Bande AMOLED : quelles en sont les causes et comment la minimiser

Les bandes AMOLED font référence aux bandes verticales ou horizontales visibles qui apparaissent le plus clairement sur des arrière-plans gris ou des scènes sombres uniformes. Il s'agit d'un phénomène de non-uniformité de luminance , généralement observé entre 1 % et 20 % de niveaux de gris.

Contrairement aux « défauts d'affichage » génériques, les bandes dans les panneaux AMOLED proviennent de la manière fondamentale dont les pixels OLED sont pilotés électriquement. Pour le comprendre, il faut examiner l' architecture de pilotage actuelle, le comportement du fond de panier TFT et les algorithmes de compensation du vieillissement..

Qu’est-ce que le banding AMOLED exactement ?

Le banding est un type de variation de luminance spatiale dans lequel des colonnes ou des lignes de pixels adjacentes émettent des niveaux de luminosité légèrement différents sous des valeurs d'entrée numériques identiques.

C"est le plus visible :

• À faible luminosité (proche du noir)

• Sur fonds gris uniformes

• Dans les transitions à gradient lent

• Après vieillissement du panneau

Il est souvent confondu avec Mura , mais ils ne sont pas identiques :

• Mura → non-uniformité générale (taches, opacification)

• Bandes → variation structurée basée sur des lignes (généralement alignées sur des colonnes)

Le baguage est généralement systématique plutôt qu’aléatoire.

Causes profondes des bandes AMOLED

1️⃣ Variation du courant de pixel (mécanisme de base)

Les pixels AMOLED sont des appareils alimentés par le courant.

La luminance de chaque sous-pixel est déterminée par :

Luminance OLED ∝ Courant moteur

Petites variations dans :

• Tension de seuil TFT (Vth)

• Mobilité des transporteurs

• Longueur du canal

• Précision du condensateur de stockage

conduire à des écarts de courant entre pixels voisins.

À haute luminosité, les différences sont masquées.
À faible courant (faible gris), la variation devient perceptible.

C"est pourquoi les bandes sont plus visibles dans les scènes sombres.

2️⃣ Non-uniformité du fond de panier TFT

La plupart des panneaux AMOLED utilisent des fonds de panier LTPS ou LTPO TFT.

Variabilité dans :

• Recuit laser

• Épaisseur de la couche d"oxyde

• Dérive de tension de seuil

• Courant de fuite

crée des incohérences de luminance par colonne ou par ligne.

Comme AMOLED ne dispose pas d’une couche de rétroéclairage par diffusion (contrairement au LCD), il n’existe aucun mécanisme de moyenne optique pour masquer ces différences.

3️⃣ Faible sensibilité gamma des gris

Aux niveaux de gris faibles :

• Limites de résolution du DAC

• Étapes de quantification

• Stratégies de tramage

ont un impact visuel important.

Un écart de 1 LSB à 5 % de gris est beaucoup plus visible qu"à 80 % de gris.

Un calibrage gamma incorrect amplifie les bandes visibles.

4️⃣ Vieillissement et dégradation différentielle

Les matériaux OLED se dégradent avec le temps.

Les facteurs comprennent :

• Taux de vieillissement des sous-pixels bleus

• Modèles d"utilisation différentiels

• Régions d"interface utilisateur statiques

À mesure que les couches organiques vieillissent de manière inégale, les algorithmes de compensation de luminance peuvent avoir du mal à corriger complètement les variations spatiales.

Cette non-uniformité induite par le vieillissement apparaît souvent sous forme de bandes sur les panneaux plus anciens.

Pourquoi l"écran LCD IPS affiche rarement des bandes similaires

L"écran LCD IPS est piloté par la tension et non par le courant au niveau de l"émission des pixels.

Différence structurelle clé :

• OLED → pixel auto-émissif

• IPS → pixel transmissif avec rétroéclairage partagé

Le rétroéclairage fournit :

• Diffusion optique

• Mélange léger

• Homogénéisation spatiale

Cela agit comme un stabilisateur naturel d’uniformité.

Alors que l"IPS peut présenter des saignements ou des troubles du rétroéclairage, les bandes structurées à faible gris sont moins courantes en raison du lissage optique.

Méthodes d"ingénierie pour réduire les bandes AMOLED

Les fabricants appliquent plusieurs techniques d’atténuation :

Circuits de compensation de pixels

Les panneaux AMOLED modernes utilisent des structures de pixels de compensation 6T1C ou plus avancées pour compenser la variation du seuil TFT.

Calibrage en usine

Des tableaux de correction d’uniformité par panneau sont appliqués lors de la fabrication.

Algorithmes de compensation du vieillissement

Des cycles de recalibrage périodiques (en particulier dans les téléviseurs et les panneaux haut de gamme) ajustent les valeurs actuelles du variateur.

Tramage et moyenne temporelle

Le tramage à faible niveau de gris réduit les sauts visibles mais peut introduire un scintillement subtil s"il est mal réglé.

Matériaux de fond de panier améliorés

Les fonds de panier LTPO réduisent la consommation et améliorent la stabilité, mais la cohérence de l"uniformité dépend toujours fortement du contrôle du processus.

Quand la bande AMOLED est-elle importante ?

Le banding devient critique dans :

• Écrans d"imagerie médicale (diagnostics à faible niveau de gris)

• Moniteurs d"étalonnage professionnels

• Interfaces automobiles en mode nuit

• IHM industrielles au thème sombre

Dans les applications grand public purement dynamiques, cela est souvent moins perceptible.

Dans les applications industrielles avec des arrière-plans d"interface utilisateur sombres et persistants, la stabilité de l"uniformité devient plus importante que le rapport de contraste absolu.

Le banding AMOLED est-il un défaut ?

Pas nécessairement.

Un petit degré de bande est inhérent aux écrans émissifs pilotés par le courant. Cela devient un défaut seulement lorsque :

• Il dépasse la tolérance du fabricant

• Cela interfère avec la convivialité de l’application

• Il échoue aux tests de spécification d"uniformité

L"homogénéité est généralement quantifiée par :

• Pourcentage d"écart de luminance

• Variation de colonne à colonne

• Cartographie Delta E en gris faible

Réflexions finales

Le banding AMOLED n’est pas simplement un problème esthétique : il est enraciné dans la physique des pixels émissifs pilotés par le courant et dans la variabilité TFT.

Même si les techniques avancées de compensation réduisent considérablement sa visibilité, elle ne peut pas être entièrement éliminée. Pour les applications exigeant une uniformité extrême des niveaux de gris et une stabilité à long terme, les ingénieurs doivent peser :

• Avantages du contraste visuel de l"AMOLED

• Uniformité, robustesse et stabilité au vieillissement des technologies LCD

Le choix correct ne dépend pas des allégations marketing, mais des exigences de tolérance de luminance au niveau de l'application..