Kuigi CCFL-taustvalgustust on laialdaselt kasutatud pikka aega, on sellel palju omaseid puudusi. Samal ajal äratab LED kui esilekerkiv valgusallikas sageli uudishimu selle tööpõhimõtte vastu. Niisiis, millised on traditsioonilise CCFL-i taustvalgustuse piirangud? Ja kuidas LED töötab? See artikkel vastab neile küsimustele ükshaaval.
Praegu kasutavad enamik tavalisi LCD-ekraane oma taustvalgustuseks CCFL-i (külma katoodiga luminofoorlampe), millel on suhteliselt lühike eluiga,{0}} LCD-de suur puudus. Õnneks on nüüd järglane leitud-LED.
Traditsioonilise CCFL-taustvalgustuse defektid
Enne LED-taustvalgustuse tehnoloogiasse süvenemist on vaja mõista praeguse taustvalgustuse tehnoloogiaga seotud probleeme. Teame, et vedelkristall on aine vedeliku ja kristalli vahel. Vedelkristallide puhul on tähelepanuväärne see, et selle molekulaarset paigutust saab elektrivooluga muuta; vedelkristallidele erinevate pingete rakendamine võib kontrollida läbiva valguse hulka, kuvades seega mitmesuguseid pilte. Vedelkristall ise aga valgust ei kiirga, seega vajavad kõik LCD-ekraanid taustvalgustust. Praegu on peaaegu kõik LCD-taustavalgustid CCFL (külmakatoodiga luminofoorlambid).
Kuna külmkatoodiga luminofoorlambid (CCFL-id) ei ole tasapinnalised valgusallikad, vajavad LCD-taustvalgustuse moodulid ühtlase heleduse saavutamiseks paljusid lisakomponente, nagu difuusorid, valgusjuhid ja reflektorid. Sellegipoolest on CRT-ga sama ühtlase heleduse saavutamine äärmiselt keeruline. Enamikul LCD-ekraanidel on täisvalgete või täismustade kujutiste kuvamisel ekraani servade ja keskpunkti vahel märkimisväärsed heleduse erinevused.
Lisaks keerulisele struktuurile ja kehvale heleduse ühtlusele on CCFL-ide kasutamine LCD-taustvalgustusena veel üks suur probleem{0}}lühike eluiga. Enamiku CCFL-taustvalgustite heledus väheneb oluliselt pärast 2-3 aastat kasutamist (eluiga 15 000-25 000 tundi). Paljud LCD-ekraanid (eriti sülearvutite ekraanid) näitavad pärast paariaastast kasutamist kollasust ja tuhmumist, just CCFL-ide lühikese eluea tõttu.
Lisaks, kuna CCFL-taustvalgustid peavad sisaldama keerulisi optilisi komponente, nagu difuusorid ja reflektorid, ei saa LCD-ekraanide suurust veelgi vähendada. Energiatarbimise osas on ebarahuldavad ka LCD-ekraanid, mis kasutavad taustvalgustusena CCFL-e; 14-tollise LCD-ekraani CCFL-taustvalgustus tarbib sageli 20 W või rohkem energiat. See paneb tõsiselt proovile sülearvutite ja kaasaskantavate seadmete aku tööea.
Nende CCFL-idele omaste piirangute lahendamiseks hakkasid peaaegu kõik LCD-tootjad otsima paremaid vedelkristall-taustvalgustusi. Ülimadala energiatarbimise, ülipika eluea ja lihtsa ehitusega LED-id saavutasid LCD-tootjate seas kiiresti populaarsuse. Mis siis täpselt on LED? Mis teeb selle nii eriliseks?
Tegelikult ei ole LED-id (valgusdioodid) tipptasemel-tehnoloogia; need on meie igapäevaelus laialt levinud: värvilised reklaamtahvlid, erinevat värvi kodumasinate märgutuled, mobiiltelefoni nuppude taustvalgustus, auto esituled jne – kõik kasutavad valgusallikatena LED-e.
Alates selle leiutamisest 1960. aastatel on LED-e peetud luminofoortorude ja lambipirnide lõppudeks ning mõned isegi usuvad, et LED-id juhatavad sisse uue valgustuse ajastu, mis lõpuks ilmub kõigis valgustust vajavates olukordades. LED-ide tööpõhimõte on täiesti erinev tavaliste hõõglampide ja luminofoorlampide tööpõhimõtetest; LED-id on sisuliselt pooljuhtseadmed.
LED-i tuumaks on kiip, mis koosneb P--tüüpi ja N--tüüpi pooljuhtidest. Nende pooljuhtide liideses asub erijuhtivusega õhuke kiht, mida tavaliselt tuntakse PN-siirde (PN-siirdetransistor) nime all. PN-siirde peab vastu enamuskandjate difusioonile mõlemas pooljuhis. Kui PN-siirdele suunatakse päripinge, liigub vool anoodilt katoodile. PN-ristmikus rekombineeruvad vähemus- ja enamuskandjad ning liigne energia vabaneb valgusena. LED-id saavutavad selle põhimõtte alusel elektro-optilise muundamise. Sõltuvalt pooljuhtmaterjalide füüsikalistest omadustest võivad LED-id kiirata erineva lainepikkuse ja värviga valgust ultraviolettkiirgusest infrapunani.
Just tänu LED-ide pooljuhtvalgus{0}}kiirgamise põhimõttele on neil palju eeliseid, nagu kõrge efektiivsus, pikk kasutusiga ja keskkonnasõbralikkus, mistõttu on need CCFL-ide jaoks ideaalsed.
