Come si confronta il consumo energetico dello schermo OLED con quello LCD?

Come la tecnologia dello schermo OLED determina un consumo di potenza dipendente dal contenuto

I pixel autoemissivi eliminano il consumo energetico della retroilluminazione: un vantaggio fondamentale in termini di efficienza

I display LCD necessitano di una retroilluminazione costante che consuma circa il 70-90 percento del loro consumo energetico totale, indipendentemente da ciò che viene mostrato sullo schermo. Gli schermi OLED invece funzionano in modo diverso, poiché ciascun pixel genera la propria luce e può spegnersi completamente quando necessario, producendo aree nere genuine. Ciò significa che non c'è più spreco di energia derivante dalla retroilluminazione, riducendo il consumo energetico di circa la metà quando si utilizza la modalità scura o si guardano video con molte scene d'azione. Il funzionamento degli OLED è in realtà molto interessante: invece di bloccare semplicemente la luce come fanno gli LCD, i singoli pixel si spengono, consentendo neri molto più profondi di qualsiasi pannello LCD possa mai ottenere. Questo tipo di efficienza rende la tecnologia OLED particolarmente distintiva sia per qualità dell'immagine che per risparmio energetico.

Livello medio dell'immagine (APL) come principale determinante del consumo energetico dello schermo OLED

La quantità di energia consumata dagli schermi OLED è strettamente legata a ciò che viene definito Livello Medio dell'Immagine, o APL (Average Picture Level). In pratica, questo parametro misura quanto sia effettivamente luminosa l'immagine complessiva sullo schermo. Ogni subpixel lavora più intensamente quando deve emettere una luce più intensa, quindi quando osserviamo uno schermo completamente bianco con un APL del 100%, ogni singolo elemento del display è in funzione alla massima capacità. Studi indicano che passare da un APL del 20% a uno del 60% può aumentare il consumo energetico di circa il 40%. Attività comuni come l'uso di applicazioni per fogli di calcolo o documenti con sfondi bianchi riducono la durata della batteria molto più rapidamente rispetto a contenuti scuri, come foto scattate di notte o film girati in condizioni di scarsa illuminazione. Poiché l'APL svolge un ruolo così importante nella gestione del consumo energetico dei display OLED, i produttori tengono conto di questi valori durante l'ottimizzazione dei dispositivi, mentre gli sviluppatori di app considerano l'APL nella progettazione delle interfacce per contribuire al risparmio della batteria degli utenti.

Limitazioni ed eccezioni: squilibrio dei subpixel bianchi, invecchiamento e compromessi nella progettazione dell'interfaccia utente

I vantaggi di efficienza della tecnologia OLED presentano tuttavia alcune limitazioni nella pratica. Le disposizioni dei pixel RGBW si concentrano sui sottopixel bianchi per aumentare i livelli di luminosità, il che in realtà comporta un consumo energetico maggiore quando si visualizzano contenuti con ampie aree bianche. Con l'invecchiamento dei pannelli, è necessario un surplus di energia compreso tra il 15 e il 25 percento solo per mantenere lo stesso livello di luminosità del nuovo. I progettisti che lavorano con questi display devono operare scelte difficili tra efficienza e qualità. Sebbene gli elementi dell'interfaccia utente neri consentano un risparmio energetico, a volte causano fastidiosi sbavamenti cromatici durante le transizioni dello schermo, poiché diverse parti del display rispondono a velocità leggermente diverse. In definitiva, il risparmio energetico dell'OLED dipende fortemente dall'uso pratico che se ne fa. Considerare soltanto i valori massimi di prestazione non rende pienamente conto del reale consumo energetico nelle situazioni quotidiane.

Perché il consumo energetico degli LCD rimane sostanzialmente indipendente dal contenuto

Dominanza della retroilluminazione fissa: come il ~70–90% dell'energia LCD viene consumato indipendentemente dall'immagine

Gli schermi LCD dipendono da questa retroilluminazione a luminosità costante, solitamente compresa tra 20 e 150 watt per metro quadrato, che continua a funzionare indipendentemente da ciò che viene mostrato a schermo, anche quando è tutto nero. La parte a cristalli liquidi regola semplicemente la quantità di luce che passa, senza produrre luce in sé, quindi la maggior parte dell'energia va comunque alla retroilluminazione. Circa dal 70 al 90 percento di tutta l'elettricità utilizzata finisce per alimentare questo bagliore di fondo. Il risultato è che il consumo energetico non cambia significativamente se si sta guardando celle di un foglio di calcolo illuminate o una scena cinematografica completamente nera. Gli schermi OLED invece funzionano diversamente. Il loro consumo energetico varia effettivamente in base a ciò che appare sullo schermo, rendendoli molto diversi dai tradizionali display LCD in termini di efficienza.

Oscuramento locale e miglioramenti con mini-LED: guadagni modesti, non cambiamenti radicali

La tecnologia Mini LED insieme al local dimming contribuisce a rendere i display LCD più efficienti riducendo la retroilluminazione nelle aree più scure dell'immagine. Tuttavia, questi miglioramenti non modificano il funzionamento di base dei pannelli LCD. Anche osservando i modelli più costosi disponibili, si raggiunge solitamente un massimo di circa 1000 zone di oscuramento. Ciò significa che vengono illuminate grandi porzioni dello schermo contemporaneamente, invece di essere controllate singolarmente. Quando sullo schermo appare un elemento particolarmente luminoso, si verifica un effetto chiamato 'blooming', per cui l'area circostante diventa eccessivamente brillante come compensazione. Il sistema di retroilluminazione assorbe comunque circa 30 watt per metro quadrato, indipendentemente da quanto lo si abbassa. Nel complesso, questi miglioramenti riducono il consumo energetico del 15-25 percento circa durante la visione di contenuti con forti differenze di contrasto tra aree chiare e scure. Certamente un risparmio utile, ma nulla che possa eguagliare ciò che i display OLED fanno naturalmente, poiché ogni pixel regola autonomamente l'emissione di luce in base a quanto effettivamente mostrato sullo schermo.

Efficienza dello schermo OLED in pratica: scenari in cui è leader o meno performante

Applicazioni in modalità scura e streaming video: fino al 50% di consumo energetico in meno rispetto agli LCD

Gli schermi OLED danno il meglio di sé quando l'immagine non è particolarmente movimentata. Pensate a un ambiente di programmazione con sfondi scuri, ad app che diventano completamente nere di notte, oppure a quei film con ampie barre nere ai lati. La tecnologia semplicemente spegne intere sezioni di pixel dove non accade nulla, evitando così di sprecare energia per illuminare spazi vuoti. I risparmi energetici possono raggiungere circa la metà rispetto ai normali display LCD, che continuano a emettere luce indipendentemente dal contenuto. Per chi utilizza molto lo streaming, questa differenza si fa sentire. Prendete una scena di Stranger Things in cui tutto è completamente nero, tranne forse qualche ombra inquietante che si muove sullo schermo. La stessa scena consumerebbe circa due terzi in meno su un display OLED rispetto a un pannello LCD che riproduce esattamente lo stesso contenuto.

Carichi di lavoro luminosi con alto APL (fogli di calcolo, videochiamate): riduzione o inversione del vantaggio

Quando si tratta con contenuti ad alto livello medio di pixel (APL), i pannelli OLED tendono a mostrare le proprie debolezze rispetto ad altre tecnologie di visualizzazione. Si pensi a quegli infiniti sfondi bianchi di fogli di calcolo o alle videochiamate Zoom a schermo intero in cui quasi ogni pixel si illumina contemporaneamente, aumentando naturalmente il consumo energetico. Secondo test recenti di DisplayMate del 2023, gli schermi OLED possono effettivamente consumare dal 15 al 30 percento in più di elettricità rispetto a display LCD di dimensioni simili quando funzionano alla massima luminosità. Alcuni miglioramenti più recenti, come la tecnologia LTPO, hanno migliorato la situazione riducendo lo spreco di energia legato a refresh rate non necessari, ma anche con questi progressi, gli LCD mantengono comunque un vantaggio nella maggior parte dei lavori d'ufficio che richiedono una luminosità costante del display per lunghi periodi.

Domande Frequenti

Qual è il vantaggio principale dei display OLED rispetto agli LCD?

I display OLED sono autoemissivi, il che significa che ogni pixel produce la propria luce e può spegnersi completamente per neri più profondi e un utilizzo energetico più efficiente. Al contrario, gli LCD richiedono una retroilluminazione costante che consuma energia significativa indipendentemente dal contenuto dell'immagine.

Come influisce il Livello Medio di Immagine (APL) sul consumo energetico degli OLED?

L'APL misura la luminosità complessiva dell'immagine sullo schermo. Un APL più alto (ad esempio sfondi bianchi) comporta un aumento del consumo energetico poiché ogni sottopixel deve lavorare di più per emettere luce intensa. Al contrario, un APL più basso consuma meno energia.

Perché i display OLED potrebbero consumare più energia in determinate situazioni?

I display OLED possono consumare più energia in situazioni che richiedono un elevato APL, come sfondi completamente bianchi o videochiamate a schermo intero, perché un numero maggiore di pixel si trova alla massima luminosità, aumentando così il consumo totale di energia.

Quali sono i limiti della tecnologia OLED?

I display OLED presentano sfide come lo squilibrio dei sottopixel bianchi, l'invecchiamento che aumenta il consumo energetico e la possibile comparsa di strascichi cromatici, specialmente negli elementi dell'interfaccia utente di colore nero. Questi fattori possono influire sull'efficienza e sulla qualità dell'immagine.

In che modo i mini-LED e l'oscuramento locale influiscono sull'efficienza degli LCD?

I mini-LED e l'oscuramento locale migliorano l'efficienza degli LCD riducendo la retroilluminazione nelle aree più scure dello schermo, ma non ne modificano il funzionamento fondamentale. Sebbene offrano un risparmio, queste tecnologie rimangono comunque inferiori all'efficienza intrinseca degli OLED.