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[ Mardi 2 décembre 2008 ]

par Benoît Dupont

Sony XEL-1 : la première TV OLED en test

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Sony XEL-1 : la technologie OLED

La XEL-1 est la toute première TV OLED disponible sur le marché et un point sur la technologie s’impose. Elle exploite des diodes électroluminescentes en matière organique. Les diodes classiques utilisent essentiellement des semi-conducteurs de type silicium ou germanium. Ici, c’est une couche de matériau organique lumineuse lorsqu’elle est parcourue par un courant. Chaque pixel est donc constitué de trois sous-pixels comme sur le plasma chacun étant une petite diode électroluminescente, verte, rouge ou bleue. L’empilement technologique est le suivant :

Dans le fond, on trouve une cathode réalisée généralement en métal, en aluminium plus précisément. Devant elle, une fine couche de transport diffuse les électrons de la cathode vers la diode électroluminescente prise en sandwich. Côté utilisateur, on trouve un substrat en verre et une électrode en ITO, conductrice mais transparente. Cette anode permet d’injecter des « trous » dans la diode grâce à une couche d’injection disposée entre l’anode et la diode organique. La recombinaison entre l’électron (de charge négative) et le « trou » (de charge positive) au sein de la diode permet d’exciter le matériau qui émet en retour de la lumière.

Il existe différents types d’écrans OLED. Les plus simples sont les écrans passifs, dont les pixels ne contiennent que les éléments décrits ci-dessus. La modulation de l’intensité lumineuse de chaque pixel est alors réalisée ligne par ligne, un peu comme sur un tube cathodique. On n’apporte du courant que temporairement sur la diode, qui émet un flash qui subsiste jusqu’au balayage suivant. Il existe également des écrans Oled à matrice active. Dans ce cas, comme sur les LCD, un transistor TFT est déposé dans chaque pixel et permet de mémoriser à l’aide d’une petite capacité la valeur de la tension de polarisation à appliquer. Aucune sensation de balayage n’apparait alors à l’écran.

Quid de la couleur ?

Il existe différentes façons de réaliser la couleur avec les OLED. La technique la plus connue consiste à utiliser trois matériaux différents pour le rouge, le vert et le bleu. C’est une méthode efficace mais il est connu que le vieillissement des différents matériaux diffère selon la couleur. Ainsi, le bleu vieillit beaucoup plus vite que les autres couleurs. Une solution alternative consiste à utiliser des OLED blanches et des filtres de couleurs, un peu comme sur les LCD. Ceci permet d’obtenir un vieillissement plus uniforme de l’écran, puisqu’un seul et unique matériau est utilisé. En revanche, l’efficacité est moindre du fait qu’il faille éclairer beaucoup plus chaque pixel pour compenser la perte liée au filtre de couleur. Pour l’heure, les OLED blanches sont surtout développées pour des applications d’éclairage. Osram travaille par exemple dans ce sens. Mais il n’est pas certain que les fabricants d’écrans n’aient jamais recours à cette technique.

Avantages de l’OLED

La technologie OLED est censée conjuguer les qualités du plasma et du LCD en y ajoutant l’avantage d’une finesse jamais atteinte jusqu’ici sur des appareils conventionnels. Songez plutôt, la dalle du XEL-1 mesure à peine 3 mm d’épaisseur. Elle préfigure en cela ce que seront les téléviseurs de demain. Comme le plasma, l’OLED n’émet aucune lumière lorsqu’on lui demande d’afficher du noir. De ce fait, le noir est d’une profondeur hors d’atteinte aujourd’hui sur un téléviseur classique. Les couleurs sont également plus riches et les angles de vision sont plus larges, du moins sur le papier. A l’heure actuelle, l’OLED est surtout viable en petit format. C’est d’ailleurs sous cette forme que nous la connaissons le mieux puisque des écrans OLED sont dores et déjà intégrés sur bon nombre de téléphones portables qui tirent assurément profit de leur finesse extrême.

Parlons pognon

Le XEL-1 sera commercialisé autour de 1500 euros aux dernières nouvelles. Pourquoi un téléviseur de seulement 11 pouces est-il si cher ? Pour l’instant, le procédé de fabrication des dalles Oled n’est tout simplement pas compatible avec les coûts classiques de production des téléviseurs que nous connaissons. A l’IFA 2008, on nous a annoncé un coût de 150 $ par pouce de diagonale. Cela place le 32 pouces à 4000 euros en considérant un taux de change correct (même si nous savons bien que dans l’électronique, 1 $ = 1 €, y’a pas de petit profit… surtout quand ce sont des gros). C’est proprement invendable, voilà pourquoi l’écran Sony est si cher. Il n’est d’ailleurs pas impossible que le XEL-1 soit vendu à prix coûtant en tant que vitrine technologique.

XEL-1, ce que montrent nos mesures

En testant le XEL-1, nous avons découverts quelques trucs sympas. Tout d’abord, il s’agit d’un écran 100 Hz à balayage comme le montre la trace d’éclairement suivante :

Nous affichons ici une ligne fixe de luminosité constante. Or les pixels clignotent. Sur un cycle de 16,6 ms (1/60 Hz), les pixels restent allumés 10ms et sont éteints le reste du temps. Par conséquent, ce n’est pas vraiment 100 Hz puisque l’état haut ne dure pas aussi longtemps que l’état bas. Je ne m’explique pas la variation de l’éclairement sur l’état haut, c’est à dire lorsque le pixel est allumé. Difficile à dire si ce fonctionnement est nominal ou paramétrable via le menu. Ce dernier étant entièrement en japonais sur notre modèle de démonstration sans possibilité de changer la langue, il nous a été difficile de s’y retrouver. Mais c’est en tous les cas une bonne nouvelle pour la réactivité de l’écran. Il est possible que cette implémentation permette aussi d’éviter le vieillissement des cellules OLED en évitant leur polarisation permanente.

Mais trêve de technologie, passons au test proprement dit.

Sony XEL-1 : le test