OLED, nuove sorgenti a luce diffusa: caratteristiche, prestazioni e impieghi

La variegata e numerosa famiglia dei diodi luminosi è cresciuta, negli ultimi anni, con la produzione di nuove sorgenti allo stato solido, gli OLED (Organic Light Emitting Diode). Il principio di funzionamento è del tutto simile a quello dei comuni LED, ma cambiano i materiali impiegati e la struttura costitutiva. Mentre i LED si presentano come sorgenti luminose di piccole dimensioni con emissione praticamente puntiforme, gli OLED hanno l’aspetto di sottili fogli che emettono luce da una faccia oppure da entrambe le facce (Figura 1). Alcune versioni sono flessibili, altre trasparenti (Figure 2 e 3). Lo spessore si mantiene a livelli minimi, cioè al di sotto del millimetro.

 

Come è fatto l’OLED

La struttura dell’OLED si compone di una serie di strati ottenuti con impianti ad alta tecnologia facendo depositare su una sottilissima lastra di vetro perfettamente trasparente (o di materiale plastico) dei composti chimici a base di carbonio. Da qui la denominazione di “diodo organico”. La deposizione avviene per evaporazione e condensazione, con trattamenti ripetuti per tutti i livelli compresi tra i due strati estremi del “sandwich”: l’anodo e il catodo. Il tutto è accuratamente incapsulato al fine di garantire la protezione dei sottilissimi strati. Il punto più delicato degli OLED è proprio il mantenimento della sua funzionalità con la protezione delle varie stratificazioni interne. La comparsa di apparecchi a tecnologia OLED per l’illuminazione di ambienti esterni fa pensare che questa criticità sia stata superata con efficaci sistemi di protezione.

 

Caratteristiche e prestazioni

Rispetto ai LED l’efficienza è attualmente inferiore, intorno ai 50 – 60 lm/W. Le principali case produttrici hanno annunciato significativi incrementi dell’efficienza entro i prossimi due anni. La durata d vita è generalmente inferiore a quella dei LED ma comunque stimabile nell’ordine di alcune decine d migliaia di ore.

Realizzati i collegamenti elettrici con anodo e catodo, la tensione applicata determina il transito di cariche negative che, cadendo nelle lacune di uno strato intermedio, generano l’emissione di fotoni. La presenza di una pluralità di strati con diverse composizioni chimiche consente di emettere luce di tonalità bianca ottenuta per sintesi additiva dalle radiazioni di differente frequenza emesse dai singoli livelli. Lo spettro risulta abbastanza continuo ed è privo di radiazioni IR e UV. In alternativa la luce può avere una determinata colorazione. L’alimentazione avviene in bassissima tensione e a corrente continua tramite un alimentatore dedicato.

Incrementando la corrente si ottiene più flusso e quindi aumenta la luminanza della superficie emittente. I prodotti in commercio hanno valori di luminanza oscillanti tra 1000 e 4000 cd/m2, valori inferiori a quelli della comune lampada fluorescente tubolare. Manca dunque l’effetto di abbagliamento e l’ OLED può essere utilizzato a vista.

 

 

OLED: Impieghi e applicazioni

Per quanto riguarda i possibili impieghi e le applicazioni è bene fare una breve premessa. I comuni LED, considerata l’attuale grande varietà delle loro versioni, sono usati in una pluralità di applicazioni sfruttando i tanti vantaggi offerti. Alcune soluzioni, per esempio i piani luminosi, sono realizzabili sia con i LED sia con gli OLED. Ve ne sono alcune, tuttavia, in cui conviene ed è più logico e ragionevole mettere in campo solo gli OLED. Non avrebbe senso replicare con gli OLED soluzioni perfettamente e, in molti casi, più convenientemente eseguibili con i LED. E’ giusto, dunque, concentrare l’attenzione sulle peculiarità dei prodotti per trarre il massimo profitto da tutte le loro valenze.

La caratteristica della trasparenza unita alla doppia emissione (da entrambe le facce) è certamente uno degli aspetti più innovativi degli OLED (Figura 4). La superficie è trasparente quando il diodo è disattivato e diventa un piano luminoso a doppia emissione quando è acceso. Il regime termico della sorgente, grazie alla sua estensione e alla bassa potenza assorbita, è compatibile con il vetro ma anche con i più diffusi materiali plastici trasparenti.

Un altro caso interessante è dato dall’accoppiamento dell’OLED con gli specchi. Per dare al cristallo la proprietà della specularità si ricorre a speciali trattamenti superficiali che rendono riflettente il vetro ma, nello stesso tempo, permettono il transito della luce proveniente dall’OLED applicato in aderenza alla superficie trattata. Il risultato è un normale specchio quando l’OLED è disattivato e uno specchio con una zona che emette luce con l’ OLED attivo. In questo modo si ottiene la completa integrazione della fonte luminosa piana con lo specchio e si riesce a illuminare in modo diffuso, con un buon controllo delle ombre, la persona che si sta specchiando. Alimentatori e relativi cablaggi possono trovare alloggiamento nella parte retrostante dello specchio, all’interno di una cornice e di una mensola di servizio.

Altre applicazioni sfruttano la capacità dei diodi organici di emettere luce colorata con un ottimo grado di uniformità (Figura 5). Nel caso degli apparecchi da tavolo e da scrivania (Figura 6), il piccolo spessore permette di realizzare degli oggetti molto snelli e leggeri, in stile minimalista. Infine, l’abbinamento con sensori di movimento in grandi pannelli luminosi composti da molti OLED modulari (Figura 7) consente d ottenere effetti di grande impatto visivo in cui il movimento delle persone è tradotto e amplificato in una suggestiva dinamica luminosa e cromatica.

 

di Gianni Forcolini, docente di Lighting Design, Politecnico di Milano

nell’immagine di apertura, la Figura 5: OLED a luce bianca e a luce colorata (documentazione e produzione KANEKA)

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Un commento su “OLED, nuove sorgenti a luce diffusa: caratteristiche, prestazioni e impieghi

  1. Buona sera prof. Forcolini, sono il proprietario di una società spagnola che che occupa di Interior decoration. Le scrivo perché mi è stato proposto di vendere il sistema Oled ma sinceramente mi lascia un poco perplesso e la domanda reale che mi faccio è se questo prodotto così innovativo a quanto pare abbia realmente la possibilità di farsi largo nel mio mercato… e comparandolo con i l’edizione o altre fonti di luce realmente è all altezza della concorrenza…
    Mille grazie e complimenti per la semplice spiegazione che ha dato

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