Types de panneaux
Ces dernières années, les écrans de smartphones ont développé beaucoup plus d’acronymes que jamais, chaque acronyme correspondant à un type de technologie différent. AMOLED, LCD, LED, IPS, TFT, PLS, LTPS, LTPO… la liste ne cesse de s’allonger.
Comme si les différentes technologies disponibles ne suffisaient pas, les fabricants de composants et de smartphones adoptent de plus en plus de noms glorifiés comme « Super Retina XDR » et « Dynamic AMOLED », qui finissent par accroître le risque de confusion chez les consommateurs. Jetons donc un coup d’œil à certains de ces termes utilisés dans les fiches techniques des smartphones et décryptons-les.
Il existe de nombreux types d’écrans utilisés dans les smartphones: LCD, OLED, AMOLED, Super AMOLED, TFT, IPS et quelques autres que l’on retrouve moins fréquemment sur les smartphones de nos jours, comme le TFT-LCD. L’un des plus fréquents sur les téléphones de moyenne et haute gamme est l’IPS-LCD. Mais qu’est-ce que tout cela signifie?
En résumé, il existe deux types de technologies disponibles sur le marché des écrans de smartphones: LCD et OLED. Chacune d’entre elles a plusieurs variantes et générations, ce qui donne lieu à d’autres acronymes, à l’instar des téléviseurs et de leurs différentes gammes telles que LED, QLED, miniLED – qui sont en fait toutes des variantes de la technologie LCD.
Qu’est-ce qu’un écran LCD?
LCD signifie Liquid Crystal Display (écran à cristaux liquides), et son nom fait référence à la matrice de cristaux liquides éclairée par un rétroéclairage. Leur omniprésence et leur coût relativement faible en font un choix populaire pour les smartphones et de nombreux autres appareils.
Les écrans LCD ont également tendance à être assez performants en plein soleil, car l’ensemble de l’écran est éclairé par l’arrière, mais ils souffrent d’une représentation des couleurs potentiellement moins précise que les écrans qui ne nécessitent pas de rétroéclairage.
Dans les smartphones, vous avez les écrans TFT et IPS. TFT est l’abréviation de Thin Film Transistor, une version avancée de l’écran LCD qui utilise une matrice active (comme l’AM de l’AMOLED). La matrice active signifie que chaque pixel est relié individuellement à un transistor et à un condensateur.
Le principal avantage du TFT est son coût de production relativement faible et son contraste accru par rapport aux LCD traditionnels. L’inconvénient des écrans LCD TFT est une demande d’énergie plus élevée que certains autres écrans LCD, des angles de vision et une reproduction des couleurs moins impressionnants. C’est pour ces raisons, et la baisse des coûts des options alternatives, que les TFT ne sont plus couramment utilisés dans les smartphones.
Apple iPhone SE (2022)
L’iPhone SE est le téléphone le plus rapide disponible en 2022 avec un écran LCD.
Écrans IPS
La technologie IPS (In-Plane Switching) résout le problème que rencontre la première génération d’écrans LCD, qui adopte la technique TN (Twisted Nematic): où une distorsion des couleurs se produit lorsque vous regardez l’écran de côté – un effet qui continue à apparaître sur les smartphones et les tablettes moins chers.
Dans les panneaux IPS, les cristaux liquides sont alignés sur l’écran, ce qui permet d’obtenir des angles de vision supérieurs – généralement répertoriés à 178º sur les téléviseurs, ce qui est une autre caractéristique des écrans IPS. Une autre caractéristique des écrans IPS par rapport aux autres technologies LCD est la reproduction supérieure des couleurs, ce qui explique l’utilisation de ces panneaux dans les moniteurs destinés aux travaux d’édition d’images.
Écrans LCD PLS
La norme PLS (Plane to Line Switching) utilise un acronyme très similaire à celui d’IPS, et il n’est pas étonnant que son fonctionnement de base soit également de nature similaire La technologie, développée par Samsung Display, présente les mêmes caractéristiques que les écrans IPS – une bonne reproduction des couleurs et de bons angles de vision, mais un niveau de contraste inférieur à celui des écrans OLED et LCD/VA.
Selon Samsung Display, les panneaux PLS ont un coût de production inférieur, des taux de luminosité plus élevés et même des angles de vision supérieurs par rapport aux panneaux IPS de leur rival, LG Display. En fin de compte, que l’on utilise un panneau PLS ou IPS, tout dépend du choix du fournisseur de composants.
L’écran est-il LED ou LCD?
C’est une question très fréquente après le lancement des téléviseurs « LED », la réponse courte étant simplement LCD. La technologie utilisée dans un écran LED est celle des cristaux liquides, la différence étant que ce sont des LED qui génèrent le rétroéclairage.
Les LED ont l’avantage de consommer très peu d’énergie – ce qui explique l’importance accordée par les services marketing à la mise en avant de ce terme dans les téléviseurs, mais moins lorsqu’il s’agit de smartphones avec leur taille d’écran réduite. En revanche, le fonctionnement en rétroéclairage permet difficilement aux écrans LCD/LED d’offrir un niveau de contraste compétitif avec les écrans OLED puisque le contrôle de l’éclairage n’est pas effectué par chaque pixel, mais par régions sur l’écran.
Mini-LED: Ce qui change avec cette nouvelle technologie
L’un des points forts des fabricants de téléviseurs au salon CES 2021, la technologie mini-LED semblait bien éloignée des appareils mobiles jusqu’à ce qu’Apple annonce l’iPad Pro 2021. Comme son nom l’indique, cette technique repose sur la miniaturisation des LED qui constituent le rétroéclairage de l’écran – lequel utilise toujours un panneau LCD.
La réduction du composant permet d’inclure davantage de LED dans le rétroéclairage de l’écran, ce qui se traduit par un meilleur contrôle des niveaux de contraste dans les différentes zones de l’écran. Autre avantage mis en avant par Apple pour le nouvel iPad: une luminosité maximale plus élevée – jusqu’à 1 600 nits en mode HDR, contre 600 nits pour la génération précédente, ou jusqu’à 1 200 nits pour l’écran OLED de l’iPhone 12.
Malgré l’amélioration en termes de contraste (et potentiellement de luminosité) par rapport aux écrans LCD/LED traditionnels, les LCD/mini-LED divisent toujours l’écran en zones de luminosité – plus de 2 500 dans le cas de l’iPad et des téléviseurs « QNED » 2021 de LG – contre des dizaines ou des centaines de zones dans les écrans FALD (full-array local dimming) de la génération précédente, sur lesquels les LED se trouvent derrière la dalle LCD et non sur les bords.
Toutefois, pour un contrôle encore plus poussé du contraste, effectué individuellement en chaque point de l’écran, il faut passer à des panneaux équipés de technologies microLED – dont le coût est encore prohibitif en 2021 – ou OLED, qui jusqu’à récemment n’étaient fabriqués à grande échelle que dans des tailles destinées aux smartphones ou aux téléviseurs.
Apple iPad Pro 11″ (2021)
Le puissant iPad Pro a introduit les écrans LED miniatures dans les appareils portables.
Écrans AMOLED
AMOLED signifie Active Matrix Organic Light-Emitting Diode. Bien que cela puisse sembler compliqué, ce n’est en fait pas le cas. Nous avons déjà rencontré la matrice active dans la technologie TFT LCD, et OLED est simplement un terme désignant une autre technologie d’affichage à couche mince.
OLED est un matériau organique qui, comme son nom l’indique, émet de la lumière lorsqu’il est traversé par un courant. Contrairement aux panneaux LCD, qui sont rétroéclairés, les écrans OLED sont « toujours éteints » à moins que les pixels individuels ne soient électrifiés.
Cela signifie que les écrans OLED ont des noirs beaucoup plus purs et consomment moins d’énergie lorsque des couleurs noires ou sombres sont affichées à l’écran. Cependant, les thèmes de couleurs plus claires sur les écrans AMOLED consomment beaucoup plus d’énergie qu’un écran LCD utilisant le même thème. Les écrans OLED sont également plus chers à produire que les LCD.
Comme les pixels noirs sont « éteints » dans un écran OLED, les rapports de contraste sont également plus élevés par rapport aux écrans LCD. Les écrans AMOLED ont également une fréquence de rafraîchissement très rapide, mais l’inconvénient est qu’ils ne sont pas aussi visibles à la lumière directe du soleil que les écrans LCD rétroéclairés. Le brûlage de l’écran et la dégradation des diodes (car elles sont organiques) sont d’autres facteurs à prendre en compte.
Samsung Galaxy S22 Ultra
L’écran Dynamic AMOLED du S22 Ultra est l’écran phare d’Android.
D’un point de vue positif, les écrans AMOLED peuvent être rendus plus fins que les LCD (car ils ne nécessitent pas de couche de rétroéclairage) et ils peuvent également être rendus flexibles.
Quelle est la différence entre OLED, AMOLED et Super AMOLED?
OLED signifie Organic Light Emitting Diode (diode électroluminescente organique). Un écran OLED est composé de fines feuilles de matériau électroluminescent, dont le principal avantage est qu’il produit sa propre lumière et ne nécessite donc pas de rétroéclairage, ce qui réduit les besoins en énergie. Les écrans OLED sont plus communément appelés écrans AMOLED lorsqu’ils sont utilisés sur des smartphones ou des téléviseurs.
Comme nous l’avons déjà dit, la partie AM de AMOLED signifie Active Matrix, ce qui est différent d’un OLED à matrice passive (P-OLED), bien que ces derniers soient moins courants dans les smartphones.
Super AMOLED est le nom donné par Samsung à ses écrans que l’on ne trouvait auparavant que dans les modèles haut de gamme, mais qui sont maintenant descendus dans des appareils aux spécifications plus modestes. Comme les écrans LCD IPS, le Super AMOLED améliore le principe de base de l’AMOLED en intégrant la couche de réponse tactile dans l’écran lui-même, plutôt que comme une couche supplémentaire sur le dessus.
En conséquence, les écrans Super AMOLED supportent mieux la lumière du soleil que les écrans AMOLED et nécessitent également moins d’énergie. Comme son nom l’indique, le Super AMOLED est simplement une meilleure version de l’AMOLED. Il ne s’agit pas non plus d’une simple fanfaronnade marketing: Les écrans Samsung sont régulièrement considérés comme faisant partie des meilleurs écrans du marché.
La dernière évolution de cette technologie a été baptisée « Dynamic AMOLED ». Samsung n’est pas entré dans les détails de la signification de ce terme, mais a souligné que les panneaux portant cette identification incluent la certification HDR10+ qui prend en charge une gamme plus large de contrastes et de couleurs, ainsi que la réduction de la lumière bleue pour un meilleur confort visuel.
Dans la même veine, le terme « Fluid AMOLED » utilisé par OnePlus sur ses appareils les plus avancés souligne essentiellement les taux de rafraîchissement élevés employés, ce qui se traduit par des animations plus fluides à l’écran.
OnePlus 10 Pro
L’écran Fluid AMOLED du OnePlus 10 Pro est à peu près équivalent à la technologie Dynamic AMOLED de Samsung.
Écrans pliables et enroulables
Un autre avantage des écrans OLED est le suivant: en supprimant la couche d’éclairage, le composant peut non seulement être plus fin mais aussi plus flexible. Cette caractéristique est déjà utilisée dans les smartphones dotés d’écrans pliables et dans les appareils conceptuels dotés d’un écran enroulable.
La technologie a fait ses débuts avec l’obscur Royole FlexPai, équipé d’un panneau OLED fourni par le Chinois BOE, et a ensuite été utilisée dans le Huawei Mate X (photo ci-dessus) et le Motorola Razr (2019), tous deux équipés du panneau BOE, ainsi que dans les gammes Galaxy Flip et Fold, qui utilisent le composant fourni par Samsung Display.
Samsung Galaxy Z Fold 3
Malgré sa troisième génération, l’écran pliable de Samsung impressionne toujours.
Resolution: Quelle est la différence entre HD, HD+, FullHD, 4K, etc.
La résolution décrit le nombre de pixels individuels (ou points) affichés sur l’écran et est généralement présentée pour les téléphones par le nombre de pixels horizontaux – verticaux lorsqu’il s’agit de téléviseurs et de moniteurs. Un plus grand nombre de pixels sur un même écran permet d’obtenir des images plus détaillées et des textes plus clairs.
Pour faciliter la comparaison des différents modèles, les marques adoptent généralement le même système de dénomination rendu populaire par le marché des téléviseurs avec des termes comme HD, FullHD et UltraHD. Mais comme les téléphones adoptent un large éventail de proportions d’écran différentes, il ne suffit pas de savoir cela pour connaître le nombre total de pixels affichés à l’écran.
Retina, Super Retina XDR: de quoi s’agit-il?
En parlant de densité de pixels, c’était l’un des points forts d’Apple en 2010 lors du lancement de l’iPhone 4. La société a baptisé l’écran LCD (LED, TFT et IPS) utilisé dans le smartphone « Retina Display », en raison de la haute résolution de la dalle utilisée (960 x 640 pixels à l’époque) dans son affichage de 3,5 pouces.
Le nom inventé par le département marketing d’Apple s’applique aux écrans dont, selon la société, l’œil humain est incapable de discerner les pixels individuels à une distance d’observation normale. Dans le cas des iPhones, le terme a été appliqué aux écrans dont la densité de pixels est supérieure à 300 ppi (points par pouce).
Depuis, d’autres fabricants ont suivi le mouvement, adoptant des dalles aux résolutions de plus en plus élevées. Alors que l’iPhone 12 mini offre 476 ppp, des modèles comme le Sony Xperia 1 affichent une résolution impressionnante de 643 ppp.
Pour se différencier, Apple a lancé le terme « Super Retina », qui définit essentiellement les écrans OLED utilisés à partir de l’iPhone X, ou les taux de contraste élevés et la précision des couleurs dont bénéficient les propriétaires de smartphones Galaxy S, et qui a même été repéré dans certains anciens Nokia.
Avec l’iPhone 11 Pro, un autre terme a été introduit dans l’équation: « Super Retina XDR ». Utilisant toujours une dalle OLED (fournie par Samsung Display ou LG Display), le smartphone présente des caractéristiques encore plus élevées en termes de contraste – avec un rapport de 2 000 000:1 et un niveau de luminosité de 1 200 nits, spécialement optimisés pour l’affichage de contenus au format HDR.
En guise de lot de consolation pour les acheteurs de l’iPhone XR et de l’iPhone 11, qui ont continué à utiliser des dalles LCD, Apple a classé l’écran utilisé dans les smartphones avec un nouveau terme, « Liquid Retina ». Celui-ci a ensuite été appliqué également aux modèles iPad Pro et iPad Air, cette appellation définissant des écrans qui se targuent d’une gamme et d’une précision des couleurs élevées, du moins selon les normes de l’entreprise.
Nits et niveaux de luminosité
Le nit, ou candela par mètre carré dans le système international (cd/m²), est une unité de mesure de la luminance, c’est-à-dire de l’intensité de la lumière émise. Dans le cas des écrans de smartphones et des moniteurs en général, une telle valeur définit justement la luminosité de l’affichage: plus la valeur est élevée, plus la lumière émise par l’écran est intense.
Taux de rafraîchissement: que signifient 60Hz, 90Hz et 120Hz?
Popularisés en 2019 et 2020 par les smartphones haut de gamme et même certains milieux de gamme, les termes « 120 Hz », « 90 Hz » et autres avec une mesure similaire en Hertz représentent le taux de rafraîchissement de la dalle, qu’elle soit LCD ou OLED. Plus la valeur est élevée, plus le nombre d’images par seconde affichées à l’écran est important.
Il en résulte des animations plus fluides sur le téléphone, aussi bien lors d’une utilisation régulière que dans les jeux, par rapport aux écrans qui ont un taux de rafraîchissement de 60 Hz qui reste le taux standard sur le marché en matière d’affichage.
D’abord présentée comme un « gadget » en 2017, avec le lancement du Razer Phone, la fonctionnalité a pris de plus en plus d’ampleur en temps voulu, même avec une diminution correspondante de l’autonomie de la batterie. Afin de tirer le meilleur parti de cette fonctionnalité, les fabricants ont commencé à adopter des écrans dotés d’une fréquence de rafraîchissement variable, qui peut être ajustée en fonction du contenu affiché – soit 24 ips dans la plupart des films, 30 ou 60 ips dans les enregistrements vidéo domestiques, etc.
La même unité de mesure est utilisée pour la fréquence d’échantillonnage. Bien que similaire, la valeur représente ici le nombre de fois par seconde que l’écran est capable d’enregistrer les touchers. Plus le taux d’échantillonnage est élevé, plus le smartphone enregistre rapidement ces touchers, ce qui se traduit par un temps de réponse plus rapide.
TFT, LTPS, LTPO, IGZO
Pour brouiller encore plus la soupe d’alphabet que nous avons rencontrée, vous rencontrerez également d’autres termes moins courants qui sont souvent mis en avant dans le matériel promotionnel des smartphones.
TFT(Thin Film Transistor) – un type d’écran LCD qui adopte une fine couche de semi-conducteurs déposée sur le panneau, ce qui permet de contrôler activement l’intensité de la couleur dans chaque pixel, avec un concept similaire à celui de la matrice active (AM) utilisée dans les écrans AMOLED. Il est utilisé dans les panneaux TN, IPS/PLS, VA/PVA/MVA, etc.
LTPS (Low Temperature PolySilicon) – une variante du TFT qui offre des résolutions plus élevées et une consommation d’énergie plus faible par rapport aux écrans TFT traditionnels, basée sur la technologie a-Si (silicium amorphe).
IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) – un matériau semi-conducteur utilisé dans les films TFT, qui permet également des résolutions plus élevées et une consommation d’énergie plus faible, et voit son action dans différents types d’écrans LCD (TN, IPS, VA) et les écrans OLED
LTPO (Low Temperature Polycrystaline Oxide) – une technologie développée par Apple qui peut être utilisée dans les écrans OLED et LCD, car elle combine les techniques LTPS et IGZO. Le résultat? Une consommation d’énergie plus faible. Elle a été utilisée dans l’Apple Watch 4 et le Galaxy S21 Ultra.
LTPO permet à l’écran de s’ajuster sa fréquence de rafraîchissement, en s’adaptant dynamiquement au contenu affiché. Le défilement des pages peut déclencher le mode le plus rapide pour un affichage fluide, tandis que l’affichage d’une image statique permet au téléphone d’utiliser un taux de rafraîchissement plus faible, ce qui économise la batterie.
En 2022, les téléphones phares ont commencé à utiliser la technologie dite LTPO 2.0, dont le principal avantage est de pouvoir descendre à un taux de rafraîchissement de 1 Hz, au lieu des 10 Hz disponibles dans les panneaux LTPO de première génération. Présente dans des téléphones comme le OnePlus 10 Pro et le Galaxy S22 Ultra, la technologie LTPO 2.0 promet des économies d’énergie encore plus importantes.
Écrans du futur: microLED
Parmi les téléviseurs, la technologie vedette de longue date a toujours été la miniLED – qui consiste à augmenter le nombre de zones d’éclairage dans le rétroéclairage tout en utilisant un panneau LCD. Il se murmure que les smartphones et les smartwatches envisageront bientôt d’intégrer la technologie microLED dans leurs appareils. Cette technologie est radicalement différente des écrans LCD/LED car elle présente des caractéristiques d’image similaires à celles des OLED.
Un écran microLED possède une diode électroluminescente pour chaque sous-pixel de l’écran – généralement un ensemble de diodes rouges, vertes et bleues pour chaque point. Il est fort probable qu’il utilise un matériau inorganique tel que le nitrure de gallium (GaN).
En adoptant une technologie de lumière auto-émiseuse, les écrans microLED ne nécessitent pas l’utilisation d’un rétroéclairage, chaque pixel étant « éteint » individuellement. Le résultat est impressionnant: vos yeux voient le même niveau de contraste que les écrans OLED, sans souffrir du risque de rétention d’image ou de brûlure des diodes organiques.
Un autre avantage de la technologie microLED est la possibilité d’afficher des images avec des niveaux de luminosité plus élevés tout en bénéficiant d’une consommation d’énergie plus faible, combinant ainsi les forces des panneaux OLED et LCD.
En revanche, l’utilisation de plusieurs diodes pour chaque pixel pose un défi en termes de miniaturisation des composants. Par exemple, une résolution Full HD compte un peu plus de deux millions de pixels (1 920 x 1 080 points), ce qui nécessite 6 millions de diodes microscopiques selon une structure RVB (rouge, vert et bleu) traditionnelle.
C’est l’une des raisons qui expliquent que l’adoption de cette technologie reste à ce jour assez limitée. Vous les verrez principalement dans les grands écrans de 75 à 150 pouces seulement, qui permettent une résolution 4K (résolution de 3 840 x 2 160, soit près de 8,3 millions de pixels ou 24,8 millions de sous-pixels RVB). C’est un nombre énorme de pixels à regarder !
Il faut également se méfier du prix: 170 millions de wons coréens (environ 150 330 dollars américains après conversion), c’est certainement beaucoup d’argent à débourser pour un écran de 110 pouces.
Quel est le meilleur: LCD/LED ou AMOLED?
Chaque technologie a ses propres avantages et inconvénients, mais ces dernières années, les écrans OLED ont gagné en importance, notamment avec l’adoption de ce composant dans les smartphones phares haut de gamme. Leur popularité s’est encore accrue après le lancement de l’iPhone X, qui a cimenté la position des panneaux OLED dans le segment haut de gamme.
Comme indiqué précédemment, les écrans OLED/AMOLED présentent l’avantage d’un niveau de contraste varié, résultant du contrôle individuel de la luminosité des pixels. Un autre résultat est la reproduction plus réaliste du noir, ainsi qu’une faible consommation d’énergie lorsque l’écran affiche des images sombres – ce qui a également contribué à populariser les modes sombres sur les smartphones.
En revanche, les écrans OLED ont un coût de fabrication plus élevé, ainsi qu’un plus petit nombre de fournisseurs – dominés par les sud-coréens Samsung Display et LG Display, avec le chinois BOE en troisième position et quelques autres fabricants chinois comblant la demande restante par rapport aux panneaux LCD.
En outre, les diodes organiques qui donnent leur nom aux écrans OLED peuvent perdre leur capacité à modifier leurs propriétés au fil du temps, et cela se produit lorsque la même image est affichée pendant une longue période. Ce problème, connu sous le nom de « burn-in », a tendance à se manifester lorsque des réglages de luminosité plus élevés sont appliqués pendant de longues périodes.
Bien que cette possibilité soit très réelle, elle ne concerne pas la plupart des utilisateurs, qui confondent souvent le burn-in avec un problème similaire – la rétention d’image, qui est temporaire et se résout généralement après quelques minutes.
Dans le cas des écrans LCD, le principal avantage réside dans le faible coût de fabrication, avec des dizaines d’acteurs sur le marché offrant des prix compétitifs et un volume de production élevé. Certaines marques ont profité de cette caractéristique pour privilégier certaines fonctionnalités – comme une fréquence de rafraîchissement plus élevée – au lieu d’adopter une dalle OLED, comme le Xiaomi Mi 10T.
Il convient également de rappeler que, comme pour presque tous les types de composants, il existe des écrans AMOLED et LCD avec différents niveaux de qualité et de fonctionnalités, qui peuvent être combinés de diverses manières pour atteindre un certain niveau de prix. Il s’agit d’une longue discussion, qui a même fait l’objet d’un débat animé entre mes collègues, Ben et Rahul.
