La TV a LED: che miglioramenti ci sono rispetto alle TV LCD?

Mi vorrei scusare pubblicamente con i (pochi e coraggiosi) lettori di questo blog per il tempo in cui non ho pubblicato… in effetti è stato troppo. Ma se tutto andrà come sperato avrete nuove notizie a breve… prometto che spiegherò a tutti il perché di questa assenza.
Colgo l’occasione inoltre per esortarvi a segnarvi sulla pagina FB di SempliceMenteScienza!
In fondo… un piccolo “mi piace” vi porterà ad avere sempre le ultime notizie aggiornate.

Ma ora passiamo all’articolo vero e proprio… un articolo che parlerà dei televisori a LED!
E’ solo una trovata commerciale o l’introduzione della tecnologia LED porta dei vantaggi reali nell’acquisto di una televisione?
Come al solito cominciamo l’articolo con un piccolo preambolo personale…

TV LED

Più che un vero e proprio ricercatore di base, mi sono sempre sentito più “scienziato a tutto tondo”.
Non sono mai stato un vero appassionato di scienza di base, anche se appoggio chi compie la scelta di andare al confine della conoscenza umana per scoprire l’impensabile.
Mi sono sempre sentito più uno scienziato inventore, un esperto di tecnologia, in ogni campo esistente. O almeno ci provo.
La mia passione non è la Scienza in se e per se… ma come questa si possa applicare alla vita di tutti i giorni.
Da qui nasce il mio interesse verso campi a cui si interessano pochi scienziati come la domotica e i campi affini.
In particolare, anche grazie ad un corso tenuto da un famoso professore della mia Università, Thomas Brown, mi sono appassionato alla tecnologia dei televisori.
Proprio durante quel periodo fu introdotta nei dispositivi comuni la tecnologia a retroilluminazione LED, di cui oggi cercherò di parlare nel modo più semplice possibile.

Intanto cominciamo spiegando cosa è un LED, perchè non è una lampadina colorata come si potrebbe immaginare, anche se può sembrarlo a prima vista.
LED è un acronimo che sta per Light Emitting Diode (Diodo ad emissione di luce) ed è (cito da Wikipedia) “un dispositivo optoelettronico che sfrutta le proprietà ottiche di alcuni materiali semiconduttori per produrre fotoni attraverso il fenomeno dell’emissione spontanea ovvero a partire dalla ricombinazione di coppie elettrone-lacuna. Il primo è stato sviluppato nel 1962 da Nick Holonyak Jr”.

Vari LED di diversi colori

Vari LED di diversi colori

Come funziona un LED?
Abbiamo già visto in altri articoli come funziona un atomo, e che ruolo hanno gli elettroni nella struttura della materia. Quando non si parla più di un atomo, ma di un materiale macroscopico, la struttura di complica, e si formano due zone (in termini di energia) in cui possono trovarsi gli elettroni: banda di valenza e banda di conduzione.
Il cosiddetto “Livello di Fermi” indica in questo caso la massima energia che può avere un elettrone in stato di riposo (l’Energia di Fermi).
La differenza energetica tra le due bande indica il tipo di materiale di cui stiamo parlando:

  • I materiali isolanti hanno le due bande distinte e molto distanti in termini di energia, con tutti gli elettroni in banda di valenza.
  • Nei metalli le due bande sono contigue e gli elettroni stanno anche nella banda di conduzione, e per questo è permesso il passaggio di corrente elettrica.
  • Nei semiconduttori le due bande sono distanti poco, e dando energia al sistema (o creando uno “scalino” tramite il drogaggio, argomento già trattato nell’articolo sui pannelli solari) si possono mandare elettroni in banda di condizione.
Banda di valenza e conduzione dei diversi tipi di materiali

Banda di valenza e conduzione per i diversi tipi di materiali

Quando si crea una giunzione p-n come nel caso di un pannello solare, per esempio, bisogna tener conto di queste bande.
Un LED non è altro che una sottilissima giunzione p-n a semiconduttore: quando viene data corrente, gli elettroni e le lacune di cui è formata la giunzione in banda di conduzione e di valenza rispettivamente, si ricombinano.
Questo avviene con il rilascio di un fotone (cioè di luce), che avrà energia pari alla differenza tra le bande. Essendo l’energia di un fotone legata direttamente alla sua lunghezza d’onda avremo fotoni uscenti dal diodo ad un preciso colore, che corrisponderà al colore del diodo.
Per aiutare questo procedimento si tende, solitamente, a colorare l’involucro plastico del LED per due motivi:

  1. Si aumenta la colorazione del LED stesso.
  2. Spesso si usa nei processi fabbricativi solo la produzione di LED bianchi, che creeranno luce colorata una volta filtrata dalla plastica esterna.

I LED sono usati principalmente per le loro ridottissime dimensioni, per il basso consumo, la notevole durata e l’efficienza elevata (rispetto alle altre lampadine).

Passiamo ora a capire come si possa usare un LED nella tecnologia di un televisore.
Per farla breve, un televisore LCD non è altro che un sistema di filtri regolati da una specie di processore in grado di tapparsi o aprirsi al passaggio di luce.
Ogni Pixel (cioè ogni quadratino di cui è composta l’immagine) è quindi composto al suo interno da tre sotto-pixel (4 nel caso delle TV Sharp Quattron).
Variando il comportamento dei sotto-pixel si regola il colore del pixel e quindi l’immagine che si andrà a formare.
Si può capire facilmente vedendo l’esempio sottostante.

Formazione dei colori nel TV LCD

Formazione dei colori nel TV LCD

Per l’illuminazione dei TV LCD si è sempre usata una lampadina tradizionale, fino all’arrivo delle TV a retroilluminazione LED.
Bisogna fare attenzione ad una cosa: le TV LED non hanno i pixel a LED, ma solo la retroilluminazione.
Esistono TV con direttamente LED colorati, e si chiamano TV OLED (magari in futuro farò un articolo anche su questo).
Quindi non lasciatevi ingannare dalle apparenze… le TV LED sono a tutti gli effetti TV LCD!!!
Durante gli anni di studio si sono sviluppate, in parallelo, due tipi di retroilluminazione: la prima (in ordine cronologico) sviluppata da Samsung, e l’ultima da Sharp: sono, rispettivamente la tecnologia LED Edge e Full.
Sono semplicemente due modi di intendere la retroilluminazione.
Nei TV Edge LED i led sono disposti lungo la cornice, mentre nei Full LED formano un tappeto di piccole lucine.
Mi sembra ovvio e scontato dire che i TV Full LED sono di gran lunga i migliori, sia in termini di contrasto che di luminosità: basta vedere la differenza tra uno schermo Sharp e Samsung (a parità di caratteristiche) per rendersene conto!

Edge LED e Full Led

Edge LED e Full Led

Ricapitolando, in TV LED presentano rispetto ai TV LCD classici un minor consumo e una migliore visione e longevità. In particolare i TV Full LED (solitamente prodotti da Sharp) possiedono un livello di contrasto ed illuminazione superiore agli altri (Edge LED).
Non bisogna però farsi ingannare dal nome: i TV LED sono a tutti gli effetti televisori LCD. Esistono anche ora TV composti solo da LED (chiamati OLED), ma sono cari ed esiste solo un televisore di dimensioni notevoli, che ha un prezzo esagerato (intorno a 9000€ per un 55″).
Bisognerà aspettare un paio d’anni ancora per avere i TV OLED a prezzi competitivi. Comunque non preoccupatevi… farò un articolo a breve su questi nuovi e straordinari televisori.

Con questo si conclude l’articolo sui televisori LED.
Personalmente ho uno Sharp Full LED e non lo scambierei con un Samsung o un Sony. Ovviamente qui abbiamo parlato esclusivamente dello schermo, in quanto a materiali e costruzione Sony è imbattibile, così come Samsung lo è in termini di Smart TV, cioè di TV con integrate diverse funzionalità tecnologiche innovative per il prodotto.

Vorrei fare un ringraziamento speciale all’Università di Napoli Federico II ed in particolare ai gestori della pagina “Scienza e Scuola” per aver messo questo blog nelle pagine didattiche italiane. E’ stato un momento quasi di commozione vedere il mio blog tra le pagine consigliate. Grazie ancora.

Spero che sia stato di vostro gradimento l’articolo. Cercherò di riprendere la frequenza di pubblicazione che avevo all’inizio dell’avventura.
Vi ricordo solo che per domande o altro potete lasciare un commento qui sotto o in alternativa contattarmi su Facebook alla pagina di SempliceMenteScienza, pagina a cui vi consiglio di segnarvi per seguire tutti i miei nuovi articoli.

Saluti,

MMarans.

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Pubblicato il 28 marzo 2013, in Uncategorized con tag , , , , , . Aggiungi il permalink ai segnalibri. 3 commenti.

  1. Ciao MM! Mi manchi çAç
    Articolo molto bello ed interessante u.u
    Mi ricordavo la parte sul funzionamento del LED, l’ho fatta l’anno scorso *W* Non immagini che soddisfazione costruire un mini-circuito elettrico per un lavoro di fisica con un LED che si accendeva. 😄 Lo so, è un nonnulla, ma è comunque appagante far funzionare qualcosa.
    Sto divagando. xD
    Adesso “MiPiaccio”, ma non spaventarti per le mie foto! xD Per fortuna c’è Ganimede che mi salva la reputazione.
    Notte u.u

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