OLED vs. QLED: combat technologique

Luca Fontana

28/8/2018

Traduction: Sophie Boissonneau

OLED versus QLED, personne ne sortira vainqueur de ce combat. Certains acronymes ont de quoi rendre fou. Pour les consommateurs, ce genre de guerre des tranchées en marketing ne peut être gagnée que par l'information.

OLED et QLED. Un tout petit trait peut parfois faire une grande différence. Ici, c'est sur le «O» qu'il se trouve. Vous rencontrerez ces deux acronymes tôt ou tard, certainement lorsque vous souhaiterez faire l'acquisition d'un nouveau téléviseur. C'est une véritable guerre marketing qui se déroule sous nos yeux en ce moment même.

Et pourquoi ça?

OLED est une technologie d'affichage qui n'est pas tout à fait nouvelle, mais qui domine le marché des TV depuis un ou deux ans. Le QLED est un concept marketing, la technologie en elle-même est plutôt une avancée de la technologie LCD censée faire trembler les fabricants OLED.

Le B.A.-BA: comment ma TV affiche-t-elle une image?

Tous les écrans sont composés de pixels répartis sur des carrés, comme un échiquier: la grille de pixels. Le nombre de pixels contenus dans la grille dépend de la résolution. Sur un écran ultra HD, il y a un peu plus de huit millions de pixels, on exprime la résolution avec le nombre de pixels sur la largeur par le nombre de pixels sur la hauteur: 3840 × 2160 pixels.

Ce qui vous semble être une image homogène est en fait un assemblage ultra complexe de plusieurs millions de pixels. L'image que vous voyez dépend de l'intensité lumineuse et de la couleur de chacun des pixels, on ne peut distinguer un pixel d'un autre.

Pour comparer les différentes technologies d'affichage, on se pose les questions suivantes:

1. D'où vient la lumière du pixel?
2. Quelle est son intensité maximale ou minimale?
3. Et de quelle couleur éclaire-t-il?

Le LCD utilise les cristaux liquides

LCD vient de «Liquid Crystals», car ce sont ces cristaux liquides qui reproduisent l'image. La lumière qui éclaire les pixels provient d'un rétroéclairage LED. Les diodes sont non seulement bien plus petites que les ampoules fluorescentes utilisées auparavant, mais elles émettent également une lumière plus propre. Un film polarisant se trouve entre le rétroéclairage et la dalle LCD afin de répartir la lumière uniformément sur l'écran.

Après avoir passé le film polarisant, la lumière éclaire uniformément les pixels par l'arrière. Chaque pixel se compose de trois sous-pixels. Pour une TV 65 pouces qui contient huit millions de pixels, cela fait donc environ 24 millions de sous-pixels collés les uns aux autres et s'étalant sur une surface de 145 x 83 centimètres.

Chaque sous-pixel a une couleur de base: rouge, bleu ou vert. La couleur d'un pixel est donc créée par le mélange des couleurs de base des trois sous-pixels le composant. Quand les trois couleurs sont complètement allumées en même temps par exemple, on voit un pixel blanc.

Mais le mélange des trois couleurs n'est pas le seul facteur, la couleur du pixel dépend aussi de la luminosité de ses sous-pixels. En effet, mélangez du rouge foncé et du bleu foncé, vous n'obtiendrez pas le même violet que si vous mélangez du rouge clair et du bleu clair.

Alors, comment la luminosité des sous-pixels est-elle contrôlée? C'est le rôle des cristaux liquides qui se trouvent devant les filtres couleur. Pour faire court, les cristaux peuvent laisser passer ou bloquer la lumière. Cela fonctionne avec un champ électrique et les filtres polarisants.

TV QLED et points quantiques

Au fond, les TV QLED sont des LCD. Je m'explique: la lumière des LED arrive sur un film polarisant qui la répartit uniformément sur toute la surface de l'écran. Des cristaux liquides régulent ensuite la quantité de lumière. Enfin, les sous-pixels colorent la lumière.

Mais les LCD posent un problème: le rouge et le vert ne s'affichent pas proprement, l'écran a toujours une teinte bleue. C'est dû aux LED qui produisent de la lumière bleue. Si l'on ajoute une couche de phosphore jaune devant les LED, elles émettront alors de la lumière blanche. Cette lumière pourra ensuite être colorée par les sous-pixels.

La lumière blanche n'est pas 100% blanche, il reste des impuretés, les couleurs ne sont pas aussi puissantes que si la lumière était pure. D'autant plus, qu'on retrouve encore la teinte bleutée des LED.

Les téléviseurs QLED corrigent cette impureté dans la mesure du possible. Ils utilisent les points quantiques, des nanoparticules vraiment minuscules, qui se trouvent dans le film polarisant juste devant les LED. Ces nanoparticules absorbent la lumière bleue et, en fonction des vibrations, émettent elles-mêmes de la lumière colorée.

Imaginez les points quantiques comme des pendules au bout d'un fil. Quand la lumière entre en contact avec le pendule, il se met en mouvement. Plus le pendule est gros, plus il est lourd et plus ses mouvements sont lents.

Pour être précis, ces balancements sont des vagues électromagnétiques, elles déterminent la couleur vue par œil humain. Les petits mouvements donnent de la lumière bleue, les grands en revanche, de la lumière rouge. Et quelque part au milieu, notre œil voit du vert.

Petite piqûre de rappel: Quand les sous-pixels rouges, bleus et verts éclairent en même temps, œil humain voit du blanc. Il se passe le même phénomène pour les LED et les points quantiques. Quand la lumière bleue entre en contact avec les nanoparticules, qui en fonction de leur taille émettent de la lumière rouge ou verte, elles produisent une lumière blanche beaucoup plus claire et pure que celle des téléviseurs LCD avec une couche de phosphore.

Les sous-pixels peuvent produire des nuances bien plus subtiles que les LCD traditionnels à partir de cette lumière blanche. De plus, le téléspectateur reçoit une image bien plus lumineuse, car le QLED ne s’encombre pas de tous les filtres dont les dalles LCD ont besoin. Une palette de couleur plus large et une meilleure luminosité rendent des couleurs bien plus contrastées. Ce qui sert pour prendre en charge le HDR (High Dynamic Range).

Les OLED émettent de la lumière

Les écrans OLED ont longtemps été une technologie d’avenir. Les prototypes étaient présentés il y a 10 ans lors de salons comme l’IFA à Berlin. Ils sont proposés à la vente depuis quelques années, mais sont très onéreux. Selon la plupart des experts, c’est la meilleure image que l’argent peut vous acheter. Le fabricant LG Display détient le monopole et produit tous les écrans OLED.

Que signifie OLED? Leur nom est dérivé de l’origine organique des LED qui le composent. Contrairement aux LED classiques, les OLED peuvent être si petites qu’elles font non seulement office de source lumineuse, mais aussi de pixel. En termes techniques, les composés de carbone sont illuminés en interaction avec des molécules de couleur organique et des impulsions électriques.

Un pixel OLED est également composé de plusieurs sous-pixels, mais à la différence des téléviseurs LCD, ils sont quatre:

1. un rouge,
2. un bleu,
3. un vert,
4. un blanc.

Tous les sous-pixels émettent en fait de la lumière blanche créée par une sorte de «sandwich» RGB OLED. La lumière blanche passe ensuite à travers des filtres de couleur pour créer du rouge, vert, vert ou bleu. Seul le quatrième sous-pixel ne dispose pas de filtre et sa lumière nous parvient non filtrée. Cela permet non seulement d’avoir une meilleure luminosité, mais aussi une palette de couleurs plus riche.

Une complication inutile me direz-vous. Si la dalle utilise des OLED qui sont déjà bleues, rouges ou vertes, pourquoi ne pas aussi utiliser des sous-pixels de ces trois couleurs et ainsi supprimer les filtres?

Les premières générations d’OLED utilisaient des sous-pixels colorés, mais les sous-pixels organiques bleus vieillissaient plus vite et perdaient en luminosité. Et les sous-pixels rouges et verts à eux seuls rendent la reproduction des couleurs impossible.

Les quatre sous-pixels blancs résolvent ce problème de vieillissement asynchrone: comme ils émettent tous la même lumière, ils sont également sollicités. Les écrans OLED s’assombrissent donc avec le temps, il se passera tout de même dix à quinze ans avant que vous ne remarquiez quoi que ce soit. La reproduction des couleurs n’est quant à elle pas altérée par le vieillissement des OLED.

Tout ce que l’argent peut acheter de mieux

Les écrans OLED sont particulièrement appréciés pour leur rendu naturel des couleurs, sans qu'elles soient anormalement vives. Cela tient à la capacité de cette technologie à reproduire des noirs très profonds, mais aussi à ses valeurs de contraste exceptionnellement hautes.

Le contraste détermine la différence entre les points les plus sombres et les plus clairs d’une image. Plus cette différence est grande, plus la gradation en termes de luminosité sera grande. Cela signifie que l’écran pourra reproduire une plus grande variété de couleurs. Et plus il y a de couleurs, plus l’image paraîtra naturelle.

Ci-dessus, un exemple de rapport de contraste faible. Il y a très peu de degrés de luminosité pour chaque couleur et les couleurs se mélangent peu.

Ci-dessous, un exemple avec contraste élevé. Il y a tellement de degrés de luminosité que l’œil est incapable de les distinguer. Des millions de couleurs peuvent être créées à partir du RGB.

Les téléviseurs OLED ont non seulement un rapport de contraste élevé, mais aussi une large échelle de contraste: la différence entre le noir et le blanc est particulièrement grande. Comme les pixels OLED sont autoémissifs, ils s’allument en fonction des besoins. Cela donne des noirs très profonds à l’écran, c’était tellement révolutionnaire que l’industrie a dû créer le concept de «True Black» (vrai noir).

Les pixels LCD ne connaissent pas le vrai noir, ils sont physiquement incapables de le reproduire. En théorie, les cristaux liquides bloquent la lumière pour créer du noir, mais ils laissent toujours passer une petite quantité de lumière. C’est le fameux voile gris.

Pour obtenir un rapport de contraste similaire, les LCD prennent la direction opposée: au lieu de créer des noirs plus profonds, ils étendent l’échelle à l’opposé et contrent avec des blancs toujours plus clairs. Les LED classiques peuvent en effet émettre de la lumière plus claire que les diodes organiques.

Le problème: l'excès de luminosité donne des couleurs plus pâles.

Les TV OLED ont donc des rapports de contraste élevés sans pour autant que les couleurs paraissent pâles à cause de la luminosité excessive. Les dalles LCD ne peuvent pas faire aussi bien. Visuellement, l’OLED est ce qui se rapproche le plus de ce que les puristes appellent le «look plasma». Enfin, les écrans OLED ont un avantage non négligeable sur les plasmas: leur durée de vie est bien supérieure.

Luca Fontana

Senior Editor

Luca.Fontana@digitecgalaxus.ch

Vivre des aventures et faire du sport dans la nature et me pousser jusqu’à ce que les battements du cœur deviennent mon rythme – voilà ma zone de confort. Je profite aussi des moments de calme avec un bon livre sur des intrigues dangereuses et des assassins de roi. Parfois, je m’exalte de musiques de film durant plusieurs minutes. Cela est certainement dû à ma passion pour le cinéma. Ce que j’ai toujours voulu dire: «Je s’appelle Groot.» plus

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