Les écrans 4K ou 8K ?

Difficile de faire la part des choses entre un téléviseur et un autre, mis à part ce qui saute aux yeux, sa taille. En effet, les TV embarquent aujourd’hui un très grand nombre de technologies qui permettent d’optimiser les images. Comprendre les différentes technologies d’affichage est donc important si on ne veut pas se tromper. Les fabricants de TV LCD

Depuis 2019, le leader de la production de TV LCD est BOE (Bejing Oriental Electronics Group). Selon le cabinet d’études IHS Markit, en 2020 il devrait être suivi par la société chinoise CSOT (China Star Optoelectronics Technology), filiale de TCL qui doit occuper la deuxième place du classement. Ensuite, devraient arriver la société taïwanaise Innolux puis l’entreprise chinoise HKC suivie par Samsung Display et LG Display (qui arrête la production d’écrans LCD à la fin 2020 pour se concentrer sur la technologie OLED).

Comment ça marche ?

Tout d’abord, plantons le décor. Contrairement à ce que l’on pourrait croire en regardant les modèles de télévisions actuellement disponibles sur le marché, il n’existe que deux technologies d’écran plat: le LCD et l’OLED. Disons-le tout de suite, les TV LED sont des TV LCD même si cela fait moins bien sur le papier… Un écran LCD fonctionne de la manière suivante. Il s’agit d’une dalle constituée de plusieurs panneaux plaqués les uns contre les autres. Chacun a un rôle bien défini. Ce que l’on appelle la matrice LCD est composée de cristaux liquides répartis sur une couche et entourée par deux électrodes. Des filtres polarisants sont installés de part et d’autre. Le premier filtre s’occupe de la polarisation de la lumière dans le sens vertical, tandis que l’autre est chargé de sa polarisation horizontale. Une source lumineuse ou rétro éclairage est installée derrière la dalle. Elle peut être décomposée en plusieurs sources et positionnée sur les côtés de l’écran ou, pour un meilleur rendu, sur toute la surface de la dalle.

Un écran LCD fonctionne sur la base de l’orientation des cristaux liquides. Ceux-ci ont la particularité de changer la polarisation de la lumière lorsqu’on leur applique un champ électrique. Chaque pixel peut ainsi être allumé ou éteint selon la tension créée entre les électrodes avant et arrière. La variation de la tension appliquée permet de déterminer l’inclinaison des cristaux liquides et change ainsi le niveau de luminosité de chaque pixel. Ceux-ci sont constitués de trois cellules (une pour chaque couleur primaire que sont le rouge, le vert et le bleu). On appelle ces cellules des sous-pixels. Ils ne laissent passer que l’une des trois composantes de la lumière. Avec la variation de l’intensité lumineuse, on obtient des teintes particulières.

Les différents types de dalles LCD

Il existe deux types de dalles utilisées pour les téléviseurs: IPS (In Place Switching) et VA (Vertical Alignment). Les dalles LCD IPS s’appuient sur des cristaux liquides qui sont imbriqués et organisés sur un axe parallèle à l’écran lorsqu’ils sont au repos. Elles ont l’avantage de proposer de larges angles de vision et une diffusion uniforme de la lumière afin de donner

une image homogène en termes de qualité. En revanche, on peut leur reprocher un rapport de contraste inférieur à la moyenne. Les dalles VA utilisent des cristaux liquides alignés perpendiculairement à l’écran. La lumière passe moins. Cela a pour avantage de proposer des taux de contraste beaucoup plus élevés et un meilleur affichage des couleurs. Mais les angles de vision sont moins larges qu’avec une dalle IPS.

Les caractéristiques de la source de lumière

La source de lumière est importante car elle influe directement sur la qualité d’image. Les premières TV LCD utilisaient des néons comme sources de lumière. Désormais, il s’agit de diodes LED. C’est d’ailleurs pour cela que l’on parle maintenant de TV LED pour TV LCD, mais il s’agit bien d’une dalle LCD à cristaux liquides éclairée par des LED. Celles-ci peuvent être placées soit sur tout le contour de l’écran, on parle alors de Edge LED, soit sur un panneau qui occupe toute la surface de la dalle. C’est ce que l’on appelle le Direct LED ou Full LED. Dans ce dernier cas, on obtient un éclairage beaucoup plus homogène. De plus, les LED sont divisées en zones que le système peut gérer afin d’en activer certaines et pas d’autres, donnant un résultat plus précis qu’avec des diodes installées sur les bords. C’est ce que l’on appelle le Local Dimming. Certains constructeurs utilisent le terme de Micro Dimming qui signifie que le nombre de zones est très important et que la luminosité peut y être

gérée nettement plus finement. L’avantage du EdgeLED est de proposer des dalles plus fines.

Quantum Dots, pour renforcer les couleurs

Cette technologie s’appuie sur les propriétés optiques de nanocristaux. Elle utilise des points quantiques (Quantum Dots). Il s’agit de matériaux semiconducteurs qui contiennent des électrons. Ceux-ci, lorsqu’ils sont soumis à de la lumière, réagissent et produisent une lumière fluorescente dont la longueur

d’onde est déterminée par leur taille mais aussi leur forme. Elle est utilisée notamment pour booster les couleurs rouges et vertes. En associant un rétro éclairage LED avec de la lumière bleue, on obtient des couleurs renforcées et donc une plus large couverture du spectre colorimétrique.

Mini-LED chez TCL et bientôt chez les autres

Le constructeur TCL a présenté récemment une nouvelle technologie pour les TV LCD. Baptisée Mini-LED, elle associe la technologie Quantum Dots à un rétro éclairage constitué d’une dalle intégrant des LED extrêmement petites, d’où la notion de mini-LED. Grâce à leur taille réduite, elles peuvent être plus éloignées les unes des autres et moins se parasiter entre elles lorsqu’il s’agit de créer du noir sur certaines mais pas sur d’autres. Actuellement, seul TCL propose un modèle utilisant cette technologie, le X10. Toutefois, LG et Samsung devraient s’y mettre à leur tour dès 2021.

L’autre technologie : OLED, pour des noirs abyssaux

Acronyme de Organic Light-Emitting Diode, la technologie OLED est différente de celle utilisée sur les dalles LCD. Elle s’appuie sur des diodes électroluminescentes organiques pour produire sa propre lumière lorsqu’elles sont traversées par un courant électrique. Les écrans OLED n’utilisent donc pas de rétro éclairage, comme les TV LCD. Cela a pour conséquence directe une conception beaucoup plus fine de l’écran. Pour faire une image, chaque sous-pixel intègre une OLED de couleur. Ainsi, si le pixel est éteint, on obtient un vrai noir s’il n’est pas parasité par ses voisins (effet blooming). C’est pour cette raison que les dalles OLED proposent des noirs extrêmement profonds, bien plus que les dalles LCD. Les angles de vision sont également plus larges qu’avec l’autre technologie, plus directive car dépendante d’une source de lumière qui traverse les différents panneaux pour aller jusqu’aux yeux des téléspectateurs. Avec l’OLED, ceux-ci voient exactement les mêmes niveaux de couleur et de contraste s’ils sont en face ou de côté. ■