Storia e Tecnologia: Dagli LCD monocromatici ai Display Pieghevoli [PARTE 1]

Se, nell’ormai lontano, 2005 qualcuno ti avesse detto che tra dieci anni gli schermi di telefoni e tv si sarebbero potuti piegare e inserire comodamente in tasca, probabilmente avresti riso di gusto oppure bollato il tuo amico per futurista e visionario.

Avresti fantasticato che magari, tale tecnologia si sarebbe potuta vedere in qualche film di fantascienza, come Star Wars Episodio 3 in uscita lo stesso anno o magari qualche anno più tardi in Star Trek: il futuro ha inizio, ovviamente sempre come prototipi frutto di effetti speciali più che una vera idea applicabile al tuo smartphone.

Smartphone? Oh forse dovrei dire “cellulare” come veniva chiamato in quel periodo il tuo obsoleto dispositivo, perchè salvo alcune prove e qualche prototipo ad opera di IBM e BlackBerry per avere in mano il primo smartphone, con l’accezione attuale del termine, dovremmo aspettare almeno il 2006.

Motorola 8700 primo modello apparso alla fine degli anni ’90

Non solo, ma tutti i telefoni fino a quel periodo ignoravano l’interazione multi-touch ed erano forniti, prima, di schermi LCD monocromatici -gli stessi che troviamo sulle calcolatrici- e solo in seguito dei primi schermi LCD a risoluzione VGA e 16 milioni di colori.

E per il primo iPhone con schermo multi-touch?

Be, per quello dobbiamo aspettare un altro anno intero. Solo nel 2007 infatti un’azienda semi sconosciuta all’epoca, con un logo alquanto bizzarro, presenta, tramite le parole del suo ex CEO, un certo Steve Jobs, il primo smartphone multi touch e pinch to zoom.

Da quel 9 gennaio del 2007 sono passati ben 8 anni, nei quali è esploso il mercato della telefonia, dello smartphone e del display touch. E quindi a distanza di “soli” dieci anni da quel 2005 ecco che quella semplice visione è divenuta ormai realtà.

LCD LED OLED questi sconosciuti

Che nella parola LCD LED e OLED ci sia una L su questo siamo tutti d’accordo, forse siamo meno d’accordo però, sul fatto di cosa significhino queste sigle e cosa effettivamente rappresentino queste tecnologie cosi simili da essere cosi diverse tra loro.

Cerchiamo quindi di ripercorrerle brevemente e di semplificare il più possibile i vari tecnicismi che incontreremo.

LCD

LCD detto volgarmente schermo a cristalli liquidi, dalla sigla Liquid Crystal Display è una tipologia di schermo piatto utilizzata per una miriade di dispositivi che noi tutti conosciamo.

Iniziarono nel lontano 1965 ad opera di un certo George Heilmeier e si svilupparono senza freno, passando dai display delle nostre calcolatrici e orologi digitali ai monitor per pc, ai telefonini e infine alle TV più grandi che potevano mandare cosi in pensione gli ingombranti Tubi Catodici dell’epoca.

Senza entrare troppo nel dettagli, diciamo che LCD 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.

Ecco che quindi non abbiamo più bisogno di ingombranti pannelli ma è obbligatorio avere due lastre di vetro.

Ogni contatto elettrico comanda una piccola porzione del pannello identificabile come un pixel. Il funzionamento è presto detto, quando il campo elettrico viene attivato le molecole del liquido si allineano parallelamente al campo elettrico, limitando la rotazione della luce entrante.

Controllando la torsione dei cristalli liquidi in ogni pixel, si può dunque regolare quanta luce far passare e di conseguenza visualizzare i colori e le immagini su schermo.

Le due caratteristiche che li resero perfetti per i nostri amati smartphone furono la bassa quantità di energia richiesta (fatto salvo i display LCD più grandi come quelli delle Tv che invece avevano richieste esose in termini di alimentazione) e la possibilità di essere sottili e di piccole dimensioni, ottimi per un dispositivo portatile.

I principali effetti negativi erano la difficoltà ad aggiornarsi per dare immagini in movimento prive di scie (effetto ghost) e il contrasto decisamente non ottimale dovuto ad una costante retroilluminazione che non permetteva di riprodurre colori fedeli e neri profondi.

L’iPhone 4 e precedenti montavano schermi LCD, inoltre fu lo schermo più usato su tutti i modelli di smartphone usciti all’incirca fino al 2008-2009

Dall’LCD all’OLED passando per il LED

Paralleli alla tecnologia LCD si svilupparono i LED, sigla che sta per Light Emitting Diode, ovvero diodo ad emissione luminosa. Il primo “schermo” LED venne sviluppato nel 1962 da Nick Holonyak Jr.

Alle origini i primi diodi ad emissione luminosa erano disponibili solo ed unicamente nel colore rosso. Ciò non permetteva di riprodurre tutta la scala cromatica dei colori e infatti inizialmente questo display venne utilizzato come indicatore nei circuiti elettronici e negli optoisolatori (vi basti sapere che sono componenti che permettono di trasferire un segnale tra due circuiti).

Solo successivamente ne vennero sviluppati alcuni che emettevano luce gialla e verde e vennero realizzati dispositivi che integravano due LED, generalmente uno rosso e uno verde, nello stesso contenitore permettendo di visualizzare quattro stati (spento, verde, rosso, verde+rosso=giallo) con lo stesso dispositivo.

Solo negli anni ’90 vennero realizzati i primi LED con una gamma di colori accettabile e solo grazie al premio Nobel per la fisica Isamu Akasaki e Hiroshi Amano siamo potuti arrivare ai display a LED odierni. Questi due scienziati dell’università della California sperimentarono infatti la tecnologia a LED blu che permise cosi di arrivare a creare l’intera scala cromatica di colori.

Fu possibile realizzare cosi, dispositivi che potevano generare qualsiasi colore integrando tre diodi (uno rosso, uno verde e uno blu) parallelamente. Tutt’oggi il LED si configura come una tecnologia ad alta efficienza energetica, che garantisce un ottimo risparmio per lumen prodotto.

Senza dilungarmi ulteriormente nel loro funzionamento, andiamo a vedere brevemente cosa ha reso i LED cosi “famosi.

I led vengono utilizzati tutt’ora per la retroilluminazione dei display TV surclassando i rivali principalmente per un’elevatissima affidabilità, una lunga durata, un’elevata efficienza energetica unita ad un basso consumo.

Oltre a tutto ciò si ha una riproduzione più fedele dei neri con un contrasto decisamente maggiore rispetto ai normali LCD questo è dovuto alla possibilità di intervenire singolarmente su ogni led spegnendolo per creare il nero “assoluto”.

I normali LCD con retroilluminazione non permettevano tale tecnologia e lo schermo doveva essere costantemente illuminato anche nella riproduzione del nero che ovviamente non poteva essere profondo come con la retroilluminazione a LED.

Un esempio?

Notare che la dicitura LED che troviamo comunemente nelle sigle degli schermi TV non indica un display “fatto a LED” diverso da quello LCD, il display infatti resta sempre a tecnologia LCD ma la retroilluminazione (appunto a LED) cambia totalmente il nostro modo di percepire contrasto, colori e luminosità, in favore di una qualità enormemente superiore.