Tecnologia OLED: Funzionamento e Caratteristiche

Negli ultimi vent’anni abbiamo visto una rapida evoluzione della tecnologia display. Siamo passati dagli schermi LCD, introdotti nei primi anni 2000, per poi passare ai LED a cristalli liquidi fino alla tipologia di display che tratteremo in questo articolo: la tecnologia OLED. Questi schermi offrono colori più vivaci, un contrasto più elevato e una migliore efficienza energetica rispetto agli schermi LCD. La tecnologia OLED è stata sviluppata da diversi ricercatori e aziende, tra cui Eastman Kodak, che ha presentato il primo schermo OLED funzionante nel 1987. Dal 2003 in poi i cellulari adottarono tale tecnologia. Ricordiamo il Samsung E700 e il LG G7030.

Inline Style vi spiegherà quali sono i componenti di uno schermo OLED e come funziona. Dopodiché, elencheremo vantaggi e limiti, facendo un paragone con il display LCD, suo predecessore.

Aprite un documento di testo se volete prendere appunti, è consigliabile. Bene, iniziamo!

Componenti del Display OLED

Per prima cosa, le basi. OLED sta per “Organic Light Emitting Diode” (Diodo a emissione di luce organica). Si tratta di una tecnologia di display che utilizza dei materiali organici che emettono luce quando viene applicata una corrente elettrica. La definizione  può sembrarvi nebulosa, be’ non c’è da preoccuparsi, capirete pian piano. Concentratevi per ora sui suoi componenti.

Prima di studiare i suoi componenti, tenete bene in mente queste due definizioni tecniche, cioè il Terminale positivo e il Terminale negativo di un display. Questi due terminali sono collegati ad una sorgente di alimentazione esterna, che fornisce la differenza di potenziale necessaria per far funzionare il display. Ma cosa si intende per differenza di potenziale? In altre parole, rappresenta la forza che spinge gli elettroni a muoversi da un punto a un altro all’interno di un circuito. In pratica è la tensione elettrica.

Quindi senza tensione elettrica gli elettroni non potrebbero muoversi all’interno del circuito e quindi il display smette di funzionare?

Esattamente, se non c’è una differenza di potenziale tra i due punti del circuito, gli elettroni non avrebbero la forza necessaria per muoversi da un punto all’altro e il circuito non funzionerebbe. La differenza di potenziale è ciò che fornisce la spinta necessaria agli elettroni per muoversi attraverso un circuito elettrico e far funzionare i componenti elettronici come il display OLED

Ora, nel caso di un display OLED, il terminale positivo è rappresentato dall’anodo, mentre quello negativo dal catodo. Sono loro a fornire la giusta tensione elettrica per far funzionare il display OLED. Si può fare un’analogia con una batteria elettrica, dove il terminale positivo (l’anodo) è il polo positivo della batteria e il terminale negativo (il catodo) è il polo negativo.

La tecnologia OLED è composta da tre principali componenti:

1. Anodo: come detto in precedenza, è il terminale positivo del display OLED. L’anodo è generalmente costituito da uno strato sottile di materiale trasparente e conduttivo, come l’indio stagno ossido.
2. Catodo: ovviamente questo è il terminale negativo del display OLED. Il catodo è realizzato utilizzando uno strato di materiale organico o metallico, che ha la capacità di emettere elettroni.
3. Strato di materiale organico: questo strato costituisce il cuore del display OLED. È composto da uno o più strati di materiali organici, come i polimeri conduttivi e i piccoli composti organici. Quando viene applicata una differenza di potenziale tra l’anodo e il catodo, gli elettroni vengono emessi dal catodo e si muovono attraverso lo strato di materiale organico, dove vengono catturati dai siti di emissione di luce. Questo processo produce la luce emessa dai singoli pixel del display OLED.

Arrivati a questo punto, possiamo studiare il funzionamento della tecnologia OLED.

Funzionamento base della Tecnologia OLED

(1) Lo schermo OLED utilizza materiali organici che emettono luce quando viene applicata una corrente elettrica. Li abbiamo citati in precedenza, come i polimeri conduttivi.

(2) In un display OLED, ogni pixel è costituito da tre sottopixel (rosso, verde e blu) che emettono luce indipendentemente l’uno dall’altro. Ciò significa che il nero è rappresentato da un pixel completamente spento, poiché non viene emessa alcuna luce dai tre sottopixel. Vediamola così: immaginiamo che ogni pixel di un display OLED sia come una  lampadina che può essere accesa o spenta in modo indipendente. Ogni pixel OLED (lampadina) ha tre micro-lampadine colorate all’interno: una rossa, una verde e una blu. Quando una micro-lampadina viene accesa, emette luce del colore corrispondente, e quando viene spenta, non emette luce. In questo modo, ogni pixel OLED può creare qualsiasi colore, mescolando insieme le tre micro-lampadine colorate in modo proporzionato, e può riprodurre il nero assoluto spegnendole tutte.

(3) A differenza dei display LCD, che utilizzano una retroilluminazione per illuminare l’intero display, i display OLED non hanno bisogno di una retroilluminazione, poiché ogni pixel emette luce autonomamente. Ciò consente di ottenere colori più vivaci e neri più profondi, in quanto non c’è “sanguinamento” della luce. Quando viene visualizzata una scena scura o un’immagine nera, la retroilluminazione LCD non può essere spenta completamente, il che significa che la luce si diffonde attraverso il pannello LCD, creando un colore grigio scuro invece di un nero assoluto.

(4) Quando viene applicata una corrente elettrica ai materiali organici, questi emettono luce a una determinata lunghezza d’onda, che corrisponde al colore del sottopixel. Grazie alla possibilità di controllare l’intensità della corrente, è possibile regolare la luminosità di ogni pixel in modo preciso.

(5) Così si ottiene il risultato finale, un’immagine nitida, con colori  vivaci e neri profondi. La tecnologia OLED viene utilizzata in molti dispositivi, come smartphone, televisori, monitor e altri dispositivi di visualizzazione.

I problemi che ha risolto

Quali problemi ha risolto la tecnologia OLED? Parecchi. Alcuni dei principali vantaggi dell’OLED rispetto al LCD sono:

• Neri più profondi: poiché ogni pixel OLED emette luce autonomamente, è possibile ottenere neri più profondi rispetto al display LCD. Ciò significa che le immagini appaiono più contrastate e vive, soprattutto nelle scene scure.
• Maggiore angolo di visione: il display OLED offre un angolo di visione più ampio rispetto al display LCD. Ciò significa che è possibile guardare il display da diverse angolazioni senza perdere la qualità dell’immagine. Poiché l’OLED non utilizza una retroilluminazione e il filtro associato, offre una maggiore uniformità dell’immagine da qualsiasi angolo di visione, migliorando la qualità dell’esperienza visiva per l’utente.
• Consumo energetico inferiore: l’OLED utilizza meno energia rispetto al display LCD, in quanto non ha bisogno di una retroilluminazione per illuminare l’intero schermo. Ciò significa che i dispositivi OLED possono durare più a lungo con una singola carica.
• Maggiore flessibilità: la tecnologia OLED consente di realizzare schermi più sottili e flessibili rispetto al display LCD. Ciò consente di creare nuove forme e design di prodotto, come ad esempio schermi curvi (FOLED).

Svantaggi

Anche se gli schermi OLED hanno molti vantaggi, ci sono anche alcuni svantaggi da considerare. Uno di questi sono le bruciature. Gli schermi OLED possono essere soggetti a bruciature permanenti se vengono esposti a immagini fisse per lunghi periodi di tempo. Ciò può accadere perché il materiale organico utilizzato per produrre la luce si consuma in modo non uniforme, causando la formazione di aree più luminose rispetto ad altre.

Inoltre tendono ad avere una durata di vita più breve rispetto agli schermi LCD, è dovuto in parte alla natura organica del materiale utilizzato per produrre la luce, che si deteriora nel tempo.

Tra l’altro gli schermi OLED sono più sensibili all’acqua rispetto ad altri tipi di schermi. L’umidità può penetrare tra gli strati del display e causare danni permanenti al dispositivo. Inoltre, sono ancora relativamente costosi rispetto ad altri schermi, come gli schermi LCD.

Detto questo, qual è il futuro della tecnologia OLED?

AMOLED E FOLED: il futuro della tecnologia OLED

AMOLED sta per Active Matrix Organic Light Emitting Diode. È un tipo di display OLED che utilizza una matrice attiva di transistor per controllare l’emissione di luce di ciascun pixel organico. Questo consente di avere una maggiore precisione nel controllo dei singoli pixel, risultando in una migliore qualità dell’immagine. Già trova un ampio uso negli smartphone, nei tablet e in altri dispositivi mobili, grazie alla sua elevata qualità dell’immagine, alla maggiore efficienza energetica e alla flessibilità di progettazione. Samsung usa l’AMOLED per il Galaxy Fold.

FOLED, invece, sta per Flexible Organic Light Emitting Diode. Come si evince dal termine anglosassone ‘flexible’, è un tipo di schermo OLED che utilizza un substrato flessibile invece di un substrato rigido come quelli utilizzati negli schermi OLED tradizionali. Ciò consente di creare schermi OLED flessibili e pieghevoli, adatti per applicazioni come gli schermi portatili e indossabili. Samsung, insieme a LG, ad esempio, è intenzionata a vendere smartphone e tablet completamente flessibili, rivoluzionando per sempre il mondo della tecnologia.

Personalmente, troviamo la tecnologia FOLED ricca di opportunità, ma ne parleremo in un altro articolo!

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Conclusione

In conclusione, la tecnologia OLED rappresenta una delle più grandi innovazioni nell’industria dei display degli ultimi anni. Con la sua capacità di emettere luce senza la necessità di una retroilluminazione, gli schermi OLED offrono una maggiore efficienza energetica, una qualità dell’immagine superiore e una flessibilità di design senza precedenti.

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