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Les écrans plats à nanotubes de carbone se concrétisent

Industrie et Technologies
Après Motorola en mai, c'est au tour d'Applied Nanotech de présenter un prototype d'écran plat utilisant des nanotubes de carbone. Les technologies sont différentes et encore perfectibles, mais les premières images arrivent.

Depuis leur découverte par hasard en 1991 par Sumio Iijima, dans les laboratoires de NEC au Japon, les nanotubes de carbone suscitent un fort engouement de la part des industriels pour la fabrication d'écrans plats. En effet, leur capacité à libérer 'facilement' des électrons en fait des candidats de choix pour nos futurs écrans.

' L'utilisation des nanotubes comme émetteur d'électrons est très avancée et les applications télévisuelles ne devraient plus tarder à arriver sur le marché ', affirme Annick Favreau, spécialiste des nanotubes à l'Onera (Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales). Des industriels commencent d'ailleurs à présenter des prototypes fonctionnels, mettant en avant différents procédés de fabrication.

En mai 2005, Motorola Labs, la filiale de Motorola pour la recherche appliquée, a dévoilé un écran à base de nanotubes de carbone d'une taille de 4,7 pouces (12 cm de diagonale), de 3,3 mm d'épaisseur avec une résolution de 128x96 pixels. La technologie mise en jeu, baptisée NED (Nano Emissive Display), consiste à faire croître de façon contrôlée des nanotubes de carbone sur un substrat en verre plan, grâce à un catalyseur tenu secret. Ces nanotubes, placés dans un champ électrique, émettent des électrons qui excitent les particules de phosphores de l'écran, à la manière d'un tube cathodique classique. Selon Motorola, la technologie NED offrirait une grande qualité d'image (couleurs et luminosité), de bons temps de réponse, des angles de vision importants et une large plage de température d'utilisation, le tout pour un coût relativement faible. Mais surtout, la technologie NED permettrait des performances supérieures aux techniques utilisées par ses concurrents pour synthétiser les nanotubes de leurs écrans.

Cependant, il existe une limitation dans la taille des écrans ainsi obtenus. ' En effet, le problème avec les techniques de croissance des nanotubes directement sur support, telles que NED, est qu'elles se font à haute température, environ 1200°C ', explique JinBo Bai, chercheur chargé du comportement des nanotubes à l'Ecole Centrale de Paris. ' Or nous ne disposons pas pour le moment de supports de grande taille capables de résister à ces températures '.

Malgré cela, l'objectif à moyen terme de Motorola est de produire, grâce à sa technologie NED, des écrans grand format (42 pouces, soit 105 cm en diagonale) haute définition (1240x720 pixels), avec une épaisseur inférieure à 1 pouce et un prix inférieur à 400 $ (325 euros). Pour cela, des travaux sur les supports sont en cours. Le constructeur espère voir ce type d'écran commercialisé d'ici deux ans, mais ne prévoit pas d'exploiter lui-même cette nouvelle technologie, préférant la proposer à des fabricants d'électronique grand public sous forme de licence.

Le 7 septembre 2005, c'était au tour d'Applied Nanotech, entreprise texane filiale de Nano-Proprietary, de faire la démonstration de son écran plat, utilisant cette fois une technique d'impression pour créer ses nanotubes de carbone. Le projet d'Applied Nanotech, lancé en octobre 2003, prévoyait initialement la présentation de ce prototype au printemps 2004. C'est donc avec plus d'un an de retard que cet écran en couleur de 25 pouces (seulement 22 pouces visibles) est arrivé. Il est le premier de ce genre que l'on peut voir fonctionner (voir la vidéo).

Avec cette technique d'impression, les nanotubes sont synthétisés sous forme de pâte et imprimés sur le support. Cette approche est celle retenue par d'autres sociétés, telle Samsung.

La résolution de l'écran proposé par Applied Nanotech, 280x220 pixels, est loin de celle que l'on peut attendre d'un écran commercialisable. Mais pour l'entreprise, le but était plus de démontrer la validité du concept que d'obtenir une qualité équivalente à celle de nos téléviseurs. ' Les imperfections vues dans l'image sont le résultat du processus employé pour fabriquer et assembler ce prototype, elles ne sont pas liées aux écrans à nanotubes de carbone en général ', a précisé l'entreprise dans son communiqué, qualifiant les problèmes rencontrés 'd'insignifiants'.

Applied Nanotech prévoit une commercialisation dans un délai de deux ans d'écrans plats de 60 à 80 pouces (150 à 200 cm) en haute définition, utilisant la méthode d'impression.

Côté français, la start-up iNanov travaille sur un écran géant souple à base de nanotubes de carbone (voir Industrie et Technologies de juin 2005). Un premier prototype devait être exposé en juillet dernier, mais finalement la présentation a été reportée à décembre 2005. ' Le prototype existe, mais pour l'instant, il n'est visible qu'au laboratoire ', explique Jean-Chrétien Favreau, président d'iNanov,

iNanov produit ses nanotubes grâce à un réacteur PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition). Chaque nanotube est ensuite encapsulé dans de minuscules tubes de verre de façon à constituer des microtubes cathodiques. ' Nous avons connu quelques problèmes ', concède Jean-Chrétien Favreau, 'mais nous espérons quand même démarrer la production dès juillet 2007 '.

' Il y a tellement de monde qui travaille sur le sujet qu'une commercialisation peut intervenir dans quelques années ', estime quant à lui JinBo Bai, ' mais il reste de nombreux problèmes à contourner quelle que soit la méthode employée '. Encore un peu de patience donc.

Bertrand Beauté

Pour en savoir plus :
http://www.motorola.com/mediacenter/news/detail/0,,5484_5474_23,00.html
www.nano-proprietary.com/index.htm?ani.htm&demos.htm
http://www.inanov.fr/INANOV_Slide_fr.pdf

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