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SCHERMI LCD, OLED E QLED: QUALI SONO LE DIFFERENZE? UNA GUIDA IN PILLOLE

Display a cristalli liquidi, a Led organici o a punti quantici: l’evoluzione delle tecnologie definisce la qualità ma anche la durata delle attuali soluzioni di digital signage. Significato, caratteristiche e vantaggi in questo articolo.

Le tecnologie di punta del digital signage? Le soluzioni LED e le declinazioni OLED e QLED. Oltre a consentire di realizzare schermi ultrapiatti di qualsiasi forma e misura, gli schermi che utilizzano queste tecnologie garantiscono una qualità dell’immagine ad altissima risoluzione in ambienti interni ed esterni. Ecco una miniguida che spiega caratteristiche e differenze.

Che cosa è la tecnologia LCD
LCD, acronimo di Liquid Cristal Display, è una tecnologia che sfrutta le proprietà ottiche di particolari sostanze organiche (dove per “organico” si intende un composto a base di carbonio). È questo tipo di composto che ha permesso di ridurre la superficie dei display. Il liquido viene inserito tra due superfici vetrose, provviste di una sottile pellicola costituita da transistor (Thin Film Transistor – TFT) che attivano un campo elettrico. Ogni transistor comanda una piccola porzione del panello, identificabile come un pixel (o un subpixel nel caso degli schermi a colori). Gli schermi LCD, inoltre, possono essere usati in due modalità differenti. Nella prima modalità, detta trasmissiva, il display è illuminato da un lato e visualizzato dal lato opposto. La luce, in questo caso, viene posizionata sul retro dello schermo e attraversa i cristalli liquidi che agiscono da filtro, facendo passare solo la componente cromatica desiderata. Pur con un consumo di energia maggiore, questo tipo di schermi è molto più luminoso e caratterizzato da una buona leggibilità in condizioni di scarsa luce ambientale, mentre diventano poco visibili in condizioni di forte illuminazione (il che li rende adatti per un uso interno). La seconda modalità, detta riflettiva, consuma meno perché sfrutta la luce presente nell’ambiente, riflessa da uno specchio posto dietro lo schermo. Il risultato è che il contrasto è più basso rispetto all’LCD trasmissivo in quanto la luce è costretta a passare due volte attraverso il filtro. Le dimensioni di uno schermo LCD possono variare da poche decine di millimetri a oltre i 100 pollici con una durata media degli schermi che si aggira intorno alle 50.000 ore.

Che cos’è la tecnologia LED
La tecnologia LED (acronimo di Light Emitting Diode) è costituita da una serie diodi a semiconduttore che, al passaggio di corrente elettrica, emettono radiazioni luminose. Si tratta di una tecnologia che sta soppiantando i classici tubi a fluorescenza nel segmento degli LCD e non utilizza mercurio come alcuni metodi di retroilluminazione. Esistono due principali classi applicative della tecnologia LED: Edge Lighting (o Edge LED) e Full Array Backlighting (o Full LED).

Edge lighting
I LED vengono posizionati lungo i bordi dello schermo in modo tale che la luce sia distribuita lungo tutto lo schermo e puntano verso l’interno. Sebbene lo spessore sia ridotto al minimo, la profondità del nero non è abbastanza elevata e se si osserva da vicino, l’area perimetrale dello schermo risulta essere maggiormente illuminata rispetto quella centrale.

Full-array backlighting (o Full matrix LED)
I LED in questo caso sono distribuiti uniformemente dietro al pannello LCD e puntano verso lo spettatore, il che rende i colori più luminosi, offrendo anche un maggior contrasto. Un beneficio riscontrabile dal full-array-backlighting può essere osservato in modalità “local dimming” (oscuramento parziale) il che significa che ciascun LED oppure una particolare area di LED può essere accesa o spenta indipendentemente dal resto dello schermo al fine di restituire la massima resa in termini di luminosità e buio per quella determinata areaIl vantaggio della tecnologia LED è di migliorare notevolmente la qualità e la definizione delle immagini, ottenendo neri molto più significativi ed aumentando di molto il valore del contrasto, garantendo una durata maggiore ma anche il minor consumo di energia.

Che cos’è la tecnologia OLED
La tecnologia OLED è l’acronimo di Organic Light Emitting Diode. Il principio di funzionamento di questo tipo di display, infatti, si basa sullo sfruttamento di un diodo organico a emissione di luce. La natura monopolare degli strati di materiale organico che costituiscono uno schermo OLED fa si che la conduzione di corrente avvenga in una sola direzione. I primi modelli OLED erano strutturalmente molto semplici: una pellicola di sostanza organica era posta tra due elettrodi (anodo e catodo): applicando una tensione ai due elettrodi, il passaggio di corrente nello strato organico ne causava l’emissione luminosa. Questo tipo di elettrodi, tuttavia, non era molto pratico perché richiedeva un’estrema precisione in fase di produzione. Un allineamento non perfetto, ad esempio, poteva causare grandi perdite di energia e, conseguente, inefficienza dei display. In seguito a miglioramenti successivi si è arrivati a produrre display OLED ad alta luminosità alimentati da basse tensioni, pari a 10 volt. Oggi un display OLED è composto da vari strati sovrapposti: su un primo strato trasparente, che ha funzioni protettive, viene deposto uno strato a conduzione trasparente che funge da anodo; successivamente vengono aggiunti tre strati organici: uno per l’iniezione delle lacune, uno per il trasporto di elettroni, e, tra di essi, i tre materiali elettroluminescenti (rosso, verde e blu), disposti a formare un unico strato composto da tanti elementi, ognuno dei quali formato dai tre microdisplay colorati. Infine, viene deposto uno strato riflettente che funge da catodo. Nonostante la molteplicità di strati, lo spessore totale di un display OLED è estremamente ridotta. A differenza dei display a cristalli liquidi, la tecnologia OLED permette di realizzare display a colori capaci di emettere luce propria e non richiedere alcun componente aggiuntivo per l’illuminazione, il che offre diversi vantaggi: oltre ad avere minori costi energetici, permette di realizzare display molto sottili ma anche pieghevoli e arrotolabili. L’unico limite di questa tecnologia è ciclo vitale, piuttosto limitato: si aggira sulle 5000 ore contro le 60000 dei monitor tradizionali.

Che cos’è la tecnologia QLED
L’acronimo QLED significa Quantum Dot Led che, tradotto in italiano, sta per schermo a punti quantici. Si tratta di una tipologia di schermo basata sempre su dei nanocristalli che fungono da semiconduttori ideata alla fine degli anni ’90. La tecnologia a punti quantistici, oggi rappresenta l’ultima frontiera della ricerca e dello sviluppo, supporta schermi grandi e flessibili che non dovrebbero consumarsi come la versione OLED. Una applicazione iniziale di questa tecnologia era quella di filtrare la luce proveniente dai LED per la retroilluminazione degli schermi LCD. Le proprietà e le prestazioni degli schermi QLED sono determinate dalla dimensione e dalla composizione dei punti quantistici. I punti quantistici, dalle dimensioni da 2 a 10 nanometri, possono essere sia foto-attivi (fotoluminescenti) che elettro-attivi (elettroluminescenti), permettendo così di essere integrati nelle architetture dei display. Gli schermi realizzati con tecnologia Quantum dot si distinguono per l’elevato volume di colore, ossia la profondità di colore al variare della luminosità. Vantaggi? Colori naturali, durata del pannello praticamente infinita e consumi energetici inferiori.

Laura Zanotti, Giornalista e technical writer

29 Novembre 2017

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