Un moniteur aux couleurs embellies par les Quantum Dots

Les Quantum Dots (QD), ou points quantiques en français, font leur apparition dans le secteur de l’affichage informatique. La société taïwanaise MMD a annoncé il y a quelques semaines la commercialisation du moniteur 27 pouces Full HD 276E6ADSS de marque Philips (MMD exploite cette marque depuis un accord conclu en 2009). Selon ce fabricant, il s’agit du premier moniteur informatique au monde à bénéficier de cette technologie. Son prix s’élève à 309 € TTC et il se destine au marché grand public. Quoi qu’il en soit, MMD met en exergue la reproduction des couleurs de qualité «professionnelle».

En l’occurrence, ce moniteur est capable de restituer 100% de l’espace colorimétrique sRGB, ce qui est devenu classique, et surtout 99% de l’espace Adobe RGB, ce qui l’est moins. Ce dernier, plus étendu, est utilisé par les professionnels de l’image, en particulier quand ils réalisent des travaux destinés à l’impression. Les Quantum Dots créent en effet des couleurs 30% plus saturées que la moyenne, participant à l’enrichissement de la palette de couleurs visibles à l’écran. Leur effet ne se fait pas sentir sur les cristaux liquides de la dalle LCD mais la qualité du rétroéclairage de l’écran.

Des nettoyeurs de lumière

Théorisés dans les laboratoires à partir des années 80, les QD sont des solides semi-conducteurs de structure cristalline qui ne mesurent que quelques nanomètres (soit un milliardième de mètres). A une si petite échelle, ils se comportent comme un atome seul et leurs propriétés physiques et optiques sortent de l’ordinaire. Il en va ainsi de la fluorescence des QD : la lumière incidente est réémise à des longueurs d’onde caractéristiques qui ne dépendent que de la taille du QD.

Spécialiste de cette technologie, la société américaine QD Vision décrit le phénomène en ces termes : «A mesure que la taille du QD se réduit, celui-ci émet des longueurs d’ondes plus énergétiques, ce qui détermine la couleur : rouge, verte ou bleue. Le bleu correspond à l’énergie la plus élevée, donc au QD le plus petit. Le rouge, c’est l’énergie la moins élevée, dont le QD le plus gros. Le vert se trouve quelque part au milieu.» Rappelons que toute couleur, y compris blanche, est une combinaison de ces trois couleurs primaires rouge, verte et bleue.

Ce principe est mis à profit pour «purifier» la lumière blanche diffusé sur l’arrière de la dalle LCD, en provenance du dispositif de rétroéclairage. Typiquement, cette lumière est émise par des LEDs, depuis que celles-ci ont remplacé au début des années 2010 les épais tubes à cathode froide. Mais elle n’est pas neutre car l’artifice utilisé – des LEDs bleues recouvertes de phosphore jaune – est responsable d’un spectre lumineux très disparate : un pic «bleu», centré à 450 nm, côtoie une «colline» jaune (donc un mélange de rouge et de vert) vers 550 nm, de deux tiers moins intense. Des méthodes alternatives sont plus performantes, les LEDs vertes et bleues recouvertes de phosphore rouge par exemple, mais sont plus chères.

Une meilleure efficacité énergétique

Ce moniteur de MMD/Philips renferme pour sa part des LEDs bleues sans phosphore. Les QD sont calibrés de sorte à laisser passer une partie de cette lumière bleue et à convertir l’autre partie en «pics» rouge et vert. Le spectre de la lumière blanche résultante est rééquilibré et les couleurs affichées à l’écran gagnent en saturation. Ce procédé améliore aussi l’efficacité énergétique du moniteur : selon QD Vision, pour obtenir un espace colorimétrique comparable, un moniteur sans QD consomme au moins 50% d’énergie supplémentaire.

Si ce moniteur est un précurseur sur le marché informatique, les QD se répandent dans les téléviseurs à écrans plats haut de gamme depuis deux ans environ. Plusieurs procédés industriels se font concurrence. Celui de QD Vision, nommé Color IQ, est le choix de MMD : une barrette de QD est intercalée entre la barrette de LEDs, situé sur un côté de l’écran, et la dalle LCD. Les sociétés Nanosys et Nanoco plaident quant à elles pour l’ajout d’un film de QD de surface identique à celle de la dalle. QD Vision prétend que sa solution est plus économique. Mais est-elle viable ? C’est la question qui se pose car Nanosys a engagé le mois dernier des poursuites judiciaires contre QD Vision, qu’elle accuse de violer ses brevets.

Frédéric Monflier