, et les objets connectés comme les patchs cutanés.
Ceci n’est que le début, cependant ; les dernières avancées améliorent désormais la durabilité des OLED bleus et créent des OLED avec fonctionnalité multi‑haut‑parleur.
Ainsi, bien que ce ne soit pas un investissement flamboyant, nous comptons sur les écrans et les utilisons partout. Nous allons donc maintenant examiner plus en profondeur ces deux avancées et la manière dont elles visent à transformer l’industrie de l’affichage.
Écrans OLED avec haut‑parleurs intégrés : la prochaine frontière
Au cours des dernières décennies, les technologies d’affichage ont considérablement évolué, en se concentrant sur la résolution, la précision des couleurs et la haute gamme dynamique. Mais maintenant, il faut déplacer cette focalisation de la qualité d’image vers d’autres facteurs afin d’offrir aux utilisateurs une expérience plus immersive et réaliste.
Pourquoi les écrans OLED multisensoriels sont importants
Avec la maturation des technologies visuelles, il y a désormais un intérêt croissant pour l’intégration d’entrées multisensorielles. La vue et l’ouïe, après tout, sont les sens humains dominants.
Les écrans ne sont plus de simples panneaux passifs affichant des images ; ils évoluent désormais en interfaces immersives qui sollicitent plusieurs sens humains. Combiner les visuels avec le son et le toucher devient essentiel pour renforcer l’engagement de l’utilisateur et le réalisme.
Le son revêt ici une importance cruciale, des recherches indiquant que la synchronisation audiovisuelle représente près de 90 % de l’immersion perçue. Il est donc évident que les entreprises et les études travaillent sur l’aspect sonore des écrans.
La plupart des écrans actuels, cependant, ont encore besoin de barres de son externes ou de haut‑parleurs multicanaux, et cela crée des défis de conception évidents.
Dans les appareils d’affichage comme les smartphones et les téléviseurs, l’intégration des haut‑parleurs entre en conflit avec le facteur de forme mince. Une incohérence spatiale entre la source perçue du son et l’emplacement du haut‑parleur, quant à elle, réduit l’immersion. Dans l’automobile, les intérieurs compacts des véhicules rendent cette intégration très difficile.
Afin de faire progresser les expériences d’affichage multisensoriel, ces défis doivent être résolus d’abord.
Comment les haut‑parleurs piézoélectriques alimentent les OLED émetteurs de son
Pour rendre les écrans multisensoriels, les chercheurs ont exploré l’intégration de la génération de son directement dans les écrans OLED. Cependant, ces technologies, telles que les haut‑parleurs électrostatiques et les haut‑parleurs thermoacoustiques, tout en soulignant le potentiel des haut‑parleurs intégrés aux écrans, présentent des défis en termes d’efficacité, de performance et de praticité.
Commercialement, le Crystal Sound OLED (CSO) de LG Display et l’Acoustic Surface Audio de Sony ont intégré des haut‑parleurs dans l’écran, mais ils utilisent un matériel volumineux et rencontrent des difficultés de localisation précise du son.
Le problème avec les exciters conventionnels, dispositifs qui génèrent du son par vibration, est qu’ils sont volumineux et encombrants et ne sont pas du tout idéaux pour les écrans ultra‑minces et flexibles modernes. Le croisement de sons entre plusieurs haut‑parleurs entraîne également un manque de contrôle précis sur l’audio localisé.
Ainsi, bien que la viabilité des haut‑parleurs de panneaux soit démontrée, ces produits commercialisés soulignent également les restrictions des haut‑parleurs électromagnétiques. Cela crée un besoin de solutions mieux adaptées aux nouvelles tendances technologiques des écrans.
C’est ici que les haut‑parleurs piézoélectriques entrent en jeu. Ces haut‑parleurs convertissent directement l’énergie électrique en mouvement mécanique grâce à l’effet piézoélectrique inverse. Cela permet une génération de son efficace avec un design flexible, léger et à faible consommation.
Les haut‑parleurs piézoélectriques possèdent une construction en couches simple, impliquant uniquement des électrodes et des matériaux piézoélectriques, offrant ainsi les avantages d’un faible coût, d’une compacité et d’une haute efficacité énergétique.
Diverses technologies piézoélectriques sont actuellement en cours de développement, bien que la plupart se concentrent sur un seul élément ou uniquement sur l’exciter, plutôt que d’aborder des configurations multi‑éléments. Cela malgré le fait que les haut‑parleurs nécessitent souvent plusieurs exciters disposés en réseaux pour améliorer leurs performances et obtenir des effets stéréo réalistes.
Ainsi, la dernière étude des chercheurs de POSTECH s’est concentrée sur deux éléments clés des haut‑parleurs piézoélectriques, qui impliquent d’obtenir des vibrations de diaphragme sans diaphonie et d’améliorer l’uniformité des réponses en fréquence.
OLED à son localisé basé sur les pixels : une percée des haut‑parleurs d’affichage
Des chercheurs de l’Université des Sciences et Technologies de Pohang (POSTECH) ont créé la toute première technologie OLED à son localisé basé sur les pixels.
Ce que cette percée a permis, c’est que chaque pixel de l’écran OLED puisse émettre différents sons simultanément. Cela permet à l’écran de fonctionner comme un réseau de haut‑parleurs multicanaux.
Sous la direction de Su Seok Choi, Professeur du Département de génie électrique à POSTECH, l’équipe de recherche a démontré leur technologie novatrice sur un panneau OLED de 13 pouces, identique à ceux utilisés dans les ordinateurs portables et tablettes classiques.
Publié dans le journal Advanced Science1, l’étude a été soutenue par le Ministère du Commerce, de l’Industrie et de l’Énergie dans le cadre du Programme d’Innovation Technologique des Composants Électroniques.
Selon l’étude, l’équipe a intégré des exciters piézoélectriques ultra‑minces, disposés à l’image de pixels, dans le cadre de l’écran OLED. Ces exciters piézo convertissent les signaux électriques en vibrations sonores sans occuper d’espace externe. Plus important encore, ils sont entièrement compatibles avec le facteur de forme mince des panneaux OLED.
Chacun de ces pixels peut agir comme une source sonore indépendante, permettant la technologie OLED à son localisé basé sur les pixels.
Son localisé dans les OLED pour un audio de haute précision
Afin d’éliminer complètement le croisement de sons et garantir que plusieurs sons provenant de différentes régions de l’écran n’affectent pas mutuellement, les chercheurs ont développé une méthode qui permet de véritables expériences sonores localisées.
Ils ont introduit une structure de cadre isolant les vibrations et l’ont optimisée en forme, dimensions et propriétés matérielles. Les cadres confinèrent les vibrations de surface aux zones désignées, empêchant leur transmission aux régions voisines et améliorant l’uniformité de la réponse en fréquence.
L’équipe a également constaté que l’augmentation de la hauteur et de la largeur du cadre et l’utilisation de matériaux avec des impédances acoustiques différentes réduisaient la distorsion harmonique totale (THD) et amélioraient la constance de la réponse en fréquence.
Cette technologie a été mise en œuvre avec succès sur le panneau OLED de 13 pouces, offrant un audio de haute qualité directement depuis l’écran sans besoin de haut‑parleurs externes, tout en conservant le design mince et léger de l’OLED. La mise en œuvre prouve la scalabilité pratique de la technologie ainsi que sa viabilité commerciale.
« Les écrans évoluent au-delà des dispositifs de sortie visuelle pour devenir des interfaces complètes qui engagent à la fois la vue et le son. Cette technologie a le potentiel de devenir une fonctionnalité centrale des appareils de prochaine génération, permettant des conceptions élégantes et légères dans les smartphones, ordinateurs portables et écrans automobiles—tout en offrant un son immersif et haute fidélité. »
En ce qui concerne les cas d’utilisation, la méthode montre le potentiel d’intégrer des haut‑parleurs OLED dans les tableaux de bord et des systèmes audio multi‑zones dans les voitures, permettant différentes fonctions telles que les instructions de navigation et l’écoute de musique depuis le même écran. Dans les smartphones ou la VR, le son spatial peut s’adapter aux mouvements de la main ou de la tête de l’utilisateur pour améliorer considérablement le réalisme et l’immersion.
Dans l’ensemble, l’étude « fournit des informations précieuses pour les développements futurs des systèmes audio intégrés à des écrans minces et flexibles, offrant de nouvelles possibilités dans les expériences utilisateur immersives et multisensorielles ».
Avancées dans l’efficacité et la durée de vie des OLED bleus
Des chercheurs de l’Université du Michigan, quant à eux, ont ouvert la voie à des écrans OLED plus économes en énergie en démontrant que les OLED phosphorescents bleus peuvent durer aussi longtemps que les PHOLED verts.
Pourquoi les PHOLED bleus peinent – et comment ils sont réparés
Les PHOLED bleus sont très efficaces, mais ils n’ont pas encore trouvé une large utilisation commerciale dans les écrans et l’éclairage en raison de leurs courtes durées de vie opérationnelles.
Cela est dû à la forte densité d’excitons triplets énergétiques qui s’accumulent dans la couche d’émission et finissent par s’annihiler, conduisant à la dégradation moléculaire.
Mais la dernière étude, soutenue par le Département de l’Énergie (DOE) et Universal Display Corporation (OLED ), a trouvé la solution qui « déplace le bleu dans le domaine des durées de vie vertes ».
« Je ne peux pas dire que le problème soit complètement résolu—bien sûr, il ne le sera pas tant qu’il n’entrera pas dans votre écran—mais je pense que nous avons montré la voie vers une vraie solution qui échappe à la communauté depuis deux décennies. »
Améliorer l’efficacité énergétique des OLED grâce à une conversion plus rapide
En ce qui concerne les OLED, elles ne sont pas toutes identiques, surtout en ce qui concerne la quantité d’énergie qu’elles consomment et leur durée de vie.
Actuellement, les OLED rouges et verts utilisent l’approche phosphorescente efficace, tandis que les OLED bleus utilisent la fluorescence. Ce que cela signifie, c’est que, théoriquement, les OLED rouges et verts peuvent produire un photon maximum pour chaque électron qui traverse le dispositif. En revanche, les OLED bleus atteignent une efficacité bien plus faible.
Le problème est que, parmi les lumières rouge, bleue et verte (RVG), le bleu possède l’énergie photonique la plus élevée. Ainsi, dans les PHOLED bleus, les molécules doivent gérer des énergies supérieures à celles des PHOLED rouges et verts. Bien que la majeure partie de l’énergie reste sous forme de lumière bleue, lorsqu’elle est piégée, elle peut décomposer les molécules productrices de couleur.
L’équipe a précédemment trouvé un moyen de extraire cette énergie piégée plus rapidement. Cela comprenait l’application d’un revêtement sur l’électrode négative afin d’aider la conversion d’énergie en lumière bleue, créant ainsi une voie rapide.
« Sur une route qui n’a pas assez de voies, des conducteurs impatients peuvent se percuter, bloquant tout le trafic—tout comme deux excitons qui se heurtent créent beaucoup d’énergie chaude qui détruit la molécule. Le plasmon exciton‑polariton est notre conception optique pour une voie rapide d’exciton. »
– Premier auteur Haonan Zhao, récent diplômé Ph.D. en physique.
Comment l’effet Purcell améliore les performances des OLED
Les spécificités de la situation ici reposent sur la mécanique quantique, c’est‑à‑dire le comportement de la lumière à l’échelle atomique et moléculaire.
Lorsque un électron, une particule à charge électrique négative, traverse l’électrode négative, un état excité est créé dans l’une des molécules, produisant de la lumière bleue.
Cet état est un électron négativement chargé qui saute à un niveau d’énergie supérieur, et le « trou » positivement chargé laissé par l’électron, et ensemble ils forment un exciton.
Normalement, l’électron retournerait à son état d’origine et émettrait un photon bleu. Mais lorsqu’on utilise la voie phosphorescente, les excitons ont tendance à rester.
Les excitons proches de l’électrode génèrent des photons plus rapidement grâce à la surface brillante qui soutient des quasi‑particules quantiques appelées plasmons de surface (SP), qui sont comme de petites ondes d’électrons à la surface d’un métal.
Lorsque l’exciton dans le matériau émetteur de lumière est assez proche de l’électrode, il bénéficie d’une aide pour se convertir en lumière bleue car il peut transférer son énergie au plasmon de surface, ce qui est appelé l’effet Purcell. Cet effet consiste simplement à augmenter le taux d’émission spontanée d’un système quantique grâce à son environnement.
Mais tous les plasmons de surface ne produisent pas de photons, ainsi l’oscillation de l’exciton, créant des ondes dans les électrons de l’électrode, n’est pas automatiquement bénéfique. Pour obtenir le photon, l’exciton doit se coupler au SP, créant un plasmon exciton‑polariton.
Créer des OLED bleus aussi efficaces que le vert : nouvelles recherches
Pour favoriser l’effet, l’équipe a ajouté une fine couche d’un semi‑conducteur à base de carbone au l’électrode brillante qui favorise le transfert d’énergie. Leur approche étend également l’effet plus profondément dans le matériau, permettant aux excitons éloignés de l’électrode d’en bénéficier également.
L’équipe a exploité cet effet avec d’autres approches pour créer un PHOLED bleu qui peut non seulement briller aussi intensément que le PHOLED vert, mais aussi durer tout aussi longtemps.
Publié dans Nature Photonics, l’étude2 a rapporté un PHOLED bleu profond en tandem avec une longue durée de vie opérationnelle en utilisant l’effet Purcell amélioré par les polaritons (PEP) à l’anode et également à la cathode. La technologie a été licenciée à Universal Display Corp.
Le design implique un OLED en tandem, qui possède deux couches émissives afin de réduire la charge d’émission de chaque couche et diminuer les risques que deux excitons fusionnent. En ajoutant une couche qui aide les excitons à résonner avec les SP près des deux électrodes, l’équipe donne aux deux couches émissives accès à la voie rapide.
L’ensemble du système constitue une cavité optique, également appelée résonateur optique, où la lumière bleue résonne entre les électrodes, poussant la couleur des photons plus profondément dans le spectre bleu. L’étude a déclaré :
« À notre connaissance, il s’agit de la première démonstration d’un PHOLED bleu profond qui montre une stabilité comparable à celle des PHOLED verts, accélérant l’utilisation des émetteurs phosphorescents bleus profonds dans les écrans et l’éclairage à haute efficacité énergétique. »
Investir dans les écrans OLED
Maintenant, il est temps d’examiner le principal acteur des écrans OLED et son potentiel d’investissement. Universal Display Corporation est un nom de premier plan dans le domaine, engagé dans la recherche, le développement et la commercialisation des technologies et matériaux OLED destinés aux applications d’affichage et d’éclairage à semi‑conducteur.
L’entreprise fournit des matériaux OLED et détient des brevets essentiels, y compris sur la technologie OLED phosphorescente (PHOLED). Ses principaux clients comprennent Samsung, LG Display, Panasonic, Pioneer, AU Optronics, CMEL (China Mobile Electronics) et d’autres.
Universal Display Corp. (OLED )
En ce qui concerne la performance boursière d’Universal Display Corp., la capitalisation boursière de 7 milliards de dollars des actions OLED se négocie actuellement à 146,95 $, en hausse de 0,51 % depuis le début de l’année. Bien que les cours des actions soient encore en baisse de 44 % par rapport à leur sommet de 2021, ils ont connu une belle reprise.
Avec cela, son BPA (TTM) est de 4,81, le PER (TTM) est de 30,55, et le ROE (TTM) est de 14,58 %. Le rendement du dividende offert par l’entreprise est de 1,22 %. Récemment, la société a annoncé un dividende en espèces du deuxième trimestre de 0,45 $ par action, ce qui reflète le « génération continue de flux de trésorerie attendue et l’engagement à rendre du capital à ses actionnaires ».
(OLED )
Le 1er mai, le conseil d’administration de la société a également annoncé l’approbation d’un nouveau programme de rachat d’actions, autorisant l’achat jusqu’à 100 millions de dollars de son action ordinaire.
À cette période, Universal Display Corporation a également publié ses résultats financiers du premier trimestre clôturé le 31 mars 2025. Selon les résultats, la société a enregistré un chiffre d’affaires total de 166,3 millions de dollars, soit une hausse minime de 0,6 % par rapport au même trimestre de l’année précédente.
Les revenus provenant des ventes de matériaux au T1 2025 s’élèvent à 86,2 millions de dollars, en baisse par rapport à 93,3 millions de dollars au 1T24, en raison d’un volume unitaire de matériaux plus faible pour ses matériaux émetteurs, partiellement compensé par des changements dans le mix client. Le coût des ventes de matériaux, quant à lui, a légèrement augmenté à 33,9 millions de dollars.
Les revenus provenant des redevances et des frais de licence pendant cette période ont connu une hausse de 7,75 % pour atteindre 73,6 millions de dollars.
« Nous avons commencé 2025 sur une base financière solide et restons confiants quant à la trajectoire de croissance à long terme du marché OLED. »
– Vice‑président et directeur financier Brian Millard
La marge brute totale d’Universal Display Corporation pour le T1 2025 était de 77 %, en baisse de 1 % par rapport au premier trimestre 2024, tandis que le résultat d’exploitation était de 69,7 millions de dollars et le bénéfice net de 64,4 millions de dollars ou 1,35 $ par action diluée.
Pour ses prévisions de revenus 2025, la société a confirmé une fourchette entre 640 millions et 700 millions de dollars malgré « l’environnement macroéconomique en évolution » créant une plus grande incertitude. En reconnaissant la complexité croissante du paysage mondial, le directeur financier Millard a déclaré que l’entreprise restait engagée dans la stratégie à long terme visant à renforcer son leadership dans le domaine OLED grâce à une invention continue et à la livraison de technologies et matériaux de pointe dans cet environnement.
« Avec un moteur d’innovation puissant, un bilan solide, une chaîne d’approvisionnement résiliente et une agilité opérationnelle, nous sommes bien positionnés pour nous adapter aux changements, répondre rapidement et continuer à soutenir nos clients et partenaires. »
– Millard
Dernières actualités et développements des actions Universal Display (OLED)
Réflexions finales : le futur de l’innovation OLED
Les écrans OLED deviennent rapidement une partie intégrante de nos vies, étant adoptés dans les smartphones, ordinateurs portables, automobiles, objets connectés, AR, VR et bien plus encore. Cependant, ils ne sont plus de simples outils visuels ; les chercheurs travaillent à les transformer en interfaces multisensorielles.
Les récentes innovations dans les OLED, le son au niveau des pixels et les PHOLED bleus profonds et efficaces promettent une nouvelle ère de la technologie OLED qui nous offrira des appareils plus fins, plus immersifs et plus économes en énergie dans toutes les applications d’affichage !
Études référencées :
1. Hong, S., Park, J., Kim, Y., Ryu, J., Kim, T., & Lee, J.‑Y. (2025). Haut‑parleur d’affichage intégré à son localisé utilisant une vibration piézoélectrique sans diaphonie. Advanced Science, 12(13), 2307101. https://doi.org/10.1002/advs.202307101
2. Zhao, H., Arneson, C.E. & Forrest, S.R. Diode organique électroluminescente phosphorescente bleue profonde en tandem stable, rendue possible par l’effet Purcell amélioré par les polaritons à double face. Nat. Photon. (2025). https://doi.org/10.1038/s41566-025-01679-0
