Il display a cristalli liquidi (LCD) è una delle tecnologie più utilizzate per gli schermi dell'elettronica di consumo e delle applicazioni industriali. Si tratta di un tipo di schermo piatto che utilizza le proprietà di modulazione della luce dei cristalli liquidi per produrre immagini. Gli LCD sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni come televisori, monitor di computer, orologi digitali, telefoni cellulari, console di gioco e altro ancora.
Gli LCD funzionano manipolando le proprietà di modulazione della luce dei cristalli liquidi. I cristalli liquidi sono molecole sospese in un fluido che possono essere allineate in diverse direzioni. Quando una corrente elettrica viene applicata a un cristallo liquido, influisce sulla direzione delle molecole e quindi altera la quantità di luce che passa attraverso il display.
Gli LCD presentano molti vantaggi rispetto ad altre tecnologie di visualizzazione come i tubi a raggi catodici (CRT). Sono molto più sottili e leggeri dei CRT, il che li rende più adatti ai dispositivi portatili. Inoltre, consumano molta meno energia, il che li rende più efficienti dal punto di vista energetico. Inoltre, hanno un tempo di risposta molto più rapido, che li rende adatti alle applicazioni ad alta velocità.
Esistono diversi tipi di LCD. I più comuni sono gli LCD TN (Twisted-Nematic), che hanno un tempo di risposta veloce ma angoli di visione ridotti. Gli LCD a commutazione di piano (IPS) hanno angoli di visione migliori e una maggiore precisione dei colori, ma un tempo di risposta più lento. Esistono anche altri tipi di LCD, come quelli ad allineamento verticale multidominio (MVA) e super in-plane switching (S-IPS).
Oltre allo strato di cristalli liquidi, un LCD è costituito da diversi altri componenti. Tra questi, la retroilluminazione, il polarizzatore, il filtro del colore, l'array di transistor e altri ancora. A seconda del tipo di LCD, questi componenti possono essere combinati o utilizzati separatamente.
Gli LCD sono utilizzati in un'ampia gamma di prodotti elettronici di consumo. Sono utilizzati in televisori, monitor di computer, fotocamere digitali, smartphone, console di gioco e altro ancora. Vengono utilizzati anche in applicazioni industriali come l'imaging medico, i display per la strumentazione e altro ancora.
L'uso degli LCD ha anche permesso lo sviluppo di dispositivi indossabili come gli smartwatch e gli occhiali per la realtà aumentata. Questi dispositivi sfruttano il fattore di forma ridotto e il basso consumo energetico degli LCD per fornire un display utile in un fattore di forma conveniente.
Sebbene gli LCD siano ampiamente utilizzati, presentano alcuni svantaggi. Uno dei principali è rappresentato dai limitati angoli di visualizzazione e dalla precisione dei colori. Un altro problema è il tempo di risposta lento, che può causare sfocature di movimento. Inoltre, gli LCD non sono molto adatti all'uso all'aperto a causa della loro bassa luminosità.
La tecnologia LCD è diventata onnipresente in molte applicazioni di elettronica di consumo e industriali. Sebbene presenti alcuni svantaggi, i suoi vantaggi, come il basso consumo energetico, il fattore di forma sottile e il rapido tempo di risposta, la rendono una scelta popolare per molte applicazioni.
Gli LCD sono costituiti da due pezzi di vetro polarizzato che contengono uno strato di cristalli liquidi. I cristalli si allineano in un modo particolare quando viene applicata l'elettricità e bloccano la luce che passa attraverso di essi.
Un display LCD è costituito da un pannello di vetro con un elettrodo trasparente e un filtro polarizzatore. Il pannello di vetro è ricoperto da un sottile strato di cristalli liquidi e l'elettrodo trasparente viene utilizzato per applicare un campo elettrico ai cristalli liquidi. Il filtro polarizzatore permette alla luce di passare attraverso il cristallo liquido e il campo elettrico controlla l'orientamento delle molecole del cristallo liquido.
I cristalli LCD sono costituiti da minuscole molecole disposte secondo uno schema specifico. Quando l'elettricità viene applicata ai cristalli, questi cambiano forma e permettono il passaggio della luce. Questo cambiamento di forma crea le immagini che vediamo su uno schermo LCD.
Gli LCD utilizzano una varietà di cristalli, tra cui cristalli liquidi, cristalli elettro-ottici e cristalli piezoelettrici. Ogni tipo di cristallo ha proprietà uniche che lo rendono adatto all'uso negli LCD. I cristalli liquidi, ad esempio, sono noti per la loro capacità di cambiare forma in risposta a un campo elettrico. Questa proprietà viene sfruttata negli LCD per creare le immagini che vediamo sullo schermo. I cristalli elettro-ottici, invece, sono noti per la loro capacità di cambiare il loro indice di rifrazione in risposta a un campo elettrico. Questa proprietà viene utilizzata negli LCD per controllare la quantità di luce in grado di passare attraverso il cristallo, che a sua volta determina la luminosità dell'immagine sullo schermo. Infine, i cristalli piezoelettrici sono noti per la loro capacità di cambiare forma in risposta a un campo elettrico. Questa proprietà viene utilizzata negli LCD per creare il suono che sentiamo quando interagiamo con il dispositivo.
La differenza principale tra i display LCD e AMOLED è che gli schermi LCD utilizzano una retroilluminazione per illuminare i pixel, mentre i display AMOLED non la utilizzano. Gli schermi LCD hanno un ulteriore strato di pellicola polarizzante e una soluzione a cristalli liquidi tra i pixel, mentre gli schermi AMOLED hanno una sottile pellicola di composti organici che emettono luce quando viene applicata una corrente elettrica. Ciò rende gli schermi AMOLED più efficienti dal punto di vista energetico e consente di ottenere livelli di nero più profondi.