QD OLED : la technologie qui révolutionne la TV

QD OLED : la technologie qui révolutionne la TV

L’arrivée des premiers téléviseurs QD OLED TV, c'est-à-dire des TV OLED dopées aux boîtes quantiques, rebat les cartes sur le marché des TV Ultra HD. Premier fabricant à présenter une TV QD OLED, Sony a marqué les esprits avec sa gamme Sony A95K Bravia XR OLED exploitant une dalle Samsung QD OLED produite par le fabricant coréen sous l’appellation QD Display ! Vous êtes perdus ? Pas de panique, on vous explique de quoi il retourne.

Avec son écran QD-Display, Samsung Display, la branche du fabricant coréen spécialisée dans la fabrication de dalles pour les écrans de PC, les smartphones et les TV, souhaite conjuguer les atouts de deux technologies qui s’opposaient jusqu’alors : la technologie Quantum Dots et la technologie OLED. Pour mieux comprendre la technologie QD-Display appelée aussi QD OLED, faisons le point sur le fonctionnement des Quantums Dots et des écrans OLED.

Saony A95K Bravia XR OLED : la première TV QD OLED

Sony est le premier fabricant à présenter un téléviseur UHD 4K QD-OLED doté d’une dalle Samsung QD-Display : le Sony XR-65A95K.

Qu’est-ce que la technologie Quantum Dots ?

Cette technologie d'amélioration du rétroéclairage est exploitée depuis plusieurs années par Samsung avec ses téléviseurs Samsung QLED. Dans un téléviseur LCD-LED classique, on trouve un rétroéclairage LED blanc et une dalle LCD dont chaque sous-pixel filtre uniquement la composante de la lumière utile à la composition de l'image (rouge, vert et bleu). Cette technologie fonctionne bien, mais sa luminosité maximale est souvent limitée et elle ne permet pas de reproduire beaucoup de nuances de couleurs par rapport aux capacités de l’œil humain.

Quantums Dots

La technologie Quantum Dots, ou filtre à boîtes quantiques, utilise des nanocristaux de séléniure de cadmium intercalé entre le rétroéclairage et la dalle LCD. Lorsqu’ils sont excités par la lumière du rétroéclairage, ces nanocristaux émettent une lumière dont la longueur d'onde, c’est-à-dire la couleur, est déterminée par leur forme et leur taille. Le filtre à boîtes quantiques est conçu pour améliorer l’intensité lumineuse et la pureté du rouge et du vert produits par l’écran, point faible des TV LCD.

En combinant un rétroéclairage à LED bleues et un filtre à boîtes quantiques, les TV QLED disposent d’un rétroéclairage RVB très efficace qui augmente la luminosité globale des images et accroît leur espace colorimétrique, c’est-à-dire le panel de couleurs affichables. 

Comment fonctionne une TV OLED ?

La dalle d'un téléviseur OLED adopte une multitude de diodes OLED (diode électro-luminescente organique). Ce composant électronique produit de la lumière à partir d'une substance organique capable de s'illuminer lorsqu'elle est traversée par un courant électrique. Les téléviseurs OLED n'ont donc pas besoin de rétroéclairage pour fonctionner, puisque chaque pixel génère sa propre lumière. 

Scéma fonctionnement dalle OLED RVBW

Sur une TV OLED, un pixel est composé de quatre sous-pixels : un blanc, un rouge, un vert et un bleu, les pixels de couleur étant en fait des pixels OLED blancs recouverts d’un filtre de couleur. On parle ainsi de dalle OLED WRVB ou WRGB dans laquelle chaque sous-pixel émet sa propre lumière, avec la possibilité d'allumer et d'éteindre chaque sous-pixel individuellement. 

Cette conception permet d’obtenir un taux de contraste très élevé, voire infini, avec une profondeur de noir inégalable, puisque les pixels sont complètement éteints pour produire du noir. La technologie OLED est par contre limitée en luminosité avec des pics moins élevés que les TV QLED. Les filtres sur les OLED blanc des sous-pixels RVB entraînent en effet une perte de luminosité assez importante. Par ailleurs, s’ils dopent la luminosité globale de l’image, les sous-pixels blancs ont tendance à altérer la saturation des couleurs qui sont alors plus ternes dans les hautes lumières, comme délavées par la lumière blanche.

Comment fonctionne la technologie Samsung QD OLED ?

L'écran à points quantiques Samsung QD OLED (QD-Display) exploite des OLED bleues, les plus lumineuses, comme source de lumière. Chaque pixel de l’image est constitué de trois sous-pixels : un bleu, un rouge et un vert. Les pixels rouges et verts exploitent des points quantiques à la place des filtres utilisés sur les dalles OLED classiques. Lorsque la lumière émise par les OLED bleues atteint la couche émissive de points quantiques, ces derniers émettent à leur tour de la lumière de couleur rouge et verte. 

QD OLED et LCD classique

Cette technologie QD-Display permet ainsi d’obtenir des couleurs plus lumineuses et plus riches que l’OLED classique grâce aux points quantiques, tout en permettant de conserver un noir absolu puisque chaque pixel peut être complètement éteint, contrairement aux dalles LCD.

Quels sont les avantages des TV QD-OLED ?

Large espace colorimétrique

De toutes les technologies d'affichage exploitées sur les TV actuelles, la technologie QD OLED est celle qui peut afficher la plus large gamme de couleurs, comme en atteste le label True Color Tones délivré par l'organisme de certification mondial SGS. Ainsi, les écrans à technologie QD OLED Samsung QD-Display peuvent couvrir plus de 80 % de l'espace colorimétrique BT.2020, tandis que les écrans conventionnels atteignent généralement moins de 60 %. Un espace colorimétrique plus large offre un bénéfice immédiat aux spectateurs qui profitent de couleurs bien plus réalistes.

large espace colorimétrique

Les écrans QD OLED couvrent un espace colorimétrique bien plus étendu que les écrans conventionnels avec à la clé des couleurs plus nuancées et plus riches.

Angles de vision élargis

Comme sur les TV OLED, les pixels des écrans QD-Display diffusent la lumière uniformément dans toutes les directions, minimisant la perte de qualité d'image lorsqu'on s'écarte de l'axe. Les TV LCD offrent généralement moins de 40 % de luminance lorsqu'on se place à un angle de vision de 60 degrés par rapport à l'axe de l'écran. Avec une TV QD-Display, la luminance ne descend jamais en dessous de 70 %, quel que soit l'angle de vision.

Angles de vision élargis

À l’instar des TV OLED, les TV avec écrans QD OLED offrent des angles de vision élargis : la luminance est préservée même en se décalant sur le côté de l’écran.

Élimination des reflets

Point fort des TV Samsung QLED depuis plusieurs années, la technologie antireflet de Samsung permet de réduire considérablement les reflets parasites sur l'écran. L'intensité lumineuse et la richesse colorimétrique des images sont préservées dans presque toutes les conditions d'éclairage, de jour comme de nuit, lumières allumées ou éteintes. À l'opposé, les reflets sur les dalles brillantes des TV OLED rendent parfois difficile une bonne perception des images affichées, en particulier dans les scènes sombres où la profondeur et les détails sont alors les plus difficiles à discerner. 

QD OLED : moins de reflets

Les écrans QD OLED disposent d’un filtre anti-reflet très efficace qui permet de profiter d’une image plus lisible en toutes circonstances.

Héritant des TV Samsung QLED un filtre anti-reflet très performant avec un indice de réflectivité de la lumière extrêmement faible, la technologie QD-Display promet une luminosité élevée et un contraste impeccable dans une grande variété d'environnements d'éclairage.

Taux de contraste élevé

Malgré les nombreuses avancées technologiques récentes en matière de rétroéclairage avec notamment la technologie Mini LED, les TV LCD ne sont pas en mesure de moduler individuellement la luminosité pour chaque pixel, à l'instar des TV OLED. C'est par contre possible avec les TV QD OLED (QD-Display) dont la source d'éclairage OLED permet de contrôler séparément la luminosité des 8,3 millions de pixels (3840 x 2160) qui composent l'image UHD 4K. On profite alors d'un noir parfait, d'une densité et d'une profondeur abyssale, avec à la clé un rapport de contraste très élevé.

QD OLED : contraste élevé

Le taux de contraste très élevé proposé par les écrans QD-Display garantit un affichage optimal des contenus HDR, avec beaucoup de nuances entre les zones les plus sombres et les zones les plus lumineuses de l’image.

Uniformité du noir (pas d’effet de halo)

Les téléviseurs ne sont pas tous capables d'afficher le noir de manière uniforme à l'écran, notamment lors de l'affichage d'un objet lumineux sur un fond sombre (un néon ou un lampadaire dans une rue la nuit par exemple). Certaines TV souffrent en effet de ce qu'on appelle un effet de halo, appelé aussi blooming ou clouding. Cela se manifeste par un halo clair autour de l'objet lumineux au niveau des pixels qui sont censés rester sombres ou noirs. C'est dû au fait que même géré par zones, le rétro-éclairage déborde toujours au-delà des seuls pixels qui doivent être illuminés. Cet effet est particulièrement visible avec des sous-titrages : le contour des lettres n'est pas net et le blanc des caractères semble s'étaler et déborder.

Comme elle utilise des pixels OLED auto-émissifs, la technologie Samsung QD OLED (QD-Display) affiche parfaitement les objets clairs sur fond sombre, avec une parfaite netteté et sans fuite de lumière des pixels lumineux vers les pixels foncés. En effet, chaque pixel de la dalle QD-Display peut être individuellement allumé ou éteint, sans incidence sur les pixels voisins.

QD OLED : uniformité des noirs

Comme elle exploite une dalle OLED avec laquelle chaque pixel peut être complètement éteint si besoin, la technologie QD-Display est en mesure d’afficher des objets très lumineux sur fond noir ou sombre sans fuite de lumière ni effet de halo lumineux. L’image affichée n’en est que plus réaliste.

Temps de réponse ultra rapide

Le temps de réponse des TV LCD LED classiques comme des TV LCD QLED est directement lié au temps mis par les cristaux liquides pour changer de position sous l’impulsion d’un courant électrique et laisser passer ou non la lumière. Lorsque le changement d’état des cristaux liquides n’est pas assez rapide, cela génère un phénomène de traînage ou de rémanence à l’écran.

Avec la technologie OLED, la réactivité est quasi instantanée : le changement d’état d’une OLED est en effet extrêmement rapide puisqu’elle peut s’allumer ou s’éteindre en un dixième de milliseconde ! Résultat : un temps de réponse quasi instantané et un input lag extrêmement faible, idéal pour les jeux vidéo.

QD OLED : pas de latence

En s’affranchissant des cristaux liquides (LCD) au profit de l’OLED, la technologie QD-Display offre un temps de réponse quasi instantané avec à la clé une réactivité optimale, très précieuse pour les jeux vidéo.

Luminosité réelle et luminosité perçue

Du point de vue de l'utilisateur, la luminosité globale perçue à l'écran n'est pas seulement affectée par la luminosité physique, mais également par la régularité du noir et la saturation des couleurs. À luminance globale égale, les zones claires et les zones sombres peuvent paraître différentes en fonction de l'arrière-plan. Sous entendu, un pic de luminosité élévé n'est pas nécessairement pertinent si le noir parait terne (zones sombres de l’image avec une technologie LCD conventionnelle) et que les couleurs sont délavées (zones lumineuses sur les TV OLED conventionnelles). Avec des noirs absolus et des couleurs lumineuses et idéalement saturées, la technologie QD Display Samsung semble le nec plus ultra pour obtenir des images offrant un véritable rendu cinéma.

QD OLED : meilleure luminosité perçue

Samsung QD-Display certifié par SGS pour sa qualité d'image exceptionnelle

Ceux qui doutent des capacités offertes par la technologie QD-Display seront sans doute rassurés d’apprendre qu’elle a reçu plusieurs certifications par l’organisme indépendant SGS : 

  • la certification True Color Tones qui atteste une couverture de 90 % ou plus de l’espace colorimétrique BT2020 (espace couleur des productions 4K UHD) et de 99% ou plus de l’espace colorimétrique DCI-P3, 
  • la certification Pure RGB Luminance qui met en évidence l'expression exacte et précise des couleurs primaires RVB (rouge, vert et bleu), 
  • la certification Ultrawide Viewing Angle avec plus de 80 % de la luminance frontale préservée sous un angle de 60 degrés.

QD Display : certifications SGS

Les différentes certifications de la technologie Samsung QD-Display par les laboratoires SGS éclairent d’un jour très favorable les capacités de cette dernière à produire des images encore plus réalistes que les TV OLED et les TV QLED actuelles…

Les TV QD-Display vont-elles signer la mort de l’OLED et du LCD ?

Si les performances des dalles Samsung QD-Display se confirment à l’usage, ce que l’on pourra vérifier rapidement avec les TV de la gamme Sony A95K Bravia XR OLED, cette technologie pourrait bien faire très sérieusement de l’ombre non seulement aux TV OLED conventionnelles - LG a du souci à se faire - mais également aux TV LCD QLED du fabricant coréen lui-même… 

Son seul véritable concurrent pourrait alors être la technologie micro LED, également défendue par Samsung et qui offre sensiblement les mêmes avantages (noir infini, couleurs vives et idéalement saturées, luminosité élevée), mais dont le prix est encore extrêmement élevé (plus de 100 000 €, trois tailles annoncées : 89” - 226 cm, 101” - 256 cm et 110” - 279 cm de diagonale). 

N’enterrons tout de même pas trop vite la technologie OLED conventionnelle. LG dispose encore de marges de progression en ce qui concerne la luminosité et la colorimétrie des dalles OLED, comme il a pu le démontrer cette année encore au CES avec ses gammes LG OLED C2 (exploitant une dalle OLED Evo) et LG OLED G2 (dotée de la nouvelle dalle OLED EX). 

Le prix est sans doute l’une des clés qui déterminera le succès ou non de la technologie QD-Display. Si le ticket d’entrée est trop élevé, le marché professionnel pourrait bien être le seul débouché, au moins durant les premières années en attendant une démocratisation des tarifs. D’ici là, les TV LCD LED, les TV QLED et les TV OLED semblent avoir quelques années devant elles avant de devoir passer la main.


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