Comment l'écran OLED se compare-t-il au LCD en termes de consommation d'énergie ?

Comment la technologie d'écran OLED favorise une consommation d'énergie dépendante du contenu

Les pixels auto-émissifs éliminent l'énergie du rétroéclairage — un avantage d'efficacité fondamental

Les écrans LCD nécessitent un rétroéclairage constant qui consomme environ 70 à 90 pour cent de leur énergie totale, quel que soit le contenu affiché à l'écran. Les écrans OLED fonctionnent différemment, car chaque pixel produit sa propre lumière et peut s'éteindre complètement lorsque nécessaire, produisant ainsi des noirs authentiques. Cela signifie qu'il n'y a plus de gaspillage d'énergie dû au rétroéclairage, ce qui réduit la consommation d'énergie d'environ moitié lors de l'utilisation du mode sombre ou de la lecture de vidéos comportant beaucoup d'actions. Le fonctionnement des écrans OLED est d'ailleurs particulièrement intéressant : au lieu de simplement bloquer la lumière comme le font les écrans LCD, les pixels individuels s'éteignent tout simplement, permettant d'obtenir des noirs bien plus profonds que n'importe quel panneau LCD ne pourrait jamais atteindre. Ce niveau d'efficacité fait ressortir la technologie OLED tant en termes de qualité d'image que d'économie d'électricité.

Niveau moyen de l'image (APL) en tant que facteur principal déterminant la consommation d'énergie d'un écran OLED

La quantité d'énergie consommée par les écrans OLED est étroitement liée à ce qu'on appelle le niveau moyen de l'image, ou APL (Average Picture Level) en abrégé. Fondamentalement, cela mesure la luminosité globale de l'image affichée à l'écran. Chaque sous-pixel minuscule travaille davantage lorsqu'il doit briller plus intensément, donc lorsque nous voyons un écran entièrement blanc à 100 % d'APL, chaque élément de l'affichage fonctionne à pleine capacité. Des études indiquent qu'une augmentation de l'APL de 20 % à 60 % peut accroître la consommation d'énergie d'environ 40 %. Des éléments courants comme les applications de feuilles de calcul ou les documents à fond blanc épuisent la batterie bien plus rapidement que des contenus sombres, tels que des photos prises de nuit ou des films tournés dans des conditions de faible luminosité. Étant donné l'importance de l'APL dans la gestion de la puissance des écrans OLED, les fabricants prennent en compte ces valeurs lors de l'optimisation de leurs appareils, tandis que les développeurs d'applications tiennent également compte de l'APL lors de la conception d'interfaces afin d'aider à préserver l'autonomie de la batterie pour les utilisateurs.

Limitations et exceptions : déséquilibre des sous-pixels blancs, vieillissement et compromis en matière de conception de l'interface utilisateur

Les avantages en termes d'efficacité de la technologie OLED s'accompagnent toutefois de certaines limitations dans des conditions réelles. Les agencements de pixels RGBW misent sur les sous-pixels blancs pour augmenter la luminosité, ce qui consomme en réalité plus d'énergie lors de l'affichage de contenus comportant de grandes zones blanches. Avec le vieillissement des écrans, il devient nécessaire d'employer de 15 à 25 % d'énergie supplémentaire simplement pour maintenir le même niveau de luminosité qu'à l'état neuf. Les concepteurs travaillant avec ces écrans doivent faire des choix difficiles entre efficacité et qualité. Bien que les éléments d'interface noirs permettent d'économiser de l'énergie, ils provoquent parfois des traînées colorées gênantes lors des transitions d'écran, car différentes parties de l'affichage réagissent à des vitesses légèrement différentes. En somme, les économies d'énergie offertes par l'OLED dépendent fortement de son utilisation pratique. Se fier uniquement aux chiffres maximaux de performance ne donne pas une image complète de la consommation réelle dans des situations quotidiennes.

Pourquoi la consommation d'énergie des écrans LCD reste largement indépendante du contenu

Dominance du rétroéclairage fixe : comment environ 70 à 90 % de l'énergie LCD est consommée indépendamment de l'image

Les écrans LCD dépendent de ce rétroéclairage à luminosité constante, généralement compris entre 20 et 150 watts par mètre carré, qui continue de fonctionner quelle que soit l'image affichée, même lorsqu'elle est entièrement noire. La partie à cristaux liquides contrôle simplement la quantité de lumière transmise au lieu de produire de la lumière elle-même, de sorte que la majeure partie de l'énergie électrique sert à alimenter ce rétroéclairage. Environ 70 à 90 pour cent de toute l'électricité utilisée sert à produire cette lueur de fond. Il en résulte que la quantité d'énergie consommée ne change guère, qu'une personne regarde des cellules de tableur fortement illuminées ou une scène de film entièrement noire. Les écrans OLED fonctionnent différemment. Leur consommation d'énergie varie effectivement selon le contenu affiché, ce qui les rend nettement plus efficaces que la technologie LCD traditionnelle.

Assombrissement local et améliorations mini-LED — des gains modestes, pas des changements de paradigme

La technologie Mini LED associée au réglage local de la luminosité permet d'améliorer l'efficacité des écrans LCD en atténuant la rétroéclairage dans les zones sombres de l'image. Toutefois, ces améliorations ne modifient pas le fonctionnement fondamental des panneaux LCD. Observez même les modèles les plus coûteux disponibles : ils atteignent généralement tout au plus environ 1000 zones d'assombrissement. Cela signifie que de grandes portions de l'écran sont illuminées simultanément, plutôt que contrôlées individuellement. Lorsqu'un élément très lumineux apparaît à l'écran, on observe un phénomène appelé « blooming », où la zone environnante devient excessivement brillante par compensation. Le système de rétroéclairage consomme lui-même environ 30 watts par mètre carré, quelle que soit l'intensité réglée. Au total, ces améliorations réduisent la consommation d'énergie d'environ 15 à 25 pour cent lors de la visualisation de contenus présentant de forts contrastes entre zones claires et sombres. Des économies utiles, certes, mais rien ne peut égaler ce que font naturellement les écrans OLED, puisque chaque pixel y contrôle individuellement sa propre émission de lumière selon ce qui est affiché à l'écran.

Efficacité de l'écran OLED en pratique : scénarios où il est en tête ou à la traîne

Applications en mode sombre et diffusion vidéo : jusqu'à 50 % de consommation d'énergie en moins par rapport au LCD

Les écrans OLED brillent vraiment lorsque la charge visuelle est faible. Pensez aux environnements de programmation avec leurs arrière-plans sombres, aux applications qui deviennent entièrement noires la nuit, ou encore à ces films avec de grandes bandes noires autour de l'image. La technologie désactive simplement des sections entières de pixels là où rien ne se passe, évitant ainsi de gaspiller de l'énergie pour illuminer des espaces vides. Les économies d'énergie peuvent atteindre environ la moitié par rapport aux écrans LCD classiques, qui continuent de briller quel que soit le contenu. Pour les utilisateurs qui diffusent beaucoup de contenu, cela fait une réelle différence. Prenons une scène de Stranger Things où tout est complètement noir, sauf peut-être quelques ombres inquiétantes qui traversent l'écran. Cette même scène consommerait environ deux tiers d'énergie en moins sur un écran OLED comparé à ce qu'un panneau LCD consommerait en faisant exactement la même chose.

Tâches lumineuses à APL élevé (tableurs, appels vidéo) : réduction ou inversion de l'écart

Lorsqu'elles affichent du contenu à niveau de pixel moyen élevé (APL), les dalles OLED ont tendance à révéler leurs faiblesses par rapport à d'autres technologies d'affichage. Pensez à ces interminables fonds blancs de tableurs ou aux appels Zoom en plein écran où presque chaque pixel s'allume simultanément, ce qui augmente naturellement la consommation d'énergie. Selon des tests récents de DisplayMate en 2023, les écrans OLED peuvent consommer entre 15 et 30 pour cent d'électricité en plus par rapport à des écrans LCD de taille similaire lorsqu'ils fonctionnent à luminosité maximale. Certains progrès plus récents, comme la technologie LTPO, ont amélioré la situation en réduisant la consommation liée à des taux de rafraîchissement inutiles, mais même avec ces avancées, les écrans LCD conservent leur avantage dans la plupart des tâches de bureau nécessitant une luminosité d'écran constante sur de longues périodes.

FAQ

Quel est l'avantage principal des écrans OLED par rapport aux écrans LCD ?

Les écrans OLED sont auto-émissifs, ce qui signifie que chaque pixel produit sa propre lumière et peut s'éteindre complètement pour des noirs plus profonds et une utilisation plus efficace de l'énergie. En revanche, les écrans LCD nécessitent un rétroéclairage constant qui consomme une quantité d'énergie importante indépendamment du contenu de l'image.

Comment le niveau moyen de l'image (APL) affecte-t-il la consommation d'énergie des écrans OLED ?

L'APL mesure la luminosité globale de l'image à l'écran. Un APL élevé (par exemple, des arrière-plans blancs) entraîne une consommation d'énergie accrue, car chaque sous-pixel doit travailler davantage pour émettre une lumière plus intense. À l'inverse, un APL faible consomme moins d'énergie.

Pourquoi les écrans OLED peuvent-ils consommer plus d'énergie dans certaines situations ?

Les écrans OLED peuvent consommer plus d'énergie dans des scénarios nécessitant un APL élevé, comme des arrière-plans entièrement blancs ou des appels vidéo en plein écran, car un plus grand nombre de pixels fonctionnent à pleine luminosité, augmentant ainsi la consommation énergétique globale.

Quelles sont les limites de la technologie OLED ?

Les écrans OLED font face à des défis tels que le déséquilibre des sous-pixels blancs, le vieillissement qui augmente la consommation d'énergie, et un éventuel flou de couleur, particulièrement sur les éléments d'interface noirs. Ces facteurs peuvent nuire à l'efficacité et à la qualité d'image.

Comment les mini-LED et le réglage local de la luminosité affectent-ils l'efficacité des écrans LCD ?

Les mini-LED et le réglage local de la luminosité améliorent l'efficacité des écrans LCD en réduisant l'éclairage de fond dans les zones plus sombres de l'écran, mais ils ne modifient pas leur fonctionnement fondamental. Bien qu'ils permettent des économies, ces technologies restent inférieures à l'efficacité intrinsèque de l'OLED.