Visualizzazioni: 222 Autore: Wendy Publish Time: 2025-02-08 Origine: Sito
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● Componenti di base di uno schermo LCD
● Guarda dettagliata ogni componente
>> 4. Elettrodi
>> 5. Strato di cristallo liquido
>> 7. Matrix Transistor Film (TFT)
● Come funzionano LCD: una spiegazione passo-passo
>> 1. Qual è lo scopo dei filtri polarizzanti in un LCD?
>> 2. In che modo i cristalli liquidi controllano la luminosità di un pixel?
>> 3. Quali sono i diversi tipi di retroilluminazione utilizzate nei LCD?
>> 4. Qual è la funzione dei filtri a colori in un LCD?
>> 5. Che cos'è una matrice TFT e come migliora le prestazioni LCD?
I display di cristalli liquidi (LCD) sono onnipresenti nella tecnologia moderna [3]. Dagli smartphone ai televisori, ai laptop agli orologi digitali, gli schermi LCD sono la tecnologia di visualizzazione dominante [3] [6]. Il loro profilo sottile, il basso consumo energetico (rispetto alle tecnologie più vecchie come i CRT) e la capacità di produrre immagini affilate e luminose li hanno resi indispensabili [6]. Ma cosa c'è esattamente all'interno di uno schermo LCD? Come funziona? Questo articolo approfondisce il Struttura interna e funzione delle schermate LCD , spiegando i componenti e i processi che creano le immagini che vediamo.
Uno schermo LCD è un gruppo complesso di più livelli, ciascuno con una funzione specifica [7]. I componenti principali includono:
- retroilluminazione: la sorgente luminosa per il display [5]. LCD non producono la propria luce; Richiedono una fonte di luce esterna per essere visibile [5].
- Filtri polarizzanti: questi filtri controllano la direzione delle onde luminose, garantendo che la luce passi attraverso lo strato di cristallo liquido in modo controllato [3] [8].
- Substrati di vetro: strati di vetro trasparenti che inseriscono lo strato di cristallo liquido e forniscono una struttura stabile [1] [2].
- Elettrodi: strati conduttivi che applicano un campo elettrico al cristallo liquido, controllando l'orientamento delle molecole di cristalli liquidi [1] [2].
- Strato di cristallo liquido: il cuore dell'LCD, questo strato contiene molecole di cristalli liquidi che cambiano il loro orientamento in risposta a un campo elettrico, modulando il passaggio della luce [1] [5].
- Filtri a colori: questi filtri aggiungono colore all'immagine trasmettendo selettivamente la luce rossa, verde e blu [1] [4].
- Matrix transistor (TFT) (TFT) (in matrice attiva LCDS): un array di transistor che controllano la tensione applicata a ciascun pixel, consentendo un controllo preciso sull'immagine [4] [8].
La retroilluminazione è essenziale perché gli LCD non emettono la luce da soli [5]. La retroilluminazione illumina la luce attraverso gli strati successivi del LCD, rendendo visibile l'immagine. I tipi comuni di retroilluminazione includono:
- LED (diodo che emette la luce): i LED sono il tipo più comune di retroilluminazione nei moderni LCD a causa della loro efficienza energetica, di una lunga durata e dimensioni compatte [4].
- CCFL (lampada fluorescente catodica fredda): i CCFL sono stati utilizzati in LCD più vecchi ma sono ora meno comuni a causa del loro maggiore consumo di energia e della durata della vita più breve.
I filtri polarizzanti sono cruciali per il funzionamento di LCD [3] [8]. Funzionano solo permettendo onde luminose allineate in una direzione specifica da passare attraverso [3]. Un LCD in genere ha due filtri polarizzanti:
- Polarizzatore verticale: questo filtro consente solo alla luce allineata verticalmente di passare attraverso [4].
- Polarizzatore orizzontale: questo filtro consente solo alla luce allineata orizzontalmente di passare attraverso [4].
I polarizzatori sono orientati a 90 gradi tra loro [3]. Quando la luce passa attraverso il primo polarizzatore, viene polarizzata in una direzione. Lo strato di cristallo liquido gira quindi la luce e il secondo polarizzatore consente o blocca la luce in base alla torsione [1].
I substrati di vetro sono strati trasparenti che forniscono una superficie stabile e piatta per gli altri componenti [1] [2]. Questi substrati sono rivestiti con un sottile strato di ossido di stagno indio (ITO), che funge da elettrodo [2] [6]. Lo strato ITO è modellato per creare singoli elettrodi che controllano la tensione applicata al cristallo liquido [2].
Gli elettrodi sono strati conduttivi che applicano un campo elettrico allo strato di cristallo liquido [1] [2]. Controllando la tensione applicata agli elettrodi, l'orientamento delle molecole di cristalli liquidi può essere controllato con precisione [1]. Gli elettrodi sono in genere realizzati in ossido di stagno indio (ITO), un materiale trasparente e conduttivo [2].
Lo strato di cristallo liquido è il cuore dell'LCD [1] [5]. I cristalli liquidi sono sostanze che hanno proprietà tra quelle di un liquido convenzionale e un cristallo solido [5]. Possono fluire come un liquido ma hanno le loro molecole disposte in una struttura ordinata come un cristallo [5].
In un LCD, le molecole di cristallo liquido sono in genere allineate in una configurazione nematica (TN) intrecciata [1]. Quando viene applicato un campo elettrico, le molecole non vacillano, cambiando la polarizzazione della luce che passa attraverso lo strato [1]. Questo cambiamento nella polarizzazione è ciò che consente all'LCD di controllare la luminosità di ciascun pixel [1].
I filtri a colori vengono utilizzati per creare immagini a colori [1] [4]. Ogni pixel su uno schermo LCD è diviso in tre sotto-pixel: rosso, verde e blu (RGB) [4]. Ogni sub-pixel ha un filtro a colori che consente solo alla luce di quel colore di passare attraverso [4]. Controllando la luminosità di ciascun sub-pixel, l'LCD può creare una vasta gamma di colori [4].
Nei LCD a matrice attivi, viene utilizzato un transistor a pellicola sottile (TFT) per controllare la tensione applicata a ciascun pixel [4] [8]. La matrice TFT consente un controllo preciso e rapido di ciascun pixel, con conseguenti immagini più nitide e tempi di risposta più rapidi [8]. I LCD a matrice attivi sono anche noti come TFT-LCDS [4].
1. Illuminazione della retroilluminazione: la retroilluminazione emette luce bianca [5].
2. Polarizzazione: la luce passa attraverso il primo filtro polarizzante, diventando polarizzato in una direzione [3].
3. Modulazione del cristallo liquido: la luce polarizzata passa attraverso lo strato di cristallo liquido, in cui le molecole ruotano la luce in base al campo elettrico applicato [1].
4. Seconda polarizzazione: la luce attorcigliata passa attraverso il secondo filtro polarizzante, che consente o blocca la luce a seconda della quantità di torsione [4].
5. Filtratura dei colori: la luce passa attraverso i filtri a colori, creando sotto-pixel rossi, verdi e blu [1].
6. Formazione dell'immagine: la combinazione dei sub-pixel crea l'immagine finale [4].
Esistono diversi tipi di LCD, ciascuno con i propri vantaggi e svantaggi:
- TN (nematico attorcigliato): i pannelli TN sono il tipo più antico e comune di LCD [1]. Hanno tempi di risposta rapidi ma angoli di visione limitati e accuratezza del colore [1].
- IPS (commutazione in piano): i pannelli IPS offrono angoli di visualizzazione migliori e precisione del colore rispetto ai pannelli TN ma in genere hanno tempi di risposta più lenti.
- VA (allineamento verticale): i pannelli VA offrono elevati rapporti di contrasto e buoni angoli di visione ma possono soffrire di fantasmi o sfocatura in scene in rapido movimento.
Vantaggi:
- Profilo slim: gli LCD sono molto più sottili e più leggeri delle vecchie tecnologie di visualizzazione come CRT [6].
- basso consumo di energia: gli LCD consumano meno potenza di CRT e alcune altre tecnologie di visualizzazione [6].
- Immagini nitide: LCDS può produrre immagini nitide e dettagliate [8].
Svantaggi:
- Angoli di visualizzazione limitati: alcuni LCD, in particolare i pannelli TN, hanno angoli di visualizzazione limitati.
- Requisiti di retroilluminazione: gli LCD richiedono una retroilluminazione, che può aggiungere al costo e alla complessità del display [5].
- Livelli neri: gli LCD possono avere difficoltà a produrre veri colori neri, poiché una certa luce perde sempre attraverso lo strato di cristallo liquido.
Gli schermi LCD sono meraviglie della moderna ingegneria, che combinano più livelli di materiali specializzati per creare le immagini che vediamo ogni giorno. Dalla retroilluminazione che illumina il display ai cristalli liquidi che modulano la luce e i filtri a colori che aggiungono vitalità, ogni componente svolge un ruolo cruciale. Comprendere la struttura interna di uno schermo LCD fornisce un maggiore apprezzamento per la tecnologia che alimenta i nostri dispositivi.
I filtri polarizzanti controllano la direzione delle onde luminose, garantendo che la luce passi attraverso lo strato di cristallo liquido in modo controllato [3] [8]. Funzionano solo permettendo onde luminose allineate in una direzione specifica da passare attraverso [3].
Le molecole di cristalli liquidi cambiano il loro orientamento in risposta a un campo elettrico, modulando la polarizzazione della luce che passa attraverso lo strato [1]. Questo cambiamento nella polarizzazione è ciò che consente all'LCD di controllare la luminosità di ciascun pixel [1].
I tipi comuni di retroilluminazione includono LED (diodo a emissione di luce) e CCFL (lampada fluorescente catodica fredda) [4]. I LED sono il tipo più comune nei LCD moderni a causa della loro efficienza energetica e della lunga durata [4].
I filtri a colori vengono utilizzati per creare immagini a colori [1] [4]. Ogni pixel su uno schermo LCD è diviso in tre sotto-pixel: rosso, verde e blu (RGB) [4]. Ogni sub-pixel ha un filtro a colori che consente solo alla luce di quel colore di passare attraverso [4].
Nei LCD a matrice attivi, viene utilizzato un transistor a pellicola sottile (TFT) per controllare la tensione applicata a ciascun pixel [4] [8]. La matrice TFT consente un controllo preciso e rapido di ciascun pixel, con conseguenti immagini più nitide e tempi di risposta più rapidi [8]. I LCD a matrice attivi sono anche noti come TFT-LCDS [4].
[1] https://www.sindadisplay.com/index.php/knowledge/lcddisplayinternalstructure.html
[2] https://www.britannica.com/technology/liquid-crystal-display
[3] https://www.wiltronics.com.au/wiltronics-knowledge-base/how-lcd-works-guide/
[4] https://www.ornatapixels.com/2024/01/lcd-how-tft-lcd-works.html
[5] https://riverdi.com/blog/understanding-lcd-how-do-lcd-screens-work
[6] https://www.circuitstoday.com/liquid-crystal-displays-LCD WORKKING
[7] https://www.xenarc.com/lcd-technology.html
[8] https://www.techtarget.com/whatis/definition/lcd-liquid-crystal-display
