हालाँकि CCFL बैकलाइटिंग का उपयोग लंबे समय से व्यापक रूप से किया जाता रहा है, लेकिन इसमें कई अंतर्निहित कमियाँ हैं। इस बीच, एलईडी, एक उभरते हुए प्रकाश स्रोत के रूप में, अक्सर इसके कार्य सिद्धांत के बारे में जिज्ञासा पैदा करता है। तो, पारंपरिक CCFL बैकलाइटिंग की अंतर्निहित सीमाएँ क्या हैं? और LED कैसे काम करती है? यह लेख एक-एक करके इन सवालों का जवाब देगा।
वर्तमान में, अधिकांश मुख्यधारा के एलसीडी अपनी बैकलाइटिंग के लिए सीसीएफएल (कोल्ड कैथोड फ्लोरोसेंट लैंप) का उपयोग करते हैं, जिसका जीवनकाल अपेक्षाकृत कम होता है, जो एलसीडी का एक बड़ा दोष है। सौभाग्य से, अब एक उत्तराधिकारी मिल गया है -एलईडी।
पारंपरिक सीसीएफएल बैकलाइटिंग के दोष
एलईडी बैकलाइटिंग तकनीक में गहराई से जाने से पहले, वर्तमान बैकलाइटिंग तकनीक की समस्याओं को समझना आवश्यक है। हम जानते हैं कि लिक्विड क्रिस्टल तरल और क्रिस्टल के बीच का एक पदार्थ है। लिक्विड क्रिस्टल के बारे में उल्लेखनीय बात यह है कि इसकी आणविक व्यवस्था को विद्युत धारा द्वारा बदला जा सकता है; लिक्विड क्रिस्टल पर अलग-अलग वोल्टेज लगाने से गुजरने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित किया जा सकता है, जिससे विभिन्न प्रकार की छवियां प्रदर्शित होती हैं। हालाँकि, लिक्विड क्रिस्टल स्वयं प्रकाश उत्सर्जित नहीं करता है, इसलिए सभी एलसीडी को बैकलाइटिंग की आवश्यकता होती है। वर्तमान में, लगभग सभी एलसीडी बैकलाइट सीसीएफएल (कोल्ड कैथोड फ्लोरोसेंट लैंप) हैं।
क्योंकि कोल्ड कैथोड फ्लोरोसेंट लैंप (सीसीएफएल) समतल प्रकाश स्रोत नहीं हैं, एलसीडी बैकलाइट मॉड्यूल को समान चमक आउटपुट प्राप्त करने के लिए डिफ्यूज़र, लाइट गाइड और रिफ्लेक्टर जैसे कई सहायक घटकों की आवश्यकता होती है। फिर भी, CRT के समान समान चमक आउटपुट प्राप्त करना बेहद कठिन है। पूर्ण सफेद या पूर्ण काली छवियाँ प्रदर्शित करते समय अधिकांश एलसीडी स्क्रीन किनारों और केंद्र के बीच महत्वपूर्ण चमक अंतर प्रदर्शित करते हैं।
जटिल संरचना और खराब चमक एकरूपता के अलावा, एलसीडी बैकलाइट के रूप में सीसीएफएल का उपयोग कम जीवनकाल की एक और बड़ी समस्या प्रस्तुत करता है। अधिकांश CCFL बैकलाइट्स की चमक 2-3 वर्षों के उपयोग के बाद काफी कम हो जाती है (जीवनकाल 15,000-25,000 घंटे है)। कई एलसीडी (विशेष रूप से लैपटॉप स्क्रीन) कुछ वर्षों के उपयोग के बाद पीले और धुंधले दिखने लगते हैं, जिसका कारण सीसीएफएल का जीवनकाल कम होना है।
इसके अलावा, क्योंकि सीसीएफएल बैकलाइट में डिफ्यूज़र और रिफ्लेक्टर जैसे जटिल ऑप्टिकल घटक शामिल होने चाहिए, इसलिए एलसीडी के आकार को और कम नहीं किया जा सकता है। बिजली की खपत के मामले में, बैकलाइट के रूप में सीसीएफएल का उपयोग करने वाले एलसीडी भी असंतोषजनक हैं; 14-इंच LCD की CCFL बैकलाइट अक्सर 20W या अधिक बिजली की खपत करती है। इससे लैपटॉप और पोर्टेबल डिवाइस की बैटरी लाइफ का गंभीर परीक्षण किया जाएगा।
सीसीएफएल की इन अंतर्निहित सीमाओं को संबोधित करने के लिए, लगभग सभी एलसीडी निर्माताओं ने बेहतर लिक्विड क्रिस्टल बैकलाइट की खोज शुरू कर दी। अपनी अत्यंत कम ऊर्जा खपत, बेहद लंबे जीवनकाल और सरल संरचना के कारण एलईडी ने जल्दी ही एलसीडी निर्माताओं के बीच लोकप्रियता हासिल कर ली। तो एलईडी वास्तव में क्या है? इसे क्या विशेष बनाता है?
वास्तव में, एलईडी (लाइट एमिटिंग डायोड) अत्याधुनिक तकनीक नहीं हैं; वे हमारे दैनिक जीवन में सर्वव्यापी हैं: रंगीन बिलबोर्ड, घरेलू उपकरणों पर विभिन्न रंगों की संकेतक रोशनी, मोबाइल फोन बटन के लिए बैकलाइटिंग, कार हेडलाइट्स, और इसी तरह, सभी प्रकाश स्रोतों के रूप में एलईडी का उपयोग करते हैं।
1960 के दशक में अपने आविष्कार के बाद से, एलईडी को फ्लोरोसेंट ट्यूब और लाइट बल्ब का अंत माना जाता है, कुछ लोगों का तो यह भी मानना है कि एलईडी प्रकाश के एक नए युग की शुरुआत करेगी, जो अंततः रोशनी की आवश्यकता वाली सभी स्थितियों में दिखाई देगी। एलईडी का कार्य सिद्धांत सामान्य तापदीप्त और फ्लोरोसेंट लैंप से पूरी तरह से अलग है; एलईडी मूलतः अर्धचालक उपकरण हैं।
एलईडी का कोर एक चिप है जो P-प्रकार और N-प्रकार के अर्धचालकों से बना होता है। इन अर्धचालकों के बीच इंटरफेस पर विशेष चालकता वाली एक पतली परत होती है, जिसे आमतौर पर पीएन जंक्शन (पीएन जंक्शन ट्रांजिस्टर) के रूप में जाना जाता है। पीएन जंक्शन दोनों अर्धचालकों में बहुसंख्यक वाहकों के प्रसार का विरोध करता है। जब पीएन जंक्शन पर फॉरवर्ड वोल्टेज लगाया जाता है, तो एनोड से कैथोड तक करंट प्रवाहित होता है। पीएन जंक्शन के भीतर, अल्पसंख्यक और बहुसंख्यक वाहक पुनः संयोजित होते हैं, और अतिरिक्त ऊर्जा प्रकाश के रूप में जारी होती है। एल ई डी इस सिद्धांत के आधार पर इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण प्राप्त करते हैं। अर्धचालक सामग्रियों के भौतिक गुणों के आधार पर, एलईडी पराबैंगनी से लेकर अवरक्त तक विभिन्न तरंग दैर्ध्य और रंगों की रोशनी उत्सर्जित कर सकते हैं।
यह एलईडी के अर्धचालक प्रकाश उत्सर्जित करने वाले सिद्धांत के कारण ही है कि उनमें उच्च दक्षता, लंबी उम्र और पर्यावरण मित्रता जैसे कई फायदे हैं, जो उन्हें सीसीएफएल के लिए एक आदर्श प्रतिस्थापन बनाते हैं।
