Guida completa ai display OLED

I display OLED, acronimo di Organic Light Emitting Diode, sono pannelli visivi elettronici che sfruttano diodi organici a emissione di luce come loro principale fonte di illuminazione. L'OLED è un tipo di tecnologia di visualizzazione elettroluminescente, in cui uno strato di materiale organico genera luce quando le molecole nel diodo vengono agitate da una corrente elettrica.

Come avviene in molti altri tipi di display, un array OLED può essere utilizzato per presentare immagini, testo, video e altro, su uno schermo o un pannello di diverse dimensioni.

Inizialmente, la tecnologia OLED è stata adottata principalmente nel mercato dell'intrattenimento domestico di fascia alta. Oggi, gli schermi OLED sono sempre più utilizzati in ambienti professionali e industriali, grazie alle loro prestazioni superiori in termini di potenza e qualità delle immagini.

In questa guida, esamineremo più da vicino il funzionamento dei pannelli OLED, quali sono i principali punti di forza della tecnologia rispetto alle alternative di livello base e alcuni dei marchi i cui prodotti stanno attualmente eccellendo grazie a una gamma di impostazioni di visualizzazione professionali e industriali.

I LED standard, o diodi emettitori di luce, si trovano comunemente inclusi come componenti su circuiti stampati (PCB) e cruscotti elettronici. Sono anche ampiamente utilizzati in innumerevoli forme di moderna illuminazione domestica, tecnologie di schermi di fascia alta e molto altro ancora.

Gli OLED sono meccanicamente paragonabili a qualsiasi altro LED standard, in quanto:

• Un diodo emette luce quando viene applicata una tensione tra i suoi due elettrodi
• Quando viene inviata energia attraverso questo componente sotto forma di elettricità, questo si illumina con una luce brillante e chiara senza generare alcun calore significativo

La differenza fondamentale con un OLED, nello specifico, è che la luce emessa viene creata attraverso l'interazione di molecole organiche sotto tensione. Organico in questo contesto significa molecole a base di carbonio, depositate attraverso una pellicola sottile a cui sono collegati gli elettrodi necessari.

Sebbene il principio fondamentale alla base del funzionamento dei LED/OLED sia sostanzialmente simile, gli schermi OLED differiscono dai display LED standard in modo sostanziale:

• Gli schermi LED sono una forma di display LCD (Liquid Crystal Display). In un tipico display LED/LCD, i LED forniscono la retroilluminazione che illumina i pixel sotto lo strato LCD del dispositivo.
• I pannelli OLED sono abbastanza diversi. Quando vengono utilizzati in un display, questi emettono la propria luce direttamente sullo schermo immediatamente sottostante.

Questa importante distinzione consente ai display OLED di essere più vantaggiosi rispetto quelli LED standard, e molto più performanti in una serie di criteri e applicazioni specifici.

Il funzionamento della tecnologia display OLED offre alcune caratteristiche sorprendenti e uniche rispetto quella LED diffusa in passato.

In questa sezione, descriveremo alcuni fra i principali punti di forza e debolezza dei display OLED, considerandoli come un aggiornamento più recente e all'avanguardia del vecchio standard LED, sebbene quest'ultimo sia ad alte prestazioni e molto diffuso.

• Rapporto di contrasto più elevato. Poiché gli OLED emettono luce direttamente sullo schermo, un dato gruppo di pixel si può completamente spegnere quando si richiede di visualizzare aree scure. In questo stato non emettono alcuna luce, determinando la percezione chiara ed evidente dei neri e sfumature tonali molto profonde e ricche. La maggior parte degli LCD, compresi i pannelli LED standard, non sono in grado di gestire rapporti di contrasto così impressionanti, poiché la loro versione di nero si ottiene semplicemente mascherando la retroilluminazione del display LED, per quanto possibile. In queste condizioni, si verifica quasi sempre un certo effetto di sbiadimento della retroilluminazione e, di conseguenza, i neri sono molto meno profondi e nitidi.
• Angoli di visione più ampi. Ancora una volta, questo è dovuto al fatto che gli OLED si trovano molto più vicini alla superficie ed emettono la luce direttamente sullo schermo, senza dover passare attraverso uno strato di cristalli liquidi come nei display LED standard. Lo strato LCD provoca invece un grado di rifrazione che può avere effetti strani se la visualizzazione del pannello LED standard avviene da angolazioni più acute. Vero è che pannelli LED di qualità superiore, come quelli che utilizzano la tecnologia In-Plane Switching (IPS), possono mitigare questo problema, in una certa misura, ma versioni più economiche e assai diffuse, come gli schermi Twisted Nematic (TN), soffrono molto sotto questo aspetto.
• Tempi di risposta più rapidi. I tempi di risposta del display si riferiscono al tempo necessario a un dato pixel per passare dallo stato acceso a quello spento, in risposta a un segnale di ingresso. Gli attuali display OLED sono in grado di farlo in un batter d'occhio e possono quindi vantare tempi di risposta superiori rispetto ai pannelli LED/LCD, a partire da 1 millisecondo. Ciò rende gli OLED più performanti quando si tratta di visualizzare immagini in rapido movimento, con artefatti molto meno evidenti. I LED hanno invece difficoltà in questo senso, in parte poiché ogni singolo diodo deve illuminare più pixel dietro uno strato LCD.

I display OLED, se confrontati con le versioni LED/LCD, non sono immuni da potenziali svantaggi:

• Durata di vita più breve. I materiali organici utilizzati negli OLED hanno una durata limitata rispetto ai display LCD.
• Luminosità inferiore. Il livello di luminosità complessivo, generalmente misurato in nits (o candele per metro quadrato, l’unità fotometrica di luminanza del Sistema Internazionale di Unità di Misura), è considerevolmente inferiore a causa della natura organica delle molecole al suo interno. Questo non è un grosso svantaggio in alcuni scenari, soprattutto perché entrambi i tipi di display possono diventare sufficientemente luminosi per la visione interna standard. Costituisce, tuttavia, un potenziale problema quando si tratta di prestazioni comparative all'aperto, come spesso richiesto nei telefoni e altri dispositivi portatili. In condizioni di esposizione elevata, gli OLED possono infatti apparire sbiaditi e difficili da leggere, oppure avere difficoltà a riprodurre colori ricchi e sufficientemente accurati. La soluzione di aumentare la luminosità complessiva dello schermo può essere efficace ma può anche portare ad un'ulteriore riduzione della durata dei display OLED.
• Consumo energetico maggiore. Uno dei reali vantaggi della tecnologia LED è il basso consumo energetico necessario a garantire per periodi prolungati un'illuminazione brillante e nitida. Anche un display OLED può raggiungere questo obiettivo in una certa misura, ma così facendo consuma generalmente molta più energia rispetto a un display LCD equivalente. Questo a meno che l'immagine non sia principalmente nera, per i motivi precedentemente descritti.
• Rischio di burn-in nel corso del tempo. Burn-in è un termine che si riferisce al processo di degradazione dei pixel in un display OLED. Quando un pixel viene utilizzato ripetutamente, le molecole organiche che lo compongono si degradano e perdono la capacità di emettere luce. Questo può causare la comparsa di aree sbiadite o "fantasma" sullo schermo. Il burn-in è un problema noto nei display OLED, ma è generalmente considerato meno problematico rispetto ai display LCD. Può verificarsi se un display OLED viene utilizzato in modo intensivo o se vengono visualizzate immagini statiche per lunghi periodi di tempo. Per ridurre il rischio di burn-in, è possibile adottare alcune misure preventive, come spegnere il display quando non viene utilizzato.

In commercio esistono numerosi tipi di display OLED, disponibili in diverse dimensioni, forme e risoluzione. Possono essere utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui smartphone, TV, monitor e laptop.

Molti produttori offrono inoltre una gamma di accessori per personalizzare i loro prodotti. Ad esempio, sensori touchscreen,cornici e kit di interfaccia display.

Uno schermo OLED è costituito da una serie di singoli OLED che possono essere accesi e spenti individualmente in modo rapido e altamente coordinato per presentare un'immagine. Esistono vari metodi per pilotare un display OLED, i quali rappresentano lievi modifiche alla tecnologia OLED di base. Vediamone alcuni nei paragrafi seguenti.

Display AMOLED

Quasi tutti gli schermi OLED oggi, in particolare sugli smartphone e altri dispositivi portatili di fascia alta, sono versioni AMOLED. Ciò poiché la tecnologia dei driver, leggermente più avanzata, ha in qualche modo preso il sopravvento in questo settore.

L'acronimo sta per Active-Matrix OLED (Matrice Attivo), in contrapposizione alle versioni Passive-Matrix (Matrice Passivo), o PMOLED, più economiche, basilari e con risoluzione inferiore.

Gli schermi OLED di tipo Matrice Attivo, in generale, si basano sulla commutazione simultanea dei singoli composti organici nei diodi per creare spostamenti quasi istantanei tra i diversi elementi dell'immagine visualizzata.

In un pannello AMOLED, questo processo è gestito da un transistor e un condensatore di memoria che sono contenuti in ogni singolo pixel del display. Questo consente al pixel di mantenere il suo stato di luminosità, anche quando non è illuminato.

Il risultato finale in termini di prestazioni complessive è una migliore efficienza energetica e un pannello più sottile, leggero e flessibile. Inoltre, se calibrato correttamente, il display AMOLED fornisce un'immagine di qualità eccezionalmente elevata.

Gli AMOLED hanno tuttavia una durata di vita ridotta (in particolare per quanto riguarda elementi di colore, come il blu), hanno più difficoltà a generare un'immagine chiara sotto la luce diretta e sono più vulnerabili all'ingresso di umidità.

Display POLED

I Passive-Matrix OLED (PMOLED) sono un tipo di display OLED che utilizza una matrice passiva per controllare i pixel. Questo significa che si usa un singolo transistor per controllare un gruppo di pixel, invece di un transistor per ciascun pixel.

I PMOLED sono meno costosi dei display OLED con Matrice Attiva, ma offrono una qualità dell'immagine inferiore e una risposta più lenta. Sono spesso utilizzati in applicazioni che richiedono basso prezzo, come i dispositivi indossabili.