Utiliser les nanoparticules et, plus précisément, les boîtes quantiques pour améliorer le rendu des couleurs et de la luminosité des écrans LCD, c’est la prouesse réalisée par 3M et Nanosys avec QDef. Futura-Sciences a interrogé le directeur produit de Nanosys pour mieux analyser les tenants et les aboutissants de ce progrès.
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Cette coupe d’un écran LCD d’ordinateur permet de voir que le film QDEF (aux boîtes quantiques, quantum dots) de 3M et Nanosys s’intercale entre les différents éléments composant l’écran : d’un côté la coque arrière (back plate), la plaque réflectrice de lumière (reflector sheet), la grille d’éclairage (blue LEDs) et le polariseur (light guide) ; de l’autre le film d’amélioration de la luminosité (BEF, Brightness Enhancement Film), la dalle à cristaux liquides (LCM, Liquid Crystal Monitor) et enfin la coque avant (bezel). © Nanosys
Depuis une dizaine d'années, les dalles LCD (Liquid Crystal Display, ou écran à cristaux liquides) se sont imposées aussi bien sur les écrans d'ordinateur que sur les téléviseurs. Elles sont produites à grande échelle par un certain nombre de constructeurs (dont les plus connus sont SamsungSamsung et LG), permettant ainsi d'abaisser les coûts de fabrication et de faire entrer ces écrans LCD dans les foyers comme des objets de la vie courante. Il n'en est pas de même pour les écrans basés sur une technologie différente, comme les écrans Oled (Organic Light-Emiting Diode, ou diode électroluminescente organiquediode électroluminescente organique). Un modèle 55 pouces, comme celui présenté par LG lors du dernier salon Consumer Electronic Show (CES), coûte en effet près de 10.000 euros. Tout le monde ne pourra pas encore profiter des avantages de l'Oled sur le LCD, qui sont une plus grande homogénéité et finesse des couleurscouleurs, un meilleur contraste, une profondeur supérieure de gris et un angle de vision amélioré, entre autres.
Mais une autre solution existe peut-être pour améliorer à bas coût le rendu des dalles LCD. Elle passe par les nanotechnologies et, plus particulièrement par l'utilisation des boîtes quantiques. C'est ainsi que la division optique de 3M (le géant de l'industrie qui a inventé le scotch et le post-it) et la société californienne Nanosys viennent d'annoncer la commercialisation pour l'année prochaine du premier ordinateur portable à écran LCD 15,6 pouces à boîtes quantiques. Il disposerait notamment d'un rendu des couleurs comparables à celui d'un écran Oled.
QDef, passer du bleu au blanc
Pour cela, les ingénieurs des deux entreprises ont mis au point QDef, pour Quantum DotQuantum Dot Enhancement Film. Il s'agit d'un petit film plastiqueplastique qui remplace l'habituel filtre diffuseur intercalé entre le système de rétroéclairage et la dalle LCD en elle-même. Il intègre des nanoparticules, à base de phosphure d'indiumindium, et des milliards de boîtes quantiques en séléniure de cadmiumcadmium protégées de l'airair et de l'humidité par une couche étanche. C'est grâce à leurs propriétés d'émissionémission de lumièrelumière sur une longueur d'ondelongueur d'onde très étroite que les couleurs émises seront plus précises.
En l'occurrence, le film QDef va convertir, par l'intermédiaire des boîtes quantiques, un tiers du bleu du rétroéclairage Led en rouge et un autre tiers en vert, donnant, avec un tiers de chaque couleur, un blanc parfait qui assurera à son tour le rétroéclairage de la dalle. La précision de cette technologie permet d'afficher 50 % des nuances visibles, contre seulement 35 % pour un écran LCD traditionnel sans ce système de rétroéclairage avancé. Ceci permet d'éliminer une partie des couleurs approximatives créées pour compenser cette insuffisance et, ainsi, obtenir une image plus fine, plus jolie et plus réaliste.
Une couche qui en remplace une autre
Le principal avantage de QDef est sa facilité d'utilisation dans le montage d'une dalle LCD, comme le confirme à Futura-Sciences Jeff Yurek, directeur de produit chez Nanosys : « Nous avons mis plusieurs années à mettre au point ce filtre qui utilise les boîtes quantiques afin qu'il soit facilement intégrable dans le processus de fabrication des écrans LCD. C'est une couche qui en remplace une autre ». Ainsi, l'utilisation d'un tel écran dans un ordinateur devrait pouvoir se faire sans véritable coût additionnel.
L'usage du filtre QDef ne sera pas réservé qu'aux portables. « Je vous confirme que nous allons commencer la production de ces filtres d'ici à la fin de l'année avec, en premier lieu, une version pour les écrans d'ordinateurs portables. Mais ils pourront être utilisés sur tous les supports LCD, du smartphone à la télévision, voire à de plus grands systèmes d'affichage », précise J. Yurek.
Et tout cela véritablement sans augmenter le prix de revient de l'écran ? Belle prouesse mais impossible d'en savoir plus lorsque nous demandons à combien se chiffrait exactement l'éventuel surcoût : « Nous ne pouvons rien dire sur le prix final des écrans, voire des portables. C'est au constructeur de l'appareil de déterminer cela. Ce que je peux affirmer c'est que le filtre QDef leur apportera le même niveau de colorimétrie et de luminosité qu'un écran Oled, à bien moindre coût ».
Reste donc à attendre l'annonce de la sortie de ce premier portable à écran à boîtes quantiques pour évaluer l'intérêt de cette technologie et connaître son prix réel.
par Emmanuel Genty, Futura
le 12 août 2012
