Technologie QD-OLED : comment Samsung veut concurrencer par la technique le marché des OLED dominé depuis des années par LG

Les deux sud-coréens se retrouvent face à face : le premier constructeur de téléviseurs au monde change de stratégie et cesse de ne miser que sur les dalles LCD. La technologie « QD-OLED » de Samsung est là !

|Écrit de Louis Viratelle
Remerciements à Mathis pour sa contribution. 
Publié le 20 août 2022. 

|Écrit de Louis Viratelle. 
Remerciements à Mathis pour sa contribution. 
Publié le 20 août 2022. 


Avec ses téléviseurs, Samsung détient une approche philosophique sur les usages unique

Avec l’émergence des afficheurs OLED, Samsung a pris une décision assumée : l’entreprise n’adopterait pas cette technologie sur ses téléviseurs et ne produirait pas ce type de dalle pour les autres constructeurs. Cette décision n’avait jusqu’alors pas empêché Samsung d’occuper la première place sur le marché des téléviseurs. Elle le doit sûrement en partie à sa stratégie, qui n’a certainement pas misé sur la technologie la plus avancée. Les compromis techniques et économiques décidés par le constructeur se sont révélés gagnants.

Elle propose avec ses téléviseurs QLED, Serif ou encore The Frame une approche parfois plus abordable et un réel travail sur l’intégration de ses téléviseurs au quotidien. C’est notamment l’une des seules marques à proposer des design moins contemporains mais aux formes plus chaleureuses et capables de mimer quasi à la perfection des supports visuels qui exposent des œuvres par réflexion de la lumière (comprenez une toile de peintre ou un papier photo). The Frame peut par exemple se transformer en un tableau lorsque vous ne l’utilisez pas, pour que votre téléviseur à l’arrêt ne soit pas un grand cadre noir inutile et disgracieux.

Mais face à LG qui a mûri sa technologie OLED et qui commence à la proposer sur des modèles de taille plus réduite et moins onéreux, Samsung change de cape sur le plan technique.

Il est temps pour le constructeur d’apporter son savoir-faire pour les dalles OLED des smartphones sur un autre segment : les téléviseurs. Samsung est l’entreprise leader pour le développement et la production des OLED des smartphones. Elle est par exemple l’une des seules entreprises qui détient une capacité de production assez haute et fiable pour assurer la fabrication de la majorité des écrans des iPhone.

Le Sony A95K est l’un des premiers téléviseurs très haut de gamme doté d’une dalle QD-OLED conçue et produite par Samsung.


Les téléviseurs OLED sont (presque) parfaits et font la renommée de LG qui surpasse de loin tous ses concurrents sur le plan technique

Pour produire une image, les écrans OLED de LG utilisent une structure de millions de diodes organiques qui émettent une lumière blanche. Ces diodes sont superposées d’un filtre RVB. La lumière blanche traverse le filtre et sa longueur d’onde est modifiée pour obtenir du rouge, du vert et du bleu.
La luminosité de ces minuscules points est pilotée à fréquence ultra-rapide pour produire l’image des téléviseurs.
Ces diodes blanches superposées du filtre sont complétées sur les dalles LG par des diodes qui émettent une lumière blanche sans l’intermédiaire d’un filtre. Plus précisément chaque pixel possède un sous pixel blanc en plus d’un rouge, vert et bleu. L’objectif est d’accroitre la luminosité des dalles OLED.

Face au LCD, ce procédé permet d’obtenir un ratio de contraste infini. Pour produire du noir, les diodes sont totalement éteintes et n’émettent aucun photon. Au-delà du contraste, cette technologie supprime totalement les effets de « blooming » des dalles LCD, ces halos blancs qui apparaissent en cas de très fort contraste local, malgré l’utilisation des rétroéclairages « Local Dimming ».

Les dalles OLED peuvent couvrir de larges spectres colorimétriques, leur densité de pixels peut être élevée (contrairement à ce que propose aujourd’hui le Mini-Led), les dalles sont précises et offrent des angles de vision très grands grâce à un nombre de filtres très réduit. Cerise sur le gâteau, les dalles sont très fines, permettent des téléviseurs très « design » avec une image sublimée. Leur production est quant à elle toujours plus fiable et maitrisée.

Mais l’histoire serait trop belle si elle s’arrêtait là. En dépit de ses qualités, L’OLED demeure une technologie onéreuse qui malgré une cadence de production qui s’accroît, reste réservée aux téléviseurs haut de gamme. L’OLED est destinée aux consommateurs passionnés et avec des budgets importants. Ces dalles ont aussi deux défauts techniques majeurs : leur luminosité est limitée et les dalles sont plus fragiles qu’avec les autres technologies. Afficher une image longtemps peut marquer l’écran, c’est l’effet « burn-in » : une image fantôme peut rester afficher sur le téléviseur.

Illustration de la structure par couche simpliste et ultra fine des dalles QD-OLED. Les dalles LCD sont dotées d’un nombre de couche bien plus important.


QD-OLED : la proposition made-in Samsung pour garder à distance ses concurrents sur le plan technique

Avec QD-OLED, Samsung se positionne sur le segment de la technologie OLED avec une structure technologique novatrice. L’entreprise dérive sa technologie de points quantiques « Quantum-Dots » sur le segment de l’OLED.

Les dalles QD-OLED reprennent le même principe de millions de diodes organiques qui émettent de la lumière. Mais cette fois-ci, la lumière qu’elle produit est bleue. Le filtre RGB qui superpose les diodes est totalement modifié. Il se compose de nano-cristaux quantiques : c’est la technologie « Quantum-Dots » ou encore « boite quantique ». Ces nano-cristaux ont la propriété de ne pas vraiment se comporter comme un filtre qui se contenterait de modifier la longueur d’onde des photons. Lorsque le filtre reçoit une énergie sous la forme de photons, elle génère d’autres photons sous une autre longueur d’onde. C’est ainsi que sont générées les couleurs rouges, vertes et bleues pour produire l’image des téléviseurs.

Ce filtre permet notamment de créer une image sans réduire la luminosité générée par les diodes organiques. Le filtre n’absorbe pas une partie de la lumière comme avec les dalles de LG mais génère d’autres photons. D’ailleurs, Samsung utilise des diodes organiques bleues car elles ont la caractéristique de transporter plus d’énergie que les autres couleurs.

Ces diodes bleues permettent selon le constructeur de réduire de moitié l’émission de lumières bleues nocives pour la santé. Samsung explique que ses diodes émettent en majorité au-dessus des 455nm. Ce sont les valeurs inférieures à cette longueur d’onde qui joueraient un rôle néfaste sur la santé.

L’entreprise promet avec sa technologie Quantum Dots une luminosité qui n’aurait rien à envier au LCD, tout en conservant l’ensemble des autres qualités de l’OLED. Une promesse qui demeure pour l’instant que partiellement tenue : les premiers tests de ces dalles montrent effectivement une luminosité plus haute qu’avec les autres téléviseurs OLED, au-delà des 1000 cd/m2 sans atteindre les capacités des téléviseurs rétroéclairés haut de gamme qui peuvent arriver à plafonner à 1500 cd/m².

Ces avancés sur le plan de la luminosité restent conséquentes et les dalles organiques de Samsung délivrent une image exploitable même dans un salon éclairé par la lumière du jour. C’est un avantage conséquent. Ce niveau de luminosité permet d’ailleurs à l’entreprise de recouvrir ses afficheurs d’un verre moins brillant et davantage opaque qu’avec les téléviseurs OLED (les verres « semi-brillants » absorbent une partie de la luminosité de la dalle). Les sources lumineuses seront moins réfléchies sur les verres des téléviseurs QD-OLED, tout en proposant une très bonne luminosité pour des dalles organiques.

Sur le plan de la durabilité des afficheurs, l’utilisation de matière organique confrontera très sûrement la technologie aux mêmes limites qu’avec l’OLED. Les systèmes de détection des images fixes, de décalage des pixels ou encore de réduction localisée de la luminosité demeurent indispensables pour éviter d’écourter la durée de vie des dalles. Ce sont des solutions qui fonctionnent bien, même si elles restent imparfaites. Rien ne vaudra sûrement jamais des dalles insensibles à ces problèmes…

Concernant les tarifs des dalles QD-OLED, les téléviseurs Samsung et Sony qui en sont aujourd’hui équipés se positionnent sur le haut de gamme, en concurrence directe avec l’OLED de LG. Pour autant, Samsung assure avoir trouvé des procédés de production permettant de rendre cette technologie compétitive sur des marchés plus abordables. Seul l’avenir pourra le confirmer.

Il n’en reste que l’arrivée d’un très gros acteur en face de LG sur le segment des dalles organiques est une très bonne nouvelle, tant pour l’innovation que pour le prix des dalles. Et Sony illustre déjà cette nouvelle dynamique de marché en ayant doté un de ses produits des dalles de Samsung.

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