Alla scoperta dei monitor a tecnologia OLED

I primi display con tecnologia OLED sono già  da tempo fra noi e equipaggiano player multimediali portatili e telefonini. Sono in arrivo però anche i primi monitor con questa tecnologia con dimensioni che arrivano sino a 40". Diamo uno sguardo a quella che sembra essere una delle più promettenti tecnologie per l'immediato futuro sul versante della visualizzazione.

Autore: Francesco Ferrari

OLED è l'acronimo di Organic Light Emitting Diode e in pratica si tratta di una tecnologia che permette di realizzare dei pannelli in cui lo strato che emette la luce è ottenuto utilizzando composti organici. Il fenomeno fisico sui cui si basa la tecnologia OLED è quella dell'elettroluminescenza, ovvero la capacità  di alcuni materiali di emettere una radiazione elettromagnetica, cioè la luce, in presenza di un campo elettrico applicato a un solido. Un vantaggio non irrilevante di questo fenomeno è che l'energia non passa da stati intermedi come il calore e quindi si possono avere dei benefici rispetto ad altre tecnologie in termini di contenimento dei consumi.
Utilizzando particolari materiali si possono ottenere i colori base (RGB) in modo da ottenere i colori composti e la ricerca è in costante evoluzione per trovare nuovi materiali da utilizzare.
Il primo diodo OLED fu inventato dai Dott. Ching Tang e Steven Van Slyk alla Eastman Kodak nel 1980 e oggi si possono vedere diverse applicazioni per questo tipo di componenti.
            
Display di dimensioni limitate, pochi pollici di diagonale, sono usati da tempo di device come telefoni cellulari, lettori MP3, ma anche sui cruscotti di alcune autovetture. Iniziano e vedersi anche dispositivi con schermi di dimensioni maggiori, come per esempio monitor e TV.

[tit:Come è fatto]
Un tipico dispositivo OLED è composto essenzialmente dai catodi e dagli anodi, uno strato che emette la luce, uno strato conduttore e un substrato. Alcuni di questi strati sono composti da particolari materiali organici capaci di condurre l'elettricità  e di comportarsi come semiconduttori (per questo si parla di diodi). Per la parte organica si possono usare dei polimeri conduttivi e in questo caso si parla di POLED (Polymer Organic LED). Di fatto ci sono molte varianti tecnologiche che prendono nomi diversi, per esempio a seconda del tipo di materiale utilizzato che può persino sfruttare il fenomeno fisico della fosforescenza. In generale, un pannello OLED è solitamente composto da diversi strati allo scopo di migliorare l'efficienza. Malgrado la presenza di numerosi strati, se si esclude quello finale trasparente, lo spessore finale è però di poche centinaia di nanometri e questo condiziona, in senso positivo, molto il tipo di applicazioni a cui destinare i pannelli.
La scelta dei materiali è essenziale dal punto di vista dell'emissione dei colori, della vita operativa e dell'efficienza in termini di consumi.Così come ci sono pannelli LCD che usano sistemi a matrice attiva e a matrice passiva, anche gli OLED possono essere suddivisi in uno schema simile. Gli OLED a matrice attiva usano dei transistor organizzati su un apposito strato per accendere gli specifici pixel. I primi permettono applicazioni grafiche e video e utilizzano la parte elettronica distribuite sul substrato.
                
La tecnologia a matrice passiva, invece, è più economica e può essere utilizzata per applicazioni meno complesse come per esempio pannelli alfanumerici.
Un'applicazione meno orientata al mercato IT degli OLED è quella per l'illuminazione. Si possono produrre infatti OLED con luce bianca di grandi dimensioni, con il vantaggio di mettere a disposizione un'illuminazione uniforme, a basso consumo, in grado di sostituire teoricamente le normali lampade a fluorescenza (il problema del prezzo diventa essenziale per questo tipo di applicazioni). Ci sono annunci, per esempio, che nel 2011-2012 saranno disponibili pannelli OLED con una vita di circa 5000 ore caratterizzati da una efficienza di 46 lm/W (1000 cd/m2).

[tit:pregi e difetti]
Un vantaggio non indifferente degli OLED rispetto alla tecnologia LCD usata per monitor è che non hanno bisogno di retroilluminazione. Gli OLED, come i LED, infatti generano luce da soli, non la fanno passare come accade nei dispositivi con tecnologia LCD. Non serve quindi una fonte perennemente accesa di luce, formata di solito da una lampada fluorescente (più recentemente da una serie di LED), dietro il pannello per poter visualizzare le immagini. Basta accendere solamente i pixel che servono effettivamente. Questo significa che si possono ottenere consumi più bassi, un fattore molto importante per tutti i dispositivi alimentai a batteria, come i notebook oppure gli smartphone.Una ulteriore conseguenza del fatto che non serve una fonte di luce aggiuntiva posta posteriormente, è quella di permettere una sensibile riduzione dello spessore del display rispetto a quelli LCD.In termini di qualità  di visualizzazione, i display OLED permettono di raggiungere ottimi risultati visto che riescono a riprodurre tonalità  molto vivide rispetto agli LCD, e anche il contrasto è molto alto, così come gli angoli di visualizzazione perchà© la luce passa da strati molto sottili. Anche sul versante dei tempi di risposta, il tempo cioè necessario per far passare un pixel dalla condizione di spento a quello di acceso e viceversa, la situazione è nettamente a vantaggio della tecnologia OLED. Contro i 4-6 millisecondi necessari solitamente per un LCD, servono invece solo 0,01 ms a un OLED.
Dal punto di vista delle caratteristiche elettriche, a parte i bassi consumi , i display OLED richiedono anche tensioni piuttosto basse, e supportano una buona gamma di temperature operative.

Un altro vantaggio degli OLED, come accennato in precedenza, è la flessibilità , cosa non consentita dai materiali solitamente usati dagli LCD. Dato infatti che lo strato organico usato dagli OLED è molto sottile, l'impiego di materiali flessibili viene facilitato e quindi si possono realizzare display persino arrotolabili. Questi schermi flessibili che possono essere integrati teoricamente negli oggetti più diversi, come per esempio tessuti oppure giocattoli.Un altro elemento di cui tenere conto è che alcuni OLED sono teoricamente più semplici da costruire in grandi formati rispetto agli LCD. Si può utilizzare infatti la tecnologia a getto d'inchiostro per "stampare" con il materiale organico le superfici flessibili degli OLED, con costi di produzione molto contenuti. Da questo punto di vi sta però ci sono anche dei limiti. Un problema deriva dal fatto che, come per ogni nuova tecnologia, gli impianti produttivi sono ancora relativamente costosi e i prezzi potranno verosimilmente scendere solamente con il tempo. Un altro limite è che gli schermi OLED hanno tipicamente una vita inferiore a quelli con tecnologia LCD oppure al plasma, e perdono la capacità  di emettere luce dopo alcune migliaia di ore di funzionamento. Uno dei problemi aggiuntivi è che i vari colori perdono di intensità  in periodi differenti e non tutti contemporaneamente.



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