Points quantiques et nanotiges: c'est l'avenir étrange et sauvage de la télévision

Il était une fois deux options pour les téléviseurs grand écran. Les téléviseurs LED (un téléviseur LCD avec rétroéclairage LED) offraient la meilleure option en termes de luminosité et la résolution, tandis que les vidéoprojecteurs étaient la réponse claire pour ceux qui appréciaient une taille d'image vraiment grande et la possibilité de contrôler l'ambiance. lumière. Mais c’était il y a plus de dix ans et, mon Dieu, les temps ont changé. Aujourd'hui, nous disposons de téléviseurs QLED, de téléviseurs OLED et de téléviseurs mini-LED (sans parler des nouveaux projecteurs à courte focale alimentés par laser). D’ici quelques mois, vous pourrez ajouter le téléviseur MicroLED à cette liste.

Mais ce n’est qu’un début. À l'horizon, trois autres technologies semblent prêtes à changer encore davantage le paysage télévisuel: les travaux sur QNED, Les écrans QD-OLED et QDEL sont à différents stades de développement et nous pourrions voir la première de ces innovations au cours des 12 prochaines années. mois. Que signifient tous ces acronymes et, plus important encore, comment vont-ils affecter vos décisions d'achat de téléviseurs? Analysons cette soupe à l'alphabet et trouvons quelques réponses.

Aujourd'hui: TV LED, TV QLED, mini-LED et TV OLED

Téléviseur LED

La technologie TV la plus ancienne et la plus abordable dont nous disposons actuellement est la télévision LED. C’est un terme inapproprié: techniquement parlant, un véritable téléviseur LED utiliserait des LED pour tous les aspects de l’image que vous voyez, mais ce n’est pas tout à fait ce qui se passe ici. Un téléviseur LED est en fait un téléviseur LCD qui utilise des LED comme source de lumière, mais ne les utilise pas pour produire l'image finale. Cette tâche incombe au panneau LCD et à un filtre couleur ultérieur.

Vous pouvez trouver des téléviseurs LED pour seulement 85 $ lors de promotions spéciales comme le Black Friday, ce qui les rend très attractifs, mais les téléviseurs LED présentent également des inconvénients. Leurs rétroéclairages consomment beaucoup d’énergie. Leurs panneaux LCD laissent passer la lumière, mais pas aussi bien pour la bloquer, ce qui signifie que les noirs ne sont pas aussi profonds ou sombres qu’ils pourraient l’être. Enfin, la lumière blanche produite par le rétroéclairage n’est pas un blanc à spectre complet, donc certaines couleurs ne sont pas possibles et d’autres ne sont pas toujours précises.

• Téléviseur LED vs. Téléviseur LCD

Téléviseur QLED

Au début des années 2010, Sony, Samsung et plusieurs autres sociétés ont commencé à expérimenter un matériau appelé points quantiques. Il a été découvert que ces nanoparticules semi-conductrices possèdent la qualité fascinante de pouvoir émettre des fréquences de lumière très précises lorsqu’elles sont stimulées par une source d’énergie. Ils se sont également révélés extrêmement efficaces pour convertir cette énergie en lumière.

Les fabricants de téléviseurs ont réalisé qu'en utilisant une couche de points quantiques finement réglés sur un rétroéclairage LED, ils pouvaient remplissez les parties du spectre de couleurs qui manquaient à la LED, créant ainsi un blanc très complet et pur lumière. Mieux encore, cela ne nécessitait pratiquement aucune énergie supplémentaire et le résultat était une luminosité, un volume de couleur et une précision des couleurs excellents. Ce fut la naissance de la LED à points quantiques (QLED), et elle est devenue la technologie d'affichage de choix pour une grande variété de téléviseurs, depuis les téléviseurs 4K bon marché de 50 pouces jusqu'aux Téléviseurs 8K de 98 pouces. Les téléviseurs QLED offrent actuellement le meilleur rapport prix/taille d'écran de toutes les technologies de téléviseurs à panneau (les projecteurs restent le moyen le moins cher d'obtenir un écran ultra-large). image).

Mais malgré les couleurs bien supérieures des téléviseurs QLED, elles dépendent toujours de deux variables pour contrôler le contraste et niveaux de noir: atténuation sélective du rétroéclairage et blocage de toute lumière restante avec l'écran LCD matrice. Ce n’est pas parfait: de nombreux téléviseurs QLED se retrouvent toujours avec des noirs qui sont en réalité des gris très, très foncés, et dans des scènes où les scènes sont très sombres et très sombres. Si des éléments lumineux sont sur l'écran en même temps, vous obtenez un « blooming » – un léger halo de luminosité qui s'infiltre dans les zones sombres de l'écran. image.

Téléviseur mini-LED

Une façon de résoudre le problème de contraste de QLED consiste à exercer un contrôle encore plus grand sur le rétroéclairage LED. Un rétroéclairage de téléviseur QLED typique est composé de centaines de LED individuelles, subdivisées en dizaines de zones. Éteindre chaque LED dans une zone donnée produit un noir agréable et profond, mais bien souvent, les zones sont tout simplement trop grandes pour le faire sans affecter négativement certaines parties de l'image.

Les téléviseurs mini-LED tentent de résoudre ce problème en augmentant considérablement le nombre de LED dans le rétroéclairage – avec des milliers de petites LED au lieu de centaines de plus grandes. Des LED plus nombreuses et plus petites signifient des zones plus nombreuses et plus petites, ce qui, comme vous l'avez probablement deviné, conduit à un contrôle encore plus grand sur la luminosité (ou l'obscurité) sur l'écran. Nous n’avons vu que quelques téléviseurs Mini-LED jusqu’à présent, mais ils ont déjà prouvé que la stratégie fonctionne. Ces téléviseurs produisent certains des noirs les plus profonds que nous ayons jamais vus sur un téléviseur rétroéclairé par LED.

Pour le moment, TCL est la seule marque de téléviseurs à vendre des téléviseurs mini-LED, mais nous nous attendons à ce que pratiquement toutes les marques qui produisent encore des téléviseurs QLED vendent des modèles mini-LED en 2021.

• Mini-LED vs. Téléviseur QLED
• Test du téléviseur mini-LED TCL série 6
• Test du téléviseur mini-LED TCL série 8

Téléviseur OLED

Et si vous pouviez simplement vous débarrasser complètement du rétroéclairage et que chaque pixel d’un écran de télévision produise sa propre lumière et sa propre couleur? C’est exactement ainsi que fonctionnent les téléviseurs LED organiques (OLED). Chaque pixel OLED est une usine autonome de lumière et de couleurs, ce qui confère aux téléviseurs OLED deux avantages distincts. Sans rétroéclairage séparé, ils sont incroyablement fins et peuvent même être transformés en feuilles flexibles enroulables. L’absence de rétroéclairage signifie également des noirs parfaits. Lorsqu’un pixel OLED individuel est éteint, il n’émet aucune lumière. Il ne fait tout simplement pas plus sombre que l’OLED pour le moment.

Aussi spectaculaires que soient les téléviseurs OLED, ils ne peuvent pas être aussi lumineux que les téléviseurs QLED et, dans certaines situations, ils peuvent souffrir à la fois de l'image la rétention (voir des parties d'une image précédente rester temporairement comme une ombre) et le burn-in (lorsque la rétention d'image devient permanent). C’est un effet secondaire malheureux des OLED: plus vous les rendez brillants (en les traversant avec plus de courant), plus leur durée de vie est courte. Les téléviseurs OLED ont également tendance à être plus chers que les téléviseurs QLED. Cela s’explique en partie par le fait qu’il y a moins d’entreprises qui fabriquent des panneaux OLED, et moins entreprises qui vendent des téléviseurs OLED, mais c'est aussi parce que le processus de fabrication des OLED est plus récent et plus coûteux que celui des QLED. affiche.

• Téléviseur OLED contre Téléviseur LED
• Téléviseur OLED contre Téléviseur QLED

Demain: TV MicroLED

Samsung vient d'annoncer qu'il commencerait à vendre le premiers téléviseurs grand public fabriqués à partir de MicroLED technologie, qu'elle n'utilisait auparavant que dans des installations commerciales haut de gamme. Les téléviseurs MicroLED utilisent le même principe que l'OLED, dans la mesure où chaque pixel MicroLED produit à la fois de la lumière et de la couleur, mais sans avoir besoin de rétroéclairage.

Étant donné que ces pixels utilisent de minuscules LED et non des OLED, ils peuvent atteindre des niveaux de luminosité impressionnants. niveaux de noir parfaits, et ils ne souffrent jamais de rémanence car les LED ne sont pas affectées par cela problème. Cela ressemble au meilleur des deux mondes, et c’est presque le cas. Cependant, les écrans MicroLED actuels présentent certains inconvénients.

Aussi petites que soient ces LED, elles ne peuvent pas être aussi petites que les OLED. Cela signifie que pour n'importe quelle taille de téléviseur, vous pouvez l'adapter de manière plus d'OLED que de MicroLED, c'est pourquoi la première MicroLED de Samsung mesure peut-être 110 pouces, mais ce n'est toujours qu'une 4K LA TÉLÉ. Plus l'écran est grand, plus les pixels sont visibles à la même résolution.

Des questions se posent également quant à la consommation d’énergie de MicroLED. Lorsque nous avons été autorisés à nous approcher des téléviseurs MicroLED dans des endroits comme le CES 2020, la chaleur générée par ces écrans était palpable. On ne sait pas si la version 110 pouces de Samsung souffre du même problème. Enfin, il y a le prix: en tant que technologie d’affichage TV la plus récente, attendez-vous à ce que MicroLED soit très cher jusqu’à ce que la demande fasse baisser le prix.

• Téléviseur MicroLED vs. Téléviseur mini-LED
• Téléviseur MicroLED vs. Téléviseur OLED

Dans les 12 à 24 prochains mois: TV QD-OLED et QNED TV

Téléviseur OLED QD

Aussi intrigante que soit la technologie MicroLED pour les téléviseurs de très grande taille, la plupart des gens auraient du mal à trouver une place pour l'un de ces géants, c'est-à-dire s'ils pouvaient se le permettre. En tant que tel, il est peu probable que nous assistions à une prise de contrôle par MicroLED des téléviseurs de 75 pouces ou moins. Mais cela ne veut pas dire que nous sommes limités à nos technologies existantes.

Quantum dot OLED (QD-OLED) est une nouvelle façon de fabriquer des panneaux d'affichage OLED qui permet de répondre à deux faiblesses potentielles des téléviseurs OLED actuels: Leur luminosité maximale ainsi que leur volume et précision des couleurs.

En réorganisant la façon dont les pixels OLED produisent la couleur – avec un peu d'aide des points quantiques – les téléviseurs QD-OLED éliminent le besoin d'un filtre de couleur, ce qui peut absorber jusqu'à 70 % de la lumière qui le traverse. Ce seul changement a le potentiel d’augmenter considérablement la quantité de lumière pouvant atteindre les spectateurs, sans compromettre la couleur. Cela pourrait également aider à réduire ou à éliminer le risque de brûlure.

Une grande partie de cela reste à prouver car nous n'avons pas encore vu les premiers téléviseurs QD-OLED en action, mais comme nous l'expliquons dans notre Explication QD-OLED, il y a de nombreuses raisons d’être optimiste. Nous savons que la division d'affichage de Samsung (Samsung Display) travaille sur la fabrication de QD-OLED, et nous nous attendons à voir les premiers téléviseurs QD-OLED annoncés par une grande marque – peut-être TCL – en 2021.

QNED TV

Est-il possible d'obtenir les mêmes noirs parfaits qu'un téléviseur OLED, sans aucune luminosité inhérente limitations de l'OLED, et sans l'utilisation de MicroLED coûteuses, ou peut-être même sans l'utilisation de l'OLED à tous?

C'est la promesse de diodes électroluminescentes quantiques (QNED). À l’heure actuelle, la plupart des téléviseurs OLED utilisent un matériau OLED bleu comme source de lumière principale. Cette lumière bleue peut être orientée vers le blanc à l'aide d'un matériau OLED jaune, puis convertie en toutes les couleurs de l'arc-en-ciel avec un filtre de couleur, mais ce n'est pas une excellente solution en termes de luminosité ou de précision des couleurs, malgré l'image globale impressionnante du téléviseur OLED qualité.

Les téléviseurs QD-OLED, comme nous l'avons mentionné ci-dessus, éliminent le filtre de couleur, mais ils ne modifient pas le moteur fondamental de luminosité, qui est toujours le matériau OLED bleu.

Un téléviseur QNED remplace ce matériau OLED par une invention relativement nouvelle appelée nanorods LED. Les nanorods sont des structures cylindriques incroyablement petites qui peuvent être utilisées pour loger également petites LED. La forme aux multiples facettes des nanotiges augmente la quantité de lumière que les LED peuvent émettre, et leur petite taille pourrait être une aubaine pour des résolutions ultra-hautes qui fonctionnent bien. au-delà de 8K.

À l’heure actuelle, on pense que les fabricants de téléviseurs continueront de s’appuyer sur la lumière bleue émise par ces LED à nanorodes comme source de base. de luminance, avec des points quantiques continuant à convertir la lumière bleue de la LED en rouge et en vert, tout comme dans un QD-OLED LA TÉLÉ. Mais comme les LED ne sont pas susceptibles de brûler, il n’y a aucun inconvénient à pousser la quantité maximale de courant possible afin d’obtenir une luminosité maximale.

Il est remarquable que ces améliorations puissent également s’accompagner d’une réduction des coûts. Le matériau OLED est difficile à travailler et même les techniques de fabrication les plus avancées voient toujours le panneau des rendements inférieurs à ceux des téléviseurs QLED. Remplacer l'OLED par des LED nanorod pourrait représenter une économie importante - si cela travaux.

Des rapports datant du début de 2020 suggèrent que Samsung Display étudie des moyens de remplacer l'OLED bleu dans ses panneaux QD-OLED dotés de LED nanorod bleues, ce qui conduirait à la vente des premiers téléviseurs QNED – peut-être dès 2022.

2023 et au-delà: QDEL TV

QDEL TV

Les points quantiques sont actuellement utilisés pour convertir une longueur d’onde de lumière en une autre, avec pratiquement aucune perte de luminance. C'est pourquoi ils apparaissent sur les écrans QLED, QD-OLED et QNED. Mais les points quantiques ne se limitent pas à ce rôle d’intermédiaire. Ils peuvent également être alimentés directement à l’électricité. C’est ce qu’on appelle l’électroluminescence et c’est la base de la technologie électroluminescente à points quantiques (QDEL).

Au lieu d’utiliser des points quantiques réglés en rouge et vert pour convertir la lumière bleue, les écrans QDEL utilisent trois points quantiques par pixel – rouge, vert et bleu – qui sont alimentés directement par l’électricité. Le résultat est un écran qui, sur le papier, pourrait être le Saint Graal de la technologie TV.

Chaque pixel est auto-émissif, donc tout comme avec les écrans OLED, vous obtenez des noirs parfaits. Les points quantiques se dégradent avec le temps, mais tout comme les écrans LED, il n’y a aucun risque de brûlure. L'absence de filtre de couleur signifie que pratiquement toute la lumière générée passe sans entrave au spectateur, vous offrant ainsi plus de luminosité par watt d'énergie. Et les points quantiques peuvent être appliqués en couches extrêmement fines, ce qui préserve toute la flexibilité de l’OLED, ce que MicroLED ne peut pas faire actuellement.

Pourquoi ne construisons-nous pas déjà des écrans QDEL s’ils sont si géniaux? Il s’avère que même si les points quantiques accordés en rouge et en vert ont été fabriqués avec succès à grande échelle, les points quantiques bleus sont plus difficiles à fabriquer. Des progrès sont réalisés, mais les points quantiques bleus d’aujourd’hui n’émettent toujours pas suffisamment de luminance pour qu’on puisse s’y fier pour un véritable affichage QDEL.

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