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Des dalles trop économiques ?
DiversEcrans
Publié le Mardi 18 Septembre 2007 par Vincent Alzieu

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Des dalles trop économiques ?

Les tests de la série d'écrans Samsung SyncMaster 226BW n'en finissent pas de faire des bébés. Ils nous avaient déjà permis de montrer du doigts les valses des dalles au sein d’une même référence ainsi que la variation des réglages et de ce fait la fidélité aléatoire des couleurs malgré des composants similaires. Voici encore un autre point : sur une même famille de dalles, issue d'un seul fabricant (Samsung dans notre cas), on peut avoir des couleurs homogènes à l'oeil, ou des zones sombres dès qu'on écarte le regard du centre. Pour ce que nous en avons vu, cela n'a rien à voir avec un éventuel effet Mura. Il s'agirait plutôt d'un souci sur le filtre appliqué sur la dalles, d'angles de vision bien trop courts.

L'alerte a une fois de plus été donnée sur le forum. C'est là que nous y avons noté les premiers signes. Des lecteurs se plaignaient de zones sombres sur leurs écrans, d'une homogénéité imparfaite des couleurs. Les images unies seraient plus sombres en haut qu'en bas de l'écran. Nous ne comprenions pas bien le problème : aucun des écrans passés entre nos mains n'en souffrait.

Puis nous avons reçu le moniteur Iiyama ProLite E2201W, un TN 2 ms équipé de dalles Samsung. Réactivité, retard d'image, homogénéité mesurée à la sonde : tout concorde parfaitement avec les résultats du Samsung SyncMaster 226BW en série S, en dalles Samsung telles que nous les avions reçus. Pourtant, il suffit de se placer bien au centre de l'écran, de fixer ensuite un coin du moniteur pour voir des variations de teintes.

Voici ce que donne le graphique de l’homogénéité mesurée à la sonde :

Plus précisément, l'écart maximum entre deux points est de l'ordre de 25 % de luminosité, avec une variation moyenne de 8,6%. C'est tout à fait dans la norme, et même plutôt meilleur que la moyenne. Un écran classique monte facilement à 30 % d'écart entre deux points. Les moniteurs les plus homogènes sont à 15 %.

Et pourtant, quand on regarde l'écran en son centre, que sans bouger la tête on fixe ensuite un coin, l'image s'assombrit immédiatement :

Il s'agit d'une photo de la dalle, ré-incrustée dans l'écran shooté de face.
On pourrait croire au départ à un problème d'effet Mura, d'homogénéité de la luminosité mal répartie du fait d'un problème sur les réflecteurs de lumière. Sauf que la mesure de luminosité rapporte un écart de seulement 4% entre le point au centre en haut et celui au centre en bas. Autre fait troublant, qui vient définitivement enterrer le doute d'effet Mura, si l'on place cette fois notre regard face au coin supérieur droit de l'écran, voici ce qu'on obtient (les deux images suivantes sont des reconstitutions au plus près sous Photoshop) :

Autre variante possible, si l'on bouge à peine, la vague sombre se déplace :

Ce défaut, nous l'avons constaté sur un premier Iiyama ProLite E2201W, puis en leur compagnie sur un second qu'ils nous ont amené pour vérification. Nous leur avons exprimé notre surprise... et là, plus grosse surprise encore, grande honnêteté de leur part, ils nous ont rétorqué être au courant de ce souci. Ils n'avaient pas vu que le défaut n'était pas homogène, eux l'assimilaient au départ à un souci du type Mura, mais ils l'avaient déjà relevé sur un produit plus basique, équipé lui aussi d'une dalle TN, signée AU Optronics cette fois.

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Retour à la technique : d'où vient le problème ?

Il faut alors revenir aux bases des LCD : de quelle couche peut donc provenir ce défaut ? En fouillant en ligne, voici le schéma le plus complet sur lequel nous avons mis la main. :

Toutefois, par déduction on en vient vite à éliminer toutes les couches proposées sur le schéma ci-dessus. Le fait qu'en plaçant notre regard bien face à un point assure un affichage juste indique les filtres polarisants font bien leur travail, que les cristaux liquides tournent dans toutes les zones correctement, que les backlight émettent leur lumière de manière homogène...

Il faut donc chercher ailleurs.

En fait, tous les schémas trouvés en ligne correspondent aux écrans TN. Or depuis quelques années la technologie a évolué, pour devenir TN + Film, le Film en question servant à augmenter artificiellement les angles de vision des écrans. Avec eux, les angles sont passés de 90 à plus de 150°. Mais qu'il est difficile de trouver un schéma qui rapporte leur présence ! Partant sur cette piste, on constate que le nom complet de ce "progrès" est Twisted Nematic + retardation film, et qu'un des derniers ajouts sur les dalles TN a consisté à apposer un "Beam Steering optical Film" (BSF), un film qui va fractionner le faisceau pour ouvrir les angles.

Quand on sait dans quelle direction chercher tout devient alors plus simple. Quelques requêtes plus tard...

Lors de la 21ème conférence internationale sur les cristaux liquides qui s'était tenue en juillet 2006 à Keystone (Colorado USA), l'une des sessions était justement consacrée à ce film, sur la base de travaux réalisés par les équipes techniques des dalles LG-Philips épaulées par les laboratoires de deux universités coréennes. Le principe nous semble néanmoins valable pour toutes les dalles TN modernes. Il s'agit là d'un schéma technique à destination des plus techniques, excusez donc le côté "pas très grand public" du dessin. Il y a moins de couleurs que sur le précédent. Il faut interpréter. Mais à la fin, on remarque la couche dite BSF et ses répercussions.

L'ajout de cette couche BSF par dessus le dernier filtre polarisant a pour première conséquence de diminuer très sensiblement le niveau de luminosité capté face aux cellules. Dans cet exemple précis, on passe sur la dalle de 264 candélas / m² à 140 cd/m² ! En compensation, la zone sur laquelle ces équipes techniques estiment l'image "bonne" a vu sa surface s'étendre de plus de 25 %, leur mesure de contraste faisant passer les angles de 50 à 80° en latéral et de 20 à 60° en vertical. Soit si l'on ajoute haut / bas, gauche / droite des angles finaux de 160° / 120°, qui correspondent effectivement à ce que nous mesurons sur les dalles TN actuelles (leurs mesures sont plus dures et à notre avis plus justes que la norme ISO, qui aboutit depuis peu pour sa part à 170°/160°).

En revanche, alors qu'on imagine que ces équipes ont tâché de proposer le filtre de la meilleure qualité possible, on voit bien sur le schéma que les angles de vision ne sont pas complètement homogènes. La courbe des angles de vision n'est pas parfaitement symétrique. Sur une telle dalle ce sera peu sensible, mais de toute évidence le rendu des couleurs variera légèrement si l'on déplace son regard sur la dalle.

Le problème rencontré sur l'écran Iiyama nous semble lié à ce filtre. Nous craignons sérieusement que sous prétexte d'aller vers toujours plus d'économies, dans le but louable de réduire les coûts de production et le coût final pour le consommateur, les fabricants de dalles en viennent à poser des films d'une qualité insuffisante sur certaines dalles économiques, sujettes ensuite à de sérieux problèmes dans la diffraction de la lumière qui partirait un peu n'importe comment.

Nous avons commencé à nous ouvrir de ce problème aux équipes techniques des constructeurs. Ce raisonnement paraît logique, cohérent, probable à certains, mais il faudra attendre la traduction de cet article en anglais pour que les équipes techniques en Corée, en Chine, au Japon, en prennent plus ample connaissance et puissent revenir vers nous.

A nous de travailler maintenant

Dans tous les cas, voici un point que nous surveillerons particulièrement lors de nos prochains essais et qui, si il est difficilement détectable avec des simples mesures puisqu’indétectable par une sonde, se repère via notre "outil" de base : nos yeux !

Des témoignages recueillis sur les forums dans un peu toutes les langues, il ressort que pour l'instant seuls certains écrans équipés de dalles TN seraient affectés de ce problème d'homogénéité variable. C'est assez logique, dans la mesure où le film soupçonné d'en être à l'origine n'est appliqué que sur les TN justement. Les technologies rivales n'en ont à priori pas besoin, les angles des dalles MVA, PVA, ASV et plus encore IPS sont bien plus ouverts d'emblée.