Speciale Schermi OLED: pro e contro dei display del futuro
Gli schermi OLED sono tra i migliori attualmente disponibili per smartphone e TV, ma la tecnologia presenta ancora delle criticità, a partire dai costi produttivi più alti, che ne hanno impedito la diffusione fino a questo momento.
La tecnologia LCD è l'indiscussa protagonista dell'era post tubo catodico. L'iniziale dualismo con gli schermi al plasma, grazie al concreto step evolutivo dovuto all'avvento della retroilluminazione LED, si è infatti definitivamente risolto in favore dei pannelli a cristalli liquidi. Negli stessi anni in cui i cristalli liquidi espandevano il loro predominio sul mercato dei display, un'altra tecnologia cresceva in maniera parallela, quelli degli schermi OLED, un tipo di pannello che si è pian piano ricavato spazio sul mercato, soprattutto nei display di piccole dimensioni, come quelli di smartphone e tablet. Giunta oggi a piena maturazione, la tecnologia OLED è pronta a sottrarre ad LCD il ruolo di regina del mercato, imponendo nuovi standard qualitativi anche nel settore delle TV in alta definizione. Vediamo quindi di ripercorrere la storia ed i principi di funzionamento di questo standard, in vista dell'arrivo massiccio delle TV OLED sul mercato.
O-LED
OLED è l'acronimo di Organic Light Emitting Diod (Diodo organico ad emissione di luce). In sostanza, semplificando molto il discorso tecnico, già in tempi remoti ci si accorse della elettroluminescenza (emissione di luce) di alcuni elementi organici attraversati da corrente.
Diversi materiali infatti, nel nostro caso polimeri sintetici (il termine organico viene utilizzato impropriamente in quanto la loro struttura è costituita prevalentemente da carbonio), se attraversati da corrente emettono luce propria. Normalmente, gli strati organici sono in grado di emettere solo luce bianca, ma con opportuni drogaggi, è possibile fargli emettere luce di colore diverso. Sfruttando i colori primari RGB è possibile creare un singolo pixel che, opportunamente controllato, è in grado di riprodurre tutti i colori dello spettro. Tale principio è alla base dei display della famiglia OLED. Pioneristici prototipi funzionanti videro la luce alla fine degli anni 80, ma a causa di diversi problemi legati al processo produttivo, le prime unità commerciali arrivarono sul mercato solamente a cavallo del nuovo millennio, integrate in alcuni prodotti da Philips e Kodak. La tecnologia OLED si dimostrò particolarmente adatta a display di piccole dimensioni, che beneficiano più di altri del basso assorbimento dovuto all'assenza di retroilluminazione. Della famiglia degli OLED fanno parte gli schermi utilizzati da Samsung e Nokia su numerosi dispositivi commercializzati negli ultimi anni. Parliamo in particolare di display AMOLED (Active Matrix OLED), un'evoluzione dello schema di base che sfrutta una griglia di transistor per controllare l'illuminazione di ogni singolo pixel. Una disposizione più costosa del normale OLED ma che permette di avere colori migliori e immagini più definite, fornendo un'esperienza visiva superiore e in generale più appagante.
PRO
LCD e OLED si basano su principi opposti. La differenza principale sta nella capacità dei pannelli OLED di emettere luce propria; gli schermi a cristalli liquidi hanno invece bisogno di una fonte di illuminazione esterna. Lo strato di materiale cristallino fornisce nella sostanza la colorazione filtrando la luce proveniente da tale fonte esterna. Questi diversi presupposti portano in dote alla tecnologia OLED dei vantaggi non indifferenti, in termini di contrasto, resa cromatica ed assorbimento energetico. Partendo dal contrasto, un singolo pixel OLED può essere completamente spento e riprodurre quindi un nero assoluto. Questo si traduce in una valore di contrast ratio virtualmente infinito e rimedia ad una delle principali problematiche (ad oggi in parte risolta) dei pannelli LCD, che basandosi su una retroilluminazione esterna sfruttano un procedimento nettamente più complicato per riprodurre il nero. Per quanto riguarda il colore, gli OLED sono in grado di generare una gamma cromatica molto ampia, superiore a qualsiasi LCD in commercio. La natura delle celle OLED permette inoltre di realizzare facilmente pannelli flessibili, senza eccessive complicazioni dal punto di vista elettrico. A questo bisogna aggiungere un angolo di visuale praticamente completo rispetto ai 180° disponibili: molti LCD infatti tendono a virare i colori a mano a mano che ci si sposta dalla visuale perfettamente perpendicolare. Infine, va considerato anche come il singolo pixel basato su OLED abbia un consumo energetico leggermente inferiore alla controparte LCD.
CONTRO
Nonostante questo lungo elenco di vantaggi, che vanno a colmare delle lacune tipiche della tecnologia a cristalli liquidi, i pannelli a base polimerica non sono certo esenti da difetti, molti dei quali hanno richiesto anni di sviluppo per la risoluzione, rallentando la diffusione di questa tecnologia. Il più grande è legato alla natura del mezzo utilizzato per generare le emissioni luminose: le sostanze utilizzate negli OLED tendono a deperirsi in maniera molto più rapida rispetto ai cristalli liquidi e sono soggette a degradazioni locali che si traducono spesso in artefatti dell'immagine. Un altro problema è il picco di intensità luminosa raggiungibile, ben inferiore a quella proposta dagli LCD, che grazie alla retroilluminazione, in questo senso, fanno la voce grossa. Una carenza che causa una difficile visione delle immagini in ambienti particolarmente illuminati o sotto la luce diretta del sole. L'incredibile gamma di colori che il pannello OLED è in grado di riprodurre inoltre può paradossalmente trasformarsi in un limite, dato che gli strumenti di acquisizione utilizzati per produrre attualmente filmati e video sono in grado di catturare una varietà cromatica inferiore rispetto a quella riproducibile da un display a base organica. Questo alle volte si traduce nel noto fenomeno dei colori "sparati", ovvero colori particolarmente saturi che tendono a virare verso tonalità diverse da quelle originali. Diventa quindi molto importante la taratura di questi display (e da qui, non a caso, il successo degli OLED a matrice attiva rispetto a quelli passivi). In generale comunque la ricchezza dei colori generata da pixel organici, se ben regolata, rimane inarrivabile per qualsiasi sistema a cristalli liquidi. In ultimo, il costo del processo per la produzione di una cella a matrice organica, nonostante la diffusione ad oggi raggiunta, rimane maggiore di un pixel basato su un più classico sistema LCD.
Evoluzione
Proprio i difetti insiti nella tecnologia OLED sono stati oggetto di ricerca negli ultimi 20 anni. Una ricerca portata avanti da diverse multinazionali, ma innegabilmente trascinata da colossi come Samsung, che avendone fiutato le grandi potenzialità, ha deciso di puntare forte su questo standard, in particolare nella sua accezione AMOLED. Sono di Samsung molti brevetti che hanno permesso a questa tecnologia di compiere enormi passi in avanti, su tutti impossibile non citare Super AMOLED. Si tratta di una tecnologia caratterizzata da una maggiore luminosità, minori consumi e uno spessore ulteriormente limitato. Uno tipo di pannello ad oggi presente nei principali dispositivi mobile della casa coreana e arrivato nell'ultimissimo S6 ad avere una risoluzione QHD (2560x1440), con una tonalità dei colori naturali ed una ottima visibilità sotto la luce diretta del sole. Nonostante Samsung si sia dimostrata, in particolare per gli schermi di piccole dimensioni, vero e proprio alfiere di tale tecnologia, anche altre OEM non disdegnano l'uso di pannelli a base organica nei loro dispositivi (quelli di pregio maggiore soprattutto, visto il costo intrinseco). Sono AMOLED i display di Lumia 930 di Nokia e Moto X di Motorola, per fare due esempi recenti. In definitiva quindi l'evoluzione della tecnologia a matrice attiva ha permesso di mettere una pezza ai difetti congeniti dei pannelli OLED, che si propongono finalmente come una tecnologia matura e in grado di affiancare in ogni ambito l'LCD.
LG è stata tra le prime aziende a puntare sulla tecnologia OLED.
Prospettive Future
Il futuro prossimo della tecnologia OLED prevede la grande diffusione anche negli schermi di grandi dimensioni. Sebbene nel mondo dei pannelli al di sotto dei 10", grazie agli smartphone, i display organici siano una realtà consolidata, nel mercato dei display panoramici e delle televisioni, OLED rappresenta ancora l'eccezione. In questo senso, alcuni produttori sono pronti a scommettere che il 2015 possa essere l'anno delle TV OLED. Su tutti LG, che per prima ha presentato una linea completa di TV TOP basate su questa tecnologia. Robert Taylor, Product & Range Planning Manager di LG, ha dichiarato che "il 2015 sarà un'annata decisiva per le TV OLED, e in tal senso vogliamo dimostrare la nostra fiducia verso questa tecnologia investendo 600 milioni di dollari in nuovi siti di produzione a livello mondiale, che porteranno la produzione verso il milione di unità". Parliamo di prodotti che hanno un costo al dettaglio molto superiore ai 2000 € e in proporzione doppio rispetto a TV basate su LCD aventi le stesse funzionalità. La strada è comunque aperta, e considerato il livello attualmente raggiunto il futuro sembra incanalarsi verso un nuovo dualismo LCD-OLED, che premierà la seconda tecnologia soprattutto nel segmento premium del mercato (data la qualità superiore delle immagini, al netto delle evoluzioni che anche il mondo degli LCD LED sta proponendo, come la retroilluminazione basata su Quantum Dots). Per decretare un vincitore definitivo bisognerà valutare l'effetto che le economie di scala avranno sulla produzione di pannelli OLED, un po' come già successo per gli LCD. Ogni TV OLED venduto infatti permetterà di abbassare il costo di produzione totale, permettendo quindi ai prezzi delle nuove televisioni di allinearsi ai competitors. Un discorso teorico che si scontrerà con il riscontro del mercato e le scelte dei consumatori.
Speciale Schermi OLED: pro e contro dei display del futuro
Gli schermi OLED sono tra i migliori attualmente disponibili per smartphone e TV, ma la tecnologia presenta ancora delle criticità, a partire dai costi produttivi più alti, che ne hanno impedito la diffusione fino a questo momento.
La tecnologia LCD è l'indiscussa protagonista dell'era post tubo catodico. L'iniziale dualismo con gli schermi al plasma, grazie al concreto step evolutivo dovuto all'avvento della retroilluminazione LED, si è infatti definitivamente risolto in favore dei pannelli a cristalli liquidi. Negli stessi anni in cui i cristalli liquidi espandevano il loro predominio sul mercato dei display, un'altra tecnologia cresceva in maniera parallela, quelli degli schermi OLED, un tipo di pannello che si è pian piano ricavato spazio sul mercato, soprattutto nei display di piccole dimensioni, come quelli di smartphone e tablet. Giunta oggi a piena maturazione, la tecnologia OLED è pronta a sottrarre ad LCD il ruolo di regina del mercato, imponendo nuovi standard qualitativi anche nel settore delle TV in alta definizione. Vediamo quindi di ripercorrere la storia ed i principi di funzionamento di questo standard, in vista dell'arrivo massiccio delle TV OLED sul mercato.
O-LED
OLED è l'acronimo di Organic Light Emitting Diod (Diodo organico ad emissione di luce). In sostanza, semplificando molto il discorso tecnico, già in tempi remoti ci si accorse della elettroluminescenza (emissione di luce) di alcuni elementi organici attraversati da corrente.
Diversi materiali infatti, nel nostro caso polimeri sintetici (il termine organico viene utilizzato impropriamente in quanto la loro struttura è costituita prevalentemente da carbonio), se attraversati da corrente emettono luce propria. Normalmente, gli strati organici sono in grado di emettere solo luce bianca, ma con opportuni drogaggi, è possibile fargli emettere luce di colore diverso. Sfruttando i colori primari RGB è possibile creare un singolo pixel che, opportunamente controllato, è in grado di riprodurre tutti i colori dello spettro.
Tale principio è alla base dei display della famiglia OLED. Pioneristici prototipi funzionanti videro la luce alla fine degli anni 80, ma a causa di diversi problemi legati al processo produttivo, le prime unità commerciali arrivarono sul mercato solamente a cavallo del nuovo millennio, integrate in alcuni prodotti da Philips e Kodak. La tecnologia OLED si dimostrò particolarmente adatta a display di piccole dimensioni, che beneficiano più di altri del basso assorbimento dovuto all'assenza di retroilluminazione. Della famiglia degli OLED fanno parte gli schermi utilizzati da Samsung e Nokia su numerosi dispositivi commercializzati negli ultimi anni. Parliamo in particolare di display AMOLED (Active Matrix OLED), un'evoluzione dello schema di base che sfrutta una griglia di transistor per controllare l'illuminazione di ogni singolo pixel. Una disposizione più costosa del normale OLED ma che permette di avere colori migliori e immagini più definite, fornendo un'esperienza visiva superiore e in generale più appagante.
PRO
LCD e OLED si basano su principi opposti. La differenza principale sta nella capacità dei pannelli OLED di emettere luce propria; gli schermi a cristalli liquidi hanno invece bisogno di una fonte di illuminazione esterna. Lo strato di materiale cristallino fornisce nella sostanza la colorazione filtrando la luce proveniente da tale fonte esterna.
Questi diversi presupposti portano in dote alla tecnologia OLED dei vantaggi non indifferenti, in termini di contrasto, resa cromatica ed assorbimento energetico. Partendo dal contrasto, un singolo pixel OLED può essere completamente spento e riprodurre quindi un nero assoluto. Questo si traduce in una valore di contrast ratio virtualmente infinito e rimedia ad una delle principali problematiche (ad oggi in parte risolta) dei pannelli LCD, che basandosi su una retroilluminazione esterna sfruttano un procedimento nettamente più complicato per riprodurre il nero.
Per quanto riguarda il colore, gli OLED sono in grado di generare una gamma cromatica molto ampia, superiore a qualsiasi LCD in commercio. La natura delle celle OLED permette inoltre di realizzare facilmente pannelli flessibili, senza eccessive complicazioni dal punto di vista elettrico.
A questo bisogna aggiungere un angolo di visuale praticamente completo rispetto ai 180° disponibili: molti LCD infatti tendono a virare i colori a mano a mano che ci si sposta dalla visuale perfettamente perpendicolare. Infine, va considerato anche come il singolo pixel basato su OLED abbia un consumo energetico leggermente inferiore alla controparte LCD.
CONTRO
Nonostante questo lungo elenco di vantaggi, che vanno a colmare delle lacune tipiche della tecnologia a cristalli liquidi, i pannelli a base polimerica non sono certo esenti da difetti, molti dei quali hanno richiesto anni di sviluppo per la risoluzione, rallentando la diffusione di questa tecnologia. Il più grande è legato alla natura del mezzo utilizzato per generare le emissioni luminose: le sostanze utilizzate negli OLED tendono a deperirsi in maniera molto più rapida rispetto ai cristalli liquidi e sono soggette a degradazioni locali che si traducono spesso in artefatti dell'immagine. Un altro problema è il picco di intensità luminosa raggiungibile, ben inferiore a quella proposta dagli LCD, che grazie alla retroilluminazione, in questo senso, fanno la voce grossa. Una carenza che causa una difficile visione delle immagini in ambienti particolarmente illuminati o sotto la luce diretta del sole.
L'incredibile gamma di colori che il pannello OLED è in grado di riprodurre inoltre può paradossalmente trasformarsi in un limite, dato che gli strumenti di acquisizione utilizzati per produrre attualmente filmati e video sono in grado di catturare una varietà cromatica inferiore rispetto a quella riproducibile da un display a base organica. Questo alle volte si traduce nel noto fenomeno dei colori "sparati", ovvero colori particolarmente saturi che tendono a virare verso tonalità diverse da quelle originali. Diventa quindi molto importante la taratura di questi display (e da qui, non a caso, il successo degli OLED a matrice attiva rispetto a quelli passivi). In generale comunque la ricchezza dei colori generata da pixel organici, se ben regolata, rimane inarrivabile per qualsiasi sistema a cristalli liquidi. In ultimo, il costo del processo per la produzione di una cella a matrice organica, nonostante la diffusione ad oggi raggiunta, rimane maggiore di un pixel basato su un più classico sistema LCD.
Evoluzione
Proprio i difetti insiti nella tecnologia OLED sono stati oggetto di ricerca negli ultimi 20 anni. Una ricerca portata avanti da diverse multinazionali, ma innegabilmente trascinata da colossi come Samsung, che avendone fiutato le grandi potenzialità, ha deciso di puntare forte su questo standard, in particolare nella sua accezione AMOLED. Sono di Samsung molti brevetti che hanno permesso a questa tecnologia di compiere enormi passi in avanti, su tutti impossibile non citare Super AMOLED. Si tratta di una tecnologia caratterizzata da una maggiore luminosità, minori consumi e uno spessore ulteriormente limitato. Uno tipo di pannello ad oggi presente nei principali dispositivi mobile della casa coreana e arrivato nell'ultimissimo S6 ad avere una risoluzione QHD (2560x1440), con una tonalità dei colori naturali ed una ottima visibilità sotto la luce diretta del sole. Nonostante Samsung si sia dimostrata, in particolare per gli schermi di piccole dimensioni, vero e proprio alfiere di tale tecnologia, anche altre OEM non disdegnano l'uso di pannelli a base organica nei loro dispositivi (quelli di pregio maggiore soprattutto, visto il costo intrinseco). Sono AMOLED i display di Lumia 930 di Nokia e Moto X di Motorola, per fare due esempi recenti. In definitiva quindi l'evoluzione della tecnologia a matrice attiva ha permesso di mettere una pezza ai difetti congeniti dei pannelli OLED, che si propongono finalmente come una tecnologia matura e in grado di affiancare in ogni ambito l'LCD.
Prospettive Future
Il futuro prossimo della tecnologia OLED prevede la grande diffusione anche negli schermi di grandi dimensioni. Sebbene nel mondo dei pannelli al di sotto dei 10", grazie agli smartphone, i display organici siano una realtà consolidata, nel mercato dei display panoramici e delle televisioni, OLED rappresenta ancora l'eccezione. In questo senso, alcuni produttori sono pronti a scommettere che il 2015 possa essere l'anno delle TV OLED. Su tutti LG, che per prima ha presentato una linea completa di TV TOP basate su questa tecnologia. Robert Taylor, Product & Range Planning Manager di LG, ha dichiarato che "il 2015 sarà un'annata decisiva per le TV OLED, e in tal senso vogliamo dimostrare la nostra fiducia verso questa tecnologia investendo 600 milioni di dollari in nuovi siti di produzione a livello mondiale, che porteranno la produzione verso il milione di unità".
Parliamo di prodotti che hanno un costo al dettaglio molto superiore ai 2000 € e in proporzione doppio rispetto a TV basate su LCD aventi le stesse funzionalità.
La strada è comunque aperta, e considerato il livello attualmente raggiunto il futuro sembra incanalarsi verso un nuovo dualismo LCD-OLED, che premierà la seconda tecnologia soprattutto nel segmento premium del mercato (data la qualità superiore delle immagini, al netto delle evoluzioni che anche il mondo degli LCD LED sta proponendo, come la retroilluminazione basata su Quantum Dots). Per decretare un vincitore definitivo bisognerà valutare l'effetto che le economie di scala avranno sulla produzione di pannelli OLED, un po' come già successo per gli LCD. Ogni TV OLED venduto infatti permetterà di abbassare il costo di produzione totale, permettendo quindi ai prezzi delle nuove televisioni di allinearsi ai competitors. Un discorso teorico che si scontrerà con il riscontro del mercato e le scelte dei consumatori.
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