Tecnologia display: cosa c'è dietro il vetro

Un'introduzione alle diverse tecnologie di visualizzazione individuate al CES di quest'anno

LAS VEGAS —L'edizione del CES di quest'anno è stata molto diversa da quella di un quarto di secolo fa. Allora, i televisori si stavano appena liberando dai tubi a raggi catodici (CRT) a bassa risoluzione mentre la televisione ad alta definizione stava muovendo i primi passi. Un display ad alta risoluzione da 50 pollici nel 1998 conteneva solo 1280 x 768 pixel (Wide XGA) e costava quanto un'auto. I televisori a retroproiezione stavano appena passando ai modulatori di luce a stato solido. E i televisori con display a cristalli liquidi (LCD) non erano nemmeno disponibili: i più grandi televisori a schermo piatto utilizzavano tutti costosi schermi al plasma (PDP).

Oggi, tutte queste tecnologie (e alcuni dei loro produttori) sono ricordi lontani e sbiaditi. Abbiamo televisori 4K da oltre un decennio, mentre i televisori 8K sono apparsi cinque anni fa. Al giorno d'oggi la tecnologia LCD detta legge e la dimensione media dello schermo TV è di circa 55 pollici di diagonale e aumenta lentamente. I display a diodi organici a emissione di luce (OLED) hanno soppiantato il plasma per quanto riguarda la qualità delle immagini, ma con un consumo energetico molto inferiore.

Ma ci sono altri contendenti: Mini e microLED, punti quantici e QD-OLED si stanno facendo strada nei televisori e nei monitor dei computer. Quali sono le differenze tra loro? Sostituiranno o renderanno obsoleti i display attualmente disponibili? Continuare a leggere…

Display a cristalli liquidi e miglioramenti Non c'è voluto molto perché i grandi pannelli LCD diventassero la soluzione preferita per i televisori di grandi dimensioni dopo la loro introduzione 20 anni fa. Questi modelli originali si sono evoluti da design pesanti e ingombranti che utilizzavano retroilluminazione con lampade fluorescenti per modulare migliaia di minuscoli pixel che oscurano la luce, a alloggiamenti eleganti riempiti con retroilluminazione a diodi a emissione di luce (LED). Nel corso del tempo, il numero di pixel ha continuato a crescere man mano che i prezzi al dettaglio diminuiscono con una maggiore efficienza produttiva.

Il debutto del video HDR (High Dynamic Range) ha imposto ulteriori modifiche al design. Data la grave inefficienza dei pannelli LCD (solo il 5% dell’illuminazione della retroilluminazione arriva effettivamente alla parte anteriore dello schermo), erano necessarie altre soluzioni per aumentare i livelli di luminosità. Un approccio consisteva nell’aggiungere un sottile strato di punti quantici, minuscole particelle metalliche che assorbono la luce blu dai LED e la riemettono come luce rossa e verde di maggiore intensità (da qui l’effetto di conversione dell’energia quantistica).

I televisori con una "Q" nel nome del modello (come i televisori QLED di Samsung) utilizzano punti quantici (QD) per produrre immagini ad alta gamma dinamica. Questi display sono ancora ostacolati dall’inefficienza della trasmissione della luce degli LCD, ma ora sono in grado di raggiungere livelli di luminanza compresi tra 1200 e 1500 candele per metro quadrato (cd/m2). TCL produce anche TV LCD con strati di miglioramento dei punti quantici. I televisori LCD dotati di punti quantici hanno un prezzo superiore rispetto ai modelli LCD convenzionali.

Esiste un altro modo per ottenere immagini HDR inserendo più "mini" LED in un'area più piccola e modificando i loro livelli di luce in linea con i livelli di luminanza nel contenuto video, un processo noto come attenuazione dell'area locale. Sony e Hisense (ULED) utilizzano questo approccio invece dei QD. La sfida è ridurre al minimo la penetrazione della luce LED nei pixel adiacenti, creando quello che sembra un effetto alone attorno a testo e oggetti luminosi.

La risoluzione di questo problema richiede alcune modifiche strutturali aggiuntive a ciascun pixel, nonché tecniche specializzate di modulazione della luce. Ma c'è un altro problema incombente: i televisori che utilizzano grandi matrici di miniLED per l'attenuazione locale consumano molta energia e le normative in sospeso dell'Unione Europea sul risparmio energetico potrebbero impedire a questi modelli di arrivare sul mercato.

Display a diodi organici a emissione di luce Gli OLED sono in sviluppo da decenni, eppure sembrava che non sarebbero mai riusciti a raggiungere il traguardo. Difficili da produrre, erano sensibili all'umidità e all'invecchiamento differenziale dei colori. E non potevi guidarli troppo forte, perché si brucerebbero rapidamente.

Gli OLED emettono diversi colori di luce quando viene applicata una bassa tensione attraverso una giunzione di composti organici. Questi colori sono saturi e luminosi e i display OLED presentano un contrasto elevato, neri profondi e ampi angoli di visione. A differenza dei pannelli LCD, gli OLED sono molto sottili e possono piegarsi e deformarsi. Queste ultime proprietà hanno permesso di offrire smartphone e tablet pieghevoli, per non parlare dei segnali digitali che possono essere avvolti attorno a pali, edifici, automobili e altri oggetti.