LCD (Liquid Crystal Display) è un tipo di display a schermo piatto che utilizza cristalli liquidi nella sua forma primaria di funzionamento. I LED hanno un ampio e variegato set di casi d’uso per i consumatori e le aziende, in quanto possono essere comunemente trovati in smartphone, televisori, monitor di computer e pannelli di strumenti.
Gli LCD sono stati un grande salto in termini di tecnologia che hanno sostituito, che includono i display a diodi emettitori di luce (LED) e al gas-plasma. Gli LCD hanno permesso ai display di essere molto più sottili della tecnologia a tubo catodico (CRT). Gli LCD consumano molta meno energia dei display a LED e a gas perché funzionano sul principio di bloccare la luce piuttosto che emetterla. Dove un LED emette luce, i cristalli liquidi in un LCD producono un’immagine usando una retroilluminazione.
Quando gli LCD hanno sostituito le vecchie tecnologie di visualizzazione, gli LCD hanno cominciato ad 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; per esempio, un display 4K è composto da 3840 x2160 o 4096×2160 pixel. Un pixel è composto da tre subpixel: un rosso, un blu e un verde, comunemente chiamati RGB. Quando i subpixel in un pixel cambiano le combinazioni di colore, può essere prodotto un colore diverso. Con tutti i pixel di un display che lavorano insieme, il display può produrre milioni di colori diversi. Quando i pixel vengono rapidamente accesi e spenti, viene creata un’immagine.
Il modo in cui un pixel è controllato è diverso in ogni tipo di display; CRT, LED, LCD e i nuovi tipi di display controllano tutti i pixel in modo diverso. In breve, gli LCD sono illuminati da una retroilluminazione, e i pixel sono accesi e spenti elettronicamente mentre si usano cristalli liquidi per ruotare la luce polarizzata. Un filtro di vetro polarizzante è posto davanti e dietro tutti i pixel, il filtro anteriore è posto a 90 gradi. Tra i due filtri ci sono i cristalli liquidi, che possono essere accesi e spenti elettronicamente.
Gli LCD sono fatti sia con una matrice passiva che con una griglia di visualizzazione a matrice attiva. L’LCD a matrice attiva è anche conosciuto come display TFT (thin film transistor). L’LCD a matrice passiva ha una griglia di conduttori con pixel situati in ogni intersezione della griglia. Una corrente viene inviata attraverso due conduttori sulla griglia per controllare la luce per ogni pixel. Una matrice attiva ha un transistor situato ad ogni intersezione di pixel, che richiede 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 doppia scansione, il che significa che scansionano la griglia due volte con la corrente nello stesso tempo che ci voleva per una scansione nella tecnologia originale. Tuttavia, la matrice attiva è ancora una tecnologia superiore tra le due.
Tipi di LCD
I tipi di LCD includono:
- Twisted Nematic (TN)- che sono poco costosi pur avendo alti tempi di risposta. Tuttavia, i display TN hanno bassi rapporti di contrasto, angoli di visione e contrasti di colore.
- In Panel Switching displays (IPS Panels)- che vantano rapporti di contrasto, angoli di visione e contrasto di colore molto migliori rispetto agli LCD TN.
- Vertical Alignment Panels (VA Panels)- che sono visti come una qualità media tra i display TN e IPS.
- Advanced Fringe Field Switching (AFFS) – che è un top performer rispetto ai display IPS nella gamma di riproduzione dei colori.
LCD vs OLED vs QLED
LCD sono ora superati da altre tecnologie di visualizzazione, ma non sono completamente rimasti nel passato. Gli LCD sono stati gradualmente sostituiti dagli OLED, o diodi organici ad emissione di luce.
Gli OLED usano un singolo pannello di vetro o plastica, rispetto agli LCD che ne usano due. Poiché un OLED non ha bisogno di una retroilluminazione come un LCD, i dispositivi OLED come i televisori sono tipicamente 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 ha bisogno di essere illuminata, l’intero pannello posteriore è ancora illuminato, portando alla perdita di luce sulla parte anteriore del display. Uno schermo OLED evita questo, oltre ad avere un miglior contrasto e angoli di visione e un minor consumo energetico. Con un pannello di plastica, un display OLED può essere piegato e ripiegato su se stesso e continuare a funzionare. Questo 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 ad essere più costosi e possono soffrire di burn-in, come fanno i display al plasma.
QLED sta per quantum light-emitting diode e quantum dot LED. I display QLED sono stati sviluppati da Samsung e si possono trovare nei televisori più recenti. I QLED funzionano in modo molto simile agli LCD, e possono ancora essere considerati come un tipo di LCD. I QLED aggiungono uno strato di film di punti quantici a un LCD, che aumenta il colore e la luminosità in modo drammatico rispetto ad altri LCD. La pellicola di punti quantici è composta da piccole particelle semiconduttrici di cristallo. Le particelle semiconduttrici di cristallo possono essere controllate per la loro resa di colore.
Quando si decide tra un QLED e un display OLED, i QLED hanno molta più luminosità e non sono affetti da burn-in. Tuttavia, i display OLED hanno ancora un miglior rapporto di contrasto e neri più profondi dei QLED.