Tecnologia OLED: la guida definitiva

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L'OLED (Organic Light Emitting Diodes) è una tecnologia ad emissione di luce piana, realizzata collocando una serie di film sottili organici tra due conduttori.

La tecnologia OLED
La tecnologia OLED

Quando viene applicata corrente elettrica, viene emessa una luce brillante.

Gli OLED sono display emissivi che non richiedono una retroilluminazione e quindi sono più sottili ed efficienti dei display LCD (che richiedono una retroilluminazione bianca).

I display OLED non sono solo sottili ed efficienti - forniscono la migliore qualità d'immagine di sempre e possono anche essere resi trasparenti, flessibili, pieghevoli e persino arrotolabili ed estensibili in futuro.

Oggi la tecnologia OLED è utilizzata principalmente nei telefoni cellulari, nelle fotocamere digitali, nelle cuffie VR, nei tablet, nei computer portatili e nei televisori.

Gli OLED rappresentano probabilmente il futuro della tecnologia di visualizzazione.

OLED vs LCD

Un display OLED presenta i seguenti vantaggi rispetto ad un display LCD:

  • Migliore qualità dell'immagine - migliore contrasto, maggiore luminosità, angolo di visualizzazione più ampio, una gamma di colori più ampia e velocità di aggiornamento molto più veloce.
  • Minor consumo energetico.
  • Design più semplice che consente display ultrasottili, flessibili, pieghevoli e trasparenti.
  • Migliore durata - Gli OLED sono molto resistenti e possono operare in un intervallo di temperatura più ampio.

Come funziona la tecnologia OLED?

I pannelli OLED sono realizzati con materiali organici che emettono luce quando viene applicata l'elettricità attraverso di essi. Poiché gli OLED non richiedono una retroilluminazione e filtri (come fanno i display LCD), sono più efficienti, più semplici da realizzare e molto più sottili - e di fatto possono essere resi flessibili e persino arrotolabili.

Schema livelli oled
Schema livelli oled

Gli OLED hanno una grande qualità dell'immagine - colori brillanti, contrasto infinito, velocità di risposta rapida e ampi angoli di visualizzazione. Gli OLED possono essere utilizzati anche per produrre un'illuminazione OLED - sottile, efficiente e senza metalli nocivi.

Come funzionano i display OLED?

Il componente principale di un display OLED è l'emettitore OLED - un materiale organico (a base di carbonio) che emette luce quando viene applicata l'elettricità. La struttura di base di un OLED è uno strato emissivo inserito tra un catodo (che inietta elettroni) e un anodo (che rimuove gli elettroni).

Cosa c'è di organico negli OLED?

Gli OLED sono organici perché sono fatti di carbonio e idrogeno. Non c'è alcun legame con gli alimenti o l'agricoltura biologica - anche se gli OLED sono molto efficienti e non contengono metalli nocivi - quindi si tratta di una vera e propria tecnologia verde.

Struttura del dispositivo OLED

I moderni apparecchi OLED utilizzano molti più strati per renderli più efficienti e durevoli, ma la funzionalità di base rimane la stessa.

Un pannello OLED è costituito da un substrato, backplane (elettronica - il driver), frontplane (i materiali organici e gli elettrodi come spiegato sopra) e uno strato di incapsulamento. Gli OLED sono molto sensibili all'ossigeno e all'umidità e quindi lo strato di incapsulamento è fondamentale.

Il substrato e il backplane di un display OLED sono simili a quelli di un display LCD, ma la deposizione sul piano anteriore è unica per gli OLED. Ci sono diversi modi per depositare e modellare gli strati organici.

Attualmente la maggior parte dei display OLED sono realizzati utilizzando l'evaporazione sotto vuoto, utilizzando una maschera d'ombra (FMM, Fine Metal Mask) al modello. Questo è un metodo relativamente semplice, ma è inefficiente (molti materiali vengono sprecati) e molto difficile da scalare fino a grandi substrati.

Alcuni materiali OLED sono solubili e possono essere depositati con metodi di stampa, per lo più a getto d'inchiostro. I produttori di OLED sperano che la stampa a getto d'inchiostro possa essere un modo scalabile, efficiente ed economico per depositare gli OLED.

AMOLED vs PMOLED

Questi termini si riferiscono al metodo di guida del display OLED.

  • Un PMOLED (OLED a matrice passiva) è limitato nelle dimensioni e nella risoluzione (di solito la risoluzione massima è di circa 128x128), ma è più economico e più facile da realizzare rispetto ad un AMOLED (che utilizza una matrice attiva).
  • Un AMOLED utilizza un array TFT a matrice attiva e condensatori di storage. Anche se questi display sono più efficienti e possono essere resi più grandi, sono anche più complicati da realizzare.

I display PMOLED sono utilizzati in piccoli dispositivi o display secondari, mentre gli AMOLED sono utilizzati in smartphone, tablet e TV. Ecco maggiori informazioni sulla differenza tra PMOLED e AMOLED.

Le sfide

Le sfide che l'industria degli OLED deve ancora affrontare sono molte. Ecco un elenco di alcune delle principali sfide:

  • Durata ed efficienza dei materiali (in particolare del materiale blu)
  • Prestazioni del materiale OLED solubile e processi produttivi
  • Incapsulamento OLED flessibile
  • Migliori materiali backplane per OLED flessibili e pieghevoli
  • Scalatura dei processi di evaporazione per OLED ad emissione diretta oltre il Gen-6

La tecnologia OLED oggi

Il produttore leader di AMOLED oggi è Samsung, che produce oltre 400 milioni di display all'anno, per lo più AMOLED di dimensioni smartphone-size (flessibili e rigidi). LG Display è il produttore leader mondiale (e unico) di pannelli OLED TV e LG sta iniziando a produrre OLED flessibili di piccole dimensioni.

Oltre a Samsung e LG, ci sono diversi altri produttori di display (tra cui BOE, AUO, Everdisplay, Tianma e altri ancora) che stanno iniziando a produrre in massa display OLED di piccole dimensioni.

Nel mercato dell'illuminazione OLED, diverse aziende (tra cui OLEDWorks/Philips, LG Display e Konica Minolta) stanno già spedendo pannelli OLED, ma la capacità produttiva è ancora bassa e i prezzi sono molto alti.

L'illuminazione OLED oggi è utilizzata principalmente in apparecchi e installazioni di alta qualità e gli investimenti massicci in capacità di produzione dovranno essere fatti per far scendere i prezzi e affinché gli OLED siano in grado di competere con l'illuminazione a LED.

Il futuro: display OLED flessibili e trasparenti

Come abbiamo detto, gli OLED possono essere utilizzati per creare display flessibili e trasparenti. Questo è piuttosto eccitante perché apre un intero mondo di possibilità:

  • Display OLED curvi, posizionati su superfici non piatte
  • OLED da indossare
  • OLED pieghevoli e OLED rollabili che possono essere utilizzati per creare nuovi dispositivi mobili.
  • OLED trasparenti incassati nei finestrini o nei parabrezza delle auto

E molti di più non possiamo nemmeno immaginare oggi...

 display OLED flessibili
display OLED flessibili

Gli OLED flessibili sono già sul mercato da molti anni (negli smartphone, nei dispositivi indossabili e in altri dispositivi) e nel 2019 abbiamo finalmente visto i primi dispositivi pieghevoli - come il Samsung Galaxy Fold e l'Huawei Mate X - entrambi sono smartphone che si aprono per diventare dispositivi tablet con OLED pieghevoli.

samsung display oled flessibile
Samsung display oled flessibile

Nel 2019 LG ha anche annunciato il primo OLED arrotolabile al mondo - il suo 65 "OLED R TV che può essere arrotolato nella sua base!

Dove posso trovare un display OLED oggi?

Gli OLED sono oggi utilizzati nei telefoni cellulari, nelle fotocamere digitali, nelle cuffie VR, nei tablet, nei computer portatili e nei televisori.

Nel 2018 sono stati prodotti oltre 500 milioni di schermi AMOLED, soprattutto per soddisfare la domanda dei fornitori di telefoni cellulari. Il produttore leader di AMOLED è Samsung Display, e la maggior parte dei telefoni premium oggi adottano display OLED rigidi e flessibili.

Apple, ad esempio, utilizza un flessibile AMOLED nel suo iPhone XS 2018 - un pannello OLED da 5,8" 1125x2436 prodotto da SDC, lo stesso display dell'iPhone X AMOLED.

L'iPhone XS Max è dotato di un più grande 6,5" 1242x2688 flessibile AMOLED. Gli esperti del display dicono che l'iPhone XS Max Display è il miglior display al mondo per smartphone.

 iPhone XS e  iPhone XS  Max con tecnologia OLED
iPhone XS e iPhone XS Max con tecnologia OLED

Gli OLED sono oggi utilizzati nei dispositivi mobili perché sono sottili, efficienti, flessibili e luminosi.

Gli OLED hanno un prezzo superiore rispetto agli LCD, ma le aziende utilizzano sempre più spesso questi display man mano che le prestazioni aumentano e i prezzi diminuiscono.

TV OLED

oled

L'OLED è la migliore tecnologia di visualizzazione - e infatti i pannelli OLED sono oggi utilizzati per creare i televisori più straordinari di sempre - con la migliore qualità d'immagine combinata con i set più sottili di sempre. E questo è solo l'inizio, perché in futuro gli OLED permetteranno di realizzare grandi televisori rollabili e trasparenti!

Attualmente l'unica azienda che produce pannelli OLED TV è LG Display. L'azienda coreana produce pannelli OLED da 55", 65", 65" e 77" 4K (nel 2019 inizierà a produrre anche pannelli da 88" - oltre ai televisori OLED rollabili), per offrirli ai produttori di televisori. Non a caso, LG Electronics è il principale produttore di televisori OLED, ma altre aziende come Panasonic, Sony, Philips e altre offrono anche televisori OLED basati su pannelli LG.

LG offre un'ampia scelta di televisori OLED, che vanno dal "di base" (ma sempre premium) OLEDB8 al top della linea di Wallpaper-like OLEDW8. Le recensioni dei televisori OLED attuali sono state spettacolari, con la maggior parte dei recensori e dei consumatori che i televisori OLED offrono la migliore qualità dell'immagine di sempre!

La gamma di televisori OLED 2019 di LG 2019 comprende il grande 88" 8K OLED Z9 e il rollable 65" Signature OLED R.

Svantaggi della tecnologia OLED

Gli OLED non sono perfetti.

Innanzitutto, produrre un OLED costa di più che produrre un LCD - anche se si spera che questo dovrebbe cambiare in futuro, in quanto gli OLED hanno il potenziale per essere ancora più economici degli LCD a causa del loro semplice design (alcuni ritengono che i futuri OLED saranno stampati con semplici processi a getto d'inchiostro).

Gli OLED hanno una durata limitata (come qualsiasi display, in realtà), questo era un problema qualche anno fa.

Ma ci sono stati costanti progressi, e oggi questo è quasi un problema. Oggi gli OLED durano abbastanza a lungo da poter essere utilizzati in dispositivi mobili e TV. Gli OLED possono essere problematici anche alla luce diretta del sole, a causa della loro natura emmissiva.

Ma le aziende stanno lavorando per migliorarlo, e gli AMOLED più recenti (come i display CBD di Samsung Super AMOLED e Super AMOLED Plus e Nokia) sono abbastanza buoni in questo senso - alcuni li considerano addirittura superiori agli LCD.

Illuminazione bianca OLED

Gli OLED possono essere utilizzati per creare un'eccellente sorgente luminosa. Gli OLED offrono un'illuminazione diffusa e possono essere flessibili, efficienti, leggeri, sottili, trasparenti, regolabili nel colore e altro ancora. Gli OLED saranno probabilmente utilizzati in progetti di illuminazione completamente nuovi.

Aziende di tutto il mondo, tra cui LG, OSRAM, GE, Lumiotec, Pioneer e altri stanno lavorando per l'illuminazione OLED. Molte aziende stanno già offrendo campioni e pannelli a basso volume, ma i prezzi sono ancora molto alti perché il volume di produzione è basso.

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