Funzionamento di un monitor LCD

un'applicazione delle proprietà di trasmissione della luce dei cristalli liquidi scoperte nel 1888 da Frederich Reinitzer. Se portati allo stato nematico, ovvero filiforme, i cristalli tendono ad allinearsi spontaneamente tra loro e a collocarsi seguendo le scanalature di una superficie. L'elemento primo di un pannello LCD è un insieme di sette strati fondamentali. Al centro vi sono due superfici scanalate, disposte a 90° tra loro, contenenti al loro interno lo strato di cristalli liquidi. La luce che attraversa lo schermo tende a seguire l'andamento dei cristalli che vengono controllati tramite il campo elettrico applicato a delle celle contenitrici che permettono ai cristalli di disporsi secondo le direzioni del campo stesso e di deviare in questo modo le onde luminose per formare le immagini. La colorazione delle immagini avviene utilizzando un insieme di tre sub-pixel, uno per ogni colore primario verde, rosso e blu (RGB), con un transistor per il loro controllo. In un monitor da 17 pollici con risoluzione di 1280 x 1024 pixel, si trovano al suo interno quasi quattro milioni di transistor.

Prima che il campo elettrico sia applicato, la luce può passare attraverso l'intera struttura, e, a parte una piccola parte di luce assorbita dai polarizzatori, l'apparecchio risulta trasparente. Quando il campo elettrico viene attivato le molecole del liquido si allineano parallelamente al campo elettrico, limitando la rotazione della luce entrante. Se i cristalli sono completamente allineati col campo, la luce che vi passa attraverso è polarizzata perpendicolarmente al secondo polarizzatore, e quindi è bloccata del tutto. Il pixel apparirà non illuminato. Controllando la torsione dei cristalli liquidi in ogni pixel, si può controllare quanta luce far passare, corrispondentemente illuminando il pixel.
funzionamento LCD - twisted nematic

Lo schema di funzionamento fin qui esposto prende il nome di Twisted Nematic ed è alla base della stragrande maggioranza dei pannelli LCD moderni. L'evoluzione di questa tecnologia ha portato alla ricerca di un sistema per la visione dell'immagine anche ad angolazioni prossime ai 180° (per merito di Fujitsu) chiamato MVA (Multi-domain Vertical Alignment) che consiste nel suddividere le celle in domini entro i quali i cristalli vengono forzati ad allinearsi in modo differente tra loro. Da parte sua Samsung ha sviluppato poi il PVA (Patterned Vertical Alignment) che in pratica ricalca e migliora quella precedente. A differenza del twisted nematic le altre due tecnologia costruttive obbligano i cristalli a disporsi in maniera opposta a quanto avveniva in precedenza così da guadagnarne in termini di contrasto.

Quando acquistiamo uno schermo LCD dobbiamo fare attenzione, quindi, sia alla tecnologia utilizzata per la costruzione, cosa che ci permette di comprendere oggettivamente come lo schermo permetta di visualizzare le immagini e l'angolo di visione delle stesse, sia il tempo di risposta che lo schermo impiega per modificare lo stato dei propri cristalli passando dallo stato spento a quello acceso e di nuovo spento. Questo parametro formale che indica la qualità dello schermo e la fluidità da esso prodotte è normato dallo standard ISO 13406-2. Più è basso il tempo di risposta (mediamente un buon tempo è di 5-10 ms) più le immagini saranno fluide e la riproduzione di video e giochi sarà migliore. Un aumento significativo alle prestazioni in termini del tempo di risposta dei pannelli LCD è giunto con l'introduzione della cosiddetta Overdrive sviluppata da NEC. Con questa tecnologia il cambio di colore non avviene più a tensioni costanti ma variabili in termini di overvolt.

Ultimamente ha fatto il suo ingresso anche una nuova tecnologia per rendere maggiormente incisivi i colori e aumentare di conseguenza il contrasto. Viene comunemente chiamata CrystalBrite e in pratica consiste nell'applicazione di una sottile pellicola applicata allo strato esterno del pannello allo scopo di filtrare la luce prodotta e di rifrangere quella esterna con angolature differenti in modo da non abbagliare l'utilizzatore. Il principio inverso viene applicato nell'Ultra Bryte che consente un assorbimento della luce esterna. Quest'ultima risulta comunque molto fastidiosa proprio per la generazione di riflessi in ambienti ampiamente illuminati, quindi sarebbe sconsigliabile comprare uno schermo che dovrà essere utilizzato principalmente in ufficio o per lavoro che non abbia Ultra Bryte.

Per l'acquisto di uno schermo sarebbe anche buona norma la certificazione TCO 03 che consente di stare certi che il prodotto rispetta gli standard produttivi migliori in termini di prestazioni e di ergonomia rispettando l'ambiente. Una cosa che pochi sanno è che fra le norme del TCO vi è anche l'adozione di colori chiari per la cornice dello schermo, cosa che consente un maggiore riposo per la vista.

TFT

Per gli schermi ad alta risoluzione, come i monitor per computer, si usa un sistema a matrice attiva. In questo caso lo schermo LCD contiene una sottile pellicola di transistor (Thin Film Transistor - TFT). Questo dispositivo memorizza lo stato elettrico di ogni pixel dello schermo mentre gli altri pixel vengono aggiornati. Questo metodo permette di ottenere immagini molto più luminose e nitide rispetto agli LCD tradizionali.

La durata media degli schermi LCD si attesta al giorno d'oggi intorno alle 50.000 ore. Questo fatto, unitamente alla notevole flessione dei prezzi, rende questa tecnologia un'alternativa agli schermi a tubo catodico.

http://it.wikipedia.org/wiki/Schermo_a_cristalli_liquidi