Qu’il s’agisse de choisir un moniteur pour travailler ou jouer, ou encore un téléviseur, il est fortement recommandé de s’intéresser d’un peu plus près aux technologies qui animent leur dalle avant de passer à la caisse. La technologie d’affichage compte en effet parmi les facteurs qui impactent le plus l’image et le rendu final à l’écran, il s’agit donc d’un élément crucial sur lequel il est préférable de s’être préalablement informé.
Entre les différentes dalles et les technologies sous-jacentes, les types de rétroéclairage et sans oublier les nombreuses appellations commerciales, il est loin d’être facile de s’y retrouver lorsque l’heure est venue de s’équiper avec un nouveau téléviseur, comme avec un écran de jeu ou de bureautique.
La chose est toutefois beaucoup plus simple qu’il n’y parait puisque seules deux grandes familles de technologies sont sur le marché aujourd’hui, il s’agit du LCD et de l’OLED qui contiennent tous deux leurs variantes, comme nous allons le voir. Enfin, le Micro-LED n’est autre que la révolution tant attendue sur ce secteur, une technologie émergente très prometteuse ; pour l’heure, les affichages Micro-LED commercialisés valent encore plusieurs centaines de milliers d’euros.
Le choix d’une variante ou d’une autre peut cependant être crucial selon vos exigences et activités. Prenons l’exemple d’un téléviseur, certains utilisateurs se contenteront d’un usage simple, pour recevoir la TNT et regarder la télévision de temps en temps ; d’autres vont placer l’expérience cinématographique comme un impératif et s’attendront donc à ce que le téléviseur remplisse certains critères. Il en va de même pour les écrans PC : montage vidéo, retouche photo, conception et dessin assisté par ordinateur, bureautique, gaming … autant d’activités où les critères de choix diffèrent plus ou moins. Entrons sans plus attendre dans le vif du sujet en évoquant d’abord l’incontournable technologie LCD.
La grande famille d’écrans LCD
C’est de loin la technologie que l’on rencontre le plus fréquemment, en raison de son ancienneté, de ses coûts de production relativement bas, mais aussi des variantes qu’elle a vues naître et qui en ont à chaque fois repoussé les limites alors même que beaucoup pensaient ne plus la voir évoluer.
Les fabricants se sont livrés à une véritable bataille sur ce marché, aussi bien technologique que commerciale. Plusieurs types de dalles aux caractéristiques et propriétés différentes en matière de cristaux liquides sont apparus avec pour résultat d’obtenir un rendu plus ou moins lumineux et contrasté, de gommer certaines faiblesses (et parfois d’en créer de nouvelles), ou encore de bénéficier de meilleurs angles de vision.
On distingue trois types de dalles qui emploient les cristaux liquides avec des différences marquées, ayant un impact direct sur le rendu à l’image, si bien que si vous êtes habitués vous reconnaissez la technologie d’un écran juste en y regardant quelques images défiler.
Les dalles TN – Twisted Nematics
De moins en moins sollicitées en raison de faiblesses évidentes, les dalles TN ont longtemps été le choix numéro un des joueurs compétitifs. Les cristaux liquides ont en effet la capacité de faire varier leur position très rapidement avec cette technologie. Disposés de manière parallèle au rétroéclairage lorsqu’ils sont au repos, les cristaux liquides réalisent une rotation de 90° lorsqu’un courant leur est appliqué, laissant ainsi l’éclairage varier en fonction des situations.
Cela permet aux dalles TN de profiter de temps de réponse très faible et d’être parmi les plus réactives. Mis à part cela, l’avantage d’une dalle TN tient surtout dans son faible coût de production, permettant de commercialiser des écrans aux tarifs avantageux. Les points faibles de ces dalles sont toutefois importants, on pense notamment au faible contraste, aux angles de vision médiocres, ou encore à une couverture colorimétrique moindre qu’avec d’autres technologies. Des éléments qui sont presque devenus rédhibitoires aujourd’hui avec la montée en puissance et la réduction des coûts de production des dalles VA et IPS.
Les dalles VA – Vertical Alignment
La technologie VA n’a pas grand-chose à voir avec celle des dalles TN, elle en est même à l’opposé puisque les cristaux liquides sont positionnés de manière perpendiculaire à la cellule lorsqu’ils sont au repos. Le courant leur permet de basculer horizontalement afin de laisser passer la lumière du rétroéclairage. Forcément, les contrastes sont beaucoup plus élevés avec les dalles VA tandis que le volume de couleur y est généralement plus important. C’est justement pour les noirs profonds qu’elles parviennent à produire que ces dalles sont souvent choisies pour les téléviseurs LCD.
Associée à rétroéclairage performant et à un film QDEF, un matériau qui booste la colorimétrie et que l’on connait mieux sous l’appellation « QLED », une dalle VA est capable de produire une image profonde, dynamique, avec des couleurs saturées. Néanmoins, les angles de vision n’y sont que légèrement meilleurs par rapport à une dalle TN, tandis que les temps de réponse explosent avec des pixels qui ont besoin de bien plus de temps pour passer d’un état à un autre. Enfin, plusieurs variantes sont apparues au fil des années, améliorant notamment le rendu des couleurs, les angles de vision, ou encore les temps de réponse.
Les dalles IPS – In-Plane Switching
L’IPS reprend le principe de fonctionnement des dalles TN avec des cristaux alignés sur un axe parallèle au plan de l’écran, un alignement qu’ils conservent en se déplaçant sur 90° lorsqu’une tension est appliquée pour générer l’image, contrairement aux dalles TN où ils viennent se redresser sur un axe perpendiculaire. Forcément, quelques limitations similaires sont au menu puisque le rétroéclairage est moins bien filtré ; on retrouve donc un niveau de contraste assez faible et des noirs qui paraissent plus clairs, chose bien visible lorsque l’on observe ce genre de dalle dans un environnement sombre. En revanche les dalles IPS présentent de bien meilleurs angles de vision que les dalles VA et TN, ce qui signifie que les couleurs, comme les niveaux de gris et la luminosité, restent bonnes même en se positionnant de façon excentrée par rapport à l’écran. Enfin, l’IPS permet d’obtenir un très bon rendu des couleurs en couvrant largement les différents espaces colorimétriques.
Parmi ses faiblesses, la réactivité de la dalle a longtemps été un frein à l’achat pour les joueurs, mais les dalles IPS ont considérablement progressé pour réduire le flou de mouvements. Le Fast-IPS, dernière génération de dalle destinée aux moniteurs gaming, a permis d’abaisser le temps de réponse en dessous de la milliseconde. L’IPS a aussi un défaut majeur qui touche de manière plus ou moins visible toutes les dalles : l’IPS Glow. En clair, il s’agit de fuites de lumières, généralement situées dans les coins, particulièrement visibles dans la pénombre en diffusant une image sombre. Contrairement au backlight bleeding, qui concerne toutes les dalles rétroéclairées à partir du moment où la qualité de fabrication n’est pas au rendez-vous, l’IPS Glow est une faiblesse technologique et non un défaut de fabrication, elle peut toutefois être trop importante sur certains écrans, mais un rétroéclairage maitrisé avec local dimming permet souvent de gommer cette faiblesse tout en offrant à l’IPS un gain net en matière de contraste.
QLED : du LCD à la colorimétrie dopée par les « Quantum Dots »
Il ne faut pas s’y tromper, l’appellation QLED est une dénomination commerciale et non une technologie à part entière. C’est Samsung qui a popularisé cette appellation avec ses téléviseurs QLED, un terme depuis repris par TCL, Hisense et d’autres fabricants, tandis que Sony lui préfère « Triluminos », et « NanoCell » pour LG.
À des fins marketing, le terme QLED a en effet été détourné de sa signification première : celle d’une technologie aux pixels auto-émissifs. Récemment, le constructeur coréen a d’ailleurs fait évoluer son offre avec ses téléviseurs et moniteurs Neo QLED qui remplace cette fois-ci les LED par des Mini-LED.
Le QLED est donc un téléviseur rétroéclairé comme les autres, qui utilise une dalle de type VA ou IPS, à la différence qu’il embarque un filtre Quantum Dot qui permet notamment d’étendre la couverture colorimétrique pour afficher des couleurs plus vives et saturées.
Le rétroéclairage : des performances qui varient grandement en fonction des prix
Les écrans et téléviseurs LCD d’aujourd’hui sont animés par un rétroéclairage LED. Il s’agit de diodes électroluminescentes disposées de différentes manières et en plus ou moins grands nombres selon le type de rétroéclairage. Les plus anciens se rappelleront bien sûr des téléviseurs cathodiques ; des écrans LCD qui faisaient appel à des tubes CCFL et non des LED.
Edge-LED et Direct-LED
Plusieurs types de rétroéclairage ont été développés pour nos écrans et téléviseurs. Parmi eux, les rétroéclairages Edge-LED et Direct LED (aussi appelé Full LED) sont les plus répandus. Concrètement, un rétroéclairage Edge-LED consiste à placer les LED tout autour de l’écran. Il permet de produire des écrans relativement fins, mais ce sont des modèles d’entrée de gamme dont l’éclairage manque d’uniformité et où la luminosité est limitée, l’image est par conséquent moins contrastée et dynamique. Le moyen d’obtenir de meilleurs résultats avec ce rétroéclairage par les bords est de placer plusieurs plaques photoconductrices afin de pouvoir y intégrer une fonction de local dimming et ainsi gérer l’éclairage par zones.
Le rétroéclairage Direct-LED est plus couteux à produire, et résulte également sur des téléviseurs plus énergivores avec une épaisseur plus importante. Il consiste à répartir un plus grand nombre de LED sur l’intégralité du panneau, et non plus uniquement sur les bords. Cela débouche forcément sur une meilleure uniformité de la dalle, mais aussi une image plus lumineuse et dynamique avec de meilleurs contrastes. L’ajout d’un système de gradation locale (local dimming) permet de contrôler la luminosité bien plus précisément, on entend alors souvent parler de rétroéclairage FALD (Full Array Local Dimming). Bien entendu, le nombre de LED et leur distance optique par rapport à la dalle, leur taille et le nombre de zones de local dimming, sont autant d’éléments qui permettent d’obtenir de meilleures performances. C’est d’ailleurs sur ces éléments qu’ont travaillé les constructeurs ces dernières années en accouchant de la technologie Mini-LED.
Mini-LED : un tournant pour les téléviseurs LED
Le Mini-LED est une petite révolution pour les écrans LED. Il s’agit ici d’utiliser des diodes miniaturisées, en très grand nombre, avec un rétroéclairage placé sur l’intégralité du panneau, directement dans la couche de substrat. En multipliant le nombre de LED, les fabricants ont également la possibilité de multiplier les zones de dimming, tandis que la petite taille des diodes permet de gérer la luminosité de manière fine. Les points forts du Mini-LED sont alors très nombreux, notamment une luminosité beaucoup plus intense et une image toujours plus dynamique et contrastée. Cela débouche sur des noirs profonds et des blancs qui peuvent monter très haut en luminosité, faisant gagner l’image en détail dans les hautes comme dans les basses lumières, des arguments de taille pour profiter de contenus en HDR.
La miniaturisation des diodes permet aussi de gommer l’une des principales faiblesses des écrans LCD, il s’agit bien sûr du blooming qui vient souvent gâcher les séances cinéma. Le blooming n’est autre qu’un effet de halo lumineux, que l’on rencontre le plus souvent autour des objets lumineux diffusés sur un fond sombre. Par exemple, on le remarque aisément autour des sous-titres lorsque l’on regarde un film en VOST, mais le blooming va de pair avec la capacité des écrans à offrir des détails à l’image dans les hautes et basses lumières.
Il y a malgré tout plusieurs inconvénients au rétroéclairage Mini-LED, notamment lorsque l’on met ce type d’affichage face à l’OLED. Avant toute chose, c’est la disparité qu’il peut y avoir sur ce segment qui peut induire le consommateur en erreur et cela sera d’autant plus vrai dans les années qui viennent avec des gammes qui vont forcément s’élargir. Pour le dire clairement, il faut décortiquer les fiches techniques des modèles afin de connaitre le nombre de Mini-LED et de zones de gradation, tous les fabricants n’indiquent pas clairement ces informations et il est parfois difficile de savoir à quoi s’attendre réellement.
Enfin, le Mini-LED souffre de tarifs encore élevés à l’heure actuelle, aussi bien sur les téléviseurs que les moniteurs de jeu. Face à l’OLED dont les prix ont été tirés vers le bas grâce à la production de plus petites diagonales, ce n’est pas toujours évident lorsqu’il faut trancher. Le Mini-LED l’emporte pour sa luminosité de pointe, mais l’OLED reste devant en matière de contraste, d’angles de vision, de réactivité, mais aussi pour la finesse des écrans. En revanche, les tarifs des écrans Mini-LED devraient rapidement baisser, d’abord car les gammes vont s’élargir au fil des mois, mais aussi car le Mini-LED intègre un circuit de production déjà bien installé dont les coûts sont moindres par rapport à l’OLED.
La famille OLED : des pixels auto-émissifs pour se passer de rétroéclairage
Contrairement à la technologie LCD, les dalles OLED n’ont besoin d’aucun rétroéclairage pour produire une image. Il s’agit d’un composant organique, d’où l’acronyme OLED pour Organic Light-Emitting Diode. Chaque pixel est en effet auto-émissif, c’est-à-dire qu’il produit sa propre lumière lorsqu’il est traversé par un courant électrique. Conséquence : chaque pixel est individuellement pilotable et de simplement s’éteindre pour produire un noir absolument profond.
Il existe ensuite plusieurs façons de produire la couleur, les dalles les plus courantes sont les W-OLED, capable d’émettre un blanc très précis qui est ensuite converti en couleurs grâce à un filtre RGB. On parle alors de sous-pixels, des éléments qui peuvent ensuite être optimisés, notamment au niveau de leur taille et de leur structure, ou encore en ajoutant un sous pixel supplémentaire comme c’est le cas avec les dalles WRGB qui font appel à un quatrième sous pixel blanc pour doper l’intensité lumineuse.
Test Nintendo Switch OLED : même écrin, meilleur écran
L’OLED a beaucoup d’avantages ! Elle n’est d’abord pas aussi directive qu’un écran LCD, cela signifie que nous pouvons nous placer où bon nous semble sans que l’image ne devienne terne ou ne perte de son homogénéité suivant l’angle. Les angles de vision de la technologie OLED sont en effet excellent et bien au-delà de ce qu’offre n’importe quel écran LCD, quand bien même les fabricants ont développé divers filtres pour améliorer les angles.
L’évolution la plus importante est toutefois à voir au niveau du contraste et de la gestion de la luminosité. Comme expliqué ci-dessus, chaque pixel est capable de s’éteindre et peut être contrôlé individuellement. Le résultat est sans appel en comparaison de la technologie LCD/LED : le contraste est considéré comme infini grâce à la production d’un vrai point noir, tandis que les détails dans les basses lumières sont beaucoup plus importants. Atout supplémentaire : ce principe de fonctionnement écarte tout phénomène de blooming et les autres problèmes liés aux affichages rétroéclairés.
Enfin, la réactivité des pixels n’a pas grand-chose à voir avec le LCD, dont les cristaux liquides doivent modifier leur état avec un laps de temps plus ou moins long selon le type de dalle. Le temps de réponse d’une dalle OLED est en effet proche de 0,1 ms, le changement d’état du pixel est donc presque instantané, rendant les scènes d’actions, les mouvements rapides et bien sûr les jeux vidéo, beaucoup plus nets et fluides.
D’autres avantages sont à voir du côté de la fabrication : l’OLED est un matériau bien plus intéressant sur pas mal de points. Il permet d’abord de produire des dalles beaucoup plus fines puisqu’il ne s’encombre pas d’un rétroéclairage, un élément lourd qui demande également un système de dissipation thermique. Certains téléviseurs OLED haut de gamme embarquent également une dissipation thermique passive, mais leur finesse et leur poids restent bien en dessous d’un téléviseur LCD. Enfin, les dalles OLED peuvent être flexibles et transparentes : nous avons déjà vu quelques exemples au fil des années dans les grands salons de l’électronique.
Le QD-OLED : une variante prometteuse
Lancé par Samsung Display, le QD-OLED est la réponse du fabricant coréen à son concurrent national, qui n’est autre que LG Display. Le QD-OLED n’est pas une nouvelle technologie, mais une variante de l’OLED qui utilise un procédé différent pour produire les couleurs.
L’idée de Samsung est de combiner les avantages des Quantum Dots à ceux de l’OLED. Pour cela, les pixels auto-émissifs produisent une lumière bleue plutôt que blanche, celle-ci traverse ensuite un convertisseur à point quantique (encapsulé dans un film) afin de transformer le spectre en différentes couleurs. Cela permet au fabricant de se passer des filtres de couleurs utilisés dans les dalles OLED classiques et d’obtenir une intensité lumineuse plus élevée puisque la source de lumière bleue n’a pas besoin d’être convertie. Le résultat est visible par rapport aux dalles de type W-OLED : le volume de couleurs est plus important et est conservé dans les hautes lumières alors que l’intensité lumineuse est plus élevée. D’autre part, les coûts de production seraient moins élevés puisque Samsung n’a pas recours aux filtres de couleurs, mais à un unique convertisseur à point quantique, divisant ainsi le nombre de couches nécessaires.
La technologie OLED s’est donc encore améliorée avec le QD-OLED, elle conserve malgré tout des inconvénients majeurs comme le risque de marquage de la dalle et donc sa durée de vie, ainsi que le coût à l’achat qui reste encore très haut. Les évolutions successives ont toutefois permis aux constructeurs d’accoucher de dalles bien moins sensibles au burn-in, notamment sur les téléviseurs avec des algorithmes qui analysent l’image en temps réel pour réduire la luminosité des zones statiques, ou encore avec des « nettoyages » fréquents des pixels ou autres opérations de maintenance automatique qui s’effectuent lorsque le téléviseur est en veille.
Le Micro-LED
Comme l’OLED, le Micro-LED n’a pas recours à un rétroéclairage pour fonctionner. La source lumineuse est produite par de minuscules diodes réunies par groupes pour former un pixel et capables de produire leur propre lumière. La grande différence avec l’OLED se situe au niveau des sous-pixels puisque ceux-ci ne sont pas organiques, mais composés de nitrure de Gallium. La taille des diodes joue également un rôle très important ; Samsung explique que son téléviseur Micro-LED de 110 pouces est équipé de 24 millions de diodes minérales inorganiques d’une taille d’un micromètre.
L’idée est donc de réunir les avantages de l’OLED et ceux des affichages LCD, sans retrouver les inconvénients de l’un ou de l’autre. Pour résumer, le Micro-LED propose, sur le papier, une luminosité beaucoup plus élevée, un noir absolu, mais surtout une durée de vie bien supérieure à nos affichages actuels : environ 100 000 heures !
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Si cette technologie est d’ores et déjà commercialisée, à destination des professionnels comme des particuliers, la facture est très salée. Il faut actuellement compter plus de 1 000 € le pouce … le calcul est donc vite fait pour le modèle de 110 pouces proposés par Samsung !
Super intéressant
Quid de la fatigue de nos yeux ? Des écrans toujours plus éclairés et contrastés demandent-ils plus d’effort à l’oeil ? Quelle technologie est bon élève à ce niveau-là ?