MicroLED, Mini LED, Direct LED, Full LED… quelles sont les différences avec l’OLED

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 de fabrication qui se révèle très complexe. Il est temps de faire un point sur les différences entre toutes ces technologies d'affichage.

Direct LED (ou Full-Array LED)

Si vous cherchez un nouveau moniteur ou une nouvelle télé, il est probable que vous allez rencontrer les termes « Direct LED », « Full-Array LED » et « LED Edge », alors que signifient ces trois termes ? Ce sont des technologies de rétroéclairage LED utilisées par les écrans LCD. Comme vous le savez, la plupart des écrans disponibles sur le marché sont des écrans LCD et ils diffèrent principalement par le type de rétroéclairage qu’ils utilisent.

Un rétroéclairage Direct LED (ou Full LED ou encore Full-Array LED) est un rétroéclairage dont la matrice LED est positionnée directement derrière les pixels, tandis qu’un rétroéclairage LED Edge n’a que des LED positionnées le long des bords de l’écran, en utilisant un mécanisme pour diffuser la lumière sur toute la surface de l’écran. Le Direct LED a donc une matrice complète avec des diodes disposées de façon homogène.

Le principal avantage du Direct LED (ou Full LED) réside dans le fait qu’elle peut fournir une luminosité plus élevée, ainsi qu’un meilleur rétroéclairage et une meilleure uniformité du noir. Cependant, les écrans qui utilisent ce type de rétroéclairage ont tendance à être plus épais et plus énergivore.

Enfin, il y a de nombreuses technologies FALD (Full Array Local Dimming) et les constructeurs de TV y vont tous de leur appellation marketing. Ces technologies ont toutes des performances différentes en fonction du nombre de zones de rétroéclairages présents, des techniques et des technologies utilisées… mais aussi du processeur de traitement de l’image ou encore de la calibration de votre télé.

Notez que plus il y a de zones de rétroéclairages, plus il y a de LED, plus il y a de zones de variation indépendantes, plus il y a du contraste (maîtrisé)… et plus c’est onéreux. Ce nombre de zones aura un impact direct sur la capacité d’un écran à descendre très bas la luminosité des zones sombres de l’image, sans réduire pour autant l’éclat des zones très lumineuses.

Vous verrez de plus en plus les termes local dimming, ou micro dimming. Ces deux techniques de gradation de sources LED ont pour objectif de faire varier la luminosité sur des zones précises. En théorie, un très bon écran IPS LCD avec du Full LED et une technique de micro dimming permettent donc d’obtenir une très bonne image. Malheureusement, les fabricants et vendeurs de TV sont trop discrets sur le sujet, on ne sait que rarement combien de zones de rétroéclairages sont présentes sur les modèles commercialisés et comment fonctionnent les technologies intégrées.

Par contre, les écrans OLED n’ont pas de rétroéclairage, car leurs pixels produisent leur propre lumière. Ces écrans offrent l’équivalent d’un rétroéclairage Direct LED parfait, et ils affichent donc des noirs parfaits. Les meilleurs écrans Full LED n’atteindront donc pas les performances d’un OLED. Heureusement, il y a d’autres alternatives qui se préparent.

Mini LED

La technologie Mini LED fait également parler d’elle. TCL est le fabricant le plus bavard sur le sujet, on a pu voir les premiers modèles Direct LED à l’IFA 2019 (septembre 2019) et plus récemment une TV 8K Direct LED au CES 2020 (janvier 2020).

Pour commencer, sachez que les technologies Mini LED et MicroLED ne sont pas la même chose. Le MicroLED est une technologie d’avenir qui est réservée aux plus fortunés d’entre nous, alors que les premières TV Mini LED sont déjà en vente.

Pour comprendre la technologie Mini LED, vous devez comprendre comment fonctionne le LED standard, au moins en ce qui concerne votre télé actuelle. À l’intérieur de tous les téléviseurs LCD modernes (c’est-à-dire tous les téléviseurs qui ne sont pas des OLED), il y en a entre quelques-unes et quelques centaines de diodes électroluminescentes (jusqu’à 960, voire plus). Ces petits appareils émettent de la lumière lorsque vous leur fournissez de l’électricité et sont utilisés partout dans le monde moderne, de la lampe de poche de votre smartphone aux feux arrière de votre voiture. Ils varient en taille — ils sont généralement d’environ 1 millimètre, mais peuvent être inférieurs à 0,1 millimètre.

Comme on vous l’expliquait plus haut, sur certains téléviseurs, les LED sont sur les bords, pointant vers l’intérieur (LED Edge). Sur d’autres télés, les LED sont derrière l’écran, pointant vers vous (Direct LED). Pour une bonne qualité d’image, en particulier pour apprécier la plage dynamique élevée (HDR), vous avez besoin d’une gradation locale importante (on en parlait plus haut).

Idéalement, vous seriez en mesure d’atténuer suffisamment chaque pixel pour créer un rapport de contraste visuellement irréprochable. L’OLED et le microLED fonctionnent comme ça. Avec l’écran LCD, cependant, c’est beaucoup plus difficile à faire. Le panneau à cristaux liquides qui crée l’image ne bloque que la lumière créée par le rétroéclairage. Et toute la lumière ne peut pas être bloquée, donc l’image est plus grise et a moins de « punch » qu’avec OLED. La gradation locale améliore grandement le contraste, mais ce n’est pas du 1 pour du 1. Il n’y a pas une LED pour chacun des 8 millions de pixels et plus d’un téléviseur 4K . Au lieu de cela, il y a des milliers, sinon des centaines de milliers de pixels pour chaque LED (ou plus précisément, des groupes de LED appelés « zones »).

On y vient : bien qu’il n’y ait pas de définition, les LED inférieures à 0,2 mm ont tendance à être appelées Mini LED. Ces LED mesurent souvent 0,1 millimètre ou moins. Pas trop petit cependant : à environ 0,01 millimètre, ces LED sont appelées MicroLED. Lorsque vous réduisez une LED, elle devient plus faible. Pour continuer à projeter autant de lumière, vous pouvez compenser en envoyant plus d’électricité. Évidemment, il faut toujours faire attention à la consommation d’énergie, la chaleur et la durée de vie des LED.

Le Mini LED est donc une évolution poussée des écrans Direct LED ou Full LED : la TV de TCL, par exemple, possède pas moins de 25 000 Mini LED. Celles-ci sont regroupées en environ 1 000 zones. Ces deux chiffres sont nettement supérieurs à ce que vous trouveriez dans une télé LED traditionnelle.

Si vous deviez enlever la couche LCD de votre TV, les Mini LED ressembleraient à une version bas de gamme en noir et blanc à basse résolution du programme que vous regardez. Ce n’est toujours pas aussi excellent que de pouvoir atténuer chaque pixel individuellement (comme l’OLED et le MicroLED), mais la technologie Mini LED est beaucoup plus proche de cet idéal.

MicroLED

Le MicroLED (micro-LED, mLED ou µLED) est une technologie qui pourrait durablement concurrencer l’OLED. En effet, le MicroLED possède une bonne efficacité énergétique (peu énergivore), il est autoémissif comme l’OLED (les pixels produisent leur propre lumière), le pic de luminosité est très important (un des points faibles de l’OLED), le temps de réponse est inférieur à la microseconde, enfin la résistance et la durée de vie sont importantes (contrairement à l’OLED).

Pourquoi l’OLED semble-t-il si mauvais face au MicroLED ? Principalement car l’OLED est organique (il utilise des petites molécules). Cela signifie qu’il va se dégrader dans le temps, c’est le cas particulièrement du matériau émetteur de la lumière bleue qui a la longévité la plus courte comparativement aux émetteurs rouge et vert. Le MicroLED possède une structure non organique. Les diodes qui équipent les écrans microLED émettent de la lumière grâce au Nitrure de Gallium (un semi-conducteur). Ce qui fait que ses composants ne seront donc pas sujets à un vieillissement aussi précoce — et même aucun vieillissement — que l’OLED.

En ce qui concerna la luminosité et la consommation d’énergie, c’est principalement lié au fait que les diodes utilisées dans la technologie MicroLED ne mesurent que quelques dizaines de micromètres (plus petit qu’un grain de sable).

L’enjeu autour du MicroLED est de miniaturiser les diodes. L’écran The Wall (75 pouces), que l’on a pu croiser au CES 2019, exploitait des LED de 70 µm pour un pixel de 0,21 millimètre, les écrans annoncés au CES 2020 sont basés sur des diodes de 50 µm, soit un pixel de 0,15 millimètre. Pour le moment, la plus petite télé microLED fait 75 pouces en définition 4K, ou 150 pouces en définition 8K

Il est également question du microLED dans les autres secteurs, comme les moniteurs de PC mais aussi les smartphones. Les rumeurs autour du microLED chez Apple font saliver les fans de la pomme. Les géants de l’industrie font face à des difficultés liées à la miniaturisation. Néanmoins, on observe des progrès chaque année.

Par contre si vous voulez des informations sur la différence entre ces différents termes : OLED, VA, IPS, QLED, NanoCell, TN… nous avons un dossier dédié à ça.