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Cos'è e come funziona un Display OLED

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Descrizione

Oggi parliamo di una molecola un po’ speciale.

Questa molecole, che vedete in video appartiene ad una categoria che ha rivoluzionato il modo di costruire gli schermi dei nostri dispositivi, dai TV ai misuratori di ossigeno, tanto in voga oggi.

Ci consente di costruire schermi leggeri, luminosi e che consumano pochissimo come smartwatch, tablet, i display delle fotocamere reflex e mirrorless (avete presente lo schermo nell’oculare della fotocamera mirrorless?). Ma anche televisori talmente sottili da poter appendere alla parete come quadri.

La caratteristica di questa molecola è di poter emettere luce quando gli forniamo corrente, ovvero elettroni.

Avrete sicuramente sentito parlare di OLED in rete, in TV o su altri canali.

OLED sta per Organic Light Emitting Diodes (o Devices, ma cambia poco il senso), ovvero dispositivi in grado di emettere luce se attraversati da corrente elettrica.
Questo lo sono anche i LED ma gli OLED hanno una marcia in più.
Questa molecola è di tipo organico, in realtà metallo-organico, cioè costruita da un metallo legato ad altri atomi come carbonio, azoto e idrogeno.

Ma come fa questa molecola a produrre luce se attraversata da corrente elettrica?
Se la osserviamo bene, questa molecola, il cui nome scientifico abbreviato è PtOEP, ha al suo centro un atomo di colore grigio. Questo atomo rappresenta il Platino, un metallo che è legato a atomi di azoto e poi carbonio e idrogeno.
La caratteristica fondamentale di questa molecola molto complessa è che è ricca di elettroni e sono quelli che danno la luce che vediamo quando li sottoponiamo ad energia elettrica.

Il meccanismo è abbastanza complesso ma proviamo a semplificarlo.
Quando due atomi si legano tra di loro mettono in partecipazione ognuno un elettrone: 2 atomi = 2 elettroni
I due atomi mettono a disposizione uno spazio comune per ospitare 2 elettroni:
come un comodo di un divano per due.
Il divano prende il nome di orbitale molecolare.
Tutto questo rappresentato dalle bambole che vedete nel video.

Fin qui tutto ok.
Quando accendiamo un OLED, da un lato stiamo dando elettroni a questa molecola e dall’altro glieli stiamo togliendo.
Gli elettroni che forniamo alla molecola arrivano e trovano tutti i posti comodi occupati. Come quando arrivi ad una festa, ti vorresti sedere ma i posti sono tutti occupati e resti in piedi in attesa che qualcuno si alzi.
Fortunatamente per chi sta in piedi abbiamo detto che gli elettroni vengono dati ma anche presi dalla molecola e succede, dunque, che qualche elettrone che sta seduto entri in questo flusso e si alza e se ne va.


Si è liberato un posto! Yeah! Il primo elettrone vicino subito si mette a sedere trovando una situazione comoda.

Ed è qui che avviene il bello.
Quando un elettrone passa da una posizione scomoda ad una comoda libera energia che aveva per restare in piedi. Un po’ quando desiderate tanto sedervi e quando potete farlo vi sentite meno stanchi.

Questa energia viene liberata sotto forma di luce che colpisce i nostri occhi e noi possiamo vedere i simpatici gattini di internet o leggere le informazioni del giorno etc.

Questo schema di funzionamento di base è uguale sia per i LED che per gli OLED.

 

Allora perché gli OLED sono migliori dei LED?
La differenza tra OLED è LED è nelle dimensioni.
Con gli OLED possiamo disegnare delle micro lampadine, così piccole che possono occupare lo spazio di un pixel.
Il puntino luminoso che compone l’immagine.
Un pixel è il puntino luminoso più piccolo di uno schermo. Avete presente quando dicono Fuill HD 1920×1080 oppure TV 4K?
1920 sono il numero di colonne e 1080 il numero di righe di uno schermo. Se li moltiplichiamo tra loro abbiamo il numero totale di pixel, ovvero poco più di 2 milioni.
4K invece rappresenta circa 4 milioni di pixel.

Con gli OLED possiamo accendere ogni singolo pixel come se fosse una singola lampadina.
Con i LED questo non è possibile perché, per quanto piccoli si possano fare, occupano, per adesso, uno spazio più grande di un singolo pixel.

Se vi interessa approfondire la chimica di un LED, potete scriverlo nei commenti in basso oppure venire sul mio canale Telegram dove siamo già in tanti appassionati di chimica nel quotidiano.

Senza entrare troppo nel dettaglio, con i LED abbiamo bisogno di usare una tenda per ogni pixel che lasci passare o meno la luce dei LED sottostante. Questa tenda prende il nome di LCD, immagino abbiate sentito parlare di monitor o televisori LCD.

Se vi interessa capirne il funzionamento, scrivetelo nei commenti di questo video.

Per gli OLED, gli schermi LCD non sono necessari e i neri sono più neri perché semplicemente quel pixel è spento e non emette luce.
Nei LED tradizionali quel pixel non è spento ma ha una tenda che copre la luce ma non riesce mai al 100% per cui i neri sono un grigio molto molto scuro ma non nero.

 

In conclusione?
I vantaggi degli OLED sono:
– possibilità di emettere luce se sottoposti ad una piccola corrente elettrica
– possibilità di occupare lo spazio di un singolo punto luminoso sullo schermo (pixel)
– meno complesso di un tradizionale schermo LED
– consumano davvero poco

Grazie a queste caratteristiche possiamo realizzare schermi:
– più sottili
– più leggeri
– più grandi ed ad una risoluzione maggiore (più pixel nello stesso spazio)
– flessibili!

Gli svantaggi sono:
– temono l’ossigeno dell’aria perché reagiscono facilmente con esso, per cui vanno isolati
– la durata di un OLED è inferiore a quella di un LED sebbene passi avanti se ne fanno e se ne stanno facendo.

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