Pourquoi les écrans OLED, même avec leurs défauts, marquent l’avenir du smartphone

OLED technologie a marqué le monde de la téléphonie mobile en 2017. D’une part, pour atteindre le terminal haut de gamme le plus vendu, l’iPhone. D’autre part, pour affaiblir un smartphone aussi bon globalement que Google Pixel 2 XL avec une forte tonalité bleutée et de minuscules variations d’angles, comme nous l’avons vu dans son analyse.

Les meilleurs écrans sur le marché.

Son évolution mérite d’être revue en profondeur, car il y a peu, il semblait faire partie du groupe des technologies qui promettent beaucoup, mais ne font pas que livrer. Le déploiement technique de Samsung sur les smartphones et LG sur les téléviseurs a permis de le mettre en œuvre à un rythme rapide, jusqu’à aujourd’hui fournissant certains des meilleurs écrans sur le marché.

Avec lui, nous verrons les défis de la technologie OLED à améliorer, qui, bien que l’on peut penser qu’il a déjà atteint la perfection, a beaucoup à améliorer en matière de traitement des problèmes connus comme la rétention d’image, mais surtout lorsque son meilleur allié, le Noir, est le protagoniste.

Enfin, nous verrons ce que l’avenir réserve à la technologie des diodes organiques, si elle n’est pas bientôt remplacée par une technologie supérieure.

Bref historique de l’OLED sur smartphones

Après avoir étudié la technologie OLED depuis les années 1990, Sony annonce le lancement de la production commerciale des panneaux OLED pour téléphones mobiles au printemps 2004. Compte tenu des quantités réduites, l’entreprise n’a attribué les panneaux qu’à ses propres produits. Le premier smartphone à intégrer cette technologie a été un PDA, le Sony Clié VZ90 en septembre de la même année, bien qu’il n’ait jamais quitté le Japon.

Depuis ce moment, c’est Nokia qui a introduit la technologie AMOLED sur le Nokia N85. Le terminal a bénéficié d’une technologie d’affichage innovante pour économiser de l’énergie grâce à son thème essentiellement noir. En outre, Nokia a mis en œuvre quelque chose qui est maintenant très à la mode, mais à l’époque était une fonction inconnue : une sorte de “Toujours en marche” mode qui a montré l’heure en blanc sur un fond noir pur lorsque le combiné est passé en mode veille.

Le Nokia N85 a lancé AMOLED technologie sur téléphones mobiles.

Mais qu’ont apporté les panneaux AMOLED ? Dans l’OLED, il y a la matrice passive et la matrice active (Active Matrix Organic Light Emitting Diode). Le premier est utilisé dans les lecteurs de musique avec des petits écrans, des écrans portables ou des écrans d’information de voiture : des solutions simples, car l’écran est contrôlé par l’allumage de ses rangées et colonnes. Les AMOLEDs ont des contrôleurs différents, et comme nous le savons, chaque pixel est géré indépendamment. De plus, il y a une matrice TFT qui contrôle quels pixels doivent être éclairés, ce qui permet d’économiser beaucoup d’énergie, car dans la matrice passive cette action se fait avec des circuits externes.

L’un des aspects qui a grandement retardé l’arrivée de la technologie OLED auprès du public a été la nécessité d’investir des sommes importantes dans la recherche et les usines

Grâce à une production croissante depuis 2002, Samsung de son côté a atteint 30 millions de panneaux fabriqués en 2005, qui avec l’ouverture d’autres usines lui ont permis de rejoindre les rayons des terminaux propres et non propres depuis 2009, qui ont souligné le premier Galaxy et Omnia. En 2010, nous avons également vu la technologie AMOLED dans Nexus One et HTC Desire, mais seulement temporairement, car Samsung a commencé à avoir des problèmes de fourniture de panneaux, ce que seul le temps a résolu avec plus d’extensions d’usine et une augmentation significative de la production. La faible disponibilité des écrans OLED (qui génère un prix plus élevé) reste quelque chose que les fabricants continuent à lutter avec.

Tout cela n’était que le prélude aux terminaux qui ont commencé la popularisation massive de la technologie OLED sous leur propre marque : SuperAMOLED et la famille, formée par le Galaxy S Samsung. Cependant, le premier terminal à monter les nouveaux panneaux a été, pendant des mois (d’avril à juin), le Samsung Wave.

C’est avec le Galaxy S original que nous voyons pour la première fois, massivement, des couleurs avec une intensité jamais vue auparavant dans un téléphone mobile (et pratiquement aucun écran commercial). Il a eu la malchance d’égaler l’étalonnage plus réaliste, la luminosité de loin supérieure et la clarté absurde de l’écran Retina de l’iPhone 4.

Samsung Galaxy S, le point de départ massif de la technologie SuperAMOLED.

Le bon travail sur la netteté et l’étalonnage des écrans LCD à partir de 2010 a nui à la brillance des énormes réalisations de la première AMOLED

En tout cas, un vaste débat a commencé qui durerait jusqu’à nos jours, avec de nombreux utilisateurs préférant une saturation extrême des couleurs sur la première modération, et ensuite l’écran la couleur exacte. Les chiffres pourraient être plus ou moins proches de la réalité, mais entrés par les yeux devant les écrans LCD qui, bien qu’étant plus mature, avait plus de difficulté à remplir le spectre de couleur désiré, sRGB.

Donc, ce n’est pas avant la fin de 2013, avec le Samsung Galaxy Note 3, quand nous pouvons enfin parler d’écrans qui, outre être efficace et attrayant en intérieur, sont aussi en extérieur, la première du mode boost brightness en environnements de luminosité élevée. C’était une étape très pertinente, parce qu’en plus de la concurrence dans la représentation de la couleur et l’efficacité, la grande guerre entre OLED et IPS était à la recherche de la luminosité maximale, qui à ce moment-là clairement conduit la deuxième.

Displaymate, web of reference in screen analysis (mais il ne mesure pas les problèmes que nous allons voir en profondeur), une bonne source à voir comment la luminosité a grandi dans la SuperAMOLED du galaxy S. Le premier chiffre correspond à la luminosité maximale sur un écran 100% blanc, et entre parenthèses, au mode de luminosité maximale avec luminosité automatique dans des environnements très lumineux :

Et enfin, un an plus tard, DisplayMate parle d’écran indiscernable de parfaite reproduction des couleurs” dans le Samsung Galaxy Note 4, à condition que le “mode Basic” soit sélectionné dans les paramètres de l’écran. La Note de 2014, a également publié un panneau QHD qui éliminait avec une densité énorme les problèmes de netteté de son motif sous-pixel PenTile. Contrairement au motif RVB classique, où chaque pixel contient un sous-pixel rouge, vert et bleu, dans les panneaux PenTile, le nombre de sous-pixels est inférieur d’un tiers.

Au lieu d’avoir le même nombre de sous-pixels de toutes les couleurs, il existe deux fois plus de verts que de bleus et de rouges, avec différentes tailles de sous-pixel. C’est parce que le sous-pixel vert est le plus durable et le plus efficace, tandis que le rouge et surtout le bleu ont tendance à mourir plus tôt. Visuellement, l’impression que cette disposition produit sur les écrans à basse densité est basse-définition, quelque chose causé par l’espace noir laissé par le plus petit nombre de sous-pixels. L’explication de l’utilisation derrière le PenTile, théoriquement inférieur au RVB, se trouve dans la recherche d’une longévité maximale, car la dégradation est beaucoup plus grande que les écrans LCD.

Samsung a commencé à être très acclamé dans des analyses comme celles de cette maison, Xataka, et à bien des égards, l’envie de l’industrie, sauver Apple et, peut-être, HTC. Malgré cette supériorité, la société sud-coréenne n’a pas ralenti le rythme d’innovation et techniquement impressionné par la courbe dans le Note Edge et les courbes dans le Samsung Galaxy S6 Edge.

Le présent de la technologie OLED : luminosité avec un long chemin à parcourir

Comme nous avons dit, il est de 2014 lorsque des référents comme DisplayMate commencer à parler de parfait écran en termes de couleurs et de saturation. C’était clairement une exagération, parce que Samsung a continué à apporter de grandes améliorations perceptibles dans pratiquement chaque génération. Le rythme vertigineux que les Sud-Coréens ont imprimé depuis 2010 nous a fait penser que nous avions affaire à une technologie qui était déjà mature, quand nous étions vraiment adolescents.

C’est quelque chose de plus évident quand nous quittons Samsung pour nous tourner vers des panneaux fabriqués par LG, avec le cas déjà mentionné de Google Pixel 2 XL. Nous ne parlons que des smartphones, parce que dans les panneaux TV (avec une plus grande difficulté de production) et les vêtements (fabrication de l’Apple Watch) se sont avérés être à un niveau élevé.

Le débat entre OLED et LCD a toujours été extrêmement subjectif et une question de goût

Toutefois, même en revenant à Samsung et ses implémentations dans ses propres terminaux, il ya des réalités qui peuvent conduire à penser que nous avons seulement passé une première étape de la technologie OLED / SuperAMOLED où les objectifs prioritaires ont été atteints, pour passer maintenant pour résoudre les problèmes peut-être pas aussi pertinents utilisateurs qui ne sont pas aussi experts.

En ce sens, nous devons nous souvenir du débat dont nous venions, et de la façon dont les avantages et les inconvénients ont été appréciés : la saturation fugitive et la balance des blancs qui s’envole vers des tons froids. Ce que les experts de l’industrie considéraient comme des défauts désagréables qui pouvaient être contrôlés au fil du temps, pour le public, était une raison de plus de se vanter.

Black crush, ou le manque de détails dans les zones sombres proches du noir

En général, lorsque nous parlons de technologie OLED, nous louons comment ces panneaux reproduisent le noir, ou plutôt comment ils ne le font pas, car en se faisant connaître eux-mêmes nous fermons les pixels. Cela diffère des écrans LCD IPS, qui dépendent d’une source de lumière qui, au mieux, ne peut montrer qu’un noir proche du pur grâce au zonage ou à la gradation locale.

Cependant, on parle peu que le noir peut aussi être le pire ennemi de tout écran OLED, pour des raisons même non résolues dans Samsung Galaxy S et téléviseurs haut de gamme.

Jouer les niveaux de gris n’est pas facile pour ces écrans, car lorsque les couleurs approchent du noir, ils ont tendance à se perdre dans celui-ci et “brûler” dans ce que nous savons comme “black crush” ou “black clippping”. De même qu’en haute lumière, la surexposition provoque la perte de tous les détails d’une zone, dans les images sombres ou avec des zones sombres, la même chose peut se produire lorsque certains tons qui ne sont pas totalement noirs sont reproduits comme tels.

Dans la partie supérieure nous voyons un écran qui ne montre aucun détail dans les ombres des objets (veste ou cheveux) à cause du noir, tandis que dans la partie inférieure beaucoup plus de détails sont perçus. </La Samsung Galaxy Note II (partie supérieure) a très bien géré l’échelle de gris et n’a pas présenté d’écrasement noir. Le Samsung Galaxy SIII (en bas), pour sa part, était l’exemple parfait de la façon dont les écrans SuperAMOLED n’étaient pas encore cohérents. Source Erica Griffin.

Cela peut sembler sans importance, mais lors de la lecture de contenu dans des environnements sombres, en théorie le scénario idéal pour OLED, où vous pouvez regarder le faible contraste et le niveau de noir des LCD, le sentiment peut être de ne pas percevoir beaucoup de détails qui est vu dans la seconde, même si elle est un peu lavé. Un autre problème avec l’écrasement du noir est qu’il est souvent accompagné d’artefacts et de banding qui peuvent être très visibles lors du changement de pixels du noir à une autre couleur.

Tout ceci, plutôt qu’un problème inhérent à OLED semble être une question de calibration. Approfondir, selon Anandtech, un média dédié à l’analyse technique et dont les éditeurs ont une grande expérience dans l’industrie, ont également la responsabilité des contrôleurs DDIC et utilisent la modulation PWM ou modulation de largeur d’impulsion.

Si la section multimédia est cruciale dans le choix du smartphone, le black crush conditionne l’affichage du contenu

Le black crush n’est pas un sujet qui est généralement joué dans la plupart des analyses des médias et des chaînes YouTube, mais celles plus techniques, telles que la chaîne Anandtech, ou celle de Erica Griffin, s’aventurent souvent dans ce problème. Erica montre habituellement comment chaque terminal qu’elle analyse représente les niveaux de gris avec un tableau avec des chiffres noirs et une couleur en dessous. Dans un écran parfaitement calibré, tous les chiffres seraient perceptibles, sauf le 0, dont le fond est noir pur. Moins on voit, depuis le 21ème, sur fond gris, pire c’est en ce sens. Voyons quelques exemples.

Le premier correspond à son analyse du Pixel 3XL, où il compare le sujet avec l’iPhone XS, qui avec ses frères et sœurs avec OLED est considéré comme le meilleur écran dans ce sens. Sans être parfait, le terminal Apple permet de discriminer beaucoup plus de tonalité.

Parce qu’il n’affiche que des nombres avec une clarté à partir de 9, les scènes sombres ne seront pas vues en détail dans le Pixel 3 XL, particulièrement avec une faible luminosité. Source Erica Griffin.

Deuxièmement, nous voyons les résultats obtenus par Erica dans l’analyse du Huawei P20 Pro, où le terminal chinois obtient de bien meilleurs résultats que le Samsung Galaxy S9+, considéré par beaucoup comme le terminal avec le meilleur écran du marché, avec le Samsung Galaxy Note 9, dont on verra l’image de l’analyse ultérieurement.

Le P20 Pro est avec le iPhone le meilleur en gestion des black crush. Le Samsung Galaxy S9+, bien qu’ayant un panneau très supérieur à d’autres égards, ne peut pas dire la même chose ici. Source Erica Griffin. Le Samsung Galaxy Note 9 souffre également du même problème que le Samsung Galaxy S9+. Non seulement le chiffre 6 n’est pas trop perçu, mais la dégradation entre les couleurs ne se produit pas d’une manière lisse, mais elle est trop décalée. Source Erica Griffin.

Black smear : lorsque la vitesse d’allumage des pixels n’est pas suffisante

Les modes Dark sont à la mode, ayant récemment atteint MacOS Mojave et Windows 10. Dans Android, où il y a toujours eu une bonne représentation des écrans OLED, il y a des avancées et reculs dans ce sens. Android 2.3 Gingerbread et Android 4.0 Ice Cream Sandwich ont apporté de nombreux éléments sombres au système au profit des différents Nexus (et des terminaux OLED) lancés à côté de chaque système, mais sont ensuite revenus au bon côté avec Android 5.0 Lollipop.

Le fait est que le sujet sombre ou noir est toujours associé pour aider à réduire la consommation des écrans OLED, et énergétiquement parlant, c’est un avantage réel et mesurable.

Cependant, par exemple, si le sujet n’est pas complètement noir et que d’autres couleurs sont également présentes, il est relativement facile de voir ce qui est connu comme black smear. Pour mieux comprendre de quoi il s’agit, nous allons maintenant le voir dans un GIF à partir de cette vidéo explicative, mais il peut être défini comme une latence existante avec le mouvement des contenus noirs lorsqu’ils changent leur position au contact des couleurs qui nécessitent l’activation des pixels.

Black smear” dans un Huawei P20 Pro. Contrairement à “black crush”, il est inhérent à tout écran OLED actuel.

L’éclairage lent des pixels qui sont en noir (produit à son tour par la lenteur du temps de réponse du sous-pixel bleu, le plus faible des trois) lors du passage à une autre couleur n’a pas encore été résolu, et des actions comme un scroll dans un client Twitter ou Reddit peut devenir un peu ennuyeuse, pire que le léger effet “ghosting” classique.

Face au black crush de la section précédente, le “black smear” est quelque chose de plus inhérent à l’OLED, de sorte que même les écrans du Huawei P20 Pro, mon smartphone personnel, ou l’iPhone X/XS ne sont pas en mesure de le réduire. Le degré est peut-être inférieur à celui des autres terminaux, mais en plus d’allumer et d’éteindre lentement les pixels vers et depuis le noir, il y a une couleur lilas qui contamine l’image et ne devrait pas être présente dans les bords colorés qui changent. Vous pouvez voir le problème avec le gif du prochain tuit (en particulier avec une faible luminosité dans un environnement de faible luminosité, typique, de tous les jours lors de la lecture au lit).

OLED ne doit plus attendre, son doux moment est le présent

Nous avons évalué les défauts des écrans OLED sur smartphones, mais cela ne veut pas dire que ce ne soit une fantastique technologie. De plus, sa grande rivale, la technologie LCD IPS, a aussi historiquement présenté d’autres défauts, tels que des saignements, des angles de vision réduits ou un niveau de noirs qui, dans certains cas, est encore décevant.

Il n’existe pas de technologie parfaite, et ce n’est pas un problème. La contribution des écrans OLED aux smartphones a été énorme et vous a permis de profiter de nombreux éléments qui auraient pu être retardés pendant des années. Energétiquement, une fois surmonté la consommation élevée montrant blanc, ont contribué à obtenir des autonomies qui, malgré le sentiment de peu de progrès, continuent d’augmenter et peuvent même être améliorées par une meilleure optimisation des sujets sombres.

Mais où nous pouvons évaluer ces panneaux plus est dans leurs réalisations techniques physique. Les OLEDs ont éliminé une épaisseur précieuse lorsqu’il s’agissait de terminaux de plus en plus fins, ce que les LCDs ne cessent de compliquer. Bien qu’ils ne soient pas encore arrivés commercialement, les écrans OLED vont aussi tout changer dans les smartphones pliants, une tendance qui, très tôt, Google supporte déjà Android.

Le secret du petit bord inférieur de l’iPhone avec OLED est dans comment Apple et Samsung ont plié le panneau. </Going plus loin, les écrans SuperAMOLED de Samsung nous ont emmenés dans le futur en 2014 et 2015, avec des courbes latérales qui semblaient impossibles. Plus tard, même à l’époque des terminaux sans menton sans cadre, Apple a pu plier son panneau en bas de l’iPhone X, pour éviter de perdre la symétrie des bords qu’il conserve avec le haut.

Pure black et la sauvegarde des pixels nous ont apporté des modes “Always On” que de nombreux utilisateurs grâce à leurs informations en un coup d’oeil avec à peine une consommation supplémentaire. Depuis environ cinq ans, la luminosité maximale est également présente lorsqu’on en a le plus besoin, sous le soleil, et l’expérience multimédia avec des écrans bien calibrés a permis au public de mieux profiter du contenu que de nombreux téléviseurs haut de gamme.

Les défis futurs de la technologie OLED

Outre tout cela, le message est clair : la technologie OLED et ses variantes sont au meilleur de leur brève histoire. Dans la recherche de la maturité, nous devons résoudre ces problèmes et d’autres classiques déjà réduits, tels que le burn-in et les rétentions de burn-in ou les variations de couleur le long du panneau, qui produisent des tons roses ou verts en certains points de certains écrans.

D’une part, il semble que, à court terme, l’avenir que nous allons voir dans OLED sera à des écrans flexibles dans les smartphones pliants. Cependant, au niveau technologique, on s’attend à voir des taux de rafraîchissement supérieurs à 60 Hz (120 Hz ou 144 Hz), comme on l’a déjà vu sur les smartphones pour les joueurs.

Le ASUS ROG a un panneau OLED de 90 Hz, mais n’est pas un terminal massif (comme de nombreux écrans LCD des ordinateurs portables ou iPad Pro) ni dépasse la résolution 1080p. Un obstacle possible à voir le taux de rafraîchissement augmenter dans les terminaux les plus vendus pourrait être le frottis noir dont nous avons parlé.

Comme avec les courbes, il semble que Samsung va tout miser sur les paravents à nouveau.

D’autre part, et partant du fait que les panneaux OLED actuellement disponibles sont excellents, les fabricants sont déjà à la recherche d’alternatives qui, sans abandonner le noir pur, résolvent les problèmes inhérents tels que la dégradation de la luminosité et des couleurs qu’ils connaissent avec la rétention des couleurs, du fait d’être une technologie organique.

L’alternative la plus probable, ou parallèle, est microLED, une technologie également auto-émergente que Samsung a déjà montré dans son immense 146″ The Wall TV. La société sud-coréenne n’a pas fait d’annonces liées à la technologie sur les smartphones, mais selon Mark Gurman, Apple travaille déjà sur ses propres panneaux MicroLED, qui arriveraient d’abord à Apple Watch et plus tard au reste de la gamme de produits.

Il est logique que depuis Cupertino suivre la voie engagée avec des processeurs A dans d’autres domaines, comme les modems, ou écrans, en quête de leurs propres solutions, mais aussi plus évolutif et économique que OLED.

En tout cas, en tant qu’utilisateurs de la technologie OLED, on ne peut qu’espérer que les dix prochaines années suivront le splendide chemin initié par la Samsung Wave et le Samsung Galaxy S il ya huit ans.

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