Ce dossier a pour but de faire le point sur les écrans plats utilisés en informatique.
D’expliquer succinctement les principes techniques.
D’éclairer sur les différentes caractéristiques et sur leur importance.
De dispenser quelques conseils pour déterminer quel écran choisir.
De faire le point sur les écrans futurs.

Les écrans plats LCD (Liquid Crystal Display) sont les remplaçants
des tubes cathodiques, ils sont moins encombrants, plus légers, Ils ont
une durée de vie plus grande, ne scintillent pas (moins de fatigue oculaire),
n’émettent pas de rayonnement et consomment 4 fois moins d’énergie.                                                                   

Le fonctionnement des cristaux liquides:

Les néons émettent de la lumière blanche qui va vouloir traverser
les cellules de cristaux liquides, ces cellules (3 par pixel) sont
commandées par des transistors, à chaque tension sur le transistor
correspond une position des cristaux selon les schémas ci-contre.
S’ils sont TOUS horizontaux, la lumière passe: ce sera un point
blanc.

Le Pixel:
Le pixel est composé de trois cellules voisines de cristaux liquides avec chacune un filtre (Rouge, vert, bleu).
L’oeil humain assemble ces trois couleurs. Si les cristaux placés devant les trois cellules sont horizontaux, toute la lumière
Passe de façon identique , l’oeil voit un point blanc; c’est le principe des couleurs additives.
Chaque sous-pixel peut prendre 256 états différents pour créer une couleur (256 pour le rouge, 256 pour le vert,
256 pour le bleu); on aura 16,7 millions de couleurs Disponibles (256 x 256 x 256)

Les technologies:
La matrice passive DSTN (Dual Scan Twisted Neumatic): on allume uniquement des points situés au croisement d’une
ligne et d’une colonne les uns après les autres, les cristaux liquides sont directement gérés par un signal électrique.
Cette technologie utilisée sur les anciens portables ne permet pas de temps de réponse court, ni de contraste élevé et l’angle
de vision est faible.
La matrice active TFT (Twin Film Transistor): On utilise également une matrice de points de cristaux liquides avec
rétro-éclairage. Chaque point utilise trois cristaux et chaque cristal est commandé par transistor. Cette technologie permet
un meilleur contraste et un meilleur temps de réponse. C’est la technologie la plus utilisée actuellement
Le LCD (Liquid Cristal Display): Le LCD est similaire au TFT mais dans ce cas on intègre dans deux plaques de verre
des électrodes, entre les électrodes on insère un liquide cristallin compact. Cette technologie améliore encore plus le contraste,
la luminosité et l’angle de vision, elle permet aussi des dimensions plus importantes.

Le contraste et la luminosité:
Le contraste se mesure en comparant le point le plus lumineux au point le plus sombre, c’est à dire le point le plus blanc au
Point le plus noir. La mesure se fait en candelas/m² (unité de mesure de la lumière) ; la formule est: mesure du blanc/mesure
du noir (exemple: mesure du blanc: 500 cd/m² , noir: 0,5 cd/m²; on obtient: 500/0,5 = 1000)
La luminosité est en fait la mesure maximum du blanc (par exemple 500 cd/m²); cependant un écran avec trop de luminosité
donne des blancs saturés avec pertes d’informations et fatigue importante de la vue. Pour améliorer artificielle ment leur taux
de contraste beaucoup de fabricants poussent trop la luminosité.
Un bon contraste doit s’obtenir avec des noirs de grande qualité

Le temps de réponse:
Le temps de réponse est le temps nécessaire pour qu’un pixel passe du blanc au noir (en millisecondes). Théoriquement  plus
ce temps est court, plus l’image est fluide (moins de rémanance); cependant la norme Iso 13406-2 qui définie les caractéristiques
des écrans plats ne prend pas en compte la totalité des signaux mais seulement 80% .

Les angles de vision:
En fonction de la technologie employée l’angle de vision varie de 140° à 176°. Cependant il faut avoir à l’esprit que cet angle
peut avoir deux définitions différentes: soit l’angle où le ratio minimum de contraste est 10:1 ou 5:1. Une image avec un ratio
de 10:1 est déjà une image mauvaise, à 5:1 elle est très mauvaise. En pratique la meilleure image est l’image visionnée dans
l’axe du moniteur.

L’affichage des couleurs:
Les écrans affichent 16,2 ou 16,7 millions de couleurs; ceci est fonction de la technologie employée :
16,7 millions (256 x 256 x 256) pour les dalles VA et IPS; 16,2 millions (252 x 252 x 252) pour les dalles TN
Il en résulte des couleurs un peu moins bonnes et un léger risque de scintillement pour le deuxième cas.

La  résolution d’un écran:
Elle est exprimée en pixel par pouce (Dpi). Elle détermine le nombre de pixels par unité de surface.
La résolution de référence de 72 Dpi donne donc un pixel de 1’’/72 = 0,353mm
La définition d’un écran plat est fonction de sa dimension; il s’agit du nombre de pixels que l’écran peut afficher
mais surtout elle est fixe et définie par la fabrication de l’écran.Il est fortement recommandé d’utiliser la résolution native pour
avoir le maximum de qualité d’image (Une autre résolution s’obtient par Extrapolation et donne donc une image moins nette
et des couleurs moins précises).

Le Pitch (ou pas de masque):
C’est la mesure de l’espace qui existe entre le centre de deux pixels: plus l’espace est petit, plus il y a de pixels au cm²
(d’où la différence de résolution entre deux écrans de même diagonale); plus la définition est grande et plus l’image est
uniforme et de qualité.

Les dimensions de l’écran:
Il existe une grande variété de dimensions d’écrans PC (de 8,9’’ pour un netbook à un écran de 27’’).
Elle est caractérisée par la diagonale de l’écran est est donnée en général en pouce (1 pouce = 2,54cm)
Les formats utilisés sont les suivants: 4/3 format classique. 16/10 compromis entre classique et cinéma; 16/9 format cinéma.
Il est à noter que progressivement le format 16/9 est imposé par les constructeurs au dépend  des autres.

Test et réglage de la luminosité et du contraste d’un moniteur:

Les dimensions de l’écran:
Avant d’acheter un écran bien avoir à l’esprit l’utilisation principale que l’on veut en faire, prendre en compte la place disponible
sur le bureau. Pour de la bureautique simple et un usage peu fréquent, un écran de dimension moyenne est suffisant.
Mais il faut tenir compte aussi du fait que maintenant on ne trouve pratiquement que des écrans 16/9ème (wide); ces écrans sont
Adaptés à la vidéo et aux jeux, mais moins adaptés à la bureautique ou à la photo (voir ci-dessous). C’est pour cette raison qu’il
existe des modèles d’écrans pivotants pouvant être utilisé verticalement.

A côté de chaque écran on retrouve le format,
Les dimensions largeur/hauteur  en cm
La surface de l’écran en cm²

On constate que l’écran  16/9 a 5 cm de moins en hauteur d’image que l’écran 4/3; on voit aussi que la surface
d’affichage est plus petite sur un 16/9ème et qu’il faut donc un écran de diagonale 22’’ pour retrouver une hauteur
proche du 19’’ 4/3(voir tableau)

Le temps de réponse:
Choisir l’écran qui a le temps de réponse le plus court permet d’avoir une image plus fluide.

Les fréquences de balayage:
Horizontale et verticale: ces fréquences exprimées en Hertz indiquent à quelle fréquence l’image est renouvelée.
Plus la valeur est élevée plus l’image est de qualité.

Le contraste et la luminosité:
Plus le taux de contraste est élevé plus on a en principe des noirs plus profonds, une luminosité pouvant être très élevée
ne garantie pas un blanc plus blanc car en poussant la luminosité on sature les blancs et on perd en définition de l’image.

Les angles de vision:
Ils sont fonction de la technologie de l’écran; plus les angles sont grands, plus l’utilisation de l’écran sera confortable

La résolution:
Elle dépend de la technologie de l’écran, de sa dimension. La résolution optimale est la résolution indiquée par le fabricant,
plus elle est élevée plus l’image est précise et de qualité.Il est déconseillé de modifier cette résolution car alors on perd
en qualité d’image.

Les écrans LCD à rétro-éclairage LED:  (arrive actuellement sur le marché grand public)

C’est la technologie TFT dans laquelle on a remplacé le rétro-éclairage néon par des LED.
Il en résulte des noirs plus profonds, une plus grande homogénéité de la luminosité, une consommation électrique plus faible,
dimensions plus réduites, mais une dissipation de chaleur plus importante.
Il existe aussi des écrans LCD à matrice de Led (une matrice répartie de façon uniforme l’éclairage, lumière et contraste plus
uniforme et une dynamique plus grande)

Les écrans FED ou SED:

Ces nouvelles technologies s’inspirent du principe du tube cathodique mais au lieu d’un seul tube on fabrique des nanotubes
(autant de nanotubes que de pixels)
Avantages: temps de réponse instantané, un contraste statique exceptionnel (des noirs très denses), une luminosité régulière,
une faible consommation, Un angle de vision proche de 180° .

Les écrans OLED:

Cette technologie de diodes électro-luminescente organique est complètement différente des technologies LCD.
Chaque pixel est composé de trois LED  (RVB).
Avantages: permet des écrans ultra plats; taux de contraste élevé; meilleure luminosité; temps de réponse presque instantané;
Meilleur rendu des couleurs. Cette technologie est prête et commence à apparaître.  

Les écrans à technologie laser:

C’est un système de projection de la lumière  à l’aide de 3 lasers (RVB).
Cette technologie permet des écrans de très grande taille avec une grande luminosité, des temps de réponse très courts,
Et surtout des couleurs de qualité remarquables. De prix de revient très élevés ils sont cantonnés aux écrans  TV

La dalle: schéma simplifié:

Ci-contre la coupe schématisée d’un écran; d’arrière en avant on a:
Le circuit électronique de commande, le guide de lumière, qui canalise
la lumière produite par des néons et la répartie uniformément,
puis un filtre polarisant, ensuite les cristaux liquides (TFT) ou de liquide
Cristallin (LCD) composés de bâtonnets; devant les filtres RVB, puis un
autre filtre polarisant qui est la face de l’écran.

Astuces - Aide informatique

Format 16/9

Format 16/10

Diagonale

Ecran

Largeur/ hauteur

20,32 / 15,24

Facteur de diagonale  = 5 pour les écrans 4/3 ; 18,35 pour les écrans 16/9 ; 18,86 pour les écrans 16/10

Calcul largeur = diagonale / facteur diagonale x rapport largeur (4 ou 16)

calcul hauteur = diagonale / facteur diagonale x rapport hauteur (3 ou 9 ou 10)