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Cos'è un LCD (display a cristalli liquidi)?

LCD (Liquid Crystal Display) è un tipo di display a pannello piatto che utilizza cristalli liquidi nella sua forma primaria di funzionamento. I LED hanno un ampio e vario set di casi d'uso per consumatori e aziende, in quanto possono essere comunemente trovati in smartphone, televisori, monitor di computer e cruscotti.

Gli LCD hanno rappresentato un grande balzo in avanti in termini di tecnologia che hanno sostituito, che include i display a diodi ad emissione luminosa (LED) e a plasma di gas. Gli LCD hanno permesso di avere display molto più sottili dei tubi a raggi catodici (Tubo a raggi X). Gli LCD consumano molta meno energia dei display LED e a gas perché funzionano sul principio di bloccare la luce anziché emetterla. Mentre un LED emette luce, i cristalli liquidi in un LCD producono un'immagine utilizzando una retroilluminazione.

Man mano che gli LCD hanno sostituito le vecchie tecnologie di visualizzazione, hanno iniziato a essere sostituiti da nuove tecnologie di visualizzazione, come gli OLED.


Come funzionano gli LCD

Un display è composto da milioni di pixel. La qualità di un display si riferisce comunemente al numero di pixel; ad esempio, un display 4K è composto da 3840 x2160 o 4096x2160 pixel. Un pixel è composto da tre subpixel; un rosso, un blu e un verde, comunemente chiamatiColore RGB. Quando i subpixel in un pixel cambiano combinazioni di colori, può essere prodotto un colore diverso. Con tutti i pixel su un display che lavorano insieme, il display può creare milioni di colori diversi. Quando i pixel vengono accesi e spenti rapidamente, viene creata un'immagine.

Il modo in cui un pixel viene controllato è diverso in ogni tipo di display; CRT, LED, LCD e i tipi di display più recenti controllano tutti i pixel in modo diverso. In breve, gli LCD sono illuminati da una retroilluminazione e i pixel vengono accesi e spenti elettronicamente mentre si utilizzano cristalli liquidi per ruotare la luce polarizzata. Un filtro di vetro polarizzante è posizionato davanti e dietro tutti i pixel, il filtro anteriore è posizionato a 90 gradi. Tra entrambi i filtri ci sono i cristalli liquidi, che possono essere accesi e spenti elettronicamente.

Gli LCD sono realizzati con una griglia di visualizzazione a matrice passiva o attiva. L'LCD a matrice attiva è anche noto come display a transistor a pellicola sottile (TFT). L'LCD a matrice passiva ha una griglia di conduttori con pixel posizionati a ogni intersezione nella griglia. Una corrente viene inviata attraverso due conduttori sulla griglia per controllare la luce per qualsiasi pixel. Una matrice attiva ha unatransistorlocalizzati in ogni intersezione di pixel, richiedendo meno corrente per controllare la luminanza di un pixel. Per questo motivo, la corrente in un display a matrice attiva può essere accesa e spenta più frequentemente, migliorando il tempo di aggiornamento dello schermo.

Alcuni LCD a matrice passiva hanno una scansione doppia, il che significa che scansionano la griglia due volte con corrente nello stesso tempo impiegato per una scansione nella tecnologia originale. Tuttavia, la matrice attiva è ancora una tecnologia superiore rispetto alle due.

Tipi di LCD

I tipi di LCD includono:

  • Twisted Nematic (TN) - che sono economici e hanno tempi di risposta elevati. Tuttavia, i display TN hanno bassi rapporti di contrasto, angoli di visione e contrasti di colore.
  • Nei display Panel Switching (pannelli IPS), che vantano rapporti di contrasto, angoli di visione e contrasto cromatico decisamente migliori rispetto ai display LCD TN.
  • Pannelli ad allineamento verticale (pannelli VA): sono considerati di qualità intermedia tra i display TN e IPS.
  • Advanced Fringe Field Switching (AFFS): offre le migliori prestazioni rispetto ai display IPS nella gamma di riproduzione dei colori.

LCD contro OLED contro QLED

Gli LCD sono ora superati da altre tecnologie di visualizzazione, ma non sono del tutto relegati al passato. Gli LCD sono stati gradualmente sostituiti dagli OLED, o diodi organici a emissione di luce.

Gli OLED utilizzano un singolo pannello in vetro o plastica, rispetto agli LCD che ne utilizzano due. Poiché un OLED non necessita di retroilluminazione come un LCD, i dispositivi OLED come i televisori sono in genere molto più sottili e hanno neri molto più profondi, poiché ogni pixel in un display OLED è illuminato individualmente. Se il display è per lo più nero in uno schermo LCD, ma solo una piccola parte deve essere illuminata, l'intero pannello posteriore è comunque illuminato, causando perdite di luce sulla parte anteriore del display. Uno schermo OLED evita questo, oltre ad avere un contrasto e angoli di visione migliori e un consumo energetico inferiore. Con un pannello in plastica, un display OLED può essere piegato e ripiegato su se stesso e continuare a funzionare. Ciò può essere visto negli smartphone, come il controverso Galaxy Fold; o nell'iPhone X, che piegherà la parte inferiore del display su se stesso in modo che il cavo a nastro del display possa raggiungere il telefono, eliminando la necessità di una cornice inferiore.

Tuttavia, i display OLED tendono a essere più costosi e possono presentare il fenomeno del burn-in, come accade ai display al plasma.

QLED sta per diodo a emissione di luce quantistica e LED a punti quantici. I display QLED sono stati sviluppati da Samsung e possono essere trovati nei televisori più recenti. I QLED funzionano in modo molto simile agli LCD e possono ancora essere considerati un tipo di LCD. I QLED aggiungono uno strato di pellicola a punti quantici a un LCD, che aumenta notevolmente il colore e la luminosità rispetto ad altri LCD. La pellicola a punti quantici è composta da piccole particelle di semiconduttori cristallini. Le particelle di semiconduttori cristallini possono essere controllate per la loro resa cromatica.

Quando si decide tra un display QLED e uno OLED, i QLED hanno molta più luminosità e non sono influenzati dal burn-in. Tuttavia, i display OLED hanno comunque un rapporto di contrasto migliore e neri più profondi rispetto ai QLED. 




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