Sebbene la retroilluminazione CCFL sia stata ampiamente utilizzata per molto tempo, presenta molti inconvenienti intrinseci. Nel frattempo, il LED, come fonte di luce emergente, spesso suscita curiosità riguardo al suo principio di funzionamento. Quindi, quali sono i limiti intrinseci della tradizionale retroilluminazione CCFL? E come funziona il LED? Questo articolo risponderà a queste domande una per una.
Attualmente, la maggior parte degli LCD tradizionali utilizza CCFL (lampade fluorescenti a catodo freddo) per la retroilluminazione, che ha una durata relativamente breve-uno dei principali svantaggi degli LCD. Fortunatamente ora è stato trovato un successore-LED.
Difetti della tradizionale retroilluminazione CCFL
Prima di approfondire la tecnologia di retroilluminazione a LED, è necessario comprendere i problemi dell'attuale tecnologia di retroilluminazione. Sappiamo che il cristallo liquido è una sostanza intermedia tra un liquido e un cristallo. La cosa notevole dei cristalli liquidi è che la loro disposizione molecolare può essere modificata dalla corrente elettrica; applicando tensioni diverse al cristallo liquido è possibile controllare la quantità di luce che lo attraversa, visualizzando così una varietà di immagini. Tuttavia, i cristalli liquidi stessi non emettono luce, quindi tutti gli LCD richiedono la retroilluminazione. Attualmente, quasi tutte le retroilluminazione LCD sono CCFL (lampade fluorescenti a catodo freddo).
Poiché le lampade fluorescenti a catodo freddo (CCFL) non sono sorgenti luminose planari, i moduli di retroilluminazione LCD richiedono numerosi componenti ausiliari come diffusori, guide luminose e riflettori per ottenere una luminosità uniforme. Anche così, ottenere la stessa luminosità uniforme di un CRT rimane estremamente difficile. La maggior parte degli LCD presenta differenze significative di luminosità tra i bordi e il centro dello schermo quando si visualizzano immagini completamente bianche o completamente nere.
Oltre alla struttura complessa e alla scarsa uniformità della luminosità, l'utilizzo dei CCFL come retroilluminazione degli LCD presenta un altro grosso problema: la breve durata. La luminosità della maggior parte delle retroilluminazione CCFL diminuisce significativamente dopo 2-3 anni di utilizzo (la durata è di 15.000-25.000 ore). Molti LCD (in particolare gli schermi dei laptop) mostrano ingiallimento e oscuramento dopo alcuni anni di utilizzo, proprio a causa della breve durata dei CCFL.
Inoltre, poiché la retroilluminazione CCFL deve includere componenti ottici complessi come diffusori e riflettori, la dimensione degli LCD non può essere ulteriormente ridotta. In termini di consumo energetico, anche gli LCD che utilizzano CCFL come retroilluminazione sono insoddisfacenti; la retroilluminazione CCFL di un LCD da 14 pollici spesso consuma 20 W o più di energia. Ciò metterà a dura prova la durata della batteria di laptop e dispositivi portatili.
Per affrontare queste limitazioni intrinseche dei CCFL, quasi tutti i produttori di LCD hanno iniziato a cercare retroilluminazione a cristalli liquidi di qualità superiore. I LED, con il loro consumo energetico ultra-basso, la durata estremamente lunga e la struttura semplice, hanno rapidamente guadagnato il favore dei produttori di LCD. Allora, cos’è esattamente un LED? Cosa lo rende così speciale?
In effetti, i LED (diodi a emissione luminosa) non sono una tecnologia-all'avanguardia; sono onnipresenti nella nostra vita quotidiana: cartelloni pubblicitari colorati, indicatori luminosi di vari colori sugli elettrodomestici, retroilluminazione dei pulsanti dei cellulari, fari delle automobili e così via, tutti utilizzano i LED come fonti luminose.
Sin dalla sua invenzione negli anni '60, i LED sono stati considerati la fine dei tubi fluorescenti e delle lampadine, alcuni addirittura credono che i LED inaugureranno una nuova era dell'illuminazione, apparendo infine in tutte le situazioni che richiedono illuminazione. Il principio di funzionamento dei LED è completamente diverso da quello delle comuni lampade ad incandescenza e fluorescenti; I LED sono essenzialmente dispositivi a semiconduttore.
Il nucleo di un LED è un chip composto da semiconduttori di tipo P-e di tipo N-. All'interfaccia tra questi semiconduttori si trova uno strato sottile con conduttività speciale, comunemente noto come giunzione PN (transistor a giunzione PN). La giunzione PN resiste alla diffusione dei portatori maggioritari in entrambi i semiconduttori. Quando viene applicata una tensione diretta alla giunzione PN, la corrente fluisce dall'anodo al catodo. All'interno della giunzione PN, i portatori minoritari e maggioritari si ricombinano e l'energia in eccesso viene rilasciata sotto forma di luce. I LED raggiungono la conversione elettro-ottica in base a questo principio. A seconda delle proprietà fisiche dei materiali semiconduttori, i LED possono emettere luce di diverse lunghezze d'onda e colori, che vanno dall'ultravioletto all'infrarosso.
È proprio grazie al principio di emissione della luce-dei semiconduttori che i LED possiedono numerosi vantaggi quali alta efficienza, lunga durata e rispetto dell'ambiente, che li rendono un sostituto ideale dei CCFL.
