Gli schermi con retroilluminazione a Led si stanno affermando in un numero sempre crescente di impieghi industriali. Sharp presenta ora il primo modello di schermo tattile a sfioramento con retroilluminazione a Led. In totale, la serie di Lcd industriali con retroilluminazione a Led comprende ora nove schermi con diagonali da 2,5 a 23". Uno dei vantaggi principali della retroilluminazione a Led è la sua robustezza meccanica rispetto a quella ottenibile con le convenzionali lampade fluorescenti a catodo freddo (Ccfl). Questa è un'altra buona ragione per cui Sharp usa la retroilluminazione a Led anche per i cosiddetti Lcd Strong2, realizzati per resistere a carichi meccanici particolarmente elevati e funzionare a temperature estremamente basse.
Lo schermo tattile come interfaccia uomo-macchina resiliente
Insieme a uno schermo tattile a sfioramento di tipo adatto, gli Lcd con retroilluminazione a Led rappresentano una base eccellente per interfacce uomo-macchina resilienti. Come primo modello della serie di schermi industriali con retroilluminazione a Led, la Sharp ha equipaggiato l'Lcd da 5,7" con uno schermo tattile resistivo a sfioramento integrato direttamente del telaio del modulo dell'Lcd e unito al pannello Lcd senza nessuna intercapedine. Il vantaggio consiste nelle eccellenti caratteristiche ottiche: con 320 cd/m2 il nuovo modulo da 5,7" offre la massima luminosità con un contrasto di 500:1 rispetto agli altri schermi tattili a sfioramento. Nello stesso tempo, lo spessore ridotto dell'Lcd con tecnologia a transistor a film sottile lo rende anche estremamente attraente. Con uno spessore di montaggio di soli 13,8 mm, lo schermo tattile a sfioramento è più spesso di soli 1,4 mm della versione (LQ057Q3DG02) non a sfioramento. Come per l'LQ057Q3DG01, è caratterizzato da elevata resilienza meccanica e, sopratutto, da un'ampia gamma di temperature di funzionamento che va da -30 °C a +70 °C. Le temperature di funzionamento degli schermi tattili a sfioramento convenzionali vanno generalmente da 0 °C a circa 50 °C. Grazie alla tecnologia resistiva, lo schermo tattile a sfioramento funziona non solo se si tocca che le mani nude, ma anche con mani guantate e penne. Si tratta di un vantaggio decisivo in caso di uso a basse temperature, ad esempio con apparecchiature mobili di prova e misura utilizzate all'esterno. Altri possibili impieghi comprendono, tra l'altro, unitê di controllo per macchine da costruzione, agricole e forestali, stabilimenti industriali e sistemi di diagnosi e monitoraggio nel settore sanitario e dei servizi di soccorso.
La dissipazione del calore
Gli Lcd industriali con retroilluminazione a Led richiedono una dissipazione di calore particolare, specialmente in caso di temperature ambiente elevate. I Led sono particolarmente adatti per la retroilluminazione con basse temperature ambiente; tra i punti di forza ricordiamo le straordinarie caratteristiche di risposta immediata. Le Ccfl emettono la massima luminosità solo quando hanno raggiunto la normale temperatura di funzionamento. Anche a temperatura ambiente, questo può richiedere alcuni minuti. I Led, invece raggiungono la massima luminosità quasi immediatamente, non appena vengono alimentati con la tensione di esercizio. La luminosità può essere regolata in tutta la gamma, a partire da zero volt fino alla massima tensione di esercizio senza effetti negativi sulla durata della retroilluminazione. Il loro funzionamento non risente delle basse temperature ambiente - è invece proprio l'opposto: temperature ambiente notevolmente inferiori al valore standard di 25 °C allungano la vita utile dei Led a oltre 50.000 ore. La difficoltà nella realizzazione di schermi industriali con retroilluminazione a Led consiste piuttosto nel funzionamento a temperature ambiente più elevate. Rispetto alle Ccfl, attualmente i Led richiedono ancora una maggiore dissipazione di calore in quanto producono una quantità di calore notevolmente maggiore rispetto a quella delle Ccfl di luminosità paragonabile. A temperature ambiente notevolmente superiori a quella standard, è più difficile dissipare la maggiore quantità di calore, che si può accumulare all'interno dello schermo, pregiudicando il funzionamento degli Lcd e della retroilluminazione. Molti produttori di schermi, tuttavia, si limitano a sostituire la cartuccia con le Ccfl con un inserto a Led. Poichè questo non ha un collegamento diretto con l'involucro esterno del pannello, è difficile dissipare il calore. Ne risulta spesso un accumulo di calore nella zona della retroilluminazione che può danneggiare i cristalli liquidi, il filtro dei colori e, non ultimi, gli stessi Led. Gli Lcd convenzionali con retroilluminazione a Led sono pertanto realizzati solo per una temperatura massima relativamente inferiore e hanno un ciclo di vita più breve rispetto a quello della loro variante con Ccfl. Non è questo il caso degli schermi industriali con retroilluminazione a Led realizzati dalla Sharp: grazie al loro involucro, appositamente sviluppato per la retroilluminazione a Led, esiste un accoppiamento termico diretto tra il gruppo di retroilluminazione e le parti meccaniche del modulo dell'Lcd. Il calore superfluo generato dai Led viene quindi trasferito per conduzione sul lato posteriore esterno del pannello, dove puÿ essere facilmente dissipato nell'ambiente. Questo principio può essere applicato agli Lcd per impieghi industriali di ogni dimensione. Dopo la positiva presentazione di un primo schermo da 10,4" con retroilluminazione a Led nella primavera del 2008, Sharp ha rapidamente ampliato la sua gamma di schermi industriali con retroilluminazione a Led. Oggi, la linea comprende nove schermi con diagonali da 2,5 a 23". Come tutti gli schermi della serie, le nuove varianti con retroilluminazione a Led della Sharp sono quindi pienamente conformi alle specifiche industriali con un ciclo di vita che arriva a 50.000 ore. Per i moduli Strong2, l'intervallo standard delle temperature di funzionamento va da -30 °C a 80 °C. Gli Lcd con retroilluminazione a Led offrono la brillanza tipica degli schermi Sharp con angoli di visibilitê che arrivano a 160° in tutte le direzioni, 262.144 colori e uno speciale rivestimento antiriflesso. I nuovi Lcd a tecnologia Tft sono quindi particolarmente adatti per impieghi gravosi con rapide variazioni della luce esterna, come ad esempio nel caso delle macchine forestali, agricole e da costruzione e dei mezzi da trasporto.
Effetti collaterali desiderabili
Oltre all'elevata resilienza meccanica e alla pronta risposta alle basse temperature, la retroilluminazione a Led offre ulteriori vantaggi grazie alla tecnologia impiegata. In primo luogo i Led non contengono mercurio e quindi, a differenza delle Ccfl, rispettano in pieno di requisiti della direttiva Rohs. Anche se è stata fatta un'eccezione per le lampade tubolari finchè non saranno disponibili prodotti sostitutivi adeguati, la concorrenza diventa sempre più accesa con l'aumentare della luminosità dei Led. Secondo: i Led funzionano in modo soddisfacente con una bassa tensione continua, normalmente non superiore a 30 volt. Questo significa che gli inverter ad alta tensione che servono per le Ccfl non sono più necessari, cosa che costituisce un ulteriore vantaggio. Per prima cosa gli schermi con retroilluminazione a Led creano minori interferenze elettromagnetiche - gli inverter ad alta tensione possono interferire con il resto dell'elettronica perchè generano campi magnetici alternati e spesso causano un rumore che non si verifica con le tensioni continue. Inoltre, il fatto che gli inverter non siano più necessari riduce la complessità del sistema, in particolare poichè l'uso di alte tensioni impone in tutto il mondo il rispetto di severi requisiti nel progetto dei dispositivi. Infine, nel caso di applicazioni speciali, ad esempio in particolari zone in cui possono verificarsi facilmente esplosioni (zone con atmosfera esplosiva) non è possibile usare alte tensioni, quindi gli schermi con retroilluminazione a Ccfl non sono ammessi, o le unitê di attivazione con schermi con retroilluminazione a Ccfl dovrebbero trovarsi in un luogo distante da tali zone.
Un futuro luminoso
Gli schermi industriali con retroilluminazione a Led rappresentano nuovi importanti modelli che vanno a completare la gamma esistente di Lcd industriali con retroilluminazione a Ccfl. Le due varianti sono destinate ad aree di applicazione diverse. La retroilluminazione a Led è vantaggiosa rispetto a quella realizzata con le lampade fluorescenti a catodo freddo convenzionali particolarmente in quei casi in cui è importante disporre di una notevole resistenza meccanica, evitare l'uso di mercurio e garantire protezione dalle esplosioni. Grazie alle loro collaudate caratteristiche e all'eccellente rapporto costo-efficienza gli schermi con Ccfl continuano a rappresentare una buona scelta per un'ampia gamma di applicazioni in settori industriali quali quello della retroilluminazione. In particolare, le Ccfl sono ideali per la retroilluminazione nel caso in cui gli Lcd sono esposti alte temperature ambiente per lunghi periodi di tempo.
La retroilluminazione a Led è destinata a essere usata negli schermi industriali e migliora continuamente. C'è ancora spazio per ulteriori miglioramenti delle caratteristiche complessive rispetto a quelle della retroilluminazione con Ccfl - soprattutto gli Lcd con retroilluminazione a Ccfl rappresentano l'alternativa più economica. Il punto di pareggio tra i costi degli Lcd industriali con retroilluminazione a Ccfl e a Lcd sarà raggiunto tra tre o quattro anni. Tuttavia, coloro che giê oggi hanno scelto la nuova tecnologia di retroilluminazione per ragioni particolari, come la protezione dalle esplosioni, devono accertarsi che il telaio dei moduli degli Lcd sia appositamente realizzato per la retroilluminazione a Led e disponga di un collegamento termico diretto tra il gruppo di retroilluminazione e l'involucro per evitare surriscaldamenti. Come nel caso dei modelli Sharp, gli Lcd con retroilluminazione a Led possono raggiungere il lungo ciclo di vita richiesto dall'industria solo se è possibile dissipare nell'ambiente attraverso l'involucro il maggior calore superfluo generato dai Led. Nel lungo termine, anche i Led si svilupperanno fino a rappresentare una valida alternativa per la retroilluminazione di schermi per l'industria. Grazie al loro uso in un sempre maggior numero di applicazioni di massa (Tv Lcd, illuminazione in generale, luci per veicoli, ecc.), i costi di produzione dei Led stanno scendendo. Contemporaneamente, c'è da aspettarsi che la luminositê dei diodi aumenterê ancora, cosicchè i requisiti di alimentazione degli schermi con retroilluminazione a Led si ridurranno sensibilmente, al pari dell'entitê della dissipazione del calore dallo schermo.
Lcd per condizioni estreme
Le condizioni estreme richiedono una realizzazione particolare degli Lcd: gli schermi industriali Sharp della serie Strong2 sono destinati all'uso in un più ampio intervallo di temperature, da -30 °C a 80 °C, e sono progettati per sopportare carichi meccanici particolarmente elevati. I nuovi materiali e la progettazione ottimizzata del display a cristalli liquidi assicurano un idoneo assorbimento di urti e vibrazioni. A differenza degli altri schermi, l'elettronica non è fissata rigidamente al telaio, ma "fluttua" liberamente nell'involucro. Inoltre, il vetro è protetto da ammortizzatori in plastica su entrambi i lati. L'involucro del gruppo di retroilluminazione è stato anche ottimizzato per fissare meglio gli elementi luminosi - siano essi Led o Ccfl. Quindi, l'involucro e il materiale a prova d'urto assorbono direttamente la maggior parte degli urti. Con gli Lcd Strong2, anche l'elettronica di controllo è stata appositamente progettata per sopportare carichi meccanici elevati. Sia accesi sia spenti, questi Lcd speciali con tecnologia Tft possono sopportare accelerazioni fino a 19,6 m/s2 in una prova di resistenza alle vibrazioni da 57 a 500 kHz. Nella prova standard di resistenza agli urti, gli schermi possono resistere a cadute con accelerazioni fino a 98,1 m/s2 se in modalità di funzionamento ma non attivati; quando sono spenti possono sopportare accelerazioni fino a 490 m/s2.
L'intervallo di temperature esteso da -30 a +80 °C, in modalità di funzionamento o meno, è assicurato principalmente da speciali polarizzatori e materiali dei cristalli liquidi. Quindi, gli schermi industriali Sharp non sono solo destinati all'uso nelle sale degli stabilimenti; sono anche l'ideale per numerose applicazioni all'aperto, come terminali per informazioni, punti di vendita, apparati di misura, display per distributori di carburante, ecc.
