QD-OLED vs WRGB OLED

I Quantum Dot sono affascinanti già a partire dal nome, con il “quantum” evocatore di fantascientifiche meraviglie. Ma cosa sono? Sono dei materiali (nanoparticelle) in grado di emettere luce a specifiche lunghezze d’onda se opportunamente eccitati. Vi ricorda qualcosa? Esatto! Proprio come i fosfori depositati sullo schermo del tubo catodico quando colpiti dal fascio di elettroni. I QD sono utilizzati già da molto tempo sui nostri TV LCD per migliorarne l’efficienza e la profondità dei colori.

La figura (fonte Samsung) evidenzia il differente principio di funzionamento delle due tecnologie OLED: nei pannelli WRGB di LG la luce bianca prodotta dal pannello deve passare attraverso il classico filtro colore, come nei TV LCD, mentre nei nuovi pannelli QD-OLED della Samsung il pannello OLED emette luce blu ed il verde ed il rosso vengono ottenuti tramite conversione diretta effettuata dalle particelle Quantum Dot, depositate su di un layer posto di fronte a quello OLED. Nell’immagine di destra, riferita ai QD-OLED, il sub-pixel blu è disegnato in bianco per significarne la trasparenza.

Per meglio illustrare i vantaggi dei pannelli QD-OLED di Samsung rispetto ai “tradizionali” WGRB OLED di LG partiamo proprio dai TV LCD Quantum Dot. Nei televisori LCD il pannello funziona come una valvola luminosa che modula la luce bianca emessa dalla retroilluminazione. Il pannello LCD di sua natura è quindi in grado di generare solo immagini in bianco e nero; il colore viene aggiunto ponendo davanti al pannello il cosiddetto filtro colore, composto da strisce rosse, verdi e blu poste in corrispondenza dei subpixel del pannello. Il filtro colore lascia passare solo tre “bande” dello spettro luminoso della lampada; tutto il resto viene di fatto sacrificato.

La conversione dell’energia fornita alla retroilluminazione in luce effettivamente emessa dallo schermo è quindi poco efficiente. Più lo spettro della luce emessa dalla retroilluminazione assomiglia a quello che il filtro colore di fronte al pannello lascia passare, più l’apparecchio guadagna in efficienza e migliore è la resa cromatica, perché il filtro colore può essere ottimizzato specificamente per le tre componenti RGB necessarie per generare l’immagine. Ed ecco che arrivano i Quantum Dot. Ai LED bianchi, con uno spettro che contiene molte componenti “inutili”, si sostituiscono dei LED blu, la cui luce va ad eccitare i QD verdi e rossi (che possono trovarsi sui LED stessi, nel diffusore o in un layer specifico), generando una luce bianca non più con uno spettro più o meno continuo con molte componenti inutili ma con tre picchi ben definiti: così ora molta più luce della retroilluminazione può passare attraverso il pannello.

Osserviamo comunque che, pur con uno spreco ridotto, ad ogni subpixel arrivano sempre tutte e tre le componenti, ed il filtro colore di ogni subpixel deve eliminarne due. Bene ma non benissimo. Veniamo ora ai display OLED. In quelli della LG, i subpixel del pannello OLED emettono luce bianca, rendendo anche qui necessario l’impiego di un filtro colore, proprio come nei TV LCD. Probabilmente lo spettro della luce bianca emessa dagli OLED è “ottimizzato”, ma per garantire una buona luminosità dei suoi pannelli LG ha dovuto fare ricorso all’utilizzo di quattro subpixel: ai tre RGB se ne aggiunge infatti uno bianco (da cui il nome della tecnologia, WRGB), che se da un lato garantisce una maggior efficienza luminosa, dall’altro ha l’effetto indesiderato di desaturare i colori ai massimi livelli di luminosità.

Il sub-pixel bianco crea un po’ di disturbo anche alle basse luci, dando origine ad un difetto noto come “near-black luminance overshoot”, una sorta di sfarfallio in alcune aree dell’immagine ai livelli di luminosità più bassi, specialmente con contenuti molto compressi. Il problema esiste, è vero, ma si manifesta davvero piuttosto di rado. Veniamo quindi alla tecnologia sviluppata da Samsung. La differenza sostanziale tra i pannelli LG ed i nuovi QD-OLED risiede nel fatto che in questi ultimi i diodi organici emettono luce blu ed al posto del filtro colore c’è il layer Quantum Dot, che lascia passare la luce blu dei relativi subpixel e genera al contempo le altre due componenti per i subpixel rossi e verdi. Lo spessore del pannello in sé, ovvero del sandwich composto dal layer OLED, da quello QD e dagli strati in vetro che li contengono, è di circa 1,1 mm.

Oltre al principio di funzionamento, anche il layout dei subpixel è molto differente tra i pannelli WRGB e QD-OLED. Come termine di riferimento mostriamo anche la struttura dei subpixel di un display LCD (a sinistra), che dal punto di vista visivo appare come la più logica, coi subpixel di uguale forma e dimensione. Nei pannelli LG (al centro), con il quarto subpixel bianco, la forma dei subpixel appare meno regolare. Inoltre per vedere contemporaneamente tutti e 4 i subpixel accesi non abbiamo usato un pattern totalmente bianco; la logica di accensione in funzione del colore e del livello infatti non è “lineare”. Molto interessante infine la struttura dei pannelli QD-OLED (a destra), con i subpixel disposti in uno schema a triangolo; una conseguenza di questa configurazione è che la visualizzazione dei font, specialmente di piccola dimensione, non è il punto forte di questi pannelli.

A questi poi si deve aggiungere il dissipatore di calore e un supporto rigido. Di fronte al pannello si trova infine un filtro antiriflesso, che previene anche l’ingresso di luce dall’esterno che potrebbe causare l’emissione di luce indesiderata da parte dei Quantum Dot. La maggior efficienza energetica di questi pannelli dipende dal fatto che l’energia che arriva ai subpixel verdi e rossi viene convertita interamente; l’assenza del pixel bianco invece è responsabile della maggior saturazione dei colori ai livelli di luminosità più alti. Assenza che poi elimina alla fonte il problema del luminance overshoot. Invero i pannelli QD-OLED garantiscono anche una miglior resa fuori asse, ma per noi questo aspetto non è molto significativo: non installeremo il TV in un ristorante dove sarà visibile in ogni angolo della sala, ma nel nostro salotto dove ce lo godremo dalla posizione migliore e anche se saremo in quattro o cinque, saremo tutti più o meno davanti allo schermo, non molto disassati.

Se devo dire la mia, infine, non ho mai “sofferto” per i colori “poco” saturi degli OLED WRGB; i display non saranno luminosi come i più tosti LCD Quantum Dot, ma la verità è che le immagini offerte sono comunque fantastiche. I QD-OLED in effetti danno di più in termini di saturazione (con certe immagini sono davvero sbalorditivi) e risolvono il problema alle basse luci; a questo punto siamo supercuriosi di provare i pannelli LG di ultima generazione con Micro Lens Array, che sulla carta garantiscono un balzo prestazionale decisamente consistente.
Mario Mollo

Author: Redazione

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