Il Vacuum Fluorescent Display (VFD) [Figura 1] è una tecnologia di visualizzazione basata sullo stesso principio di funzionamento del tubo a raggi catodici (CRT). Il suo principale elemento di controllo è una griglia con tensione regolabile. Gli elettroni emessi dal catodo vengono accelerati verso l’anodo dal campo elettrico della griglia di controllo. Quando gli elettroni colpiscono l’anodo rivestito di materiale fluorescente, viene emessa luce visibile con una specifica distribuzione della lunghezza d’onda. La luminosità del display può essere regolata controllando la tensione della griglia. Più elementi fluorescenti vengono disposti secondo matrici o schemi predefiniti per formare un display VFD.

Figura 1: Modulo VFD

Il VFD è stato una delle tecnologie più importanti nello sviluppo dei display ed è stato ampiamente utilizzato in elettrodomestici, lettori DVD, forni a microonde, apparecchiature per l’automazione d’ufficio, strumenti industriali e sistemi di visualizzazione automotive. Tuttavia, con l’evoluzione delle tecnologie di visualizzazione, i limiti del VFD sono diventati sempre più evidenti. Uno degli aspetti più critici riguarda lo spessore del modulo VFD [Figura 2].

Con la continua evoluzione dei prodotti elettronici verso design più sottili e leggeri, la riduzione dello spessore del modulo display è diventata un importante fattore di progettazione.

Un ulteriore limite del VFD riguarda la disponibilità limitata dei colori visualizzabili. Poiché il VFD utilizza materiali fluorescenti per generare diversi colori di emissione, le tonalità disponibili sono generalmente limitate a verde, giallo e bianco.

Anche dal punto di vista del contrasto, il VFD presenta alcune limitazioni. Per migliorare il rapporto di contrasto viene spesso aggiunta una copertura frontale scura, ma questa soluzione comporta una riduzione della luminosità del display.

Il VFD presenta inoltre un consumo energetico relativamente elevato, poiché gli elettroni colpiscono il materiale fluorescente all’interno del tubo a vuoto. L’energia viene convertita sia in luce visibile sia in calore, con una conseguente efficienza di conversione luminosa relativamente bassa.

La vita utile del VFD è inoltre limitata dalle caratteristiche dei materiali utilizzati. Ogni impatto degli elettroni sul materiale fluorescente provoca un graduale deterioramento. Di conseguenza, dopo un utilizzo prolungato, la luminosità del display diminuisce progressivamente e le caratteristiche cromatiche possono variare.

Figura 2: Confronto tra moduli VFD e PM-OLED

A causa di queste limitazioni, il mercato sta ricercando soluzioni alternative ai VFD. WINSTAR offre soluzioni di sostituzione dei moduli VFD con moduli PM-OLED, in grado di risolvere efficacemente le principali limitazioni della tecnologia VFD. Come mostrato nella [Tabella 1], la sostituzione dei moduli VFD con moduli PM-OLED offre numerosi vantaggi.

Il vantaggio più significativo riguarda la drastica riduzione dello spessore del modulo. Un modulo VFD tradizionale presenta generalmente uno spessore di circa 15 mm, mentre un modulo PM-OLED con struttura COG ha uno spessore di circa 1,5 mm, pari a circa un decimo dello spessore di un modulo VFD. Questa struttura estremamente sottile è particolarmente vantaggiosa per applicazioni che richiedono prodotti più compatti e leggeri.

I moduli PM-OLED offrono inoltre una gamma cromatica più ampia rispetto ai VFD. Grazie alla tecnologia OLED autoemissiva, è possibile ottenere un rapporto di contrasto fino a 10.000:1, circa dieci volte superiore rispetto a un modulo VFD. Inoltre, lo strato organico emissivo dell’OLED presenta una maggiore efficienza di conversione energetica, consentendo un consumo energetico significativamente inferiore, pari a circa il 25% rispetto a un modulo VFD.

I moduli PM-OLED offrono anche una vita utile superiore rispetto ai moduli VFD [Nota 1]. Nel VFD, il materiale fluorescente sulla parete del tubo a vuoto si deteriora progressivamente a causa del continuo bombardamento elettronico, causando un rapido decadimento della luminosità. La vita utile stimata di un VFD è di circa 30.000 ore. Al contrario, i moduli PM-OLED garantiscono una vita utile più lunga: circa 100.000 ore per i display gialli e verdi e circa 50.000 ore per i display bianchi e rossi, con una durata da 1,5 volte fino a oltre 3 volte superiore rispetto a un modulo VFD.

Nota 1: La vita utile è definita come il tempo operativo necessario affinché la luminosità del display diminuisca al 50% del valore iniziale.

Tabella 1: Confronto dei parametri PM-OLED e VFD

Molti clienti desiderano sostituire i moduli VFD esistenti con moduli PM-OLED mantenendo il design meccanico del prodotto originale, inclusi aspetto del modulo, spessore e interfaccia, come mostrato nella [Figura 3].

WINSTAR supporta i clienti nello sviluppo di moduli PM-OLED personalizzati in base alle dimensioni meccaniche e all’interfaccia elettrica dei moduli VFD originali. È inoltre possibile selezionare un modello sostitutivo dalla gamma standard di prodotti PM-OLED WINSTAR.

Qualora sia necessario mantenere lo stesso spessore del modulo originale, è possibile aggiungere distanziali al modulo PM-OLED sottile per ottenere la stessa altezza di installazione del VFD. Anche la risoluzione del display e l’interfaccia del modulo possono essere adattate al design VFD originale, consentendo una sostituzione rapida e un’applicazione plug-and-play.

Figura 3: Esempio di soluzione personalizzata per la sostituzione del modulo OLED