Retroilluminazione LED: Tecnologie pannelli monitor PC

La retroilluminazione LED di un monitor è una tecnologia che funziona con il principio di un diodo ad emissione di luce. Questa tecnologia contribuisce a rendere un display più sottile, leggero ed efficiente. Le rapide regolazioni della luminosità consentono ai produttori di utilizzare al meglio la funzione di contrasto dinamico. Con un prodotto più sottile, più leggero e privo di mercurio e arsenico, ma soprattutto, più efficiente dal punto di vista energetico. Questi monitor, man mano negli anni si sono sempre più diffusi e sono diventati sempre più sottili. Una caratteristica che può piacere esteticamente a molti, ma ha anche i suoi lati negativi. Sebbene sia possibile riscontrare una notevole variabilità sui modelli di monitor con retroilluminazione LED e CCFL, molti modelli a LED tendono ad essere particolarmente sottili e suscettibili alle flessioni sia durante che dopo la loro produzione.

Monitor Asus retroilluminazione LED

Monitor Asus retroilluminazione LED

Il principale svantaggio della maggior parte delle attuali tecnologie di retroilluminazione a LED è la gamma della luce emessa rispetto ai retroilluminati CCFL WCG (Wide Color Gamut). Questa è stata una delle ragioni principali per cui alcuni produttori hanno rallentato la produzione di monitor con retroilluminazione CCFL su alcuni dei loro modelli. Nonostante questi potenziali inconvenienti, la tecnologia è stata adottata come “standard” da molti produttori, principalmente per ragioni ecologiche e per soddisfare la maggior parte delle richieste del mercato. In questo articolo vedremo alcune differenze e tipi di tecnologie di pannelli per monitor.

Retroilluminazione LED RGB

Una selezione abbastanza ristretta di monitor retroilluminati a LED ha effettivamente superato la limitazione della gamma di colori utilizzando triadi di LED di colore rosso, verde e blu per creare una luce bianca ad ampio spettro. Questa rara alternativa a WLED (White Light Emitting Diode), era nota come retroilluminazione RGB-LED. Samsung, è stata tra i primi ad introdurre le tecnologie di retroilluminazione a LED per monitor e TV. La retroilluminazione RGB-LED è progetta per gamme cromatiche che persino i retroilluminati WCG-CCFL non sono in grado di raggiungere come tecnologia. C’erano semplicemente troppi inconvenienti; costo, dimensioni, peso, degrado differenziale dei LED che porta a squilibri cromatici nel corso del tempo e una relativamente scarsa efficienza energetica.

Retroilluminazione WLED

La maggior parte delle moderne soluzioni di retroilluminazione a LED prevede il posizionamento di un bordo (o in alcuni casi di cluster) di LED “bianchi” dietro o sul lato della matrice LCD. Spesso sono vicini ai bordi e utilizzano un diffusore per diffondere la luce attraverso lo schermo. Nonostante siano chiamati LED bianchi, in realtà emettono una luce blu che passa attraverso un fosforo giallo per rendere il bianco più neutro e per fornire i componenti rossi e verdi dell’immagine.

Le prime iterazioni di questa tecnologia, tendeva a soffrire di un evidente pregiudizio del blu. Man mano che i produttori acquisivano familiarità con questa tecnologia, sono stati in grado di modificare la retroilluminazione, i rivestimenti di fosforo e i pannelli LCD. Nonostante questi progressi, molti WLED utilizzati nei monitor moderni soffrono ancora di alcuni squilibri quando si tratta dello spettro di luce che producono. Il diodo blu della retroilluminazione WLED è tipicamente composto da InGaN (nitruro di indio e gallio).

Una risposta spettrale molto più debole di meno di un terzo dell’intensità può essere osservata tra i 500nm e i 700nm, corrispondente alla luce “gialla” del tipico rivestimento di fosforo dello scintillatore; YAG (granato di alluminio di ittrio). In combinazione, i componenti InGaN e YAG della retroilluminazione producono una luce “bianca” con una temperatura di colore nativa (punto bianco) determinata dal rapporto tra InGaN e YAG.

Questa luce viene filtrata attraverso i sottopixel rossi, verdi e blu del monitor per produrre un’ampia gamma di colori e per consentire un ulteriore raffinamento del punto bianco. Dopo il filtraggio si perde una considerevole quantità di energia spettrale iniziale della retroilluminazione. Se i filtri funzionano come previsto (cioè il monitor è calibrato correttamente) il tipico monitor retroilluminato WLED sarà in grado di fare buon uso del forte componente spettrale “blu puro” per produrre forti colori blu.

I componenti rosso e verde originati dalla luce gialla del rivestimento di fosforo YAG sono relativamente deboli. Queste lacune nell’energia spettrale e la relativa mancanza di intensità per lunghezze d’onda diverse da 450 nm limitano la gamma di colori di un tipico monitor retroilluminato a LED a circa lo spazio cromatico sRGB. Osservando la riproduzione del colore in maggiore dettaglio, scoprirai anche che il componente “blu puro” può diventare opprimente.

Quando si mescola con il componente giallo relativamente diminutivo (verdi e rossi) ci saranno alcuni punti deboli evidenti. Questo è particolarmente vero per le tonalità che sono per lo più blu ma contengono una leggera miscela di altri colori. La maggior parte dei monitor retroilluminati WLED non sono molto bravi a mostrare alcune sfumature di blu. È una storia simile per molti monitor CCFL retroilluminati a gamma standard quando si producono tonalità di verde.

I fosfori

Per una retroilluminazione CCFL è possibile utilizzare un’ampia gamma di fosfori, compresi quelli che producono un’ampia gamma di colori (WCG-CCFL). Ci sono un numero crescente di eccezioni quando si tratta della luce emessa dalle retroilluminazioni WLED e sembra che alcuni recenti sviluppi nella tecnologia di retroilluminazione a LED abbiano iniziato a ridefinire le aspettative su questa tecnologia. Samsung, uno dei principali produttori di pannelli per monitor moderni, è stata una dei primi ad abbracciare la retroilluminazione WLED ed è stato il primo produttore di pannelli ad adottarlo universalmente per tutti i nuovi modelli.

Altri importanti produttori di pannelli come LG, hanno seguito l’esempio. È molto comune per i modelli con risoluzioni 2560 x 1440 (WQHD) o 3840 x 2160 (UHD 4K) utilizzare i fosfori migliorati con qualità spettrali avanzate per aumentare l’energia nella regione “gialla”. Questi fosfori potenziati migliorano la copertura nelle sezioni rossa e verde della gamma, ma espandono anche la gamma di sfumature blu che possono essere prodotte. Sebbene tali retroilluminazioni siano relativamente rare su modelli 1920 x 1080 (Full HD), esistono alcune eccezioni importanti che offrono una copertura sRGB completa.

Retroilluminazione WLED GB-LED

LG ha iniziato ad integrare nei suoi monitor un tipo di retroilluminazione WLED chiamato GB-LED, noto anche come GB-R LED o GB-r LED. Questa tecnologia è attualmente in fase di implementazione in vari pannelli LG AH-IPS e anche in diversi pannelli Samsung PLS (Plane to Line Switching). Sono attualmente disponibili numerosi monitor che utilizzano la retroilluminazione GB-LED, alcuni di questi usano una miscela di diodi rossi e blu con un fosforo scintillante verde. Il design della retroilluminazione di entrambe le soluzioni è un po ‘più complessa di un WLED.

Retroilluminazione LED: Le conclusioni

Quando la tecnologia a retroilluminazione a LED è decollata per la prima volta, i produttori erano tutti entusiasti di promuovere ciò che era sostanzialmente fuorviante. Poiché la tecnologia è stata adottata in maniera abbastanza ampia, è diventato fin troppo chiaro che la situazione non era a favore della retroilluminazione a LED bianco (WLED). In alcune aree, in particolare la copertura della gamma di colori, i CCFL potrebbero offrire vantaggi significativi e chiaramente visibili. I produttori di pannelli LCD hanno ora iniziato a sperimentare i loro pannelli con fosfori migliorati e disposizioni di diodi alternativi per migliorare la gamma cromatica.

I grandi produttori di pannelli tra cui LG e Samsung, stanno sviluppando tecnologie alternative per LCD come OLED e QLED. Questi promettono gamme di colore avanzate, contrasto sorprendente e reattività eccellente. Ma per l’uso nei monitor desktop ci sono ancora alcune importanti sfide tecniche ed economiche da superare. Un’altra tecnologia interessante che sta già iniziando a diffondersi è l’uso di punti quantici ad emissione luminosa. Vedremo sempre più monitor oltrepassare l’angusto spazio cromatico sRGB e visualizzare correttamente standard alternativi come Adobe RGB, DCI-P3 e, infine, Rec. 2020.

Senza ricorrere a tecnologie eccessivamente voluminose o affamate di energia. Ciò darà ai creatori di contenuti l’opportunità di dare veramente alle scene l’aspetto che intendono con colori vividi, spettacolari e realistici. Questa è una prospettiva molto eccitante per sviluppatori di giochi, produttori cinematografici, artisti e designer.

Esempi di monitor retroilluminazione LED

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