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Analisi tecnica: i segreti dello schermo quantum dot dell'LG G4

11 Maggio 2015 248

LG G4, come analizzato nella nostra recensione del modello coreano, ha un ottimo schermo IPS da 5.5” con risoluzione 1440 x 2560 che è stato arricchito inserendo una tecnologia derivata dai Quantum Dots. Ma cos'è questa tecnologia e quali sono i reali benefici? Nella nostra analisi tecnica cercheremo di spiegarvelo.

Un pannello di uno smartphone si può sezionare in due blocchi: la BLU o Back Light Unit, ovvero la retroilluminazione e il pannello, composto da una serie di cristalli liquidi ognuno dei quali è dotato di un filtro RGB. La retroilluminazione emette la luce, la luce passa attraverso i filtri colore rosso, verde e blu (i subpixel) e i cristalli liquidi aprono e chiudono le cellette costruendo l’immagine che sarà poi visibile sullo schermo. I colori dell’immagine che visualizziamo sono la combinazione dei colori dei tre subpixel rosso, verde e blu che compongono ogni punto: il gamut che può esprimere il display e anche la fedeltà dell'immagine che può riprodurre è legata alla modo in cui i subpixel riescono a emettere correttamente il rosso, il verde e il blu o, in più chiare parole, dal controllo della quantità di luce che passa attraverso appositi filtri RGB.

Ecco allora che appare centrale il lavoro dei filtri che possiamo riassumere in maniera molto semplice: sono maschere che bloccano la parte dello spettro indesiderata. Il filtro rosso cercherà di bloccare tutto ciò che non è rosso, quello blu tutto ciò che non è blu e la stessa cosa fa il verde.

Possiamo pensare al lavoro del filtro come al lavoro del buttafuori di una discoteca che deve far entrare tutti quelli che hanno il braccialetto di un certo colore: se ci sono tre persone con braccialetto rosso, verde e blu è tutto facile, ma cosa succede se ci sono persone con braccialetti magenta, arancio e con una infinita varietà di tonalità? Qui i software dei vari produttori di smartphone si comportano in maniera differente: c'è chi, continuando la nostra metafora della discoteca, non sa più chi far passare e nel dubbio lascia fuori (smartphone che non riescono a garantire un gamut ampio) o non volendo problemi fanno passare tutti (questo dà origine a colori "sporchi", che si traducono in tinte poco sature e minore precisione).

Pannello LCD

Andando ancora di più in profondità l'immagine seguente mostra un pannello di uno schermo di un display LCD disassemblato.

Display LCD

Nell'immagine possiamo vedere che lo schermo LCD tradizionale è basato sulle proprietà ottiche di particolari sostanze denominate cristalli liquidi. Tale liquido è intrappolato fra due superfici vetrose provviste di numerosissimi contatti elettrici con i quali poter applicare un campo elettrico al liquido contenuto. Ogni contatto elettrico comanda una piccola porzione del pannello identificabile come un pixel (o subpixel per gli schermi a colori). Sulle facce esterne dei pannelli vetrosi sono poi posti due filtri polarizzatori disposti su assi perpendicolari tra loro. I cristalli liquidi ruotano di 90° la polarizzazione della luce che arriva da uno dei polarizzatori, permettendole di passare attraverso l'altro.

Prima che il campo elettrico sia applicato, la luce può passare attraverso l'intera struttura, e, a parte la porzione di luce assorbita dai polarizzatori, l'apparecchio risulta trasparente. Quando il campo elettrico viene attivato le molecole del liquido si allineano parallelamente al campo elettrico, limitando la rotazione della luce entrante. Se i cristalli sono completamente allineati col campo, la luce che vi passa attraverso è polarizzata perpendicolarmente al secondo polarizzatore, e viene quindi bloccata del tutto facendo apparire il pixel non illuminato. Controllando la rotazione dei cristalli liquidi in ogni pixel, si può dunque regolare la quantità che può passare.

Il rapporto fra la luminosità del bianco e la luminosità del nero è definito contrasto. Si tratta quindi di un parametro -tipico del pannello- dipendente dalla capacità dei cristalli liquidi di bloccare la luce proveniente dalla retroilluminazione. Il cosiddetto "contrasto dinamico" viceversa non dipende solamente dai cristalli liquidi ma anche dalla retroilluminazione: è infatti il rapporto fra il bianco, misurato con la retroilluminazione alla massima intensità, ed il nero, misurato con la retroilluminazione al valore minimo.

Ora nella tecnologia Quantum Dot si gioca proprio sulla retroilluminazione.

Si deve “processare” in qualche modo la luce prima che venga inviata ai filtri, una sorta di scrematura: all'ingresso della nostra “discoteca”, prima del buttafuori, aggiungiamo un banchetto dove si controllano i braccialetti e a tutti coloro che hanno un braccialetto similverde (e lo stesso vale per rosso e blu) diamo un nuovo braccialetto brillante della stessa tinta. Allo stesso tempo lasciamo fuori quelli che hanno un braccialetto che non rientra nei nostri parametri.

A questo banchetto lavorano i piccoli cristalli fosforescenti che possiamo chiamare Quantum Dots.

I punti quantici, o QD, sono piccoli microcristalli di poco più grossi di una molecola d’acqua le cui proprietà elettroniche sono una via di mezzo tra quelle classiche dei semiconduttori e quelle delle singole molecole poichè possono emettere luce quando vengono colpiti da fotoni o da elettroni, luce centrata su una lunghezza d’onda che è direttamente proporzionale alla dimensione dei quantum dot stessi. In altre parole più è piccolo il quantum dot e minore è la lunghezza d’onda dei fotoni emessi. Variando la dimensione di pochi nanometri è quindi possibile ottenere la generazione di luce con colore che va dal blu al rosso.

Quantum dot

In pratica sostituendo i led bianchi, usati nei moduli di retroilluminazione dei display Lcd odierni, con led blu che illuminano quantum dot di dimensioni adeguate è possibile ottenere una luce bianca composta dalle tre componenti Rgb molto pure (il blu generato dai led, il verde e il rosso dai quantum dot). Depositando questi cristalli su una lastra è possibile realizzare un mega-setaccio per la luce, non solo facendogli emettere i colori desiderati ma anche stabilizzando l’emissione.

La struttura del pannello che ne deriva è quello tipico dell'immagine successiva.
Schermo quantum dot

Dal punto di vista del gamut la differenza tra le due tecnologie è visibile nell'immagine seguente

Comparazione LCD vs quantum dot

Analizzando l'immagine di sinistra, tipica di uno schermo LCD, si nota come c'è uno spettro ricco di blu e povero di rosso e di verde. Nell'immagine di destra ( a punti quantici) il blu non viene quasi toccato, il rosso e il verde vengono stabilizzati e filtrati e allo stesso modo i colori indesiderati spariscono.

In conclusione, il "quantum dot" non è considerabile una nuova tecnologia di schermo, ma un'importante evoluzione degli schermi IPS che migliora ancora la qualità visiva e la luminosità.

LG G4 è disponibile online da eBay a 475 euro.
(aggiornamento del 29 marzo 2024, ore 02:25)

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Commenti

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fabrynet

Ottimo articolo. Finalmente interessanti aspetti tecnici

Aldroid

...

Mattev

Io ti ho parlato civilmente ed oggettivamente dal primo post, ma non capisco se fai finta di nulla, carissimo

DarkVenu

Ciao ragazzo, te riporti pareri ,ma non mi hai mica contraddetto . Sono un po aggressivo nei toni , ma il succo è quello

Mattev

Ma stai scherzando? Chiudi cosa poi? D: e cosa c'entra il post lungo? Devo rispondere a modo tuo? Va bien :P

Gli AMOLED sono fikissimi e meglio di tutto perché paroloni che non conosco sono di piú ecco. Chiudo.

DarkVenu

non è che se fai il post più lungo hai ragione , io non ho tutto questo tempo per rispondere in modo dettagliato . Oled per professionisti già ci sono ma sono fuori mercato rispetto agli ips . Li soppianteranno in pieno ,appena saranno competitivi , lol un ips difficilmente supera i 1000 di contrasto e mi parli di colori tarati? Hanno limiti gamut ,contrasto e tempi di risposta enormi e imparagonabili con gli oled . E con questo chiudo

psychok9

...e io che ho detto? Non è stabile, ma lo snapdragon 810 è molto peggio.

Davide

non so quali siano le tue fonti ma non è assolutamente vero. certo non siamo alla stabilità di 801 o 805 che erano meravigliosi ma fra exynos e 810 non c'è paragone..tiene le alte frequenze più del doppio dello snap e quando crolla non va mai sotto l'1.2ghz mentre l'810 tocca gli 800mhz!

etc_init_d

trottare allegramente in una prateria

masked?Mike

quindi qual'è il miglior smartphone 2015 in termini di schermo?

psychok9

L'Exynos non è per niente stabile... e che lo Snapdragon proprio non ce la fa più poi a riprendersi.

Mattev

Hai letto solo la prima riga? Che gli Oled non consumino con il nero l'ho detto e lo sanno tutti (ma bada bene, basta il grigio scurissimo perché consumino). Oled ha una migliore resa dei neri, LCD dei bianchi, colore su cui un LCD non aumenta il consumo, al contrario dell'Oled.
Cosa c'entra il marketing? Se una cosa che non ti piace diventa "una trovata di marketing", allora non so che dirti lol
Ti ho detto che del ghosting non so dirti, ma che il tearing non c'entra una beata cippa con il fstto che uno schermo dia Oled, piuttosto che LCD, piuttosto che a tubo catodico etcetc
E poi sta cosa degli "angoli di visione, non c'é partita" non ha senso .-. IPS ha 178°, Oled 180°. Ora dimmi, caro, tu guardi la tv a 179° (dato che a 180 non é possibile vedere una superficie)? L'IPS ha il solo difetto di perdere leggermente luminosità una volta raggiunto un angolo "estremo", dato che la luluce arriva da dietro e non dai pixel.

Niente di preoccupante in tempi di consumismo? In pratica tu mi dici che gli Oled sono gli schermi migliori al mondo, giusto? Allora chi fa grafica o lavora in fotografia dovrebbe scegliersi uno schermo di qualità Oled e non IPS, giusto? Allora mettiamo che tu lavori in questi ambiti e che spendi 1000 euro di schermo da computer Oled, ok? Se tra 4/5 anni i colori - che a te servono tarati perfetti -cominciano a virare e ti costringono a comprarne un altro, la risposta che ti daresti é davvero "eh va beh.. 5 anni sono tempi di consumismo accettabili"?

Mattev

Il tubo catodico ha di buono che ha gli angoli di visione lerfetti xD

ifrancesc0

Certo che quel televisore che hai visto non ha le qualità che decanto perché o è un televisore rotto o non è un plasma.

DarkVenu

sul nero gli oled consumano quasi zero , gli lcd ,no , il gamut ,ci sono prove che lo confermano? Perchè di sparate di marketing se ne leggono troppe. ghosting,tearing e imput lag , frequenza di aggiornamento ,angoli di visione , non c'è partita . L'oled prende tutti i pregi degli lcd e dei plasma , l unico difetto è la durata attualmente minore dei pannelli , ma niente di preoccupante in tempi di consumismo .

fedefigo92

Io oerdo 2 secondi raramente con la home che di blocca che tragedia LOL

fedefigo92

Il migliore rimane tubo catodico e poi plasma...ora invece é arrivata lg coi suoi tv oled che sono incredibili

Mattev

Il Quantum DIsplay (LCD) ha un gamut superiore, non consuma di più sui bianchi, si degrada meno nel tempo, ha un contrasto equilibrato ma potenzialmente molto alto (cosa che non c'entra una cippina con il nero dei pixel spenti: questi aiutano e basta, sugli oled). Il ghosting non so, mentre il tearing non dipende di certo dalla tecnologia con cui sono composti i pixel (dato che riguarda la sovrapposizione di più frame, cosa che ci si porta dietro persino dal tubo catodico). I contro dell'LCD, fino ad oggi, è che non presenta neri assoluti, ha un angolo di visione di 178° che però perde un po' di luminosità se virato (poi dipende dalla qualità del pannello), non consuma di meno sul nero. I contro degli Oled sono una vita inferiore, bianchi tendenti ad altri colori (generalmente al blu o al giallino), maggiori consumi in caso di bianchi o colori molto intensi (che però è anche un pro sui colori di bassa intensità e sui neri), contrasto quasi esagerato: numeri alti non è uguale a cose belle: io sulla TV adoro vedere contrasti alti - ma cmq equilibrati -, così da avere maggior profondità durante la visione dei film. Tuttavia sul PC e sul telefono i colori devono essere il più naturale possibile e non stra contrastati (non troppo forte e meglio equilibrato), così da non infastidirmi gli occhi al buio, dato che sono display che stanno relativamente molto vicini agli occhi. Inoltre guardare uno smartphone su un tavolo con uno schermo che appare quasi il naturale ed ovvio disegno della sua superficie, personalmente parlando, mi aggrada decisamente di più che vedere un "mini-banner" luminoso. Questioni di gusti, perché, come sto cercando di farti capire, entrambe le tecnologie (che poi LCD ne rappresenta molte e non una sola) hanno davvero tanti pro e contro.

rossobianco

Idem

VinnieNicolosi

Insomma. Metti due s4 che si scambiano 7 mesi l'uno dall'altro, e si vede ad occhio nudo quale è il più vecchio.
certo senza l's4 "giovane" accanto non ci si accorge di quanto sta invecchiando l'altro.

Ks

pensa che la preferisco adirittura più del alluminio

rossobianco

Per quanto io ne sappia c'è ancora in alcune varianti

Ks

ma non potevano lasciare lo skin metal sul g4?

rossobianco

Certo che lo diventerà...infondo hanno quasi lo stesso processore

Ks

chissa se con la uix del g4 anche il g3 diventerà piu fluido

Ks

spero

rossobianco

E vabbe...ma a fine anno uscirà un altro top di gamma LG che forse si chiamerà LG note :)

Ks

per colpa della qualcoom il g4 e poco piu potente del g3

Enzo Indulgenza

Leggo commenti e mi sbigottisco dalla quantità di fotografi in medio formato ci sono e commentano sul gamut etc etc . Mi accontenterei di un display che riproduce il gamut srgb fedelmente

DarkVenu

aggiungi :gamut imparagonabile ,imput lag , frequenza di aggiornamento , no tearing ,no ghosting ecc ,contrasto 100-150k (chiamarlo nero assoluto è riduttivo), consumi ...

rossobianco

Non penso sennò non venderanno G4 :(

Ks

spero che mettano il manuale della fotocamera del g4 sul g3

rossobianco

Già è vero ma credo verrà risolto:) magari con la UIX del G4 perchè con quella del G3 c'è da ricominciare da capo

Ks

gia

Mattev

Le grandi differenze tra un IPS ed un Amoled sono sui neri e sui bianchi, dove IPS (parlando di alti livelli) rende un bianco "più bianco" e un Amoled ha il nero assoluto, ma d'altro, ad occhio, non cambia una cippa. Tutte il resto son settaggi :P

Enzo Indulgenza

Di fianco oppure un modulo separato con sync wireless

Ks

ottimo e ottimo ma quando ti ricarica solo la home le balle ti fa girare

DarkVenu

No no la differenza tra un lcd e un superamoled la vedi al primo impatto,senza se ,senza ma. E mi dispiace è già due generazioni che sono più calibrati nella resa cromatica del 99% degli ips in giro.

Enzo Indulgenza

In realtà è un materiale che conduce decentemente il calore quindi dissipa bene, tra body alluminio/vetro e procio con costruzione a 14nm forse è l'accoppiata migliore

rossobianco

G3 è un ottimo device. Non farti influenzare dalla gente del forum

Ks

sull sd e occupata solo dalla musica e foto

Ks

pultroppo il g3 e ancora in fase di rodaggio da quando e uscito

rossobianco

Bravo mi fa piacere.... Diciamo che Il tuo G3 è in fase di rodaggio....otterrai il meglio da esso nei prossimi giorni :)
Un consiglio: non scaricare troppe applicazioni e se riesci la microSD usala solo quando ne hai bisogno perché influisce molto sul consumo della batteria :)

Ks

e migliorato in tutto

Ks

2gb di ram

Simo

hai una fonte decente? perchè io so per certo solo dello z3 ma non dello z2..

Mattev

Beh, non vedo l'ora, allora, di ricredermi sui Plasma ;)

sardanus

vabbè ho già capito con chi ho a che fare. Chiudo qui

Ricky

Hanno cambiato sia pannello che cominciato a usare un triluminos hardware (che invece riguarda l'illuminazione).Il triluminos solo software è solo sullo z1, dallo z2 in poi adottano una soluzione analoga a quella del g4.

fabrix

Il rispetto si guadagna e tu sei uno che di sicuro non lo porta

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