Le QD-OLED de Samsung expliqué en 7 questions

Le QD-OLED de Samsung expliqué en 7 questions

Nous parlons de la technologie QD-OLED (Quantum Dot-Organic Light Emitting Diode) de Samsung Display depuis 2019. Elle est arrivée sur trois produits, deux téléviseurs et un écran PC. L’arrivée des dalles QD-OLED de Samsung sur le marché du téléviseur menace le monopole que LG détient depuis des années. Mais, quel est l’intérêt du QD-OLED ? Quelles différences avec l’OLED « traditionnel » ?

Le QD-OLED, on vous en parle depuis plusieurs mois. Au CES 2022, plusieurs produits ont été officialisés avec cette nouvelle technologie. Il y a un moniteur ultra-large par Dell Alienware, il affiche une définition de 3 440 x 1 400 pixels avec un taux de rafraichissement allant jusqu’à 175 Hz. Sony a, de son côté, présenté un téléviseur QD-OLED, le Master Series A95K. Samsung a également annoncé son premier téléviseur QD-OLED, le S95B que nous avons testé.

Mais qu’est-ce que le QD-OLED ? Et quelles différences avec l’OLED que vous connaissiez jusqu’à maintenant ?

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Qu’est-ce que le QD-OLED ?

Cette technologie QD-OLED (Quantum Dot-OLED) est développée par Samsung Display. C’est une branche du groupe Samsung, à l’image de LG Display. Comme l’OLED que vous connaissez, chaque pixel génère sa propre lumière, le contraste est donc théoriquement infini. On a par ailleurs d’autres avantages, comme les angles de vision larges et le temps de réponse instantanée.

Ces dalles ont donc la capacité d’émettre de la lumière sans recourir à une source lumineuse externe, ce que doivent faire les dalles LCD. Ceci est possible, car elles utilisent des diodes organiques, des composants électroniques semi-conducteurs qui permettent et contrôlent le passage du courant électrique dans un seul sens. Contrairement aux diodes conventionnelles, celles qui utilisent des matériaux organiques peuvent réagir à une stimulation électrique en émettant de la lumière. On dit qu’elles sont autoémissives.

Enfin, il y a le « QD » de QD-OLED qui signifie Quantum Dot. C’est un point que nous allons aborder à la question suivante.

Quelles différences entre le QD-OLED et les dalles OLED produites par LG Display ?

Les dalles OLED fabriquées par LG Display sont de type W-OLED (White OLED), donc la lumière émise par chacune des cellules autoémissives est blanche. La technologie utilisée par LG est basée sur un ancien brevet acheté à Kodak en 1987. Traditionnellement, le principal problème de la technologie OLED RGB (qui est finalement le système utilisé par Samsung), est que la durée de vie du pixel bleu trop courte, autour de 8000 heures, alors que les pixel srouge et vert peuvent durer plus plus de 100 000 heures. Kodak a eu l’idée d’utiliser que des pixels blancs et de rajouter un filtre entre les pixels et la dalle. Du coup, plus de pixel bleu et donc pas de dégradations prématurées.

Pour obtenir une couleur, la lumière traverse donc un filtre composé des couleurs RVB primaires (rouge, vert et bleu). Et encore, c’est une explication très simple. En réalité, si vous zoomez sur un téléviseur LG OLED, par exemple, vous verrez tout un tas de sous-pixels qui ont beaucoup évolué ces dernières années. Mais ça n’a pas corrigé le principal problème de cette technologie : la lumière émise par le pixel blanc perd 30 à 40 % de sa luminosité quand elle passe à travers le filtre RVB.

LG
Une dalle OLED LG // Source : Romain Guy

À cause de cette conception, les dalles W-OLED rencontrent une difficulté : elles ne peuvent pas montrer des éléments lumineux et être par ailleurs saturés en couleurs, car vous obtiendrez seulement de la lumière blanche pure (le résultat du sous-pixel blanc).

Ce problème est terminé avec le QD-OLED : même le pixel le plus lumineux de la dalle peut s’afficher avec la saturation des couleurs correctes, car il n’y a pas de sous-pixel blanc pour « effacer » la couleur. C’est une véritable révolution dans le monde OLED. On obtient une vraie dalle RVB (RGB en anglais) : chaque pixel est exclusivement composé du rouge, du vert et des sous-pixels bleus, augmentant ainsi la richesse chromatique et la luminosité. On peut parler d’une dalle OLED où tous les pixels sont bleus (au lieu de blancs), et on ajoute les fameuses nanoparticules ou Quantum Dot.

QD-Display

La nouvelle structure de dalle QD-OLED est basée sur des points quantiques (nanoparticules ou QD ou Quantum Dots) au lieu du filtres de couleur RVB traditionnel. Ce sont des molécules qui, lorsque la lumière tombe dessus (qu’elle soit blanche ou bleu) sont excités, pouvant ainsi générer des couleurs différentes, à savoir les trois couleurs primaires.

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La couverture de l’espace colorimétrique est théoriquement meilleure grâce aux boîtes quantiques. En plus de la saturation des couleurs dans les éléments plus clairs de l’image, c’est le spectre de couleurs propre à la dalle qui permettra d’afficher une colorimétrie avec les couleurs primaires les plus profondes (rouge, bleu et vert, comme nous l’avons vu auparavant), ce qui permet ainsi d’obtenir une couverture du spectre de couleurs beaucoup plus large.

Le QD-OLED promet ainsi une meilleure répartition des couleurs, ce qui améliorera encore l’excellent angle de vision des modèles OLED existants, mais sans avoir de problèmes de teinte lors d’un visionnage de biais. Les couleurs sont sensiblement plus riches et plus saturées, sans être artificielles, et l’impact HDR est théoriquement sensiblement plus grand, car les éléments lumineux de la plage dynamique sont plus « brillants ».

Le QD-OLED souffre-t-il des mêmes problèmes que l’OLED « traditionnel » ?

Les réfractaires à l’OLED citent souvent les brûlures d’écran (burn-in en anglais).

C’est un problème des écrans à diodes électroluminescentes organiques (OLED) qui n’est pas un phénomène nouveau. Il existe depuis aussi longtemps que les écrans existent, même les écrans d’ordinateur à tube cathodique à l’ancienne souffraient de ce problème. Le terme, d’ailleurs, nous vient de l’époque des écrans CRT, sur lesquels le phosphore émettant de la lumière et générant l’image perd sa luminosité au fil du temps. L’avantage des diodes électroluminescentes organiques est qu’elles brillent sans rétroéclairage. En revanche, leur durée de vie est limitée à environ 20 000 heures selon l’état actuel des connaissances. À raison de cinq heures de TV par jour, vous profiterez au moins dix ans de votre TV OLED.

Mais plus la luminosité des OLED est élevée et plus longtemps elles sont allumées, plus elles perdent rapidement leur intensité lumineuse. Un burn-in n’est donc rien d’autre que des pixels OLED qui ne peuvent plus briller avec autant de clarté que les pixels environnants. Un vieillissement déséquilibré en quelque sorte. Ainsi, un marquage se forme lorsque certains pixels OLED sont très fortement sollicités en comparaison avec d’autres (avec une image fixe affichée trop longtemps par exemple).

Heureusement, les fabricants usent de méthodes pour diminuer le risque de marquage : mécanisme de nettoyage d’image résiduelle, détecteurs d’images fixes, décalage de l’image affichée, actualisation des pixels, réglage local de la luminosité… Notez qu’aujourd’hui, aucune technologie n’offre tous les critères du téléviseur parfait. Les derniers téléviseurs Neo QLED de Samsung, par exemple, présentent un pic de luminosité élevé et un filtre antireflet inégalé, mais le blooming est encore visible et peut être dérangeant notamment avec l’utilisation de sous-titres.

Alienware AW3423DW
Alienware AW3423DW // Source : Dell

Bref, revenons à notre QD-OLED. Est-il sensible au marquage ? Cette technologie n’échappe pas au problème de marquage. D’autant plus que nous n’avons pas encore suffisamment de recul. D’ailleurs, Alienware offre une garantie de trois ans contre le burn-in sur son moniteur QD-OLED.

9 /10

Dell Alienware 34 QD-OLED (AW3423DW)

LG en est à sa troisième génération d’OLED. Samsung, en revanche, ne nous a pas encore montré ce que ses dalles QD-OLED ont à offrir. Cette technologie s’appuie sur des innovations bien connues telles que les points quantiques et l’OLED, mais il s’agit toujours d’une nouvelle technologie d’écran. Il faudra vérifier sur le QD-OLED ne souffre pas d’une dégradation prématurée des pixels bleus, ou si sa résilience à la rétention d’images statiques est identique, meilleure ou moins bonne que celle des dalles OLED classiques. Ce n’est pas tout. Le QD-OLED produit-il vraiment les couleurs avec autant de précision et de richesse que nous l’affirment Sony et Samsung Display ? La luminosité maximale effective est-elle vraiment plus élevée ?

Quel est l’intérêt du QD-OLED ?

Si vous avez lu attentivement l’article, vous connaissez les qualités du QD-OLED par rapport à l’OLED « traditionnel ». Mais, nous n’avons pas de recul sur cette technologie. Sony, par exemple, utilise toujours les dalles OLED WRGB de LG Display, mais sur ses téléviseurs à prix légèrement inférieur : A80K et A90K.

QD-OLED Sony
Sony Master Series A95K

Mais, dans un marché économique, la dynamique concurrentielle possède un intérêt pour les consommateurs. Rappelons que LG Display travaille avec beaucoup de fabricants de téléviseurs dans le monde, y compris Panasonic, Sony, Sharp ou encore Philips. Cette compétition nous permet d’imaginer que dans quelques années, le prix des téléviseurs OLED continuera de baisser sensiblement.

Le QD-OLED va également permettre de continuer d’étendre l’usage de l’OLED. Comme vous l’avez vu, le QD-OLED a permis de bénéficier de la technologie OLED sur un moniteur ultra-large avec des caractéristiques de gaming, ce qui n’était pas le cas avec l’OLED de LG Display.

Samsung Electronics n’utilise pas le QD-OLED ?

Samsung n’a pas présenté de téléviseurs équipés d’une dalle QD-OLED au CES 2022. Cependant, le fabricant coréen l’a fait après avec le S95B.

Que donnent les premiers produits QD-OLED ?

Nous avons testé tous les produits QD-OLED de 2022. À commencer par le moniteur Alienware de Dell : « (…) la marque est parvenue à mettre la main sur une dalle d’excellente qualité répondant à tous nos critères : contrastes infinis, luminosité record, angle de vision excellent, calibration des couleurs idéale et latence extrêmement faible. ».

Nous avons également testé le téléviseur de Sony :

Le téléviseur Sony A95K marque un virage dans l’univers de la télévision à la maison. Il combine effectivement les avantages d’une dalle OLED classique avec ses noirs abyssaux, son temps de réponse et ses angles de vision avec ceux d’un filtre de Quantum Dot qui lui permet d’afficher des couleurs réellement plus pures. Les couvertures des espaces colorimétriques s’en trouvent immédiatement grandis et nos yeux peuvent ainsi profiter d’une plus grande palette de couleurs, celles-ci étant non seulement plus brillantes, mais également plus pures que sur une dalle OLED classique. Le pic de luminosité frise la barre symbolique des 1000 cd/m² ce qui fait de cette série OLED A95K de Sony la plus lumineuse du marché en attendant les modèles Samsung et Panasonic.

Enfin, nous avons également eu l’opportunité de tester le téléviseur de Samsung :

(…)  le téléviseur QD-OLED Samsung QE55S95B propose des images réellement sublimes. Le mode Filmmaker est réellement à privilégier pour obtenir le meilleur rendu possible sans trop fouiller dans les menus. Les autres modes d’image proposent des scènes bien trop lumineuses par rapport à ce qu’elles devraient être, même en mode Cinéma. Il semble que Samsung cherche encore à dompter la luminosité offerte par sa technologie pour l’adapter à une bonne fidélité des scènes. Ce téléviseur est le plus lumineux que nous ayons testé jusqu’ici, dépassant le fameux seuil des 1 000 cd/m² pour un mode « regardable », en l’occurrence Filmmaker, ce qu’aucune télévision OLED n’avait encore réussi à faire.

Quelle est la réponse de LG Display ?

LG expérimente depuis plusieurs années une manière d’améliorer ses dalles WRGB et s’est rendu compte que l’un des principaux obstacles à l’amélioration de la dalle était la luminosité. Les derniers téléviseurs ont progressé, dont les nouvelles séries C2 et G2, mais ce n’est pas encore suffisant.

La solution est de déplacer les pixels de l’arrière (en bas) vers l’avant (en haut). Dans cette technologie, le filtre fluorescent utilisé dans les téléviseurs OLED (qui génère des couleurs RVB) serait remplacé par un émetteur à fluorescence retardée activée thermiquement (TADF) fabriqué par la société Cynora. C’est ce que l’on appelle la technologie OLED WRGB-TAD. Cette technologie TADF combine deux avantages : la durée de vie de la fluorescence et l’efficacité de la phosphorescence. De plus, cette technologie est compatible avec la fabrication de dalles à l’aide d’imprimantes 3D, ce qui réduirait le coût de fabrication.

Le pic de luminosité maximum pourrait arriver à environ 1300-1400 nits et l’image ne serait pas limitée en luminosité lorsque l’écran est 100 % blanc. Malheureusement, chaque année, cette technologie subit un nouveau retard dû à des désagréments imprévus. De plus, la couverture des couleurs ne sera pas aussi riche que celle des dalles QD-OLED.

Ce qui est clair (ou pas) aujourd’hui, c’est que LG Display a atteint les limites actuelles de l’OLED. Le temps et surtout les ventes donneront raison à l’un des deux géants coréens, mais une chose semble claire : il ne peut en rester qu’un. Et nous ne pouvons pas garantir un gagnant, car d’autres technologies — comme le Mini LED et le MicroLED — sont très prometteuses.

MicroLED, Mini LED, Direct LED… les fabricants de TV investissent actuellement des milliards d’euros pour développer des alternatives à l’OLED et ses contrastes infinis. Ces technologies dérivent des grands écrans LED émissifs avec un processus…
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