Le varie versioni dei pannelli dei monitor
Light Emitting Diode (LED)
Particolare semiconduttore di corrente elettrica che, se attraversato da una differenza di potenziale, emette luce sotto forma di fotoni.
Nei monitor i LED sono tutti bianchi e costituiscono una parte retrostante al pannello, chiamata retroilluminazione.
I LED possono essere disposti lungo tutto lo schermo in modo omogeneo oppure solo ai lati.
In quest’ultimo caso il rettangolo che forma l’area dello schermo sarà fatto in un materiale che diffonde la luce per dare un effetto di illuminazione totale.
Quando aumentate o diminuite la luminosità del monitor, non state facendo altro che regolare la tensione elettrica che attraversa i LED: maggiore è la differenza di potenziale, più intensa sarà la luminosità.
Liquid Crystal Display (LCD)
Pannelli che sfruttano le proprietà dei cristalli liquidi per generare un colore attraverso la polarizzazione di piccole parti (sub-pixel), una colorata di rosso, una di verde e una di blu (da qui RGB), che compongono i pixel, le unità fondamentali delle immagini che vediamo a schermo.
Tramite il numero di pixel definisce la risoluzione del pannello, mentre in base alla quantità di istruzioni che può processare si dice che ha una profondità di colore di 6, 8 o 10 bit.
Fra la retroilluminazione e i cristalli liquidi ci sono vari strati intermedi.
Data la vastità dell’argomento è impossibile riassumerlo in un unico articolo.
N.B.: sigle come OLED, Quantum Dot (o Q-LED), HDR ed altre si riferiscono a concetti diversi, alcuni vicini e altri meno, ma non sono da considerare come tipologie di pannello.
Ma TN, IPS e VA sono un tipo di LED o di LCD?
In tutti e tre i casi si tratta di tipologie di pannelli a cristalli liquidi, dunque LCD.
Le tre categorie differiscono per il modo in cui i cristalli liquidi sono allineati e polarizzati nel pannello.
Il funzionamento invece rimane sempre il medesimo.
Pannelli TN
Il funzionamento dei pannelli TN si basa sostanzialmente sulla polarizzazione dei cristalli liquidi.
Quando si scoprì che manipolando tali cristalli con un campo elettrico, in un range di 90 gradi, si potevano ottenere diverse intensità di luce che disposte in gruppi di tre sub-pixel, creavano un colore unico, nacque la tecnologia Twisted Nematic.
In inglese infatti viene usato il termine “twist” per indicare la rotazione dei cristalli liquidi.
Quando questi ultimi, sono perpendicolari al piano del pannello, quindi non è applicata una differenza di potenziale, non vi è emissione di luce.
La polarizzazione, con i conseguenti gradi di rotazione, porta a una diversa intensità, che va da 0 a 255 per convenzione.
Questa scala si applica anche ai VA e agli IPS ed è la base dei campi di colore come l’sRGB.
La nascita di questa tecnologia portò a un’enorme espansione dei pannelli LCD nel mercato.
Perché il pannello LCD è il più comune utilizzato nel mercato?
Bassi costi di produzione, input lag e tempi di risposta molto bassi, la facilità di implementazione di alti refresh rate e la totale compatibilità con tutte le tecnologie da gioco sviluppate negli ultimi anni, dall’overdrive al 3D, dal FreeSync al Light Boost.
D’altra parte però i pannelli TN hanno sempre rappresentato un ostacolo per chi fa di applicazioni basate sull’accuratezza cromatica il proprio lavoro o la propria passione.
Non è un segreto che i colori siano mediamente spenti e gli angoli di visione poco ampi, rendendo la visione laterale dei colori distorta e poco definita.
Negli anni la situazione è però nettamente migliorata e oggi vi sono casi di monitor TN con un’accuratezza cromatica migliorata.
Ad oggi, anche se per i professionisti e gli utenti che hanno un occhio di riguardo per i colori i TN non sono la prima opzione.
Per i giocatori più incalliti rimangono una scelta ovvia e soprattutto sono fondamentali per testare nuove tecnologie, a partire dalle retroilluminazioni strobo e dai refresh rate altissimi, come 480 hertz.
I pannelli TN sono prodotti da tutte le maggiori industrie del settore, da Samsung ad AU Optronics, e non hanno particolari suddivisioni come invece vedremo per gli IPS ed i VA.
Pannelli IPS
Gli IPS sono cronologicamente gli ultimi ad arrivare sul mercato.
Pur essendo arrivati un anno dopo dei VA sono il vero primo passo avanti rispetto ai TN.
Nel 1995 fu Hitachi a presentare questa nuova tecnologia, basata su una disposizione dei pixel che puntava a eliminare i due principali problemi dei TN, ovvero scarsa accuratezza dei colori e angoli di visione poco ampi.
Il risultato fu ottimo, tanto che gli IPS divennero subito un punto di riferimento per video e foto editing, applicazioni grafiche e rendering, sia a livello professionale che amatoriale.
La peculiarità degli IPS risiede nella caratteristica dalla quale hanno ereditato il nome:
In-Plane Switching descrive infatti il modo in cui sono disposti i cristalli, che rimangono sempre nella stessa posizione e soprattutto paralleli al piano del pannello.
In passato uno dei punti deboli di questa tecnologia era la reattività.
Difficilmente infatti un videogiocatore avrebbe puntato su un IPS per godersi al massimo i propri titoli preferiti.
Questa nomea che gira attorno agli IPS deriva anche dal fatto che solo da pochissimi anni vi sono varianti con alti refresh rate.
Di sicuro oggi la situazione è diversa e alcuni monitor IPS hanno un input lag alla pari se non minore di moltissimi TN, sfatando il mito che un IPS non possa andare bene per giocare.
Tipologie di IPS
In-Plane Switching indica un insieme di tecnologie di allineamento dei pixel, che raccoglie le varianti di questa tipologia.
Dalle più datate e ormai superate, come S-IPS, H-IPS o e-IPS, tra cui un rapporto di contrasto basso e pellicole antiriflesso molto scadenti, fino agli odierni AH-IPS di LG, concorrenti dei PLS di Samsung e degli AHVA di AU Optronics.
Riguardo questi ultimi, è importante ricordare che non bisogna confonderli con gli AMVA, ovvero un tipo di pannelli VA prodotti anch’essi da AU Optronics.
Le differenze tra queste sotto-categorie di IPS sono minime ed in fin dei conti sono i risultati che contano, non il nome con il quale vengono venduti i pannelli.
Con i TN e gli IPS l’unico errore che si può commettere è pensare che i TN siano ottimi solo per giocare e gli IPS invece non riescano ad eccellere in tale ambito.
Pannelli VA
La cosa più importante è ricordarsi che i VA non sono un misto fra TN e IPS, né a livello costruttivo, né a livello prestazionale.
Dal punto di vista dell’allineamento dei pixel nel pannello sono completamente diversi da TN e IPS.
Invece sono simili fra loro allo stato attuale per quanto riguarda le prestazioni, ma bisogna conoscere la storia di questi tipi di pannello per capirne l’evoluzione.
Per quanto oggi i VA siano sempre più popolari, una volta non era così.
I pannelli Vertical Alignment entrarono nel mercato nel 1995 – un anno prima della commercializzazione degli IPS – a opera di Fujitsu.
L’intento era lo stesso degli IPS:
eliminare i problemi dei TN alla ricerca del pannello definitivo.
L’esperimento inizialmente fallì miseramente, perché i primi VA erano quanto di più simile a un pannello TN:
i tempi di risposta e l’input lag erano molto bassi, così come il contrasto.
Le soluzioni tentate furono molteplici e portarono a una scissione fra i tipi di VA.
Questa situazione è molto più accentuata di quella presente fra i numerosi tipi di IPS.
Le due correnti principali sono state quelle di Fujitsu (MVA) e Samsung (PVA).
Multi-domain Vertical Alignment (MVA)
Fujitsu brevettò questo processo produttivo nel 1998.
Ciò eliminò il problema degli angoli di visione dei TN, dividendo il pannello in dei domini, nei quali i cristalli erano orientati in modo opposto.
In seguito si sono utilizzati sempre più domini per ogni cella, fino ad arrivare agli MVA moderni, che ne hanno 8.
Questa nuova categoria di VA fu prodotta da AU Optronics a partire dal 2005.
È importante precisare che non bisogna confondere gli AMVA (VA) con gli AHVA (IPS).
Patterned Vertical Alignment (PVA)
Il PVA è una versione di pannello VA introdotta da Samsung alla fine dello scorso millennio.
Possiede delle differenze di produzione e di genesi talmente ampie da essere ritenuta a ragione da molti un quarto tipo di pannello.
Ad ogni modo la struttura e le prestazioni finali ricordano molto gli MVA e dato che lo spunto nacque dai primi VA di Fujitsu, si tende a classificare i Patterned Vertical Alignment come dei pannelli VA.
La struttura di base è una serie di domini che al variare dell’inclinazione dei cristalli liquidi polarizzati permettono di non avere variazioni di colore in base all’angolo con cui si guarda lo schermo, è simile a quella degli MVA, così come le prestazioni.
Compiuta quest’ampia premessa sui VA, avrete capito che come per TN e IPS i miglioramenti sono stati notevoli e rispetto a vent’anni fa ci troviamo di fronte a pannelli molto più raffinati e prestanti.
In definitiva, i VA solitamente eccellono nel contrasto statico, caratteristica che con l’evoluzione dei PVA e degli MVA è diventata uno dei punti di forza di questa tecnologia, superando di 3, 4 o addirittura 5 volte il contrasto di un TN o un IPS.
La grande diffusione dei VA si può imputare anche al fatto che questo tipo di pannello sia molto versatile, soprattutto quando si parla di schermi curvi, una tendenza presente sulle scrivanie di sempre più utenti.
Questi pannelli nonostante i molti punti deboli rimangono una valida alternativa per molti e spesso si trovano abbinati a feature da gaming, nonostante in questo ambito siano meno indicati anche degli IPS appena usciti in commercio.
Sintesi fra le differenze chiave tra LED e LCD
- Il LED è un diodo a giunzione PN che emette luce visibile quando viene applicata la polarizzazione diretta, mentre quello LCD utilizza filamenti liquidi che vengono riempiti tra elettrodi di vetro per l’emissione di luce.
- Il LED sta per Light Emitting Diode, invece LCD sta per Liquid Crystal Display.
- Il display LCD utilizza una lampada fluorescente a catodo freddo che fornisce la retroilluminazione dello schermo, mentre il LED utilizza i diodi a giunzione PN per visualizzare la luce.
La retroilluminazione si riferisce all’accensione e allo spegnimento dei display per una migliore visione.
- La risoluzione del LED è molto migliore di quella dell’LCD.
La risoluzione è il numero di pixel sul display dello schermo.
- Il LED consuma più energia rispetto all’LCD a causa del plasma.
Il filamento utilizzato nell’LCD è costituito da plasma, che richiede meno potenza per l’attivazione.
- L’area di visualizzazione del LED è inferiore rispetto all’LCD, perché il LED utilizza un diodo a giunzione PN che visualizza la luce solo in una direzione, mentre il display LCD si illumina in tutte le direzioni.
- Il costo del LED è maggiore rispetto all’LCD.
- Il LED utilizza arseniuro di gallio che, una volta riscaldato, emette luce, mentre il display LCD utilizza cristalli liquidi che sono energizzati e forniscono luce.
- Il tempo di commutazione del LED è inferiore rispetto all’LCD.
Il tempo di commutazione è l’ora attiva e disattivata della loro visualizzazione.
- La corrente continua riduce la durata dell’LCD mentre il LED non ha alcun effetto su di esso.
- Il rapporto di contrasto del LED è inferiore rispetto all’LCD.
Il rapporto di contrasto è il rapporto tra la luminanza della luce visibile e quella più scura dello schermo.
- Il display LCD utilizza mercurio che inquina gli ambienti, mentre il LED non utilizza mercurio.
