Avec une moyenne de 5,7 écrans par foyer en France selon l’Arcom, et bien que nous ne soyons pas les plus mauvais élèves en matière de temps passé devant, nous sommes entourés de pixels ; smartphones, tablettes, téléviseurs et ordinateurs s’accaparent notre regard à longueur de journée. Tous ces appareils n’ont pas les mêmes finalités, et exploitent généralement des technologies d’affichage différentes. Nous vous avons déjà exposé les bons réflexes à avoir lorsque vous passez du temps devant les écrans ; ici, nous projetons plutôt de vous guider dans ce dédale de dalles.
Deux grandes familles d’écrans
Votre télé, votre écran ordinateur et votre smartphone possèdent un écran appartenant à l’une des deux grandes familles de notre époque : la première est celle des LCD (Liquid Crystal Display – écran à cristaux liquides) et la seconde celle des OLED (Organic Light-Emitting Diode). Ceci dit, si vous possédez une liseuse, elle n’appartient à aucune de ces lignées ; sa technique d’affichage est celle du papiel, ou papier électronique. Et même sans liseuse, vous êtes exposée à celle-ci à travers les étiquettes électroniques des commerces. Nous n’allons toutefois pas aborder cette sous-catégorie ici.
Nous allons détailler chacune des technos, mais avant cela, la petite vidéo ci-dessous proposée par la RTBF iXPé permet de bien poser les bases :
Écrans LED : fiables et économiques
Dans un dossier publié en 2015, nous vous parlions des différences entre écrans OLED et LCD. Plus précisément, de l’intérêt de l’OLED par rapport aux dalles IPS, VA et TN. Nos remarques de l’époque restent d’actualité, donc n’hésitez pas y jeter un œil.
Déjà, écartons un potentiel malentendu, véhiculé par certains fausses affirmations que nous avons pourtant souvent puis lire çà et là en préparant ce dossier : ceux que nous qualifions d’écrans LED (Light Emitting Diode) dans le langage courant restent des écrans LCD. Ils exploitent toujours une dalle dotée de cristaux liquides qui s’orientent en fonction du courant électrique. Les écrans LED tirent juste leur nom du fait que contrairement aux LCD traditionnels, leur rétroéclairage n’est pas assuré par des tubes CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) mais par des… LED. Le type de rétroéclairage a toutefois une incidence directe sur la luminosité et le contraste, et donc in fine sur la qualité de l’image affichée. Les LED offrent une efficacité énergétique accrue, une meilleure gestion de la lumière (avec notamment une amélioration de contraste grâce à des techniques comme le dimming local, un ajustement localisé de la luminosité), ainsi qu’un design plus fin.
Les écrans LCD restent largement utilisés de nos jours, dans une grande variété d’appareils (écrans d’ordinateur, TV, smartphones). Ils sont économiques et résistent bien à l’usure. Contrairement à l’OLED, les images statiques ne leur posent pas de problème ; il n’y a pas de risques de burn-in (brûlure d’écran en français). Concernant les défauts, ils sont plus ou moins prononcés selon le type de techno. Mais par rapport à l’OLED, ils sont moins lumineux, délivrent un contraste moindre, des couleurs plus ternes, ; leur réactivité est également inférieure.
Il existe trois lignées de dalles LCD. Les écrans TN (Twisted Nematic) sont de moins en moins courants mais ont longtemps fait le bonheur des joueurs au petit budget ou aux amateurs de FPS en raison de leur faible coût et de leur temps de réponse longtemps inégalé pour des LCD. Par contre, ils reproduisent mal les couleurs et souffrent d’angles de vision limités.
À l’inverse, l’IPS (In-Plane Switching) garantit une meilleure reproduction des couleurs, ainsi que des angles de vision plus larges que le TN. Ce, au détriment du temps de réponse, et au prix d’un budget plus conséquent.
Quant aux dalles VA (Vertical Alignment), elles représente un bon compromis entre contraste, angles de vision, réactivité et prix.
Tous ces noms reflètent l’alignement des molécules de cristal à l’intérieur de l’écran, et la façon dont elles changent lorsqu’elles sont chargées électriquement.
Dans tous les cas, un écran LCD repose sur un enchevêtrement de couches. La première est donc celle du rétroéclairage, qui fournit la source principale de lumière. Elle traverse une couche prise en sandwich entre deux filtres polarisants, l’un vertical, l’autre horizontal, de cristaux liquides qui réagissent aux champs électriques (ces cristaux changent d’orientation, bloquant ou limitant la lumière provenant du rétroéclairage, en fonction du champ électrique appliqué). De manière générale, la colorisation s’effectue à partir de trois couleurs primaires : rouge, vert, bleu (le fameux RGB). Chaque pixel se compose ainsi de trois cellules (ou sous-pixels).
Pour en revenir au rétroéclairage, les fabricants peuvent opter pour du Full LED / Direct LED ou du Edge-LED, détaillés ci-dessous. Mais le principe fondamental ne change pas. Le rétroéclairage peut s’effectuer globalement ou par zones. Notez que le type de LED peut également varier.
Aujourd’hui bien maîtrisée et régulièrement améliorée, cette technologie s’avère économique et fiable. Toutefois, en raison du principe même de rétroéclairage, les noirs peuvent manquer de profondeur, tandis qu’à l’inverse, la luminosité peut s’avérer insuffisante dans certains environnements .
De nos jours, certains fabricants (Samsung, Hisense et TCL) proposent des téléviseurs estampillés QLED (Quantum Dot Light Emitting Diode), LG des Super UHD (Color Prime) et Sony des Triluminos (Color IQ). Ne vous laissez pas tromper, en dépit de la ressemblance avec OLED, ce sont bien des modèles LCD. Ils sont seulement améliorés grâce à une technologie Quantum Dots (points quantiques).
Le principe : l’ajout d’un filtre supplémentaire à base de nanocristaux (les points quantiques) capables d’émettre une lumière colorée précise lorsqu’ils sont exposés à la lumière du rétroéclairage LED. Cela permet d’améliorer la luminosité et de mieux rendre les couleurs, en particulier celles basées sur le rouge et le vert, qu’un écran LED standard. Mais vous l’aurez compris, ce n’est qu’une optimisation, et non un changement de nature comme avec l’OLED.
Également intégrée à la grande famille des LCD, la branche des dalles Mini-LED utilise une multitude de toutes petites LED. La finalité est d’accroître la densité du damier de LED et ainsi affiner le rétroéclairage par zones. Ces milliers de mini-LED accroissent la précision du ciblage, et améliorent donc grandement la luminosité et le contraste. Ceci dit, les défauts inhérents aux écrans LED ne sont pas totalement gommés. Vous croiserez des écrans Mini-LED sous différentes appellations ; QNED chez LG, Neo QLED chez Samsung. Et vous l’aurez compris, Mini-LED et points quantiques Quantum Dot vont très souvent, pour ne pas écrire systématiquement, de pair.
OLED : exit le rétroéclairage
Il est temps de passer à l’OLED. Là encore, le nom, Organic Light-Emitting Diode, annonce la couleur : les écrans OLED exploitent des diodes électroluminescentes organiques. La structure de base consiste en une superposition de plusieurs couches (une couche de transport de trous (HTL), une couche d’émission (EML) et une couche de transport d’électrons (ETL)) disposées entre une cathode et une anode. Chaque pixel d’un tel écran émet sa propre lumière ; il est auto-émissif. Contrairement aux écrans LCD, ces dalles ne requièrent donc aucun rétroéclairage. En conséquence, et puisque chaque pixel peut être éteint individuellement, ces écrans délivrent les meilleurs contrastes, avec des noirs absolus ; ils sont extrêmement réactifs et épargnés par les images fantôme ; offrent des angles de vision larges ; sont les plus économes en énergie.
Les défauts de la technologie sont les risques de marquages (burn-in) assortie d’une durée de vie théoriquement moindre que celles des LCD. Ceci dit, les fabricants s’évertuent à circonvenir ces phénomènes. Le véritable frein est que ces écrans restent chers aujourd’hui. Ils équipent toutefois de plus en plus de smartphones, mais restent encore limités aux téléviseurs haut de gamme (bien qu’ils tendent logiquement à se démocratiser au fil des années).
Concernant les appellations, il y en a plusieurs. L’OLED « de base » repose sur un système RGB classique avec trois diodes (Rouge, Vert, Bleu). Pour avoir du blanc, les trois s’allument. Hélas, les composés organiques utilisés pour chaque sous-pixel vieillissent à des rythmes différents (l’OLED bleue a une durée de vie bien plus courte). Pour contrer ce phénomène, les fabricants de dalles que sont LG Display et Samsung commercialisent des dalles WOLED et QD-OLED respectivement.
Le WOLED, pour White OLED, également appelée WRGB, pour White Red Green Blue, ajoute une quatrième diode, et toutes sont blanches. Trois sont recouverts de filtres (rouge, vert et bleu), tandis que l’autre ne l’est pas afin de laisser passer directement la lumière blanche. Le problème de cette stratégie est que le filtre de couleur bloque une partie de la lumière. En résulte des couleurs « diluées » par rapport aux blancs et une atténuation de l’efficacité énergétique.
Le QD-OLED de Samsung exploite une base OLED bleue comme source de lumière principale. Comme l’explique l’entreprise sur son site, les diodes électroluminescentes émettent donc exclusivement de la lumière bleue, ensuite diffusée sur une couche de nanoparticules dont nous avons déjà parlé plus haut (en anglais « Quantum Dot Color Converter »). Ces Quantum Dots convertissent la lumière bleue en d’autres couleurs. Comme pour les écrans LED, ces points quantiques sont plus efficaces que des filtres pour convertir la lumière. La couche émettrice OLED sous-jacente n’a pas besoin d’être sursollicitée, tandis que les couleurs sont mieux rendues.
Toutefois, depuis maintenant quelques mois, Samsung se contente de qualifier ses nouveaux écrans OLED. La marque coréenne commercialise certains de ses écrans avec des QD-Oled, d’autres avec des dalles W-Oled achetés auprès de LG. Des motifs économiques et logistiques sont avancés pour justifier ce choix.
Par ailleurs, d’autres alternatives fleurissent. Citons le phOLED, pour phosphorescent Organic Light Emitting Diode, qui, contrairement au OLED classique – qu’il faut appeler ici FOLED (Fluorescent OLED) pour bien saisir la différence – exploite des matériaux phosphorescents plutôt que fluorescent, lesquels bénéficient d’une efficacité énergétique bien supérieure.
Pour terminer ce dossier, évoquons une dernière branche de l’OLED : celle des Micro-LED, un temps présentée comme le futur des écrans. Encore immature et très onéreuse, c’est une technologie émergente de miniaturisation de l’OLED semblable à celle des Mini-LED pour les écrans LED. En revanche, contrairement aux OLED, les Micro-LED sont composées d’un matériau inorganique (nitrure de gallium). En conséquence, elles bénéficient d’une durée de vie plus longue et ne présentent pas de risque de burn-in. Nous serons certainement amenés à en reparler d’ici quelques années.
OLED vs LCD, avantages et inconvénients
Le tableau ci-dessous vous offrira un résumé des principales caractéristiques à retenir. Bien entendu, le choix d’une technologie d’écran dépend fortement de l’usage prévu, mais aussi du budget que vous être prêt à consentir.
| Technologie | Noirs | Couleurs | Luminosité | Coûts | Durée de vie | Applications |
|---|---|---|---|---|---|---|
| OLED | Parfaits | Excellentes | Moyenne | Élevé | Modérée | Téléviseurs haut de gamme, smartphones |
| WOLED | Bons | Bonnes | Élevée | Modéré | Modérée | Téléviseurs premium |
| QD-OLED | Parfaits | Exceptionnelles | Élevée | Très élevé | Bonne | Téléviseurs et moniteurs ultra-haut de gamme |
| LCD (IPS) | Bons | Moyennes | Moyenne | Bas | Longue | Moniteurs, PC portables |
| Micro-LED | Parfaits | Excellentes | Très élevée | Extrême | Longue | Téléviseurs et affichages professionnels |
| Mini-LED | Bons | Bonnes | Élevée | Modéré | Longue | Téléviseurs et moniteurs |
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