Schermi smartphone spiegati: tipi di display, risoluzioni e refresh rate

Gli acronimi dei display smartphone possono essere un po' travolgenti, ma se volete sapere cosa significano tutti i numeri e le abbreviazioni associate agli schermi smartphone, vi abbiamo coperti. Volete sapere per cosa è meglio ogni tipo di schermo e cosa significano le differenze di risoluzione?

• Tipi di pannello
• Cos'è un display LCD?
  • Display IPS
  • Display PLS LCD
  • Differenze tra display LCD e LED
  • Mini-LED
• Display AMOLED
  • Qual è la differenza tra OLED, AMOLED e Super AMOLED
  • Display pieghevoli e arrotolabili
• Risoluzioni: HD/HD+, FullHD, 4K
• Retina, Super Retina XDR: cosa sono?
• Nits e livelli di luminosità
• Refresh rate: cosa significano 60Hz, 90Hz e 120Hz?
• Display TFT, LTPS, LTPO, IGZO
• Display del futuro
• Quale è meglio: LCD/LED o AMOLED?

Tipi di pannello

Negli ultimi anni, i display smartphone hanno sviluppato molti più acronimi che mai, con ognuno che presenta un diverso tipo di tecnologia. AMOLED, LCD, LED, IPS, TFT, PLS, LTPS, LTPO... la lista continua a crescere.

Come se le diverse tecnologie disponibili non bastassero, i produttori di componenti e smartphone adottano nomi sempre più glorificati come "Super Retina XDR" e "Dynamic AMOLED", che finiscono per aumentare la potenziale confusione tra i consumatori. Diamo un'occhiata ad alcuni di questi termini usati nelle schede tecniche degli smartphone e decifriamoli.

Ci sono molti tipi di display usati negli smartphone: LCD, OLED, AMOLED, Super AMOLED, TFT, IPS e alcuni altri meno frequenti oggi, come TFT-LCD. Uno dei più frequenti su telefoni di fascia media-alta ora è IPS-LCD. Ma cosa significano tutti questi?

In breve, ci sono due tipi di tecnologie disponibili sul mercato per i display smartphone: LCD e OLED. Ognuna ha diverse varianti e generazioni, che danno origine a più acronimi, simile alle TV e le loro diverse gamme come LED, QLED, miniLED — che sono tutte in realtà variazioni della tecnologia LCD.

Cos'è un display LCD?

LCD significa Liquid Crystal Display, e il nome si riferisce all'array di cristalli liquidi illuminati da una retroilluminazione, e la loro ubiquità e costo relativamente basso li rendono una scelta popolare per smartphone e molti altri dispositivi.

Gli LCD tendono anche a comportarsi abbastanza bene sotto la luce solare diretta, poiché l'intero display è illuminato da dietro, ma soffrono di una rappresentazione del colore potenzialmente meno accurata rispetto ai display che non richiedono retroilluminazione.

Negli smartphone, avete sia display TFT che IPS. TFT sta per Thin Film Transistor, una versione avanzata di LCD che usa una matrice attiva (come la AM in AMOLED). Matrice attiva significa che ogni pixel è collegato a un transistor e condensatore individualmente.

Il vantaggio principale di TFT è il suo costo di produzione relativamente basso e un contrasto aumentato rispetto agli LCD tradizionali. Lo svantaggio dei TFT LCD è una maggiore richiesta energetica rispetto ad altri LCD, angoli di visione meno impressionanti e riproduzione del colore. Per questi motivi, e i costi in calo delle opzioni alternative, i TFT non sono più comunemente usati negli smartphone.

Display IPS

La tecnologia IPS (In-Plane Switching) risolve il problema che la prima generazione di display LCD sperimenta, che adotta la tecnica TN (Twisted Nematic): dove si verifica distorsione del colore quando si guarda il display di lato — un effetto che continua a comparire su smartphone e tablet economici.

Nei pannelli IPS, i cristalli liquidi sono allineati al display, risultando in angoli di visione superiori — solitamente elencati a 178º sulle TV, che è un'altra caratteristica dei display IPS. Un'altra caratteristica dei display IPS in relazione ad altre tecnologie LCD è la riproduzione del colore superiore, che spiega l'uso di tali pannelli in monitor destinati a lavori di editing immagini.

Display PLS LCD

Lo standard PLS (Plane to Line Switching) usa un acronimo molto simile a IPS, ed è una meraviglia che il suo funzionamento base sia simile? La tecnologia, sviluppata da Samsung Display, ha le stesse caratteristiche dei display IPS — buona riproduzione del colore e angoli di visione, ma un livello di contrasto inferiore rispetto a OLED e display LCD/VA.

Secondo Samsung Display, i pannelli PLS hanno un costo di produzione inferiore, tassi di luminosità più alti, e angoli di visione persino superiori rispetto al rivale, i pannelli IPS di LG Display. In definitiva, che si usi un pannello PLS o IPS, si riduce alla scelta del fornitore di componenti.

Il display è LED o LCD?

Questa è una domanda molto comune dopo il lancio delle TV "LED", con la risposta breve che è semplicemente LCD. La tecnologia usata in un display LED è il cristallo liquido, la differenza essendo i LED che generano la retroilluminazione.

I LED hanno il vantaggio di consumare pochissima energia — il che spiega l'enfasi dei dipartimenti marketing nel mettere in evidenza il termine nelle TV, ma non tanto per gli smartphone con le loro dimensioni di display ridotte. D'altra parte, il funzionamento della retroilluminazione rende difficile per i display LCD/LED offrire un livello di contrasto competitivo con gli OLED poiché il controllo dell'illuminazione non è eseguito da ogni singolo pixel, ma per zone sul display.

Mini-LED: Cosa cambia con questa nuova tecnologia

Uno dei punti forti dei produttori TV al CES 2021, la tecnologia mini-LED sembrava lontana dai dispositivi mobile fino ad Apple che ha annunciato l'iPad Pro 2021. Come implica il nome, la tecnica si basa sulla miniaturizzazione dei LED che formano la retroilluminazione dello schermo — che usa ancora un pannello LCD.

Ridurre il componente permette di includere più LED nella retroilluminazione del display, risultando in un maggiore controllo sui livelli di contrasto in diverse aree del display. Un altro vantaggio evidenziato da Apple per il nuovo iPad è una luminosità di picco più alta — fino a 1.600 nits in modalità HDR, contro 600 nits per la generazione precedente, o fino a 1.200 nits per lo schermo OLED su iPhone 12.

Nonostante il miglioramento in termini di contrasto (e potenzialmente luminosità) rispetto ai display LCD/LED tradizionali, LCD/mini-LED dividono ancora lo schermo in zone di luminosità — oltre 2.500 nel caso dell'iPad e TV "QNED" 2021 di LG — rispetto a dozzine o centinaia di zone nei precedenti display FALD (full-array local dimming), dove i LED sono dietro il pannello LCD invece che ai bordi.

Tuttavia, per un controllo del contrasto ancora maggiore, fatto individualmente in ogni punto dello schermo, è necessario passare a pannelli dotati di tecnologie microLED – ancora cost-proibitive nel 2021 – o OLED, che fino a poco fa erano prodotti su larga scala solo in dimensioni per smartphone o televisioni.

Display AMOLED

AMOLED sta per Active Matrix Organic Light-Emitting Diode. Anche se può sembrare complicato non lo è. Abbiamo già incontrato la matrice attiva nella tecnologia TFT LCD, e OLED è semplicemente un termine per un'altra tecnologia di display a film sottile.

OLED è un materiale organico che, come implica il nome, emette luce quando vi passa una corrente. A differenza dei pannelli LCD, che sono retroilluminati, i display OLED sono 'sempre spenti' a meno che i singoli pixel non siano elettrificati.

Questo significa che i display OLED hanno neri molto più puri e consumano meno energia quando colori neri o scuri sono visualizzati. Tuttavia, temi chiari su schermi AMOLED usano considerevolmente più energia di un LCD con lo stesso tema. Gli schermi OLED sono anche più costosi da produrre degli LCD.

Poiché i pixel neri sono 'spenti' in un display OLED, i rapporti di contrasto sono anche più alti rispetto agli schermi LCD. I display AMOLED hanno anche un refresh rate molto veloce, ma come rovescio della medaglia non sono quasi visibili sotto la luce solare diretta come gli LCD retroilluminati. Burn-in dello schermo e degradazione dei diodi (perché organici) sono altri fattori da considerare.

Dal lato positivo, gli schermi AMOLED possono essere fatti più sottili degli LCD (perché non richiedono uno strato retroilluminato) e possono anche essere fatti flessibili.

Qual è la differenza tra OLED, AMOLED e Super AMOLED?

OLED sta per Organic Light Emitting Diode. Un display OLED è composto da sottili fogli di materiale elettroluminescente, il cui vantaggio principale è che producono la propria luce, e quindi non richiedono retroilluminazione, riducendo i requisiti energetici. I display OLED sono più comunemente chiamati AMOLED quando usati su smartphone o TV.

Come già detto, la parte AM di AMOLED sta per Active Matrix, che è diversa da una Passive Matrix OLED (P-OLED), anche se queste sono meno comuni negli smartphone.

Super AMOLED è il nome dato da Samsung ai suoi display che una volta si trovavano solo nei modelli di fascia alta ma ora sono scesi a dispositivi più modesti. Come gli IPS LCD, Super AMOLED migliora la premessa base AMOLED integrando il layer di risposta touch nel display stesso, invece che come strato extra sopra.

Come risultato, i display Super AMOLED gestiscono la luce solare meglio dei display AMOLED e richiedono anche meno energia. Come implica il nome, Super AMOLED è semplicemente una versione migliore di AMOLED. Non è tutto marketing: i display Samsung sono regolarmente recensiti come tra i migliori in circolazione.

L'ultima evoluzione della tecnologia è stata battezzata "Dynamic AMOLED". Samsung non è entrata nei dettagli su cosa significhi il termine, ma ha evidenziato che i pannelli con tale identificazione includono certificazione HDR10+ che supporta una gamma più ampia di contrasto e colori, oltre a riduzione luce blu per comfort visivo migliorato.

Sulla stessa scia, il termine "Fluid AMOLED" usato da OnePlus sui suoi dispositivi più avanzati evidenzia basically gli alti refresh rate impiegati, che risultano in animazioni più fluide sullo schermo.

Display pieghevoli e arrotolabili

Un altro vantaggio dei display OLED è questo: eliminando uno strato di illuminazione, il componente non solo può essere più sottile ma è anche più flessibile. Questa funzione vede già azione in smartphone con display pieghevoli ed è anche impiegata in dispositivi concettuali con display arrotolabile.

La tecnologia ha debuttato con l'oscuro Royole FlexPai, dotato di pannello OLED fornito da BOE cinese, ed è stata poi usata in Huawei Mate X (nella foto sopra) e Motorola Razr (2019), dove entrambi montano pannello BOE - e le linee Galaxy Flip e Fold, usando il componente fornito da Samsung Display.

Risoluzione: Qual è la differenza tra HD, HD+, FullHD, 4K, ecc?

La risoluzione descrive il numero di singoli pixel (o punti) visualizzati sullo schermo e viene solitamente presentata per i telefoni dal numero di pixel orizzontali — verticali quando ci si riferisce a TV e monitor. Più pixel sullo stesso display permettono immagini più dettagliate e testo più nitido.

Per rendere più facile confrontare modelli diversi, i brand adottano solitamente lo stesso schema di denominazione reso popolare dal mercato TV con termini come HD, FullHD e UltraHD. Ma con i telefoni che adottano una vasta gamma di diverse proporzioni dello schermo, sapere solo questo non basta per sapere i pixel totali visualizzati.

Risoluzioni comuni per telefoni

Nome marketing	Pixel orizzontali	Risoluzione verticale	Altri nomi usati
HD	720p	1280 (16:9) 1440 (18:9) 1520 (19:9) 1600 (20:9) 1680 (21:9)	720p, WXGA
Full HD	1080p	1920 (16:9) 2160 (18:9) 2280 (19:9) 2400 (20:9) 2520 (21:9)	FHD, 1080p
Quad HD	1440p	2560 (16:9) 2880 (18:9) 3040 (19:9) 3200 (20:9) 3360 (21:9)	QHD, 1440p
Ultra HD	2160p	3840 (16:9) 4320 (18:9) 4560 (19:9) 4800 (20:9) 5040 (21:9)	UHD, 4K, 2160p

Ma la risoluzione in sé non è una buona misura per la nitidezza dell'immagine, per quello dobbiamo considerare la dimensione del display, risultando nella densità di pixel per area misurata in DPI/PPI (dots/punti per pollice).

Retina, Super Retina XDR: cosa sono?

Parlando di densità di pixel, questo era uno dei punti forti di Apple nel 2010 durante il lancio di iPhone 4. L'azienda battezzò lo schermo LCD (LED, TFT e IPS) usato nello smartphone come "Retina Display", grazie all'alta risoluzione del pannello usato (960 x 640 pixel all'epoca) nel suo display da 3,5 pollici.

Il nome coniato dal dipartimento marketing di Apple è applicato a schermi che, secondo l'azienda, l'occhio umano non è in grado di discernere i singoli pixel da una distanza di visione normale. Nel caso degli iPhone, il termine è stato applicato a display con una densità di pixel superiore a 300 ppi (punti per pollice).

Da allora, altri produttori hanno seguito l'esempio, adottando pannelli con risoluzioni sempre più alte. Mentre iPhone 12 mini offre 476 dpi, modelli come Sony Xperia 1 vantano ben 643 dpi.

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Per differenziarsi, Apple ha lanciato il termine "Super Retina", che definisce basically gli schermi OLED usati su iPhone X in poi, o gli alti tassi di contrasto e accuratezza colore che i possessori di Galaxy S godono, ed è stato visto anche in alcuni Nokia precedenti.

Con iPhone 11 Pro, un altro termine è stato introdotto: "Super Retina XDR". Ancora usando un pannello OLED (fornito da Samsung Display o LG Display), lo smartphone porta specifiche ancora più alte in termini di contrasto — con rapporto 2.000.000:1 e livello di luminosità di 1.200 nits, ottimizzati appositamente per visualizzare contenuti in formato HDR.

Come una sorta di premio di consolazione per acquirenti di iPhone XR e iPhone 11, che continuavano ad affidarsi a pannelli LCD, Apple ha classificato il display usato negli smartphone con un nuovo termine, "Liquid Retina". Questo è stato applicato anche a modelli iPad Pro e iPad Air, con il nome che definisce schermi che vantano un'ampia gamma e accuratezza colore, almeno per gli standard dell'azienda.

Nits e livelli di luminosità

Nit, o candela per metro quadrato nel sistema internazionale (cd/m²), è un'unità di misura della luminanza, cioè l'intensità della luce emessa. Nel caso di schermi smartphone e monitor in generale, tale valore definisce quanto è luminoso il display — più alto il valore, più intensa la luce emessa dallo schermo.

Refresh rate: cosa significano 60Hz, 90Hz e 120Hz?

Popolarizzati nel 2019 e 2020 da smartphone di fascia alta e anche alcuni di fascia media, i termini "120 Hz", "90 Hz" e altri con misurazione simile in Hertz rappresentano il refresh rate del pannello, sia LCD che OLED. Più alto il valore, più frame al secondo sono visualizzati sullo schermo.

Il risultato è animazioni più fluide sul telefono, sia durante l'uso normale che nei giochi, rispetto a schermi che hanno un refresh rate di 60 Hz che rimane lo standard di mercato per i display.

Originariamente definito un "gimmick" nel 2017 con il lancio del Razer Phone, la funzione ha guadagnato sempre più slancio, anche con un corrispondente calo della durata batteria. Per sfruttare al meglio questa funzione, i produttori hanno iniziato ad adottare schermi con refresh rate variabile, che può essere adattato in base al contenuto visualizzato — che è 24 fps nella maggior parte dei film, 30 o 60 fps nelle registrazioni video casalinghe, e così via.

La stessa unità di misura è usata per il tasso di campionamento. Sebbene simili, il valore qui rappresenta il numero di volte al secondo in cui lo schermo è in grado di registrare tocchi. Più alto il sample rate, più veloce lo smartphone registra tali tocchi, risultando in un tempo di risposta più rapido.

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TFT, LTPS, LTPO, IGZO

Per complicare ulteriormente la zuppa di alfabeto che abbiamo incontrato, incontrerete anche altri termini meno comuni spesso evidenziati nei materiali promozionali per smartphone.

TFT (Thin Film Transistor) - un tipo di display LCD che adotta un sottile strato semiconduttore depositato sul pannello, che permette il controllo attivo dell'intensità del colore in ogni pixel, con un concetto simile a quello di active-matrix (AM) usato nei display AMOLED. È usato in pannelli TN, IPS/PLS, VA/PVA/MVA, ecc.

LTPS (Low Temperature PolySilicon) - una variante del TFT che offre risoluzioni più alte e consumo energetico inferiore rispetto ai tradizionali schermi TFT, basata su tecnologia a-Si (silicio amorfo).

IGZO (Indium Gallium Zinc Oxide) - un materiale semiconduttore usato nei film TFT, che permette anche risoluzioni più alte e consumo inferiore, e vede azione in diversi tipi di schermi LCD (TN, IPS, VA) e display OLED.

LTPO (Low Temperature Polycrystalline Oxide) - una tecnologia sviluppata da Apple che può essere usata sia in display OLED che LCD, in quanto combina tecniche LTPS e IGZO. Il risultato? Consumo energetico inferiore. È stata usata in Apple Watch 4 e Galaxy S21 Ultra.

LTPO permette al display di regolare il suo refresh rate, adattandolo dinamicamente al contenuto mostrato. Lo scroll delle pagine può attivare la modalità più veloce per una visione fluida, mentre la visualizzazione di un'immagine statica permette al telefono di usare un refresh rate più basso, risparmiando batteria.

Nel 2022, i telefoni flagship hanno iniziato a usare la cosiddetta tecnologia LTPO 2.0, il cui vantaggio principale è poter scendere a 1 Hz di refresh rate, invece dei 10 Hz disponibili nei pannelli LTPO di prima generazione. Trovata in telefoni come OnePlus 10 Pro e Galaxy S22 Ultra, LTPO 2.0 promette risparmi energetici ancora maggiori.

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Display del futuro: microLED

Tra le televisioni, la tecnologia di punta da tempo è miniLED — che consiste nell'aumentare il numero di zone di illuminazione nella retroilluminazione pur usando un pannello LCD. Ci sono voci che smartphone e smartwatch guarderanno a incorporare la tecnologia microLED nei loro dispositivi presto, essendo radicalmente diversa dai display LCD/LED in quanto ha caratteristiche d'immagine simili agli OLED.

Un display microLED ha un diodo a emissione di luce per ogni sottopixel dello schermo — solitamente un set di diodi rosso, verde e blu per ogni punto. Probabilmente userà un tipo di materiale inorganico come nitruro di gallio (GaN).

Adottando una tecnologia a emissione autonoma, i display microLED non richiedono retroilluminazione, con ogni pixel "spento" individualmente. Il risultato è impressionante: i vostri occhi vedono lo stesso livello di contrasto dei display OLED, senza soffrire del rischio di image retention o burn-in dei diodi organici.

Un altro vantaggio della tecnologia microLED è il potenziale di visualizzare immagini con livelli di luminosità più alti beneficiando di consumi inferiori, combinando i punti di forza di entrambi i pannelli OLED e LCD.

D'altro canto, l'uso di più diodi per ogni pixel pone una sfida in termini di miniaturizzazione dei componenti. Ad esempio, una risoluzione Full HD ha appena oltre due milioni di pixel (1.920 x 1.080 punti), che richiede 6 milioni di LED microscopici usando una struttura RGB (rosso, verde, blu) tradizionale.

Questa è una delle ragioni che spiega perché l'adozione di tale tecnologia rimane piuttosto limitata. Li vedrete principalmente in schermi grandi da 75 a 150 pollici, che abilitano risoluzione 4K (3.840 x 2.160 risoluzione, che è vicina a 8,3 milioni di pixel o 24,8 milioni di sottopixel RGB). È un numero enorme di pixel!

Un'altra cosa a cui fare attenzione è il prezzo — a 170 milioni di won coreani (circa 150.330 USD dopo conversione), sono certamente un sacco di soldi per un display da 110 pollici.

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Quale è meglio: LCD/LED o AMOLED?

Ogni tecnologia ha i suoi vantaggi e svantaggi ma negli ultimi anni, gli schermi OLED hanno guadagnato importanza, specialmente con l'adozione del componente negli smartphone flagship di fascia alta. Ha guadagnato un grado ancora maggiore di popolarità dopo il lancio di iPhone X, che ha cementato la posizione dei pannelli OLED nel segmento premium.

Come detto prima, gli schermi OLED/AMOLED hanno il vantaggio di un livello di contrasto variabile, risultante dal controllo individuale della luminosità per i pixel. Un altro risultato è la riproduzione più realistica del nero, così come basso consumo energetico quando lo schermo mostra immagini scure — che ha anche aiutato a popolarizzare le dark mode sugli smartphone.

Come rovescio della medaglia, gli schermi OLED hanno un costo di produzione più alto, così come un numero minore di fornitori — dominati da Samsung Display e LG Display della Corea del Sud, con BOE cinese al terzo posto e pochi altri produttori cinesi a coprire la domanda rimanente rispetto ai pannelli LCD.

Inoltre, i diodi organici che danno il nome agli schermi OLED possono perdere la capacità di cambiare proprietà nel tempo, e questo accade quando la stessa immagine è visualizzata per un lungo periodo. Questo problema è noto come "burn-in", tende a manifestarsi quando impostazioni di luminosità alte sono applicate per lunghi periodi.

Anche se è una possibilità molto reale, non è qualcosa che colpisce la maggior parte degli utenti, che spesso confondono burn-in con un problema simile — image retention, che è temporaneo e di solito si risolve dopo pochi minuti.

• Come risolvere burn-in o image retention sul display AMOLED

Nel caso dei display LCD, il vantaggio principale sta nel basso costo di produzione, con dozzine di player sul mercato che offrono prezzi competitivi e alto volume di produzione. Alcuni brand hanno sfruttato questa caratteristica per dare priorità a certe funzioni — come un refresh rate più alto — invece di adottare un pannello OLED, come Xiaomi Mi 10T.

Vale anche la pena ricordare che, come per quasi tutti i tipi di componenti, ci sono schermi AMOLED e LCD con diversi livelli di qualità e funzioni, che possono essere combinati in vari modi per raggiungere un certo price point. È una lunga discussione, che è stata anche oggetto di un acceso dibattito tra i miei colleghi, Ben e Rahul.

E voi? Avete una preferenza per un tipo di display specifico? Abbiamo tralasciato acronimi legati ai display? Lasciate il vostro commento qui sotto.

Questo articolo è stato aggiornato a maggio 2022, ma i commenti precedentemente pubblicati sono stati preservati.