Monitor OLED

In questo articolo vedremo le principali differenze tra monitor OLED, PMOLED, AMOLED, QLED e le altre tecnologie OLED.

Come funziona un monitor OLED

I monitor OLED sono schermi per computer costituiti da pixel OLED (diodi a emissione di luce organica) anziché da unità riempite di cristalli liquidi. A differenza della tecnologia LCD (display a cristalli liquidi), i monitor OLED non richiedono il funzionamento della retroilluminazione. Il principio di questa tecnologia è che quando la corrente scorre tra un catodo(1) e un anodo(2), uno strato emissivo di molecole organiche inserito tra questi elettrodi può diventare illuminato (elettroluminescenza).

Monitor OLED

Monitor OLED

Affinché ciò avvenga in modo efficiente, uno strato noto come strato conduttivo costituito da molecole di plastica organica come il polifluorene, si trova tra lo strato emissivo e l’anodo. L’anodo è caricato positivamente e quindi disegna elettroni dallo strato conduttivo, lasciando lo strato conduttivo con una carica positiva che estrae elettroni dallo strato emissivo. La luce viene emessa come sottoprodotto, in un processo noto come elettrofosforescenza. La luminosità (intensità della luce) di un OLED è proporzionale alla corrente applicata alla cella.

Display OLED: Le celle

Esistono diversi tipi di celle OLED che vengono sviluppate per la possibile integrazione nei monitor OLED. I principi usati sono in tutto simili a quelli spiegati sopra, ma la disposizione degli strati all’interno delle celle e i materiali usati differiscono leggermente. Alcune tecnologie descritte di seguito non sono applicabili ai monitor per PC ma sono limitate a display che si possono trovare in un aereo o utilizzati in piccoli schermi luminosi.

Monitor PMOLED

Gli schermi OLED a matrice passiva (PMOLED) sono costituiti da celle con catodi opachi e anodi trasparenti disposti perpendicolarmente l’uno all’altro in strisce. Tra queste strisce, ci sono gli strati organici di diodi emettitori di luce colorati. Una volta che l’alimentazione viene attivata su un circuito esterno (tensione applicata), la corrente scorre attraverso particolari strisce di catodo e anodo, in modo che la luce dei colori e della luminosità selezionati vengano emesse attraverso le intersezioni degli elettrodi.

Monitor AMOLED

I display OLED a matrice attiva (AMOLED) stanno attualmente ricevendo massicci fondi di ricerca e sviluppo da utenti del calibro di Samsung, LG e Sony per l’integrazione HDTV e monitor per PC. Le celle AMOLED contengono strati di molecole organiche e anodi disposti in piccoli fogli. Sono inseriti tra un foglio catodico più grande e integrati in una matrice TFT (thin film transistor).

La matrice TFT non agisce solo come substrato di supporto ma controlla anche quali pixel vengono attivati ​​attivando o disattivando il flusso di corrente verso i pixel appropriati. Quindi, li pilota in modo simile ai monitor LCD TFT. Le matrici TFT sono più efficienti rispetto ai circuiti esterni dei display PMOLED. AMOLED è estremamente efficiente dal punto di vista energetico.

Monitor QLED

I monitor QLED (Quantum dot Light Emitting Diode) sono stati realizzati da Samsung e utilizzano Quantum Dot(3) al posto dei fosfori per retroilluminazione a LED. QLED è una tecnologia che dovrebbe offrire vantaggi simili a OLED, senza le stesse preoccupazioni per la degradazione del materiale.

Samsung C27H711

Esempio di monitor QLED: Samsung C27H711

QLED è una nanotecnologia di vasta portata che ha molte applicazioni utili oltre a quelle relative ai display. Oltre a condividere i vantaggi di OLED hanno un eccezionale contrasto, il supporto per la gamma di colori, un’efficienza energetica superiore migliore, maggiore luminanza del 30/40% in più e una migliore stabilità. QLED è una tecnologia che Samsung sta attualmente ancora sviluppando.

Altre tecnologie OLED

AMOLED è una tecnologia utile per monitor e TV, ma ci sono diverse tecnologie aggiuntive che hanno applicazioni specialistiche piuttosto particolari. Gli OLED trasparenti (TOLED) utilizzano un catodo trasparente in aggiunta all’anodo e al substrato già trasparenti per produrre uno schermo che è oltre l’80% trasparente quanto il substrato utilizzato. Sebbene questo possa essere potenzialmente utilizzato nei display di fascia alta che possono letteralmente vedere attraverso, questa applicazione è limitata dall’incapacità della matrice TOLED di visualizzare il “nero”.

Utilizzando un substrato altamente flessibile, come fogli sottili o plastiche, è possibile realizzare uno schermo OLED resistente, leggero e persino pieghevole (FOLED). Questi hanno interessanti applicazioni civili che per il personale militare in quanto possono essere integrati nell’abbigliamento. Un’altra tecnologia emergente prevede l’utilizzo di OLED bianchi puri come alternativa di illuminazione efficiente. La luce emessa è più efficiente dal punto di vista energetico, più luminosa e più bianca delle lampadine a incandescenza o fluorescenti.

Vantaggi dei monitor OLED

Nel 2009 e nel 2010, i produttori di monitor per PC e TV (in particolare LG e Samsung) hanno sostituito la consueta retroilluminazione CCFL (Cold Cathode Fluorescent Lamp) dei monitor LCD con la retroilluminazione a LED. La forma moderna predominante di questa retroilluminazione prevede l’utilizzo di strisce o gruppi di LED bianchi dietro i bordi di un monitor. Una retroilluminazione WLED è più leggera, più sottile e più efficiente di una retroilluminazione CCFL, ma fino a poco tempo fa erano molto limitate nella loro gamma di colori. La tecnologia OLED è il prossimo passo nell’evoluzione dei display, poiché elimina completamente la retroilluminazione. Si ottiene un’immagine con un contrasto che prima era impossibile ottenere, una maggiore luminosità, colori vivaci e molto realistici. Anche i tempi di risposta e la frequenza di aggiornamento sono significativamente migliorati anche sui migliori display LCD.

Monitor OLED e Monitor LCD

Monitor OLED e Monitor LCD

Un monitor OLED potrebbe teoricamente avere un tempo di risposta di circa 0,01 ms e una frequenza di aggiornamento superiore a 1 KHz (1000 Hz). I produttori stanno sperimentando anche strati multipli emissivi per migliorare la luminosità. Il risultato finale di tutto questo sono immagini che sono molto più vivide e realistiche di qualsiasi altre prodotta su un display LCD. Non solo l’ipotetico monitor OLED è eccezionalmente sottile e leggero, ma facendo sparire la controluce si risparmia anche un’enorme quantità di energia. Quando raggiungeranno il mercato di massa, possono essere più efficienti di 10 volte rispetto ai migliori monitor LCD retroilluminati a LED di oggi.

Sono notevolmente più efficienti rispetto agli schermi LCD di dimensioni comparabili quando si visualizzano principalmente neri e colori scuri. Hanno però un sacco di bianco che fa aumentare significativamente il consumo energetico attuale. Un innegabile vantaggio degli angoli di visualizzazione è che sono enormemente superiori a qualsiasi display LCD. La luce viene emessa direttamente dagli strati emissivi dei display OLED. La tecnologia più comune utilizzata negli LCD, TN (Twisted Nematic), è ampiamente criticata per la distorsione dell’immagine da angoli di visione notevolmente decentrati.

Gli OLED possono essere flessibili e trasparenti, ciò gli consente di essere utilizzati per alcune applicazioni specialistiche. Il problema più grande per i produttori è che i materiali organici utilizzati negli schermi OLED si degradano nel tempo, come qualsiasi altro materiale organico. L’elemento più problematico di questo degrado sono i pixel blu-emissivi che si degradano più rapidamente rispetto alle controparti rosse e verdi. Questo potrebbe portare a problemi di bilanciamento del colore nel tempo ed è di grande preoccupazione per i monitor dei PC a causa della frequenza con cui verrebbero utilizzati.

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1.Catodo: Elettrodo a potenziale minore negli apparecchi destinati a far passare la corrente elettrica (celle elettrolitiche, tubi elettronici, ecc.)
2.Anodo: L’anodo è l’elettrodo sul quale avviene una semireazione di ossidazione. Nel caso di una pila o di una cella galvanica, l’ossidazione avviene spontaneamente e produce elettroni, quindi l’anodo è il polo negativo.
3.Quantum Dot: Punti quantici (QD) sono particelle semiconduttive molto piccole, di dimensioni di pochi nanometri, così piccole che le loro proprietà ottiche ed elettroniche differiscono da quelle delle particelle più grandi. Sono un tema centrale nelle nanotecnologie. Molti tipi di punti quantici emettono luce di frequenze specifiche se viene applicata elettricità o luce, e queste frequenze possono essere sintonizzate con precisione modificando la dimensione dei punti, la forma e il materiale dando luogo a molte applicazioni.